四开关管升降压变换器控制方法、装置、控制器及存储介质与流程

1.本申请涉及电力电子控制技术领域，具体而言，涉及一种四开关管升降压变换器控制方法、装置、控制器及存储介质。


背景技术：

2.dc
‑
dc(直流
‑
直流)变换器是一种直流电能转换为另一种直流电能的电力电子应用装置，可实现不同直流电压、电流等级间的变换，广泛应用于可再生能源、电力系统、工业控制等领域。通常，dc
‑
dc变换器都是单向工作的。随着科技的发展，很多应用场合都需要直流能量可以双向流动，如电池充放电系统、电动汽车、航天电源系统、不间断电源系统等，因此衍生了双向dc
‑
dc变换器。其中，由buck和boost变换器复合得到的四开关管buck
‑
boost(升降压)拓扑，因其具有结构简单、输入输出极性相同、端口电压可升可降等优点，适用于电压变化范围较宽的场合。
3.现有技术中，当四开关管buck
‑
boost变换器工作在双向模式时，通常采用单开关控制，同一时刻只有一个开关管动作。
4.但是，上述方法电感电流不连续且过冲大，并且单方向上只能实现升压或降压功能，从而导致控制效率较低。


技术实现要素：

5.本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种四开关管升降压变换器控制方法、装置、控制器及存储介质，以便于解决现有技术中存在的双向变换器控制效率较低的问题。
6.为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：
7.第一方面，本申请实施例提供了一种四开关管升降压变换器控制方法，应用于四开关管升降压变换器，所述四开关管升降压变换器由两个四开关管升降压电路并联构成，所述四开关管升降压变换器包括第一端口和第二端口，所述第一端口和所述第二端口分别用于连接负载和直流母线；所述方法包括：
8.获取目标端口的信号采样值，其中，所述目标端口包括所述第一端口和所述第二端口中的至少一个端口，所述信号采样值包括：电压采样值和电流采样值；
9.根据所述目标端口的信号采样值，以及预先获取的所述目标端口的预设信号值，生成控制信号，其中，所述预设信号值包括：预设电压值和预设电流值；
10.基于所述控制信号，生成开关管驱动信号，以驱动所述四开关管升降压变换器工作。
11.可选地，所述根据所述目标端口的信号采样值，以及预先获取的所述目标端口的预设信号值，生成控制信号，包括：
12.根据所述目标端口的信号采样值，以及预先获取的所述目标端口的预设信号值，确定所述目标端口的信号控制量，所述信号控制量包括：电压控制量和电流控制量；
13.根据所述目标端口的信号控制量，确定所述四开关管升降压变换器的电感电流的目标值，所述电感电流的目标值包括：第一电感电流的目标值和第二电感电流的目标值；
14.根据所述电感电流的目标值、以及所述电感电流的采样值，确定所述电感电流的控制量；
15.根据所述电感电流的控制量、以及预设的单载波，生成所述控制信号。
16.可选地，所述根据所述目标端口的信号采样值，以及预先获取的所述目标端口的预设信号值，确定所述目标端口的信号控制量，包括：
17.根据所述目标端口的信号采样值以及所述目标端口的预设信号值，确定所述目标端口的信号偏差量；
18.根据所述目标端口的信号偏差量，确定所述目标端口的信号控制量。
19.可选地，所述电感电流的方向为从所述第二端口至所述第一端口的方向；
20.所述根据所述目标端口的信号控制量，确定所述四开关管升降压变换器的电感电流的目标值，包括：
21.若所述升降压变换器的工作模式为所述第二端口至所述第一端口的单向工作模式，则根据所述第一端口的信号控制量，确定电感电流的目标值；
22.若所述升降压变换器的工作模式为所述第一端口至所述第二端口的单向工作模式，则根据所述第二端口的信号控制量，确定电感电流的目标值；
23.若所述升降压变换器的工作模式为所述第一端口与所述第二端口的双向工作模式，则根据所述第一端口的信号控制量和所述第二端口的信号控制量，确定电感电流的目标值。
24.可选地，所述根据所述第一端口的信号控制量，确定电感电流的目标值，包括：
25.将所述第一端口的电压控制量和电流控制量进行比对；
26.确定所述第一端口的电压控制量和电流控制量中最小值作为所述第一电感电流的目标值以及所述第二电感电流的目标值。
27.可选地，所述根据所述第二端口的信号控制量，确定电感电流的目标值，包括：
28.将所述第二端口的电压控制量和电流控制量进行比对；
29.确定所述第二端口的电压控制量和电流控制量中最大值作为所述第一电感电流的目标值以及所述第二电感电流的目标值。
30.可选地，所述根据所述第一端口的信号控制量和所述第二端口的信号控制量，确定电感电流的目标值，包括：
31.确定所述第一端口的电压控制量和电流控制量中最小值为第一控制量；
32.确定所述第二端口的电压控制量和电流控制量中最大值为第二控制量；
33.将所述第一控制量与所述第二控制量中的最小值作为所述第一电感电流的目标值以及所述第二电感电流的目标值。
34.可选地，所述根据所述电感电流的目标值、以及所述电感电流的采样值，确定所述电感电流的控制量，包括：
35.根据所述第一电感电流的目标值以及所述第一电感电流的采样值，确定所述第一电感电流的偏差量；
36.根据所述第一电感电流的偏差量，确定所述第一电感电流的控制量；
37.根据所述第二电感电流的目标值以及所述第二电感电流的采样值，确定所述第二电感电流的偏差量；
38.根据所述第二电感电流的偏差量，确定所述第二电感电流的控制量。
