[发明专利]一种通过占空比偏置控制Buck-Boost变换器运行模式的方法

说明书

本发明属于电力电子技术领域，具体涉及一种通过占空比偏置控制Buck‑Boost变换器运行模式的方法。定义Buck‑Boost变换器两个开关管工作允许的最小和最大占空比分别为d_min和d_max；根据输入侧直流电源电压变化的范围和期望的输出电压值，确定Buck‑Boost变换器在输入电压变化范围可处于单管Buck降压运行的占空比偏置信号c₁；根据输入侧直流电源电压变化的范围和期望的输出电压值，确定Buck‑Boost变换器在输入电压变化范围可处于单管Boost升压运行的占空比偏置信号c₂；可以保证Buck‑Boost变换器的双管在控制系统达到稳态后只有一个管子处于斩波状态，因而可以使变换器相对于双管单模式运行获得较高的效率。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，具体涉及一种通过占空比偏置控制Buck-Boost变换器运行模式的方法。

背景技术

双管Buck-Boost变换器具有输入输出电压同极性和升降压特性，适用作宽输入电压的两级式变换器的前级直流变换。从控制模式上讲，主要有两种：一种工作模式是单模式工作模式，即将具有双管的Buck-Boost变换器进行统一建模，采用统一的占空比进行控制(并且两管的驱动信号可以同步也可存在一定的相位差)。但是这种工作模式或者存在电感电流纹波相对较大，或者存在电感电流平均值较高的问题。另一种是双模式工作模式，即根据输入直流电压的大小，Buck-Boost变换器可以分别运行在Buck模式(降压模式)和Boost模式(升压模式)。在传统的应用方案中，一般通过控制系统检测到的输入电压的大小来决定系统运行在何种模式，车载两种模式之间存在如何实现平滑切换的问题。

综上所述，现有技术中存在电感电流纹波相对较大，电感电流平均值较高，双管工作效率低等问题。

发明内容

本发明提供的是一种通过占空比偏置控制Buck-Boost变换器运行模式的方法，可以保证Buck-Boost变换器在所允许的输入电压变化范围内时刻处于单管降压或单管升压的工作模式。可以使变换器获得相对双管工作模式获得更高的效率。

一种通过占空比偏置控制Buck-Boost变换器运行模式的方法，包括以下步骤：

定义Buck-Boost变换器两个开关管工作允许的最小和最大占空比分别为d_min和d_max；

根据输入侧直流电源电压变化的范围和期望的输出电压值，确定Buck-Boost变换器在输入电压变化范围可处于单管Buck降压运行的占空比偏置信号c₁；

根据输入侧直流电源电压变化的范围和期望的输出电压值，确定Buck-Boost变换器在输入电压变化范围可处于单管Boost升压运行的占空比偏置信号c₂；

根据满足单管Buck和单管Boost条件下获得的两个偏置信号c₁、c₂，取其最大值作为Buck-Boost变换器的占空比偏置信号c；

在控制系统中产生一列锯齿载波CW，根据输出电压指令v_o*与通过电压传感器VS检测到的实际电压v_o之差被送入电压调节器G_v运算而得到占空比控制信号d；

对控制信号d施加正偏置c得到d₁＝d+c。对控制信号d施加负偏置c得到d₂＝d-c；

利用锯齿载波CW对d₁和d₂进行调制，得到分别驱动开关管S₁和S₂的脉冲信号。