CN110168892A - 一种直流升降压电路 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种直流升降压电路，包括：控制反馈模块、第一驱动模块、第二驱动模块、电压采样模块以及升降压电路模块；所述控制反馈模块的输入端与所述电压采样模块的输出端电连接，控制反馈模块的第一输出端与第一驱动模块的输入端连接，控制反馈模块的第二输出端与第二驱动模块的输入端连接；所述升降压电路模块包含第一开关和第二开关，第一驱动模块的输出端连接第一开关的一端，第二驱动模块的输出端连接第二开关的一端；所述电压采样模块的输入端连接所述升降压电路模块的输出端。本申请实施例可以提高升压和降压之间的转换速度，实现降压到升压以及升压到降压的无缝过渡，提高电路响应效率。

Description

一种直流升降压电路

技术领域

本申请涉及电子电力技术领域，尤其涉及一种直流升降压电路。

背景技术

基本升降压直流变换电路可以实现升降压，但其输出电压与输入电压极性相反，因此很少被应用到实际工程中。现代工程师对升降压直流变换器进行了大量的研究，设计了很多种直流变换器的拓扑结构，但是这些拓扑结构很多时候应用到功率因数校正等方面，同时其算法都相当复杂，电路响应效率较低，不便于实际操作。

发明内容

本申请实施例提供了一种直流升降压电路，可以提高升压和降压之间的转换速度，实现降压到升压以及升压到降压的无缝过渡，提高电路响应效率。

本申请实施例提供了一种直流升降压电路，包括：

控制反馈模块、第一驱动模块、第二驱动模块、电压采样模块以及升降压电路模块；

所述控制反馈模块的输入端与所述电压采样模块的输出端电连接，所述控制反馈模块的第一输出端与所述第一驱动模块的输入端连接，所述控制反馈模块的第二输出端与所述第二驱动模块的输入端连接；所述升降压电路模块包含第一开关和第二开关，所述第一驱动模块的输出端连接所述第一开关的一端，所述第二驱动模块的输出端连接所述第二开关的一端；所述电压采样模块的输入端连接所述升降压电路模块的输出端；

所述电压采样模块采样所述升降压电路模块的输出电压，得到所述输出电压的采样值，将所述输出电压的采样值发送给所述控制反馈模块；所述控制反馈模块利用所述输出电压的采样值与输出电压的参考值计算出反馈值，依据所述反馈值所处的数值区间确定第一占空比和第二占空比，所述反馈值的范围对应的所述数值区间包括两个或两个以上区间，所述第一占空比为所述第一开关的占空比，所述第二占空比为所述第二开关的占空比；所述控制反馈模块控制所述第一驱动模块向所述第一开关发送第一脉冲信号以及控制所述第二驱动模块向所述第二开关发送第二脉冲信号，所述第一脉冲信号为使所述第一开关的占空比为所述第一占空比的脉冲信号，所述第二脉冲信号为使所述第二开关的占空比为所述第二占空比的脉冲信号。

作为一种可选的实施方式，所述反馈值的取值范围对应的数值区间包括第一区间和第二区间，所述控制反馈模块内包含所述第一区间与所述第一开关的占空比和所述第二开关的占空比的对应关系，以及所述第二区间与所述第一开关的占空比和所述第二开关的占空比的对应关系。

作为一种可选的实施方式，所述第一区间对应的所述第一开关的占空比的范围为M％～N％，且对应的所述第二开关的占空比为0％；所述M大于或者等于0，所述N小于或者等于100。

作为一种可选的实施方式，在所述反馈值处于所述第一区间的情况下，所述反馈值与所述第一开关的占空比正相关。

作为一种可选的实施方式，所述第二区间对应的所述第二开关的占空比的范围为P％～Q％，且对应的所述第一开关的占空比为100％；所述P大于或者等于0，所述Q小于或者等于100。

