CN116349125A - 电压转换电路的控制方法、装置及电子设备 - Google Patents

电压转换电路的控制方法、装置及电子设备 Download PDF

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CN116349125A CN202280006041.4A CN202280006041A CN116349125A CN 116349125 A CN116349125 A CN 116349125A CN 202280006041 A CN202280006041 A CN 202280006041A CN 116349125 A CN116349125 A CN 116349125A
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voltage conversion
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尹家伟
张凯
张宏韬
陈熙
王雷
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Abstract

一种电压转换电路的控制方法，包括：获取电压变换电路的实际输出电压；根据电压变换电路的实际输出电压和负载工作电压，确定电压变换电路的参考电流；根据参考电流确定电压变换电路所处的工况；在电压变换电路的工况为轻载时，获取电感两端的第一电压差以及电感值；根据参考电流、第一电压差以及电感值确定第一占空比；根据第一占空比生成第一驱动信号且输出第一关断信号，第一驱动信号用于控制桥臂单元中的主开关管的通断，第一关断信号用于控制桥臂单元中的续流开关管保持关断。

Description

电压转换电路的控制方法、装置及电子设备
技术领域
本申请涉及电子电路的技术领域，尤其涉及一种电压转换电路的控制方法、装置及电子设备。
背景技术
这里的陈述仅提供与本申请有关的背景信息，而不必然地构成示例性技术。
目前，包括一个或多个桥臂的电压变换电路一般通过合理控制桥臂上开关管和下开关管的通断来输出不同的电压。然而当前的上下开关管的控制方式在输出不同的电压时，容易出现输出电压发生波动的现象。
发明内容
本申请提供一种电压转换电路的控制方法、装置及电子设备。
第一方面，本申请提供一种电压转换电路的控制方法，所述电压转换电路包括用于储能的电感以及用于进行功率转换的桥臂单元；所述桥臂单元包括串联的两个开关管；所述电感的第一端连接于两个开关管之间，所述方法包括：
获取所述电压变换电路的实际输出电压；
根据所述电压变换电路的实际输出电压和负载工作电压，确定所述电压变换电路的参考电流；
根据所述参考电流确定所述电压变换电路所处的工况；
在所述电压变换电路的工况为轻载时，获取所述电感两端的第一电压差以及电感值；
根据所述参考电流、所述第一电压差以及所述电感值确定第一占空比；
根据所述第一占空比生成第一驱动信号且输出第一关断信号；所述第一驱动信号用于控制所述桥臂单元中的主开关管的通断，所述第一关断信号用于控制所述桥臂单元中的续流开关管保持关断。
第二方面，本申请还提供一种电压变换装置，所述电压变换装置包括电压变换电路和控制器；
所述控制器分别与所述电压变换电路中各个开关管的受控端连接，所述控制器用于实现如本申请实施例所述的控制方法。
第三方面，本申请还提供一种电子设备，所述电子设备包括如本申请实施例所述的电压变换装置。
第四方面，本申请还提供一种存储介质，所述存储介质存储有一个或者多个计算机程序，所述一个或者多个计算机程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如本申请实施例所述的控制方法。
本申请的一个或多个实施例的细节在下面的附图和描述中提出。本申请的其他特征、目的和优点将从说明书、附图以及权利要求书变得明显。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或示例性技术中的技术方案，下面将对实施例或示例性技术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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本申请实施例提供的一种电压转换电路的电路示意图；
图2是本申请实施例提供的一种电压转换电路的电路示意图；
图3是本申请实施例提供的另一种电压转换电路的电路示意图；
图4为本申请实施例提供的一种电压转换电路的控制方法的步骤流程示意图；
