本發(fā)明屬電力電子應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種寬輸入的直流變換器拓?fù)浼捌淝梆佇推骄娏骺刂品椒ā?/p>

背景技術(shù)：

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，半導(dǎo)體器件所能承受的功率越來越大，由其構(gòu)成的直流變換器在電源領(lǐng)域所扮演的角色越來越重要。在太陽能發(fā)電、潮汐發(fā)電、燃料電池等新能源發(fā)電領(lǐng)域受到了廣泛的應(yīng)用，但是這些新能源發(fā)電系統(tǒng)的輸出電壓會(huì)由于環(huán)境溫度、氣候等條件的變化發(fā)生較大的波動(dòng)，常常會(huì)過低或者過高，從而超出規(guī)定的輸入電壓范圍。為了保護(hù)后級(jí)設(shè)備不受損壞，因此不能使整個(gè)系統(tǒng)工作在最大發(fā)電功率模式下，而造成能源的浪費(fèi)。使用具有寬范圍輸入功能的DC/DC變換器是解決新能源發(fā)電系統(tǒng)輸出波動(dòng)較大的一種有效手段。其中升降壓DC/DC變換器由于具有在輸入電壓較低時(shí)升壓，而在輸入電壓較高時(shí)降壓的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在需要寬范圍輸入的場(chǎng)合。傳統(tǒng)的升降壓變換器電路拓?fù)渲卸贾话粋€(gè)開關(guān)管，從而導(dǎo)致其開關(guān)管的電壓和電流應(yīng)力對(duì)于傳統(tǒng)的Buck和Boost變換器高很多，并且某些變換器的輸入輸出極性相反，同時(shí)它們的開關(guān)損耗和所要求的電感和電容等儲(chǔ)能元件也很大，非常不適合應(yīng)用于新能源發(fā)電系統(tǒng)等高電壓大功率的場(chǎng)合。

雙管Buck-Boost變換器由于其具有兩個(gè)開關(guān)管，能工作在Buck或者Boost模式下，同時(shí)其開關(guān)管電壓和電流應(yīng)力，以及開關(guān)損耗和電感、電容的大小與傳統(tǒng)的Buck和Boost電路都相同，從而在新能源發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用越來越受到重視。但是這種變換器在輸入電壓變化范圍較大，引起工作模式切換時(shí)，會(huì)在輸出電壓上產(chǎn)生一個(gè)較大的沖擊，輕則影響后級(jí)設(shè)備和變換器本身的正常工作，重則可能導(dǎo)致變換器本身和后級(jí)設(shè)備燒毀，使整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)癱瘓，同時(shí)其可實(shí)現(xiàn)的變換功率也比較小。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明公開了一種寬輸入的直流變換器拓?fù)?，其特征在于，包括雙管Buck-Boost變換器和交錯(cuò)并聯(lián)型雙管Buck-Boost變換器這兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；

所述雙管Buck-Boost變換器的主電路結(jié)構(gòu)為：輸入電源的正極與第一MOSFET開關(guān)管S₁的漏極相連；，第一MOSFET開關(guān)管S₁的源極分別與第一碳化硅二極管D₁的負(fù)極和電感L的輸入側(cè)相連；第一碳化硅二極管D₁的正極直接與輸入電源的負(fù)極相連；電感L的輸出側(cè)則與第二MOSFET開關(guān)管S₂的漏極和第二碳化硅二極管D₂的正極相連；，第二MOSFET開關(guān)管S₂的源極與輸入電源的負(fù)極直接相連；第二碳化硅二極管D₂的負(fù)極與輸出側(cè)電容C的正極相連；輸出側(cè)電容C的負(fù)極直接與輸入電源的負(fù)極相連；輸出側(cè)電容C的正極就作為變換器輸出的正極，電容C的負(fù)極即輸入電源的負(fù)極作為變換器輸出的負(fù)極；

