[發明專利]一種雙向Buck-Boost變換器電路及其控制方法

有效

• 申請號: 201710700720.2
• 申請日: 2017-08-16
• 公開（公告）號: CN107342687B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 廖志賢;潘海鋒;陳亞歡
• 申請（專利權）人: 深圳華源技術實業有限公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158;H02M3/157
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 孫偉

1.一種雙向Buck-Boost變換器電路，其特征在于，包括10個功率開關管QBo1～QBo5、QBu1～QBu5構成的功率主電路，每個功率開關管均有內置的功率二極管，相應為DBo1～DBo5、DBu1～DBu5,整個功率電路包含一個功率電感LB、4個電容CBT、Co1～Co3以及數字控制系統，數字控制系統包含PWM信號隔離放大模塊、同步堆疊控制算法模塊、MIMO濾波模塊，數字控制系統的輸出控制信號sQBo1～sQBo5、sQBu1～sQBu5通過控制總線分別連接到QBo1～QBo5、QBu1～QBu5共10個功率開關管的控制端，電容CBT端電壓信號UCBT電連接到數字控制系統第一輸入端，電感LB的電流信號ILB電連接到數字控制系統第二輸入端，電容Co1～Co3端電壓信號分別電連接到數字控制系統的第三輸入端，向數字控制系統分別輸入對應的電壓信號UCo1、UCo2和UCo3，高壓側電流IDC電連接到數字控制系統第四輸入端，在數字控制系統內部，電容CBT端電壓信號UCBT、電感LB的電流信號ILB、電容Co1～Co3端電壓信號UCo1、UCo2和UCo3、以及高壓側電流IDC共6個信號電連接到MIMO濾波模塊的輸入端，MIMO濾波模塊處理后將濾波后的上述6個信號輸出連接到同步堆疊控制算法模塊的輸入端，同步堆疊控制算法模塊的輸出連接到PWM信號隔離放大模塊的輸入端，PWM信號隔離放大模塊的控制信號輸出連接到控制總線。

2.根據權利要求1所述的雙向Buck-Boost變換器電路的控制方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟1：MIMO濾波模塊將采集的6個信號數據進行濾波，濾波架構為多輸入多輸出，即6路輸入6路輸出，其濾波過程如下:

首先將信號構造成數字信號矩陣，設置數字信號的窗口寬度為n，令U_CBT＝X_*1，I_LB＝X_*2，U_Co1＝X_*3，U_Co2＝X_*4，U_Co3＝X_*5，I_DC＝X_*6，其中“*”號表示數字信號的下標系數，得

然后計算6路信號中每路信號的均值，得

接著計算6路信號中每路信號的方差

再則計算6路信號中每兩路信號間的協方差，得到

采用s_jk的值對數據序列進行異常值檢測與更新，設置一個閾值，其方法為如下公式

更新后即可得到已濾波的6個信號數據輸出，實現MIMO濾波；

步驟2：將步驟1所得到的已濾波的6個信號數據，送入同步堆疊控制算法模塊，同步堆疊控制算法內，對所有功率開關管進行同步控制，產生同步堆疊控制邏輯，其方法是將整個控制過程分為正向同步堆疊過程和反向同步堆疊過程；

步驟3：按同步堆疊控制算法流程，將同步堆疊過程和反向同步堆疊過程依次執行，即可得到一個控制周期，同步堆疊控制算法模塊所產生的控制信息，輸入到PWM信號隔離放大模塊進行功率放大后直接經控制總線連接到各個功率開關管的控制端，實現整個電路的控制；

步驟4：重復執行步驟1～步驟3。