CN102739052A - 控制方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例涉及一种控制方法和装置，该控制方法和装置应用于降压-升压BUCK-BOOST拓扑。该方法具体为，对拓扑输出信号进行处理得到脉宽调制信号；将所述脉宽调制信号与第一调制信号进行或运算处理得到第一控制信号，从而控制拓扑的第一晶体管的状态；将所述脉宽调制信号与第二调制信号进行与运算处理得到第二控制信号，从而控制拓扑的第二晶体管的状态。因此，该方法实现了三种拓扑状态以及平滑切换，同时控制电路比较简单，扩大了控制范围、提高了控制精度。

Description

控制方法和装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种控制方法和装置。
背景技术
随着路由器、企业网设备整机和单板功率增加，一些大功率框式设备需要系统中的直流/直流(Direct Current/Direct Current，DC/DC)稳压模块支持灵活配置，以此用来满足客户投资的要求和机房配电的要求。为了提高DC/DC稳压模块的转换效率，采用单电感降压-升压(BUCK-BOOST)拓扑是支撑DC/DC稳压模块实现高效率的一种拓扑结构。
图1为现有技术中单电感BUCK-BOOST拓扑的电路图。如图1所示，金属-氧化层-半导体-场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor，MOSFET)场效应晶体管T1、MOSFET场效应晶体管T3和电感L1组成降压式变换电路即BUCK电路；MOSFET场效应晶体管T2、MOSFET场效应晶体管T4和电感L1组成升压式变换电路即BOOST电路。该拓扑电路需要根据输入信号进行降压(BUCK)、直通(PASS)和升压(BOOST)这三种拓扑状态的切换。
目前，控制三种拓扑状态进行切换的方法是通过三个比较器来检测输入信号状态，该输入信号状态通过光耦发送到复杂可编程逻辑器件(ComplexProgrammable Logic Device，CPLD)，然后CPLD将根据输入信号状态来判断BUCK-BOOST拓扑的状态，最后脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)控制器根据BUCK-BOOST拓扑的状态控制三种拓扑状态进行切换。比如：当输入信号为36V至48V时，该拓扑进入升压即BOOST状态；当输入信号为46V至54V时，该拓扑进入直通即PASS状态；当输入信号为52V至72V时，该拓扑进入升压即BUCK状态。其中，当进行拓扑状态切换时，PWM控制器的状态也会发生突变，为了防止脉冲宽度调制控制器的状态发生突变，当进行降压、升压、直通这三种拓扑状态切换时，需要作缓起动处理。上述控制方法能够实现降压BUCK、直通PASS和升压BOOST这三种拓扑状态的切换。
但是，该控制方法的具体实现很复杂，其实现电路包括CPLD等电源非常规器件。同时，因为PWM控制器最大占空比的问题而导致BUCK状态的调整输出信号与BOOST状态的调整输出信号不同，从而造成不同模块不能同时存在BUCK状态和BOOST状态，这样直接导致不同模块不能工作在输入信号差异较大的场合。当系统中需要多个DC/DC稳压模块并机均流时，而在现有技术中是无法实现的。
发明内容
本发明实施例提供了一种控制方法和装置，以一定程度上解决现有技术中控制电路复杂、状态切换时需要作缓起处理的问题，实现了三种拓扑状态的平滑切换。
第一方面，本发明提供了一种控制方法，所述方法应用于降压-升压BUCK-BOOST拓扑，所述方法包括：对所述拓扑的输出信号进行处理得到脉宽调制信号；将所述脉宽调制信号与第一调制信号进行或运算处理得到第一控制信号，从而控制所述拓扑的第一晶体管的状态；将所述脉宽调制信号与第二调制信号进行与运算处理得到第二控制信号，从而控制所述拓扑的第二晶体管的状态。
第二方面，本发明提供了一种控制装置，所述装置应用于降压-升压BUCK-BOOST拓扑，所述装置包括：脉宽调制信号产生电路、或门、与门；所述脉宽调制信号产生电路的输入端与所述拓扑的输出端相连接，以及所述脉宽调制信号产生电路的输出端分别与所述或门的输入端、所述与门的输入端相连接，所述或门的输出端与所述拓扑的第一晶体管的栅极相连接，所述与门的输出端与所述拓扑的第二晶体管的栅极相连接；所述脉宽调制信号产生电路用于对所述拓扑的输出信号进行处理得到脉宽调制信号，以及将所述脉宽调制信号分别传输给所述或门和所述与门；所述或门，用于从所述脉宽调制信号产生电路接收所述脉宽调制信号，并与第一调制信号进行或运算处理得到第一控制信号，从而控制所述拓扑的所述第一晶体管的状态；所述与门用于从所述脉宽调制信号产生电路接收所述脉宽调制信号，并与第二调制信号进行与运算处理得到第二控制信号，从而控制所述拓扑的所述第二晶体管的状态。
因此，本发明实施例公开的方法和装置，利用脉宽调制信号产生电路对拓扑输出信号进行处理得到脉宽调制信号；脉宽调制信号与第一调制信号进行或运算处理得到第一控制信号，从而控制拓扑的第一晶体管的状态，该第一晶体管的状态为开关状态或直通状态；脉宽调制信号与第二调制信号进行与运算处理得到第二控制信号，从而控制拓扑的第二晶体管的状态，该第二晶体管的状态为关闭状态或开关状态；当第一晶体管的状态为开关状态而第二晶体管为关闭状态时，此时拓扑状态为BUCK状态；当第一晶体管的状态为直通状态而第二晶体管为开关状态时，此时拓扑状态为BOOST状态，当第一晶体管的状态为直通状态而第二晶体管为关闭状态时，此时拓扑状态为直通状态。通过应用本发明实施例公开的方法和装置，可以实现了三种拓扑状态以及三种拓扑状态的平滑切换，同时控制电路比较简单，扩大了控制范围、提高了控制精度。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的单电感BUCK-BOOST拓扑的电路图；
图2为本发明实施例二提供的一种控制方法的流程图；
图3为本发明实施例三提供的脉宽调制信号产生电路的示意图；
图4为本发明实施例四提供的控制方法中第一调制信号、第二调制信号、脉宽调制信号、第一控制信号和第二控制信号的示意图；
