[发明专利]占空比控制电路及双向DCDC转换器的软启动方法

说明书

本发明提供了一种占空比控制电路及双向DCDC转换器的软启动方法，所述占空比控制电路包括电压单环、电流单环、最小电流环、取最小值模块及取最大值模块，相比现有的占空比控制电路增设了最小电流环和取最大值模块，在DCDC转换器输出电压指令偏低、泵电或DCDC转换器输入电压掉电时，最小电流环产生的最小电流环占空比将取代所述取最小值模块输出的结果，有效避免占空比的进一步下降，从而维持DCDC转换器以预设最小电流正向输出，有效避免反向过流故障。

技术领域

本发明涉及电学技术领域，特别涉及一种占空比控制电路及双向DCDC转换器的软启动方法。

背景技术

DCDC指的是直流开关电源(又称DC-DC)，可以用于升压和降压。DCDC指利用电容、电感的储能的特性，通过可控开关(MOSFET等)进行高频开关的动作，将输入的电能储存在电容(或电感)里，当开关断开时，电能再释放给负载，提供能量。DCDC输出的功率或电压的能力与占空比(由开关导通时间与整个开关的周期的比值)有关。

现有技术中常用的DCDC产品有两种，一种为电荷泵(Charge Pump)，另一种为电感储能DCDC转换器。

双向同步整流DCDC转换器拓扑是工业界及新能源汽车中常用的一种拓扑结构。目前新能源汽车的48V轻混系统中广为应用，48V轻混系统具有改装简单，成本较低的特点，是吸引各个整车厂开始布局此类车型的重要因素。在48V轻混系统中DCDC转换器作为重要的能量转换零部件，基于双向同步整流DCDC转换器拓扑可以实现车辆当中48V侧与12V侧的直流电能转换。在车辆刚发动时，通过Boost模式将12V侧电池电能转换到48V侧，给电机控制器上的电容充电，完成预先充电功能。车辆行驶过程中，主要依靠Buck模式，将48V侧电池能量转换给12V侧负载使用，在特殊工况下也允许通过Boost模式将12V侧电池能量转换到48V侧使用；因此DCDC转换器是整套系统中不可或缺的一个部件，其功能的好坏直接影响系统的响应。

48V DCDC转换器拓扑属于并联型的同步整流Buck/Boost拓扑，常见的控制方式使半桥上下管互补；但由于车载DCDC的两端都要连接电池，根据负载情况的不同，其表现出来的输出特性也不同。如图1a所示，轻载时，在需求为Buck的模式下也会表现出Boost特性，即同一个开关周期内出现了反向电流。由于同一个开关周期内Buck及Boost的共存特性，导致无论Buck还是Boost拓扑下的软启动过程都会出现强烈的反向行为，引发反向过流保护，导致出现软启动失败的现象；另一方面，在某些特殊的工况(例如：DCDC转换器接收到的输出电压指令低于输出电池电压；或者输入电池电压突然掉电)下，还会引发反向过流故障的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种占空比控制电路及双向DCDC转换器的软启动方法，以解决DCDC转换器软启动失败或反向电流故障的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种占空比控制电路，用于控制双向同步整流DCDC转换器的占空比，所述占空比控制电路包括：

电压单环，用于基于参考电压和双向同步整流DCDC转换器的输出端电压产生电压占空比；

电流单环，用于基于参考电流和双向同步整流DCDC转换器的输出端电流产生电流占空比；

最小电流环，用于基于预设最小电流和和双向同步整流DCDC转换器的输出端电流产生最小电流占空比；

取最小值模块，用于接收所述电压占空比和所述电流占空比，对所述电压占空比和所述电流占空比取最小值并输出；

取最大值模块，用于接收所述取最小值模块输出的结果和所述最小电流占空比，对所述取最小值模块输出的结果和所述最小电流占空比取最大值并输出作为所述双向同步整流DCDC转换器的占空比。

可选的，在所述的占空比控制电路中，所述电压单环包括：