一种基于MOSFET的自激式Sepic变换器，包括由输入电容Ci、电感L1、N型MOSFET M1、电容C、电感L2、二极管D和电容Co组成的Sepic变换器主回路，该自激式Sepic变换器还包括辅助电源U1，采用的单MOSFET基本自激单元电路由N型MOSFET M1、二极管D1、二极管D2、电阻R1、电阻R2、电容C1、滞环比较器U3和驱动电路U2组成。本发明专利技术提供一种效率较高、适用功率范围较宽的基于MOSFET的自激式Sepic变换器。
【技术实现步骤摘要】
—种基于MOSFET的自激式Sep i c变换器本案是基于原案一专利技术名称为“基于MOSFET的自激式S印ic变换器”、申请日20111122、申请号为2011103746072的分案申请
本专利技术涉及自激式直流-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Sepic变换器。
技术介绍
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给出的是一种基于BJT (双极型晶体管)的自激式S印ic变换器，包括由输入电容C1、电感L1、二极管Dl、NPN型BJT Q1、电容C、电感L2、二极管D和输出电容Co组成的Sepic变换器主回路，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的负端、NPN型BJT Ql的发射极相连，直流电压源Vi的正端与电感LI的一端相连，电感LI的另一端与二极管Dl的阳极相连，二极管Dl的阴极与NPN型BJT Ql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的另一端与直流电压源Vi的负端相连，二级管D的阴极与输出电压No的正端相连。 图1所示基于BJT的自激式S印ic变换器还包括NPN型BJT Q2，NPN型BJT Q2的集电极和发射极分别与NPN型BJT Ql的基极和发射极相连，NPN型BJT Ql的基极还通过电阻Rl接于直流电压源Vi的正端，电阻R3和电容Cl组成并联支路，所述并联支路的一端与二极管Dl的阳极相连，所述并联支路的另一端与NPN型BJT 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 Q2的发射极相连。图1所示基于BJT的自激式S印ic变换器还包括电压反馈支路，稳压管Zl的阴极与直流输出电压Vo的正端相连，稳压管Zl的阳极与电阻R5的一端以及NPN型BJT Q3的基极相连，NPN型BJT Q3的集电极通过电阻R4与NPN型BJT Ql的基极相连，NPN型BJT Q3的发射极与电阻R5的另一端接于直流电压源Vi的负端。该电路的不足之处在于:主开关管Ql采用BJT，因BJT的工作特性导致电路效率不够高，比较适合小功率(数瓦级以下)的场合。
技术实现思路
为克服基于BJT的自激式S^ic变换器效率不够高以及仅仅适用于小功率的不足，本专利技术提供一种效率较高、适用功率范围较宽的基于MOSFET (金属氧化物半导体场效应晶体管)的自激式Sepic变换器。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是: 一种基于MOSFET的自激式S印ic变换器，包括由输入电容C1、电感L1、N型MOSFETMl、电容C、电感L2、二极管D和电容Co组成的S印ic变换器主回路，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LI的一端相连，电感LI的另一端与N型MOSFET Ml的漏极以及电容C的一端相连，N型MOSFET Ml的源极与电阻R3的一端相连，电阻R3的另一端与直流电压源Vi的负端以及直流输出电压Vo的负端相连，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的另一端与直流电压源Vi的负端相连，二极管D的阴极与输出电压Vo的正端相连； 所述基于MOSFET的自激式S印ic变换器还包括辅助电源Ul、驱动电路U2和滞环比较器U3 ;辅助电源Ul用于提供驱动电路U2和滞环比较器U3工作所需的直流电源电压，对直流输入电压Vi进行升压或降压的变换处理；驱动电路U2的输入端与滞环比较器U3的输出端连接，驱动电路U2的输出端与N型MOSFET Ml的门极相连，驱动电路U2为N型MOSFETMl的开通和关断提供驱动；滞环比较器U3的输入端与电容Cl、电阻Rl和电阻R2的一端相连，电容Cl的另一端与直流电压源Vi的负端相连，电阻Rl的另一端与二极管Dl的阴极相连，电阻R2的另一端与二极管D2的阳极相连，二极管Dl的阳极和二极管D2的阴极与N型MOSFET Ml的漏极相连。 所述基于MOSFET的自激式Sepic变换器还包括过流保护支路，所述过流保护支路包括电阻R5、电容C2和NPN型BJT Ql,电阻R5的一端与N型MOSFET Ml的源极相连，电阻R5的另一端与电容C2的一端以及NPN型BJT Ql的基极相连，电容C2的另一端与NPN型BJT Ql的发射极以及直流电压源Vi的负端相连，NPN型BJT Ql的集电极与滞环比较器U3的输入端相连。 作为优选的一种方案:所述基于MOSFET的自激式S印ic变换器还包括电压反馈支路，所述电压反馈支路包括电阻R6、电容C3、电阻R7、NPN型BJT Q2和电阻R4，电阻R6和电容C3组成并联支路，所述并联支路的一端与直流输出电压Vo的正端相连，所述并联支路的另一端与电阻R7的一端以及NPN型BJT Q2的基极相连，NPN型BJT Q2的发射极与电阻R7的另一端以及直流电压源Vi的负端相连，NPN型BJT Q2的集电极通过电阻R4与滞环比较器U3的输入端相连。 