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CN104716837B - 升降压变换器和升降压控制方法 - Google Patents

升降压变换器和升降压控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种升降压变换器。该升降压变换器包括：升降压变换电路，包括若干开关；误差控制器，连接于升降压变换电路，并用来根据升降压变换电路的输出电压和参考电压之间的差值产生控制信号；及升降压模式控制器，连接于误差控制器，并用来根据控制信号产生开关占空比，控制信号包括至少三种情形：当DC超过阈值时，升降压模式控制器提供升压控制模式和降压控制模式的其中之一，其中DC为所述控制信号的一个值；当DC未超过且不等于阈值时，升降压模式控制器提供升压控制模式和降压控制模式的其中之另一模式；及当DC等于阈值时，升降压模式控制器提供升降压控制模式；输出电压通过所述开关占空比进行调节。本发明还涉及一种升降压控制方法。

Description

升降压变换器和升降压控制方法
技术领域
本发明有关一种升降压变换器和升降压控制方法，尤其涉及一种对输入电压进行升压或降压调整来获得所需的输出电压的升降压变换器和升降压控制方法。
背景技术
升降压变换器可用来产生一恒定的输出电压。升降压变换器的输入电压可高于、低于或等于输出电压，升降压变换器可工作于降压模式、升压模式及/或升降压模式。当输入电压高于输出电压时，升降压变换器被认为处于降压模式。当输入电压低于输出电压时，升降压变换器被认为处于升压模式。当输入电压大约与输出电压相同时，升降压变换器被认为处于升降压模式。升降压模式为升压模式和降压模式之间的过渡模式。
升降压变换器包括若干开关，通过调节开关的开断时间来调节输出电压。升降压变换器根据开关占空比产生调制信号来调节开关。升降压变换器包括误差控制器，误差控制器用来产生开关占空比。降压模式时，输出电压Vout=D*Vin，其中D为开关占空比，Vin为输入电压。升压模式时，输出电压Vout=1/(1-D)*Vin。降压模式下输出电压的表达式中，当输出电压等于输入电压时，开关占空比D为100%。升压模式下输出电压的表达式中，当输出电压等于输入电压时，开关占空比D为0%。如此在升压模式和降压模式之间过渡时，误差控制器产生的占空比从100%跳到0%或从0%跳到100%，因此一个误差控制器很难在模式过渡时平稳地控制输出电压。
因此，有必要提供一种升降压变换器和升降压控制方法来解决上面提及的技术问题。
发明内容
本发明的一个方面在于提供一种升降压变换器。该升降压变换器包括：升降压变换电路，包括若干开关；误差控制器，连接于所述升降压变换电路，并用来根据所述升降压变换电路的输出电压和参考电压之间的差值产生控制信号；及升降压模式控制器，连接于所述误差控制器，并用来根据所述控制信号产生开关占空比，所述控制信号包括至少三种情形：当DC超过阈值时，所述升降压模式控制器提供升压控制模式和降压控制模式的其中之一调节所述开关，其中DC为所述控制信号的一个值；当DC未超过且不等于阈值时，所述升降压模式控制器提供升压控制模式和降压控制模式的其中之另一模式调节所述开关；及当DC等于阈值时，所述升降压模式控制器提供升降压控制模式调节所述开关；其中，所述输出电压通过所述开关占空比进行调节。
本发明的另一个方面在于提供一种升降压控制方法。该升降压控制方法包括：根据升降压变换电路的输出电压和参考电压之间的差值产生控制信号；根据所述控制信号产生开关占空比，所述控制信号包括至少三种情形：当DC超过阈值时，提供升压控制模式和降压控制模式的其中之一进行开关调节，其中DC为所述控制信号的一个值；当DC未超过且不等于阈值时，提供升压控制模式和降压控制模式的其中之另一模式进行开关调节；及当DC等于阈值时，提供升降压控制模式进行开关调节；及通过所述开关占空比调节所述输出电压。
本发明的升降压变换器及升降压控制方法根据控制信号产生开关占空比，在控制信号的不同情形下分别以不同的控制模式调节开关，且根据开关占空比调节输出电压。
附图说明
