开关电容器电力转换器制造技术

一种用于向负载提供电力的设备包括电力转换器，所述电力转换器接受第一形式的电力并提供第二形式的电力。所述电力转换器包括控制系统、串联的第一级和第二级。所述第一级接受所述第一形式的电力。所述控制系统控制所述第一级和所述第二级的操作。所述第一级是开关网络或调节网络。所述第二级在所述第一级是开关网络的情况下是调节电路，否则是开关网络。

Switch capacitor power converter

A device for providing power to a load includes a power converter that receives the first form of electricity and provides second forms of electricity. The power converter comprises a control system, a first stage and a second stage in series. The first stage accepts the first form of electricity. The control system controls the operation of the first stage and the second stage. The first level is a switching network or an adjustment network. The second level is a regulating circuit when the first stage is a switching network, otherwise it is a switching network.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】开关电容器电力转换器相关申请的交叉引用本申请要求2015年7月8日提交的美国临时申请62/189,909的优先日期的权益，上述申请的内容通过引用而全文并入于此。
本专利技术涉及电力转换器，特别地涉及dc-dc电力转换器。
技术介绍
本领域已知，电气装置需要电力来进行工作。然而，一些电气装置比其它装置的适应性更广泛。例如，钨丝灯泡将在宽的电压范围内工作。尽管钨丝灯泡在低电压处可能变暗、并且在高电压处可能过早烧坏，但它不会简单地停止工作。然而，数字电路在要求方面更挑剔。数字电路需要具有特定特性的电力。接收了达不到这些特性的处理器将不只是计算得更加缓慢。该处理器简直将会停机。不幸的是，电力并不总是以基于微处理器的系统将认为是可接受的形式进行传递的。例如，在手持装置中，电池电压的范围从完全充电到几乎为零不等。因此，大多数这样的系统需要用于接受原始形式的电力、并将该电力以系统认为是更合适的形式传递至该系统的东西。这一关键但不起眼的任务在于电力转换器。已知多种电力转换器。这些电力转换器包括美国专利8,860,396、美国专利8,743,553、美国专利8,723,491、美国专利8,503,20本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于向负载提供电力的设备，所述设备包括电力转换器，其中所述电力转换器接受第一形式的电力并提供第二形式的电力，所述电力转换器包括控制系统、第一级和第二级，所述第一级接受所述第一形式的电力，所述第二级和所述第一级串联，所述控制系统控制所述第一级的操作，所述控制系统控制所述第二级的操作，所述第一级是从包含开关网络和调节网络的组中选择的，在所述第一级是开关网络的情况下所述第二级是调节电路，以及在所述第一级是调节电路的情况下所述第二级是开关网络。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.08 US 62/189,9091.一种用于向负载提供电力的设备，所述设备包括电力转换器，其中所述电力转换器接受第一形式的电力并提供第二形式的电力，所述电力转换器包括控制系统、第一级和第二级，所述第一级接受所述第一形式的电力，所述第二级和所述第一级串联，所述控制系统控制所述第一级的操作，所述控制系统控制所述第二级的操作，所述第一级是从包含开关网络和调节网络的组中选择的，在所述第一级是开关网络的情况下所述第二级是调节电路，以及在所述第一级是调节电路的情况下所述第二级是开关网络。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一级是调节网络。