作为优选的另一种方案:所述基于MOSFET的自激式S印ic变换器还包括电流反馈支路，所述电流反馈支路包括检测电阻R8、电压放大器U4、电阻R6、电容C3、电阻R7、NPN型BJT Q2和电阻R4，检测电阻R8与负载Ro组成串联支路，所述串联支路与输出电容Co并联，检测电阻R8的一端与直流电压源Vi的负端相连，检测电阻R8的另一端与负载Ro的一端以及电压放大器U4的输入端相连，电阻R6和电容C3组成并联支路，所述并联支路的一端与电压放大器U4的输出端相连，所述并联支路的另一端与电阻R7的一端以及NPN型BJTQ2的基极相连，NPN型BJT Q2的发射极与电阻R7的另一端以及直流电压源Vi的负端相连，NPN型BJT Q2的集电极通过电阻R4与滞环比较器U3的输入端相连。 本专利技术的技术构思为:将单MOSFET基本自激单元电路应用于S印ic变换器中，使之成为新的自激式DC-DC变换器(如图2、3所示)。单MOSFET基本自激单元电路由N型MOSFET Ml、二极管Dl、二极管D2、电阻R1、电阻R2、电容Cl、滞环比较器U3和驱动电路U2组成。其特征如下:M1为Sepic变换器主回路中的开关器件，Ml的门极与驱动电路U2的输出端相连，Ml的漏极与二极管Dl的阳极和二极管D2的阴极相连，Dl的阴极与电阻Rl的一端相连，D2的阳极与电阻R2的一端相连，电阻Rl和电阻R2的另一端都与滞环比较器U3的输入端以及电容Cl的一端相连，电容Cl的另一端接于直流电压源Vi的负端，滞环比较器U3的输出端与驱动电路U2的输入端相连。 为获得稳定的直流输出电压，在S印ic变换器主回路的输出端与单MOSFET基本自激单元电路的端口之间可增加一条电压反馈支路，可由NPN型BJT Q2、电阻R4、电阻R6、电阻R7和电容C3等组成(如图2)。为获得稳定的直流输出电流，在Sepic变换器主回路的输出端与单MOSFET基本自激单元电路的端本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于MOSFET的自激式Sepic变换器，其特征在于：包括由输入电容Ci、电感L1、N型MOSFET M1、电容C、电感L2、二极管D和电容Co组成的Sepic变换器主回路，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N型MOSFET M1的漏极以及电容C的一端相连，N型MOSFET M1的源极与电阻R3的一端相连，电阻R3的另一端与直流电压源Vi的负端以及直流输出电压Vo的负端相连，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的另一端与直流电压源Vi的负端相连，二极管D的阴极与输出电压Vo的正端相连；所述基于MOSFET的自激式Sepic变换器还包括辅助电源U1、驱动电路U2和滞环比较器U3，辅助电源U1用于提供驱动电路U2和滞环比较器U3工作所需的直流电源电压，对直流输入电压Vi进行升压或降压的变换处理；驱动电路U2的输入端与滞环比较器U3的输出端连接，驱动电路U2的输出端与N型MOSFET M1的门极相连，驱动电路U2为N型MOSFET M1的开通和关断提供驱动；滞环比较器U3的输入端与电容C1、电阻R1和电阻R2的一端相连，电容C1的另一端与直流电压源Vi的负端相连，电阻R1的另一端与二极管D1的阴极相连，电阻R2的另一端与二极管D2的阳极相连，二极管D1的阳极和二极管D2的阴极与N型MOSFET M1的漏极相连；所述基于MOSFET的自激式Sepic变换器还包括过流保护支路，所述过流保护支路包括电阻R5、电容C2和NPN型BJT Q1，电阻R5的一端与N型MOSFET M1的源极相连，电阻R5的另一端与电容C2的一端以及NPN型BJT Q1的基极相连，电容C2的另一端与NPN型BJT Q1的发射极以及直流电压源Vi的负端相连，NPN型BJT Q1的集电极与滞环比较器U3的输入端相连；所述基于MOSFET的自激式Sepic变换器还包括电流反馈支路，所述电流反馈支路包括检测电阻R8、电压放大器U4、电阻R6、电容C3、电阻R7、NPN型BJT Q2和电阻R4，检测电阻R8与负载Ro组成串联支路，所述串联支路与输出电容Co并联，检测电阻R8的一端与直流电压源Vi的负端相连，检测电阻R8的另一端与负载Ro的一端以及电压放大器U4的输入端相连，电阻R6和电容C3组成并联支路，所述并联支路的一端与电压放大器U4的输出端相连，所述并联支路的另一端与电阻R7的一端以及NPN型BJT Q2的基极相连，NPN型BJT Q2的发射极与电阻R7的另一端以及直流电压源Vi的负端相连，NPN型BJT Q2的集电极通过电阻R4与滞环比较器U3的输入端相连。...
【技术特征摘要】
1.一种基于MOSFET的自激式S印ic变换器，其特征在于:包括由输入电容C1、电感L1、N型MOSFET Ml、电容C、电感L2、二极管D和电容Co组成的S印ic变换器主回路，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LI的一端相连，电感LI的另一端与N型MOSFET Ml的漏极以及电容C的一端相连，N型MOSFET Ml的源极与电阻R3的一端相连，电阻R3的另一端与直流电压源Vi的负端以及直流输出电压Vo的负端相连，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的另一端与直流电压源Vi的负端相连，二极管D的阴极与输出电压Vo的正端相连； 所述基于MOSFET的自激式S印ic变换器还包括辅助电源Ul、驱动电路U2和滞环比较器U3，辅助电源Ul用于提供驱动电路U2和滞环比较器U3工作所需的直流电源电压，对直流输入电压Vi进行升压或降压的变换处理；驱动电路U2的输入端与滞环比较器U3的输出端连接，驱动电路U2的输出端与N型MOSFET Ml的门极相连，驱动电路U2为N型MOSFETMl的开通和关断提供驱动；滞环比较器U3的输入端与电容Cl、电阻Rl和电阻R2的一端相连，电容Cl的另一端与直流电压源Vi的负端相连，电阻Rl的另一端与二极管Dl...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈怡，南余荣，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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