一种直流‑直流变换电路的控制方法及装置与流程

本发明涉及电气技术领域，尤其涉及一种直流-直流变换电路的控制方法及装置。

背景技术：

目前，隔离型车载对外供电系统的直流-直流转换电路，多采用串联谐振电路拓扑。通过调整开关频率，达到调整输出电压的目的。但是，在轻载或者空载状态下，对于升压型直流-直流转换电路，其输出电压会一直升高；对于降压型直流-直流转换电路，其输出电压会一直下降，而不受控制。串联谐振电路拓扑效率较高，但是轻载或者空载条件下，仅通过调整频率已经很难得到稳定输出电压。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种直流-直流转换电路的控制方法及装置，解决了直流-直流转换电路在轻载或者空载条件下，输出电压不稳定的问题。

为了达到上述目的，本发明实施例提供了一种直流-直流变换电路的控制方法，包括：

获取直流-直流变换电路输出端的输出电压值；

在所述输出电压值低于第一预设电压阈值，且所述直流-直流变换电路处于非工作模式时，将所述直流-直流变换电路调整至工作模式；在所述输出电压值高于第二预设电压阈值，且所述直流-直流变换电路处于工作模式时，将所述直流-直流变换电路调整至非工作模式，其中所述第一预设电压阈值小于所述第二预设电压阈值。

优选地，所述获取直流-直流变换电路输出端的输出电压值的步骤，包括：

在检测到直流-直流变换电路处于轻载状态或者空载状态时，获取所述直流-直流变换电路输出端的输出电压值。

优选地，在所述输出电压值低于第一预设电压阈值，且所述直流-直流变换电路处于非工作模式时，将所述直流-直流变换电路调整至工作模式的步骤，包括：

在所述输出电压值低于第一预设电压阈值，且所述直流-直流变换电路处于非工作模式时，触发控制所述直流-直流变换电路中开关管导通或关断的控制信号，以使所述直流-直流变换电路根据所述控制信号，从非工作模式调整至工作模式。

优选地，在所述输出电压值高于第二预设电压阈值，且所述直流-直流变换电路处于工作模式时，将所述直流-直流变换电路调整至非工作模式的步骤，包括：

在所述输出电压值高于第二预设电压阈值，且所述直流-直流变换电路处于工作模式时，关断控制所述直流-直流变换电路中开关管导通或关断的控制信号，以使所述直流-直流控制电路从工作模式调整至非工作模式。

本发明实施例还提供了一种直流-直流变换电路的控制装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取直流-直流变换电路输出端的输出电压值；

控制模块，用于在所述输出电压值低于第一预设电压阈值，且所述直流-直流变换电路处于非工作模式时，将所述直流-直流变换电路调整至工作模式；在所述输出电压值高于第二预设电压阈值，且所述直流-直流变换电路处于工作模式时，将所述直流-直流变换电路调整至非工作模式，其中所述第一预设电压阈值小于所述第二预设电压阈值。

优选地，所述获取模块具体用于在检测到直流-直流变换电路处于轻载状态或者空载状态时，获取所述直流-直流变换电路输出端的输出电压值。

优选地，所述控制模块包括：

触发单元，用于在所述输出电压值低于第一预设电压阈值，且所述直流-直流变换电路处于非工作模式时，触发控制所述直流-直流变换电路中开关管导通或关断的控制信号，以使所述直流-直流变换电路根据所述控制信号，从非工作模式调整至工作模式。

优选地，所述控制模块包括：

关断单元，用于在所述输出电压值高于第二预设电压阈值，且所述直流-直流变换电路处于工作模式时，关断控制所述直流-直流变换电路中开关管导通或关断的控制信号，以使所述直流-直流控制电路从工作模式调整至非工作模式。

本发明的实施例的有益效果是：

上述方案中，通过检测直流-直流变换电路输出端的输出电压值，并根据直流-直流变换电路输出端的输出电压值，控制用于控制直流-直流变换电路中开关管导通或关断的控制信号进行间歇性的开启和关闭，实现直流-直流变换电路的间歇性工作。当直流-直流变换电路处于空载状态或者轻载状态时，可以控制直流-直流变换电路的输出电压稳定在预设范围内。

