CN113364284A - 一种升降压电路、控制方法及用电设备 - Google Patents

一种升降压电路、控制方法及用电设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种升降压电路、控制方法及用电设备，该电路包括：充放电单元，分别连接电压输入端、第一开关组、第二开关组和电压输出端；用于根据电压调节需求在第一导通状态和第二导通状态之间切换；所述第一开关组，连接所述充放电单元，用于在所述充放电单元处于第一导通状态时，改变自身的导通状态，与所述充放电单元共同实现升压操作；所述第二开关组，连接所述充放电单元，还连接所述电压输出端，用于在所述充放电单元处于第二导通状态时，改变自身的导通状态，与所述充放电单元共同实现降压操作。通过本发明，能够灵活控制电源电压的升降，提升用户体验。

Description

一种升降压电路、控制方法及用电设备
技术领域
本发明涉及电子电力技术领域，具体而言，涉及一种升降压电路、控制方法及用电设备。
背景技术
目前的家用电器等用电设备中，不同运行状态下，用电设备中的负载的电压需求不同，有时需要对电源电压进行升压，而有时需要对电源电压进行降压，而目前电器设备的电路结构不能满足升压降压切换。例如，目前空调器的电路板上，电源方案基本采用反激开关电源和DC-DC降压方案，图1为现有技术中的电器设备的供电示意图，如图1所示，空调电路具有多个电压需求，并且电源长期一直供电，对于以下负载，采用目前的电源方案，可能切合度并不是很高。1、空调器的高压风机负载，低压内外机通讯电路部分，是处于一种不定时工作状态，并不需要一直或者同时工作。2、空调器的显示屏等亮度需要调节的负载，负载电源电压需要根据用户或者环境条件随时变化。
针对现有技术中用电设备不能根据内部负载的电压需求，进行升降压切换的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例中提供一种升降压电路、控制方法及用电设备，以解决现有技术中用电设备不能根据内部负载的电压需求，进行升降压切换的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种升降压电路，该升降压电路包括：
充放电单元，分别连接电压输入端、第一开关组、第二开关组和电压输出端；用于根据电压调节需求在第一导通状态和第二导通状态之间切换；
所述第一开关组，连接所述充放电单元，用于在所述充放电单元处于第一导通状态时，改变自身的导通状态，与所述充放电单元共同实现升压操作；
所述第二开关组，连接所述充放电单元，还连接所述电压输出端，用于在所述充放电单元处于第二导通状态时，改变自身的导通状态，与所述充放电单元共同实现降压操作。
进一步地，所述充放电单元，其中包括电感、第一开关、第二开关；
所述第一开关，其第一端连接电压输入端，其第二端连接第一开关组的第一端，其第三端通过所述电感连接第二开关的第一端；
所述第二开关，其第一端还通过所述电感连接所述第一开关组的第二端，其第二端连接第二开关组的第一端，其第三端连接电压输出端；
所述第一开关和所述第二开关，用于控制所述充放电单元在第一导通状态和第二导通状态之间切换；
所述第一开关组，其第三端接地；
所述第二开关组，其第二端接地，其第三端连接所述电压输出端。
进一步地，所述充放电单元处于第一导通状态时，所述第一开关的第二端与第一端导通，且所述第二开关的第三端与第一端导通；
所述充放电单元处于第二导通状态时，所述第二开关的第三端与第一端导通，且所述第二开关的第二端与第一端导通。
进一步地，所述第一开关组用于在所述充放电单元处于第一导通状态时，控制其自身的第一端或者第三端交替地与第二端导通，以实现升压操作；
所述第二开关组用于在所述充放电单元处于第二导通状态时，控制其自身的第二端或第三端交替地与第一端导通，以实现降压操作。
进一步地，所述第一开关为第一继电器，其中包括：
第一触点、第二触点以及第三触点；由所述第一触点引出所述第一开关的第一端，由所述第二触点引出所述第一开关的第二端，由所述第三触点引出所述第一开关的第三端；
第一线圈，其第一端连接第一电压源，其第二端引出控制端，所述控制端用于输入低电平或者高电平，进而控制所述第一线圈的通电或者断电，在所述第一线圈通电时，所述第一触点与所述第二触点导通，在所述第一线圈断电时，所述第一触点和所述第三触点导通。
