本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了一種升降壓直流變換器控制方法，屬電力電子變換器技術(shù)領(lǐng)域。該控制方法基于升降壓直流變換器實(shí)施，其包括：(1)輸入電壓大于(小于)輸出電壓時(shí)，調(diào)節(jié)S1(S3)的開(kāi)關(guān)頻率或開(kāi)通(關(guān)斷)時(shí)間調(diào)節(jié)輸出電壓；(2)S1、S2互補(bǔ)導(dǎo)通，S3、S4互補(bǔ)導(dǎo)通；(3)S1的開(kāi)關(guān)頻率達(dá)到最大值時(shí)，固定S1的開(kāi)關(guān)頻率，調(diào)節(jié)S1的開(kāi)通時(shí)間調(diào)節(jié)輸出電壓；(4)S1的關(guān)斷時(shí)間達(dá)到最小值時(shí)，固定S1的關(guān)斷時(shí)間，調(diào)節(jié)S1的開(kāi)關(guān)頻率調(diào)節(jié)輸出電壓；(5)S3的開(kāi)通時(shí)間達(dá)到最小值時(shí)，固定S3的開(kāi)通時(shí)間，調(diào)節(jié)S3的開(kāi)關(guān)頻率調(diào)節(jié)輸出電壓；(6)S3的開(kāi)關(guān)頻率達(dá)到最大值時(shí)，固定S3的開(kāi)關(guān)頻率，調(diào)節(jié)S3的開(kāi)通時(shí)間調(diào)節(jié)輸出電壓。本發(fā)明專利技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)不同工作模態(tài)平滑切換且能夠改善變換器變換效率。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬電カ電子變換器
，具體涉及ー種升降壓直流變換器控制方法。
技術(shù)介紹
升降壓變換器的輸入電壓可以大于、等于或小于輸出電壓，即變換器的輸入電壓可以在很大范圍內(nèi)變化，因此在新能源發(fā)電、エ業(yè)生產(chǎn)、航空航天等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的單開(kāi)關(guān)管升降壓變換器包括Buck/Boost、Cuk、Zeta、Sepic等多種形式,但都存在著諸如開(kāi)關(guān)管電壓/電流應(yīng)カ大、輸入輸出反極性、使用無(wú)源器件較多、變換效率低等缺點(diǎn)。附圖I所示的升降壓變換器由于具有輸入輸出電壓共地、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、開(kāi)關(guān)電壓應(yīng)力低、變 換效率高等優(yōu)點(diǎn)而獲得廣泛的關(guān)注。附圖I所示的升降壓變換器共采用四個(gè)開(kāi)關(guān)管(SI S4)，通過(guò)控制四個(gè)開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)斷變換器可以工作于升壓模式或降壓模式，理想情況下，四個(gè)開(kāi)關(guān)管的占空比可以在0 I之間連續(xù)變化，因此輸出電壓連續(xù)可調(diào)，然而，實(shí)際開(kāi)關(guān)管的開(kāi)通和關(guān)斷都需要一定的時(shí)間，開(kāi)關(guān)管的占空比無(wú)法從0 I之間連續(xù)變化，這導(dǎo)致升降壓變換器無(wú)法在升壓模式和降壓模式之間平滑切換。文獻(xiàn)“Lee Y. J.，Alireza K.，Arindam C.，et al. Digital combination of Buck ana Boost converters to control a positiveBuck-Boost converter and improve the output transientslJ」 IEEE Transactionson power electronics，2009，24 (5) :1267-1279 ，，和文獻(xiàn)“ Lee Y. J. , Alireza K.，AliE. . A compensation technique for smooth transitions in a noninverting Buck-Boostconverter . IEEE Transactions on power electronics，2009，24 (4) :1002-1016 ，，研究了升降壓變換器過(guò)渡過(guò)程的實(shí)現(xiàn)方式和提高平滑過(guò)渡特性的補(bǔ)償措施，但控制算法非常復(fù)雜，文獻(xiàn)“任小永，唐釗，阮新波，等.一種新穎的四開(kāi)關(guān)Buck-Boost變換器.中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2008，28 (21) :15-19”在兩種模式的過(guò)渡過(guò)程中引入不調(diào)節(jié)的“濾波模式”，該模式下輸出電壓不可調(diào)節(jié)，不適合要求輸出電壓一直穩(wěn)定調(diào)節(jié)的應(yīng)用場(chǎng)合。文獻(xiàn)“肖華鋒，謝少軍.用于光伏并網(wǎng)的交錯(cuò)型雙管Buck-Boost變換器.中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2010，30(21) 7-12. ”提出了一種交錯(cuò)型控制方法，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)不同工作模態(tài)的平滑切換，但電感電流紋波較大，導(dǎo)致電感體積較大、損耗較大。