图5为本发明实施例五提供的控制方法中第一调制信号、第二调制信号、脉宽调制信号、第一控制信号和第二控制信号的示意图；
图6为本发明实施例六提供的控制方法中第一调制信号、第二调制信号、脉宽调制信号、第一控制信号和第二控制信号的示意图；
图7为本发明实施例七提供的控制方法中第一调制信号、第二调制信号、脉宽调制信号、第一控制信号和第二控制信号的示意图；
图8为本发明实施例八提供的控制方法中第一调制信号、第二调制信号、脉宽调制信号、第一控制信号和第二控制信号的示意图；
图9为本发明实施例九提供的控制方法中第一调制信号、第二调制信号、脉宽调制信号、第一控制信号和第二控制信号的示意图；
图10为本发明实施例十提供的控制方法中第一调制信号、第二调制信号、脉宽调制信号、第一控制信号和第二控制信号的示意图；
图11为本发明实施例十一提供的控制方法中第一调制信号、第二调制信号、脉宽调制信号、第一控制信号和第二控制信号的示意图；
图12为本发明实施例十二提供的一种控制装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有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。
本发明公开了一种控制方法和装置，通过对BUCK-BOOST拓扑的输出信号进行处理得到脉宽调制信号，将脉宽调制信号与第一调制信号进行或运算得到第一控制信号，同时将脉宽调制信号与第二调制信号进行与运算得到第二控制信号，利用第一控制信号和第二控制信号控制BUCK-BOOST拓扑的BUCK上管和BOOST下管，使得BUCK-BOOST拓扑的三种状态平滑切换，无需做特殊缓起处理。
图1为本发明实施例一提供的单电感BUCK-BOOST拓扑的电路图。如图所示，单电感BUCK-BOOST拓扑主要包括第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、第四晶体管T4和电感L1。第一晶体管T1、第三晶体管T 3和电感L1组成BUCK电路。其中，第一晶体管T1为BUCK上管，第三晶体管T3为BUCK下管。第二晶体管T2、第四晶体管T4和电感L1组成BOOST电路。其中，第二晶体管T2为BOOST下管，第四晶体管T4为BOOST上管。另外，该拓扑的输入信号的电压值用Vi表示，输出信号的电压值用Vo表示。当输入信号的电压值Vi比输出信号的电压值Vo高时，第一晶体管T1和第三晶体管T 3处于开关状态，第二晶体管T2处于关闭状态，第四晶体管T4处于直通状态，此时拓扑状态定义为降压BUCK状态；当输入信号的电压值Vi与输出信号的电压值Vo比较接近时，第二晶体管T2和第三晶体管T3处于关闭状态，第一晶体管T1、第四晶体管T4处于直通状态，此时拓扑状态定义为直通PASS状态；当输入信号的电压值Vi比输出信号的电压值Vo低时，第二晶体管T2和第四晶体管T4处于开关状态，第三晶体管T3处于关闭状态，晶体管第一T1处于直通状态，此时拓扑状态定义为升压BOOST状态。当拓扑状态为BUCK状态时，BUCK电路进入开关状态，BOOST电路进入直通状态；当拓扑状态为BOOST状态时，BUCK电路进入直通状态，BOOST电路进入开关状态；当拓扑状态为PASS状态时，BUCK电路和BOOST电路皆进入直通状态。
其中，第一晶体管T1、第二晶体管T2是开关管，比如三极管、MOSFET管或IGBT管等；第三晶体管T3、第四晶体管T4可以为开关晶体管，也可以为二极管。
当第三晶体管T3、第四晶体管T4为二极管时，以BUCK电路为例，第一晶体管T1即BUCK上管是开关管，第三晶体管T3即BUCK下管是二极管，当BUCK上管导通时，二极管T3两端承受一个反向电压，则二极管T3关断即关闭状态；当BUCK上管关闭时，由于电感L电流会续流，续流电流会强行把二极管T3导通即直通状态。因此，使用二极管时，二极管的导通关系就是上管导通时二极管关断，上管关闭时二极管导通，跟下管使用开关晶体管的开关时序是一样的。在此不再详细说明。
上述提到的“开关状态”是指在一个周期时间里既有开通状态也有关闭状态。例如，假设开关电源频率为100kHz，则其周期T为10us。假设晶体管的占空比为30％，则该晶体管30％的时间开通，70％的时间关断，即3us时间是开通的，7us的时间是关断的。下一个周期同样进入这种开通关断的状态。因此，在下述本发明提供的实施例中所提及的“开关状态”，均指在一个周期时间里既有开通状态也有关闭状态。
图2为本发明实施例提供的一种控制方法的流程图。如图所示，本发明实施例具体包括以下步骤：
步骤210，对单电感BUCK-BOOST拓扑的输出信号进行处理得到脉宽调制即PWM调制信号。在现有技术中产生脉宽调制PWM调制信号的电路为PWM调制信号产生电路。该PWM调制信号产生电路一般由环路电路和比较器组成。
具体地，该PWM调制信号产生电路的工作原理为：当输出信号的电压值Vo变高，导致反馈信号的电压值Vfb大于参考信号的电压值Vref时，环路电路输出的环路COMP信号的电压值就会降低，再通过与比较信号的电压值比较从而导致输出PWM调制信号的占空比变小，最终目的是降低输出信号的电压值Vo；当输出信号的电压值变低，导致反馈信号的电压值Vfb小于参考信号的电压值Vref时，环路电路输出的环路COMP信号就会升高，再通过与比较信号的电压值比较从而导致输出PWM调制信号的占空比变大，最终目的提高输出信号的电压值Vo。
下面详细说明根据拓扑的输出信号得到PWM调制信号的过程。
第一，根据拓扑输出信号和参考信号得到环路信号。
具体地，环路电路的运算放大器将输入的拓扑输出信号的反馈信号和参考信号进行运算放大处理，当反馈信号的电压值大于参考信号的电压值时，运算放大器的输出信号的电压值下降，当反馈信号的电压值小于参考信号的电压值，运算放大器的输出信号的电压值上升，从而得到环路信号。其采用的电路为典型的环路电路，如图3所示。该环路电路是一个负反馈电路，由运算放大器X1、外围电容C1、C2、C3和电阻R1、R2、R3、R4构成。其中，运算放大器X1的负输入端输入输出信号Vo的反馈信号的电压值Vfb，反馈信号的电压值Vfb与输出信号的电压值Vo关系如公式(1)所示。
V fb = V O × R 2 R 1 + R 2 公式(1)
