CN113162410A - 一种三端口变换器及其控制方法 - Google Patents

一种三端口变换器及其控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113162410A
CN113162410A CN202110416806.9A CN202110416806A CN113162410A CN 113162410 A CN113162410 A CN 113162410A CN 202110416806 A CN202110416806 A CN 202110416806A CN 113162410 A CN113162410 A CN 113162410A
Authority
CN
China
Prior art keywords
load
control signal
switching tube
photovoltaic module
control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110416806.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113162410B (zh
Inventor
秦岭
田民
钱天泓
徐正祥
沈家鹏
张雷
王亚芳
周磊
许兴
段冰莹
高娟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hefei Minglong Electronic Technology Co ltd
Original Assignee
Nantong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nantong University filed Critical Nantong University
Priority to CN202110416806.9A priority Critical patent/CN113162410B/zh
Publication of CN113162410A publication Critical patent/CN113162410A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113162410B publication Critical patent/CN113162410B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/66—Regulating electric power
    • G05F1/67—Regulating electric power to the maximum power available from a generator, e.g. from solar cell
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

本发明属于变换器控制技术领域，公开了一种三端口变换器及其控制方法。该变换器包括两个开关管、两个电容、两个二极管和两个电感，两个电容分别与光伏组件和负载并联。其器件数量少，成本低，体积小，结构简单，且具有较高的升压能力，可以实现三个端口间功率流的灵活控制，且能够实现所有开关管的零电压开通，以及第二二极管的自然关断，有效提高了离网型光伏发电***的集成度及变换效率。

