CN117277810A - 电压变换器及其控制方法、装置及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及储能领域，尤其涉及一种电压变换器及其控制方法、装置及存储介质。该电压变换器包括控制输出电压的四象限变换电路，该方法包括：检测四象限变换电路的第一输出支路的第一占空比，以及第二输出支路的第二占空比；根据预先设定的权值系数，确定第一占空比和第二占空比的加权和；根据加权和确定四象限变换电路的输出电压。基于加权和直接控制四象限变换电路的输出，可以缓解由于两个支路的占空比的正负值不一致时出现其中一条支路的占空比的累加导致切换发生电流尖峰现象，有利于提升电压变换器的稳定性和可靠性。
Description
技术领域
本申请涉及储能领域，尤其涉及一种电压变换器及其控制方法、装置及存储介质。
背景技术
随着新能源技术的不断发展，以储能电站为核心单元的能源储存技术得到广泛关注。为了提升储能电站的能量容量，储能电站中的多个支路的电池组通常采用并联的形式。但是，伴随电池组支路数量的增加，储能电站往往存在因电池组支路差异而发生电流不均衡现象，从而引起储能电站寿命发生缩减。并且，由于支路差异而导致的簇间环流也致使存在安全风险。为了实现簇间均流，通常利用DC/DC的电压变换器调节各电池组的电压。
在使用DC/DC的电压变换器调节电池簇之间的电压时，由于广泛推广使用的可再生能源的不稳定性，可以通过双向四象限变换电路对输出电压的方向和大小进行调节，以平衡输入源与负载之间的功率。在理想情况下，四象限变换电路的输出占空比和电流在切换时均比较小，且方向切换较为迅速，但在实际运行过程中，四象限变换电路可能会出现两条输出支路的正负电压不同步，其中一条支路的占空比可能出现单方向累加导致切换发生电流尖峰现象，影响电压变换器的稳定性和可靠性。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供了电压变换器及其控制方法、装置及存储介质，以解决现有技术中四象限变换电路可能会出现两条输出支路的正负电压不同步，其中一条支路可能出现单方向累加导致切换发生电流尖峰现象，影响电压变换器的稳定性和可靠性的问题。
本申请实施例的第一方面提供了一种电压变换器的控制方法，所述电压变换器包括控制输出电压的四象限变换电路，所述方法包括：检测所述四象限变换电路的第一输出支路的第一占空比，以及第二输出支路的第二占空比；根据权值系数，确定所述第一占空比和所述第二占空比的加权和；根据所述加权和确定所述四象限变换电路的输出电压。
通过将四象限变换电路的第一输出支路第一占空比、第二占空比按照预先设定的，或者当前确定的权值系数求和得到加权和，基于加权和直接控制四象限变换电路的输出，可以缓解由于两个支路的占空比的正负值不一致时出现其中一条支路的占空比的累加导致切换发生电流尖峰现象。其中，第一占空比的权值系数与第二占空比的权值系数可以相同，也可以不同。
结合第一方面，在第一方面的第一种可能实现方式中，根据所述加权和确定所述四象限变换电路的输出电压，包括：在所述加权和大于切换阈值的情况下，控制所述四象限变换电路的第一输出支路和第二输出支路输出第一电压；在所述加权和小于切换阈值的情况下，控制所述四象限变换电路的第一输出支路和第二输出支路输出第二电压。
通过加权和确定四象限变换电路的输出电压时，可以将加权和直接与预设的或当前确定的切换阈值进行比较，如果加权和大于切换阈值，则控制第一输出支路和第二输出支路输出第一电压，如果小于切换阈值，则控制第一输出支路和第二输出支路输出第二电压。其中，第一电压和第二电压可以为方向不同的电压，比如，第一电压可以为负电压，第二电压可以为正电压。
结合第一方面或第一方面的第一种可能实现方式，在第一方面的第二种可能实现方式中，所述四象限变换电路包括双向Buck-Boost（降压-升压）电路。
通过双向Buck-Boost电路，可用于对待变换电源端的电压进行升压处理，得到所需要的输出电压。比如，储能系统中，储能电池输出直流电压，通过双向Buck-Boost电路，可以将储能电池输出的直流电压进行升压，升压后的电压通过功率切换系统（英文全称为Power ConversionSystem，英文简称为 PCS）转换为交流压，使储能电池与交流电网进行能量交换。
