用于单电感双输出Buck变换器的PCPV控制方案
2021-02-01徐利梅张留洋杨甲勇
徐利梅 ,王 瑶 ,张留洋 ,杨甲勇
(西南民族大学电气工程学院,四川 成都 610041)
多输出开关DC-DC变换器主要应用于驱动具有不同电源需求的负载. 传统多输出开关DC-DC变换器由多个单输出开关DC-DC变换器并联构成,需要多个电感和开关管. 随着便携式电子产品和LED照明技术的快速发展,其对供电电源的体积和成本要求越来越高[1-2]. 单电感多输出(single-inductor multiple-output,SIMO) DC-DC变换器通过一个电感实现多路输出,减小了电源体积、节约了制作成本[3-4],为多路电源需求的负载提供了一个较好的解决方案. 然而,SIMO DC-DC变换器多个输出支路共用一个电感[5-7],一条输出支路负载变化时会引起电感电流发生变化,从而引起其它支路的输出发生变化,产生交叉影响[8]. 近年来,许多文献围绕SIMO DC-DC变换器的交叉影响问题进行了研究,提出了有效的解决方案.
文献[9-11]采用的分时复用方法消除了单电感双输出(single-inductor dual-output,SIDO)DC-DC变换器的交叉影响. 但该方法仅对工作于断续导通模式(discontinue conduction mode,DCM)和伪连续导电模式(pseudo-continue conduction mode,PCCM)的SIDO DC-DC变换器有效. 由于SIDO DCM DC-DC变换器电流、电压纹波较大和SIDO PCCM DC-DC变换器效率较低等问题,在交叉影响能够得到有效抑制的前提下,通常选用工作于连续导电模式(continue conduction mode,CCM)的SIDO DC-DC变换器.
文献[12-15]采用解耦控制方法减小了SIDO CCM DC-DC变换器的交叉影响. 文献[12]对控制-输出传递函数进行解耦控制,减小了交叉影响;文献[13]通过交叉引入输出状态变量的导数,直接对变换器的交叉影响传递函数进行解耦控制,大大减小了交叉影响;基于文献[13],文献[14]通过交叉引入输出电流对交叉影响传递函数进行补偿,进一步减小了交叉影响;……
