[发明专利]一种具有软开关能力的三端口变换器及其控制方法

权利要求书

1.一种具有软开关能力的三端口变换器，所述三端口变换器的三个端口分别与光伏电池、蓄电池和负载连接，其特征在于，所述三端口变换器包括：

第一开关管、第二开关管、第一二极管、第二二极管、第一电感、第二电感、第一电容、第二电容和第三电容；

所述光伏电池的正极与所述第一电感的第一端、所述第二电容的第一端连接；

所述第一电感的第二端与所述第一二极管的阳极连接；

所述第一二极管的阴极与所述第一开关管的漏极、所述第二开关管的源极、所述蓄电池的负极连接；

所述第二开关管的漏极与所述第一电容的第一端、所述第二电感的第一端连接；

所述第二电感的第二端与所述蓄电池的正极、所述第二二极管的阳极连接；

所述第二二极管的阴极与所述第三电容的第一端、所述负载的正极连接；

所述负载的负极与所述光伏电池的负极、所述第一开关管的源极、所述第一电容的第二端、所述第二电容的第二端、所述第三电容的第二端连接；

第二电感的感值需满足：

式中，U_B为蓄电池端电压值，d为第一开关管的驱动信号占空比，T_s为开关周期，Δi_L2为第二电感的电流峰峰值，I_L2,max为第二电感的最大平均值电流值。

2.如权利要求1所述的三端口变换器，其特征在于，还包括控制电路，所述控制电路包括第一控制支路、第二控制支路、调制单元，且所述第一控制支路与所述第二控制支路连接到所述调制单元；

所述第一控制支路用于获取所述光伏电池的输出电压以及所述光伏电池的输出电流，产生第一控制信号，以实现所述光伏电池的最大功率点跟踪控制；

所述第二控制支路用于获取所述负载的端电压，产生第二控制信号，以实现所述负载两端的恒压控制。

3.如权利要求2所述的三端口变换器，其特征在于，所述第一控制支路包括MPPT控制单元、第一加法器、第一控制器，所述第二控制支路包括第二加法器、第二控制器，所述调制单元包括压频转换器和比较器；

所述光伏电池的输出电压和所述光伏电池的输出电流送至所述MPPT控制单元进行MPPT运算，所述MPPT控制单元输出所述光伏电池的电压参考值，第一加法器计算得到所述光伏电池的输出电压和所述光伏电池的电压参考值之间的第一误差信号；

所述第一误差信号通过所述第一控制器得到所述第一控制信号；

第二加法器计算得到所述负载的端电压与负载电压参考值之间的第二误差信号；

所述第二误差信号通过所述第二控制器得到所述第二控制信号，所述第一控制信号输入所述压频转换器，得到对应频率的三角载波信号，所述第二控制信号和所述三角载波信号分别与所述比较器的正输入端和负输入端连接。

4.一种具有较高升压能力的三端口变换器的控制方法，其特征在于，应用于权利要求1至3任一项所述的三端口变换器，所述方法具体为：

获取所述光伏电池的输出电压以及所述光伏电池的输出电流，产生第一控制信号；

获取所述负载的端电压，产生第二控制信号；

根据所述第一控制信号和所述第二控制信号产生所述第一开关管的驱动信号，所述第一控制信号用于控制所述第一开关管的驱动信号的频率，所述第二控制信号用于控制所述第一开关管的驱动信号的占空比；

所述第一开关管的驱动信号取反得到所述第二开关管的驱动信号。