1.一种多模式电压变换电路，其特征在于，包括：

主电路单元，用于根据主控制单元输出的控制信号选择多模式电压变换电路的工作模式；

所述主电路单元包括直流输入电源Vin、第一开关管S1、第二开关管S2、第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第一电容C1、第二电容C2、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第一继电器K1、第二继电器K2、第三继电器K3及负载RL；

所述直流输入电源Vin的正极与所述第一开关管S1的第一端连接；所述第一开关管S1的第二端与所述第一继电器K1的公共端连接；所述第一继电器K1的常开端与所述第一二极管D1的阳极端、所述第一电感L1的第一端、所述第三继电器K3的常闭端连接；所述第一继电器K1的常闭端与所述第四二极管D4的阴极端、所述第三电感L3的第一端连接；所述第一二极管D1的阴极端与所述第二二极管D2的阴极端、所述第二电感L2的第一端连接；所述第一电感L1的第二端与所述第二二极管D2的阳极端、第一电容C1的第一端连接；所述第二电感L2的第二端与所述第一电容C1的第二端、所述第二开关管S2的第一端、所述第二继电器K2的常开端连接；所述第二继电器K2的公共端与所述第三二极管D3的阳极端连接；所述第二继电器K2的常闭端与所述第三继电器K3的常开端、所述第二电容C2的第一端、所述负载RL的第一端、所述第三电感L3的第二端连接；所述第三继电器K3的公共端与所述第三二极管D3的阴极端连接；

所述第二开关管S2的第二端与所述第四二极管D4的阳极端、所述直流输入电源Vin的负极、所述第二电容C2的第二端、所述负载RL的第二端连接；

其中，通过控制主电路单元中第一开关管S1、第二开关管S2、第一继电器K1、第二继电器K2、第三继电器K3的通断，从而改变主电路单元的工作模式；

输入电压检测，输入端与主电路单元的直流输入电源Vin的正极连接，输出端与第二比较器CMP2的正输入端连接，用于检测直流输入电源Vin的电压并传输给主控制单元；

输出电压检测，输入端与主电路单元的负载RL的第一端连接，输出端与绝对值电路Abs的输入端、第二比较器CMP2的负输入端、第三比较器CMP3的正输入端连接，用于检测负载RL的电压并传输给主控制单元；

主控制单元，绝对值电路Abs的输入端、第二比较器CMP2的负输入端以及第三比较器CMP3的正输入端与输出电压Vout连接；第二比较器CMP2的正输入端与输入电压Vin连接；第三比较器CMP3的负输入端与第一电压参考值Vref1连接；第一加法器SUM1的正输入端与第二电压参考值Vref2连接；第一开关管S1驱动电路的输出端与主电路单元中第一开关管S1的第三端连接；第二开关管S2驱动电路的输出端与主电路单元中第二开关管S2的第三端连接；异或门XOR的输出端与继电器驱动电路的第一输入端连接；第三非门INV3的输出端与继电器驱动电路的第二输入端连接；第四非门INV4的输出端与继电器驱动电路的第三输入端连接；

用于根据主电路单元的输入电压Vin和输出电压Vout、第一电压参考值Vref1及第二电压参考值Vref2判断主电路应选择的工作模式，并输出信号给继电器驱动电路，以及计算出使主电路单元的输出电压Vout回到预设值的占空比D，生成占空比为D的PWM波并传输给开关管驱动电路；

继电器驱动电路，第一输入端与主控制单元的异或门XOR的输出端连接；第二输入端与主控制单元的第三非门INV3的输出端连接；第三输入端与主控制单元的第四非门INV4的输出端连接；用于将主控制单元输出端的信号进行电流放大，达到足以驱动第一继电器K1、第二继电器K2、第三继电器K3的电流强度。

2.根据权利要求1所述的多模式电压变换电路，其特征在于，通过控制主电路单元中第一开关管S1、第二开关管S2、第一继电器K1、第二继电器K2、第三继电器K3的通断，从而改变主电路单元的工作模式，主电路单元的工作模式分别有模式1、模式2以及模式3，所对应的继电器信号端状态、开关管通断状态以及电压变换比M如下：工作模式1，对应所述的第一继电器K1的信号端为高电平、所述的第二继电器K2的信号端为高电平、所述的第三继电器K3的信号端为高电平，即所述的第一继电器K1的常开端闭合、所述的第二继电器K2的常开端闭合、所述的第三继电器K3的常开端闭合，同时所述的第一开关管S1保持常闭状态，所述的第二开关管S2保持高频开关状态，此时的电压变换比M＝2