附图说明

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1表示本发明第一实施例的直流-直流变换电路的控制方法的流程图；

图2表示本发明的Boost电路的示意图；

图3表示本发明的直流-直流变换电路的输出电压的波形图；

图4表示本发明第二实施例的直流-直流变换电路的控制装置的框图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

第一实施例

如图1所示，本发明的实施例提供了一种直流-直流变换电路的控制方法，包括：

步骤101，获取直流-直流变换电路输出端的输出电压值。

该实施例中，实时采集直流-直流变换电路输出端的输出电压值，以便于确定当前直流-直流变换电路的输出电压情况。根据输出电压值，确定直流-直流变换电路的输出电压是否处于稳定状态。具体的，可以设置一电压传感器，实时获取直流-直流变换电路输出端的输出电压值。

步骤102，在所述输出电压值低于第一预设电压阈值，且所述直流-直流变换电路处于非工作模式时，将所述直流-直流变换电路调整至工作模式；在所述输出电压值高于第二预设电压阈值，且所述直流-直流变换电路处于工作模式时，将所述直流-直流变换电路调整至非工作模式，其中所述第一预设电压阈值小于所述第二预设电压阈值。

该实施例中，直流-直流变换电路的控制方法适用于升压型直流-直流变换电路，例如：升压式(Boost)电路以及衍生的单端反击式(Flyback)变换电路和图腾柱(Totempole)输出电路等。升降压型直流-直流变换电路，例如：LLC谐振半桥变换电路、LLC谐振全桥变换电路以及升降压式(Buck/Boost)电路。

其中，工作模式为直流-直流变换电路处于通路状态，即直流-直流变换电路中开关管处于交替导通和关断的状态；非工作模式为直流-直流变换电路处于开路状态，即直流-直流变换电路中全部开关管均处于关断的状态。

具体的，在直流-直流变换电路处于通路状态时，将输出电压与第二电压阈值进行比较。在输出电压大于第二电压阈值时，控制直流-直流变换电路的工作状态从通路状态调整为开路状态，此时电路放电，输出电压下降。在直流-直流变换电路处于开路状态时，将输出电压与第一电压阈值进行比较，当输出电压小于第一电压阈值时，控制直流-直流变换电路的工作状态从开路状态调整为通路状态，此时输出电压上升。因此，根据直流-直流变换电路输出端的输出电压值，控制直流-直流变换电路处于间歇性的通路状态和开路状态，从而得到稳定的输出电压，且输出电压稳定在第一电压阈值与第二电压阈值之间的电压范围内。

其中，所述获取直流-直流变换电路输出端的输出电压值的步骤，具体包括：在检测到直流-直流变换电路处于轻载状态或者空载状态时，获取所述直流-直流变换电路输出端的输出电压值。

该实施例中，针对直流-直流变换电路的处于轻载状态或者空载状态，其输出电压不能维持在稳定范围内，而是持续上升的情况，对直流-直流变换电路的工作状态进行控制。根据直流-直流变换电路输出端的输出电压值，控制直流-直流变换电路处于间歇性的通路状态和开路状态，从而得到稳定的输出电压，且输出电压稳定在第一电压阈值与第二电压阈值之间的电压范围内。

进一步地，在所述输出电压值低于第一预设电压阈值，且所述直流-直流变换电路处于非工作模式时，将所述直流-直流变换电路调整至工作模式的步骤，包括：

在所述输出电压值低于第一预设电压阈值，且所述直流-直流变换电路处于非工作模式时，触发控制所述直流-直流变换电路中开关管导通或关断的控制信号，以使所述直流-直流变换电路根据所述控制信号，从非工作模式调整至工作模式。

具体的，参见图2，示出了Boost电路的示意图。在输出端Uout的输出电压值低于第一预设电压阈值，且开关管S处于关断状态时，触发控制信号。控制信号控制开关管S处于交替性的导通和关断的状态，实现输出端Uout的电压上升。

