一种转换电路的工作模式切换方法、装置及升降压变换器与流程

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种转换电路的工作模式切换方法、装置及升降压变换器。

背景技术：

在电力电子技术领域，特别是升降压变换器中的dc(directcurrent，直流电)转换电路，可以为如图1、图2、图3所示的三种类型的转换电路中的任意一种。如图1所示的dc转换电路为隔离型buck-boost电路，且前级为buck开关电路，后级为隔离boost电路。其中，buck开关电路工作占空比为0％-100％，后级boost电路原边全桥开关占空比一直大于50％。当buck开关电路占空比小于100％时，图1所示的隔离型buck-boost电路实际工作于buck-boost工作模式；当buck开关电路占空比等于100％时，图1所示的隔离型buck-boost电路实际工作于boost工作模式。如图2所示的dc转换电路为隔离型buck-boost电路，且前级为隔离buck电路，后级为boost开关电路。其中，前级隔离buck电路工作占空比一直小于50％，后级boost开关电路工作占空比为0％-100％。当boost开关电路占空比大于0％时，图2所示的隔离型buck-boost电路实际工作于buck-boost工作模式；当boost开关电路占空比等于0％时，图2所示的隔离型buck-boost电路实际工作于buck工作模式。如图3所示的dc转换电路为buck-boost电路，且前级为buck开关电路，后级为boost开关电路。其中，buck开关电路工作占空比为0％-100％，后级boost开关电路工作占空比为0％-100％。当buck开关电路占空比小于100％且boost开关电路占空比大于0％时，图3所示的buck-boost电路实际工作于buck-boost工作模式；当buck开关电路占空比等于100％且boost开关电路占空比大于0％时，图3所示的隔离型buck-boost电路实际工作于boost工作模式；当buck开关电路占空比小于100％且boost开关电路占空比等于0％时，图3所示的隔离型buck-boost电路实际工作于buck模式。

对于如图1至图3所示的dc转换电路，由于环路的扰动会引起dc转换电路在各种工作模式之间来回切换的情况出现，从而引起啸叫。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提出一种转换电路的工作模式切换方法、装置及升降压变换器，解决了dc转换电路在各种工作模式之间来回切换的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种转换电路的工作模式切换方法，所述方法包括：

获取直流电dc转换电路中的第一电路的占空比值；

将所述第一电路的占空比值与预设阈值进行比较，并根据比较结果设置所述dc转换电路中的第二电路的占空比值；

根据设置的所述第二电路的占空比值切换所述dc转换电路的工作模式。

可选的，当所述dc转换电路为隔离型buck-boost电路，且前级为buck开关电路，后级为隔离boost电路时，所述将所述第一电路的占空比值与预设阈值进行比较，并根据比较结果设置所述dc转换电路中的第二电路的占空比值，包括：

若隔离boost电路的占空比值小于第一预设阈值，则设置buck开关电路的占空比值小于100％；

若隔离boost电路的占空比值大于第二预设阈值，则设置buck开关电路的占空比值等于100％；

其中，所述第一预设阈值小于所述第二预设阈值。

可选的，当所述dc转换电路为隔离型buck-boost电路，且前级为隔离buck电路，后级为boost开关电路时，所述将所述第一电路的占空比值与预设阈值进行比较，并根据比较结果设置所述dc转换电路中的第二电路的占空比值，包括：

若隔离buck电路的占空比值大于第三预设阈值，则设置boost开关电路的占空比值大于0％；

若隔离buck电路的占空比值小于第四预设阈值，则设置boost开关电路的占空比值等于0％；

其中，所述第三预设阈值大于所述第四预设阈值。

可选的，当所述dc转换电路为buck-boost电路，且前级为buck开关电路，后级为boost开关电路时，所述将所述第一电路的占空比值与预设阈值进行比较，并根据比较结果设置所述dc转换电路中的第二电路的占空比值，包括：