39.可选地，所述根据所述目标端口的信号采样值，以及预先获取的所述目标端口的预设信号值，生成控制信号之前，所述方法还包括：
40.根据接收的用户的控制指令，确定所述升降压变换器的工作模式；
41.根据所述升降压变换器的工作模式，确定所述目标端口的预设信号值。
42.第二方面，本申请实施例还提供了一种四开关管升降压变换器控制装置，应用于四开关管升降压变换器，所述四开关管升降压变换器由两个四开关管升降压电路并联构成，所述四开关管升降压变换器包括第一端口和第二端口，所述第一端口和所述第二端口分别用于连接负载和直流母线；所述装置包括：获取模块、生成模块、驱动模块；
43.所述获取模块，用于获取目标端口的信号采样值，其中，所述目标端口包括所述第一端口和所述第二端口中的至少一个端口，所述信号采样值包括：电压采样值和电流采样值；
44.所述生成模块，根据所述目标端口的信号采样值，以及预先获取的所述目标端口的预设信号值，生成控制信号，其中，所述预设信号值包括：预设电压值和预设电流值；
45.所述驱动模块，用于基于所述控制信号，生成开关管驱动信号，以驱动所述四开关管升降压变换器工作。
46.可选地，所述生成模块，具体用于根据所述目标端口的信号采样值，以及预先获取的所述目标端口的预设信号值，确定所述目标端口的信号控制量，所述信号控制量包括：电压控制量和电流控制量；根据所述目标端口的信号控制量，确定所述四开关管升降压变换器的电感电流的目标值，所述电感电流的目标值包括：第一电感电流的目标值和第二电感电流的目标值；根据所述电感电流的目标值、以及所述电感电流的采样值，确定所述电感电流的控制量；根据所述电感电流的控制量、以及预设的单载波，生成所述控制信号。
47.可选地，所述生成模块，具体用于根据所述目标端口的信号采样值以及所述目标端口的预设信号值，确定所述目标端口的信号偏差量；根据所述目标端口的信号偏差量，确定所述目标端口的信号控制量。
48.可选地，所述电感电流的方向为从所述第二端口至所述第一端口的方向；
49.可选地，所述生成模块，具体用于若所述升降压变换器的工作模式为所述第二端口至所述第一端口的单向工作模式，则根据所述第一端口的信号控制量，确定电感电流的目标值；若所述升降压变换器的工作模式为所述第一端口至所述第二端口的单向工作模式，则根据所述第二端口的信号控制量，确定电感电流的目标值；若所述升降压变换器的工作模式为所述第一端口与所述第二端口的双向工作模式，则根据所述第一端口的信号控制量和所述第二端口的信号控制量，确定电感电流的目标值。
50.可选地，所述生成模块，具体用于将所述第一端口的电压控制量和电流控制量进行比对；确定所述第一端口的电压控制量和电流控制量中最小值作为所述第一电感电流的目标值以及所述第二电感电流的目标值。
51.可选地，所述生成模块，具体用于将所述第二端口的电压控制量和电流控制量进行比对；确定所述第二端口的电压控制量和电流控制量中最大值作为所述第一电感电流的
目标值以及所述第二电感电流的目标值。
52.可选地，所述生成模块，具体用于确定所述第一端口的电压控制量和电流控制量中最小值为第一控制量；确定所述第二端口的电压控制量和电流控制量中最大值为第二控制量；将所述第一控制量与所述第二控制量中的最小值作为所述第一电感电流的目标值以及所述第二电感电流的目标值。
53.可选地，所述生成模块，具体用于根据所述第一电感电流的目标值以及所述第一电感电流的采样值，确定所述第一电感电流的偏差量；根据所述第一电感电流的偏差量，确定所述第一电感电流的控制量；根据所述第二电感电流的目标值以及所述第二电感电流的采样值，确定所述第二电感电流的偏差量；根据所述第二电感电流的偏差量，确定所述第二电感电流的控制量。
54.可选地，所述装置还包括：确定模块；
55.所述确定模块，用于根据接收的用户的控制指令，确定所述升降压变换器的工作模式；根据所述升降压变换器的工作模式，确定所述目标端口的预设信号值。
56.第三方面，本申请实施例提供了一种控制器，包括：处理器、存储介质和总线，存储介质存储有处理器可执行的机器可读指令，当控制器运行时，处理器与存储介质之间通过总线通信，处理器执行机器可读指令，以执行时执行如第一方面中提供的四开关管升降压变换器控制方法的步骤。
57.第四方面，本申请实施例提供了一种存储介质，该存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如第一方面提供的四开关管升降压变换器控制方法的步骤。
58.本申请的有益效果是：
59.本申请提供一种四开关管升降压变换器控制方法、装置、控制器及存储介质，该方法包括：获取目标端口的信号采样值，其中，目标端口包括第一端口和第二端口中的至少一个端口，信号采样值包括：电压采样值和电流采样值；根据目标端口的信号采样值，以及预先获取的目标端口的预设信号值，生成控制信号，其中，预设信号值包括：预设电压值和预设电流值；基于控制信号，生成开关管驱动信号，以驱动四开关管升降压变换器工作。本方案中，通过配置目标端口的预设信号值，从而可根据目标端口的信号采样值和预设信号值，生成控制信号，以通过控制信号所生成的开关管驱动信号控制四开关管升降压变换器中各开关管s1
‑
s8的通断，以使得目标端口的信号采样值跟随目标端口的预设信号值，直至达到预设信号值，以实现了变换器能量流动的实时切换。由于本方案中是通过配置端口的预设信号值，通过预设信号值调节信号采样值，实现能量流动的实时切换，控制方法操作方便、能够实现快速、平滑的双向切换，提高了能量控制效率。
60.另外，采用两路电感电流内环平均控制，电流控制环可以看作一个新的等效一阶功率级，实现电流自动调节，当并联的两路升降压电路不均流时，通过本方案的控制方法还能够很好的实现均流效果。
