專利名稱：一種三端口dc-dc變換器拓?fù)潆娐返闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及非隔離型的三端口 DC-DC變換器拓?fù)潆娐?，可?yīng)用于航天電源系統(tǒng)、航空電源系統(tǒng)和航海電源系統(tǒng)中。
背景技術(shù)：
航天電源系統(tǒng)、航空電源系統(tǒng)和航海電源系統(tǒng)通常都是采用太陽能電池陣作為主供電電源，蓄電池作為備用供電電源。當(dāng)處于光照區(qū)時(shí)，由太陽能電池陣為母線上的負(fù)載供電；當(dāng)處于陰影區(qū)時(shí)，由蓄電池為母線上的負(fù)載供電；當(dāng)太陽能電池陣電量多余而蓄電池電量未滿電量時(shí)，太陽能電池陣為蓄電池充電?，F(xiàn)有的三端口變換器可以實(shí)現(xiàn)在光照區(qū)時(shí)太陽能電池陣為蓄電池充電并為母線提供能量，陰影區(qū)時(shí)蓄電池可以為母線提供能量，如圖1所示。但是，這種三端口變換器存在固有缺點(diǎn):從太陽能電池陣到母線的功率變換需要經(jīng)過兩級(jí)，即先從太陽能電池變換到蓄電池，再從蓄電池變換到母線。因此，這種三端口變換器的效率大大降低，很難達(dá)到較高水平；且由于從蓄電池到母線采用的是SuperBuck降壓拓?fù)?，所以蓄電池電壓必須高于母線電壓，這會(huì)導(dǎo)致蓄電池電壓過高，造成安全性問題。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有三端口 DC-DC變換器拓?fù)潆娐沸实偷募夹g(shù)問題，本發(fā)明提供一種三端口 DC-DC變換器拓?fù)潆娐?，包括控制模塊和與所述控制模塊的輸入端分別連接的太陽能陣輸入端、母線端和蓄電池端；還包括接于所述太陽能陣輸入端和所述母線端之間的Buck-Boost電路，以及接于所述母線端和所述蓄電池端之間的雙向SuperBuck電路,所述Buck-Boost電路的控制端和所述雙向SuperBuck電路的控制端分別接所述控制模塊的輸出端。本發(fā)明的三端口拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將現(xiàn)有的三端口拓?fù)涞哪妇€端口和蓄電池端口對(duì)換，從太陽能電池陣到母線僅僅需要一級(jí)能量變換，效率可大大提高，降低整機(jī)熱耗，可減少散熱措施，降低成本。進(jìn)一步的,所述Buck-Boost電路包括第一電容、第一電感、第二電感、負(fù)責(zé)升壓的第一 N-M0SFET、負(fù)責(zé)降壓的第二 N-M0SFET、起隔離作用的第一二極管和用于提供放電回路的第二二極管；所述第一 N-MOSFET和所述第二 N-MOSFET各自的柵極分別與所述控制模塊連接，各自的漏極分別于所述太陽能陣輸入端連接；所述第一 N-MOSFET的源級(jí)依次經(jīng)所述第一二極管和所述第一電感與所述母線端連接；所述第二 N-MOSFET的源極依次經(jīng)所述第一電容和所述第一電感與所述母線端連接，其源極還依次經(jīng)所述第二電感、所述第二二極管和所述第一電感與所述母線端連接；當(dāng)控制模塊判斷所述太陽能陣輸入端電壓大于所述母線端電壓時(shí)，該控制模塊控制所述第一 N-MOSFET斷開、所述第二 N-MOSFET工作在開關(guān)模式；當(dāng)控制模塊判斷所述太陽能陣輸入端電壓小于所述母線端電壓時(shí)，該控制模塊控制所述第一 N-MOSFET工作在開關(guān)模式、所述第二 N-MOSFET導(dǎo)通。