图5为本申请实施例提供的另一种电压转换电路的控制方法的步骤流程示意图；
图6为实施本实施例提供的电压控制环路的一示意图；
图7为实施本实施例提供的电流控制环路的一示意图；
图8为本申请实施例提供的一种电压变换装置的结构示意性框图；
图9为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意性框图。
本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。
附图中所示的流程图仅是示例说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解、组合或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
本申请实施例提供一种电压转换电路的控制方法、装置、电子设备及存储介质。其中，该电压转换电路的控制方法可应用于电压变换装置，该电压变换装置包括电压转换电路和控制器，通过控制器能够对电压转换电路进行控制。
下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参照图1，图1为本申请实施例提供的一种电压转换电路的电路示意图。
如图1所示，电压转换电路100包括用于储能的电感L以及用于进行功率转换的桥臂单元110。其中，桥臂单元110包括串联的两个开关管SW1和SW2，每个开关管内包括一个反向并联的二极管D。电感L的第一端连接于两个开关管SW1和SW2之间，电感L的第二端用于接收直流供电或者用于连接负载。电感L与桥臂单元110形成升压电路或者降压电路。可以理解，开关管SW1和SW2可以包括功率晶体管(GTR)、功率场效应晶体管(MOSFET)或绝缘栅晶体管(IGBT)等，上述GTR管、MOS管以及IGBT管内均包括一个体二极管。在其他实施例中，开关管SW1和SW2也可以由三极管和二极管并联形成，本申请对此不作限制。其中，串联的两个开关管SW1和SW2包括主开关管和续流开关管，例如上开关管SW1为主开关管，下开关管SW2为续流开关管。
为了降低导通损耗，电压转换电路100处于不同的工况下，对串联的两个开关管SW1和SW2的控制方式可以是不同的。例如，当电压转换电路100重载时，需要控制上开关管SW1以及下开关管SW2互补发波。当电压转换电路100轻载时，需要控制上开关管SW1的导通时间，并控制下开关管SW2保持常闭，如此，可以降低电路损耗。
然而，申请人发现，在该电压转换电路100的工况发生变化，例如电压转换电路100的工况由重载切入轻载时，此时使用与重载时相同的占空比控制上开关管Q1，会造成输出电压出现波动，无法提供稳定电压。
基于此，本申请实施例通过确定电压转换电路100的参考电流，从而确定电压转换电路100所处的工况。在电压转换电路100的工况为轻载时，进一步获取电感L两端的第一电压差以及电感值，基于参考电流、第一电压差和电感值计算第一占空比；根据第一占空比生成第一驱动信号且输出第一关断信号，该第一驱动信号用于控制桥臂单元110中的主开关管的通断，第一关断信号用于控制桥臂单元110中的续流开关管保持关断。利用本申请的方法可以在降低电路损耗的同时，精准的调控电压转换电路100的输出电压，降低输出电压波动，使得电压转换电路100能够提供稳定的输出电压。
示例性的，电压转换电路包括如图2所示的半桥降压电路。该半桥降压电路包括用于储能的电感L1以及串联的两个开关管Q1和Q2。开关管Q1的第二端与开关管Q2的第一端连接，开关管Q1和Q2串联后形成一个桥臂单元，以用于进行功率转换。如图2所示，开关管Q1和Q2可以为MOS管，MOS管内包括一个体二极管，体二极管串联在开关管的第一端和第二端之间，如图2中所示的体二极管D1和体二极管D2。电感L1的第一端连接于开关管Q1的第二端，电感L1的第二端用于连接负载R1。负载R1与电容C2并联，电容C2用于对电感L1输出的电流进行滤波。电容C1连接于由开关管Q1和开关管Q2形成的桥臂单元两端，电容C1为储能电容，也可以称为母线电容。电感L1以及串联的两个开关管Q1和Q2构成半桥降压电路，电容C1处的母线电压通过半桥降压电路后给负载R1供电。