附图说明
61.为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对
范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
62.图1为本申请实施例提供的四开关管升降压变换器的电路结构示意图；
63.图2为本申请实施例提供的一种四开关管升降压变换器控制方法的流程示意图；
64.图3为本申请实施例提供的另一种四开关管升降压变换器控制方法的流程示意图；
65.图4为本申请实施例提供的又一种四开关管升降压变换器控制方法的流程示意图；
66.图5为本申请实施例提供的又一种四开关管升降压变换器控制方法的流程示意图；
67.图6为本申请实施例提供的另一种四开关管升降压变换器控制方法的流程示意图；
68.图7为本申请实施例提供的又一种四开关管升降压变换器控制方法的流程示意图；
69.图8为本申请实施例提供的又一种四开关管升降压变换器控制方法的流程示意图；
70.图9为本申请实施例提供的又一种四开关管升降压变换器控制方法的流程示意图；
71.图10为本申请实施例提供的另一种四开关管升降压变换器控制方法的流程示意图；
72.图11为本申请实施例提供的一种四开关管升降压变换器控制装置的示意图；
73.图12为本申请实施例提供的控制器的结构示意图。
具体实施方式
74.为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，本申请中附图仅起到说明和描述的目的，并不用于限定本申请的保护范围。另外，应当理解，示意性的附图并未按实物比例绘制。本申请中使用的流程图示出了根据本申请的一些实施例实现的操作。应该理解，流程图的操作可以不按顺序实现，没有逻辑的上下文关系的步骤可以反转顺序或者同时实施。此外，本领域技术人员在本申请内容的指引下，可以向流程图添加一个或多个其他操作，也可以从流程图中移除一个或多个操作。
75.另外，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
76.需要说明的是，本申请实施例中将会用到术语“包括”，用于指出其后所声明的特征的存在，但并不排除增加其它的特征。
77.直流
‑
直流(dc
‑
dc)变换器是一种直流电能转换为另一种直流电能的电力电子应
用装置，可实现不同直流电压、电流等级间的变换，广泛应用于可再生能源、电力系统、工业控制等领域。
78.通常，dc
‑
dc变换器都是单向工作的。随着科技的发展，很多应用场合都需要直流能量可以双向流动，如电池充放电系统、电动汽车、航天电源系统、不间断电源系统等，因此衍生了双向dc
‑
dc变换器。双向dc
‑
dc变换器是指在输入、输出两端电压极性都不变的条件下，依据实际需求来改变输入、输出电流方向，是一种典型的“一机两用”设备。
79.对于功率流的双向传递，一是将两个单向dc
‑
dc变换器反并联连接后，可以实现功率流的双向传递，但存在元器件数目多、功率密度低、电路利用率差、以及在能量方向切换时响应速度较慢等缺点；二是外加其他设备控制单向变换器的能量双向流动，此方法可靠性低、能量切换不连续，需停止变换器工作以便切换设备方向。相较于以上方法，双向dc
‑
dc变换器不仅能提高功率密度、可靠性好，也可以使得功率在两个方向进行更快速地切换，具有效率高、动态性能好等优势。
80.在众多双向dc
‑
dc拓扑中，由buck(降压)和boost(升压)变换器复合得到的双开关管升降压(buck
‑
boost)变换器，并将二极管用开关器件代替，得到的四开关管buck
‑
boost拓扑应用最为广泛，其具有结构简单、输入输出极性相同、端口电压可升可降等优点，适用于电压变化范围较宽的场合。
81.现有技术中，当四开关管buck
‑
boost变换器工作在双向模式时，有多种控制方案。一是采用单开关控制，同一时刻只有一个开关管动作，开关损耗小，但电感电流不连续且过冲大，并且单方向上只能实现升压或降压功能；二是采用四开关控制，左右两桥臂四个开关管同时动作，电感电流连续且过冲小，动态性能较好，单方向上能实现升降压功能，但存在开关损耗大、效率低等缺点。
82.基于上述现有技术存在的问题，本申请提供了一种四开关管升降压变换器控制方法，其核心思想：为通过配置目标端口的预设信号值，从而可根据目标端口的信号采样值和预设信号值，生成控制信号，以根据控制信号控制变换器的开关管通断，从而使得目标端口的信号采样值跟随目标端口的预设信号值，直至达到预设信号值，以实现了变换器能量流动的快速、平滑的实时双向切换。
83.如下将通过多个具体实施例对本申请所提供的四开关管升降压变换器控制方法的具体步骤和有益效果进行详细说明。
84.图1为本申请实施例提供的四开关管升降压变换器的电路结构示意图；图2为本申请实施例提供的一种四开关管升降压变换器控制方法的流程示意图；可选地，本申请所提供的四开关管升降压变换器控制方法，可应用于四开关管升降压变换器中。
85.如图1所示，该四开关管升降压变换器可由两个四开关管升降压电路并联构成，形成两路交错并联四开关管升降压变换器结果结构。其中包括由开关管s1、s2、s3、s4以及电感l1、电容c1组成的一个四开关管升降压电路，还包括由s5、s6、s7、s8以及电感l2、电容c2组成的另一个四开关管升降压电路。可选地，开关管s1
‑
