CN114448246A - 应用于户用光伏储能产品直流母线预充电压方法 - Google Patents

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CN114448246A CN202111609591.9A CN202111609591A CN114448246A CN 114448246 A CN114448246 A CN 114448246A CN 202111609591 A CN202111609591 A CN 202111609591A CN 114448246 A CN114448246 A CN 114448246A
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Abstract

本发明涉及应用于户用光伏储能产品直流母线预充电压方法，其包括方案一，在并网条件下，预充电路MOS持续打开，非停机或故障无需关闭，BOOST升压模块正常工作，通过负载和并网能量与输入能量交互进行能量均衡，避免较大的母线电压波动范围；方案二，在离网条件下，把预充电路MOS当作开关使用，BOOST升压模块正常工作，根据控制策略开通或关闭以达到与负载和电池能量交互均衡，避免较大的母线电压波动范围；本发明设计合理、结构紧凑且使用方便。

Description

应用于户用光伏储能产品直流母线预充电压方法
技术领域
本发明涉及应用于户用光伏储能产品直流母线预充电压方法。
背景技术
目前，PV光伏升压板存在以下问题，问题一，PV光伏升压板输出母线与 逆变器和充电机直连，直流母线上面有大量的电解电容，直接接通PV上电的话 可能会引起冲击电流过大，导致前级器件过流损坏；问题二，PV光伏升压板连 接光伏面板，光伏面板存在失火短路状况导致电流瞬间增大涌入PV光伏升压 板，引起直流母线电压与电流不稳定；问题三，当储能柜与电网断开不进行能 量交互的时候，仅有PV光伏电池板进行能量输入，会引起直流母线电压波动较 大。
户用储能柜开机过程中，通过PV光伏升压板预充电电路对直流母线电压进 行充电来提高直流母线预充电电压。更有助于避免接通PV光伏板瞬间因PV板 电压与直流母线电压存在较大压差产生的冲击电流。
目前行业内对户用储能柜直流母线电压预充方案都是通过逆变器侧和充 电机侧。忽略了通过PV光伏升压板侧来对母线电压进行预充，即可有多种对直 流母线电压进行预充的方案选择。
申请专利号：201510280409.8的专利，公开的名称为“一种预充电电路和 光伏逆变器”的发明专利，此发明采用交流电源，整流半桥，辅助充电电容， 限流装置，可控开关以及目标充电电容组成倍压整流电路，来为目标充电电容 进行预充电，使得直流母线预充电电压能够最高提升至2倍的交流电源峰值， 从而解决了直流母线预充电电压偏低的问题，进而避免了光伏逆变器接通光伏 电池时或并网时产生冲击电流。此方法解决了直流母线预充电电压偏低的问题。 但仍然只是通过电网侧整流来为直流母线电压预充，也存在预充方式单一的问 题，未拓展通过PC光伏电池为直流母线电压预充的方式。
申请专利号：201922092662.7的专利，公开的名称为“一种高压变频器的 直流母线充电电路”的发明专利，当高压变频器开始工作时，闭合低压开关、 断开主开关，直流母线预充电；当预充电完成时，闭合主开关、断开低压开关， 主充电电路给直流母线继续充电后进入正常工作。本实用新型通过低压电路整 流对直流母线进行预充电，降低预充。该发明也是通过并网侧整流为母线电压 预充，同时也存在预充电路成本高昂的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题总的来说是提供一种应用于户用光伏储能产品 直流母线预充电压方法。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：
一种应用于户用光伏储能产品直流母线预充电压方法，其特征在于：用于 计算BUCK电感和母线电容值
本发明设计合理、成本低廉、结实耐用、安全可靠、操作简单、省时省力、 节约资金、结构紧凑且使用方便。
附图说明
图1为本发明的实施例1的工作模式流程图。
图2为本发明的实施例2的工作模式流程图。