结合第一方面至第一方面的第二种可能实现方式中的任意一项，在第一方面的第三种可能实现方式中，所述四象限变换电路包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第一电感、第二电感、输出电容、第一方向开关和第二方向开关，其中：所述第一开关的第一开关引脚和所述第三开关的第一开关引脚相连，所述第三开关的第一开关引脚与所述第一方向开关的第一开关引脚相连，所述第三开关的第一开关引脚与待变换直流电压源的第一极相连；所述第二开关的第一开关引脚和所述第四开关的第一开关引脚相连，所述第四开关的第一开关引脚与所述第二方向开关的第一开关引脚相连，所述第四开关的第一开关引脚与待变换直流电压源的第二极相连；所述第一开关的第二开关引脚与所述第二开关的第二开关引脚相连，所述第二开关的第二开关引脚与所述第一电感的第一端相连；所述第三开关的第二开关引脚与所述第四开关的第二开关引脚相连，所述第三开关的第二开关引脚与所述第二电感的第一端相连；所述第一电感的第二端与所述第二电感的第二端相连；所述第二电感的第二端与所述输出电容的第一端相连；所述输出电容的第二端与所述第一方向开关的第二开关引脚相连，所述第一方向开关的第二开关引脚与所述第二方向开关的第二开关引脚相连。
其中，第一开关与第二开关的控制信号为互补信号，第二开关和第三开关的控制信号为互补信号。互补信号即不同的控制信号。比如第一开关为导通控制信号时，第二开关为断开控制信号，第一开关为断开控制信号时，第二开关为导通控制信号。当第一开关和第三开关导通时，待变换直流电压源的第一端通过第一电感和第二电感对输出电容进行充电。当第二开关和第四开关导通时，输出电容通过第二开关和第四开关放电。第一方向开关和第二方向开关用于选择输出电压的方向，即输出正电压或负电压。当第一方向开关为导通状态，第二方向开关为断开状态时，输出电容的第二端的电压高于输出电容第一端的电压，此时输出电压为正。当第二方向开关为导通状态，第一方向开关为断开状态时，输出电容的第二端的电压低于输出电容的第一端的电压，输出负电压。
结合第一方面的第三种可能实现方式，在第一方面的第四种可能实现方式中，根据所述加权和确定所述四象限变换电路的输出电压，包括：在所述加权和大于切换阈值的情况下，控制所述四象限变换电路的所述第一方向开关处于导通状态，所述第二方向开关处于断开状态，控制所述第一输出支路和所述第二输出支路输出第一电压；在所述加权和小于切换阈值的情况下，控制所述四象限变换电路的第一方向开关处于断开状态，所述第二方向开关处于导通状态，控制所述第一输出支路和所述第二输出支路输出第二电压。
将加权和与切换阈值进行比较，在加权和大于切换阈值的情况下，则可以控制第一方向开关导通，第二方向开关断开，四象限变换电路输出第一电压，在小于切换阈值的情况下，第一方向开关断开，第二方向开关导通，四象限变换电路输出第二电压。通过加权和与切换阈值比较，相对于第一占空比和第二占空比分别比较的方式，可以缓解占空比出现单方向累加而出现换向电流尖峰现象，提高变换器的可靠性和安全性。
结合第一方面至第一方面的第四种可能实现方式中的任意一种，在第一方面的第五种可能实现方式中，所述电压变换器还包括双向隔离电路，所述双向隔离电路用于连接待变换直流电源与所述四象限变换电路。
通过双向隔离电路将待变换电源与四象限变换电路进行电气隔离，可以有效的减少四象限变换电路的干扰脉冲对待变换电源的影响，提升待变换电源的安全性。比如，待变换电源为电池时，可以减少脉冲干扰对电池的影响，提高电池运行的可靠性和安全性。
结合第一方面至第一方面的第四种可能实现方式中的任意一种，在第一方面的第六种可能实现方式中，在根据权值系数，确定所述第一占空比和所述第二占空比的加权和之前，所述方法还包括：根据所述第一占空比的第一变化速率和第二占空比的第二变化速率，确定所述权值系数的大小。
通过第一占空比的变化速率和第二占空比的变化速率，可以确定第一占空比和第二占空比的变化速度，得到第一占空比和第二占空比接近切换阈值的快慢，以及远离切换阈值的快慢。根据接近和远离切换阈值的快慢来确定权值系数，减小方向开关切换时的占空比的累加，从而有利于降低切换电流尖峰。
结合第一方面的第六种可能实现方式，在第一方面的第七种可能实现方式中，根据所述第一占空比的第一变化速率和第二占空比的第二变化速率，确定所述权值系数的大小，包括：根据所述第一变化速率与所述第二变化速率的比值，确定所述第一占空比的权值系数和所述第二占空比的权值系数。
