双输入直流变换器的建模与闭环系统设计(2)

图 1 双输入Buck直流变换器

Vin1单独向负载供电时，Q2始终截止，D2始终导通，Vin1、 Q1、D1、Lf、Cf和RLd相当于一个Buck变换器。Vin2单独向负载供电时，Q1始终截止，D1始终导通，Vin2、Q2、D2、Lf、Cf和RLd也相当于一个Buck变换器。Q1、Q2同时导通时，Vin1、Vin2串联向负载供电。

由上面的分析可知：该变换器的输入输出关系为

Vo =Vin1·Dy1 +Vin2·Dy2 （1）

Iin1= Dy1 ·Io （2）

Iin2= Dy2 ·Io （3）

式中Dy1和Dy2分别为Q1和Q2的占空比，Io为输出电流。从式(1)至(3)可以看出：输出电压和两个输入源的输入电流都是Dy1和Dy2的函数。

2.2 工作模式

在MIC中，由于存在多个输入源及相应的开关管，因此可以对多个占空比进行控制，换言之，即存在多个控制自由度，这就为多个输入源的能量管理提供了可能性。那么多输入直流变换器的控制策略需要实现两大功能：(1)保证输出电压稳定；(2)实现多个输入源的功率分配。

以双输入直流变换器为例，通过控制其中一路的输入电流就可以控制该输入源的输入功率。在氢-光互补供电系统中，需要优先利用太阳能电池的能量，因此可以将太阳能电池作为主供电设备（1#输入源），燃料电池为后备能源供电设备（2#输入源）。本文采用主从控

[14]制方式分配两路输入源的输入功率，负载所需功率尽可能由1#输入源提供，剩余功率由

2#输入源提供。

图2给出了双输入Buck直流变换器的控制框图，它由1#源输入电流闭环和输出电压闭环组成。该变换器存在以下三种工作模式。