[发明专利]一种混合工作模式的多输入多输出异步DC-DC转换器

权利要求书

1.一种混合工作模式的多输入多输出异步DC-DC转换器，其特征在于：包括多输入多输出电路和混合工作模式异步DC-DC转换控制电路；所述多输入多输出电路包括输入侧电路、输出侧电路、电池和电感；所述输入侧电路包括用于接入能量源1、2、3、...n的能量源输入开关SH1、SH2、SH3、...SHn，输入侧接地开关SHG和输入侧接电池开关SHB，能量源输入开关SH1、SH2、SH3、...SHn接电感第一端，输入侧接地开关SHG连接电感第一端和地，输入侧接电池开关SHB连接电感第一端和电池阳极，其中n2，n为正整数；所述输出侧电路包括用于接负载1、2、3、...m的负载输出开关SL1、SL2、SL3、...SLm，输出侧接地开关SLG和输出侧接电池开关SLB，负载输出开关SL1、SL2、SL3、...SLm接电感第二端，输出侧接地开关SLG连接电感第二端和地，输出侧接电池开关SLB连接电感第二端和电池阳极，其中m2，m为正整数；所述混合工作模式异步DC-DC转换控制电路包括异步信号发生模块(1)和异步控制逻辑模块(2)，所述异步信号发生模块(1)根据能量源输入电压和片外最大功率点电压比较产生输入状态信号H1、H2、H3、...Hn，根据输出接负载电压和片外参考电压比较产生输出状态信号L1、L2、L3、...Lm，根据电感电流是否为0产生零电流信号ZCD，将电池视为负载和顺位为最末的能量源产生电池供能信号HB；所述异步控制逻辑模块(2)根据异步信号发生模块(1)的输入信号，利用有限状态机循环周期作为所述异步控制逻辑模块(2)工作周期，异步控制SH1、SH2、SH3、...SHn，SHG、SHB，SL1、SL2、SL3、...SLm，和SLG、SLB开关使得所述多输入多输出电路在三种工作模式间切换，实现输出纹波小、对负载充分供能的异步DC-DC转换，所述三种工作模式包括模式1能量源对电感充能，模式2电感对负载供能，模式3能量源经电感对负载供能。

2.根据权利要求1所述的一种混合工作模式的多输入多输出异步DC-DC转换器，其特征在于有限状态机循环控制所述异步控制逻辑模块(2)一个工作周期的异步控制逻辑如下：

A、零电流信号ZCD为1、即电感电流为0时，任意输入状态信号变为1，切换所述多输入多输出电路为模式1，由该输入状态信号对应的能量源对电感充能，进入周期开始阶段；

B、当A步所述任意输入状态信号变为0，该输入状态信号对应的能量源对电感充能结束，周期开始阶段结束，进入C步；

C、分别按顺序检索输入状态信号与输出状态信号；若只存在输入状态信号为1，则切换所述多输入多输出电路为模式1，由顺序在先输入状态信号为1对应的能量源对电感充能；若只存在输出状态信号为1，则切换所述多输入多输出电路为模式2，由电感对顺序在先输出状态信号为1对应的负载供能；若存在输入状态信号为1和输出状态信号为1，则切换所述多输入多输出电路为模式3，由顺序在先输入状态信号为1的能量源直接对顺序在先输出状态信号为1对应的负载供能；若各输入状态信号和各输出状态信号都为0，则切换所述多输入多输出电路为模式2，由电感对作为负载的电池充电；

D、当任意输入状态信号或输出状态信号发生变化，返回C步；

E、当零电流信号ZCD再次为1、即当前电感电流为0，结束当前工作周期。

3.根据权利要求2所述的一种混合工作模式的多输入多输出异步DC-DC转换器，其特征在于：所述能量源输入开关数量n＝3，所述负载输出开关数量m＝3；所述异步控制逻辑模块(2)包括用于产生输入脉冲CLKH的输入侧脉冲产生模块(23)和用于产生输出脉冲CLKL的输出侧脉冲产生模块(24)。