进一步地，所述第二开关为第二继电器，其中包括：
第四触点、第五触点以及第六触点；由所述第四触点引出所述第二开关的第一端，由所述第五触点引出所述第二开关的第三端，由所述第六触点引出所述第二开关的第二端；
第二线圈，其第一端连接第一电压源，其第二端引出控制端，所述控制端用于输入低电平或者高电平，进而控制所述第一线圈的通电或者断电，在所述第一线圈通电时，所述第一触点与所述第二触点导通，在所述第一线圈断电时，所述第一触点和所述第三触点导通。
进一步地，所述第二继电器还包括：
第七触点、第八触点以及第九触点，所述第八触点悬空，所述第九触点连接所述电压输出端，在所述第二线圈通电时，所述第七触点与所述第八触点导通，在所述第二线圈断电时，所述第七触点与所述第九触点导通。
进一步地，所述升降压电路还包括：
至少一个滤波电容，设置在所述第一线圈和所述第二线圈中至少一个线圈的第一端和第二端之间，用于对所述第一电压源输出的电压进行滤波。
进一步地，所述升降压电路还包括：
至少一个续流二极管，对应设置在所述第一线圈和所述第二线圈中至少一个线圈的第一端和第二端之间，用于在所述第一线圈和/或所述第二线圈断电时进行续流。
进一步地，所述第一开关组包括：
第一开关管，其源极连接所述第一开关的第一端，其漏极连接所述电感；
第二开关管，其源极连接至所述第一开关管的漏极与所述电感之间，其漏极接地；
在所述第一开关管导通时，所述第二开关管关断，在所述第一开关管关断时，所述第二开关管导通。
进一步地，所述第二开关组包括：
第三开关管，其源极接地，其漏极连接所述第二开关的第二端；
第四开关管，其源极连接至所述第三开关管的漏极与所述第二开关的第二端之间，其漏极接地；
在所述第一开关管导通时，所述第二开关管关断，在所述第一开关管关断时，所述第二开关管导通。
进一步地，所述升降压电路还包括：
至少一个稳压二极管，对应地设置在所述第一开关管、所述第二开关管，所述第三开关管以及所述第四开关管中的至少一个开关管的源极和漏极之间，用于稳压。
进一步地，所述升降压电路还包括：
微处理单元MCU，其输出端连接第一线圈和第二线圈的控制端，用于向所述第一线圈和所述第二线圈的控制端输出低电平或者高电平，以控制所述第一线圈和所述第二线圈导通或者关断；
所述MCU的输出端还连接第一开关管、第二开关管、第三开关管以及第四开关管，用于控制所述第一开关管、第二开关管、第三开关管以及第四开关管导通或者关断。
进一步地，所述升降压电路还包括：
储能电容，其第一端连接所述电压输出端，其第二端接地。
本发明还提供一种用电设备，包括上述升降压电路。
进一步地，所述用电设备为空调器。
本发明还提供一种升降压控制方法，应用于上述升降压电路，该方法包括：
确定用电设备的电压调节需求；
根据所述电压调节需求控制充放电单元的导通状态；其中，所述充放电单元的导通状态包括第一导通状态和第二导通状态；
根据所述充放电单元的导通状态，控制第一开关组或第二开关组的导通状态，进行升降或者降压操作。
进一步地，根据所述电压调节需求控制充放电单元的导通状态，包括：
如果所述电压调节需求为升压需求，则控制所述第一开关的第二端与第一端导通，且所述第二开关的第三端与第一端导通；
如果所述电压调节需求为降压需求，则控制所述第二开关的第三端与第一端导通，且所述第二开关的第二端与第一端导通。
进一步地，根据所述充放电单元的导通状态，控制第一开关组或第二开关组的导通状态，实现升降压操作，包括：
如果所述充放电单元处于第一导通状态，则控制所述第一开关组的第一端或者第三端交替地与第二端导通，以实现升压操作；
如果所述充放电单元处于第二导通状态，则控制所述第二开关的第二端或第三端交替地与第一端导通，以实现降压操作。
进一步地，控制所述第一开关组的第一端或者第三端交替地与第二端导通，以实现升压操作，包括：控制所述第一开关组中的第一开关管和第二开关管交替导通，以实现升压操作；
控制所述第二开关的第二端或第三端交替地与第一端导通，以实现降压操作，包括：控制所述第二开关组中的第三开关管和第四开关管交替导通，以实现升压操作。
进一步地，控制所述第一开关组中的第一开关管和第二开关管交替导通，以实现升压操作之前，所述方法还包括：
根据升压比例确定第二开关管的第一占空比；
按照所述第一占空比控制所述第一开关管和所述第二开关管交替导通。
进一步地，控制所述第二开关组中的第三开关管和第四开关管交替导通，以实现升压操作之前，所述方法还包括：