图3是本发明的电感电压与电感电流关系(连续模式)示意图。
图4是本发明的BOOST升压模块主通路的电路示意图。(其模糊字符不是 保护范围)
图5是本发明的图4部分一的使用电路示意图。
图6是本发明的图4部分二的电路示意图。
图7是本发明的图4部分三的电路示意图。
图8是本发明的图4部分四的电路示意图。
图9是本发明的图4部分五的使用电路示意图。
图10是本发明的图4部分六电路示意图。
图11是本发明的图4部分七电路示意图。
图12是本发明的图4部分八电路示意图。
图13是本发明的绝缘电阻检测使用电路示意图。
图14是本发明的漏电流检测电路示意图。
图15是本发明的放电电路示意图。
图16是本发明的电流跳变电路示意图。
图17是本发明的MOS驱动电路1的示意图。
图18是本发明的辅源板电路示意图。(其模糊字符不是保护范围)
图19是本发明的图18部分1的电路示意图。
图20是本发明的图18部分2的电路示意图。
具体实施方式
本发明提供一种应用于户用储能柜的直流母线电压预充与维持稳定 波动方案，可以通过PV光伏电池为直流母线电压预充、自适应调整PV光伏电 池板输入电压与直流母线预充电电压偏差，防止PV光伏电池板输入电压与直流 母线预充电电压偏差太大导致产生冲击电流；另一方面本方案可以在设备不并 网条件下通过PV预充电路维持输入能量与负载能量的交互均衡，维持母线电压 正常波动范围。
本发明的一方面提供一种通过PV光伏电池为直流母线电压预充的方 法，另一方面可维持直流母线电压波动在正常范围。通过以下技术方案来实现：
一种通过PV光伏电池为直流母线电压预充与维持正常波动范围的硬件电 路设计，方案包括，
在处理EMC电路之后的PV光伏升压板上依次搭载有降压斩波的BUCK预 充模块及输入端与BUCK预充模块输出端电连接的BOOST升压电路；其中，
BUCK预充模块与BOOST升压模块共用同一个电感，通过使用BUCK预 充模块对直流母线电压进行预充，PV光伏升压板接通PV正常工作之后BUCK 预充模块的MOS仅充当开关使用，通过控制策略开通或关断以维持直流母线电 压正常波动范围；
本发明的预充电路工作模式为连续模式，在开通时间Ton期间，电感电流 从I1升高到I2，在关断时间，Toff期间，电感电流从I2下降到I1，此过 程的电流最小值大于或等于零；
在本发明中，
S1，确定输入电压与输出电压之间的关系为，
Figure BDA0003434918870000041
首先， 电感储能元件，除了铁损和铜损之外不耗能，在一个周期内，电感电压平均值 为0，根据伏秒定律，VL两部分面积相等,即：
(Vi-Vo)×Ton＝Vo×Toff， (式2)；
Ton＝D×Ts，Toff＝(1-D)×Ts， (式3)；
得出：
Figure BDA0003434918870000042
其中，Vi为输入电压，Vo为输出电压，VL为电感电压，Ton为开通时间，Toff为
关断时间，Ts为开关周期,D为占空比；
S2，输出电流计算，
Figure BDA0003434918870000043
Figure BDA0003434918870000044
Figure BDA0003434918870000045
其中，Io为输出电流平均值，I1为电感电流在连续模式下不降为0的基础电 流，Ipp电感电流峰峰值，L为电感量；
S3，连续模式下电感量L的计算公式：
Figure BDA0003434918870000046
其中，ΔI为电感电流变化值，Δt为电感电流变 化时间，VL为电感电压；
Figure BDA0003434918870000047
其中，VON为MOS导通 期间电感上升电压，ΔIon为MOS导通期间电感电流上升值，Ton为MOS导通 时间；
Figure BDA0003434918870000051
其中，Voff为MOS关断期间 电感下降电压，ΔIoff为MOS关断期间电感电流下降值，Toff为MOS关断时间；
Figure BDA0003434918870000052
其中，Ts为MOS开关周期；
Figure BDA0003434918870000053
其中，f为开关频率；
Figure BDA0003434918870000054
其中，Ioff为MOS关断期间电感放电电流， f为BUCK预充模块工作频率，L为电感量；
