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1、(10)申请公布号 CN 103997212 A (43)申请公布日 2014.08.20 CN 103997212 A (21)申请号 201410253366.X (22)申请日 2014.06.10 H02M 3/158(2006.01) (71)申请人 杭州钛丽能源科技有限公司 地址 310012 浙江省杭州市西湖区文三路 252 号伟星大厦 22 层 D-6 (72)发明人 陈怡 陈筠 (74)专利代理机构 杭州华知专利事务所 33235 代理人 张德宝 (54) 发明名称 输入自适应的自激式 Sepic 变换器 (57) 摘要 本发明公开了一种输入自适应的自激式 Sepic 变换器。
2、， 由输入电路、 包含输入自适应控制 单元和续流子电路的主电路、 输出电路组成， 在适 当取值时可使主电路中的 L1 的电流最大值 iL1m 或 Q3 的集电极电流最大值 ic3m 与直流电压源 Vi 成负线性关系、 正线性关系或零特性。 该电路工作 范围宽， 具有输入自适应特性的限流保护功能， 电 流检测损耗和续流导通损耗均较小， 适用于辅助 开关电源、 LED 驱动、 能量收集等领域。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 7 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书7页 附图4页 (10)申请公布号 CN 1039。
3、97212 A CN 103997212 A 1/2 页 2 1. 一种输入自适应的自激式 Sepic 变换器， 包括输入电路、 主电路和输出电路， 输入电 路包括直流电压源 Vi 和输入电容 Ci， 输出电路包括输出电容 Co 和负载 R， 主电路包括电感 L1、 PNP 型 BJT 管 Q1、 NPN 型 BJT 管 Q3、 电阻 R3、 电阻 R6、 二极管 D1、 二极管 D2、 电容 C5、 二 极管 D3 和电感 L2， 其特征在于 ： 主电路还包括输入自适应控制单元和续流子电路， 所述的 输入自适应控制单元包括电阻 R2、 电阻 R4、 电阻 R5 和 NPN 型 BJT 管 Q。
4、2， 所述输入电容 Ci 与 直流电压源Vi并联， 所述输出电容Co两端电压为直流输出电压Vo， 负载R与所述输出电容 Co 并联， 直流电压源 Vi 的正端与电感 L1 的一端、 PNP 型 BJT 管 Q1 的发射极以及电阻 R2 的 一端相连， 电感 L1 的另一端与 NPN 型 BJT 管 Q3 的集电极、 二极管 D1 的阳极、 电容 C5 的一 端相连， 电阻 R3 的一端连接 PNP 型 BJT 管 Q1 的基极， 电阻 R3 的另一端与电阻 R6 的一端以 及二极管 D2 的阴极相连， 二极管 D2 的阳极与二极管 D1 的阴极相连， PNP 型 BJT 管 Q1 的集 电极与。
5、 NPN 型 BJT 管 Q3 的基极、 NPN 型 BJT 管 Q2 的集电极相连， NPN 型 BJT 管 Q3 的发射 极与电阻 R5 的一端、 电阻 R4 的一端相连， NPN 型 BJT 管 Q2 的基极与电阻 R2 的另一端、 电 阻 R4 的另一端相连， 电容 C5 的另一端与二极管 D3 的阴极相连， 电感 L2 的一端连接二极管 D3 的阳极， 电感 L2 的另一端与直流输出电压 Vo 的负端、 电阻 R6 的另一端、 电阻 R5 的另一 端、 NPN 型 BJT 管 Q2 的发射极、 直流电压源 Vi 的负端相连， 所述续流子电路接于二极管 D3 的阴极与直流输出电压 Vo。
6、 的正端之间。 2. 根据权利要求 1 所述的输入自适应的自激式 Sepic 变换器， 其特征在于 ： 所述电阻 R2 的阻值、 电阻 R3 的阻值、 电阻 R6 的阻值、 PNP 型 BJT 管 Q1 的直流增益 1 以及 NPN 型 BJT 管 Q2 的直流增益 2 满足下列条件时， 电感 L 的电流最大值 iL1m 或 NPN 型 BJT 管 Q3 的集电极电流最大值 ic3m 根据直流电压源 Vi 的大小进行自适应调节 ： 当1R2-2(R3+R6)0时， 所述输入自适应的自激式Sepic变换器具有输入自适应的 正特性， 电感 L1 的电流最大值 iL1m 或 NPN 型 BJT 管 。
