[發(fā)明專利]基于MOSFET的自激式Sepic變換器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110374607.2
• 申請(qǐng)日: 2011-11-22
• 公開（公告）號(hào): CN102403895A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳怡;南余榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M3/156
• 分類號(hào): H02M3/156;H02M1/36
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;王利強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及自激式直流-直流(DC-DC)變換器，應(yīng)用于開關(guān)穩(wěn)壓或穩(wěn)流電源、高亮度LED驅(qū)動(dòng)電路等，尤其是一種自激式Sepic變換器。

背景技術(shù)

與線性(穩(wěn)壓或穩(wěn)流)調(diào)節(jié)器和他激式DC-DC變換器相比，自激式DC-DC變換器具有性價(jià)比高的顯著優(yōu)點(diǎn)。圖1給出的是一種基于BJT(雙極型晶體管)的自激式Sepic變換器，包括由輸入電容Ci、電感L1、二極管D1、NPN型BJT?Q1、電容C、電感L2、二極管D和輸出電容Co組成的Sepic變換器主回路，輸入電容Ci與直流電壓源Vi并聯(lián)，輸出電容Co兩端電壓為直流輸出電壓Vo，負(fù)載Ro與輸出電容Co并聯(lián)，直流電壓源Vi的負(fù)端與直流輸出電壓Vo的負(fù)端、NPN型BJT?Q1的發(fā)射極相連，直流電壓源Vi的正端與電感L1的一端相連，電感L1的另一端與二極管D1的陽極相連，二極管D1的陰極與NPN型BJT?Q1的集電極以及電容C的一端相連，電容C的另一端與二極管D的陽極以及電感L2的一端相連，電感L2的另一端與直流電壓源Vi的負(fù)端相連，二級(jí)管D的陰極與輸出電壓Vo的正端相連。

圖1所示基于BJT的自激式Sepic變換器還包括NPN型BJT?Q2，NPN型BJT?Q2的集電極和發(fā)射極分別與NPN型BJT?Q1的基極和發(fā)射極相連，NPN型BJT?Q1的基極還通過電阻R1接于直流電壓源Vi的正端，電阻R3和電容C1組成并聯(lián)支路，所述并聯(lián)支路的一端與二極管D1的陽極相連，所述并聯(lián)支路的另一端與NPN型BJT?Q2的基極以及電阻R2的一端相連，電阻R2的另一端與NPN型BJT?Q2的發(fā)射極相連。圖1所示基于BJT的自激式Sepic變換器還包括電壓反饋支路，穩(wěn)壓管Z1的陰極與直流輸出電壓Vo的正端相連，穩(wěn)壓管Z1的陽極與電阻R5的一端以及NPN型BJT?Q3的基極相連，NPN型BJTQ3的集電極通過電阻R4與NPN型BJT?Q1的基極相連，NPN型BJTQ3的發(fā)射極與電阻R5的另一端接于直流電壓源Vi的負(fù)端。該電路的不足之處在于：主開關(guān)管Q1采用BJT，因BJT的工作特性導(dǎo)致電路效率不夠高，比較適合小功率(數(shù)瓦級(jí)以下)的場(chǎng)合。

發(fā)明內(nèi)容

為克服基于BJT的自激式Sepic變換器效率不夠高以及僅僅適用于小功率的不足，本發(fā)明提供一種效率較高、適用功率范圍較寬的基于MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)的自激式Sepic變換器。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種基于MOSFET的自激式Sepic變換器，包括由輸入電容Ci、電感L1、N型MOSFET?M1、電容C、電感L2、二極管D和電容Co組成的Sepic變換器主回路，輸入電容Ci與直流電壓源Vi并聯(lián)，輸出電容Co兩端電壓為直流輸出電壓Vo，負(fù)載Ro與輸出電容Co并聯(lián)，直流電壓源Vi的正端與電感L1的一端相連，電感L1的另一端與N型MOSFET?M1的漏極以及電容C的一端相連，N型MOSFET?M1的源極與電阻R3的一端相連，電阻R3的另一端與直流電壓源Vi的負(fù)端以及直流輸出電壓Vo的負(fù)端相連，電容C的另一端與二極管D的陽極以及電感L2的一端相連，電感L2的另一端與直流電壓源Vi的負(fù)端相連，二極管D的陰極與輸出電壓Vo的正端相連；

所述基于MOSFET的自激式Sepic變換器還包括輔助電源U1、驅(qū)動(dòng)電路U2和滯環(huán)比較器U3；輔助電源U1用于提供驅(qū)動(dòng)電路U2和滯環(huán)比較器U3工作所需的直流電源電壓，對(duì)直流輸入電壓Vi進(jìn)行升壓或降壓的變換處理；驅(qū)動(dòng)電路U2的輸入端與滯環(huán)比較器U3的輸出端連接，驅(qū)動(dòng)電路U2的輸出端與N型MOSFET?M1的門極相連，驅(qū)動(dòng)電路U2為N型MOSFET?M1的開通和關(guān)斷提供驅(qū)動(dòng)；滯環(huán)比較器U3的輸入端與電容C1、電阻R1和電阻R2的一端相連，電容C1的另一端與直流電壓源Vi的負(fù)端相連，電阻R1的另一端與二極管D1的陰極相連，電阻R2的另一端與二極管D2的陽極相連，二極管D1的陽極和二極管D2的陰極與N型MOSFET?M1的漏極相連。

所述基于MOSFET的自激式Sepic變換器還包括過流保護(hù)支路，所述過流保護(hù)支路包括電阻R5、電容C2和NPN型BJT?Q1，電阻R5的一端與N型MOSFET?M1的源極相連，電阻R5的另一端與電容C2的一端以及NPN型BJT?Q1的基極相連，電容C2的另一端與NPN型BJT?Q1的發(fā)射極以及直流電壓源Vi的負(fù)端相連，NPN型BJT?Q1的集電極與滯環(huán)比較器U3的輸入端相連。