Figure BDA0003434918870000055
其中，r为输出电流纹 波率,r一般按照经验取值为0.4；
Figure BDA0003434918870000056
即BUCK预充模块工作在 额定电流下的电感量L的计算公式；
其中，Ion为MOS开通期间电感充电电流，Ioff为MOS关断期间电感放 电电流，IL为电感电流，f为BUCK预充模块工作频率，L为电感量，r为输出电 流纹波率,r一般按照经验取值为0.4；
S4.输出电容计算公式：首先，输出电容中由输出电容内部寄生电阻ESR和 输出电容值COUT决定纹波电压分量，由ESR产生的纹波分量正比于电感电流纹波 分量，由COUT决定的纹波分量与流过电容的电流积分成正比，纹波分量与电感电 流纹波分量相位相异；
然后，在0～0.5T时间内，T为MOS开关周期，假设母线电容电压纹波电 压UC和UESR两个峰值叠加在一起；其次，
UESR＝ESR×IP，(式15)；其中，
Figure BDA0003434918870000061
Figure BDA0003434918870000062
UESR为输出电容内部寄生电阻产生的 纹波分量，Ucp为由COUT决定的纹波分量；
Figure BDA0003434918870000063
ΔI为电感电流峰峰值，ESR为输 出电容内部寄生电阻，T为MOS开关周期，COUT为输出电容值，ΔU为输出电压 纹波值；
其中，UESR为输出电容内部寄生电阻产生的纹波分量，Ucp为由COUT决 定的纹波分量，IP为电感峰值电流，COUT为输出电容值，ΔU为输出电压纹波值， ESR为输出电容内部寄生电阻，IL为电感电流，ΔI为电感电流峰峰值；
上述公式主要是计算BUCK电感和母线电容值，这两个元件为关键元器件， 故列出了其计算方法。
S5.维持直流母线电压正常波动工作模式，方案一，在并网条件下，预 充电路MOS持续打开，非停机或故障无需关闭，BOOST升压模块正常工作，通过 负载和并网能量与输入能量交互进行能量均衡，避免较大的母线电压波动范围； 方案二，在离网条件下，把预充电路MOS当作开关使用，BOOST升压模块正常工 作，根据控制策略开通或关闭以达到与负载和电池能量交互均衡，避免较大的 母线电压波动范围。
如图1-3，预充方法如下，执行以下步骤，pv是指利用太阳能发电。
步骤一，首先，接通PV，检测PV光伏板电压与母线电压差；然后，如果 压差为负，仅把预充电路充当开关使用，根据预设控制策略开通或关闭，预设 控制策略根据PV板和母线压差来控制预充电路所起到的作用来制定，启动 BOOST升压模块让PV光伏升压板正常工作，如果压差为正，执行步骤二；
步骤二，启动PV预充电路，BOOST升压模块在预充期间停止工作，根据 预充策略调整PV光伏电池板与母线电压之间压差；预充策略为根据测量出来的 PV与母线之间的压差调整MOS控制信号占空比，进而控制两者之间的压差在 预设范围内；
步骤三，首先，经过步骤二压差调整之后，仅把PV预充电路的MOS当作 开关使用，根据控制策略开通或者关闭启动BOOST升压模块让PV光伏升压板 正常工作；然后，检测设备是否并网；
步骤四，如果没有并网，把预充电路MOS当作开关使用，BOOST升压模 块正常工作，根据控制策略开通或关闭以达到与负载和电池能量交互均衡，避 免较大的母线电压波动范围；如果并网，预充电路MOS持续打开，非停机或故 障无需关闭，BOOST升压模块正常工作，通过负载和并网能量与输入能量交互 进行能量均衡，避免较大的母线电压波动范围；
如图1-图20，其预充电路，包括其输入端分别接入PV1±的压敏电阻 MOV1、MOV2；压敏电阻MOV1、MOV2输出端通过放电管GDT1接地；PV1 ±输入电流分别通过隔离电容C5、C16接地，从而实现稳压，安全隔离保护， 处理EMC，提高抗电磁能力；在PV1±两端连接有π型滤波电路，π型滤波电 路包括X电容C14、C15及共模电感L1，处理共模干扰。
在BUCK预充模块中，电解电容C6、C13串联起来组成BUCK电路输入电 容；包括BUCK电路开关MOS1，驱动电阻R11，、驱动下拉电阻R9，串联为 MOS-GS放电电路的二极管D4与电阻R10，串联为MOS-DS电压缓冲吸收电 路的电阻R4与电容C3，降低MOS-DS电压,采样通过的电流值的霍尔元件CT2， 为电感放电提供通路的续流二极管D26，其中，电感接口BOOST1、BOOST2， 续流二极管D26为电感放电提供续流回路；
