开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器及其交错并联形式制造技术

开关位于输入侧的自激式DC‑DC变换器及其交错并联形式。一种开关位于输入侧的自激式DC‑DC变换器，包括一个自激单元和一个续流单元，或者一个自激单元、电感L1和电容Co。它的交错并联形式，包括一个自激单元和n个续流单元，或者一个自激单元、电感L1_1至电感Ln_1和电容Co。本发明专利技术可构成的开关位于输入侧的自激式DC‑DC变换器及其交错并联形式多样(包括Buck‑Boost变换器、Zeta变换器、Flyback变换器、Buck变换器等)，可满足多样化的功率变换需求，同时还具有如下优点：易于起振，对参与自激的元器件要求低；易于扩展，增加容量。

Self-Excited DC-DC Converters with Switches on the Input Side and Their Interleaved Parallel Connections

A self-excited DC DC converter with a switch on the input side and its interleaving and parallel connection form. A self-excited DC_DC converter with a switch on the input side includes a self-excited unit and a continuous current unit, or a self-excited unit, inductor L1 and capacitor Co. Its interleaved parallel form includes a self-excitation unit and n continuous current units, or a self-excitation unit, inductance L1 to inductance Ln1 and capacitance Co. The self-excited DC DC converter and its interleaving and parallel connection forms, which can be composed of switches on the input side, are various (including Buck Boost converter, Zeta converter, Flyback converter, Buck converter, etc.), and can satisfy various power conversion requirements. At the same time, the self-excited DC DC converter has the following advantages: easy to start, low requirements for components participating in self-excitation, easy to expand and increase capacity.

【技术实现步骤摘要】
开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器及其交错并联形式
本专利技术涉及开关位于输入侧的DC-DC变换器及其交错并联形式，适合小功率的工作场合，适用的领域如：能量收集、LED驱动、辅助电源等。
技术介绍
常见的开关位于输入侧的DC-DC变换器包括：Buck-Boost变换器、Zeta变换器、Flyback变换器、Buck变换器等。与他激式DC-DC变换器相比，自激式DC-DC变换器具有性能价格比的优势。如图1所示，一种现有的自激式Buck-Boost变换器由电阻R1至R3、PNP型BJT管Q1和Q2、电感L、二极管D和电容Co组成。该变换器电路结构简单，但是整个变换器能否顺利起振与R2和R3的取值直接相关。当R2和R3设计不当时，将造成整个变换器无法顺利起振进而无法正常工作的后果。和单一的DC-DC变换器相比，交错并联的DC-DC变换器具有容量大、输入电流和输出电流纹波均小的优点。开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器的交错并联形式集中了交错并联的DC-DC变换器和自激式DC-DC变换器的诸多优点，可令开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器的性能获得进一步提升。
技术实现思路
