基于单电感双输出开关变换器的准变频控制电路及方法技术

本发明专利技术实施例公开了基于单电感双输出开关变换器的准变频控制电路及方法。通过引入临界导电模式与断续导电模式相结合，形成续流电流值为零的混合导电模式，实现单电感双输出开关变换器不同输出回路之间的解耦，消除两个输出支路之间的交叉影响，本发明专利技术具有不同输出支路之间无交叉影响、负载瞬态响应速度快、结构简单、补偿器设计方便等优点，可以使得单电感双输出变换器更加高效、稳定。稳定。稳定。

【技术实现步骤摘要】
基于单电感双输出开关变换器的准变频控制电路及方法


[0001]本专利技术涉及电力电子设备领域，尤其涉及单电感双输出开关变换器准变频控制电路及方法。

技术介绍

[0002]单电感多输出(Single
‑
InductorMultiple
‑
Output，SIMO)开关变换器使用一个电感，采用分时复用原理，为每一条输出支路分别供电，满足便携式电子产品对集成度的要求。
[0003]由于单电感多输出开关变换器的每条输出支路都存在独立的采样反馈，所以对每条输出支路电压的精度要求较高，但由于各输出支路共享一个电感，导致各输出支路之间存在较为明显的交叉影响。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述问题，提出了基于单电感双输出开关变换器的准变频控制电路及方法，已达到消除单电感双输出开关变换器的各输出支路之间存在较为明显的交叉影响的目的。
[0005]为实现上述目的，本申请第一方面提供一种基于单电感双输出开关变换器的准变频控制电路，所述电路包括：电压检测模块、补偿模块、电流检测模块、采样保持器、比例选择器、比较模块、第三比较器、第四比较器、第一与门、第二与门、第三与门、第四与门、第一或门、第二或门、第一触发器、第二触发器和第三触发器；
[0006]所述电压检测模块的输入端与所述单电感双输出开关变换器相连，且所述电压检测模块的输出端还与所述补偿模块的输入端相连，所述补偿模块的输出端通过所述比较模块分别连接到所述第一与门的输入端和所述第二与门的输入端，所述第一与门的输出端和所述第二与门的输出端均与所述第一或门的输入端连接；
[0007]所述电流检测模块的输入端与所述单电感双输出开关变换器相连，所述电流检测模块的输出端分别与所述比例选择器的输入端、所述第三比较器的输入端和所述第四比较器的输入端相连，所述电流检测模块的输出端还通过所述采样保持器连接到所述比例选择器的输入端，所述比例选择器的输出端分别与所述第三比较器的输入端和所述第四比较器的输入端相连；
[0008]所述第三比较器的输出端与所述第三与门的输入端相连，所述第三与门的输出端与所述第二触发器的输入端相连，所述第二触发器的输出端分别与所述第一与门的输入端、所述第二与门的输入端、所述第三与门的输入端、所述第四与门的输入端、所述第二或门的输入端和所述单电感双输出开关变换器相连；
[0009]所述第一或门的输出端和所述第二或门的输出端均与所述第一触发器的输入端相连，所述第一触发器的输出端分别与所述第三触发器的输入端和所述单电感双输出开关变换器相连；
[0010]所述第四比较器的输出端与所述第四与门的输入端相连，所述第四与门的输出端与所述第三触发器的输入端相连，所述第三触发器输出端与所述单电感双输出开关变换器相连。
[0011]进一步的，所述电压检测模块用于检测所述单电感双输出开关变换器的输出电压得到输出电压信号，并将所述输出电压信号发送给所述补偿模块；
[0012]所述补偿模块，用于根据所述输出电压信号和电压基准值信号得到补偿信号，并将补偿信号发送给所述比较模块；
[0013]所述比较模块，用于将所述补偿信号和锯齿波信号进行比较，得到第一电压信号和第二电压信号，并将所述第一电压信号和所述第二电压信号分别发送给所述第一与门和所述第二与门；
[0014]所述电流检测模块，用于检测所述单电感双输出开关变换器的电感电流和输出电流，得到电感电流信号和输出电流信号，并将所述电感电流信号分别发送给所述采样保持器、所述第三比较器和所述第四比较器，将所述输出电流信号发送给所述比例选择器；
[0015]所述采样保持器，用于在每个时钟信号点对所述电感电流信号I
L
进行采样并保持到当前时钟周期结束，得到目标电感电流信号i
L0
，并将所述目标电感电流信号i
L0
发送给所述比例选择器；
[0016]所述比例选择器，用于根据所述目标电感电流信号和所述输出电流信号得到目标电流信号，并将所述目标电流信号分别发送给所述第三比较器和所述第四比较器；
