1.一种本质安全型单电感多输出开关变换器的设计方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1：确定SIDO Buck变换器的基本特性；

步骤1.1：计算SIDO Buck变换器的输出电压；

步骤1.2：计算SIDO Buck变换器的输出纹波电压；

步骤1.3：确定SIDO Buck变换器的工作区域；

步骤2：分析SIDO Buck变换器的输出短路能量，确定变换器的输出本质安全判据；

步骤3：SIDO Buck变换器的本质安全电感设计；

步骤4：SIDO Buck变换器的本质安全电容设计。

2.根据权利要求1的一种本质安全型单电感多输出开关变换器的设计方法，其特征在于，步骤1.1具体为：

所述SIDO Buck变换器包括开关管Si、Sa、Sb，二极管VD，电感L，电容Ca、Cb以及负载电阻Ra、Rb，Di、Da、Db为开关管Si、Sa、Sb的占空比，并且满足：Di

当变换器工作于连续导电模式CCM时，根据时间平均等效电路方法，求得变换器中负载电阻Ra、Rb所在两支路输出电压分别为：式(1)中，Vi表示变换器输入电压；Voa表示支路a输出电压；Vob表示支路b输出电压。

3.根据权利要求2的一种本质安全型单电感多输出开关变换器的设计方法，其特征在于，步骤1.2具体为：

SIDO Buck变换器工作在CCM时，峰值电感电流ILP、转折电感电流ILT、谷值电感电流ILV计算如下：

式(2)中，Io表示平均电感电流，且 T表示开关周期；

当变换器工作于CCM与DCM的临界状态时，ILV在某一时刻正好为零，利用式(1)消去Di，可得临界电感LC为：

因此，当L>LC时，变换器工作在CCM；当L

将临界电感LC分别对Ra和Rb求偏导可得：因此，若变换器的临界负载RC>Rmin，RaC>Ramin，RbC>Rbmin，Rmin、RaC、Ramin、Rbmin分别表示最小负载、支路a临界负载、支路a最小负载和支路b最小负载，则当变换器的负载取Ra,min、Rb,min时，变换器必工作于CCM；

SIDO Buck变换器工作在CCM时负载电阻Ra、Rb所在两支路的输出纹波电压分别为：式(5)中，f表示开关频率；

因此，得到变换器负载电阻Ra、Rb所在的最大输出电压为：

4.根据权利要求3的一种本质安全型单电感多输出开关变换器的设计方法，其特征在于，步骤1.3具体为：

设SIDO Buck变换器的输入电压范围为Vi,min～Vi,max，两条支路的负载范围分别为：Ra,min～Ra,max和Rb,min～Rb,max，以Vi、Ra、Rb为坐标轴建立O‑ViRaRb空间直角坐标系，SIDO Buck变换器在该空间直角坐标系中的工作区域为立方体，立方体的顶点及其坐标分别为A(Rb,min，Ra,max，Vi,min)、B(Rb,max，Ra,max，Vi,min)、C(Rb,max，Ra,min，Vi,min)、D(Rb,min，Ra,min，Vi,min)、E(Rb,min，Ra,max，Vi,max)、F(Rb,max，Ra,max，Vi,max)、G(Rb,max，Ra,min，Vi,max)、H(Rb,min，Ra,min，Vi,max)，根据式(3)和式(4)画出不同的LC曲线，其中D点和F点对应的临界电感LCD、LCF分别为：当电感L＝LCD时，变换器全动态范围内均工作于DCM；当电感L＝LCF时，变换器全动态范围内均工作于CCM。

5.根据权利要求4的一种本质安全型单电感多输出开关变换器的设计方法，其特征在于，步骤2具体为：

步骤2.1：变换器的峰值电感电流分析从式(1)中解得Di并代入式(2)中得到CCM时，SIDO Buck变换器的峰值电感电流ILP为：式(9)中，

将ILP分别对Vi、Ra和Rb求偏导得：为了兼顾输出纹波电压和本质安全输出两方面的要求，电感设计在LCD

步骤2.2：变换器的输出短路能量分析假设电路发生故障，负载电阻Ra、Rb所在两支路其中一支路短路，另一路正常工作，并且电路及时关断了故障支路的开关管，切断了故障支路与电路的连接，变换器的短路放电模型为单电容放电，此时变换器释放的最大短路能量为：在这种情况下，变换器释放的短路能量仅为故障支路电容释放的能量；

假设电路发生故障，负载电阻Ra、Rb所在两支路同时发生短路时，变换器的短路放电模型为单电感双电容放电，若主开关管Si及时关断，切断与电源的连接，则电感与电容释放的短路能量总和为：

因此变换器输出发生短路释放的最大短路能量为：Wmax＝Wmax2          (14)将式(6)和式(11)代入式(13)中，得变换器最大输出短路能量为：式(15)中，

通常开关电源的高频输出纹波电压较小，因此式(15)近似为：由式(11)和式(16)可知，当Vi＝Vi,max，Ra＝Ra,min，Rb＝Rb,min时，变换器的输出短路能量最大，并且输出短路能量随着电感和电容取值的增大而增大；

步骤2.3：确定变换器的输出本质安全判据SIDO Buck变换器的输出等效为容性电路，因此当变换器的输出电压分别为Voa、Vob，对应的滤波电容分别为CaB、CbB时，电路点燃气体的最小能量为：若变换器在其全动态工作范围内的最大输出短路能量小于WB，那么变换器是本质安全的，因此判断变换器输出本质安全的判据为：Wmax＜WB    (18)

由于DCM时电路的传输能量比CCM小，因此，若CCM时变换器满足本质安全要求，则DCM也必满足本质安全要求。

6.根据权利要求2的一种本质安全型单电感多输出开关变换器的设计方法，其特征在于，步骤3具体为：

当Ra＝Ra,min，Rb＝Rb,min时，变换器必工作于CCM，为了使得峰值电感电流取得极大值，因此输入电压取Vi＝Vi,max，因此满足本质安全条件的最小电感为：最大电感由本质安全条件决定，当电容Ca和Cb选定后，根据本质安全要求，电感的取值必须满足：

因此满足式(20)的电感Lmax就是满足本质安全条件的最大电感，综上分析，本质安全型SIDO Buck变换器电感L的取值范围为：L∈[Lmin，Lmax]    (21)。

7.根据权利要求6的一种本质安全型单电感多输出开关变换器的设计方法，其特征在于，步骤4具体为：

由式(5)可知，满足变换器输出纹波电压的电容Ca、Cb最小电容取值分别为：考虑到电路寄生参数对变换器输出纹波电压的影响，实际选取电容时要取裕量λ，λ＝1～2，因此电容Ca、Cb实际选取电容的最小值Cmin分别为：当变换器输出短路即两条支路同时短路时，假设变换器释放的最大能量与点燃能量正好相等，即处于临界点燃状态，因此有：Wmax＝WB           (24)即：

因此满足式(25)的Ca,max和Cb,max就是满足本质安全要求的最大电容，满足SIDO Buck变换器本质安全要求的电容取值范围为：