7、Q3 的集电极电流最大值 ic3m 与直流 电压源 Vi 成正线性关系 ； 当 1R2-2(R3+R6) 0 时， 所述输入自适应的自激式 Sepic 变换器具有输入自适应 的零特性， 电感 L1 的电流最大值 iL1m 或 NPN 型 BJT 管 Q3 的集电极电流最大值 ic3m 与直 流电压源 Vi 无关。 3. 根据权利要求 1 所述的输入自适应的自激式 Sepic 变换器， 其特征在于 ： 所述的输 入自适应控制单元还包括电容 C2， 电容 C2 并联在电阻 R4 的两端。 4. 根据权利要求 1 所述的输入自适应的自激式 Sepic 变换器， 其特征在于 ： 所述的主 电路还包括二。
8、极管 D4、 电容 C3、 电容 C4 和电容 C6， 二极管 D4 的阳极与 PNP 型 BJT 管 Q1 的 基极相连， 二极管 D4 的阴极与直流电压源 Vi 的正端相连， 电容 C3 的一端与二极管 D2 的阳 极相连， 电容 C3 的另一端与直流输出电压 Vo 的负端相连， 电容 C4 的一端与二极管 D1 的阳 极相连， 电容 C4 的另一端与二极管 D2 的阴极相连， 电容 C6 的两端分别连接 NPN 型 BJT 管 Q3 的基极与 NPN 型 BJT 管 Q3 的集电极。 5. 根据权利要求 1 所述的输入自适应的自激式 Sepic 变换器， 其特征在于 ： 所述的续 流子电。
9、路包括 PNP 型 BJT 管 Q4、 NPN 型 BJT 管 Q5、 电阻 R7、 电阻 R8， PNP 型 BJT 管 Q4 的集电 权 利 要 求 书 CN 103997212 A 2 2/2 页 3 极与直流输出电压 Vo 的正端相连， 电阻 R8 的两端分别连接 PNP 型 BJT 管 Q4 的基极和 NPN 型 BJT 管 Q5 的集电极， NPN 型 BJT 管 Q5 的发射极与直流输出电压 Vo 的负端相连， NPN 型 BJT 管 Q5 的基极与电阻 R7 的一端相连， 电阻 R7 的另一端与 NPN 型 BJT 管 Q3 的集电极相 连， PNP 型 BJT 管 Q4 的发。
10、射极与二极管 D3 的阴极相连。 6. 根据权利要求 1 所述的输入自适应的自激式 Sepic 变换器， 其特征在于 ： 所述的续 流子电路包括 PNP 型 BJT 管 Q4、 NPN 型 BJT 管 Q5、 电阻 R7、 电阻 R8， PNP 型 BJT 管 Q4 的集电 极与直流输出电压 Vo 的正端相连， 电阻 R8 的两端分别连接 PNP 型 BJT 管 Q4 的基极和 NPN 型 BJT 管 Q5 的集电极， NPN 型 BJT 管 Q5 的发射极与直流输出电压 Vo 的负端相连， NPN 型 BJT 管 Q5 的基极与电阻 R7 的一端相连， 电阻 R7 的另一端与 PNP 型 B。
11、JT 管 Q4 的发射极、 二 极管 D3 的阴极相连。 7.根据权利要求5或6所述的输入自适应的自激式Sepic变换器， 其特征在于 ： 所述的 续流子电路还包括电阻 R9、 电阻 R10、 电容 C7 和电容 C8， 电阻 R9 两端分别连接 PNP 型 BJT 管 Q4 的基极和直流输出电压 Vo 的正端， 电阻 R10 两端分别连接 NPN 型 BJT 管 Q5 的基极和 NPN 型 BJT 管 Q5 的发射极， 电容 C7 并联在电阻 R7 两端， 电容 C8 并联在电阻 R8 两端。 8. 根据权利要求 1 至 6 任意一项所述的输入自适应的自激式 Sepic 变换器， 其特征在 。
12、于 ： 还包括消隐时间控制支路， 所述的消隐时间控制支路包括电阻 R1 和电容 C1， 电阻 R1 的 一端与 NPN 型 BJT 管 Q3 的集电极相连， 电阻 R1 的另一端与电容 C1 的一端相连， 电容 C1 的 另一端与 NPN 型 BJT 管 Q2 的基极相连。 权 利 要 求 书 CN 103997212 A 3 1/7 页 4 输入自适应的自激式 Sepic 变换器 技术领域 0001 本发明涉及一种自激式直流 - 直流变换器， 尤其是指一种可应用于辅助开关电 源、 LED 驱动、 能量收集等领域的输入自适应的自激式 Sepic 变换器。 背景技术 0002 自激式 DC-DC。