示例性的，电压转换电路包括如图3所示的双向升降压电路。该双向升降压电路包括用于储能的电感L2以及两个桥臂单元，两个桥臂单元包括串联的两个开关管Q1和Q2，以及串联的两个开关管Q3和Q4。串联的两个开关管Q1和Q2形成第一桥臂单元，串联的两个开关管Q3和Q4形成第二桥臂单元。电感L2的第一端连接于开关管Q1的第二端，电感L2的第二端连接于开关管Q3的第二端。开关管Q3的第一端用于通过负载R2与开关管Q4的第二端连接，负载R2与电容C4并联，电容C4用于对开关管Q3的第一端输出的电流进行滤波。同样的，如图3所示，每个开关管都为MOS管，因而开关管内包括反向的体二极管，如图3所示的体二极管D1、D2、D3以及D4。电容C3为储能电容，也可以称为母线电容。电感L2以及两个桥臂单元构成升降压电路，电容C3的输出电压通过双向升降压电路给负载R2供电，或者电容C4处的电压经双向升降压电路给电容C3处的负载(图3中未示出)供电。
可以理解，当电压转换电路100为如图3所示的双向升降压电路时，则在不同的工作模式下，将由不同的桥臂单元进行功率转换。示例性的，以电容C3所在侧为输入侧，电容C4所在侧为输出侧为例，当该双向升降压电路工作在降压模式下时，则开关管Q1和Q2形成的第一桥臂单元用于功率转换，开关管Q3保持导通，开关管Q4保持断开。当该双向升降压电路工作在升压模式下时，则开关管Q3和Q4形成的第二桥臂单元用于功率转换，开关管Q1保持导通，开关管Q2保持断开。
可以理解，当图3所示电压转换电路中开关管Q1保持导通，开关管Q2保持断开，或者开关管Q3保持导通，开关管Q4保持断开时，其工作原理与图2类似，此处不再赘述。后续将以图2为例对本申请中的电压转换电路的控制方法进行说明。
以如图2所示的降压电路为例，当电路重载时，需要控制上开关管Q1以及下开关管Q2互补发波，从而满足重载需求。然而，在该电路的工况由重载切入轻载时，若不改变开关管Q1和Q2的控制方式，不仅导致电路损耗，而且会造成输出电压出现波动，无法提供稳定电压。因此，本申请实施例提供一种电压转换电路的控制方法，解决上述问题。
请参照图4，图4为本申请实施例提供的一种电压转换电路的控制方法的步骤流程示意图，该控制方法用于控制上述电压转换电路，该控制方法包括步骤S101至步骤S106。
步骤S101，获取电压变换电路的实际输出电压。
其中，电感的第二端用于接收直流供电或者用于连接负载。以图2所示半桥降压电路为例，当该电路作为半桥降压电路使用时，则电感第二端连接负载，例如，如图2所示的负载R1，可以理解，此时，电容C2为输出端电容，电压变换电路的实际输出电压为电容C2两侧电压。当该电路作为升压电路使用时，则电感的第二端连接的电容C2作为直流供电为该电路提供直流电压，电容C1为输出端电容，此时，负载R1可以连接至电容C1两侧，可以理解，此时，电压变换电路的实际输出电压为电容C1两侧电压。
本步骤中，实际输出电压可以通过电压采样电路进行采集。例如通过电压采样电路或电压采样传感器采集输出端的供电电压，得到电压变换电路的实际输出电压，本申请对具体的电压采样方式不做限制。
步骤S102，根据电压变换电路的实际输出电压和负载工作电压，确定电压变换电路的参考电流。
其中，负载工作电压为电压变换电路的输出电压的目标值，负载工作电压可以根据实际情况进行预先设置。电压变换电路的参考电流可以通过偏差调节算法计算得到。
本步骤中，通过对负载工作电压和实际输出电压进行计算，得到电压变换电路的参考电流，该参考电流例如为对电压变换电路的输出电压进行调节后所对应的输出电流。
步骤S103，根据参考电流确定电压变换电路所处的工况。
其中，电压变换电路所处的工况包括重载和轻载。相关技术中，工况还可以包括满载和空载，本实施例中所指的重载可以包括满载，本实施例中所指的轻载可以包括空载。电压变换电路的工况可以通过参考电流进行确定。
例如，根据参考电流确定电感的电流导通模式，电流导通模式包括电流连续模式和电流断续模式；根据电流导通模式确定电压变换电路所处的工况，电流导通模式与电压变换电路所处的工况存在对应关系。
需要说明的是，电流连续模式用于指示通过电感的电流是连续、不间断的，电流断续模式用于指示通过电感的电流是不连续、间断的。电压变换电路的工况为重载时电感处于电流连续模式，电压变换电路的工况为轻载时电感处于电流断续模式。
步骤S104，在电压变换电路的工况为轻载时，获取电感两端的第一电压差以及电感值。
本步骤中，可以通过电压采样电路或电压传感器获取电感两端的电压差值，得到第一电压差；或者分别采样电感的输入电压以及电压转换电路的输出电压，通过计算电感的输入电压与输出电压之间的差值确定电感两端的第一电压差。
本步骤中，可以通过电感测试仪测试电感的电感值；或者通过获取电感上的电压和通过的电流，由欧姆定律计算电感的感抗，然后按照感抗公式推算出电感值。
在其他实施例中，电感值也可以在电路设计完成后直接存储于存储器中，由控制器直接从存储器中获取。
步骤S105，根据参考电流、第一电压差以及电感值确定第一占空比。