若boost开关电路的占空比值小于第五预设阈值，则设置buck开关电路的占空比值小于100％；

若boost开关电路的占空比值大于第六预设阈值，则设置buck开关电路的占空比值等于100％；

若buck开关电路的占空比值小于第七预设阈值，则设置boost开关电路的占空比值等于0％；

若buck开关电路的占空比值大于第八预设阈值，则设置boost开关电路的占空比值大于0％；

其中，所述第五预设阈值、第六预设阈值、第七预设阈值和第八预设阈值的数值依次增大。

可选的，所述dc转换电路的工作模式，包括：buck-boost工作模式，以及buck工作模式和boost工作模式中的至少一个。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种转换电路的工作模式切换装置，所述装置包括：

获取模块，用于获取直流电dc转换电路中的第一电路的占空比值；

比较模块，用于将所述第一电路的占空比值与预设阈值进行比较，并根据比较结果设置所述dc转换电路中的第二电路的占空比值；

处理模块，用于根据设置的所述第二电路的占空比值切换所述dc转换电路的工作模式。

可选的，当所述dc转换电路为隔离型buck-boost电路，且前级为buck开关电路，后级为隔离boost电路时，所述比较模块，具体用于：

若隔离boost电路的占空比值小于第一预设阈值，则设置buck开关电路的占空比值小于100％；若隔离boost电路的占空比值大于第二预设阈值，则设置buck开关电路的占空比值等于100％；其中，所述第一预设阈值小于所述第二预设阈值。

可选的，当所述dc转换电路为隔离型buck-boost电路，且前级为隔离buck电路，后级为boost开关电路时，所述比较模块，具体用于：

若隔离buck电路的占空比值大于第三预设阈值，则设置boost开关电路的占空比值大于0％；若隔离buck电路的占空比值小于第四预设阈值，则设置boost开关电路的占空比值等于0％；其中，所述第三预设阈值大于所述第四预设阈值。

可选的，当所述dc转换电路为buck-boost电路，且前级为buck开关电路，后级为boost开关电路时，所述比较模块，具体用于：

若boost开关电路的占空比值小于第五预设阈值，则设置buck开关电路的占空比值小于100％；若boost开关电路的占空比值大于第六预设阈值，则设置buck开关电路的占空比值等于100％；若buck开关电路的占空比值小于第七预设阈值，则设置boost开关电路的占空比值等于0％；若buck开关电路的占空比值大于第八预设阈值，则设置boost开关电路的占空比值大于0％；其中，所述第五预设阈值、第六预设阈值、第七预设阈值和第八预设阈值的数值依次增大。

可选的，所述dc转换电路的工作模式，包括：buck-boost工作模式，以及buck工作模式和boost工作模式中的至少一个。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种升降压变换器，包括：直流电dc转换电路和控制器；

其中，所述控制器包括权上述介绍的转换电路的工作模式切换装置。

本发明提出的转换电路的工作模式切换方法、装置及升降压变换器，通过设置dc转换电路中的开关单元的占空比，以限制dc转换电路的工作模式，从而解决了dc转换电路在各种工作模式之间来回切换的问题，保证了dc转换电路稳定的进行工作模式的切换。

附图说明

图1是现有技术中的一种隔离型buck-boost电路的示意图；

图2是现有技术中的另一种隔离型buck-boost电路的示意图；

图3是现有技术中的buck-boost电路的示意图；

图4是本发明第一实施例的转换电路的工作模式切换方法的流程图；

图5是本发明第二实施例的转换电路的工作模式切换装置的组成结构示意图；

图6是本发明第三实施例的升降压变换器的组成结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明进行详细说明如后。

本发明第一实施例，一种转换电路的工作模式切换方法，应用于升降压变换器中，如图4所示，所述方法具体包括以下步骤：

步骤s401：获取直流电dc转换电路中的第一电路的占空比值。

具体的，当所述dc转换电路为如图1所示的隔离型buck-boost电路，且前级为buck开关电路，后级为隔离boost电路时，所述第一电路为隔离boost电路。

当所述dc转换电路为如图2所示的隔离型buck-boost电路，且前级为隔离buck电路，后级为boost开关电路时，所述第一电路为隔离buck电路。

当所述dc转换电路为如图3所示的buck-boost电路，且前级为buck开关电路，后级为boost开关电路时，所述第一电路为buck开关电路或boost开关电路。

