本发明属于直流-直流(DC-DC)变换器控制技术领域范畴，尤其涉及一种带有耦合电感的降压型DC-DC变换器。
背景技术：
：
近年来，随着混合动力汽车、LED照明、备用电源以及偏置电源的不断发展，具有多路输出的DC-DC开关变换器被广泛关注和应用。一般来说，为了实现高效的同步输出，在传统的多路输出电路中，一个N路输出的系统需要2N数量的开关，这无疑增加了多路输出电源的体积、重量和成本。为了实现简单的电路配置和较低的电路成本，具有多绕组的反激式和正激式变换器被提出，用来提供多路电压输出。但是二极管漏感和电压降的存在将会导致较差的交叉调节，以至于输出电压不能被完全地独立控制，虽然可以采用后置调节器来单独调节辅助输出，但是效率下降的同时也将导致额外的损失。针对这一问题，学者们又提出了单电感多输出(Single-Inductor Multiple-Output,SIMO)DC-DC开关变换器。SIMO开关变换器具有较高的传输效率，可以有效地减少电感和控制芯片数量，从而减小开关电源的体积、重量和成本，是一个较为理想的方案。但是，由于所有输出共享一个电感，因此这种变换器在电感电流连续模式下也存在较差的交叉调节问题，同时也存在较大的电流应力。为了解决上一问题，学者们又提出了分时复用技术，一方面得到较好的交叉调节，另一方面也实现了简单控制的目的。但是当工作在电感电流断续模式下时，大的负载将会导致较大的峰值电流，极大地降低了变换器的工作性能。
针对上述一问题，本发明采用一种新型的带有耦合电感的双输出电路拓扑，采用脉冲序列的控制方法，简化了电路结构，降低了系统整体成本，并且控制策略较为简单，具有较高的传导效率。
技术实现要素：
：
本发明提出的一种带有耦合电感的双输出Buck变换器。变换器由双输出Buck电路和PT控制电路组成。所述双输出Buck电路，是由直流电源Vin的“+”端与MOS管S1的漏极相连；MOS管S1的源极与MOS管S2的漏极以及耦合电感原边La一端相连；耦合电感原边La的另一端与输出滤波电容C1正极和负载R1的一端相连；直流电源Vin的“-”端与MOS管S2的源极、电容C1的负极以及负载R1的另一端相连；耦合电感副边Lb的一端与MOS管S3的漏极相连；MOS管S3的源极与二极管D正极相连；二极管D负极与输出滤波电容C2正极以及负载R2的一端相连；输出滤波电容C2负极和负载R2的另一端与耦合电感副边Lb的另一端相连；所述控制电路基于脉冲序列控制，是由比较器、D触发器、与门、或门和驱动电路依次相连组成；
本发明的益处：(1)减少开关管使用数量，简化了电路，降低了系统的整体成本。(2)控制电路较为简单，能够有效的实现多输出控制，输出精度较高。
附图说明：
图1为传统双输出Buck主电路。
图2为改进型带有耦合电感的双输出Buck主电路及PT控制电路图。
图3为改进型带有耦合电感的双输出Buck变换器输入电压Vin和输出电压v1、v2局部波形图。
图4为改进型带有耦合电感的双输出Buck变换器输出电压v1与对应驱动信号vG2局部波形图。
图1标记说明：Vin为直流输入电源，S1、S2、S3、S4为MOS管，D1和D2为续流二极管，L1和L2为电感，C1、C2为输出滤波电容，R1、R2为负载。
图2标记说明:Vref2为输出电压v2参考电压，PH为高功率脉冲，PL为低功率脉冲。
图3标记说明:Vin、v1和v2分别为改进型带有耦合电感的双输出Buck变换器中输入电压与双输出电压。
图4标记说明:v2和vG2分别为改进型带有耦合电感的双输出Buck变换器中其中一路输出电压与对应开关管电压。
具体实施方式：
下面结合附图和实施例对本发明方案进行详细说明。
图2为一种基于脉冲序列控制带有耦合电感的双输出Buck变换器原理图，由改进型双输出Buck电路以及PT控制电路组成，其特征在于，所述的改进型双输出Buck变换器是由传统双输出Buck变换器拓扑演变而来，是由直流电源Vin的“+”端与MOS管S1的漏极相连；MOS管S1的源极与MOS管S2的漏极以及耦合电感原边La一端相连；耦合电感原边La的另一端与输出滤波电容C1正极和负载R1的一端相连；直流电源Vin的“-”端与MOS管S2的源极、电容C1的负极以及负载R1的另一端相连；耦合电感副边Lb的一端与MOS管S3的漏极相连；MOS管S3的源极与二极管D正极相连；二极管D负极与输出滤波电容C2正极以及负载R2的一端相连；输出滤波电容C2负极和负载R2的另一端与耦合电感副边Lb的另一端相连；所述控制电路基于脉冲序列控制，是由比较器、D触发器、与门、或门和驱动电路依次相连组成；
针对实际情况中，混合动力汽车、LED照明、备用电源等不同电压等级的需求，本发明根据实际情况，在改进型带有耦合电感的双输出Buck电路中得出常用等级的两个直流低电压输出，并采用表1中的电路参数进行仿真验证：图3为输入电压Vin与双输出电压v1、v2的局部波形图，从图中可以看出，双输出电压满足给定参考电压值，双输出降压效果理想；图4为双输出电压其中一路输出v2与驱动脉冲信号vG2的局部波形图，从图中可以看出，当输出电压高于参考电压时选择低功率脉冲，当输出电压低于参考电压时选择高功率脉冲，系统工作在正常状态。从仿真结果可以看出，改进型带有耦合电感的双输出Buck变换器双输出降压效果理想，精度较高，同时仿真结果证明了改进电路的正确性，本发明简化了传统电路，降低了系统成本，控制过程合理简单。
表1改进型带有耦合电感的双输出Buck电路仿真参数