所述交錯(cuò)并聯(lián)型雙管Buck-Boost變換器的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為：輸入電源的正極與第一MOSFET開關(guān)管S₁的漏極相連；第一MOSFET開關(guān)管S₁的源極分別與第一碳化硅二極管D₁的負(fù)極和電感甲L₁的輸入側(cè)相連；第一碳化硅二極管D₁的正極直接與輸入電源的負(fù)極相連；輸入電源的正極與第三MOSFET開關(guān)管S₃的漏極相連；第三MOSFET開關(guān)管S₃的源極分別與第三碳化硅二極管D₃的負(fù)極和電感乙L₂的輸入側(cè)相連；第三碳化硅二極管D₃的正極直接與輸入電源的負(fù)極相連；電感甲L₁與電感乙L₂的輸出側(cè)分別與第二MOSFET開關(guān)管S₂的漏極和第二碳化硅二極管D₂的正極相連；第二MOSFET開關(guān)管S₂的源極與輸入電源的負(fù)極直接相連；第二碳化硅二極管D₂的負(fù)極與輸出側(cè)電容C的正極相連；輸出側(cè)電容C的負(fù)極直接與輸入電源的負(fù)極相連；輸出側(cè)電容C的正極就作為變換器輸出的正極，電容C的負(fù)極即輸入電源的負(fù)極作為變換器輸出的負(fù)極。

所述輸入電源為新能源發(fā)電系統(tǒng)或者電池電源輸出的直流電源。

所述變換器輸出直接連接各種阻性負(fù)載，也能直接與逆變器直流端相連。

適用于雙管Buck-Boost變換器的前饋型平均電流控制系統(tǒng)，將輸入電壓通過前饋模塊的處理后，加至平均電流控制的電流內(nèi)環(huán)，快速抑制了輸入電壓擾動(dòng)對(duì)輸出電壓的影響，具體為：第一減法器1-1、電壓調(diào)節(jié)器1-2、第二減法器1-3、電流調(diào)節(jié)器1-4依次連接，電流調(diào)節(jié)器1-4的輸出端分別與第一加法器1-5的輸入端、第三加法器1-7的輸入端連接，第一加法器1-5、第二加法器1-6、第一比較器1-8和S₁驅(qū)動(dòng)模塊1-10依次連接，第三加法器1-7、第二比較器1-9、和S₂驅(qū)動(dòng)模塊1-11依次連接，第一輸入電壓前饋函數(shù)模塊1-12的輸出端連接到第二加法器1-6的輸入端，第二輸入電壓前饋函數(shù)模塊1-13的輸出端連接到第三加法器1-7的輸入端；在第一減法器1-1中輸入變換器輸出電壓信號(hào)v_o和給定的輸出側(cè)電壓值v_ref，在第二減法器中輸入從變換器的電感處取得的電流信號(hào)i_L，在第一加法器1-5中輸入給定的偏移量信號(hào)u_bias，在第二加法器1-6中輸入Buck開關(guān)的調(diào)制信號(hào)的前饋量v₁，在第三加法器1-7中輸入Boost開關(guān)的調(diào)制信號(hào)的前饋量v₂；從S₁驅(qū)動(dòng)模塊1-10輸出驅(qū)動(dòng)S₁高頻開關(guān)的開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，從S₂驅(qū)動(dòng)模塊1-11輸出驅(qū)動(dòng)S₂高頻開關(guān)的開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)；雙管Buck-Boost變換器的第一MOSFET開關(guān)管S₁的柵極與S₁驅(qū)動(dòng)模塊1-10相連，雙管Buck-Boost變換器的第二MOSFET開關(guān)管S₂的柵極與S₂驅(qū)動(dòng)模塊1-11相連。

所述電壓調(diào)節(jié)器2、電流調(diào)節(jié)器4、電流調(diào)節(jié)器5、電流調(diào)節(jié)器6都為比例-積分PI調(diào)節(jié)器。