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)針對(duì)上述現(xiàn)有升降壓變換器控制方法的不足，提供ー種實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、能夠?qū)崿F(xiàn)不同工作模態(tài)平滑切換且能夠改善變換器變換效率的升降壓直流變換器控制方法。為了達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)采用如下的技術(shù)方案ー種升降壓直流變換器控制方法，該控制方法基于實(shí)施的升降壓直流變換由輸入源(Vin)、第一至第四開(kāi)關(guān)管(S1、S2、S3、S4)、電感(L)、濾波電容(Co)和負(fù)載(Ro)構(gòu)成，其中輸入源(Vin)的正極連于第一開(kāi)關(guān)管(SI)的漏極，輸入源(Vin)的負(fù)極分別連于第ニ開(kāi)關(guān)管(S2)的源極、第三開(kāi)關(guān)管(S3)的源極、濾波電容(Co)的一端和負(fù)載(Ro)的一端，第一開(kāi)關(guān)管(SI)的源極分別連于第二開(kāi)關(guān)管(S2)的漏極和電感(L)的一端，電感(L)的另一端分別連于第三開(kāi)關(guān)管(S3)的漏極和第四開(kāi)關(guān)管(S4)的源極，第四開(kāi)關(guān)管(S4)的漏極分別連于濾波電容(Co)的另一端和負(fù)載(Ro)的另一端；所述升降壓直流變換器控制方法如下第一開(kāi)關(guān)管(SI)與第二開(kāi)關(guān)管(S2)互補(bǔ)導(dǎo)通，第三開(kāi)關(guān)管(S3)與第四開(kāi)關(guān)管(S4)互補(bǔ)導(dǎo)通，當(dāng)輸入電壓大于輸出電壓時(shí)，升降壓變換器工作于降壓模式，此時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)第一開(kāi)關(guān)管(SI)的開(kāi)關(guān)頻率或開(kāi)通時(shí)間調(diào)節(jié)輸出電壓，且第三開(kāi)關(guān)管(S3)以固定的最小開(kāi)關(guān)頻率和固定的最小導(dǎo)通時(shí)間開(kāi)關(guān)工作，當(dāng)輸入電壓小于輸出電壓時(shí)，升降壓變換器工作于升壓模式，此時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)第三開(kāi)關(guān)管(S3)的開(kāi)關(guān)頻率或開(kāi)通時(shí)間調(diào)節(jié)輸出電壓，且第一開(kāi)關(guān)管(SI)以固定的最小開(kāi)關(guān)頻率和固定的最小關(guān)斷時(shí)間開(kāi)關(guān)工作。進(jìn)ー步的，在升降壓變換器工作于降壓模式時(shí)，若第一開(kāi)關(guān)管(SI)的關(guān)斷時(shí)間未 達(dá)到設(shè)定的最小值，則第一開(kāi)關(guān)管(Si)的開(kāi)關(guān)頻率固定且為最大值，此時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)第一開(kāi)關(guān)管(Si)的開(kāi)通時(shí)間來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓，輸入電壓減小時(shí)，増加第一開(kāi)關(guān)管(SI)的開(kāi)通時(shí)間，輸入電壓增加時(shí)，減小第一開(kāi)關(guān)管(Si)的開(kāi)通時(shí)間，若第一開(kāi)關(guān)管(SI)的關(guān)斷時(shí)間達(dá)到設(shè)定的最小值，則第一開(kāi)關(guān)管(Si)的關(guān)斷時(shí)間固定且為設(shè)定的最小值，此時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)第一開(kāi)關(guān)管(SI)的開(kāi)關(guān)頻率來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓，輸入電壓減小時(shí)，減小第一開(kāi)關(guān)管(SI)的開(kāi)關(guān)頻率，輸入電壓增加時(shí)，増加第一開(kāi)關(guān)管(Si)的開(kāi)關(guān)頻率。進(jìn)ー步的，升降壓變換器工作于升壓模式時(shí)，若第三開(kāi)關(guān)管(S3)的開(kāi)通時(shí)間未達(dá)到設(shè)定的最小值，則第三開(kāi)關(guān)管(S3)的開(kāi)關(guān)頻率固定且為最大值，此時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)第三開(kāi)關(guān)管(S3)的開(kāi)通時(shí)間來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓，輸入電壓減小時(shí)，増加第三開(kāi)關(guān)管(S3)的開(kāi)通時(shí)間，輸入電壓增加時(shí)，減小第三開(kāi)關(guān)管(S3)的開(kāi)通時(shí)間，若第三開(kāi)關(guān)管(S3)的開(kāi)通時(shí)間達(dá)到設(shè)定的最小值，則第三開(kāi)關(guān)管(S3)的開(kāi)通時(shí)間固定且為設(shè)定的最小值，此時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)第三開(kāi)關(guān)管(S3)的開(kāi)關(guān)頻率調(diào)節(jié)輸出電壓，輸入電壓減小時(shí)，增加第三開(kāi)關(guān)管(S3)的開(kāi)關(guān)頻率，輸入電壓增加時(shí)，減小第三開(kāi)關(guān)管(S3)的開(kāi)關(guān)頻率。