CN109831098A - 一种间歇能源收集的dc-dc电路及其控制方法 - Google Patents

一种间歇能源收集的dc-dc电路及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种间歇能源收集的DC‑DC电路及其控制方法。新能源发电往往随日夜、季节以及气候等状况变化，并非持续稳定。本发明一种间歇能源收集的DC‑DC电路，包括转换模块。所述的转换模块包括第一电感L1、第二电感L2、第一开关管M1、第二开关管M2、第三开关管M3和储能电池。本发明既能够应用于发电功率大于耗电功率的工况，又能够应用于耗电功率大于发电功率的工况，具有较强的兼容性。本发明通过调节各开关管的导通占空比，即可根据需求调节输出电压。本发明通过在开关管上串联谐振电感，并联谐振电容，利用电感的感抗和电容的容抗作用来抑制开关管电流和电压的突变，从而使开关管完成零电流或零电压开通和断开。

Description

一种间歇能源收集的DC-DC电路及其控制方法
技术领域
本发明属于电能转换技术领域，具体涉及一种间歇能源收集的DC-DC电路及其控制方法。
背景技术
随着世界非可再生能源的日益枯竭，太阳能发电和风力发电等可再生能源发电逐渐发展甚至取代了传统的消耗性能源发电，因为这些新能源发电取之不尽用之不竭，并且具有对环境无污染等优点。然而，这些能源的来源随日夜、季节以及气候等状况变化，并非持续稳定，因此需要一种多输入且可以持续稳定输出能量的转换电路。
发明内容
本发明的目的在于提供一种间歇能源收集的DC-DC电路及其控制方法。
本发明一种间歇能源收集的DC-DC电路，包括转换模块。所述的转换模块包括第一电感L1、第二电感L2、第一开关管M1、第二开关管M2、第三开关管M3和储能电池。第一电感L1的一端接第二开关管M2的漏极、第五电感L5、第四电容C4的一端及第一电容C1的正极。第五电感L5的另一端接入第一开关管M1的漏极及第三电容C3的一端。第三电容C3的另一端及第一开关管M1的源极均接地。第二开关管M2的源极接第四电容C4的另一端及第三电感L3的一端。第三电感L3的另一端接储能电池的正极、第三开关管M3的漏极及第五电容C5的一端。储能电池的负极接地。第三开关管M3的源极及第五电容C5的另一端均接第四电感L4的一端。第四电感L4的另一端接第二电感L2的一端及第二二极管D2的阴极。第二二极管D2的阳极接地。第二电感L2的另一端接第一电容C1的负极及第一二极管D1的阳极。第一二极管D1的阴极接第二电容C2。第二电容C2的另一端接地。
进一步地，本发明一种间歇能源收集的DC-DC电路，还包括控制器。控制器的第一控制引脚、第二控制引脚、第三控制引脚与第一开关管M1、第二开关管M2、第三开关管M3的栅极通过第一信号输入模块、第二信号输入模块、第三信号输入模块分别连接。
进一步地，所述的控制器采用型号为STM32F103C8T6的单片机。
进一步地，所述的第一信号输入模块包括第一三极管T1、第二三极管T2、第一隔离变压器L6、第一稳压管Z1、第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3。所述第一三极管T1及第二三极管T2的基极均接控制器的第一控制引脚。第一三极管T1的集电极接入外部+12V电压，发射极接入第二三极管T2的集电极及第一电阻R1的一端。第一电阻R1的另一端接第一隔离变压器L6的第一输入引脚。第二三极管T2的发射极及第一隔离变压器L6的第二输入引脚均接地。第一隔离变压器L6的第一输出引脚接第一稳压管Z1的一端及第二电阻R2的一端。第二电阻R2的另一端接第三电阻R3的一端及第一开关管M1的栅极。第一隔离变压器L6的第二输出引脚、第一稳压管Z1及第三电阻R3的另一端均接第一开关管M1的源极。
