[发明专利]一种升降压直流变换器及其控制方法

权利要求书

1.一种升降压变换器的控制方法，升降压变换器用于连接在输入电源和负载之间，升降压变换器包括：第一滤波电容、第一开关管、第二开关管、开关电容、第三开关管、第四开关管、电感、第五开关管、第六开关管以及第二滤波电容；

第一开关管的漏极和所述第一滤波电容的一端分别用于与输入电源的正极连接；第二开关管漏极连接于第一开关管的源极、开关电容的第一端；第三开关管漏极连接于第二开关管的源极；第四开关管漏极连接于第三开关管的源极、开关电容的第二端；第五开关管的漏极连接于第二滤波电容的一端，且第二滤波电容的一端用于与负载连接；第六开关管的漏极连接于第五开关管的源极；电感的输入端连接于第二开关管的源极，电感的输出端连接于第五开关管的源极；第一滤波电容的另一端、第四开关管的源极、第六开关管的源极以及第二滤波电容的另一端分别连接于地节点；

升降压变换器具有降压工作模式和升压工作模式，其特征在于，升降压变换器工作在降压工作模式时，所述控制方法包括如下步骤：

当输入电源的电压高于升降压变换器的输出电压的两倍时，在一个工作周期中，控制升降压变换器依序执行第一高压工作过程、第二高压工作过程、第三高压工作过程以及所述第二高压工作过程，其中，

在第一高压工作过程中，第一开关管、第三开关管以及第五开关管导通，第二开关管、第四开关管以及第六开关管关断，输入电源输出能量向开关电容充电，并向电感激磁；

在第二高压工作过程中，第三开关管、第四开关管以及第五开关管导通，第一开关管、第二开关管、第六开关管关断，电感输入端耦合到地节点实现去磁；

在第三高压工作过程中，第二开关管、第四开关管以及第五开关管导通，第一开关管、第三开关管、第六开关管关断，开关电容向电感激磁；

当输入电源的电压低于升降压变换器的输出电压的两倍时，在一个工作周期中，控制升降压变换器依序执行第一低压工作过程、第二低压工作过程、所述第一低压工作过程以及第三低压工作过程，其中，

在第一低压工作过程中，第一开关管、第二开关管、第五开关管导通，第三开关管、第四开关管、第六开关管关断，输入电源通过第一开关管、第二开关管向电感激磁；

在第二低压工作过程中，第一开关管、第三开关管、第五开关管导通，第二开关管、第四开关管、第六开关管关断，电感输入端耦合到开关电容的第二端实现去磁；

在第三低压工作过程中，第二开关管、第四开关管、第五开关管导通，第一开关管、第三开关管、第六开关管关断，电感输入端耦合到开关电容的第一端实现去磁。

2.如权利要求1所述升降压变换器的控制方法，其特征在于：当输入电源的电压高于升降压变换器的输出电压的两倍时，激磁时电感输入端的电压等于输入电源的电压的一半，去磁时电感输入端的电压等于零；当输入电源的电压低于升降压变换器的输出电压的两倍时，激磁时电感输入端的电压等于输入电源的电压，去磁时电感输入端的电压等于输入电源的电压的一半。

3.如权利要求1所述升降压变换器的控制方法，其特征在于：当输入电源的电压等于升降压变换器的输出电压的两倍时，在一个工作周期中，控制升降压变换器依序执行电容充电工作过程以及电容放电工作过程，其中，

在电容充电工作过程中，第一开关管、第三开关管以及第五开关管导通，第二开关管、第四开关管以及第六开关管关断，电感左右两端电压相等，输入电源向升降压变换器的输出端提供能量；

在电容放电工作过程中，第二开关管、第四开关管以及第五开关管导通，第一开关管、第三开关管以及第六开关管关断，电感左右两端电压相等，开关电容向升降压变换器的输出端提供能量。

4.如权利要求1所述升降压变换器的控制方法，其特征在于：当升降压变换器正常工作时，开关电容两端电压维持在输入电源的电压的一半。

5.如权利要求1所述升降压变换器的控制方法，其特征在于，升降压变换器工作时，第一开关管的驱动脉冲的宽度与第二开关管的驱动脉冲的宽度相等；第一开关管的驱动脉冲与第二开关管的驱动脉冲的相位相差180°；第一开关管的驱动脉冲与第四开关管的驱动脉冲互补；第二开关管的驱动脉冲与第三开关管的驱动脉冲互补。