[發明專利]輸入自適應自激式Zeta變換器

有效

• 申請號: 201410253699.2
• 申請日: 2014-06-10
• 公開（公告）號: CN104038057A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 陳怡;顧偉駟;南余榮
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155
• 代理公司: 杭州華知專利事務所 33235
• 代理人: 張德寶

技術領域

本發明涉及自激式直流-直流變換器技術領域，尤其涉及一種輸入自適應自激式Zeta變換器。

背景技術

中國專利ZL201210154791.4公開了一種“主開關管驅動損耗小的BJT型自激式Zeta變換器”，如圖1所示，包括由輸入電容Ci、PNP型BJT管Q1、電容C、電感L1、電感L2、二極管D、二極管D1和電容Co組成的主回路以及由電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電容C1、NPN型BJT管Q2和PNP型BJT管Q3組成的主開關管Q1的驅動單元，還包括由電阻R5、電阻R6、電阻R7、電容C2、二極管D2和NPN型BJT管Q4組成的電流反饋支路。該種Zeta變換器具有正極性的升降壓電壓變換功能，電路結構簡單、元器件數目少，即不需要耦合電感參與電路的自激工作，又彌補了電壓變換功能單一的不足。但是，上述Zeta變換器的電流反饋支路采用電阻R7直接檢測負載電流，不但損耗較大，而且對主回路中的重要器件Q1的工作電流的無限制保護能力；同時，主回路采用二極管D用于續流，續流導通損耗較大，從而變換器的總損耗高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有自激式Zeta變換器在電流檢測損耗、重要器件限流保護能力、續流導通損耗等方面的不足，提供了一種具有輸入自適應的限流保護能力、電流檢測損耗較小和續流導通損耗較小的輸入自適應自激式Zeta變換器。

為解決上述問題，本發明的技術方案是：

一種輸入自適應自激式Zeta變換器，所述Zeta變換器包括主回路和用于自適應限流保護的輸入自適應控制電路，所述主回路包括輸入電容Ci、PNP型BJT管Q3、電容C2、二極管D4、電感L1、電感L2、輸出電容Co、用于降低續流導通損耗的續流子電路和用于驅動PNP型BJT管Q3的驅動電路，驅動電路包括NPN型BJT管Q2、電阻R2、電阻R4、電阻R5和二極管D1，所述輸入自適應控制電路包括NPN型BJT管Q1、二極管D2、電阻R1、電阻R3和電阻R6；

所述輸入電容Ci并聯在直流電壓源Vi的兩端，輸出電容Co兩端電壓為直流輸出電壓Vo，直流電壓源Vi的正端與PNP型BJT管Q3的發射極、電阻R1的一端以及電阻R2的一端相連，PNP型BJT管Q3的集電極與電感L1的一端、電容C2的一端以及電阻R4的一端相連，電容C2的另一端與二極管D4的陽極相連，二極管D4的陰極與電感L2的一端相連，電感L2的另一端與直流輸出電壓Vo的正端相連，直流輸出電壓Vo的負端與電感L1的另一端、電阻R6的一端以及電阻R3的一端相連，電阻R6的另一端與電阻R5的一端、NPN型BJT管Q1的發射極以及直流電壓源Vi的負端相連，NPN型BJT管Q1的基極與電阻R1的另一端和電阻R3的另一端相連，NPN型BJT管Q1的集電極與二極管D2的陰極相連，二極管D2的陽極與二極管D1的陽極、電阻R2的另一端以及NPN型BJT管Q2的基極相連，NPN型BJT管Q2的發射極與電阻R5的另一端相連，NPN型BJT管Q2的集電極與PNP型BJT管Q3的基極相連，二極管D1的陰極與電阻R4的另一端相連，續流子電路連接在二極管D4的陽極與直流輸出電壓Vo的負端之間。

優選地，所述電阻R1的阻值、電阻R2的阻值以及NPN型BJT管Q1的直流增益β1滿足下列條件時，電感L1的電流最大值iL1m或PNP型BJT管Q3的集電極電流最大值ic3m根據直流電壓源Vi的大小進行自適應調節；當(R1-β1R2)<0時，所述Zeta變換器具有輸入自適應的負特性，電感L1的電流最大值iL1m或PNP型BJT管Q3的集電極電流最大值ic3m與直流電壓源Vi成負線性關系；當(R1-β1R2)>0時，所述Zeta變換器具有輸入自適應的正特性，電感L1的電流最大值iL1m或PNP型BJT管Q3的集電極電流最大值ic3m與直流電壓源Vi成正線性關系；當(R1-β1R2)＝0時，所述Zeta變換器具有輸入自適應的零特性，電感L1的電流最大值iL1m或PNP型BJT管Q3的集電極電流最大值ic3m與直流電壓源Vi無關。

優選地，所述續流子電路包括PNP型BJT管Q5、NPN型BJT管Q4、電阻R7和電阻R9，電容C2的另一端與NPN型BJT管Q4的發射極和電阻R9的一端相連，電感L2的另一端與PNP型BJT管Q5的發射極相連，直流輸出電壓Vo的負端與NPN型BJT管Q4的集電極相連，NPN型BJT管Q4的基極與電阻R7的一端相連，電阻R7的另一端與PNP型BJT管Q5的集電極相連，PNP型BJT管Q5的基極與電阻R9的另一端相連。