13、 变换器具有电路结构简单、 元器件数目少、 成本低、 自启动和自保护 性能好、 适用工作电压范围宽、 效率高等优点。 0003 图 1 所示为一种主开关管驱动损耗小的 BJT 型自激式 Sepic 变换器。它包括由输 入电容 Ci、 电感 L1、 NPN 型 BJT 管 PNP 型 BJT 管 Q1、 电容 C、 电感 L2、 二极管 D1、 二极管 D 和 输出电容 Co 组成的主电路和由电阻 R1、 电阻 R2、 电容 C1、 稳压管 Z1 和 PNP 型 BJT 管 NPN 型 BJT 管 Q2 组成的主开关管 PNP 型 BJT 管 Q1 的驱动单元， 还包括由电阻 R3、 电阻 R4。
14、、 电容 C2、 二极管 D2 和 NPN 型 BJT 管 Q3 组成的电流反馈支路。它的输入电容 Ci 与直流电压源 Vi 并联， 直流电压源 Vi 的正端与电感 L1 的一端、 电阻 R3 的一端、 电容 C2 的一端、 电阻 R1 的一端以及电容 C1 的一端相连， 电感 L1 的另一端与 NPN 型 BJT 管 PNP 型 BJT 管 Q1 的集电 极、 稳压管 Z1 的阴极以及电容 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， 二极管 D 的阴极与输出电容 Co 的一端、 负载 Ro 的一端以及输出电压 Vo 的 正端相连， 负载 Ro 的另一。
15、端与输出电压 Vo 的负端、 电阻 R4 的一端以及二极管 D2 的阴极相 连， 负载 R4 的另一端与 NPN 型 BJT 管 Q3 的发射极、 输出电容 Co 的另一端、 二极管 D1 的阳 极、 电阻 R2 的一端、 NPN 型 BJT 管 PNP 型 BJT 管 Q1 的发射极以及直流电压源 Vi 的负端相 连， 电阻 R1 的另一端与 PNP 型 BJT 管 NPN 型 BJT 管 Q2 的发射极相连， PNP 型 BJT 管 NPN 型 BJT 管 Q2 的基极与电容 C1 的另一端、 稳压管 Z1 的阳极以及电阻 R2 的另一端相连， PNP 型 BJT 管 NPN 型 BJT 。
16、管 Q2 的集电极与 NPN 型 BJT 管 PNP 型 BJT 管 Q1 的基极以及 NPN 型 BJT 管 Q3 的集电极相连， NPN 型 BJT 管 Q3 的基极与二极管 D2 的阳极、 电阻 R3 的另一端以及电 容 C2 的另一端相连， 二极管 D1 的阴极与电感 L2 的另一端相连。 0004 该电路的不足之处在于 ： 电流反馈支路因采用电阻 R4 直接检测负载电流， 不但损 耗较大， 而且对主电路中的重要器件 PNP 型 BJT 管 Q1 的工作电流的限制保护能力较弱 ； 主 电路采用二极管 D 用于续流， 续流导通损耗较大。 发明内容 0005 为克服图 1 所示的主开关管驱。
17、动损耗小的 BJT 型自激式 Sepic 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， 本发明提供了一种输入自适应 的自激式 Sepic 变换器， 不但具有输入自适应特征的限流保护能力， 而且电流检测损耗较 小、 续流导通损耗较小。 0006 本发明所采用的技术方案是 ： 一种输入自适应的自激式 Sepic 变换器， 包括输入 电路、 主电路和输出电路， 输入电路包括直流电压源 Vi 和输入电容 Ci， 输出电路包括输出 电容 Co 和负载 R， 主电路包括电感 L1、 PNP 型 BJT 管 Q1、 NPN 型 BJT 管 Q3、 电阻 R3、 电阻 R6、 。
18、说 明 书 CN 103997212 A 4 2/7 页 5 二极管 D1、 二极管 D2、 电容 C5、 二极管 D3 和电感 L2， 主电路还包括输入自适应控制单元和 续流子电路， 所述的输入自适应控制单元包括电阻R2、 电阻R4、 电阻R5和NPN型BJT管Q2， 所述输入电容 Ci 与直流电压源 Vi 并联， 所述输出电容 Co 两端电压为直流输出电压 Vo， 负 载 R 与所述输出电容 Co 并联， 直流电压源 Vi 的正端与电感 L1 的一端、 PNP 型 BJT 管 Q1 的 发射极以及电阻 R2 的一端相连， 电感 L1 的另一端与 NPN 型 BJT 管 Q3 的集电极、 二。