適用于交錯(cuò)并聯(lián)型雙管Buck-Boost變換器的前饋型平均電流控制系統(tǒng)，將輸入電壓通過前饋模塊的處理后加至了平均電流控制的電流內(nèi)環(huán)，快速抑制了輸入電壓擾動(dòng)對(duì)輸出電壓的影響，具體為：第一減法器2-1和電壓調(diào)節(jié)器2-2互相連接，第二減法器2-3和電流調(diào)節(jié)器2-5互相連接，第三減法器2-4和電流調(diào)節(jié)器2-6互相連接；第二減法器2-3和第三減法器2-4的輸入端與電壓調(diào)節(jié)器2-2的輸出端相連；電流調(diào)節(jié)器2-5的輸出端分別與第一加法器2-7的輸入端、第五加法器2-11的輸入端連接，電流調(diào)節(jié)器2-6的輸出端與第二加法器2-8的輸入端相連；第一加法器2-7、第三加法器2-9、第一比較器2-12和第一驅(qū)動(dòng)模塊2-16依次連接，第二加法器2-8、第四加法器2-10、第二比較器2-13和第二驅(qū)動(dòng)模塊2-17依次連接，第五加法器2-11、第三比較器2-14、第三驅(qū)動(dòng)模塊2-19依次連接；第一輸入電壓前饋函數(shù)模塊2-15的輸出端連接到第三加法器2-9和第四加法器2-10的輸入端，第二輸入電壓前饋函數(shù)模塊2-19的輸出端連接到第五加法器2-11的輸入端；在第一減法器2-1中輸入變換器輸出電壓信號(hào)和給定的輸出側(cè)電壓值，在第二減法器2-3中輸入從變換器的電感甲L₁處取得的電流信號(hào)，在第三減法器2-4中輸入從變換器的電感乙L₂處取得的電流信號(hào)，在第一加法器2-7和第二加法器2-8中輸入給定的偏移量信號(hào)，第一加法器2-7和第二加法器2-8中輸出信號(hào)分別對(duì)應(yīng)輸入第三加法器2-9和第四加法器2-10中，在第三加法器2-9和第四加法器2-10中還輸入Buck開關(guān)的前饋信號(hào)v₁，在第五加法器2-11中輸入Boost開關(guān)的前饋信號(hào)v₂，在前饋函數(shù)模塊2-15和前饋函數(shù)模塊2-18中輸入變換器輸入電壓信號(hào)；第一比較器2-12的輸出信號(hào)經(jīng)過S₁驅(qū)動(dòng)模塊2-16輸出驅(qū)動(dòng)交錯(cuò)并聯(lián)型雙管Buck-Boost變換器的第一MOSFET開關(guān)管S₁的開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，第二比較器2-17的輸出信號(hào)經(jīng)過S′₁驅(qū)動(dòng)模塊2-17輸出驅(qū)動(dòng)交錯(cuò)并聯(lián)型雙管Buck-Boost變換器的第三MOSFET開關(guān)管S₃的開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，第三比較器2-14的輸出信號(hào)經(jīng)過S₂驅(qū)動(dòng)模塊2-19輸出驅(qū)動(dòng)交錯(cuò)并聯(lián)型雙管Buck-Boost變換器的第二MOSFET開關(guān)管S₂的開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)；所述電壓調(diào)節(jié)器2-22-2、電流調(diào)節(jié)器2-52-5、電流調(diào)節(jié)器2-62-6都為比例-積分調(diào)節(jié)器。

所述的適用于雙管Buck-Boos變換器的前饋型平均電流控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，具體步驟為：

1)從變換器輸出側(cè)取得變換器輸出電壓信號(hào)v_o，與給定的輸出側(cè)電壓值v_ref通過第一減法器1-1，做差形成誤差信號(hào)v_w，送入電壓調(diào)節(jié)器1-2，得到電壓調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)v_i；第一減法器1-1和電壓調(diào)節(jié)器1-2構(gòu)成電壓外環(huán)；

2)從變換器的電感處取得的電流信號(hào)i_L，與電壓調(diào)節(jié)器1-2的輸出信號(hào)v_i通過第二減法器1-3，做差形成誤差信號(hào)i_w，送入電流調(diào)節(jié)器1-4，得到電流調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)v_c；第二減法器1-3和電流調(diào)節(jié)器1-4共同構(gòu)成電流內(nèi)環(huán)；

3)從變換器輸入側(cè)取得的輸入電壓信號(hào)v_g，分兩路經(jīng)過第一輸入電壓前饋函數(shù)模塊1-12和第二輸入電壓前饋函數(shù)模塊1-13處理，分別得到Buck開關(guān)的調(diào)制信號(hào)的前饋量v₁和Boost開關(guān)的調(diào)制信號(hào)的前饋量v₂，這個(gè)兩個(gè)信號(hào)分別送到第二加法器1-6和第三加法器1-7；第一輸入電壓前饋函數(shù)模塊1-12和第二輸入電壓前饋函數(shù)模塊1-13以及第二加法器1-6和第三加法器1-7共同構(gòu)成輸入電壓前饋模塊；

