[发明专利]单电感两级式的拓扑结构变换器及其控制方法

权利要求书

1.单电感两级式的拓扑结构变换器，其特征在于，包括由输入端的交流源AC、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4组成一个单相半波整流电路；还包括开关管T1、开关管T2、开关管T3、开关管T4与电感L组成的一个单电感的H桥结构，单电感的H桥结构使电感L上的电流iL从正方向或者负方向流通；所述的单电感的H桥结构包括四个外端口，四个外端口分别连接输入端、输出端、电容C1以及一个公共端口；二极管D5与输入端的单相半波整流电路串接，防止电路其他部分电流回流到输入端；电阻R与电容C2并联，电容C2与电阻R构成输出端，输出电压为Vout2；二极管D6与输出端串接，防止输出端电流流入电路其余部分；C1连接在单电感的H桥结构中开关管T3连接的端口与公共端口之间，储存纹波较大的能量，能量以电压Vout1的形式存储在电容C1中；信号s1、信号s2、信号s3、信号s4分别为开关管T1、开关管T2、开关管T3、开关管T4的控制信号。

2.根据权利要求1所述的单电感两级式的拓扑结构变换器的控制方法，其特征在于：采用双峰值控制法，控制单电感两级式的拓扑结构变换器BOOST状态时电感电流的峰值及BUCK状态时电感电流峰值；所述控制方法包括以下过程：

(1)将采样的输入交流电压与采样的电容C1的电压通过乘法器，再将乘法器产生的信号通过PI调节成BOOST状态的电流峰值参考值IP1；

(2)采样电容C2上的电压通过PI调节成BUCK状态的电流峰值参考值IP2；

(3)将步骤(1)得到的BOOST状态的电流峰值参考值Ip1与实时的电感电流采样值I进行对比，当I＝Ip1时，产生一个峰值信号P1；

(4)将步骤(2)得到的BUCK状态的电流峰值参考值Ip2与实时的电感电流采样值I进行对比，当I＝Ip2时，产生一个峰值信号P2；

(5)将实时的电感电流采样值I与零进行对比，当I＝0时，产生一个过零信号Z1；

(6)开关管T1的驱动信号S1在周期零时刻变为高电平S1＝1,与此同时变为高电平的还有开关管T2的驱动信号S2＝1，此时的开关管T3的驱动信号S3＝0，开关管T4的驱动信号S4＝0；

(7)当电感上电流上升达到步骤(3)的条件时，开关管T2关断，驱动信号S2＝0；

(8)当电感电流下降到零，即达到步骤(5)的条件时，开关管T1关断，驱动信号S1＝0，与此同时开关管T3、开关管T4打开，驱动信号S3＝1,S4＝1；

(9)电感电流继续向负方向增加，即达到步骤(4)的条件时，开关管T3断开，驱动信号S3＝0；

(10)当进入下一个周期的时候，开关管T4关断，驱动信号S4＝0,开关管T1、开关管T2打开，驱动信号S1＝1,S2＝1,即进入步骤(6)的状态。