s8可以是igbt(绝缘栅双极型晶体管：insulated gate bipolar transistor)。如图1所示，四开关管升降压变换器可包括第一端口(a端口)和第二端口(b端口)，本实施例中，可定义第一端口为电池侧，用于连接负载，例如：连接各种充电设备：电动车、电动汽车等。定义第二端口为直流母线侧，用于接收外部直流电网的输入。该变换器既可通过第二端口所输入的直流电向第一端口所连接的负
载进行充电，也可以通过第一端口所连接的负载向第二端口的直流母线进行充电，从而实现能量的双向流动。
86.当然，第一端口和第二端口也可以根据需求更换定义，若需更换端口定义需更换程序中不同接口对应的限幅值大小，从而实现端口的灵活控制。
87.可选地，本申请中采用两路交错并联四开关管升降压变换器结构，通过控制每条支路电感的充放电交错进行，进而让两条支路的电流相互抵消来达到减小合路电流纹波的效果，同时减少了滤波电容个数，从而有效提高了功率密度。
88.如图2所示，本申请所提供的四开关管升降压变换器控制方法可包括：
89.s201、获取目标端口的信号采样值，其中，目标端口包括第一端口和第二端口中的至少一个端口，信号采样值包括：电压采样值和电流采样值。
90.可选地，可在变换器工作的过程中实时的采集获取目标端口的信号采样值，其中包括电压采样值和电流采样值，随着变换器的不断运行，电压采样值和电流采样值会由0不断的增大。
91.s202、根据目标端口的信号采样值，以及预先获取的目标端口的预设信号值，生成控制信号，其中，预设信号值包括：预设电压值和预设电流值。
92.通常，双向变换器可工作在三种模式下：第二端口至第一端口的单向工作模式(由第二端口向第一端口充电)、第一端口至第二端口的单向工作模式(由第一端口向第二端口充电)、或者第一端口和第二端口的双向工作模式(在由第二端口向第一端口充电的过程中实时切换至由第一端口向第二端口充电)。
93.可选地，对于任意一种工作模式，均可根据目标端口的信号采样值以及预先获取的目标端口的预设信号值，生成控制信号，以使得目标端口的信号采样值能够跟随目标端口的预设信号值，直至达到预设信号值，从而实现持续稳定充电。
94.s203、基于控制信号，生成开关管驱动信号，以驱动四开关管升降压变换器工作。
95.可选地，根据上述获取的控制信号，可以生成开关管驱动信号，从而可根据开关管驱动信号控制四开关管升降压变换器中各开关管的通断，以驱动四开关管升降压变换器工作在目标模式下。
96.在一种可实现的方式中，本申请方法的执行主体可以是控制器，控制器可以集成于处理器芯片中(例如：dsp、fpga等)，也可以为独立的控制器，控制器可与驱动电路连接，而驱动电路可以与四开关管升降压变换器连接，控制器可根据输入的目标端口的信号采样值和预设信号值，计算生成控制信号，将控制信号输出至驱动电路，以通过驱动电路生成开关管驱动信号，从而根据开关管驱动信号驱动四开关管升降压变换器工作。
97.综上，本实施例所提供的四开关管升降压变换器控制方法，包括：获取目标端口的信号采样值，其中，目标端口包括第一端口和第二端口中的至少一个端口，信号采样值包括：电压采样值和电流采样值；根据目标端口的信号采样值，以及预先获取的目标端口的预设信号值，生成控制信号，其中，预设信号值包括：预设电压值和预设电流值；基于控制信号，生成开关管驱动信号，以驱动四开关管升降压变换器工作。本方案中，通过配置目标端口的预设信号值，从而可根据目标端口的信号采样值和预设信号值，生成控制信号，以通过控制信号所生成的开关管驱动信号控制四开关管升降压变换器中各开关管s1
‑
s8的通断，以使得目标端口的信号采样值跟随目标端口的预设信号值，直至达到预设信号值，以实现
了变换器能量流动的实时切换。由于本方案中是通过配置端口的预设信号值，通过预设信号值调节信号采样值，实现能量流动的实时切换，控制方法操作方便、能够实现快速、平滑的双向切换，提高了能量控制效率。
98.图3为本申请实施例提供的另一种四开关管升降压变换器控制方法的流程示意图；可选地，如图3所示，上述步骤s202中，根据目标端口的信号采样值，以及预先获取的目标端口的预设信号值，生成控制信号，可以包括：
99.s301、根据目标端口的信号采样值，以及预先获取的目标端口的预设信号值，确定目标端口的信号控制量，信号控制量包括：电压控制量和电流控制量。
100.可选地，可根据目标端口的信号采样值和预设信号值，采用预设的控制量算法，计算得到目标端口的信号控制量。
101.在一些实施例中，本方案中的目标端口的预设信号值可根据用户的需求得到。例如：用户想要对电动车进行充电，且要求充电电压为300v，电流为20a，那么，此时可知道变换器是工作在第二端口向第一端口充电的模式下，且第一端口的预设电压值为300v，预设电流值为20a，基于此，则可通过给四开关管升降压变换器配置预设电压值和预设电流值，并根据所配置的预设电压值和预设电流值以及电压采样值和电流采样值，生成控制信号，从而基于控制信号所生成的开关管驱动信号，驱动四开关管升降压变换器工作在由第二端口向第一端口充电的模式下，以实现能量流动。
102.s302、根据目标端口的信号控制量，确定四开关管升降压变换器的电感电流的目标值，电感电流的目标值包括：第一电感电流的目标值和第二电感电流的目标值。
103.可选地，当四开关管升降压变换器工作在不同模式下时，可分别根据第一端口或者第二端口或者第一端口和第二端口的信号控制量，确定四开关管升降压变换器中电感电流的目标值。其中，第一电感电流的目标值和第二电感电流的目标值相同，均取根据目标端口的信号控制量所确定的目标值。
104.s303、根据电感电流的目标值、以及电感电流的采样值，确定电感电流的控制量。
