CN109787477B - 开关位于输入侧的自激式dc-dc变换器及其交错并联形式 - Google Patents

Abstract

开关位于输入侧的自激式DC‑DC变换器及其交错并联形式。一种开关位于输入侧的自激式DC‑DC变换器，包括一个自激单元和一个续流单元，或者一个自激单元、电感L1和电容Co。它的交错并联形式，包括一个自激单元和n个续流单元，或者一个自激单元、电感L1_1至电感Ln_1和电容Co。本发明可构成的开关位于输入侧的自激式DC‑DC变换器及其交错并联形式多样(包括Buck‑Boost变换器、Zeta变换器、Flyback变换器、Buck变换器等)，可满足多样化的功率变换需求，同时还具有如下优点：易于起振，对参与自激的元器件要求低；易于扩展，增加容量。

Description

开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器及其交错并联形式

技术领域

本发明涉及开关位于输入侧的DC-DC变换器及其交错并联形式，适合小功率的工作场合，适用的领域如：能量收集、LED驱动、辅助电源等。

背景技术

常见的开关位于输入侧的DC-DC变换器包括：Buck-Boost变换器、Zeta变换器、Flyback变换器、Buck变换器等。与他激式DC-DC变换器相比，自激式DC-DC变换器具有性能价格比的优势。如图1所示，一种现有的自激式Buck-Boost变换器由电阻R1至R3、PNP型BJT管Q1和Q2、电感L、二极管D和电容Co组成。该变换器电路结构简单，但是整个变换器能否顺利起振与R2和R3的取值直接相关。当R2和R3设计不当时，将造成整个变换器无法顺利起振进而无法正常工作的后果。

和单一的DC-DC变换器相比，交错并联的DC-DC变换器具有容量大、输入电流和输出电流纹波均小的优点。开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器的交错并联形式集中了交错并联的DC-DC变换器和自激式DC-DC变换器的诸多优点，可令开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器的性能获得进一步提升。

发明内容

为了克服现有自激式Buck-Boost变换器的起振问题，本发明提供一种开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器及其交错并联形式，它们不但起振容易，而且形式多样——可形成Buck-Boost变换器、Zeta变换器、Flyback变换器、Buck变换器等。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器，包括一个自激单元和一个续流单元，所述自激单元包括电阻Rs2至电阻Rs3、电阻Rp2、电容Cs1、电容Cp1、二极管Ds1、二极管Dp1、电感L1、PNP型BJT管Qs1和PNP型BJT管Qp1，所述续流单元具有端口c_1、端口c_2、端口c_3和端口c_4，所述续流单元的作用是当PNP型BJT管Qp1截止时为电感L1提供电流通路；

所述PNP型BJT管Qs1的发射极同时与直流电源Vi的正端、二极管Ds1的阴极、二极管Dp1的阴极和PNP型BJT管Qp1的发射极相连，PNP型BJT管Qs1的基极同时与二极管Ds1的阳极和电阻Rs2的一端相连，PNP型BJT管Qs1的集电极同时与电阻Rs3的一端和电容Cs1的一端相连，PNP型BJT管Qp1的基极同时与二极管Dp1的阳极和电阻Rp2的一端相连，电阻Rp2的另一端与电容Cs1的另一端相连，PNP型BJT管Qp1的集电极同时与所述续流单元的端口c_1、电感L1的一端和电容Cp1的一端相连，电容Cp1的另一端与电阻Rs2的另一端相连，所述续流单元的端口c_3与负载Z的一端相连，负载Z的另一端与所述续流单元的端口c_4相连，所述续流单元的端口c_2同时与电感L1的另一端、电阻Rs3的另一端和直流电源Vi的负端相连；

所述自激单元还包括电阻Rs1和电阻Rp1，当电阻Rs1和电阻Rp1作为启动电阻时，电阻Rs1的一端与PNP型BJT管Qs1的基极相连，电阻Rp1的一端与PNP型BJT管Qp1的基极相连；当电阻Rs1和电阻Rp1作为限压电阻时，电阻Rs1的一端与电容Cs1的另一端相连，电阻Rp1的一端与电容Cp1的另一端相连。

进一步，所述电阻Rs1的另一端与PNP型BJT管Qs1的集电极相连，电阻Rp1的另一端与PNP型BJT管Qp1的集电极相连；或者，所述电阻Rs1的另一端和电阻Rp1的另一端均连接至直流电源Vi的负端；再或者，所述电阻Rs1的另一端和电阻Rp1的另一端均连接至负载Z的一端。

更进一步，所述续流单元的端口c_2和端口c_4相连。

关于所述续流单元的第一种优选方案，所述续流单元包括二极管Da1和电容Cao，所述二极管Da1的阴极与所述续流单元的端口c_1相连，二极管Da1的阳极同时与所述电容Cao的一端和所述续流单元的端口c_3相连，电容Cao的另一端同时与所述续流单元的端口c_2和端口c_4相连。当采用上述续流单元的第一种优选方案时，所述开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器将成为一个自激式的Buck-Boost变换器。

关于所述续流单元的第二种优选方案，所述续流单元包括电容Cb1、电容Cbo、二极管Db1、二极管Db2和电感Lb1，所述电容Cb1的一端与所述续流单元的端口c_1相连，电容Cb1的另一端同时与二极管Db1的阴极和二极管Db2的阳极相连，二极管Db2的阴极与电感Lb1的一端相连，电感Lb1的另一端与所述续流单元的端口c_3和电容Cbo的一端相连，电容Cbo的另一端同时与二极管Db1的阳极以及所述续流单元的端口c_2和端口c_4相连。当采用上述续流单元的第二种优选方案时，所述开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器将成为一个自激式的Zetat变换器。

关于所述续流单元的第三种优选方案，所述续流单元包括电感Lc1、二极管Dc1和电容Cco，所述电感Lc1的一端与二极管Dc1的阳极相连，二极管Dc1的阴极同时与电容Cco的一端和所述续流单元的端口c_3相连，电容Cco的另一端同时与电感Lc1的另一端和所述续流单元的端口c_4相连，电感Lc1和电感L1呈耦合关系，电感Lc1的另一端和电感L1的一端是同名端。当采用上述续流单元的第三种优选方案时，所述开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器将成为一个自激式的Flyback变换器。

一种开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器，包括一个自激单元、电感L1和电容Co，所述自激单元包括电阻Rs2至电阻Rs3、电阻Rp2、电容Cs1、电容Cp1、二极管Ds1、二极管Dp1、二极管D1、PNP型BJT管Qs1和PNP型BJT管Qp1；

所述PNP型BJT管Qs1的发射极同时与直流电源Vi的正端、二极管Ds1的阴极、二极管Dp1的阴极和PNP型BJT管Qp1的发射极相连，PNP型BJT管Qs1的基极同时与二极管Ds1的阳极和电阻Rs2的一端相连，PNP型BJT管Qs1的集电极同时与电阻Rs3的一端和电容Cs1的一端相连，PNP型BJT管Qp1的基极同时与二极管Dp1的阳极和电阻Rp2的一端相连，电阻Rp2的另一端与电容Cs1的另一端相连，PNP型BJT管Qp1的集电极同时与二极管D1的阴极、电感L1的一端和电容Cp1的一端相连，电容Cp1的另一端同时与电阻Rs2的另一端相连，电感L1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D1的阳极、电阻Rs3的另一端和直流电源Vi的负端相连；

