一种单电感三输出开关变换器电流纹波控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种单电感三输出开关变换器电流纹波控制系统及方法，属于开关变换器技术领域。包括：变换器TD、开关管S1、S2、S3对应的控制装置，所述变换器TD与开关管S1、S2、S3对应的控制装置电连接；所述控制装置包括电感电流纹波控制器CTR1、输出电流纹波控制器CTR2和CTR3，所述电感电流纹波控制器CTR1、输出电流纹波控制器CTR2和CTR3之间相互电连接。本发明专利技术提供一种单电感三输出开关变换器电流纹波控制系统及方法，使之具有较好的负载瞬态性能和较小的输出交叉影响，并适用于单电感三输出开关变换器的多种拓扑结构。关变换器的多种拓扑结构。关变换器的多种拓扑结构。

【技术实现步骤摘要】
一种单电感三输出开关变换器电流纹波控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及开关变换器
，具体涉及一种单电感三输出开关变换器电流纹波控制系统及方法。

技术介绍

[0002]随着智能手机、平板电脑等便携式电子产品的广泛普及，用户对其供电电源的体积、成本及效率的要求越来越高。单电感三输出开关变换器能为便携式电子产品、LED照明等提供三路独立的供电电源，减少了电感及控制芯片的数量，从而有效地减小了电源体积、降低了制作成本和提高了转换效率。
[0003]传统的电压控制，其控制思想是：电压环将检测的输出电压与基准电压进行比较，得到的误差信号经过误差放大器补偿后与锯齿波进行比较，比较结果用来控制开关管的导通与关断，从而实现对开关变换器输出电压的调节。该方法用于单电感三输出变换器，具有输出支路间交叉影响严重和负载瞬态响应速度慢的缺点。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本专利技术目的是提供一种单电感三输出开关变换器电流纹波控制系统及方法，使之具有较好的负载瞬态性能和较小的输出交叉影响，并适用于单电感三输出开关变换器的多种拓扑结构。
[0005]本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种单电感三输出开关变换器电流纹波控制系统，包括：变换器TD、开关管S1、S2、S3对应的控制装置，所述变换器TD与开关管S1、S2、S3对应的控制装置电连接；所述控制装置包括电感电流纹波控制器CTR1、输出电流纹波控制器CTR2和CTR3，所述电感电流纹波控制器CTR1、输出电流纹波控制器CTR2和CTR3之间相互电连接。
[0007]优选的，所述电感电流纹波控制器CTR1包括：电感电流检测电路、电压检测电路VS1、误差放大器EAP1、比较器CMP1、RS触发器TGR1和驱动电路DR1、基准电压V
ref1
，所述电压检测电路VS1、误差放大器EAP1、比较器CMP1、RS触发器TGR1和驱动电路DR1依次电连接，所述电感电流检测电路与比较器CMP1电连接，所述基准电压V
ref1
与误差放大器EAP1电连接，所述RS触发器TGR1还连接时钟信号CLK；所述输出电流纹波控制器CTR2包括：b路输出电流检测电路、电压检测电路VS2、误差放大器EAP2、比较器CMP2、RS触发器TGR2和驱动电路DR2、基准电压V
ref2
，所述b路输出电流检测电路与比较器CMP2电连接，所述基准电压V
ref2
与误差放大器EAP2电连接，所述RS触发器TGR2还连接时钟信号CLK；所述输出电流纹波控制器CTR3包括：c路输出电流检测电路、电压检测电路VS3、误差放大器EAP3、比较器CMP3、RS触发器TGR3和驱动电路DR3、基准电压V
ref3
，所述b路输出电流检测电路与比较器CMP3电连接，所述基准电压V
ref3
与误差放大器EAP3电连接，所述RS触发器TGR3还连接时钟信号CLK；所述电压检测电路VS1、电压检测电路VS2、电压检测电路VS3、驱动电路DR1、驱动电路DR2、驱动电路DR3分别连接到对应的单电感三输出开关变换器。
[0008]进一步地，所述电感电流检测电路包括：电感电流检测电路IS1、斜坡信号I
c1
和加法器ADD1，电感电流检测电路IS1和斜坡信号I
c1
分别与加法器ADD1电连接，所述加法器ADD1与比较器CMP1电连接；所述b路输出电流检测电路包括：输出电流检测电路IS2、斜坡信号I
c2
和加法器ADD2，输出电流检测电路IS2和斜坡信号I
c2
分别与加法器ADD2电连接，所述加法器ADD2与比较器CMP2电连接；所述c路输出电流检测电路包括：输出电流检测电路IS3、斜坡信号I
c3
和加法器ADD3，输出电流检测电路IS3和斜坡信号I
c3
分别与加法器ADD3电连接，所述加法器ADD3与比较器CMP3电连接；所述电感电流检测电路IS1、输出电流检测电路IS2、输出电流检测电路IS3分别连接到对应的单电感三输出开关变换器。
[0009]进一步地，所述变换器TD为Buck变换器。
[0010]进一步地，所述变换器TD为Boost变换器。
[0011]进一步地，所述变换器TD为Buck
‑
Boost变换器。
[0012]一种单电感三输出开关变换器电流纹波控制方法，控制流程为：
