[發明專利]主開關管驅動損耗小的BJT型自激式Buck-Boost變換器

有效

• 申請號: 201210153796.5
• 申請日: 2012-05-17
• 公開（公告）號: CN102769380A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 陳怡;戚軍;南余榮
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

技術領域

本發明涉及自激式直流-直流（DC-DC）變換器，應用于開關穩壓或穩流電源、高亮度LED驅動電路等，尤其是一種自激式Buck-Boost變換器。

背景技術

與線性（穩壓或穩流）調節器和他激式DC-DC變換器相比，自激式DC-DC變換器具有性價比高的顯著優點。圖1給出的是一種電路結構簡單、元器件數目少的BJT（雙極型晶體管）型自激式Buck-Boost變換器，包括由輸入電容Ci、PNP型BJT管Q1、電感L、二極管D和輸出電容Co組成的Buck-Boost變換器的主回路，輸入電容Ci與直流電壓源Vi并聯，輸出電容Co兩端電壓為直流輸出電壓Vo，負載Ro與輸出電容Co并聯，直流電壓源Vi的負端與直流輸出電壓Vo的正端相連，直流電壓源Vi的正端與PNP型BJT管Q1的發射極相連，PNP型BJT管Q1的集電極與電感L的一端以及二極管D的陰極相連，電感L的另一端與直流電壓源Vi的負端相連，二極管D的陽極與直流輸出電壓Vo的負端相連。圖1所示的BJT型自激式Buck-Boost變換器還包括主開關管Q1的驅動單元，所述主開關管Q1的驅動單元由電阻R1、電阻R2、電阻R3、電容C1和PNP型BJT管Q2組成，所述PNP型BJT管Q2的發射極和集電極分別與PNP型BJT管Q1的發射極和基極相連，PNP型BJT管Q1的基極還通過電阻R1接于直流電壓源Vi的負端，電阻R3和電容C1組成并聯支路，所述并聯支路的一端與PNP型BJT管Q1的集電極相連，所述并聯支路的另一端與PNP型BJT管Q2的基極以及電阻R2的一端相連，電阻R2的另一端與PNP型BJT管Q2的發射極相連。圖1所示的BJT型自激式Buck-Boost變換器還包括電壓反饋支路，所述電壓反饋支路由電阻R4、電阻R5、穩壓管Z1和NPN型BJT管Q3組成，所述穩壓管Z1的陰極與直流電壓源Vi的負端相連，穩壓管Z1的陽極與NPN型BJT管Q3的基極以及電阻R5的一端相連，NPN型BJT管Q3的發射極與電阻R5的另一端以及直流輸出電壓Vo的負端相連，NPN型BJT管Q3的集電極通過電阻R4和PNP型BJT管Q2的基極相連。該電路的不足之處在于：由驅動電阻R1、PNP型BJT管Q2、電阻R2、電阻R3和電容C1構成主開關管Q1的驅動單元，當主開關管Q1關斷時仍有較大電流流過驅動電阻R1，導致Q1的驅動損耗較大，從而影響電路的效率，尤其是電路的輕載效率。

發明內容

為克服現有的BJT型自激式Buck-Boost變換器主開關管驅動損耗較大的不足，本發明提供一種主開關管驅動損耗小的BJT型自激式Buck-Boost變換器。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種主開關管驅動損耗小的BJT型自激式Buck-Boost變換器包括由輸入電容Ci、PNP型BJT管Q1、電感L、二極管D和電容Co組成的Buck-Boost變換器的主回路，輸入電容Ci與直流電壓源Vi并聯，輸出電容Co兩端電壓為直流輸出電壓Vo，負載Ro與輸出電容Co并聯，直流電壓源Vi的負端與直流輸出電壓Vo的正端相連，直流電壓源Vi的正端與PNP型BJT管Q1的發射極相連，PNP型BJT管Q1的集電極與電感L的一端以及二極管D的陰極相連，電感L的另一端與直流電壓源Vi的負端相連，二極管D的陽極與直流輸出電壓Vo的負端相連；

所述主開關管驅動損耗小的BJT型自激式Buck-Boost變換器還包括主開關管Q1的驅動單元，所述主開關管Q1的驅動單元由電阻R1、電阻R2、電阻R3、NPN型BJT管Q2和PNP型BJT管Q3組成，所述PNP型BJT管Q3的發射極與電阻R3的一端以及NPN型BJT管Q2的基極相連，電阻R3的另一端與輸入電壓源Vi的正端以及PNP型BJT管Q1的發射極相連，PNP型BJT管Q3的集電極與PNP型BJT管Q3的基極以及電阻R4的一端相連，電阻R4的另一端與PNP型BJT管Q1的集電極相連，NPN型BJT管Q2的集電極與電阻R1的一端相連，電阻R1的另一端與PNP型BJT管Q1的基極相連，NPN型BJT管Q2的發射極與電阻R2的一端相連，電阻R2的另一端與直流電壓源Vi的負端相連。為提高電路的動態性能，可在PNP型BJT管Q1的集電極和NPN型BJT管Q2的基極之間并聯電容C1。此外，PNP型BJT管Q3的集電極可改接于直流電壓源Vi的負端，電阻R2可短路。