[發明專利]適應脈沖負載的多端口變換器電路及其控制方法

在審

• 申請號: 202011427809.4
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112671083A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 朱洪雨;張博溫;張藝;李林杰;邢浩江
• 申請（專利權）人: 深圳市航天新源科技有限公司
• 主分類號: H02J7/35
• 分類號: H02J7/35;H02J7/34;H02M3/00
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 孫偉

1.一種適應脈沖負載的多端口變換器電路，其特征在于：包括超級電容CS、太陽能陣SA、峰值跟蹤系統、蓄電池、蓄電池充電調節器、蓄電池放電調節器和母線，其中，所述太陽能陣SA通過所述峰值跟蹤系統與所述母線連接，所述蓄電池分別通過所述蓄電池充電調節器、蓄電池放電調節器與所述母線連接，所述超級電容CS與所述母線連接。

2.根據權利要求1所述的適應脈沖負載的多端口變換器電路，其特征在于：所述超級電容CS、母線之間連接有雙向DC/DC變換器。

3.根據權利要求2所述的適應脈沖負載的多端口變換器電路，其特征在于：所述雙向DC/DC變換器、母線之間連接有PID調節器。

4.一種適應脈沖負載的多端口變換器電路的控制方法，其特征在于：基于權利要求1至3中任一項所述的應脈沖負載的多端口變換器電路進行以下控制：

直接通過所述超級電容CS兩端的電壓Vcs作為控制信號，對蓄電池充放電及母線進行控制。

5.根據權利要求4所述的適應脈沖負載的多端口變換器電路的控制方法，其特征在于：以超級電容CS兩端電壓Vcs作為控制信號，進行控制區域劃分，使蓄電池進入BCM充電區域和BDM放電區域，從而進行電池的充放電的管理。

6.根據權利要求4所述的適應脈沖負載的多端口變換器電路的控制方法，其特征在于：所述超級電容CS的電壓范圍接近母線電壓。

7.根據權利要求4所述的適應脈沖負載的多端口變換器電路的控制方法，其特征在于：所述超級電容CS的電壓范圍介于母線的穩態電壓值的70％至95％之間。

8.根據權利要求4所述的適應脈沖負載的多端口變換器電路的控制方法，其特征在于：所述超級電容CS的電容值C_S為：

期望的脈沖電壓V_out，脈沖電流為I_p，持續時間為t_p，在脈沖形成時，儲能電容端電壓由V_cmax降為V_cmin，脈沖形成拓撲的轉換效率為τ。

9.根據權利要求4所述的適應脈沖負載的多端口變換器電路的控制方法，其特征在于：超級電容CS的電壓范圍是70-95V，母線穩態電壓值為100V，通過超級電容CS兩端的電壓Vcs作為控制信號，讓整個多端口變換器電路工作在以下不同的區域內：

a)SUN域:85-95V，當超級電容CS兩端的電壓值Vcs在85-95V之間時，多端口變換器電路工作在SUN域，此時，太陽能陣SA給母線供電，同時以恒定的最大電流向蓄電池充電；

b)充電域:80-95V，當超級電容CS兩端的電壓值Vcs在80-85V時，向蓄電池線性充電；

c)放電域:70-80V，當超級電容CS兩端的電壓值Vcs在70-80時，蓄電池放電對母線供電，太陽能陣SA和蓄電池同時對母線進行供電。

10.根據權利要求4所述的適應脈沖負載的多端口變換器電路的控制方法，其特征在于：對蓄電池充放電及母線進行以下控制流程：

1)SUN域的控制：

將電壓值Vcs與峰值跟蹤系統的電壓值進行比較，取較低值后，跟母線側電流進行比較，做PID控制，作為SUN域的控制信號；

2)電池的充放電管理：

將電壓值Vcs與BCM電池管理電壓作比較，取較高值后，與電池的電感電流的采樣進行比較，作PID控制；

3)母線電壓的控制：

將母線電壓采樣值與其參考值進行對比做PID控制，對母線電壓進行控制。