CN111313705B - 一种开关变换器的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子电路技术领域，旨在提供一种开关变换器的控制方法。该方法所用开关变换器具有第一开关、第二开关、第三开关、第四开关和电感，该开关变换器接收一输入电压并输出一输出电压，该控制方法为分别比较所需的调节量与一基准时间的大小以及所述输入电压与输出电压的大小，根据不同的比较结果单变量控制第一时间或第二时间以控制上述四个开关的驱动信号，实现驱动信号之间的相位差。本发明实现了单变量控制和实时计算控制，降低了控制器的复杂度和成本。

Description

一种开关变换器的控制方法

技术领域

本发明涉及电子电路，尤其涉及一种开关变换器的控制方法。

背景技术

随着中间母线分布式供电架构的广泛应用，需要大量高效率,高可靠性的变换器作为中间母线级的变换器,对于中间母线级变换器，其由于与不间断供电系统的蓄电池连接,其输入电压的范围非常宽泛，为了满足全球通用的指标,其输入范围通常为36V-72V，而通信电源的母线电压一般为48V，由于输入输出电压范围存在交叠，前级稳压变换器需要具有升降压的功能，目前主流的两级结构中，前级预稳压变换器就采用的四开关buck-boost电路，其目前的主要控制方案有单模式同开同关、两模式以及三模式零电压开关等控制方案，但是目前混合单模式零电压开通技术是控制性能较为优秀的一种控制方案。

目前混合单模式零电压控制方案采用四边形的电感电流,电路中存在多个控制变量，其控制变量之间关系复杂,在控制时，于控制变量的选择可以有多种不同的方案，均能满足电压稳定和功率输出的要求，有固定桥臂占空比相同的情况下，通过调整两个桥臂相位来达到化简和减少控制变量的方案，也有通过建立电感电流的数学模型，通过离线计算出最佳的控制变量表格，通过查表的方式进行实时控制。

目前四开关buck-boost电路控制方案存在以下问题：

首先，在传统的单模式同开同关、两模式、三模式控制方案中，控制方式存在模式切换，电感电流并没有达到最优化，模式切换需要过渡的控制方式与工作模态，因此导通损耗大，开关损耗大，不利于电源效率的提升。

其次，混合单模式零电压控制方案中，固定两个桥臂占空比来变频控制的方案中，电感电流并未达到最佳的优化值，除此之外，在面对款输入电压范围，款输出电压范围的应用场景，例如光伏发电系统中将光伏板产生的电转换为后级储能系统的DC/DC变换器，又或者是双向储能系统中。变换器两端均为电压变化范围较大的储能系统。此时离线计算的方法虽然得到理论最佳的控制变量组合，但是离线计算的数据由于输入输出电压均为变化的电压，查表的变量的增加导致表格由二维表格增加为三维表格，数据量剧增，需要控制器也具有较大的存储空间，而目前主流微控制器并不具备这一条件。外加存储器增加成本和系统复杂度，不利于实用和推广。

因此，在混合单模式零电压控制方案中，在离线计算最优的电感电流控制变量方法的基础上，探索简化的混合单模式最优电感电流控制方案是需要解决的问题。

发明内容

本发明要解决的问题是，克服现有技术中的不足，提供一种开关变换器的控制方法，降低控制的复杂度和成本。

根据本发明的实施例提出了一种开关变换器的控制方法，所述开关变换器包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关和电感，所述电感分别与所述第一开关、第二开关、第三开关和第四开关耦接，所述开关变换器接收一输入电压并输出一输出电压，所述控制方法包括：步骤1，基于所述输出电压和一参考电压的差值产生一调节量；步骤2，基于所述调节量与一基准时间的比较结果以及所述输出电压与所述输入电压的比较结果产生一第一时间和一第二时间；以及步骤3，基于所述第一时间和第二时间产生第一控制信号和第二控制信号，使得所述第一控制信号与第二控制信号之间存在一相位差；其中所述第一控制信号用于控制所述第一开关，所述第一控制信号的反相信号用于控制所述第二开关，所述第二控制信号用于控制所述第三开关，所述第二控制信号的反相信号用于控制所述第四开关。

根据本发明的实施例提出了一种开关变换器的控制电路，所述开关变换器包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关和电感，所述电感分别与所述第一开关、第二开关、第三开关和第四开关耦接，所述开关变换器接收一输入电压并输出一输出电压，所述控制方法包括：

