[发明专利]自激式交错并联Buck变换器

说明书

一种自激式交错并联Buck变换器，包括一个自激单元、电感L1_1至电感Ln_1和电容Co，所述自激单元包括电阻Rp1_1至电阻Rpn_1、电阻Rp1_2至电阻Rpn_2、电容Cp1_1至电容Cpn_1、二极管Dp1_1至二极管Dpn_1、二极管D1_1至二极管Dn_1、PNP型BJT管Qp1_1至PNP型BJT管Qpn_1。其中，Rp1_1至Rpn_1是启动电阻。本发明采用多通道“互锁”自激单元构成自激式Buck变换器的交错并联形式，具有易于扩容和起振但又不易停振的特点，适用于高电压输入低电压输出的工作场合。

技术领域

本发明涉及降压型DC-DC变换器的并联形式，适用高电压输入低电压输出的工作场合，适用的领域如：能量收集、LED驱动、辅助电源等。

背景技术

和单一的Buck变换器相比，交错并联的Buck变换器具有容量大、输入电流和输出电流纹波均小的优点。和他激式Buck变换器相比，自激式Buck变换器具有易于启动、性价比高等优点。而交错并联的自激式Buck变换器则集中了交错并联的Buck变换器和自激式Buck变换器的诸多优点，可令Buck变换器的性能获得进一步提升。

发明内容

为了克服现有Buck变换器的性能较低的不足，本发明提供一种自激式交错并联Buck变换器，目标是综合实现交错并联的Buck变换器和自激式Buck变换器的诸多优点——易于扩展容量、起振容易、在缺省控制环路的情况下可自主工作。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种自激式交错并联Buck变换器，包括一个自激单元、电感L1_1至电感Ln_1和电容Co，所述自激单元包括电阻Rp1_1至电阻Rpn_1、电阻Rp1_2至电阻Rpn_2、电容Cp1_1至电容Cpn_1、二极管Dp1_1至二极管Dpn_1、二极管D1_1至二极管Dn_1、PNP型BJT管Qp1_1至PNP型BJT管Qpn_1；

所述PNP型BJT管Qpj_1的发射极同时与直流电源Vi的正端和二极管Dpj_1的阴极相连，PNP型BJT管Qpj_1的基极同时与二极管Dpj_1的阳极、电阻Rpj_2的一端和电阻Rpj_1的一端相连，PNP型BJT管Qpj_1的集电极同时与电容Cpj_1的一端、二极管Dj_1的阴极和电感Lj_1的一端相连，电感Lj_1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Dj_1的阳极和直流电源Vi的负端相连，j的取值范围是1至n；

电阻Rp1_2的另一端与电容Cp2_1的另一端相连，以此类推，电阻Rpn-1_2的另一端与电容Cpn_1的另一端相连，电阻Rpn_2的另一端与电容Cp1_1的另一端相连；

电阻Rpj_1的另一端与PNP型BJT管Qpj_1的集电极相连，或者是：所述电阻Rpj_1的另一端连接至直流电源Vi的负端；再或者是：所述电阻Rpj_1的另一端连接至电容Co的一端，j的取值范围是1至n。

进一步，在所述自激式交错并联Buck变换器中插入和电感Lj_1耦合的电感Lj_2，电感Lj_2的一端与电感Lj_1的一端是同名端；按照该方案，可以选择的改接方案为：PNP型BJT管Qpj_1的集电极和电容Cpj_1的一端都改接至电感Lj_2的一端，二极管Dj_1的阴极和电感Lj_1的一端都改接至电感Lj_2的另一端，j的取值范围是1至n。该方案可以实现高降压比。

本发明的技术构思为：先构建具有“互锁”功能的多通道(n>1)自激单元，再采用自激单元构成自激式Buck变换器的交错并联形式，使其具有结构简单、易于启动等特点。

本发明的有益效果主要表现在：通过构建易于起振但又不易停振的多通道“互锁”自激单元，可令自激式交错并联Buck变换器易于扩展，增加容量；易于起振，对参与自激的元器件要求低；也不易停振，在缺省控制环路的情况下仍可自主工作。

附图说明