一种四开关Buck-Boost变换器的控制方法、控制器及电源设备与流程

文档序号:26481643发布日期:2021-08-31 17:38阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种四开关buck-boost变换器的控制方法,其特征在于,应用于四开关buck-boost变换器,所述四开关buck-boost变换器包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管;所述方法包括:

生成调节驱动开关管的pmw波形的占空比的控制信号dcrt;

当dcrt≤1-td/tprd时,所述变换器工作于降压模式,根据所述控制信号dcrt获取所述第一开关管的第一目标占空比d1为所述控制信号dcrt与死区补偿时间td/tprd的和dcrt+td/tprd,基于所述第一目标占空比d1和第一死区时间td控制所述第一开关管的导通,控制所述第二开关管和所述第一开关管互补导通,控制所述第三开关管和所述第四开关管关断;其中,td是预设死区时间,tprd是开关管控制周期;

当(1-td/tprd)<dcrt≤1时,所述变换器工作于降压模式,所述第一开关管的第二目标占空比d1为1,基于所述第二目标占空比1和第二死区时间tprd(1-dctr)控制所述第一开关管的导通,控制所述第二开关管关断,控制所述第三开关管和所述第四开关管关断;

当dcrt>1时,所述变换器工作于升压模式,所述第一开关管的第三目标占空比d1为1,基于所述控制信号dcrt获取所述第四开关管的第四目标占空比d2为1-1/dcrt与所述死区补偿时间td/tprd的和1-1/dcrt+td/tprd,基于所述第三目标占空比1和死区时间0控制所述第一开关管的导通,基于所述第四目标占空比d2和死区时间td控制所述第四开关管的导通,控制所述第二开关管和所述第三开关管关断。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述生成调节驱动开关管的pmw波形的占空比的控制信号dcrt,包括:

将四开关buck-boost变换器的输出电压及输出给定电压值进行求差计算获得第一差值,将所述第一差值进行pi调节,获得输出电压环控制信号;

将所述四开关buck-boost变换器的输出电流及输出给定电流值进行求差计算获得第二差值,将所述第二差值进行pi调节,获得输出电流环控制信号;

比较所述输出电压环控制信号及输出电流环控制信号,得到调节驱动开关管的pmw波形的占空比的控制信号dcrt。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述比较所述输出电压环控制信号及输出电流环控制信号,得到调节驱动开关管的pmw波形的占空比的控制信号dcrt,包括:

比较所述输出电压环控制信号及输出电流环控制信号;

若所述输出电压环控制信号小于所述输出电流环控制信号,则将所述输出电压控制信号作为所述控制信号dcrt;

若所述输出电流环控制信号小于所述输出电压环控制信号,则将所述输出电流环控制信号作为控制信号dcrt。

4.一种控制器,其特征在于,包括:

至少一个处理器;以及,

与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1-3任一项所述的四开关buck-boost变换器的控制方法。

5.一种电源设备,其特征在于,所述电源设备包括四开关buck-boost变换器及如权利要求4所述的控制器,所述控制器用于生成调节驱动开关管的pmw波形的占空比的控制信号dcrt。

6.如权利要求5所述的电源设备,其特征在于,所述buck-boost变换器包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、电感和电容;

所述第一开关管的漏极与输入电源的正极连接,所述第一开关管的源极分别与第二开关管的漏极、电感的一端连接;所述第二开关管的源极分别与输入电源的负极、第四开关管的源极、电容的一端、负载电阻的一端及输出端口的负极连接;所述电感的另一端分别与第三开关管的源极、第四开关管的漏极连接;所述第三开关管的漏极分别与电容的另一端、负载电阻的另一端及输出端口的正极连接;且每个开关管均连接有并联二极管。

7.如权利要求6所述的电源设备,其特征在于,所述第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管均为n沟道mos管。


技术总结
本发明实施例涉及变换器领域,公开了一种四开关Buck‑Boost变换器的控制方法、控制器及电源设备,生成调节驱动开关管的PMW波形的占空比的控制信号dcrt,变换器在Buck降压模式下,由于控制信号dcrt的逐渐增大,可以逐步降低第一开关管的实际死区时间td1,直至为0,使得第一开关管实际输出占空比为1,确保实际驱动占空比由0平滑过渡到1,消除了占空比跳变;变换器在Boost升压模式下,给第四开关管Q4的占空比d2增加死区补偿,确保了从Buck降压模式到Boost升压模式的平滑过渡,消除了Boost升压模式下零占空比运行。

技术研发人员:任成达;徐朝阳;张勇会;张磊
受保护的技术使用者:武汉麦格米特电气有限公司
技术研发日:2021.04.29
技术公布日:2021.08.31
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