[發明專利]一種電感位于輸入側的自激式DC-DC變換器

在審

• 申請號: 201810281104.2
• 申請日: 2018-04-02
• 公開（公告）號: CN108512420A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 陳怡
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158;H02M1/36
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

一種電感位于輸入側的自激式DC?DC變換器，包括自激單元和續流模塊，所述自激單元包括電阻Rs_1、電阻Rs_2、電阻Rs_3、電阻Rp_1、電阻Rp_2、電感Lp_1、電容Cs_1、電容Cp_1、NPN型BJT管Qs_1、NPN型BJT管Qp_1、二極管Ds_1和二極管Dp_1。其中，Rs_2和Rp_1的作用是限制Cs_1和Cp_1的端電壓。本發明通過構建易于起振的自激單元，可令電感位于輸入側的自激式DC?DC變換器易于起振，降低對參與自激的元器件的要求；可構成的電感位于輸入側的自激式DC?DC變換器形式多樣，可滿足多樣化的功率變換需求。

技術領域

本發明涉及電感位于輸入側的DC-DC變換器，尤其適合低電壓輸入的工作場合，如：能量收集、LED驅動、輔助電源等。

背景技術

常見的電感位于輸入側的DC-DC變換器包括Boost變換器、Cuk變換器、Sepic變換器和Flyback變換器。如圖1所示，一種常見的適合低電壓輸入工作場合的自激式Boost變換器由電阻R1至R3、NPN型BJT管Q1和Q2、電感L、二極管D和電容Co組成。該變換器電路結構簡單，但是整個變換器能否順利起振與R2和R3的取值直接相關。當R2和R3設計不當時，將造成整個變換器無法順利起振進而無法正常工作的后果。

發明內容

為了克服現有自激式Boost變換器的起振對個別元器件存在過渡依賴的問題，本發明提供一種電感位于輸入側的自激式DC-DC變換器，它不但起振容易，而且形式多樣——可形成Boost變換器、Cuk變換器、Sepic變換器、Flyback變換器等。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種電感位于輸入側的自激式DC-DC變換器，包括自激單元和續流模塊，所述自激單元包括電阻Rs_1、電阻Rs_2、電阻Rs_3、電阻Rp_1、電阻Rp_2、電感Lp_1、電容Cs_1、電容Cp_1、NPN型BJT管Qs_1、NPN型BJT管Qp_1、二極管Ds_1和二極管Dp_1。所述續流模塊包括端口c_1、端口c_2、端口c_3和端口c_4，其作用是當NPN型BJT管Qp_1截止時為電感Lp_1提供電流通道；

所述電阻Rs_1的一端同時與電源Vi的正端和電感Lp_1的一端相連，電阻Rs_1的另一端同時與電容Cs_1的一端和NPN型BJT管Qs_1的集電極相連，NPN型BJT管Qs_1的基極同時與電阻Rs_3的一端和二極管Ds_1的陰極相連，電感Lp_1的另一端同時與電容Cp_1的一端、NPN型BJT管Qp_1的集電極和續流模塊的端口c_1相連，電容Cp_1的另一端同時與電阻Rp_1的一端和電阻Rs_3的另一端相連，NPN型BJT管Qp_1的基極同時與電阻Rp_2的一端和二極管Dp_1的陰極相連，電阻Rp_2的另一端同時與電容Cs_1的另一端和電阻Rs_2的一端相連，續流模塊的端口c_2與負載Z的一端相連，續流模塊的端口c_4與負載Z的另一端相連，續流模塊的端口c_3同時與電源Vi的負端、NPN型BJT管Qs_1的發射極、二極管Ds_1的陽極、NPN型BJT管Qp_1的發射極和二極管Dp_1的陽極相連；

電阻Rs_2的另一端與電阻Rs_1的另一端相連，電阻Rp_1的另一端與電感Lp_1的另一端相連；或者是：電阻Rs_2的另一端和電阻Rp_1的另一端均連接至電源Vi的正端；再或者是：電阻Rs_2的另一端和電阻Rp_1的另一端均連接至負載Z的一端。

更近一步，所述續流模塊的端口c_3和端口c_4相連。

作為續流模塊的優選方案一：所述續流模塊包括二極管Dc_a1和電容Cc_a1，二極管Dc_a1的陽極與續流模塊的端口c_1相連，二極管Dc_a1的陰極同時與電容Cc_a1的一端和續流模塊的端口c_2相連，電容Cc_a1的另一端同時與續流模塊的端口c_3和端口c_4相連。所述續流模塊令所述電感位于輸入側的自激式DC-DC變換器具有升壓功能。