电感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

一种电感位于输入侧的自激式DC‑DC变换器，包括自激单元和续流模块，它的交错并联形式，包括自激单元和续流模块c1至续流模块cn。本实用新型专利技术可构成的电感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Boost变换器、Cuk变换器、Sepic变换器、Flyback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；无需类似同步发生器的部件。

【技术实现步骤摘要】
电感位于输入侧的自激式DC-DC变换器及其交错并联形式
本技术涉及电感位于输入侧的DC-DC变换器及其交错并联形式，尤其适合低电压输入的工作场合，如：能量收集、LED驱动、辅助电源等。
技术介绍
常见的电感位于输入侧的DC-DC变换器包括Boost变换器、Cuk变换器、Sepic变换器和Flyback变换器。如图1所示，一种常见的适合低电压输入工作场合的自激式Boost变换器由电阻R1至R3、NPN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。而且，当上述常见的电感位于输入侧的DC-DC变换器以交错并联的方式工作时，即可以实现扩容，又可以减小输入电流的纹波。现有的交错并联方案，大多需要类似同步发生器的部件将多个独立的电感位于输入侧的DC-DC变换器联合协同工作起来。但是，当同步发生器发生故障时，诸多独立的电感位于输入侧的DC-DC变换器将很难维持原有有序的协同工作方式。
技术实现思路
为了克服现有自激式Boost变换器的起振对个别元器件存在过渡依赖的问题以及克服现有电感位于输入侧的自激式交错并联DC-DC变换器需要类似同步发生器部件的不足，本技术提供一种电感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Boost变换器、Cuk变换器、Sepic变换器、Flyback变换器等，还可以无需类似同步发生器的部件就能以交错并联的方式工作。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电感位于输入侧的自激式DC-DC变换器，包括自激单元和续流模块，所述自激单元包括电阻Rs_1、电阻Rs_3、电阻Rp_2、电感Lp_1、电容Cs_1、电容Cp_1、NPN型BJT管Qs_1、NPN型BJT管Qp_1、二极管Ds_1和二极管Dp_1，所述续流模块包括端口c_1、端口c_2、端口c_3和端口c_4，其作用是当NPN型BJT管Qp_1截止时为电感Lp_1提供电流通道；所述电阻Rs_1的一端同时与电源Vi的正端和电感Lp_1的一端相连，电阻Rs_1的另一端同时与电容Cs_1的一端和NPN型BJT管Qs_1的集电极相连，NPN型BJT管Qs_1的基极同时与电阻Rs_3的一端和二极管Ds_1的阴极相连，电感Lp_1的另一端同时与电容Cp_1的一端、NPN型BJT管Qp_1的集电极和续流模块的端口c_1相连，电容Cp_1的另一端与电阻Rs_3的另一端相连，NPN型BJT管Qp_1的基极同时与电阻Rp_2的一端和二极管Dp_1的阴极相连，电阻Rp_2的另一端与电容Cs_1的另一端相连，续流模块的端口c_2与负载Z的一端相连，续流模块的端口c_4与负载Z的另一端相连，续流模块的端口c_3同时与电源Vi的负端、NPN型BJT管Qs_1的发射极、二极管Ds_1的阳极、NPN型BJT管Qp_1的发射极和二极管Dp_1的阳极相连；所述自激单元还包括电阻Rs_2和电阻Rp_1，当电阻Rs_2和电阻Rp_1作为启动电阻时，电阻Rs_2的一端与NPN型BJT管Qs_1的基极相连，电阻Rp_1的一端与NPN型BJT管Qp_1的基极相连；当电阻Rs_2和电阻Rp_1作为限压电阻时，电阻Rs_2的一端与电容Cs_1的另一端相连，电阻Rp_1的一端与电容Cp_1的另一端相连。