CN113691135B - 变换电路的控制方法及终端设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了变换电路的控制方法及终端设备,所述控制方法包括获取所述电路的用于表征所述电路的目标电压增益的第一目标参数;在第一目标参数大于或小于第一阈值时,分别以第一策略或第二策略控制所述降压模块和升压模块的各开关,以使所述电路的实际电压增益匹配目标电压增益;其中,第一策略为控制所述第一开关以第一占空比工作,且第二开关和第三开关均高于第二占空比工作;第二策略为控制第一开关低于第一占空比工作,且第二开关和第三开关均以第二占空比工作。本发明的控制方法,使得相应的变换电路在能够稳定工作的基础上适于接受宽范围的电压输入,充分利用了输入电源且能够匹配输出端的波动,适用范围广。
Description
技术领域
本发明涉及变换电路控制技术领域,尤其涉及变换电路的控制方法及终端设备。
背景技术
现有的双电感电流型推挽电路如图1所示,该电路的特点是:为了为电感电流提供续流通路,开关管S1和S2的占空比需要有重叠区域,也即开关管S1和S2的占空比大于0.5。一般来说,作为DC/DC升压拓扑,传统的控制方法是将其控制为电压源,稳定地输出电压。
此外,根据连续模式下的稳态方程,该电路在稳态工作时的电压增益(输出电压与输入电压的比)与两开关管的占空比、变压器匝比等参数间有如下关系:其中,Uo为输出电压,Ui为输入电压,N为变压器匝比,Dboost为两开关管的占空比。
然而,在将上述DC/DC升压电路应用于燃料电池发电***时,为了充分利用燃料电池并使燃料电池能够工作于最大功率点,通常需要把该电路控制为电流源,通过跟踪电池电压(电路的输入电压)来稳定输入功率。并且,电路的输出电压通常由后级的逆变器控制,不受自身控制且存在一定的波动量。
发明内容
本发明的目的在于克服背景技术中存在的至少一种缺陷或问题,提供变换电路的控制方法及终端设备,适于在能使电路稳定工作的基础上接受宽范围的电压输入。
为达成上述目的,本发明的第一方面提供变换电路的控制方法,所述电路包括第一开关、第二开关、第三开关和两个电感;所述第一开关适于与所述电感构成降压模块,且该第一开关最高工作于第一占空比;所述第二开关和第三开关适于与所述两个电感构成升压模块,且该第二开关和第三开关最低均工作于第二占空比;所述方法包括:获取所述电路的第一目标参数,所述第一目标参数用于表征所述电路的目标电压增益;在所述第一目标参数大于或小于第一阈值时,分别以第一策略或第二策略控制所述降压模块和升压模块的各开关,以使所述电路的实际电压增益匹配所述电路的目标电压增益;其中,所述第一阈值用于表征所述电路在所述第一开关工作于第一占空比且所述第二开关和第三开关均工作于所述第二占空比时的稳态电压增益值;所述第一策略为控制所述第一开关以所述第一占空比工作,且所述第二开关和第三开关均高于所述第二占空比工作;所述第二策略为控制所述第一开关低于所述第一占空比工作,且所述第二开关和第三开关均以所述第二占空比工作。
进一步的,在所述第一目标参数等于所述第一阈值时,以第三策略控制所述降压模块和升压模块的各开关,以使所述电路的实际电压增益匹配所述电路的目标电压增益;其中,所述第三策略为控制所述第一开关工作于第一占空比,且所述第二开关和第三开关均工作于所述第二占空比。
进一步的,获取所述第一目标参数的方法为:获取所述电路的实际输入电压值、实际输入电流值以及目标输入电压值;将所述实际输出电压值与目标输入电压值分别作为反馈量和给定量输入第一闭环控制模块;其中,所述第一闭环控制模块的输出量为一第一电流值;将所述实际输入电流值和一目标输入电流值分别作为反馈量和给定量输入第二闭环控制模块;其中,所述目标输入电流值根据所述第一电流值获得;以所述第二闭环控制模块的输出量作为所述第一目标参数。
进一步的,所述目标输入电流值通过如下方法获得:获取一最大输入功率;根据所述最大输入功率和所述实际输入电压值得到一第二电流值;比较所述第一电流值和第二电流值,并取其中的较小值作为所述目标输入电流值。
进一步的,所述电路的输入电源为适于进行最大功率点跟踪的电源;所述目标输入电压值根据所述输入电源的最大功率点确定。