BUCK电路开关MOS1及MOS-DS电压缓冲吸收电路后，一路通过Y电容 C4接地，一路接霍尔元件CT2；BUCK电路开关MOS1栅极分两路，一路通过 电阻R9接信号Q3S，一路通过并联的电阻R11与MOS-GS放电电路后接Q3G； Q3S与Q3G为驱动电路发出的信号，提供PWM信号控制MOS导通与关断。
霍尔元件CT2脚11通过电阻R156接Vref,脚12通过电阻R155接Vout， Vref和Vout输出采样到的电流值转化成为的电压信号。脚13接地，脚14接供 电5V且通过并联极性电容C1及电容C2后接地；霍尔元件CT2输出端接 BOOST1+，通过并联的电路与续流二极管D26后接PV1-；缓冲吸收电路包括两组 线路，一路包括串联的吸收电容C97、分压电阻R199、分压电阻R161，另一路 包括串联的吸收电容C98、分压电阻R160、分压电阻R162；PV1+与PV1-分别接 PV1+sam、PV1-sam；PV1-通过Y电容C19接地；在BOOST1+与BOOST1-之间外 接外部电感；
霍尔元件CT2输出端连接母线电容电路，母线电容电路包括串联的充电电 容C15、C22；
工作流程：设备开机时，BUCK电路开关MOS1驱动信号打开BUCK电路开关 MOS1给BOOST1+与BOOST1+之间的电感充电，通过占空比方式控制输出电压，然 后，BUCK电路开关MOS1关断,电感L通过防逆流二极管D2放电，同时,给母线 电容C15,C22充电，当母线电容预充到设定电压值时，BUCK电路开关的MOS1常 开，BUCK电路不再使用，BOOST升压模块开始工作。
在BOOST升压模块中，包括开关管MOS2，驱动电阻R21，下拉电 阻R24，并联形成放电回路的电阻R16与二极管D5，防逆流二极管D2，滤波 电容C20及母线电容C15、C22，BOOST升压模块与BUCK预充模块共用一个 外部电感；
霍尔元件CT2输出端与母线电容电路，母线电容电路包括串联的母线电容 C15、C22；
电感之后接一路防逆流二极管D2，一路接开关管MOS2漏极，其脚3接PV1-，其栅极通过电阻R24接分别接PV1-及通道Q1 S，栅极通过串联的二极管 D5与R16及旁接的电阻R21组成的并联后接通道Q1 G；PV1-通过电阻R29接 BOOST1-sam；BUS+通过电阻R28接BOOST1+sam；
防逆流二极管D2输出端接二极管D1输入端；
防逆流二极管D2输出端接母线电容电路；
工作流程，设备通过BUCK预充模块给母线电容C15、C22预充到设定电压 时，BUCK电路开关MOS1常开，开关管MOS2通过软件调节占空比控制输出电 压，开关管MOS2开通，外部电感充电，完成充电过程，开关管MOS2关断， 外部电感放电，完成放电过程，给母线电容充电。
进一步说明，输入电容电路、外接外部电感、开关管MOS2、防逆流二极管 D2、母线电容电路形成充放电路；
BOOST升压模块，MOS2关断，电感放电，完成放电过程，给母线电容充电。 作为BOOST升压电路拓扑结构，主要是由输入电容C,电感L、开关管以及防逆 流二极管D和输出电容C组成。工作过程可分为充电和放电两部分，在充电时 候，开关管导通，可理解为MOS管这里相当于一根线直接将漏极D和源极连起 来，相当于把MOS管短接。这时候输入电压流过电容C滤波，电感L、MOS管， 随着1不断充电，电感上的电流线性增加，到达一定时候电感储存了一定能量； 在这过程当中，二极管反偏截止，由电容(电容有电是因为上一次放电时给电 容C2充电)给负载提供能量，维持负载工作；放电过程：当开关管不导通时候， 此时MOS管相当于断开，由于电感有反向电动势作用，电感的电流不能瞬时突 变，而是会缓慢的逐渐放电。由于原来的电回路已经断开，电感只能通过二极 管、负载、电容、回路放电，也就是说电感开始给电容C充电，加上给C充电 之前已经有C提供电压，因此电容两端电压升高，这也是叫升压电路的原因。
本发明包括绝缘电阻检测电路，其包括三极管控制模块、光耦控制模块及 电阻桥模块；