所述自激单元还包括电阻Rs1和电阻Rp1，当电阻Rs1和电阻Rp1作为启动电阻时，电阻Rs1的一端与PNP型BJT管Qs1的基极相连，电阻Rp1的一端与PNP型BJT管Qp1的基极相连；当电阻Rs1和电阻Rp1作为限压电阻时，电阻Rs1的一端与电容Cs1的另一端相连，电阻Rp1的一端与电容Cp1的另一端相连。

进一步，所述电阻Rs1的另一端与PNP型BJT管Qs1的集电极相连，电阻Rp1的另一端与PNP型BJT管Qp1的集电极相连；或者，所述电阻Rs1的另一端和电阻Rp1的另一端均连接至直流电源Vi的负端；再或者，所述电阻Rs1的另一端和电阻Rp1的另一端均连接至电容Co的一端。

更进一步，在所述开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器中插入和电感L1耦合的电感L2，电感L2的一端与电感L1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Qp1的集电极和电容Cp1的一端都改接至电感L2的一端，二极管D1的阴极和电感L1的一端都改接至电感L2的另一端。该方案可以实现高降压比。

一种开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器的交错并联形式，包括一个自激单元和n个续流单元，即续流单元1至续流单元n，所述自激单元包括电阻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、电感L1_1至电感Ln_1、PNP型BJT管Qp1_1至PNP型BJT管Qpn_1，所述续流单元j具有端口cj_1、端口cj_2、端口cj_3和端口cj_4，j的取值范围为1至n，所述续流单元j的作用是当PNP型BJT管Qpj_1截止时为电感Lj_1提供电流通路；

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的阳极和电阻Rpj_2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、电感Lj_1的一端和续流单元j的端口cj_1相连，续流单元j的端口cj_3与负载Z的一端相连，负载Z的另一端与续流单元j的端口cj_4相连，续流单元j的端口cj_2同时与电感Lj_1的另一端和直流电源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；

所述自激单元还包括电阻Rp1_1至电阻Rpn_1，当电阻Rpj_1作为启动电阻时，电阻Rpj_1的一端与PNP型BJT管Qpj_1的基极相连，j的取值范围是1至n；当电阻Rpj_1作为限压电阻时，电阻Rpj_1的一端与电容Cpj_1的另一端相连，j的取值范围是1至n。

进一步，所述电阻Rpj_1的另一端与PNP型BJT管Qpj_1的集电极相连；或者，所述电阻Rpj_1的另一端连接至直流电源Vi的负端；再或者，所述电阻Rpj_1的另一端连接至负载Z的一端，j的取值范围是1至n。

更进一步，所述续流单元j的端口cj_2与端口cj_4相连且输出电压Vo小于输入电压Vi。

关于所述续流单元j的第一种优选方案，所述续流单元j包括二极管Dcj_a1和电容Ccj_a1，二极管Dcj_a1的阴极与所述续流单元j的端口cj_1相连，二极管Dcj_a1的阳极同时与所述续流单元j的端口cj_3和电容Ccj_a1的一端相连，电容Ccj_a1的另一端同时与所述续流单元j的端口cj_2和端口cj_4相连，j的取值范围是1至n。

关于所述续流单元j的第二种优选方案，所述续流单元j包括二极管Dcj_b1、二极管Dcj_b2、电容Ccj_b1和电容Ccj_b2，电容Ccj_b1的一端与所述续流单元j的端口cj_1相连，电容Ccj_b1的另一端同时与二极管Dcj_b1的阴极和二极管Dcj_b2的阳极相连，二极管Dcj_b2的阴极同时与所述续流单元j的端口cj_3和电容Ccj_b2的一端相连，电容Ccj_b2的另一端同时与二极管Dcj_b1的阳极、所述续流单元j的端口cj_2和端口cj_4相连，j的取值范围是1至n。

关于所述续流单元j的第三种优选方案，所述续流单元j包括二极管Dcj_c1、电感Lcj_c1和电容Ccj_c1，二极管Dcj_c1的阴极与所述续流单元j的端口cj_1相连，二极管Dcj_c1的阳极与电感Lcj_c1的一端相连，电感Lcj_c1的另一端同时与所述续流单元j的端口cj_3和电容Ccj_c1的一端相连，电容Ccj_c1的另一端同时与所述续流单元j的端口cj_2和端口cj_4相连，电感Lcj_c1和电感Lj_1存在耦合关系，电感Lcj_c1的一端与电感Lj_1的另一端是同名端，j的取值范围是1至n。

关于所述续流单元j的第四种优选方案，所述续流单元j包括电容Ccj_d1、电容Ccj_d2、二极管Dcj_d1、二极管Dcj_d2和电感Lcj_d1，电容Ccj_d1的一端与所述续流单元j的端口cj_1相连，电容Ccj_d1的另一端同时与电感Lcj_d1的一端和二极管Dcj_d2的阳极相连，二极管Dcj_d2的阴极同时与电容Ccj_d2的一端和所述续流单元j的端口cj_3相连，电容Ccj_d2的另一端与二极管Dcj_d1的阳极、所述续流单元j的端口cj_2和端口cj_4相连，电感Lcj_d1的另一端与二极管Dcj_d1的阴极相连，电感Lcj_d1和电感Lj_1存在耦合关系，电感Lcj_d1的一端与电感Lj_1的另一端是同名端，j的取值范围是1至n。

一种开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器的交错并联形式，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，所述电阻Rpj_1的另一端连接至直流电源Vi的负端；再或者，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，在所述开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器的交错并联形式中插入和电感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：先构建易于起振的自激单元(即不包括续流单元的部分)，并采用自激单元构成开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器以解决启动问题，降低其对部分元器件的依赖度。再构建具有“互锁”功能的多通道(n>1)自激单元，并采用自激单元构成开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器的交错并联形式，使其也具有结构简单、易于启动等特点。

本发明的有益效果主要表现在：先通过构建易于起振的自激单元，可令开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器易于起振，降低对参与自激的元器件的要求；可构成的开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器形式多样(包括Buck-Boost变换器、Zeta变换器、Flyback变换器、Buck变换器等)，可满足多样化的功率变换需求。再通过构建易于起振的多通道“互锁”自激单元，可令开关位于输入侧的自激式交错并联DC-DC变换器的交错并联形式易于扩展，增加容量；易于起振，对参与自激的元器件要求低。

