本发明涉及电力电子变换技术，具体涉及一种升流型直流电流/电流变换电路。
背景技术：
当前日常的用电设备或仪器通常采用恒压供电方式，电能变换方式也是采用交流/直流变换、电压/电压转换或电压/电流转换。随着科学技术的发展和新型供电技术领域的拓展，恒流供电的需求日益显现，特别是在未来水下信息系统中，恒流供电方式将显示其独特的优势。在这类供电系统中，不可避免要用到把某一电流值转换为其他电流值（电流/电流）的变换装置。这就要求设计一种直流电流/电流变换电路来实现这一功能，但是如何实现上述直流电流/电流变换电路，则是一项亟待解决的技术问题。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种升流型直流电流/电流变换电路，本发明能够针对恒流供电方式的输入电流实现电流/电流转换功能，且输出电流不小于输入电流，具有简单、高效、稳定、可靠的优点。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种升流型直流电流/电流变换电路，其特征在于：包括输入端接入电容c、电子开关q、续流二极管dt以及储能及能量转换电感l，所述输入端接入电容c串接在外部恒流源的输出端，所述输入端接入电容c的正极依次串接电子开关q、储能及能量转换电感l后作为升流型直流电流/电流变换电路的正极输出端，输入端接入电容c的负极作为升流型直流电流/电流变换电路的负极输出端，所述续流二极管dt的正极与输入端接入电容c的负极相连、正极连接在电子开关q、储能及能量转换电感l之间。
优选地，所述电子开关q为双极型晶体管、或场效应管、或igbt。
优选地，本发明还包括脉冲宽度调制电路pwm，所述电子开关q的控制端与脉冲宽度调制电路pwm相连
本发明的升流型直流电流/电流变换电路具有下述优点：本发明的升流型直流电流/电流变换电路包括输入端接入电容c、电子开关q、续流二极管dt以及储能及能量转换电感l，本发明的电路创新点在于利用输入端接入电容c的充放电的功能，将其巧妙地放置在工作电路的前端，和恒流源一起为工作电路提供电流，从而达到电流/电流转换的目的；本发明设计的电路具有输出电流不小于输入电流的特点，另外，为实现电流/电压转换，在输出端取样电压值反馈至pwm的误差电压输入端，通过调整占空比间接调整输出电压使之稳定在某一值；综上所述，本发明能够针对恒流供电方式的输入电流实现电流/电流转换功能，且输出电流不小于输入电流，具有简单、高效、稳定、可靠的优点。
附图说明
图1为本发明实施例一的基本拓扑结构示意图。
图2为本发明实施例一的主要参数波形示意图。
具体实施方式
实施例一：
如图1所示，本实施例的升流型直流电流/电流变换电路包括输入端接入电容c、电子开关q、续流二极管dt以及储能及能量转换电感l，输入端接入电容c串接在外部恒流源的输出端，输入端接入电容c的正极依次串接电子开关q、储能及能量转换电感l后作为升流型直流电流/电流变换电路的正极输出端，输入端接入电容c的负极作为升流型直流电流/电流变换电路的负极输出端，续流二极管dt的正极与输入端接入电容c的负极相连、正极连接在电子开关q、储能及能量转换电感l之间。本实施例的升流型直流电流/电流变换电路的基本原理是调节电子开关q的占空比来调节输出电流与输入电流的比值，进而间接调节输出电流值。本实施例的电路创新点在于利用输入端接入电容c的充放电的功能，将其巧妙地放置在工作电路的前端，和恒流源一起为工作电路（负载rl）提供电流，储能及能量转换电感l起到储能及能量转换的功能，电路的工作原理是调节控制电子开关q的pwm脉冲占空比，从而控制电子开关q的通断时间比，进而调节输出电流与输入电流的比值，理论上输出电流不小于输入电流，从而达到输出电流大于输入电流的目的。
