[实用新型]一种具备混沌控制的单电感多输出开关变换器控制装置

说明书

本实用新型公开了一种具备混沌控制的单电感多输出开关变换器控制装置，通过在发生混沌的动力学系统中选择某支路的输出信号做延迟处理，比较延迟前后的信号，将其误差放大，再反馈叠加至系统的状态变量，实现混沌控制。与传统的单电感多输出开关变换器控制技术相比，本实用新型具有鲁棒性强、交叉影响小、负载瞬态响应速度快等优点，可用于控制多种开关变换器，诸如：SIMO Buck变换器、SIMO Boost变换器、SIMO Buck‑boost变换器等。

技术领域

本实用新型涉及电力电子设备，尤其是一种开关变换器的控制装置。

背景技术

基于单电感多输出(Single input multiple output，SIMO)架构的电源系统采用单个电感作为储能元件，支持多路独立的直流输出，使用较少的电感可将电源尺寸减小高达50％。与传统的DC-DC开关变换器方案相比，SIMO开关变换器架构在节省空间的同时仍然保持高效率，可以在相同电池容量的前提下得到更长的工作时间，进而有效延长电池寿命。在电脑、LED驱动电源、无线电能传输等场合具有广泛的应用前景，已成为学术界和工业界重要的研究对象。

开关变换器由于开关的高频切换作用而具有强非线性特性和时变特性，是典型的非线性时变系统，存在丰富的非线性动力学行为，这些非线性动力学行为会造成次谐波振荡、周期跳跃、不规则电磁噪声等不稳定现象。因此，在开关变换器的工作过程中，常常会出现刺耳的电磁噪声、控制系统的间歇振荡和临界运行的突然崩溃等不良状况。SIMO开关变换器为具有多路输出的开关变换器，同样属于非线性时变系统，存在各种类型的分岔、混沌等非线性动力学行为。SIMO开关变换器工作的不稳定，会极大地影响电子设备的可靠性。近年来，人们一直以工作在稳定状态下的SIMO开关变换器作为分析研究对象，而不稳定状态被看作是在设计过程中应设法避免的现象，研究一直集中于区分稳定和不稳定。通过元件参数的调节，SIMO开关变换器可在一定程度上减弱、甚至脱离混沌态。但在许多情况下，既定的变换器设计结构和参数不允许任意改变。因此，采用有效的控制方法将SIMO开关变换器中的混沌及分岔控制在周期轨道或常数值，使其摆脱不稳进入稳定周期态，最终达到消除混沌的目的，是一个值得研究的难点问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种开关变换器的控制装置，使之克服现有单电感多输出开关变换器鲁棒性差的问题，具有系统小扰动情况小仍能稳定工作的优点，适用于多种拓扑结构的单电感多输出开关变换器。

本实用新型实现其发明目的所采用的技术方案是：延时反馈混沌镇定控制装置，其特征在于：由第一电压检测电路VS1、第二电压检测电路VS2、第一延时器D1、第二延时器D2、第一减法器SUB1、第二减法器SUB2、第一控制因子产生器K1、第二控制因子产生器K2、基础控制器C、第一驱动电路DR1、第二驱动电路DR2和第三驱动电路DR3组成；所述的第一电压检测电路VS1分别与第一延时器D1、第一减法器SUB1相连；第一减法器SUB1的输出与第一控制因子产生器K1相连；所述的第二电压检测电路VS2分别与第二延时器D2、第二减法器SUB2相连；第二减法器SUB2的输出与第二控制因子产生器K2相连；第一控制因子产生器K1、第二控制因子产生器K2的输出均与基础控制器C相连；基础控制器C的输出分别与第一驱动电路DR1、第二驱动电路DR2和第三驱动电路DR3相连。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

一、本实用新型为单电感多输出开关变换器提供了一种简单可靠的混沌控制装置，克服了传统控制技术存在鲁棒性差的缺点，稳定性更好，可靠性更高。

二、本实用新型所提供的混沌控制装置，在负载发生改变时，能够快速调节开关管的导通和关断，输出电压的变化量小。

三、本实用新型所提供的混沌控制单电感多输出开关变换器装置，在任一输出支路负载变化时，对其他支路的交叉影响小。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明