单电感双输出CCM Buck 变换器输出交叉影响分析
0引言
单电感双输出(single-inductordual-output，IDO)Buck变换器仅需要一个电感，可独立控制两路电源的输出，为智能手机、平板电脑等需要两路及多路电源的电子产品提供了一个很好的解决方案[1-3]，SIDOBuck变换器具有体积小、效率高和成本低等优点，得到越来越多的关注[4-6]。
根据电感电流工作模式不同，SIDOBuck变换器有3种工作模式：电感电流断续导电模式(discontinuousconductionmode，CM)、伪连续导电模式(pseudo-continuousconductionmode，PCCM)和连续导电模式(continuousconductionmode，CCM)。文献[7-8]采用分时复用技术消除了SIDODCMBuck变换器输出支路间的交叉影响。然而，在负载较大时，SIDODCMBuck变换器的电流纹波较大，带来较大的输出电压纹波。文献[9]提出的SIDOPCCMBuck变换器，克服了电感电流纹波较大的缺点，但在续流开关工作阶段，流过续流开关的电流引起额外的导通损耗，影响了变换器效率的提高[10-11]。
SIDOCCMBuck变换器没有SIDODCMBuck变换器的零电感电流阶段和SIDOPCCMBuck变换器的续流保持阶段，电感电流及输出电压纹波较小，变换器效率较高。但SIDOCCMBuck变换器两个输出支路的电感电流相互关联，一条输出支路的负载变化将对另一条输出支路产生影响，输出支路间存在交叉影响[12-14]。针对SIDOCCMBuck变换器输出支路间的交叉影响问题，文献[15-18]研究了抑制SIDOCCMBuck变换器输出支路间交叉影响的控制策略，但没有对交叉影响问题进行详细的理论分析。
本文采用时间平均等效电路方法，建立SIDOCCMBuck变换器的直流电压增益和系统传递函数，得到一种分析SIDOCCMBuck变换器交叉影响的功率级小信号模型。论文建立电压控制SIDOCCMBuck变换器的闭环小信号模型，分析变换器两路输出负载变化对两路输出支路的交叉影响。最后，通过仿真和实验结果验证理论分析的正确性。