一种空间用双向直流斩波电路拓扑的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种空间用双向直流斩波电路拓扑及其控制方法，具体涉及一种空间用双向直流斩波电路拓扑。
【背景技术】
[0002]为了保证各种卫星、空间站、太空探测器等航天器长时间在太空中正常工作，世界上90%以上的航天器采用的是太阳能电池阵-蓄电池组电源系统。而航天器的发射成本一直处于较高的水平，减小航天器的质量可以很大的程度的减少发射成本。电源系统的质量占卫星总质量很大一部分。因此较小电源系统的质量对减少卫星发射成本起着关键作用。
[0003]航天器电源系统是航天器上产生、储存、变换、调节和分配电能的航天器分系统。航天器电源系统一般分别三个部分:分流调节器、放电调节器和充电调节器。其中放电调节器的作用是当航天器在阴影区时，调节航天器储能电池系统的放电和调节母线电压，充电调节器则是当航天器在阳光区时，完成航天器储能电池系统的充电。因此不断的提高卫星蓄电池充放电变换器的性能是很有意义的研究。已有文献及研究表明，双向变换器较单向变换器在体积、功率密度、重量等方面更有优势，因此双向直流变换器的研究就变得很有意义。
[0004]卫星的发射成本很高，因此在选择合适的高功率密度放电拓扑时我们必须考虑这种拓扑是否能够保证很高的平均无故障时间，有两条基本的原则可以参照:所有的元器件都必须只有较小的温升；整个变换器拓扑的电路要尽量简单。
[0005]目前Weinberg放电拓扑、超级boost、双向親合boost这三种放电拓扑已经成功的使用在卫星上的直流变换器拓扑中。超级boost缺点为系统非线性，传递函数为2阶；双向耦合boost对控制电路要求较高，需要隔离驱动；隔离型Weinberg拓扑复杂，非隔离型Weinberg放电拓扑存在关断损耗，且为单方向能量流动变换器拓扑。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是克服现有技术的不足，提出一种空间用的双向直流斩波电路拓扑及其控制方法。本发明具有拓扑结构简洁，能量可以双向流动，控制方式简单，功率密度高，开关电流小等特点。
[0007]本发明双向直流斩波电路拓扑有以下六种结构:
[0008]1、方案一:所述的双向直流斩波电路拓扑由第一电容、第二电容、第一储能电感、第二储能电感、第一变压器、第二变压器、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一电子开关、第二电子开关和第三电子开关组成；第一电容的第一引出端子与第一储能电感的第一引出端子在第一连接点连接，第一储能电感的第二引出端子、第二储能电感的第一引出端子、第一变压器的第一引出端子和第二变压器的第一引出端子在第二连接点连接，第二储能电感的第二引出端子、第三二极管的第一引出端子、第三电子开关的第一引出端子、第四二极管的第一引出端子在第三连接点连接，第三二极管的第二引出端子、第三电子开关的第二引出端子、第二二极管的第二引出端子、第一二极管的第二引出端子和第二电容的第一引出端子在第四连接点连接；第一变压器的第二引出端子、第一二极管的第一引出端子、第一电子开关的第一引出端子在第五连接点连接，第二变压器的第二引出端子、第二二极管的第一引出端子、第二电子开关的第一引出端子在第六连接点连接，第一电容的第二引出端子、第一电子开关的第二引出端子、第二电子开关的第二引出端子、第四二极管的第二引出端子和第二电容的第二引出端子在第七连接点连接。
[0009]2、方案二:所述的双向直流斩波电路拓扑由第一电容、第二电容、第一储能电感、第二储能电感、第一变压器、第二变压器、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一电子开关、第二电子开关和第三电子开关组成；第一电容的第一引出端子与第一储能电感的第一引出端子在第一连接点连接；第一储能电感的第二引出端子、第二储能电感的第一引出端子、第一变压器的第一引出端子和第二变压器的第一引出端子在第二连接点连接；第二储能电感的第二引出端子、第三二极管的第一引出端子、第三电子开关的第一引出端子在第三连接点连接；第三二极管的第二引出端子、第三电子开关的第二引出端子、第二二极管的第二引出端子、第一二极管的第二引出端子和第二电容的第一引出端子在第四连接点连接；第一变压器的第二引出端子、第一二极管的第一引出端子、第一电子开关的第一引出端子在第五连接点连接，第二变压器的第二引出端子、第二二极管的第一引出端子、第二电子开关的第一引出端子在第六连接点连接，第一电容的第二引出端子、第一电子开关的第二引出端子、第二电子开关的第二引出端子和第二电容的第二引出端子在第七连接点连接；第四二极管连接在第二连接点和第七连接点之间，第四二极管的负极连接至第二连接点，第四二极管的正极连接至第七连接点。