采用上述技術(shù)方案，該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有結(jié)合升壓和降壓功能，雙向能量流動(dòng)，減少使用功率器件，提高效率的優(yōu)點(diǎn)。進(jìn)一步的，所述雙向SuperBuck電路包括第一電容、第一電感、第二電感、第三N-M0SFET、第四N-M0SFET、用于提供放電回路的第二二極管和起續(xù)流作用的第三電感；所述第三N-MOSFET的柵極與所述控制模塊連接，其源極經(jīng)所述第三電感與所述蓄電池端連接，其漏極經(jīng)所述第一電感與所述母線端連接；所述第四N-MOSFET的柵極與所述控制模塊連接，其漏極經(jīng)所述第三電感與所述蓄電池端連接，其源級(jí)依次經(jīng)所述第一電容和所述第一電感與所述母線端連接，其源級(jí)還依次經(jīng)所述第二電感、所述第二二極管和所述第一電感與所述母線端連接；當(dāng)需為蓄電池充電時(shí)，所述控制模塊控制所述第三N-MOSFET導(dǎo)通、所述第四N-MOSFET斷開；當(dāng)需蓄電池放電時(shí)，所述控制模塊控制所述第三N-MOSFET斷開、所述第四N-MOSFET導(dǎo)通。采用上述技術(shù)方案，可通過控制第三N-MOSFET和第四N-MOSFET互補(bǔ)導(dǎo)通，從而實(shí)現(xiàn)雙向?qū)щ姷墓δ?，?shí)現(xiàn)母線端到蓄電池端的能量雙向流動(dòng)。進(jìn)一步的，所述控制模塊包括控制器、第一PI比較器、第二PI比較器、或非電路和第一脈寬調(diào)制單元和第二脈寬調(diào)制單元；所述控制器的輸入分別經(jīng)太陽能陣電壓采樣裝置和太陽能陣電流采樣裝置與所述太陽能陣輸入端連接，其還經(jīng)母線電壓采樣裝置與所述母線端連接；所述第一 PI比較器的一個(gè)輸入端與所述控制器的一個(gè)輸出端連接，接收該控制器輸出的MPPT電壓基準(zhǔn)，其另一個(gè)輸入端經(jīng)太陽能陣電壓采樣裝置與所述太陽能陣輸入端連接；所述第二 PI比較器的一個(gè)輸入端與所述控制器的另一個(gè)輸出端連接，接收該控制器輸出的母線電壓誤差放大信號(hào)；所述第二 PI比較器的另一個(gè)輸入端經(jīng)母線電流采樣裝置與所述母線端連接；所述第一 PI比較器和所述第二 PI比較器各自的輸出分別作為所述或非電路的輸入；所述或非電路的輸出端分別連接所述第一脈寬調(diào)制單元的輸入端和所述第二 PI比較器的輸入端，所述第一脈寬調(diào)制單元的輸出端與所述第一 N-MOSFET的柵極連接，所述第二脈寬調(diào)制單元的輸出端與所述第二 N-MOSFET的柵極連接。采用上述技術(shù)方案，通過將母線電壓反饋到控制器進(jìn)而計(jì)算出母線電壓誤差放大信號(hào)，將其與電流采樣信號(hào)做PI比較，控制母線電流，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)母線穩(wěn)壓；同時(shí)采樣輸入電壓與參考電壓MPPT電壓基準(zhǔn)做PI比較，兩個(gè)經(jīng)PI比較后的輸出信號(hào)取低，產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)。進(jìn)一步的，所述控制模塊包括控制器、第三PI比較器、第三脈寬調(diào)制單元和反相器；所述控制器內(nèi)預(yù)設(shè)有充電電流基準(zhǔn)；所述第三PI比較器的一個(gè)輸入端與所述控制器的輸出端連接，接收該控制器輸出的充電電流基準(zhǔn)，其另一個(gè)輸入端經(jīng)蓄電池電流采樣裝置與所述蓄電池端連接；所述第三PI比較器的輸出作為所述第三脈寬調(diào)制單元的輸入；所述第三脈寬調(diào)制單元的輸出一路與所述第三N-MOSFET的柵極連接，另一路經(jīng)所述反相器后與第四N-MOSFET的柵極連接。采用上述技術(shù)方案，采用雙向電流采樣電路采樣電流信號(hào)，通過母線反饋信號(hào)和充電控制信號(hào)作用后給出基準(zhǔn)電壓與電流采樣信號(hào)做PI比較，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池電流的控制。