步骤s402：将所述第一电路的占空比值与预设阈值进行比较，并根据比较结果设置所述dc转换电路中的第二电路的占空比值。

具体的，当所述dc转换电路为隔离型buck-boost电路，且前级为buck开关电路，后级为隔离boost电路时，所述第二电路为buck开关电路，所述将所述第一电路的占空比值与预设阈值进行比较，并根据比较结果设置所述dc转换电路中的第二电路的占空比值，包括：

若隔离boost电路的占空比值小于第一预设阈值，则设置buck开关电路的占空比值小于100％；

若隔离boost电路的占空比值大于第二预设阈值，则设置buck开关电路的占空比值等于100％；

其中，所述第一预设阈值小于所述第二预设阈值。

当所述dc转换电路为隔离型buck-boost电路，且前级为隔离buck电路，后级为boost开关电路时，所述第二电路为boost开关电路，所述将所述第一电路的占空比值与预设阈值进行比较，并根据比较结果设置所述dc转换电路中的第二电路的占空比值，包括：

若隔离buck电路的占空比值大于第三预设阈值，则设置boost开关电路的占空比值大于0％；

若隔离buck电路的占空比值小于第四预设阈值，则设置boost开关电路的占空比值等于0％；

其中，所述第三预设阈值大于所述第四预设阈值。

当所述dc转换电路为buck-boost电路，且前级为buck开关电路，后级为boost开关电路时，所述第二电路为buck开关电路或boost开关电路，所述将所述第一电路的占空比值与预设阈值进行比较，并根据比较结果设置所述dc转换电路中的第二电路的占空比值，包括：

若boost开关电路的占空比值小于第五预设阈值，则设置buck开关电路的占空比值小于100％；

若boost开关电路的占空比值大于第六预设阈值，则设置buck开关电路的占空比值等于100％；

若buck开关电路的占空比值小于第七预设阈值，则设置boost开关电路的占空比值等于0％；

若buck开关电路的占空比值大于第八预设阈值，则设置boost开关电路的占空比值大于0％；

其中，所述第五预设阈值、第六预设阈值、第七预设阈值和第八预设阈值的数值依次增大。

步骤s403：根据设置的所述第二电路的占空比值切换所述dc转换电路的工作模式。

具体的，所述dc转换电路的工作模式，包括：buck-boost工作模式，以及buck工作模式和boost工作模式中的至少一个。

进一步的，步骤s403，包括：

当所述dc转换电路为隔离型buck-boost电路，且前级为buck开关电路，后级为隔离boost电路时，若buck开关电路的占空比值小于100％，则将所述dc转换电路的工作模式切换为buck-boost工作模式；若buck开关电路的占空比值等于100％，则将所述dc转换电路的工作模式切换为boost工作模式。

当所述dc转换电路为隔离型buck-boost电路，且前级为隔离buck电路，后级为boost开关电路时，若boost开关电路的占空比值大于0％，则将所述dc转换电路的工作模式切换为buck-boost工作模式；若boost开关电路的占空比值等于0％，则将所述dc转换电路的工作模式切换为buck工作模式。

当所述dc转换电路为buck-boost电路，且前级为buck开关电路，后级为boost开关电路时，若buck开关电路的占空比值小于100％，则将所述dc转换电路的工作模式切换为buck-boost工作模式；若buck开关电路的占空比值等于100％，则将所述dc转换电路的工作模式切换为boost工作模式；若boost开关电路的占空比值等于0％，则将所述dc转换电路的工作模式切换为buck工作模式；若boost开关电路的占空比值大于0％，则将所述dc转换电路的工作模式切换为buck-boost工作模式。