进一步，电阻Rs_2的另一端与电阻Rs_1的另一端连接，电阻Rp_1的另一端与电感Lp_1的另一端连接；或者，电阻Rs_2的另一端和电阻Rp_1的另一端均连接至电源Vi的正端；再或者，电阻Rs_2的另一端和电阻Rp_1的另一端均连接至负载Z的一端。更进一步，所述续流模块的端口c_3和端口c_4相连。作为续流模块的优选方案一：所述续流模块包括二极管Dc_a1和电容Cc_a1，二极管Dc_a1的阳极与续流模块的端口c_1相连，二极管Dc_a1的阴极同时与电容Cc_a1的一端和续流模块的端口c_2相连，电容Cc_a1的另一端同时与续流模块的端口c_3和端口c_4相连。所述续流模块令所述电感位于输入侧的自激式DC-DC变换器具有升压功能。作为续流模块的优选方案二：所述续流模块包括电容Cc_b1、电容Cc_b2、电感Lc_b1、二极管Dc_b1和二极管Dc_b2，电容Cc_b1的一端与续流模块的端口c_1相连，电容Cc_b1的另一端同时与二极管Dc_b1的阳极和电感Lc_b1的一端相连，电感Lc_b1的另一端与二极管Dc_b2的阴极相连，二极管Dc_b2的阳极同时与电容Cc_b2的一端和续流模块的端口c_2相连，电容Cc_b2的另一端同时与续流模块的端口c_3和端口c_4以及二极管Dc_b1的阴极相连。所述续流模块令所述电感位于输入侧的自激式DC-DC变换器具有极性反转的升降压功能。作为续流模块的优选方案三：所述续流模块包括电容Cc_c1、电容Cc_c2、电感Lc_c1、二极管Dc_c1和二极管Dc_c2，电容Cc_c1的一端与续流模块的端口c_1相连，电容Cc_c1的另一端同时与二极管Dc_c2的阳极和电感Lc_c1的一端相连，二极管Dc_c2的阴极同时与电容Cc_c2的一端和续流模块的端口c_2相连，电感Lc_c1的另一端与二极管Dc_c1的阴极相连，二极管Dc_c1的阳极同时与续流模块的端口c_3和端口c_4以及电容Cc_c2的另一端相连。所述续流模块令所述电感位于输入侧的自激式DC-DC变换器具有升降压功能。作为续流模块的优选方案四：所述续流模块包括电感Lc_d1、二极管Dc_d1和电容Cc_d1，电感Lc_d1的一端与二极管Dc_d1的阳极相连，二极管Dc_d1的阴极同时与电容Cc_d1的一端和续流模块的端口c_2相连，电容Cc_d1的另一端同时与电感Lc_d1的另一端和续流模块的端口c_4相连，电感Lc_d1和电感Lp_1存在耦合关系，电感Lc_d1的另一端与所述电感Lp_1的一端是同名端。所述续流模块令所述电感位于输入侧的自激式DC-DC变换器具有电气隔离的升降压功能。一种电感位于输入侧的自激式DC-DC变换器的交错并联形式，包括自激单元和续流模块c1至续流模块cn，所述自激单元包括电感Lp1_1至电感Lpn_1、电阻Rp1_2至电阻Rpn_2、电容Cp1_1至电容Cpn_1、NPN型BJT管Qp1_1至NPN型BJT管Qpn_1和二极管Dp1_1至二极管Dpn_1，所述续流模块cj具有端口cj_1、端口cj_2、端口cj_3和端口cj_4，j的取值范围为1至n，所述续流模块cj的作用是当NPN型BJT管Qpj_1截止时为电感Lpj_1提供电流通道；所述电感Lpj_1的一端与电源Vi的正端相连，电感Lpj_1的另一端同时与电容Cpj_1的一端、NPN型BJT管Qpj_1的集电极和续流模块cj的端口cj_1相连，NPN型BJT管Qpj_1的基极同时与电阻Rpj_2的一端和二极管Dpj_1的阴极相连，NPN型BJT管Qpj_1的发射极同