进一步地，第二输入模块包括第三三极管T3、第四三极管T4、第二隔离变压器L7、第二稳压管Z2、第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6。所述第三三极管T3和第四三极管T4的基极均接控制器的第二控制引脚。第三三极管T3的集电极接外部+12V电压，发射极接第四三极管T4的集电极和第四电阻R4的一端。第四电阻R4的另一端接入第二隔离变压器L7的第一输入引脚。第四三极管T4的发射极及第二隔离变压器L7的第二输入引脚均接地。第二隔离变压器L7的第一输出引脚接入第二稳压管Z2的一端及第五电阻R5的一端。第五电阻R5的另一端接第六电阻R6的一端及第二开关管M2的栅极。第二隔离变压器L7的第二输出引脚、第二稳压管Z2及第六电阻R6的另一端均接第二开关管M2的源极。
进一步地，所述的第三输入模块包括第五三极管T5、第六三极管T6、第三隔离变压器L8、第三稳压管Z3、第七电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9。所述第五三极管T5和第六三极管T6的基极均接控制器的第三控制引脚。第五三极管T5的集电极接外部+12V电压，发射极接入第六三极管T6的集电极及第七电阻R7的一端。第七电阻R7的另一端接入第三隔离变压器L8的第一输入引脚。第六三极管T6的发射极及第三隔离变压器L8的第二输入引脚均接地。第三隔离变压器L8的第一输出引脚接第三稳压管Z3及第八电阻R8的一端。第八电阻R8的另一端接第九电阻R9的一端及第三开关管M3的栅极。第三隔离变压器L8的第二输出引脚、第三稳压管Z3及第九电阻R9的另一端均接第三开关管M3的源极。
进一步地，第一电感L1远离第一电容C1的那端与发电模块的电压输出端连接。发电模块采用光伏模组或风能发电系统。
进一步地，所述的转换模块还包括第十电阻R10和第十一电阻R11。所述第十电阻R10的一端接第一二极管D1的阴极。第十电阻R10的另一端接控制器的数模转换引脚及第十一电阻R11的一端。第十一电阻R11的另一端接地。
该间歇能源收集的DC-DC电路的输入电能微弱状态控制方法具体如下：
步骤一、以Ts为周期，依次循环执行步骤二、三和四，Ts＜5×10-5s。步骤二执行一次的时长为d1Ts；步骤三执行一次的时长为d2Ts；步骤四执行一次的时长为(1-d1-d2)Ts。
步骤二、第一开关管M1和第三开关管M3均导通，第二开关管M2截止，使得第一开关管D1及第二二极管D2反向偏置，第一电感L1及第二电感L2充电。储能电池放电。
步骤三、第一开关管M1及第二开关管M2均截止，第三开关管M3导通，使得第一二极管D1导通，储能电池、第一电感L1及第二电感L2放电。第一电容C1充电，第二电容C2通过电流iL1+iL2充电。
步骤四、第一开关管M1及第三开关管M3均截止，第二开关管M2导通，使得第一电感L1及第二电感L2均放电。第一电容C1及第二电容C2充电。
该间歇能源收集的DC-DC电路的输入电能充足状态控制方法具体如下：
步骤一、以Ts为周期，依次循环执行步骤二、三和四，Ts＜5×10-5s。步骤二执行一次的时长为d1Ts；步骤三执行一次的时长为d2Ts；步骤四执行一次的时长为(1-d1-d2)Ts。d1+d2<1。
步骤二、第一开关管M1和第三开关管M3均导通，第二开关管M2截止，使得第一开关管D1及第二二极管D2反向偏置，第一电感L1及第二电感L2充电。储能电池放电。
输入电压Vin与输出电压VC2的关系如方程组(1)所示；
其中，L1为第一电感L1的电感值；iL1为流经第一电感L1的电流值；iL2为流经第二电感L2的电流值；L2为第二电感L2的电感值；VBT为储能电池的输出电压；VC1为第一电容C1两端的电压；C2为第二电容C2的电容值。RL为负载RL的阻抗值。
步骤三、第一开关管M1及第二开关管M2均截止，第三开关管M3导通，使得第一二极管D1导通，储能电池、第一电感L1及第二电感L2放电。第一电容C1充电，第二电容C2通过电流iL1+iL2充电。
输入电压Vin与输出电压VC2的关系如方程组(2)所示；
步骤四、第一开关管M1及第三开关管M3均截止，第二开关管M2导通，使得第一电感L1及第二电感L2均放电。第一电容C1及第二电容C2充电。
输入电压Vin与输出电压Vc2的关系如方程组(3)所示；
输入充足状态控制方法具体如下：