通过结合附图对于本发明的实施方式进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中：
图1所示为本发明升降压变换器的一个实施例的示意图；
图2至图4所示为图1所示的升降压变换器的比较信号、斜波和调制信号的一个实施例的波形图；
图5至图7所示为图1所示的升降压变换器的比较信号、斜波和调制信号的另一个实施例的波形图；
图8至图10所示为图1所示的升降压变换器的比较信号、斜波和调制信号的再一个实施例的波形图；
图11所示为本发明升降压变换器的升降压变换电路的另一个实施例的示意图；
图12至图14所示为图11所示的升降压变换电路的调制信号的一个实施例的波形图。
具体实施方式
除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
图1所示为一个实施例的升降压变换器200的示意图。升降压变换器200包括升降压变换电路202、误差控制器204和升降压模式控制器206。升降压变换电路202包括若干开关S1-S4和电感L。电感L具有第一连接端108和第二连接端110。电感L可以是任意类型的电感元件或多个电感元件排列形成的电感组件。
开关S1-S4由电感L连接形成H桥电路。第一开关S1连接于电感L的第一连接端108和电源输入端112，用来使得电感L的第一连接端108可控制地连接于电源输入端112。输入电压Vin从电源输入端112输入。第二开关S2连接于电感L的第一连接端108并接地，用来使得电管L的第一连接端108可控制地接地。第三开关S3连接于电感L的第二连接端110并接地，用来使得电管L的第二连接端110可控制地接地。第四开关S4连接于电感L的第二连接端110和负载输出端114，用来使得电管L的第二连接端110可控制地连接于负载输出端114。输出电压Vout从负载输出端114输出，负载输出端114可接负载。
开关S1-S4可以为电开关。每一开关S1-S4可以包括一个或多个场效应管（FieldEffect Transistor，FET）、金属氧化物半导体场效应晶体管（Metal-Oxide-SemiconductorField Effect Transistor，MOSFET）、双极结晶体管（Bipolar Junction Transistor，BJT）、绝缘栅门极晶体管（Insulated Gate Bipolar Translator，IGBT）、二极管（Diode）等，或以上元件的任意组合。
本实施例中，升降压变换电路202还包括连接于负载输出端114和地之间的电容Co。电容Co用来滤波输出电压Vout。电容Co可以包括一个电容或多个电容组成的任意结构的可用来滤波输出电压Vout的电容组。也可附加地使用其他滤波元件。在一些实施例中，电源输入端112和地之间连接有电容（未图示），用来滤波输入电压Vin。
误差控制器204连接于升降压变换电路202，并用来根据升降压变换电路204的输出电压Vout和参考电压Vref之间的差值产生控制信号。误差控制器204与负载输出端114连接，用来接收输出电压Vout。在一个实施例中，输出电压Vout通过电压除法器（未图示）产生反馈电压给误差控制器104，误差控制器104根据反馈电压和参考电压Vref的差值产生控制信号。参考电压Vref为期望获得的输出电压的值。
误差控制器204可以为数字电路、模拟电路或者两者的结合，误差控制204可以处理数字信号、模拟信号或者两者的结合。例如，在一实施例中，误差控制器204包括模数转换器（Analog-to-Digital Converter，ADC），用来将输出电压Vout或其他模拟信号转换为数字信号；在一实施例中，误差控制器204包括数字或模拟误差放大器。误差控制器204可以包括比例-积分-微分（Proportion Integration Differentiation，以下简称“PID”）控制器、误差放大器或其他进行信号处理产生控制信号的器件，例如比例（Proportion，P）控制器、比例-积分（Proportion Integration，PI）控制器等。在图示实施例中，误差控制器204包括误差放大器214，用来放大输出电压Vout和参考电压Vref的差值，该差值的放大值作为控制信号提供给升降压模式控制器206。