通过第一变化速率和第二变化速率的比值确定第一占空比的权重系数和第二占空比的权重系数时，可以将第一变化速率和第二变化速率的比值，作为第一占空比的权重系数与第二占空比的权重系数的比值。比如，第一变化速率和第二变化速率的比值为a，则第一占空比的权重系数k1与第二占空比的权重系数k2可以表示为：a=k1/k2。如果设定第二占空比的权重系数为1，则第一占空比的权重系数为a。通过将变化速率较快的占空比设置为较大权重系数，可以提前方向开关的切换时间，以适应方向开关的响应延时。比如，在切换阈值为0时，将变化速率较快的占空比设置为较大权重系数，可以在第一占空比和第二占空比的和值为0之前生成方向开关的控制指令，在方向开关响应该控制指令时，可以进一步减小第一占空比或第二占空比的数值，从而能够进一步缓解电流尖峰现象。
本申请实施例的第二方面提供了一种电压变换器的控制装置，所述电压变换器包括控制输出电压的四象限变换电路，所述装置包括：占空比检测单元，用于检测所述四象限变换电路的第一输出支路的第一占空比，以及第二输出支路的第二占空比；加权单元，用于根据权值系数，确定所述第一占空比和所述第二占空比的加权和；输出电压确定单元，用于根据所述加权和确定所述四象限变换电路的输出电压。
结合第二方面，在第二方面的第一种可能实现方式中，所述输出电压确定单元包括：第一电压确定子单元，用于在所述加权和大于预定的切换阈值的情况下，控制所述四象限变换电路的第一输出支路和第二输出支路输出第一电压；第二电压确定子单元，用于在所述加权和小于预定的切换阈值的情况下，控制所述四象限变换电路的第一输出支路和第二输出支路输出第二电压。
结合第二方面的第一种可能实现方式，在第二方面的第二种可能实现方式中，所述四象限变换电路包括双向Buck-Boost电路。
结合第二方面的第二种可能实现方式，在第二方面的第三种可能实现方式中，所述双向Buck-Boost电路包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第一电感、第二电感、输出电容、第一方向开关和第二方向开关，其中：所述第一开关的第一开关引脚和所述第三开关的第一开关引脚相连，所述第三开关的第一开关引脚与所述第一方向开关的第一开关引脚相连，所述第三开关的第一开关引脚与待变换直流电压源的第一极相连；所述第二开关的第一开关引脚和所述第四开关的第一开关引脚相连，所述第四开关的第一开关引脚与所述第二方向开关的第一开关引脚相连，所述第四开关的第一开关引脚与待变换直流电压源的第二极相连；所述第一开关的第二开关引脚与所述第二开关的第二开关引脚相连，所述第二开关的第二开关引脚与所述第一电感的第一端相连；所述第三开关的第二开关引脚与所述第四开关的第二开关引脚相连，所述第三开关的第二开关引脚与所述第二电感的第一端相连；所述第一电感的第二端与所述第二电感的第二端相连；所述第二电感的第二端与所述输出电容的第一端相连；所述输出电容的第二端与所述第一方向开关的第二开关引脚相连，所述第一方向开关的第二开关引脚与所述第二方向开关的第二开关引脚相连。
结合第二方面的第三种可能实现方式，在第二方面的第四种可能实现方式中，所述输出电压确定单元包括：第一控制模块，用于在所述加权和大于切换阈值的情况下，控制所述四象限变换电路的所述第一方向开关处于导通状态，所述第二方向开关处于断开状态，控制所述第一输出支路和所述第二输出支路输出第一电压；第二控制模块，用于在所述加权和小于切换阈值的情况下，控制所述四象限变换电路的第一方向开关处于断开状态，所述第二方向开关处于导通状态，控制所述第一输出支路和所述第二输出支路输出第二电压。
结合第二方面至第二方面的第四种可能实现方式中的任意一种，在第二方面的第五种可能实现方式中，所述电压变换器还包括双向隔离电路，所述双向隔离电路用于连接待变换直流电源与所述四象限变换电路。
结合第二方面至第二方面的第四种可能实现方式中的任意一种，在第二方面的第六种可能实现方式中，所述装置还包括：权值系数确定单元，用于根据所述第一占空比的第一变化速率和第二占空比的第二变化速率，确定所述权值系数的大小。
结合第二方面的第六种可能实现方式，在第二方面的第七种可能实现方式中，所述权值系数确定单元用于：根据所述第一变化速率与所述第二变化速率的比值，确定所述第一占空比的权值系数和所述第二占空比的权值系数。
本申请实施例的第三方面提供了一种电压变换器，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面任一项所述方法的步骤。
本申请实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面任一项所述方法的步骤。