步骤一、以Ts为周期，依次循环执行步骤二、三和四，Ts＜5×10-5s。步骤二执行一次的时长为d3Ts；步骤三执行一次的时长为d4Ts；步骤四执行一次的时长为(1-d3-d4)Ts。
步骤二、第一开关管M1导通，第二开关管M2及第三开关管M3均截止。使得第一二极管D1反向偏置，第一电感L1及第二电感L2充电。
步骤三、第一开关管M及第三开关管M3均截止，第二开关管M2导通。电感电流iL1和电感电流iL2为储能电池充电。
步骤四、第一开关管M1、第二开关管M2及第三开关管M3均截止。第一电感L1及第二电感L2均放电去磁。第一电容C1及第二电容C2均充电。
本发明具有的有益效果是：
1、本发明通过在SEPIC拓扑中添加能量存储电路，使当输入源切断后，输出依然存在并持续为负载供电，提高了该电路的可靠性。
2、本发明通过隔离变压器，使功率级电路和控制级电路隔离，提高了该电路的安全性。
3、本发明通过在开关管上串联一个谐振电感，并联一个谐振电容。利用电感的感抗和电容的容抗作用来抑制开关管电流和电压的突变，从而使开关管完成零电流或零电压开通和断开。提高了该电路的效率。
4、本发明既能够应用于发电功率大于耗电功率的工况，又能够应用于耗电功率大于发电功率的工况，具有较强的兼容性。
5、本发明通过调节各开关管的导通占空比，即可根据需求调节输出电压。
附图说明
图1为本发明的电路原理图；
图2为本发明中输入电能微弱状态控制方法的时序图。
图3为本发明中输入电能充足状态控制方法的时序图。
图4为本发明中输入电能微弱状态控制方法中步骤二执行使得电路原理图；
图5为本发明中输入电能微弱状态控制方法中步骤三执行使得电路原理图；
图6为本发明中输入电能微弱状态控制方法中步骤四执行使得电路原理图；
图7为本发明中输入电能充足状态控制方法中步骤二执行使得电路原理图；
图8为本发明中输入电能充足状态控制方法中步骤三执行使得电路原理图；
图9为本发明中输入电能充足状态控制方法中步骤四执行使得电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种间歇能源收集的DC-DC电路，包括转换模块、第一信号输入模块、第二信号输入模块、第三信号输入模块和控制器。控制器采用型号为STM32F103C8T6的单片机。转换模块包括第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第四电感L4、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第一二极管D1、第二二极管D2、第一开关管M1、第二开关管M2、第三开关管M3和储能电池BT。输入端口Vin+和地线GND为转换模块的输入接口，转换模块输入端口Vin+接发电模块的电压输出端。发电模块的接地端与地线GND连接。发电模块采用光伏模组或风能发电系统。本实施例中发电模块选用光伏模组。
第一电感L1的一端接第二开关管M2的漏极、第五电感L5、第四电容C4的一端及第一电容C1的正极。第一电感L1的另一端即为转换模块的输入端口Vin+。第五电感L5的另一端接入第一开关管M1的漏极及第三电容C3的一端。第三电容C3的另一端及第一开关管M1的源极均接地GND。第二开关管M2的源极接第四电容C4的另一端及第三电感L3的一端。第三电感L3的另一端接储能电池BT的正极、第三开关管M3的漏极及第五电容C5的一端。储能电池BT的负极接地GND。第三开关管M3的源极及第五电容C5的另一端均接第四电感L4的一端。第四电感L4的另一端接第二电感L2的一端及第二二极管D2的阴极。第二二极管D2的阳极接地GND。第二电感L2的另一端接第一电容C1的负极及第一二极管D1的阳极。第一二极管D1的阴极接第二电容C2及第十电阻R10的一端。第十电阻R10的另一端接控制器的数模转换引脚AD及第十一电阻R11的一端。第二电容C2及第十一电阻R11的另一端均接地GND。第二电容C2的两端为转换模块的输出接口，与负载RL的两个接线端分别连接。