绝缘电阻检测电路包括输入端接INSU SW2 PV2的限流电阻R133，限流电 阻R133输出端接三极管Q2的基极，发射极接地，基极通过并联电阻R136与 电容C48接地，集电极通过电阻R45接光耦控制模块；
在光耦控制模块中，包括光耦OPT1，脚2接电阻R45，脚1接入5V，脚4 接地，脚6输出；
在电阻桥模块中，串联电阻R7、15旁接插脚CON13，一端接光耦OPT1 输出脚6，另一端脚接PV1+；电阻R39两端分别接光耦OPT1输出脚6及接地； 电阻R8一端接地PV1+，另一端分别接R30及MOS3脚2；电阻R30另.一端接 光耦OPT1输出脚6；电阻R41两端分别接光耦OPT1输出脚6及Vsense PV1+ 端；电阻R70两端分别接地及Vsense PV1+端；MOS3脚3接地，MOS3脚1与 脚3接电阻R69，MOS3脚1通过电阻R61接INSU_SW3_PV1(控制板)信号；
其工作原理，OPT1常开，通过控制MOS3以触发电阻桥模块电阻变化，通 过插脚CON13测量绝缘电阻值，通过Vsense PV1+电压检测PV1+、GND及电 阻桥参数；
电路包括继电器模块电路，其包括继电器KV1，其脚5通过二极管D14 接入线路BUS+，脚3、6用于外接，脚4接地，脚1接入电压，脚8通过反接 二极管D12接12V；脚8接MOS8管脚2，脚1接地，栅极通过电阻R148接地， 栅极3通过电阻150接控制信号CTRL2；
其工作原理，线路输入信号，通过控制信号CTRL2进行线路控制。
功率电阻模块电路，其线路BUS+通过两组功率电阻RX模块接MOS7脚2， 脚3接地，脚1通过并联的反接稳压二极管DZ1及电阻R147接地，栅极分别 接线路BUS+及三极管Q3集电极，其发射极接地，基极接电压5V；
两组功率电阻RX包括由绕线电阻RX1-3并联的第一功率电阻及与第一功 率电阻串联的由绕线电阻RX4-6并联的第二功率电阻；
其工作原理，因为母线电容储电容量较大，相对于辅源掉电较快，设备停 电之后，辅源5V先掉电，MOS7打开，BUS+通过放电电阻放出剩余电量。
如图16，其与DSP控制板插脚电连接，以实现电路控制；DSP控制板对 应插脚分别电连接Vout，Vref,GND,PV1±sam,PV2±sam,INSU SW3 PV1,INSU SW2 PV2,Vsense PV1+,Vsense PV2+,PV2-,INSU SW3 PV2,INSU SW2 PV2, INSU SW2 PV1,DRY，CTRL，NTC，BUS-，BOOST±SAM及供电电压各个通 道；
其中，普通I/O口，以GND2为回路，电压采样信号与PV2-为一组，INSU SW2 PV1以对面BUS-作为回路；PV通道对应BUCK电路MOS-PWM控制信 号，配合达林顿管以增强驱动能力。
如图17，MOS管驱动电路，本发明各MOS管驱动原理相同，故本实施例 为其一种，其包括芯片U1及变压器T1，其脚5接-5V0-4，脚8接+15V0-4，脚 5、8之间并接有隔离电容C23、C21；脚6、7接对应的MOS管G端；脚4、1 接地，脚3接DRY通道，脚2供电，对应的MOS管S端通过并联的电容C8、 稳压二极管DZ2及极性电容C10接电压+15V0-4，电压+15V0-4通过反接二极管D3接变压器T1主线圈脚2，其脚1接-5V0-4；
对应的MOS管S端通过并联的电容C12、电阻R12及极性电容C11；
变压器T1线圈通过反接二极管D9接驱动脉冲DRVA，以驱动MOS管，通 过。
其工作原理，通过芯片U1对MOS进行驱动，并通过DSP控制板实现对对 应MOS的开关控制。
如图18-20，作为DSP控制板的辅助电源，反激拓扑，辅源板电路包括芯片 U6、U2、U7，变压器T2，光耦OPT3；变压器T2线圈脚6接线路BUS+，脚4 分别接MOS的D端及芯片U6脚5，脚4输出二极管D24后与6脚并联电阻 R26及电容C62；变压器T2脚2通过二极管D15分别接芯片U6脚7及电容C31 一端，变压器T2脚1接地，电容C31另一端接地；
在芯片U6中，脚3通过并联电阻R47、R54、R55接地，脚8接地，脚7 与脚8间接电容C71，芯片U6脚1分别接BBA及三极管Q4集电极，三极管 Q4集电极还电连接线路BUS+，发射极接地，基极通过电阻R112接通道DSP OFF，基极通过并联的电容C92及电阻R154接地；芯片U6脚2分别通过C79 接地且接光耦OPT3；
