[發明專利]一種DC/DC電路、SIMO變換器、微小衛星電源系統及工作方法

有效

• 申請號: 202010550726.8
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111628650B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 馬聰;王凱;許拴拴;王俊峰;王英武;陳姝含
• 申請（專利權）人: 西安微電子技術研究所
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156;H02M3/157;H02M3/335
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

本發明公開了一種雙輸出DC/DC變換器電路，包括功率開關管(Q1,Q2)，二極管(D1?D4)，電容(Co1,Co2)，變壓器T和電感L；在變壓器T初級側，開關管Q1漏極接輸入端，變壓器T初級線圈異名端與電容Co1接一路輸出端Vo1；初級線圈的同名端接開關管Q1的源極和D1的陰極，Co1及D1陽極接前級地；T次級線圈同名端接二極管D2陽極，電感L接D2陰極和D3陰極，L另一端接Q2漏極和D4陽極；D4陰極接另一路輸出端Vo2和Co2，Co2另一端、T次級線圈異名端、D3陽極、Q2源極接后級地。本發明還公開了一種具有該電路的SIMO變換器和微小衛星電源系統。本發明還公開了其工作方法，開關管Q1、Q2同步導通，實現兩路輸出端的穩定輸出。

技術領域

本發明涉及DC/DC電路拓撲結構技術領域，特別涉及一種DC/DC電路、 SIMO變換器、微小衛星電源系統及工作方法。

背景技術

在通訊、醫療、工業自動化等領域，電子設備往往需要多個供電端口，以滿足不同輸入電壓的供電需求。單輸入多輸出(SIMO)變換器是更為經濟實惠的解決方案，將一個高效率、低交叉調整率的SIMO模塊接在母線與供電端之間，即可同時為多個負載供電，實現系統的穩定工作。有時，母線電壓和供電端需要電氣隔離以保證安全。

目前應用較多的SIMO變換器為雙輸出Buck變換器，即在Buck電路的輸出電感后增加兩路并聯開關管，如圖1所示。該變換器對Buck電路增加了一個開關管、一個電容，即增加了一路非隔離輸出，依然無法實現輸入輸出的電氣隔離；而且輸出兩路的交叉調整率較差，通常需要引入較為復雜的控制方式來實現兩路輸出Vo1與Vo2的解耦，并額外引入了差模電壓，電路的復雜度高，設計難度大。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種雙輸出DC/DC變換器電路，解決了目前無法實現輸入輸出的電氣隔離，兩路輸出交叉調整率較差的問題。

本發明的目的之二在于提供一種具有雙輸出DC/DC變換器電路的SIMO變換器，可同時為多個負載供電，實現系統的穩定工作。

本發明的目的之三在于提供一種具有雙輸出DC/DC變換器電路的微小衛星電源系統，減小了電源系統的體積與成本。

本發明的目的之四在于提供一種雙輸出DC/DC變換器電路的工作方法，開關管Q1、Q2同步導通，實現兩路輸出端的穩定輸出。

本發明是通過以下技術方案來實現：

一種雙輸出DC/DC變換器電路，包括拓撲電路和反饋控制電路；拓撲電路包括功率開關管Q1、功率開關管Q2、二極管D1、二極管D2、二極管D3、二極管D4、電容Co1、電容Co2、變壓器T和電感L；

在變壓器T初級側，Q1漏極接電源輸入端，T初級線圈異名端與Co1接初級側輸出端Vo1，初級線圈同 名端接Q1的源極和D1的陰極，Co1另一端及 D1陽極接前級地；

T次級線圈同名端接D2陽極，L一端接D2陰極和D3陰極，L另一端接 Q2漏極和D4陽極；

D4陰極接次級側輸出端Vo2和Co2一端，Co2另一端、T次級線圈異名端、 D3陽極及Q2源極接后級地；

反饋控制電路用于給次級側輸出端Vo2提供穩定輸出的電壓。

進一步，變壓器T與電感L進行磁集成。

進一步，二極管D1、二極管D2、二極管D3及二極管D4均采用肖特基二極管。

進一步，反饋控制電路包括單輸出PWM控制器、數字隔離器、誤差放大器U2、誤差放大器U3、電阻R1、電容C1、PWM型功率放大器U4和補償網絡；