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四開(kāi)關(guān)降壓/升壓模式變換器的控制方法及控制電路與流程

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四開(kāi)關(guān)降壓/升壓模式變換器的控制方法及控制電路與流程

技術(shù)特征:
1.一種四開(kāi)關(guān)buck-boost變換器的控制方法,用以控制四開(kāi)關(guān)buck-boost變換器以產(chǎn)生穩(wěn)定輸出電壓,所述四開(kāi)關(guān)buck-boost變換器包括:電感,連接于輸入電壓與所述電感的第一端間的第一開(kāi)關(guān),連接于所述電感的所述第一端與接地端間的第二開(kāi)關(guān),連接于所述電感的第二端與所述接地端間的第三開(kāi)關(guān),以及連接于所述電感的所述第二端與所述穩(wěn)定輸出電壓間的第四開(kāi)關(guān);其特征在于,所述控制方法包括步驟:S1、在所述第一開(kāi)關(guān)與所述第四開(kāi)關(guān)均導(dǎo)通,所述第二開(kāi)關(guān)與所述第三開(kāi)關(guān)均關(guān)斷時(shí),根據(jù)所述變換器的輸入電壓和穩(wěn)定輸出電壓產(chǎn)生一導(dǎo)通時(shí)間信號(hào);同時(shí),根據(jù)所述變換器的輸入電壓和穩(wěn)定輸出電壓產(chǎn)生一關(guān)斷時(shí)間信號(hào);同時(shí),根據(jù)一參考電流信號(hào)和一參考電壓信號(hào)產(chǎn)生一參考時(shí)間信號(hào);S2、根據(jù)所述導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)、關(guān)斷時(shí)間信號(hào)和參考時(shí)間信號(hào)來(lái)控制所述第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)、第三開(kāi)關(guān)以及第四開(kāi)關(guān)的通/斷,包括:當(dāng)所述導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)先變?yōu)橛行顟B(tài)時(shí),所述變換器工作于buck模式,則斷開(kāi)所述第一開(kāi)關(guān)并導(dǎo)通所述第二開(kāi)關(guān);當(dāng)所述關(guān)斷時(shí)間信號(hào)先變?yōu)橛行顟B(tài)時(shí),所述變換器工作于boost模式,則斷開(kāi)所述第四開(kāi)關(guān)并導(dǎo)通所述第三開(kāi)關(guān);當(dāng)所述參考時(shí)間信號(hào)先變?yōu)橛行顟B(tài)時(shí),所述變換器工作于buck-boost模式,之后,所述導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)或者所述關(guān)斷時(shí)間信號(hào)變?yōu)橛行顟B(tài)時(shí),則斷開(kāi)所述第一開(kāi)關(guān)并導(dǎo)通所述第二開(kāi)關(guān);S3、當(dāng)所述變換器工作于buck模式,且檢測(cè)到所述電感電流減少到預(yù)定的谷值時(shí),則斷開(kāi)所述第二開(kāi)關(guān)并導(dǎo)通所述第一開(kāi)關(guān);當(dāng)所述變換器工作于boost模式,且檢測(cè)到所述電感電流上升到預(yù)定的峰值時(shí),則斷開(kāi)所述第三開(kāi)關(guān)并導(dǎo)通所述第四開(kāi)關(guān);當(dāng)所述變換器工作于buck-boost模式,且檢測(cè)到所述電感電流減少到預(yù)定的谷值時(shí),斷開(kāi)所述第二開(kāi)關(guān)并導(dǎo)通所述第一開(kāi)關(guān),同時(shí)斷開(kāi)所述第四開(kāi)關(guān)并導(dǎo)通所述第三開(kāi)關(guān);檢測(cè)到所述電感電流上升到預(yù)定的峰值,斷開(kāi)所述第三開(kāi)關(guān)并導(dǎo)通所述第四開(kāi)關(guān);S4、重復(fù)步驟S1、S2、S3以調(diào)整所述穩(wěn)定輸出電壓。2.如權(quán)利要求1所述的控制方法,其特征在于,在所述步驟S1具體包括:當(dāng)所述導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)變?yōu)橛行顟B(tài);當(dāng)所述關(guān)斷時(shí)間信號(hào)變?yōu)橛行顟B(tài);當(dāng)所述參考時(shí)間信號(hào)變?yōu)橛行顟B(tài);其中,Vin為所述輸入電壓,Vin×K為與輸入電壓Vin成比例關(guān)系的電流 信號(hào),Vo為所述穩(wěn)定輸出電壓,Vo×K為與所述穩(wěn)定輸出電壓Vo成比例關(guān)系的電流信號(hào),Iref為所述參考電流信號(hào),Ton為所述第一開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間,Toff為所述第三開(kāi)關(guān)的關(guān)斷時(shí)間,Vref為所述參考電壓信號(hào),Tref為參考時(shí)間;K為預(yù)設(shè)的比率,C為預(yù)設(shè)的檢測(cè)電容容值。3.如權(quán)利要求2所述的控制方法,其特征在于,依據(jù)所述穩(wěn)定輸出電壓的電壓反饋信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)電壓補(bǔ)償信號(hào);根據(jù)所述電壓補(bǔ)償信號(hào)來(lái)判定所述電感電流是否上升到預(yù)定的峰值/減少到預(yù)定的谷值。4.