提出了一种临界连续模式(CRM)单电感双输出(SIDO)Buck功率因数校正(PFC)变换器及其控制策略,并分析了其工作特性。通过对电感的分时复用控制,实现了2个输出支路的独立控制。在输入电压接近各输出支路电压情况下,控制器限制了开关管的最...提出了一种临界连续模式(CRM)单电感双输出(SIDO)Buck功率因数校正(PFC)变换器及其控制策略,并分析了其工作特性。通过对电感的分时复用控制,实现了2个输出支路的独立控制。在输入电压接近各输出支路电压情况下,控制器限制了开关管的最小关断时间,解决了工作于CRM时电感在输入电流过零点附近难以分时复用控制的问题,并抑制了电感在输入电流过零点附近的复用频率。相对于传统两级结构的多路输出PFC变换器,CRM SIDO Buck PFC变换器减少了控制器与电感的数量,降低了变换器的体积与成本,并提高了变换器的效率。实验结果验证了所提变换器高效率、高功率因数以及2个输出支路的高输出精度控制特性。展开更多
An analog implementation of a novel fixed-frequency quasi-sliding-mode controller for single-inductor dual-output（SIDO） buck converter in pseudo-continuous conduction mode（PCCM） with a self-adaptive freewheeling c...An analog implementation of a novel fixed-frequency quasi-sliding-mode controller for single-inductor dual-output（SIDO） buck converter in pseudo-continuous conduction mode（PCCM） with a self-adaptive freewheeling current level（SFCL） is presented.Both small and large signal variations around the operation point are considered to achieve better transient response so as to reduce the cross-regulation of this SIDO buck converter.Moreover,an internal integral loop is added to suppress the steady-state regulation error introduced by conventional PWM-based sliding mode controllers.Instead of keeping it as a constant value,the free-wheeling current level varies according to the load condition to maintain high power efficiency and less cross-regulation at the same time.To verify the feasibility of the proposed controller,an SIDO buck converter with two regulated output voltages,1.8 V and 3.3 V,is designed and fabricated in HEJIAN 0.35 m CMOS process.Simulation and experiment results show that the transient time of this SIDO buck converter drops to 10 s while the cross-regulation is reduced to 0.057 mV/mA,when its first load changes from 50 to 100 mA.展开更多
为研究减小单电感双输出(single-inductor dual-output,SIDO)Buck变换器输出支路间交叉影响的控制方法,该文以工作于电感电流连续导电模式(continue conduction mode,CCM)的SIDO Buck变换器为研究对象,描述其工作原理和开关状态,推导出...为研究减小单电感双输出(single-inductor dual-output,SIDO)Buck变换器输出支路间交叉影响的控制方法,该文以工作于电感电流连续导电模式(continue conduction mode,CCM)的SIDO Buck变换器为研究对象,描述其工作原理和开关状态,推导出状态空间平均模型,并建立了SIDO CCM Buck变换器的功率级小信号模型。在此基础上,提出电容电流–电容电压纹波控制(capacitor current and capacitor voltage ripple controlled,CCVR) SIDO CCM Buck变换器,对其控制原理进行阐述,并建立了小信号模型。进一步地,分析了变换器输出支路间的交叉影响。结果表明:相比传统峰值电流型控制(peak current mode controlled,PCM) SIDO CCM Buck变换器,CCVR SIDO CCM Buck变换器可有效减小输出支路间的交叉影响。最后,由设计的CCVR SIDO CCM Buck变换器实验电路,验证了理论分析的正确性。展开更多