可以理解的是，上述第二方面至第五方面的有益效果可以参见上述第一方面的相关描述，在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种电压变换器的实施场景示意图；
图2是本申请实施例提供的一种电压变换器的输出支路的占空比变化示意图；
图3是本申请实施例提供的一种电压变换器的控制方法的实现流程示意图；
图4是本申请实施例提供的一种电压变换器的电路结构示意图；
图5是本申请实施例提供的一种电压变换器的输出支路叠加的占空比变化示意图；
图6是本申请实施例提供的又一种电压变换器的输出支路叠加的占空比变化示意图；
图7是本申请实施例提供的一种电压变换器的控制装置的示意图；
图8是本申请实施例提供的一种电压变换器的示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
为了说明本申请所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
在储能电站通过DC/DC的电压变换器调节电池簇之间的电压时，由于广泛推广使用的可再生能源的不稳定性，需要通过改变DC/DC的电压变换器的输出电压的大小和方向，以平衡输入源与负载之间的功率。图1为本申请实施例提供的一种电压变换器的实施场景示意图。如图1所示，该场景可以为储能系统结构示意图。该储能系统可以包括如储能电站等能量存储站点。在该应用场景中，包括控制器（图中未示出）、电池、DC/DC的电压变换器和电池簇。每个电池簇包括多个串联的电池（比如图1中包括N颗串联的电池，N为大于1的自然数）。多个并联的电池簇通过DC/AC的电压变换器，将直流电压转换为交流电压，从而将多个电池簇输出的电能并入交流电网。或者，通过DC/AC的电压变换器，将交流电网的交流电压转换为直流电压，对多个电池簇进行充电，从而通过多个电池簇对交流电网的电能进行存储。控制器用于计算得到电压变换的控制信号，通过控制信号控制DC/DC的电压变换器的电压变换。
为了减小多个电池簇之间的电压差异，减少簇间电流的大小，提升电池簇工作稳定性和安全性，在每个电池簇中设置有DC/DC的电压变换器。通过DC/DC的电压变换器，可以使得各个电池簇输出的电压的差异减小的同时，还可以通过改变输出电压的大小和方向，适应可再生能源的不稳定，平衡输入源与负载之间的功率。
在一般情况下，可以通过四象限变换电路调节输出电压的大小和方向。在可再生能源作为输入源时，可以平衡输入源与负载之间的功率。在确定直流变换器的输出电压时，可以根据输出端的第一输出支路的第一占空比，以及第二输出支路的第二占空比的正负，确定输出端的电压的正负。比如，可以在第一占空比和第二占空比均大于0时，选择第一方向的电压，在第一占空比和第二占空比均小于0时，选择第二方向的电压。这种控制方式可以有效的控制输出电压的改变，但是，在实际运行过程中，第一占空比和第二占空比可能会出现不同步，比如，如图2所示为第一占空比和第二占空比的变化示意图。当第一占空比为0.05时，第二占空比为-0.01，由于第一占空比大于0，第二占空比小于0，此时输出的电压的方向保持前一时刻的状态。在第一占空比切换为-0.01时，第二占空比已达到-0.1，在此时改变输出端的输出方向时，容易发生换向电流尖峰。
为了解决上述问题，本申请实施例提出了一种电压变换器的控制方法，该电压变换器包括用于控制输出幅值的四象限变换电路。如图3所示，该方法包括：
在S301中，检测所述四象限变换电路的第一输出支路的第一占空比，以及第二输出支路的第二占空比。
本申请实施例中的四象限变换电路，可以包括双向Buck-Boost电路、双向Boost电路等。
如图4为本申请实施例提供的一种包括双向Buck Boost电路的四象限变换电路的结构示意图。如图4所示，该四象限变换电路包括第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3、第四开关K4、第一电感L1、第二电感L2、输出电容C、第一方向开关K5和第二方向开关K6。
其中，所述第一开关K1的第一开关引脚和所述第三开关K3的第一开关引脚相连，所述第三开关K3的第一开关引脚与所述第一方向开关K5的第一开关引脚相连，所述第三开关K3的第一开关引脚与待变换直流电压源的第一极相连。
所述第二开关K2的第一开关引脚和所述第四开关K4的第一开关引脚相连，所述第四开关K4的第一开关引脚与所述第二方向开关K6的第一开关引脚相连，所述第四开关K4的第一开关引脚与待变换直流电压源的第二极相连。