4)電流調(diào)節(jié)器1-4的輸出信號(hào)v_c分兩路，一路與給定的偏移量信號(hào)u_bias和前饋量信號(hào)v₁通過第一加法器1-5相加，得到Buck開關(guān)的初步調(diào)制信號(hào)，在通過第二加法器1-6與調(diào)制信號(hào)的前饋量v₁相加得到Buck開關(guān)的調(diào)制信號(hào)v_Buck；另一路與調(diào)制信號(hào)的前饋量v₂通過第三加法器1-7與調(diào)制信號(hào)的前饋量v₂相加得到Boost開關(guān)的調(diào)制信號(hào)v_Boost；給定的偏移量信號(hào)u_bias和第一加法器1-5構(gòu)成模式切換模塊，所述控制方法在Buck和Boost模式之間的自動(dòng)切換是由這部分完成的；

5)調(diào)制信號(hào)v_Buck與高頻三角波通過第一比較器1-8的比較后，得到控制開關(guān)S₁的開關(guān)信號(hào)，開關(guān)信號(hào)直接送到S₁驅(qū)動(dòng)模塊1-10，經(jīng)過S₁驅(qū)動(dòng)模塊1-10的放大后得到的開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)直接送至第一MOSFET開關(guān)管S₁的柵極，用來控制其開通與關(guān)斷；

6)調(diào)制信號(hào)v_Boost與高頻三角波通過第二比較器1-9的比較后，得到控制開關(guān)S₂的開關(guān)信號(hào)，開關(guān)信號(hào)直接送到S₂驅(qū)動(dòng)模塊1-11，經(jīng)過S₂驅(qū)動(dòng)模塊1-11的放大后得到的開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)直接送至第二MOSFET開關(guān)管S₂的柵極，控制其開通和關(guān)斷。

所述的適用于交錯(cuò)并聯(lián)型雙管Buck-Boos變換器的前饋型平均電流控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，具體步驟為：

1)從變換器輸出側(cè)取得變換器輸出電壓信號(hào)v_o，與給定的輸出側(cè)電壓值v_ref通過第一減法器2-1，做差形成誤差信號(hào)v_w，送入電壓調(diào)節(jié)器2-2，得到電壓調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)v_i；第一減法器2-1和電壓調(diào)節(jié)器2-2構(gòu)成電壓外環(huán)；

2)從變換器的電感L處取得的電流信號(hào)i_L，與電壓調(diào)節(jié)器2-2的輸出信號(hào)v_i通過第二減法器2-3，做差形成誤差信號(hào)i_w，送入電流調(diào)節(jié)器2-5，得到電流調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)v_c；第二減法器2-3和電流調(diào)節(jié)器2-5共同構(gòu)成電流內(nèi)環(huán)2-1；

3)從變換器的電感L′處取得的電流信號(hào)i′_L，與電壓調(diào)節(jié)器2-2的輸出信號(hào)v_i通過第三減法器2-4，做差形成誤差信號(hào)i′_w，送入電流調(diào)節(jié)器2-6，得到電流調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)v′_c；第三減法器2-4和電流調(diào)節(jié)器2-6共同構(gòu)成電流內(nèi)環(huán)2-2；

4)從變換器輸入側(cè)取得的輸入電壓信號(hào)v_g，分兩路經(jīng)過第一輸入電壓前饋函數(shù)模塊2-15和第二輸入電壓前饋函數(shù)模塊2-19處理，分別得到Buck開關(guān)S₁和S′₁的調(diào)制信號(hào)的前饋量v₁和Boost開關(guān)S₂的調(diào)制信號(hào)的前饋量v₂，這個(gè)兩個(gè)信號(hào)分別送到第三加法器2-9、第四加法器2-10和第五加法器2-11；第一輸入電壓前饋函數(shù)模塊2-15和第二輸入電壓前饋函數(shù)模塊2-19以及第三加法器2-9、第四加法器2-10和第五加法器2-11共同構(gòu)成輸入電壓前饋模塊；

5)電壓調(diào)節(jié)器2-2的輸出信號(hào)v_i分兩路，一路與第二減法器2-3的輸出入側(cè)相連，另一路則與第三減法器2-4的輸入側(cè)相連；

