[发明专利]主开关管驱动损耗小的BJT型自激式Cuk变换器

说明书

技术领域

本发明涉及自激式直流-直流（DC-DC）变换器，应用于开关稳压或稳流电源、高亮度LED驱动电路等，尤其是一种自激式Cuk变换器。

背景技术

与线性（稳压或稳流）调节器和他激式DC-DC变换器相比，自激式DC-DC变换器具有性价比高的显著优点。图1给出的是一种电路结构简单、元器件数目少的BJT（双极型晶体管）型自激式Cuk变换器，包括由输入电容Ci、电感L1、二极管D1、NPN型BJT管Q1、电容C、二极管D、电感L2和输出电容Co组成的Cuk变换器的主回路，输入电容Ci与直流电压源Vi并联，输出电容Co两端电压为直流输出电压Vo，负载Ro与输出电容Co并联，直流电压源Vi的负端与直流输出电压Vo的正端、NPN型BJT管Q1的发射极以及二极管D的阴极相连，直流电压源Vi的正端与电感L1的一端相连，电感L1的另一端与二极管D1的阳极相连，二极管D1的阴极与NPN型BJT管Q1的集电极以及电容C的一端相连，电容C的另一端与二极管D的阳极以及电感L2的一端相连，电感L2的另一端与输出电压Vo的负端相连。图1所示的BJT型自激式Cuk变换器还包括主开关管Q1的驱动单元，所述主开关管Q1的驱动单元由电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1和NPN型BJT管Q2组成，所述NPN型BJT管Q2的集电极和发射极分别与NPN型BJT管Q1的基极和发射极相连，NPN型BJT管Q1的基极还通过电阻R1接于直流电压源Vi的正端，电阻R3和电容C1组成并联支路，所述并联支路的一端与二极管D1的阳极相连，所述并联支路的另一端与NPN型BJT管Q2的基极以及电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端与NPN型BJT管Q2的发射极相连。图1所示的BJT型自激式Cuk变换器还包括电压反馈支路，所述电压反馈支路由电阻R4、电阻R5、稳压管Z1和NPN型BJT管Q3组成，所述稳压管Z1的阴极与直流电压源Vi的负端相连，稳压管Z1的阳极与电阻R5的一端以及NPN型BJT管Q3的基极相连，NPN型BJT管Q3的发射极与电阻R5的另一端、电容Co的一端以及直流输出电压Vo的负端相连，NPN型BJT管Q3的集电极通过电阻R4与NPN型BJT管Q1的基极相连。该电路的不足之处在于：由驱动电阻R1、NPN型BJT管Q2、电阻R2、电阻R3和电容C1组成的主开关管Q1的驱动单元，当主开关管Q1关断时仍有较大电流流过驱动电阻R1，导致Q1的驱动损耗较大，从而影响电路的效率，尤其是电路的轻载效率。

发明内容

为克服现有的BJT型自激式Cuk变换器主开关管驱动损耗较大的不足，本发明提供一种主开关管驱动损耗小的BJT型自激式Cuk变换器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种主开关管驱动损耗小的BJT型自激式Cuk变换器包括由输入电容Ci、电感L1、NPN型BJT管Q1、电容C、二极管D、电感L2、二极管D1和电容Co组成的Cuk变换器的主回路，输入电容Ci与直流电压源Vi并联，输出电容Co两端电压为直流输出电压Vo，负载Ro与输出电容Co并联，直流电压源Vi的正端与电感L1的一端相连，电感L1的另一端与NPN型BJT管Q1的集电极以及电容C的一端相连，NPN型BJT管Q1的发射极与直流电压源Vi的负端、二极管D的阴极以及直流输出电压Vo的正端相连，电容C的另一端与二极管D的阳极以及电感L2的一端相连，电感L2的另一端与二极管D1的阴极相连，二极管D1的阳极与输出电压Vo的负端相连；

所述主开关管驱动损耗小的BJT型自激式Cuk变换器还包括主开关管Q1的驱动单元，所述主开关管Q1的驱动单元由电阻R1、电阻R2、稳压管Z1和PNP型BJT管Q2组成，所述PNP型BJT管Q2的发射极与电阻R1的一端相连，电阻R1的另一端与电感L1的一端以及直流电压源Vi的正端相连，PNP型BJT管Q2的基极与稳压管Z1的阳极以及电阻R2的一端相连，稳压管Z1的阴极与电感L1的另一端以及电容C的一端相连，电阻R2的另一端与直流电压源Vi的负端相连，PNP型BJT管Q2的集电极与NPN型BJT管Q1的基极相连。为提高电路的动态性能，可在直流电压源Vi的正端和PNP型BJT管Q2的基极之间并联电容C1。