升降压模式控制器206连接于误差控制器204，用来根据控制信号产生开关占空比（Switching Duty-Cycle）。控制信号包括至少三种情形：当DC超过阈值时，升降压模式控制器206提供升压控制模式和降压控制模式的其中之一（例如升压控制模式）调节开关S1-S4，其中DC为控制信号的一个值；当DC未超过且不等于阈值时，升降压模式控制器206提供升压控制模式和降压控制模式的其中之另一模式（例如降压控制模式）调节开关S1-S4；及当DC等于阈值时，升降压模式控制器206提供升降压控制模式调节开关S1-S4。其中，“等于”为大致等于，包含实际应用中可接受的误差范围，例如1%至2%的误差。阈值可以是通过程序设定的值、通过硬件设备产生的值或通过其他方式产生的值。阈值可以是任意值，例如正数、负数或零。
输出电压Vout通过开关占空比进行调节。升降压模式控制器206根据开关占空比和不同的控制模式产生相应的调节开关S1-S4的调制信号，通过调节每一开关S1-S4的开通时间来升高或降低输入电压Vin，从而获得所需的输出电压Vout。在升降压变换电路202工作时，第一开关S1和与其串联的第二开关S2互逆，即在同一时刻一个开关闭合且另一个开关断开。同样地，第三开关S3和与其串联的第四开关S4互逆。
本实施例中，升降压模式控制器206包括电流补偿模块216、第一比较器218、第二比较器220、时钟信号控制器222、第一驱动控制器224和第二驱动控制器226。电流补偿模块216连接于升降压变换电路202，用来接收升降压变换电路202的峰值电流。在本实施例中，电流补偿模块216与第三开关S3的引脚连接，来获得峰值电流。在其他实施例中，电流补偿模块216可与其他能够传递峰值电流的元件的引脚连接，例如，电感L与第三开关S3连接的引脚、第四开关S4与电感L连接的引脚等。在一实施例中，电流补偿模块216可以通过传感器检测获得峰值电流。电流补偿模块216用来根据升降压变换电路202的峰值电流和直流偏量产生比较信号CS。在峰值电流的基础上加上直流偏量获得比较信号CS。本实施例中，在峰值电流的基础上加上直流偏量的同时还加上斜率补偿获得比较信号CS，斜率补偿可提高占空比的稳定性。
升降压模块控制器206进一步用来根据比较信号CS和控制信号产生开关占空比。第一比较器218接收控制信号和斜波Ramp1，利用电压模式控制法比较控制信号和斜波Ramp1，产生调节第一开关S1的占空比和调节第一开关S1的调制信号。斜波Ramp1可预先设定，可为三角波、锯齿波等。第一驱动控制器224根据第一开关S1的占空比和调制信号产生调节第二开关S2的调制信号，其中第二开关S2与第一开关S1互逆。第二比较器220接收比较信号CS和控制信号，时钟信号控制器222根据时钟信号Clock1使RS触发器置位，利用峰值电流模式控制法产生调节第三开关S3的调制信号的占空比和调节第三开关S3的调制信号。第二驱动控制器226根据第三开关S3的占空比和调制信号产生调节第四开关S4的调制信号，其中第四开关S4与第三开关S3互逆。在输入电压Vin变化时，升降压变换电路202的峰值电流变化，根据峰值电流产生的比较信号随之立即发生变化，如此系统的响应速度较快。
图2至图4所示为一个实施例的比较信号232、斜波234、调节第三开关S3的调制信号236和调节第一开关S1的调制信号238的波形图。图2所示为升压模式下的比较信号232、斜波234、调节第三开关S3的调制信号236和调节第一开关S1的调制信号238的波形图。图3所示为降压模式下的比较信号232、斜波234、调节第三开关S3的调制信号236和调节第一开关S1的调制信号238的波形图。图4所示为升降压模式下的比较信号232、斜波234、调节第三开关S3的调制信号236和调节第一开关S1的调制信号238的波形图。在本实施例中，峰值电流所加的直流偏量的值等于斜波234的最大值V0，如此比较信号232的最小值等于斜波234的最大值V0。比较信号232与斜波234刚好临界。直流偏量等于阈值。在本实施例中，斜波234的最大值V0为阈值。当控制信号230的值DC超过阈值V0时，升降压模式控制器206提供升压控制模式；当DC未超过且不等于阈值V0时，升降压模式控制器206提供降压控制模式；当DC等于阈值V0时，升降压模式控制器206提供升降压控制模式。升降压变换器200可以平稳地在升压模式和降压模式之间切换。
