组合型连续导电模式单电感双输出开关变换器变频控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种组合型连续导电模式单电感双输出开关变换器变频控制方法及其装置，通过限定电感电流峰值和主开关管的恒定关断时间的大小，完成对变换器主开关管和支路开关管的控制，实现各个输出支路的独立调节。与传统的独立充放时序单电感双输出开关变换器相比，本实用新型专利技术具有稳定性好，可靠性高，负载范围宽，抗干扰能力强，输入、负载瞬态响应速度快，输出支路间的交叉影响小等优点，可用于控制单电感双输出拓扑结构的多种变换器，诸如：Buck变换器、Boost变换器、Buck

【技术实现步骤摘要】
组合型连续导电模式单电感双输出开关变换器变频控制装置


[0001]本技术涉及电力电子设备，尤其是一种组合型连续导电模式单电感双输出开关变换器变频控制装置。

技术介绍

[0002]随着便携式电子设备的飞速发展，其设计复杂度不断增加，整机内部的单元模块越来越多，不同模块的供电要求以及供电电压等级通常是不同的。使用多个独立的单输入单输出开关变换器供电，会使得电子设备的体积增大、成本增加。采用单电感多输出开关变换器技术可以解决这些问题，其输出支路共享一个电感，减少了电感数量以及多路输出系统的体积和重量，降低了成本，同时各条输出支路可以得到独立的控制。由于各条输出支路通过电感耦合在一起，当一条输出支路负载跳变时，会通过电感电流影响到其它输出支路的输出，造成交叉影响。交叉影响较轻时会影响变换器的稳态性能，严重时会影响变换器的稳定性。为改善单电感多输出开关变换器输出支路存在交叉影响的缺点，近年来提出了一些新的控制方法，以抑制输出支路的交叉影响。
[0003]根据单位周期内电感电流的开关时序，单电感多输出开关变换器可以分为共享充电时序和独立充电时序。而根据电感电流的工作模式，单电感多输出开关变换器可以分为：电感电流连续导电模式、断续导电模式和伪连续导电模式。共享充电时序的原理是一个工作周期内只对电感充电一次，充电完成后再对各个输出支路的负载进行放电。独立充电时序的原理是把一个工作周期分成多个子周期，然后对每一个输出支路分配一个时间段，在每个时间段内电感通过充电和放电过程对输出支路进行供能，以此达到共用一个电感的目的。当变换器工作在连续导电模式时，在整个工作周期内电感电流一直大于零，输出支路的充、放电过程紧密相连，因此输出支路之间的交叉影响问题严重。相比于连续导电模式，断续导电模式增加了一个电感电流为零的工作模态，消除了输出支路的交叉影响，但变换器的转换效率低、电感电流纹波大、带载能力差。伪连续导电模式电感电流在每个工作周期没有下降到零，减小了电感电流和输出电压的纹波，增强了负载的带载能力，但电流流过续流开关管会引起额外的损耗，降低变换器的效率。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是提供一种组合型连续导电模式单电感双输出开关变换器变频控制装置，使之克服现有的独立充放时序单电感双输出开关变换器工作在CCM时的技术缺点，具有很好的瞬态响应、较低的交叉影响和较宽的负载范围，适用于多种拓扑结构的单电感双输出开关变换器。
[0005]本技术实现其技术目的所采用的技术方案是：一种组合型连续导电模式单电感双输出开关变换器变频控制装置，其特征在于：由电流检测电路 IS、第一电压检测电路VS1、第二电压检测电路VS2、第一误差放大器EA1、第二误差放大器EA2、第一比较器CMP1、第二比较器CMP2、第一触发器RS、第二触发器D、定时器CT、脉冲选择器S、第一驱动电
路DR1、第二驱动电路 DR2和第三驱动电路DR3组成；所述的第一电压检测电路VS1与第一误差放大器EA1相连，第二电压检测电路VS2与第二误差放大器EA2相连；第一误差放大器EA1和电流检测电路IS与第一比较器CMP1相连，第二误差放大器EA2 和电流检测电路IS与第二比较器CMP2相连；第一比较器CMP1和第二比较器 CMP2与脉冲选择器S相连；脉冲选择器S和定时器CT与第一触发器RS相连；脉冲选择器S与第一触发器RS相连；第一触发器RS的Q端连接第一驱动电路 DR1，第二触发器D的Q1端连接第二驱动电路DR2，第二触发器D的Q端连接第三驱动电路DR3。