本發(fā)明帶來的有益效果是:本發(fā)明的三端口拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將現(xiàn)有的三端口拓?fù)涞哪妇€端口和蓄電池端口對(duì)換，從太陽能電池陣到母線僅僅需要一級(jí)能量變換，效率可大大提高，降低整機(jī)熱耗，可減少散熱措施，降低成本。由于從蓄電池到母線為升壓拓?fù)?，所以蓄電池電壓低于母線電壓，保證了電池安全性，同時(shí)符合常規(guī)電源設(shè)計(jì)，使得本設(shè)計(jì)適用于高電壓應(yīng)用場合。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的一種三端口 DC-DC變換器拓?fù)潆娐返碾娐方Y(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明實(shí)施例三端口 DC-DC變換器拓?fù)潆娐返碾娐方Y(jié)構(gòu)示意圖(未顯示控制模
塊)；
圖3為本發(fā)明實(shí)施例變換器拓?fù)潆娐分械腂uck-Boost電路處于Boost模式時(shí)的等效電路結(jié)構(gòu)意 圖4為圖3的所示狀態(tài)時(shí)Ql和Q2的驅(qū)動(dòng)波形示意 圖5為本發(fā)明實(shí)施例變換器拓?fù)潆娐分械腂uck-Boost電路處于Buck模式時(shí)的等效電路結(jié)構(gòu)不意 圖6為圖5的所不狀態(tài)時(shí)Ql和Q2的驅(qū)動(dòng)波形不意 圖7為本發(fā)明實(shí)施例變換器拓?fù)潆娐分械碾p向SuperBuck電路工作時(shí)Q3和Q4的驅(qū)動(dòng)波形示意 圖8為本發(fā)明實(shí)施例三端口 DC-DC變換器拓?fù)潆娐返碾娐方Y(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合

及具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。如圖2、8所示，本發(fā)明三端口 DC-DC變換器拓?fù)潆娐酚腥齻€(gè)端口，分別是連接太陽能電池陣的太陽能陣輸入端SA、連接負(fù)載的母線端BUS和連接蓄電池的蓄電池端BAT。本發(fā)明的變換器拓?fù)潆娐钒刂颇KI和與控制模塊I的輸入端分別連接的太陽能陣輸入端SA、母線端BUS和蓄電池端BAT ;還包括接于太陽能陣輸入端SA和母線端BUS之間的Buck-Boost電路，以及接于母線端BUS和蓄電池端BAT之間的雙向SuperBuck電路，Buck-Boost電路的控制端和雙向SuperBuck電路的控制端分別接控制模塊的輸出端。Buck-Boost 電路可實(shí)現(xiàn) Buck (降壓)和 SuperBoost 功能，Buck-Boost 電路包括電源輸入電容Cin (其可采用15uF的薄膜電容與44uF電解電容并聯(lián))、母線濾波電容Cbus(其可選用電容陣)、第一電容Cl (其可采用30uF的薄膜電容與44uF的電解電容并聯(lián))、第一電感LI (采用電感值為120uH的)、第二電感L2 (采用電感值為70uH的)、負(fù)責(zé)升壓的第
一N-MOSFET Ql (其可采用型號(hào)IRFP90N20D)、負(fù)責(zé)降壓的第二 N-MOSFET Q2 (其可采用型號(hào)IRFP90N20D)、起隔離作用的第一二極管Dl (其可采用型號(hào)60APU02)和用于提供放電回路的第二二極管D2 ;第一 N-MOSFET Ql和第二 N-MOSFET Q2各自的柵極分別與控制模塊I連接，各自的漏極分別于太陽能陣輸入端SA連接；第一 N-M0SFETQ1的源級(jí)依次經(jīng)第一二極管Dl和第一電感LI與母線端BUS連接；第二 N-M0SFETQ2的源極依次經(jīng)第一電容Cl和第一電感LI與母線端SA連接，其源極還依次經(jīng)第二電感L2、第二二極管D2和第一電感LI與母線端SA連接。