转换模块中，第二电感L2、第三电容C3为第一开关管M1的软开关；第三电感L3、第四电容C4为第二开关管M2的软开关；第四电感L4、第五电容C5为第三开关管M3的软开关。他们的工作原理均相同，在此以第一开关管M1为例进行说明：在第一开关管M1导通时，第三电容C3两端电压为0，当第一开关管M1截止时，第三电容C3限制第一开关管M1的上升率，从而实现第一开关管M1的零电压关断；当第一开关管M1导通时，第二电感L2和第三电容C3谐振工作使第三电容C3的电压回到0，从而实现第一开关管M1的零电压导通。
第十电阻R10和第十一电阻R11为输出电压采样电阻。通过第十电阻R10和第十一电阻R11将输出电压分压后，接入控制器的数模转换引脚AD(第11引脚)，控制器将采样得到的电压和预期输出电压做比较后，控制输出PWM的占空比，从而调节输出电压。
第一信号输入模块包括第一三极管T1、第二三极管T2、第一隔离变压器L6、第一稳压管Z1、第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3，其为第一开关管M1的驱动电路。第一三极管T1及第二三极管T2的基极均接控制器的第一控制引脚conl1。第一三极管T1的集电极接入外部+12V电压，发射极接入第二三极管T2的集电极及第一电阻R1的一端。第一电阻R1的另一端接第一隔离变压器L6的第一输入引脚。第二三极管T2的发射极及第一隔离变压器L6的第二输入引脚均接地GND。第一隔离变压器L6的第一输出引脚接第一稳压管Z1的一端及第二电阻R2的一端。第二电阻R2的另一端接第三电阻R3的一端及第一开关管M1的栅极。第一隔离变压器L6的第二输出引脚、第一稳压管Z1及第三电阻R3的另一端均接第一开关管M1的源极。
第二输入模块包括第三三极管T3、第四三极管T4、第二隔离变压器L7、第二稳压管Z2、第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6，其为第二开关管M2的驱动电路。第三三极管T3和第四三极管T4的基极均接控制器的第二控制引脚conl2。第三三极管T3的集电极接外部+12V电压，发射极接第四三极管T4的集电极和第四电阻R4的一端。第四电阻R4的另一端接入第二隔离变压器L7的第一输入引脚。第四三极管T4的发射极及第二隔离变压器L7的第二输入引脚均接地GND。第二隔离变压器L7的第一输出引脚接入第二稳压管Z2的一端及第五电阻R5的一端。第五电阻R5的另一端接第六电阻R6的一端及第二开关管M2的栅极。第二隔离变压器L7的第二输出引脚、第二稳压管Z2及第六电阻R6的另一端均接第二开关管M2的源极。
第三输入模块包括第五三极管T5、第六三极管T6、第三隔离变压器L8、第三稳压管Z3、第七电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9，其为第三开关管M3的驱动电路。第五三极管T5和第六三极管T6的基极均接控制器的第三控制引脚conl3。第五三极管T5的集电极接外部+12V电压，发射极接入第六三极管T6的集电极及第七电阻R7的一端。第七电阻R7的另一端接入第三隔离变压器L8的第一输入引脚。第六三极管T6的发射极及第三隔离变压器L8的第二输入引脚均接地GND。第三隔离变压器L8的第一输出引脚接第三稳压管Z3及第八电阻R8的一端。第八电阻R8的另一端接第九电阻R9的一端及第三开关管M3的栅极。第三隔离变压器L8的第二输出引脚、第三稳压管Z3及第九电阻R9的另一端均接第三开关管M3的源极。
第一输入模块、第二输入模块和第三输入模块的工作原理均相同，在此以第一输入模块作为示例进行说明：当与第一三极管T1、第二三极管T2基极连接的主控芯片引脚conl1电平置高时，第一三极管T1集电极发射极导通，第二三极管T2集电极发射极截止，使第一变压器L6两端电压为12V，通过变压器L6耦合，使第一开关管M1的栅极和源极之间电压为12V，从而使第一开关管M1导通。当与第一三极管T1、第二三极管T2基极连接的主控芯片引脚conl1电平置低时，第一三极管T1集电极发射极截止，第三三极管T2集电极发射极导通，使第一变压器L6两端电压为0V，通过变压器L6耦合，使第一开关管M1的栅极和源极之间电压为0V，从而使第一开关管M1闭合。
