一种升降压控制电路、方法和储能最大功率点跟踪装置与流程

本发明涉及储能，特别是一种升降压控制电路、方法和储能最大功率点跟踪装置。

背景技术：

1、在储能系统中，最大功率点跟踪(maximum power point tracking,mppt)是一种用于优化太阳能电池板、风力发电机等能源装置输出功率的技术。在实际应用中，常常需要使用升降压电路来匹配能源装置的输出电压与储能系统的输入/输出电压。

2、在buck(降压)模式或boost(升压)模式下，占空比是控制输出电压的重要参数。在buck模式中，输入端的mosfet需要100％的占空比才能将输入电压降低到较低的输出电压。类似地，在boost模式下，当输入电压与输出电压相近时，也需要100％的占空比来实现升压转换。

3、然而，现有的自举ic的电路设计和工作原理导致存在占空比限制，无法达到100％的占空比。占空比限制意味着自举ic无法提供完全需要的高侧开关管驱动电压，从而限制了电路的应用。当输入电压和输出电压相近时，可能会出现环路不稳定的问题。

技术实现思路

1、本发明实施例要解决的技术问题在于，提供一种升降压控制电路、方法和储能最大功率点跟踪装置，以解决现有技术中环路不稳定的问题。

2、本发明公开了一种升降压控制电路，包括：

3、控制芯片，包括分别用于输出第一控制信号和、第二控制信号和第三控制信号的第一输出端和、第二输出端和第三输出端；

4、第一开关管，其控制端连接所述第一输出端，输入端连接所述升降压控制电路的电压输入端，输出端连接所述升降压控制电路的电压输出端；

5、电感，一端连接所述第一开关管的输出端；

6、第二开关管，其控制端连接所述第二输出端，输入端连接所述电感的另一端，输出端连接所述电压输出端；

7、第三开关管，其控制端连接所述第三输出端，输入端连接所述第一开关管的输出端，输出端连接所述电压输出端；

8、其中，所述第一开关管、所述第二开关管和所述第三开关换能够分别根据所述第一控制信号和、所述第二控制信号和所述第三控制信号处于打开或关闭的状态；

9、所述第一控制信号和、所述第二控制信号和所述第三控制信号的周期相同，在一个周期内，所述第一控制信号的低电平段对应于所述第二控制信号的高电平段，所述第一控制信号和所述第三控制信号的电平波形相反；

10、当处于升压工作模式时，所述低电平段的下降沿不提前于所述高电平段的上升沿，且所述低电平段的时长低于所述高电平段的时长；

11、当处于降压工作模式时，所述低电平段的下降沿不落后于所述高电平段的上升沿，所述低电平段的时长超过于所述高电平段的时长。

12、其中，较佳方案是，当处于升压工作模式时，当所述第一控制信号和所述第二控制信号处于高电平状态时，所述第三控制信号处于低电平状态，所述第一开关管和所述第二开关管处于打开状态，所述第三开关管处于关闭状态，所述电感处于励磁状态，当所述第一控制信号处于高电平状态，所述第二控制信号处于低电平状态时，所述第二开关管和所述第三开关管处于关闭状态，所述电感处于消磁状态，所述电压输出端输出的电压为所述输入电压和电感电压之和；

13、当处于降压工作模式时，当所述第一控制信号处于高电平状态，所述第二控制信号处于低电平状态时，所述电感处于励磁状态，当所述第一控制信号和所述第二控制信号均处于低电平状态，所述第三控制信号处于高电平状态时，所述第一开关管和所述第二开关管处于关闭状态，所述电感处于消磁状态，所述第三开关管处于打开状态，所述电压输出端输出的电压为所述输入电压和电感电压之差。

14、其中，较佳方案是，所述升降压控制电路还包括：

15、自举电路，连接在所述第三开关管的输入端和所述第一开关管的控制端之间。

16、其中，较佳方案是，所述自举电路包括：

17、第一二极管，正极连接所述电压输入端；

18、第一电容，一端连接所述第一二极管的负极，以及连接所述第一开关管的控制端，另一端连接所述第三开关管的输入端。

19、其中，较佳方案是，所述第一开关管、所述第二开关管和所述第三开关管均为n沟道mos管，以所述n沟道mos管的栅极作为所述控制端，漏极作为所述输入端，源极作为所述输出端。