其中，初始状态为设定开关管S断开很长时间，输出端Uout电压即电容C电压等于输入端Uin的电压。开关管S处于导通状态时，开关管S处用导线等效代替。这时，输入端Uin的输入电压流过电感L，电感L上的电流以一定的比率线性增加，电感L进行充电过程，实现储能。开关管S处于关断状态时，开关管S处等效为断路。由于电感L的电流保持特性，流经电感L的电流不会瞬间变为零，而是缓慢的从充电完毕时的值变为零，电感L进行放电过程，即电感L开始给电容C充电，电容两端的电压升高。输出端Uout电压高于输入端Uin的电压，即实现了升压。

进一步地，在所述输出电压值高于第二预设电压阈值，且所述直流-直流变换电路处于工作模式时，将所述直流-直流变换电路调整至非工作模式的步骤，包括：

在所述输出电压值高于第二预设电压阈值，且所述直流-直流变换电路处于工作模式时，关断控制所述直流-直流变换电路中开关管导通或关断的控制信号，以使所述直流-直流控制电路从工作模式调整至非工作模式。

具体的，当输出电压值高于第二预设电压阈值时，关断控制信号。这样，直流-直流变换电路中的开关管处于持续断开状态，电路处于放电状态，达到稳定状态时，输出端Uout电压即电容C电压等于输入端Uin的电压。其中，第二预设电压阈值大于输入端Uin的电压。

参见图3，示出了输出端Uout的电压波形。当输出端Uout的电压值小于第一预设电压阈值(Uref-ΔV2)时，开启控制信号，此时输出端Uout的电压值升高；当输出端Uout的电压值大于第二预设电压阈值(Uref+ΔV1)时，关闭控制信号，此时输出端Uout的电压值降低。其中Uref表示调整后的目标电压值，ΔV1和ΔV2表示误差值。因此，通过间歇性的控制该控制信号的开启和关闭，保证输出端Uout的电压稳定为目标电压值Uref。

这样，上述方案通过检测直流-直流变换电路输出端的输出电压值，并根据直流-直流变换电路输出端的输出电压值，控制用于控制直流-直流变换电路中开关管导通或关断的控制信号进行间歇性的开启和关闭，实现直流-直流变换电路的间歇性工作。当直流-直流变换电路处于空载状态或者轻载状态时，可以控制直流-直流变换电路的输出电压稳定在预设范围内。

第二实施例

如图4所示，本发明实施例还提供了一种直流-直流变换电路的控制装置，包括：

获取模块410，用于获取直流-直流变换电路输出端的输出电压值。

该实施例中，获取模块410实时采集直流-直流变换电路输出端的输出电压值，以便于确定当前直流-直流变换电路的输出电压情况。根据输出电压值，确定直流-直流变换电路的输出电压是否处于稳定状态。具体的，可以设置一电压传感器，实时获取直流-直流变换电路输出端的输出电压值。

控制模块420，用于在所述输出电压值低于第一预设电压阈值，且所述直流-直流变换电路处于非工作模式时，将所述直流-直流变换电路调整至工作模式；在所述输出电压值高于第二预设电压阈值，且所述直流-直流变换电路处于工作模式时，将所述直流-直流变换电路调整至非工作模式，其中所述第一预设电压阈值小于所述第二预设电压阈值。

该实施例中，直流-直流变换电路的控制方法适用于升压型直流-直流变换电路，例如：升压式(Boost)电路以及衍生的单端反击式(Flyback)变换电路和图腾柱(Totempole)输出电路等。升降压型直流-直流变换电路，例如：LLC谐振半桥变换电路、LLC谐振全桥变换电路以及升降压式(Buck/Boost)电路。

其中，工作模式为直流-直流变换电路处于通路状态，即直流-直流变换电路中开关管处于交替导通和关断的状态；非工作模式为直流-直流变换电路处于开路状态，即直流-直流变换电路中全部开关管均处于关断的状态。