3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一级是开关网络。4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制系统至少部分地基于在所述第一级和所述第二级之间所测得的电压来进行控制。5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述级中的至少一个级包括开关网络，所述开关网络包括第一端子和第二端子，所述第一端子和所述第二端子是隔离的。6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述级中的至少一个级包括开关网络，所述开关网络包括第一端子和第二端子，所述第一端子和所述第二端子具有公共的接地。7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述级中的至少一个级包括开关网络，所述开关网络包括第一端子和第二端子，所述第一端子和所述第二端子具有分离的接地。8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述级中的至少一个级包括开关网络，所述开关网络包括具有第一端子和第二端子的第一开关电路以及具有第一端子和第二端子的第二开关电路，所述第二开关电路的第一端子连接至所述第一开关电路的第二端子。9.根据权利要求8所述的设备，其中，所述第一开关电路具有第一电压变换比，所述第二开关电路具有第二电压变换比，以及所述第一电压变换比和所述第二电压变换比是不同的。10.根据权利要求8所述的设备，其中，所述第一开关电路具有第一电压变换比，所述第二开关电路具有第二电压变换比，以及所述第一电压变换比和所述第二电压变换比是相同的。11.根据权利要求1所述的设备，其中，所述级中的至少一个级包括开关网络，所述开关网络包括串联的第一开关电路和第二开关电路。12.根据权利要求1所述的设备，其中，所述级中的至少一个级包括开关网络，所述开关网络包括串并联的第一开关电路和第二开关电路。13.根据权利要求1所述的设备，其中，所述电力转换器还包括与所述第一级和所述第二级串联的第三级，所述第二级在所述第一级和所述第三级之间。14.根据权利要求13所述的设备，其中，所述第一级和所述第三级是开关网络。15.根据权利要求13所述的设备，其中，所述第一级和所述第三级是调节网络。16.根据权利要求1所述的设备，其中，所述开关网络包括级联乘法器。17.根据权利要求16所述的设备，其中，所述级联乘法器是单相级联乘法器。18.根据权利要求16所述的设备，其中，所述级联乘法器是非对称级联乘法器。19.根据权利要求16所述的设备，其中，所述级联乘法器是步降乘法器。20.根据权利要求16所述的设备，其中，所述级联乘法器包括根据权利要求17～19中所述的特征的任意组合。21.根据权利要求16所述的设备，其中，所述级联乘法器包括双相级联乘法器。22.根据权利要求21所述的设备，其中，所述级联乘法器是对称级联乘法器。23.根据权利要求21所述的设备，其中，所述级联乘法器包括并联泵电容器。24.根据权利要求21所述的设备，其中，所述级联乘法器没有DC电容器。25.根据权利要求21所述的设备，其中，所述设备包括从权利要求22～23中选择的一个或多个特征。26.根据权利要求21所述的设备，其中，所述级联乘法器被配置为产生辅助电压以驱动附加电路。27.根据权利要求26所述的设备，其中，还包括电平移位器，所述电平移位器被连接成利用所述辅助电压来驱动。28.根据权利要求27所述的设备，其中，还包括门驱动器，所述门驱动器被连接成利用所述辅助电压来驱动。29.根据权利要求1所述的设备，其中，所述开关网络包括双相的第一级联乘法器和第二级联乘法器以及相位节点，所述第一级联乘法器是异步的，所述第二级联乘法器是同步的，所述第一级联乘法器堆叠在所述第二级联乘法器上，以及所述第一级联乘法器和所述第二级联乘法器共享所述相位节点。30.根据权利要求29所述的设备，其中，所述第一级联乘法器和所述第二级联乘法器以相同的频率进行工作。31.根据权利要求29所述的设备，其中，所述第一级联乘法器和所述第二级联乘法器以不同的频率进行工作。32.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一级包括级联乘法器。33.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第二级包括级联乘法器。