所述第一开关K1的第二开关引脚与所述第二开关K2的第二开关引脚相连，所述第二开关K2的第二开关引脚与所述第一电感L1的第一端相连。
所述第三开关K3的第二开关引脚与所述第四开关K4的第二开关引脚相连，所述第三开关K3的第二开关引脚与所述第二电感L2的第一端相连。
所述第一电感L1的第二端与所述第二电感L2的第二端相连。
所述第二电感L2的第二端与所述输出电容C的第一端相连。
所述输出电容C的第二端与所述第一方向开关K5的第二端相连，所述第一方向开关K5的第二端与所述第二方向开关K6的第二端相连。
第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3、第四开关K4、第一方向开关K5和第二方向开关K6可以为MOS等开关器件。为了有效的保护第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3、第四开关K4、第一方向开关K5和第二方向开关K6，可以在第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3、第四开关K4、第一方向开关K5和第二方向开关K6的源极和漏极之间并联续流二极管，从而能够有效的保护MOS管。
不局限于图4所示的四象限直流电压变换电路的结构，还可以包括其它结构的四象限直流电压变换电路。比如，图4所示的第二开关K2、第四开关K4可以为替换为单向控制的二极管。比如，二极管的阳极可与MOS管的源极相连，二极管的阴极与MOS管的阴极相连。
其中，四象限变换电路包括第一输出支路和第二输出支路。第一输出支路为电感所在的支路，第二输出支路为第二电感所在的支路。第一输出支路的第一占空比，可以表示为第一开关K1的控制信号的占空比，第二输出支路的第二占空比，可以表示为第三开关K3的控制信号的占空比。
为了提升直流变换器的可靠性，在四象限变换电路与待变换电源之间还包括隔离电路，该隔离电路可以包括如双向交错并联隔离电路或双向隔离电路等隔离电路。
在S302中，根据权值系数，确定所述第一占空比和所述第二占空比的加权和。
在确定了第一输出支路的第一占空比和第二输出支路的第二占空比后，可以基于第一占空比和第二占空比，确定方向开关的状态，从而确定输出电压的正负。
一般的控制方式中，基于第一占空比和第二占空比的正负，确定当前的方向开关的状态。比如，在第一占空比和第二占空比均大于零时，控制图4所示电路中的第二方向开关导通，输出第一电压，在第一占空比和第二占空比均小于零时，控制第一方向开关导通。在第一占空比和第二占空比的符号不同时，则保持当前的控制状态。这种控制方式在运行过程中，会出现单个支路出现占空比累加，可能会出现换向电流尖峰。
基于此，本申请实施例提出了一种基于第一占空比和第二占空比的加权和的比较控制方式，通过加权和直接进行比较，以减少输出支路的占空比的累加，从而缓解出现换向电流尖峰现象。
其中，第一占空比和第二占空比的权值系数可以相同，也可以不同。比如图2所示，可以根据第一占空比和第二占空比的变化信息，确定第一占空比和第二占空比的变化方程，将第一占空比的变化方向与第二占空比的变化方程直接求和，得到叠加后的占空比的变化方程。
当第一占空比与第二占空比的权值系数不同时，可以第一占空比的变化方程与第二占空比的变化方向，按照所设定的权值系数计算加权叠加后的占空比的变化方程。比如，第一占空比的变化方程为y=ax+b，第二占空比的变化方程为y=cx+d，预定的或当前确定的权值系数分别为k1和k2，则叠加后的占空比的变化方程为：y=k1（ax+b）+k2（cx+d）。
本申请实施例中的占空比包括正值和负值。其中，占空比的正值表示占空比中的高电平信号的时长在周期中的比例，占空比的负值表示低电平信号的时长在周期中的比例。
在S303中，根据所述加权和确定所述四象限变换电路的输出电压。
可以基于权值系数叠加后的加权和与预定的切换阈值进行比较。比如，切换阈值可以为0，在加权和大于0时，则可以控制第二方向开关K6导通，输出电容的第二端与地（待变换电源的第二端）相连，此时，输出电容的第二端的电压，即第一输出支路的电压低于输出电容的第一端，即第二输出支路的电压，即输出第一电压。
在加权和小于0时，可以控制第一方向开关K5导通，输出电容的第二端与待变换电源的第一极（高电平端）相连。此时，输出电容的第二端电压，即第一输出支路的电路高于输出电容的第一端，即第二输出支路的电压，即输出第二电压。
