双向DC-DC直流变换器设计优化

李金彦

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双向DC-DC直流变换器设计优化

首发时间：2025-04-03

李金彦 ¹
李金彦（1982—），男，副教授，主要研究方向为机电一体化技术，ljy_dz2007@126.com

1、宁夏工商职业技术学院电气与控制工程学院，银川 750021

摘要：针对双向DC-DC直流变换器充电模式效率低、电流控制精度不高的问题，对双向DC-DC直流变换器的电池储能装置进行优化设计。该装置包括双向DC-DC主电路、测控电路和辅助电源，主电路拓扑为同步整流式非隔离型降压/升压（BUCK/BOOST）电路，采用STM32F103ZET6作为核心控制器，应用软件补偿网络、数字校准技术和比例-积分-微分（proportional-integral-derivative，PID）数字闭环控制技术，实现能量的双向流动。测试结果表明，优化后装置充电模式转换效率高达95%，电流控制精度低于1%，电流变化率低于1%，放电模式转换效率高达96%，大大提高了电能转换效率和电流控制精度。

关键词： DC-DC变换器 BUCK/BOOST PID数字闭环转换效率

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Design optimization of bidirectional DC-DC DC converter

LI Jinyan ¹
李金彦（1982—），男，副教授，主要研究方向为机电一体化技术，ljy_dz2007@126.com

1、Ningxia Vocational Technical College of Industry and Commerce, Yinchuan 750021

Abstract：As a countermeasure to the problems of low charging mode efficiency and low current control accuracy in bidirectional DC-DC converters, an optimized design of the battery energy storage device for bidirectional DC-DC converters was proposed. The device includes a bidirectional DC-DC main circuit, a measurement and control circuit, and an auxiliary power supply. The main circuit topology was a synchronous rectifier non isolated buck/boost (BUCK/BOOST) circuit and STM32F103ZET6 was employed as the core controller. Bidirectional energy flow was achieved via applying software compensation network, digital calibration technology, and proportional-integral-derivative (PID) digital closed-loop control technology. The results show that the charging mode conversion efficiency is as high as 98%, the current control accuracy is not less than 3%, the current change rate is not greater than 1%, and the discharge mode conversion efficiency is as high as 97%. The optimization of the device greatly improves the efficiency of energy conversion and the accuracy of current control.

Keywords： DC-DC converter BUCK/BOOST PID digital closed-loop conversion efficiency

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李金彦. 双向DC-DC直流变换器设计优化[EB/OL]. 北京：中国科技论文在线 [2025-04-03]. https://www.paper.edu.cn/releasepaper/content/202504-34.

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论文编号	202504-34
论文题目	双向DC-DC直流变换器设计优化
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