基于一第一时间和一第二时间产生第一控制信号和第二控制信号，使得所述第一控制信号与第二控制信号之间存在一相位差，其中所述第一控制信号用于控制所述第一开关，所述第一控制信号的反相信号用于控制所述第二开关，所述第二控制信号用于控制所述第三开关，所述第二控制信号的反相信号用于控制所述第四开关，其中所述第一时间和所述第二时间的产生步骤包括：步骤1，读取所述输入电压和输出电压；步骤2，基于所述输出电压和一参考电压产生一调节量；步骤3，基于第一公式产生一基准时间；步骤4，比较所述调节量与所述基准时间得到第一比较结果，比较所述输入电压与所述输出电压得到第二比较结果；步骤5，基于所述第一比较结果和所述第二比较结果产生第一时间和第二时间；以及步骤6，复位并进入步骤1，重复实施步骤1至步骤5以实时调节所述第一时间和所述第二时间。

根据本发明的实施例，与现有技术相比，本发明的有益效果是：提供一种简化的开关变换器的控制方案，在有效减小电感电流的有效值、减小导通损耗的同时，简化算法，实现主流低成本数字控制器的在线计算控制，实现单变量控制和实时计算控制，减小了控制器的复杂度、体积与成本。

附图说明

图1为根据本发明实施例的一种开关变换电路的电路框图100；

图2为传统buck-boost变换器的电路示意图10；

图3为根据本发明实施例的一种开关变换器的控制波形图200；

图4A和图4B为根据本发明实施例的一种开关变换器的控制模式的示意图300和400；

图5为根据本发明如图1所示实施例的电流检测电路结构示意图16；

图6为根据本发明一实施例的一种开关变换器的控制方法的流程图500；

图7为根据本发明另一实施例的一种开关变换器的控制方法的流程图600。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用来举例说明，并不用来限制本发明。在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的电路、材料或方法。

在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和/或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。应当理解，当称元件“连接到”或“耦接至”另一元件时，它可以是直接连接或耦接到另一元件或者可以存在中间元件。相反，当称元件“直接连接到”或“直接耦接至”另一元件时，不存在中间元件。相同的附图标记指示相同的元件。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。

图1为根据本发明实施例的一种开关变换电路的电路框图100。所述开关变换电路100包括开关变换器10和其控制电路001，在如图2所示的实施例中，所述开关变换器10为传统的buck-boost变换器，包括第一开关Q1、第二开关Q2、第三开关Q3、第四开关Q4和电感L，所述开关变换器10接收一输入电压Vin，并输出一输出电压Vout，如图2所示实施例中，所述变换器10还包括输入电容Cin和输出电容Co，其中第一控制信号d1用于控制所述第一开关Q1，所述第一控制信号d1的反相信号用于控制所述第二开关Q2，所述第二控制信号d2用于控制所述第三开关Q3，所述第二控制信号d2的反相信号用于控制所述第四开关Q4，其中第一控制信号d1和第二控制信号d2之间存在一相位差。

如图1所示实施例，所述控制电路001包括求差电路13、调节量产生电路14、时间产生电路15、电流检测电路16和控制信号生成电路17。其中所述求差电路13、调节量产生电路14、时间产生电路15、电流检测电路16和控制信号生成电路17可以集成于一个控制芯片中，也可以不集成于一个控制芯片中。

所述求差电路13接收所述输出电压Vout和一参考电压Vref，并输出一差值Vout-Vref，在一个实施例中，所述求差电路13可以为一个减法器。所述调节量产生电路14与所述求差电路13耦接以接收所述差值Vout-Vref，并根据所述差值Vout-Vref产生一调节量Tcon。在一个实施例中，所述调节量产生电路14为一PID处理电路，对所述差值Vout-Vref进行PID处理后产生所述调节量，其中所述PID处理也包括PI处理。

所述时间产生电路15基于所述输入电压Vin、所述输出电压Vout、所述电感值L、所述调节量Tcon和一参考电流Izvs产生第一时间T1和第二时间T2。在一个实施例中，所述参考电流Izvs为所述开关变换器10完成零电压开通所需要的最小电感电流。

在一个实施例中，所述时间产生电路15基于一预设周期值Ts、所述输入电压Vin、所述输出电压Vout、所述参考电流Izvs和所述电感值L产生一基准时间T2max，并基于所述基准时间T2max、所述输入电压Vin、所述输出电压Vout、所述电感值L、所述调节量Tcon和所述参考电流Izvs产生所述第一时间T1和所述第二时间T2。在一个实施例中，所述时间时间产生电路15根据公式(1)产生所述基准时间T2max：

