[發(fā)明專利]連續(xù)導(dǎo)電模式單電感雙輸出開關(guān)變換器變頻控制方法及其裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510070974.1
• 申請日: 2015-02-10
• 公開（公告）號: CN104660033B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周國華;周述晗;張凱暾;李振華
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號: H02M3/06
• 分類號: H02M3/06;H02M3/08
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責(zé)任公司51200
• 代理人: 張澎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子設(shè)備，尤其是一種單電感雙輸出開關(guān)變換器的控制方法及其裝置。

背景技術(shù)

單電感雙輸出開關(guān)變換器能為電池供電的便攜式電子產(chǎn)品提供兩路獨立的供電電源，具有功耗小、效率高、體積小、成本低等優(yōu)點，在工業(yè)界得到了越來越多的應(yīng)用。隨著用戶對單電感雙輸出開關(guān)變換器性能要求的越來越高，近年來針對不同工作模式，提出了一些新型的單電感雙輸出開關(guān)變換器控制方法，以解決其傳統(tǒng)控制技術(shù)存在的瞬態(tài)響應(yīng)慢、輸出支路之間交叉影響嚴(yán)重等問題。

單電感雙輸出開關(guān)變換器的工作時序可以分為電感獨立充放和電感共享充放兩種形式。獨立充放是指在每個開關(guān)周期內(nèi)兩條支路均獨立充電和放電，共享充放是指每個開關(guān)周期內(nèi)兩條支路共享一次充電或共享一次放電。采用獨立充放形式的單電感雙輸出開關(guān)變換器通常工作在電感電流斷續(xù)導(dǎo)電模式下(DCM)，具有控制簡單、輸出支路之間交叉影響小的優(yōu)點，但變換器工作在DCM模式時的轉(zhuǎn)換效率低、電流紋波大、帶載能力差。獨立充放式單電感雙輸出開關(guān)變換器工作在電感電流連續(xù)導(dǎo)電模式(CCM)時，帶載能力強(qiáng)、電流紋波小，但輸出支路存在一定的交叉影響。基于脈沖寬度調(diào)制(pulse?width?modulation，PWM)的控制技術(shù)是最為常見的單電感雙輸出開關(guān)變換器恒頻控制方法，但是，采用恒頻控制的獨立充放式單電感雙輸出開關(guān)變換器工作于CCM時，若支路負(fù)載或輸入電壓跳變，變換器會失去穩(wěn)定，無法正常工作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種單電感雙輸出開關(guān)變換器的控制方法，使之克服現(xiàn)有的獨立充放式單電感雙輸出開關(guān)變換器工作在CCM時的技術(shù)缺點，具有很好的瞬態(tài)響應(yīng)和較低的交叉影響，適用于多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的單電感雙輸出開關(guān)變換器。

本發(fā)明實現(xiàn)其發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案是：CCM單電感雙輸出開關(guān)變換器變頻控制方法，在獨立充放式CCM單電感雙輸出開關(guān)變換器中，在每個開關(guān)周期內(nèi)，檢測電感電流，得到信號i_L，檢測兩條輸出支路的輸出電壓，得到信號V_oa和V_ob；將V_oa和電壓基準(zhǔn)值V_ref1送入到第一誤差放大器EA1產(chǎn)生信號i_p1，將V_ob和電壓基準(zhǔn)值V_ref2送入到第二誤差放大器EA2產(chǎn)生信號i_p2，將i_p1和i_p2送入脈沖信號產(chǎn)生器PGR生成信號RR，將i_L送入到脈沖信號產(chǎn)生器PGS生成信號SS，信號RR和信號SS經(jīng)過第一觸發(fā)器RS產(chǎn)生脈沖信號V_p1，用以控制變換器主開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷，信號SS經(jīng)過第二觸發(fā)器D產(chǎn)生脈沖信號V_p2和V_p3，用以控制變換器支路開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷。

本發(fā)明的另一目的是提供一種實現(xiàn)上述CCM單電感雙輸出開關(guān)變換器變頻控制方法的裝置，由第一電壓檢測電路VS1、第二電壓檢測電路VS2、電流檢測電路IS、第一誤差放大器EA1、第二誤差放大器EA2、第一脈沖產(chǎn)生器PGR、第二脈沖產(chǎn)生器PGS、第一觸發(fā)器RS、第二觸發(fā)器D、第一驅(qū)動電路DR1、第二驅(qū)動電路DR2和第三驅(qū)動電路DR3組成；所述的第一電壓檢測電路VS1與第一誤差放大器EA1相連，第二電壓檢測電路VS2與第二誤差放大器EA2相連；第一誤差放大器EA1、EA2的輸出端和第二觸發(fā)器D的Q1輸出端、第二觸發(fā)器D的Q輸出端均連接至脈沖信號產(chǎn)生器PGR的輸入端，PGR的輸出端與第一觸發(fā)器RS的R端相連；所述的電流檢測電路IS與脈沖信號產(chǎn)生器PGS相連，第一觸發(fā)器RS的S端和第二觸發(fā)器D的C1端與PGS的輸出端相連；第一觸發(fā)器RS的Q輸出端連接第一驅(qū)動電路DR1，第二觸發(fā)器D的Q1輸出端連接第二驅(qū)動電路DR2，第二觸發(fā)器D的Q輸出端連接第三驅(qū)動電路DR3。

上述的第一脈沖產(chǎn)生器PGR的具體組成為：由比較器CMP1和比較器CMP2，與門AND1和與門AND2，以及或門OR組成；第一誤差放大器EA1和電流檢測電路IS連接在比較器CMP1的輸入端，第二誤差放大器EA2和電流檢測電路IS連接在比較器CMP2的輸入端；與門AND1的輸入端接比較器CMP1的輸出端和第二觸發(fā)器D的Q輸出端，與門AND2的輸入端接比較器CMP2的輸出端和第二觸發(fā)器D的Q1輸出端；或門OR的輸入端接與門AND1和AND2的輸出端。