超级电容功率控制器
双向BuckBoost原理
其本质上也是Buck-Boost的基本拓补结构
只需将图内续流二极管换成Mos管即可
Buck模式
工作在Buck状态下时,Q4导通,Q3截止,Q1、Q2交替开关,也就是变成了经典Buck电路拓补结构
Boost模式
由经典Boost电路不难得出,如果想工作在Boost状态,Q1工作在满占空比状态,Q2常开,Q3、Q4交替开关
BuckBoost
四开关不就是干这个的吗
设计思路
使用超级电容与裁判系统供电并联的方案,当底盘功率小于限定功率时,电池的剩余功率走buck回路给电容组充电,当所需底盘功率高于限定功率时, 超级电容走Boost回路和裁判系统一起给底盘供电。
为了防止电流回灌到裁判系统中,在裁判系统电源输入端串接以理想二极管回路。
难点
- 如何实现上管MOS工作在满占空比状态,自举升压可能不太行。
- 开关频率与电源效率的平衡。
环路带宽?- HRTIM和ADC采样+DMA重点学习。
- 元器件选型与电源效率的关系。
- 电机电流如果回灌回来能否进行有效利用?
超级电容均压板
计划使用主动均衡电路
如图所示,SC为超级电容,其和一个小电容并联,充电电源和两列电容之间用4个MOS管隔开,充电时,左侧MOS等效为开关闭合,右侧MOS截止,先给小电容充电,随后左侧MOS截止,右侧MOS闭合,小电容给超级电容充电,如此循环往复达到超级电容的主动均压,只需给一个高频PWM即可。
均压速率影响因素
有人做过相关Matlab仿真,结果如图所示
BuckBoost 占空比更新逻辑
参数输入是输出电压和输入电压的比值
首先对比值进行限幅处理,不得高于预设的最大值和最小值(1.2 /0.1)