其中T2max代表所述基准时间，Ts代表所述预设周期值，Vin代表所述输入电压，Vout代表所述输出电压，Izvs代表所述参考电流，max(Vin²，Vout²)代表取Vin²，Vout²两者中的较大者。在一个实施例中，所述参考电流Izvs可以为一预设固定值。在一个实施例中，所述参考电流为所述开关变换器完成零电压开通所需要的最小电感电流。

在一个实施例中，所述时间产生电路15进行如下运算：

当所述调节量Tcon小于或等于所述基准时间T2max时，设置所述第二时间T2等于所述调节量Tcon；

当所述调节量Tcon大于所述基准时间T2max时，设置所述第二时间T2等于所述基准时间T2max；

当所述调节量Tcon小于或等于所述基准时间T2max，且所述输出电压Vout小于或等于所述输入电压Vin时，基于所述参考电流Izvs、所述电感值L和所述输入电压Vin产生所述第一时间T1，例如基于公式(2)产生所述第一时间T1：

当所述调节量Tcon小于或等于所述基准时间T2max，且所述输出电压Vout大于所述输入电压Vin时，基于所述输入电压Vin、所述输出电压Vout、所述第二时间T2、所述参考电流Izvs和所述电感值L产生所述第一时间T1，或者基于所述输入电压Vin、所述输出电压Vout、所述调节量Tcon、所述参考电流Izvs和所述电感值L产生所述第一时间T1，例如基于公式(3-1)产生所述第一时间T1：

在一个实施例中，上述公式(3-1)中的第二时间T2变量可以由调节量Tcon变量替代，例如基于公式(3-2)产生所述第一时间T1：

当所述调节量Tcon大于所述基准时间T2max，且所述输出电压Vout小于或等于所述输入电压Vin时，基于所述输入电压Vin、所述基准时间T2max、所述调节量Tcon、所述参考电流Izvs和所述电感值L产生所述第一时间T1，或者基于所述输入电压Vin、所述第二时间T2、所述调节量Tcon、所述参考电流Izvs和所述电感值L产生所述第一时间T1，例如基于公式(4-1)产生所述第一时间T1：

在一个实施例中，上述公式(4-1)中的基准时间T2max变量可以由第二时间T2变量替代，例如基于公式(4-2)产生所述第一时间T1：

当所述调节量Tcon大于所述基准时间T2max，且所述输出电压Vout大于所述输入电压Vin时，基于所述输出电压Vout、所述输入电压Vin、所述基准时间T2max、所述调节量Tcon、所述参考电流Izvs和所述电感值L产生所述第一时间T1，或者基于所述输出电压Vout、所述输入电压Vin、所述第二时间T2、所述调节量Ton、所述参考电流Izvs和所述电感值L产生所述第一时间T1，例如基于公式(5-1)产生所述第一时间T1：

在一个实施例中，上述公式(5-1)中的基准时间T2max变量可以由第二时间T2变量替代，例如基于公式(5-2)产生所述第一时间T1：

上述的运算执行顺序可以不分先后。

在一个实施例中，所述控制电路001接收的输入电压Vin和输入电压Vout为通过AD采样获得的信号。

所述控制信号生成电路17根据所述第一时间T1和所述第二时间T2产生所述第一控制信号d1和所述第二控制信号d2。在一个实施例中，所述控制信号生成电路17接收所述第一时间T1和第二时间T2，并基于所述第一时间T1和所述第二时间T2产生PWM1信号和PWM2信号，再经过一驱动电路生成所述第一控制信号d1和所述第二控制信号d2。在另一个实施例中，当所述PWM1信号和PWM2信号足够驱动开关管的时候，可以由所述PWM1信号直接作为第一控制信号d1，所述PWM2信号直接作为第二控制信号d2。