运算放大器X1的正输入端输入参考信号的电压值Vref，该参考信号的电压值Vref的取值范围是自定义的，从0.8V到3V不等。一般数字开关电源的调压就是通过调整Vref来实现的。最后，该环路电路通过运算放大器X1运算后输出环路COMP信号的电压值。其中，输出信号Vo与COMP信号的电压值的关系是当输出信号Vo升高，导致输出信号的电压值Vo的反馈信号的电压值VFB大于参考信号的电压值Vref，则运算放大器X1输出低电平即COMP电平降低，使得输出脉宽调制信号占空比变小，最终把输出电压Vo降回来；当输出信号的电压值Vo降低，则COMP信号的电压值升高，使得输出脉宽调制信号占空比变大，最终把输出电压Vo升回来。因此，该环路电路的作用就是通过这样一个负反馈作用，使得Vfb等于Vref，最终保证输出信号的电压值Vo稳定在一个定值。
第二，根据所述环路信号和比较信号得到脉宽调制信号。
具体地，将环路信号与比较信号，比如，锯齿波信号，输入到比较器X2，如图3所示。经比较器X2比较后得到脉宽调制PWM调制信号。其中，环路信号输入到比较器X2的正输入端，比较信号输入到比较器X2的负输入端。其中，比较信号可以为锯齿波、三角波、电阻电容RC充电波形、或者电流采样转换成的电压信号等等。其中，比较器X2的工作原理是，环路信号的电压值比比较信号的电压值高时，则输出高电平；环路信号的电压值比比较信号的电压值低时，则输出低电平，从而得到脉宽调制信号。
上述环路电路或比较器可以使用模拟电路实现，也可以用数字电路实现，但都是现有技术中比较成熟的技术，在这里不再一一详述。在本发明实施例中可以使用任一PWM调制信号产生电路，故所有的PWM调制信号产生电路皆适用于本发明。
步骤220，脉宽调制PWM调制信号与第一调制信号D1进行或运算处理得到第一控制信号S1，从而控制拓扑的第一晶体管T1的状态；脉宽调制PWM调制信号与第二调制信号D2进行与运算处理得到第二控制信号S2，从而控制拓扑的第二晶体管T2的状态。其中，第一调制信号、第二调制信号与脉宽调制PWM调制信号是同步的，第一调制信号、第二调制信号的下降沿与脉宽调制PWM调制信号的上升沿在同一时刻出现。
具体地，将脉宽调制PWM调制信号与第一调制信号D1输入到或门U1，经或门U1运算后得到第一控制信号S1，利用第一控制信号S1控制单电感BUCK-BOOST拓扑的第一晶体管T1。其中，或门U1的一个输入端输入脉宽调制PWM调制信号，另一输入端输入第一调制信号D1。其中，第一调制信号D1是根据实际情况预设的。
将脉宽调制PWM调制信号与第二调制信号D2输入到与门U2，经与门U2运算后得到第二控制信号S2，利用第二控制信号S2控制单电感BUCK-BOOST拓扑的第二晶体管T2。其中，与门U2的一个输入端输入脉宽调制PWM调制信号，另一输入端输入第二调制信号D2。其中，第二调制信号D2是根据实际情况预设的。
第一控制信号控制单电感BUCK-BOOST拓扑的第一晶体管，并将第一控制信号S1经过第一非门取反后控制该拓扑的第三晶体管T3；将第二控制信号S2经过第二非门取反后控制该拓扑的第四晶体管T4。
另外，第三晶体管T3、第四晶体管T4可以为开关晶体管，也可以为二极管。当第三晶体管T3、第四晶体管T4为开关晶体管时，需要第一控制信号S1、第二控制信号S2的控制；当第三晶体管T3、第四晶体管T4为二极管时，不需要第一控制信号S1经过第一非门取反后的控制、第二控制信号S2经过第二非门取反后的控制，二极管能够自动完成直通和关闭的功能。
下面以第三晶体管T3、第四晶体管T4为开关晶体管为例详细说明本发明实施例提供的控制方法实现BUCK、PASS和BOOST这三种拓扑状态的过程。其中，将第一调制信号D1的占空比用r1表示、第二调制信号D2的占空比用r2表示，脉宽调制信号的占空比用r表示，第一控制信号S1的占空比用z1表示、第二调制信号S2的占空比用z2表示。另外，1-r1为第一阈值，即1与第一调制信号D1的占空比的差值；1-r2为第二阈值，即1与第二调制信号D2的占空比的差值。
第一，实现BUCK状态的过程。
当PWM调制信号的占空比r小于1-r1且小于或等于1-r2时：
PWM调制信号与第一调制信号D1通过或门进行或运算处理得到第一控制信号S1，控制拓扑第一晶体管T1为开关状态。其中，第一控制信号S1的占空比z1为r+r1。
PWM调制信号与第二调制信号D2通过与门进行与运算处理得到低电平的第二控制信号S2，控制拓扑第二晶体管T2为关闭状态。其中，第二控制信号S2的占空比z2为0。
将第一控制信号S1取反，控制拓扑第三晶体管T3为开关状态，此时BUCK电路为BUCK状态；将第二控制信号S2取反，控制拓扑第四晶体管T4为直通状态，此时BOOST电路为直通状态。故此时拓扑的状态为BUCK状态。
例如，如图4所示。当第一调制信号D1的占空比r1大于第二调制信号D2的占空比r2时，设定第一调制信号D1的占空比r1为54％，第二调制信号D2的占空比r2为44％，PWM调制信号的占空比r为30％，PWM调制信号与第一调制信号D1通过或门进行或运算处理得到第一控制信号S1的占空比z1为84％，PWM调制信号与第二调制信号D2通过与门进行与运算处理得到第二控制信号S2的占空比z2为0。故此时拓扑的状态为BUCK状态。
如图5所示。当第一调制信号D1的占空比r1小于第二调制信号D2的占空比r2时，设定第一调制信号D1的占空比r1为44％，第二调制信号D2的占空比r2为54％，PWM调制信号的占空比r为30％，PWM调制信号与第一调制信号D1通过或门进行或运算处理得到第一控制信号S1的占空比z1为74％，PWM调制信号与第二调制信号D2通过与门进行与运算处理得到第二控制信号S2的占空比z2为0。故此时拓扑的状态为BUCK状态。
如图6所示。当第一调制信号D1的占空比r1等于第二调制信号D2的占空比r2时，设定第一调制信号D1的占空比r1为50％，第二调制信号D2的占空比r2也为50％，PWM调制信号的占空比r为30％，PWM调制信号与第一调制信号D1通过或门进行或运算处理得到第一控制信号S1的占空比z1为80％，PWM调制信号与第二调制信号D2通过与门进行与运算处理得到第二控制信号S2的占空比z2为0。故此时拓扑的状态为BUCK状态。