105.与上述信号控制量的计算类似，同样可以根据电感电流的目标值以及电感电流的采样值，采用预设的控制量算法，计算得到电感电流的控制量，其中，电感电流的采样值也可以是在变换器工作过程中实时采集的。
106.s304、根据电感电流的控制量、以及预设的单载波，生成控制信号。
107.在一些实施例中，通过获取的电感电流控制量，即可得到信号占空比，从而可根据占空比与变换器设定工作频率ts下控制器输出的三角波(单载波)进行比较产生两路pwm(脉冲宽度调制)信号，也即上述的控制信号。两路pwm信号通过配置产生t/2的相移，形成交错结构。
108.本申请中整体控制结构采用外环(端口电压电流双环竞争)+内环(电感电流环)双环嵌套控制，能够实现快速的、平滑的实时双向切换。双环嵌套控制取端口电压和电感电流两种反馈信号实现了最优控制规律；电压外环可以实现电压的自动调节及输出值可以限制功率开关管的最大电流值；电流内环可以实现电流的自动调节。
109.图4为本申请实施例提供的又一种四开关管升降压变换器控制方法的流程示意图。可选地，如图4所示，上述步骤s301中，根据目标端口的信号采样值，以及预先获取的目标端口的预设信号值，确定目标端口的信号控制量，可以包括：
110.s401、根据目标端口的信号采样值以及目标端口的预设信号值，确定目标端口的信号偏差量。
111.通常，目标端口的信号采样值会从0逐渐增大直至达到目标端口的预设信号值，而并非直接跳变到预设信号值，可以根据目标端口的信号采样值以及目标端口的预设信号值，计算目标端口的信号偏差量。
112.可选地，可将目标端口的信号采样值和预设信号值相减，得到目标端口的信号偏差量。
113.s402、根据目标端口的信号偏差量，确定目标端口的信号控制量。
114.本实施例中，控制器可根据目标端口的信号偏差量，将偏差的比例和积分通过线性组合构成目标端口的信号控制量。由于是对目标端口的信号控制量进行计算，控制器可以配置外环控制所需的相应参数，以进行外环控制量的计算。
115.可选地，本申请中，电感电流的方向为从第二端口至第一端口的方向；也即，可以设定从第二端口向第一端口充电时的电感电流的方向为参考正方向。当然，实际应用中，也可以灵活调整所定义的参考方向。
116.图5为本申请实施例提供的又一种四开关管升降压变换器控制方法的流程示意图；如图5所示，上述步骤s302中，根据目标端口的信号控制量，确定四开关管升降压变换器的电感电流的目标值，可以包括：
117.s501、若升降压变换器的工作模式为第二端口至第一端口的单向工作模式，则根据第一端口的信号控制量，确定电感电流的目标值。
118.可选地，当升降压变换器工作在单向工作模式下时(第一端口至第二端口的单向工作模式和第二端口至第一端口的单向工作模式)，则仅考虑输出端的信号控制量，以根据输出端的信号控制量，确定电感电流的目标值。而当升降压变换器工作在第一端口至第二端口的双向工作模式下时，则需要根据第一端口和第二端口的信号控制量，确定电感电流的目标值。
119.在一些情况下，当根据用户的需求(用户需要给自己的电动车进行充电等)，确定升降压变换器工作在第二端口至第一端口的单向工作模式时，此时输出端则为第一端口，那么，可根据第一端口的信号控制量，确定电感电流的目标值。
120.s502、若升降压变换器的工作模式为第一端口至第二端口的单向工作模式，则根据第二端口的信号控制量，确定电感电流的目标值。
121.在另一些情况下，当根据用户的需求(用户通过自己的电动车为直流母线充电等)，确定升降压变换器工作在第一端口至第二端口的单向工作模式时，此时输出端则为第二端口，那么，可根据第二端口的信号控制量，确定电感电流的目标值。
122.s503、若升降压变换器的工作模式为第一端口与第二端口的双向工作模式，则根据第一端口的信号控制量和第二端口的信号控制量，确定电感电流的目标值。
123.还有一些情况下，根据用户的需求，用户需要为自己的电动车进行充电，而当充电达到一定值时，为了保证母线侧的用电需求，又切换至通过电动车为直流母线充电，则可确定升降压变换器工作在第一端口与第二端口的双向工作模式，则可根据第一端口的信号控制量和第二端口的信号控制量，确定电感电流的目标值。
124.图6为本申请实施例提供的另一种四开关管升降压变换器控制方法的流程示意
图；可选地，如图6所示，上述步骤s501中，根据第一端口的信号控制量，确定电感电流的目标值，可以包括：
125.s601、将第一端口的电压控制量和电流控制量进行比对。
126.可选地，可通过第一端口的电压采样值和预设电压值，得到第一端口的电压偏差量，根据第一端口的电压偏差量，将电压偏差量的比例和积分通过线性组合构成电压控制量。
127.同样的，可通过第一端口的电流采样值和预设电流值，得到第一端口的电流偏差量，根据第一端口的电流偏差量，将电流偏差量的比例和积分通过线性组合构成电流控制量。
128.本实施例中，在第二端口至第一端口的单向工作模式下，电感电流的方向与上述的参考正方向同向，即第一端口的电压环和电流环两环路的控制量竞争取小作为电感电流的目标值。
129.s602、确定第一端口的电压控制量和电流控制量中最小值作为第一电感电流的目标值以及第二电感电流的目标值。
130.可选地，通过将第一端口的电压控制量和电流控制量比对取小，将较小的控制量作为电感电流的目标值。如图1可知，本申请的四开关管升降压变换器包括第一电感电流和第二电感电流，那么，可将上述比对取小的结果作为第一电感电流和第二电感电流的目标值。
131.图7为本申请实施例提供的又一种四开关管升降压变换器控制方法的流程示意图；可选地，如图7所示，上述步骤s502中，根据第二端口的信号控制量，确定电感电流的目标值，可以包括：