在一个具体实施例中，所述控制信号生成电路17包括第一计数器和第二计数器，所述第一计数器向上计数，当所述第一计数器的计数值为第一初始值时，所述开关变换器10的当前工作周期开始，拉高所述PWM1信号，当所述第一计数器计数达到所述第一初始值、所述第一时间T1和第二时间T2三者的和值时，拉低所述PWM1信号；所述第二计数器与第一计数器同时计数，所述第二计数器向上计数，当所述第二计数器的计数值为第二初始值时，所述开关变换器10的当前工作周期开始，拉低所述PWM2信号，当所述第二计数器计数到所述第二初始值和所述第一时间值T1的和值时，拉高所述PWM2信号。在一个实施例中，所述第一计数器和所述第二计数器为同一计数器，在工作周期开始时，从同一初始值开始计数。在一个实施例中，所述第一初始值和所述第二初始值为零或不为零。在其它实施例中，所述第一计数器可以从第一初始值开始向下计数，所述第二计数器也可以从第二初始值开始向下计数。

在一个实施例中，所述控制信号生成电路17还包括第一比较寄存器和第二比较寄存器，所述第一比较寄存器寄存第一数值CMP1，所述第二比较寄存器寄存第二数值CMP2，在一个实施例中，当所述第一初始值为0时，所述第一数值CMP1等于所述第一时间T1和第二时间T2的和值,当所述第一初始值不为0时，所述第一比较寄存器寄存第一初始值与所述第一时间T1和第二时间T2三者的和值，所述第一比较寄存器用于给所述第一计数器提供比较值，即第一数值CMP1；在一个实施例中，当所述第二初始值为0时，所述第二数值CMP2等于第一时间T1，当所述第二初始值不为0时，所述第二数值CMP2等于所述第二初始值与所述第一时间T1的和值，所述第二比较寄存器用于给所述第二计数器提供比较值，即第二数值CMP2。在一个实施例中，当所述第一计数器和第二计数器向下计数时，所述第一数值CMP1等于所述第一初始值减去所述第一时间T1和所述第二时间T2的和值所得的差值，所述第二数值CMP2等于所述第二初始值减去所述第二时间T2所得的差值。

在一个实施例中，所述控制信号生成电路17还包括第三计数器，所述第三计数器向上计数，当所述第三计数器为第三初始值时，所述开关变换器的当前工作周期开始，设置一周期信号为第一电平，当所述第三计数器计数到所述第三初始值与所述预设时间周期Ts的和值时，设置所述周期信号为第二电平。在一个具体实施例中，所述第三初始值为0，当所述第三计数器的计数值为0时，所述开关变换器的当前工作周期开始，拉高所述周期信号，当所述第三计数器计数到所述预设周期值Ts时，拉低所述周期信号，当周期信号被拉低时，如果此时PWM1信号与PWM2信号均为低电平，给出复位信号Tc，将所述第一计数器、第二计数器和第三计数器值复位，拉高所述PWM1信号，复位所述控制电路002，开始下一周期。在其它实施例中，所述周期信号的电平高低可以根据需要设定，不局限于上述实施例中的拉低或拉高。在其它实施例中，所述第三计数器可以从第三初始值开始向下计数。

在其它实施例中，所述求差电路13、所述调节量产生电路14、所述时间产生电路15、所述电流检测电路16和所述控制信号生成电路17的功能可由数字运算实现，例如由相同或不同的数字运算电路计算得到所述差值Vout-Vref、所述调节量Tcon、所述PWM1信号、所述PWM2信号、所述周期信号、所述比较信号T3end以及所述复位信号Tc等，即所述控制电路001的功能实现不限于纯数字方式或纯模拟方式，也可以数字方式和模拟方式相结合。

所述电流检测电路16检测所述电感L的电感电流IL，并将电感电流IL与所述参考电流Izvs比较，输出一比较信号T3end，在一个实施例中，当检测到的电感电流IL＝Izvs时，拉高所述比较信号T3end，当所述控制信号生成电路接收到的比较信号T3end为高电平时，拉低所述第二控制信号d2。在一个实施例中，所述电流检测电路16只在图3所示实施例中的第三时间T3时段进行电感电流的检测，或者只将第三时间T3时段检测到的电感电流与所述参考电流Izvs比较，输出所述比较信号T3end。

图3为根据本发明实施例的一种开关变换器的控制波形图200。在一个实施例中，一个工作周期的开始时的计数值为0，当计数值为0时，拉高所述PWM1信号，拉低所述PWM2信号，当计数到所述第二数值CMP2值时，即计数了第一时间T1时，拉高所述PWM2信号，当计数到所述第一数值CMP1值时，即计数了第一时间T1和第二时间T2的和值时，拉低所述PWM1信号，当电感L上的电流iL降到所述参考电流时，即降到-Izvs时，拉低所述PWM2信号。