参考图1和图2，升压模式下，控制信号230的值DC高于阈值V0，根据峰值电流模式控制法产生调节第三开关S3的调制信号236。第三开关S3的开通由时钟信号240控制，时钟信号240的脉冲产生时第三开关S3闭合。比较信号232上升达到控制信号230时，第三开关S3断开直至时钟信号240的下一个脉冲产生时。第四开关S4与第三开关S3互逆。控制信号230与斜波234比较产生第一开关S1的调制信号238。斜波234低于控制信号230时，第一开关S1闭合。在升压模式下，第一开关S1一直闭合且第二开关S2一直断开。
参考图1和图3，降压模式下，控制信号230的值DC低于阈值V0，第三开关S3一直断开且第四开关S4一直闭合。比较控制信号230和斜波234产生调节第一开关S1的调制信号238。斜波234低于控制信号230时，第一开关S1闭合；斜波234高于控制信号230时，第一开关S1断开。第二开关S2与第一开关S1互逆。
参考图1和图4，升降压模式下，控制信号230和比较信号232的值都等于阈值V0。第一开关S1和第四开关S4闭合且第二开关S2和第三开关S3断开。此时升降压变换电路202工作在升压模式和降压模式之间的临界模式。
图5至图7所示为另一个实施例的比较信号232、斜波234、调节第三开关S3的调制信号236和调节第一开关S1的调制信号238的波形图。图5所示为升压模式下的比较信号232、斜波234、调节第三开关S3的调制信号236和调节第一开关S1的调制信号238的波形图。图6所示为降压模式下的比较信号232、斜波234、调节第三开关S3的调制信号236和调节第一开关S1的调制信号238的波形图。图7所示为升降压模式下的比较信号232、斜波234、调节第三开关S3的调制信号236和调节第一开关S1的调制信号238的波形图。
本实施例中，峰值电流所加的直流偏量的值略大于斜波234的最大值V0，如此比较信号232的最小值V1略大于斜波234的最大值V0。比较信号232与斜波信号234分离，且两者之间存在一小的死带。例如，直流偏量比最大值V0大1%至2%的最大值V0，如此比较信号232的最小值V1比斜波234的最大值V0大1%至2%的最大值V0。本实施例中，阈值为最小值V1。当控制信号230位于死带，即控制信号230的值DC为最大值V0和最小值V1之间的一个值，此时DC大致等于阈值V1，升降压模式控制器206提供升降压控制模式。当DC超过阈值V1时，升降压模式控制器206提供升压控制模式。当DC未超过且不大致等于阈值V1时，即DC小于最大值V0时，升降压模式控制器206提供降压控制模式。
图5所示的升压模式下的调制信号236和238分别类似于图2所示的调制信号236和238。图6所示的降压模式下的调制信号236和238分别类似于图3所示的调制信号236和238。图7所示的升降压模式下的调制信号236和238分别类似于图4所示的调制信号236和238。
图8至图10所示为再一个实施例的比较信号232、斜波234、调节第三开关S3的调制信号236和调节第一开关S1的调制信号238的波形图。图8所示为升压模式下的比较信号232、斜波234、调节第三开关S3的调制信号236和调节第一开关S1的调制信号238的波形图。图9所示为降压模式下的比较信号232、斜波234、调节第三开关S3的调制信号236和调节第一开关S1的调制信号238的波形图。图10所示为升降压模式下的比较信号232、斜波234、调节第三开关S3的调制信号236和调节第一开关S1的调制信号238的波形图。