19、极管 D1 的阳极、 电容 C5 的一端相连， 电阻 R3 的一端连接 PNP 型 BJT 管 Q1 的基极， 电阻 R3 的另一 端与电阻 R6 的一端以及二极管 D2 的阴极相连， 二极管 D2 的阳极与二极管 D1 的阴极相连， PNP 型 BJT 管 Q1 的集电极与 NPN 型 BJT 管 Q3 的基极、 NPN 型 BJT 管 Q2 的集电极相连， NPN 型 BJT 管 Q3 的发射极与电阻 R5 的一端、 电阻 R4 的一端相连， NPN 型 BJT 管 Q2 的基极与电 阻 R2 的另一端、 电阻 R4 的另一端相连， 电容 C5 的另一端与二极管 D3 的阴极相连， 电感 。
20、L2 的一端连接二极管 D3 的阳极， 电感 L2 的另一端与直流输出电压 Vo 的负端、 电阻 R6 的另一 端、 电阻R5的另一端、 NPN型BJT管Q2的发射极、 直流电压源Vi的负端相连， 所述续流子电 路接于二极管 D3 的阴极与直流输出电压 Vo 的正端之间。本发明的输入自适应控制单元， 可获得具有输入自适应特征的限流功能和较小的电流检测损耗。 0007 所述电阻 R2 的阻值、 电阻 R3 的阻值、 电阻 R6 的阻值、 PNP 型 BJT 管 Q1 的直流增益 1 以及 NPN 型 BJT 管 Q2 的直流增益 2 满足下列条件时， 电感 L 的电流最大值 iL1m 或 NPN。
21、 型 BJT 管 Q3 的集电极电流最大值 ic3m 根据直流电压源 Vi 的大小进行自适应调节 ： 0008 当1R2-2(R3+R6)0时， 所述输入自适应的自激式Sepic变换器具有输入自适 应的正特性， 电感 L1 的电流最大值 iL1m 或 NPN 型 BJT 管 Q3 的集电极电流最大值 ic3m 与 直流电压源 Vi 成正线性关系 ； 0010 当 1R2-2(R3+R6) 0 时， 所述输入自适应的自激式 Sepic 变换器具有输入自 适应的零特性， 电感 L1 的电流最大值 iL1m 或 NPN 型 BJT 管 Q3 的集电极电流最大值 ic3m 与直流电压源 Vi 无关。 。
22、0011 作为优选， 所述的输入自适应控制单元还包括电容C2， 电容C2并联在电阻R4的两 端。电容 C2 可以改善输入自适应控制单元的动态性能。 0012 作为优选， 所述的主电路还包括二极管 D4、 电容 C3、 电容 C4 和电容 C6， 二极管 D4 的阳极与 PNP 型 BJT 管 Q1 的基极相连， 二极管 D4 的阴极与直流电压源 Vi 的正端相连， 电 容 C3 的一端与二极管 D2 的阳极相连， 电容 C3 的另一端与直流输出电压 Vo 的负端相连， 电 容 C4 的一端与二极管 D1 的阳极相连， 电容 C4 的另一端与二极管 D2 的阴极相连， 电容 C6 的两端分别连接。
23、 NPN 型 BJT 管 Q3 的基极与 NPN 型 BJT 管 Q3 的集电极。 0013 作为优选， 所述的续流子电路包括 PNP 型 BJT 管 Q4、 NPN 型 BJT 管 Q5、 电阻 R7、 电 阻 R8， PNP 型 BJT 管 Q4 的集电极与直流输出电压 Vo 的正端相连， 电阻 R8 的两端分别连接 PNP 型 BJT 管 Q4 的基极和 NPN 型 BJT 管 Q5 的集电极， NPN 型 BJT 管 Q5 的发射极与直流输 出电压 Vo 的负端相连， NPN 型 BJT 管 Q5 的基极与电阻 R7 的一端相连， 电阻 R7 的另一端与 NPN 型 BJT 管 Q3 。
24、的集电极相连， PNP 型 BJT 管 Q4 的发射极与二极管 D3 的阴极相连。续流 子电路可获得较小的续流导通损耗。 说 明 书 CN 103997212 A 5 3/7 页 6 0014 作为另一优选， 所述的续流子电路包括PNP型BJT管Q4、 NPN型BJT管Q5、 电阻R7、 电阻 R8， PNP 型 BJT 管 Q4 的集电极与直流输出电压 Vo 的正端相连， 电阻 R8 的两端分别连 接 PNP 型 BJT 管 Q4 的基极和 NPN 型 BJT 管 Q5 的集电极， NPN 型 BJT 管 Q5 的发射极与直流 输出电压 Vo 的负端相连， NPN 型 BJT 管 Q5 的基。
25、极与电阻 R7 的一端相连， 电阻 R7 的另一端 与 PNP 型 BJT 管 Q4 的发射极、 二极管 D3 的阴极相连。续流子电路可获得较小的续流导通 损耗。 0015 作为进一步的优选， 所述的续流子电路还包括电阻 R9、 电阻 R10、 电容 C7 和电容 C8， 电阻 R9 两端分别连接 PNP 型 BJT 管 Q4 的基极和直流输出电压 Vo 的正端， 电阻 R10 两 端分别连接 NPN 型 BJT 管 Q5 的基极和 NPN 型 BJT 管 Q5 的发射极， 电容 C7 并联在电阻 R7 两端， 电容 C8 并联在电阻 R8 两端。电容 C7 可以改善 NPN 型 BJT 管 。
