单电感双输出Boost变换器的目标全息反馈非线性控制
2021-11-08李畸勇潘恒宇刘斌谢敏
广西大学学报(自然科学版) 2021年4期
李畸勇,潘恒宇,刘斌,谢敏
(1.广西大学 电气工程学院, 广西 南宁 530004;2.西南交通大学 工程训练中心, 四川 成都 610031)
0 引言
近年来,随着平板电脑及一些小型便携式设备的快速发展,其内部模块增多且结构复杂。这些设备内部的不同模块往往需要不同电压等级的电源供电[1]。比如在计算机里的显卡,内存条,硬盘等,它们所需要的供电电压是不同的,分别是12 V、3.3 V和5 V。如果为不同的模块设计独立电源供电会导致电子设备损耗变大,产生拍频干扰,尺寸增加等问题[2-3]。
为了解决这些问题,人们提出了单电感多输出开关变换器(single-inductor multiple-output,SIMO)拓扑[4]。该变换器只需要一个电感就可以输出多路电压,极大地节约了设备的空间,有利于笔记本电脑和一些便携式设备的小型化。因此,SIMO变换器凭借其体积小,效率高,成本低等优点被人们广泛应用于各个领域[5- 6]。
但是,相比于传统的单电感单输出开关变换器,SIMO开关变换器是典型的多输入多输出非线性耦合系统,其拓扑结构更加复杂。SIMO开关变换器有着多个控制参数和多条输出支路,且所有的输出支路共用一个电感。当一个输出支路负载发生变化时,它从电感上获取的能量也会发生变化,这必将会影响其他支路的输出,产生交叉调节[7- 8]。当SIMO开关变换器发生轻微的交叉调节时,系统的输出精度会发生变化,当SIMO开关变换器发生严重的交叉调节时会导致整个系统的失稳。因此,如何抑制交叉调节成为SIMO开关变换器的一个重要研究课题[9-10]。……
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