第二，实现升压BOOST状态的过程。
当PWM调制信号的占空比r大于1-r2且r大于或等于1-r1时：
PWM调制信号与第一调制信号D1通过或门进行或运算处理得到高电平的第一控制信号S1，控制拓扑第一晶体管T1为直通状态。其中，第一控制信号S1的占空比z1为100％。
PWM调制信号与第二调制信号D2通过与门进行与运算处理得到第二控制信号S2，控制拓扑第二晶体管T2为开关状态。其中，第二控制信号S2的占空比z2为r-(1-r2)。
将第一控制信号S1取反，控制拓扑第三晶体管T3为关闭状态，此时BUCK电路为直通状态；将第二控制信号S2取反，控制拓扑第四晶体管T4为开关状态，此时BOOST电路为BOOST状态。故此时拓扑的状态为BOOST状态。
例如，如图7所示。当第一调制信号D1的占空比r1大于第二调制信号D2的占空比r2时，设定第一调制信号D1的占空比r1为54％，第二调制信号D2的占空比r2为44％，PWM调制信号的占空比r为70％，PWM调制信号与第一调制信号D1通过或门进行或运算处理得到第一控制信号S1的占空比z1为100％，PWM调制信号与第二调制信号D2通过与门进行与运算处理得到第二控制信号S2的占空比z2为14％。故此时拓扑的状态为BOOST状态。
如图8所示。当第一调制信号D1的占空比r1小于第二调制信号D2的占空比r2时，设定第一调制信号D1的占空比r1为44％，第二调制信号D2的占空比r2为54％，PWM调制信号的占空比r为70％，PWM调制信号与第一调制信号D1通过或门进行或运算处理得到第一控制信号S1的占空比z1为100％，PWM调制信号与第二调制信号D2通过与门进行与运算处理得到第二控制信号S2的占空比z2为24％。故此时拓扑的状态为BOOST状态。
如图9所示。当第一调制信号D1的占空比r1等于第二调制信号D2的占空比r2时，设定第一调制信号D1的占空比r1为50％，第二调制信号D2的占空比r2也为50％，PWM调制信号的占空比r为70％，PWM调制信号与第一调制信号D1通过或门进行或运算处理得到第一控制信号S1的占空比z1为100％，PWM调制信号与第二调制信号D2通过与门进行与运算处理得到第二控制信号S2的占空比z2为20％。故此时拓扑的状态为BOOST状态。
第三，实现直通PASS状态的过程。
设定第一调制信号D1的占空比r1大于第二调制信号D2的占空比r2，当PWM调制信号的占空比r大于1-r1且r小于1-r2时：
PWM调制信号与第一调制信号D1通过或门进行或运算处理得到高电平的第一控制信号S1，控制拓扑第一晶体管T1为直通状态。其中，第一控制信号S1的占空比z1为100％。
PWM调制信号与第二调制信号D2通过与门进行与运算处理得到低电平第二控制信号S2，控制拓扑第二晶体管T2为关闭状态。其中，第二控制信号S2的占空比z2为0。
将第一控制信号S1取反，控制拓扑第三晶体管T3为关闭状态，此时BUCK电路为直通状态；将第二控制信号S2取反，控制拓扑第四晶体管T4为直通状态，此时BOOST电路为直通状态。故此时拓扑的状态为PASS状态。
例如，如图10所示。设定第一调制信号D1的占空比r1为44％，第二调制信号D2的占空比r2为54％，PWM调制信号的占空比r为51％，PWM调制信号与第一调制信号D1通过或门进行或运算处理得到第一控制信号S1的占空比z1为100％，PWM调制信号与第二调制信号D2通过与门进行与运算处理得到第二控制信号S2的占空比z2为0。故此时拓扑的状态为PASS状态。
另外，也可以通过判断环路COMP信号的电平实现进入直通PASS状态。具体为，直接判断环路COMP信号的电平位于第一电平阈值和第二电平阈值的中间区域时让BUCK上管和BOOST上管皆恒直通状态，则也能使得单电感BUCK-BOOST拓扑进入直通PASS状态。
上述实现直通态的办法有个问题，即时输入电压与输出电压有很小的压差，但由于环路积分的效果，环路电路迟早会导致COMP信号超出直通态信号范围，或者PWM调制信号占空比r超出(1-r1)-(1-r2)的范围，导致电路在直通态和非直通态来回切换。使用下面办法，便可以实现完全直通态：检测输入信号Vi、输出信号Vo和输出电流，当输入信号Vi与输出信号Vo大致相等时，而且各模块输出电流比较均衡时则强行让环路信号的电平维持在该BUCK-BOOST拓扑处于直通PASS状态的信号范围内。此方法用钳位COMP电平的方式实现直通状态，保证了系统稳压DC/DC模块在输入电压与输出电压接近时的极高效率。
进一步，当设定第一调制信号D1的占空比r1小于第二调制信号D2的占空比r2时，并且PWM调制信号的占空比r大于1-r2且r小于1-r1时：
PWM调制信号与第一调制信号D1通过或门进行或运算处理得到第一控制信号S1，控制拓扑第一晶体管T1为开关状态。其中，第一控制信号S1的占空比z1为r+r1。
PWM调制信号与第二调制信号D2通过与门进行与运算处理得到第二控制信号S2，控制拓扑第二晶体管T2为开关状态。其中，第二控制信号S2的占空比z2为r-(1-r2)。
将第一控制信号S1取反，控制拓扑第三晶体管T3为开关状态，此时BUCK电路为BUCK状态；将第二控制信号S2取反，控制拓扑第四晶体管T4为开关状态，此时BOOST电路为BOOST状态。故此时拓扑的状态为降压-升压即BUCK-BOOST状态。
例如，如图11所示。设定第一调制信号D1的占空比r1为44％，第二调制信号D2的占空比r2为54％，PWM调制信号的占空比r为51％，PWM调制信号与第一调制信号D1通过或门进行或运算处理得到第一控制信号S1的占空比z1为95％，PWM调制信号与第二调制信号D2通过与门进行与运算处理得到第二控制信号S2的占空比z2为5％。故此时拓扑的状态为BUCK-BOOST状态。