當(dāng)控制模塊I判斷太陽能陣輸入端SA電壓大于母線端BUS電壓時(shí),控制模塊控I制第一 N-MOSFET斷開、第二 N-MOSFET工作在開關(guān)模式；當(dāng)控制模塊I判斷太陽能陣輸入端SA電壓Vsa小于母線端BUS電壓Vbus時(shí)，控制模塊I控制第一 N-MOSFET工作在開關(guān)模式、第二 N-MOSFET導(dǎo)通。雙向SuperBuck電路包括蓄電池端濾波電容Cbat (可采用電容值為15uF的電容)、第一電容Cl、第一電感L1、第二電感L2、第三N-M0SFETQ3、第四N-M0SFETQ4、用于提供放電回路的第二二極管D2和起續(xù)流作用的第三電感L3 (可采用電感值為70uH的電感)；第三N-MOSFET Q3的柵極與控制模塊I連接，其源極經(jīng)第三電感L3與蓄電池端BAT連接，其漏極經(jīng)第一電感LI與母線端BUS連接；第四N-MOSFET Q4的柵極與控制模塊I連接，其漏極經(jīng)第三電感L3與蓄電池端BAT連接，其源級(jí)依次經(jīng)第一電容Cl和第一電感LI與母線端BUS連接，其源級(jí)還依次經(jīng)第二電感L2、第二二極管D2和第一電感LI與母線端SA連接。第三N-MOSFET Q3和第四N-MOSFET Q4互補(bǔ)導(dǎo)通:當(dāng)需為蓄電池充電時(shí)，控制模塊I控制第三N-MOSFET Q3導(dǎo)通、第四N-MOSFET Q4斷開，實(shí)現(xiàn)Buck功能；當(dāng)需蓄電池放電時(shí)，控制模塊控制第三N-MOSFET Q3斷開、第四N-MOSFET Q4導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)Boost功能。對(duì)于Buck-Boost電路，其作用是太陽能電池陣通過其向母線供電，Buck模式(降壓模式)與Boost模式(升壓模式)不能同時(shí)工作，即第一 N-MOSFET Ql和第二 N-MOSFET Q2不能同時(shí)調(diào)節(jié)。因此，當(dāng)處于Boost模式時(shí)，第二 N-MOSFET Q2始終導(dǎo)通，第一 N-MOSFET Ql工作在開關(guān)調(diào)節(jié)狀態(tài)；當(dāng)工作在Buck模式時(shí)，第一 N-MOSFET Ql始終斷開，第二 N-MOSFETQ2工作在開關(guān)調(diào)節(jié)狀態(tài)。Boost模式:如圖3、4所示，當(dāng)Vsa < Vbus時(shí)，控制模塊I控制第二 N-MOSFET Q2始終導(dǎo)通、第一N-MOSFET Ql工作在開關(guān)模式，通過第一二極管Dl、第一電容Cl、第一電感L1、第二電感L2、母線濾波電容Cbus和負(fù)載構(gòu)成SuperBoost回路，Vbus=Vsa/(1-a ^，其中，α:為第一 N-MOSFET Ql的占空比。在電路正常工作時(shí)，第一電容Cl上的電壓Va始終等于母線端電壓Vbus，即Va=Vras。Buck模式:如圖5、6所示，當(dāng)Vsa > Vbus時(shí)，控制模塊I控制第一 N-M0SFET Ql始終斷開、第二N-MOSFET Q2工作在開關(guān)模式，通過第一二極管Dl、第一電感L1、第二二極管D2、母線濾波電容Cbus和負(fù)載構(gòu)成Buck回路，Vbus= a 2* Vsa，其中，α 2為第二 N-M0SFET Q2的占空比。對(duì)于雙向SuperBuck電路,可通過其實(shí)現(xiàn)能量的雙向流動(dòng),通過調(diào)節(jié)互補(bǔ)導(dǎo)通的開關(guān)第三N-MOSFET Q3和第四N-MOSFET Q4的占空比，即可實(shí)現(xiàn)。