34.根据权利要求1所述的设备，其中，所述调节网络包括降压转换器。35.根据权利要求34所述的设备，其中，所述降压转换器包括具有相同基准电压的第一端子和第二端子。36.根据权利要求34所述的设备，其中，所述降压转换器包括具有不同基准电压的第一端子和第二端子。37.根据权利要求34所述的设备，其中，所述降压转换器包括浮动节点，所述浮动节点处于浮动电压。38.根据权利要求37所述的设备，其中，所述浮动节点在两个负载之间。39.根据权利要求37所述的设备，其中，所述浮动节点在两个源之间。40.根据权利要求34所述的设备，其中，所述降压转换器是三端子降压转换器。41.根据权利要求1所述的设备，其中，所述调节网络包括降压-升压转换器。42.根据权利要求1所述的设备，其中，所述调节网络包括升压转换器。43.根据权利要求1所述的设备，其中，所述调节网络包括四端子非反相降压-升压转换器。44.根据权利要求1所述的设备，其中，所述开关网络包括步降单相非对称级联乘法器，以及所述调节网络包括升压转换器。45.根据权利要求44所述的设备，其中，还包括选择开关，所述选择开关连接至所述调节网络以使所述开关网络输出所述开关网络的正常输出电压的一部分。46.根据权利要求44所述的设备，其中，还包括如下的开关，其中该开关被调整为使得与该开关相对应的寄生二极管的阴极彼此连接。47.根据权利要求1所述的设备，其中，所述调节网络调节多个线。48.根据权利要求1所述的设备，其中，所述调节网络调节至多一个线。49.根据权利要求1所述的设备，其中，所述调节网络基于到所述调节网络的输入电压来调节多个线中的特定线。50.根据权利要求1所述的设备，其中，所述调节网络具有多个输出端口。51.根据权利要求1所述的设备，其中，所述调节网络是多抽头升压转换器。52.根据权利要求1所述的设备，其中，所述开关网络包括单相步降开关电容器电路，以及所述调节网络包括多抽头升压转换器。53.根据权利要求1所述的设备，其中，所述开关网络是可再配置的开关网络。54.根据权利要求1所述的设备，其中，所述调节网络是可再配置的调节网络。55.根据权利要求1所述的设备，其中，所述调节网络和所述开关网络都是可再配置的。56.根据权利要求1所述的设备，其中，所述开关网络包括双相开关电容器电路。57.根据权利要求56所述的设备，其中，所述开关电容器电路包括串联的泵电容器和串联的DC电容器。58.根据权利要求1所述的设备，其中，所述开关网络包括具有DC电容器的双相开关电路，以及所述DC电容器仅在所述开关网络处于各状态之间的死区转变期间存储来自所述调节网络的电荷。59.根据权利要求1所述的设备，其中，所述调节网络包括电感器，以及所述电感器促进所述开关网络内的绝热电荷转移。60.根据权利要求1所述的设备，其中，还包括磁性过滤器，所述磁性过滤器连接至所述开关网络以促进所述开关网络内的绝热电荷转移。61.根据权利要求60所述的设备，其中，所述磁性过滤器连接在所述开关网络和负载之间。62.根据权利要求60所述的设备，其中，所述磁性过滤器连接在所述开关网络和源之间。63.根据权利要求60所述的设备，其中，所述调节网络和所述磁性过滤器进行协作以促进所述开关网络内的绝热电荷转移。64.根据权利要求15所述的设备，其中，所述第三级以使得所述第三级变成磁性过滤器的占空比进行工作。65.根据权利要求53所述的设备，其中，还包括连接至所述可再配置的开关网络的磁性过滤器。66.根据权利要求54所述的设备，其中，还包括连接至所述开关网络的磁性过滤器。67.根据权利要求1所述的设备，其中，还包括连接至所述开关网络以限制从所述开关网络流出的电流的电路。68.根据权利要求1所述的设备，其中，还包括连接至所述开关网络以促进所述开关网络内的绝热电荷转移的电路。69.根据权利要求1所述的设备，其中，所述开关网络包括两相步降开关网络，以及所述调节网络是步降网络。70.根据权利要求69所述的设备，其中，所述开关网络包括级联乘法器。71.根据权利要求70所述的设备，其中，所述调节网络包括降压转换器。72.根据权利要求70所述的设备，其中，所述调节网络促进绝热电荷转移。73.根据权利要求1所述的设备，其中，所述开关网络包括步降单相非对称级联乘法器，以及所述调节网络包括用于使电压步降的转换器。74.根据权利要求73所...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·朱利亚诺，G·什切青内斯基，
申请(专利权)人：派更半导体公司，
类型：发明
国别省市：美国,US