作为一种可选的实施方式，在所述反馈值处于所述第二区间的情况下，所述反馈值与所述第二开关的占空比正相关。

作为一种可选的实施方式，所述升降压电路模块包含直流降压模块和直流升压模块，所述直流降压模块和所述直流升压模块级联连接；所述升降压电路模块在所述第二开关断开且所述第一开关工作时通过所述直流降压模块执行降压功能，所述升降压电路模块在所述第一开关导通且所述第二开关工作时通过所述直流升压模块执行升压功能。

作为一种可选的实施方式，所述控制反馈模块为数字信号处理器。

作为一种可选的实施方式，所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号均为脉冲宽度调制信号；在所述反馈值处于所述第一区间内的情况下，所述升降压电路工作于执行所述降压功能的降压模式；在所述反馈值处于所述第二区间内的情况下，所述升降压电路工作于执行所述升压功能的升压模式。

作为一种可选的实施方式，所述第一开关和所述第二开关均为绝缘栅双极晶体管或者电力场效应管；所述反馈值的取值范围对应的数值区间包括第三区间、过渡区间以及第四区间，所述控制反馈模块内包含所述过渡区间与所述第一开关的占空比和所述第二开关的占空比的对应关系，在所述反馈值处于所述过渡区间的情况下，所述升降压电路模块处于从所述升压模式转换到所述降压模式或者从所述降压模式转换到所述升压模式的过渡电路阶段。

本申请实施例中，电压采样模块采样升降压电路模块的输出电压，得到输出电压的采样值，将所述采样值发送给控制反馈模块；所述控制反馈模块利用所述采样值与输出电压的参考值计算出反馈值；所述反馈值的取值范围对应的数值区间包括两个或者两个以上区间，控制反馈模块依据计算出的反馈值所处的数值区间，确定第一开关和第二开关的占空比，所述控制反馈模块控制所述第一驱动模块向所述第一开关发送第一脉冲信号，控制所述第二驱动模块向所述第二开关发送第二脉冲信号，所述第一脉冲信号为使得所述第一开关的占空比为所述第一占空比的脉冲，所述第二脉冲信号为使得所述第二开关的占空比为所述第二占空比的脉冲；可以提高升压和降压之间的转换速度，转换效率高，响应速度快，以及能实现降压到升压以及升压到降压的无缝过渡。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图进行说明。

图1是本申请实施例提供的一种直流升降压电路的结构示意图；

图2是本申请另一实施例提供的一种直流升降压电路的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的一种脉冲信号的示意图。

具体实施方式

下面结合本申请实施例中的附图对本申请实施例进行描述。本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法或设备固有的其他步骤或单元。

请参阅图1，图1是本申请实施例公开的一种直流升降压电路的结构示意图。如图1所示，本实施例中所描述的直流升降压电路，包括控制反馈模块10、第一驱动模块20、第二驱动模块30、电压采样模块40以及升降压电路模块50；其中：

上述控制反馈模块10的输入端11与上述电压采样模块40的输出端41电连接，上述控制反馈模块10的第一输出端12与上述第一驱动模块20的输入端21连接，上述控制反馈模块10的第二输出端13与上述第二驱动模块30的输入端31连接；上述升降压电路模块50包含第一开关51和第二开关52，上述第一驱动模块20的输出端22连接上述第一开关51的一端，上述第二驱动模块30的输出端32连接上述第二开关52的一端；上述电压采样模块40的输入端42连接上述升降压电路模块50的输出端53。

本申请实施例中，上述电压采样模块40采样上述升降压电路模块50的输出电压，得到上述输出电压的采样值，将上述输出电压的采样值发送给上述控制反馈模块10；上述控制反馈模块10利用上述输出电压的采样值与输出电压的参考值计算出反馈值，依据上述反馈值所处的数值区间确定第一占空比和第二占空比，上述反馈值的取值范围对应的数值区间包括两个或者两个以上区间，上述第一占空比为上述第一开关51的占空比，上述第二占空比为上述第二开关52的占空比；上述控制反馈模块10控制上述第一驱动模块20向上述第一开关51发送第一脉冲信号以及控制上述第二驱动模块30向上述第二开关52发送第二脉冲信号，上述第一脉冲信号为使上述第一开关51的占空比为上述第一占空比的脉冲，上述第二脉冲信号为使上述第二开关52的占空比为上述第二占空比的脉冲。