在可能的实现方式中，本申请实施例还可以根据第一占空比的第一变化速率，以及第二占空比的第二变化速率，确定第一占空比和第二占空比的权值系数。占空比的变化速率越大，则相应的分配较大的权值系数。占空比的变化速率越小，则相应的分配较小的权值系数。
比如，第一占空比的变化方程为y=ax+b，第二占空比的变化方程为y=x+d。第一变化速率为a，第二变化速率为c，根据第一变化速率a和第二变化速率c的比值a/c，如果a/c大于1，则为第一占空比的权值系数设置为较大值。如果a/c小于1，则可以为第一占空比的权值系数设置为较小值。
如图5所示，在权值系数相等时，叠加第一占空比的第一变化曲线y=ax+b和第二占空比的第二变化曲线y=cx+d后，得到叠加后的占空比（即权值系数均为1）的变化曲线为：y=ax+b+cx+d。如果切换阈值为0，则在叠加后的占空比大于0时，控制第二方向开关K6导通，第一方向开关K5断开，输出第一电平。在叠加后的占空比小于0时，控制第一方向开关K5导通，第二方向开关K6断开，输出第二电平。
在根据切换速率确定权值系数后，如图6所示，为变化速率更快的占空比分配较大的权值系数（比如第一占空比的变化速率较快，确定的权值系数为k1，第二占空比的变化速率较慢，权值系数为1，且k1>1）。通过变化速率更新权值系数后，所确定的叠加后的占空比的曲线如图6中的曲线2，相对于曲线1而言，切换时间更早，当方向开关执行相应的动作时，可以有效的抵消切换开关的延时的影响。
例如，当生成切换指令至第一方向开关或第二方向开关响应切换时，可能会有一定时延，经过该时延，变化速率较快的第一占空比或第二占空比预先达到设定值（比如达到切换阈值0），通过增加变化速率较快的第一占空比或第二占空比的权值系数，能够提前一定时间确定控制方向开关动作的指令，从而能够更为准确的执行方向开关的动作，减少执行方向开关动作时的叠加占空比，减小换向电流尖峰。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
图7为本申请实施例提供的一种电压变换器的控制装置的示意图。该电压变换器包括控制输出电压的四象限变换电路，该装置包括：
占空比检测单元701，用于检测所述四象限变换电路的第一输出支路的第一占空比，以及第二输出支路的第二占空比。
加权单元702，用于根据预先设定的权值系数，确定所述第一占空比和所述第二占空比的加权和。
输出电压确定单元703，用于根据所述加权和确定所述四象限变换电路的输出电压。
在可能的实现方式中，所述输出电压确定单元包括：第一电压确定子单元，用于在所述加权和大于预定的切换阈值的情况下，控制所述四象限变换电路的第一输出支路和第二输出支路输出第一电压；第二电压确定子单元，用于在所述加权和小于预定的切换阈值的情况下，控制所述四象限变换电路的第一输出支路和第二输出支路输出第二电压。
在可能的实现方式中，所述四象限变换电路包括双向Buck-Boost电路。
在可能的实现方式中，所述双向Buck-Boost电路包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第一电感、第二电感、输出电容、第一方向开关和第二方向开关，其中：所述第一开关的第一开关引脚和所述第三开关的第一开关引脚相连，所述第三开关的第一开关引脚与所述第一方向开关的第一开关引脚相连，所述第三开关的第一开关引脚与待变换直流电压源的第一极相连；所述第二开关的第一开关引脚和所述第四开关的第一开关引脚相连，所述第四开关的第一开关引脚与所述第二方向开关的第一开关引脚相连，所述第四开关的第一开关引脚与待变换直流电压源的第二极相连；所述第一开关的第二开关引脚与所述第二开关的第二开关引脚相连，所述第二开关的第二开关引脚与所述第一电感的第一端相连；所述第三开关的第二开关引脚与所述第四开关的第二开关引脚相连，所述第三开关的第二开关引脚与所述第二电感的第一端相连；所述第一电感的第二端与所述第二电感的第二端相连；所述第二电感的第二端与所述输出电容的第一端相连；所述输出电容的第二端与所述第一方向开关的第二开关引脚相连，所述第一方向开关的第二开关引脚与所述第二方向开关的第二开关引脚相连。
在可能的实现方式中，所述输出电压确定单元包括：第一控制模块，用于在所述加权和大于预定的切换阈值的情况下，控制所述四象限变换电路的所述第一方向开关处于导通状态，所述第二方向开关处于断开状态，控制所述第一输出支路和所述第二输出支路输出第一电压；第二控制模块，用于在所述加权和小于预定的切换阈值的情况下，控制所述四象限变换电路的第一方向开关处于断开状态，所述第二方向开关处于导通状态，控制所述第一输出支路和所述第二输出支路输出第二电压。
