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

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。本实用新型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 converter with switch at input side and its interleaving and parallel connection

【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 2018204492297;2018.04.02 CN 201820441.一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：新型
国别省市：浙江,33