26、Q5 的开关速度， 电容 C8 可以改善 PNP 型 BJT 管 Q4 的开关速度， 电阻 R9 用于防止 PNP 型 BJT 管 Q4 反向导通， 电阻 R10 可以优化 NPN 型 BJT 管 Q5 的开关时间点。 0016 作为优选， 还包括消隐时间控制支路， 所述的消隐时间控制支路包括电阻 R1 和电 容 C1， 电阻 R1 的一端与 NPN 型 BJT 管 Q3 的集电极相连， 电阻 R1 的另一端与电容 C1 的一端 相连， 电容 C1 的另一端与 NPN 型 BJT 管 Q2 的基极相连。消隐时间控制支路， 可获得更宽的 电路工作范围。 0017 本发明的有益效果是 ： 结构简单。
27、、 元器件数目少、 自启动容易、 工作范围宽， 具有输 入自适应特征的限流功能、 较小的电流检测损耗、 较小的整流损耗， 适合辅助开关电源、 LED 驱动、 能量收集等应用。 附图说明 0018 图 1 是现有的主开关管驱动损耗小的 BJT 型自激式 Sepic 变换器的电路图 ； 0019 图 2 是本发明输入自适应的自激式 Sepic 变换器实施例 1 的电路图 ； 0020 图 3 是本发明输入自适应的自激式 Sepic 变换器实施例 2 的电路图 ； 0021 图 4 是本发明输入自适应的自激式 Sepic 变换器实施例 1 和实施例 2 稳态时电感 电流 iL1 临界连续、 电感电流。
28、 iL2 断续模式下的电压仿真工作波形图 ； 0022 图 5 是本发明输入自适应的自激式 Sepic 变换器实施例 1 和实施例 2 稳态时电感 电流 iL1 临界连续、 电感电流 iL2 断续模式下的电流仿真工作波形图 ； 0023 图 6 是本发明输入自适应的自激式 Sepic 变换器实施例 3 的电路图 ； 0024 图 7 本发明输入自适应的自激式 Sepic 变换器实施例 3 稳态时电感电流 iL1 临界 连续、 电感电流 iL2 断续模式下的电压仿真工作波形图 ； 0025 图 8 是本发明输入自适应的自激式 Sepic 变换器实施例 3 稳态时电感电流 iL1 临 界连续、 电。
29、感电流 iL2 断续模式下的电流仿真工作波形图。 具体实施方式 0026 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。 0027 实施例 1 0028 如图 2 所示， 0029 一种输入自适应的自激式 Sepic 变换器， 包括输入电路、 主电路和输出电路， 输入 说 明 书 CN 103997212 A 6 4/7 页 7 电路包括直流电压源 Vi 和输入电容 Ci， 输出电路包括输出电容 Co 和负载 R， 主电路包括电 感 L1、 PNP 型 BJT 管 Q1、 NPN 型 BJT 管 Q3、 电阻 R3、 电阻 R6、 二极管 D1、 二极管 D2、 电容 C5、 二极管 D3、。
30、 电感 L2、 二极管 D4、 电容 C3、 电容 C4 和电容 C6。主电路还包括输入自适应控制 单元和续流子电路， 输入自适应控制单元包括电阻 R2、 电阻 R4、 电阻 R5、 电容 C2 和 NPN 型 BJT 管 Q2， 续流子电路接于二极管 D3 的阴极与直流输出电压 Vo 的正端之间。 0030 输入电容 Ci 与直流电压源 Vi 并联， 所述输出电容 Co 两端电压为直流输出电压 Vo， 负载 R 与所述输出电容 Co 并联， 直流电压源 Vi 的正端与电感 L1 的一端、 PNP 型 BJT 管 Q1 的发射极以及电阻 R2 的一端相连， 电感 L1 的另一端与 NPN 型 。
31、BJT 管 Q3 的集电极、 二极 管 D1 的阳极、 电容 C5 的一端相连， 电阻 R3 的一端连接 PNP 型 BJT 管 Q1 的基极， 电阻 R3 的 另一端与电阻R6的一端以及二极管D2的阴极相连， 二极管D2的阳极与二极管D1的阴极相 连， PNP 型 BJT 管 Q1 的集电极与 NPN 型 BJT 管 Q3 的基极、 NPN 型 BJT 管 Q2 的集电极相连， NPN 型 BJT 管 Q3 的发射极与电阻 R5 的一端、 电阻 R4 的一端相连， NPN 型 BJT 管 Q2 的基极 与电阻 R2 的另一端、 电阻 R4 的另一端相连， 电容 C5 的另一端与二极管 D3 。