本实施例中，峰值电流所加的直流偏量的值略小于斜波234的最大值V0，如此比较信号232的最小值V1略小于斜波234的最大值V0。比较信号232和斜波234重叠一小部分。例如，直流偏量比最大值V0小1%至2%的最大值V0，如此比较信号232的最小值V1比斜波234的最大值V0小1%至2%的最大值V0。本实施例中，阈值为最大值V0。当控制信号230的值DC等于最大值V0和最小值V1之间的一个值时，DC大致等于阈值V0，此时升降压模式控制器206提供升降压控制模式。当DC超过阈值V0时，升降压模式控制器206提供升压控制模式。当DC未超过且不大致等于阈值V0时，即DC小于最小值V1时，升降压模式控制器206提供降压控制模式。
图8所示的升压模式下的调制信号236和238分别类似于图2所示的调制信号236和238。图9所示的降压模式下的调制信号236和238分别类似于图3所示的调制信号236和238。图10所示的升降压模式下，开关S1-S4都会被调节。每一周期内，比较信号230从最小值V1上升至控制信号230，因控制信号230接近最小值V1，所以比较信号230上升很短的一段，相应地第三开关S3闭合很短的一段时间。每一周期内，斜波234很短的一段时间内超过控制信号230，因此相应地第一开关S1短暂地断开。
图11所示为另一个实施例的升降压变换电路302的示意图。升降压变换电路302包括升压电路304和连接于升压电路304的降压电路306。升压电路304位于降压电路306之前，升压电路304接收输入电压Vin，降压电路306输出输出电压Vout。升压电路304包括电感L1、开关S13和S14。电感L1的两端分别与输入电源Vin和开关S13连接。开关S14的一端连接于电感L1和开关S13的连接点308，开关S14的另一端与降压电路306连接。
降压电路306为隔离型的降压电路，可电气隔离输入电压Vin和输出电压Vout。本实施例中，降压电路306为半桥电路。降压电路306包括开关S11和S12、电容C1和C2及变压器T。开关S11和开关S12串联，开关S11连接于开关S14，且开关S12连接于开关S13。电容C1和电容C2串联，且与开关S11和开关S12并联。变压器T的一次侧Np的两端分别连接在电容C1、C2的连接点310和开关S1、S2的连接点312。输出电压Vout从变压器T的绕组NS1或NS2输出。降压电路306还包括分别连接于变压器T的绕组NS1和NS2的整流器S15和S16。本实施例中，整流器S15和S16为开关。在其他实施例中，整流器S15和S16可以是二极管或其他元件。降压电路306包括滤波电感L2和滤波电容C3，用来滤波输出电压Vout。在其他实施例中，降压电路306可为其他隔离型的降压电路，例如，正激型电路、反激型电路、全桥型电路、推挽型电路等。升降压变换电路302可由图1所示的误差控制器204和升降压模式控制器206来控制。
图12至图14所示为图11所示的升降压变换电路302的一个实施例的调制信号的波形图。图12所示为升压模式下的调制信号的波形图。控制信号330超过阈值V0，控制信号330与第一比较信号332比较产生调节开关S13的调制信号336，开关S14与开关S13互逆。控制信号330与第二比较信号334比较产生调节开关S11的调制信号338。第二比较信号334的值恒定的时间段，开关S11断开。第二比较信号334变化的时间段内，第二比较信号334低于控制信号330时，开关S11闭合。第三比较信号335的波形与第二比较信号334的波形类似，第三比较信号335在时序上与第二比较信号334错开半个周期。类似于开关S11的调制信号338的产生，第三比较信号335与控制信号330比较产生调节开关S12的调制信号339。调制信号338和339的占空比都为0.5，调制信号338和339的周期时间都为调制信号336的周期时间的两倍。升压模式下，调节升压电路304的开关S13和S14，升压电路304将输入电压Vin升高至比输出电压Vout高的电压值，降压电路306通过变压器T将来自升压电路304的电压降低获得输出电压Vout。升压电路304升高输入电压Vin至一个较高的电压值，从而流过降压电路306的电流较低，如此降压电路306的各元件（包括开关S11、S12、变压器T和整流器S15、S16）的功率损耗较小。
