本发明专利技术公开了一种级联型升降压变换器控制电路及其控制方法，属于电力电子变换器控制技术领域。其结构包括：输出电压采样电路、两个误差放大器、三角波产生电路、比较器电路、驱动电路和电压置位电路，其所控制的升降压变换器由升压变换器与降压变换器级联构成，第一误差放大器输出的控制电压与三角波电压比较得到的第一、第二控制信号通过驱动电路控制升压变换器的开关管，第一控制信号通过置位电路来置位第二误差放大器输出的控制电压，第二误差放大器输出的控制电压与三角波电压比较得到的第三、第四控制信号通过驱动电路控制降压变换器的开关管。本发明专利技术电路简单，仅需一路三角波来控制两级电路，且变换效率高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种升降压直流变换器，尤其涉及一种升條压直流变换器的控制电路，属于 电力电子变换器控制
，尤其属于非并网风能和太阳能等绿色能源发电系统中蓄能电 池的充电和放电变换
技术介绍
升降压式直流变换器常常用于蓄电池充电或放电变换等，近年来，在太阳能和燃料电池 等绿色能源发电及变换系统中更得到广泛的研究、发展和应用。传统的单开关管升降压变换器包括Buck-Boost、 Cuk、 S印ic、 Zeta等拓扑，由于器件应 力大或效率低或输入-输出不共地等原因，在很多场合其应用受到限制。将传统Boost变换器 与Buck变换器级联可以构造两种新的升降压变换器，如图l所示的H桥升降压变换器及图2主电 路拓扑所示的级联型升降压变换器。以往研究较多的升降压变换器控制方法主要针对图1所示的H桥升降压变换器，如美国专 利第6166527号、中国专利101212173A号，而对于前级升压变换器与后级降压变换器直接级联 构成的升降压变换器的控制方法研究较少，实际两种变换器的控制方法是类似的，图l所示升 降压变换器的一些控制方法可以直接应用于级联式升降压变换器，如美国专利第6166527号、 中国专利101212173A号中公布的控制方法，这些控制方法原理上都是采用两个三角载波叠加 而采用一个电压误差放大器的方式，但一个龟压误差放大器的控制参数有可能不能同时适用 于级联式升降压变换器的两级电路，从而会引起变换器不稳定。文献"Rae-Ymmg Kim， Jih-Sheng Lai， A Seamless Mode Transfer Maximum Power Point Tracking Controller For Thermoelectric Generator Applications, IEEE Transactions on Power Electronics, 2008， vol. 23， page(s) :2310-2318"中研究了级联式升降压变换器应用于温差电池场合时的数字控 制方法，其数字控制方法注重实现最大功率点跟踪控制器而不是研究级联式升降压变换器的 通用控制方法，而且数字控制器成本高，控制复杂。H桥升降压变换器由于输入和输出端电流是矩形脉冲形式的，往往需要在输入端额外设 置较大的LC低通滤波器。Boost-Buck级联型变换器由于输入输出端电感的滤波作用，输入 输出电流脉动很小，因此，在很多场合下、特别是大功率应用更有优势。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提出一种级联型升降压变换器的控制电路及其控制方法。 本专利技术的级联型升降压变换器控制电路，其结构包括输出电压采样电路、第一误差放 大器、第二误差放大器、三角波产生电路、比较器电路、驱动电路和电压置位电路，其中 输出电压采样电路包括第一分压电阻和第二分压电阻，第一分压电阻的一端连接级联型升降 压变换器电路输出电压的正极，另一端分别连接第一误差放大器和第二误差放大器的反相输 入端及第二分压电阻的一端，第二分压电阻的另一端接地；第一误差放大器与第二误差放大 器的同相输入端均连接参考电压；比较器电路包括第一比较器、第二比较器、第一反相器和 第二反相器，第一误差放大器的输出端连接第一比较器的同相输入端，第一比较器输出的第 一控制信号作为第一功率开关管的控制电压并连接驱动电路的输入端，第一比较器的输出端 连接第一反相器的输入端，第一反相器输出的第二控制信号作为第二功率开关管的控制电压 并连接驱动电路的输入端，第二误差放大器的输出端连接第二比较器的同相输入端，第二比 较器输出的第三控制信号作为第三功率开关管的控制电压并连接驱动电路的输入端，第二比较器的输出端连接第二反相器的输入端，第二反相器输出的第四控制信号作为第四功率开关 管的控制电压并连接驱动电路的输入端，第一比较器的反相输入端与第二比较器的反相输入 端均连接三角波产生电路的输出端；驱动电路对应输出第一功率开关管的驱动电压、第二功 率开关管的驱动电压、第三功率开关管的驱动电压和第四功率开关管的驱动电压；电压置位 电路包括第一二极管、第二二极管、第一电阻、第二电阻和电容，第一二极管的阳极连接第 一比较器的输出端，第一二极管的阴极连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端分别连接电 容的一端、第二电阻的一端和第二二极管的阳极，电容的另一端连接第二电阻的另一端并接 地，第二二极管的阴极连接第二误差放大器的输出端。