本发明涉及电感位于输入侧的自激式交错并联dc-dc变换器，尤其适合低电压输入的工作场合，如：能量收集、led驱动、辅助电源等。
背景技术：
常见的电感位于输入侧的dc-dc变换器包括boost变换器、cuk变换器、sepic变换器和flyback变换器。当它们以交错并联的方式工作时，即可以实现扩容，又可以减小输入电流的纹波。现有的交错并联方案，大多需要类似同步发生器的部件将多个独立的电感位于输入侧的dc-dc变换器联合协同工作起来。但是，当同步发生器发生故障时，诸多独立的电感位于输入侧的dc-dc变换器将很难维持原有有序的协同工作方式。
技术实现要素：
为了克服现有电感位于输入侧的自激式交错并联dc-dc变换器需要类似同步发生器部件的不足，本发明提供一种电感位于输入侧的自激式交错并联dc-dc变换器(涵盖boost变换器)，它不但起振容易，而且无需类似同步发生器的部件就能以交错并联的方式工作。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种电感位于输入侧的自激式交错并联dc-dc变换器，包括自激单元和续流模块c1至续流模块cn，所述自激单元包括电感lp1_1至电感lpn_1、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、npn型bjt管qp1_1至npn型bjt管qpn_1和二极管dp1_1至二极管dpn_1，所述续流模块cj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，所述续流模块cj的作用是当npn型bjt管qpj_1截止时为电感lpj_1提供电流通道；
所述电感lpj_1的一端与电源vi的正端相连，电感lpj_1的另一端同时与电容cpj_1的一端、npn型bjt管qpj_1的集电极和续流模块cj的端口cj_1相连，npn型bjt管qpj_1的基极同时与电阻rpj_1的一端、电阻rpj_2的一端和二极管dpj_1的阴极相连，npn型bjt管qpj_1的发射极同时与二极管dpj_1的阳极、续流模块cj的端口cj_3和电源vi的负端相连，续流模块cj的端口cj_2与负载z的一端相连，续流模块cj的端口cj_4与负载z的另一端相连，j的取值范围为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的另一端与电感lpj_1的另一端相连，或者是：电阻rpj_1的一端连接至电源vi的正端；再或者是：电阻rpj_1的一端连接至负载z的一端。
进一步，所述续流模块cj的端口cj_3与端口cj_4相连。
作为续流模块的优选方案一：所述续流模块cj包括二极管dcj_a1和电容ccj_a1，二极管dcj_a1的阳极与续流模块cj的端口cj_1相连，二极管dcj_a1的阴极同时与电容ccj_a1的一端和续流模块cj的端口cj_2相连，电容ccj_a1的另一端同时与续流模块cj的端口cj_3和端口cj_4相连，j的取值范围为1至n。所述续流模块cj令电感位于输入侧的自激式交错并联dc-dc变换器具有升压功能。
作为续流模块的优选方案二：所述续流模块cj包括电感lcj_b1、二极管dcj_b1和电容ccj_b1，电感lcj_b1的一端与续流模块cj的端口cj_1相连，电感lcj_b1的另一端与二极管dcj_b1的阳极相连，二极管dcj_b1的阴极同时与电容ccj_b1的一端和续流模块cj的端口cj_2相连，电容ccj_b1的另一端同时与续流模块cj的端口cj_3和端口cj_4相连，电感lcj_b1与所述自激单元中的电感lpj_1存在耦合关系，电感lcj_b1的一端和电感lpj_1的一端是同名端，j的取值范围为1至n。所述续流模块cj令电感位于输入侧的自激式交错并联dc-dc变换器具有高增益的升压功能。
作为续流模块的优选方案三：所述续流模块cj包括电容ccj_c1、电容ccj_c2、二极管dcj_c1和二极管dcj_c2，电容ccj_c2的一端与续流模块cj的端口cj_1相连，电容ccj_c2的另一端同时与二极管dcj_c1的阳极和二极管dcj_c2的阴极相连，二极管dcj_c2的阳极与所述电源vi的正端相连，二极管dcj_c1的阴极同时与电容ccj_c1的一端和续流模块cj的端口cj_2相连，电容ccj_c1的另一端同时与续流模块cj的端口cj_3和端口cj_4相连，j的取值范围为1至n。所述续流模块cj令电感位于输入侧的自激式交错并联dc-dc变换器具有高增益的升压功能。