根据降压比例确定第三开关管的第二占空比；
按照所述第二占空比控制所述第三开关管和所述第四开关管交替导通。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述升降压控制方法。
应用本发明的技术方案，设置了充放电单元，根据电压调节需求控制充放电单元的导通状态，根据充放电单元的导通状态，控制第一开关组和第二开关组的导通状态，进而实现升压或者降压操作，能够实现根据负载的电压需求，灵活控制电源电压的升降，以便于更好地满足用户需求，提升用户体验。
附图说明
图1为现有技术中的电器设备的供电示意图；
图2为根据本发明实施例的升降压电路的结构图；
图3为根据本发明另一实施例的升降压电路的结构图；
图4为根据本发明又一实施例的升降压电路的结构图；
图5为根据本发明又一实施例的升降压电路的结构图；
图6为根据本发明实施例的控制方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二等来描述开关，但这些开关不应限于这些术语。这些术语仅用来将不同开关区分开。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一开关也可以被称为第二开关，类似地，第二开关也可以被称为第一开关。
取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者装置中还存在另外的相同要素。
下面结合附图详细说明本发明的可选实施例。
实施例1
本实施例提供一种升降压电路，图2为根据本发明实施例的升降压电路的结构图，如图2所示，该升降压电路包括：
充放电单元10，分别连接电压输入端VIN、第一开关组20、第二开关组30和电压输出端VOUT；用于根据电压调节需求在第一导通状态和第二导通状态之间切换；第一开关组20，连接充放电单元10，用于在充放电单元10处于第一导通状态时，改变自身的导通状态，与充放电单元共同实现升压操作；第二开关组20，连接充放电单元10，还连接电压输出端VOUT，用于在充放电单元10处于第二导通状态时，改变自身的导通状态，与充放电单元共同实现降压操作。
本实施例的升降压电路，设置了充放电单元，根据电压调节需求控制充放电单元的导通状态，根据充放电单元的导通状态，控制第一开关组和第二开关组的导通状态，进而实现升压或者降压操作，能够实现根据负载的电压需求，灵活控制电源电压的升降，以便于更好地满足用户需求，提升用户体验。
图3为根据本发明另一实施例的升降压电路的结构图，如图3所示，充放电单元10，其中包括电感L、第一开关K1、第二开关K2；第一开关K1的第一端连接电压输入端，第二端连接第一开关组20的第一端，其第三端通过电感L连接第二开关K2的第一端；第二开关K2的第一端还通过电感L连接第一开关组20的第二端，第二端连接第二开关组30的第一端，第三端连接电压输出端；第一开关K1和第二开关K2用于控制充放电单元10在第一导通状态和第二导通状态之间切换；第一开关组20的第三端接地；第二开关组30的第二端接地，第三端连接电压输出端；第一开关组20或第二开关组30根据充放电单元10的导通状态，改变自身的导通状态，实现升降压操作。
实施例2
本实施例提供另一种升降压电路，图4为根据本发明又一实施例的升降压电路的结构图，如图4所示，所述充放电单元10处于第一导通状态，包括：第一开关K1的第二端与第一端导通，且第二开关K2的第三端与第一端导通；充放电单元10处于第二导通状态，包括：第一开关K1的第三端与第一端导通，且第二开关K2的第二端与第一端导通。
第一开关组20在充放电单元10处于第一导通状态时，即第一开关K1的第二端与第一端导通，且第二开关K2的第三端与第一端导通时，控制其自身的第一端或者第三端交替地与第二端导通，以实现升压操作。第二开关组30在充放电单元10处于第二导通状态，即第一开关K1的第三端与第一端导通，且第二开关K2的第二端与第一端导通时，其自身的第二端或第三端交替地与第一端导通，以实现降压操作。
具体地，为了实现控制自身的第二端和第三端交替地与第一端导通，第一开关K1为第一继电器，该第一继电器为单刀双掷继电器，其中包括：第一触点1、第二触点2以及第三触点3；由第一触点1引出第一开关K1的第一端，由第二触点2引出第一开关K1的第二端，由第三触点3引出第一开关K1的第三端；第一线圈，其第一端a连接第一电压源，其第二端b引出控制端，该控制端用于输入低电平或者高电平，进而控制第一线圈的通电或者断电，在第一线圈通电时，第一触点1与第二触点2导通，在第一线圈断电时，第一触点1和第三触点3导通。