132.s701、将第二端口的电压控制量和电流控制量进行比对。
133.可选地，可通过第二端口的电压采样值和预设电压值，得到第二端口的电压偏差量，根据第二端口的电压偏差量，将电压偏差量的比例和积分通过线性组合构成电压控制量。
134.同样的，可通过第二端口的电流采样值和预设电流值，得到第二端口的电流偏差量，根据第二端口的电流偏差量，将电流偏差量的比例和积分通过线性组合构成电流控制量。
135.本实施例中，在第一端口至第二端口的单向工作模式下，电感电流的方向与上述的参考正方向相反，即第一端口的电压环和电流环两环路的控制量竞争取大作为电感电流的目标值。
136.s702、确定第二端口的电压控制量和电流控制量中最大值作为第一电感电流的目标值以及第二电感电流的目标值。
137.可选地，通过将第二端口的电压控制量和电流控制量比对取大，将较大的控制量作为电感电流的目标值。那么，可将上述比对取大的结果作为第一电感电流和第二电感电流的目标值。
138.图8为本申请实施例提供的又一种四开关管升降压变换器控制方法的流程示意图；可选地，如图8所示，上述步骤s503中，根据第一端口的信号控制量和第二端口的信号控制量，确定电感电流的目标值，可以包括：
139.s801、确定第一端口的电压控制量和电流控制量中最小值为第一控制量。
140.s802、确定第二端口的电压控制量和电流控制量中最大值为第二控制量。
141.s803、将第一控制量与第二控制量中的最小值作为第一电感电流的目标值以及第二电感电流的目标值。
142.可选地，可将上述步骤s602中比对得到的控制量作为第一控制量，将上述步骤s702中比对得到的控制量作为第二控制量。从而可根据第一控制量和第二控制量，将第一控制量和第二控制量中较小的控制量作为第一电感电流的目标值以及第二电感电流的目标值。
143.图9为本申请实施例提供的又一种四开关管升降压变换器控制方法的流程示意图；可选地，如图9所示，上述步骤s303中，根据电感电流的目标值、以及电感电流的采样值，确定电感电流的控制量，可以包括：
144.s901、根据第一电感电流的目标值以及第一电感电流的采样值，确定第一电感电流的偏差量。
145.与上述对于目标端口的信号控制量的计算过程类似。本实施例中，可先根据第一电感电流的目标值以及第一电感电流的采样值进行减法运算，得到第一电感电流的偏差量。
146.s902、根据第一电感电流的偏差量，确定第一电感电流的控制量。
147.根据第一电感电流的偏差量，将偏差量的比例和积分通过线性组合构成第一电感电流的控制量。可选地，由于是对电感电流内环的控制量进行计算，控制器可配置内环控制所需的相关参数，以进行内环控制量的计算。
148.需要说明的是，根据偏差量确定控制量所采用的计算公式为现有的常规公式，此处仅进行简单应用。
149.s903、根据第二电感电流的目标值以及第二电感电流的采样值，确定第二电感电流的偏差量。
150.同样的，可先根据第二电感电流的目标值以及第二电感电流的采样值进行减法运算，得到第二电感电流的偏差量。
151.s904、根据第二电感电流的偏差量，确定第二电感电流的控制量。
152.根据第二电感电流的偏差量，将偏差量的比例和积分通过线性组合构成第二电感电流的控制量。
153.得到的第一电感电流的控制量以及第二电感电流的控制量，即可作为第一占空比和第二占空比。此占空比的限幅值则通过电感电流所能承受最大最小值决定，假设最大值为a，最小值为b，也即占空比的取值范围为a～b。
154.在一种可实现的方式中，可根据单载波
‑
双调制控制策略，将计算出的两个占空比(双调制)与变换器设定工作频率ts下控制器输出的三角波(单载波)比较产生两路pwm信号，两路pwm信号通过配置产生t/2的相移，形成交错结构，此pwm信号通过驱动电路生成开关管驱动信号，驱动变换器工作。
155.图10为本申请实施例提供的另一种四开关管升降压变换器控制方法的流程示意图；可选地，如图10所示，上述步骤s202中，根据目标端口的信号采样值，以及预先获取的目标端口的预设信号值，生成控制信号之前，本申请的方法还可包括：
156.s1001、根据接收的用户的控制指令，确定升降压变换器的工作模式。
157.s1002、根据升降压变换器的工作模式，确定目标端口的预设信号值。
158.本实施例中对于目标端口的预设信号值的确定进行说明。可选地，可根据接收的用户的控制指令，确定升降压变换器工作在单向工作模式还是双向工作模式。其中，用户的控制指令可包括：充电需求、充电信号值、充放电方式。例如：根据用户的控制指令，确定用户需要对自己的电动车进行充电，且充电电压为200v、电流为20a，由此可确定升降压变换器工作在第二端口至第二端口的单向工作模式，预设的电压信号值为200v，预设的电流信号值为20a，由于仅考虑输出端口的信号值，则可为控制器配置第一端口的预设信号值(200v，20a)，从而可根据第一端口的预设信号值和信号采样值，进行计算，确定控制信号，以控制变换器工作在第二端口至第二端口的单向工作模式下。
159.在一些情况下，当用户的控制指令中包括充放电方式时，例如：用户需求恒压充电200v，则可直接根据配置的第一端口的电压信号值和电压采样值，计算电压控制量，将电压控制量作为电感电流的目标值以得到控制信号。
160.可选地，充电方式可包括：恒压充放电、恒流充放电和恒功率充放电，可以根据不同的充放电方式，适应性的改变控制器的输入参数，以精准的计算控制信号，实现变换器的任意模式工作。