6)電流調(diào)節(jié)器2-5的輸出信號(hào)v_c分兩路，一路與給定的偏移量信號(hào)u_bias通過第一加法器2-7相加，得到Buck開關(guān)S₁的初步調(diào)制信號(hào)，再通過第三加法器2-9與調(diào)制信號(hào)的前饋量v₁相加得到Buck開關(guān)S₁的調(diào)制信號(hào)v_Buck；另一路與調(diào)制信號(hào)的前饋量v₂通過第五加法器2-11與調(diào)制信號(hào)的前饋量v₂相加得到Boost開關(guān)S₂的調(diào)制信號(hào)v_Boost；電流調(diào)節(jié)器2-8的輸出信號(hào)v′_c與給定的偏移量信號(hào)u_bias通過第二加法器2-8相加，得到Buck開關(guān)S′₁的初步調(diào)制信號(hào)，再通過第四加法器2-10與調(diào)制信號(hào)的前饋量v₁相加得到Buck開關(guān)S′₁的調(diào)制信號(hào)v′_Buck；給定的偏移量信號(hào)u_bias和第一加法器2-7、第二加法器2-8共同構(gòu)成了模式切換模塊，所述控制方法在Buck和Boost模式之間的自動(dòng)切換是由這部分完成的；

7)調(diào)制信號(hào)v_Buck與高頻三角波通過第一比較器2-12的比較后，得到控制開關(guān)S₁的開關(guān)信號(hào)，開關(guān)信號(hào)直接送到S₁驅(qū)動(dòng)模塊2-16，經(jīng)過S₁驅(qū)動(dòng)模塊2-16的放大后得到的開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)直接送至第一MOSFET開關(guān)管S₁的柵極，用來控制其開通與關(guān)斷；

8)調(diào)制信號(hào)v′_Buck與高頻三角波通過第二比較器2-13的比較后，得到控制開關(guān)S′₁的開關(guān)信號(hào)，送入第二比較器2-13的高頻三角波與送入第一比較器2-12和第三比較器2-14的高頻三角波在相位上相差π，也即相差半個(gè)開關(guān)周期；得到的開關(guān)信號(hào)直接送到S′₁驅(qū)動(dòng)模塊2-17，經(jīng)過S′₁驅(qū)動(dòng)模塊2-17的放大后得到開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)直接送至第三MOSFET開關(guān)管S₃的柵極，用來控制其開通與關(guān)斷；

9)調(diào)制信號(hào)v_Boost與高頻三角波通過第三比較器2-14的比較后，得到控制開關(guān)S₂的開關(guān)信號(hào)，送入第三比較器2-14的高頻三角波與送入第一比較器2-12的高頻三角波完全相同；得到的開關(guān)信號(hào)直接送到S₂驅(qū)動(dòng)模塊2-19，經(jīng)過S₂驅(qū)動(dòng)模塊2-19的放大后得到的開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)直接送至第二MOSFET開關(guān)管S₂的柵極，控制其開通和關(guān)斷。

有益效果

本發(fā)明通過在兩級(jí)Buck-Boost變換器上使用前饋型平均電流控制方法，可以在實(shí)現(xiàn)寬范圍輸入的同時(shí)，有效地提高變換器的輸入動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能。適用于雙管Buck-Boost變換器和交錯(cuò)并聯(lián)型雙管Buck-Boost變換器的前饋型平均電流控制系統(tǒng)包含了平均電流控制的電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)結(jié)構(gòu)，以及輸入電壓前饋模塊和模式切換模塊。電壓和電流的雙閉環(huán)結(jié)構(gòu)與單電壓環(huán)結(jié)構(gòu)的電壓模式控制、峰值電流控制等相比，具有較好的靜、動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能、較強(qiáng)的抗干擾能力、占空比大于0.5時(shí)無需斜坡補(bǔ)償、能夠精確的控制電感電流，便于實(shí)現(xiàn)對(duì)電感電流的控制等優(yōu)勢(shì)；模式切換模塊能夠?qū)崿F(xiàn)兩級(jí)Buck-Boost變換器根據(jù)輸入電壓的變化進(jìn)行變換器Buck模式和Boost模式的自動(dòng)切換；前饋模塊通過將輸入電壓前饋引入到平均電流控制的電流內(nèi)環(huán)，在大大簡(jiǎn)化前饋函數(shù)表達(dá)式的同時(shí)，也能夠更快的抑制輸入電壓波動(dòng)對(duì)輸出電壓的影響，不僅提高了變換器在Buck和Boost模式下的輸入動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，也很好地抑制了變換器在Buck和Boost兩種模式之間切換時(shí)輸出電壓的沖擊，實(shí)現(xiàn)了變化器兩模式的平滑切換；適用于交錯(cuò)并聯(lián)型雙管Buck-Boost變換器的前饋型平均電流控制系統(tǒng)，在具有以上有益效果的同時(shí)，還可以實(shí)現(xiàn)兩并聯(lián)電感的均流，防止其中一路電感因承擔(dān)較多負(fù)荷而燒毀。兩級(jí)Buck-Boost變換器在具有升降壓功能的同時(shí)，與傳統(tǒng)的升降壓變換器相比，其電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且開關(guān)電壓應(yīng)力低，方便進(jìn)行容量的擴(kuò)充等有益效果，能夠很好的適應(yīng)目前寬范圍輸入、大功率、高頻領(lǐng)域的要求。