参见图1，输入端接入电容c是本实施例的核心器件，具有储能作用和能量转换功能；在电子开关q断开期间，输入电流向输入端接入电容c充电，输入端接入电容c将电能存储起来；在电子开关q闭合期间，输入端接入电容c放电、将电能转换至储能及能量转换电感l。储能及能量转换电感l是储能和转换电感，同时具有滤波作用；电子开关q导通期间输入端接入电容c和外部的恒流源同时向储能及能量转换电感l充电，储能及能量转换电感l将能量存储起来；电子开关q断开期间，储能及能量转换电感l通过rl和续流二极管dt向负载rl提供电流，完成能量转换。续流二极管dt是续流二极管，电子开关q导通期间，续流二极管dt上加反向电压，续流二极管dt不导通；电子开关q断开期间，续流二极管dt导通起续流作用。电子开关q是由pwm脉冲信号控制的电子开关，通常当控制脉冲为高电平时，电子开关q导通；低电平时，电子开关q截止（断开）。图1中的rl是负载电阻，表示用电设备，其工作电压为vo。
参见图1，本实施例中还包括脉冲宽度调制电路pwm，电子开关q的控制端与脉冲宽度调制电路pwm相连。若要实现电流/电压转换，可以在输出端取样电压值反馈至pwm的误差电压输入端，通过调整占空比间接调整输出电压使之稳定在某一值。本实施例中，脉冲宽度调制电路pwm根据基准电压vref和比较电压vf的相对值输出占空比为d的脉冲信号，其中vref是基准电压，vf是比较电压，在输出端取样电压值vo反馈至脉冲宽度调制电路pwm的误差电压输入端（作为比较电压vf），通过调整占空比间接调整输出电压使之稳定在某一值。
图1中除电子开关q为开关模型以外，其余部件均为普通元器件，在实际应用中电子开关q的开关模型可以根据需要采用双极型晶体管、或场效应管、或igbt；脉冲宽度调制电路pwm则可以使用各种pwm集成电路来实现。
图2所示为图1电路中相关节点的波形示意图，其中：ii为输入电流，vg为加到电子开关q控制极的控制电压（开关控制脉冲），iq为流过储能及转换电感l的电流，vi为输入电压，il为储能及转换电感l电流，io为输出电流，vo为输出电压。图1中来自恒流源的输入电流ii为恒定值，电子开关q为由一定频率（周期为t）的脉冲来控制，在脉冲高电平时段（ton），开关闭合。在脉冲低电平时段（toff），电子开关q为关断，则本实施例的升流型直流电流/电流变换电路的输出电流io与输入电流ii的关系如下：
io=((toff/ton)/ton)ii=(t/ton)ii（1）
式（1）中，io表示电子开关q的输出电流，toff表示脉冲低电平时段，ton表示脉冲高电平时段，ii表示电子开关q的输入电流（来自恒流源）。
若设占空比为d=ton/t，其中t表示周期，ton表示脉冲高电平时段，则（1）式可变换为如下式（2）所示形式：
io=ii/d（0<d<=1）（2）
从（1）（2）两式可以看出，只要调节控制脉冲的占空比d，就可改变输出输入电流的比值。进一步，如果负载是固定的，那么就可通过调节d达到间接调节输出电压的目的。但输出电流值必须大于等于输入电流值，即有io≥ii。电路工作过程如下：
控制脉冲低电平时段，电子开关q截止，恒流源将电流全部用于给储能电容c充电。经过截止时间toff后，控制电路输出正脉冲，电子开关q导通。因续流二极管dt存在，此时恒流源电流与输入端接入电容c释放的电流一同流经储能及能量转换电感l，为负载电阻rl供电。储能及能量转换电感l中的电流逐渐上升，储能及能量转换电感l两端的电压约为vi－vo，储能及能量转换电感l将电能转化为磁能储存起来。经过导通时间ton后，电子开关q截止，恒流源再次为输入端接入电容c充电。因储能及能量转换电感l中电流不能突变，这时储能及能量转换电感l两端产生右端正左端负的自感电势抗拒电流下降。续流二极管dt正向偏置导通，储能及能量转换电感l、负载电阻rl和续流二极管dt构成回路，回路电流值缓慢下降。储能及能量转换电感l中储存的磁能转化为电能释放出来供给负载电阻rl，经过截止时间toff后，重复上述过程，最终达到电路稳定工作。实验证明，该电路在额定工作功率的条件下转换效率可达90%以上，且只要接上适当的反馈电路即可实现电流/电压转换。
实施例二：
本实施例与实施例一基本相同，其主要区别为：本实施例中，本实施例的升流型直流电流/电流变换电路不包含集成的脉冲宽度调制电路pwm，电子开关q的控制端与外部的pwm输出设备的输出端相连。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。