161.在一些可实现的方式中，本申请中采用两路电感电流内环平均控制，电流控制环可以看作一个新的等效一阶功率级，实现电流自动调节，所以当并联的两路升降压电路不均流时，通过本方案的控制方法还能够很好的实现均流效果。
162.综上，本申请提供的四开关管升降压变换器控制方法，包括：获取目标端口的信号采样值，其中，目标端口包括第一端口和第二端口中的至少一个端口，信号采样值包括：电压采样值和电流采样值；根据目标端口的信号采样值，以及预先获取的目标端口的预设信号值，生成控制信号，其中，预设信号值包括：预设电压值和预设电流值；基于控制信号，生成开关管驱动信号，以驱动四开关管升降压变换器工作。本方案中，通过配置目标端口的预设信号值，从而可根据目标端口的信号采样值和预设信号值，生成控制信号，以通过控制信号所生成的开关管驱动信号控制四开关管升降压变换器中各开关管s1
‑
s8的通断，以使得目标端口的信号采样值跟随目标端口的预设信号值，直至达到预设信号值，以实现了变换器能量流动的实时切换。由于本方案中是通过配置端口的预设信号值，通过预设信号值调节信号采样值，实现能量流动的实时切换，控制方法操作方便、能够实现快速、平滑的双向切换，提高了能量控制效率。
163.另外，采用两路电感电流内环平均控制，电流控制环可以看作一个新的等效一阶功率级，实现电流自动调节，当并联的两路升降压电路不均流时，通过本方案的控制方法还能够很好的实现均流效果。
164.下述对用以执行本申请所提供的四开关管升降压变换器控制方法的装置、设备及存储介质等进行说明，其具体的实现过程以及技术效果参见上述，下述不再赘述。
165.图11为本申请实施例提供的一种四开关管升降压变换器控制装置的示意图，该四开关管升降压变换器控制装置实现的功能对应上述方法执行的步骤。该四开关管升降压变换器控制装置，应用于四开关管升降压变换器，所述四开关管升降压变换器由两个四开关管升降压电路并联构成，所述四开关管升降压变换器包括第一端口和第二端口，所述第一
端口和所述第二端口分别用于连接负载和直流母线；如图11所示，该装置可包括：获取模块110、生成模块120、驱动模块130；
166.获取模块110，用于获取目标端口的信号采样值，其中，目标端口包括第一端口和第二端口中的至少一个端口，信号采样值包括：电压采样值和电流采样值；
167.生成模块120，根据目标端口的信号采样值，以及预先获取的目标端口的预设信号值，生成控制信号，其中，预设信号值包括：预设电压值和预设电流值；
168.驱动模块130，用于基于控制信号，生成开关管驱动信号，以驱动四开关管升降压变换器工作。
169.可选地，生成模块120，具体用于根据目标端口的信号采样值，以及预先获取的目标端口的预设信号值，确定目标端口的信号控制量，信号控制量包括：电压控制量和电流控制量；根据目标端口的信号控制量，确定四开关管升降压变换器的电感电流的目标值，电感电流的目标值包括：第一电感电流的目标值和第二电感电流的目标值；根据电感电流的目标值、以及电感电流的采样值，确定电感电流的控制量；根据电感电流的控制量、以及预设的单载波，生成控制信号。
170.可选地，生成模块120，具体用于根据目标端口的信号采样值以及目标端口的预设信号值，确定目标端口的信号偏差量；根据目标端口的信号偏差量，确定目标端口的信号控制量。
171.可选地，电感电流的方向为从第二端口至第一端口的方向；
172.可选地，生成模块120，具体用于若升降压变换器的工作模式为第二端口至第一端口的单向工作模式，则根据第一端口的信号控制量，确定电感电流的目标值；若升降压变换器的工作模式为第一端口至第二端口的单向工作模式，则根据第二端口的信号控制量，确定电感电流的目标值；若升降压变换器的工作模式为第一端口与第二端口的双向工作模式，则根据第一端口的信号控制量和第二端口的信号控制量，确定电感电流的目标值。
173.可选地，生成模块120，具体用于将第一端口的电压控制量和电流控制量进行比对；确定第一端口的电压控制量和电流控制量中最小值作为第一电感电流的目标值以及第二电感电流的目标值。
174.可选地，生成模块120，具体用于将第二端口的电压控制量和电流控制量进行比对；确定第二端口的电压控制量和电流控制量中最大值作为第一电感电流的目标值以及第二电感电流的目标值。
175.可选地，生成模块120，具体用于确定第一端口的电压控制量和电流控制量中最小值为第一控制量；确定第二端口的电压控制量和电流控制量中最大值为第二控制量；将第一控制量与第二控制量中的最小值作为第一电感电流的目标值以及第二电感电流的目标值。
176.可选地，生成模块120，具体用于根据第一电感电流的目标值以及第一电感电流的采样值，确定第一电感电流的偏差量；根据第一电感电流的偏差量，确定第一电感电流的控制量；根据第二电感电流的目标值以及第二电感电流的采样值，确定第二电感电流的偏差量；根据第二电感电流的偏差量，确定第二电感电流的控制量。
177.可选地，该装置还包括：确定模块；
178.确定模块，用于根据接收的用户的控制指令，确定升降压变换器的工作模式；根据
升降压变换器的工作模式，确定目标端口的预设信号值。
179.上述装置用于执行前述实施例提供的方法，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