[0017]所述第三比较器，用于根据所述电感电流信号和所述目标电流信号进行比较得到第三电压信号，并将所述第三电压信号发送给所述第三与门；
[0018]所述第三与门，用于根据所述第三电压信号和第一控制信号，得到第三触发信号，并将所述第三触发信号发送给所述第二触发器；
[0019]所述第二触发器，用于根据所述时钟信号和所述第三触发信号得到第一控制信号和第二控制信号，并将所述第一控制信号和所述第二控制信号发送给所述单电感双输出开关变换器，对所述单电感双输出开关变换器的支路开关管进行控制，还将所述第一控制信号分别发送给所述第一与门和所述第三与门，将所述第二控制信号发送给所述第一与门、所述第二与门、所述第二或门和所述第四与门；
[0020]所述第一与门，用于根据所述第一输出电压信号和所述第一控制信号，得到第一比较信号，并将所述第一比较信号发送给所述第一或门；
[0021]所述第二与门，用于根据所述第二输出电压信号和所述第二控制信号，得到第二比较信号，并将所述第二比较信号发送给所述第一或门；
[0022]所述第一或门，用于根据所述第一比较信号和所述第二比较信号得到第一触发信号；并将所述第一触发信号发送给所述第一触发器；
[0023]所述第二或门，用于根据所述时钟信号和所述第二控制信号得到第一选择信号，并将所述第一选择信号发送给所述第一触发器；
[0024]所述第一触发器，用于根据所述第一触发信号和所述第一选择信号得到主开关管的第三控制信号，并将所述第三控制信号发送给所述单电感双输出开关变换器，对所述单电感双输出开关变换器的主开关管进行控制，还将所述第三控制信号发送给所述第三触发器；
[0025]所述第四比较器，用于根据所述电感电流信号和所述目标电流信号进行比较得到第四电压信号，并将所述第四电压信号发送给所述第四与门；
[0026]所述第四与门，用于根据所述第四电压信号和所述第二控制信号得到第三选择信号，并将所述第三选择信号发送给所述第三触发器；
[0027]所述第三触发器，用于根据所述第三控制信号和所述第三选择信号得到第四控制信号，并将所述第四控制信号发送给所述单电感双输出开关变换器，对所述单电感双输出开关变换器的续流开关管进行控制。
[0028]进一步的，所述第二触发器在所述用于根据所述时钟信号和第三触发信号得到第一控制信号和第二控制信号，之前还包括：当所述第二触发器仅接收到时钟信号时，此时得到控制信号为所述第一控制信号。
[0029]进一步的，所述电压检测模块包括第一电压检测电路和第二电压检测电路；
[0030]其中，所述第一电压检测电路的输入端与所述单电感双输出开关变换器的输出端相连，且所述第一电压检测电路的输出端与所述补偿模块相连；
[0031]所述第二电压检测电路的输入端与所述单电感双输出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于单电感双输出开关变换器的准变频控制电路，其特征在于，所述电路包括：电压检测模块、补偿模块、电流检测模块、采样保持器、比例选择器、比较模块、第三比较器、第四比较器、第一与门、第二与门、第三与门、第四与门、第一或门、第二或门、第一触发器、第二触发器和第三触发器；所述电压检测模块的输入端与所述单电感双输出开关变换器相连，且所述电压检测模块的输出端还与所述补偿模块的输入端相连，所述补偿模块的输出端通过所述比较模块分别连接到所述第一与门的输入端和所述第二与门的输入端，所述第一与门的输出端和所述第二与门的输出端均与所述第一或门的输入端连接；所述电流检测模块的输入端与所述单电感双输出开关变换器相连，所述电流检测模块的输出端分别与所述比例选择器的输入端、所述第三比较器的输入端和所述第四比较器的输入端相连，所述电流检测模块的输出端还通过所述采样保持器连接到所述比例选择器的输入端，所述比例选择器的输出端分别与所述第三比较器的输入端和所述第四比较器的输入端相连；所述第三比较器的输出端与所述第三与门的输入端相连，所述第三与门的输出端与所述第二触发器的输入端相连，所述第二触发器的输出端分别与所述第一与门的输入端、所述第二与门的输入端、所述第三与门的输入端、所述第四与门的输入端、所述第二或门的输入端和所述单电感双输出开关变换器相连；所述第一或门的输出端和所述第二或门的输出端均与所述第一触发器的输入端相连，所述第一触发器的输出端分别与所述第三触发器的输入端和所述单电感双输出开关变换器相连；所述第四比较器的输出端与所述第四与门的输入端相连，所述第四与门的输出端与所述第三触发器的输入端相连，所述第三触发器输出端与所述单电感双输出开关变换器相连。2.