同时，本发明实施例提供的控制方法还保证了BUCK状态与BOOST状态的平滑切换。比如，第一调制信号的占空比为55％，第二调制信号的占空比为45％，当输入信号的电压值Vi为高电压，比如，Vi为75V，并且输出信号的电压值Vo为50V，此时BUCK-BOOST拓扑工作在BUCK状态，当输入信号发生跳变时，其电压值从高电压降低为比较低的电压时，比如，从75V跳变到36V，那么经过环路电路和比较器输出的脉宽调制信号的占空比将由小变大，再经过与门和非门运算后，第一控制信号的占空比会逐渐越来越大，直到第一晶体管T1即BUCK上管完全直通，BUCK-BOOST拓扑进入直通态；随着脉宽调制PWM调制信号的占空比的进一步增大，BOOST下管的占空比开始慢慢从0逐渐增大，直至BUCK-BOOST拓扑进入BOOST态。在整个BUCK状态与BOOST状态的切换过程中，BUCK上管占空比逐渐增大至直通，BOOST占空比逐渐从0增大，其切换过程非常平滑，无需额外的缓起过程。同时，该控制方法还保证了不同的系统稳压DC/DC模块能在输入压差比较大的场合正常工作。
因此，本发明实施例提供的控制方法，通过对单电感BUCK-BOOST拓扑的输出信号进行处理得到脉宽调制信号，将脉宽调制信号与第一调制信号进行或运算得到第一控制信号从而利用第一控制信号控制拓扑的第一晶体管，同时将脉宽调制信号与第二调制信号进行与运算得到第二控制信号从而利用第二控制信号控制第二晶体管，最终实现降压BUCK、直通PASS和升压BOOST这三种拓扑状态以及该三种拓扑状态之间的平滑切换，无需做特殊缓起处理。该方法实现简单，可以应用于不同输入信号的场合。
图12为本发明实施例提供的一种拓扑控制装置的示意图。该装置应用于单电感降压-升压BUCK-BOOST拓扑，如图所示，本实施例拓扑控制装置具体包括：脉宽调制信号产生电路11、或门13、与门14。
脉宽调制信号产生电路11的输入端与拓扑的输出端相连接，以及脉宽调制信号产生电路11的输出端分别与或门13的输入端、与门14的输入端相连接，或门13的输出端与拓扑的第一晶体管15的栅极相连接，与门14的输出端与拓扑的第二晶体管16的栅极相连接；
脉宽调制信号产生电路11用于对拓扑的输出信号进行处理得到脉宽调制信号；或门13用于脉宽调制信号与第一调制信号进行或运算处理得到第一控制信号，从而控制拓扑的第一晶体管15的状态；与门14用于脉宽调制信号与第二调制信号进行与运算处理得到第二控制信号，从而控制拓扑的第二晶体管16的状态。
其中，脉宽调制信号产生电路11由环路电路21、比较器22组成。环路电路21用于根据拓扑输出信号和参考信号得到环路信号；比较器22用于根据环路信号和比较信号得到脉宽调制信号。环路电路21的输入端与拓扑的输出端相连接，以及环路电路21的输出端与比较器22的输入端相连接；比较器22的输出端分别与或门13的输入端、与门14的输入端相连接；
进一步，该装置还包括：第一非门17、第二非门18。第一非门17的输入端与或门13的输出端相连接，第一非门17的输出端与拓扑的第三晶体管19的栅极相连接；第二非门18的输入端与与门14的输出端相连接，第二非门18的输出端与拓扑的第四晶体管20的栅极相连接；第一非门17用于将第一控制信号经过第一非门17取反后控制该拓扑的第三晶体管；第二非门18用于将第二控制信号经过第二非门18取反后控制该拓扑的第四晶体管。
具体地，环路电路21中环路电路的运算放大器将输入的拓扑输出信号的反馈信号和参考信号进行运算放大处理，当反馈信号的电压值大于参考信号的电压值时，运算放大器的输出信号的电压值下降，当反馈信号的电压值小于参考信号的电压值，运算放大器的输出信号的电压值上升，从而得到环路信号。其采用的电路为典型的环路电路，如图3所示。该环路电路是一个负反馈电路，由运算放大器X1、外围电容C1、C2、C3和电阻R1、R2、R3、R4构成。其中，运算放大器X1的负输入端输入输出信号Vo的反馈信号的电压值Vfb，反馈信号的电压值Vfb与输出信号的电压值Vo关系如公式(1)所示。运算放大器X3的正输入端输入参考信号的电压值Vref，该参考信号的电压值Vref的取值范围是自定义的，从0.8V到3V不等。一般数字开关电源的调压就是通过调整Vref来实现的。最后，该环路电路通过运算放大器X1运算后输出环路COMP信号的电压值。其中，输出信号Vo与COMP信号的电压值的关系是当输出信号Vo升高，导致输出信号的电压值Vo的反馈信号的电压值VFB大于参考信号的电压值Vref，则运算放大器X1输出低电平即COMP电平降低；当输出信号的电压值Vo降低，则COMP信号的电压值升高。因此，该环路电路的作用就是通过这样一个负反馈作用，使得Vfb等于Vref，最终保证输出信号的电压值Vo稳定在一个定值。其中，环路电路可以使用模拟电路实现，也可以用数字电路实现，但都是现有技术中比较成熟的技术，在这里不再一一详述。在本发明实施例中可以使用任一环路电路。
比较器22中将环路信号的电压值与比较信号的电压值输入到比较器X2，如图3所示。经比较器X2比较后得到脉宽调制PWM调制信号的电压值。其中，环路信号的电压值输入到比较器X2的正输入端，比较信号的电压值输入到比较器X2的负输入端。其中，比较信号为锯齿波。其中，比较器X2的工作原理是，环路信号的电压值比比较信号的电压值高时，则输出高电平；环路信号的电压值比参考信号的电压值低时，则输出低电平。其中比较器可以使用模拟电路实现，也可以用数字电路实现，但都是现有技术中比较成熟的技术，在这里不再一一详述。在本发明实施例中可以任一比较器。
或门13中脉宽调制PWM调制信号与第一调制信号输入到或门13，经或门13运算后得到第一控制信号，利用第一控制信号控制单电感BUCK-BOOST拓扑的第一晶体管15。其中，或门U1的一个输入端输入脉宽调制PWM调制信号，另一输入端输入第一调制信号。其中，第一调制信号是根据实际情况预设的。
与门14中将脉宽调制PWM调制信号与第二调制信号输入到与门14，经与门14运算后得到第一控制信号，利用第二控制信号控制单电感BUCK-BOOST拓扑的第二晶体管16。其中，与门14的一个输入端输入脉宽调制PWM调制信号，另一输入端输入第二调制信号。其中，第二调制信号是根据实际情况预设的。
另外，第三晶体管19和第四晶体管20可以为开关晶体管，也可以为二极管。当第三晶体管19和第四晶体管20为开关晶体管时，需要将第一控制信号、第二控制信号分别通过第一非门17、第二非门18取反后控制第三晶体管19和第四晶体管20；当第三晶体管T3、第四晶体管T4为二极管时，该装置不需要第一非门17、第二非门18，也不需要第一控制信号、第二控制信号的控制二极管，二极管能够自动完成直通和关闭的功能。
