[发明专利]一种采用双管Buck-Boost电路的直流升压电源

说明书

本发明提供一种采用双管Buck‑Boost电路的直流升压电源，主电路包括两个电力电子开关器件Q1和Q2、电感L1、电容C1、两个续流二极管D1和D2，且连接方式与标准双管Buck‑Boost电路中的器件连接方式相同，输入侧用于与外部电源连接，输出侧用于与外部负载连接，控制电路包括电感电流检测电路、输出电流检测电路、输出电压检测电路、控制电流计算电路、负载辨识电路、Q2关断时间计算电路、能量计算电路、Q2驱动电路、Q1关断时间计算电路、输出功率检测电路、Q1驱动电路。本发明提出的直流升压电源，通过对双管Buck‑Boost电路内部各部分能量的分析、计算，实现了对双管Buck‑Boost电路中的电力电子开关器件的控制，加速了主电路内部的能量调节速率，进而提升了电源的动态性能。

技术领域

本发明涉及采用双管Buck-Boost电路的直流升压电源技术，尤其涉及一种采用双管Buck-Boost电路的直流升压电源，是一种以电路中的能量关系为判据实现电力电子开关器件控制的直流升压电源控制电路技术。

背景技术

双管Buck-Boost电路由于具备开关管的电压应力小、输入电压和输出电压极性相同、可实现升降压控制、功率密度高等优点，因而在直流电源中被大量采用。在双管Buck-Boost电路中，PID控制是技术成熟度高、应用最为广泛的控制方法之一。经典PID控制的原理简单，具有适应能力强、控制器设计简单和控制成本低等优点，但是积分和微分环节易出现饱和现象，微分环节对噪声敏感，抗干扰能力差，并且PID控制动态响应较慢，在负载频繁变化时控制效果较差。

发明内容

本发明的目的是为了使得双管Buck-Boost电路在各种动态调节过程中均具备良好的动态性能而提供一种采用双管Buck-Boost电路的直流升压电源，是一种新的控制电路，针对运行在升压状态的双管Buck-Boost电路，通过对电路能量的检测、计算、判断，加快电路的能量调节速度，进而提高电路的动态性能。

本发明的目的是这样实现的：包括主电路，主电路包括两个电力电子开关器件Q1和Q2、电感L1、电容C1、两个续流二极管D1和D2，且连接方式与标准双管Buck-Boost电路中的器件连接方式相同，输入侧用于与外部电源连接，输出侧用于与外部负载连接，还包括控制电路，控制电路包括电感电流检测电路、输出电流检测电路、输出电压检测电路、控制电流计算电路、负载辨识电路、Q2关断时间计算电路、能量计算电路、Q2驱动电路、Q1关断时间计算电路、输出功率检测电路、Q1驱动电路。本发明还包括这样一些结构特征：

1.电感电流检测电路与电感L1的连接方式应能确保其能够对电感L1的电流进行实时检测，其信号输出端分别与Q2关断时间计算电路、能量计算电路、Q1关断时间计算电路的对应输入端连接；输出电流检测电路与主电路的连接方式应能实现其对主电路的输出电流检测，其信号输出端与负载辨识电路的对应输入端连接；输出电压检测电路并联在主电路电容C1的两端，其信号输出端分别与负载辨识电路、Q2关断时间计算电路、能量计算电路、Q2驱动电路、Q1关断时间计算电路、Q1驱动电路的对应输入端连接；控制电流计算电路的一个输入端与负载辨识电路的输出端连接，另外两个输入端分别与外部给定的输出电压给定值U_ref和开关频率给定值f连接，其输出端分别与Q2关断时间计算电路、能量计算电路的对应输入端连接；负载辨识电路的输出端除了与控制电流计算电路的对应输入端连接外，还分别与能量计算电路、输出功率检测电路的对应输入端连接；Q2关断时间计算电路输出端分别与能量计算电路、Q2驱动电路的对应输入端连接；能量计算电路的输出端与Q2驱动电路的对应输入端连接；Q2驱动电路的输出端与主电路中电力电子开关器件Q2的控制端连接；Q1关断时间计算电路的输出端与Q1驱动电路的对应输入端连接；输出功率检测电路的一个输入端与外部给定的输出电压给定值U_ref连接，其输出端与Q1驱动电路的对应输入端连接；Q1驱动电路的输出端与主电路中电力电子开关器件Q1的控制端连接。