基于上述的级联型升降压变换器控制电路的控制方法为输出电压采样电路中的第一分 压电阻和第二分压电阻通过对输出电压迸行分压采样得到反馈电压，第一误差放大器和第二 误差放大器根据反馈电压和参考电压之间的误差分别对应输出第一控制电压和第二控制电 压，反馈电压与输出电压成正比；第一控制电压与三角波电压比较得到的第一控制信号和第 二控制信号通过驱动电路控制第一功率开关管和第二功率开关管动作当第一控制电压大于 三角波电压时，第一控制信号为正电压，第二控制信号为零，第一功率开关管导通，第二功 率开关管关断，当第一控制电压小于三角波电压时，第一控制信号为零，第二控制信号为正 电压，第一功率开关管关断，第二功率开关管导通，第一功率开关管与第二功率开关管互补 导通；第一控制信号通过电压置位电路置位第二控制电压；第二控制电压与三角波电压比较 得到的第三控制信号和第四控制信号通过驱动电路控制第三功率开关管和第四功率开关管动 作当第二控制电压大于三角波电压时，第三控制信号为正电压，第四控制信号为零，第三 功率开关管导通，第四功率开关管关断，当第二控制电压小于二角波电压时，第三控制信号 为零，第四控制信号为正电压，第二功率开关管关断，第四功率开关管导通，第三功率丌关 管与第四功率开关管互补导通。本专利技术电路实现简单，仅需一路三角波信号来控制升降压变换器的两级电路，两个误差 放大器实现了两级电路的解耦控制，可以分别根据升压模式和降压模式设置控制参数，每个 开关周期内最多只有两个功率开关管动作，变换效率高。附图说明图1是
技术介绍
中H桥升降压变换器主电路图。图2是本专利技术实施例涉及的级联型升降压变换器及其控制电路原理图，图中标号名称 ]O—级联型升降压变换器主电路拓扑；101—升压变换器电路；102—降压变换器电路；20—级联型升降压变换器控制电路；201、 202分别为第一和第二误差放大器；206—输出电压采 样电路；207—比较器电路；209、 210分别为第一和第二比较器；211、 212分别为第一和第 二反相器；205—电压置位电路。图3是级联型升降压变换器工作于升压模式时的主要工作波形。图4是级联型升降压变换器工作于降压模式时的主要工作波形。图3和图4中4^ 为三角波电压的最小值；PV,;^为三角波电压的最大值。图5是应用本专利技术控制电路的升降压变换器工作于升压模式时的稳态实验波形。图6是应用本专利技术控制电路的升降压变换器工作于降压模式时的稳态实验波形。具体实施例方式如图2所示，本专利技术实施例涉及的级联型升降压变换器及其控制电路原理图。 图2中级联型升降压变换器主电路拓扑10包括直流电源F,》、四个功率开关管&、 g2、 込和&、两个电感&和&、两个滤波电容G和G、电阻J 。，其中本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种级联型升降压变换器控制电路，其特征在于：包括输出电压采样电路（２０６）、第一误差放大器（２０１）、第二误差放大器（２０２）、三角波产生电路（２０３）、比较器电路（２０７）、驱动电路（２０８）和电压置位电路（２０５），其中：输出电压采样电路（２０６）包括第一分压电阻（Ｒ↓［２３］）和第二分压电阻（Ｒ↓［２４］），第一分压电阻（Ｒ↓［２３］）的一端连接级联型升降压变换器电路输出电压（Ｖ↓［ｏ］）的正极，另一端分别连接第一误差放大器（２０１）和第二误差放大器（２０２）的反相输入端及第二分压电阻（Ｒ↓［２４］）的一端，第二分压电阻（Ｒ↓［２４］）的另一端接地；第一误差放大器（２０１）与第二误差放大器（２０２）的同相输入端均连接参考电压（Ｖ↓［ｒｅｆ］）；比较器电路（２０７）包括第一比较器（２０９）、第二比较器（２１０）、第一反相器（２１１）和第二反相器（２１２），第一误差放大器（２０１）的输出端连接第一比较器（２０９）的同相输入端，第一比较器（２０９）输出的第一控制信号（Ｖ↓［ｃｄ１］）作为第一功率开关管（Ｑ↓［１］）的控制电压并连接驱动电路（２０８）的输入端，第一比较器（２０９）的输出端连接第一反相器（２１１）的输入端，第一反相器（２１１）输出的第二控制信号（Ｖ↓［ｃｄ２］）作为第二功率开关管（Ｑ↓［２］）的控制电压并连接驱动电路（２０８）的输入端，第二误差放大器（２０２）的输出端连接第二比较器（２１０）的同相输入端，第二比较器（２１０）输出的第三控制信号（Ｖ↓［ｃｄ３］）作为第三功率开关管（Ｑ↓［３］）的控制电压并连接驱动电路（２０８）的输入端，第二比较器（２１０）的输出端连接第二反相器（２１２）的输入端，第二反相器（２１２）输出的第四控制信号（Ｖ↓［ｃｄ４］）作为第四功率开关管（Ｑ↓［４］）的控制电压并连接驱动电路（２０８）的输入端，第一比较器（２０９）的反相输入端与第二比较器（２１０）的反相输入端均连接三角波产生电路（２０３）的输出端；驱动电路（２０８）对应输出第一功率开关管（Ｑ↓［１］）的驱动电压（Ｖ↓［ｄ１］）、第二功率开关管（Ｑ↓［２］）的驱动电压（Ｖ↓［ｄ２］）、第三功率开关管（Ｑ↓［３］）的驱动电压（Ｖ↓［ｄ３］）和第四功率开关管（Ｑ↓［４］）的驱动电压（Ｖ↓［ｄ４］）；电压置位电路（２０５）包括第一二极管（Ｄ↓［２１］）、第二二极管（Ｄ↓［２２］）、第一电阻（Ｒ↓［２１］）、第二电阻（Ｒ↓［２２...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴红飞，胡海兵，邢岩，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]
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