在可能的实现方式中，所述电压变换器还包括双向隔离电路，所述双向隔离电路用于连接待变换直流电源与所述四象限变换电路。
在可能的实现方式中，所述装置还包括：权值系数确定单元，用于根据所述第一占空比的第一变化速率和第二占空比的第二变化速率，确定所述权值系数的大小。
在可能的实现方式中，所述权值系数确定单元用于：根据所述第一变化速率与所述第二变化速率的比值，确定所述第一占空比的权值系数和所述第二占空比的权值系数。
图8是本申请实施例提供的一种电压变换器的示意图。如图8所示，该实施例的一种电压变换器8包括：处理器80、存储器81以及存储在所述存储器81中并可在所述处理器80上运行的计算机程序82，例如电压变换器的控制程序。所述处理器80执行所述计算机程序82时实现上述各个电压变换器的控制方法实施例中的步骤。或者，所述处理器80执行所述计算机程序82时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能。
示例性的，所述计算机程序82可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器81中，并由所述处理器80执行，以完成本申请。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序82在所述一种电压变换器8中的执行过程。
所述一种电压变换器可包括，但不仅限于，处理器80、存储器81。本领域技术人员可以理解，图8仅仅是一种电压变换器8的示例，并不构成对一种电压变换器8的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述一种电压变换器还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器80可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器 (Digital Signal Processor，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。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。
所述存储器81可以是所述一种电压变换器8的内部存储单元，例如一种电压变换器8的硬盘或内存。所述存储器81也可以是所述一种电压变换器8的外部存储设备，例如所述一种电压变换器8上配备的插接式硬盘，智能存储卡（Smart Media Card，SMC），安全数字（Secure Digital，SD）卡，闪存卡（Flash Card）等。进一步地，所述存储器81还可以既包括所述一种电压变换器8的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器81用于存储所述计算机程序以及所述一种电压变换器所需的其他程序和数据。所述存储器81还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
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，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，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、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。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申请的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
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单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，RandomAccess Memory）、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种电压变换器的控制方法，其特征在于，所述电压变换器包括控制输出电压的四象限变换电路，所述方法包括：
