单电感双输出CCM Buck 变换器输出交叉影响分析
1SIDOCCMBuck变换器
1.1SIDOCCMBuck变换器工作原理
图1所示为SIDOCCMBuck变换器电路，它将一路输入电压Uin变换为两路输出电压Uoa、Uob。SIDOBuck变换器的主回路功率开关管Si和续流二极管D控制SIDOBuck变换器能量的输入；输出支路功率开关管Sa和Sb决定输出支路a和输出支路b的能量分配。主回路功率开关管和输出支路功率开关管的控制脉冲分别为Ugsi和Ugsa、Ugsb，相应的开关管导通占空比分别为Di和Da、Db，当SIDOBuck变换器工作于CCM时，Da+Db=1，即两输出支路a、b的控制脉冲互补。
由于变换器的开关管导通占空比Di和Db存在Di>Db、Di=Db和Di<Db3种关系，所以变换器的工作时序相应地存在3种方式[19]，限于篇幅，本文仅对第3种方式进行说明，另外两种方式可参考文献[19]。图2为Di<Db时，SIDOCCMBuck变换器的稳态时序及工作模态。此种工作方式下，SIDOCCMBuck变换器在一个开关周期内存在3种工作模态，分别如图2(b)中(I)~(III)所示。
1）工作模态(I)：Si导通，Sa关断，Sb导通，输出支路b工作；电感电流iL由初始值IL0以斜率(Uin−Uob)/L线性上升至峰值IL1。
2）工作模态(II)：Si关断，二极管D导通，Sa仍然处于关断状态，Sb保持导通状态，输出支路b继续工作；iL以斜率−Uob/L线性下降至IL2。
3）工作模态(III)：Si关断，二极管D导通，Sa导通，Sb关断，iL以斜率−Uoa/L继续线性下降，直至电路进入下一个开关周期，电感电流上升。基于时间平均等效电路方法[20]，可以得到输出支路a和输出支路b的直流电压增益分别为
由式(1)和(2)可知：SIDOCCMBuck变换器的直流电压增益与主开关管和输出支路开关管的导通占空比有关，通过调节主开关管和输出支路开关管的导通占空比，可以实现输出电压的控制。此外，由式(1)和(2)还可以看出，SIDOCCMBuck变换器的直流电压增益不仅与本输出支路的负载有关，还与另一输出支路的负载有关，一路输出负载的变化，将影响另一路输出电压的变化，即输出支路间存在交叉影响。