附图说明

图1是一种现有的自激式Buck-Boost变换器。

图2是本发明实施例1的第一种电路图。

图3是本发明实施例1的第二种电路图。

图4是本发明实施例1的第三种电路图。

图5是本发明实施例2的第一种电路图。

图6是本发明实施例2的第二种电路图。

图7是本发明实施例2的第三种电路图。

图8是适用于本发明实施例1和实施例2的第一种续流单元优选方案的续流单元电路图。

图9是适用于本发明实施例1和实施例2的第二种续流单元优选方案的续流单元电路图。

图10是适用于本发明实施例1和实施例2的第三种续流单元优选方案的续流单元电路图。

图11是本发明实施例1采用第一种电路以及第二种续流单元优选方案时的仿真波形图。

图12是本发明实施例1采用第二种电路以及第三种续流单元优选方案时的仿真波形图。

图13是本发明实施例1采用第三种电路以及第一种续流单元优选方案时的仿真波形图。

图14是本发明实施例2采用第一种电路以及第二种续流单元优选方案时的仿真波形图。

图15是本发明实施例2采用第二种电路以及第三种续流单元优选方案时的仿真波形图。

图16是本发明实施例2采用第三种电路以及第一种续流单元优选方案时的仿真波形图。

图17是本发明实施例3的第一种电路图。

图18是本发明实施例3的第二种电路图。

图19是本发明实施例3的第三种电路图。

图20是本发明实施例3的第四种电路图。

图21是本发明实施例4的第一种电路图。

图22是本发明实施例4的第二种电路图。

图23是本发明实施例4的第三种电路图。

图24是本发明实施例4的第四种电路图。

图25是本发明实施例3采用第一种电路时的仿真波形图。

图26是本发明实施例3采用第四种电路时的仿真波形图。

图27是本发明实施例4采用第一种电路时的仿真波形图。

图28是本发明实施例4采用第四种电路时的仿真波形图。

图29是本发明实施例5的第一种电路图。

图30是本发明实施例5的第二种电路图。

图31是本发明实施例5的第三种电路图。

图32是本发明实施例6的第一种电路图。

图33是本发明实施例6的第二种电路图。

图34是本发明实施例6的第三种电路图。

图35是适用于本发明实施例5和实施例6的第一种续流单元优选方案的续流单元电路图。

图36是适用于本发明实施例5和实施例6的第二种续流单元优选方案的续流单元电路图。

图37是适用于本发明实施例5和实施例6的第三种续流单元优选方案的续流单元电路图。

图38是适用于本发明实施例5和实施例6的第四种续流单元优选方案的续流单元电路图。

图39是本发明实施例5采用第一种电路以及第一种续流单元优选方案时的仿真波形图。

图40是本发明实施例5采用第二种电路以及第二种续流单元优选方案时的仿真波形图。

图41是本发明实施例5采用第二种电路以及第四种续流单元优选方案时的仿真波形图。

图42是本发明实施例5采用第三种电路以及第三种续流单元优选方案时的仿真波形图。

图43是本发明实施例6采用第一种电路以及第一种续流单元优选方案时的仿真波形图。

图44是本发明实施例6采用第二种电路以及第二种续流单元优选方案时的仿真波形图。

图45是本发明实施例6采用第二种电路以及第四种续流单元优选方案时的仿真波形图。

图46是本发明实施例6采用第三种电路以及第三种续流单元优选方案时的仿真波形图。

图47是本发明实施例7的第一种电路图。

图48是本发明实施例7的第二种电路图。

图49是本发明实施例7的第三种电路图。

图50是本发明实施例7的第四种电路图。

图51是本发明实施例7采用第一种电路时的仿真波形图。

图52是本发明实施例7采用第四种电路时的仿真波形图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

实施例1

参照图2至图4，一种开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器，包括一个自激单元和一个续流单元，所述自激单元包括电阻Rs2至电阻Rs3、电阻Rp2、电容Cs1、电容Cp1、二极管Ds1、二极管Dp1、电感L1、PNP型BJT管Qs1和PNP型BJT管Qp1，所述续流单元具有端口c_1、端口c_2、端口c_3和端口c_4，所述续流单元的作用是当PNP型BJT管Qp1截止时为电感L1提供电流通路。所述PNP型BJT管Qs1的发射极同时与直流电源Vi的正端、二极管Ds1的阴极、二极管Dp1的阴极和PNP型BJT管Qp1的发射极相连，PNP型BJT管Qs1的基极同时与二极管Ds1的阳极和电阻Rs2的一端相连，PNP型BJT管Qs1的集电极同时与电阻Rs3的一端和电容Cs1的一端相连，PNP型BJT管Qp1的基极同时与二极管Dp1的阳极和电阻Rp2的一端相连，电阻Rp2的另一端与电容Cs1的另一端相连，PNP型BJT管Qp1的集电极同时与所述续流单元的端口c_1、电感L1的一端和电容Cp1的一端相连，电容Cp1的另一端与电阻Rs2的另一端相连，所述续流单元的端口c_3与负载Z的一端相连，负载Z的另一端与所述续流单元的端口c_4相连，所述续流单元的端口c_2同时与电感L1的另一端、电阻Rs3的另一端和直流电源Vi的负端相连。所述自激单元还包括电阻Rs1和电阻Rp1，电阻Rs1和电阻Rp1作为启动电阻，电阻Rs1的一端与PNP型BJT管Qs1的基极相连，电阻Rp1的一端与PNP型BJT管Qp1的基极相连。

参照图2，当实施例1采用第一种电路时，所述电阻Rs1的另一端与PNP型BJT管Qs1的集电极相连，电阻Rp1的另一端与PNP型BJT管Qp1的集电极相连。

参照图3，当实施例1采用第二种电路时，所述电阻Rs1的另一端和电阻Rp1的另一端均连接至直流电源Vi的负端。

参照图4，当实施例1采用第三种电路时，所述电阻Rs1的另一端和电阻Rp1的另一端均连接至负载Z的一端。

实施例1利用自激单元内部的不一致性，产生所需的振荡。假设PNP型BJT管Qp1率先导通，电感L1充磁，电流iL1逐渐增加，直流电源Vi通过电阻Rp2和电阻Rs3给电容Cs1充电。在Cs1的充电过程中，Qp1的基极电流逐渐减小，而Qp1的集电极电流逐渐增加，Qp1逐步退出饱和状态进入截止状态。当Qp1截止后，续流单元为L1提供电流通道，L1放磁，iL1逐渐减小。同时，PNP型BJT管Qs1导通，Vi通过电阻Rs2给电容Cp1充电，Cs1通过Rp2和二极管Dp1以及电阻Rp1放电。当L1放磁结束，iL1变为零。因Cp1的作用，Qs1截止，Cp1通过Rs2和二极管Ds1以及电阻Rs1放电。Qs1截止后，Qp1再次导通。周而复始。Ds1和Dp1的作用是保护Qs1和Qp1并参与振荡。Rs1和Rp1是启动电阻。

参照图8，当实施例1采用续流单元的第一种优选方案时，所述续流单元包括二极管Da1和电容Cao，所述二极管Da1的阴极与所述续流单元的端口c_1相连，二极管Da1的阳极同时与所述电容Cao的一端和所述续流单元的端口c_3相连，电容Cao的另一端同时与所述续流单元的端口c_2和端口c_4相连。当采用上述续流单元的第一种优选方案时，所述开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器将成为一个自激式的Buck-Boost变换器。稳态时，采用第一种续流单元的实施例1的输出电压Vo的极性与Vi相反，Vo的大小满足其一：|Vo|>Vi、|Vo|＝Vi或者|Vo|<Vi。图13是本发明实施例1采用第三种电路以及第一种续流单元优选方案时的仿真波形图，由图13可知其的一种自激工作状态，L1处于临界导通模式，其输出电压Vo的极性与Vi相反，|Vo|<Vi。

