[发明专利]单电感双输出开关变换器自适应斜坡补偿装置及方法

说明书

本发明公开了一种单电感双输出开关变换器自适应斜坡补偿装置及方法，包括第一电压检测电路VS1、第二电压检测电路VS2、第三电压检测电路VS3、电流检测电路IS、定时器CLK、第一驱动电路DR1、第二驱动电路DR2、第三驱动电路DR3、第一斜坡信号发生器SGC1、第二斜坡信号发生器SGC2和峰值电流控制脉冲信号发生器PCC。在每个开关周期内，根据单电感双输出开关变换器的输入电压、第一输出支路电压和第二输出支路电压的大小不断自动更新斜坡补偿斜率，实现自适应动态调节。输入电压范围更大，避免了当补偿斜坡过补偿时，控制方式由电流型控制转变为电压型控制变换器瞬态响应性能降低，提高了变换器的瞬态响应性能。

技术领域

本发明涉及电力电子设备技术领域，具体的说，是一种单电感双输出开关变换器自适应斜坡补偿装置及方法。

背景技术

便携式电子设备的大规模普及推动着多路输出开关电源向低成本、小型化、高转化效率方向发展。相较于传统的多路输出开关变换器，单电感多输出开关变换器具有磁性元件少、体积小、成本低等特点，在便携式设备中拥有广泛的应用前景。单电感多输出开关变换器相较于电压型控制、峰值电流型控制提高了变换器输出电压的稳压精度以及对输入电压变化的响应速度，且由于其自身具有限流的功能，峰值电流控制易于实现变换器的过流保护，在多个电源并联时，更便于实现均流。但是，单电感双输出开关变换器在峰值电流控制模式下，若没有斜坡补偿，输入电压或输出电压的改变将直接改变占空比，在宽范围的占空比变化时，将导致次谐波不稳定问题。传统的固定斜坡补偿虽可解决上述问题，但当输入电压或输出电压改变时，固定的补偿斜坡可能会引起过补偿，致使变换器瞬态响应性能降低；由于固定斜率斜坡补偿的稳定范围有限，当输入输出电压变化范围过大时会导致系统超出稳定性范围，进而导致变换器处于不稳定状态。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单电感双输出开关变换器自适应斜坡补偿装置及方法，用于解决现有技术中单电感双输出开关变换器采用固定斜坡补偿时，在输入电压或输出电压改变时，固定的补偿斜坡可能会引起过补偿致使变换器瞬态响应性能降低；以及由于固定斜率斜坡补偿的稳定范围有限，当输入输出电压变化范围过大时会导致系统超出稳定性范围，进而导致变换器处于不稳定状态的问题。

本发明通过下述技术方案解决上述问题：

一种单电感双输出开关变换器自适应斜坡补偿装置，包括第一电压检测电路VS1、第二电压检测电路VS2、第三电压检测电路VS3、电流检测电路IS、定时器CLK、第一驱动电路DR1、第二驱动电路DR2、第三驱动电路DR3、第一斜坡信号发生器SGC1、第二斜坡信号发生器SGC2和峰值电流控制脉冲信号发生器PCC，所述第一电压检测电路VS1用于检测单电感双输出开关变换器的第一输出支路电压，所述第二电压检测电路VS2用于检测单电感双输出开关变换器的第二输出支路电压，所述电流检测电路IS用于检测单电感双输出开关变换器的电感电流，所述第三电压检测电路VS3用于检测单电感双输出开关变换器的输入电压，所述定时器CLK的输出端、第一电压检测电路VS1的输出端、第二电压检测电路VS2的输出端和第三电压检测电路VS3的输出端分别与所述第一斜坡信号发生器SGC1的输入端连接，所述定时器CLK的输出端和第一斜坡信号发生器SGC1的输出端分别与所述第二斜坡信号发生器SGC2的输入端连接，第二斜坡信号发生器SGC2的输出端、第一电压检测电路VS1的输出端、第二电压检测电路VS2的输出端和电流检测电路IS的输出端分别与所述峰值电流控制脉冲信号发生器PCC的输入端连接，峰值电流控制脉冲信号发生器PCC的第一输出端连接所述第一驱动电路DR1，峰值电流控制脉冲信号发生器PCC的第二输出端连接所述第二驱动电路DR2，峰值电流控制脉冲信号发生器PCC的第三输出端连接所述第三驱动电路DR3，第一驱动电路DR1用于驱动单电感双输出开关变换器的主开关管的导通和关断，第二驱动电路DR2用于驱动单电感双输出开关变换器的第一输出支路开关管的导通和关断，第三驱动电路DR3用于驱动单电感双输出开关变换器的第二输出支路开关管的导通和关断。