單電感雙輸出Buck變換器控制方法研究.pdf

1、隨著由電池供電的便攜式電子產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，降低損耗和減少電源器件成為電源設(shè)計(jì)中兩個(gè)最重要的設(shè)計(jì)要求。單電感雙輸出(single-inductor dual-output,SIDO)Buck變換器只要一個(gè)電感，可分別控制兩路電壓輸出，相對(duì)傳統(tǒng)多路輸出電源采用高頻變壓器等組合模塊輸出，它減少了磁性元器件的使用，從而減小了電源體積，降低了電源成本；因此，單電感雙輸出Buck變換器受到越來(lái)越多的關(guān)注，并得到快速的發(fā)展。
　　首先，簡(jiǎn)要介紹

2、了Buck變換器常用的幾種閉環(huán)控制方法，對(duì)比研究了各種控制方法的優(yōu)缺點(diǎn)；在此基礎(chǔ)上，拓展到電源的多路輸出控制技術(shù)，研究了非精確調(diào)節(jié)和精確調(diào)節(jié)兩種多路輸出電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，對(duì)兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下輸出電壓的動(dòng)態(tài)性能做了對(duì)比分析，并重點(diǎn)闡述了單電感雙輸出Buck變換器的原理以及工作方式。
　　然后，本文對(duì)現(xiàn)有的SIDO Buck變換器控制方法進(jìn)行較為系統(tǒng)的分析，主要包括連續(xù)導(dǎo)電模式下的電壓控制方法以及斷續(xù)導(dǎo)電模式下的分時(shí)復(fù)用控制方法。針對(duì)以上兩

3、種方法存在的問(wèn)題，研究了一種峰值電流控制SIDO DCM Buck變換器的方法，該方法延續(xù)了分時(shí)復(fù)用控制方法可消除輸出支路間交叉影響的優(yōu)點(diǎn)，并在負(fù)載參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，與分時(shí)復(fù)用控制方法相比該方法輸出電壓紋波更小，變換器響應(yīng)速度更快。隨后借助Matlab/Simulink平臺(tái)對(duì)比分析了三種控制方法在支路輸出負(fù)載加載時(shí)輸出電壓的交叉影響、動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度、紋波大小，仿真結(jié)果對(duì)SIDO Buck變換器應(yīng)對(duì)不同供電場(chǎng)合選擇合適的控制方法具有重要意義。

4、
　　最后，在分時(shí)復(fù)用控制SIDO DCM Buck變換器的基礎(chǔ)上，提出了一種適用于SIDO DCM Buck變換器的改進(jìn)控制方法—前饋型電壓控制方法。該方法采用三角波跟隨輸入電壓作為前饋輸入信號(hào)，使得輸入電壓的波動(dòng)及時(shí)反映在載波的幅值變化上。仿真結(jié)果表明，改進(jìn)控制方法下SIDO DCM Buck變換器不僅能夠?qū)崿F(xiàn)兩路電壓的獨(dú)立穩(wěn)定輸出，無(wú)交叉影響，并且對(duì)輸入電壓波動(dòng)有較強(qiáng)的抑制能力，在輸入電壓跳變時(shí)兩支路輸出電壓無(wú)暫態(tài)過(guò)沖電壓和