Description

一种三端口变换器及其控制方法
技术领域
本发明属于变换器控制技术领域，具体涉及一种三端口变换器及其控制方法。
背景技术
随着能源危机与环境污染的日益加剧，光伏发电技术受到各国政府和企业的广泛关注。由于太阳能具有波动性和随机性，离网型光伏发电***需要配备蓄电池来储存和调节电能，保证向负载(如直流变换器、逆变器、直流微网等)连续稳定供电，且实现光伏组件的最大功率点跟踪(Maximum Pawer Point Tracking,MPPT)控制和蓄电池的充放电控制。由于离网型光伏发电***具有光伏、蓄电池和负载三个端口。故常采用三端口变换器作为主电路拓扑，以减少器件数量，降低成本。光伏电池输出电压较低，且波动范围较大，三端口变换器需具备较高的电压增益才能满足负载侧电压要求。现有技术中具有高增益能力的三端口变换器普遍存在器件数量多、体积和重量大等缺点。如果基于现有技术，通过增加开关频率来提高功率密度，开关损耗将是瓶颈。采用软开关技术，可以减小或消除开关损耗，从而解除开关频率的制约，而且可以解决宽禁带型器件应用的开关震荡和开关应力难题。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种三端口变换器及其控制方法，其器件数量少，成本低，体积小，结构简单，且具有较高的升压能力，可以实现三个端口间功率流的灵活控制，且能够实现所有开关管的零电压开通(Zero Voltage Switching,ZVS)，以及二极管D2的自然关断，有效提高了离网型光伏发电***的集成度及变换效率。
本发明提供了一种三端口变换器，所述三端口变换器的三个端口分别与光伏组件、蓄电池和负载连接，所述变换器包括：第一开关管、第二开关管、第一电容、第二电容、第一二极管、第二二极管、第一电感和第二电感；所述光伏组件的正极与所述第一电感的第一端、所述第一二极管的阳极、所述第一电容的第一端连接；所述第一二极管的阴极与所述第二二极管的阴极、所述第二电感的第一端连接；所述第一电感的第二端与所述蓄电池负极、所述第二二极管的阳极连接；所述蓄电池正极与所述第一开关管的漏极、所述第二开关管的源极、所述第二电感的第二端连接；所述第二开关管的漏极与所述第二电容的第一端、所述负载的正极连接；所述光伏组件的负极与所述第一电容的第二端、所述第一开关管的源极、所述第二电容的第二端、所述负载的负极连接。
优选的，所述第一开关管和所述第二开关管均为MOS管。
优选的，本发明提供的三端口变换器还包括MPPT控制支路、负载恒压控制支路、调制单元；所述MPPT控制支路用于获取所述光伏组件的输出电压和输出电流，产生第一控制信号，所述第一控制信号用于实现所述光伏组件的最大功率点跟踪控制；所述负载恒压控制支路用于获取所述负载的端电压，产生第二控制信号，所述第二控制信号用于实现所述负载恒压控制；所述调制单元用于根据所述第一控制信号和所述第二控制信号产生所述第一开关管和所述第二开关管的驱动信号。
优选的，本发明提供的三端口变换器中，所述调制单元包括压频转换器、比较器和反相器；所述压频转换器用于将所述第一控制信号转化为三角载波信号；所述比较器用于将所述第二控制信号与所述三角载波信号进行比较，得到所述第二开关管的驱动信号；所述反相器用于将所述第二开关管的驱动信号取反，得到所述第一开关管的驱动信号。
本发明还提供了一种三端口变换器的控制方法，具体为：控制所述第一电感和所述第二电感分别工作在电流双向连续导通模式和电流断续模式；获取所述光伏组件的输出电压以及所述光伏组件的输出电流，产生第一控制信号；获取所述负载的端电压，产生第二控制信号；根据所述第一控制信号和所述第二控制信号产生第二开关管驱动信号，所述第一控制信号用于控制所述第二开关管驱动信号的频率，所述第二控制信号用于控制所述第二开关管驱动信号的占空比；所述第二开关管驱动信号取反得到第一开关管驱动信号。
与传统的具有高增益能力的三端口变换器相比，本发明所述三端口变换器器件数量少，成本低，体积小，结构简单，且具有较高的升压能力，可以实现三个端口间功率流的灵活控制，且能够实现所有开关管的ZVS开通，以及二极管D2的自然关断，有效提高了离网型光伏发电***的集成度及变换效率。
附图说明
图1为本申请实施例的三端口变换器的电路结构示意图；
图2(a)为图1所示三端口变换器一个开关周期内模态1的等效电路图；
图2(b)为图1所示三端口变换器一个开关周期内模态2的等效电路图；
图2(c)为图1所示三端口变换器一个开关周期内模态3的等效电路图；
图2(d)为图1所示三端口变换器一个开关周期内模态4的等效电路图；
图2(e)为图1所示三端口变换器一个开关周期内模态5的等效电路图；
图3为图1所示三端口变换器一个开关周期内关键波形图；
图4为图1所示三端口变换器一个开关周期内各功率管电压电流仿真波形图；
图5(a)为图1所示三端口变换器由于光伏组件输出功率增加，运行模式由光伏、蓄电池联合供电模式切换至光伏同时向蓄电池和负载供电模式的仿真波形；