本发明第二实施例，一种转换电路的工作模式切换装置，应用于升降压变换器中，如图5所示，所述装置具体包括以下组成部分：

1)获取模块501，用于获取直流电dc转换电路中的第一电路的占空比值。

具体的，当所述dc转换电路为如图1所示的隔离型buck-boost电路，且前级为buck开关电路，后级为隔离boost电路时，所述第一电路为隔离boost电路。

当所述dc转换电路为如图2所示的隔离型buck-boost电路，且前级为隔离buck电路，后级为boost开关电路时，所述第一电路为隔离buck电路。

当所述dc转换电路为如图3所示的buck-boost电路，且前级为buck开关电路，后级为boost开关电路时，所述第一电路为buck开关电路或boost开关电路。

2)比较模块502，用于将所述第一电路的占空比值与预设阈值进行比较，并根据比较结果设置所述dc转换电路中的第二电路的占空比值。

具体的，当所述dc转换电路为隔离型buck-boost电路，且前级为buck开关电路，后级为隔离boost电路时，所述第二电路为buck开关电路，此时，比较模块502，具体用于：

若隔离boost电路的占空比值小于第一预设阈值，则设置buck开关电路的占空比值小于100％；若隔离boost电路的占空比值大于第二预设阈值，则设置buck开关电路的占空比值等于100％；其中，所述第一预设阈值小于所述第二预设阈值。

当所述dc转换电路为隔离型buck-boost电路，且前级为隔离buck电路，后级为boost开关电路时，所述第二电路为boost开关电路，此时，比较模块502，具体用于：

若隔离buck电路的占空比值大于第三预设阈值，则设置boost开关电路的占空比值大于0％；若隔离buck电路的占空比值小于第四预设阈值，则设置boost开关电路的占空比值等于0％；其中，所述第三预设阈值大于所述第四预设阈值。

当所述dc转换电路为buck-boost电路，且前级为buck开关电路，后级为boost开关电路时，所述第二电路为buck开关电路或boost开关电路，此时，比较模块502，具体用于：

若boost开关电路的占空比值小于第五预设阈值，则设置buck开关电路的占空比值小于100％；若boost开关电路的占空比值大于第六预设阈值，则设置buck开关电路的占空比值等于100％；若buck开关电路的占空比值小于第七预设阈值，则设置boost开关电路的占空比值等于0％；若buck开关电路的占空比值大于第八预设阈值，则设置boost开关电路的占空比值大于0％；其中，所述第五预设阈值、第六预设阈值、第七预设阈值和第八预设阈值的数值依次增大。

3)处理模块503，用于根据设置的所述第二电路的占空比值切换所述dc转换电路的工作模式。

具体的，所述dc转换电路的工作模式，包括：buck-boost工作模式，以及buck工作模式和boost工作模式中的至少一个。

进一步的，当所述dc转换电路为隔离型buck-boost电路，且前级为buck开关电路，后级为隔离boost电路时，处理模块503，具体用于：

若buck开关电路的占空比值小于100％，则将所述dc转换电路的工作模式切换为buck-boost工作模式；若buck开关电路的占空比值等于100％，则将所述dc转换电路的工作模式切换为boost工作模式。

当所述dc转换电路为隔离型buck-boost电路，且前级为隔离buck电路，后级为boost开关电路时，处理模块503，具体用于：

若boost开关电路的占空比值大于0％，则将所述dc转换电路的工作模式切换为buck-boost工作模式；若boost开关电路的占空比值等于0％，则将所述dc转换电路的工作模式切换为buck工作模式。

当所述dc转换电路为buck-boost电路，且前级为buck开关电路，后级为boost开关电路时，处理模块503，具体用于：

若buck开关电路的占空比值小于100％，则将所述dc转换电路的工作模式切换为buck-boost工作模式；若buck开关电路的占空比值等于100％，则将所述dc转换电路的工作模式切换为boost工作模式；若boost开关电路的占空比值等于0％，则将所述dc转换电路的工作模式切换为buck工作模式；若boost开关电路的占空比值大于0％，则将所述dc转换电路的工作模式切换为buck-boost工作模式。