下面以第三晶体管T3、第四晶体管T4为开关晶体管为例详细说明本发明实施例提供的控制方法实现BUCK、PASS和BOOST这三种拓扑状态的过程。其中，将第一调制信号D1的占空比用r1表示、第二调制信号D2的占空比用r2表示，脉宽调制信号的占空比用r表示，第一控制信号S1的占空比用z1表示、第二调制信号S2的占空比用z2表示。另外，1-r1为第一阈值，即1与第一调制信号D1的占空比的差值；1-r2为第二阈值，即1与第二调制信号D2的占空比的差值。
第一，实现BUCK状态的过程。
当PWM调制信号的占空比r小于1-r1且小于或等于1-r2时：
PWM调制信号与第一调制信号D1通过或门进行或运算处理得到第一控制信号S1，控制拓扑第一晶体管T1为开关状态。其中，第一控制信号S1的占空比z1为r+r1。
PWM调制信号与第二调制信号D2通过与门进行与运算处理得到低电平的第二控制信号S2，控制拓扑第二晶体管T2为关闭状态。其中，第二控制信号S2的占空比z2为0。
将第一控制信号S1取反，控制拓扑第三晶体管T3为开关状态，此时BUCK电路为BUCK状态；将第二控制信号S2取反，控制拓扑第四晶体管T4为直通状态，此时BOOST电路为直通状态。故此时拓扑的状态为BUCK状态。
第二，实现升压BOOST状态的过程。
当PWM调制信号的占空比r大于1-r2且r大于或等于1-r1时：
PWM调制信号与第一调制信号D1通过或门进行或运算处理得到高电平的第一控制信号S1，控制拓扑第一晶体管T1为直通状态。其中，第一控制信号S1的占空比z1为100％。
PWM调制信号与第二调制信号D2通过与门进行与运算处理得到第二控制信号S2，控制拓扑第二晶体管T2为开关状态。其中，第二控制信号S2的占空比z2为r-(1-r2)。
将第一控制信号S1取反，控制拓扑第三晶体管T3为关闭状态，此时BUCK电路为直通状态；将第二控制信号S2取反，控制拓扑第四晶体管T4为开关状态，此时BOOST电路为BOOST状态。故此时拓扑的状态为BOOST状态。
第三，实现直通PASS状态的过程。
设定第一调制信号D1的占空比r1大于第二调制信号D2的占空比r2，当PWM调制信号的占空比r大于或等于1-r1且r小于或等于1-r2时：
PWM调制信号与第一调制信号D1通过或门进行或运算处理得到高电平的第一控制信号S1，控制拓扑第一晶体管T1为直通状态。其中，第一控制信号S1的占空比z1为100％。
PWM调制信号与第二调制信号D2通过与门进行与运算处理得到低电平第二控制信号S2，控制拓扑第二晶体管T2为关闭状态。其中，第二控制信号S2的占空比z2为0。
将第一控制信号S1取反，控制拓扑第三晶体管T3为关闭状态，此时BUCK电路为直通状态；将第二控制信号S2取反，控制拓扑第四晶体管T4为直通状态，此时BOOST电路为直通状态。故此时拓扑的状态为PASS状态。
另外，也可以通过判断环路COMP信号的电平实现进入直通PASS状态。具体为，直接判断环路COMP信号的电平位于高电平和低电平的中间区域时让BUCK上管和BOOST上管皆恒直通状态，则也能使得单电感BUCK-BOOST拓扑进入直通PASS状态。或者，检测输入信号Vi、输出信号Vo和输出电流，当输入信号Vi与输出信号Vo大致相等时，而且各模块输出电流比较均衡时则强行让环路信号的电平维持在该BUCK-BOOST拓扑处于直通PASS状态的信号范围内。
进一步，当设定第一调制信号D1的占空比r1小于第二调制信号D2的占空比r2时，并且PWM调制信号的占空比r大于1-r2且r小于1-r1时：
PWM调制信号与第一调制信号D1通过或门进行或运算处理得到第一控制信号S1，控制拓扑第一晶体管T1为开关状态。其中，第一控制信号S1的占空比z1为r+r1。
PWM调制信号与第二调制信号D2通过与门进行与运算处理得到第二控制信号S2，控制拓扑第二晶体管T2为开关状态。其中，第二控制信号S2的占空比z2为r-(1-r2)。
将第一控制信号S1取反，控制拓扑第三晶体管T3为开关状态，此时BUCK电路为BUCK状态；将第二控制信号S2取反，控制拓扑第四晶体管T4为开关状态，此时BOOST电路为BOOST状态。故此时拓扑的状态为降压-升压即BUCK-BOOST状态。
另外，本发明实施例提供的控制装置还保证了BUCK状态与BOOST状态的平滑切换。比如，第一调制信号的占空比为55％，第二调制信号的占空比为45％，当输入信号的电压值Vi为高电压，比如，Vi为75V，并且输出信号的电压值Vo为50V，此时BUCK-BOOST拓扑工作在BUCK状态，当输入信号发生跳变时，其电压值从高电压降低为比较低的电压时，比如，从75V跳变到36V，那么经过环路电路和比较器输出的脉宽调制信号的占空比将由小变大，再经过与门和非门运算后，第一控制信号的占空比会逐渐越来越大，直到第一晶体管T1即BUCK上管完全直通，BUCK-BOOST拓扑进入直通态；随着脉宽调制PWM调制信号的占空比的进一步增大，BOOST下管的占空比开始慢慢从0逐渐增大，直至BUCK-BOOST拓扑进入BOOST态。在整个BUCK状态与BOOST状态的切换过程中，BUCK上管占空比逐渐增大至直通，BOOST占空比逐渐从0增大，其切换过程非常平滑，无需额外的缓起过程。
因此，本发明实施例提供的控制装置，通过脉宽调制信号产生电路对单电感BUCK-BOOST拓扑的输出信号进行处理得到脉宽调制信号，通过或门将脉宽调制信号与第一调制信号进行或运算得到第一控制信号从而利用第一控制信号控制拓扑的第一晶体管的状态，同时通过与门将脉宽调制信号与第二调制信号进行与运算得到第二控制信号从而利用第二控制信号控制第二晶体管的状态，最终实现降压BUCK、直通PASS和升压BOOST这三种拓扑状态以及该三种拓扑状态之间的平滑切换，无需做特殊缓起处理。该装置实现简单，可以应用于不同输入信号的场合。
本领域普通技术人员应该还可以进一步意识到，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、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。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。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (26)