检测所述四象限变换电路的第一输出支路的第一占空比，以及第二输出支路的第二占空比；
根据权值系数，确定所述第一占空比和所述第二占空比的加权和；
根据所述加权和确定所述四象限变换电路的输出电压。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述加权和确定所述四象限变换电路的输出电压，包括：
在所述加权和大于切换阈值的情况下，控制所述四象限变换电路的第一输出支路和第二输出支路输出第一电压；
在所述加权和小于切换阈值的情况下，控制所述四象限变换电路的第一输出支路和第二输出支路输出第二电压。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述四象限变换电路包括双向Buck-Boost电路。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述四象限变换电路包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第一电感、第二电感、输出电容、第一方向开关和第二方向开关，其中：
所述第一开关的第一开关引脚和所述第三开关的第一开关引脚相连，所述第三开关的第一开关引脚与所述第一方向开关的第一开关引脚相连，所述第三开关的第一开关引脚与待变换直流电压源的第一极相连；
所述第二开关的第一开关引脚和所述第四开关的第一开关引脚相连，所述第四开关的第一开关引脚与所述第二方向开关的第一开关引脚相连，所述第四开关的第一开关引脚与待变换直流电压源的第二极相连；
所述第一开关的第二开关引脚与所述第二开关的第二开关引脚相连，所述第二开关的第二开关引脚与所述第一电感的第一端相连；
所述第三开关的第二开关引脚与所述第四开关的第二开关引脚相连，所述第三开关的第二开关引脚与所述第二电感的第一端相连；
所述第一电感的第二端与所述第二电感的第二端相连；
所述第二电感的第二端与所述输出电容的第一端相连；
所述输出电容的第二端与所述第一方向开关的第二开关引脚相连，所述第一方向开关的第二开关引脚与所述第二方向开关的第二开关引脚相连。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述加权和确定所述四象限变换电路的输出电压，包括：
在所述加权和大于切换阈值的情况下，控制所述四象限变换电路的所述第一方向开关处于导通状态，所述第二方向开关处于断开状态，控制所述第一输出支路和所述第二输出支路输出第一电压；
在所述加权和小于所述切换阈值的情况下，控制所述四象限变换电路的第一方向开关处于断开状态，所述第二方向开关处于导通状态，控制所述第一输出支路和所述第二输出支路输出第二电压。
6.根据权利要求1、2、5任一项所述的方法，其特征在于，所述电压变换器还包括双向隔离电路，所述双向隔离电路用于连接待变换直流电源与所述四象限变换电路。
7.根据权利要求1、2、5任一项所述的方法，其特征在于，在根据权值系数，确定所述第一占空比和所述第二占空比的加权和之前，所述方法还包括：
根据所述第一占空比的第一变化速率和第二占空比的第二变化速率，确定所述权值系数的大小。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述第一占空比的第一变化速率和第二占空比的第二变化速率，确定所述权值系数的大小，包括：
根据所述第一变化速率与所述第二变化速率的比值，确定所述第一占空比的权值系数和所述第二占空比的权值系数。
9.一种电压变换器的控制装置，其特征在于，所述电压变换器包括控制输出电压的四象限变换电路，所述装置包括：
占空比检测单元，用于检测所述四象限变换电路的第一输出支路的第一占空比，以及第二输出支路的第二占空比；
加权单元，用于根据权值系数，确定所述第一占空比和所述第二占空比的加权和；
输出电压确定单元，用于根据所述加权和确定所述四象限变换电路的输出电压。
10.一种电压变换器，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至8任一项所述方法的步骤。
11.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8任一项所述方法的步骤。
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