20、其中，较佳方案是，所述升降压控制电路还包括：

21、三个驱动控制模块，分别连接在所述第一开关管的控制端和所述第一输出端之间、所述第二开关管的控制端和所述第二输出端之间、所述第三开关管的控制端和所述第三输出端之间。

22、其中，较佳方案是，所述升降压控制电路还包括：

23、第一滤波电路，一端连接所述电压输入端，另一端连接所述第三开关管的输出端；

24、第二滤波电路，一端连接所述第二开关管的输出端，另一端连接所述电压输出端。

25、其中，较佳方案是，所述升降压控制电路还包括：

26、肖特基二极管，连接在所述第二开关管的输入端和所述电压输出端之间。

27、本发明还公开了一种储能最大功率点跟踪装置，包括如上所述的升降压控制电路。

28、本发明还公开了一种升降压控制方法，应用于如上所述的升降压控制电路，包括：

29、获取电压输入端的输入电压，以及需要从电压输出端输出的目标电压，根据所述输入电压和目标电压获取当所述升降压控制电路的当前工作模式和增益，所述工作模式包括升压模式和降压模式中的一种；

30、获取所述升降压控制电路的负载，根据所述负载调整所述第一控制信号的低电平段的第一时长与所述第二控制信号的高电平段的第二时长的差值大小。

31、与现有技术相比，本发明实施例提供的升降压控制电路的有益效果在于：新增了第二开关管，其控制端连接所述第二输出端，输入端连接所述电感的另一端，输出端连接所述电压输出端，将控制第一开关管的第一控制信号的低电平段对应于所述控制第二开关管的第二控制信号的高电平段，使得输出电压与输入电压之间的增益关系是由低电平段的时长和所述高电平段的时长之差决定的，与第一开关管的占空比没有直接关系，能够有效避免了开关管占空比不足100％带来的影响，使得电路输出稳定，且无需设置电荷泵、驱动变压器等，硬件实现更为简单，降低了整个电路的成本和复杂度。

技术特征：

1.一种升降压控制电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的升降压控制电路，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的升降压控制电路，其特征在于，所述升降压控制电路还包括：

4.根据权利要求3所述的升降压控制电路，其特征在于，所述自举电路包括：

5.根据权利要求2所述的升降压控制电路，其特征在于，所述第一开关管、所述第二开关管和所述第三开关管均为n沟道mos管，以所述n沟道mos管的栅极作为所述控制端，漏极作为所述输入端，源极作为所述输出端。

6.根据权利要求2所述的升降压控制电路，其特征在于，所述升降压控制电路还包括：

7.根据权利要求2所述的升降压控制电路，其特征在于，所述升降压控制电路还包括：

8.根据权利要求1所述的升降压控制电路，其特征在于，所述升降压控制电路还包括：

9.一种储能最大功率点跟踪装置，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的升降压控制电路。

10.一种升降压控制方法，其特征在于，应用于权利要求1-8任一项所述的升降压控制电路，包括：

技术总结
本发明公开了一种升降压控制电路、方法和储能最大功率点跟踪装置。升降压控制电路包括：具有第一输出端、第二输出端和第三输出端的控制芯片；第一开关管，其控制端连接第一输出端，输入端连接电压输入端，输出端连接电压输出端；电感，一端连接第一开关管的输出端；第二开关管，其控制端连接第二输出端，输入端连接电感的另一端，输出端连接电压输出端；第三开关管，其控制端连接所述第三输出端，输入端连接所述第一开关管的输出端，输出端连接所述电压输出端；其中第一控制信号的低电平段对应于第二控制信号的高电平段。本发明可以确保电路输出稳定。

技术研发人员：张清森,陈俊灵,张继
受保护的技术使用者：深圳市绿联科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1