32、的阴极相连， 电 感 L2 的一端连接二极管 D3 的阳极， 电感 L2 的另一端与直流输出电压 Vo 的负端、 电阻 R6 的另一端、 电阻 R5 的另一端、 NPN 型 BJT 管 Q2 的发射极、 直流电压源 Vi 的负端相连， 电容 C2 并联在电阻 R4 的两端， 二极管 D4 的阳极与 PNP 型 BJT 管 Q1 的基极相连， 二极管 D4 的阴 极与直流电压源 Vi 的正端相连， 电容 C3 的一端与二极管 D2 的阳极相连， 电容 C3 的另一端 与直流输出电压 Vo 的负端相连， 电容 C4 的一端与二极管 D1 的阳极相连， 电容 C4 的另一端 与二极管 D2 的阴极相。
33、连， 电容 C6 的两端分别连接 NPN 型 BJT 管 Q3 的基极与 NPN 型 BJT 管 Q3 的集电极。 0031 续流子电路包括 PNP 型 BJT 管 Q4、 NPN 型 BJT 管 Q5、 电阻 R7、 电阻 R8、 电阻 R9、 电 阻 R10、 电容 C7 和电容 C8， PNP 型 BJT 管 Q4 的集电极与直流输出电压 Vo 的正端相连， 电阻 R8 的两端分别连接 PNP 型 BJT 管 Q4 的基极和 NPN 型 BJT 管 Q5 的集电极， NPN 型 BJT 管 Q5 的发射极与直流输出电压 Vo 的负端相连， NPN 型 BJT 管 Q5 的基极与电阻 R7。
34、 的一端相连， 电阻 R7 的另一端与 NPN 型 BJT 管 Q3 的集电极相连， PNP 型 BJT 管 Q4 的发射极与二极管 D3 的阴极相连， 电阻 R9 两端分别连接 PNP 型 BJT 管 Q4 的基极和直流输出电压 Vo 的正端， 电 阻 R10 两端分别连接 NPN 型 BJT 管 Q5 的基极和 NPN 型 BJT 管 Q5 的发射极， 电容 C7 并联在 电阻 R7 两端， 电容 C8 并联在电阻 R8 两端。 0032 实施例 1 稳态时电感电流 iL1 临界连续、 电感电流 iL2 断续模式下的电压仿真工 作波形图如图 4 所示， 实施例 1 稳态时电感电流 iL1 。
35、临界连续、 电感电流 iL2 断续模式下的 电流仿真工作波形图如图 5 所示。 0033 工作原理如下 ： 0034 一个稳态工作周期 (t11 至 t13) 内， 实施例 1 处于电感电流 iL1 临界连续、 电感电 流iL2断续模式下的工作状态大致可分成2个阶段t11至t12阶段和t12至t13阶段。 0035 当处于 t11 至 t12 阶段时， PNP 型 BJT 管 Q1、 NPN 型 BJT 管 Q3 饱和导通， NPN 型 BJT 管 Q2 线性放大导通， 二极管 D3 导通， 二极管 D1、 二极管 D2、 二极管 D4、 PNP 型 BJT 管 Q4、 NPN 型 BJT 管。
36、 Q5 截止， Vi、 L1、 NPN 型 BJT 管 Q3、 R5 构成一个回路， L1 充电， L1 的电流 iL1 和 NPN 型 BJT 管 Q3 的集电极电流 ic3 均从 0 开始增加， NPN 型 BJT 管 Q3 的集电极电压 vc3 也随之从 0 开始增加， NPN 型 BJT 管 Q2 的基极电压 vb2 等于或大于 NPN 型 BJT 管 Q2 的基 说 明 书 CN 103997212 A 7 5/7 页 8 极 - 发射极导通压降 VBE2， 同时 NPN 型 BJT 管 Q3 的基极电流 ib3 逐渐减小 ； C5、 NPN 型 BJT 管 Q3、 L2、 二极管 。
37、D3 构成另一个回路， C5 放电， L2 充电， L2 的电流 iL2 也从 0 开始增加， PNP 型 BJT 管 Q4 的发射极电压 ve4 小于 0。 0036 当处于t12至t13阶段时， 二极管D1、 二极管D2、 二极管D3、 二极管D4导通， PNP型 BJT 管 Q4、 NPN 型 BJT 管 Q5 饱和导通， PNP 型 BJT 管 Q1、 NPN 型 BJT 管 Q3 截止， NPN 型 BJT 管 Q2 的基极 - 发射极导通情况视 Vi 而定， Vi、 L1、 C5、 PNP 型 BJT 管 Q4、 Co 和 R 构成一个 回路， L1 放电， C5 充电， 电感电流。