一種四開(kāi)關(guān)buck-boost變換器的控制電路,用以控制四開(kāi)關(guān)buck-boost變換器以產(chǎn)生穩(wěn)定輸出電壓,所述四開(kāi)關(guān)buck-boost變換器包括:電感,連接于輸入電壓與所述電感的第一端間的第一開(kāi)關(guān),連接于所述電感的所述第一端與接地端間的第二開(kāi)關(guān),連接于所述電感的第二端與所述接地端間的第三開(kāi)關(guān),以及連接于所述電感的所述第二端與所述穩(wěn)定輸出電壓間的第四開(kāi)關(guān);其特征在于,所述控制電路包括用于分別檢測(cè)所述四開(kāi)關(guān)buck-boost變換器當(dāng)前工作模式的buck模式檢測(cè)電路、boost模式檢測(cè)電路、buck-boost模式檢測(cè)電路以及主控電路;包括步驟:(1)在所述第一開(kāi)關(guān)與所述第四開(kāi)關(guān)均導(dǎo)通,所述第二開(kāi)關(guān)與所述第三開(kāi)關(guān)均關(guān)斷時(shí),所述buck模式檢測(cè)電路根據(jù)所述變換器的輸入電壓和穩(wěn)定輸出電壓產(chǎn)生一 導(dǎo)通時(shí)間信號(hào);同時(shí),所述boost模式檢測(cè)電路根據(jù)所述變換器的輸入電壓和穩(wěn)定輸出電壓產(chǎn)生一關(guān)斷時(shí)間信號(hào);同時(shí),所述buck-boost模式檢測(cè)電路根據(jù)一參考電流信號(hào)和一參考電壓信號(hào)產(chǎn)生一參考時(shí)間信號(hào);(2)所述主控電路根據(jù)所述導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)、關(guān)斷時(shí)間信號(hào)和參考時(shí)間信號(hào)來(lái)控制所述第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)、第三開(kāi)關(guān)以及第四開(kāi)關(guān)的通/斷,包括:當(dāng)所述導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)先變?yōu)橛行顟B(tài)時(shí),所述變換器工作于buck模式,則控制斷開(kāi)所述第一開(kāi)關(guān)并導(dǎo)通所述第二開(kāi)關(guān);當(dāng)所述關(guān)斷時(shí)間信號(hào)先變?yōu)橛行顟B(tài)時(shí),所述變換器工作于boost模式,則控制斷開(kāi)所述第四開(kāi)關(guān)并導(dǎo)通所述第三開(kāi)關(guān);當(dāng)所述參考時(shí)間信號(hào)先變?yōu)橛行顟B(tài)時(shí),所述變換器工作于buck-boost模式,之后,所述導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)或者所述關(guān)斷時(shí)間信號(hào)變?yōu)橛行顟B(tài)時(shí),則控制斷開(kāi)所述第一開(kāi)關(guān)并導(dǎo)通所述第二開(kāi)關(guān);(3)所述主控電路根據(jù)所述變換器的當(dāng)前工作模式控制所述第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)、第三開(kāi)關(guān)以及第四開(kāi)關(guān)的通/斷,包括:當(dāng)所述變換器工作于buck模式,且檢測(cè)到所述電感電流減少到預(yù)定的谷值時(shí),則斷開(kāi)所述第二開(kāi)關(guān)并導(dǎo)通所述第一開(kāi)關(guān);當(dāng)所述變換器工作于boost模式,且檢測(cè)到所述電感電流上升到預(yù)定的峰值時(shí),則斷開(kāi)所述第三開(kāi)關(guān)并導(dǎo)通所述第四開(kāi)關(guān);當(dāng)所述變換器工作于buck-boost模式,且檢測(cè)到所述電感電流減少到預(yù)定的谷值時(shí),斷開(kāi)所述第二開(kāi)關(guān)并導(dǎo)通所述第一開(kāi)關(guān),同時(shí)斷開(kāi)所述第四開(kāi)關(guān)并導(dǎo)通所述第三開(kāi)關(guān);檢測(cè)到所述電感電流上升到預(yù)定的峰值,斷開(kāi)所述第三開(kāi)關(guān)并導(dǎo)通所述第四開(kāi)關(guān);(4)重復(fù)步驟(1)、(2)、(3)以調(diào)整所述穩(wěn)定輸出電壓。5.如權(quán)利要求4所述的控制電路,其特征在于,在所述步驟(1)中,進(jìn)一步包括:當(dāng)時(shí),所述導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)變?yōu)橛行顟B(tài);當(dāng)時(shí),所述關(guān)斷時(shí)間信號(hào)變?yōu)橛行顟B(tài);當(dāng)時(shí),所述參考時(shí)間信號(hào)變?yōu)橛行顟B(tài);其中,Vin為所述輸入電壓,Vin×K為表征所述輸入電壓的電流信號(hào),Vo為所述穩(wěn)定輸出電壓,Vo×K為所述穩(wěn)定輸出電壓的電流信號(hào),Iref為所述參考電流信號(hào),Ton為所述第一開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間,Toff為所述第三開(kāi)關(guān)的關(guān)斷時(shí)間,Vref為所述參考電壓信號(hào),Tref為參考時(shí)間;K為預(yù)設(shè)的比率,C為預(yù)設(shè)的檢測(cè)電容容值。6.如權(quán)利要求4所述的控制電路,其特征在于,所述主控電路依據(jù)所述穩(wěn)定輸出電壓的電壓反饋信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)電壓補(bǔ)償信號(hào);根據(jù)所述電壓補(bǔ)償信號(hào)來(lái)判定所述電感電流是否上升到預(yù)定的峰值/減少到預(yù)定的谷值。
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