类似地，为了实现控制自身的第二端和第三端择一地与第一端导通，第二开关K2为第二继电器，第二继电器为单刀双掷继电器，其中包括：第四触点4、第五触点5以及第六触点6；由第四触点4引出第二开关K2的第一端，由第五触点5引出第二开关K2的第三端，由第六触点6引出第二开关K2的第二端；第二线圈，其第一端c连接第一电压源，其第二端d引出控制端，该控制端用于输入低电平或者高电平，进而控制第一线圈的通电或者断电，在第一线圈通电时，第一触点1与第二触点2导通，在第一线圈断电时，第一触点1和第三触点3导通。
由于第一电压源提供的电压中可能存在杂波，为了滤除这部分杂波，上述升降压电路还包括：至少一个滤波电容C1，设置在第一线圈和第二线圈中至少一个线圈的第一端和第二端之间，用于对第一电压源输出的电压进行滤波。
第一线圈和第二线圈均存在断电和通电两种状态，为了实现在第一线圈和/或第二线圈断电时，与滤波电容C1形成回路，实现续流，升降压电路还包括：至少一个续流二极管D，对应设置在第一线圈和第二线圈中至少一个线圈的第一端和第二端之间。
为了实现控制自身的第一端或者第三端交替地与第二端导通，以实现升压操作，上述第一开关组20包括：第一开关管Q1-B，其源极连接第一开关K1的第一端，其漏极连接电感L；第二开关管Q1-A，其源极连接至所述第一开关管Q1-B的漏极与所述电感L之间，其漏极接地。在充放电单元10处于第一导通状态时，第一开关K1的第二端与第一端导通，且第二开关K2的第三端与第一端导通，此时，通过设计占空比，控制第一开关管Q1-B和第二开关管Q1-A交替导通，即在第一开关管Q1-B导通时，第二开关管Q1-A关断，在第一开关管Q1-B关断时，第二开关管Q1-A导通，通过第一开关管Q1-B、第二开关管Q1-A、电感L构成了BOOST升压电路，由电压输入端输入的电压经过该BOOST升压电路升压后，由电压输出端输出。
为了实现控制自身的第二端或第三端交替地与第一端导通，以实现降压操作，上述第二开关组30包括：第二开关管Q2-A，其源极接地，其漏极连接所述第二开关K2的第二端；第四开关管Q2-B，其源极连接至第二开关管Q2-A的漏极与第二开关K2的第二端之间，其漏极接地。在充放电单元10处于第二导通状态时，第一开关K1的第三端与第一端导通，且第二开关K2的第二端与第一端导通，此时，通过设计占空比，控制第二开关管Q2-A和第四开关管Q2-B交替导通，即在第二开关管Q2-A导通时，第四开关管Q2-B关断，在第四开关管Q2-B关断时，第二开关管Q2-A导通，通过电感L、第二开关管Q2-A、第四开关管Q2-B构成BUCK降压电路，由电压输入端输入的电压经过该BUCK降压电路降压后，由电压输出端输出。
为了控制开关管的和漏极之间的电压，避免该电压过高，损坏开关管，上述升降压电路还包括：至少一个稳压二极管，对应地设置在第一开关管Q1-B、所述第二开关管Q1-A，所述第二开关管Q2-A以及第四开关管Q2-B中的至少一个开关管的源极和漏极之间，用于稳压。
为了控制上述第一继电器的通断电，以及第一开关管Q1-B、第二开关管Q1-A、第二开关管Q2-A以及第四开关管Q2-B的通断，上述升降压电路还包括：微处理单元MCU，其输出端通过限流电阻R连接第一线圈和第二线圈的控制端，用于向所述第一线圈和所述第二线圈的控制端输出低电平或者高电平，以控制所述第一线圈和所述第二线圈导通或者关断，其中，MCU上，连接第一线圈和第二线圈的接脚SWITCH输出低电平时，第一继电器和第二继电器通电，输出高电平时，第一继电器和第二继电器断电；MCU的输出端通过接脚Q1-B连接第一开关管Q1-B，通过接脚Q1-A连接第二开关管Q1-A，通过接脚Q2-A连接第二开关管Q2-A，通过接脚Q2-B连接第四开关管Q2-B。
为了辅助实现升降压功能，上述升降压电路还包括：储能电容C，其第一端连接电压输出端VOUT，其第二端接地。
图5为根据本发明又一实施例的升降压电路的结构图，上述实施例中提供了第二继电器的一种具体形式，第二继电器还可以是其他类型的继电器，如图5所示，在本发明的其他实施例中，提供另一种第二继电器，该第二继电器为双刀双掷继电器，即在上述实施例中的第二继电器的基础上，该第二继电器还包括：第七触点7、第八触点8以及第九触点9，其中，第八触点8悬空，第九触点9连接电压输出端VOUT，在第二线圈通电时，第七触点7与第八触点8导通，在第二线圈断电时，第七触点7与第九触点9导通。