本步骤中，第一占空比可以是根据参考电流、第一电压差以及电感值计算得到的。当电压转换电路轻载时，需要控制上开关管(主开关管)的导通时间，并控制下开关管(续流开关管)保持常闭，因此该第一占空比主要用于控制上开关管的导通时间。以图2为例，在轻载模式下，上开关管Q1导通时，电感电流逐步上升，电压逐步上升，上开关管Q1关断瞬间，电感两端的第一电压差，电感电流IL都达到最高值时，该最高值也即轻载模式下电压转换电路需要达到的输出电流的目标值，因此，可以认为该最高值为参考电流。如此，根据电感的伏安关系，可以基于该参考电流、第一电压差以及电感值计算出上开关管Q1导通时间，上开关管Q1导通时间确定，则第一占空比可以确定。
步骤S106，根据第一占空比生成第一驱动信号且输出第一关断信号。
其中，桥臂单元中串联的两个开关管包括主开关管和续流开关管。本步骤中，第一驱动信号用于控制桥臂单元中的主开关管的通断，第一关断信号用于控制桥臂单元中的续流开关管保持关断。以图2所示电路为例，上开关管Q1为主开关管，下开关管Q2为续流开关管。
需要说明的是，在电压变换电路的工况切入轻载时关闭续流开关管可以有效降低电压变换电路的电流，此时，通过电感的电流也会降低，相比于续流开关管导通，可以有效降低电路中的整体损耗。
上述实施例提供的电压转换电路的控制方法，在确定电压变换电路的工况为轻载时，根据参考电流、电感值以及电感两端的压差直接确定主开关管的驱动信号的占空比，以控制主开关管的通断，同时保持续流开关管关断，在降低轻载损耗的同时，能够精准的调控电压变换电路的输出电压，减少输出电压波动。
请参照图5，图5为本申请实施例提供的另一种电压转换电路的控制方法的步骤流程示意图。
如图5所示，该电压转换电路的控制方法包括步骤S201至步骤S209。以下以该控制方法结合上述图2所示的降压电路为例进一步进行说明。
步骤S201、获取电压变换电路的实际输出电压。
其中，电压变换电路的实际输出电压可以为输出给负载的供电电压。例如图2所示，负载R1与电容C2并联，负载R1与电容C2的电压相等。电压变换电路的实际输出电压可以为电容C2处的电压。电容C2处的电压可以通过电压采样电路采样电容C2两端的电压差值得到。
步骤S202、根据电压变换电路的实际输出电压和负载工作电压，确定电压变换电路的参考电流。
其中，负载工作电压可以根据实际情况进行设置，例如图2所示，可以将电容C2的电压V2作为实际输出电压，对负载工作电压和实际输出电压进行负反馈计算，能够得到电压变换电路的参考电流，该参考电流例如为电压变换电路在下一时刻的输出电流。
在一些实施例中，步骤S202包括：计算实际输出电压与负载工作电压之间的差值，得到第二电压差值；根据第二电压差值和第一偏差调节算法，确定参考电流。
其中，第一偏差调节算法可以为P调节算法(Proportional control，比例调节)、PI调节算法(proportional integral control，比例积分调节)、PID调节算法(ProportionIntegration Differentiation control，比例积分微分调节)等，当然也可以为其他的调节算法。通过第一偏差调节算法能够准确的根据第二电压差值确定电压变换电路的参考电流。
示例性的，如图6所示，将实际输出电压V2与负载工作电压V2Ref输入至减法器210，通过减法器210计算实际输出电压V2与负载工作电压V2Ref之间的差值，得到第二电压差值(V2-V2Ref)；通过PI控制器220利用第一偏差调节算法对第二电压差值(V2-V2Ref)进行转换，得到电压变换电路的参考电流Iref。
需要说明的是，根据实际输出电压和负载工作电压确定电压变换电路的参考电流的过程可以是一个闭环控制过程，如图6所示的控制环路可以为电压控制环路，通过实际输出电压与负载工作电压之间的第二电压差值作为电压偏差量进行计算，能够实现对参考电流的闭环调节。
步骤S203、根据参考电流确定电压变换电路所处的工况。
如前所述，电压变换电路的工况为重载时电感进入电流连续模式，电压变换电路的工况为轻载时电感进入电流断续模式。因此，根据参考电流和预设电流值能够准确的确定电压变换电路所处的工况。
在一些实施例中，若参考电流小于或等于预设电流值，则确定电压变换电路的工况为轻载，若参考电流大于预设电流值，则确定电压变换电路的工况为重载。
其中，预设电流值为电感从电流连续模式进入电流断续模式的临界电流值，临界电流值用于指示电感的电流连续的临界条件。
在一实施例中，临界电流值的获取方式包括：获取电压变换电路的输入电压，并获取主开关管的开关周期。计算该输入电压与实际输出电压的电压差值，并计算该电压差值与实际输出电压的乘积值，得到目标乘积值。计算该输入电压与电感的电感值之间的乘积值，得到第三乘积值。计算目标乘积值与第三乘积值之间的比值，并计算该比值与主开关管的开关周期之间的乘积值，得到临界电流值。