本申请实施例中的占空比(Duty Ratio)是指在一个脉冲循环内，通电时间相对于总时间所占的比例，也可以理解为，开关导通的时间与工作周期之比，例如：脉冲宽度1μs，信号周期4μs的脉冲序列占空比为0.25。

当前已有多种方式可以依据输出电压的采样值确定直流升降压电路对应的反馈值，本申请实施例中不对确定反馈值的方式做限定，可以采用当前的任一种方式。本申请实施例中，上述反馈值的取值范围对应的数值区间包括两个或者两个以上区间，即上述反馈值处于不同区间的情况对应的上述第一开关51和上述第二开关52的占空比不同。上述控制反馈模块10可以预存有输出电压的参考值，控制反馈模块10可以根据上述采样值与上述输出电压的参考值进行比较，依据比较结果确定上述反馈值。上述反馈值的取值范围对应的数值区间可以是两个连续的数值区间，举例来说，反馈值的取值范围为0-32767，该取值范围对应的数值区间包括第一区间0-10000和第二区间10001-32767；第一区间0-10000对应第一开关51的占空比范围为0％-100％、第二开关52的占空比为0％；第二区间10001-32767对应第二开关52的占空比范围为0％-80％、第一开关51的占空比为100％；若反馈值为10000，则第一开关51的占空比为100％，第二开关52的占空比为0％；若反馈值为32767，则第二开关52的占空比为80％，第一开关51的占空比为100％。上述反馈值的取值范围对应的数值区间可以是根据降压幅度与升压幅度的对比情况进行划分的，例如当电压为300V，需要通过升降压电路实现电压达到290-800V的变化，则可以将反馈值的取值范围对应的数值区间划分为第一区间0-3000与第二区间3001-32767，即降压幅度相对升压幅度小，降压时的反馈值对应的第一区间的范围就小于升压时的反馈值对应的第二区间的范围。

可选的，上述反馈值的取值范围对应的数值区间还可以是两个不连续的数值区间，举例来说，反馈值的取值范围为0-32767，该取值范围对应第一区间0-19000和第二区间20000-32767；第一区间0-19000对应第一开关51的占空比范围为0％-100％，第二开关52的占空比为0％；第二区间20000-32767对应第二开关52的占空比范围为0％-80％，第一开关51的占空比为100％。控制反馈模块10可以对得到的反馈值进行判断，若这两个不连续的数值区间均不包含控制反馈模块10得到的反馈值，控制反馈模块10可以重新获取采样值并计算反馈值，直到得到的反馈值位于这两个不连续的数值区间中。

可选的，上述反馈值的取值范围对应的数值区间还可以是存在重叠区间的两个数值区间。若控制反馈模块10得到的反馈值处于第一区间和第二区间的重叠区间，此时，升压电路和降压电路同时工作。举例来说，反馈值的取值范围为0-32767，该取值范围对应第一区间0-21000和第二区间20000-32767。若控制反馈模块10得到的反馈值处于重叠区间20000-21000，升压电路和降压电路可以同时工作，工作时第一开关51和第二开关52的占空比依然可以根据预设的上述反馈值与占空比(第一占空比和第二占空比)的对应关系确定。总的来说，上述反馈值的取值范围对应的数值区间可以根据实际情况进行划分，达到升压与降压的平稳变化，响应效率快。

本申请实施例中，开关的占空比是指开关导通的时长与总时长的比例，总时长为开关导通的时长与断开的时长的总和。例如，某个开关的占空比为40％，可以理解在40％的时间该开关处于导通状态，在60％的时间该开关处于断开状态。本申请实施例中，直流升降压电路可快速地实现降压和升压之间的转换。举例来说，当前直流升降压电路工作在降压模式，若该直流升降压电路需要转换到升压模式，控制反馈模块根据计算出的反馈值，确定各个开关的占空比，并生成对应的控制信号，通过控制各个开关的关断使得直流升降压电路从降压模式切换到升压模式，并通过控制升压模式下各个开关的占空比，使得输出电压满足需求。

