双向DC变换器及其控制方法、控制模块、存储介质与流程

技术特征：
1.一种双向dc变换器的控制方法，所述双向dc变换器包括至少一个功率变换单元，所述功率变换单元包括第一桥臂、第二桥臂和电感，所述第一桥臂包括第一开关管和第二开关管，所述第一开关管的第一极与所述双向dc变换器的输入端正极电连接，所述第一开关管的第二极与所述第二开关管的第一极电连接，所述第二开关管的第二极与所述双向dc变换器的输入端负极电连接，所述第二桥臂包括第三开关管和第四开关管，所述第三开关管的第一极与所述双向dc变换器的输出端负极电连接，所述第三开关管的第二极与所述第四开关管的第一极电连接，所述第四开关管的第二极与所述双向dc变换器的输出端正极电连接，所述电感的第一端与所述第一开关管的第二极电连接，所述电感的第二端与所述第四开关管的第一极电连接；所述控制方法包括：根据输入电压和输出电压确定所述双向dc变换器的工作模式；根据所述双向dc变换器的工作模式分别确定所述第一开关管的驱动信号的占空度、所述第二开关管的驱动信号的占空度、所述第三开关管的驱动信号的占空度和所述第四开关管的驱动信号的占空度；根据确定的第一开关管的驱动信号的占空度向第一开关管的栅极提供驱动信号、根据确定的第二开关管的驱动信号的占空度向第二开关管的栅极提供驱动信号、根据确定的第三开关管的驱动信号的占空度向第三开关管的栅极提供驱动信号、根据确定的第四开关管的驱动信号的占空度向第四开关管的栅极提供驱动信号；其中，所述第一开关管的驱动信号的占空度、所述第二开关管的驱动信号的占空度、所述第三开关管的驱动信号的占空度和所述第四开关管的驱动信号的占空度与所述双向dc变换器的工作模式之间满足以下关系：当所述双向dc变换器工作在降压buck模式下时，所述第一开关管的驱动信号的占空度的最大值为第一占空度阈值；当所述双向dc变换器工作在升压boost模式下时，所述第三开关管的驱动信号的占空度的最小值为第二占空度阈值；当所述双向dc变换器工作在buck/boost模式下时，所述第一开关管的驱动信号占空度为恒定值，所述第一占空度阈值与所述恒定值之间的差值不超过预定差值，并且，所述第三开关管的驱动信号的占空度满足：1-d
11
/k1＜d2＜1-d
11
/k2，其中，d
11
为所述恒定值；k1为所述双向dc变换器的降压系数，0.9≤k1＜1；k2为所述双向dc变换器的升压系数，1＜k2＜1.1。2.根据权利要求1所述的控制方法，其中，所述预定差值满足以下关系：0＜δ≤0.05，其中，δ为所述预定差值。3.根据权利要求1所述的控制方法，其中，根据输入电压和输出电压确定所述双向dc变换器的工作模式的步骤包括：分别对输入电压和输出电压进行采样；对采样获得的输入电压和采样获得的输出电压进行比较；当vo≤k1
×
vin时，判定所述双向dc变换器的工作模式为buck模式；
当k1
×
vin≤vo≤k2
×
vin时，判定所述双向dc变换器的工作模式为buck/boost模式；当k2
×
vin≤vo时，判定所述双向dc变换器的工作模式为boost模式。4.根据权利要求3所述的控制方法，其中，在根据输入电压和输出电压确定所述双向dc变换器的工作模式的步骤中，在双向dc变换器的工作模式从buck模式切换为buck/boost模式的情况下，当vo＜k1
’×
vin时，判定所述双向dc变换器的工作模式为buck模式，其中，k1’为第一滞环判断系数，0＜k1’＜k1；在双向dc变换器的工作模式从boost模式切换为buck/boost模式的情况下，当vo＜k2
’×
vin时，判定所述双向dc变换器的工作模式为buck/boost模式，k2’为第二滞环判断系数，1＜k2’＜k2。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的控制方法，其中，所述第一占空度阈值与k1相同，所述第二占空度阈值满足以下关系：d
2min
＝1-1/k2；其中，d
2min
为所述第二占空度阈值。6.根据权利要求1至4中任意一项所述的控制方法，其中，当所述双向dc变换器工作在buck/boost模式下时，所述第三开关管的驱动信号的占空度满足以下公式：vo＝(d
11
×
vin)/(1-d2)，其中，d2为第三开关管的驱动信号的占空度，d
11
为所述恒定值。7.一种用于双向dc变换器的控制模块，所述双向dc变换器包括至少一个功率变换单元，所述功率变换单元包括第一桥臂、第二桥臂和电感，所述第一桥臂包括第一开关管和第二开关管，所述第一开关管的第一极与所述双向dc变换器的输入端正极电连接，所述第一开关管的第二极与所述第二开关管的第一极电连接，所述第二开关管的第二极与所述双向dc变换器的输入端负极电连接，所述第二桥臂包括第三开关管和第四开关管，所述第三开关管的第一极与所述双向dc变换器的输出端负极电连接，所述第三开关管的第二极与所述第四开关管的第一极电连接，所述第四开关管的第二极与所述双向dc变换器的输出端正极电连接，所述电感的第一端与所述第一开关管的第二极电连接，所述电感的第二端与所述第四开关管的第一极电连接；所述控制模块包括：信号处理单元，所述信号处理单元用于根据输入电压和输出电压确定所述双向dc变换器的工作模式、并根据所述双向dc变换器的工作模式分别确定所述第一开关管的驱动信号的占空度、所述第二开关管的驱动信号的占空度、所述第三开关管的驱动信号的占空度和所述第四开关管的驱动信号的占空度，所述第一开关管的驱动信号的占空度、所述第二开关管的驱动信号的占空度、所述第三开关管的驱动信号的占空度和所述第四开关管的驱动信号的占空度与所述双向dc变换器的工作模式之间满足以下关系：当所述双向dc变换器工作在降压buck模式下时，所述第一开关管的驱动信号的占空度的最大值为第一占空度阈值；当所述双向dc变换器工作在升压boost模式下时，所述第三开关管的驱动信号的占空度的最小值为第二占空度阈值；当所述双向dc变换器工作在buck/boost模式下时，所述第一开关管的驱动信号占空度