控制器能够采集第十电阻R10与第十一电阻R11之间的电压值，并控制第一开关管M1、第二开关管M2和第三开关管M3的导通与截止。
该间歇能源收集的DC-DC电路的控制方法包括输入电能充足状态控制方法和输入电能微弱状态控制方法。使用输入电能充足状态控制方法时，输入电压Vin不仅为负载供电，而且还为储能电池充电。使用输入电能微弱状态控制方法时，输入电压Vin与储能电池共同为为负载供电。当负载功率需求低于发电功率且储能电池电流低于80％，则使用输入电能充足状态控制方法(此时一般为电能输入较为强烈的情况，如阳光较为强烈、风力大)；否则，使用输入电能微弱状态控制方法。
输入微弱状态控制方法具体如下(时序如图2所示)：
步骤一、以Ts为周期，依次循环执行步骤二、三和四，Ts＜5×10-5s。步骤二执行一次的时长为d1Ts；步骤三执行一次的时长为d2Ts；步骤四执行一次的时长为(1-d1-d2)Ts。d1+d2<1。
步骤二、如图4所示，第一开关管M1和第三开关管M3均导通，第二开关管M2截止。由于第三开关管M3导通，使第二二极管D2反向偏置；由于第一开关管M1导通，使第一开关管D1反向偏置。
此时，输入电压Vin使第一电感L1充电磁化(初始的非稳态阶段，输入电压Vin还为第一电容C1充电)。储能电池BT的输出电压VBT和第一电容C1两端的电压Vc1使第二电感L2充电磁化。储能电池BT通过电感电流iL2放电。第二电容C2为负载RL供电。
输入电压Vin与输出电压VC2的关系如方程组(1)所示；
其中，L1为第一电感L1的电感值；iL1为流经第一电感L1的电流值；iL2为流经第二电感L2的电流值；L2为第二电感L2的电感值；VBT为储能电池BT的输出电压；VC1为第一电容C1两端的电压；C2为第二电容C2的电容值。RL为负载RL的阻抗值。
步骤三、如图5所示，第一开关管M1及第二开关管M2均截止，第三开关管M3导通。由于第一开关管M1截止，通过第一电感L1的电流iL1和第二电感L2的电流iL2使第一二极管D1导通。
此时，储能电池BT通过电感电流iL2放电。第一电感L1维持电流iL1的大小，通过电压Vin-VC1-VC2放电去磁；第二电感L2维持电流iL2的大小，通过VBT-VC2放电去磁。第一电容C1通过电流iL1充电，第二电容C2通过电流iL1+iL2充电。
输入电压Vin与输出电压VC2的关系如方程组(2)所示；
步骤四、如图6所示，第一开关管M1及第三开关管M3均截止，第二开关管M2导通。此时，第一电感L1维持电流iL1的大小，通过电压Vin-VC1-VC2放电去磁，第二电感L2维持电流iL2的大小，通过VC2放电去磁。第一电容C1通过电流iL1充电，第二电容C2通过电流iL1+iL2充电。
输入电压Vin与输出电压Vc2的关系如方程组(3)所示；
通过伏秒平衡，并联立方程组(1)、(2)和(3)，得出输出电压Vin、储能电池VBT和输出电压VC2的关系式如式(4)所示
因此，通过调节d1与d2的大小，即可实现对输出电压VC2的调节。
输入充足状态控制方法具体如下(时序如图3所示)：
步骤一、以Ts为周期，依次循环执行步骤二、三和四，Ts＜5×10-5s。步骤二执行一次的时长为d3Ts；步骤三执行一次的时长为d4Ts；步骤四执行一次的时长为(1-d3-d4)Ts。d3+d4<1。
步骤二、如图7所示，第一开关管M1导通，第二开关管M2及第三开关管M3均截止。由于第一开关管M1导通，使第一二极管D1反向偏置。
此时，输入电压Vin为第一电感L1充电，使第一电感L1磁化。第一电容C1两端的电压Vc1为第二电感L2充电，使第二电感L2充电磁化。第二电容C2为负载RL供电。
输入电压Vin与输出电压VC2的关系如方程组(5)所示；
其中，L1为第一电感L1的电感值；iL1为流经第一电感L1的电流值；iL2为流经第二电感L2的电流值；L2为第二电感L2的电感值；VC1为第一电容C1两端的电压；C2为第二电容C2的电容值。RL为负载RL的阻抗值。