提出一种单电感双输出(SIDO)开关变换器的电流型控制技术。以工作于连续导电模式(CCM)的SIDO Boost变换器为例,详细分析电流型控制CCM SIDO Boost变换器的工作原理、工作时序、系统稳定性,得到变换器稳定工作的条件。建立电流型控制CCM ...提出一种单电感双输出(SIDO)开关变换器的电流型控制技术。以工作于连续导电模式(CCM)的SIDO Boost变换器为例,详细分析电流型控制CCM SIDO Boost变换器的工作原理、工作时序、系统稳定性,得到变换器稳定工作的条件。建立电流型控制CCM SIDO Boost变换器的时域仿真模型,通过时域仿真分析变换器的稳态性能、瞬态性能、输出支路的交叉影响以及稳定性。研究结果表明:相比于传统的共模-差模电压型控制,电流型控制CCM SIDO Boost变换器可提高变换器的瞬态响应速度并抑制输出支路间的交叉影响;对于变换器存在的不稳定性问题,可以通过引入适当的斜坡补偿解决。最后通过实验验证了理论分析的正确性。展开更多
文摘提出了一种临界连续模式(CRM)单电感双输出(SIDO)Buck功率因数校正(PFC)变换器及其控制策略,并分析了其工作特性。通过对电感的分时复用控制,实现了2个输出支路的独立控制。在输入电压接近各输出支路电压情况下,控制器限制了开关管的最小关断时间,解决了工作于CRM时电感在输入电流过零点附近难以分时复用控制的问题,并抑制了电感在输入电流过零点附近的复用频率。相对于传统两级结构的多路输出PFC变换器,CRM SIDO Buck PFC变换器减少了控制器与电感的数量,降低了变换器的体积与成本,并提高了变换器的效率。实验结果验证了所提变换器高效率、高功率因数以及2个输出支路的高输出精度控制特性。
基金Project supported by the National Natural Science Foundation of China (No.60906012)the Analog Devices,Inc.(ADI)
文摘An analog implementation of a novel fixed-frequency quasi-sliding-mode controller for single-inductor dual-output（SIDO） buck converter in pseudo-continuous conduction mode（PCCM） with a self-adaptive freewheeling current level（SFCL） is presented.Both small and large signal variations around the operation point are considered to achieve better transient response so as to reduce the cross-regulation of this SIDO buck converter.Moreover,an internal integral loop is added to suppress the steady-state regulation error introduced by conventional PWM-based sliding mode controllers.Instead of keeping it as a constant value,the free-wheeling current level varies according to the load condition to maintain high power efficiency and less cross-regulation at the same time.To verify the feasibility of the proposed controller,an SIDO buck converter with two regulated output voltages,1.8 V and 3.3 V,is designed and fabricated in HEJIAN 0.35 m CMOS process.Simulation and experiment results show that the transient time of this SIDO buck converter drops to 10 s while the cross-regulation is reduced to 0.057 mV/mA,when its first load changes from 50 to 100 mA.
文摘为研究减小单电感双输出(single-inductor dual-output,SIDO)Buck变换器输出支路间交叉影响的控制方法,该文以工作于电感电流连续导电模式(continue conduction mode,CCM)的SIDO Buck变换器为研究对象,描述其工作原理和开关状态,推导出状态空间平均模型,并建立了SIDO CCM Buck变换器的功率级小信号模型。在此基础上,提出电容电流–电容电压纹波控制(capacitor current and capacitor voltage ripple controlled,CCVR) SIDO CCM Buck变换器,对其控制原理进行阐述,并建立了小信号模型。进一步地,分析了变换器输出支路间的交叉影响。结果表明:相比传统峰值电流型控制(peak current mode controlled,PCM) SIDO CCM Buck变换器,CCVR SIDO CCM Buck变换器可有效减小输出支路间的交叉影响。最后,由设计的CCVR SIDO CCM Buck变换器实验电路,验证了理论分析的正确性。
文摘提出一种单电感双输出(SIDO)开关变换器的电流型控制技术。以工作于连续导电模式(CCM)的SIDO Boost变换器为例,详细分析电流型控制CCM SIDO Boost变换器的工作原理、工作时序、系统稳定性,得到变换器稳定工作的条件。建立电流型控制CCM SIDO Boost变换器的时域仿真模型,通过时域仿真分析变换器的稳态性能、瞬态性能、输出支路的交叉影响以及稳定性。研究结果表明:相比于传统的共模-差模电压型控制,电流型控制CCM SIDO Boost变换器可提高变换器的瞬态响应速度并抑制输出支路间的交叉影响;对于变换器存在的不稳定性问题,可以通过引入适当的斜坡补偿解决。最后通过实验验证了理论分析的正确性。
