[发明专利]单电感多输出直流-直流变换器及其电荷恒定控制方法

权利要求书

1.单电感多输出直流-直流变换器，其特征在于：包括：

功率级模块，用于能量传递控制、提供多路输出和采样单电感多输出直流-直流变换器的电感电流值；

电压采样电路，用于采样单电感多输出直流-直流变换器中多个输出通道的输出电压值；

ADC模块，用于将采样的电感电流值、电压采样值和电压参考值数字化；

第一减法器，用于将数字化后的电压参考值与多个输出通道数字化后的电压采样值分别作差，得到各个输出通道的电压误差信号；

多路电压PI模块，用于对各个输出通道的电压误差信号进行频率补偿，得到各个输出通道的旧导通时间信号；

电荷恒定控制模块，用于根据数字化后的电感电流值和各个输出通道的旧导通时间信号计算各个输出通道的新导通时间信号；

第一调制模块，用于将各个输出通道的新导通时间信号转换为各个输出通道的控制信号；

求和模块，用于对各个输出通道的旧导通时间信号求和；

第二减法器，用于将旧导通时间信号的和与数字化后的电感电流值作差，得到电流误差信号；

电流PI模块，用于对电流误差信号进行频率补偿，得到中间信号；

第二调制模块，用于将中间信号转换为相应的控制信号；

时分复用控制、死区与驱动电路，用于接收第一调制模块的控制信号和第二调制模块的控制信号，并根据接收的控制信号控制单电感多输出直流-直流变换器功率级模块的多路输出。

2.根据权利要求1所述的单电感多输出直流-直流变换器，其特征在于：所述电荷恒定控制模块将输出通道在上一个周期所需电荷量除以当前周期电感电流值得出该通道所需导通的时间。

3.根据权利要求1所述的单电感多输出直流-直流变换器，其特征在于：所述各个输出通道的新导通时间信号的计算公式为：其中，x＝1：n表示输出通道1到输出通道n，n为单电感多输出直流-直流变换器输出通道的总数；t_{cx_new}是输出通道x的新导通时间，i_senq是本周期数字化后的电感电流值，i_{senq_}z1是单位延时后数字化的电感电流值，t_{cx_old}是输出通道x的旧导通时间。

4.根据权利要求3所述的单电感多输出直流-直流变换器，其特征在于：所述电荷恒定控制模块包括：

电感电流值单位延时计算单元，用于将本周期数字化后的电感电流值i_senq进行单位延时，得到单位延时后数字化的电感电流值i_{senq_}z1；

除法单元，用于计算i_{senq_}z1除以i_senq的商k；

乘法单元，用于将各个输出通道的旧导通时间信号分别与除法单元商k进行相乘，得到各个输出通道的新导通时间信号。

5.根据权利要求1-4任一项所述的单电感多输出直流-直流变换器，其特征在于：所述多路电压PI模块和电流PI模块为PI控制器或PID控制器，所述第一调制模块和第二调制模块为数字脉冲宽度调制模块。

6.单电感多输出直流-直流变换器的电荷恒定控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

对单电感多输出直流-直流变换器功率级模块的多个输出通道的输出电压值进行采样，得到电压采样值；

对单电感多输出直流-直流变换器功率级模块的电感电流值进行采样；

将采样的电感电流值、电压采样值和电压参考值进行数字化；

将数字化后的电压参考值与多个输出通道数字化后的电压采样值分别作差，得到各个输出通道的电压误差信号；

对各个输出通道的电压误差信号经多路电压PI模块进行频率补偿，得到各个输出通道的旧导通时间信号；

将旧导通时间信号的和与数字化后的电感电流值作差，并通过电流PI模块计算得到中间信号；

根据数字化后的电感电流值和各个输出通道的旧导通时间信号通过电荷恒定控制模块计算各个输出通道的新导通时间信号；

将中间信号和各个输出通道的新导通时间信号分别通过各自的调制模块转换为相应的控制信号并通过时分复用控制、死区与驱动电路对单电感多输出直流-直流变换器功率级模块进行控制。