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SIMO Buck开关变换器控制环路设计

来源:    作者:     发布时间:2013-05-28 16:23:29     点击数:

SIDO或SIMO开关变换器是一种新型开关变换器结构,各输出支路分时工作,利用单个电感实现多路输出,非常适合作为多值电压系统的电源。输出支路的分时工作带来了两个好处【l‘刀:首先各个输出支路共享一个电感,大大减少了所需电感的数量,大幅缩小多输出开关变换器系统最终的体积和重量。其次可以实现对各个输出支路的单独精确控制。但分时工作也存在负面作用:由于共享一个电感,各输出支路之间存在严重的交叉影响,某个输出支路的输出电流变化通常会影响到其它输出支路的输出电流。交叉影响的问题轻则增加各输出支路输出的纹波系数,重则破坏整个系统的稳定性,使开关变换器无法正常工作。

为了避免交叉影响对单电感多输出开关变换器带来的负面问题,香港科技大学的DongshengMa使SIMOBoost开关变换器工作在DCMt22,30,31]和PCCM[23,24]模式下,利用相邻工作的两路输出交界处的死区时间作为过渡,起到隔离的作用,有效地避免了输出支路之间的交叉影响。关于SIMO技术在DCM下的应用在其他一些文献中也被涉及至1J[31,32,33],一些公司甚至也开发出了基于SIMO技术的应用芯片,如MAX685E34】、TPS65120E35J和LTC3780t36]等。DCMSIMO开关变换器负载能力较小,同时电感上电流纹波大,导致输出纹波较大;PCCMSIMO开关变换器虽然电感平均电流较大,负载能力较强,但PCCM是利用限制工作模式来抑制输出支路之间的交叉影响【11,一旦工作模式无法保证,输出支路之间仍会存在相互影响。因此,DCM和PCCMSIMO开关变换器都是在一定程度上抑制了输出支路之间的交叉影响,而不能从根本上消除,一旦负载变化过大或者控制失控,很容易使开关变换器的工作模式发生变化,产生输出支路之间的交叉影响。1

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