[0010]3、方案三:所述的双向直流斩波电路拓扑由第一电容、第二电容、第一储能电感、第二储能电感、第一变压器、第二变压器、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一电子开关、第二电子开关和第三电子开关组成；第一电容的第一引出端子与第一储能电感的第一引出端子在第一连接点连接；第一储能电感的第二引出端子、第二储能电感的第一引出端子、第一变压器的第一引出端子和第二变压器的第一引出端子在第二连接点连接；第二储能电感的第二引出端子、第三二极管的第一引出端子、第三电子开关的第一引出端子、第四二极管的第一引出端子在第三连接点连接；第三二极管的第二引出端子、第三电子开关的第二引出端子、第二二极管的第二引出端子、第一二极管的第二引出端子和第二电容的第一引出端子在第四连接点连接；第一变压器的第二引出端子、第一二极管的第一引出端子、第一电子开关的第一引出端子在第五连接点连接，第二变压器的第二引出端子、第二二极管的第一引出端子、第二电子开关的第一引出端子在第六连接点连接，第一电容的第二引出端子、第一电子开关的第二引出端子、第二电子开关的第二引出端子和第二电容的第二引出端子在第七连接点连接；第四二极管连接在第五连接点和第七连接点之间，第四二极管的负极连接至第五连接点，第四二极管的正极连接至第七连接点。
[0011]4、方案四:所述的双向直流斩波电路拓扑由第一电容、第二电容、第一储能电感、第二储能电感、第一变压器、第二变压器、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一电子开关、第二电子开关和第三电子开关组成；第一电容的第一引出端子与第一储能电感的第一引出端子在第一连接点连接；第一储能电感的第二引出端子、第二储能电感的第一引出端子、第一变压器的第一引出端子和第二变压器的第一引出端子在第二连接点连接；第二储能电感的第二引出端子、第三二极管的第一引出端子、第三电子开关的第一引出端子在第三连接点连接；第三二极管的第二引出端子、第三电子开关的第二引出端子、第二二极管的第二引出端子、第一二极管的第二引出端子和第二电容的第一引出端子在第四连接点连接；第一变压器的第二引出端子、第一二极管的第一引出端子、第一电子开关的第一引出端子在第五连接点连接，第二变压器的第二引出端子、第二二极管的第一引出端子、第二电子开关的第一引出端子在第六连接点连接，第一电容的第二引出端子、第一电子开关的第二引出端子、第二电子开关的第二引出端子和第二电容的第二引出端子在第七连接点连接；第四二极管连接在第六连接点和第七连接点之间，第四二极管的负极连接至第六连接点，第四二极管的正极连接至第七连接点。
[0012]5、方案五:所述的双向直流斩波电路拓扑由第一电容、第二电容、第一储能电感、第二储能电感、第一变压器、第二变压器、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第一电子开关、第二电子开关和第三电子开关组成；第一电容的第一引出端子与第一储能电感的第一引出端子在第一连接点连接；第一储能电感的第二引出端子、第二储能电感的第一引出端子、第一变压器的第一引出端子和第二变压器的第一引出端子在第二连接点连接；第二储能电感的第二引出端子、第三二极管的第一引出端子、第三电子开关的第一引出端子在第三连接点连接；第三二极管的第二引出端子、第三电子开关的第二引出端子、第二二极管的第二引出端子、第一二极管的第二引出端子和第二电容的第一引出端子在第四连接点连接；第一变压器的第二引出端子、第一二极管的第一引出端子、第一电子开关的第一引出端子在第五连接点连接，第二变压器的第二引出端子、第二二极管的第一引出端子、第二电子开关的第一引出端子在第六连接点连接，第一电容的第二引出端子、第一电子开关的第二引出端子、第二电子开关的第二引出端子和第二电容的第二引出端子在第七连接点连接；第四二极管连接在第五连接点和第七连接点之间，第五二极管连接在第六连接点和第七连接点之间，第四二极管的负极连接至第五连接点，第四二极管的正极连接至第七连接点，第五二极的负极连接至第六连接点，第五二极管的正极连接至第七连接点。
[0013]6、方案六:所述的双向直流斩波电路拓扑由第一电容、第二电容、第一储能电感、第二储能电感、第一变压器、第二变压器、第一二极管、第二二极管、第一电子开关、第二电子开关和第三电子开关