参照图9，当实施例1采用续流单元的第二种优选方案时，所述续流单元包括电容Cb1、电容Cbo、二极管Db1、二极管Db2和电感Lb1，所述电容Cb1的一端与所述续流单元的端口c_1相连，电容Cb1的另一端同时与二极管Db1的阴极和二极管Db2的阳极相连，二极管Db2的阴极与电感Lb1的一端相连，电感Lb1的另一端与所述续流单元的端口c_3和电容Cbo的一端相连，电容Cbo的另一端同时与二极管Db1的阳极以及所述续流单元的端口c_2和端口c_4相连。当采用上述续流单元的第二种优选方案时，所述开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器将成为一个自激式的Zeta变换器。稳态时，采用第二种续流单元的实施例1的输出电压Vo满足其一：Vo>Vi、Vo＝Vi或者Vo<Vi。Db2的作用是防止Lb1的电流反向，可加速启动过程。图11是本发明实施例1采用第一种电路以及第二种续流单元优选方案时的仿真波形图，由图11可知其的一种自激工作状态，L1处于临界导通模式，Lb1处于断续导通模式，其输出电压Vo小于Vi。

参照图10，当实施例1采用续流单元的第三种优选方案时，所述续流单元包括电感Lc1、二极管Dc1和电容Cco，所述电感Lc1的一端与二极管Dc1的阳极相连，二极管Dc1的阴极同时与电容Cco的一端和所述续流单元的端口c_3相连，电容Cco的另一端同时与电感Lc1的另一端和所述续流单元的端口c_4相连，电感Lc1和电感L1呈耦合关系，电感Lc1的另一端和电感L1的一端是同名端。当采用上述续流单元的第三种优选方案时，所述开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器将成为一个自激式的Flyback变换器。稳态时，采用第三种续流单元的实施例1的输出电压Vo满足其一：Vo>Vi、Vo＝Vi或者Vo<Vi。图12是本发明实施例1采用第二种电路以及第三种续流单元优选方案时的仿真波形图，由图12可知其的一种自激工作状态，耦合电感L1和Lc1处于临界导通模式，其输出电压Vo小于Vi。

实施例2

参照图5至图7，一种开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器，自激单元包括电阻Rs1和电阻Rp1，电阻Rs1和电阻Rp1作为限压电阻，电阻Rs1的一端与电容Cs1的另一端相连，电阻Rp1的一端与电容Cp1的另一端相连。

实施例2的其他结构与实施例1相同。除了Rs1和Rp1的作用是限制Cs1和Cp1的端电压，实施例2的工作过程也与实施例1相似。

参照图8，当采用续流模块优选方案一时，实施例2实质上就成为了一个自激式的Buck-Boost变换器。稳态时，采用第一种续流单元优选方案的实施例2的输出电压Vo的极性与Vi相反，Vo的大小满足其一：|Vo|>Vi、|Vo|＝Vi或者|Vo|<Vi。图16是本发明实施例2采用第三种电路以及第一种续流单元优选方案时的仿真波形图，由图16可知其的一种自激工作状态，L1处于临界导通模式，其输出电压Vo的极性与Vi相反，|Vo|<Vi。

参照图9，当采用续流模块优选方案二时，实施例2实质上就成为了一个自激式的Zeta变换器。稳态时，采用第二种续流单元优选方案的实施例2的输出电压Vo满足其一：Vo>Vi、Vo＝Vi或者Vo<Vi。Db2的作用是防止Lb1的电流反向，可加速启动过程。图14是本发明实施例2采用第一种电路以及第二种续流单元优选方案时的仿真波形图，由图14可知其的一种自激工作状态，L1处于临界导通模式，Lb1处于断续导通模式，其输出电压Vo小于Vi。

参照图10，当采用续流模块优选方案三时，实施例2实质上就成为了一个自激式的Flyback变换器。稳态时，采用第三种续流单元优选方案的实施例2的输出电压Vo满足其一：Vo>Vi、Vo＝Vi或者Vo<Vi。图15是本发明实施例2采用第二种电路以及第三种续流单元优选方案时的仿真波形图，由图15可知其的一种自激工作状态，耦合电感L1和Lc1处于临界导通模式，其输出电压Vo小于Vi。

实施例3

参照图17至图20，一种开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器，包括一个自激单元、电感L1和电容Co，所述自激单元包括电阻Rs2至电阻Rs3、电阻Rp2、电容Cs1、电容Cp1、二极管Ds1、二极管Dp1、二极管D1、PNP型BJT管Qs1和PNP型BJT管Qp1。所述PNP型BJT管Qs1的发射极同时与直流电源Vi的正端、二极管Ds1的阴极、二极管Dp1的阴极和PNP型BJT管Qp1的发射极相连，PNP型BJT管Qs1的基极同时与二极管Ds1的阳极和电阻Rs2的一端相连，PNP型BJT管Qs1的集电极同时与电阻Rs3的一端和电容Cs1的一端相连，PNP型BJT管Qp1的基极同时与二极管Dp1的阳极和电阻Rp2的一端相连，电阻Rp2的另一端与电容Cs1的另一端相连，PNP型BJT管Qp1的集电极同时与二极管D1的阴极、电感L1的一端和电容Cp1的一端相连，电容Cp1的另一端同时与电阻Rs2的另一端相连，电感L1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D1的阳极、电阻Rs3的另一端和直流电源Vi的负端相连。所述自激单元还包括电阻Rs1和电阻Rp1，电阻Rs1和电阻Rp1作为启动电阻，电阻Rs1的一端与PNP型BJT管Qs1的基极相连，电阻Rp1的一端与PNP型BJT管Qp1的基极相连。

实施例3实质上是一个Buck变换器。实施例3利用自激单元内部的不一致性，产生所需的振荡。假设PNP型BJT管Qp1率先导通，二极管D1截止，电感L1充磁，电流iL1逐渐增加，直流电源Vi通过电阻Rp2和电阻Rs3给电容Cs1充电。在Cs1的充电过程中，Qp1的基极电流逐渐减小，而Qp1的集电极电流逐渐增加，Qp1逐步退出饱和状态进入截止状态。当Qp1截止后，D1导通，L1放磁，iL1逐渐减小，Cs1通过Rp2和二极管Dp1以及电阻Rp1放电。同时，PNP型BJT管Qs1导通，Vi通过电阻Rs2给电容Cp1充电。当L1放磁结束，iL1变为零，D1截止。D1截止后，因Cp1的作用，Qs1截止，Cp1通过Rs2和二极管Ds1以及电阻Rs1放电。Qs1截止后，Qp1导通。周而复始。Ds1和Dp1的作用是保护Qs1和Qp1并参与振荡。Rs1和Rp1是启动电阻。