需要说明的是，通过计算电感从电流连续模式进入电流断续模式的临界电流值，能够准确的确定电压变换电路所处的工况，从而能够在电压变换电路的不同工况下精准的调控电压变换电路的输出电压，降低输出电压波动。
示例性的，如图2所示，在电感L1的电流连续的临界条件下，主开关管Q1导通阶段的电感电流IL持续上升，主开关管Q1导通后进入升流阶段，至电感电流最高点时，对于电感存在：
IL＝(V1-V2)/L*Tonmax (1)；
其中，Tonmax为主开关管Q1的最大导通时间，L为电感L1的电感值，V1为电压变换电路的输入电压，V2为实际输出电压。主开关管Q1断开后，电感电流从最高点开始持续下降直至0，则对于电感，存在：
IL＝(V2)/L*(Ts-Tonmax) (2)；
其中，Ts为主开关管Q1的开关周期。
在电流连续的临界条件下，根据(1)和(2)可得：
Figure BDA0004113350000000081
从而可以计算出电流连续导通的最大开通时间为：
Figure BDA0004113350000000082
则电感从电流连续模式进入电流断续模式的临界电流为：
Figure BDA0004113350000000083
步骤S204、在电压变换电路的工况为轻载时，获取电感两端的第一电压差以及电感值。
在一实施例中，获取电感两端的第一电压差，包括：获取电压转换电路的输入电压；计算输入电压与实际输出电压之间的电压差值，得到第一电压差值。
电感的第一端连接于两个开关管之间，电感的第二端用于接收直流供电或者用于连接负载。因此，通过计算输入电压与实际输出电压之间的电压差值，即可得到电感两端的第一电压差值。
如图2所示，电压转换电路的输入电压可以为电容C1处的电压V1，实际输出电压可以为电容C2处的电压V2，因此加载在电感L上的电压为：VL＝V1-V2。
在一实施例中，电感的电感值可以通过电感测试仪进行检测得到，也可以根据第一电压差以及电感电流进行计算得到，本实施例对此不做具体限定。
步骤S205、根据参考电流、第一电压差以及电感值确定第一占空比。
如图2所示，当电压转换电路轻载时，需要控制主开关管Q1的导通时间，并控制续流开关管Q2保持常闭，因此该第一占空比主要用于控制主开关管Q1的导通时间。
在一实施例中，步骤S205包括：获取主开关管的开关周期；确定电感值与第一电压差之间的第一比值；计算参考电流与第一比值的乘积值；根据乘积值与开关周期之间的比值，确定第一占空比。
示例性的，第一占空比的计算公式为：
Figure BDA0004113350000000084
其中，Duty2为第一占空比，Ts为主开关管Q1的开关周期，V1为电容C1的实际输出电压，V2为电容C2的第一电压差，Iref为参考电流。
需要说明的是，在主开关管Q1导通期间，存在电感电压VL＝L*(di/dt)，则dt＝L*di/VL＝L*Iref/(V1-V2)。由此可得，第一占空比为：
Figure BDA0004113350000000085
步骤S206、根据第一占空比生成第一驱动信号且输出第一关断信号。
其中，桥臂单元中串联的两个开关管包括主开关管和续流开关管。第一驱动信号用于控制桥臂单元中的主开关管的通断，第一关断信号用于控制桥臂单元中的续流开关管保持关断。
需要说明的是，当电压转换电路的工况处于空载或者轻载时，其电路中的电流受开关管导通或关闭影响较大，此时，关闭续流开关管可以明显降低电路中的电流，进而降低电路中的整体损耗，例如，此时，可以明显降低电感的损耗。而保持主开关管正常导通或关断，并由第一占空比决定其导通时间，则可以使电压输出更为稳定，由于第一占空比是根据参考电流、第一电压差以及电感值直接确定的，如此可以避免在关闭续流开关管时，使用与重载时相同的占空比控制主开关管，引起输出电压变动。
步骤S207、在电压变换电路的工况为重载时，获取电压变换电路的实际输出电流。
本步骤中，可以通过电流采样电路获取电压变换电路的实际输出电流。或者通过欧姆定律计算通过电感输出给的负载的供电电流，得到电压变换电路的实际输出电流。本实施例对此不做具体限定。
例如图2所示，通过电流采样电路获取负载R1，得到实际输出电流。或者，也可以根据负载R1的供电电压与负载R1的电阻值计算得到负载R1处的电流，并将负载R1处的电流作为电压变换电路的实际输出电流。
步骤S208、确定参考电流与所述实际输出电流之间的差值，得到电流差值。
步骤S209、根据电流差值和第二偏差调节算法，确定目标电压值。
