[發明專利]基于電池充放電的雙向BUCK-BOOST電路及方法

在審

• 申請號: 202110505816.X
• 申請日: 2021-05-10
• 公開（公告）號: CN113315375A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 郭穎;付洪;吳振國;金銘揚;戴明華
• 申請（專利權）人: 江蘇阿詩特能源科技有限公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158;H02J7/00
• 代理公司: 蘇州國誠專利代理有限公司 32293
• 代理人: 陳松

1.一種基于電池充放電的雙向BUCK-BOOST電路，包括開關管S1、開關管S2、開關管S3、開關管S4，其特征在于：所述開關管S1的1端口連接到電池的正極，所述開關管S1的2端口連接霍爾傳感器CT1、功率電感L1后連接到開關管S4的2端口，所述開關管S1的2端口還連接到所述開關管S2的1端口，開關管S4的2端口還連接到所述開關管S3的1端口，開關管S4的1端口連接到直流母線電容CBUS的一端，直流母線電容CBUS的另一端、開關管S3的2端口、開關管S2的2端口分別連接到電池的負極，所述開關管S1的1、2端口之間并聯連接有開關K1，所述開關管S4的1、2端口之間并聯連接有開關K2，所述開關管S4的1、2端口之間并聯連接有電阻R1和開關K3。

2.根據權利要求1所述的一種基于電池充放電的雙向BUCK-BOOST電路，其特征在于：所述開關管S1、開關管S2、開關管S3、開關管S4分別為IGBT或者MOS管中的任意一種，所述開關K1、K2、K3分別為繼電器開關。

3.根據權利要求1所述的一種基于電池充放電的雙向BUCK-BOOST電路，其特征在于：第一電壓采樣端Vsen1的一端連接到電池的正極，第一電壓采樣端Vsen1的另一端連接到電池的負極，第二電壓采樣端Vsen2的一端連接到開關管S2的1端口，第二電壓采樣端Vsen2的另一端連接到開關管S2的2端口，第三電壓采樣端Vsen3的一端連接到直流母線電容CBUS的一端，第三電壓采樣端Vsen3的另一端連接到直流母線電容CBUS的另一端，第四電壓采樣端Vsen4的一端連接到開關管S3的1端口，第四電壓采樣端Vsen4的另一端連接到開關管S3的2端口。

4.一種權利要求1所述的基于電池充放電的雙向BUCK-BOOST電路的工作方法，其特征在于：電池在放電模式下，初次給直流母線電容CBUS充電時，閉合開關K1、K3，電池的電流流經開關K1、霍爾傳感器CT1、功率電感L1和電阻R1和開關K3給直流母線電容CBUS充電，當直流母線電壓VBUS達到與輸入的電池電壓VBAT相等時，結束充電。

5.一種權利要求1所述的基于電池充放電的雙向BUCK-BOOST電路的工作方法，其特征在于：電池在放電模式下，當輸入的電池電壓VBAT低于直流母線電壓VBUS的預設值，閉合開關K1，開關管S3通過PWM控制開通，電路進入BOOST升壓模式，當開關管S3開通時,輸入的電池電壓VBAT通過開關K1和開關管S3給功率電感L1供電，功率電感L1儲存能量，直流母線電容CBUS給負載供電，

直流母線電壓VBUS通過控制開關管S3的占空比進行調節，S3開關管的占空D3比與輸入電池電壓和直流母線電壓的公式：

6.一種權利要求1所述的基于電池充放電的雙向BUCK-BOOST電路的工作方法，其特征在于：電池在放電模式下，當輸入電池電壓VBAT低于直流母線電壓VBUS的預設值，閉合開關K1，開關管S3關斷，電路進入BOOST升壓模式，電感L1的放電電流通過開關管S4的體二極管進行續流，給直流母線電容CBUS充電，

直流母線電壓VBUS通過控制開關管S3的占空比進行調節，S3開關管的占空D3比與輸入電池電壓和直流母線電壓的公式：

7.一種權利要求1所述的基于電池充放電的雙向BUCK-BOOST電路的工作方法，其特征在于：當輸入電池電壓滿足VBAT＝360～410V時，控制開關K1和開關K2都保持閉合狀態，開關管S1、S2、S3和S4保持關斷狀態，電池的輸出通過開關K1、霍爾傳感器CT1、功率電感L1和開關K2給直流母線電容CBUS供電，輸入電池電壓VBAT電壓和直流母線電壓VBUS的關系如以下公式：VBAT＝VBUS。