下面以空调为例，详细说明本发明，本发明的升降压电路的具体工作原理如下：
1、通过限流电阻R限制流经第一线圈和第二线圈的电流，每个继电器通过续流二极管D进行断电状态下的续流，通过滤波电容C1对第一电压源VCC+提供的电压进行滤波，第一开关K1为单刀双掷继电器，第二开关K2为双刀双掷继电器，电感L为功率电感，电容C为储能电容，第一开关管Q1-B、第二开关管Q1-A、第三开管Q2-A、第四开关管Q2-B均为功率开关管。
2、第一开关K1中的第一线圈的第一端a接第一电压源VCC+，第二端b通过限流电阻R连接MCU的接脚SWITCH，续流二极管D、滤波电容C1并联在第一线圈的第一端a和第二端b之间。第一触点1接电源输入端VIN，第二触点2接入第一开关管Q1-B的源极，第三触点3分别连接电感L、第一开关管Q1-B的漏极、第二开关管Q1-A的源极。第二开关管Q1-A、第一开关管Q1-B的栅极控制端接入MCU。
第二开关K2中的第二线圈的第一端c接第一电压源VCC+，第二端d通过限流电阻R连接MCU的接脚SWITCH，续流二极管D、滤波电容C1并联在第二线圈的第一端c和第二端d之间。第四触点4连接电感，第五触点5连接电压输出端VOUT，第六触点6连接第三开关管Q2-A的漏极，第八触点8悬空不接，第九触点9连接电压输出端VOUT，第三开关管Q2-A、第四开关管Q2-B的栅极控制端接入MCU。
3、当MCU的接脚SWITCH输出低电平时，第一开关K1和第二开关K2的线圈均通电，此时第一开关K1Z中的触点1与触点2导通，第二开关K2中的第四触点4与第五触点5导通，第七触点7与第八触点8导通。输入电压为VIN，此时第一开关管Q1-B，第二开关管Q1-A，电感L组合成BOOST升压电路，MCU的与第三开关Q2-A、第四开关Q2-B相对应的接脚分别向第二开关管Q1-A和第一开关管Q1-B输出一对互补的开关信号，控制第二开关管Q1-A和第一开关管Q1-B交替导通，另外两个接脚持续输出低电平，控制第三开关管Q2-A和第四开关管Q2-B处于关断状态，假设第二开关管Q1-A的开关频率为f1，占空比为D1，此时输出电压高于输入电压，此时可以满足高压负载的用电需求，适用于负载电压需求较高的情况，例如空调器的高压风机负载开始工作时的情况，第一输出电压＝输入电压/(1-D1)，控制信号SWITCH低电平持续时间t1为高压风机负载的工作时间。
4、当MCU的接脚SWITCH输出为高电平时，第一开关K1和第二开关K2的线圈均断电，此时第一开关K1中的第一触点1与第三触点3导通，第二开关K2的第四触点4和第六触点6导通，第七触点7与第九触点9导通。此时电感、第三开关Q2-A、第四开关Q2-B组合成BUCK降压电路，MCU中与第三开关Q2-A、第四开关Q2-B相对应的接脚分别向第三开关Q2-A、第四开关Q2-B输出一对互补的开关信号，控制第三开关管Q2-A和第四开关管Q2-B交替导通，另外两个接脚输出控制信号控制第一开关管Q1-B和第二开关管Q1-A处于关断状态，假设Q2-A的开关频率为f2，占空比为D2，输出电压<输入电压，此时适用于负载电压需求较低的情况，例如低压内外机通讯电路负载开始工作时的情况，第二输出电压＝输入电压*D2，控制信号SWITCH高电平持续时间t2为内外机通讯电路的工作时间。
5、上述电路采用MCU控制，调整接脚SWITCH、接脚Q1-A和接脚Q1-B、接脚Q2-A以及接脚Q2-B的输出信号，可以实现高低电压的切换。相比独立降压型和独立升压型电路而言，本专利共用一对电感与电容，减少反激开关电源其他绕组电路，相对于目前独立升压/降压方案，减少了电路成本，减少电路功耗。同时，对于负载电源电压需要根据用户或者环境条件随时变化的动态电压负载，需要实现不同电压输出。假设SWITCH接脚输出的信号频率为f，占空比为D，则输出电压＝第二输出电压*D+第一输出电压*(1-D)，调节占空比D，即调节脉冲宽度PWM，可以得到负载所需要的输出电压，实现电路对不同电压需求匹配。
实施例3
本实施例提供一种用电设备，包括上述实施例中的升降压电路，用于实现根据用电设备中的负载的电压需求对输入电压进行升压或者降压，实现灵活控制电源电压的升降，以便于更好地满足用户需求，提升用户体验。在本实施例中，用电设备可以为空调器。