当电压转换电路处于重载时，此时，电路中的电流主要由负载决定，若仍旧关闭续流开关管，则会导致续流阶段电流从体二极管通过，会加大开关管的导通损耗。因此，在重载时，需要控制上开关管(主开关管)以及(续流开关管)下开关管互补导通，因此该第二占空比主要用于控制上开关管以及下开关管的导通时间。
在一些实施例中，此时，第二占空比可以通过电流控制环路闭环控制确定，也即，通过实际输出电流作为反馈电流，与参考电流求差得到实际输出与期望输出的偏差，继而通过偏差调节算法进行闭环控制，确定下一时刻的占空比，使实际输出电流稳定在目标输出电流。而从前述描述可知，当实际电流稳定在目标输出电流，则电压控制环路中的闭环控制会使输出电压稳定在负载工作电压，如此，通过电压环闭环控制和电流环闭环控制，可以在重载工况下，使电压转换电路的输出电压稳定在目标电压附近。
步骤S210、根据目标电压值和电压转换电路的输入电压之间的比值，确定第二占空比。
目标电压值例如为下一时刻主开关管和续流开关管的中点处等效电压的目标值Vpwm。第二偏差调节算法包括P调节算法、PI调节算法、PID调节算法等，当然也可以为其他的调节算法。通过第二偏差调节算法能够准确的根据电流差值确定电压变换电路的目标电压值。
示例性的，如图7所示，将参考电流Iref与当前的实际输出电流I1输入至减法器230，通过减法器230计算参考电流Iref与实际输出电流I1之间的差值，得到电流差值I2；通过PI控制器240利用第二偏差调节算法对电流差值I2进行计算，得到下一时刻的目标电压值Vpwm；通过PWM控制器250则根据该目标电压值Vpwm以及电压转换电路的输入电压V1，计算得到下一时刻的第二占空比Dutyk+1＝Vpwm/V1。
需要说明的是，根据参考电流与实际输出电流确定电压变换电路的目标电压值的过程可以是一个闭环控制过程，如图7所示的控制环路可以为电流控制环路，通过如图6所示的电压控制环路和如图7所示的电流控制环路，可以实现对电压转换电路输出电压的闭环控制，从而能够准确的计算出第二占空比。
步骤S211、根据第二占空比生成第二驱动信号和第三驱动信号。
其中，桥臂单元中串联的两个开关管包括主开关管和续流开关管。第二驱动信号用于驱动桥臂单元的主开关管的通断，第三驱动信号用于驱动桥臂单元的续流开关管的通断，以控制桥臂单元中的两个开关管互补导通。
上述实施例提供的电压转换电路的控制方法，在电压变换电路的工况为重载时，获取电压变换电路的实际输出电流；根据参考电流和实际输出电流确定第二占空比；根据第二占空比生成第二驱动信号和第三驱动信号，第二驱动信号用于驱动桥臂单元的主开关管的通断，第三驱动信号用于驱动桥臂单元的续流开关管的通断，以控制桥臂单元中的两个开关管互补导通。本申请实施例在电压变换电路的工况为重载时，以实际输出电流作为反馈电流计算主开关管和续流开关管的占空比，进而控制主开关管和续流开关管的通断，使得桥臂单元中的两个开关管互补导通，能够精准的调控电压变换电路的输出电压，降低输出电压波动，从而能够提供稳定的输出电压，提高输出电压的控制精度。
在上述实施例中，该电压转换电路的控制方法还可以应用于电子设备。例如，该电子设备包括上述电压变换电路，该电压变换电路通过直接或者间接的方式与该电子设备中的各单元相连接，为其他单元供电。
请参阅图8，图8为本申请实施例提供的一种电压变换装置的结构示意性框图。
如图8所示，该电压变换装置300包括电压变换电路310和控制器320。其中，控制器320分别与电压变换电路310中各个开关管的受控端连接，控制器320用于实现本申请实施例任意一种电压转换电路的控制方法。需要说明的是，该电压变换电路310可以为前述实施例中的电压转换电路100。
在一实施例中，电压变换电路310为半桥降压电路。示例性的，半桥降压电路如图2所示。该半桥降压电路包括用于储能的电感L1以及串联的两个开关管Q1和Q2，开关管Q1和Q2用于进行功率转换。电感L1以及串联的两个开关管Q1和Q2构成半桥降压电路，电容C1的输出电压通过半桥降压电路后给负载R1供电。
在一实施例中，电压变换电路310为双向升降压电路，双向升降压电路包括第一桥臂单元和第二桥臂单元；第一桥臂单元包括串联的两个开关管；第二桥臂单元包括串联的两个开关管；电感连接于第一桥臂单元的中点和第二桥臂单元的中点之间以形成H桥变换电路；控制器320还用于根据电压变换电路310的工作模式从第一桥臂单元和第二桥臂单元中确定用于进行功率转换的桥臂单元。
其中，电压变换电路310的工作模式包括升压充电、升压放电、降压充电和降压放电。电压变换电路310的工作模式可以是根据工作指令、电压变换电路310的输入电压和实际输出电压确定的。工作指令可以包括充电指令、放电指令等等，该工作指令可以由监控上位机以通讯的方式下发给控制器。当工作指令为充电指令时，若电压变换电路310的输入电压大于实际输出电压，则确定工作模式为降压充电，否则确定工作模式为升压充电；相似的，当工作指令为放电指令时，若电压变换电路310的输入电压大于实际输出电压，则确定工作模式为降压放电，否则确定工作模式为升压放电。
