一种DC/DC变换器及DC/DC变换器的控制方法与流程

本发明涉及电力电子，具体涉及一种dc/dc变换器及dc/dc变换器的控制方法。

背景技术：

1、高增益dc/dc变换器广泛应用于各种场合，例如，燃料电池、光伏发电以及电动汽车等应用场合需要高升压比的dc/dc变换器，以将低压输出提升到高压输出。

2、传统的boost变换器级联虽然可以提高电压增益，但是会存在响应速度较慢的问题。

技术实现思路

1、本发明解决的问题是现有的增高电压的dc/dc变换器存在响应速度较慢的问题。

2、为解决上述问题，本发明提供一种dc/dc变换器，所述dc/dc变换器包括：

3、负载；

4、调压电路，所述调压电路的输出端与所述负载的输入端连接，所述调压电路包括多个开关管和储能电感，所述调压电路用于通过对所述多个开关管的开通和关断以及对所述储能电感的充电和放电的控制，以控制所述负载两端输出的电压；

5、控制电路，所述控制电路的输入端与所述负载的输出端连接，所述控制电路的输出端与所述调压电路的输入端连接，所述控制电路用于根据所述负载两端输出的采样电压优化pid参数以得到优化pid参数，并控制所述调压电路根据所述优化pid参数控制所述多个开关管和所述储能电感，以使所述负载的输出端输出目标电压，其中，所述目标电压的电压值大于所述采样电压的电压值。

6、可选的，所述多个开关管包括第一开关管、第二开关管和第三开关管，其中，所述第二开关管和所述第三开关管同时导通或同时关闭，所述第一开关管分别与所述第二开关管和第三开关管互补导通；

7、其中，当所述第一开关管断开时，所述第二开关管和所述第三开关管导通，以使所述储能电感充电第一预设时间；

8、当所述第一开关管导通时，所述第二开关管和所述第三开关管断开，以使所述储能电感放电第二预设时间使得所述负载两端电压升高；其中，所述第一预设时间和所述第二预设时间根据所述优化pid参数得到。

9、可选的，所述调压电路还包括电源、充电电容、第一二极管和第二二极管，所述电源与所述储能电感连接，所述第一二极管与所述第一开关管并联，所述第二二极管设置在所述第三开关管和所述充电电容之间，所述充电电容与所述负载并联；

10、其中，当所述第一开关管断开时，所述第二二极管反向截止，所述电源和所述充电电容均与所述储能电感断开，以使所述储能电感充电第一预设时间，所述充电电容为所述负载提供电压；

11、当所述第一开关管导通时，所述第一二极管反向截止，以使所述充电电容充电第二预设时间，所述电源与所述储能电感并联后为所述负载提供电压。

12、可选的，所述储能电感包括第一储能电感和第二储能电感，

13、所述第一储能电感的输入端与所述电源的正极连接，所述第一储能电感的输出端与所述第一开关管的输入端连接，所述第一开关管的输出端与所述第二储能电感的输入端连接，所述第二开关管的输入端与所述第一储能电感的输出端连接，所述第二开关管的输出端与所述第三开关管的输出端连接，所述第三开关管的输入端与所述第二储能电感的输出端连接，所述第一二极管的正极与所述电源的正极连接，所述第一二极管的负极与所述第一开关管的输出端连接，所述第二二极管的正极与所述第二储能电感的输出端连接，所述第二二极管的负极与所述充电电容的正极连接，所述充电电容的负极与所述电源的负极连接。

14、可选的，所述控制电路包括：

15、模糊控制器，所述模糊控制器用于根据所述采样电压得到优化pid参数的整定数；

16、pid控制器，所述pid控制器用于根据所述整定数和当前pid参数得到优化后的优化pid参数，并控制所述调压电路根据所述优化pid参数升高所述负载两端的电压。

17、可选的，所述dc/dc变换器还包括电压比较器，所述电压比较器的输入端与所述负载的输出端连接，所述电压比较器的输出端与所述控制电路连接，所述电压比较器用于将所述采样电压与目标电压进行比较，若所述采样电压不满足目标电压，则所述控制电路继续调节当前pid参数；若所述采样电压满足所述目标电压，则所述控制电路停止调节当前pid参数。

18、本技术实施例还提供一种dc/dc变换器的控制方法，所述dc/dc变换器包括调压电路、负载和控制电路，其中，所述调压电路包括多个开关管和储能电感，所述控制方法包括：

19、获取所述负载的输出端的采样电压；

20、根据所述采样电压对所述调压电路控制的pid参数进行优化以得到优化pid参数；

21、根据所述优化pid参数对所述多个开关管的开通和关断以及对所述储能电感的充电和放电进行控制，以使所述负载的输出端输出目标电压，其中，所述目标电压的电压值大于所述采样电压的电压值。

22、可选的，所述多个开关管包括第一开关管、第二开关管和第三开关管，其中，所述第二开关管和所述第三开关管同时导通或同时关闭，所述第一开关管分别与所述第二开关管和第三开关管互补导通，所述根据所述优化pid参数对所述多个开关管的开通和关断以及对所述储能电感的充电和放电进行控制包括：

23、控制所述第一开关管断开第一预设时间，并控制所述第二开关管和所述第三开关管导通，以使所述储能电感充电第一预设时间；

24、控制所述第一开关管导通第二预设时间，并控制所述第二开关管和所述第三开关管断开，以使所述储能电感放电以使所述负载两端电压升高；其中，所述第一预设时间和所述第二预设时间根据所述优化pid参数得到。

25、可选的，所述控制电路包括pid控制器和模糊控制器，所述根据所述采样电压对所述调压电路控制的pid参数进行优化以得到优化pid参数包括：

26、根据所述采样电压与所述目标电压进行处理以得到偏差和偏差变化率；

27、将所述偏差和所述偏差变化率输入所述模糊控制器以得到优化pid参数的整定数；

28、将所述整定数和当前pid参数输入所述pid控制器以得到所述优化pid参数。

29、可选的，所述dc/dc变换器还包括电压比较器，所述控制方法还包括：

30、将所述采样电压输入所述电压比较器以与目标电压进行比较；

31、若所述采样电压不满足目标电压，则继续调节当前pid参数以提高所述负载两端输出的采样电压；

32、若所述采样电压满足所述目标电压，则停止调节当前pid参数。

33、本技术实施例所提供的dc/dc变换器，包括负载、调压电路和控制电路，调压电路的输出端与负载的输入端连接，调压电路包括多个开关管和储能电感，本技术通过控制电路根据负载两端的采样电压优化pid参数，并控制调压电路根据优化后的优化pid参数控制多个开关管的开通和关断，以及储能电感的充电和放电以提高负载两端的电压。本技术提供的dc/dc变换器通过采样电压实时调整pid参数，从而可以快速调整负载两端的电压，提高了响应速度，并且本技术实施例提供的dc/dc变换器仅通过对开关管和储能电感的控制以实现对负载两端的增压，电路结构简单，减少了多个电子器件之间的交互，进一步加快了响应速度，提高了增压效率。