为了克服现有自激式Buck-Boost变换器的起振问题，本专利技术提供一种开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器及其交错并联形式，它们不但起振容易，而且形式多样——可形成Buck-Boost变换器、Zeta变换器、Flyback变换器、Buck变换器等。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器，包括一个自激单元和一个续流单元，所述自激单元包括电阻Rs2至电阻Rs3、电阻Rp2、电容Cs1、电容Cp1、二极管Ds1、二极管Dp1、电感L1、PNP型BJT管Qs1和PNP型BJT管Qp1，所述续流单元具有端口c_1、端口c_2、端口c_3和端口c_4，所述续流单元的作用是当PNP型BJT管Qp1截止时为电感L1提供电流通路；所述PNP型BJT管Qs1的发射极同时与直流电源Vi的正端、二极管Ds1的阴极、二极管Dp1的阴极和PNP型BJT管Qp1的发射极相连，PNP型BJT管Qs1的基极同时与二极管Ds1的阳极和电阻Rs2的一端相连，PNP型BJT管Qs1的集电极同时与电阻Rs3的一端和电容Cs1的一端相连，PNP型BJT管Qp1的基极同时与二极管Dp1的阳极和电阻Rp2的一端相连，电阻Rp2的另一端与电容Cs1的另一端相连，PNP型BJT管Qp1的集电极同时与所述续流单元的端口c_1、电感L1的一端和电容Cp1的一端相连，电容Cp1的另一端与电阻Rs2的另一端相连，所述续流单元的端口c_3与负载Z的一端相连，负载Z的另一端与所述续流单元的端口c_4相连，所述续流单元的端口c_2同时与电感L1的另一端、电阻Rs3的另一端和直流电源Vi的负端相连；所述自激单元还包括电阻Rs1和电阻Rp1，当电阻Rs1和电阻Rp1作为启动电阻时，电阻Rs1的一端与PNP型BJT管Qs1的基极相连，电阻Rp1的一端与PNP型BJT管Qp1的基极相连；当电阻Rs1和电阻Rp1作为限压电阻时，电阻Rs1的一端与电容Cs1的另一端相连，电阻Rp1的一端与电容Cp1的另一端相连。进一步，所述电阻Rs1的另一端与PNP型BJT管Qs1的集电极相连，电阻Rp1的另一端与PNP型BJT管Qp1的集电极相连；或者，所述电阻Rs1的另一端和电阻Rp1的另一端均连接至直流电源Vi的负端；再或者，所述电阻Rs1的另一端和电阻Rp1的另一端均连接至负载Z的一端。更进一步，所述续流单元的端口c_2和端口c_4相连。关于所述续流单元的第一种优选方案，所述续流单元包括二极管Da1和电容Cao，所述二极管Da1的阴极与所述续流单元的端口c_1相连，二极管Da1的阳极同时与所述电容Cao的一端和所述续流单元的端口c_3相连，电容Cao的另一端同时与所述续流单元的端口c_2和端口c_4相连。当采用上述续流单元的第一种优选方案时，所述开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器将成为一个自激式的Buck-Boost变换器。关于所述续流单元的第二种优选方案，所述续流单元包括电容Cb1、电容Cbo、二极管Db1、二极管Db2和电感Lb1，所述电容Cb1的一端与所述续流单元的端口c_1相连，电容Cb1的另一端同时与二极管Db1的阴极和二极管Db2的阳极相连，二极管Db2的阴极与电感Lb1的一端相连，电感Lb1的另一端与所述续流单元的端口c_3和电容Cbo的一端相连，电容Cbo的另一端同时与二极管Db1的阳极以及所述续流单元的端口c_2和端口c_4相连。当采用上述续流单元的第二种优选方案时，所述开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器将成为一个自激式的Zetat变换器。关于所述续流单元的第三种优选方案，所述续流单元包括电感Lc1、二极管Dc1和电容Cco，所述电感Lc1的一端与二极管Dc1的阳极相连，二极管Dc1的阴极同时与电容Cco的一端和所述续流单元的端口c_3相连，电容Cco的另一端同时与电感Lc1的另一端和所述续流单元的端口c_4相连，电感Lc1和电感L1呈耦合关系，电感Lc1的另一端和电感L1的一端是同名端。当采用上述续流单元的第三种优选方案时，所述开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器将成为一个自激式的Flyback变换器。