[发明专利]一种非隔离型三端口变换器的拓扑结构及其控制方法

权利要求书

1.一种非隔离型三端口变换器的拓扑结构，其特征在于：包括与发电装置相连的发电端，与负载相连的负载端，与蓄电池相连的储能端，与所述发电端相连的直流侧支撑电容，发电端通过第一、第二Buck/Boost变换器与所述储能端相连；所述发电端与移相全桥变换器的输出串联接入负载端；

所述移相全桥变换器包括原边全桥变换器、高频变压器以及副边不控整流电路，同时复用移相全桥变换器原边桥臂的开关管，构成双重Buck/Boost变换器；

所述原边全桥变换器包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管；

所述不控整流电路包括第一整流管、第二整流管、第三整流管、第四整流管；

所述第一整流管、第二整流管、第一开关管、第二开关管串联成第一桥臂，所述第三整流管、第四整流管、第三开关管、第四开关管串联成第二桥臂；

所述高频变压器包括一端连接在第一开关管与第二开关管之间另一端连接在第三开关管与第四开关管之间的高频变压器原边、一端连接在第一整流管与第二整流管之间另一端连接在第三整流管与第四整流管之间的高频变压器副边；

所述第一Buck/Boost变换器一端与所述储能端相连，另一端连接到发电端；所述第二Buck/Boost变换器一端与所述储能端相连，另一端连接到发电端；

所述移相全桥变换器还包括滤波电感、滤波电容。

2.一种非隔离型三端口变换器的拓扑结构的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1.系统初始化，首先在系统上电初始阶段，进行与系统控制相关的软件和硬件初始化工作，将程序中相应控制器的输出设置为0；

S2.获取移相角控制信号将电压传感器VMA采集所得的负载电压值v_dc与设置的电压值v^*_dc进行比较，将它们的偏差信号Δv_dc送入控制器G_vdc，将其输出进行限幅后得到最终的桥臂间移相角控制信号

S3.获取最大功率点处的给定电压值v^*_pv，采集电压传感器VMC可得到光伏电池电压值v_pv，采集电流传感器CMA可得到光伏电池的输出电流值i_pv，而后利用MPPT算法计算得出光伏电池在最大功率点处的给定电压值v^*_pv；

S4.获得光伏电池电压控制器输出信号d_mpp，将采集到的光伏电池电压值v_pv与经过MPPT算法所得的光伏电池电压给定值v^*_pv作差，其偏差Δv_pv送入控制器G_vpv，将其输出进行限幅后得到光伏电池电压控制器输出信号d_mpp；

S5.获得占空比控制信号d，采集电压传感器VMB可得到蓄电池电压值v_b，采集电流传感器CMB可得到蓄电池的输出电流值i_b，将采集到的蓄电池输出电流值i_b与设定电流保护值i_bPro进行比较，将它们的偏差信号Δ_ib输入至控制器G_ib，将其输出进行限幅后得到蓄电池充电电流控制器输出信号d_ipro；将采集到的蓄电池电压值v_b与设定的保护电压值v_bPro进行比较，将它们的偏差信号Δ_vb输入至控制器G_vb，将其输出进行限幅后得到蓄电池充电电压控制器输出信号d_vpro；将得到的三个信号d_mpp、d_ipro和d_vpro送入取大环节，将其输出的最大值作为移相全桥变换器的第二开关管和第四开关管的占空比控制信号d；

S6.驱动第一开关管与第二开关管，将得到的d作为调制信号，采用幅值为V_M的三角波作为第一桥臂载波信号，产生占空比为d的脉冲序列，该脉冲序列用于驱动移相全桥变换器的第二开关管，第一开关管与第二开关管互补导通，第一开关管的占空比为(1-d)，将得到d作为调制信号；

(7)驱动第三开关管与第四开关管，将第一桥臂载波信号的滞后角度同样将d作为调制信号，产生占空比为d的脉冲序列，该脉冲序列用于驱动移相全桥变换器的第四开关管，第三开关管与第四开关管互补导通，第三开关管的占空比为(1-d)；

(8)重复运行，在没有得到停机指令的情况下重复执行(2)～(7)步骤，否则退出运行状态。