实施例4
本实施例提供一种升降压控制方法，应用于上述实施例中的升降压电路，图6为根据本发明实施例的控制方法的流程图，如图6所示，该方法包括：
S101，根据电压调节需求控制充放电单元的导通状态；其中，充放电单元的导通状态包括第一导通状态和第二导通状态；
S102，根据充放电单元的导通状态，控制第一开关组或第二开关组的导通状态，进行升降或者降压操作。
本实施例的升降压电路，根据电压调节需求控制充放电单元的导通状态，还设置了第一开关组和第二开关组，根据充放电单元的导通状态，控制第一开关组或第二开关组的导通状态，进而实现升降或者降压操作，能够实现根据负载的电压需求，灵活控制电源电压的升降，以便于更好地满足用户需求，提升用户体验。
为了实现升降压操作与负载电压需求相匹配，根据所述电压调节需求控制充放电单元的导通状态，包括：如果电压调节需求为升压需求，则控制第一开关的第二端与第一端导通，且第二开关的第三端与第一端导通；如果电压调节需求为降压需求，则控制第二开关的第三端与第一端导通，且第二开关的第二端与第一端导通。
根据充放电单元的导通状态，控制第一开关组或第二开关组的导通状态，实现升降压操作，包括：如果充放电单元处于第一导通状态，则控制第一开关组的第一端或者第三端交替地与第二端导通，以实现升压操作；如果充放电单元处于第二导通状态，则控制第二开关的第二端或第三端交替地与第一端导通，以实现降压操作。
具体实施时，为了实现控制自身的第一端或者第三端交替地与第二端导通，以实现升压操作，上述第一开关组包括：第一开关管，其源极连接第一开关的第一端，其漏极连接电感；第二开关管，其源极连接至所述第一开关管的漏极与所述电感之间，其漏极接地。在充放电单元处于第一导通状态时，第一开关的第二端与第一端导通，且第二开关的第三端与第一端导通，此时，通过设计占空比，控制第一开关管和第二开关管交替导通，以实现升压操作，即在第一开关管导通时，第二开关管关断，在第一开关管关断时，第二开关管导通，通过第一开关管、第二开关管、电感构成了BOOST升压电路，由电压输入端输入的电压经过该BOOST升压电路升压后，由电压输出端输出。
为了实现控制自身的第二端或第三端交替地与第一端导通，以实现降压操作，上述第二开关组包括：第三开关管，其源极接地，其漏极连接所述第二开关的第二端；第四开关管，其源极连接至第三开关管的漏极与第二开关的第二端之间，其漏极接地。在充放电单元处于第二导通状态时，第一开关的第三端与第一端导通，且第二开关的第二端与第一端导通，此时，通过设计占空比，控制第三开关管和第四开关管交替导通，以实现降压操作，即在第三开关管导通时，第四开关管关断，在第四开关管关断时，第三开关管导通，通过电感、第三开关管、第四开关管构成BUCK降压电路，由电压输入端输入的电压经过该BUCK降压电路降压后，由电压输出端输出。
为了准确控制升压比例，控制第一开关管和第二开关管交替导通，以实现升压操作之前，该方法还包括：根据升压比例确定第二开关管的第一占空比；按照第一占空比控制第一开关管和第二开关管交替导通。
类似地，为了准确控制降压比例，控制第三开关管和第四开关管交替导通，以实现升压操作之前，该方法还包括：根据降压比例确定第三开关管的第二占空比；按照第二占空比控制第三开关管和第四开关管交替导通。
实施例5
本实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述实施例中的升降压控制方法。
以上所描述的电路实施例仅仅是示意性的，其中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模块来实现本实施例方案的目的。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (23)

1.一种升降压电路，其特征在于，所述升降压电路包括：
充放电单元，分别连接电压输入端、第一开关组、第二开关组和电压输出端；用于根据电压调节需求在第一导通状态和第二导通状态之间切换；
所述第一开关组，连接所述充放电单元，用于在所述充放电单元处于第一导通状态时，改变自身的导通状态，与所述充放电单元共同实现升压操作；
所述第二开关组，连接所述充放电单元，还连接所述电压输出端，用于在所述充放电单元处于第二导通状态时，改变自身的导通状态，与所述充放电单元共同实现降压操作。