图5(b)为图1所示三端口变换器由于负载功率减小，运行模式由光伏、蓄电池联合供电模式切换至光伏同时向蓄电池和负载供电模式的仿真波形；
图6(a)为图1所示三端口变换器由于光伏组件输出功率减小，运行模式由光伏同时向蓄电池和负载供电模式切换至光伏、蓄电池联合供电模式的仿真波形；
图6(b)为图1所示三端口变换器由于负载功率增加，运行模式由光伏同时向蓄电池和负载供电模式切换至光伏、蓄电池联合供电模式的仿真波形。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本申请实施例提供了一种三端口变换器，三端口变换器的三个端口分别与光伏组件、蓄电池和负载连接，三端口变换器包括：第一开关管S1、第二开关管S2、第一电容C1、第二电容C2、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电感L1和第二电感L2；光伏组件的正极与第一电感L1的第一端、第一二极管D1的阳极、第一电容C1的第一端连接；第一二极管D1的阴极与第二二极管D2的阴极、第二电感L2的第一端连接；第一电感L1的第二端与蓄电池负极、第二二极管D2的阳极连接；蓄电池正极与第一开关管S1的漏极、第二开关管S2的源极、第二电感L2的第二端连接；第二开关管S2的漏极与第二电容C2的第一端、负载的正极连接；光伏组件的负极与第一电容C1的第二端、第一开关管S1的源极、第二电容C1的第二端、负载的负极连接。
在本实施例中，第一开关管S1和第二开关管S2均采用MOS管。
在本实施例中，还包括MPPT控制支路、负载恒压控制支路、调制单元；MPPT控制支路用于获取光伏组件的输出电压upv和输出电流ipv，产生第一控制信号uc1，第一控制信号uc1用于实现光伏组件的最大功率点跟踪控制；负载恒压控制支路用于获取负载的端电压uo，产生第二控制信号uc2，第二控制信号uc2用于实现负载恒压控制；调制单元用于根据第一控制信号uc1和第二控制信号uc2产生第一开关管S1和第二开关管S2的驱动信号。
在本实施例中，调制单元包括压频转换器、比较器和反相器；压频转换器用于将第一控制信号uc1转化为三角载波信号uc；比较器用于将第二控制信号uc2与三角载波信号uc进行比较，得到第二开关管S2的驱动信号ugs2；反相器用于将第二开关管S2的驱动信号ugs2取反，得到第一开关管S1的驱动信号ugs1。
在本实施例中，控制方法具体为：控制第一电感L1和第二电感L2分别工作在电流双向连续导通模式和电流断续模式；获取光伏组件的输出电压upv以及光伏组件的输出电流ipv，产生第一控制信号uc1；获取负载的端电压uo，产生第二控制信号uc2；根据第一控制信号uc1和第二控制信号uc2产生第二开关管S2的驱动信号ugs2，第一控制信号uc1用于控制第二开关管S2的驱动信号ugs2的频率，第二控制信号uc2用于控制第二开关管S2的驱动信号ugs2的占空比；第二开关管S2的驱动信号ugs2取反得到第一开关管S1的驱动信号ugs1。
本申请实施例中的三端口变换器有两种主要工作模式。
工作模式1(光伏、蓄电池联合供电模式)：光伏组件发出功率无法满足负载功率时，***中光伏组件与蓄电池同时发出功率为负载进行供电。
工作模式2(光伏同时向蓄电池和负载供电模式)：当光伏组件发出功率大于负载功率时，***中光伏组件发出功率分别传递至蓄电池和负载，为其供电。
接下来分析这两种工作模式下变换器的基本工作原理。此时，***工作已经达到稳态，并符合以下条件：①储能元件和二极管均为理想器件；②除体二极管外，忽略第一开关管S1和第二开关管S2的其他寄生参数；③忽略电压蓄电池电压UB、光伏电压Upv和负载电压Uo的电压纹波；④第一开关管S1和第二开关管S2的驱动信号死区时间相等，为Td。
本申请实施例中的在一个开关周期中的工作可分成5个模态，每个工作模态对应的等效电路如图2(a)～图2(e)所示，关键波形如图3所示
分述如下：
t0时刻前，第一开关管S1的体二极管导通，第一开关管S1、第二开关管S2、第一二极管D1、第二二极管D2均关断。
模态1：[t0-t1](等效电路如图2(a)所示)
t0时刻，零电压开通第一开关管S1，其体二极管自然关断，第一二极管D1导通，模态1开始。第一电感L1和第二电感L2分别承受正向电压Upv+UB和Upv，第一电感电流iL1和第二电感电流iL2均正向线性增大，其表达式为：
Figure BDA0003026251270000031
Figure BDA0003026251270000032
t1时刻，关断第一开关管S1，模态1结束。
模态2：[t1-t2](等效电路如图2(b)所示)
第一二极管D1反向截止，第二二极管D2和第二开关管S2的体二极管均导通。第一电感L1和第二电感L2承受反向电压Uo-UB-Upv和UB，电感电流iL1和iL2的表达式如下：
Figure BDA0003026251270000033
Figure BDA0003026251270000034
t2时刻，零电压开通第二开关管S2，模态2结束。