时与二极管Dpj_1的阳极、续流模块cj的端口cj_3和电源Vi的负端相连，续流模块cj的端口cj_2与负载Z的一端相连，续流模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电感位于输入侧的自激式DC‑DC变换器，其特征在于：所述电感位于输入侧的自激式DC‑DC变换器包括自激单元和续流模块，所述自激单元包括电阻Rs_1、电阻Rs_3、电阻Rp_2、电感Lp_1、电容Cs_1、电容Cp_1、NPN型BJT管Qs_1、NPN型BJT管Qp_1、二极管Ds_1和二极管Dp_1，所述续流模块包括端口c_1、端口c_2、端口c_3和端口c_4，其作用是当NPN型BJT管Qp_1截止时为电感Lp_1提供电流通道；所述电阻Rs_1的一端同时与电源Vi的正端和电感Lp_1的一端相连，电阻Rs_1的另一端同时与电容Cs_1的一端和NPN型BJT管Qs_1的集电极相连，NPN型BJT管Qs_1的基极同时与电阻Rs_3的一端和二极管Ds_1的阴极相连，电感Lp_1的另一端同时与电容Cp_1的一端、NPN型BJT管Qp_1的集电极和续流模块的端口c_1相连，电容Cp_1的另一端与电阻Rs_3的另一端相连，NPN型BJT管Qp_1的基极同时与电阻Rp_2的一端和二极管Dp_1的阴极相连，电阻Rp_2的另一端与电容Cs_1的另一端相连，续流模块的端口c_2与负载Z的一端相连，续流模块的端口c_4与负载Z的另一端相连，续流模块的端口c_3同时与电源Vi的负端、NPN型BJT管Qs_1的发射极、二极管Ds_1的阳极、NPN型BJT管Qp_1的发射极和二极管Dp_1的阳极相连；所述自激单元还包括电阻Rs_2和电阻Rp_1，当电阻Rs_2和电阻Rp_1作为启动电阻时，电阻Rs_2的一端与NPN型BJT管Qs_1的基极相连，电阻Rp_1的一端与NPN型BJT管Qp_1的基极相连；当电阻Rs_2和电阻Rp_1作为限压电阻时，电阻Rs_2的一端与电容Cs_1的另一端相连，电阻Rp_1的一端与电容Cp_1的另一端相连。...

【技术特征摘要】
2018.04.02 CN 2018204493016;2018.04.02 CN 201820441.一种电感位于输入侧的自激式DC-DC变换器，其特征在于：所述电感位于输入侧的自激式DC-DC变换器包括自激单元和续流模块，所述自激单元包括电阻Rs_1、电阻Rs_3、电阻Rp_2、电感Lp_1、电容Cs_1、电容Cp_1、NPN型BJT管Qs_1、NPN型BJT管Qp_1、二极管Ds_1和二极管Dp_1，所述续流模块包括端口c_1、端口c_2、端口c_3和端口c_4，其作用是当NPN型BJT管Qp_1截止时为电感Lp_1提供电流通道；所述电阻Rs_1的一端同时与电源Vi的正端和电感Lp_1的一端相连，电阻Rs_1的另一端同时与电容Cs_1的一端和NPN型BJT管Qs_1的集电极相连，NPN型BJT管Qs_1的基极同时与电阻Rs_3的一端和二极管Ds_1的阴极相连，电感Lp_1的另一端同时与电容Cp_1的一端、NPN型BJT管Qp_1的集电极和续流模块的端口c_1相连，电容Cp_1的另一端与电阻Rs_3的另一端相连，NPN型BJT管Qp_1的基极同时与电阻Rp_2的一端和二极管Dp_1的阴极相连，电阻Rp_2的另一端与电容Cs_1的另一端相连，续流模块的端口c_2与负载Z的一端相连，续流模块的端口c_4与负载Z的另一端相连，续流模块的端口c_3同时与电源Vi的负端、NPN型BJT管Qs_1的发射极、二极管Ds_1的阳极、NPN型BJT管Qp_1的发射极和二极管Dp_1的阳极相连；所述自激单元还包括电阻Rs_2和电阻Rp_1，当电阻Rs_2和电阻Rp_1作为启动电阻时，电阻Rs_2的一端与NPN型BJT管Qs_1的基极相连，电阻Rp_1的一端与NPN型BJT管Qp_1的基极相连；当电阻Rs_2和电阻Rp_1作为限压电阻时，电阻Rs_2的一端与电容Cs_1的另一端相连，电阻Rp_1的一端与电容Cp_1的另一端相连。