图13所示为降压模式下的调制信号的波形图。控制信号330低于阈值V0，开关S13一直断开且开关S14一直闭合。控制信号330与第二比较信号334比较产生调节开关S11的调制信号338。第二比较信号334的值恒定的时间段里，开关S11断开。第二比较信号334变化的时间段里，第二比较信号334低于控制信号330时，开关S11闭合，否则开关S11断开。类似于调制信号338的产生，控制信号330与第三比较信号335比较产生调节开关S12的调制信号339。调节开关S11和S12，使得升降压变换电路302工作在降压模式下。
图14所示为升降压模式下的调制信号的波形图。控制信号330大致等于阈值V0，开关S13一直断开且开关S14一直闭合。开关S11和开关S12的调制信号338和339的占空比都为0.5，开关S11和开关S12交替地闭合。
图12至图14所示的第二比较信号334和第三比较信号335对应于图11所示的半桥电路。在其他实施例中，其他形式的比较信号对应相应的隔离型降压电路可被使用。
升降压控制方法用来控制升降压变换器获得输出电压。升降压控制方法包括根据升降压变换电路的输出电压和参考电压之间的差值产生控制信号。在一个实施例中，对差值进行积分和微分获得控制信号。在另一个实施例中，对差值放大获得控制信号。在其他实施例中，控制信号可与差值成其他数学关系。图1所示的误差控制器204可用来产生控制信号。
升降压控制方法进一步包括根据控制信号产生开关占空比。图1所示的升降压模式控制器206可用来产生开关占空比。控制信号包括至少三种情形：当DC超过阈值时，提供升压控制模式和降压控制模式的其中之一进行开关调节，其中DC为控制信号的一个值；当DC未超过且不等于阈值时，提供升压控制模式和降压控制模式的其中之另一模式进行开关调节；及当DC等于阈值时，提供升降压控制模式进行开关调节。如前所述，此处“等于”也为大致等于。通过开关占空比调节输出电压。在升压模式和降压模式之间过渡时，控制信号的值DC可线性地、连续地变化，如此在过渡时输出电压平稳。
一个实施例中，当DC超过阈值时，产生升压模式下的开关占空比，根据开关占空比产生调节开关的调制信号，调节开关使得升降压变换电路工作在升压模式下，升高输入电压获得所需的输出电压。当DC未超过且不等于阈值时，产生降压模式下的开关占空比，根据开关占空比产生调节开关的调制信号，调节开关使得升降压变换电路工作在降压模式下，降低输入电压获得所需的输出电压。当DC等于阈值时，产生升降压模式下的开关占空比，根据开关占空比产生调节开关的调制信号，调节开关使得升降压变换电路工作在升降压模式下。升降压模式为升压模式和降压模式之间的一个过渡模式，此时输入电压接近输出电压。调制信号可以是PWM信号。在另一个实施例中，当DC超过阈值时，升降压变换电路工作在降压模式下；当DC未超过且不等于阈值时，升降压变换电路工作在升压模式下；当DC等于阈值时，升降压变换电路工作在升降压模式下。
在一个实施例中，开关占空比等于DC与阈值的差值的绝对值。阈值可以是固定的或程序设定的任意值。较佳的，阈值为零，开关占空比等于DC的绝对值。在另一个实施例中，开关占空比根据控制信号与比较信号产生，且根据控制信号与比较信号产生调制信号。在一个实施例中，产生开关占空比的步骤包括根据升降压变换电路的峰值电流和直流偏量产生比较信号，且根据比较信号和控制信号产生开关占空比。升降压变换电路的峰值电流的基础上加上直流偏量获得第一比较信号（图1所示的比较信号CS），根据第一比较信号和控制信号利用峰值电流模式控制法产生调节一对升压开关（图1所示的开关S3和S4）的调制信号。根据第二比较信号（图1所示的斜波Ramp1）和控制信号利用电压模式控制法产生调节一对降压开关（图1所示的开关S1和S2）的调制信号。第二比较信号可是预先设计且波形固定的斜波。
在一个实施例中，直流偏量可等于第二比较信号的最大值，使得第一比较信号和第二比较信号刚好临界。阈值为第一比较信号和第二比较信号的临界值。在另一个实施例中，直流偏量可略大于第二比较信号的最大值，使得第一比较信号和第二比较信号之间存在很小的死带。阈值为第一比较信号的最小值。控制信号位于死带时，视为控制信号的值DC等于阈值。在再一实施例中，直流偏量可略小于第二比较信号的最大值，使得第一比较信号和第二比较信号重叠很小的一部分。阈值为第二比较信号的最大值。控制信号位于重叠部分时，视为控制信号的值DC等于阈值。