[0013]S1：电感电流纹波控制器CTR1检测所述单电感三输出开关变换器输出电压V
oa
，电感电流检测电路检测电感电流I
L
；输出电流纹波控制器CTR2检测所述单电感三输出开关变换器输出电压V
ob
，输出电流检测电路检测输出电流I
ob
；输出电流纹波控制器CTR3检测所述单电感三输出开关变换器输出电压V
oc
，输出电流检测电路检测输出电流I
oc
；
[0014]S2：输出电压V
oa
和基准电压V
ref1
经过误差放大器EAP1产生放大的误差信号V
e1
送入比较器CMP1的正输入端，电感电流I
L
和斜坡信号I
c1
经过加法器ADD1得到补偿后的电感电流I
Lc
送入比较器CMP1的负输入端；输出电压V
ob
和基准电压V
ref2
经过误差放大器EAP2产生放大的误差信号V
e:
送入比较器CMP2的正输入端，输出电流I
ob
和斜坡信号I
c2
经过加法器ADD2得到补偿后的输出电流I
bc
送入比较器CMP2的负输入端；输出电压V
oc
和基准电压V
ref3
经过误差放大器EAP3产生放大的误差信号V
e3
送入比较器CMP3的正输入端，输出电流I
oc
和斜坡信号I
c3
经过加法器ADD3得到补偿后的输出电流I
cc
送入比较器CMP3的负输入端；
[0015]S3：I
Lc
和V
e1
的比较结果送入RS触发器TGR1的S端；I
bc
和V
e2
的比较结果送入RS触发器TGR2的S端；I
cc
和V
e3
的比较结果送入RS触发器TGR3的S端；
[0016]S4：时钟信号CLK送入RS触发器TGR1的R端；时钟信号CLK送入RS触发器TGR2的R端；时钟信号CLK送入RS触发器TGR3的R端；
[0017]S5：RS触发器TGR1的Q端输出信号用于得到开关管S1的控制信号，经由驱动电路DR1控制开关变换器TD开关管S1的导通与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单电感三输出开关变换器电流纹波控制系统，其特征在于，包括：变换器TD、开关管S1、S2、S3对应的控制装置，所述变换器TD与开关管S1、S2、S3对应的控制装置电连接；所述控制装置包括电感电流纹波控制器CTR1、输出电流纹波控制器CTR2和CTR3，所述电感电流纹波控制器CTR1、输出电流纹波控制器CTR2和CTR3之间相互电连接。2.根据权利要求1所述的一种单电感三输出开关变换器电流纹波控制系统，其特征在于，所述电感电流纹波控制器CTR1包括：电感电流检测电路、电压检测电路VS1、误差放大器EAP1、比较器CMP1、RS触发器TGR1和驱动电路DR1、基准电压V
ref1
，所述电压检测电路VS1、误差放大器EAP1、比较器CMP1、RS触发器TGR1和驱动电路DR1依次电连接，所述电感电流检测电路与比较器CMP1电连接，所述基准电压V
ref1
与误差放大器EAP1电连接，所述RS触发器TGR1还连接时钟信号CLK；所述输出电流纹波控制器CTR2包括：b路输出电流检测电路、电压检测电路VS2、误差放大器EAP2、比较器CMP2、RS触发器TGR2和驱动电路DR2、基准电压V
ref2
，所述b路输出电流检测电路与比较器CMP2电连接，所述基准电压V
ref2
与误差放大器EAP2电连接，所述RS触发器TGR2还连接时钟信号CLK；所述输出电流纹波控制器CTR3包括：c路输出电流检测电路、电压检测电路VS3、误差放大器EAP3、比较器CMP3、RS触发器TGR3和驱动电路DR3、基准电压V
ref3
，所述b路输出电流检测电路与比较器CMP3电连接，所述基准电压V
ref3
与误差放大器EAP3电连接，所述RS触发器TGR3还连接时钟信号CLK；所述电压检测电路VS1、电压检测电路VS2、电压检测电路VS3、驱动电路DR1、驱动电路DR2、驱动电路DR3分别连接到对应的单电感三输出开关变换器。3.根据权利要求2所述的一种单电感三输出开关变换器电流纹波控制系统，其特征在于，所述电感电流检测电路包括：电感电流检测电路IS1、斜坡信号I
c1
和加法器ADD1，电感电流检测电路IS1和斜坡信号I
c1
分别与加法器ADD1电连接，所述加法器ADD1与比较器CMP1电连接；所述b路输出电流检测电路包括：输出电流检测电路IS2、斜坡信号I
c2
和加法器ADD2，输出电流检测电路IS2和斜坡信号I
c2
分别与加法器ADD2电连接，所述加法器ADD2与比较器CMP2电连接；所述c路输出电流检测电路包括：输出电流检测电路IS3、斜坡信号I
c3
和加法器ADD3，输出电流检测电路IS3和斜坡信号I
c3
分别与加法器ADD3电连接，所述加法器ADD3与比较器CMP3电连接；所述电感电流检测电路IS1、输出电流检测电路IS2、输出电流检测电路IS3分别连接到对应的单电感三输出开关变换器。4.根据权利要求1所述的一种单电感三输出开关变换器电流纹波控制系统，其特征在于，所述变换器TD为Buck变换器。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐利梅，王瑶，孙瑞波，买佳成，
申请(专利权)人：西南民族大学，
类型：发明
国别省市：