2.如权利要求1所述的电感位于输入侧的自激式DC-DC变换器，其特征在于：所述电阻Rs_2的另一端与电阻Rs_1的另一端连接，电阻Rp_1的另一端与电感Lp_1的另一端连接；或者，电阻Rs_2的另一端和电阻Rp_1的另一端均连接至电源Vi的正端；再或者，电阻Rs_2的另一端和电阻Rp_1的另一端均连接至负载Z的一端。3.如权利要求1所述的电感位于输入侧的自激式DC-DC变换器，其特征在于：所述续流模块的端口c_3和端口c_4相连。4.如权利要求1～3之一所述的电感位于输入侧的自激式DC-DC变换器，其特征在于：所述续流模块包括二极管Dc_a1和电容Cc_a1，二极管Dc_a1的阳极与续流模块的端口c_1相连，二极管Dc_a1的阴极同时与电容Cc_a1的一端和续流模块的端口c_2相连，电容Cc_a1的另一端同时与续流模块的端口c_3和端口c_4相连；或者，所述续流模块包括电容Cc_b1、电容Cc_b2、电感Lc_b1、二极管Dc_b1和二极管Dc_b2，电容Cc_b1的一端与续流模块的端口c_1相连，电容Cc_b1的另一端同时与二极管Dc_b1的阳极和电感Lc_b1的一端相连，电感Lc_b1的另一端与二极管Dc_b2的阴极相连，二极管Dc_b2的阳极同时与电容Cc_b2的一端和续流模块的端口c_2相连，电容Cc_b2的另一端同时与续流模块的端口c_3和端口c_4以及二极管Dc_b1的阴极相连；或者，所述续流模块包括电容Cc_c1、电容Cc_c2、电感Lc_c1、二极管Dc_c1和二极管Dc_c2，电容Cc_c1的一端与续流模块的端口c_1相连，电容Cc_c1的另一端同时与二极管Dc_c2的阳极和电感Lc_c1的一端相连，二极管Dc_c2的阴极同时与电容Cc_c2的一端和续流模块的端口c_2相连，电感Lc_c1的另一端与二极管Dc_c1的阴极相连，二极管Dc_c1的阳极同时与续流模块的端口c_3和端口c_4以及电容Cc_c2的另一端相连；或者，所述续流模块包括电感Lc_d1、二极管Dc_d1和电容Cc_d1，电感Lc_d1的一端与二极管Dc_d1的阳极相连，二极管Dc_d1的阴极同时与电容Cc_d1的一端和续流模块的端口c_2相连，电容Cc_d1的另一端同时与电感Lc_d1的另一端和续流模块的端口c_4相连，电感Lc_d1和电感Lp_1存在耦合关系，电感Lc_d1的另一端与所述电感Lp_1的一端是同名端。5.一种电感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：所述电感位于输入侧的自激式DC-DC变换器的交错并联形式包括自激单元和续流模块c1至续流模块cn，所述自激单元包括电感Lp1_1至电感Lpn_1、电阻Rp1_2至电阻Rpn_2、电容Cp1_1至电容Cpn_1、NPN型BJT管Qp1_1至NPN型BJT管Qpn_1和二极管Dp1_1至二极管Dpn_1，所述续流模块cj具有端口cj_1、端口cj_2、端口cj_3和端口cj_4，j的取值范围为1至n，所述续流模块cj的作用是当NPN型BJT管Qpj_1截止时为电感Lpj_1提供电流通道；所述电感Lpj_1的一端与电源Vi的正端相连，电感Lpj_1的另一端同时与电容Cpj_1的一端、NPN型BJT管Qpj_1的集电极和续流模块cj的端口cj_1相连，NPN型BJT管Qpj_1的基极同时与电阻Rpj_2的一端和二...

【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：新型
国别省市：浙江,33