1.一种控制方法，其特征在于，所述方法应用于降压-升压BUCK-BOOST拓扑，所述方法包括：
对所述拓扑的输出信号进行处理得到脉宽调制信号；
将所述脉宽调制信号与第一调制信号进行或运算处理得到第一控制信号，从而控制所述拓扑的第一晶体管的状态；将所述脉宽调制信号与第二调制信号进行与运算处理得到第二控制信号，从而控制所述拓扑的第二晶体管的状态。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述对所述拓扑的输出信号进行处理得到脉宽调制信号具体为：
根据所述拓扑的输出信号和参考信号得到环路信号，并根据所述环路信号和比较信号得到脉宽调制信号。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述根据拓扑输出信号和参考信号得到环路信号具体包括：将所述拓扑的输出信号的反馈信号和所述参考信号进行运算放大处理，当所述反馈信号的电压值大于所述参考信号的电压值时，获得的输出信号的电压值下降，当所述反馈信号的电压值小于所述参考信号的电压值，获得的输出信号的电压值上升，从而得到环路信号。
4.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述环路信号和比较信号得到脉宽调制信号具体包括：将输入的所述环路信号的电压值和所述比较信号的电压值进行比较处理，当所述环路信号的电压值大于所述比较信号的电压值时，获得的输出信号的电压值为高电平，当所述环路信号的电压值小于所述比较信号的电压值时，获得的输出信号的电压值为低电平，从而得到所述脉宽调制信号。
5.根据权利要求1至4任一项所述的控制方法，其特征在于，所述脉宽调制信号的占空比小于第一阈值且小于或等于第二阈值；
所述脉宽调制信号与第一调制信号进行或运算处理得到第一控制信号，从而控制拓扑的第一晶体管的状态具体为，将输入的所述脉宽调制信号和第一调制信号进行或运算处理，得到第一控制信号，控制所述第一晶体管为开关状态；
所述脉宽调制信号与第二调制信号进行与运算处理得到第二控制信号，从而控制所述拓扑的第二晶体管的状态具体为，将输入的所述脉宽调制信号和第二调制信号进行与运算，得到低电平的第二控制信号，控制所述第二晶体管为关闭状态；从而控制所述拓扑为降压状态。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述方法还包括，将所述第一控制信号取反，控制所述拓扑的第三晶体管为开关状态，将所述第二控制信号取反，控制所述拓扑的第四晶体管为直通状态。
7.根据权利要求1至4任一项所述的控制方法，其特征在于，所述脉宽调制信号的占空比大于或等于第一阈值且大于第二阈值；
所述脉宽调制信号与第一调制信号进行或运算处理得到第一控制信号，从而控制所述拓扑的第一晶体管的状态具体为：将所述脉宽调制信号和第一调制信号进行或运算处理，得到高电平的第一控制信号，控制所述第一晶体管为直通状态；
所述脉宽调制信号与第二调制信号进行与运算处理得到第二控制信号，从而控制所述拓扑的第二晶体管的状态具体为：将所述脉宽调制信号和第二调制信号进行与运算处理得到第二控制信号，控制所述第二晶体管为开关状态；从而控制所述拓扑为升压状态。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述方法还包括，将所述第一控制信号取反，控制所述拓扑的第三晶体管为关闭状态，将所述第二控制信号取反，控制所述拓扑的第四晶体管为开关状态。
9.根据权利要求1至4任一项所述的控制方法，其特征在于，所述第一调制信号的占空比大于第二调制信号的占空比，所述脉宽调制信号的占空比大于第一阈值且小于第二阈值；
所述脉宽调制信号与第一调制信号进行或运算处理得到第一控制信号，从而控制所述拓扑的第一晶体管的状态具体为：将输入的所述脉宽调制信号和第一调制信号进行或运算处理，得到高电平的第一控制信号，控制所述第一晶体管为直通状态；
所述脉宽调制信号与第二调制信号进行与运算处理得到第二控制信号，从而控制所述拓扑的第二晶体管的状态具体为：将输入的所述脉宽调制信号和第二调制信号进行与运算处理，得到低电平的第二控制信号，控制所述第二晶体管为关闭状态；从而控制所述拓扑为直通状态。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述方法还包括，将所述第一控制信号取反，控制所述拓扑的第三晶体管为关闭状态，将所述第二控制信号取反，控制所述拓扑的第四晶体管为直通状态。
11.根据权利要求1至4任一项所述的控制方法，其特征在于，所述第一调制信号的占空比小于第二调制信号的占空比，所述脉宽调制信号的占空比小于第一阈值且大于第二阈值；
所述脉宽调制信号与第一调制信号进行或运算处理得到第一控制信号，从而控制所述拓扑的第一晶体管的状态具体为：将输入的所述脉宽调制信号和第一调制信号进行或运算处理得到第一控制信号，控制所述第一晶体管为开关状态；
所述脉宽调制信号与第二调制信号进行与运算处理得到第二控制信号，从而控制所述拓扑的第二晶体管的状态具体为：将输入的所述脉宽调制信号和第二调制信号进行与运算处理得到第二控制信号，控制所述第二晶体管为开关状态；从而控制所述拓扑为降压-升压状态。
12.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，所述方法还包括，将所述第一控制信号取反，控制所述拓扑的第三晶体管为开关状态，将所述第二控制信号取反，控制所述拓扑的第四晶体管为开关状态。
13.根据权利要求1至12任一项所述的控制方法，其特征在于，所述第一阈值为1与所述第一调制信号的占空比的差值；所述第二阈值为1与所述第二调制信号的占空比的差值。
14.一种控制装置，其特征在于，所述装置应用于降压-升压BUCK-BOOST拓扑，所述装置包括：脉宽调制信号产生电路、或门、与门；
所述脉宽调制信号产生电路的输入端与所述拓扑的输出端相连接，以及所述脉宽调制信号产生电路的输出端分别与所述或门的输入端、所述与门的输入端相连接，所述或门的输出端与所述拓扑的第一晶体管的栅极相连接，所述与门的输出端与所述拓扑的第二晶体管的栅极相连接；