根据权利要求1所述电路，其特征在于，所述电压检测模块用于检测所述单电感双输出开关变换器的输出电压得到输出电压信号，并将所述输出电压信号发送给所述补偿模块；所述补偿模块，用于根据所述输出电压信号和电压基准值信号得到补偿信号，并将补偿信号发送给所述比较模块；所述比较模块，用于将所述补偿信号和锯齿波信号进行比较，得到第一电压信号和第二电压信号，并将所述第一电压信号和所述第二电压信号分别发送给所述第一与门和所述第二与门；所述电流检测模块，用于检测所述单电感双输出开关变换器的电感电流和输出电流，得到电感电流信号和输出电流信号，并将所述电感电流信号分别发送给所述采样保持器、所述第三比较器和所述第四比较器，将所述输出电流信号发送给所述比例选择器；所述采样保持器，用于在每个时钟信号点对所述电感电流信号I
L
进行采样并保持到当前时钟周期结束，得到目标电感电流信号i
L0
，并将所述目标电感电流信号i
L0
发送给所述比例选择器；所述比例选择器，用于根据所述目标电感电流信号和所述输出电流信号得到目标电流信号，并将所述目标电流信号分别发送给所述第三比较器和所述第四比较器；
所述第三比较器，用于根据所述电感电流信号和所述目标电流信号进行比较得到第三电压信号，并将所述第三电压信号发送给所述第三与门；所述第三与门，用于根据所述第三电压信号和第一控制信号，得到第三触发信号，并将所述第三触发信号发送给所述第二触发器；所述第二触发器，用于根据所述时钟信号和所述第三触发信号得到第一控制信号和第二控制信号，并将所述第一控制信号和所述第二控制信号发送给所述单电感双输出开关变换器，对所述单电感双输出开关变换器的支路开关管进行控制，还将所述第一控制信号分别发送给所述第一与门和所述第三与门，将所述第二控制信号发送给所述第一与门、所述第二与门、所述第二或门和所述第四与门；所述第一与门，用于根据所述第一输出电压信号和所述第一控制信号，得到第一比较信号，并将所述第一比较信号发送给所述第一或门；所述第二与门，用于根据所述第二输出电压信号和所述第二控制信号，得到第二比较信号，并将所述第二比较信号发送给所述第一或门；所述第一或门，用于根据所述第一比较信号和所述第二比较信号得到第一触发信号；并将所述第一触发信号发送给所述第一触发器；所述第二或门，用于根据所述时钟信号和所述第二控制信号得到第一选择信号，并将所述第一选择信号发送给所述第一触发器；所述第一触发器，用于根据所述第一触发信号和所述第一选择信号得到主开关管的第三控制信号，并将所述第三控制信号发送给所述单电感双输出开关变换器，对所述单电感双输出开关变换器的主开关管进行控制，还将所述第三控制信号发送给所述第三触发器；所述第四比较器，用于根据所述电感电流信号和所述目标电流信号进行比较得到第四电压信号，并将所述第四电压信号发送给所述第四与门；所述第四与门，用于根据所述第四电压信号和所述第二控制信号得到第三选择信号，并将所述第三选择信号发送给所述第三触发器；所述第三触发器，用于根据所述第三控制信号和所述第三选择信号得到第四控制信号，并将所述第四控制信号发送给所述单电感双输出开关变换器，对所述单电感双输出开关变换器的续流开关管进行控制。3.根据权利要求2所述电路，其特征在于，所述第二触发器在所述用于根据所述时钟信号和第三触发信号得到第一控制信号和第二控制信号，之前还包括：当所述第二触发器仅接收到时钟信号时，此时得到控制信号为所述第一控制信号。4.根据权利要求1所述电路，其特征在于，所述电压检测模块包括第一电压检测电路和第二电压检测电路；其中，所述第一电压检测电路的输入端与所述单电感双输出开关变换器的输出端相连，且所述第一电压检测电路的输出端与所述补偿模块相连；所述第二电压检测电路的输入端与所述单电感双输出开关变换器的输出端相连，且所述第二电压检测电路的输出端与所述补偿模块相连。5.根据权利要求3所述电路，其特征在于，所述补偿模块包括第一补偿器和第二补偿器；其中，所述第一补偿器的输入端与所述第一电压检测电路相连，且所述第一补偿器的
输出端与所述比较模块相连；所述第二补偿器的输入端与所述第二电压检测电路相连，且所述第二补偿器的输出端与所述比较模块相连。6.根据权利要求4所述电路，其特征在于，所述比较模块包括第一比较器和第二比较器；其中，所述第一比较器的输入端与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑欣，刘荣海，郭新良，李宗红，李寒煜，邱方程，代克顺，初德胜，胡发平，杨雪滢，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：