[发明专利]应用于单电感双输出降压变换器的定频准滑模控制器

说明书

技术领域

本发明涉及单电感双输出降压变换器，特别涉及一种应用于单电感双输出降压变换器的定频准滑模控制器。

背景技术

由于单电感双输出降压变换器能够在只使用一个片外电感的情况下产生两路不同的电压输出，减少了供电模块的体积，使得其在便携式产品应用中受到广泛青睐；而在不影响系统效率的前提下提高系统的响应速度和降低两路输出电压间的交调成为该领域的核心研究部分，直接决定了整个开关电源供电模块的性能。单电感双输出降压变换器为一种具有快速响应和小交调的控制系统。

单电感双输出降压变换器的两路输出共用一个电感电流，当其中一路发生负载跳变时，该变换器会进入连续导通模式，使得一路输出电流的初始值依赖于另一路输出电流的大小，从而产生较大的电压交调。同时由于两路输出工作在分频模式，使得其中一路负载跳变时，控制器要等另一路工作周期完成后才能对该路进行调节控制，使得该变换器具有较差的瞬态响应速度。为了解决该变换器的上述缺点，现有技术的单电感双输出降压变换器一般包括电感、控制电感电流的功率开关管、两路输出支路以及改变功率开关管导通时序的控制器。

所述的功率开关管一般由同步时序管S1、同步时序管S2、续流管S3、分时传输管S4以及分时传输管S5组成；同步时序管S1以及S2控制电感充放电，分时传输管S4以及S5分时工作从而将电感中的能量分别传输到两路不同的输出；续流管S3在电感电流降低到续流电流值时导通，续流管S3将电感电流钳位于续流电流值，使得整个变换器工作在伪连续导通模式(PCCM)从而减小电感纹波和输出电压间的交调。所述的两路输出支路均由负载以及输出滤波电容构成。

现有技术中的控制器有电压反馈控制器及峰值电流控制器两种。

如图1所示，所述的电压反馈控制器通过对输出电压进行采样，根据降压变换器的小信号模型进行补偿后产生误差放大信号，该误差放大信号与三角波信号进行比较产生方波信号控制5个功率开关管的时序，从而达到控制单电感双输出降压变换器的目的。由于该电路只采用了输出端电压作为反馈信号，使得补偿后的系统主极点处在低频处，使得该电路的瞬态响应速度过慢。

如图2所示，峰值电流控制器通过采集输出端的电压信号，根据峰值电流控下降压变换器的小信号模型进行补偿后，得到峰值电流控制信号，同时将采样得到的电感电流信号与该峰值电流控制信号进行比较从而得到控制5个功率开关管的控制信号。虽然该电路同时采取了降压变换器的输出电压和电感电流信号，但是该控制器依然是根据控制器静态工作点进行小信号补偿的，对大信号变化的响应速度依然不理想。

发明内容

本发明提供了一种应用于单电感双输出降压变换器的定频准滑模控制器，相比于现有技术的电压反馈控制器以及峰值电流控制器，能够进一步克服单电感双输出降压变换器中电压交调过大和瞬态响应速度较差的问题。

一种应用于单电感双输出降压变换器的定频准滑模控制器，所述的变换器((即所述的单电感双输出降压变换器，在没有特殊说明的前提下，以下简称变换器))包括电感、控制所述电感电流的功率开关管、两路输出支路以及改变所述功率开关管导通时序的控制器((即所述的定频准滑模控制器，在没有特殊说明的前提下，以下简称控制器))；所述的功率开关管包括同步时序管S1、同步时序管S2、续流管S3、分时传输管S4以及分时传输管S5，所述的输出支路包括负载以及滤波电容；所述的控制器包括：

等效续流占空比检测器，用于采集所述负载的输出信号V_o1或V_o2，输出电感电流续流占空比信号u_Leq1或u_Leq2与输出信号的乘积信号V_o1u_Leq1或V_o2u_Leq2；

定频准滑模等效控制信号发生器，用于接收所述的乘积信号V_o1u_Leq1或V_o2u_Leq2以及所述滤波电容的电流信号i_C1或i_C2，输出定频准滑模等效控制信号或

所述的定频准滑模等效控制信号以及分别满足如下算式：