图3所示实施例中，iL代表电感电流的主要波形，VgsQ1，VgsQ2，VgsQ3，VgsQ4分别代表图2中对应的第一开关Q1，第二开关Q2，第三开关Q3和第四开关Q4的门极信号，其中第一开关Q1与第四开关Q4开通，第二开关Q2与第三开关Q3关断为图3中模态工作时间T1，即第一时间T1；第一开关Q1与第三开关Q3开通，第二开关Q2与第四开关Q4关断为图3中模态工作时间T2，即第二时间T2；第二开关Q2与第三开关Q3开通，第一开关Q1与第四开关Q4关断为图3中模态工作时间T3，即第三时间T3；第二开关Q2与第四开关Q4开通，第一开关Q1与第三开关Q3关断为图3中模态工作时间T4，即第四时间T4。VL代表电感L两端承受的电压，Vin代表所述开关变换器10的输入电压，Vout代表所述开关变换器10的输出电压。td1、td2、td3、td4代表死区时间，Ts代表所述预设周期值。在一个实施例中，分模态单变量控制的降低电感电流有效值的四开关buck-boost变换器的控制方法以第一时间T1、第二时间T2、第三时间T3和第四时间T4构成一个循环，即第一时间T1、第二时间T2、第三时间T3和第四时间T4构成一个工作周期。

图4A和图4B为根据本发明实施例的一种开关变换器的控制模式的示意图300和400。如图4A和图4B所示实施例，通过第一时间T1、第二时间T2和第三时间T3的时长来控制变换器的输出/输入特性，利用第四时间T4来控制所述开关变换器10的工作频率恒定。在一个实施例中，图4A中左侧的T4>0的工作模式和图4B中左侧的负载较轻时的工作模式对应的控制方法是选择第二时间T2为控制变量，此时工作周期T等于所述预设周期值Ts，将所述调节量Tcon代入所述第二时间T2中，计算出此时的第一时间T1，例如利用公式(2)或(3)计算出所述第一时间T1，第三时间T3则由比较信号T3end决定，第四时间T4为Ts-T1-T2-T3。在一个实施例中，图4A中右侧的工作模式和图4B中右侧的负载较重时的工作模式对应的控制方法是选择第一时间T1为控制变量，固定第二时间T2为临界状态时的所述基准时间T2max，并利用例如公式(4)或(5)计算出所述第一时间T1。

在一个实施例中，上述公式(1)为设置图4A中第四时间T4的值正好为零时推导得出；公式(2)为设置图4A中第一时间T1末的电感电流值iL为所述参考电流Izvs时推导得出；公式(3)为设置图4A中第二时间T2末的电感电流值iL为所述参考电流Izvs时推导得出；公式(4)为设置图4A中的时间差ΔT1等于所述调节量Tcon与所述基准时间T2max之差时推导得出；公式(5)也为设置图4A的时间差ΔT1等于所述调节量Tcon与所述基准时间T2max之差时推导得出，其中所述时间差ΔT1的起点为当第四时间T4＝0且调节量Tcon等于基准时间T2max这一临界模式下的第一时间T1的结束时刻。

图5为根据本发明如图1所示实施例的电流检测电路结构示意图16。如图5所示实施例，所述电流检测电路16包括电阻Rs、电阻R1和一比较器161，所述电流检测电路16通过电阻Rs采样所述第二开关Q2的电流，在一个实施例中，采样获得第三时间T3段的电感电流IL，其上的电压VRs达到设定的参考电流Izvs对应的电压时，所述比较信号T3end被拉高。在另一个实施例中，可以不需要所述电阻R1耦接于所述比较器161和所述电阻Rs之间。

图6为根据本发明一实施例的一种开关变换器的控制方法的流程图500，所述控制方法包括步骤S51-S59：

步骤S51，开始。例如启动一数字控制器。

步骤S52，初始化配置。例如初始化配置所述参考电压Vref、所述参考电流Izvs、所述电感值L等。

步骤S53，读取输入电压Vin和输出电压Vout。在一个实施例中，可以是一个数字控制器利用AD采样电路采样所述输入电压Vin和输出电压Vout并存储于其存储电路中，其时间产生电路根据指令读取寄存器中的所述输入电压Vin和所述输出电压Vout。

步骤S54，生成调节量Tcon。在一个实施例中，将所述输出电压Vout和所述参考电压Vref的差值进行PID处理后产生所述调节量Tcon。

步骤S55，生成基准时间T2max。在一个实施例中，基于所述预设周期值Ts、所述输入电压Vin、所述输出电压Vout、所述参考电流Izvs和所述电感值L产生所述基准时间T2max，例如利用上述的公式(1)运算得到所述基准时间T2max。