示例性的，双向升降压电路310如图3所示。第一桥臂单元包括串联的两个开关管Q1和Q2，第二桥臂单元包括串联的两个开关管Q3和Q4。电感L2连接于第一桥臂单元的中点和第二桥臂单元的中点之间以形成H桥变换电路，H桥变换电路可以是升压电路或降压电路，例如形成一个boost电路或buck电路。
示例性的，当双向升降压电路310的工作模式为降压充电时，控制器320能够确定图3中的第一桥臂单元作为用于进行功率转换的桥臂单元，开关管Q1为主开关管，开关管Q2为续流开关管，开关管Q3保持导通，开关管Q4保持断开。当双向升降压电路310的工作模式为升压充电时，控制器320能够确定第二桥臂单元作为用于进行功率转换的桥臂单元，开关管Q4为主开关管，开关管Q3为续流开关管，开关管Q1保持导通，开关管Q2保持断开。当双向升降压电路310的工作模式为降压放电时，控制器320能够确定第二桥臂单元作为用于进行功率转换的桥臂单元，开关管Q3为主开关管，开关管Q4为续流开关管，开关管Q1保持导通，开关管Q2保持断开。当双向升降压电路310的工作模式为升压放电时，控制器320能够确定第一桥臂单元作为用于进行功率转换的桥臂单元，开关管Q2为主开关管，开关管Q1为续流开关管，开关管Q3保持导通，开关管Q4保持断开。
本领域技术人员可以理解，图8中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的电压变换装置300的限定，具体的电压变换装置300可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
应当理解的是，控制器320可以包括中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，该控制器320还可以包括其他通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(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。其中，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。
需要说明的是，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，上述描述电压变换装置300的具体工作过程，可以参考前述电压转换电路的控制方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
请参阅图9，图9为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意性框图。
如图9所示，电子设备400包括：电压变换装置410。该电压变换装置410可以为前述实施例中的电压变换装置300。
其中，该电子设备400例如为储能设备，该储能设备包括电池模组，电池模组包括一个或多个电能存储单元，电能存储单元例如为一个或多个电池。示例性的，该电子设备还可以是家庭空调、户外空调、洗衣机、热水器、割草机等用电设备。
在一实施例中，电子设备400还可以包括多个电路单元，多个电路单元如逆变电路、整流电路、稳压电路等电路单元。电子设备400中的电路单元可以通过直接或间接的方式与电压变换装置410中的电压转换电路连接。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有一个或者多个计算机程序，一个或者多个计算机程序中包括程序指令，程序指令可被一个或者多个处理器执行，程序指令被执行时所实现的方法可参照本申请电压转换电路的控制方法的各个实施例。
其中，计算机可读存储介质可以是前述实施例所述的电压变换装置或电子设备的内部存储单元，例如所述电压变换装置或电子设备的硬盘或内存。所述计算机可读存储介质也可以是所述电压变换装置或电子设备的外部存储设备，例如所述电压变换装置或电子设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(SecureDigital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。
