[发明专利]一种四开关管升降压变换电路的调制系统

说明书

本申请涉及一种四开关管升降压变换电路的调制系统，涉及电力电子控制的技术领域，所述四开关管升降压变换电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管以及电感，所述每个开关管均包括结电容，所述调制系统包括：检测电路，其配置为用于获取所述四开关管升降压变换电路的输入电压、输出电压以及所述电感的电流；以及控制电路，其配置为用于在所述每个开关管的软开关条件下，根据所述输入电压、输出电压以及所述电感的电流，来确定控制信号；所述控制信号用于控制所述第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管的开关状态。本申请具有节约存储器资源，降低控制器成本的效果。

技术领域

本申请涉及电力电子控制技术领域，尤其是涉及一种四开关管升降压变换电路的调制系统。

背景技术

随着新能源、航空航天、通信电源等行业和领域的迅速发展，适用于宽输入输出电压范围、具有升降压功能的高效率前级DC-DC(Direct Current-Direct Current，直流-直流)变换器受到了广泛关注。传统的非隔离DC-DC变换器有Buck、Boost、Buck-Boost、Cuk、Zeta和Sepic变换器。其中，Buck变换器只具有降压功能而Boost变换器只具有升压功能。传统的单管Buck-Boost变换器虽然具有升降压功能，但存在功率器件电压应力过高、输入输出电压极性相反的问题。Cuk、Zeta和Sepic变换器由于无源元件较多(两个电感、两个电容)，导致变换器功率密度较低。另外，由于四开关Buck-Boost变换器，又称FSBB(FourSwitch Buck-Boost)变换器，其增益M可以大于1，也可以小于1，因此，FSBB变换器具备宽输入、宽输出电压范围的能力，且由于FSBB变换器的电感电流可以反向流动，工作在伪连续导通电流模式，可实现所有开关管的软开关，实现FSBB变换器的高频高效率。

但是，传统的FSBB变换器软开关控制策略，若要实现电感电流有效值最小，需要查表或变频。而在输入输出电压范围较宽的场合，查表法需占用大量的存储器资源，限制了控制器的选择，增加了控制器成本，而变频控制不利于电磁干扰滤波器的设计。

发明内容

为了至少解决上述问题，本申请提供了一种四开关管升降压变换电路的调制系统。该调制系统在保证了四开关管升降压变换电路具有软开关功能的同时，还可以使电感电流有效值趋于最小。而且无需查表即可实现输入输出电压范围内所有开关管的软开关功能，从而节约了存储器资源，降低了控制器成本。

本申请提供的四开关管升降压变换电路的调制系统采用如下的技术方案：

一种四开关管升降压变换电路的调制系统，所述四开关管升降压变换电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管以及电感，所述每个开关管均包括结电容，所述调制系统包括：检测电路，其配置为用于获取所述四开关管升降压变换电路的输入电压、输出电压以及所述电感的电流；以及控制电路，其配置为用于在所述每个开关管的软开关条件下，根据所述输入电压、输出电压以及所述电感的电流，来确定控制信号；所述控制信号用于控制所述第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管的开关状态。

通过采用上述技术方案，无需查表即可实现输入输出电压范围内所有开关管的软开关功能，从而一定程度上避免了占用大量的存储器资源，节约控制器成本；同时可以使电感电流有效值趋于最小，因而降低了开关管的通态损耗、元器件内阻损耗及电感铁损。

可选的，所述每个开关管的软开关条件包括：其中I_zvs为每个开关管满足软开关条件时的电流，其中C_oss为每个开关管的结电容的电容值，t_d为预设的每个开关管的死区时间，V_in为所述输入电压，V_o为所述输出电压。

通过采用上述技术方案，可使各开关管结电容在工作过程中充放电完全。