步骤三、如图8所示，第一开关管M及第三开关管M3均截止，第二开关管M2导通。电感电流iL1和电感电流iL2为储能电池BT充电。第二电容C2为负载RL供电。
输入电压Vin与输出电压VC2的关系如方程组(6)所示；
其中，VBT为储能电池BT的输出电压。
步骤四、如图9所示，第一开关管M1、第二开关管M2及第三开关管M3均截止。第一电感L1维持电流iL1的大小，通过电压Vin-Vc1-Vc2放电去磁，第二电感L2维持电流iL2的大小，通过电压VC2放电去磁。第一电容C1通过电流iL1充电，第二电容C2通过电流iL1+iL2充电。
输入电压Vin与输出电压VC2的关系如方程组(7)所示；
通过伏秒平衡，并联立方程组(5)、(6)和(7)，得出输出电压Vin、储能电池VBT和输出电压VC2的关系式如式(8)所示
因此，通过调节d3与d4的大小，即可实现对输出电压VC2的调节。

Claims (10)

1.一种间歇能源收集的DC-DC电路，包括转换模块；所述的转换模块包括第一电感L1、第二电感L2、第一开关管M1、第二开关管M2、第三开关管M3和储能电池；其特征在于：第一电感L1的一端接第二开关管M2的漏极、第五电感L5、第四电容C4的一端及第一电容C1的正极；第五电感L5的另一端接入第一开关管M1的漏极及第三电容C3的一端；第三电容C3的另一端及第一开关管M1的源极均接地；第二开关管M2的源极接第四电容C4的另一端及第三电感L3的一端；第三电感L3的另一端接储能电池的正极、第三开关管M3的漏极及第五电容C5的一端；储能电池的负极接地；第三开关管M3的源极及第五电容C5的另一端均接第四电感L4的一端；第四电感L4的另一端接第二电感L2的一端及第二二极管D2的阴极；第二二极管D2的阳极接地；第二电感L2的另一端接第一电容C1的负极及第一二极管D1的阳极；第一二极管D1的阴极接第二电容C2；第二电容C2的另一端接地。
2.根据权利要求1所述的一种间歇能源收集的DC-DC电路，其特征在于：还包括控制器；控制器的第一控制引脚、第二控制引脚、第三控制引脚与第一开关管M1、第二开关管M2、第三开关管M3的栅极通过第一信号输入模块、第二信号输入模块、第三信号输入模块分别连接。
3.根据权利要求2所述的一种间歇能源收集的DC-DC电路，其特征在于：所述的控制器采用型号为STM32F103C8T6的单片机。
4.根据权利要求2所述的一种间歇能源收集的DC-DC电路，其特征在于：所述的第一信号输入模块包括第一三极管T1、第二三极管T2、第一隔离变压器L6、第一稳压管Z1、第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3；所述第一三极管T1及第二三极管T2的基极均接控制器的第一控制引脚；第一三极管T1的集电极接入外部+12V电压，发射极接入第二三极管T2的集电极及第一电阻R1的一端；第一电阻R1的另一端接第一隔离变压器L6的第一输入引脚；第二三极管T2的发射极及第一隔离变压器L6的第二输入引脚均接地；第一隔离变压器L6的第一输出引脚接第一稳压管Z1的一端及第二电阻R2的一端；第二电阻R2的另一端接第三电阻R3的一端及第一开关管M1的栅极；第一隔离变压器L6的第二输出引脚、第一稳压管Z1及第三电阻R3的另一端均接第一开关管M1的源极。
5.根据权利要求2所述的一种间歇能源收集的DC-DC电路，其特征在于：第二输入模块包括第三三极管T3、第四三极管T4、第二隔离变压器L7、第二稳压管Z2、第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6；所述第三三极管T3和第四三极管T4的基极均接控制器的第二控制引脚；第三三极管T3的集电极接外部+12V电压，发射极接第四三极管T4的集电极和第四电阻R4的一端；第四电阻R4的另一端接入第二隔离变压器L7的第一输入引脚；第四三极管T4的发射极及第二隔离变压器L7的第二输入引脚均接地；第二隔离变压器L7的第一输出引脚接入第二稳压管Z2的一端及第五电阻R5的一端；第五电阻R5的另一端接第六电阻R6的一端及第二开关管M2的栅极；第二隔离变压器L7的第二输出引脚、第二稳压管Z2及第六电阻R6的另一端均接第二开关管M2的源极。
