锂离子电池化成即对其进行多次充放电,以形成电池的充放电性能和容量,这是锂离子电池生产过程中的重要工序。化成系统是对锂电池成批、分别独立的恒流恒压充电和恒流放电,并对每个电池的化成过程进行控制和管理。因此,化成过程是一个复杂的工艺过程。目前国内化成大多数采用传统的化成装置,存在功率因数低、效率不高等;其在化成过程中的放电电能通过电阻放电方式消耗,从而造成能量的浪费。本文在分析锂离子电池化成设备应用和研究现状的基础上,指出了传统系统存在的问题,提出了以DSP为核心的化成系统控制方案。主要内容有基于DSP处理器控制器设计,单相PWM整流器、双向DC/DC变换器设计及控制算法设计等。针对化成设备功率因数低,能量浪费的问题,设计了单相电压型PWM整流器,以提高其功率因数和实现能量回馈。采用双极性PWM调制方法,建立其数学模型。提出了一种基于旋转坐标变换的前馈解耦和负载电流前馈补偿的新型PWM控制算法。并用MATLAB/Simulink进行了仿真分析,结果表明其能工作在整流和逆变两个状态,且性能稳定,抗扰能力强,能在近单位功率因数下运行,验证了控制策略的正确性和可行性。其次给出了双向DC/DC变换器电路拓扑结构,设计了双向DC/DC变换器的硬件电路和参数。详细分析了其在充、放电两种工作状态下的四个工作模态,并设计了变换器的充放电控制算法。最后,设计了DSP系统的控制软件。利用半实物仿真平台搭建了实验电路,得出了相关实验波形。实验结果表明,本文设计的软硬件方案可以较好地实现整流和逆变,并可控制其运行于单位功率因数下,实现了锂离子电池的高效充放电和能量回馈。