1.一种基于前馈和缓冲区的Buck-Boost变换器三模式控制方法,其特征在于,包括:实时计算Buck-Boost变换器的输出电压值与输入电压值之间的电压增益;根据所述电压增益所处的阈值区间及其在所述阈值区间的持续时间,确定Buck-Boost变换器的控制模式,所述控制模式包括Buck模式、Buck-Boost模式和Boost模式;所述阈值区间与Buck-Boost变换器的控制模式一一对应,且相邻两个所述阈值区间之间设置有切换缓冲区;引入前馈量来构建当前控制模式的控制方程,进而基于控制方程控制Buck-Boost变换器输出恒定电压;所述引入前馈量来构建当前控制模式的控制方程,包括:以Buck-Boost变换器中所有桥臂电感电流的平均值作为电感电流,以设定开关管的占空比作为控制量,计算当前控制模式下的电感电流前馈量、控制量前馈量与标幺化系数;将Buck-Boost变换器的输出电压值与其参考值之间的偏差值经比例积分计算后与电感电流前馈量相加,得到电感电流的参考值;将电感电流的参考值与电感电流实际值之间的偏差值经比例积分计算后利用标幺化系数进行标幺化,再加上控制量前馈量得到当前控制模式的控制量。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述Buck-Boost变换器采用两相交错并联、三相交错并联或四相交错并联结构。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,Buck模式下的电感电流前馈量、控制量前馈量与标幺化系数分别表示为: , , ,其中, 为Buck模式下的电感电流前馈量, 为Buck模式下的控制量前馈量, 为Buck模式下的标幺化系数, 为输出电流值, 为输入电压值, 为输出电压值, 为正整数,表示Buck-Boost变换器的交错并联数量。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,Buck模式下的控制方程表示为: ,其中, 为Buck模式下的电感电流参考值, 为输出电压参考值, 为Buck模式下的控制量, 为电压环比例系数, 为电压环积分系数, 为电流环比例系数, 为电流环积分系数, 表示积分。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述基于控制方程控制Buck-Boost变换器输出恒定电压,包括:基于控制量,控制Buck桥臂主开关管导通;基于控制量的互补信号,控制Buck桥臂副开关管导通;控制Boost桥臂主开关管恒断、Boost桥臂副开关管恒通。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,Buck-Boost模式下的电感电流前馈量、控制量前馈量与标幺化系数分别表示为: = , = , ,其中, 为Buck-Boost模式下的电感电流前馈量, 为Buck-Boost模式下的控制量前馈量, 为Buck-Boost模式下的标幺化系数, 为输出电流值, 为输入电压值, 为输出电压值, 为正整数,表示Buck-Boost变换器的交错并联数量。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,Buck-Boost模式下的控制方程表示为: ,其中, 为Buck-Boost模式下的电感电流参考值, 为输出电压参考值, 为Buck-Boost模式下的控制量, 为电压环比例系数, 为电压环积分系数, 为电流环比例系数, 为电流环积分系数, 表示积分。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述基于控制方程控制Buck-Boost变换器输出恒定电压,包括:基于控制量,控制Buck桥臂主开关管和Boost桥臂主开关导通;基于控制量的互补信号,控制Buck桥臂副开关管和Boost桥臂副开关管导通。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,Boost模式下的电感电流前馈量、控制量前馈量与标幺化系数分别表示为: , , ,其中, 为Boost模式下的电感电流前馈量, 为Boost模式下的控制量前馈量, 为Boost模式下的标幺化系数, 为输出电流值, 为输入电压值, 为输出电压值, 为正整数,表示Buck-Boost变换器的交错并联数量。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,Boost模式下的控制方程表示为: ,其中, 为Boost模式下的电感电流参考值, 为输出电压参考值, 为Boost模式下的控制量, 为电压环比例系数, 为电压环积分系数, 为电流环比例系数, 为电流环积分系数, 表示积分。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述基于控制方程控制Buck-Boost变换器输出恒定电压,包括:基于控制量,控制Boost桥臂主开关导通;基于控制量的互补信号,控制Boost桥臂副开关管导通;控制Buck桥臂主开关管恒通,Buck桥臂副开关管恒断。
12.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述电压增益所处的阈值区间及其在该阈值区间的持续时间,确定Buck-Boost变换器的控制模式,包括:若电压增益小于等于第一设定阈值,且持续时间大于等于设定值,则判断Buck-Boost变换器控制模式为Buck模式;若电压增益大于等于第二设定阈值小于等于第三设定阈值,且持续时间大于等于设定值,则判断Buck-Boost变换器控制模式为Buck-Boost模式;若电压增益大于等于第四设定阈值,且持续时间大于等于设定值,则判断Buck-Boost变换器控制模式为Boost模式;若电压增益大于第一设定阈值小于第二设定阈值、或者大于第三设定阈值小于第四设定阈值,则判断Buck-Boost变换器处于切换缓冲区,保持当前控制模式不变;其中,第一设定阈值和第二设定阈值的取值范围均在0和1之间,且第一设定阈值小于第二设定阈值,第三设定阈值和第四设定阈值均大于1,且第三设定阈值小于第四设定阈值均大于1。