[发明专利]四开关升降压变换器的控制电路及优化方法

权利要求书

1.一种四开关管升降压变换器的控制电路，采用单模式软开关控制策略，用于控制四开关管升降压变换器的第一、第二及第四开关管，所述单模式软开关控制策略包括顺次循环的输入储能阶段T₁、直接功率传输阶段T₂、续流阶段T₃和电流钳位阶段T₄，其特征在于，包括：

压控电流源控制电路，用于根据升降压变换器的输入电压V_in和输出电压V_o产生用于控制所述第一和第二开关管通断的压控电流信号I_t1和I_t2，压控电流信号I_t1和I_t2分别用于确定输入储能阶段T₁的结束时刻t₁和直流功率传输阶段T₂的结束时刻t₂；

S₄ZVS检测电路，用于检测所述第三和第四开关管组成的开关桥臂中点的电压v_B，产生表征第四开关管S₄的ZVS开通条件是否实现的电压信号v_ZVS；

电压环，用于根据输入电压V_o与基准电压V_ref的差值输出误差控制信号v_er1；

周期控制电路，用于根据输入电压V_in、输出电压V_o及误差控制信号v_er1产生用于调节变换器开关周期大小的压控电流信号I_Ts及误差控制信号v_er2；

驱动信号生成电路，用于根据压控电流信号I_t1、I_t2和I_Ts，以及误差控制信号v_er2和电压信号v_ZVS，产生控制所述第一、第二及第四开关管的驱动控制信号v_GS1、v_GS2和v_GS3；

其中所述压控电流源控制电路的转换系数满足：在不同负载下，输入储能阶段T₁和直接功率传输阶段T₂的持续时间的比值T₂/T₁为最大值。

2.根据权利要求1所述的四开关管升降压变换器的控制电路，其特征在于，所述压控电流源控制电路包括采样网络和由运算放大器OP11和OP12，二极管D₁₁至D₁₄，电压-电流转换电路VCCS1至VCCS4所组成的压控电流源电路，所述采样网络根据采样系数k_in1和k_in2获得输入电压V_in的采样电压V_ins1和V_ins2，并根据采样系数k_o2获得输出电压V_o的采样电压V_os1，运算放大器OP11的同相输入端及OP12的反相输入端连接采样电压V_ins1，运算放大器OP11的反相输入端及OP12的同相输入端连接采样电压V_os1，运算放大器OP11的输出端连接电压-电流转换电路VCCS2的输入端，运算放大器OP12的输出端连接电压-电流转换电路VCCS3的输入端，电压-电流转换电路VCCS1的输入端连接采样电压V_ins1，电压-电流转换电路VCCS1的输出端输出压控电流信号I_t1，电压-电流转换电路VCCS2的输出端连接二极管D₁₁的负极和D₁₂的正极，二极管D₁₁的正极接地，电压-电流转换电路VCCS3的输出端连接二极管D₁₃的负极和D₁₄的正极，二极管D₁₃的正极接地，电压-电流转换电路VCCS4的输入端连接采样电压V_ins2，二极管D₁₂的负极连接二极管D₁₄的负极以及电压-电流转换电路VCCS4的输出端，汇流输出压控电流信号I_t2。