6.根据权利要求2所述的一种间歇能源收集的DC-DC电路，其特征在于：所述的第三输入模块包括第五三极管T5、第六三极管T6、第三隔离变压器L8、第三稳压管Z3、第七电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9；所述第五三极管T5和第六三极管T6的基极均接控制器的第三控制引脚；第五三极管T5的集电极接外部+12V电压，发射极接入第六三极管T6的集电极及第七电阻R7的一端；第七电阻R7的另一端接入第三隔离变压器L8的第一输入引脚；第六三极管T6的发射极及第三隔离变压器L8的第二输入引脚均接地；第三隔离变压器L8的第一输出引脚接第三稳压管Z3及第八电阻R8的一端；第八电阻R8的另一端接第九电阻R9的一端及第三开关管M3的栅极；第三隔离变压器L8的第二输出引脚、第三稳压管Z3及第九电阻R9的另一端均接第三开关管M3的源极。
7.根据权利要求1所述的一种间歇能源收集的DC-DC电路，其特征在于：第一电感L1远离第一电容C1的那端与发电模块的电压输出端连接；发电模块采用光伏模组或风能发电系统。
8.根据权利要求1所述的一种间歇能源收集的DC-DC电路，其特征在于：所述的转换模块还包括第十电阻R10和第十一电阻R11；所述第十电阻R10的一端接第一二极管D1的阴极；第十电阻R10的另一端接控制器的数模转换引脚及第十一电阻R11的一端；第十一电阻R11的另一端接地。
9.如权利要求1所述的一种间歇能源收集的DC-DC电路的电能微弱状态控制方法，其特征在于：步骤一、以Ts为周期，依次循环执行步骤二、三和四，Ts＜5×10-5s；步骤二执行一次的时长为d1Ts；步骤三执行一次的时长为d2Ts；步骤四执行一次的时长为(1-d1-d2)Ts；
步骤二、第一开关管M1和第三开关管M3均导通，第二开关管M2截止，使得第一开关管D1及第二二极管D2反向偏置，第一电感L1及第二电感L2充电；储能电池放电；
步骤三、第一开关管M1及第二开关管M2均截止，第三开关管M3导通，使得第一二极管D1导通，储能电池、第一电感L1及第二电感L2放电；第一电容C1充电，第二电容C2通过电流iL1+iL2充电；
步骤四、第一开关管M1及第三开关管M3均截止，第二开关管M2导通，使得第一电感L1及第二电感L2均放电；第一电容C1及第二电容C2充电。
10.如权利要求1所述的一种间歇能源收集的DC-DC电路的电能充足状态控制方法，其特征在于：步骤一、以Ts为周期，依次循环执行步骤二、三和四，Ts＜5×10-5s；步骤二执行一次的时长为d3Ts；步骤三执行一次的时长为d4Ts；步骤四执行一次的时长为(1-d3-d4)Ts；
步骤二、第一开关管M1导通，第二开关管M2及第三开关管M3均截止；使得第一二极管D1反向偏置，第一电感L1及第二电感L2充电；
步骤三、第一开关管M及第三开关管M3均截止，第二开关管M2导通；电感电流iL1和电感电流iL2为储能电池充电；
步骤四、第一开关管M1、第二开关管M2及第三开关管M3均截止；第一电感L1及第二电感L2均放电去磁；第一电容C1及第二电容C2均充电。
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Assignee: Hangzhou Jinfeng Electric Appliance Co., Ltd

Assignor: HANGZHOU DIANZI University

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Denomination of invention: Intermittent energy collection method

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License type: Common License

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