作为续流模块的优选方案四：所述续流模块cj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_d2的一端与续流模块cj的端口cj_1相连，电容ccj_d2的另一端同时与二极管dcj_d2的阴极和电感lcj_d1的一端相连，电感lcj_d1的另一端与二极管dcj_d1的阳极相连，二极管dcj_d1的阴极同时与电容ccj_d1的一端和续流模块cj的端口cj_2相连，电容ccj_d1的另一端同时与续流模块cj的端口cj_3和端口cj_4相连，电感lcj_d1与所述自激单元中的电感lpj_1存在耦合关系，电感lcj_d1的一端和电感lpj_1的一端是同名端，j的取值范围为1至n。所述续流模块cj令电感位于输入侧的自激式交错并联dc-dc变换器具有高增益的升压功能。
作为续流模块的优选方案五：所述续流模块cj包括电容ccj_e1、电容ccj_e2、电感lcj_e1、二极管dcj_e1和二极管dcj_e2，电容ccj_e1的一端与续流模块cj的端口cj_1相连，电容ccj_e1的另一端同时与二极管dcj_e1的阳极和电感lcj_e1的一端相连，电感lcj_e1的另一端与二极管dcj_e2的阴极相连，二极管dcj_e2的阳极同时与电容ccj_e2的一端和续流模块cj的端口cj_2相连，电容ccj_e2的另一端同时与续流模块cj的端口cj_3和端口cj_4以及二极管dcj_e1的阴极相连，j的取值范围为1至n。所述续流模块cj令电感位于输入侧的自激式交错并联dc-dc变换器具有极性反转的升降压功能。
作为续流模块的优选方案六：所述续流模块cj包括电容ccj_f1、电容ccj_f2、电感lcj_f1、二极管dcj_f1和二极管dcj_f2，电容ccj_f1的一端与续流模块cj的端口cj_1相连，电容ccj_f1的另一端同时与二极管dcj_f2的阳极和电感lcj_f1的一端相连，二极管dcj_f2的阴极同时与电容ccj_f2的一端和续流模块cj的端口cj_2相连，电感lcj_f1的另一端与二极管dcj_f1的阴极相连，二极管dcj_f1的阳极同时与续流模块cj的端口cj_3和端口cj_4以及电容ccj_f2的另一端相连，j的取值范围为1至n。所述续流模块cj令电感位于输入侧的自激式交错并联dc-dc变换器具有升降压功能。
作为续流模块的优选方案七：所述续流模块cj包括电感lcj_g1、二极管dcj_g1和电容ccj_g1，电感lcj_g1的一端与二极管dcj_g1的阳极相连，二极管dcj_g1的阴极同时与电容ccj_g1的一端和续流模块cj的端口cj_2相连，电容ccj_g1的另一端同时与电感lcj_g1的另一端和续流模块cj的端口cj_4相连，电感lcj_g1和所述自激单元中的电感lpj_1存在耦合关系，电感lcj_g1的另一端与所述电感lpj_1的一端是同名端，j的取值范围为1至n。所述续流模块cj令电感位于输入侧的自激式交错并联dc-dc变换器具有电气隔离的升降压功能。
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电感位于输入侧的自激式dc-dc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：通过构建易于起振的多通道“互锁”自激单元，可令电感位于输入侧的自激式交错并联dc-dc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；无需类似同步发生器的部件。
附图说明
图1是本发明实施例1的电路框图。
图2是本发明实施例2的电路框图。
图3是本发明实施例3的电路框图。
图4是适用于本发明的续流模块优选方案一的续流模块电路图。
图5是适用于本发明的续流模块优选方案二的续流模块电路图。
图6是适用于本发明的续流模块优选方案三的续流模块电路图。
图7是适用于本发明的续流模块优选方案四的续流模块电路图。
图8是适用于本发明的续流模块优选方案五的续流模块电路图。
图9是适用于本发明的续流模块优选方案六的续流模块电路图。
图10是适用于本发明的续流模块优选方案七的续流模块电路图。
图11是本发明实施例1采用续流模块优选方案一时的仿真波形图。
图12是本发明实施例2采用续流模块优选方案三时的仿真波形图。
图13是本发明实施例3采用续流模块优选方案二时的仿真波形图。
