电压转换器及控制方法、电池模块、电子设备和充电柜技术

本申请公开一种电压转换器及控制方法、电池模块、电子设备和充电柜，电压转换器包括Buck

【技术实现步骤摘要】
电压转换器及控制方法、电池模块、电子设备和充电柜


[0001]本申请涉及电子电力
，尤其涉及一种电压转换器及控制方法、电池模块、电子设备和充电柜。

技术介绍

[0002]降压
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升压(Buck
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Boost)电路是一种常见的直流
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直流电压(电流)转换电路，常被用于多种类型的电力系统内的电压转换器中。一般来说，Buck
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Boost电路中包括多个开关管和电感，通过改变各个开关管的导通和关断，可以控制Buck
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Boost电路中电感的充放电状态，从而实现电压转换。在Buck
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Boost电路的一些应用场景中，Buck
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Boost电路一直工作于非连续导通模式。然而，这种场景下的Buck
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Boost电路的四个开关管均为高频开关，开关管的损耗非常大。在另一种场景下，Buck
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Boost电路一直工作于连续导通模式。在这种场景下，当Buck
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Boost电路的负载较小时，其负向电流比较大，导通损耗和开关损耗较大，工作效率低。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本申请提供一种电压转换器及控制方法、电池模块、电子设备和充电柜，可以提升轻载模式和重载模式下的效率，减少电压纹波，避免在控制模式的切换过程中的输出电压的波动。
[0004]第一方面，本申请提供一种电压转换器，用于给负载供电，包括Buck
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Boost电路和采样控制电路。Buck
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Boost电路包括电压输入端、电压输出端、第一开关、第二开关、第三开关和第四开关，第一开关的输入端与电压输入端的正极相连，第二开关的输出端与电压输入端的负极相连，第三开关的输入端与电压输出端的正极相连，第四开关的输出端与电压输出端的负极相连。采样控制电路用于采样负载电流，还用于在电压输入端的输入电压小于电压输出端的输出电压且所述负载电流大于或等于电流阈值时，控制第一开关保持导通且第二开关保持关断，控制第四开关在第一时间段内导通并在第二时间段内关断，并使得第三开关在一个或多个开关周期内的导通时间增加；在电压输入端的输入电压小于电压输出端的输出电压且负载电流小于电流阈值时，控制第一开关保持导通且第二开关保持关断，控制第四开关在第一时间段内导通并在第二时间段内关断，并使得第三开关在一个或多个开关周期的导通时间减少。采用本申请的实施例，可以提升轻载模式和重载模式的效率，减少电压纹波，可以避免在控制模式的切换过程中的输出电压的波动。
[0005]作为一种可选的实现方式，所述采样控制电路还用于：在所述电压输入端的输入电压大于所述电压输出端的输出电压且所述负载电流大于或等于所述电流阈值时，控制所述第一开关和所述第二开关互补导通，控制所述第四开关保持关断，并使得所述第三开关在一个或多个开关周期内的导通时间增加。基于这样的设计，可以提高效率，并且还可以避免在控制模式的切换过程中的输出电压的波动，不需要额外增加硬件电路，降低成本。
[0006]作为一种可选的实现方式，所述采样控制电路还用于：在所述电压输入端的输入
电压大于所述电压输出端的输出电压且所述负载电流小于所述电流阈值时，控制所述第一开关和所述第二开关互补导通，控制所述第四开关保持关断，并使得所述第三开关在一个或多个开关周期的导通时间减少。这样可以避免在控制模式的切换过程中的输出电压的波动。
[0007]作为一种可选的实现方式，所述采样控制电路还用于：在所述电压输入端的输入电压大于所述电压输出端的输出电压且所述负载电流大于或等于所述电流阈值时，控制所述第一开关在第一时间段内导通并在第二时间段内关断，控制所述第三开关保持导通且所述第四开关保持关断，并使得所述第二开关在一个或多个开关周期内的导通时间增加。这样可以提高效率，并且还可以避免在控制模式的切换过程中的输出电压的波动，不需要额外增加硬件电路，降低成本。
[0008]作为一种可选的实现方式，所述采样控制电路还用于：在所述电压输入端的输入电压大于所述电压输出端的输出电压且所述负载电流小于所述电流阈值时，控制所述第一开关在第一时间段内导通并在第二时间段内关断，控制所述第三开关保持导通且所述第四开关保持关断，并使得所述第二开关在一个或多个开关周期的导通时间减少。
[0009]第二方面，本申请还提供一种电压转换器的控制方法，所述控制方法可以适用于电压转换器中，电压转换器包括Buck
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Boost电路和采样控制电路，Buck
