[發(fā)明專利]一種單電感多輸出直流-直流降壓變換器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910030670.0
• 申請(qǐng)日: 2019-01-14
• 公開（公告）號(hào): CN109818497B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉育洋;李斌;鄭彥祺;吳朝暉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M3/157
• 分類號(hào): H02M3/157;H02M3/158
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 胡輝

1.一種單電感多輸出直流-直流降壓變換器，其特征在于，包括：

主級(jí)功率電路；

多個(gè)次級(jí)支路；

電流傳感器，用于采集主級(jí)功率電路的蓄能電感的第一電流信號(hào)，并將所述第一電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為若干個(gè)種輸出電流信號(hào)；

帶隙基準(zhǔn)源，用于產(chǎn)生參考電壓源和參考電流源；

主級(jí)功率管控制器，用于根據(jù)電流傳感器的輸出電流信號(hào)和多個(gè)次級(jí)支路輸出電壓的誤差信號(hào)，控制主級(jí)功率電路的功率管的開關(guān)，以調(diào)整主級(jí)功率電路輸入端傳輸?shù)叫钅茈姼猩系哪芰浚?/p>

次級(jí)功率管控制器，用于控制各次級(jí)支路的功率管開關(guān)，使蓄能電感上的電流依次分配到多個(gè)次級(jí)支路；根據(jù)多個(gè)次級(jí)支路的輸出電壓，輸出多個(gè)次級(jí)支路的輸出電壓的誤差信號(hào)；

模式控制器，用于產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制和固定導(dǎo)通時(shí)間調(diào)制的時(shí)序；

所述模式控制器包括若干個(gè)支路模式控制器；

所述支路模式控制器包括：

由若干個(gè)邏輯門和一個(gè)D觸發(fā)器構(gòu)成的數(shù)字邏輯部分，用于產(chǎn)生脈寬調(diào)制通道切換的控制時(shí)序；

第一單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，用于限制支路模式控制器輸出占空比信號(hào)的最小時(shí)間寬度；

占空比采樣電路，用于采集次級(jí)支路的脈寬調(diào)制的占空比的時(shí)間寬度，將所述時(shí)間寬度轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)；并用于產(chǎn)生一個(gè)標(biāo)志信號(hào)控制次級(jí)支路進(jìn)行固定導(dǎo)通時(shí)間調(diào)制；

第二單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，用于重置占空比采樣電路，以及為下一次級(jí)支路提供下降沿信號(hào)；

定時(shí)延時(shí)電路，用于產(chǎn)生一個(gè)大于第二單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器脈寬的延時(shí)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單電感多輸出直流-直流降壓變換器，其特征在于，所述主級(jí)功率管控制器包括：

跨導(dǎo)比例加法器，用于將次級(jí)功率管控制器輸出的多個(gè)次級(jí)支路的輸出電壓的誤差信號(hào)求和并轉(zhuǎn)換為第二電流信號(hào)；

第一PI補(bǔ)償器，用于對(duì)第二電流信號(hào)和電流傳感器的輸出電流信號(hào)的差作電流環(huán)補(bǔ)償。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單電感多輸出直流-直流降壓變換器，其特征在于，所述次級(jí)功率管控制器包括：

第二PI補(bǔ)償器，用于補(bǔ)償次級(jí)支路所在的電壓環(huán)；

類鋸齒波發(fā)生器，用于產(chǎn)生類鋸齒波信號(hào)；

誤差采樣開關(guān)管，用于在脈寬調(diào)制模式時(shí)將次級(jí)支路的輸出電壓的誤差信號(hào)接入主級(jí)功率管控制器；并在固定導(dǎo)通時(shí)間調(diào)制模式時(shí)斷開。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單電感多輸出直流-直流降壓變換器，其特征在于，所述占空比采樣電路包括第一電容、第一PMOS管和第一NMOS管，其中，第一電容的兩端分別連接在第一NMOS管的源極和漏極，所述第一PMOS管的漏極和第一NMOS管的漏極連接，所述第一PMOS管的源極接入?yún)⒖茧娏髟矗龅谝籒MOS管的源極接地。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種單電感多輸出直流-直流降壓變換器，其特征在于，所述跨導(dǎo)比例加法器由n個(gè)等值的第一電阻、一個(gè)第二電阻、一個(gè)第二NMOS管和一個(gè)運(yùn)放構(gòu)成，所述n個(gè)等值的第一電阻并聯(lián)于運(yùn)放的正相輸入端，所述運(yùn)放的輸出端與第二NMOS管的柵極連接，所述第二NMOS管的源極和運(yùn)放的反相輸入端均通過第二電阻接地。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單電感多輸出直流-直流降壓變換器，其特征在于，還包括：

死區(qū)控制器，用于控制主級(jí)功率電路與次級(jí)支路的功率管的導(dǎo)通交替時(shí)間；

主級(jí)功率管驅(qū)動(dòng)，用于增強(qiáng)對(duì)主級(jí)功率電路的功率管的控制信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力；

次級(jí)功率管驅(qū)動(dòng)，用于增強(qiáng)對(duì)次級(jí)支路的功率管的控制信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力。