一种开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器，包括一个自激单元、电感L1和电容Co，所述自激单元包括电阻Rs2至电阻Rs3、电阻Rp2、电容Cs1、电容Cp1、二极管Ds1、二极管Dp1、二极管D1、PNP型BJT管Qs1和PNP型BJT管Qp1；所述PNP型BJT管Qs1的发射极同时与直流电源Vi的正端、二极管Ds1的阴极、二极管Dp1的阴极和PNP型BJT管Qp1的发射极相连，PNP型BJT管Qs1的基极同时与二极管Ds1的阳极和电阻Rs2的一端相连，PNP型BJT管Qs1的集电极同时与电阻Rs3的一端和电容Cs1的一端相连，PNP型BJT管Qp1的基极同时与二极管Dp1的阳极和电阻Rp2的一端相连，电阻Rp2的另一端与电容Cs1的另一端相连，PNP型BJT管Qp1的集电极同时与二极管D1的阴极、电感L1的一端和电容Cp1的一端相连，电容Cp1的另一端同时与电阻Rs2的另一端相连，电感L1的另一端同时与电容Co的一端和负载Z的一端相连，负载Z的另一端同时与电容Co的另一端、二极管D1的阳极、电阻Rs3的另一端和直流电源Vi的负端相连；所述自激单元还包括电阻Rs1和电阻Rp1，当电阻Rs1和电阻Rp1作为启动电阻时，电阻Rs1的一端与PNP型BJT管Qs1的基极相连，电阻Rp1的一端与PNP型BJT管Qp1的基极相连；当电阻Rs1和电阻Rp1作为限压电阻时，电阻Rs1的一端与电容Cs1的另一端相连，电阻Rp1的一端与电容Cp1的另一端相连。进一步，所述电阻Rs1的另一端与PNP型BJT管Qs1的集电极相连，电阻Rp1的另一端与PNP型BJT管Qp1的集电极相连；或者，所述电阻Rs1的另一端和电阻Rp1的另一端均连接至直流电源Vi的负端；再或者，所述电阻Rs1的另一端和电阻Rp1的另一端均连接至电容Co的一端。更进一步，在所述开关位于输入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开关位于输入侧的自激式DC‑DC变换器，其特征在于：所述开关位于输入侧的自激式DC‑DC变换器包括一个自激单元和一个续流单元，所述自激单元包括电阻Rs2至电阻Rs3、电阻Rp2、电容Cs1、电容Cp1、二极管Ds1、二极管Dp1、电感L1、PNP型BJT管Qs1和PNP型BJT管Qp1，所述续流单元具有端口c_1、端口c_2、端口c_3和端口c_4，所述续流单元的作用是当PNP型BJT管Qp1截止时为电感L1提供电流通路；所述PNP型BJT管Qs1的发射极同时与直流电源Vi的正端、二极管Ds1的阴极、二极管Dp1的阴极和PNP型BJT管Qp1的发射极相连，PNP型BJT管Qs1的基极同时与二极管Ds1的阳极和电阻Rs2的一端相连，PNP型BJT管Qs1的集电极同时与电阻Rs3的一端和电容Cs1的一端相连，PNP型BJT管Qp1的基极同时与二极管Dp1的阳极和电阻Rp2的一端相连，电阻Rp2的另一端与电容Cs1的另一端相连，PNP型BJT管Qp1的集电极同时与所述续流单元的端口c_1、电感L1的一端和电容Cp1的一端相连，电容Cp1的另一端与电阻Rs2的另一端相连，所述续流单元的端口c_3与负载Z的一端相连，负载Z的另一端与所述续流单元的端口c_4相连，所述续流单元的端口c_2同时与电感L1的另一端、电阻Rs3的另一端和直流电源Vi的负端相连；所述自激单元还包括电阻Rs1和电阻Rp1，当电阻Rs1和电阻Rp1作为启动电阻时，电阻Rs1的一端与PNP型BJT管Qs1的基极相连，电阻Rp1的一端与PNP型BJT管Qp1的基极相连；当电阻Rs1和电阻Rp1作为限压电阻时，电阻Rs1的一端与电容Cs1的另一端相连，电阻Rp1的一端与电容Cp1的另一端相连。...

【技术特征摘要】
2018.04.02 CN 2018102810213;2018.04.02 CN 201810281.一种开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器，其特征在于：所述开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器包括一个自激单元和一个续流单元，所述自激单元包括电阻Rs2至电阻Rs3、电阻Rp2、电容Cs1、电容Cp1、二极管Ds1、二极管Dp1、电感L1、PNP型BJT管Qs1和PNP型BJT管Qp1，所述续流单元具有端口c_1、端口c_2、端口c_3和端口c_4，所述续流单元的作用是当PNP型BJT管Qp1截止时为电感L1提供电流通路；所述PNP型BJT管Qs1的发射极同时与直流电源Vi的正端、二极管Ds1的阴极、二极管Dp1的阴极和PNP型BJT管Qp1的发射极相连，PNP型BJT管Qs1的基极同时与二极管Ds1的阳极和电阻Rs2的一端相连，PNP型BJT管Qs1的集电极同时与电阻Rs3的一端和电容Cs1的一端相连，PNP型BJT管Qp1的基极同时与二极管Dp1的阳极和电阻Rp2的一端相连，电阻Rp2的另一端与电容Cs1的另一端相连，PNP型BJT管Qp1的集电极同时与所述续流单元的端口c_1、电感L1的一端和电容Cp1的一端相连，电容Cp1的另一端与电阻Rs2的另一端相连，所述续流单元的端口c_3与负载Z的一端相连，负载Z的另一端与所述续流单元的端口c_4相连，所述续流单元的端口c_2同时与电感L1的另一端、电阻Rs3的另一端和直流电源Vi的负端相连；所述自激单元还包括电阻Rs1和电阻Rp1，当电阻Rs1和电阻Rp1作为启动电阻时，电阻Rs1的一端与PNP型BJT管Qs1的基极相连，电阻Rp1的一端与PNP型BJT管Qp1的基极相连；当电阻Rs1和电阻Rp1作为限压电阻时，电阻Rs1的一端与电容Cs1的另一端相连，电阻Rp1的一端与电容Cp1的另一端相连。