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基于STM32的Buck-Boost可调电源

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简介:
本项目设计了一款基于STM32微控制器的Buck-Boost可调电源系统,能够实现高效、稳定的电压调节与输出。 项目描述:使用干电池作为电源,通过稳压滤波模块向电路供电。选用MOSFET作为开关,并采用PWM控制其状态;驱动芯片选择GS8558-SR,输出电压电流经运算放大器输入至STM32并通过AD转换获取电路状态信息。此项目中的电路处于连续工作模式下,用户可以通过按键来调节数控电源的输出电压值,使用OLED显示相关参数。 该项目完全由我独立完成,包括了从电路设计、参数计算与元件选型到PCB设计和仿真验证等各个环节,并编写控制程序以实现上述功能。项目中涉及的技术有:Buck-Boost 电路原理的应用、Multisim软件的使用以及嘉立创EDA平台进行PCB设计;同时在STM32开发板上实现了GPIO配置、ADC转换及定时器输出PWM波形等功能,利用了标准库支持编程工作。

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客服
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  • STM32Buck-Boost
    优质
    本项目设计了一款基于STM32微控制器的Buck-Boost可调电源系统,能够实现高效、稳定的电压调节与输出。 项目描述:使用干电池作为电源,通过稳压滤波模块向电路供电。选用MOSFET作为开关,并采用PWM控制其状态;驱动芯片选择GS8558-SR,输出电压电流经运算放大器输入至STM32并通过AD转换获取电路状态信息。此项目中的电路处于连续工作模式下,用户可以通过按键来调节数控电源的输出电压值,使用OLED显示相关参数。 该项目完全由我独立完成,包括了从电路设计、参数计算与元件选型到PCB设计和仿真验证等各个环节,并编写控制程序以实现上述功能。项目中涉及的技术有:Buck-Boost 电路原理的应用、Multisim软件的使用以及嘉立创EDA平台进行PCB设计;同时在STM32开发板上实现了GPIO配置、ADC转换及定时器输出PWM波形等功能,利用了标准库支持编程工作。
  • BoostBuck-Buck-Boost路.rar
    优质
    本资源包含Boost电路与Buck-Buck-Boost电路的设计原理、应用实例及仿真分析,适用于电力电子技术学习和研究。 这段文字提到了Buck电路和Boost电路,并且可以对其进行参数调整。
  • STM32BOOST数控
    优质
    本作品设计了一款基于STM32微控制器的BOOST型数控电源系统,能够高效稳定地输出可调电压和电流,适用于多种电子设备的供电需求。 STM32是一款基于ARM Cortex-M内核的微控制器,由意法半导体(STMicroelectronics)生产,在各种嵌入式系统中有广泛应用。在本项目中,我们将探讨使用STM32构建Boost数控电源所需的关键知识点,包括STM32的基础知识、Boost升压转换器的工作原理以及如何通过编程实现恒流源和恒压源功能。 1. STM32基础知识: - 内核:STM32系列MCU通常采用Cortex-M3、M4或M7内核,具备高性能与低功耗的特点。 - 存储结构:包括闪存、SRAM等存储空间,用于存放程序代码和运行时数据。 - 外设接口:如GPIO、ADC、DAC、PWM、SPI、I2C及UART等,用于外部设备通信和控制。 - 开发环境:常见的开发工具如Keil MDK、STM32CubeIDE及GCC等,用于编写、编译与调试代码。 - 固件库:提供一套完整的API的STM32 HAL库和LL库方便开发者快速进行硬件操作。 2. Boost升压转换器: - 原理:通过改变开关管占空比将输入电压提升至更高输出电压,适用于输入低于负载需求的情况。 - 元件组成:主要包括电感、电容、开关管、二极管和反馈电路。 - 控制策略:PWM控制通过调节频率与占空比调整输出电压;闭环控制则比较实际值与设定值以保持稳定输出。 3. 数控电源设计: - 恒流源:检测并反馈电流,自动调整电压维持恒定电流输出。 - 恒压源:类似地,检测电压并通过调整占空比维持恒定电平。 - 切换机制:通过软件或硬件电路实现在恒流和恒压模式间切换。 4. 上位机资料: - 包括监控与设置电源参数的软件及通信协议说明。 - 用户界面设计如数据显示、参数设定以及波形显示等功能。 - 通信接口,例如串口(UART)、USB或蓝牙等实现MCU交互。 5. 实际应用: - 数控电源可用于电子设备测试、实验室研究或作为其他电路供电模块。 - 具备编程灵活性以适应不同应用场景需求如调整电压范围和电流限制等。 6. 芯片包与源代码: - 包含STM32驱动库、配置文件及外围初始化代码的芯片包。 - 涉及PWM调制、AD转换以及闭环控制算法,需理解并适配具体硬件电路的恒流和恒压源代码。 这个项目涵盖了使用STM32微控制器、设计与控制Boost升压转换器、实现数字电源系统和上位机通信等方面的知识。对于学习实践嵌入式电源开发具有重要参考价值,并能提升对嵌入式系统的理解和应用能力。
  • MULTISIMBUCK-BOOST路仿真.pdf
    优质
    本PDF文档详细介绍了如何利用MULTISIM软件对BUCK-BOOST电路进行仿真分析的过程与方法,旨在为电子工程学习者提供实用的技术指导。 本段落利用Multisim的强大模拟功能,对Buck-Boost电路进行了多方面的仿真,并对其结果进行了分析。研究表明,Multisim对于激发电气专业学生的学习兴趣、提升其理论与实践结合的能力具有重要的指导意义。
  • STM32PID数字
    优质
    本项目设计了一款基于STM32微控制器的可调PID数字电源,通过精确调节输出电压和电流,实现了高效稳定的电力供应。PID算法确保了系统的快速响应与稳定性。 基于STM32的Boost升压数字电源采用位置型PID调控方法。项目文件包括详细代码(附有大量注释)以及设计报告(包含电路图及电路分析思路)。此外,还提供了虚拟示波器作为辅助工具。
  • Boost-Buck开关介绍
    优质
    简介:本文介绍了Boost-Buck电路的工作原理及其在开关电源中的应用。通过分析其特点和优势,探讨了该技术在未来电子设备中的潜在价值和发展趋势。 开关电源是一种高效的电力转换设备,在电子系统中扮演着重要角色。Boost-Buck电路是其中一种常见的拓扑结构,它能够实现升压(boost)和降压(buck)两种功能。这种电路通过控制功率半导体器件的导通与关断状态来调节输出电压,具有较高的效率和灵活性。 Boost 电路用于将输入电压提升到更高的水平;而 Buck 电路则相反,它可以降低高电平输入以获得所需的较低直流输出电压。这两种模式可以通过改变开关频率或占空比实现无缝切换,使得 Boost-Buck 变换器在多种应用场景中表现出色,如可再生能源系统、电动汽车和便携式电子设备等。 Boost-Buck 电路的设计需要考虑诸多因素,包括效率优化、电磁兼容性(EMC)、热管理以及安全标准。通过精心设计与选择合适的元器件,可以充分发挥这种开关电源的优势,并满足各种复杂的应用需求。
  • SimulinkBoost-Buck路仿真模型
    优质
    本研究构建了基于Simulink平台的Boost-Buck双向直流变换器仿真模型,深入分析其工作原理与特性,并进行参数优化。 在Simulink中搭建了升降压模型,并调整了其参数。
  • BuckBoostBuck-Boost和Cuk (.slx)
    优质
    本文件为Simulink模型(.slx),包含四种常用DC-DC转换器电路(降压型、升压型、降压升压型及Cuk型),用于电力电子领域的仿真与教学。 我有关于buck、boost、buck-boost以及cuk的Simulink仿真电路模型,涵盖开环、闭环及PI+PWM控制,并包括临界与连续工作模式。