本实施例介绍的转换电路的工作模式切换装置可以保证dc转换电路的工作模式切换的稳定性，保证dc转换电路不在各种工作模式之间来回切换。

本发明第三实施例，一种升降压变换器，如图6所示，该升降压变换器具体包括以下组成部分：dc转换电路601和控制器602。

dc转换电路601可以为如图1、图2、图3所示的三种类型的转换电路中的任意一种，也可以是在如图3所示的buck-boost电路的输出侧再加上一个隔离的dc/dc功率变换电路。dc/dc功率变换电路可以采用pwm控制、pfm控制或固定占空比控制

控制器602中设置有本发明第二实施例中介绍的转换电路的工作模式切换装置。控制器602可以是模拟芯片也可以是数字芯片。控制器602根据工作模式切换装置向dc转换电路601发出驱动信号，以控制如图1、图2、图3所示的dc转换电路进行工作模式的切换。

具体的，1)当dc转换电路601为如图1所示的隔离型buck-boost电路，且前级为buck开关电路，后级为隔离boost电路时，设第一预设阈值为51％，第二预设阈值为53％。

当图1中的隔离boost电路的占空比小于51％时，控制器602基于转换电路的工作模式切换装置的输出结果使dc转换电路由boost工作模式切换进入buck-boost工作模式，并限制图1中的buck开关电路的最大占空比为98％。

当图1中的隔离boost电路的占空比大于53％时，控制器602基于转换电路的工作模式切换装置的输出结果使dc转换电路由buck-boost工作模式切换进入boost工作模式，并限制图1中的buck开关电路的最大占空比为100％。

2)当dc转换电路601为如图2所示的隔离型buck-boost电路，且前级为隔离buck电路，后级为boost开关电路时，设第三预设阈值为49％，第四预设阈值为47％。

当图2中的隔离buck电路的占空比大于49％时，控制器602基于转换电路的工作模式切换装置的输出结果使dc转换电路由buck工作模式切换进入buck-boost工作模式，并限制图2中的boost开关电路的最小占空比为2％。

当图2中的隔离buck电路的占空比小于47％时，控制器602基于转换电路的工作模式切换装置的输出结果使dc转换电路由buck-boost工作模式切换进入buck工作模式，并限制图2中的boost开关电路的最小占空比为0％。

3)当dc转换电路601为如图3所示的buck-boost电路，且前级为buck开关电路，后级为boost开关电路时，设第五预设阈值为2％，第六预设阈值为6％，第七预设阈值为94％，第八预设阈值为98％。

当图3中的boost开关电路的占空比小于2％时，控制器602基于转换电路的工作模式切换装置的输出结果使dc转换电路由boost工作模式切换进入buck-boost工作模式，并限制图3中的buck开关电路的最大占空比为98％。

当图3中的boost开关电路的占空比大于6％时，控制器602基于转换电路的工作模式切换装置的输出结果使dc转换电路由buck-boost工作模式切换进入boost工作模式，并限制图3中的buck开关电路的最大占空比为100％。

当图3中的buck开关电路的占空比小于94％时，控制器602基于转换电路的工作模式切换装置的输出结果使dc转换电路由buck-boost工作模式切换进入buck工作模式，并限制图3中的boost开关电路的最小占空比为0％。

当图3中的buck开关电路的占空比大于98％时，控制器602基于转换电路的工作模式切换装置的输出结果使dc转换电路由buck工作模式切换进入buck-boost工作模式，并限制图3中的boost开关电路的最小占空比为2％。

本发明实施例中介绍的转换电路的工作模式切换方法、装置及升降压变换器，通过设置dc转换电路中的开关单元的占空比，以限制dc转换电路的工作模式，从而解决了dc转换电路在各种工作模式之间来回切换的问题，从而保证了dc转换电路稳定的进行工作模式的切换。

通过具体实施方式的说明，应当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图示仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。