[發明專利]一種高穩定度CUK電路

在審

• 申請號: 201811552225.2
• 申請日: 2018-12-19
• 公開（公告）號: CN109586564A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 熊小玲;趙成勇
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: H02M3/00
• 分類號: H02M3/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

本發明提出一種高穩定度CUK電路，包括第一耦合電感、第三電感、場效應晶體管、第一電容、第四電容、第一二極管、第一電阻、第三電阻、第十電阻和第十一電阻，還包括：用于實現對輸出電壓的高穩定度控制、同時保證整個CUK電路的穩定運行的環路補償電路；用于實現對場效應晶體管關斷時刻控制的疊加電路；用于實現對場效應晶體管的開通時刻控制的震蕩發生電路。本發明的CUK電路比現有自激式CUK變換電路控制更穩定，輸出電壓調整率更好，即使在溫度變化范圍很大的場合中也能保證變換器輸出電壓的穩定。同時無需輔助電源，驅動電路和比較器等集成芯片，電路簡單，可靠性高，成本低。

技術領域

本發明涉及直流-直流變換器領域，具體地，涉及一種高穩定度CUK電路。

背景技術

在中小功率應用場合，與他激式DC/DC變換器和線性穩壓電路相比，自激式DC/DC變換器具有電路簡單、元器件少、效率高、成本低等顯著優點。

目前自激式CUK變換器一般通過滯環比較器實現對功率開關管的開通控制；通過對輸出電壓采樣后的信號與三極管的電壓Vbe比較，再通過一定的電路實現對開關管的關斷控制，進而達到輸出電壓穩定的目的。

中國CN201110373892.6號專利公開了基于MOSFET的自激式CUK變換器，如圖1所示。圖中輸入電容Ci、電感L1、N型MOSFET M1、電容C、二極管D、電感L2及輸出電容Co構成CUK變換器的主功率回路，還包括輔助電源U1、驅動電路U2和滯環比較器U3，輔助電源U1用于提供驅動電路U2和滯環比較器U3工作所需的各種直流電源電壓，驅動電路U2為N型MOSFET M1的開通和關斷提供必要的驅動，滯環比較器U3能夠根據電容C1的電壓值實現對功率MOSFETM1的開通時刻和關斷時刻控制。工作原理如下：輸出電壓通過分壓電阻R6與電阻R7分得電壓與PNP三極管Q2的開啟電壓比較，當輸出電壓超過設定值時，三極管Q2導通，電容C1上電壓通過電阻R4、三極管Q2支路加速放電，電容C1上的電壓加速降低，當其降低至滯環比較器下限值時N型MOSFET M1關斷，達到輸出電壓降低的目的，當N型MOSFET M1關斷后，PNP三極管Q2基極電壓降低，三極管Q2截止，電容C1通過二極管D1及電阻R1支路充電，當充電電壓達到滯環比較器U3上限值時，N型MOSFET M1開啟，進入下一個開關周期。

該電路的不足之處在于：

(1)輸出電壓通過電阻R6和電阻R7分壓后與晶體管的基極電壓比較，實現輸出電壓的穩定，而晶體管的導通電壓在環境溫度變化時變化很大，導致該電路的輸出電壓穩定度不高。

(2)需要增加輔助電源、驅動電路、滯環比較器等集成芯片，電路實現較復雜，成本高。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提出一種自激式CUK變換電路，以解決現有的自激式CUK變換電路輸出電壓穩定度不夠的問題，同時去掉輔助電源和集成芯片，降低成本。

本發明采用的技術方案包括：一種高穩定度CUK電路，其特征在于，包括：第一耦合電感、第三電感、第一電阻、環路補償電路、場效應晶體管、第一電容、第四電容、第一二極管、疊加電路、震蕩發生電路、第三電阻、第十電阻、以及第十一電阻，其中，第一耦合電感的同名端和第一電阻的一端并聯連接至外部輸入電源的正極端，第一耦合電感的異名端連接至場效應晶體管的漏極，第一電阻的另一端與場效應晶體管的柵極連接；第四電容的一端連接至場效應晶體管的漏極，第四電容的另一端連接至第一二極管的陽極端，第一二極管的陰極端連接至外部輸入電源的負極端；第三電感的一端連接于第一二極管的陽極端，另一端通過第一電容連接至外部輸入電源的負極端；第三電阻的一端與場效應晶體管的源極相連，另一端連接至外部輸入電源的負極端；第十電阻的一端連接至外部輸入電源的負極端，其另一端與第十一電阻的一端串接，而第十一電阻的另一端連接至外部輸出電壓的負極端。