双向源载系统峰值电流及同步整流控制电路、方法及系统与流程

本发明涉及双向源载领域，特别涉及一种双向源载系统峰值电流及同步整流控制电路、方法及系统。

背景技术：

1、双向源载系统将双向和回馈式负载功能特性集于一体，为仪器电源市场发展大方向，广泛应用于新能源汽车、锂电储能、电机驱动器、电池模拟、光伏模拟、能量储存系统等多个领域。

2、现有的双向源载系统采用的控制方案是为平均值电流控制，通过检测输入输出的平均电流方式由mcu计算出主控mos管的驱动占空比，使两个mos管互补来实现同步整流双向升降压，然而这种方式存在的问题是不能同时实现峰值电流控制和同步整流控制，并且动态响应慢、不能自动均流以及环路设计复杂。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种双向源载系统峰值电流及同步整流控制电路、方法及系统，能够同时实现峰值电流控制和同步整流控制，并且动态响应快、自动均流以及环路设计简单。

2、根据本发明第一方面实施例的双向源载系统峰值电流及同步整流控制电路，包括：mcu；电压转换单元，所述电压转换单元包括mos管q1、mos管q2、开关s1和开关s2，所述mos管q1的源极连接所述mos管q2的漏极，所述开关s1和开关s2皆为单刀双掷开关，所述mcu的pwma端连接所述开关s1的一个静触点，所述开关s1的动触点连接所述mos管q1的栅极，所述mcu的pwmb端连接所述开关s1的另一个静触点，所述mcu的pwma端连接所述开关s2的一个静触点，所述mcu的pwmb端连接所述开关s2的另一个静触点，所述开关s2的动触点连接所述mos管q2的栅极，所述mcu的pwmc端分别连接所述开关s1和所述开关s2的控制端；升压单元，所述升压单元包括直流电源vdc1、负载r1和开关s3，所述直流电源vdc1的一端通过开关s3连接mos管q1的漏极，所述直流电源vdc1的另一端连接所述mos管q2的源极，所述负载r1的两端分别连接所述mos管q1的漏极和所述mos管q2的源极；电感l1，所述mos管q1和所述mos管q2的公共端连接所述电感l1的一端；降压单元，所述降压单元包括直流电源vdc2、负载r2和开关s4，所述电感l1的另一端通过开关s4连接所述直流电源vdc2的一端，所述直流电源vdc2的另一端连接所述mos管q2的源极，所述负载r2的一端连接所述电感l1的另一端，所述负载r2的另一端连接所述mos管q2的源极；电流采样单元，所述电流采样单元用于采集电感l1的峰值电流，所述电流采样单元的信号输出端连接所述mcu，mcu将电感l1的峰值电流与设定值进行比较，根据比较结果进行开关s1和开关s2的切换和pmwa端、pmwb端输出信号的控制。

3、根据本发明第一方面实施例的双向源载系统峰值电流及同步整流控制电路，至少具有如下有益效果：

4、本发明实施方式将开关s3和开关s4分别作为直流电源vdc1和直流电源vdc2的开关，mcu通过pmwa端和pwmb端对mos管q1和mos管q2进行高频驱动，通过pwmc端控制开关s1和开关s2的切换；当开关s4断开且开关s3闭合，mos管q1和mos管q2高频驱动互补，可实现vdc1降压输出给负载r2供电。当开关s3断开且开关s4闭合，mos管q1和mos管q2高频驱动互补，可实现vdc2升压输出给负载r1供电。mcu通过电流采样单元采集电感l1的峰值电流，将电感l1的峰值电流与设定值进行比较，根据比较结果进行开关s1和开关s2的切换和pmwa端、pmwb端输出信号的控制，能够同时实现峰值电流控制和同步整流控制。并且动态响应快、自动均流以及环路设计简单。