1/(1‑D) ；

工作模式2，对应所述的第一继电器K1的信号端为低电平、所述的第二继电器K2的信号端为低电平、所述的第三继电器K3的信号端为低电平，即所述的第一继电器K1的常闭端闭合、所述的第二继电器K2的常闭端闭合、所述的第三继电器K3的常闭端闭合，同时所述的第一开关管S1保持高频开关状态，此时的电压变换比M＝D；

工作模式3，对应所述的第一继电器K1的信号端为高电平、所述的第二继电器K2的信号端为低电平、所述的第三继电器K3的信号端为低电平，即所述的第一继电器K1的常开端闭合、所述的第二继电器K2的常闭端闭合、所述的第三继电器K3的常闭端闭合，同时所述的第二开关管S2保持常闭状态，所述的第一开关管S1保持高频开关状态，此时的电压变换比M＝

2 2

(D‑2D)/(1‑D) 。

3.根据权利要求1所述的多模式电压变换电路，其特征在于，所述主控制单元包括绝对值电路Abs、第一加法器SUM1、第二加法器SUM2、第三加法器SUM3、第一比较器CMP1、第二比较器CMP2、第三比较器CMP3、PI控制器、三角波电压源、第一非门INV1、第二非门INV2、第三非门INV3、第四非门INV4、异或门XOR、第一限幅器LIM1、第二限幅器LIM2、第一开关管S1驱动电路、第二开关管S2驱动电路、第一电压参考值Vref1、第二电压参考值Vref2；

所述绝对值电路Abs的输入端与所述输出电压Vout连接；所述绝对值电路Abs的输出端与所述第一加法器SUM1的负输入端连接；所述第一加法器SUM1的正输入端与所述第二电压参考值Vref2连接；所述第一加法器SUM1的输出端与所述PI控制器的输入端连接；所述PI控制器的输出端与所述第一比较器CMP1的正输入端连接；所述三角波电压源与所述第一比较器CMP1的负输入端连接；所述第一比较器CMP1的输出端与所述第二加法器SUM2的第一正输入端、所述第三加法器SUM3的第一正输入端连接；所述第二加法器SUM2的第二正输入端与所述第一非门INV1的输出端连接；所述第三加法器SUM3的第二正输入端与所述第二非门INV2的输出端连接；所述第一非门INV1的输入端与所述第二比较器CMP2的输出端连接；所述第二非门INV2的输入端与所述第三比较器CMP3的输出端连接；所述第二加法器SUM2的输出端与所述第一限幅器LIM1的输入端连接；所述第三加法器SUM3的输出端与所述第二限幅器LIM2的输入端连接；所述第一限幅器LIM1的输出端与所述第一开关管S1驱动电路的输入端连接；所述第二限幅器LIM2的输出端与所述第二开关管S2驱动电路的输入端连接；所述第一开关管S1驱动电路的输出端与所述主电路单元中第一开关管S1的第三端连接；所述第二开关管S2驱动电路的输出端与所述主电路单元中第二开关管S2的第三端连接；所述第二比较器CMP2的正输入端与所述输入电压Vin连接；所述第二比较器CMP2的负输入端与所述输出电压Vout连接；所述第三比较器CMP3的正输入端与所述输出电压Vout连接；所述第三比较器CMP3的负输入端与所述第一电压参考值Vref1连接；所述第二比较器CMP2的输出端与所述异或门XOR的第一输入端、所述第三非门INV3的输入端、所述第四非门INV4的输入端连接；

所述第三比较器CMP3的输出端与所述异或门XOR的第二输入端连接。

4.根据权利要求1所述的多模式电压变换电路，其特征在于，通过所述输入电压Vin、所述输出电压Vout、所述第一电压参考值Vref1，可将输出电压分为三个连续的电压区间，主控制单元通过所述第二比较器CMP2、所述第三比较器CMP3判断主电路单元应工作在哪个模式，再通过第一非门INV1、第二非门INV2、第三非门INV3、第四非门INV4、异或门XOR得出第一开关管S1、第二开关管S2、第一继电器K1、第二继电器K2、第三继电器K3线圈应该给定的信号；具体如下：若输出电压Vout大于输入电压Vin以及第一电压参考值Vref1，则第二比较器CMP2输出0、所述第三比较器CMP3输出1；此时主电路应该工作在模式1，第一非门INV1输出1、第二非门INV2输出0、第三非门INV3输出1、第四非门INV4输出1、异或门XOR输出1；第一继电器K1线圈通电、第二继电器K2线圈通电、第三继电器K3线圈通电；第一开关管S1常闭、第二开关管S2高频开关、第一继电器K1常开端闭合、第二继电器K2常开端闭合、第三继电器K3常开端闭合，主电路切换到工作模式1；

若输入电压Vin大于输出电压Vout，同时输出电压Vout大于第一电压参考值Vref1，则第二比较器CMP2输出1、所述第三比较器CMP3输出1；此时主电路应该工作在模式2，第一非门INV1输出0、第二非门INV2输出0、第三非门INV3输出0、第四非门INV4输出0、异或门XOR输出