参照图17，当实施例3采用第一种电路时，所述电阻Rs1的另一端与PNP型BJT管Qs1的集电极相连，电阻Rp1的另一端与PNP型BJT管Qp1的集电极相连。图25是本发明实施例3采用第一种电路时的仿真波形图，由图25可知实施例3采用第一种电路时的自激工作状态，其输出电压Vo小于Vi。

参照图18，当实施例3采用第二种电路时，所述电阻Rs1的另一端和电阻Rp1的另一端均连接至直流电源Vi的负端。

参照图19，当实施例3采用第三种电路时，所述电阻Rs1的另一端和电阻Rp1的另一端均连接至电容Co的一端。

参照图20，当实施例3采用第四种电路时，在所述开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器中插入和电感L1耦合的电感L2，电感L2的一端与电感L1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Qp1的集电极和电容Cp1的一端都改接至电感L2的一端，二极管D1的阴极和电感L1的一端都改接至电感L2的另一端。由于L1和L2的耦合关系，可实现高降压比。图26是本发明实施例3采用第四种电路时的仿真波形图，由图26可知实施例3采用第四种电路时的自激工作状态，其输出电压Vo小于Vi。与实施例3采用第一种电路相比，其Vo更低。

实施例4

参照图21至图24，一种开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器，自激单元包括电阻Rs1和电阻Rp1，电阻Rs1和电阻Rp1作为限压电阻，电阻Rs1的一端与电容Cs1的另一端相连，电阻Rp1的一端与电容Cp1的另一端相连。

实施例4的其他结构与实施例3相同。除了Rs1和Rp1的作用是限制Cs1和Cp1的端电压，实施例4的工作过程也与实施例3相似。

参照图21，当实施例4采用第一种电路时，所述电阻Rs1的另一端与PNP型BJT管Qs1的集电极相连，电阻Rp1的另一端与PNP型BJT管Qp1的集电极相连。图27是本发明实施例4采用第一种电路时的仿真波形图，由图27可知实施例4采用第一种电路时的自激工作状态，其输出电压Vo小于Vi。

参照图22，当实施例4采用第二种电路时，所述电阻Rs1的另一端和电阻Rp1的另一端均连接至直流电源Vi的负端。

参照图23，当实施例4采用第三种电路时，所述电阻Rs1的另一端和电阻Rp1的另一端均连接至电容Co的一端。

参照图24，当实施例4采用第四种电路时，在所述开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器中插入和电感L1耦合的电感L2，电感L2的一端与电感L1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Qp1的集电极和电容Cp1的一端都改接至电感L2的一端，二极管D1的阴极和电感L1的一端都改接至电感L2的另一端。由于L1和L2的耦合关系，可实现高降压比。图28是本发明实施例4采用第四种电路时的仿真波形图，由图28可知实施例4采用第四种电路时的自激工作状态，其输出电压Vo小于Vi。与实施例4采用第一种电路相比，其Vo更低。

实施例5

参照图29至图31，一种开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器的交错并联形式，包括一个自激单元和n个续流单元，即续流单元1至续流单元n，所述自激单元包括电阻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、电感L1_1至电感Ln_1、PNP型BJT管Qp1_1至PNP型BJT管Qpn_1，所述续流单元j具有端口cj_1、端口cj_2、端口cj_3和端口cj_4，j的取值范围为1至n，所述续流单元j的作用是当PNP型BJT管Qpj_1截止时为电感Lj_1提供电流通路。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的阳极和电阻Rpj_2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、电感Lj_1的一端和续流单元j的端口cj_1相连，续流单元j的端口cj_3与负载Z的一端相连，负载Z的另一端与续流单元j的端口cj_4相连，续流单元j的端口cj_2同时与电感Lj_1的另一端和直流电源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。所述自激单元还包括电阻Rp1_1至电阻Rpn_1，电阻Rpj_1作为启动电阻，电阻Rpj_1的一端与PNP型BJT管Qpj_1的基极相连，j的取值范围是1至n。

参照图29，当实施例5采用第一种电路时，所述电阻Rpj_1的另一端与PNP型BJT管Qpj_1的集电极相连，j的取值范围是1至n。

参照图30，当实施例5采用第二种电路时，所述电阻Rpj_1的另一端连接至直流电源Vi的负端，j的取值范围是1至n。

参照图31，当实施例5采用第三种电路时，所述电阻Rpj_1的另一端连接至负载Z的一端，j的取值范围是1至n。

实施例5利用自激单元内部(主要是PNP型BJT管Qp1_1至PNP型BJT管Qpn_1)的不一致性，产生所需的振荡。假设Qp1_1率先导通，电感L1_1充磁，电流iL1_1逐渐增加，直流电源Vi通过电阻Rp1_2给电容Cp2_1充电。在Cp2_1的充电过程中，Qp1_1的基极电流逐渐减小，而Qp1_1的集电极电流逐渐增加，Qp1_1逐步退出饱和状态进入截止状态。当Qp1_1截止后，续流单元1为L1_1提供电流通路，L1_1放磁，iL1_1逐渐减小。同时，PNP型BJT管Qpn_1导通，电感Ln_1充磁，电流iLn_1逐渐增加，直流电源Vi通过电阻Rpn_2给电容Cp1_1充电。以此类推，Qpn_1滞后于Qp1_1导通和截止，Qpk-1_1滞后于Qpk_1导通和截止，Qp1_1滞后于Qp2_1导通和截止，k的取值范围是2至n。稳态时，当Qp1_1导通时，Cp1_1通过Rpn_2和Dpn_1进行放电；当Qpk_1导通时，Cpk_1通过Rpk-1_2和Dpk-1_1进行放电；当Qpn_1导通时，Cpn_1通过Rpn-1_2和Dpn-1_1进行放电。周而复始。Dpj_1的作用是保护Qpj_1并参与振荡，电阻Rpj_1是启动电阻。

参照图35，当实施例5采用第一种续流单元j时，实施例5本质上是一个交错并联的Buck-Boost变换器。第一种续流单元j包括二极管Dcj_a1和电容Ccj_a1，二极管Dcj_a1的阴极与所述续流单元j的端口cj_1相连，二极管Dcj_a1的阳极同时与所述续流单元j的端口cj_3和电容Ccj_a1的一端相连，电容Ccj_a1的另一端同时与所述续流单元j的端口cj_2和端口cj_4相连，j的取值范围是1至n。图39是本发明实施例5(取n＝3)采用第一种电路以及第一种续流单元优选方案时的仿真波形图，由图39可知实施例5采用第一种续流单元优选方案时的自激工作状态，其输出电压Vo与输入电压Vi的极性相反，PNP型BJT管的导通顺序依次为Qp1_1→Qp3_1→Qp2_1→Qp1_1。

