[发明专利]一种蓄电池供电的脉冲电容充电电源及其控制方法

权利要求书

1.一种蓄电池供电的脉冲电容充电电源，其特征在于：通过交错并联双Boost变换器、电压电流双闭环控制、LCC谐振变换器和临界断续恒流控制实现，其中：

交错并联双Boost变换器作为前级升压电路，由两个Boost变换器并联组成，上下支路180°移相控制，能减小输出电压纹波，提高后级LCC谐振变换器的输入电压等级；

电压电流双闭环控制作为前级交错并联双Boost变换器的控制方式，电压外环能够稳定输出电压，电流内环能够提高响应速度，双环控制的动态响应快，调节性能好，输出电压的调节过冲小，同时还能实现支路电流的均衡；

LCC谐振变换器作为后级升压电路，包括全桥逆变电路、LCC谐振腔、变压器和全桥整流电路，其中变压器的漏感和寄生电容分别被折算到变压器原边的串联谐振电感和并联谐振电容中，通过调节全桥逆变电路中四个开关管的驱动信号来控制LCC谐振变换器的输出特性；

临界断续恒流控制作为后级LCC谐振变换器的控制方式，当LCC谐振变换器工作在断续模式时能实现全范围ZCS软开关，提升电路的能量传递效率和可靠性，而变换器工作在临界断续模式时对应的电流输出能力是LCC谐振变换器在断续模式下的最大电流输出能力，因此采用临界断续控制，即实时采集输出电压并据此计算出临界断续频率来控制全桥逆变电路的开关管，能提高能量利用率，进而提高充电速度；同时为了实现恒流充电，需要采用平均输出电流闭环控制，最终采用临界断续恒流控制，来提高充电速度和充电线性度。

2.根据权利要求1所述的蓄电池供电的脉冲电容充电电源，其特征在于：所述交错并联双Boost变换器由两个Boost变换器并联组成，其中每个Boost变换器包括升压电感L_i、开关管Q_i、二极管VD_i和输出电容C_i，通过控制第一开关管Q_i1和第二开关管Q_i2实现输出电压的调节，上下支路180°移相控制，能够减小输出电压纹波。

3.根据权利要求2所述的蓄电池供电的脉冲电容充电电源，其特征在于：所述电压电流双闭环控制由电压外环和电流内环组成，电压外环稳定交错并联双Boost变换器的输出电压，电流内环提高系统的响应速度，实现支路电流的均衡。

4.根据权利要求3所述的蓄电池供电的脉冲电容充电电源，其特征在于：所述LCC谐振变换器包括全桥逆变电路、LCC谐振腔、变压器和全桥整流电路，其中LCC谐振腔包括串联谐振电感L_r、串联谐振电容C_s和并联谐振电容C_p，通过控制开关管Q₁到Q₄实现输出端电压电流的调节。