不同电路中反馈值的范围可能不同，反馈值的取值范围对应的数值区间也可能不同。例如，第一直流升降压电路中反馈值的第一取值范围为0-32767，第二直流升降压电路中反馈值的第二取值范围为0-12767。第一取值范围0-32767对应的两个数值区间可以是0-10000和10001-32767；也可以是0-15000和15001-32767。也就是说，反馈值的取值范围可以根据具体的电路进行划分，不同的直流升降压电路中反馈值的取值范围对应的数值区间可以不同。由于降压电路(BUCK电路)和升压电路(BOOST电路)的传递函数不一样，反馈值对应到各个开关的占空比可以加入不同的算法。例如，假定第三直流升降压电路中降压电路的传递函数为第一传递函数，在降压模式下第一开关的占空比的范围为0％-60％，对应的反馈值的范围为0-10000，第二开关的占空比为0％；假定第四直流升降压电路中降压电路的传递函数为第二传递函数，在降压模式下第一开关的占空比的范围为10％-80％，对应的反馈值的范围为0-20000，第二开关的占空比为0％。

上述第一开关51和上述第二开关52可以是电力场效应管、电力晶体管、绝缘栅双极晶体管等。上述第一开关51和上述第二开关52可以在脉冲信号的控制下导通和断开。上述第一驱动模块20和上述第二驱动模块30可以是相同的驱动电路，且均可以将来自控制反馈模块的控制信号转换为可以使开关导通或者断开的脉冲信号。

本申请实施例中，反馈值的取值范围可以对应两个或者两个以上数值区间，控制反馈模块依据计算出的反馈值所处的数值区间，确定第一开关和第二开关的占空比，可以提高升压和降压之间的转换速度，实现降压到升压以及升压到降压的无缝过渡。

请参阅图2，图2是本申请实施例公开的一种直流升降压电路的结构示意图。如图2所示，本实施例中所描述的直流升降压电路，包括：控制反馈模块10、第一驱动模块20、第二驱动模块30、电压采样模块40以及升降压电路模块50；

上述控制反馈模块10的输入端11与上述电压采样模块40的输出端41电连接，上述控制反馈模块10的第一输出端12与上述第一驱动模块20的输入端21连接，上述控制反馈模块10的第二输出端13与上述第二驱动模块30的输入端31连接；上述升降压电路模块50包含第一开关51、第二开关52、第一二极管54、第二二极管55、电感56、电容57、负载58以及电源59；上述第一驱动模块20的输出端22连接上述第一开关51的一端，上述第二驱动模块30的输出端32连接上述第二开关52的一端；上述第一开关51的一端连接上述电源59的正极，一端连接上述第一二极管54的负极；上述电感56的一端连接上述第一开关51，另一端连接上述第二开关52的一端；上述第二二极管55的负极连接上述电压采样模块40的输入端，正极连接上述电感56；上述负载58的一端连接上述第二二极管55的负极，另一端连接上述电源59的负极；上述电容57的一端连接上述第二二极管55的负极，另一端连接上述电源59的负极；上述第二开关52的一端连接上述电源59的负极；上述第一二极管54连接上述电源59的负极；上述电压采样模块40的输入端42连接上述升降压电路模块50的输出端53。

可选的，上述第一二极管54和上述第二二极管55可以用MOS管替代。MOS管是金属(metal)—氧化物(oxide)—半导体(semiconductor)场效应晶体管。双极型晶体管把输入端电流的微小变化放大后，在输出端输出一个大的电流变化。双极型晶体管的增益就定义为输出输入电流之比。另一种晶体管，叫做场效应管(FET)，把输入电压的变化转化为输出电流的变化。FET的增益定义为输出电流的变化和输入电压变化之比。常用的MOS管一般分为N沟道和P沟道，例如N沟道耗尽型MOS管，而P沟道常见的为低压MOS管。