  • Buck-Boost 控制_with PI.rar_Buck Boost boost PId buck bo
    优质
    本资源包含Buck-Boost控制策略及相关PI控制器设计的详细资料,适用于研究电源变换器中升压降压模式切换技术的学者与工程师。 在电力电子领域中,Buck-Boost变换器因其独特的电压转换特性而被广泛应用于电源系统、电池管理系统等领域。本段落主要探讨如何对Buck-Boost变换器进行数学建模,并结合PID控制器进行详细分析。 Buck-Boost变换器是一种直流到直流(DC-DC)的电力电子装置,能够实现输出电压高于或低于输入电压的功能。该变换器的工作模式包括降压和升压两种方式。其基本原理是通过开关器件(如MOSFET)的通断来改变电感中的能量传递,从而调整输出电压。 数学建模对于理解系统动态行为至关重要。在理想情况下,不考虑开关损耗及电感、电容内阻时,Buck-Boost变换器的基本模型可以表示为:设输入电压为Vin,输出电压为Vout,开关频率为f,占空比为D,电感值为L,电容值为C以及负载电阻R。此时的数学关系可表达如下: \[ V_{\text{out}} = \frac{D}{1-D} \cdot (V_{\text{in}} + L \frac{\mathrm{d}i}{\mathrm{d}t}) \] 为了实现精确电压控制,通常会引入PID(比例-积分-微分)控制器。作为自动控制系统中最经典的算法之一,PID控制器包含三个部分:比例、积分和微分。通过调节这三个参数可以有效减小误差并提高系统的稳定性和响应速度。 在Buck-Boost变换器中,PID控制器根据输出电压与设定值之间的差值来调整开关器件的占空比D。具体而言,PID控制器的输出Uc可表示为: \[ U_{\text{c}} = K_p \cdot e(t) + K_i \int_0^t e(\tau)d\tau + K_d \frac{\mathrm{d}e}{\mathrm{d}t} \] 其中,\(e(t)\)代表误差信号(即Vout - Vset),而Kp、Ki和Kd则分别为比例、积分及微分增益。在Simulink环境中可以搭建一个包含Buck-Boost变换器模型与PID控制器的仿真系统,并通过调整PID参数进行动态性能观察,如稳态误差、上升时间以及超调量等。 文件MathModel_BuckBoost_With_PI.slx提供了这样一个完整的模拟环境供用户深入研究和实践。掌握Buck-Boost变换器数学建模及其PID控制策略对于设计高效且稳定的电源系统至关重要。通过实际的仿真与调试,可以优化控制器参数以满足特定应用需求,例如快速响应及高精度控制等。 因此,在电力电子工程领域中进行此类研究具有重要的实用价值。
  • STM32F334同步整流BUCK-BOOST数字设计
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    本项目介绍了一种采用STM32F334微控制器实现的同步整流BUCK-BOOST型数字电源设计方案,旨在提供高效、灵活的电力转换解决方案。 随着不可再生资源的日益减少,人们对新型清洁能源的需求不断增加;这推动了太阳能发电、风力发电以及微电网行业的发展。这些领域的产品需要能量存储与释放的能力,并且能够实现双向的能量流动。例如,太阳能或风能产生的电力需经过升压逆变才能接入电网,而电池或者超级电容的充放电则要求系统具备升降压的功能。 在这种背景下,双向同步整流BUCK-BOOST 变换器显得尤为重要,它不仅能满足能量在两个方向上的传输需求,还能在同一方向上实现电压的升高或降低。实际上,在能够支持能量双向流动的各种电路拓扑中,包括正向降压、反向升压功能的传统Buck 电路和Boost 电路等。 此外,通过用MOS 管替代经典电路中的整流二极管可以衍生出许多新的双向DC-DC 变换器设计。例如:双向Cuk 电路、Sepic 电路以及Zeta 电路等。在本项目中,我们选择使用同步Buck 和Boost 电路级联而成的拓扑结构——即所谓的同步整流BUCK-BOOST变换器,这种方案不仅具有简单的架构而且易于控制实现。