[發明專利]一種用于光伏儲能系統的三端口Boost集成式變換器及控制方法

有效

• 申請號: 201910699497.3
• 申請日: 2019-07-31
• 公開（公告）號: CN110336459B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 秦嶺;田民;沈家鵬;尹銘;高娟;段冰瑩;周磊;韓啟萌;張宇妍;趙海龍
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155;H02J7/35
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 許潔

1.一種用于光伏儲能系統的三端口Boost集成式變換器，所述光伏儲能系統是由控制電路、驅動模塊以及主電路組成，其特征在于：所述主電路是由三端口Boost集成式變換器構成，三端口Boost集成式變換器中具有三個端口，所述三個端口分別為光伏端口、蓄電池端口以及負載端口，三端口Boost集成式變換器是由開關管S、電感L1、電感L2、電容C1、電容C2、電容C3、二極管D1、二極管D2、二極管D3、光伏端口、蓄電池端口、負載端口組成，所述光伏端口與電容C1并聯，所述光伏端口的正極與電感L1的一端連接，所述電感L1的另一端分別與二極管D1和二極管D2的陽極連接；所述蓄電池端口與電容C2并聯，所述蓄電池端口的正極與二極管D1的陰極、電感L2一端連接，電感L2的另一端分別與開關管S中的一端、二極管D2的陰極以及二極管D3陽極連接；所述負載端口與電容C3并聯，所述負載端口的正極與二極管D3的陰極連接；光伏端口的負極、蓄電池端口的負極和負載端口的負極與開關管S的另一端連接。

2.根據權利要求1所述一種用于光伏儲能系統的三端口Boost集成式變換器，其特征在于：所述開關管S為MOS管，MOS管中的三個引腳分別為：漏極引腳d、源極引腳s、柵極引腳g,所述MOS管的d引腳分別與電感L2的一端、二極管D2的陰極、以及二極管D3的陽極連接， MOS管的s引腳與蓄電池端口、光伏端口或負載端口的負極連接，所述MOS管的g引腳與驅動模塊連接。

3.根據權利要求1所述一種用于光伏儲能系統的三端口Boost集成式變換器，其特征在于：所述光伏儲能系統中的控制電路是由調制電路、第一控制支路、第二控制支路組成，所述第一控制支路與第二控制支路分別與調制電路的輸入端連接，所述調制電路的輸出端與驅動模塊連接。

4.根據權利要求3所述一種用于光伏儲能系統的三端口Boost集成式變換器，其特征在于：所述調制電路是由PFM模塊與PWM模塊組成，所述PFM模塊輸入端與第一控制支路的輸出端連接，所述PWM模塊的輸入端與第二控制支路的輸出端連接，PFM模塊與PWM模塊的輸出端與驅動模塊的輸入端連接。

5.根據權利要求3所述一種用于光伏儲能系統的三端口Boost集成式變換器，其特征在于：所述第一控制支路是由MPPT控制器、加法器1以及調節器1組成，所述MPPT控制器的輸出端口與加法器1的減法端口連接，加法器1的加法端口與MPPT控制器電壓輸入連接，所述加法器1的輸出端通過調節器1與調制電路中的PFM模塊的輸入端連接。

6.根據權利要求3所述一種用于光伏儲能系統的三端口Boost集成式變換器，其特征在于：所述第二控制支路是由加法器2和調節器2組成，所述加法器2的輸出端通過調節器2與PWM模塊的輸入端連接。

7.一種根據權利要求1-5所述任意一種用于光伏儲能系統的三端口Boost集成式變換器的控制方法，其特征在于：所述三端口Boost集成式變換器在光伏儲能系統中的控制方法如下：所述變換器中電感L1工作在DCM模式，電感L2工作在CCM模式，采用PWM+PFM混合調制策略，同時調節占空比D和開關頻率fs，進而控制變換器的光伏陣列電壓和負載端電壓，對光伏陣列端電壓采用PFM閉環控制，而對負載端電壓采用PWM閉環控制，所述光伏儲能系統的控制電路中第一控制支路用于獲取光伏組件的輸出電壓以及光伏組件的輸出電流，產生第一調制信號，以實現光伏組件的最大功率點跟蹤控制；第二控制支路用于獲取負載的端電壓，產生第二調制信號，以實現負載兩端的恒壓控制；調制電路用于調節占空比D和開關頻率fs，以實現對變換器的控制。