步骤S56，判断调节量Tcon是否大于基准时间T2max，并根据判断结果进入下一步骤。

步骤S57，判断输入电压Vin是否大于输出电压Vout，并根据判断结果进入下一步骤。

步骤S58，利用选择的公式运算出第一时间T1和第二时间T2。在一个实施例中，在一数字控制器内预设四组公式，根据步骤S56和步骤US57的判断结果选择四组公式中的一组公式计算获得所述第一时间和第二时间

步骤S59，复位并进入步骤S53。重复实施步骤步骤S53至步骤S58以实时调节所述第一时间T1和所述第二时间T2。

在一个实施例中，可以先执行步骤S57再执行步骤S56，或者可以根据指令同时执行上述步骤中的多个步骤。

图7为根据本发明另一实施例的一种开关变换器的控制方法的流程图600，所述开关变换器包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关和电感，所述电感分别与所述第一开关、第二开关、第三开关和第四开关耦接，所述开关变换器接收一输入电压并输出一输出电压，所述控制方法包括步骤S61-S63：

步骤S61，基于所述输出电压和一参考电压的差值产生一调节量。在一个实施中，将所述输出电压和一参考电压的差值进行PID处理后产生所述调节量。

步骤S62，基于所述调节量与一基准时间的比较结果以及所述输出电压与所述输入电压的比较结果产生一第一时间和一第二时间。在一个实施例中，步骤S62根据所述调节量与所述基准时间的比较结果以及所述输出电压与所述输入电压的比较结果选择单变量控制第一时间T1或单变量控制第二时间T2，在一个实施例中，当所述第二时间为控制变量时，所述第一时间由公式计算获得，例如公式(2)或公式(3-1)或公式(3-2)，当所述第一时间为控制变量时，所述第二时间由公式计算获得，例如公式(4-1)或公式(4-2)或公式(5-1)或公式(5-2)。在一个实施例中，步骤S62包括当所述调节量小于或等于所述基准时间，且所述输出电压小于或等于所述输入电压时，基于第一公式产生所述第一时间，并设置所述第二时间等于所述调节量；当所述调节量小于或等于所述基准时间，且所述输出电压大于所述输入电压时，基于第二公式产生所述第一时间，并设置所述第二时间等于所述调节量；当所述调节量大于所述基准时间，且所述输出电压小于或等于所述输入电压时，基于第三公式产生所述第一时间，并设置所述第二时间等于所述基准时间；以及当所述调节量大于所述基准时间，且所述输出电压大于所述输入电压时，基于第四公式产生所述第一时间，并设置所述第二时间等于所述基准时间。在一个实施例中，所述第一公式为公式(2)，第二公式为公式(3-1)或公式(3-2)，第三公式为公式(4-1)或公式(4-2)，第四公式为公式(5-1)或公式(5-2)

步骤S63，基于所述第一时间和所述第二时间产生第一控制信号和第二控制信号，使得所述第一控制信号与第二控制信号之间存在一相位差。其中所述第一控制信号用于控制所述第一开关，所述第一控制信号的反相信号用于控制所述第二开关，所述第二控制信号用于控制所述第三开关，所述第二控制信号的反相信号用于控制所述第四开关。在一个实施例中，步骤S63包括从第一初始值开始计数，当计数值为所述第一初始值时，所述开关变换器的当前工作周期开始，拉高所述第一控制信号，当计数了所述第一时间和所述第二时间的和值时，拉低所述第一控制信号；以及从第二初始值开始计数，当计数值为所述第二初始值时，所述开关变换器的当前工作周期开始，拉低所述第二控制信号，当计数了所述第一时间值时，拉高所述第二控制信号；其中所述第一初始值和第二初始值相同或不同，所述第一初始值和第二初始值为零或者不为零。

在一个实施例中，所述控制方法600还包括：基于所述第一控制信号、第二控制信号和一预设周期值产生一复位信号，当所述复位信号为第一电平时，复位并开始下一个工作周期的控制。其中一个实施例中，从第三初始值开始计数，当计数值为所述第三初始值时，所述开关变换器的当前工作周期开始，设置一周期信号为第二电平，当计数了所述预设周期值时，设置所述周期信号为第三电平；以及当所述周期信号为第三电平，且所述第一控制信号和所述第二控制信号均为低电平时，拉高所述第一控制信号，并设置所述复位信号为第一电平；其中所述第三初始值为零或者不为零。

