[发明专利]用于蓄电池储能系统的双向升降压电路及其数字控制方法

权利要求书

1.用于蓄电池储能系统的双向升降压电路，其特征在于，该电路的连接方式为：蓄电池组的正极接储能电感L_P的一端，电感L_P的另一端接功率管S_buck的发射极和功率管S_boost的集电极的公共结合点，同时与缓冲电容C_s的一端和谐振电感L_r一端的公共结合点相接，谐振电感Lr的另一端和谐振电容Cr串联形成谐振支路，缓冲电容C_s的另一端和谐振支路的公共结合点与蓄电池组的负极相接；输出电容的一端接S_buck的集电极，同时另一端接蓄电池组的负极；所述功率管S_buck和功率管S_boost均带有反并联二极管。

2.根据权利要求1所述的用于蓄电池储能系统的双向升降压电路，其特征在于，所述蓄电池组由多块蓄电池串联组成。

3.根据权利要求1或2所述的用于蓄电池储能系统的双向升降压电路，其特征在于，所述双向升降压电路工作于升压模式时，功率管S_boost工作于脉冲频率调制模式，同时功率管S_buck截止，其反并联二极管D1作为续流二极管；所述双向升降压电路工作于降压模式时，功率管S_buck工作于脉冲频率调制模式，同时功率管S_boost截止，其反并联二极管D2作为续流二极管。

4.如权利要求1所述的用于蓄电池储能系统的双向升降压电路的数字控制方法，其特征在于，其控制装置包括控制核心、驱动电路、采样电路、上位机和LCD显示屏；控制核心通过采样电路获取蓄电池组的电压V_bat及电流I_bat、输出电压V_out、缓冲电容C_s的电压V_Cs、功率管S_buck的电压，并经过相应的控制算法通过驱动电路输出驱动波形，以驱动功率管S_buck和功率管S_boost，控制核心将蓄电池的电压及电流送入LCD显示屏，上位机从控制核心采集当前工作状况的各变量值，并在上位机软件显示，同时上位机还能向控制核心发送控制命令。

5.根据权利要求4所述的数字控制方法，其特征在于，所述控制核心为单片机或数字信号处理器，其内部带有Epwm模块和边沿捕获模块，用于产生占空比和周期均可调的驱动波形并能捕获所需采集量的边沿变化情况。

6.根据权利要求4或5所述的数字控制方法，其特征在于，所述功率管S_buck和功率管S_boost的驱动波形的生成方式采用脉冲频率调制生成。

7.利用如权利要求4所述数字控制方法的控制策略，其特征在于，包括电路升降压控制策略、零电压软开关控制策略和软起动控制策略；

所述电路升降压控制策略具体为：双向升降压电路工作于升压模式时，在一个开关周期内，通过检测输出电容C_out端电压和蓄电池电流，采用数字PI控制，以设定控制核心的下一个开关周期的周期寄存器值，实现蓄电池的放电；双向升降压电路工作于降压模式时，在一个开关周期内，通过检测蓄电池组的电压V_bat及电流I_bat，采用数字PI控制，以设定控制核心的下一个开关周期的周期寄存器值，实现蓄电池的充电；

所述零电压软开关控制策略具体为：双向升降压电路工作于升压模式时，在一个开关周期内，通过检测缓冲电容Cs端电压的边沿变化，以设定控制核心的下一个开关周期的比较寄存器值，实现功率管S_boost零电压开关；双向升降压电路工作于降压模式时，在一个开关周期内，通过检测功率管S_buck电压的边沿变化，以设定控制核心的下一个开关周期的比较寄存器值，实现功率管S_buck零电压开关；

所述软起动控制策略具体为：蓄电池组初始放电时，设定控制核心的周期寄存器的值缓慢增大，使驱动波形的占空比缓慢增大，以达到软起动目的。