[发明专利]输入自适应自激式Buck-boost变换器

说明书

技术领域

本发明涉及自激式直流-直流变换器技术领域，尤其涉及一种输入自适应自激式Buck-boost变换器。

背景技术

中国专利ZL申请201210153796.5公开了一种“主开关管驱动损耗小的BJT型自激式Buck-boost变换器”，如图1所示，它包括由输入电容Ci、PNP型BJT管Q1、二极管D、电感L和电容Co组成的主回路以及由电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、NPN型BJT管Q2和PNP型BJT管Q3组成的主开关管Q1的驱动单元，还包括由电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C2、二极管D1和NPN型BJT管Q4组成的电流反馈支路。该种Buck-boost变换器具有反极性的升降压电压变换功能，电路结构简单、元器件数目少，不需要耦合电感参与电路的自激工作，又弥补了电压变换功能单一的不足。但是，上述Buck-boost变换器的电流反馈支路采用电阻R7直接检测负载电流，不但损耗较大，而且对主回路中重要器件Q1的工作电流无限制保护能力；同时，主回路采用二极管D用于续流，续流导通损耗较大，从而变换器的总损耗高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有自激式Buck-boost变换器在电流检测损耗、重要器件限流保护能力、续流导通损耗等方面的不足，提供了一种具有输入自适应的限流保护能力、电流检测损耗较小和续流导通损耗较小的输入自适应自激式Buck-boost变换器。

为解决上述问题，本发明的技术方案是：

一种输入自适应自激式Buck-boost变换器，所述Buck-boost变换器包括主回路和用于自适应限流保护的输入自适应控制电路，所述主回路包括输入电容Ci、电感L、PNP型BJT管Q2、输出电容Co、用于驱动PNP型BJT管Q2的驱动电路和用于降低续流导通损耗的续流子电路，所述驱动电路包括NPN型BJT管Q3、电阻R2、电阻R4、电阻R5和二极管D1，所述输入自适应控制电路包括NPN型BJT管Q1、二极管D2、电阻R1、电阻R3和电阻R6；

所述输入电容Ci并联在直流电压源Vi的两端，输出电容Co两端电压为直流输出电压Vo，直流电压源Vi的正端与PNP型BJT管Q2的发射极、电阻R1的一端以及电阻R2的一端相连，PNP型BJT管Q2的集电极与电感L的一端以及电阻R4的一端相连，直流输出电压Vo的正端与电感L的另一端、电阻R6的一端以及电阻R3的一端相连，电阻R6的另一端与电阻R5的一端、NPN型BJT管Q1的发射极以及直流电压源Vi的负端相连，NPN型BJT管Q1的基极与电阻R1的另一端以及电阻R3的另一端相连，NPN型BJT管Q1的集电极与二极管D2的阴极相连，二极管D2的阳极与二极管D1的阳极以及电阻R2的另一端以及NPN型BJT管Q3的基极相连，NPN型BJT管Q3的发射极与电阻R5的另一端相连，NPN型BJT管Q3的集电极与PNP型BJT管Q2的基极相连，二极管D1的阴极与电阻R4的另一端相连，续流子电路连接在PNP型BJT管Q2的集电极与直流输出电压Vo的负端之间。

优选地，所述电阻R1的阻值、电阻R2的阻值以及NPN型BJT管Q1的直流增益β1满足下列条件时，电感L的电流最大值iLm或PNP型BJT管Q2的集电极电流最大值ic2m根据直流电压源Vi的大小进行自适应调节；当(R1-β1R2)<0时，所述Buck-boost变换器具有输入自适应的负特性，电感L的电流最大值iLm或PNP型BJT管Q2的集电极电流最大值ic2m与直流电压源Vi成负线性关系；当(R1-β1R2)>0时，所述Buck-boost变换器具有输入自适应的正特性，电感L的电流最大值iLm或PNP型BJT管Q2的集电极电流最大值ic2m与直流电压源Vi成正线性关系；当(R1-β1R2)＝0时，所述Buck-boost变换器具有输入自适应的零特性，电感L的电流最大值iLm或PNP型BJT管Q2的集电极电流最大值ic2m与直流电压源Vi无关。

优选地，所述续流子电路包括PNP型BJT管Q5、NPN型BJT管Q4、电阻R7和电阻R9，PNP型BJT管Q2的集电极与NPN型BJT管Q4的发射极以及电阻R7的一端相连，NPN型BJT管Q4的集电极与直流输出电压Vo的负端相连，直流输出电压Vo的正端与PNP型BJT管Q5的发射极相连，NPN型BJT管Q4的基极与电阻R9的一端相连，电阻R9的另一端与PNP型BJT管Q5的集电极相连，PNP型BJT管Q5的基极与电阻R7的另一端相连。