【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及buck-boost变换器控制，特别的涉及一种面向宽范围运行的四开关buck-boost变换器多模式开关选择型控制策略。
技术介绍
1、随着工业的发展，非隔离型dc-dc变换器的应用越来越广泛，对其要求也更高，主要体现在高效率、高功率密度等方面。在光伏发电应用领域，因受太阳光照、温度等环境条件的影响，光伏板输出电压具有较宽变化范围；在通信电源应用领域，为了保证不间断供电，要求蓄电池与48v母线并联，由于蓄电池电压与其荷电状态相关，导致母线电压会在较宽范围内变化。因此要求接口dc-dc变换器需同时具有宽范围升降压的能力。而传统的buck-boost、cuk、zeta、sepic升降压变换器固定工作在单一模式，宽范围运行时效率降低。具有多模式运行特性的四开关buck-boost(four-switch buck-boost，fsbb)变换器通过不同模态间的组合可以实现宽范围运行，且相较于传统升降压变换器无源元件少、开关管应力低、输入输出电压同极性等优点，因此被广泛应用于光伏发电、通信电源、燃料电池供电等领域。
2、为使fsbb变换器在输入宽电压范围内实现输出稳定与较高工作效率，研究人员通过输入输出电压关系，将变换器划分为不同的模式。经研究，fsbb变换器多模式控制策略在四模式控制下电感电流纹波及平均值最小。针对fsbb变换器四模式控制策略，部分文献将输入电压与输出电压相等时作为中间模式切换边界，因受器件与电路一致性等影响，造成开关管占空比取值存在差异性，从而会增加中间模式电感电流脉动，减少直接功率传输占比。
技术实现思路
1、针对上述现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是：如何提供一种能够减小电感电流脉动，增加直接功率传输占比，实现模式间平滑切换的四开关buck-boost变换器多模式开关选择型控制策略。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：
3、一种面向宽范围运行的四开关buck-boost变换器多模式开关选择型控制策略，所述四开关buck-boost变换器包括buck桥臂、boost桥臂，输出电容co和电感l，所述buck桥臂包括功率管q1和功率管q2，所述boost桥臂包括功率管q3和功率管q4，功率管q1和功率管q4分别为buck和boost单元的主功率管；其特征在于，控制时包括如下步骤：
4、s1、对宽范围输入-固定输出fsbb变换器在不同模式下的区间定义为：
5、
6、式中，vin、vo分别为变换器的输入、输出电压；d1min和d1max分别为主功率管q1的占空比d1的最小值和最大值；d2min和d2max分别为主功率管q4的占空比d2的最小值和最大值；
7、s2、基于开关网络平均模型法，构建fsbb交流小信号等效电路，并确定电压控制器传递函数gc(s)为：
8、
9、
10、式中，k为直流增益；ωz3、ωz4分别为零点角频率；ωp1、ωp2分别为两个极点角频率；ω0为转折频率；ωz1为左半平面零点；ωz2为rhp；rl为电感等效串联电阻；rc为输出电容等效串联电阻；r为负载电阻；λ1、λ2、λ3在不同模式下的取值如下：
11、 参数 buck buck-t boost-t boost <![cdata[λ<sub>1</sub>]]> <![cdata[d<sub>1</sub>]]> <![cdata[d<sub>1</sub>/(1-d<sub>2min</sub>)]]> 1 1 <![cdata[λ<sub>2</sub>]]> 1 <![cdata[1-d<sub>2min</sub>]]> <![cdata[1-d<sub>2</sub>]]> <![cdata[1-d<sub>2</sub>]]> <![cdata[λ<sub>3</sub>]]> 0 0 1 1
12、其中，d1、d2为占空比；
13、在boost、boost-t模式下，ωz3＝ωz4＝ω0/2，ωp1＝ωz1、ωp2＝ωz2，得到boost、boost-t模式的电压控制器传递函数gc1(s)；
14、在buck、buck-t模式下，ωz3＝ωz4＝ω0/2，ωp1＝ωz1、ωp2为1.5倍截止频率；得到buck、buck-t模式的电压控制器传递函数gc2(s)；
15、控制时，根据步骤s1中的vin所在区间确定fsbb变换器所处的模式，并调用对应的电压控制器传递函数gc1(s)或电压控制器传递函数gc2(s)。
16、进一步的，控制时，在占空比控制量中进行输入电压前馈补偿，输入电压前馈补偿量为：
17、gff(s)＝d′usaw/vin
18、
19、式中，d′为模式切换点的稳态占空比，uasw为载波峰峰值。
20、综上所述，本专利技术具有能够减小电感电流脉动，增加直接功率传输占比等优点。
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1.一种面向宽范围运行的四开关Buck-Boost变换器多模式开关选择型控制策略，所述四开关Buck-Boost变换器包括Buck桥臂、Boost桥臂，输出电容Co和电感L，所述Buck桥臂包括功率管Q1和功率管Q2，所述Boost桥臂包括功率管Q3和功率管Q4，功率管Q1和功率管Q4分别为Buck和Boost单元的主功率管；其特征在于，控制时包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的面向宽范围运行的四开关Buck-Boost变换器多模式开关选择型控制策略，其特征在于，控制时，在占空比控制量中进行输入电压前馈补偿，输入电压前馈补偿量为：
【技术特征摘要】
1.一种面向宽范围运行的四开关buck-boost变换器多模式开关选择型控制策略，所述四开关buck-boost变换器包括buck桥臂、boost桥臂，输出电容co和电感l，所述buck桥臂包括功率管q1和功率管q2，所述boost桥臂包括功率管q3和功率管q4，功率管q1和...
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