[发明专利]一种用于双向恒压的DC/DC及其控制方法

权利要求书

1.一种用于双向恒压的DC/DC， 其特征在于，包括：

驱动模块，所述驱动模块包括第一开关单元、第二开关单元、第一电容、第二电容和电感，所述第一开关单元的第一端与第一电源的第一端相连，第一开关单元的第二端分别与电感的第一端、第二开关单元的第一端相连，电感的第二端与第二电源的第一端相连，第二电源的第二端分别与第二开关单元的第二端、第一电源的第二端相连，所述第一电容并接在第一电源的两端，第二电容并接在第二电源的两端，其中第一电源提供的电压大于第二电源提供的电压，且第一电源的第二端极性和第二电源的第二端的极性相同；

采样模块，用于采集电感电流，以及采集第一电源侧的电压或第二电源侧的电压；以及

控制模块，用于根据目标电压，采样模块采集的电感电流以及第一电源侧的电压或第二电源侧的电压，调节第一开关单元和第二开关单元的占空比，且通过控制第一开关单元和第二开关单元互补导通的方式实现双向恒压。

2.根据权利要求1所述的用于双向恒压的DC/DC，其特征在于，所述第一开关单元为MOS管或IGBT管。

3.根据权利要求1或2所述的用于双向恒压的DC/DC，其特征在于，所述第二开关单元为MOS管或IGBT管。

4.一种用于双向恒压的DC/DC的控制方法，其特征在于，所述用于双向恒压的DC/DC包括采样模块、控制模块和驱动模块，所述驱动模块包括第一开关单元、第二开关单元、第一电容、第二电容和电感，所述第一开关单元的第一端与第一电源的第一端相连，第一开关单元的第二端分别与电感的第一端、第二开关单元的第一端相连，电感的第二端与第二电源的第一端相连，第二电源的第二端分别与第二开关单元的第二端、第一电源的第二端相连，所述第一电容并接在第一电源的两端，第二电容并接在第二电源的两端，第一电源提供的电压大于第二电源提供的电压，且第一电源的第二端极性和第二电源的第二端的极性相同，所述用于双向恒压的DC/DC的控制方法包括以下步骤：

步骤S1：采样模块采集电感电流，以及采集第一电源侧的电压或第二电源侧的电压； 

步骤S2：控制模块根据目标电压，采样模块采集的电感电流以及第一电源侧的电压或第二电源侧的电压，调节第一开关单元和第二开关单元的占空比，且通过控制第一开关单元和第二开关单元互补导通的方式实现双向恒压。

5.根据权利要求4所述的用于双向恒压的DC/DC的控制方法，其特征在于，当需要恒定的目标电压为第二电源侧的电压时，所述步骤S2具体包括以下步骤：

步骤A1：控制模块根据目标电压V₂和采样模块采集的第二电源侧的电压V₁计算当前外环输入值OuterPIin，OuterPIin=V₂ -V₁ ；

步骤A2：根据当前外环输入值OuterPIin计算当前外环的比例项P和当前外环的积分项I，并计算当前外环输出值OuterPIout，P=OuterPIin*Kp1，I=OuterPIin*Ki1 +△x ，OuterPIout=P+I，其中△x为上一次外环的积分项，且其初始值为0；

步骤A3：控制模块根据当前外环输出值OuterPIout和采样模块采集的当前电感电流IL1计算当前内环输入值InnerPIin，InnerPIin=OuterPIout - IL1；

步骤A4：根据当前内环输入值InnerPIin计算当前内环的比例项P′和当前内环的积分项I′，并计算当前内环输出值InnerPIout，P′= InnerPIin*Kp2，I′=InnerPIin*Ki2 +△y ，InnerPIout=P′+I′，其中△y为上一次内环的积分项，且其初始值为0；

步骤A5：根据当前内环输出值InnerPIout控制第一开关单元和第二开关单元的占空比，所述第一开关单元的占空比为InnerPIout/K，第二开关单元的占空比为1-InnerPIout/K； 

其中，Kp1为外环比例系数，Kp2为内环比例系数，Ki1为外环积分系数，Ki2为内环积分系数，K为占空比系数。

6.根据权利要求4所述的用于双向恒压的DC/DC的控制方法，其特征在于，当需要恒定的目标电压为第一电源侧的电压时，所述步骤S2具体包括以下步骤：

步骤B1：控制模块根据目标电压V₂和采样模块采集的第一电源侧的电压V₁计算当前外环输入值OuterPIin，OuterPIin=V₂ -V₁ ；

步骤B2：根据当前外环输入值OuterPIin计算当前外环的比例项P和当前外环的积分项I，并计算当前外环输出值OuterPIout，P=OuterPIin*Kp1，I=OuterPIin*Ki1 +△x ，OuterPIout=P+I，其中△x为上一次外环的积分项，且其初始值为0；

步骤B3：控制模块根据当前外环输出值OuterPIout和采样模块采集的当前电感电流IL1计算当前内环输入值InnerPIin，InnerPIin=OuterPIout - IL1；

步骤B4：根据当前内环输入值InnerPIin计算当前内环的比例项P′和当前内环的积分项I′，并计算当前内环输出值InnerPIout，P′= InnerPIin*Kp2，I′=InnerPIin*Ki2 +△y ，InnerPIout=P′+I′，其中△y为上一次内环的积分项，且其初始值为0；

步骤B5：根据当前内环输出值InnerPIout控制第一开关单元和第二开关单元的占空比，所述第二开关单元的占空比为InnerPIout/K，第一开关单元的占空比为1-InnerPIout/K； 

其中，Kp1为外环比例系数，Kp2为内环比例系数，Ki1为外环积分系数，Ki2为内环积分系数，K为占空比系数。