使用MOS管替代上述第一二极管54和上述第二二极管55可以实现双向功能，即整个电路双向导通，同时又能控制升降压电路模块50实现升降压功能，可以理解，使用MOS管替代上述第一二极管54和上述第二二极管55使得本申请实施例中的直流升降压电路具备更多的工作方式，使用更加灵活，控制更加方便。

从图2可以看出，当第二开关52断开，第一开关51的占空比大于0％时，本申请实施例中的直流升降压电路工作在降压模式；当第一开关51导通，第二开关52的占空比大于0％时，直流升降压电路工作在升压模式。可以理解，第二开关52的占空比为0％，即第二开关52处于断开状态，第一开关的占空比大于0％，即第一开关51处于工作状态时，直流升降压电路工作在降压模式；第一开关51的占空比为100％，即第一开关51处于导通状态，第二开关52的占空比大于0％，即第二开关52处于工作状态时，直流升降压电路工作在升压模式。也就是说，在直流升降压电路工作在降压模式时，第二开关处于断开状态，仅需确定第一开关的占空比；在直流升降压电路工作在升压模式时，第一开关处于导通状态，仅需确定第二开关的占空比。

本申请实施例中，可以将反馈值的取值范围分为两个数值区间，一个对应降压模式下的第一开关51的占空比，另一个对应升压模式下的第二开关52的占空比；可以使得升压模式和降压模式之间的切换速度更快，并且能使得输出电压更好地满足需求。

在一种可选的实现方式中，上述反馈值的范围对应第一区间和第二区间，上述控制反馈模块预置有上述第一区间与上述第一开关51的占空比和上述第二开关52的占空比的对应关系，以及上述第二区间与上述第一开关51的占空比和上述第二开关52的占空比的对应关系。

上述第一区间可以为指示直流升降压电路工作在降压模式的反馈值的取值范围，上述第二区间为指示直流升降压电路工作在升压模式的反馈值的取值范围。举例来说，反馈值的取值范围为0-30000,若反馈值在第一区间0-10000，直流升降压电路需要工作在降压模式；若反馈值在第二区间10001-30000，直流升降压电路需要工作在升压模式。

本申请实施例中，通过上述第一区间与上述第一开关51的占空比和上述第二开关52的占空比的对应关系，以及上述第二区间与上述第一开关51的占空比和上述第二开关52的占空比的对应关系可以快速确定上述第一开关51的占空比和上述第二开关52的占空比，计算效率高。

在一种可选的实现方式中，上述第一区间对应的上述第一开关51的占空比的范围为M％～N％，且对应的上述第二开关52的占空比为0％；上述M大于或者等于0，上述N小于或者等于100。

举例来说，第一区间对应的第一开关51的占空比的范围为0％～70％，且对应的第二开关52的占空比为0％。第二开关52的占空比为0％，表示第二开关52处于断开状态。本申请实施例中，第二开关52断开，第一开关51的占空比大于0％时，直流升降压电路工作在降压模式。可以理解，第一区间对应降压模式下的第一开关51的占空比的范围，通过第一区间与第一开关51的占空比的对应关系，可以准确地确定反馈值对应的第一开关51的占空比。假定第一区间为0-10000，对应的第一开关51的占空比为0％-100％，反馈值为5100，则第一开关51的占空比为51％。

本申请实施例中，通过设置第一区间对应的第一开关51的占空比的范围，可以准确地确定直流升降压电路工作在降压模式时的占空比的范围，更好地满足输出电压的要求。

在一种可选的实现方式中，在上述反馈值处于上述第一区间的情况下，上述反馈值与上述第一开关51的占空比正相关。

上述反馈值与上述第一开关51的占空比之间的映射关系可以是线性关系，也可以是非线性关系。上述反馈值与上述第一开关51的占空比正相关，可以理解为反馈值越到上述第一开关51的占空比越大。举例来说，第一反馈值为100，对应的占空比1％；第二反馈值为1000，对应的占空比为5％。

本申请实施例中，可以快速地确定反馈值对应的第一开关51的占空比。

在一种可选的实现方式中，上述第二区间对应的上述第二开关52的占空比的范围为P％～Q％，且对应的上述第一开关51的占空比为100％；上述P大于或者等于0，上述Q小于或者等于100。