应当理解，在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。需要说明的是，在本文中，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过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，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过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。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)

1.一种电压转换电路的控制方法，所述电压转换电路包括用于储能的电感以及用于进行功率转换的桥臂单元；所述桥臂单元包括串联的两个开关管；所述电感的第一端连接于两个开关管之间，所述方法包括：
获取所述电压变换电路的实际输出电压；
根据所述电压变换电路的实际输出电压和负载工作电压，确定所述电压变换电路的参考电流；
根据所述参考电流确定所述电压变换电路所处的工况；
在所述电压变换电路的工况为轻载时，获取所述电感两端的第一电压差以及电感值；
根据所述参考电流、所述第一电压差以及所述电感值确定第一占空比；
根据所述第一占空比生成第一驱动信号且输出第一关断信号；所述第一驱动信号用于控制所述桥臂单元中的主开关管的通断，所述第一关断信号用于控制所述桥臂单元中的续流开关管保持关断。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其中，所述根据所述电压变换电路的实际输出电压和负载工作电压，确定所述电压变换电路的参考电流，包括：
计算所述实际输出电压与所述负载工作电压之间的差值，得到第二电压差值；
根据所述第二电压差值和第一偏差调节算法，确定所述参考电流。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其中，所述根据所述参考电流确定所述电压变换电路的工况，包括：
若所述参考电流小于或等于预设电流值，则确定所述电压变换电路的工况为轻载；所述预设电流值为所述电感从电流连续模式进入电流断续模式的临界电流值；
若所述参考电流大于所述预设电流值，则确定所述电压变换电路的工况为重载。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其中，所述根据所述参考电流、所述第一电压差以及所述电感值确定第一占空比，包括：
获取所述主开关管的开关周期；
确定所述电感值与所述第一电压差之间的第一比值；
计算所述参考电流与所述第一比值的乘积值；
根据所述乘积值与所述开关周期之间的比值，确定所述第一占空比。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其中，获取所述电感两端的第一电压差，包括：
获取所述电压转换电路的输入电压；
计算所述输入电压与所述实际输出电压之间的电压差值，得到所述第一电压差值。
6.根据权利要求1-5任一项所述的控制方法，其中，所述控制方法还包括：
在所述电压变换电路的工况为重载时，获取所述电压变换电路的实际输出电流；
确定所述参考电流与所述实际输出电流之间的差值，得到电流差值；
根据所述电流差值和第二偏差调节算法，确定目标电压值；
根据所述目标电压值和所述电压转换电路的输入电压之间的比值，确定第二占空比；
根据所述第二占空比生成第二驱动信号和第三驱动信号；所述第二驱动信号用于驱动所述桥臂单元的主开关管的通断，所述第三驱动信号用于驱动所述桥臂单元的续流开关管的通断，以控制所述桥臂单元中的两个开关管互补导通。
7.一种电压变换装置，所述电压变换装置包括电压变换电路和控制器；
所述控制器分别与所述电压变换电路中各个开关管的受控端连接，所述控制器被配置为实现权利要求1所述的控制方法。
8.如权利要求7所述的电压变换装置，其中，所述电压变换电路为半桥降压电路。
9.如权利要求8所述的电压变换装置，其中，所述电压变换电路为双向升降压电路，所述双向升降压电路包括第一桥臂单元和第二桥臂单元；
所述第一桥臂单元包括串联的两个开关管；
所述第二桥臂单元包括串联的两个开关管；
所述电感连接于所述第一桥臂单元的中点和所述第二桥臂单元的中点之间以形成H桥变换电路；
所述控制器还用于根据所述电压变换电路的工作模式从所述第一桥臂单元和所述第二桥臂单元中确定用于进行功率转换的桥臂单元。
10.一种电子设备，所述电子设备包括如权利要求7-9任一项所述的电压变换装置。
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