[发明专利]一种基于比较器控制的单电感多输出DC-DC转换器

说明书

本发明公开了一种基于比较器控制的单电感多输出DC‑DC转换器，包括用于产生第一信号v_dc<n>的第一PWM发生器和占空比时序控制单元；还包括用于产生第二信号v_da<n>的第二PWM发生器、控制模块和电荷泵，所述的第一PWM发生器和第二PWM发生器的信号输出端分别连接控制模块的第一信号输入端和第二信号输入端；所述的控制模块生成占空比受限制的输出信号v_d<n>，并将输出信号v_d<n>输入到占空比信号时序控制单元；所述的控制模块与电荷泵共同作用生成用于调节第二信号v_da<n>的反馈信号v_a<n>；所述的控制模块根据第一信号v_dc<n>生成第三信号T_w，将第三信号T_w转化为电感电流控制信号，所述的电感电流控制信号用于调节电感电流。其优点在于：有效地抑制了通道串扰，具有快速的瞬态响应。

技术领域

本发明涉及直流-直流转换器，具体涉及一种基于比较器控制的单电感多输出DC-DC转换器。

背景技术

单电感多输出直流转换器中每个通道的性能受瞬态响应速度和通道串扰问题影响。传统的均值电感电流控制方式依赖于电感电流传感器检测精度，当电荷平衡控制方法中的电流传感器不精确，串扰会出现在其余空闲通道。在传统的基于比较器控制的单电感多输出DC-DC变换器中，在使用PLL锁定开关频率的情况下，负载发生变化的通道的占空比突然增加会将引起其他通道占空比的突然减小，也引起交叉调整干扰。

此外，当比较器控制方案应用于自动升降压型变换器的设计，它主要受两个问题困扰。一是如果升压子通道负载电流增大，基于比较器的控制方案会迅速增大占空比来提供更多电流给需要能量的通道。但是因为当对通道负载充电时，电感电流在下降，增大占空比不能有效加快瞬态响应。二，电感电流充电时间和对需要能量的通道放电时间增大以增大平均电感电流和需要能量的通道的负载电流，但是这仅留下少量占空比裕度给其余通道，导致其余通道发生串扰。这是系统右半平面零点对包含升压通道的单电感多输出直流转换器的影响。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明目的在于提供一种基于比较器控制的单电感多输出DC-DC转换器。本发明有效地抑制了通道串扰，同时还具有快速的瞬态响应。

本发明所述的一种基于比较器控制的单电感多输出DC-DC转换器，包括用于产生第一信号v_dc<n>的第一PWM发生器和占空比时序控制单元；还包括用于产生第二信号v_da<n>的第二PWM发生器、控制模块和电荷泵，所述的第一PWM发生器和第二PWM发生器的信号输出端分别连接控制模块的第一信号输入端和第二信号输入端；所述的控制模块生成占空比受限制的输出信号v_d<n>，并将输出信号v_d<n>输入到占空比信号时序控制单元；所述的控制模块与电荷泵共同作用生成用于调节第二信号v_da<n>的反馈信号v_a<n>；所述的控制模块根据第一信号v_dc<n>生成第三信号T_w，将第三信号T_w转化为电感电流控制信号，所述的电感电流控制信号用于调节电感电流。

优选地，所述的输出信号v_d<n>的占空比为第一信号v_dc<n>的占空比和第二信号v_da<n>的占空比中的最小值。