[发明专利]一种非隔离三端口直流开关变换器及其控制方法

权利要求书

1.一种非隔离三端口直流开关变换器，其特征在于，包括光伏电池、蓄电池、第一至第四开关管、第一至第五二极管、滤波电感、滤波电容、负载；光伏电池的正极经第一二极管、第一开关管与滤波电感的一端、第四二极管的阴极连接，光伏电池的负极与蓄电池的负极、第四二极管的阳极、第四开关管的第一端、滤波电容的一端、负载的一端连接；蓄电池的正极经第二二极管、第二开关管与滤波电感的一端连接，蓄电池的正极还经第三二极管、第三开关管与滤波电感的另一端、第五二极管的阳极、第四开关管的第二端连接，第五二极管的阴极与滤波电容的另一端、负载的另一端连接；所述第一二极管的阳极与光伏电池的正极连接，第一二极管的阴极与第一开关管的第二端连接，第一开关管的第一端与滤波电感的一端、第四二极管的阴极连接；所述第二二极管的阳极与蓄电池的正极连接，第二二极管的阴极与第二开关管的第二端连接，第二开关管的第一端与滤波电感的一端、第四二极管的阴极连接；所述第三二极管的阴极与蓄电池的正极连接，第三二极管的阳极与第三开关管的第一端连接，第三开关管的第二端与滤波电感的另一端、第五二极管的阳极、第四开关管的第二端连接。

2.一种基于权利要求1所述的非隔离三端口直流开关变换器的控制方法，其特征在于，包括以下四种工作模式：

（1）光伏电池单独对负载供电工作模式：第二开关管、第三开关管关断，此时电路由第一开关管、第四开关管、第一二极管、第四二极管、第五二极管、滤波电感和滤波电容组成升降压直流变换器；当第一开关管、第四开关管导通时，光伏电池通过第一开关管和第四开关管对滤波电感充电；当第一开关管、第四开关管关断时，滤波电感中的能量通过第四二极管和第五二极管续流，为负载供电；

（2）蓄电池单独对负载供电工作模式：第一开关管、第三开关管关断，此时电路由第二开关管、第四开关管、第二二极管、第四二极管、第五二极管、滤波电感和滤波电容组成升降压直流变换器；当第二开关管、第四开关管导通时，蓄电池通过第二开关管和第四开关管对滤波电感充电；当第二开关管、第四开关管关断时，滤波电感中的能量通过第四二极管和第五二极管续流，为负载供电；

（3）光伏电池对负载供电和对蓄电池充电工作模式：第二开关管关断，电路由第一开关管、第三开关管和第四开关管、第一二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、滤波电感和滤波电容组成直流变换器；当第一开关管、第四开关管导通时，光伏电池通过第一开关管和第四开关管对滤波电感充电；当第一开关管、第四开关管关断，第三开关管导通时，滤波电感中的能量通过第三开关管、第四二极管和第三二极管续流，为蓄电池充电；当第一开关管、第三开关管和第四开关管关断时，滤波电感中的能量通过第四二极管和第五二极管续流，为负载供电；

（4）光伏电池和蓄电池共同对负载供电工作模式：第三开关管关断，电路由第一开关管、第二开关管和第四开关管、第一二极管、第二二极管、第四二极管、第五二极管、滤波电感和滤波电容组成直流变换器；当第一开关管、第四开关管导通时，光伏电池通过第一开关管和第四开关管对滤波电感充电；当第二开关管、第四开关管导通时，蓄电池通过第二开关管和第四开关管对滤波电感充电；当第一开关管、第二开关管和第四开关管关断时，滤波电感中的能量通过第四二极管和第五二极管续流，为负载供电。