[发明专利]一种四管Buck-Boost变换器电流预测控制方法

权利要求书

1.一种四管Buck-Boost变换器电流预测控制方法，其特征在于，根据输入电压、输出电压和电感电流进行反馈闭环控制，通过控制开关管的占空比控制开关频率内输出电压等于给定电压的参考值，具体步骤如下：

步骤1：根据应用场合，设置好主功率电路的开关时间周期T_s、电压采样频率k_v、电流采样频率k_i、参考电压基准值V_ref；

步骤2：实时采样输入和输出的电压信号以及电感的电流信号，分别进行AD转换得到输入电压、输出电压、电感电流的数字信号，由输入电压V_in和输出电压V_o计算变压比k的值；

步骤3：先由结电容C_oss、电感L、开关管的死区时间t_d计算中间变量λ、β、α以及临界变压比k_b的值，然后将变压比k与临界变压比k_b进行比较，判断最大功率点对应的电路模态；

步骤4：由变压比k以及α计算最小占空比D_min、PDCM与PCRM两种模态的临界占空比D_b、最大功率点的占空比D_Pmax；

步骤5：将输出电压V_o与参考电压基准值V_ref的差值输入PI补偿器，输出得到补偿占空比D_PI，根据最大功率点对应的电路模态，对补偿占空比D_PI进行约束得到占空比D_T；

步骤6：根据约束后的移相占空比D_T，判断变换器工作模态；

步骤7：当输入电压V_in大于输出电压V_o时，根据变换器的不同工作模态计算第一开关管Q₁先于第三开关管Q₃开通的移相占空比D_T1、第一开关管Q₁的占空比D_x以及第三开关管Q₃的占空比D_y；

当输入电压V_in小于输出电压V_o时，根据变换器的不同工作模态计算第一开关管Q₁的占空比D_x、第三开关管Q₃的占空比D_y；

然后通过驱动电路将生成的PWM信号送给第一开关管Q₁、第二开关管Q₂、第三开关管Q₃、第四开关管Q₄，使得输出电压在每个开关周期内的平均值等于参考电压基准值V_ref，同时实现零电压开关；

步骤8：重复步骤2～7，进行下一个周期。

2.根据权利要求1所述的一种四管Buck-Boost变换器电流预测控制方法，其特征在于，所述步骤2中的变压比k计算公式为：

当输入电压V_in大于输出电压V_o时，电路工作模式为降压模式，此时k＝V_in/V_o；

当输入电压V_in小于输出电压V_o时，电路工作模式为升压模式，此时k＝V_o/V_in。

3.根据权利要求1所述的一种四管Buck-Boost变换器电流预测控制方法，其特征在于，所述步骤3中的中间变量λ、β、α以及临界变压比k_b的计算公式为：

然后将变压比k与临界变压比k_b进行比较，判断最大功率点对应的电路模态，当变压比k小于临界变压比k_b时输出功率最大点处于PCRM模式，否则输出功率最大点处于PDCM模式。

4.根据权利要求1所述的一种四管Buck-Boost变换器电流预测控制方法，其特征在于，所述步骤4中的D_min、D_b以及D_Pmax的计算公式为：