2.如权利要求1所述的开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器，其特征在于：所述续流单元包括二极管Da1和电容Cao，所述二极管Da1的阴极与所述续流单元的端口c_1相连，二极管Da1的阳极同时与所述电容Cao的一端和所述续流单元的端口c_3相连，电容Cao的另一端同时与所述续流单元的端口c_2和端口c_4相连；或者，所述续流单元包括电容Cb1、电容Cbo、二极管Db1、二极管Db2和电感Lb1，所述电容Cb1的一端与所述续流单元的端口c_1相连，电容Cb1的另一端同时与二极管Db1的阴极和二极管Db2的阳极相连，二极管Db2的阴极与电感Lb1的一端相连，电感Lb1的另一端与所述续流单元的端口c_3和电容Cbo的一端相连，电容Cbo的另一端同时与二极管Db1的阳极以及所述续流单元的端口c_2和端口c_4相连；或者，所述续流单元包括电感Lc1、二极管Dc1和电容Cco，所述电感Lc1的一端与二极管Dc1的阳极相连，二极管Dc1的阴极同时与电容Cco的一端和所述续流单元的端口c_3相连，电容Cco的另一端同时与电感Lc1的另一端和所述续流单元的端口c_4相连，电感Lc1和电感L1呈耦合关系，电感Lc1的另一端和电感L1的一端是同名端。3.一种开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器，其特征在于：所述开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器包括一个自激单元、电感L1和电容Co，所述自激单元包括电阻Rs2至电阻Rs3、电阻Rp2、电容Cs1、电容Cp1、二极管Ds1、二极管Dp1、二极管D1、PNP型BJT管Qs1和PNP型BJT管Qp1；所述PNP型BJT管Qs1的发射极同时与直流电源Vi的正端、二极管Ds1的阴极、二极管Dp1的阴极和PNP型BJT管Qp1的发射极相连，PNP型BJT管Qs1的基极同时与二极管Ds1的阳极和电阻Rs2的一端相连，PNP型BJT管Qs1的集电极同时与电阻Rs3的一端和电容Cs1的一端相连，PNP型BJT管Qp1的基极同时与二极管Dp1的阳极和电阻Rp2的一端相连，电阻Rp2的另一端与电容Cs1的另一端相连，PNP型BJT管Qp1的集电极同时与二极管D1的阴极、电感L1的一端和电容Cp1的一端相连，电容Cp1的另一端同时与电阻Rs2的另一端相连，电感L1的另一端同时与电容Co的一端和负载Z的一端相连，负载Z的另一端同时与电容Co的另一端、二极管D1的阳极、电阻Rs3的另一端和直流电源Vi的负端相连；所述自激单元还包括电阻Rs1和电阻Rp1，当电阻Rs1和电阻Rp1作为启动电阻时，电阻Rs1的一端与PNP型BJT管Qs1的基极相连，电阻Rp1的一端与PNP型BJT管Qp1的基极相连；当电阻Rs1和电阻Rp1作为限压电阻时，电阻Rs1的一端与电容Cs1的另一端相连，电阻Rp1的一端与电容Cp1的另一端相连。4.如权利要求3所述的开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器，其特征在于：在所述开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器中插入和电感L1耦合的电感L2，电感L2的一端与电感L1的一端是同名端，PNP型BJT管Qp1的集电极和电容Cp1的一端都连接至电感L2的一端，二极管D1的阴极和电感L1的一端都连接至电感L2的另一端。5.如权利要求1～4之一所述的开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器，其特征在于：所述电阻Rs1的另一端与PNP型BJT管Qs1的集电极相连，电阻Rp1的另一端与PNP型BJT管Qp1的集电极相连；或者，所述电阻Rs1的另一端和电阻Rp1的另一端均连接至直流电源Vi的负端；再或者，所述电阻Rs1的另一端和电阻Rp1的另一端均连接至负载Z的一端或者电容Co的一端。6.一种开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器的交错并联形式，其特征在于：所述开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器的交错并联形式包括一个自激单元和n个续流单元，即续流单元1至续流单元n，所述自激单元包括电阻Rp1_2至电阻Rpn_2、电容Cp1_1至电容C...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈怡，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33