在一个实施例中，升降压变换电路包括电感、第一开关、第二开关、第三开关和第四开关。升降压变换电路的结构如图1所示的升降压变换电路202的结构。升降压控制方法进一步包括在升压控制模式、降压控制模式或升降压控制模式提供之前，在每一周期的一间隔期间内打开第一开关和第四开关且闭合第二开关和第三开关。该间隔期间时间较短，但大于开关的死区时间，用来降低输入电压接近输出电压时因开关死区时间导致的输出电压的纹波。每一周期内该间隔期间后开关进行相应的升压模式、降压模式或升降压模式的调节。如此周期地、重复地调节开关。
在另一个实施例中，升降压变换电路包括升压电路和连接于升压电路的降压电路。升压电路位于降压电路之前，且降压电路为隔离型的降压电路，如图11所示的升降压变换电路302。降压电路电气隔离输入电压和输出电压。在此实施例中，当升降压变换电路工作在升压模式时，位于降压电路之前的升压电路可以先将输入电压升高至比输出电压高的一个较高的电压，然后降压电路通过变压器将此较高的电压降低至所需的输出电压。输入电压升高，相应的流过降压电路的电流较低，如此降压电路的元器件的功率损耗较小。
虽然结合特定的实施方式对本发明进行了说明，但本领域的技术人员可以理解，对本发明可以作出许多修改和变型。因此，要认识到，权利要求书的意图在于涵盖在本发明真正构思和范围内的所有这些修改和变型。

Claims (6)

1.一种升降压变换器，其特征在于，其包括：
升降压变换电路，包括若干开关；
误差控制器，连接于所述升降压变换电路，并用来根据所述升降压变换电路的输出电压和参考电压之间的差值产生控制信号；及
升降压模式控制器，连接于所述误差控制器，并用来根据所述控制信号产生开关占空比，所述控制信号包括至少三种情形：
当DC超过阈值时，所述升降压模式控制器提供升压控制模式和降压控制模式的其中之一调节所述开关，其中DC为所述控制信号的一个值；
当DC未超过且不等于阈值时，所述升降压模式控制器提供升压控制模式和降压控制模式的其中之另一模式调节所述开关；及
当DC等于阈值时，所述升降压模式控制器提供升降压控制模式调节所述开关；
其中，所述输出电压通过所述开关占空比进行调节；
所述升降压模式控制器包括连接于所述升降压变换电路的电流补偿模块，所述电流补偿模块用来根据所述升降压变换电路的峰值电流和直流偏量产生比较信号，所述升降压模式控制器进一步用来根据所述比较信号和所述控制信号产生所述开关占空比；
所述升降压模式控制器包括第一比较器和第二比较器，所述第一比较器用来比较所述控制信号和斜波来产生一对所述开关的占空比，所述第二比较器用来比较所述比较信号和所述控制信号产生另一对所述开关的占空比。
2.如权利要求1所述的升降压变换器，其特征在于：所述阈值等于所述直流偏量。
3.如权利要求1所述的升降压变换器，其特征在于：所述升降压变换电路包括升压电路和连接于所述升压电路的降压电路，所述升压电路位于所述降压电路之前，所述降压电路为隔离型的降压电路。
4.一种升降压控制方法，其特征在于，其包括：
根据升降压变换电路的输出电压和参考电压之间的差值产生控制信号；
根据所述控制信号产生开关占空比，所述控制信号包括至少三种情形：
当DC超过阈值时，提供升压控制模式和降压控制模式的其中之一进行开关调节，其中DC为所述控制信号的一个值；
当DC未超过且不等于阈值时，提供升压控制模式和降压控制模式的其中之另一模式进行开关调节；及
当DC等于阈值时，提供升降压控制模式进行开关调节；及
通过所述开关占空比调节所述输出电压，
其中，所述产生开关占空比的步骤包括：
根据所述升降压变换电路的峰值电流和直流偏量产生比较信号；
比较所述控制信号和斜波来产生一对开关的占空比；及
比较所述比较信号和所述控制信号产生另一对开关的占空比。
5.如权利要求4所述的升降压控制方法，其特征在于：所述阈值等于所述直流偏量。
6.如权利要求4所述的升降压控制方法，其特征在于：所述升降压变换电路包括升压电路和连接于所述升压电路的降压电路，所述升压电路位于所述降压电路之前，所述降压电路为隔离型的降压电路。
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