参照图36，当实施例5采用第二种续流单元j时，实施例5本质上是一个交错并联的开关电容变换器。第二种续流单元j包括二极管Dcj_b1、二极管Dcj_b2、电容Ccj_b1和电容Ccj_b2，电容Ccj_b1的一端与所述续流单元j的端口cj_1相连，电容Ccj_b1的另一端同时与二极管Dcj_b1的阴极和二极管Dcj_b2的阳极相连，二极管Dcj_b2的阴极同时与所述续流单元j的端口cj_3和电容Ccj_b2的一端相连，电容Ccj_b2的另一端同时与二极管Dcj_b1的阳极、所述续流单元j的端口cj_2和端口cj_4相连，j的取值范围是1至n。图40是本发明实施例5(取n＝2)采用第二种电路以及第二种续流单元优选方案时的仿真波形图，由图40可知实施例5采用第二种续流单元优选方案时的自激工作状态，其输出电压Vo大于输入电压Vi，PNP型BJT管的导通顺序依次为Qp1_1→Qp2_1→Qp1_1。

参照图37，当实施例5采用第三种续流单元j时，实施例5本质上是一个高升压比的交错并联的Buck-Boost变换器。第三种续流单元j包括二极管Dcj_c1、电感Lcj_c1和电容Ccj_c1，二极管Dcj_c1的阴极与所述续流单元j的端口cj_1相连，二极管Dcj_c1的阳极与电感Lcj_c1的一端相连，电感Lcj_c1的另一端同时与所述续流单元j的端口cj_3和电容Ccj_c1的一端相连，电容Ccj_c1的另一端同时与所述续流单元j的端口cj_2和端口cj_4相连，电感Lcj_c1和电感Lj_1存在耦合关系，电感Lcj_c1的一端与电感Lj_1的另一端是同名端，j的取值范围是1至n。图42是本发明实施例5(取n＝2)采用第三种电路以及第三种续流单元优选方案时的仿真波形图，由图42可知实施例5采用第三种续流单元优选方案时的自激工作状态，其输出电压Vo与输入电压Vi的极性相反，但是|Vo|>Vi，PNP型BJT管的导通顺序依次为Qp1_1→Qp2_1→Qp1_1。

参照图38，当实施例5采用第四种续流单元j时，实施例5本质上是一个高升压比的交错并联的开关电容变换器。第四种续流单元j包括电容Ccj_d1、电容Ccj_d2、二极管Dcj_d1、二极管Dcj_d2和电感Lcj_d1，电容Ccj_d1的一端与所述续流单元j的端口cj_1相连，电容Ccj_d1的另一端同时与电感Lcj_d1的一端和二极管Dcj_d2的阳极相连，二极管Dcj_d2的阴极同时与电容Ccj_d2的一端和所述续流单元j的端口cj_3相连，电容Ccj_d2的另一端与二极管Dcj_d1的阳极、所述续流单元j的端口cj_2和端口cj_4相连，电感Lcj_d1的另一端与二极管Dcj_d1的阴极相连，电感Lcj_d1和电感Lj_1存在耦合关系，电感Lcj_d1的一端与电感Lj_1的另一端是同名端，j的取值范围是1至n。图41是本发明实施例5(取n＝2)采用第二种电路以及第四种续流单元优选方案时的仿真波形图，由图41可知实施例5采用第四种续流单元优选方案时的自激工作状态，其输出电压Vo大于输入电压Vi，PNP型BJT管的导通顺序依次为Qp1_1→Qp2_1→Qp1_1。对比图40和图41可知，采用第四种续流单元优选方案的实施例5具有更高的升压比。

实施例6

参照图32至图34，一种开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器的交错并联形式，自激单元包括电阻Rp1_1至电阻Rpn_1，电阻Rpj_1作为限压电阻，电阻Rpj_1的一端与电容Cpj_1的另一端相连，j的取值范围是1至n。

实施例6的其他结构与实施例5相同。除了电阻Rpj_1的作用是限制Cpj_1的端电压，实施例6的工作过程也与实施例5相似。

参照图35，采用第一种续流单元优选方案的实施例6本质上是一个交错并联的Buck-Boost变换器。所述续流单元j包括二极管Dcj_a1和电容Ccj_a1，二极管Dcj_a1的阴极与所述续流单元j的端口cj_1相连，二极管Dcj_a1的阳极同时与所述续流单元j的端口cj_3和电容Ccj_a1的一端相连，电容Ccj_a1的另一端同时与所述续流单元j的端口cj_2和端口cj_4相连，j的取值范围是1至n。图43是本发明实施例6(取n＝3)采用第一种电路以及第一种续流单元优选方案时的仿真波形图，由图43可知实施例6采用第一种续流单元优选方案时的自激工作状态，其输出电压Vo与输入电压Vi的极性相反，PNP型BJT管的导通顺序依次为Qp1_1→Qp3_1→Qp2_1→Qp1_1。

参照图36，采用第二种续流单元优选方案的实施例6本质上是一个交错并联的开关电容变换器。所述续流单元j包括二极管Dcj_b1、二极管Dcj_b2、电容Ccj_b1和电容Ccj_b2，电容Ccj_b1的一端与所述续流单元j的端口cj_1相连，电容Ccj_b1的另一端同时与二极管Dcj_b1的阴极和二极管Dcj_b2的阳极相连，二极管Dcj_b2的阴极同时与所述续流单元j的端口cj_3和电容Ccj_b2的一端相连，电容Ccj_b2的另一端同时与二极管Dcj_b1的阳极、所述续流单元j的端口cj_2和端口cj_4相连，j的取值范围是1至n。图44是本发明实施例6(取n＝2)采用第二种电路以及第二种续流单元优选方案时的仿真波形图，由图44可知实施例6采用第二种续流单元优选方案时的自激工作状态，其输出电压Vo大于输入电压Vi，PNP型BJT管的导通顺序依次为Qp1_1→Qp2_1→Qp1_1。

参照图37，采用第三种续流单元优选方案的实施例6本质上是一个高升压比的交错并联的Buck-Boost变换器。所述续流单元j包括二极管Dcj_c1、电感Lcj_c1和电容Ccj_c1，二极管Dcj_c1的阴极与所述续流单元j的端口cj_1相连，二极管Dcj_c1的阳极与电感Lcj_c1的一端相连，电感Lcj_c1的另一端同时与所述续流单元j的端口cj_3和电容Ccj_c1的一端相连，电容Ccj_c1的另一端同时与所述续流单元j的端口cj_2和端口cj_4相连，电感Lcj_c1和电感Lj_1存在耦合关系，电感Lcj_c1的一端与电感Lj_1的另一端是同名端，j的取值范围是1至n。图46是本发明实施例6(取n＝2)采用第三种电路以及第三种续流单元优选方案时的仿真波形图，由图46可知实施例6采用第三种续流单元优选方案时的自激工作状态，其输出电压Vo与输入电压Vi的极性相反，但是|Vo|>Vi，PNP型BJT管的导通顺序依次为Qp1_1→Qp2_1→Qp1_1。