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1，一种电感位于输入侧的自激式交错并联dc-dc变换器，包括自激单元和续流模块c1至续流模块cn。所述自激单元包括电感lp1_1至电感lpn_1、电阻rp1_1至电阻rpn_1、rp1_2至电阻rpn_2、电容cp1_1至电容cpn_1、npn型bjt管qp1_1至npn型bjt管qpn_1和二极管dp1_1至二极管dpn_1。所述续流模块cj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。所述续流模块cj的作用是当npn型bjt管qpj_1截止时为电感lpj_1提供电流通道。
所述电感lpj_1的一端与电源vi的正端相连，电感lpj_1的另一端同时与电容cpj_1的一端、npn型bjt管qpj_1的集电极和续流模块cj的端口cj_1相连，npn型bjt管qpj_1的基极同时与电阻rpj_1的一端、电阻rpj_2的一端和二极管dpj_1的阴极相连，npn型bjt管qpj_1的发射极同时与二极管dpj_1的阳极、续流模块cj的端口cj_3和电源vi的负端相连，续流模块cj的端口cj_2与负载z的一端相连，续流模块cj的端口cj_4与负载z的另一端相连，j的取值范围为1至n。
电阻rpj_1的另一端与电感lpj_1的另一端相连。
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。
实施例1利用npn型bjt管qp1_1至npn型bjt管qpn_1的不一致性，产生所需的振荡。假设npn型bjt管qp1_1率先导通，电感lp1_1充磁，电感电流ilp1_1逐渐增加，cp1_1通过dpn_1、rpn_2和qp1_1进行放电，vi通过lp2_1、rp1_2和qp1_1给cp2_1充电，qp1_1的基极电流逐渐减小，而其集电极电流却逐渐增加，令qp1_1从饱和区进入截止区。当qp1_1截止后，lp1_1放磁，将能量通过续流模块c1输出至负载z。同时，因cp1_1的作用，qpn_1导通。当qpn_1导通后，电感lpn_1充磁，电感电流ilpn_1逐渐增加，cpn_1通过dpn-1_1、rpn-1_2和qpn_1进行放电，vi通过lp1_1、rpn_2和qpn_1给cp1_1充电，qpn_1的基极电流逐渐减小，而其集电极电流却逐渐增加，令qpn_1从饱和区进入截止区。当qpn_1截止后，lpn_1放磁，将能量通过续流模块cn输出至负载z。同时，因cpn_1的作用，qpn-1_1导通。以此类推，qpn_1至qp1_1依次导通，也依次截止，即qpn_1至qp1_1的工作状态依次滞后一定的相位。周而复始。dpj_1的作用是保护qpj_1并参与振荡，rpj_1是启动电阻，j的取值范围是1至n。
参照图4，当采用续流模块优选方案一时，实施例1为一自激式交错并联boost变换器，具有升压功能。所述续流模块cj包括二极管dcj_a1和电容ccj_a1，二极管dcj_a1的阳极与续流模块cj的端口cj_1相连，二极管dcj_a1的阴极同时与电容ccj_a1的一端和续流模块cj的端口cj_2相连，电容ccj_a1的另一端同时与续流模块cj的端口cj_3和端口cj_4相连，j的取值范围是1至n。图11是n＝3时实施例1采用续流模块优选方案一时的仿真波形图。由图11可知其的自激工作状态，v1为qp1_1的集电极-发射极电压，v2为qp2_1的集电极-发射极电压，v3为qp3_1的集电极-发射极电压，其输出电压vo>vi。
参照图5，当采用续流模块优选方案二时，实施例1为一含耦合电感的高增益自激式交错并联boost变换器，具有高增益的升压功能。所述续流模块cj包括电感lcj_b1、二极管dcj_b1和电容ccj_b1，电感lcj_b1的一端与续流模块cj的端口cj_1相连，电感lcj_b1的另一端与二极管dcj_b1的阳极相连，二极管dcj_b1的阴极同时与电容ccj_b1的一端和续流模块cj的端口cj_2相连，电容ccj_b1的另一端同时与续流模块cj的端口cj_3和端口cj_4相连，电感lcj_b1与所述自激单元中的电感lpj_1存在耦合关系，电感lcj_b1的一端和电感lpj_1的一端是同名端，j的取值范围为1至n。
参照图6，当采用续流模块优选方案三时，实施例1为一含开关电容的高增益自激式交错并联boost变换器，具有高增益的升压功能。所述续流模块cj包括电容ccj_c1、电容ccj_c2、二极管dcj_c1和二极管dcj_c2，电容ccj_c2的一端与续流模块cj的端口cj_1相连，电容ccj_c2的另一端同时与二极管dcj_c1的阳极和二极管dcj_c2的阴极相连，二极管dcj_c2的阳极与所述电源vi的正端相连，二极管dcj_c1的阴极同时与电容ccj_c1的一端和续流模块cj的端口cj_2相连，电容ccj_c1的另一端同时与续流模块cj的端口cj_3和端口cj_4相连，j的取值范围为1至n。