举例来说，第二区间对应的第二开关52的占空比的范围为0％～80％，且对应的第一开关51的占空比为100％。第一开关51的占空比为100％，表示第一开关51处于导通状态。本申请实施例中，第一开关51导通，第二开关52的占空比大于0％时，直流升降压电路工作在升压模式。可以理解，第二区间对应升压模式下的第二开关52的占空比的范围，通过第二区间与第二开关52的占空比的对应关系，可以准确地确定反馈值对应的第二开关52的占空比。假定第二区间为0-10000，对应的第二开关52的占空比为0％-100％，反馈值为5100，则第二开关52的占空比为51％。

本申请实施例中，通过设置第二区间对应的第二开关52的占空比的范围，可以准确地确定直流升降压电路工作在升压模式时的占空比的范围，更好地满足输出电压的要求。

在一种可选的实现方式中，在上述反馈值处于上述第二区间的情况下，上述反馈值与上述第二开关52的占空比正相关。

上述反馈值与上述第二开关52的占空比之间的映射关系可以是线性关系，也可以是非线性关系。上述反馈值与上述第二开关525的占空比正相关，可以理解为反馈值越到上述第二开52关的占空比越大。举例来说，第三反馈值为100，对应的占空比1％；第四反馈值为1000，对应的反馈值为5％。

本申请实施例中，可以快速地确定反馈值对应的第二开关52的占空比。

在一种可选的实现方式中，上述升降压电路模块包含直流降压模块和直流升压模块，上述直流降压模块和上述直流升压模块级联连接；上述升降压电路模块在上述第二开关52断开且上述第一开关51工作时通过上述直流降压模块执行降压功能，上述升降压电路模块在上述第一开关51导通且上述第二开关52工作时通过上述直流升压模块执行升压功能。

如图2所示的升降压电路模块包含直流降压模块和直流升压模块，其中直流降压模块和直流升压模块进行级联连接，利用公共电感作为能量存储载体，是一种双开关的降压和升压组合电路。如图2所示，当第二开关52断开，第一开关51工作，即第一开关515的占空比大于0％时，直流升降压电路中的直流降压模块工作；当第一开51关导通，第二开关52工作，即第二开关52的占空比大于0％时，直流升降压电路中的直流升压模块工作。

可以理解，上述第二开关52的占空比为0％，且上述第一开关51的占空比大于0％时，直流升降压电路工作在降压模式，即直流降压模块工作；上述第一开关51的占空比为100％，且上述第二开关52的占空比大于0％时，直流升降压电路工作在升压模式，即直流升压模块工作。

本申请实施例中，通过控制第一开关51和第二开关52的占空比可以快速地切换直流升降压电路的工作模式，实现简单。

在一种可选的实现方式中，上述控制反馈模块10为数字信号处理器。

数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)适用于对时间要求高算法较复杂的场合，采用DSP可以快速、准确地依据采样值计算出反馈值，并依据该反馈值确定第一开关51和第二开关52的占空比。本申请实施例中，采用DSP计算第一开关51和第二开关52的占空比，计算速度快，准确性较高。

本申请实施例中提到的控制反馈模块10可以包括比例-积分-微分(PID，proportion-integral-derivative)控制器，PID控制器是一个在工业控制应用中常见的反馈回路部件，由比例单元P、积分单元I和微分单元D组成。PID控制的基础是比例控制，积分控制可消除稳态误差，微分控制可加快大惯性系统响应速度以及减弱超调趋势。PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容，可以根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。本申请实施例中，采用PID控制器计算出上述反馈值，依据反馈值所处的数值区间确定第一占空比和第二占空比，系统响应速度较快，准确性较高。

在一种可选的实现方式中，上述第一脉冲信号和上述第二脉冲信号均为脉冲宽度调制信号；在上述反馈值处于上述第一区间的情况下，上述升降压电路工作于执行上述降压功能的降压模式；在上述反馈值处于上述第二区间内的情况下，上述升降压电路工作于执行上述升压功能的升压模式；上述升降压电路的工作模式不同，上述第一驱动模块20和上述第二驱动模块30的控制方式不同或对应的反馈参数不同。