降壓模式，由于Vci=Vbus,控制模塊I控制第三N-MOSFET Q3導(dǎo)通、第四N-MOSFET Q4斷開，再通過第三電感L3和蓄電池端濾波電容CBAT，便可實(shí)現(xiàn)降壓，蓄電池端電壓Vbat= α 3*Vbus (其中α 3為第三N-MOSFET Q3的占空比)，此時(shí)太陽能電池陣為蓄電池充電。升壓模式:控制模塊I控制第三N-MOSFET Q3斷開、第四N-MOSFET Q4導(dǎo)通，通過第三電感L3、第四N-MOSFET Q4、第三N-MOSFET Q3、第一電容Cl、第一電感LI和第二電感L2 構(gòu)成 SuperBoost 電路，Vbat= Vbus/(1-α4)(其中 α 4 為第四 N-MOSFET Q4 的占空比)，此時(shí)蓄電池向母線放電，控制模塊I通過調(diào)節(jié)第四N-MOSFET Q4的占空比即可實(shí)現(xiàn)升壓。如圖8所示，控制模塊I包括第一控制器10a、第二控制器10b、第一 PI (比例積分)比較器11a、第二 PI比較器lib、第三PI比較器11c、或非電路12、第一脈寬調(diào)制單元13a、第二脈寬調(diào)制單元13b、第三脈寬調(diào)制單元13c和反相器14;還包括太陽能陣電壓采樣裝置、太陽能陣電流采樣裝置、母線電壓采樣裝置 、母線電流采樣裝置和蓄電池電流采樣裝置。
如圖8所示，第一控制器IOa的輸入分別經(jīng)太陽能陣電壓采樣裝置和太陽能陣電流采樣裝置與太陽能陣輸入端SA連接，其還經(jīng)母線電壓采樣裝置與母線端BUS連接；第一PI比較器Ila的一個(gè)輸入端與第一控制器IOa的一個(gè)輸出端連接，接收第一控制器IOa輸出的MPPT (Maximum Power Point Tracking,最大功率點(diǎn)跟蹤)電壓基準(zhǔn),其另一個(gè)輸入端經(jīng)太陽能陣電壓采樣裝置與太陽能陣輸入端SA連接；第二 PI比較器Ilb的一個(gè)輸入端與第一控制器IOa的另一個(gè)輸出端連接，接收第一控制器IOa輸出的母線電壓誤差放大信號(hào)；第二 PI比較器Ilb的另一個(gè)輸入端經(jīng)母線電流采樣裝置與母線端BUS連接；第一 PI比較器I Ia和第二 PI比較器Ilb各自的輸出分別作為或非電路12的輸入；或非電路12的輸出端分別連接第一脈寬調(diào)制單元13a的輸入端和第二 PI比較器Ilb的輸入端，第一脈寬調(diào)制單元13a的輸出端與第一 N-MOSFET Ql的柵極連接，第二脈寬調(diào)制單元13b的輸出端與第
二N-MOSFET Q2的柵極連接。如圖8所示，第二控制器Ilb內(nèi)預(yù)設(shè)有充電電流基準(zhǔn)；第三PI比較器Ilc的一個(gè)輸入端與第二控制器Ilb的輸出端連接，接收第二控制器Ilb輸出的充電電流基準(zhǔn)，其另一個(gè)輸入端經(jīng)蓄電池電流采樣裝置與蓄電池端BAT連接；第三PI比較器Ilc的輸出作為第三脈寬調(diào)制單元13c的輸入；第三脈寬調(diào)制單元13c的輸出一路與第三N-MOSFET Q3的柵極連接，另一路經(jīng)反相器14后與第四N-MOSFET Q4的柵極連接。參看圖8中控制模塊I的左半部分，對(duì)向母線側(cè)輸出電流進(jìn)行PI (比例積分)閉環(huán)控制，通過將母線電流采樣信號(hào)Ibus與第一控制器計(jì)算出的母線電壓誤差放大信號(hào)進(jìn)行PI比較，實(shí)現(xiàn)輸出電流閉環(huán)；同時(shí)將太陽能陣輸入端電壓Vsa與第一控制器輸出的MPPT電壓基準(zhǔn)VSA—KEF進(jìn)行PI比較；對(duì)這兩個(gè)經(jīng)PI比較后的信號(hào)取低，再經(jīng)過調(diào)制后控制第一 N-MOSFETQl和第二 N-MOSFET Q2的工作情況。