2.根据权利要求1所述的升降压电路，其特征在于，所述充放电单元，其中包括电感、第一开关、第二开关；
所述第一开关，其第一端连接电压输入端，其第二端连接第一开关组的第一端，其第三端通过所述电感连接第二开关的第一端；
所述第二开关，其第一端还通过所述电感连接所述第一开关组的第二端，其第二端连接第二开关组的第一端，其第三端连接电压输出端；
所述第一开关和所述第二开关，用于控制所述充放电单元在第一导通状态和第二导通状态之间切换；
所述第一开关组，其第三端接地；
所述第二开关组，其第二端接地，其第三端连接所述电压输出端。
3.根据权利要求2所述的升降压电路，其特征在于，
所述充放电单元处于第一导通状态时，所述第一开关的第二端与第一端导通，且所述第二开关的第三端与第一端导通；
所述充放电单元处于第二导通状态时，所述第二开关的第三端与第一端导通，且所述第二开关的第二端与第一端导通。
4.根据权利要求3所述的升降压电路，其特征在于，所述第一开关组用于在所述充放电单元处于第一导通状态时，控制其自身的第一端或者第三端交替地与第二端导通，以实现升压操作；
所述第二开关组用于在所述充放电单元处于第二导通状态时，控制其自身的第二端或第三端交替地与第一端导通，以实现降压操作。
5.根据权利要求2所述的升降压电路，其特征在于，所述第一开关为第一继电器，其中包括：
第一触点、第二触点以及第三触点；由所述第一触点引出所述第一开关的第一端，由所述第二触点引出所述第一开关的第二端，由所述第三触点引出所述第一开关的第三端；
第一线圈，其第一端连接第一电压源，其第二端引出控制端，所述控制端用于输入低电平或者高电平，进而控制所述第一线圈的通电或者断电，在所述第一线圈通电时，所述第一触点与所述第二触点导通，在所述第一线圈断电时，所述第一触点和所述第三触点导通。
6.根据权利要求2所述的升降压电路，其特征在于，所述第二开关为第二继电器，其中包括：
第四触点、第五触点以及第六触点；由所述第四触点引出所述第二开关的第一端，由所述第五触点引出所述第二开关的第三端，由所述第六触点引出所述第二开关的第二端；
第二线圈，其第一端连接第一电压源，其第二端引出控制端，所述控制端用于输入低电平或者高电平，进而控制所述第一线圈的通电或者断电，在所述第一线圈通电时，所述第一触点与所述第二触点导通，在所述第一线圈断电时，所述第一触点和所述第三触点导通。
7.根据权利要求6所述的升降压电路，其特征在于，所述第二继电器还包括：
第七触点、第八触点以及第九触点，所述第八触点悬空，所述第九触点连接所述电压输出端，在所述第二线圈通电时，所述第七触点与所述第八触点导通，在所述第二线圈断电时，所述第七触点与所述第九触点导通。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的升降压电路，其特征在于，所述升降压电路还包括：
至少一个滤波电容，设置在所述第一线圈和所述第二线圈中至少一个线圈的第一端和第二端之间，用于对所述第一电压源输出的电压进行滤波。
9.根据权利要求8所述的升降压电路，其特征在于，所述升降压电路还包括：
至少一个续流二极管，对应设置在所述第一线圈和所述第二线圈中至少一个线圈的第一端和第二端之间，用于在所述第一线圈和/或所述第二线圈断电时进行续流。
10.根据权利要求2所述的升降压电路，其特征在于，所述第一开关组包括：
第一开关管，其源极连接所述第一开关的第一端，其漏极连接所述电感；
第二开关管，其源极连接至所述第一开关管的漏极与所述电感之间，其漏极接地；
在所述第一开关管导通时，所述第二开关管关断，在所述第一开关管关断时，所述第二开关管导通。
11.根据权利要求2所述的升降压电路，其特征在于，所述第二开关组包括：
第三开关管，其源极接地，其漏极连接所述第二开关的第二端；
第四开关管，其源极连接至所述第三开关管的漏极与所述第二开关的第二端之间，其漏极接地；
在所述第一开关管导通时，所述第二开关管关断，在所述第一开关管关断时，所述第二开关管导通。
12.根据权利要求10或11所述的升降压电路，其特征在于，所述升降压电路还包括：
至少一个稳压二极管，对应地设置在所述第一开关管、所述第二开关管，所述第三开关管以及所述第四开关管中的至少一个开关管的源极和漏极之间，用于稳压。
13.根据权利要求5至12中任一项所述的升降压电路，其特征在于，所述升降压电路还包括：