上述第一脉冲信号和上述第二脉冲信号均可以是矩形脉冲。图3为一个信号周期的脉冲波形，脉冲宽度为1us，信号周期为4us。假定图3中的脉冲波形为第一开关51接收到的脉冲对应的波形，则第一开关51的占空比为0.25。在实际应用中，若信号周期为4us，控制反馈模块10确定第一开关51的占空比为0.25，则控制反馈模块10控制第一驱动模块20向该第一开关51发送一个宽度为1us的脉冲信号。

升压和降压是两个不同的过程，直流升降压电路的升压模式和降压模式的传输函数不一样，即升压和降压对应的传递函数不同。可以理解，升压和降压可以用不同的控制方式，或不同的反馈参数来实现。举例来说，直流升降压电路工作在升压模式，脉冲宽度调制电路采用第一控制方式控制第一开关51和第二开关52；直流升降压电路工作在降压模式，脉冲宽度调制电路采用第二控制方式控制第一开关51和第二开关52，第一控制方式和第二控制方式不同。同时可以选从升压模式转换到降压模式或者从降压模式转换到升压模式中的一段用于过渡；过渡段可以是参数渐变，也可以用不同的控制方式。升压和降压采用不同的控制方式，可以更准确地将输出电压调整到所需的电压。

因降压和升压的传递函数不一样，上述反馈值对应到上述第一开关51和上述第二开关52的占空比可以加入不同的算法。另外，升降压电路模块50工作在升压模式和降压模式可以采用不同的反馈参数确定上述第一开关51和上述第二开关52的占空比，可以更快地将输出电压调整到所需的电压。

本申请实施例中，通过脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)信号控制开关的导通和断开，实现简单。

在一种可选的实现方式中，上述第一开关51和上述第二开关52均为绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)或者电力场效应管；上述反馈值的取值范围对应的数值区间包括第三区间、过渡区间以及第四区间，所述控制反馈模块10内包含所述过渡区间与所述第一开关51的占空比和所述第二开关52的占空比的对应关系，在所述反馈值处于所述过渡区间的情况下，所述升降压电路模块50处于从所述升压模式转换到所述降压模式或者从所述降压模式转换到所述升压模式的过渡电路阶段。

其中，过渡电路阶段为升压模式和降压模式之间的阶段，在上述过渡电路阶段，升降压电路模块的输入电压和输出电压几乎相等。在上述过渡电路阶段，直流升降压电路可以逐渐改变PWM的占空比、周期、脉冲宽度等，以便于更快地完成过渡。与前述实施例相比，上述第三区间与上述第四区间分别与前述实施例中的上述第一区间与上述第二区间类似，本实施例中上述反馈值对应的数值区间还包括一个过渡区间，在上述反馈值处于上述过渡区间的情况下，上述第一驱动模块20和上述第二驱动模块30的参数可以渐变，从而可以使上述第一驱动模块20发送的第一脉冲信号和上述第二驱动模块30发送的第二脉冲信号是渐变的。通过设置过渡区间，以及实现过渡阶段的参数渐变，可以更好地实现电路升压与降压之间的转换，使电路在过渡阶段没有跳变，更加快速稳定地在升压与降压功能之间进行转换。

本申请实施例中，第一开关51和第二开关52均可以采用绝缘栅双极晶体管或者电力场效应管，开关速度快，可以使得直流升降压电路快速地实现降压和升压之间的转换。绝缘栅双极晶体管工作频率高、所需驱动功率小、开关损耗小以及开关速度快，可以使得直流升降压电路快速地实现降压和升压之间的转换。电力场效应管开关速度快、驱动电路简单、工作频率高。电力场效应管又名电力场效应晶体管，分为结型和绝缘栅型，通常主要指绝缘栅型中的MOS型(Metal Oxide Semiconductor FET)，简称电力MOSFET(Power MOSFET)，结型电力场效应晶体管一般也称作静电感应晶体管(Static Induction Transistor，SIT)。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种直流升降压电路，其特征在于，包括：