进一步的,所述电路用于将直流的输入电源升压后输出,并包括依次耦合的逆变单元、变压器和整流单元;所述逆变单元包括第一二极管、所述第一开关、第二开关、第三开关以及构成所述两个电感的第一电感和第二电感,并形成第一支路、第二支路和第三支路;所述第一支路包括彼此串接的所述第一开关和第一二极管,所述第一开关连接所述输入电源的正极,所述第一二极管的阳极连接所述输入电源的负极;所述第二支路包括彼此串接的第一电感和第二开关;所述第一电感连接所述第一开关与第一二极管的公共点,所述第二开关连接所述输入电源的负极;所述第三支路包括彼此串接的第二电感和第三开关,所述第二电感连接所述第一开关与第一二极管的公共点,所述第三开关连接所述输入电源的负极;所述变压器的初级绕组连接所述第二开关与第一电感的公共点和所述第三开关与第二电感的公共点;所述整流单元的输入端连接所述变压器的次级绕组,输出端输出直流电能。
进一步的,定义所述第一目标参数为D,所述第一占空比为D1,所述第二占空比为D2,所述变压器的匝比为N;所述电路的目标电压增益为N*D;所述第一阈值为D1/(1-D2);所述电路在所述第一开关工作于第一占空比D1且所述第二开关和第三开关均工作于所述第二占空比时的稳态电压增益值为N*D1/(1-D2);所述第一策略具体为:控制所述第一开关以所述第一占空比D1工作,所述第二开关和第三开关均以第三占空比工作;其中,所述第三占空比为(D-D1)/D;所述第二策略具体为:控制所述第一开关以第四占空比工作,所述第二开关和第三开关均以所述第二占空比D2工作;其中,所述第四占空比为(1-D2)*D。
进一步的,所述第一占空比D1为1,所述第二占空比D2为0.5;所述第一阈值为2;所述第三占空比为(D-1)/D,所述第四占空比为0.5D。
为达成上述目的,本发明的第二方面提供终端设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现前述技术方案所述的方法。
为达成上述目的,本发明的第三方面提供计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现前述技术方案所述的方法。
相较于现有技术,本发明的有益效果是:
(1)变换电路包括若干开关和两个电感,第一开关适于与相应的电感构成降压模块,第二开关和第三开关适于与相应的电感构成升压模块,相较于传统的双电感电流型推挽电路,上述改进后的电路由于具有降压模块,适于在输入高压的情况下对第一开关进行导通控制来达到降低升压模块的输入电压的效果,为本发明的控制方法提供了一定的物质基础。
具体而言,本发明的控制方法在上述变换电路的基础上提出了第二策略,即在仅靠升压模块难以在较高输入电压下稳态工作的情况下,将升压模块的第二开关和第三开关均配置为以其最低的第二占空比工作,同时调低降压模块的第一开关的占空比并使其低于其最高的第一占空比工作,使得整个变换电路的稳态电压增益有效降低,从而能够匹配输入高压或输出低压的情况,且使得整个电路易于进入稳态工作。如此一来,将输入电压跟踪输入电源(例如燃料电池)的最大功率点并使输入电源得以宽范围工作才变得具有可行性,能够充分利用输入电源的性能和功率。可以理解的是,上述的第二策略还在电路刚启动、负载基本处于空载的情况下也适用,可实现电路的缓起功能并防止输出电压过压。
此外,控制方法还在电路运行时获取当前的第一目标参数,根据第一目标参数与第一阈值的比较自动切换具体的控制策略来控制相应的开关,其中的第一目标参数用于表征电路的目标电压增益,第一阈值用于表征仅靠升压模块便能够稳定工作的极限电压增益值(在传统的双电感电流型推挽电路中,该极限电压增益值即为前述的2N)。具体的,在第一目标参数大于第一阈值时,电路采用原有的控制策略(即第一策略)即可稳态工作,即控制第一开关以其最高的第一占空比工作,第二开关和第三开关均通过调高占空比使其均高于其最低的第二占空比工作。而在第一目标参数小于第一阈值时,电路采用上述的第二策略才可稳态工作,即控制第一开关低于第一占空比工作,第二开关和第三开关以第二占空比工作。换言之,本发明的控制方法中两种策略的切换不仅能够提高电路效率,且未颠覆现有电路和控制方法,对现有电路和控制方法的改动较少,适于进行布署。
(2)在第一目标参数恰好等于第一阈值时,采用第三策略控制各开关,使得电路工作在临界状态且同样能够稳定工作。
