[发明专利]一种单电感双输出开关变换器的解耦补偿装置及方法

说明书

一种单电感双输出开关变换器的解耦补偿装置及方法，第一电流检测电路的输出端通过第一解耦补偿网络连接到第二减法器的第一输入端，第二电流检测电路的输出端通过第四解耦补偿网络连接到第一减法器的第一输入端；第一补偿网络的输出端通过第三解耦补偿网络连接到第二减法器的第二输入端，第二补偿网络的输出端通过第二解耦补偿网络连接到第一减法器的第二输入端；第一补偿网络的输出端还连接到第一减法器的第三输入端，第二补偿网络的输出端还连接到第二减法器的第三输入端；第一减法器的输出端连接到第一控制网络的输入端，第二减法器的输出端连接到第二控制网络的输入端。使单电感双输出开关变换器的主功率电路和控制电路均实现完全解耦。

技术领域

本发明涉及开关变换器技术领域，尤其是一种单电感双输出开关变换器的解耦补偿装置及方法。

背景技术

随着便携式电子产品的快速发展，其供电电源朝着体积小、成本低、效率高、多输出的方向发展。单电感多输出开关变换器通过一个电感实现多路输出，有效减小了变换器的体积、降低了制作成本并且提高了转换效率，受到了学术界和工业界的广泛关注。

以单电感双输出开关变换器为例，根据电感电流的工作模式，单电感双输出开关变换器可以分为：断续导电模式(discontinuous conduction mode,DCM)、伪连续导电模式(pseudo continuous conduction mode,PCCM)和连续导电模式(continuous conductionmode,CCM)。工作在DCM模式的单电感双输出开关变换器输出支路间无交叉影响，但电感电流纹波大、带负载能力差；工作在PCCM模式的单电感双输出开关变换器改善了电感电流纹波大的缺点，但由于引入续流阶段，增加了额外的开关损耗和导通损耗，降低了变换器的效率；工作在CCM模式的单电感双输出开关变换器，输出电压以及电感电流纹波小、带负载能力强、转换效率高，但各个输出支路通过电感电流耦合在一起，当一条输出支路负载变化时，将通过电感电流影响到另一条输出支路，即输出支路间存在交叉影响。

另一方面，单电感双输出开关变换器输出支路的开关管采用时分复用技术，支路开关管互补导通。当一条输出支路负载变化时，通过反馈环路调节该输出支路开关管的导通占空比，而另一条输出支路开关管的导通占空比也将随之变化，这使得另一条输出支路的输出电压发生变化，即输出支路间存在交叉影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种抑制单电感双输出开关变换器输出支路间交叉影响的装置和方法，以消除单电感双输出开关变换器工作在CCM模式时输出支路间存在交叉影响的缺点，同时适用于多种拓扑结构以及多种控制方法的单电感双输出开关变换器。

本发明实现其目的所采用的技术方案是：

一种单电感双输出开关变换器的解耦补偿装置，包括第一解耦补偿网络T₁₁、第二解耦补偿网络T₂₁、第三解耦补偿网络T₁₂、第四解耦补偿网络T₂₂、第一减法器SUB1和第二减法器SUB2；第一电流检测电路IS1的输出端通过T₁₁连接到SUB2的第一输入端，第二电流检测电路IS2的输出端通过T₂₂连接到SUB1的第一输入端；控制环路第一补偿网络G_c1的输出端通过T₁₂连接到SUB2的第二输入端，控制环路第二补偿网络G_c2的输出端通过T₂₁连接到SUB1的第二输入端；G_c1的输出端还连接到SUB1的第三输入端，G_c2的输出端还连接到SUB2的第三输入端；SUB1的输出端连接到第一控制网络G_m1的输入端，SUB2的输出端连接到第二控制网络G_m2的输入端。