[发明专利]四开关Buck-Boost变换器的控制方法及控制电路

说明书

本申请实施例提供一种控制电路，该控制电路用于控制四开关降压/升压Buck‑Boost变换器，该控制电路包括控制器和过零检测电路，过零检测电路的输出端与控制电路的第四输入端连接，四开关Buck‑Boost变换器的一个开关周期包括第一区间、第二区间与第三区间；第一区间与第二区间的分界点为第一时间点t1，第二区间与第三区间的分界点为第二时间点t2，第三区间的结束时间点为第三时间点t3，控制器根据四开关Buck‑Boost变换器的工作模式，从开关周期内确定出第一时间点t1、第二时间点t2与第三时间点t3，然后根据第一时间点t1、第二时间点t2与第三时间点t3，控制第一开关、第二开关与第三开关的动作序列，使得不同工作模式下，对应区间的时长不同，实现提高电源转换效率的目的。

技术领域

本申请实施例涉及变换器技术领域，尤其涉及一种四开关Buck-Boost变换器的控制方法及控制电路。

背景技术

四开关降压/升压(Buck-Boost)变换器因其可靠、高效的优点被广泛应用于电力、通信及电子仪器等领域。图1所示为四开关Buck-Boost变换器的功率级电路。请参照图1，该电路包括：第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3与第四开关S4，以及一个电感L，连接关系为：第一开关S1、电感L和第三开关S3依次串联在四开关Buck-Boost变换器的输入端(Vin)与输出端(Vout)之间，第二开关S2的一端连接于第一开关S1与电感L的公共连接点，第二开关S2的另一端接地，第四开关S4的一端连接于第三开关S3与电感L的连接点，第四开关S4的另一端接地(GND)。通过该电路，四开关Buck-Boost变换器将输入电压变换为稳定的输出电压提供给负载。通常通过电源转换效率来衡量四开关Buck-Boost变换器，电源转换效率为四开关Buck-Boost变换器的输出功率与输入功率的比值。

一般来说，四开关Buck-Boost变换器具有三种不同的工作模式，包括：降压(buck)模式、升压(boost)模式以及降压/升压(buck-boost)模式。控制四开关Buck-Boost变换器的控制电路根据输入电压和输出电压的大小，选择四开关Buck-Boost变换器的工作模式。控制电路在选中工作模式后，控制S1～S4周期性的导通与关断。控制过程中，每个开关周期分为四个区间(T1～T4区间)，每个区间分别有两个开关管导通，具体的，T1区间，开关管S1和S4导通；T2区间，开关管S1和S3导通；T3区间，开关管S2和S3导通；T4区间，开关管S2和S4导通。控制电路根据电路控制策略确定各个区间的时长，实现控制四开关Buck-Boost变换器将输入电压变换为稳定的输出电压的目的。

上述控制电路控制四开关Buck-Boost变换器的过程中，无论四开关Buck-Boost变换器工作在何种模式，对应各个区间的时长均是相同的。然而，不同工作模式下，电源转换效率最优时对应的各个区间的时长是不同的，显然，上述的控制电路无法兼顾四开关Buck-Boost变换器在不同工作模式下的电源转换效率。

发明内容

本申请实施例提供一种四开关Buck-Boost变换器的控制方法及控制电路，通过为不同的工作模式设置不同的电路控制策略，实现提高电源转换效率的目的。