(3)先获取实际输入电压值、实际输入电流值和目标输入电压值,并将其对应输入至彼此耦合的双闭环控制模块,从而以实际输入电流值来反映输出端的变化和波动,通过闭环控制过程来准确地计算出反映当前目标电压增益的第一目标参数。这不仅可以有效地获取第一目标参数,进而获知当前的目标电压增益,且电路工作状态更为稳定,动态指标更好。
(4)对目标输入电流值的获取配置为:将第一电流值和由最大输入功率和当前输入电压计算而得的最大输入电流(第二电流值)进行取小来获得,可以方便地进行功率限幅或电流限幅。例如,将最大输入功率配置为后级逆变器的额定功率,可以有效防止输入功率过大的情况。同样的,若输入电源存在过温、过压等突发情况,也可以在对输入电源进行降额处理后将最大输入功率配置为降额后的功率,使得电路的工作场景更为宽泛。
(5)输入电源可进行最大功率点跟踪,使得目标输入电压值可随最大功率点确定,可充分利用输入电源的性能和功率。
(6)逆变单元包括第一二极管,其与第一开关和相应的电感共同构成了等效的基本Buck电路,从而在传统的双电感电流型推挽电路的基础上形成了新的拓扑,并适于通过上述控制方法匹配输入端和输出端的需求且易于进入稳态工作。
(7)在上述具体电路的基础上,可通过分析方便地得到具体的控制策略,即运行第一策略时,第一开关以第一占空比D1工作,第二开关和第三开关均以第三占空比(D-D1)/D工作;在运行第二策略时,第一开关以第四占空比(1-D2)*D工作,第二开关和第三开关均以第二占空比D2工作。此外,配置第一占空比D1为1,第二占空比D2为0.5,可最大化电路性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域的普通技术人员来说,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的附图。
图1为现有的双电感电流型推挽电路的结构图;
图2为本发明实施例变换电路的结构图;
图3为本发明实施例获取第一目标参数的控制框图;
图4为本发明实施例终端设备的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明的优选实施例,且不应被看作对其他实施例的排除。基于本发明实施例,本领域的普通技术人员在不作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的权利要求书、说明书及上述附图中,除非另有明确限定,如使用术语“第一”、“第二”或“第三”等,都是为了区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。
本发明的权利要求书、说明书及上述附图中,如使用术语“包括”、“具有”以及它们的变形,意图在于“包含但不限于”。
本发明的权利要求书、说明书及上述附图中,除非另有明确限定,如使用术语“连接”,可以包含直接连接也可以包含间接连接;如使用术语“耦合”,指的是两电气模块在连接后具有特定的电路功能。
参照图2,本发明实施例先提供升压型的变换电路,用于将直流的输入电源升压后输出,并包括依次耦合的逆变单元、变压器和整流单元,从而构成了隔离型的升压拓扑。本实施例中,所述输入电源为燃料电池且适于进行最大功率点跟踪,以最大化其输出功率。
所述逆变单元包括第一二极管Dx、第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3以及第一电感L1和第二电感L2,并形成第一支路、第二支路和第三支路。所述第一开关S1适于与所述第一电感L1或第二电感L2构成降压模块,且该第一开关S1最高工作于第一占空比D1。所述第二开关S2、第三开关S3适于与上述第一电感L1和第二电感L2构成升压模块,且该第二开关S2和第三开关S3最低均工作于第二占空比D2。本实施例中,所述第一开关S1、第二开关S2和第三开关S3均为半导体可控开关,适于通过PWM信号调制,具体可以为MOS管。此外,所述第一占空比D1为1,所述第二占空比D2为0.5。
具体的,所述第一支路包括彼此串接的所述第一开关S1和第一二极管Dx,所述第一开关S1连接所述输入电源的正极,所述第一二极管Dx的阳极连接所述输入电源的负极。所述第二支路包括彼此串接的第一电感L1和第二开关S2。所述第一电感L1连接所述第一开关S1与第一二极管Dx的公共点,所述第二开关S2连接所述输入电源的负极。所述第三支路包括彼此串接的第二电感L2和第三开关S3,所述第二电感L2连接所述第一开关S1与第一二极管Dx的公共点,所述第三开关S3连接所述输入电源的负极。