參看圖8中控制模塊I的右半部分，利用雙向電流采樣電路獲得蓄電池端電流信號(hào)Ibat，與第二控制器中預(yù)設(shè)的充電電流基準(zhǔn)IBAT—KEF進(jìn)行PI比較，之后再進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制后的信號(hào)一路作為對(duì)第三N-MOSFET Q3的控制信號(hào)，另一路經(jīng)過反相器后作為對(duì)第四N-MOSFET Q4的控制信號(hào)，如此實(shí)現(xiàn)控制第三N-MOSFET Q3和第四N-MOSFET Q4互補(bǔ)工作。如上所云是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思和內(nèi)涵的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種三端口 DC-DC變換器拓?fù)潆娐?，包括控制模塊(I)和與所述控制模塊(I)的輸入端分別連接的太陽能陣輸入端(SA)、母線端(BUS)和蓄電池端(BAT);其特征在于:包括接于所述太陽能陣輸入端(SA)和所述母線端(BUS)之間的Buck-Boost電路，以及接于所述母線端(BUS)和所述蓄電池端(BAT)之間的雙向SuperBuck電路,所述Buck-Boost電路的控制端和所述雙向SuperBuck電路的控制端分別接所述控制模塊(I)的輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變換器拓?fù)潆娐?，其特征在?所述Buck-Boost電路包括第一電容(Cl)、第一電感(LI)、第二電感(L2)、負(fù)責(zé)升壓的第一 N-MOSFET (Q1)、負(fù)責(zé)降壓的第二 N-MOSFET (Q2)、起隔離作用的第一二極管(Dl)和用于提供放電回路的第二二極管(D2);所述第一 N-MOSFET (Ql)和所述第二 N-MOSFET (Q2)各自的柵極分別與所述控制模塊(I)連接，各自的漏極分別于所述太陽能陣輸入端(SA)連接；所述第一 N-MOSFET (Ql)的源級(jí)依次經(jīng)所述第一二極管(Dl)和所述第一電感(LI)與所述母線端(BUS)連接；所述第二 N-MOSFET (Q2)的源極依次經(jīng)所述第一電容(Cl)和所述第一電感(LI)與所述母線端(SA)連接，其源極還依次經(jīng)所述第二電感(L2)、所述第二二極管(D2)和所述第一電感(LI)與所述母線端(SA)連接；當(dāng)控制模塊(I)判斷所述太陽能陣輸入端(SA)電壓大于所述母線端(BUS)電壓時(shí)，該控制模塊(I)控制所述第一 N-MOSFET (Ql)斷開、所述第二 N-MOSFET(Q2)工作在開關(guān)模式；當(dāng)控制模塊(I)判斷所述太陽能陣輸入端(SA)電壓小于所述母線端(BUS)電壓時(shí)，該控制模塊(I)控制所述第一 N-MOSFET (Ql)工作在開關(guān)模式、所述第二N-MOSFET (Q2)導(dǎo)通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變換器拓?fù)潆娐?，其特征在?所述雙向SuperBuck電路包括第一電容(Cl)、第一電感(LI)、第二電感(L2)、第三 N-MOSFET (Q3)、第四 N-MOSFET (Q4)、用于提供放電回路的第二二極管(D2)和起續(xù)流作用的第三電感(L3);所述第三N-MOSFET(Q3)的柵極與所述控制模塊(I)連接，其源極經(jīng)所述第三電感(L3)與所述蓄電池端(BAT)連接，其漏極經(jīng)所述第一電感(LI)與所述母線端(BUS)連接；所述第四N-MOSFET的柵極與所述控制模塊(I)連接，其漏極經(jīng)所述第三電感(L3)與所述蓄電池端連接，其源級(jí)依次經(jīng)所述第一電容(Cl)和所述第一電感(LI)與所述母線端(BUS )連接，其源級(jí)還依次經(jīng)所述第二電感(L2)、所述第二二極管(D2)和所述第一電感(LI)與所述母線端(SA)連接；當(dāng)需為蓄電池充電時(shí)，所述控制模 塊(I)控制所述第三N-MOSFET (Q3)導(dǎo)通、所述第四N-MOSFET(Q4)斷開；當(dāng)需蓄電池放電時(shí)，所述控制模塊(I)控制所述第三N-MOSFET (Q3)斷開、所述第四 N-MOSFET (Q4)導(dǎo)通。