控制反馈模块、第一驱动模块、第二驱动模块、电压采样模块以及升降压电路模块；

所述控制反馈模块的输入端与所述电压采样模块的输出端电连接，所述控制反馈模块的第一输出端与所述第一驱动模块的输入端连接，所述控制反馈模块的第二输出端与所述第二驱动模块的输入端连接；所述升降压电路模块包含第一开关和第二开关，所述第一驱动模块的输出端连接所述第一开关的一端，所述第二驱动模块的输出端连接所述第二开关的一端；所述电压采样模块的输入端连接所述升降压电路模块的输出端；

所述电压采样模块采样所述升降压电路模块的输出电压，得到所述输出电压的采样值，将所述输出电压的采样值发送给所述控制反馈模块；所述控制反馈模块利用所述输出电压的采样值与输出电压的参考值计算出反馈值，依据所述反馈值所处的数值区间确定第一占空比和第二占空比，所述反馈值的取值范围对应的数值区间包括两个或者两个以上区间，所述第一占空比为所述第一开关的占空比，所述第二占空比为所述第二开关的占空比；所述控制反馈模块控制所述第一驱动模块向所述第一开关发送第一脉冲信号以及控制所述第二驱动模块向所述第二开关发送第二脉冲信号，所述第一脉冲信号为使所述第一开关的占空比为所述第一占空比的脉冲信号，所述第二脉冲信号为使所述第二开关的占空比为所述第二占空比的脉冲信号。

2.根据权利要求1所述的直流升降压电路，其特征在于，所述反馈值的取值范围对应的数值区间包括第一区间和第二区间，所述控制反馈模块内包含所述第一区间与所述第一开关的占空比和所述第二开关的占空比的对应关系，以及所述第二区间与所述第一开关的占空比和所述第二开关的占空比的对应关系。

3.根据权利要求2所述的直流升降压电路，其特征在于，所述第一区间对应的所述第一开关的占空比的范围为M％～N％，且对应的所述第二开关的占空比为0％；所述M大于或者等于0，所述N小于或者等于100。

4.根据权利要求3所述的直流升降压电路，其特征在于，在所述反馈值处于所述第一区间的情况下，所述反馈值与所述第一开关的占空比正相关。

5.根据权利要求3所述的直流升降压电路，其特征在于，所述第二区间对应的所述第二开关的占空比的范围为P％～Q％，且对应的所述第一开关的占空比为100％；所述P大于或者等于0，所述Q小于或者等于100。

6.根据权利要求5所述的直流升降压电路，其特征在于，在所述反馈值处于所述第二区间的情况下，所述反馈值与所述第二开关的占空比正相关。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的直流升降压电路，其特征在于，所述升降压电路模块包含直流降压模块和直流升压模块，所述直流降压模块和所述直流升压模块级联连接；所述升降压电路模块在所述第二开关断开且所述第一开关工作时通过所述直流降压模块执行降压功能，所述升降压电路模块在所述第一开关导通且所述第二开关工作时通过所述直流升压模块执行升压功能。

8.根据权利要求7所述的直流升降压电路，其特征在于，所述控制反馈模块为数字信号处理器。

9.根据权利要求8所述的直流升降压电路，其特征在于，所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号均为脉冲宽度调制信号；在所述反馈值处于所述第一区间内的情况下，所述升降压电路工作于执行所述降压功能的降压模式；在所述反馈值处于所述第二区间内的情况下，所述升降压电路工作于执行所述升压功能的升压模式。

10.根据权利要求9所述的直流升降压电路，其特征在于，所述第一开关和所述第二开关均为绝缘栅双极晶体管或者电力场效应管；所述反馈值的取值范围对应的数值区间包括第三区间、过渡区间以及第四区间，所述控制反馈模块内包含所述过渡区间与所述第一开关的占空比和所述第二开关的占空比的对应关系，在所述反馈值处于所述过渡区间的情况下，所述升降压电路模块处于从所述升压模式转换到所述降压模式或者从所述降压模式转换到所述升压模式的过渡电路阶段。