参照图7，当采用续流模块优选方案四时，实施例1为一含耦合电感和开关电容的高增益自激式交错并联boost变换器，具有高增益的升压功能。所述续流模块cj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_d2的一端与续流模块cj的端口cj_1相连，电容ccj_d2的另一端同时与二极管dcj_d2的阴极和电感lcj_d1的一端相连，电感lcj_d1的另一端与二极管dcj_d1的阳极相连，二极管dcj_d1的阴极同时与电容ccj_d1的一端和续流模块cj的端口cj_2相连，电容ccj_d1的另一端同时与续流模块cj的端口cj_3和端口cj_4相连，电感lcj_d1与所述自激单元中的电感lpj_1存在耦合关系，电感lcj_d1的一端和电感lpj_1的一端是同名端，j的取值范围为1至n。
参照图8，当采用续流模块优选方案五时，实施例1为一自激式交错并联cuk变换器，具有极性反转的升降压功能。所述续流模块cj包括电容ccj_e1、电容ccj_e2、电感lcj_e1、二极管dcj_e1和二极管dcj_e2，电容ccj_e1的一端与续流模块cj的端口cj_1相连，电容ccj_e1的另一端同时与二极管dcj_e1的阳极和电感lcj_e1的一端相连，电感lcj_e1的另一端与二极管dcj_e2的阴极相连，二极管dcj_e2的阳极同时与电容ccj_e2的一端和续流模块cj的端口cj_2相连，电容ccj_e2的另一端同时与续流模块cj的端口cj_3和端口cj_4以及二极管dcj_e1的阴极相连，j的取值范围为1至n。
参照图9，当采用续流模块优选方案六时，实施例1为一自激式交错并联sepic变换器，具有升降压功能。所述续流模块cj包括电容ccj_f1、电容ccj_f2、电感lcj_f1、二极管dcj_f1和二极管dcj_f2，电容ccj_f1的一端与续流模块cj的端口cj_1相连，电容ccj_f1的另一端同时与二极管dcj_f2的阳极和电感lcj_f1的一端相连，二极管dcj_f2的阴极同时与电容ccj_f2的一端和续流模块cj的端口cj_2相连，电感lcj_f1的另一端与二极管dcj_f1的阴极相连，二极管dcj_f1的阳极同时与续流模块cj的端口cj_3和端口cj_4以及电容ccj_f2的另一端相连，j的取值范围为1至n。
参照图10，当采用续流模块优选方案七时，实施例1为一自激式交错并联flyback变换器，具有电气隔离的升降压功能。所述续流模块cj包括电感lcj_g1、二极管dcj_g1和电容ccj_g1，电感lcj_g1的一端与二极管dcj_g1的阳极相连，二极管dcj_g1的阴极同时与电容ccj_g1的一端和续流模块cj的端口cj_2相连，电容ccj_g1的另一端同时与电感lcj_g1的另一端和续流模块cj的端口cj_4相连，电感lcj_g1和所述自激单元中的电感lpj_1存在耦合关系，电感lcj_g1的另一端与所述电感lpj_1的一端是同名端，j的取值范围为1至n。
实施例2
参照图2，实施例2中的电阻rpj_1的另一端与电源vi的正端相连，j的取值范围为1至n。实施例2的其他结构与实施例1相同，工作过程也与实施例1相似。
实施2适用续流模块优选方案一至七。图12是n＝3时实施例2采用续流模块优选方案三时的仿真波形图。由图12可知其的自激工作状态，v1为qp1_1的集电极-发射极电压，v2为qp2_1的集电极-发射极电压，v3为qp3_1的集电极-发射极电压，其输出电压vo>vi。与图11相比，图12显示出更高的升压比。
实施例3
参照图3，实施例3中的电阻rpj_1的另一端与负载z的一端相连，j的取值范围为1至n。实施例3的其他结构与实施例2相同，工作过程也与实施例2相似。
实施3适用续流模块优选方案一至六。图13是n＝3时实施例3采用续流模块优选方案二时的仿真波形图。由图13可知其的自激工作状态，v1为qp1_1的集电极-发射极电压，v2为qp2_1的集电极-发射极电压，v3为qp3_1的集电极-发射极电压，其输出电压vo>vi。与图11相比，图13显示出更高的升压比。
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。