具体的，在直流-直流变换电路处于通路状态时，控制模块420将输出电压与第二电压阈值进行比较。在输出电压大于第二电压阈值时，控制直流-直流变换电路的工作状态从通路状态调整为开路状态，此时电路放电，输出电压下降。在直流-直流变换电路处于开路状态时，控制模块420将输出电压与第一电压阈值进行比较，当输出电压小于第一电压阈值时，控制直流-直流变换电路的工作状态从开路状态调整为通路状态，此时输出电压上升。因此，根据直流-直流变换电路输出端的输出电压值，控制直流-直流变换电路处于间歇性的通路状态和开路状态，从而得到稳定的输出电压，且输出电压稳定在第一电压阈值与第二电压阈值之间的电压范围内。

其中，所述获取模块410具体用于在检测到直流-直流变换电路处于轻载状态或者空载状态时，获取所述直流-直流变换电路输出端的输出电压值。

该实施例中，针对直流-直流变换电路的处于轻载状态或者空载状态，其输出电压不能维持在稳定范围内，而是持续上升的情况，获取模块410对直流-直流变换电路的工作状态进行控制。根据直流-直流变换电路输出端的输出电压值，控制直流-直流变换电路处于间歇性的通路状态和开路状态，从而得到稳定的输出电压，且输出电压稳定在第一电压阈值与第二电压阈值之间的电压范围内。

其中，所述控制模块420包括：

触发单元421，用于在所述输出电压值低于第一预设电压阈值，且所述直流-直流变换电路处于非工作模式时，触发控制所述直流-直流变换电路中开关管导通或关断的控制信号，以使所述直流-直流变换电路根据所述控制信号，从非工作模式调整至工作模式。

具体的，参见图2，示出了Boost电路的示意图。在输出端Uout的输出电压值低于第一预设电压阈值，且开关管S处于关断状态时，触发单元421触发控制信号。控制信号控制开关管S处于交替性的导通和关断的状态，实现输出端Uout的电压上升。

其中，初始状态为设定开关管S断开很长时间，输出端Uout电压即电容C电压等于输入端Uin的电压。开关管S处于导通状态时，开关管S处用导线等效代替。这时，输入端Uin的输入电压流过电感L，电感L上的电流以一定的比率线性增加，电感L进行充电过程，实现储能。开关管S处于关断状态时，开关管S处等效为断路。由于电感L的电流保持特性，流经电感L的电流不会瞬间变为零，而是缓慢的从充电完毕时的值变为零，电感L进行放电过程，即电感L开始给电容C充电，电容两端的电压升高。输出端Uout电压高于输入端Uin的电压，即实现了升压。

其中，所述控制模块420包括：

关断单元422，用于在所述输出电压值高于第二预设电压阈值，且所述直流-直流变换电路处于工作模式时，关断控制所述直流-直流变换电路中开关管导通或关断的控制信号，以使所述直流-直流控制电路从工作模式调整至非工作模式。

具体的，当输出电压值高于第二预设电压阈值时，关断单元422关断控制信号。这样，直流-直流变换电路中的开关管处于持续断开状态，电路处于放电状态，达到稳定状态时，输出端Uout电压即电容C电压等于输入端Uin的电压。其中，第二预设电压阈值大于输入端Uin的电压。

参见图3，示出了输出端Uout的电压波形。当输出端Uout的电压值小于第一预设电压阈值(Uref-ΔV2)时，开启控制信号，此时输出端Uout的电压值升高；当输出端Uout的电压值大于第二预设电压阈值(Uref+ΔV1)时，关闭控制信号，此时输出端Uout的电压值降低。其中Uref表示调整后的目标电压值，ΔV1和ΔV2表示误差值。因此，通过间歇性的控制该控制信号的开启和关闭，保证输出端Uout的电压稳定为目标电压值Uref。

这样，上述方案通过检测直流-直流变换电路输出端的输出电压值，并根据直流-直流变换电路输出端的输出电压值，控制用于控制直流-直流变换电路中开关管导通或关断的控制信号进行间歇性的开启和关闭，实现直流-直流变换电路的间歇性工作。当直流-直流变换电路处于空载状态或者轻载状态时，可以控制直流-直流变换电路的输出电压稳定在预设范围内。

以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。