[0006]特别地，所述的脉冲选择器S的具体组成为：由第一逻辑与门AND1、第二逻辑与门AND2和第三逻辑或门OR组成；第一比较器CMP1和第二触发器 D的Q1端与第一逻辑与门AND1相连；第二比较器CMP2和第二触发器D的 Q端与第二逻辑与门AND2相连；第一逻辑与门AND1和第二逻辑与门AND2 与第三逻辑或门OR相连。
[0007]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0008]一、本技术为单电感双输出开关变换器提供了一种简单可靠的控制方法，系统负载范围大，稳定性高，可靠性好。
[0009]二、本技术的单电感双输出开关变换器在在负载发生改变时，能够快速进行调节，输出电压的调节时间短，交叉影响小，负载的瞬态性能好。
[0010]下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。
附图说明
[0011]图1为本技术实施例一控制方法的电路结构框图。
[0012]图2为本技术实施例一的脉冲选择器S的电路结构框图。
[0013]图3为本技术实施例一的电路结构框图。
[0014]图4为本技术实施例一的单电感双输出开关变换器稳态工作时的主要波形示意图。
[0015]图5为本技术实施例一和电压型PWM控制的单电感双输出开关变换器在支路负载加载时的瞬态时域仿真波形。
[0016]图6为本技术实施例一和电压型PWM控制的单电感双输出开关变换器在支路负载减载时的瞬态时域仿真波形。
[0017]图7为本技术实施例二的电路结构框图。
[0018]图5中：(a)为本技术实施例一和电压型PWM控制的单电感双输出开关变换器在a支路加载时的瞬态时域仿真波形；(b)为本技术实施例一和电压型PWM控制的单电感双输出开关变换器在b支路加载时的瞬态时域仿真波形。
[0019]图6中：(a)为本技术实施例一和电压型PWM控制的单电感双输出开关变换器在a支路减载时的瞬态时域仿真波形；(b)为本技术实施例一和电压型PWM控制的单电感双输出开关变换器在b支路减载时的瞬态时域仿真波形。
具体实施方式
[0020]下面通过具体的实例并结合附图对本技术做进一步详细的描述。
[0021]实施例一：
[0022]图1示出，本技术的一种具体实施方式为：组合型连续导电模式单电感双输出开关变换器变频控制装置，其装置主要由电流检测电路IS、第一电压检测电路VS1、第二电压检测电路VS2、第一误差放大器EA1、第二误差放大器EA2、第一比较器CMP1、第二比较器CMP2、第一触发器RS、第二触发器 D、定时器CT、脉冲选择器S、第一驱动电路DR1、第二驱动电路DR2和第三驱动电路DR3组成；所述的第一电压检测电路VS1与第一误差放大器EA1相连，第二电压检测电路VS2与第二误差放大器EA2相连；第一误差放大器EA1 和电流检测电路IS与第一比较器CMP1相连，第二误差放大器EA2和电流检测电路IS与第二比较器CMP2相连；第一比较器CMP1和第二比较器CMP2与脉冲选择器S相连；脉冲选择器S和定时器CT与第一触发器RS相连；脉冲选择器S与第一触发器RS相连；第一触发器RS的Q端连接第一驱动电路DR1，第二触发器D的Q1端连接第二驱动电路DR2，第二触发器D的Q端连接第三驱动电路DR3。
[0023]图2示出，本例的脉冲选择器S的具体组成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种组合型连续导电模式单电感双输出开关变换器变频控制装置，其特征在于：由电流检测电路IS、第一电压检测电路VS1、第二电压检测电路VS2、第一误差放大器EA1、第二误差放大器EA2、第一比较器CMP1、第二比较器CMP2、第一触发器RS、第二触发器D、定时器CT、脉冲选择器S、第一驱动电路DR1、第二驱动电路DR2和第三驱动电路DR3组成；所述的第一电压检测电路VS1与第一误差放大器EA1相连，第二电压检测电路VS2与第二误差放大器EA2相连；第一误差放大器EA1和电流检测电路IS与第一比较器CMP1相连，第二误差放大器EA2和电流检测电路IS与第二比较器CMP2相连；第一比较器CMP1和第二比较器CMP2与脉冲选...

【专利技术属性】
技术研发人员：周述晗，贺明智，王坚，杨成，王指香，张玉龙，孙利娟，
申请(专利权)人：湖北英特利电气有限公司，
类型：新型
国别省市：