参照图38，采用第四种续流单元优选方案的实施例6本质上是一个高升压比的交错并联的开关电容变换器。所述续流单元j包括电容Ccj_d1、电容Ccj_d2、二极管Dcj_d1、二极管Dcj_d2和电感Lcj_d1，电容Ccj_d1的一端与所述续流单元j的端口cj_1相连，电容Ccj_d1的另一端同时与电感Lcj_d1的一端和二极管Dcj_d2的阳极相连，二极管Dcj_d2的阴极同时与电容Ccj_d2的一端和所述续流单元j的端口cj_3相连，电容Ccj_d2的另一端与二极管Dcj_d1的阳极、所述续流单元j的端口cj_2和端口cj_4相连，电感Lcj_d1的另一端与二极管Dcj_d1的阴极相连，电感Lcj_d1和电感Lj_1存在耦合关系，电感Lcj_d1的一端与电感Lj_1的另一端是同名端，j的取值范围是1至n。图45是本发明实施例6(取n＝2)采用第二种电路以及第四种续流单元优选方案时的仿真波形图，由图45可知实施例6采用第四种续流单元优选方案时的自激工作状态，其输出电压Vo大于输入电压Vi，PNP型BJT管的导通顺序依次为Qp1_1→Qp2_1→Qp1_1。对比图44和图45可知，采用第四种续流单元优选方案的实施例6具有更高的升压比。

实施例7

参照图47至图50，一种开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器的交错并联形式，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。

参照图47，当实施例7采用第一种电路时，所述电阻Rpj_1的另一端与PNP型BJT管Qpj_1的集电极相连，j的取值范围是1至n。

参照图48，当实施例7采用第二种电路时，所述电阻Rpj_1的另一端连接至直流电源Vi的负端，j的取值范围是1至n。

参照图49，当实施例7采用第三种电路时，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。

参照图50，当实施例7采用第四种电路时，在所述开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器的交错并联形式中插入和电感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。由于Lj_1和Lj_2的耦合关系，可实现高降压比。

实施例7实质上是一个交错并联的Buck变换器。实施例7利用自激单元内部(主要是PNP型BJT管Qp1_1至PNP型BJT管Qpn_1)的不一致性，产生所需的振荡。假设Qp1_1率先导通，二极管D1_1截止，电感L1_1充磁，电流iL1_1逐渐增加，直流电源Vi通过电阻Rp1_2给电容Cp2_1充电。在Cp2_1的充电过程中，Qp1_1的基极电流逐渐减小，而Qp1_1的集电极电流逐渐增加，Qp1_1逐步退出饱和状态进入截止状态。当Qp1_1截止后，D1_1导通，L1_1放磁，iL1_1逐渐减小。同时，PNP型BJT管Qpn_1导通，二极管Dn_1截止，电感Ln_1充磁，电流iLn_1逐渐增加，直流电源Vi通过电阻Rpn_2给电容Cp1_1充电。以此类推，Qpn_1滞后于Qp1_1导通和截止，Qpk-1_1滞后于Qpk_1导通和截止，Qp1_1滞后于Qp2_1导通和截止，k的取值范围是2至n。稳态时，当Qp1_1导通时，Cp1_1通过Rpn_2和Dpn_1进行放电；当Qpk_1导通时，Cpk_1通过Rpk-1_2和Dpk-1_1进行放电；当Qpn_1导通时，Cpn_1通过Rpn-1_2和Dpn-1_1进行放电。周而复始。Dpj_1的作用是保护Qpj_1并参与振荡，电阻Rpj_1是启动电阻。

图51是本发明实施例7(取n＝3)采用第一种电路时的仿真波形图，由图51可知实施例7的自激工作状态，其输出电压Vo小于Vi，PNP型BJT管的导通顺序依次为Qp1_1→Qp3_1→Qp2_1→Qp1_1。图52是本发明实施例7(取n＝2)采用第四种电路时的仿真波形图，由图52可知实施例7的自激工作状态，其输出电压Vo小于Vi，PNP型BJT管的导通顺序依次为Qp1_1→Qp2_1→Qp1_1。与采用第一种电路时的实施例7相比，采用第四种电路时的实施例7的Vo更低。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围的不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (10)

1.一种开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器，其特征在于：所述开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器包括一个自激单元和一个续流单元，所述自激单元包括电阻Rs2至电阻Rs3、电阻Rp2、电容Cs1、电容Cp1、二极管Ds1、二极管Dp1、电感L1、PNP型BJT管Qs1和PNP型BJT管Qp1，所述续流单元具有端口c_1、端口c_2、端口c_3和端口c_4，所述续流单元的作用是当PNP型BJT管Qp1截止时为电感L1提供电流通路；

所述PNP型BJT管Qs1的发射极同时与直流电源Vi的正端、二极管Ds1的阴极、二极管Dp1的阴极和PNP型BJT管Qp1的发射极相连，PNP型BJT管Qs1的基极同时与二极管Ds1的阳极和电阻Rs2的一端相连，PNP型BJT管Qs1的集电极同时与电阻Rs3的一端和电容Cs1的一端相连，PNP型BJT管Qp1的基极同时与二极管Dp1的阳极和电阻Rp2的一端相连，电阻Rp2的另一端与电容Cs1的另一端相连，PNP型BJT管Qp1的集电极同时与所述续流单元的端口c_1、电感L1的一端和电容Cp1的一端相连，电容Cp1的另一端与电阻Rs2的另一端相连，所述续流单元的端口c_3与负载Z的一端相连，负载Z的另一端与所述续流单元的端口c_4相连，所述续流单元的端口c_2同时与电感L1的另一端、电阻Rs3的另一端和直流电源Vi的负端相连；

所述自激单元还包括电阻Rs1和电阻Rp1，当电阻Rs1和电阻Rp1作为启动电阻时，电阻Rs1的一端与PNP型BJT管Qs1的基极相连，电阻Rp1的一端与PNP型BJT管Qp1的基极相连；当电阻Rs1和电阻Rp1作为限压电阻时，电阻Rs1的一端与电容Cs1的另一端相连，电阻Rp1的一端与电容Cp1的另一端相连。

2.如权利要求1所述的开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器，其特征在于：所述续流单元包括二极管Da1和电容Cao，所述二极管Da1的阴极与所述续流单元的端口c_1相连，二极管Da1的阳极同时与所述电容Cao的一端和所述续流单元的端口c_3相连，电容Cao的另一端同时与所述续流单元的端口c_2和端口c_4相连；或者，所述续流单元包括电容Cb1、电容Cbo、二极管Db1、二极管Db2和电感Lb1，所述电容Cb1的一端与所述续流单元的端口c_1相连，电容Cb1的另一端同时与二极管Db1的阴极和二极管Db2的阳极相连，二极管Db2的阴极与电感Lb1的一端相连，电感Lb1的另一端与所述续流单元的端口c_3和电容Cbo的一端相连，电容Cbo的另一端同时与二极管Db1的阳极以及所述续流单元的端口c_2和端口c_4相连；或者，所述续流单元包括电感Lc1、二极管Dc1和电容Cco，所述电感Lc1的一端与二极管Dc1的阳极相连，二极管Dc1的阴极同时与电容Cco的一端和所述续流单元的端口c_3相连，电容Cco的另一端同时与电感Lc1的另一端和所述续流单元的端口c_4相连，电感Lc1和电感L1呈耦合关系，电感Lc1的另一端和电感L1的一端是同名端。

