一种四开关BOB光伏充电电源及驱动控制方法技术

本发明专利技术提出一种四开关BOB光伏充电电源，包括光伏组件和开关电源，所述开关电源连接光伏组件，所述开关电源包括4组驱动开关Q1

【技术实现步骤摘要】
一种四开关BOB光伏充电电源及驱动控制方法


[0001]本专利技术涉及光伏充电电源
，尤其涉及一种四开关BOB光伏充电电源及驱动控制方法。

技术介绍

[0002]光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。主要由光伏组件、控制器和功率电路三大部分组成，主要部件由电子元器件构成。光伏组件经过串并联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。
[0003]目前户外便携式设备大多具备兼容光伏输入，其通过光伏组件对储能电池进行充电，四开关BUCK
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BOOST变换器可将宽电压范围的光伏组件进行升压、降压、输入等于输出变换。当输入电压大于输出电压时，工作在BUCK模式；当输入电压小于输出电压时工作在BOOST模式，当输入等于输出时工作于BUCK
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BOOST模式，这是一种传统的三模态控制方式，而传统的三模态控制在工作过程中会出现需要比较输入和输出电压后才可以切换工作状态模式。而另一种传统控制更为简单，H桥臂中的对管采用同一路驱动进行控制，电路始终工作在BUCK
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BOOST模式，也无需比较输入和输出电压，但储能电感中峰值电流较大导致四个开关MOS管损耗增大且共摸电流较大。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了解决四开关BUCK
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BOOST变换器在切换模式时需要比较输入电压和输出电压导致占空比切换不连续，控制复杂的问题，提供一种四开关BOB光伏充电电源及驱动控制方法。
[0005]本技术方案如下：一种四开关BOB光伏充电电源，包括光伏组件和开关电源，所述开关电源连接光伏组件，所述开关电源包括4组驱动开关Q1
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Q4，驱动开关Q1、驱动开关Q2和电感L1连接组成BUCK电路，驱动开关Q3、驱动开关Q4和电感L1组成BOOST电路，BUCK电路通过电感L1连接BOOST电路，所述BUCK电路和BOOST电路上均设置有电容，所述驱动开关均受控于控制系统。
[0006]进一步的，所述4组驱动开关为N沟道MOS管Q1
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Q4，所述N沟道MOS管Q1的漏极连接光伏组件的正极，N沟道MOS管Q1的源极分别连接电感L1一端、N沟道MOS管Q2的漏极，N沟道MOS管Q2的源极分别连接光伏组件的负极、N沟道MOS管Q3的源极、电池负极，N沟道MOS管Q3的漏极分别连接电感L1另一端、N沟道MOS管Q4的源极，N沟道MOS管Q4的漏极连接电感L2一端，电感L2另一端连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极连接电池正极。
[0007]进一步的，还包括电容C1、电容C2、电容C3、电流采样电阻R1和二极管D1，所述电容C1一端连接N沟道MOS管Q1漏极，电容C1另一端连接N沟道MOS管Q2的源极，所述电容C2一端连接N沟道MOS管Q4漏极，电容C2另一端连接N沟道MOS管Q3的源极，所述电容C3一端连，电容C3另一端分别连接N沟道MOS管Q3的源极、电流采样电阻R1一端，电流采样电阻另一端连接
电池负极。
[0008]进一步的，所述控制系统包括MCU、第一自举双路驱动、第二自举双路驱动和信号调理电路，所述MCU的PWM1端连接第一自举双路驱动，第一自举双路驱动分别连接N沟道MOS管Q1的栅极、N沟道MOS管Q2的栅极，所述MCU的PWM2端连接第二自举双路驱动，第二自举双路驱动分别连接N沟道MOS管Q3的栅极、N沟道MOS管Q4的栅极，所述MCU的ADC端连接信号调理电路，信号调理电路与电流采样电阻R1并联。
[0009]进一步的，所述控制系统还包括辅助电源和显示面板，所述辅助电源的输出端连接MCU，辅助电源的输入端分别连接光伏组件的正极和负极，所述显示面板电连接MCU。
[0010]进一步的，所述N沟道MOS管Q1驱动最大占空比为90%，所述N沟道MOS管Q3驱动的最小占空比为10%。N沟道MOS管Q1和N沟道MOS管Q2为一组带死区时间的互补PWM信号，N沟道MOS管Q3和N沟道MOS管Q4为另一组带死区时间的互补PWM信号。
[0011]一种四开关BOB光伏充电电源的驱动控制方法，包括以下步骤：S1、根据MPPT算法计算得到开关电源的输出误差值，使得误差值为误差范围值；S2、取误差范围值的二分之一定义为BUCK变换范围，取误差值的另二分之一定义为BOOST变换范围；S3、判断一次开关电源的输出误差值是否在BUCK变换范围边缘，当误差值处于BUCK变换范围边缘时，开关电源强制跳入BOOST变换后执行下一次步骤S3
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S6的循环，当误差值未处于BUCK变换范围边缘时进入步骤S4；S4、判断一次开关电源的输出误差值是否在BOOST变换范围边缘，当误差值处于BOOST变换范围边缘时，开关电源强制跳入BUCK变换后执行下一次步骤S3