所述变压器的匝比为N,其初级绕组连接所述第二开关S2与第一电感L1的公共点和所述第三开关S3与第二电感L2的公共点。所述整流单元为由四个整流二极管(D2、D3、D4和D5)构成的桥式整流电路,其输入端连接所述变压器的次级绕组,输出端输出经升压后的直流电能。
由于隔离型升压拓扑的工作过程已为现有技术,且并非本发明的重点,故本发明不对其进行详细介绍。但根据上述介绍以及附图可以看出,本发明实施例的变换电路包括若干开关和两个电感,第一开关S1适于与相应的电感构成降压模块(即Buck电路),第二开关S2和第三开关S3适于与相应的电感构成升压模块,相较于传统的双电感电流型推挽电路,上述改进后的电路由于具有降压模块,适于在输入高压的情况下对第一开关S1进行导通控制来达到降低升压模块的输入电压的效果,为下述的控制方法实施例提供了一定的物质基础。
参照图3,基于上述变换电路,本发明实施例还提供该变换电路的控制方法,包括如下步骤。
获取所述电路的第一目标参数D,该第一目标参数用于表征所述电路的目标电压增益。值得说明的是,所述的表征应理解为第一目标参数D可有效反映电路的目标电压增益。例如第一目标参数D可以为目标电压增益本身,也可以基于该第一目标参数D、根据电路实际结构得到的二者间确定的关系来共同得到目标电压增益。以本实施例的具体电路拓扑而言,所述第一目标参数D实际上被定义为所述目标电压增益与所述变压器匝比N的比值,换言之,目标电压增益为N*D。
可以理解的是,所述目标电压增益可通过检测实际输出电压和获取输入电压的目标值并将二者相除来获得,并进而反向得到第一目标参数D。但由于输出电压的波动由后级逆变器和负载决定而不受控制,且在本实施例中由于需要满足燃料电池的最大功率输出,使得电路输入电压的目标值也可能变化。因而,若采用上述方式简单地获得第一目标参数D,会造成电路频繁调整,稳定性和动态指标都有所下降。
为此,如图3所示,本实施例采用如下具体方法来获取所述第一目标参数D。
获取所述电路的实际输入电压值Ubat、实际输入电流值Ibat以及目标输入电压值Uref。本实施例中,所述目标输入电压值Uref根据所述输入电源(燃料电池)的最大功率点确定,以充分利用输入电源的性能和功率。
将所述实际输出电压值Ubat与目标输入电压值Uref分别作为反馈量和给定量输入第一闭环控制模块。其中,所述第一闭环控制模块的输出量为一第一电流值Iref1。
将所述实际输入电流值Ibat和一目标输入电流值Iref分别作为反馈量和给定量输入第二闭环控制模块。其中,所述目标输入电流值根据所述第一电流值Iref1获得。具体的,所述目标输入电流值通过如下方法获得:获取一最大输入功率Pmax;根据所述最大输入功率Pmax和所述实际输入电压值Ubat得到一第二电流值Iref2;比较所述第一电流值Iref1和第二电流值Iref2,并取其中的较小值作为所述目标输入电流值Iref。
以所述第二闭环控制模块的输出量作为所述第一目标参数D。
通过上述方法来获取第一目标参数D,实际上是先获取实际输入电压值、实际输入电流值和目标输入电压值,并将其对应输入至彼此耦合的双闭环控制模块,从而以实际输入电流值来反映输出端的变化和波动,通过闭环控制过程来准确地计算出反映当前目标电压增益的第一目标参数D。这不仅可以有效地获取第一目标参数D,进而获知当前的目标电压增益,且电路工作状态更为稳定,动态指标更好。此外,配置了取小环节后,可以通过限制电流控制环的给定来对电路进行功率限幅或电流限幅,可以有效防止输入功率过大的情况,并适于应对突发情况下的降额处理,使得电路的工作场景更为宽泛。
在获得所述第一目标参数D后,根据第一目标参数D与一第一阈值的比较,选择具体的控制策略来控制降压模块和升压模块的各开关。其中,所述第一阈值用于表征所述电路在所述第一开关S1工作于第一占空比D1且所述第二开关S2和第三开关S3均工作于所述第二占空比D2时的稳态电压增益值。可以理解的,此处表征的含义同上,在此不再赘述。以本实施例的具体电路拓扑而言,所述第一阈值为D1/(1-D2),上述的稳态电压增益值为N*D1/(1-D2)。在D1为1、D2为0.5的情况下,第一阈值为2,上述的稳态电压增益值为2N。
