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便携式电子设备功能集成度的快速提高与电池技术缓慢发展的矛盾,促进了电源管理的迅猛进步。为了满足更长的待机时间要求,并为各个子模块提供多电源电压的解决方案,电源管理技术除了需完成传统的电压转换与稳压功能外,还要能以更少的资源提供更多样化的负载驱动能力,同时在各个负载间相互独立的前提下保持最佳的稳定性、效率及最小的纹波水平；此外,现代电源管理还应当提供受控接口,由CPU决定何时向何模块提供或不提供电流,以减小静态损耗,效率的最大化将显著延长便携式设备的工作时间。
本文在传统DC-DC的连续导通模式(Continuous Conduction Mode, CCM)与不连续导通模式(Discontinuous Conduction Mode, DCM)对比分析的基础上,选择兼容两种工作模式各自特点的伪CCM(Pseudo-CCM, PCCM)为双路系统的核心工作模式,设计了一款基于电感时分复用原理的单电感双路输出升压型(Boost)转换器,以更少的电路资源实现了两路稳定输出并具有较高的电源转换效率和良好的抗交叉干扰能力。文章首先论述了电感时分复用的演化路线,及各方案的优缺点,在此基础上提出了负载自适应的双路输出方案；然后从建模出发,利用脉冲宽度调制(Pulse WidthModulation, PWM)开关平均法对PCCM工作的功率级进行了线性化等效,推导出了其功率级传输特性；然后,针对此特性进行了环路稳定性设计；系统设计部分对负载自适应的PCCM控制方法进行了详细分析,确定了系统复杂度与效率的折中；最后,将稳定性指标和系统分析结果落实到电路设计中。
电路设计在Cadence软件下完成,采用Spectre模拟器及CSMS 0.5μm混合信号CMOS工艺库验证。系统开关频率为1MHz,设计效率为80％,仿真获得的典型负载下的效率为85％：稳态时的开关纹波对于5V输出最大值为64mV,3.3V输出为42mV。系统能为体积受限,却需要两路不同的电压输出的应用场合,提供相对低成本的解决方案。