38、 iL1 和 PNP 型 BJT 管 Q4 的集电极电流 ic4 均减小直至 0， PNP 型 BJT 管 Q4 的发射极电压 ve4 约等于 Vo， 同时 NPN 型 BJT 管 Q3 的基极电流 ib3 为 0 ； L2、 二极管 D3、 PNP 型 BJT 管 Q4、 Co 和 R 构成另一个回路， L2 放电， 电感电流 iL2 减小直至 0( 当 iL2 等于 0 时， 二极管 D3 截止 )。 0037 在 t12 时刻电感电流 iL1 达到最大值 iL1m， NPN 型 BJT 管 Q3 的集电极电流 ic3 达 到最大值 ic3m， 若忽略电容 C2 的影响， 可得 t12 时。
39、刻的表达式如下 : 0038 0039 其中， ic3m 为 NPN 型 BJT 管 Q3 的集电极电流最大值， ib3 为 NPN 型 BJT 管 Q3 的基 极电流， 3 为 NPN 型 BJT 管 Q3 的直流增益， ic1 为 PNP 型 BJT 管 Q1 的集电极电流， ib1 为 PNP 型 BJT 管 Q1 的基极电流， 1 为 PNP 型 BJT 管 Q1 的直流增益， ic2 为 NPN 型 BJT 管 Q2 的集电极电流， ib2 为 NPN 型 BJT 管 Q2 的基极电流， 2 为 NPN 型 BJT 管 Q2 的直流增益， VEB1 为 PNP 型 BJT 管 Q1 。
40、的发射极 - 基极导通压降， VBE2 是 NPN 型 BJT 管 Q2 的基极 - 发射 极导通压降。 0040 简化上述表达式 (1)， 可得 ： 0041 0042 其中， 1 是 PNP 型 BJT 管 Q1 的直流增益， 2 是 NPN 型 BJT 管 Q2 的直流增益， 3 是 NPN 型 BJT 管 Q3 的直流增益， VEB1 是 PNP 型 BJT 管 Q1 的发射极 - 基极导通压降， VBE2 是 NPN 型 BJT 管 Q2 的基极 - 发射极导通压降。 0043 当 1R2-2(R3+R6)0 时， 实施例 1 具有输入自适应的正特性， L1 的电流最大值 说 明 书。
41、 CN 103997212 A 8 6/7 页 9 iL1m 或 NPN 型 BJT 管 Q3 的集电极电流最大值 ic3m 与直流电压源 Vi 成正线性关系。 0045 当 1R2-2(R3+R6) 0 时， 实施例 1 具有输入自适应的零特性， L1 的电流最大 值 iL1m 或 NPN 型 BJT 管 Q3 的集电极电流最大值 ic3m 与直流电压源 Vi 无关。 0046 实施例 2 0047 如图 3、 图 4 和图 5 所示， 在实施例 1 的基础上将与 NPN 型 BJT 管 Q3 的集电极相连 的电容 C7 的一端以及 R7 的一端改接到 PNP 型 BJT 管 Q4 的发射极。
42、， 即电容 C7 的一端以及 R7 的一端与 PNP 型 BJT 管 Q4 的发射极相连， C7 的另一端以及 R7 的另一端与 NPN 型 BJT 管 Q5 的基极相连。实施例 2 的其他结构和工作过程与实施例 1 相同。 0048 实施例 3 0049 如图 6 所示， 在实施例 1 的基础上增加了由电阻 R1 和电容 C1 组成的消隐时间控 制支路， 电阻 R1 的一端与 NPN 型 BJT 管 Q3 的集电极相连， 电阻 R1 的另一端与电容 C1 的一 端相连， 电容 C1 的另一端与 NPN 型 BJT 管 Q2 的基极相连。消隐时间控制支路对所述输入 自适应控制单元具有修正作用，。
43、 能达到拓宽电路工作范围的效果。 0050 实施例 3 稳态时电感电流 iL1 临界连续、 电感电流 iL2 断续模式下的电压仿真工 作波形图如图 7 所示， 实施例 3 稳态时电感电流 iL1 临界连续、 电感电流 iL2 断续模式下的 电流仿真工作波形图如图 8 所示。 0051 工作原理如下 ： 0052 一个稳态工作周期 (t21 至 t24) 内， 处于电感电流 iL1 临界连续、 电感电流 iL2 断 续模式下的工作状态大致可分成 3 个阶段t21 至 t22 阶段、 t22 至 t23 阶段、 t23 至 t24 阶段。 0053 当处于 t21 至 t22 阶段时， PNP 型。