模态3：[t2-t3](等效电路如图2(c)所示)
第一电感电流iL1和第二电感电流iL2均保持原有斜率线性变化。t3时刻，第二电感电流iL2减小至0，第二二极管D2自然关断，模态3结束。该模态持续时间为：
Δt3＝t3-t2＝d1Ts (5)
式中，d1为第二电感电流iL2下降时间和开关周期Ts的比值。
模态4：[t3-t4](等效电路如图2(d)所示)
第一电感电流iL1仍保持原有斜率线性变化。t4时刻，关断第二开关管S2，模态4结束。
模态5：[t4-t5](等效电路如图2(e)所示)
第一开关管S1的体二极管导通。第一电感L1和第二电感L2分别承受正向电压Upv+UB和Upv，第一电感电流iL1和第二电感电流iL2均正向线性增大，其表达式(1)和式(2)类似，不再赘述。到t5时刻，零电压开通第一开关管S1，模态5结束。下一个开关周期开始，重复上述过程。
忽略三端口变换器的损耗以及其它寄生参数影响，有：
Figure BDA0003026251270000041
Figure BDA0003026251270000042
可以看出，光伏组件端电压Upv、蓄电池电压UB和负载端电压Uo均与占空比d和开关频率fs有关，可以通过改变第一开关管S1的占空比d，实现光伏组件端电压Upv的调节，同时通过改变第一开关管S1的开关频率fs，实现负载端电压Uo的调节；也可以通过改变第一开关管S1的占空比d，实现负载端电压Uo的调节，同时通过改变第一开关管S1的开关频率fs，实现光伏组件端电压Upv的调节。本发明实施例中采用后者，即通过改变第一开关管S1的占空比d，实现负载端电压Uo的调节，同时通过改变第一开关管S1的开关频率fs，实现光伏组件端电压Upv的调节。
为了实现第一开关管S1和第二开关管S2的软开关，要求第一电感L1的电流谷值小于0，即：
Figure BDA0003026251270000043
式中，ΔiL1为第一电感L1的电流的峰峰值
即要求：
Figure BDA0003026251270000044
为了验证理论分析的正确性，本发明利用Saber仿真软件搭建了一台三端口变换器仿真模型，其各端口的参数如表1所示。第一电感L1＝15μH，第二电感L2＝30μH。
表1三端口变换器各端口参数
Figure BDA0003026251270000045
仿真实验波形图如图4所示，根据图4可知，驱动信号uGS1和uGS2正压到来前，第一开关管S1和第二开关管S2的端电压uds,S1和uds,S2已经降低至零，这表明二者均实现了零电压开通；第二二极管D2承受反压前，其第二二极管电流iD2已降为零，因此第二二极管D2为自然关断。
此外，还对***模式切换进行了仿真验证：
模式1(光伏、蓄电池联合供电)向模式2(光伏同时向蓄电池和负载供电)切换有两种情况，仿真结果如图5所示：
(1)负载功率Po＝100W不变，光伏组件输出功率Ppv由50W突变为150W
如图5(a)所示，在0.5s时刻前，光伏组件输出功率Ppv为50W(2.5A×20V)，负载所需功率Po为100W(0.5A×200V)，光伏组件输出功率Ppv小于负载功率Po，***处于光伏、蓄电池联合供电模式。0.5s时，光伏组件输出功率Ppv发生突变，由50W突变为150W(7.5A×20V)，0.56s时***达到稳态。此时，负载所需功率Po仍为100W，光伏组件输出功率Ppv大于负载功率Po，说明***处于光伏同时向蓄电池和负载供电模式。
(2)光伏组件输出功率Ppv＝100W不变，负载功率Po由150W突变至50W
如图5(b)所示，在0.5s时刻前，光伏组件输出功率Ppv为100W(5A×20V)，负载所需功率Po为150W(0.75A×200V)，光伏组件输出功率Ppv小于负载功率Po，***处于光伏、蓄电池联合供电模式。0.5s时，负载所需功率Po发生突变，由150W突变为50W(0.25A×200V)，0.56s时，***达到稳态。此时，光伏组件输出功率Ppv仍为100W，光伏组件输出功率Ppv大于负载功率Po，说明***处于光伏同时向蓄电池和负载供电模式。
模式1向模式2切换过程所用时间只有不到60ms，而且切换过程中光伏组件端电压Upv和负载端电压Uo的超调量均较小，说明该***具有很好的快速性和平滑性。
模式2向模式1切换也有两种情况，仿真结果如图6所示：
(1)负载功率Po＝100W不变，光伏组件输出功率Ppv由150W突变为50W。
如图6(a)所示，在0.5s时刻前，光伏组件输出功率Ppv为150W(7.5A×20V)，负载所需功率Po为100W(0.5A×200V)，光伏组件输出功率Ppv大于负载功率Po，***处于光伏同时向蓄电池和负载供电模式。0.5s时刻，光伏组件输出功率Ppv发生突变，由150W突变为50kW(2.5A×20V)，0.58s时***达到稳态。此时，负载所需功率Po仍为100W，光伏组件输出功率Ppv小于负载功率Po，说明***处于光伏、蓄电池联合供电模式。
(2)光伏组件输出功率Ppv＝100W不变，负载功率Po由50W突变至150W。
