从车载充电到应急电源,都离不开移动电源管理和逆变。本论文主要研究了48V锂电池管理系统和单相双向逆变电路,提出了一种新的移动电源管理系统,主要改进了低压锂电池管理系统的均衡电路和电压采样电路的拓扑,优化了单相双向开关电源的参数设计和控制方式,并完成了仿真和测试。本论文提出的移动电源管理系统的电路简洁且高效,控制策略简便,同时具有较高的拓展性。本文的主要设计内容分为三部分:锂电池管理系统、双向交直流逆变和双向LLC。首先,从当前市面已有的锂离子电池管理系统出发,采用均衡电路与电压采样电路复用技术,提出了一种级联式锂电池管理系统。通过锂电池组分组和AFE级联,实现了48 V锂电池组的两级低压AFE管理设计;通过复用均衡电路和电压采样电路,使控制路径更加紧凑,同时加速了MCU对电池电压的反应,获得了更加及时的保护和更高的均衡效率。在样板上测试了电压采样功能和均衡功能,绝大多数电池电压采样误差小于10 m V,均衡后电池间电压差不高于160 m V。其次,采用双Boost无桥式PFC结构实现双向交直流逆变,正向PFC和反向逆变共用主电路。正向PFC工作采用单周期控制策略,控制环路简单,无需乘法器,减小了MCU的计算压力;反馈量只需采集直流输出电压和检流电阻上的电压,降低了电流波形检测的成本。利用Matlab/Simulink对单周期控制正向PFC进行了仿真实验,250 W功率下的PF值可达0.98,800 W功率下的PF值达到0.995,输入电流跟随特性好。第三,将反向逆变电路结构等效为全桥逆变,采用双电压环控制策略,仅采集交流电压,经由瞬时值内环实现外环补偿,并输出PWM信号控制开关管;采用双极性SPWM将直流转换为交流。利用Matlab/Simulink对电路进行了仿真验证,250 W功率下THD值为7.03%,1000 W功率下THD值5.37%,在无并网使用时可满足设计要求。综上,本设计的后级优化了双向LLC结构的参数,设计了适配主流的MCU谐振频率,能在10 k Hz下实现400 V和50 V的双向变压,系统整体工作稳定。在Cadence仿真结果验证了设计的正确性和可行性。