[發明專利]開關位于輸入側的自激式DC-DC變換器及其交錯并聯形式

在審

• 申請號: 201910246465.8
• 申請日: 2019-03-29
• 公開（公告）號: CN109787477A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 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
• 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

開關位于輸入側的自激式DC?DC變換器及其交錯并聯形式。一種開關位于輸入側的自激式DC?DC變換器，包括一個自激單元和一個續流單元，或者一個自激單元、電感L1和電容Co。它的交錯并聯形式，包括一個自激單元和n個續流單元，或者一個自激單元、電感L1_1至電感Ln_1和電容Co。本發明可構成的開關位于輸入側的自激式DC?DC變換器及其交錯并聯形式多樣(包括Buck?Boost變換器、Zeta變換器、Flyback變換器、Buck變換器等)，可滿足多樣化的功率變換需求，同時還具有如下優點：易于起振，對參與自激的元器件要求低；易于擴展，增加容量。

技術領域

本發明涉及開關位于輸入側的DC-DC變換器及其交錯并聯形式，適合小功率的工作場合，適用的領域如：能量收集、LED驅動、輔助電源等。

背景技術

常見的開關位于輸入側的DC-DC變換器包括：Buck-Boost變換器、Zeta變換器、Flyback變換器、Buck變換器等。與他激式DC-DC變換器相比，自激式DC-DC變換器具有性能價格比的優勢。如圖1所示，一種現有的自激式Buck-Boost變換器由電阻R1至R3、PNP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。

和單一的DC-DC變換器相比，交錯并聯的DC-DC變換器具有容量大、輸入電流和輸出電流紋波均小的優點。開關位于輸入側的自激式DC-DC變換器的交錯并聯形式集中了交錯并聯的DC-DC變換器和自激式DC-DC變換器的諸多優點，可令開關位于輸入側的自激式DC-DC變換器的性能獲得進一步提升。

發明內容

為了克服現有自激式Buck-Boost變換器的起振問題，本發明提供一種開關位于輸入側的自激式DC-DC變換器及其交錯并聯形式，它們不但起振容易，而且形式多樣——可形成Buck-Boost變換器、Zeta變換器、Flyback變換器、Buck變換器等。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種開關位于輸入側的自激式DC-DC變換器，包括一個自激單元和一個續流單元，所述自激單元包括電阻Rs2至電阻Rs3、電阻Rp2、電容Cs1、電容Cp1、二極管Ds1、二極管Dp1、電感L1、PNP型BJT管Qs1和PNP型BJT管Qp1，所述續流單元具有端口c_1、端口c_2、端口c_3和端口c_4，所述續流單元的作用是當PNP型BJT管Qp1截止時為電感L1提供電流通路；

所述PNP型BJT管Qs1的發射極同時與直流電源Vi的正端、二極管Ds1的陰極、二極管Dp1的陰極和PNP型BJT管Qp1的發射極相連，PNP型BJT管Qs1的基極同時與二極管Ds1的陽極和電阻Rs2的一端相連，PNP型BJT管Qs1的集電極同時與電阻Rs3的一端和電容Cs1的一端相連，PNP型BJT管Qp1的基極同時與二極管Dp1的陽極和電阻Rp2的一端相連，電阻Rp2的另一端與電容Cs1的另一端相連，PNP型BJT管Qp1的集電極同時與所述續流單元的端口c_1、電感L1的一端和電容Cp1的一端相連，電容Cp1的另一端與電阻Rs2的另一端相連，所述續流單元的端口c_3與負載Z的一端相連，負載Z的另一端與所述續流單元的端口c_4相連，所述續流單元的端口c_2同時與電感L1的另一端、電阻Rs3的另一端和直流電源Vi的負端相連；

所述自激單元還包括電阻Rs1和電阻Rp1，當電阻Rs1和電阻Rp1作為啟動電阻時，電阻Rs1的一端與PNP型BJT管Qs1的基極相連，電阻Rp1的一端與PNP型BJT管Qp1的基極相連；當電阻Rs1和電阻Rp1作為限壓電阻時，電阻Rs1的一端與電容Cs1的另一端相連，電阻Rp1的一端與電容Cp1的另一端相連。