一种四开关BOB光伏充电电源制造技术

本实用新型专利技术提出一种四开关BOB光伏充电电源，包括光伏组件和功率回路，所述功率回路连接光伏组件，所述功率回路包括4组功率开关Q1

【技术实现步骤摘要】
一种四开关BOB光伏充电电源


[0001]本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。

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]本技术为了解决四开关BUCK
‑
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。
[0005]本技术方案如下：
[0006]一种四开关BOB光伏充电电源，包括控制系统、光伏组件和功率回路，所述功率回路连接光伏组件，所述功率回路包括4组功率开关Q1
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Q4，功率开关Q1、功率开关Q2和电感L1连接组成BUCK电路，功率开关Q3、功率开关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，所述功率开关均受控于控制系统。
[0007]进一步的，所述4组功率开关为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。
[0008]进一步的，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。
[0009]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。
[0010]进一步的，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。
[0011]进一步的，还包括H桥电路，所述H桥电路的驱动信号输入端连接自举双路驱动输出端，所述第一自举双路驱动和第二自举双路驱动的结构相同。
[0012]进一步的，所述信号调理电路包括第一运算放大器，所述第一运算放大器的同相输入端分别连接电阻R4一端、电阻R2一端，电阻R4另一端接地，电阻R2另一端连接电流采样电阻R1一端，第一运算放大器的反相输入端分别连接电阻R3一端、电阻R5一端、电容C4一端，电阻R3另一端连接电流采样电阻R1另一端，第一运算放大器的输出端分别连接电阻R5另一端、电容C4另一端、MCU的ADC端。
[0013]进一步的，所述辅助电源包括集成控制器，所述集成控制器分别连接N沟道MOS管Q5的栅极、N沟道MOS管Q6的栅极，N沟道MOS管Q5的漏极分别连接电容C4一端、光伏组件的正极，N沟道MOS管Q6的源极分别连接电容C4另一端、光伏组件的负极、电容C5一端，N沟道MOS管Q5的源极和N沟道MOS管Q6的漏极均连接电感L3一端，电感L3另一端分别连接MCU的电压输入端、电容C5另一端。
[0014]技术的有益效果：
[0015]本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
[0016]为了更清楚地说明本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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本技术提出的一种四开关BOB光伏充电电源现有技术方案电路原理图；
[0018]图2为本技术提出的一种四开关BOB光伏充电电源的现有技术波形图一；
[0019]图3为本技术提出的一种四开关BOB光伏充电电源的现有技术波形图二；
[0020]图4为本技术提出的一种四开关BOB光伏充电电源的现有技术波形图三；
[0021]图5为本技术提出的一种四开关BOB光伏充电电源的现有技术波形图四；
[0022]图6为本技术提出的一种四开关BOB光伏充电电源的现有技术波形图五；
[0023]图7为本技术提出的一种四开关BOB光伏充电电源的电路原理图；
[0024]图8为本技术提出的一种四开关BOB光伏充电电源的两段模式参考图；
[0025]图9为本技术提出的一种四开关BOB光伏充电电源的单BUCK驱动波形图；
[0026]图10为本技术提出的一种四开关BOB光伏充电电源的单BOOST驱动波形图；
[0027]图11为本技术提出的一种四开关BOB光伏充电电源的驱动控制方法的流程
图；
[0028]图12为本技术提出的一种四开关BOB光伏充电电源的自举双路驱动电路原理图；
[0029]图13为本技术提出的一种四开关BOB光伏本文档来自技高网...

【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，包括控制系统、光伏组件和功率回路，所述功率回路连接光伏组件，所述功率回路包括4组功率开关Q1
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Q4，功率开关Q1、功率开关Q2和电感L1连接组成BUCK电路，功率开关Q3、功率开关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，所述功率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组功率开关为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...

【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：新型
国别省市：