5、根据本发明的一些实施例，所述负载r1的两端并联有电容c1，所述负载r2的两端并联有电容c2。

6、根据本发明第二方面实施例的的双向源载系统峰值电流及同步整流控制方法，包括以下步骤：

7、mcu设定pwma端和pwmb端中一个为主控pwm，另一个为同步整流pwm；

8、mcu通过电流采样单元获取电感l1的峰值电流并与设定值进行比较，若超出正设定值，则关断主控pwm，同时切换开关s1和开关s2，使得mos管q1和mos管q2的pwm信号进行互换并锁定；mcu通过电流采样单元获取电感l1的峰值电流并与设定值进行比较，若超出负设定值，则关断主控pwm，同时再次切换开关s1和开关s2，使得mos管q1和mos管q2的pwm信号再次进行互换并锁定。

9、根据本发明第二方面实施例的双向源载系统峰值电流及同步整流控制方法，至少具有如下有益效果：

10、本发明实施方式将开关s3和开关s4分别作为直流电源vdc1和直流电源vdc2的开关，mcu通过pmwa端和pwmb端对mos管q1和mos管q2进行高频驱动，通过pwmc端控制开关s1和开关s2的切换；当开关s4断开且开关s3闭合，mos管q1和mos管q2高频驱动互补，可实现vdc1降压输出给负载r2供电。当开关s3断开且开关s4闭合，mos管q1和mos管q2高频驱动互补，可实现vdc2升压输出给负载r1供电。mcu通过电流采样单元采集电感l1的峰值电流，将电感l1的峰值电流与设定值进行比较，根据比较结果进行开关s1和开关s2的切换和pmwa端、pmwb端输出信号的控制，能够同时实现峰值电流控制和同步整流控制。并且动态响应快、自动均流以及环路设计简单。

11、根据本发明第三方面实施例的双向源载系统，包括上述的双向源载系统峰值电流及同步整流控制电路。

12、根据本发明第三方面实施例的双向源载系统，至少具有如下有益效果：

13、本发明实施方式将开关s3和开关s4分别作为直流电源vdc1和直流电源vdc2的开关，mcu通过pmwa端和pwmb端对mos管q1和mos管q2进行高频驱动，通过pwmc端控制开关s1和开关s2的切换；当开关s4断开且开关s3闭合，mos管q1和mos管q2高频驱动互补，可实现vdc1降压输出给负载r2供电。当开关s3断开且开关s4闭合，mos管q1和mos管q2高频驱动互补，可实现vdc2升压输出给负载r1供电。mcu通过电流采样单元采集电感l1的峰值电流，将电感l1的峰值电流与设定值进行比较，根据比较结果进行开关s1和开关s2的切换和pmwa端、pmwb端输出信号的控制，能够同时实现峰值电流控制和同步整流控制。并且动态响应快、自动均流以及环路设计简单。

14、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种双向源载系统峰值电流及同步整流控制电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的双向源载系统峰值电流及同步整流控制电路，其特征在于，所述负载r1的两端并联有电容c1，所述负载r2的两端并联有电容c2。

3.一种应用于上述权利要求1至2任意一项所述电路的双向源载系统峰值电流及同步整流控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.一种双向源载系统，其特征在于，包括权利要求1至2任意一项所述的双向源载系统峰值电流及同步整流控制电路。

技术总结
本发明公开了一种双向源载系统峰值电流及同步整流控制电路、方法及系统,包括：MCU、电压转换单元、升压单元、电感L1、降压单元和电流采样单元。本发明实施方式将开关S3和开关S4分别作为直流电源VDC1和直流电源VDC2的开关，MCU通过PMWA端和PWMB端对MOS管Q1和MOS管Q2进行高频驱动，通过PWMC端控制开关S1和开关S2的切换；MCU通过电流采样单元采集电感L1的峰值电流，将电感L1的峰值电流与设定值进行比较，根据比较结果进行开关S1和开关S2的切换和PMWA端、PMWB端输出信号的控制，能够同时实现峰值电流控制和同步整流控制。并且动态响应快、自动均流以及环路设计简单。

技术研发人员：请求不公布姓名,请求不公布姓名,请求不公布姓名
受保护的技术使用者：湖南恩智测控技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4