[发明专利]双向双输入ZETA/BUCKBOOST直流变换器及其功率分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子变换器领域，尤其涉及一种双向双输入ZETA/BUCKBOOST直流变换器及其功率分配方法。

背景技术

随着环境保护问题的日益突出，人们越来越重视可再生能源的开发利用。可再生能源具有廉价、可靠、清洁无污染、能源丰富等特点，因此可再生能源发电展现了良好的市场前景。目前，应用较多的可再生能源发电形式有光伏发电，燃料电池供电、风力发电、水利发电、地热发电等等，但这些发电形式均存在电力供应不稳定、不连续、随气候条件变化大等特点，因此特别需要采用多种能源联合供电的分布式供电系统。

在传统的新能源联合供电系统中，每种能源形式通常需要一个DC/DC变换器，将各种能源变成直流输出，并联在公共的直流母线上，供给直流负载，但其结构较复杂，且成本较高。为了简化电路结构，降低系统成本，可以用一个多输入直流变换器（Multiple-Input Converter，MIC）代替多个单输入直流变换器。MIC允许多种能源输入，而且输入源的性质、幅值和特性可以相同，也可以差别很大，多输入源可以分别或同时向负载供电，因此提高了系统的稳定性和灵活性，实现能源的优化利用，并且降低系统成本。

发明内容

为了克服现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种拓扑结构和控制方法均较简单、合理，且能实现能量的自动分配利用的拓扑结构。

为了解决上述存在的技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种双向双输入ZETA/BUCKBOOST直流变换器，包括ZETA脉冲电压源单元、BUCKBOOST脉冲电流源单元和输出滤波电路；

所述的ZETA脉冲电压源单元包括第一输入直流电压源A、第一功率开关管M₁、第二功率开关管M₃、第一电感L₁和第一电容C₁，第一输入直流电压源A的正极与第一功率开关管M₁的漏极连接，第一功率开关管M₁的源极与第一电感L₁的一端、第一电容C₁的一端连接，第一电容C₁的另一端与第二功率开关管M₃的漏极连接，第一电感L₁的另一端与第一输入直流电压源A的负极、第二功率开关管M₃的源极连接；

所述的BUCKBOOST脉冲电流源单元包括第二输入直流电压源B、第三功率开关管M₂、第四功率开关管M₄和第二电感L₂，第二输入直流电压源B的正极与第三功率开关管M₂的漏极连接，第三功率开关管M₂的源极与第四功率开关管M₄的漏极、第二电感L₂的一端连接，第二电感L₂的另一端与ZETA脉冲电压源单元中第一输入直流电压源A的负极连接，第二输入直流电压源B的负极与ZETA脉冲电压源单元中第一电容C₁的一端、第二功率开关管M₃的漏极连接；

所述的输出滤波电路包括输出滤波电容c，其中输出滤波电容c的一端分别与BUCKBOOST脉冲电流源单元中的第四功率开关管M₄的源极、负载R的一端连接，输出滤波电容c的另一端分别与BUCKBOOST脉冲电流源单元中第二输入直流电压源B的负极、负载R的另一端以及ZETA脉冲电压源单元中的第一电容C₁一端和第二功率开关管M₃漏极连接。

本发明的目的还在于提供了一种双向双输入ZETA/BUCKBOOST直流变换器功率分配方法，它包括如下内容：

第一输入直流电压源A为光伏电池，第二输入直流电压源B为蓄电池，对ZETA脉冲电压源单元和BUCKBOOST脉冲电流源单元这两个输入源进行功率分配和负载回馈功率控制；第一输入直流电压源A以最大功率输入，通过最大功率跟踪算法保持最大功率输入；第二输入直流电压源B作为功率缓冲单元，通过一个带反向输出的调节器进行能量自动分配；

当负载R需求功率大于第一输入直流电压源A提供的功率时，第二输入直流电压源B放电；调节器输出为正值，转化为第三功率开关管M₂的占空比，控制第二输入直流电压源B的放电功率；