本实施例中,在所述第一目标参数D大于、小于或等于第一阈值时,分别以第一策略、第二策略或第三策略控制所述降压模块和升压模块的各开关,以使所述电路的实际电压增益匹配所述目标电压增益,从而使得电路进入稳态工作。可以理解的,所述实际电压增益即为实际输出电压与实际输入电压的比值。
具体的,所述第一策略为控制所述第一开关S1以所述第一占空比D1工作,且所述第二开关S2和第三开关S3均高于所述第二占空比D2工作。以本实施例的具体电路拓扑而言,所述第二开关S2和第三开关S3具体均以第三占空比(D-D1)/D,即(D-1)/D工作。
所述第二策略为控制所述第一开关S1低于所述第一占空比D1工作,且所述第二开关S2和第三开关S3均以所述第二占空比D2工作。以本实施例的具体电路拓扑而言,第一开关S1具体以第四占空比(1-D2)*D,即0.5D工作。
所述第三策略为控制所述第一开关S1工作于第一占空比D1,且所述第二开关S2和第三开关S3均工作于所述第二占空比D2。以本实施例的具体电路拓扑而言,第一开关S1的占空比为1,第二开关S2和第三开关S3的占空比均为0.5。
可以看出,本实施例的控制方法在上述变换电路的基础上提出了第二策略,即在仅靠升压模块难以在较高输入电压下稳态工作的情况下,将升压模块的第二开关S2和第三开关S3均配置为以其最低的第二占空比D2工作,同时调低降压模块的第一开关S1的占空比并使其低于其最高的第一占空比D1工作,使得整个变换电路的稳态电压增益有效降低,从而能够匹配输入高压或输出低压的情况,且使得整个电路易于进入稳态工作。如此一来,将输入电压跟踪输入电源(例如燃料电池)的最大功率点并使输入电源得以宽范围工作才变得具有可行性,能够充分利用输入电源的性能和功率。可以理解的是,上述的第二策略还在电路刚启动、负载基本处于空载的情况下也适用,可实现电路的缓起功能并防止输出电压过压。
此外,控制方法还在电路运行时获取当前的第一目标参数D,根据第一目标参数D与第一阈值的比较自动切换具体的控制策略来控制相应的开关,其中的第一目标参数D用于表征电路的目标电压增益,第一阈值用于表征仅靠升压模块便能够稳定工作的极限电压增益值(在传统的双电感电流型推挽电路中,该极限电压增益值即为前述的2N)。具体的,在第一目标参数D大于第一阈值时,电路采用原有的控制策略(即第一策略)即可稳态工作,即控制第一开关S1以其最高的第一占空比D1工作,第二开关S2和第三开关S3均通过调高占空比使其均高于其最低的第二占空比D2工作。而在第一目标参数D小于第一阈值时,电路采用上述的第二策略才可稳态工作,即控制第一开关S1低于第一占空比D1工作,第二开关S2和第三开关S3以第二占空比D2工作。换言之,本实施例的控制方法中两种策略的切换不仅能够提高电路效率,且未颠覆现有电路和控制方法,对现有电路和控制方法的改动较少,适于进行布署。
图4是本发明实施例提供的终端设备的示意图。如图所示,该实施例的终端设备包括:处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序。所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法实施例中的步骤。或者,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能,例如图所示模块至的功能。
所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元,所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器中,并由所述处理器执行,以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段,该指令段用于描述所述计算机程序在所述终端设备中的执行过程。
所述终端设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括,但不仅限于,处理器、存储器。本领域技术人员可以理解,图仅仅是终端设备的示例,并不构成对终端设备的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件,例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit,CPU),还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现成可编程门阵列(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、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器可以是所述终端设备的内部存储单元,例如终端设备的硬盘或内存。