[发明专利]四开关升降压变换器的在线实时效率优化控制方法和装置

权利要求书

1.一种四开关升降压变换器的在线实时效率优化控制方法，所述四开关升降变换器的一个开关周期被依次划分成四个阶段：输入阶段、输入-输出阶段、续流阶段和钳位阶段；在输入阶段，输入电压和地端分别施加在电感两端；在输入-输出阶段，输入电压和输出电压分别施加在电感两端；在续流阶段，输出电压和地端分别施加在电感两端，在钳位阶段，电感电流保持不变；其特征在于，所述控制方法包括：

当四开关升降变换器处于稳态时，通过在线实时调整所述变换器的输入阶段和输入-输出阶段的时间值比例M，使输入-输出阶段的时间值T₂在整个开关周期内的占比最大化，并且如果输入-输出阶段的时间值T₂占比更大，输出电压有跌落的变化趋势；

其中，输入阶段时间值T₁与输入电压采样值V_in、输出电压采样值V_o有关，且其最大值决定四开关升降压变换器的最大输出功率；

依据输入电压采样值V_in、输出电压采样值V_o、输出电压闭环调节值V_er和钳位阶段时间值T₄，以钳位阶段时间值T₄小于等于预设的时长阈值上限T_4TH或者输出电压闭环调节值V_er达到预设的输出阈值上限V_erTH为优化目标，计算得到时间值比例M。

2.根据权利要求1所述的四开关升降压变换器的在线实时效率优化控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

S1，对输出电压采样值V_o和输出电压基准值V_oref做减法运算，对运算得到的两者之间的误差值做比例积分运算，得到输出电压闭环调节值V_er，V_er＝(K_p+K_i/s)×(V_oref-V_o)，式中，K_p和K_i分别是比例和积分系数常数，与四开关升降压变换器的具体工况相关；

S2，依据输入电压采样值V_in、输出电压采样值V_o、输出电压闭环调节值V_er和钳位阶段时间值T₄，以钳位阶段时间值T₄小于等于预设的时长阈值上限T_4TH或者输出电压闭环调节值V_er达到预设的输出阈值上限V_erTH为优化目标，计算得到时间值比例M；

S3，以乘积或者加法的形式，借由时间值比例M调整输入-输出阶段的持续时长T₂。

3.根据权利要求2所述的四开关升降压变换器的在线实时效率优化控制方法，其特征在于，步骤S2中，以钳位阶段持续时长T₄小于预设的时长阈值上限T_4TH为优化目标，计算得到时间值比例M的过程包括以下步骤：

S201，判断四开关升降压变换器的钳位阶段时间值T₄是否超过设定的时长阈值上限T_4TH，如果超过，转入步骤S202，否则，转入步骤S204；

S202，以第一步长增加时间值比例M，以提高输入-输出阶段的时间值T₂的周期占比值，并使变换器达到新的稳态；

S203，重新获取输入电压采样值V_in、输出电压采样值V_o和钳位阶段时间值T₄，判断当前四开关变换器的输出电压采样值V_o是否降低或者所述变换器的输入电压采样值V_in是否发生变化，如果是，重新设定时长阈值上限T_4TH，返回步骤S201，否则，直接返回步骤S201；

S204，以第二步长减小时间值比例M，以减小输入-输出阶段的时间值T₂的周期占比值，并使变换器达到新的稳态，返回步骤S201。