基于特征值灵敏度的共模-差模电压控制SIDO Buck变换器稳定性分析

皇金锋，谢锋，李慧慧

(陕西理工大学 电气工程学院，汉中 723001)

0 引 言

单电感双输出(single-inductor dual-output,SIDO)Buck变换器用一个电感实现双路输出[1]，减小了变换器体积，节约了制作成本，具有广阔的应用前景[2-3]，可作为便携式移动设备的供电电源拓扑，成为近年来国内外研究热点[4-10]。

工作于连续导电模式(continuous conduction mode,CCM)SIDO Buck变换器输出端存在交叉影响，严重影响了变换器的稳定性，针对SIDO Buck变换器的性能问题，国内外专家学者做了许多研究工作[11-14]。文献[11]建立了电压控制SIDO CCM Buck变换器的统一离散迭代映射模型，结果表明，电压控制SIDO CCM Buck变换器随支路开关管控制回路比例系数的减小或主开关管控制回路比例系数的增大而发生Hopf分岔。文献[12]采用状态空间平均法，分析了控制参数变化时电压控制SIDO Buck变换器的稳定性，研究结果表明，电压控制参数具有稳定上界或下界。文献[13]建立了峰值电流模式(peak current mode, PCM)SIDO Buck变换器的统一离散迭代模型，研究结果表明，变换器的稳定性与参考电流、初始电感电流和输入电压的变化密切相关。文献[14]提出了一种电容电流纹波(capacitor current ripple,CCR)控制技术，通过特征值分析了负载变化对CCR SIDO CCM Buck变换器稳定性的影响，研究结果表明，提出的CCR控制SIDO CCM Buck变换器显著降低了交叉影响并改善了瞬态性能。以上研究对提高SIDO Buck变换器的稳定性具有实际意义，但是现有文献关于控制参数变化对稳定性的影响趋势及程度还未研究。

相比传统的独立电压控制，共模-差模电压[15](common-mode voltage and differential-mode voltage，CMV-DMV)控制策略在不增加电路复杂程度的基础上能够有效降低变换器的交叉影响，然而该控制策略还未应用于SIDO Buck变换器，且关于CMV- DMV控制CCM SIDO Buck变换器的稳定性研究还未见报道。……