变压器T2次级脚9接地，脚7分别外接负压线路，反接二极管D16与串联 的电容C32及电阻R18并联后其输入端接脚7，其输出端通过电感L2及电容 C35、C34后，输出电流接芯片U2脚2，脚2还接-15V0，脚1接地，脚3接-12V0， 脚3通过并联电容C54及电容C57接地；脚9接地，脚11接DRVA线路，二 极管D23与串联的电容C66及电阻R32并联后，一端接脚11,，另一端分两路， 一路通过电阻R38接光耦，另一路通过滤波后分别接芯片U7的脚7及反接稳压二极管U8，反接稳压二极管U8接地，光耦OPT3将次级电压反馈隔离输出到 控制引脚FBB，实现稳压目的；
在芯片U7中，脚9接地，脚6接地，脚4输出两路，一路通过串联电阻 R93、R111接地，另一路通过电阻R46接+5V0；脚6、8接二极管D25，脚1、 8间连接有电容C70；脚8通过电感L4接+5V0；
其工作原理(输入从母线电压取电，通过控制芯片控制内部集成MOS的开 关对变压器初级电感充电和放电，然后将初级电感能量传递至次级，通过设置 次级侧二极管的朝向实现正压和负压两种电压，同时在次级侧设立电压反馈， 及时调整输出矫正电压值)。
本发明充分描述是为了更加清楚的公开，而对于现有技术就不再一一列举。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限 制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员 应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中 部分技术特征进行等同替换；作为本领域技术人员对本发明的多个技术方案进 行组合是显而易见的。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离 本发明实施例技术方案的精神和范围。本发明未详尽描述的技术内容均为公知 技术。

Claims (5)

1.一种应用于户用光伏储能产品直流母线预充电压方法，其特征在于：用于计算BUCK电感和母线电容值，
执行以下步骤；
S1，确定输入电压与输出电压之间的关系为，
Figure FDA0003434918860000011
首先，前提是电感储能元件，除了铁损和铜损之外不耗能，在一个周期内，电感电压平均值为0，根据伏秒定律，VL两部分面积相等,即：
(Vi-Vo)×Ton＝Vo×Toff， (式2)；
Ton＝D×Ts，Toff＝(1-D)×Ts， (式3)；
得出：
Figure FDA0003434918860000012
其中，Vi为输入电压，Vo为输出电压，VL为电感电压，Ton为开通时间，Toff为关断时间，Ts为开关周期,D为占空比；
S2，输出电流计算，
Figure FDA0003434918860000013
Figure FDA0003434918860000014
Figure FDA0003434918860000015
其中，Io为输出电流平均值，I1为电感电流在连续模式下不降为0的基础电流，Ipp电感电流峰峰值，L为电感量；
S3，连续模式下电感量L的计算公式：
Figure FDA0003434918860000016
其中，ΔI为电感电流变化值，Δt为电感电流变化时间，VL为电感电压；
Figure FDA0003434918860000017
其中，VON为MOS导通期间电感上升电压，ΔIon为MOS导通期间电感电流上升值，Ton为MOS导通时间；
Figure FDA0003434918860000021
其中，Voff为MOS关断期间电感下降电压，ΔIoff为MOS关断期间电感电流下降值，Toff为MOS关断时间；
Figure FDA0003434918860000022
其中，Ts为MOS开关周期；
Figure FDA0003434918860000023
其中，f为开关频率；
Figure FDA0003434918860000024
其中，Ioff为MOS关断期间电感放电电流，f为BUCK预充模块工作频率，L为电感量；
