[发明专利]一种三端口DC-DC变换器拓扑电路

权利要求书

1.一种三端口DC-DC变换器拓扑电路，包括控制模块（1）和与所述控制模块（1）的输入端分别连接的太阳能阵输入端（SA）、母线端（BUS）和蓄电池端（BAT）；其特征在于：包括接于所述太阳能阵输入端（SA）和所述母线端（BUS）之间的Buck-Boost电路，以及接于所述母线端（BUS）和所述蓄电池端（BAT）之间的双向SuperBuck电路，所述Buck-Boost电路的控制端和所述双向SuperBuck电路的控制端分别接所述控制模块（1）的输出端。

2.根据权利要求1所述的变换器拓扑电路，其特征在于：所述Buck-Boost电路包括第一电容（C1）、第一电感（L1）、第二电感（L2）、负责升压的第一N-MOSFET（Q1）、负责降压的第二N-MOSFET（Q2）、起隔离作用的第一二极管（D1）和用于提供放电回路的第二二极管（D2）；所述第一N-MOSFET（Q1）和所述第二N-MOSFET（Q2）各自的栅极分别与所述控制模块（1）连接，各自的漏极分别于所述太阳能阵输入端（SA）连接；所述第一N-MOSFET（Q1）的源级依次经所述第一二极管（D1）和所述第一电感（L1）与所述母线端（BUS）连接；所述第二N-MOSFET（Q2）的源极依次经所述第一电容（C1）和所述第一电感（L1）与所述母线端（SA）连接，其源极还依次经所述第二电感（L2）、所述第二二极管（D2）和所述第一电感（L1）与所述母线端（SA）连接；当控制模块（1）判断所述太阳能阵输入端（SA）电压大于所述母线端（BUS）电压时，该控制模块（1）控制所述第一N-MOSFET（Q1）断开、所述第二N-MOSFET（Q2）工作在开关模式；当控制模块（1）判断所述太阳能阵输入端（SA）电压小于所述母线端（BUS）电压时，该控制模块（1）控制所述第一N-MOSFET（Q1）工作在开关模式、所述第二N-MOSFET（Q2）导通。

3.根据权利要求1所述的变换器拓扑电路，其特征在于：所述双向SuperBuck电路包括第一电容（C1）、第一电感（L1）、第二电感（L2）、第三N-MOSFET（Q3）、第四N-MOSFET（Q4）、用于提供放电回路的第二二极管（D2）和起续流作用的第三电感（L3）；所述第三N-MOSFET（Q3）的栅极与所述控制模块（1）连接，其源极经所述第三电感（L3）与所述蓄电池端（BAT）连接，其漏极经所述第一电感（L1）与所述母线端（BUS）连接；所述第四N-MOSFET的栅极与所述控制模块（1）连接，其漏极经所述第三电感（L3）与所述蓄电池端连接，其源级依次经所述第一电容（C1）和所述第一电感（L1）与所述母线端（BUS）连接，其源级还依次经所述第二电感（L2）、所述第二二极管（D2）和所述第一电感（L1）与所述母线端（SA）连接；当需为蓄电池充电时，所述控制模块（1）控制所述第三N-MOSFET（Q3）导通、所述第四N-MOSFET（Q4）断开；当需蓄电池放电时，所述控制模块（1）控制所述第三N-MOSFET（Q3）断开、所述第四N-MOSFET（Q4）导通。

4.根据权利要求2所述的变换器拓扑电路，其特征在于：所述控制模块（1）包括第一控制器（10a）、第一PI比较器（11a）、第二PI比较器（11b）、或非电路（12）和第一脉宽调制单元（13a）和第二脉宽调制单元（13b）；所述第一控制器（10a）的输入分别经太阳能阵电压采样装置和太阳能阵电流采样装置与所述太阳能阵输入端（SA）连接，其还经母线电压采样装置与所述母线端（BUS）连接；所述第一PI比较器（11a）的一个输入端与所述第一控制器（10a）的一个输出端连接，接收该第一控制器（10a）输出的MPPT电压基准，其另一个输入端经太阳能阵电压采样装置与所述太阳能阵输入端（SA）连接；所述第二PI比较器（11b）的一个输入端与所述第一控制器（10a）的另一个输出端连接，接收该第一控制器（10a）输出的母线电压误差放大信号；所述第二PI比较器（11b）的另一个输入端经母线电流采样装置与所述母线端（BUS）连接；所述第一PI比较器（11a）和所述第二PI比较器（11b）各自的输出分别作为所述或非电路（12）的输入；所述或非电路（12）的输出端分别连接所述第一脉宽调制单元（13a）的输入端和所述第二PI比较器（11b）的输入端，所述第一脉宽调制单元（13a）的输出端与所述第一N-MOSFET（Q1）的栅极连接，所述第二脉宽调制单元（13b）的输出端与所述第二N-MOSFET（Q2）的栅极连接。

5.根据权利要求3所述的变换器拓扑电路，其特征在于：所述控制模块（1）包括第二控制器（10b）、第三PI比较器（11c）、第三脉宽调制单元（13c）和反相器（14）；所述第二控制器（10b）内预设有充电电流基准；所述第三PI比较器（11c）的一个输入端与所述第二控制器（10b）的输出端连接，接收该第二控制器（10b）输出的充电电流基准，其另一个输入端经蓄电池电流采样装置与所述蓄电池端（BAT）连接；所述第三PI比较器（11c）的输出作为所述第三脉宽调制单元（13c）的输入；所述第三脉宽调制单元（13c）的输出一路与所述第三N-MOSFET（Q3）的栅极连接，另一路经所述反相器（14）后与第四N-MOSFET（Q4）的栅极连接。