0；第一继电器K1线圈断电、第二继电器K2线圈断电、第三继电器K3线圈断电；第一开关管S1高频开关、第一继电器K1常闭端闭合、第二继电器K2常闭端闭合、第三继电器K3常闭端闭合，主电路切换到工作模式2；

若输入电压Vin大于输出电压Vout，同时第一电压参考值Vref1大于输出电压Vout，则第二比较器CMP2输出1、所述第三比较器CMP3输出0；此时主电路应该工作在模式3，第一非门INV1输出0、第二非门INV2输出1、第三非门INV3输出0、第四非门INV4输出0、异或门XOR输出

1；第一继电器K1线圈通电、第二继电器K2线圈断电、第三继电器K3线圈断电；第一开关管S1高频开关、第二开关管S2常闭、第一继电器K1常开端闭合、第二继电器K2常闭端闭合、第三继电器K3常闭端闭合，主电路切换到工作模式3。

5.根据权利要求3所述的多模式电压变换电路，其特征在于，所述的第一电压参考值Vref1应设为0，从而将输出电压分为三个连续的电压区间，第二电压参考值Vref2的具体值应根据实际输出电压工况设定。

6.根据权利要求1所述的多模式电压变换电路，其特征在于，所述继电器驱动电路包括第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第五二极管DK1、第六二极管DK2、第七二极管DK3；

所述第二电阻R2的第一端与所述主控制单元的异或门XOR的输出端连接；所述第二电阻R2的第二端与所述第一电阻R1的第一端、所述第一三极管Q1的基极连接；所述第一电阻R1的第二端与所述第一三极管Q1的发射极及地连接；所述第一三极管Q1的集电极与第五二极管DK1的阴极、第一继电器K1线圈的第一端连接；所述第五二极管DK1的阳极与第一继电器K1线圈的第二端、正12V电压连接；

所述第四电阻R4的第一端与所述主控制单元的第三非门INV3的输出端连接；所述第四电阻R4的第二端与所述第三电阻R3的第一端、所述第二三极管Q2的基极连接；所述第三电阻R3的第二端与所述第二三极管Q2的发射极及地连接；所述第二三极管Q2的集电极与第六二极管DK2的阴极、第二继电器K2线圈的第一端连接；所述第六二极管DK2的阳极与第二继电器K2线圈的第二端、正12V电压连接；

所述第六电阻R6的第一端与所述主控制单元的第四非门INV4的输出端连接；所述第六电阻R6的第二端与所述第五电阻R5的第一端、所述第三三极管Q3的基极连接；所述第五电阻R5的第二端与所述第三三极管Q3的发射极及地连接；所述第三三极管Q3的集电极与第七二极管DK3的阴极、第三继电器K3线圈的第一端连接；所述第七二极管DK3的阳极与第三继电器K3线圈的第二端、正12V电压连接。

7.一种多模式电压变换电路的控制方法，其特征在于，用于控制权利要求1‑6任一项所述的多模式电压变换电路；所述的多模式电压变换电路的控制方法包括：步骤S1：检测输入电压Vin和输出电压Vout；

步骤S2：主控制单元的绝对值电路Abs对输出电压Vout求绝对值，并与第二电压参考值Vref2通过第一加法器SUM1比较输出差值，经过PI控制器调节后与三角载波比较输出PWM波；

步骤S3：主控制单元的第二比较器CMP2和第三比较器CMP3根据输入电压Vin、输出电压Vout及第一电压参考值Vref1判断主电路单元应该工作的模式并输出信号；

步骤S41：继电器驱动电路根据异或门XOR、第三非门INV3、第四非门INV4输出信号使第一继电器K1、第二继电器K2、第三继电器K3线圈通断电；

步骤S42：第二比较器CMP2经过第一非门INV1输出信号和PWM波叠加经过第一限幅器LIM1，再通过开关管驱动电路驱动第一开关管S1通断；

步骤S43：第三比较器CMP3经过第二非门INV2输出信号和PWM波叠加经过第二限幅器LIM2，再通过开关管驱动电路驱动第二开关管S2通断；

步骤S5：主电路单元工作模式切换完毕；

步骤S6：保持高频开关状态的开关管根据PWM信号开通关断，将主电路的输出电压Vout变换为第二电压参考值Vref2；

根据上述的多模式电压变换电路的控制方法，其特征在于，步骤S2，经过PI控制器调节后与三角载波比较输出的PWM波的幅值与步骤S42的第一非门INV1及步骤S43的第二非门INV2输出的高电平信号幅值、步骤S42的第一限幅器LIM1及步骤S43的第二限幅器LIM2的限幅电平相同。