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近年来,电动汽车、太阳能发电等新能源行业不断的发展,对蓄电池的使用也越来越多,要求也越来越高,蓄电池的充放电技术成为电力电子的热门研究领域。无论是对蓄电池的充电还是放电,都要涉及到电网和负载之间的能量的转换,所以双向AC-DC-DC变换器技术是对蓄电池充放电的关键技术,可以运用在应急电源、电池化成分容、电池组充放电循环测试、BMS检测、逆变器等。双向充放电设备,较传统单向设备,实现了电压并网,能量可回馈,在电池放电时,节约了能源。锂电池充放电设备将朝着高效率、高频、小型化发展。本文围绕电池的充放电系统实现功率因数校正技术和高精度恒流技术进行了研究,主要内容如下:(1)本文研究的多级式单相AC-DC-DC双向电源分为三级,前级双向ACDC变换器实现PFC功能,将220.00V交流电整流成400.00V母线电压,同时提高功率因数,降低谐波。中级隔离型双向DC-DC变换器将母线电压功率变换到直流12.00V,同时实现电气隔离,将后级与前级电网隔离开,保护设备。后级非隔离双向DC-DC变换器将直流电压12.00V功率变换到直流电压5.00V,实现电流高精度,从而给锂电池充电。反之,锂电池放电过程是升压过程。本文着重研究了此系统的前级双向AC-DC变换器和后级非隔离双向DC-DC变换器。(2)研究了应用于电池充放电设备的系统框架,对单相双向AC-DC-DC变换器拓扑进行选择。(3)研究了前级单相全桥主电路拓扑结构,详细对全桥电路工作模式进行了分析,研究了基于SPWM驱动方式实现能量双向流动。为实现功率因数校正技术对其控制策略进行对比分析,基于平均电流法的电压电流双闭环PI控制算法,实现稳压输出。研究了后级半桥同步整流电路拓扑结构,对其能量双向流动原理进行分析,为实现高精度恒流输出,采用两级LC滤波电路。由技术参数,计算出主电感,主电容的值。(4)重点对基于平均电流法的电压电流双环控制进行分析,运用PSIM仿真软件对前级全桥电路进行了仿真,测的输入电流THD=3.18%,电路PF=0.9946,实现了功率因数校正,输出电压也较恒定。(5)对后级半桥电路控制策略进行分析,采用电压外环电流内环双闭环控制策略,实现对电池的充放电,将单级LC滤波电路和两级LC滤波运用PSIM仿真软件分别进行仿真分析,得出两级LC滤波电路具有很好的恒流效果,输出电流误差在50m A。(6)做出基于DSP的样机,采用了TI公司的C2000系列的定点型TMS320F28035和浮点型TMS320F28335为核心控制器,分别设计了一套5.00KW双向AC-DC变换器和一套300.00W非隔离双向DC-DC变换器。给出了相关硬件的设计,包括对MCU的选型、开关管的选型、辅助电源设计以及一些信号采样电路的设计。(7)介绍了相关软件的开发过程,以及实际的硬件测试结果分析,得出前级电路满功率下PF=0.993,输入电流THD=6.7%,后级电路恒流精度万分之五。