再進(jìn)ー步的，所述第一開(kāi)關(guān)管(SI)和第三開(kāi)關(guān)管(S3)的開(kāi)關(guān)頻率均不大于設(shè)定的最大值且不小于設(shè)定的最小值。根據(jù)上述技術(shù)方案形成的本專利技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)(I)能夠很好的完成變換器的控制，使變換器穩(wěn)定工作于升壓或降壓模式；(2)能夠使得變換器在升壓模式和降壓模式之間平滑、無(wú)縫切換；(3)通過(guò)降低開(kāi)關(guān)頻率的方式，能夠明顯改善變換器的變換效率；(4)控制簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式來(lái)進(jìn)ー步說(shuō)明本專利技術(shù)。圖I為升降壓變換器原理圖；圖2為本專利技術(shù)實(shí)施例升降壓變換器控制方法示意圖；其中，Vin為輸入電壓；V。為輸出電壓；Si、S2、S3、S4分別為第一、第二、第三、第四開(kāi)關(guān)管山為電感；c。為濾波電容；R。為負(fù)載為第一開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)頻率；Flniax、F一分別為第一開(kāi)關(guān)管的最聞開(kāi)關(guān)頻率和最低開(kāi)關(guān)頻率；t1()ff為第一開(kāi)關(guān)管的關(guān)斷時(shí)間，T1()ff—min為第一開(kāi)關(guān)管的最小關(guān)斷時(shí)間ば3為第三開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)頻率；F3max和F3min分別為第三開(kāi)關(guān)管的最高開(kāi)關(guān)頻率和最低開(kāi)關(guān)頻率43。 為第三開(kāi)關(guān)管的開(kāi)通時(shí)間J3m niin為第三開(kāi)關(guān)管的最小開(kāi)通時(shí)間。具體實(shí)施例方式為了使本專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)ー步闡述本專利技術(shù)。參見(jiàn)附圖說(shuō)明圖1，本專利技術(shù)升降壓直流變換器控制方法所針對(duì)的升降壓變換器由輸入源(Vin)、第一至第四開(kāi)關(guān)管(Si、S2、S3、S4)、電感(L)、濾波電容(C。)和負(fù)載(R。)構(gòu)成。其中輸入源(Vin)的正極連于第一開(kāi)關(guān)管(S1)的漏極，輸入源(Vin)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種升降壓直流變換器控制方法，該控制方法基于實(shí)施的升降壓直流變換由輸入源(Vin)、第一至第四開(kāi)關(guān)管(S1、S2、S3、S4)、電感(L)、濾波電容(Co)和負(fù)載(Ro)構(gòu)成，其特征在于，所述升降壓直流變換器控制方法如下：第一開(kāi)關(guān)管(S1)與第二開(kāi)關(guān)管(S2)互補(bǔ)導(dǎo)通，第三開(kāi)關(guān)管(S3)與第四開(kāi)關(guān)管(S4)互補(bǔ)導(dǎo)通，當(dāng)輸入電壓大于輸出電壓時(shí)，升降壓變換器工作于降壓模式，此時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)第一開(kāi)關(guān)管(S1)的開(kāi)關(guān)頻率或開(kāi)通時(shí)間調(diào)節(jié)輸出電壓，且第三開(kāi)關(guān)管(S3)以固定的最小開(kāi)關(guān)頻率和固定的最小導(dǎo)通時(shí)間開(kāi)關(guān)工作，當(dāng)輸入電壓小于輸出電壓時(shí)，升降壓變換器工作于升壓模式，此時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)第三開(kāi)關(guān)管(S3)的開(kāi)關(guān)頻率或開(kāi)通時(shí)間調(diào)節(jié)輸出電壓，且第一開(kāi)關(guān)管(S1)以固定的最小開(kāi)關(guān)頻率和固定的最小關(guān)斷時(shí)間開(kāi)關(guān)工作。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：常東昇，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：上海康威特吉能源技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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