[发明专利]设有软开关的四开关Buck-Boost变换器电路及其控制方法

摘要

本发明提供一种设有软开关的四开关Buck‑Boost变换器电路及其控制方法，电路的主电感L上并联有软开关支路；且功率MOSFET管Q₃侧并联有支撑电容C_a1，功率MOSFET管Q₂侧并联有支撑电容C_a2；软开关支路包括串联的辅助单元及软开关单元；方法判断四开关Buck‑Boost变换器电路当前的工作状态；连通电路中的软开关支路并闭合当前工作状态对应的功率MOSFET管，直到电路的总电流值为0；断开软开关支路，使得当前工作状态对应的功率MOSFET管零电流开通，直到主电感L的电流值开始下降，再次连通软开关支路，直到四开关Buck‑Boost变换器电路的总电流为零，控制结束。本发明实现了电路在任意一种工作模式下都能满足零电流开通及零电压关断，有效且可靠地降低开关损耗，提高了电路的工作效率及安全性。

主权项

1.一种设有软开关的四开关Buck‑Boost变换器电路的控制方法，其中，所述设有软开关的四开关Buck‑Boost变换器电路包括电压源Uin、主电感L、输入电容Cin、输出电容Cout、功率MOSFET管Q1、功率MOSFET管Q2、功率MOSFET管Q3及功率MOSFET管Q4；其中，所述输出电容Cout与功率MOSFET管Q4串联组成支路一，所述支路一与所述功率MOSFET管Q2并联组成支路二，所述支路二与主电感L串联组成支路三，所述支路三与功率MOSFET管Q3并联组成支路四，所述支路四与功率MOSFET管Q1串联组成支路五，所述支路五与输入电容Cin并联组成支路六，所述支路六与所述电压源Uin串联；所述设有软开关的四开关Buck‑Boost变换器电路的所述主电感L上并联有软开关支路；且所述功率MOSFET管Q3侧并联有支撑电容Ca1，所述功率MOSFET管Q2侧并联有支撑电容Ca2；所述软开关支路包括串联的辅助单元及软开关单元；其中，所述辅助单元包括辅助电感La；所述辅助电感La的一次侧与所述主电感L的一次侧连接、所述辅助电感La的二次侧与所述软开关单元连接；所述软开关单元包括串联的功率MOSFET管Qa1及功率MOSFET管Qa2；所述功率MOSFET管Qa1的D极与所述辅助电感La的二次侧连接、S极与所述功率MOSFET管Qa2的S极连接；所述功率MOSFET管Qa2的D极与所述主电感L的二次侧连接；其特征在于，所述方法包括：步骤1.判断所述四开关Buck‑Boost变换器电路当前的工作状态；若所述电路的工作状态为Boost状态，则进入步骤2；若所述电路的工作状态为Buck状态，则进入步骤4；步骤2.在所述电路的总电流值为零的时刻，闭合所述功率MOSFET管Q2，直到软开关支路的电流降为零，进入步骤3；步骤3.断开所述软开关支路，使得所述功率MOSFET管Q4零电压开通，直到所述主电感L的电流值开始下降，进入步骤6；步骤4.在所述电路的总电流值为零的时刻，闭合所述功率MOSFET管Q1，直到软开关支路的电流降为零，进入步骤5；步骤5.断开所述软开关支路，使得所述功率MOSFET管Q3零电压开通，直到所述主电感L的电流值开始下降；步骤6.再次连通所述软开关支路，直到所述四开关Buck‑Boost变换器电路的总电流为零，控制结束。