如图6(b)所示，在0.5s时刻前，光伏组件输出功率Ppv为100W(5A×20V)，负载所需功率Po为50W(0.25A×200V)，光伏组件输出功率Ppv大于负载功率Po，***处于光伏同时向蓄电池和负载供电模式。0.5s时，负载所需功率Po发生突变，由50W突变为150W(0.75A×200V)，0.56s时***达到稳态。此时，光伏组件输出功率光伏组件输出功率Ppv仍为100W，Ppv小于Po，说明***处于光伏、蓄电池联合供电模式。
模式2向模式1切换过程所用时间只有不到80ms，而且切换过程中光伏组件端电压Upv和负载端电压Uo的超调量均较小，说明该***具有很好的快速性和平滑性。
从上述仿真结果可以看出，本发明所提出的三端口变换器可以实现所有开关管的ZVS开通以及二极管D2的自然关断，具有较高的变换效率，此外变换器采用图1所示调制策略能够实现光伏组件的最大功率输出和负载电压恒定，且变换器在光伏组件和负载的功率变化时能够合理地分配各端口之间的功率，灵活地实现模式切换，保证***的稳定高效运行。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在实际的关系或者顺序。以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，而非对其限制。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种三端口变换器，所述三端口变换器的三个端口分别与光伏组件、蓄电池和负载连接，其特征在于，所述三端口变换器包括：
第一开关管、第二开关管、第一电容、第二电容、第一二极管、第二二极管、第一电感和第二电感；
所述光伏组件的正极与所述第一电感的第一端、所述第一二极管的阳极、所述第一电容的第一端连接；
所述第一二极管的阴极与所述第二二极管的阴极、所述第二电感的第一端连接；
所述第一电感的第二端与所述蓄电池负极、所述第二二极管的阳极连接；
所述蓄电池正极与所述第一开关管的漏极、所述第二开关管的源极、所述第二电感的第二端连接；
所述第二开关管的漏极与所述第二电容的第一端、所述负载的正极连接；
所述光伏组件的负极与所述第一电容的第二端、所述第一开关管的源极、所述第二电容的第二端、所述负载的负极连接。
2.如权利要求1所述的三端口变换器，其特征在于，所述第一开关管和所述第二开关管均为MOS管。
3.如权利要求1所述的三端口变换器，其特征在于，还包括MPPT控制支路、负载恒压控制支路、调制单元；
所述MPPT控制支路用于获取所述光伏组件的输出电压和输出电流，产生第一控制信号，所述第一控制信号用于实现所述光伏组件的最大功率点跟踪控制；
所述负载恒压控制支路用于获取所述负载的端电压，产生第二控制信号，所述第二控制信号用于实现所述负载恒压控制；
所述调制单元用于根据所述第一控制信号和所述第二控制信号产生所述第一开关管和所述第二开关管的驱动信号。
4.如权利要求3所述的三端口变换器，其特征在于，所述调制单元包括压频转换器、比较器和反相器；
所述压频转换器用于将所述第一控制信号转化为三角载波信号；
所述比较器用于将所述第二控制信号与所述三角载波信号进行比较，得到所述第二开关管的驱动信号；
所述反相器用于将所述第二开关管的驱动信号取反，得到所述第一开关管的驱动信号。
5.一种三端口变换器的控制方法，其特征在于，应用于权利要求3或4所述的三端口变换器，所述控制方法具体为：
控制所述第一电感和所述第二电感分别工作在电流双向连续导通模式和电流断续模式；
获取所述光伏组件的输出电压以及所述光伏组件的输出电流，产生第一控制信号；
获取所述负载的端电压，产生第二控制信号；
根据所述第一控制信号和所述第二控制信号产生第二开关管驱动信号，所述第一控制信号用于控制所述第二开关管驱动信号的频率，所述第二控制信号用于控制所述第二开关管驱动信号的占空比；
所述第二开关管驱动信号取反得到第一开关管驱动信号。
CN202110416806.9A 2021-04-19 2021-04-19 一种三端口变换器及其控制方法 Active CN113162410B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110416806.9A CN113162410B (zh) 2021-04-19 2021-04-19 一种三端口变换器及其控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110416806.9A CN113162410B (zh) 2021-04-19 2021-04-19 一种三端口变换器及其控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113162410A true CN113162410A (zh) 2021-07-23
CN113162410B CN113162410B (zh) 2021-12-28