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Boost电路可以包括电压输入端、电压输出端、第一开关、第二开关、第三开关和第四开关，第一开关的输入端与电压输入端的正极相连，第二开关的输出端与电压输入端的负极相连，第三开关的输入端与电压输出端的正极相连，第四开关的输出端与电压输出端的负极相连，控制方法可以包括：采样负载电流；在电压输入端的输入电压小于电压输出端的输出电压且负载电流大于或等于电流阈值时，控制第一开关保持导通且第二开关保持关断，控制第四开关在第一时间段内导通并在第二时间段内关断，并使得第三开关在一个或多个开关周期的导通时间增加；在电压输入端的输入电压小于电压输出端的输出电压且负载电流小于所述电流阈值时，控制第一开关保持导通且第二开关保持关断，控制第四开关在每个工作周期内交替导通，并使得第三开关在一个或多个开关周期的导通时间减少。采用本申请的实施例，可以提升轻载模式和重载模式的效率，减少电压纹波，可以避免在控制模式的切换过程中的输出电压的波动。
[0010]作为一种可选的实现方式，所述控制方法还包括：在所述电压输入端的输入电压大于所述电压输出端的输出电压且所述负载电流大于或等于所述电流阈值时，控制所述第一开关和所述第二开关互补导通，控制所述第四开关保持关断，并使得所述第三开关在一个或多个开关周期的导通时间增加。这样可以提高效率，并且还可以避免在控制模式的切换过程中的输出电压的波动，不需要增加硬件电路。
[0011]作为一种可选的实现方式，所述控制方法还包括：在所述电压输入端的输入电压大于所述电压输出端的输出电压且所述负载电流小于所述电流阈值时，控制所述第一开关和所述第二开关互补导通，控制所述第四开关保持关断，并使得所述第三开关在一个或多个开关周期的导通时间减少。这样可以提高效率，并且还可以避免在控制模式的切换过程中的输出电压的波动，不需要增加硬件电路。
[0012]第三方面，本申请还提供一种电池模块，所述电池模块包括电芯单元和电压转换器；所述电芯单元用于为所述电压转换器供电；所述电压转换器包括Buck
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Boost电路和采
样控制电路。Buck
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Boost电路包括电压输入端、电压输出端、第一开关、第二开关、第三开关和第四开关，第一开关的输入端与电压输入端的正极相连，第二开关的输出端与电压输入端的负极相连，第三开关的输入端与电压输出端的正极相连，第四开关的输出端与电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电压转换器，用于给负载供电，其特征在于，包括Buck
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Boost电路和采样控制电路；所述Buck
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Boost电路包括电压输入端、电压输出端、第一开关、第二开关、第三开关和第四开关，所述第一开关的输入端与所述电压输入端的正极相连，所述第二开关的输出端与所述电压输入端的负极相连，所述第三开关的输入端与所述电压输出端的正极相连，所述第四开关的输出端与所述电压输出端的负极相连；所述采样控制电路用于采样负载电流；所述采样控制电路还用于：在所述电压输入端的输入电压小于所述电压输出端的输出电压且所述负载电流大于或等于电流阈值时，控制所述第一开关保持导通且所述第二开关保持关断，控制所述第四开关在第一时间段内导通并在第二时间段内关断，并使得所述第三开关在一个或多个开关周期内的导通时间增加；在所述电压输入端的输入电压小于所述电压输出端的输出电压且所述负载电流小于所述电流阈值时，控制所述第一开关保持导通且所述第二开关保持关断，控制所述第四开关在所述第一时间段内导通并在所述第二时间段内关断，并使得所述第三开关在一个或多个开关周期的导通时间减少。2.根据权利要求1所述的电压转换器，其特征在于，所述采样控制电路还用于：在所述电压输入端的输入电压大于所述电压输出端的输出电压且所述负载电流大于或等于所述电流阈值时，控制所述第一开关和所述第二开关互补导通，控制所述第四开关保持关断，并使得所述第三开关在一个或多个开关周期内的导通时间增加。3.根据权利要求1或2所述的电压转换器，其特征在于，所述采样控制电路还用于：在所述电压输入端的输入电压大于所述电压输出端的输出电压且所述负载电流小于所述电流阈值时，控制所述第一开关和所述第二开关互补导通，控制所述第四开关保持关断，并使得所述第三开关在一个或多个开关周期的导通时间减少。4.根据权利要求1所述的电压转换器，其特征在于，所述采样控制电路还用于：在所述电压输入端的输入电压大于所述电压输出端的输出电压且所述负载电流大于或等于所述电流阈值时，控制所述第一开关在第一时间段内导通并在第二时间段内关断，控制所述第三开关保持导通且所述第四开关保持关断，并使得所述第二开关在一个或多个开关周期内的导通时间增加。5.根据权利要求1或4所述的电压转换器，其特征在于，所述采样控制电路还用于：在所述电压输入端的输入电压大于所述电压输出端的输出电压且所述负载电流小于所述电流阈值时，控制所述第一开关在第一时间段内导通并在第二时间段内关断，控制所述第三开关保持导通且所述第四开关保持关断，并使得所述第二开关在一个或多个开关周期的导通时间减少。6.一种电压转换器的控制方法，其特征在于，所述控制方法适用于电压转换器中，所述电压转换器包括Buck
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Boost电路和采样控制电路，所述Buck
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Boost电路包括电压输入端、电压输出端、第一开关、第二开关、第三开关和第四开关，所述第一开关的输入端与所述电压输入端的正极相连，所述第二开关的输出端与所述电压输入端的负极相连，所述第三开关的输入端与所述电压输出端的正极相连，所述第四开关的输出端与所述电压输出端的负
极相连，所述控制方法包括：采样负载电流；在所述电压输入端的输入电压小于所述电压输出端的输出电压且所述负载电流大于或等于电流阈值时，控制所述第一开关保持导通且所述第二开关保持关断，控制所述第四开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜昌雷，李文广，蔡毅，
申请(专利权)人：华为数字能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：