附圖說明：

圖1為雙管Buck-Boost變換器主電路拓?fù)洌?/p>

圖2為本發(fā)明的用于雙管Buck-Boost變換器的前饋型平均電流控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖3為本發(fā)明公開的交錯(cuò)并聯(lián)型雙管Buck-Boost變換器

圖4為本發(fā)明的適用于交錯(cuò)并聯(lián)型雙管Buck-Boost變換器的前饋型平均電流控制系統(tǒng)框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。

圖1所示為本發(fā)明公開的用于雙管Buck-Boost變換器的前饋型平均電流控制系統(tǒng)及方法的適用電路主拓?fù)?。其具體結(jié)構(gòu)如下：輸入電源為新能源發(fā)電系統(tǒng)、電池電源輸出的直流電源或者其它波動(dòng)范圍較大的直流電源。輸入電源的正極與第一MOSFET開關(guān)管S₁的漏極相連；，第一MOSFET開關(guān)管S₁的源極分別與第一碳化硅二極管D₁的負(fù)極和電感L的輸入側(cè)相連；第一碳化硅二極管D₁的正極直接與輸入電源的負(fù)極相連；電感L的輸出側(cè)則與第二MOSFET開關(guān)管S₂的漏極和第二碳化硅二極管D₂的正極相連；，第二MOSFET開關(guān)管S₂的源極與輸入電源的負(fù)極直接相連；第二碳化硅二極管D₂的負(fù)極與輸出側(cè)電容C的正極相連；輸出側(cè)電容C的負(fù)極直接與輸入電源的負(fù)極相連；輸出側(cè)電容C的正極就作為變換器輸出的正極，電容C的負(fù)極即輸入電源的負(fù)極作為變換器輸出的負(fù)極；變換器輸出側(cè)直接連接各種阻性負(fù)載，也能直接與逆變器直流端直接相連。

圖2所示為用于雙管Buck-Boost變換器的前饋型平均電流控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

從變換器輸出側(cè)取得變換器輸出電壓信號(hào)v_o，與給定的輸出側(cè)電壓值v_ref通過第一減法器1-1，做差形成誤差信號(hào)v_w，送入電壓調(diào)節(jié)器1-2，得到電壓調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)v_i；第一減法器1-1和電壓調(diào)節(jié)器1-2構(gòu)成電壓外環(huán)；

從變換器的電感處取得的電流信號(hào)i_L，與電壓調(diào)節(jié)器1-2的輸出信號(hào)v_i通過第二減法器1-3，做差形成誤差信號(hào)i_w，送入電流調(diào)節(jié)器1-4，得到電流調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)v_c；第二減法器1-3和電流調(diào)節(jié)器1-4共同構(gòu)成電流內(nèi)環(huán)；

從變換器輸入側(cè)取得的輸入電壓信號(hào)v_g，分兩路經(jīng)過第一輸入電壓前饋函數(shù)模塊1-12和第二輸入電壓前饋函數(shù)模塊1-13處理，分別得到Buck開關(guān)的調(diào)制信號(hào)的前饋量v₁和Boost開關(guān)的調(diào)制信號(hào)的前饋量v₂，這個(gè)兩個(gè)信號(hào)分別送到第二加法器1-6和第三加法器1-7；第一輸入電壓前饋函數(shù)模塊1-12和第二輸入電壓前饋函數(shù)模塊1-13以及第二加法器1-6和第三加法器1-7共同構(gòu)成輸入電壓前饋模塊；

第一輸入電壓前饋函數(shù)模塊1-12和第二輸入電壓前饋函數(shù)模塊1-13為在傳統(tǒng)Buck和Boost小信號(hào)模型的基礎(chǔ)上根據(jù)控制拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)推導(dǎo)所得，其表達(dá)式都為即：模塊輸出＝模塊輸入