所述存储器也可以是所述终端设备的外部存储设备,例如所述终端设备上配备的插接式硬盘,智能存储卡(Smart Media Card,SMC),安全数字(Secure Digital,SD)卡,闪存卡(Flash Card)等。进一步地,所述存储器还可以既包括所述终端设备的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器用于存储所述计算机程序以及所述终端设备所需的其他程序和数据。所述存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成,即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块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,也可以采用软件功能单元的形式实现。另外,各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分,并不用于限制本申请的保护范围。上述***中单元、模块的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述或记载的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中,应该理解到,所揭露的装置/终端设备和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的,例如,所述模块或单元的划分,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***,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讯连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通讯连接,可以是电性,机械或其它的形式。
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。
另外,在本发明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,也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程,也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中,该计算机程序在被处理器执行时,可实现上述各个方法实施例的步骤。其中,所述计算机程序包括计算机程序代码,所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括:能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是,所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减,例如在某些司法管辖区,根据立法和专利实践,计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
上述说明书和实施例的描述,用于解释本发明保护范围,但并不构成对本发明保护范围的限定。通过本发明或上述实施例的启示,本领域普通技术人员结合公知常识、本领域的普通技术知识和/或现有技术,通过合乎逻辑的分析、推理或有限的试验可以得到的对本发明实施例或其中一部分技术特征的修改、等同替换或其他改进,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.变换电路的控制方法,其特征在于:所述电路包括第一开关、第二开关、第三开关和两个电感;所述第一开关适于与所述电感构成降压模块,且该第一开关最高工作于第一占空比;所述第二开关和第三开关适于与所述两个电感构成升压模块,且该第二开关和第三开关最低均工作于第二占空比;
