[发明专利]一种多模式判别的Buck-Boost变换装置及其控制方法

权利要求书

1.一种多模式判别的Buck-Boost变换装置，包括Buck-Boost变换器(1)，其特征在于：所述Buck-Boost变换器(1)的信息输出端连接采样电路(2)的多路信息输入端，采样电路(2)的采集信息输出端连接判别电路(3)的信息处理输入端，判别电路(3)的状态判定信息输出端连接控制电路(4)的工作状态信息输入端，控制电路(4)的脉冲波形输出端连接Buck-Boost变换器(1)的开关；

所述的Buck-Boost变换器(1)的输出信息包括输入电压、电感电流、输出电流及输出电压。

2.根据权利要求1所述的一种多模式判别的Buck-Boost变换装置，其特征在于：所述的采样电路(2)包括分压电阻和霍尔电流传感器，分压电阻采集Buck-Boost变换器(1)的输入、输出电压，霍尔电流传感器采集Buck-Boost变换器(1)的电感电流和输出电流，分压电阻和霍尔电流传感器将采样到的多路信息发送至判别电路(3)。

3.根据权利要求1所述的一种多模式判别的Buck-Boost变换装置，其特征在于：所述的判别电路(3)包括串联的延迟器、求和电路、取绝对值电路和比较器；其中延迟器保持前一时刻的平均电感电流，求和电路对前后两个时刻的平均电感电流I_L2、I_L1做差运算并取其绝对值；比较器将绝对值和设置的滞环宽度ΔI作比较，判断负载电流是否发生变化；对采集信息进行处理，自动识别输出负载是否发生变化，判定Buck-Boost变换器(1)的工作状态；发生变化，则判别电路(3)工作在暂态，否则，判别电路(3)工作在稳态；并将对应的工作状态发送至控制电路(4)。

4.根据权利要求1所述的一种多模式判别的Buck-Boost变换装置，其特征在于：所述的控制电路(4)采用控制策略选择器，依据Buck-Boost变换器(1)的工作状态，输出脉冲波形PWM。

5.基于权利要求1至4任意一种多模式判别的Buck-Boost变换装置的控制方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

1)采样电路(2)对Buck-Boost变换器(1)的输入、输出电压，电感电流和输出电流采样；

2)采样电路(2)将采样信息送入判别电路(3)，根据Buck-Boost变换器(1)的工作原理，推导出实时平均电感电流其中，V_e为额定输入电压，V_i为输入电压，R_L为负载电阻；

3)判别电路(3)中的延迟器保持前一时刻的平均电感电流，求和器对前后两个时刻的平均电感电流I_L2、I_L1做差运算并取其绝对值，比较器将绝对值和设置的滞环宽度ΔI作比较，判断负载电流是否发生变化；当|I_L2-I_L1|ΔI，则负载发生变化，电路工作在暂态，并判别负载电流增大或减少，工作在CISM或IISM，当|I_L2-I_L1|≤ΔI，则负载未发生变化，电路工作在稳态；

4)稳态电路工作在CISM，采用滞环电流控制策略，输出频率、占空比固定的PWM；暂态根据负载变化情况，即负载电流增大或减少，采取对应的控制策略，输出频率、占空比可变的PWM，控制开关动作。

6.根据权利要求5所述的一种多模式判别的Buck-Boost变换装置的控制方法，其特征在于：所述步骤2)中推导出实时平均电感电流I_L(t)的方法为：

S1 Buck-Boost变换器(1)工作于CCM时，实时平均输入电流为

其中，V_e为额定输入电压，D_y为占空比，V_i为输入电压,I_o为平均输出电流；

S2 Buck-Boost变换器(1)输入电流不连续，平均电感电流为

S3 Buck-Boost变换器(1)输入电压、输出电压之间存在关系

S4实时平均电感电流I_L(t)为