電流調(diào)節(jié)器1-4的輸出信號(hào)v_c分兩路，一路與給定的偏移量信號(hào)u_bias和前饋量信號(hào)v₁通過第一加法器1-5相加，得到Buck開關(guān)的初步調(diào)制信號(hào)，在通過第二加法器1-6與調(diào)制信號(hào)的前饋量v₁得到Buck開關(guān)的調(diào)制信號(hào)v_Buck；另一路與調(diào)制信號(hào)的前饋量v₂通過第三加法器7得到Boost開關(guān)的調(diào)制信號(hào)v_Boost；給定的偏移量信號(hào)u_bias和第一加法器5構(gòu)成模式切換模塊，所述控制方法在Buck和Boost模式之間的自動(dòng)切換是由這部分完成的；

調(diào)制信號(hào)v_Buck與高頻三角波通過第一比較器1-8的比較后，得到控制開關(guān)S₁的開關(guān)信號(hào)，開關(guān)信號(hào)直接送到S₁驅(qū)動(dòng)模塊1-10，經(jīng)過S₁驅(qū)動(dòng)模塊1-10的放大后得到驅(qū)動(dòng)S₁高頻開關(guān)的開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，此信號(hào)直接送至MOSFET開關(guān)管S₁的柵極，用來控制其開通與關(guān)斷；

調(diào)制信號(hào)v_Boost與高頻三角波通過第二比較器1-9的比較后，得到控制開關(guān)S₂的開關(guān)信號(hào)，開關(guān)信號(hào)直接送到S₂驅(qū)動(dòng)模塊1-11，經(jīng)過S₂驅(qū)動(dòng)模塊1-11的放大后得到驅(qū)動(dòng)S₂高頻開關(guān)的開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，此信號(hào)直接送至開關(guān)管S₂的柵極，控制其開通和關(guān)斷。

圖3所示為本發(fā)明公開的適用于大功率場(chǎng)合的交錯(cuò)并聯(lián)型雙管Buck-Boost變換器電路主拓?fù)?。其具體結(jié)構(gòu)如下：

輸入電源v_g為新能源發(fā)電系統(tǒng)、電池電源輸出的直流電源或者其它波動(dòng)范圍較大的直流電源。輸入電源的正極與第一MOSFET開關(guān)管S₁的漏極相連；第一MOSFET開關(guān)管S₁的源極分別與第一碳化硅二極管D₁的負(fù)極和電感甲L₁的輸入側(cè)相連；第一碳化硅二極管D₁的正極直接與輸入電源的負(fù)極相連；輸入電源的正極與第三MOSFET開關(guān)管S₃的漏極相連；第三MOSFET開關(guān)管S₃的源極分別與第三碳化硅二極管D₃的負(fù)極和電感乙L₂的輸入側(cè)相連；第三碳化硅二極管D₃的正極直接與輸入電源的負(fù)極相連；電感甲L₁與電感乙L₂的輸出側(cè)分別與第二MOSFET開關(guān)管S₂的漏極和第二碳化硅二極管D₂的正極相連；第二MOSFET開關(guān)管S₂的源極與輸入電源的負(fù)極直接相連；第二碳化硅二極管D₂的負(fù)極與輸出側(cè)電容C的正極相連；輸出側(cè)電容C的負(fù)極直接與輸入電源的負(fù)極相連；輸出側(cè)電容C的正極就作為變換器輸出的正極，電容C的負(fù)極即輸入電源的負(fù)極作為變換器輸出的負(fù)極。變換器輸出側(cè)直接連接各種阻性負(fù)載，也能直接與逆變器直流端直接相連。

圖4所示為本發(fā)明公開的適用于交錯(cuò)并聯(lián)型雙管Buck-Boost變換器的前饋型平均電流控制的結(jié)構(gòu)圖。該方法的具體實(shí)施方式為：

1)從變換器輸出側(cè)取得變換器輸出電壓信號(hào)v_o，與給定的輸出側(cè)電壓值v_ref通過第一減法器2-1，做差形成誤差信號(hào)v_w，送入電壓調(diào)節(jié)器2-2，得到電壓調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)v_i；第一減法器2-1和電壓調(diào)節(jié)器2-2構(gòu)成電壓外環(huán)；

2)從變換器的電感L處取得的電流信號(hào)i_L，與電壓調(diào)節(jié)器2-2的輸出信號(hào)v_i通過第二減法器2-3，做差形成誤差信號(hào)i_w，送入電流調(diào)節(jié)器2-5，得到電流調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)v_c；第二減法器2-3和電流調(diào)節(jié)器2-5共同構(gòu)成電流內(nèi)環(huán)2-1；