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變換器拓?fù)潆娐罚涮卣髟谟?所述控制模塊(I)包括第一控制器(10a)、第一 PI比較器(11a)、第二 PI比較器(lib)、或非電路(12)和第一脈寬調(diào)制單元(13a)和第二脈寬調(diào)制單元(13b);所述第一控制器(IOa)的輸入分別經(jīng)太陽能陣電壓采樣裝置和太陽能陣電流采樣裝置與所述太陽能陣輸入端(SA)連接，其還經(jīng)母線電壓采樣裝置與所述母線端(BUS)連接；所述第一 PI比較器(Ila)的一個(gè)輸入端與所述第一控制器(IOa)的一個(gè)輸出端連接，接收該第一控制器(IOa)輸出的MPPT電壓基準(zhǔn)，其另一個(gè)輸入端經(jīng)太陽能陣電壓采樣裝置與所述太陽能陣輸入端(SA)連接；所述第二 PI比較器(Ilb)的一個(gè)輸入端與所述第一控制器(IOa)的另一個(gè)輸出端連接,接收該第一控制器(IOa)輸出的母線電壓誤差放大信號(hào)；所述第二 PI比較器(Ilb)的另一個(gè)輸入端經(jīng)母線電流采樣裝置與所述母線端(BUS)連接；所述第一 PI比較器(Ila)和所述第二 PI比較器(Ilb)各自的輸出分別作為所述或非電路(12)的輸入；所述或非電路(12)的輸出端分別連接所述第一脈寬調(diào)制單元(13a)的輸入端和所述第二 PI比較器(Ilb)的輸入端，所述第一脈寬調(diào)制單元(13a)的輸出端與所述第一 N-MOSFET (Ql)的柵極連接，所述第二脈寬調(diào)制單元(13b)的輸出端與所述第二 N-MOSFET (Q2)的柵極連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變換器拓?fù)潆娐?，其特征在?所述控制模塊(I)包括第二控制器(10b)、第三PI比較器(11c)、第三脈寬調(diào)制單元(13c)和反相器(14);所述第二控制器(IOb )內(nèi)預(yù)設(shè)有充電電流基準(zhǔn)；所述第三PI比較器(Ilc)的一個(gè)輸入端與所述第二控制器(IOb)的輸出端連接，接收該第二控制器(IOb)輸出的充電電流基準(zhǔn)，其另一個(gè)輸入端經(jīng)蓄電池電流采樣裝置與所述蓄電池端(BAT)連接；所述第三PI比較器(Ilc)的輸出作為所述第三脈寬調(diào)制單 元(13c)的輸入；所述第三脈寬調(diào)制單元(13c)的輸出一路與所述第三N-MOSFET (Q3)的柵極連接，另一路經(jīng)所述反相器(14)后與第四N-MOSFET (Q4)的柵極連接。
全文摘要
本發(fā)明提供一種三端口DC-DC變換器拓?fù)潆娐?，包括控制模塊和與所述控制模塊的輸入端分別連接的太陽能陣輸入端、母線端和蓄電池端；還包括接于所述太陽能陣輸入端和所述母線端之間的Buck-Boost電路，以及接于所述母線端和所述蓄電池端之間的雙向SuperBuck電路，所述Buck-Boost電路的控制端和所述雙向SuperBuck電路的控制端分別接所述控制模塊的輸出端。本發(fā)明的三端口拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將現(xiàn)有的三端口拓?fù)涞哪妇€端口和蓄電池端口對(duì)換，從太陽能電池陣到母線僅僅需要一級(jí)能量變換，效率可大大提高，降低整機(jī)熱耗，可減少散熱措施，降低成本。
文檔編號(hào)H02M3/156GK103199704SQ201310137580
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月19日
發(fā)明者朱洪雨, 邢浩江, 張東來 申請人:深圳市航天新源科技有限公司