180.以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(application specific integrated circuit，简称asic)，或，一个或多个微处理器(digital singnal processor，简称dsp)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(field programmable gate array，简称fpga)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(central processing unit，简称cpu)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统(system
‑
on
‑
a
‑
chip，简称soc)的形式实现。
181.上述模块可以经由有线连接或无线连接彼此连接或通信。有线连接可以包括金属线缆、光缆、混合线缆等，或其任意组合。无线连接可以包括通过lan、wan、蓝牙、zigbee、或nfc等形式的连接，或其任意组合。两个或更多个模块可以组合为单个模块，并且任何一个模块可以分成两个或更多个单元。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考方法实施例中的对应过程，本申请中不再赘述。
182.需要说明的是，以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(application specific integrated circuit，简称asic)，或，一个或多个微处理器(digital singnal processor，简称dsp)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(field programmable gate array，简称fpga)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(central processing unit，简称cpu)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统(system
‑
on
‑
a
‑
chip，简称soc)的形式实现。
183.图12为本申请实施例提供的控制器的结构示意图，该控制器可以集成于处理芯片中。
184.该控制器可包括：处理器801、存储器802。
185.存储器802用于存储程序，处理器801调用存储器802存储的程序，以执行上述方法实施例。具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。
186.其中，存储器802存储有程序代码，当程序代码被处理器801执行时，使得处理器801执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本申请各种示例性实施方式的四开关管升降压变换器控制方法中的各种步骤。
187.处理器801可以是通用处理器，例如中央处理器(cpu)、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件，可以实现或者执行本申请实施例中公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。
188.存储器802作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程
序、非易失性计算机可执行程序以及模块。存储器可以包括至少一种类型的存储介质，例如可以包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器、随机访问存储器(random access memory，ram)、静态随机访问存储器(static random access memory，sram)、可编程只读存储器(programmable read only memory，prom)、只读存储器(read only memory，rom)、带电可擦除可编程只读存储器(electrically erasable programmable read
‑
only memory，eeprom)、磁性存储器、磁盘、光盘等等。存储器是能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。本申请实施例中的存储器802还可以是电路或者其它任意能够实现存储功能的装置，用于存储程序指令和/或数据。
189.可选地，本申请还提供一种程序产品，例如计算机可读存储介质，包括程序，该程序在被处理器执行时用于执行上述方法实施例。
190.在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
191.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
192.另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
193.上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(英文：processor)执行本申请各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(英文：read
‑
only memory，简称：rom)、随机存取存储器(英文：random access memory，简称：ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。