所述方法包括:
获取所述电路的第一目标参数,所述第一目标参数用于表征所述电路的目标电压增益;
在所述第一目标参数大于或小于第一阈值时,分别以第一策略或第二策略控制所述降压模块和升压模块的各开关,以使所述电路的实际电压增益匹配所述电路的目标电压增益;
其中,所述第一阈值用于表征所述电路在所述第一开关工作于第一占空比且所述第二开关和第三开关均工作于所述第二占空比时的稳态电压增益值;
所述第一策略为控制所述第一开关以所述第一占空比工作,且所述第二开关和第三开关均高于所述第二占空比工作;
所述第二策略为控制所述第一开关低于所述第一占空比工作,且所述第二开关和第三开关均以所述第二占空比工作。
2.如权利要求1所述的变换电路的控制方法,其特征在于:
在所述第一目标参数等于所述第一阈值时,以第三策略控制所述降压模块和升压模块的各开关,以使所述电路的实际电压增益匹配所述电路的目标电压增益;
其中,所述第三策略为控制所述第一开关工作于第一占空比,且所述第二开关和第三开关均工作于所述第二占空比。
3.如权利要求1所述的变换电路的控制方法,其特征在于,获取所述第一目标参数的方法为:
获取所述电路的实际输入电压值、实际输入电流值以及目标输入电压值;
将所述实际输入电压值与目标输入电压值分别作为反馈量和给定量输入第一闭环控制模块;其中,所述第一闭环控制模块的输出量为一第一电流值;
将所述实际输入电流值和一目标输入电流值分别作为反馈量和给定量输入第二闭环控制模块;其中,所述目标输入电流值通过如下方法获得:
获取一最大输入功率;
根据所述最大输入功率和所述实际输入电压值得到一第二电流值;
比较所述第一电流值和第二电流值,并取其中的较小值作为所述目标输入电流值;
以所述第二闭环控制模块的输出量作为所述第一目标参数。
4.如权利要求3所述的变换电路的控制方法,其特征在于:所述电路的输入电源为适于进行最大功率点跟踪的电源;
所述目标输入电压值根据所述输入电源的最大功率点确定。
5.如权利要求1-4中任一项所述的变换电路的控制方法,其特征在于,所述电路用于将直流的输入电源升压后输出,并包括依次耦合的逆变单元、变压器和整流单元;
所述逆变单元包括第一二极管、所述第一开关、第二开关、第三开关以及构成所述两个电感的第一电感和第二电感,并形成第一支路、第二支路和第三支路;所述第一支路包括彼此串接的所述第一开关和第一二极管,所述第一开关连接所述输入电源的正极,所述第一二极管的阳极连接所述输入电源的负极;所述第二支路包括彼此串接的第一电感和第二开关;所述第一电感连接所述第一开关与第一二极管的公共点,所述第二开关连接所述输入电源的负极;所述第三支路包括彼此串接的第二电感和第三开关,所述第二电感连接所述第一开关与第一二极管的公共点,所述第三开关连接所述输入电源的负极;
所述变压器的初级绕组连接所述第二开关与第一电感的公共点和所述第三开关与第二电感的公共点;
所述整流单元的输入端连接所述变压器的次级绕组,输出端输出直流电能。
6.如权利要求5所述的变换电路的控制方法,其特征在于:定义所述第一目标参数为D,所述第一占空比为D1,所述第二占空比为D2,所述变压器的匝比为N;
所述电路的目标电压增益为N*D;所述第一阈值为D1/(1-D2);所述电路在所述第一开关工作于第一占空比D1且所述第二开关和第三开关均工作于所述第二占空比时的稳态电压增益值为N*D1/(1-D2);
所述第一策略具体为:控制所述第一开关以所述第一占空比D1工作,所述第二开关和第三开关均以第三占空比工作;其中,所述第三占空比为(D-D1)/D;
所述第二策略具体为:控制所述第一开关以第四占空比工作,所述第二开关和第三开关均以所述第二占空比D2工作;其中,所述第四占空比为(1-D2)*D。
7.如权利要求6所述的变换电路的控制方法,其特征在于:所述第一占空比D1为1,所述第二占空比D2为0.5;所述第一阈值为2;所述第三占空比为(D-1)/D,所述第四占空比为0.5D。
8.终端设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的方法。
9.计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的方法。
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