所述脉宽调制信号产生电路，用于对所述拓扑的输出信号进行处理得到脉宽调制信号，以及将所述脉宽调制信号分别传输给所述或门和所述与门；
所述或门，用于从所述脉宽调制信号产生电路接收所述脉宽调制信号，并将所述脉宽调制信号与第一调制信号进行或运算处理得到第一控制信号，从而控制所述拓扑的所述第一晶体管的状态；
所述与门，用于从所述脉宽调制信号产生电路接收所述脉宽调制信号，并将所述脉宽调制信号与第二调制信号进行与运算处理得到第二控制信号，从而控制所述拓扑的所述第二晶体管的状态。
15.根据权利要求14所述的控制装置，其特征在于，所述脉宽调制信号产生电路包括：环路电路和比较器；
所述环路电路的输入端与所述拓扑的输出端相连接，以及所述环路电路的输出端与所述比较器的输入端相连接；所述比较器的输出端分别与所述或门的输入端、所述与门的输入端相连接；
所述环路电路用于根据所述拓扑的输出信号和参考信号得到环路信号；
所述比较器用于从所述环路电路接收到的所述环路信号，所述环路信号与比较信号进行比较，得到脉宽调制信号。
16.根据权利要求14或15所述的控制装置，其特征在于，所述环路电路具体包括：运算放大器；所述运算放大器用于：将输入的所述拓扑的输出信号的反馈信号和所述参考信号进行运算放大处理，当所述反馈信号的电压值大于所述参考信号的电压值时，所述运算放大器的输出信号的电压值下降，当所述反馈信号的电压值小于所述参考信号的电压值，所述运算放大器的输出信号的电压值上升，从而得到环路信号。
17.根据权利要求14至16任一项所述的控制装置，其特征在于，所述比较器具体用于：将输入的所述环路信号的电压值和所述比较信号的电压值进行比较处理，当所述环路信号的电压值大于所述比较信号时，所述比较器输出高电平，当所述环路信号的电压值小于所述比较信号的电压值时，所述比较器输出低电平，从而得到所述脉宽调制信号。
18.根据权利要求14至17任一项所述的控制装置，其特征在于，所述脉宽调制信号的占空比小于第一阈值且小于或等于第二阈值；
所述或门具体用于：将输入的所述脉宽调制信号和第一调制信号进行或运算处理得到第一控制信号，控制所述第一晶体管为开关状态；
所述与门具体用于：将输入的所述脉宽调制信号和第二调制信号进行与运算，得到低电平的第二控制信号，控制所述第二晶体管为关闭状态；从而控制所述拓扑为降压状态。
19.根据权利要求18所述的控制装置，其特征在于，所述装置还包括：第一非门、第二非门；
所述第一非门的输入端与所述或门的输出端相连接，所述第一非门的输出端与所述拓扑的第三晶体管的栅极相连接；所述第二非门的输入端与所述与门的输出端相连接，所述第二非门的输出端与所述拓扑的第四晶体管的栅极相连接；
所述第一非门用于将所述第一控制信号取反，控制所述拓扑的第三晶体管为开关状态；
所述第二非门用于将所述第二控制信号取反，控制所述拓扑的第四晶体管为直通状态。
20.根据权利要求14至17任一项所述的控制装置，其特征在于，所述脉宽调制信号的占空比大于或等于第一阈值且大于第二阈值；
所述或门具体用于：将输入的所述脉宽调制信号和第一调制信号进行或运算处理，得到高电平的第一控制信号，控制所述第一晶体管为直通状态；
所述与门具体用于：将输入的所述脉宽调制信号和第二调制信号进行与运算处理得到第二控制信号，控制所述第二晶体管为开关状态；从而控制所述拓扑为升压状态。
21.根据权利要求20所述的控制装置，其特征在于，所述装置还包括：第一非门、第二非门；
所述第一非门的输入端与所述或门的输出端相连接，所述第一非门的输出端与所述拓扑的第三晶体管的栅极相连接；所述第二非门的输入端与所述与门的输出端相连接，所述第二非门的输出端与所述拓扑的第四晶体管的栅极相连接；
所述第一非门用于将所述第一控制信号取反，控制所述拓扑的第三晶体管为关闭状态；
所述第二非门用于将所述第二控制信号取反，控制所述拓扑的第四晶体管为开关状态。
22.根据权利要求14至17任一项所述的控制装置，其特征在于，所述第一调制信号的占空比大于第二调制信号的占空比，所述脉宽调制信号的占空比大于第一阈值且小于第二阈值；
所述或门具体用于：将输入的所述脉宽调制信号和第一调制信号进行或运算处理，得到高电平的第一控制信号，控制所述第一晶体管为直通状态；
所述与门具体用于：将输入的所述脉宽调制信号和第二调制信号进行与运算处理，得到低电平的第二控制信号，控制所述第二晶体管为关闭状态；从而控制所述拓扑为直通状态。
23.根据权利要求22所述的拓扑装置，其特征在于，所述装置还包括：第一非门、第二非门；
所述第一非门的输入端与所述或门的输出端相连接，所述第一非门的输出端与所述拓扑的第三晶体管的栅极相连接；所述第二非门的输入端与所述与门的输出端相连接，所述第二非门的输出端与所述拓扑的第四晶体管的栅极相连接；
所述第一非门用于将所述第一控制信号取反，控制所述拓扑的第三晶体管为关闭状态；
所述第二非门用于将所述第二控制信号取反，控制所述拓扑的第四晶体管为直通状态。
24.根据权利要求14至17任一项所述的控制装置，其特征在于，所述第一调制信号的占空比小于第二调制信号的占空比，所述脉宽调制信号的占空比小于第一阈值且大于第二阈值；
所述或门具体用于：将输入的所述脉宽调制信号和第一调制信号进行或运算处理得到第一控制信号，控制所述第一晶体管为开关状态；
所述与门具体用于：将输入的所述脉宽调制信号和第二调制信号进行与运算处理得到第二控制信号，控制所述第二晶体管为开关状态；从而控制所述拓扑为降压-升压状态。
25.根据权利要求24所述的控制装置，其特征在于，所述装置还包括：第一非门、第二非门；
所述第一非门的输入端与所述或门的输出端相连接，所述第一非门的输出端与所述拓扑的第三晶体管的栅极相连接；所述第二非门的输入端与所述与门的输出端相连接，所述第二非门的输出端与所述拓扑的第四晶体管的栅极相连接；
所述第一非门用于将所述第一控制信号取反，控制所述拓扑的第三晶体管为开关状态；
所述第二非门用于将所述第二控制信号取反，控制所述拓扑的第四晶体管为开关状态。
26.根据权利要求14至25任一项所述的拓扑装置，其特征在于，所述第一阈值为1与所述第一调制信号的占空比的差值；所述第二阈值为1与所述第二调制信号的占空比的差值。
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