3.一种开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器，其特征在于：所述开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器包括一个自激单元、电感L1和电容Co，所述自激单元包括电阻Rs2至电阻Rs3、电阻Rp2、电容Cs1、电容Cp1、二极管Ds1、二极管Dp1、二极管D1、PNP型BJT管Qs1和PNP型BJT管Qp1；

所述PNP型BJT管Qs1的发射极同时与直流电源Vi的正端、二极管Ds1的阴极、二极管Dp1的阴极和PNP型BJT管Qp1的发射极相连，PNP型BJT管Qs1的基极同时与二极管Ds1的阳极和电阻Rs2的一端相连，PNP型BJT管Qs1的集电极同时与电阻Rs3的一端和电容Cs1的一端相连，PNP型BJT管Qp1的基极同时与二极管Dp1的阳极和电阻Rp2的一端相连，电阻Rp2的另一端与电容Cs1的另一端相连，PNP型BJT管Qp1的集电极同时与二极管D1的阴极、电感L1的一端和电容Cp1的一端相连，电容Cp1的另一端同时与电阻Rs2的另一端相连，电感L1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D1的阳极、电阻Rs3的另一端和直流电源Vi的负端相连；

所述自激单元还包括电阻Rs1和电阻Rp1，当电阻Rs1和电阻Rp1作为启动电阻时，电阻Rs1的一端与PNP型BJT管Qs1的基极相连，电阻Rp1的一端与PNP型BJT管Qp1的基极相连；当电阻Rs1和电阻Rp1作为限压电阻时，电阻Rs1的一端与电容Cs1的另一端相连，电阻Rp1的一端与电容Cp1的另一端相连。

4.如权利要求3所述的开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器，其特征在于：在所述开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器中插入和电感L1耦合的电感L2，电感L2的一端与电感L1的一端是同名端，PNP型BJT管Qp1的集电极和电容Cp1的一端都连接至电感L2的一端，二极管D1的阴极和电感L1的一端都连接至电感L2的另一端。

5.如权利要求1～4之一所述的开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器，其特征在于：所述电阻Rs1的另一端与PNP型BJT管Qs1的集电极相连，电阻Rp1的另一端与PNP型BJT管Qp1的集电极相连；或者，所述电阻Rs1的另一端和电阻Rp1的另一端均连接至直流电源Vi的负端；再或者，所述电阻Rs1的另一端和电阻Rp1的另一端均连接至负载Z的一端或者电容Co的一端。

6.一种开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器的交错并联形式，其特征在于：所述开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器的交错并联形式包括一个自激单元和n个续流单元，即续流单元1至续流单元n，所述自激单元包括电阻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、电感L1_1至电感Ln_1、PNP型BJT管Qp1_1至PNP型BJT管Qpn_1，所述续流单元j具有端口cj_1、端口cj_2、端口cj_3和端口cj_4，j的取值范围为1至n，所述续流单元j的作用是当PNP型BJT管Qpj_1截止时为电感Lj_1提供电流通路；

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的阳极和电阻Rpj_2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、电感Lj_1的一端和续流单元j的端口cj_1相连，续流单元j的端口cj_3与负载Z的一端相连，负载Z的另一端与续流单元j的端口cj_4相连，续流单元j的端口cj_2同时与电感Lj_1的另一端和直流电源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；

所述自激单元还包括电阻Rp1_1至电阻Rpn_1，当电阻Rpj_1作为启动电阻时，电阻Rpj_1的一端与PNP型BJT管Qpj_1的基极相连，j的取值范围是1至n；当电阻Rpj_1作为限压电阻时，电阻Rpj_1的一端与电容Cpj_1的另一端相连，j的取值范围是1至n。

7.如权利要求6所述的开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器的交错并联形式，其特征在于：所述续流单元j包括二极管Dcj_a1和电容Ccj_a1，二极管Dcj_a1的阴极与所述续流单元j的端口cj_1相连，二极管Dcj_a1的阳极同时与所述续流单元j的端口cj_3和电容Ccj_a1的一端相连，电容Ccj_a1的另一端同时与所述续流单元j的端口cj_2和端口cj_4相连，j的取值范围是1至n；或者，所述续流单元j包括二极管Dcj_b1、二极管Dcj_b2、电容Ccj_b1和电容Ccj_b2，电容Ccj_b1的一端与所述续流单元j的端口cj_1相连，电容Ccj_b1的另一端同时与二极管Dcj_b1的阴极和二极管Dcj_b2的阳极相连，二极管Dcj_b2的阴极同时与所述续流单元j的端口cj_3和电容Ccj_b2的一端相连，电容Ccj_b2的另一端同时与二极管Dcj_b1的阳极、所述续流单元j的端口cj_2和端口cj_4相连，j的取值范围是1至n；或者，所述续流单元j包括二极管Dcj_c1、电感Lcj_c1和电容Ccj_c1，二极管Dcj_c1的阴极与所述续流单元j的端口cj_1相连，二极管Dcj_c1的阳极与电感Lcj_c1的一端相连，电感Lcj_c1的另一端同时与所述续流单元j的端口cj_3和电容Ccj_c1的一端相连，电容Ccj_c1的另一端同时与所述续流单元j的端口cj_2和端口cj_4相连，电感Lcj_c1和电感Lj_1存在耦合关系，电感Lcj_c1的一端与电感Lj_1的另一端是同名端，j的取值范围是1至n；或者，所述续流单元j包括电容Ccj_d1、电容Ccj_d2、二极管Dcj_d1、二极管Dcj_d2和电感Lcj_d1，电容Ccj_d1的一端与所述续流单元j的端口cj_1相连，电容Ccj_d1的另一端同时与电感Lcj_d1的一端和二极管Dcj_d2的阳极相连，二极管Dcj_d2的阴极同时与电容Ccj_d2的一端和所述续流单元j的端口cj_3相连，电容Ccj_d2的另一端与二极管Dcj_d1的阳极、所述续流单元j的端口cj_2和端口cj_4相连，电感Lcj_d1的另一端与二极管Dcj_d1的阴极相连，电感Lcj_d1和电感Lj_1存在耦合关系，电感Lcj_d1的一端与电感Lj_1的另一端是同名端，j的取值范围是1至n。

8.一种开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器的交错并联形式，其特征在于：所述开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器的交错并联形式包括一个自激单元、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；

所述电阻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。

9.如权利要求8所述的开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器的交错并联形式，其特征在于：在所述开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器的交错并联形式中插入和电感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，PNP型BJT管Qpj_1的集电极和电容Cpj_1的一端都连接至电感Lj_2的一端，二极管Dj_1的阴极和电感Lj_1的一端都连接至电感Lj_2的另一端，j的取值范围是1至n。

10.如权利要求6～9之一所述的开关位于输入侧的自激式DC-DC变换器的交错并联形式，其特征在于：所述电阻Rpj_1的另一端与PNP型BJT管Qpj_1的集电极相连；或者，所述电阻Rpj_1的另一端连接至直流电源Vi的负端；再或者，所述电阻Rpj_1的另一端连接至负载Z的一端或者电容Co的一端，j的取值范围是1至n。