Figure FDA0003434918860000025
其中，r为输出电流纹波率,r按照经验取值；
Figure FDA0003434918860000026
即BUCK预充模块工作在额定电流下的电感量L的计算公式；
其中，Ion为MOS开通期间电感充电电流，Ioff为MOS关断期间电感放电电流，IL为电感电流，f为BUCK预充模块工作频率，L为电感量，r为输出电流纹波率,r一般按照经验取值为0.4；
S4.输出电容计算公式：
首先，输出电容中由输出电容内部寄生电阻ESR和输出电容值COUT决定纹波电压分量，由ESR产生的纹波分量正比于电感电流纹波分量，由COUT决定的纹波分量与流过电容的电流积分成正比，纹波分量与电感电流纹波分量相位相异；
然后，在0～0.5T时间内，T为MOS开关周期，假设母线电容电压纹波电压UC和UESR两个峰值叠加在一起；其次，
UESR＝ESR×IP， (式15)；其中，
Figure FDA0003434918860000031
Figure FDA0003434918860000032
UESR为输出电容内部寄生电阻产生的纹波分量，Ucp为由COUT决定的纹波分量；
Figure FDA0003434918860000033
ΔI为电感电流峰峰值，ESR为输出电容内部寄生电阻，T为MOS开关周期，COUT为输出电容值，ΔU为输出电压纹波值；
其中，UESR为输出电容内部寄生电阻产生的纹波分量，Ucp为由COUT决定的纹波分量，IP为电感峰值电流，COUT为输出电容值，ΔU为输出电压纹波值，ESR为输出电容内部寄生电阻，IL为电感电流，ΔI为电感电流峰峰值。
2.根据权利要求1所述的应用于户用光伏储能产品直流母线预充电压方法，其特征在于：在处理EMC电路之后的PV光伏升压板上依次搭载有降压斩波的BUCK预充模块及输入端与BUCK预充模块输出端电连接的BOOST升压电路；其中，
BUCK预充模块与BOOST升压模块共用同一个电感，通过使用BUCK预充模块对直流母线电压进行预充，PV光伏升压板接通PV正常工作之后BUCK预充模块的MOS仅充当开关使用，通过控制策略开通或关断以维持直流母线电压正常波动范围。
3.根据权利要求1所述的应用于户用光伏储能产品直流母线预充电压方法，其特征在于：预充电路工作模式为连续模式，在开通时间Ton期间，电感电流从I1升高到I2，在关断时间，Toff期间，电感电流从I2下降到I1，此过程的电流最小值大于或等于零。
4.根据权利要求1所述的应用于户用光伏储能产品直流母线预充电压方法，其特征在于：S5.维持直流母线电压正常波动工作模式，方案一，在并网条件下，预充电路MOS持续打开，BOOST升压模块正常工作，通过负载和并网能量与输入能量交互进行能量均衡；方案二，在离网条件下，把预充电路MOS当作开关使用，BOOST升压模块正常工作，根据控制策略开通或关闭以达到与负载和电池能量交互均衡。
5.一种应用于户用光伏储能产品直流母线预充电压的工作方法，其特征在于：执行以下步骤，pv是指利用太阳能发电。
步骤一，首先，接通PV，检测PV光伏板电压与母线电压差；然后，如果压差为负，把预充电路充当开关使用，启动BOOST升压模块让PV光伏升压板正常工作，如果压差为正，执行步骤二；
步骤二，启动PV预充电路，BOOST升压模块在预充期间停止工作，根据预充策略调整PV光伏电池板与母线电压之间压差；预充策略为根据测量出来的PV与母线之间的压差调整MOS控制信号占空比，进而控制两者之间的压差在预设范围内；
步骤三，首先，经过步骤二压差调整之后，把PV预充电路的MOS当作开关使用，根据控制策略开通或者关闭启动BOOST升压模块让PV光伏升压板正常工作；然后，检测设备是否并网；
步骤四，如果没有并网，把预充电路MOS当作开关使用，BOOST升压模块正常工作，根据控制策略开通或关闭以达到与负载和电池能量交互均衡，避免较大的母线电压波动范围；如果并网，预充电路MOS持续打开，非停机或故障无需关闭，BOOST升压模块正常工作，通过负载和并网能量与输入能量交互进行能量均衡，避免较大的母线电压波动范围。
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