[發明專利]雙向雙輸入CUK/BUCKBOOST直流變換器及其功率分配方法

無效

• 申請號: 201310325771.3
• 申請日: 2013-07-29
• 公開（公告）號: CN103441674A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 孫孝峰;周悅;李昕;李偉松;劉飛龍
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156
• 代理公司: 石家莊一誠知識產權事務所 13116
• 代理人: 李合印

技術領域

本發明涉及電力電子變換器領域，尤其涉及一種雙向雙輸入CUK/BUCKBOOST直流變換器及其功率分配方法。

背景技術

隨著環境保護問題的日益突出，人們越來越重視可再生能源的開發利用。可再生能源具有廉價、可靠、清潔無污染、能源豐富等特點，因此可再生能源發電展現了良好的市場前景。目前，應用較多的可再生能源發電形式有光伏發電，燃料電池供電、風力發電、水利發電、地熱發電等等，但這些發電形式均存在電力供應不穩定、不連續、隨氣候條件變化等特點，因此需要采用多種能源聯合供電的分布式供電系統。

在傳統的新能源聯合供電系統中，每種能源形式通常需要一個DC/DC變換器，將各種能源變成直流輸出，并聯在公共的直流母線上，供給直流負載，但其結構較復雜，且成本較高。為了簡化電路結構，降低系統成本，可以用一個多輸入直流變換器（Multiple-Input?Converter，MIC）代替多個單輸入直流變換器。MIC允許多種能源輸入，而且輸入源的性質、幅值和特性可以相同，也可以差別很大，多輸入源可以分別或同時向負載供電，因此提高了系統的穩定性和靈活性，實現能源的優化利用，并且降低系統成本。

發明內容

為了克服現有技術中存在的上述問題，本發明的目的在于提供一種拓撲結構和控制方法均較簡單，且能實現能量的自動分配利用的拓撲結構。

為了解決上述存在的技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

一種雙向雙輸入CUK/BUCKBOOST直流變換器，包括CUK脈沖電壓源單元、BUCKBOOST脈沖電流源單元和輸出濾波電路；

所述的CUK脈沖電壓源單元包括第一輸入直流電壓源A、第一功率開關管M₁、第二功率開關管M₃、第一電感L₁和第一電容C₁，第一輸入直流電壓源A的正極與第一電感L₁的一端連接，第一電感L₁的另一端與第一功率開關管M₁的漏極、第一電容C₁的一端連接，第一電容C₁的另一端與第二功率開關管M₃的源極連接，第二功率開關管M₃的漏極與第一輸入直流電壓源A的負極、第一功率開關管M₁的源極連接；

所述的BUCKBOOST脈沖電流源單元包括第二輸入直流電壓源B、第三功率開關管M₂、第四功率開關管M₄和第二電感L₂，第二輸入直流電壓源B的正極與第三功率開關管M₂的漏極連接，第三功率開關管M₂的源極與第四功率開關管M₄的漏極、第二電感L₂的一端連接；

所述的BUCKBOOST脈沖電流源單元中第二電感L₂的一端與所述的CUK脈沖電壓源單元中第一電容C₁的一端、第二功率開關管M₃的源極連接；所述的BUCKBOOST脈沖電流源單元中第二輸入直流電壓源B的負極與所述的CUK脈沖電壓源單元中第一輸入直流電壓源A的負極、第一功率開關管M₁的源極、第二功率開關管M₃的漏極連接；

所述的輸出濾波電路包括輸出濾波電容c，其中輸出濾波電容c的一端分別與BUCKBOOST脈沖電流源單元中的第四功率開關管M₄的源極和負載R的一端連接，輸出濾波電容c的另一端分別與BUCKBOOST脈沖電流源單元中第二輸入直流電壓源B的負極、CUK脈沖電壓源單元中第一輸入直流電壓源A的負極、第一功率開關管M₁的源極、第二功率開關管M₃的漏極以及負載R的另一端連接。

本發明的目的還在于提供了一種雙向雙輸入CUK/BUCKBOOST直流變換器的功率分配方法，它包括如下內容：

第一輸入直流電壓源A為光伏電池，第二輸入直流電壓源B為蓄電池，對CUK脈沖電壓源單元、BUCKBOOST脈沖電流源單元進行功率分配和負載回饋功率控制；第一輸入直流電壓源A以最大功率輸入，并通過最大功率跟蹤算法保持最大功率輸入，第二輸入直流電壓源B作為功率緩沖單元，并通過一個帶反向輸出的調節器進行能量自動分配；