Family

ID=76868464

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110416806.9A Active CN113162410B (zh) 2021-04-19 2021-04-19 一种三端口变换器及其控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113162410B (zh)

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0714160A2 (en) * 1994-11-22 1996-05-29 AT&T Corp. A high efficiency boost topology with two outputs
JPH1023747A (ja) * 1996-07-02 1998-01-23 Origin Electric Co Ltd 昇圧形電圧変換回路
US6084786A (en) * 1999-01-29 2000-07-04 Hamilton Sundstrand Corporation Converter system with power factor and DC ripple control
EP2451064A2 (de) * 2010-11-05 2012-05-09 Diehl AKO Stiftung & Co. KG Hochsetzsteller
CN102510213A (zh) * 2011-11-04 2012-06-20 安徽工业大学 两开关直流-直流升压变换器
WO2014045563A1 (ja) * 2012-09-20 2014-03-27 京セラ株式会社 パワーコンディショナ及びその制御方法
CN105634275A (zh) * 2016-03-23 2016-06-01 西安工业大学 开关电感Boost变换器
CN106411132A (zh) * 2016-12-08 2017-02-15 南通大学 光伏蓄电池供电水泵***用集成式单管dc/dc变换器
CN106533152A (zh) * 2016-12-07 2017-03-22 南京理工大学 一种提高Boost三电平变换器PF的装置及方法
CN110212842A (zh) * 2019-06-06 2019-09-06 南通大学 一种用于光伏储能***的三端口集成式变换器及控制方法
CN110445375A (zh) * 2019-08-14 2019-11-12 哈尔滨理工大学 一种大功率充电用三端口dc/dc变换器
CN110912245A (zh) * 2019-11-22 2020-03-24 南通大学 一种三端口集成式光伏储能变换器
US20200127581A1 (en) * 2018-01-09 2020-04-23 Qingdao University Single-stage multi-input forward dc-dc chopper type high-frequency link's inverter with series simultaneous power supply
CN111464028A (zh) * 2020-03-31 2020-07-28 天津大学 非隔离型低电流纹波高电压增益软开关dc-dc变换器