在一个实施例中，所述控制方法600还包括采样所述电感上的电流，产生一电感电流检测信号，其中在所述开关变换器从当前工作周期初始经过第一时间与第二时间之和的时间后，当所述电感电流检测信号降到所述参考电流时，拉低所述第二控制信号。

在一个实施例中，所述控制方法600还包括重复步骤S611至步骤S63以实时调节所述第一控制信号和所述第二控制信号。

要注意的是，在上述图6、图7的流程图中，可以根据所示的不同指令来实施功能框，例如，两个或多个连续的功能框可以同时被执行。

虽然已参照几个典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种开关变换器的控制方法，其特征在于，所述开关变换器包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关和电感，所述电感分别与所述第一开关、第二开关、第三开关和第四开关耦接，其中所述电感的一端与第一开关和第二开关的公共连接端点耦接，所述电感的另一端与第三开关和第四开关的公共连接端点耦接，所述开关变换器接收一输入电压并输出一输出电压，所述控制方法包括：

步骤1，基于所述输出电压和一参考电压的差值产生一调节量；

步骤2，基于所述调节量与一基准时间的比较结果以及所述输出电压与所述输入电压的比较结果共同产生一第一时间，基于所述调节量与一基准时间的比较结果以及所述输出电压与所述输入电压的比较结果共同产生一第二时间；以及

步骤3，基于所述第一时间和第二时间共同产生第一控制信号，基于所述第一时间和第二时间共同产生第二控制信号，使得所述第一控制信号与第二控制信号之间存在一相位差，包括：从第一初始值开始计数，当计数值为所述第一初始值时，所述开关变换器的当前工作周期开始，拉高所述第一控制信号，当计数了所述第一时间和所述第二时间的和值时，拉低所述第一控制信号；以及

从第二初始值开始计数，当计数值为所述第二初始值时，所述开关变换器的当前工作周期开始，拉低所述第二控制信号，当计数了所述第一时间值时，拉高所述第二控制信号，所述第一初始值和第二初始值相同或不同，所述第一初始值和第二初始值为零或者不为零；其中

所述第一控制信号用于控制所述第一开关，所述第一控制信号的反相信号用于控制所述第二开关，所述第二控制信号用于控制所述第三开关，所述第二控制信号的反相信号用于控制所述第四开关。

2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，其中基于所述调节量与一基准时间的比较结果以及所述输出电压与所述输入电压的比较结果共同产生一第一时间，基于所述调节量与一基准时间的比较结果以及所述输出电压与所述输入电压的比较结果共同产生一第二时间包括：根据所述调节量与所述基准时间的比较结果以及所述输出电压与所述输入电压的比较结果选择单变量控制第一时间或单变量控制第二时间。

3.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，其中根据所述调节量与所述基准时间的比较结果以及所述输出电压与所述输入电压的比较结果选择单变量控制第一时间或第二时间包括：

当所述调节量小于或等于所述基准时间，且所述输出电压小于或等于所述输入电压时，基于一参考电流、所述电感的感值和所述输入电压产生所述第一时间，并设置所述第二时间等于所述调节量；

当所述调节量小于或等于所述基准时间，且所述输出电压大于所述输入电压时，基于所述输入电压、所述输出电压、所述第二时间、所述参考电流和所述电感的感值产生所述第一时间，或者基于所述输入电压、所述输出电压、所述调节量、所述参考电流和所述电感的感值产生所述第一时间，并设置所述第二时间等于所述调节量；

当所述调节量大于所述基准时间，且所述输出电压小于或等于所述输入电压时，基于所述输入电压、所述基准时间、所述调节量、所述参考电流和所述电感的感值产生所述第一时间，或者基于所述输入电压、所述第二时间、所述调节量、所述参考电流和所述电感的感值产生所述第一时间，并设置所述第二时间等于所述基准时间；以及

当所述调节量大于所述基准时间，且所述输出电压大于所述输入电压时，基于所述输出电压、所述输入电压、所述基准时间、所述调节量、所述参考电流和所述电感的感值产生所述第一时间，或者基于所述输出电压、所述输入电压、所述第二时间、所述调节量、所述参考电流和所述电感的感值产生所述第一时间，并设置所述第二时间等于所述基准时间。