微处理单元MCU，其输出端连接第一线圈和第二线圈的控制端，用于向所述第一线圈和所述第二线圈的控制端输出低电平或者高电平，以控制所述第一线圈和所述第二线圈导通或者关断；
所述MCU的输出端还连接第一开关管、第二开关管、第三开关管以及第四开关管，用于控制所述第一开关管、第二开关管、第三开关管以及第四开关管导通或者关断。
14.根据权利要求2所述的升降压电路，其特征在于，所述升降压电路还包括：
储能电容，其第一端连接所述电压输出端，其第二端接地。
15.一种用电设备，其特征在于，包括权利要求1至14中任一项所述的升降压电路。
16.根据权利要求15所述的用电设备，其特征在于，所述用电设备为空调器。
17.一种升降压控制方法，应用于权利要求1至14中任一项所述的升降压电路，其特征在于，所述方法包括：
确定用电设备的电压调节需求；
根据所述电压调节需求控制充放电单元的导通状态；其中，所述充放电单元的导通状态包括第一导通状态和第二导通状态；
根据所述充放电单元的导通状态，控制第一开关组或第二开关组的导通状态，进行升降或者降压操作。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，根据所述电压调节需求控制充放电单元的导通状态，包括：
如果所述电压调节需求为升压需求，则控制所述第一开关的第二端与第一端导通，且所述第二开关的第三端与第一端导通；
如果所述电压调节需求为降压需求，则控制所述第二开关的第三端与第一端导通，且所述第二开关的第二端与第一端导通。
19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，根据所述充放电单元的导通状态，控制第一开关组或第二开关组的导通状态，实现升降压操作，包括：
如果所述充放电单元处于第一导通状态，则控制所述第一开关组的第一端或者第三端交替地与第二端导通，以实现升压操作；
如果所述充放电单元处于第二导通状态，则控制所述第二开关的第二端或第三端交替地与第一端导通，以实现降压操作。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，
控制所述第一开关组的第一端或者第三端交替地与第二端导通，以实现升压操作，包括：控制所述第一开关组中的第一开关管和第二开关管交替导通，以实现升压操作；
控制所述第二开关的第二端或第三端交替地与第一端导通，以实现降压操作，包括：控制所述第二开关组中的第三开关管和第四开关管交替导通，以实现升压操作。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，控制所述第一开关组中的第一开关管和第二开关管交替导通，以实现升压操作之前，所述方法还包括：
根据升压比例确定第二开关管的第一占空比；
按照所述第一占空比控制所述第一开关管和所述第二开关管交替导通。
22.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，控制所述第二开关组中的第三开关管和第四开关管交替导通，以实现升压操作之前，所述方法还包括：
根据降压比例确定第三开关管的第二占空比；
按照所述第二占空比控制所述第三开关管和所述第四开关管交替导通。
23.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求17至22中任一项所述的方法。
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CN114050606A (zh) * 2021-09-30 2022-02-15 漳州科华电气技术有限公司 电压控制装置及开关电源

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113765382A (zh) * 2021-09-14 2021-12-07 湖南麦格米特电气技术有限公司 一种升降压工作电路及其控制方法、开关电源
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CN114050606A (zh) * 2021-09-30 2022-02-15 漳州科华电气技术有限公司 电压控制装置及开关电源
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