为恒定值，所述第一占空度阈值与所述恒定值之间的差值不超过预定差值，并且，所述第三开关管的驱动信号的占空度满足：1-d
11
/k1＜d2＜1-d
11
/k2，其中，d
11
为所述恒定值；k1为所述双向dc变换器的降压系数，0.9≤k1＜1；k2为所述双向dc变换器的升压系数，1＜k2＜1.1；驱动单元，所述驱动单元具有至少一个输出端组，每个输出端组都包括与所述第一开关管的栅极电连接的第一输出端、与所述第二开关管的栅极电连接的第二输出端、与所述第三开关管的栅极电连接的第三输出端、与所述第四开关管的栅极电连接的第四输出端，所述驱动单元用于根据所述第一开关管的驱动信号的占空度从所述第一输出端输出第一开关管的驱动信号、根据所述第二开关管的驱动信号的占空度从所述第二输出端输出第二开关管的驱动信号、根据所述第三开关管的驱动信号的占空度从所述第三输出端输出第三开关管的驱动信号和根据所述第四开关管的驱动信号的占空度从所述第四输出端输出第四开关管的驱动信号。8.根据权利要求7所述的控制模块，其中，所述双向dc变换器还包括：输入电压采样单元，所述输入电压采样单元用于采集所述双向dc变换器的输入电压；输出电压采样单元，所述输出电压采样单元用于采集所述双向dc变换器的输出电压。9.根据权利要求7所述的控制模块，其中，所述预定差值满足以下关系：0＜δ≤0.05，其中，δ为所述预定差值。10.根据权利要求11所述的控制模块，其中，当vo≤k1
×
vin时，所述信号处理单元判定所述双向dc变换器的工作模式为buck模式；当k1
×
vin≤vo≤k2
×
vin时，所述信号处理单元判定所述双向dc变换器的工作模式为buck/boost模式；当k2
×
vin≤vo时，所述信号处理单元判定所述双向dc变换器的工作模式为boost模式。11.根据权利要求10所述的控制模块，其中，在双向dc变换器的工作模式从buck模式切换为buck/boost模式的情况下，当vo＜k1
’×
vin时，所述信号处理单元判定所述双向dc变换器的工作模式为buck模式，其中，k1’为第一滞环判断系数，0＜k1’＜k1；在双向dc变换器的工作模式从boost模式切换为buck/boost模式的情况下，当vo＜k2
’×
vin时，所述信号处理单元判定所述双向dc变换器的工作模式为buck/boost模式，k2’为第二滞环判断系数，1＜k2’＜k2。12.根据权利要求7至11中任意一项所述的控制模块，其中，所述第一占空度阈值与k1相同，所述第二占空度阈值满足以下关系：d
2min
＝1-1/k2；其中，d
2min
为所述第二占空度阈值。13.根据权利要求7至11中任意一项所述的控制模块，其中，当所述双向dc变换器工作在buck/boost模式下时，所述第三开关管的驱动信号的占空度满足以下公式：
vo＝(d
11
×
vin)/(1-d2)，其中，d2为第三开关管的驱动信号的占空度，d
11
为所述恒定值。14.一种双向dc变换器，包括：至少一个功率变换单元，所述功率变换单元包括第一桥臂、第二桥臂和电感，所述第一桥臂包括第一开关管和第二开关管，所述第一开关管的第一极与所述双向dc变换器的输入端正极电连接，所述第一开关管的第二极与所述第二开关管的第一极电连接，所述第二开关管的第二极与所述双向dc变换器的输入端负极电连接，所述第二桥臂包括第三开关管和第四开关管，所述第三开关管的第一极与所述双向dc变换器的输出端负极电连接，所述第三开关管的第二极与所述第四开关管的第一极电连接，所述第四开关管的第二极与所述双向dc变换器的输出端正极电连接，所述电感的第一端与所述第一开关管的第二极电连接，所述电感的第二端与所述第四开关管的第一极电连接；权利要求7至13中任意一项所述的控制模块。15.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有可执行程序，当所述可执行程序被调用时，能够实现权利要求1至6中任意一项所述的控制方法。

技术总结
本公开提供一种双向DC变换器的控制方法，控制方法包括：根据输入电压和输出电压确定双向DC变换器的工作模式；根据双向DC变换器的工作模式分别确定第一开关管的驱动信号的占空度、第二开关管的驱动信号的占空度、第三开关管的驱动信号的占空度和第四开关管的驱动信号的占空度；根据确定的第一开关管的驱动信号的占空度向第一开关管的栅极提供驱动信号、根据确定的第二开关管的驱动信号的占空度向第二开关管的栅极提供驱动信号、根据确定的第三开关管的驱动信号的占空度向第三开关管的栅极提供驱动信号、根据确定的第四开关管的驱动信号的占空度向第四开关管的栅极提供驱动信号。本公开还提供一种控制模块、一种DC变换器和一种计算机可读存储介质。和一种计算机可读存储介质。和一种计算机可读存储介质。


技术研发人员：周建平 王恰 刘明明 林国仙 鄂本 崔玉龙
受保护的技术使用者：中兴通讯股份有限公司
技术研发日：2020.06.29
技术公布日：2022/1/13