4.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于，其中

基于所述参考电流、所述电感的感值和所述输入电压产生所述第一时间包括基于公式

产生所述第一时间；

基于所述输入电压、所述输出电压、所述第二时间、所述参考电流和所述电感的感值产生所述第一时间，或者基于所述输入电压、所述输出电压、所述调节量、所述参考电流和所述电感的感值产生所述第一时间包括基于公式

或公式

产生所述第一时间；

基于所述输入电压、所述基准时间、所述调节量、所述参考电流和所述电感的感值产生所述第一时间，或者基于所述输入电压、所述第二时间、所述调节量、所述参考电流和所述电感的感值产生所述第一时间包括基于公式

或公式

产生所述第一时间；以及

基于所述输出电压、所述输入电压、所述基准时间、所述调节量、所述参考电流和所述电感的感值产生所述第一时间，或者基于所述输出电压、所述输入电压、所述第二时间、所述调节量、所述参考电流和所述电感的感值产生所述第一时间包括基于公式

或公式

产生所述第一时间；其中

T1代表所述第一时间，

代表所述参考电流，L代表所述电感的感值，Vin代表所述输入电压，Vout代表所述输出电压，T2代表所述第二时间，Tcon代表所述调节量，T2max代表所述基准时间。

5.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括：基于一预设周期值、所述输入电压、所述输出电压、一参考电流和所述电感的感值产生所述基准时间。

6. 如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括：

从第三初始值开始计数，当计数值为所述第三初始值时，所述开关变换器的当前工作周期开始，设置一周期信号为第一电平，当计数了一预设周期值时，设置所述周期信号为第二电平；以及

当所述周期信号为第二电平，且所述第一控制信号和所述第二控制信号均为低电平时，拉高所述第一控制信号，并设置一复位信号为第三电平；其中

当所述复位信号为第三电平时，复位并开始下一个工作周期的控制，所述第三初始值为零或者不为零。

7.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括：

采样所述电感上的电流，产生一电感电流检测信号，其中在所述开关变换器从当前工作周期初始经过第一时间与第二时间之和的时间后，且当所述电感电流检测信号降到所述一参考电流时，拉低所述第二控制信号。

8.一种开关变换器的控制方法，其特征在于，所述开关变换器包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关和电感，所述电感分别与所述第一开关、第二开关、第三开关和第四开关耦接，其中所述电感的一端与第一开关和第二开关的公共连接端点耦接，所述电感的另一端与第三开关和第四开关的公共连接端点耦接，所述开关变换器接收一输入电压并输出一输出电压，所述控制方法包括：

基于一第一时间和一第二时间共同产生第一控制信号，基于一第一时间和一第二时间共同产生第二控制信号，使得所述第一控制信号与第二控制信号之间存在一相位差，其中所述第一控制信号用于控制所述第一开关，所述第一控制信号的反相信号用于控制所述第二开关，所述第二控制信号用于控制所述第三开关，所述第二控制信号的反相信号用于控制所述第四开关，其中所述第一时间和所述第二时间的产生步骤包括：

步骤1，读取所述输入电压和输出电压；

步骤2，基于所述输出电压和一参考电压产生一调节量；

步骤3，基于一参考电流、所述电感的感值和所述输入电压产生一基准时间；

步骤4，比较所述调节量与所述基准时间得到第一比较结果，比较所述输入电压与所述输出电压得到第二比较结果；

步骤5，基于所述第一比较结果和所述第二比较结果共同产生第一时间，基于所述第一比较结果和所述第二比较结果共同产生第二时间；以及

步骤6，复位并进入步骤1，重复实施步骤1至步骤5以实时调节所述第一时间和所述第二时间。

9.如权利要求8所述的控制方法，其特征在于，基于所述第一比较结果和所述第二比较结果共同产生第一时间，基于所述第一比较结果和所述第二比较结果共同产生第二时间包括：在一数字控制器内预设四组公式，根据所述第一比较结果和所述第二比较结果选择其中一组公式计算获得所述第一时间和第二时间，其中所述四组公式包括第一组公式、第二组公式、第三组公式和第四组公式，所述第一组公式为

，所述第二组公式为

或

，所述第三组公式为

或

，所述第四组公式为

或

，其中T1代表所述第一时间，

代表所述参考电流，L代表所述电感的感值，Vin代表所述输入电压，Vout代表所述输出电压，T2代表所述第二时间，Tcon代表所述调节量，T2max代表所述基准时间。

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