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S6的循环，当误差值未处于BOOST变换范围边缘时进入步骤S5；S5、判断一次开关电源的输出误差值是否在BUCK变换范围之间，当误差值处于BUCK变换范围之间时，开关电源执行BUCK变换后执行下一次步骤S3
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S6的循环，当误差值未处于BUCK变换范围之间时进入步骤S6；S6、判断一次开关电源的输出误差值是否在BOOST变换范围之间，当误差值处于BOOST变换范围之间时，开关电源执行BOOST变换后执行下一次步骤S3
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S6的循环；S7、每执行一次循环后由MPPT算法计算得到的开关电源的输出误差值增加1个单位。
[0012]进一步的，所述BUCK变换范围取误差范围值的最小值至中间值，所述BOOST变换范围取误差范围值的中间值至最大值，所述BUCK变换范围对应占空比为0
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100%，所述BOOST变换范围对应占空比为0
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100%。
[0013]进一步的，所述开关电源强制跳入BOOST变换时，控制系统设定BUCK变换为最大占空比为90%，BOOST变换为最小占空比为11%；所述开关电源强制跳入BUCK变换时，控制系统设定BUCK变换为最大占空比为89%，BOOST变换为最小占空比为10%；所述开关电源执行BUCK变换时，控制系统设定BUCK变换占空比为开关电源的输出误差值所对应的占空比，BOOST变换为最小占空比10%；所述开关电源执行BOOST变换时，控制系统设定BUCK变换为最大占空比90%，BOOST变换占空比为开关电源的输出误差值减去误差范围值的中间值所对应的占空比。
[0014]专利技术的有益效果：本专利技术提出的一种四开关BOB光伏充电电源及驱动控制方法，实现了充电电源在宽范围输入过程中通过四开关BUCK
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BOOST进行充电时不需要对比输入和输出电压即可进行驱动控制的效果，同时实现自动平滑切换以及简单的驱动自举功能。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种四开关BOB光伏充电电源，其特征在于，包括光伏组件和开关电源，所述开关电源连接光伏组件，所述开关电源包括4组驱动开关Q1
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Q4，驱动开关Q1、驱动开关Q2和电感L1连接组成BUCK电路，驱动开关Q3、驱动开关Q4和电感L1组成BOOST电路，BUCK电路通过电感L1连接BOOST电路，所述BUCK电路和BOOST电路上均设置有电容，所述驱动开关均受控于控制系统。2.根据权利要求1所述的一种四开关BOB光伏充电电源，其特征在于，所述4组驱动开关为N沟道MOS管Q1
‑
Q4，所述N沟道MOS管Q1的漏极连接光伏组件的正极，N沟道MOS管Q1的源极分别连接电感L1一端、N沟道MOS管Q2的漏极，N沟道MOS管Q2的源极分别连接光伏组件的负极、N沟道MOS管Q3的源极、电池负极，N沟道MOS管Q3的漏极分别连接电感L1另一端、N沟道MOS管Q4的源极，N沟道MOS管Q4的漏极连接电感L2一端，电感L2另一端连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极连接电池正极。3.根据权利要求2所述的一种四开关BOB光伏充电电源，其特征在于，还包括电容C1、电容C2、电容C3、电流采样电阻R1，所述电容C1一端连接N沟道MOS管Q1漏极，电容C1另一端连接N沟道MOS管Q2的源极，所述电容C2一端连接N沟道MOS管Q4漏极，电容C2另一端连接N沟道MOS管Q3的源极，所述电容C3一端连，电容C3另一端分别连接N沟道MOS管Q3的源极、电流采样电阻R1一端，电流采样电阻另一端连接电池负极。4.根据权利要求2所述的一种四开关BOB光伏充电电源，其特征在于，所述控制系统包括MCU、第一自举双路驱动、第二自举双路驱动和信号调理电路，所述MCU的PWM1端连接第一自举双路驱动，第一自举双路驱动分别连接N沟道MOS管Q1的栅极、N沟道MOS管Q2的栅极，所述MCU的PWM2端连接第二自举双路驱动，第二自举双路驱动分别连接N沟道MOS管Q3的栅极、N沟道MOS管Q4的栅极，所述MCU的ADC端连接信号调理电路，信号调理电路与电流采样电阻R1并联。5.根据权利要求2所述的一种四开关BOB光伏充电电源，其特征在于，所述控制系统还包括辅助电源和显示面板，所述辅助电源的输出端连接MCU，辅助电源的输入端分别连接光伏组件的正极和负极，所述显示面板电连接MCU。6.根据权利要求2所述的一种四开关BOB光伏充电电源，其特征在于，所述N沟道MOS管Q1驱动最大占空比为90%，所述N沟道MOS管Q3驱动的最小占空比为10%，N沟道MOS管Q1和N沟道MOS管Q2为一组带死区时间的互补PWM信号，N沟道MOS管Q3和N...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐建，曹加勇，陈思宇，李红英，余梦澜，
申请(专利权)人：成都启微科技有限公司，
类型：发明
国别省市：