44、 BJT 管 Q1、 NPN 型 BJT 管 Q3 饱和导通， 二极管 D3 导通， 二极管 D1、 二极管 D2、 二极管 D4、 NPN 型 BJT 管 Q2、 PNP 型 BJT 管 Q4、 NPN 型 BJT 管 Q5 截止， Vi、 L1、 NPN 型 BJT 管 Q3、 R5 构成一个回路， L1 充电， L1 的电流 iL1 和 NPN 型 BJT 管 Q3 的集电极电流 ic3 均从 0 开始增加， NPN 型 BJT 管 Q3 的集电极电压 vc3 也随之从 0 开始 增加， 同时 NPN 型 BJT 管 Q3 的基极电流 ib3 逐渐减小 ； C5、 NPN 型 BJT 管。
45、 Q3、 L2、 二极管 D3 构成另一个回路， C5 放电， L2 充电， L2 的电流 iL2 也从 0 开始增加， PNP 型 BJT 管 Q4 的发 射极电压 ve4 小于 0。消隐时间控制支路起作用， Vi 通过 R2 对 C1 充电， 造成 NPN 型 BJT 管 Q2 的基极电压 vb2 虽逐渐增加但仍小于 NPN 型 BJT 管 Q2 的基极 - 发射极导通压降 VBE2。 0054 当处于 t22 至 t23 阶段时， PNP 型 BJT 管 Q1、 NPN 型 BJT 管 Q3 饱和导通， NPN 型 BJT 管 Q2 线性放大导通， 二极管 D1、 二极管 D2、 二极管。
46、 D4、 PNP 型 BJT 管 Q4、 NPN 型 BJT 管 Q5 截 止， Vi、 L1、 NPN 型 BJT 管 Q3、 R5 构成一个回路， L1 继续充电， 电感电流 iL1 和 NPN 型 BJT 管 Q3 的集电极电流 ic3 均继续增加， NPN 型 BJT 管 Q3 的集电极电压 vc3 也随之继续增加， 同 时 NPN 型 BJT 管 Q3 的基极电流 ib3 继续逐渐减小。此时， 因 NPN 型 BJT 管 Q2 的基极电压 vb2 等于或大于 NPN 型 BJT 管 Q2 的基极 - 发射极导通压降 VBE2， 消隐时间控制支路不再起 作用。 0055 当处于t23至。
47、t24阶段时， 二极管D1、 二极管D2、 二极管D4导通、 PNP型BJT管Q4、 NPN 型 BJT 管 Q5 饱和导通， NPN 型 BJT 管 Q2 仅基极 - 发射极导通， PNP 型 BJT 管 Q1、 NPN 型 BJT 管 Q3 截止， Vi、 L1、 C5、 PNP 型 BJT 管 Q4、 Co 和 R 构成一个回路， L1 放电， C5 充电， 电感 电流 iL1 和 PNP 型 BJT 管 Q4 的集电极电流 ic4 均减小直至 0， PNP 型 BJT 管 Q4 的发射极电 说 明 书 CN 103997212 A 9 7/7 页 10 压 ve4 约等于 Vo， L1。
48、 通过 R1 对 C1 充电， NPN 型 BJT 管 Q2 的基极电压 vb2 等于或大于 NPN 型 BJT 管 Q2 的基极 - 发射极导通压降 VBE2， 同时 NPN 型 BJT 管 Q3 的基极电流 ib3 为 0 ； L2、 二极管 D3、 PNP 型 BJT 管 Q4、 Co 和 R 构成另一个回路， L2 放电， 电感电流 iL2 减小直至 0( 当 iL2 等于 0 时， 二极管 D3 截止 )。 0056 因为消隐时间控制支路对输入自适应控制单元有修正作用， 所以电感 L1 的电流 最大值 iL1m 或 NPN 型 BJT 管 Q3 的集电极电流最大值 ic3m 都满足式。
49、 (3)。 0057 0058 和实施例 1 的区别是， 实施例 3 的输入自适应特性还与消隐时间控制支路中 R1 和 C1 的值有关。 0059 以上实施例仅为说明本发明的技术思想， 不能以此限定本发明的保护范围， 凡是 按照本发明提出的技术思想， 在技术方案基础上所做的任何改动， 均落入本发明的保护范 围之内。 说 明 书 CN 103997212 A 10 1/4 页 11 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103997212 A 11 2/4 页 12 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103997212 A 12 3/4 页 13 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 103997212 A 13 4/4 页 14 图 7 图 8 说 明 书 附 图 CN 103997212 A 14 。