導語

隨著便攜式電子產品功能的不斷增強，其包含的負載種類不斷增多，這些負載往往需要不同的工作電壓。如果采用多路獨立電源為其供電，會使得電子產品的體積增大，重量增加、效率變低，而采用單電感多輸出開關變換器為其提供多路獨立電源，可以減少電感及控制芯片的數量，很好地解決上述問題。

本期為您推薦西南交通大學電能變換與控制實驗室團隊科研論文：電流型控制單電感雙輸出開關變換器穩(wěn)定性與瞬態(tài)特性分析。

研究背景

隨著智能移動設備的普及，開關電源正朝著高可靠、小尺寸、低成本和多輸出等方向發(fā)展。單電感多輸出開關變換器因其只需一個電感，極大地減少了多路輸出系統(tǒng)所需磁心的數量，降低了成本，因此備受學術界和工業(yè)界的關注。

單電感多輸出開關變換器各條輸出支路共用一個電感，通過電感將各條輸出支路耦合在一起，當一條輸出支路負載變化時，會通過電感電流影響到其他輸出支路的輸出，因而造成交叉影響。交叉影響較輕時會影響變換器的穩(wěn)態(tài)性能，嚴重時會影響變換器的穩(wěn)定性，因而其成為研究單電感多輸出開關變換器的重要問題之一。

本文提出一種單電感多輸出開關變換器的電流型控制技術，以抑制輸出支路的交叉影響。

論文所解決的問題及意義

電流型控制單電感雙輸出Boost變換器的電路原理框圖和工作波形如圖1所示。相對于傳統(tǒng)的共模-差模電壓型控制，電流型控制單電感雙輸出Boost變換器提高了變換器的瞬態(tài)響應速度，抑制了輸出支路間的交叉影響，引入斜坡補償可以解決電流型控制單電感雙輸出Boost變換器的不穩(wěn)定性問題。

論文方法及創(chuàng)新點

論文主要分成以下四部分：(1)電流型控制單電感雙輸出Boost變換器工作原理；(2)電流型控制單電感雙輸出Boost變換器穩(wěn)定性分析；(3)仿真分析與實驗驗證。

論文的主要創(chuàng)新點是提出了一種電流型控制單電感雙輸出開關變換器技術方案，使之克服現有控制方法的缺點，具有較好的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)性能。

結論

本文提出的電流型控制單電感雙輸出開關變換器控制方法，有效地抑制了輸出支路的交叉影響，提高了變換器的瞬態(tài)響應性能，非常適合于需要多路輸出電源供電的便攜式電子設備中。

引用本文

周述晗, 周國華, 毛桂華, 等. 電流型控制單電感雙輸出開關變換器穩(wěn)定性與瞬態(tài)特性分析[J]. 電工技術學報, 2018, 33(6): 1374-1381.

Zhou Shuhan, Zhou Guohua, Mao Guihua, et al. Stability and transient response analysis of current-mode controlled single-Inductor dual-output converter[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2018, 33(6): 1374-1381.

作者介紹

周國華，工學博士/教授，博士生導師。全國優(yōu)秀博士學位論文、四川省杰出青年基金獲得者，IEEE Senior Member，西南交通大學“雛鷹學者”。曾留學于美國弗吉尼亞理工大學電力電子系統(tǒng)中心(CPES)和香港理工大學電子與資訊工程系。擔任IEEE Transactions on Industrial Electronics，IEEETransactions on Power Electronics、IEEE Transactions onCircuits and Systems、電工技術學報、物理學報、中國電機工程學報等學術刊物的論文評審人。

已出版學術著作2部、譯著1部，發(fā)表學術論文120余篇(其中SCI收錄源50余篇，EI收錄源60余篇)，申請發(fā)明專利30余項(已獲授權18項)。主持國家自然科學基金面上項目、全國優(yōu)博論文作者專項資金、霍英東高校青年教師基金、四川省杰出青年基金、教育部博士點基金等項目10余項，主研國家自然科學基金面上項目、國家高技術研究發(fā)展計劃重點項目子課題、國家科技支撐計劃子課題、企業(yè)委托項目等10余項。

團隊介紹

電能變換與控制實驗室隸屬于磁浮技術與磁浮列車教育部重點實驗室和西南交通大學電氣工程學院，研究領域涉及高效功率變換及先進數字控制技術、分布式發(fā)電與并網逆變技術、儲能系統(tǒng)及其能量管理、綠色照明電源等。完成和在研科研項目有包括863計劃重點項目、國家自然科學基金面上項目等，研究成果獲高等學校科學研究優(yōu)秀成果獎自然科學獎二等獎，畢業(yè)博士研究生中，1人獲“全國優(yōu)秀博士學位論文”。

團隊現有教師8人，博士生16人，碩士生67人。主要研究方向為：現代電力電子動力學與控制技術研究、電力電子系統(tǒng)數字控制技術、再生能源與分布式發(fā)電系統(tǒng)、新型開關變換器拓撲結構和控制方法、智能電源管理與控制技術。

周述晗，于2014年、2016年在西南交通大學電氣工程學院分別獲學士、碩士學位，目前在西南交通大學電氣工程學院攻讀博士學位，從事多路輸出開關變換器建模與控制技術研究工作。

毛桂華，于2016年在西南交通大學電氣工程學院獲學士學位，目前在西南交通大學電氣工程學院攻讀碩士學位，從事開關變換器數字控制技術研究工作。

張凱暾，于2014年、2017年在西南交通大學電氣工程學院分別獲學士、碩士學位，目前在合肥市陽光電源股份有限公司，擔任系統(tǒng)測試工程師。

徐順剛，于1998年、2006年、2011年在重慶師范大學物理與電子工程學院、電子科技大學自動化學院、西南交通大學電氣工程學院分別獲學士、碩士和博士學位，目前在西南交通大學電氣工程學院擔任高級工程師。