3)從變換器的電感L′處取得的電流信號(hào)i′_L，與電壓調(diào)節(jié)器2-2的輸出信號(hào)v_i通過第三減法器2-4，做差形成誤差信號(hào)i′_w，送入電流調(diào)節(jié)器2-6，得到電流調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)v′_c；第三減法器2-4和電流調(diào)節(jié)器2-6共同構(gòu)成電流內(nèi)環(huán)2-2；

4)從變換器輸入側(cè)取得的輸入電壓信號(hào)v_g，分兩路經(jīng)過第一輸入電壓前饋函數(shù)模塊2-15和第二輸入電壓前饋函數(shù)模塊2-19處理，分別得到Buck開關(guān)S₁和S′₁的調(diào)制信號(hào)的前饋量v₁和Boost開關(guān)S₂的調(diào)制信號(hào)的前饋量v₂，這個(gè)兩個(gè)信號(hào)分別送到第三加法器2-9、第四加法器2-10和第五加法器2-11；第一輸入電壓前饋函數(shù)模塊15和第二輸入電壓前饋函數(shù)模塊2-19以及第三加法器2-9、第四加法器2-10和第五加法器2-11共同構(gòu)成輸入電壓前饋模塊；

5)電壓調(diào)節(jié)器2-2的輸出信號(hào)v_i分兩路，一路與第二減法器2-3的輸出入側(cè)相連，另一路則與第三減法器2-4的輸入側(cè)相連；

6)電流調(diào)節(jié)器2-5的輸出信號(hào)v_c分兩路，一路與給定的偏移量信號(hào)u_bias通過第一加法器2-7相加，得到Buck開關(guān)S₁的初步調(diào)制信號(hào)，再通過第三加法器2-9與調(diào)制信號(hào)的前饋量v₁相加得到Buck開關(guān)S₁的調(diào)制信號(hào)v_Buck；另一路與調(diào)制信號(hào)的前饋量v₂通過第五加法器2-11與調(diào)制信號(hào)的前饋量v₂相加得到Boost開關(guān)S₂的調(diào)制信號(hào)v_Boost；電流調(diào)節(jié)器2-8的輸出信號(hào)v′_c與給定的偏移量信號(hào)u_bias通過第二加法器2-8相加，得到Buck開關(guān)S′₁的初步調(diào)制信號(hào)，再通過第四加法器2-10與調(diào)制信號(hào)的前饋量v₁相加得到Buck開關(guān)S′₁的調(diào)制信號(hào)v′_Buck；給定的偏移量信號(hào)u_bias和第一加法器2-7、第二加法器2-8共同構(gòu)成了模式切換模塊，所述控制方法在Buck和Boost模式之間的自動(dòng)切換是由這部分完成的；

7)調(diào)制信號(hào)v_Buck與高頻三角波通過第一比較器2-12的比較后，得到控制開關(guān)S₁的開關(guān)信號(hào)，開關(guān)信號(hào)直接送到S₁驅(qū)動(dòng)模塊2-16，經(jīng)過S₁驅(qū)動(dòng)模塊2-16的放大后得到的開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)直接送至第一MOSFET開關(guān)管S₁的柵極，用來控制其開通與關(guān)斷；

8)調(diào)制信號(hào)v′_Buck與高頻三角波通過第二比較器2-13的比較后，得到控制開關(guān)S′₁的開關(guān)信號(hào)，送入第二比較器2-13的高頻三角波與送入第一比較器2-12和第三比較器2-14的高頻三角波在相位上相差π，也即相差半個(gè)開關(guān)周期；得到的開關(guān)信號(hào)直接送到S′₁驅(qū)動(dòng)模塊2-17，經(jīng)過S′₁驅(qū)動(dòng)模塊2-17的放大后得到開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)直接送至第二MOSFET開關(guān)管S′₁的柵極，用來控制其開通與關(guān)斷；

6)調(diào)制信號(hào)v_Boost與高頻三角波通過第三比較器2-14的比較后，得到控制開關(guān)S₂的開關(guān)信號(hào)，送入第三比較器2-14的高頻三角波與送入第一比較器2-12的高頻三角波完全相同；得到的開關(guān)信號(hào)直接送到S₂驅(qū)動(dòng)模塊2-19，經(jīng)過S₂驅(qū)動(dòng)模塊12-9的放大后得到的開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)直接送至第三MOSFET開關(guān)管S₂的柵極，控制其開通和關(guān)斷。