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0714160A2 (en) * 1994-11-22 1996-05-29 AT&T Corp. A high efficiency boost topology with two outputs
JPH1023747A (ja) * 1996-07-02 1998-01-23 Origin Electric Co Ltd 昇圧形電圧変換回路
US6084786A (en) * 1999-01-29 2000-07-04 Hamilton Sundstrand Corporation Converter system with power factor and DC ripple control
EP2451064A2 (de) * 2010-11-05 2012-05-09 Diehl AKO Stiftung & Co. KG Hochsetzsteller
CN102510213A (zh) * 2011-11-04 2012-06-20 安徽工业大学 两开关直流-直流升压变换器
WO2014045563A1 (ja) * 2012-09-20 2014-03-27 京セラ株式会社 パワーコンディショナ及びその制御方法
CN105634275A (zh) * 2016-03-23 2016-06-01 西安工业大学 开关电感Boost变换器
CN106533152A (zh) * 2016-12-07 2017-03-22 南京理工大学 一种提高Boost三电平变换器PF的装置及方法
CN106411132A (zh) * 2016-12-08 2017-02-15 南通大学 光伏蓄电池供电水泵***用集成式单管dc/dc变换器
US20200127581A1 (en) * 2018-01-09 2020-04-23 Qingdao University Single-stage multi-input forward dc-dc chopper type high-frequency link's inverter with series simultaneous power supply
CN110212842A (zh) * 2019-06-06 2019-09-06 南通大学 一种用于光伏储能***的三端口集成式变换器及控制方法
CN110445375A (zh) * 2019-08-14 2019-11-12 哈尔滨理工大学 一种大功率充电用三端口dc/dc变换器
CN110912245A (zh) * 2019-11-22 2020-03-24 南通大学 一种三端口集成式光伏储能变换器
CN111464028A (zh) * 2020-03-31 2020-07-28 天津大学 非隔离型低电流纹波高电压增益软开关dc-dc变换器

Also Published As

Publication number Publication date
CN113162410B (zh) 2021-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100433525C (zh) 一种用于太阳能光伏并网发电的软开关反激逆变器
CN110336459B (zh) 一种用于光伏储能***的三端口Boost集成式变换器及控制方法
CN108092512B (zh) 一种多工况高增益多端口dc/dc变换器
CN111541369B (zh) 基于开关电感/开关电容单元的交错并联dc/dc升压变换器
Zhou et al. Soft-switching high gain three-port converter based on coupled inductor for renewable energy system applications
CN109889047A (zh) 一种适用于宽输入宽输出电压范围的两级式dc-dc变换器
CN110212842B (zh) 一种用于光伏储能***的三端口集成式变换器及控制方法
CN110912245B (zh) 一种三端口集成式光伏储能变换器
CN102510218A (zh) 一种高升压比dc-dc功率变换器
CN113098271B (zh) 基于开关电容的高增益三端口dc-dc变换器
CN102904454A (zh) 光伏发电***中高效隔离直流变换器***
CN113783418B (zh) 一种低输入电流纹波高增益软开关直流变换器
CN105553254A (zh) 一种含开关电容的零电压开关高增益dc-dc变换器
CN113938002B (zh) 基于开关电感/电容的电容钳位h型升压变换器
CN216699827U (zh) 一种高增益双开关耦合电感dc-dc变换器
CN205377786U (zh) 一种双降压式光伏发电***
CN113965081B (zh) 一种基于Cuk的多工况高增益三端口DC-DC变换器
CN201018423Y (zh) 一种滞后桥臂实现零电压、零电流开关的全桥变换器
CN110581649B (zh) 一种高增益软开关直流变换器及其控制方法
CN113162410B (zh) 一种三端口变换器及其控制方法
CN113992024B (zh) 一种基于桥臂复用式隔离型dc-dc变换器的功率分段调制方法
CN212572385U (zh) 一种集成开关电容和y源网络的dc-dc高电压增益变换器
CN114285279A (zh) 一种高增益升压变换器
CN113595392B (zh) 一种具有较高升压能力的三端口变换器及其控制方法
CN113572360B (zh) 一种具有软开关能力的三端口变换器及其控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20240710

Address after: 230000 B-1015, wo Yuan Garden, 81 Ganquan Road, Shushan District, Hefei, Anhui.

Patentee after: HEFEI MINGLONG ELECTRONIC TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Country or region after: China

Address before: 226019 Jiangsu city of Nantong province sik Road No. 9

Patentee before: NANTONG University

Country or region before: China