开关模式功率变换器制造技术

一种开关模式功率变换器设备。该设备包括电感元件，该电感元件将接收输入电压的第一节点耦合到第二节点。第一晶体管将第二节点耦合到生成输出电压的第三节点。控制电路包括第一开关，该第一开关将第三节点耦合到第一晶体管的控制端子。

【技术实现步骤摘要】
开关模式功率变换器优先权声明本申请要求于2018年6月19日提交的法国专利申请号第1855400的优先权，该优先权申请的内容在法律所允许的最大范围内在此通过引用而被整体并入。
本公开一般涉及电子电路，并且更具体地涉及开关模式功率变换器。
技术介绍
在开关模式功率变换器中，通过切换开关中的一个或多个开关来降低(chop)供应给变换器的输入的DC电压，以实现以下阶段：在电感元件中的功率存储，以及存储在电感元件中的功率朝向连接到变换器输出的负载放电。在本领域中，需要克服通常开关模式功率变换器的全部或部分缺点、特别是克服由于供电电压源的连接而导致的缺点的开关模式功率变换器。
技术实现思路
实施例提供了一种设备，该设备包括：电感元件，将第一节点耦合到第二节点；至少一个第一晶体管，将第二节点耦合到第三节点；以及第一控制电路，包括第一开关，该第一开关将第三节点耦合到第一晶体管的控制端子，该设备形成开关模式功率变换器。根据一个实施例，第二开关将第二节点耦合到施加参考电位的第四节点。根据一个实施例，第一开关是第二晶体管，该第二晶体管的沟道的类型与第一晶体管的沟道的类型相同。根据一个实施例，第一晶体管具有N沟道。根据一个实施例，第一电路包括用于控制第一开关的第二电路。根据一个实施例，第一控制电路还包括：电容元件，连接在第二节点与第五节点之间；以及第一二极管和第三开关的串联关联，连接在第五节点与第一晶体管的控制端子之间。根据一个实施例，第三开关的控制端子连接到第一开关的控制端子。根据一个实施例，第三开关是第三晶体管，该第三晶体管的沟道的类型与第一晶体管的沟道的类型相反。根据一个实施例，第一晶体管与第二二极管串联在第二节点与第三节点之间。根据一个实施例，第二二极管和第一晶体管的体二极管相对于彼此沿反向方向连接。另一实施例提供了一种电子电路，该电子电路包括诸如上文所限定的设备。另一实施例提供了一种启动诸如上文所限定的设备的方法。根据一个实施例，该方法包括以下步骤：将DC电压源连接到第一节点；以及通过接通第一开关来将第一晶体管设置为断开状态。根据一个实施例，第一开关由第一控制电路维持导通，直到第三节点处于基本上等于施加到第一节点的电位。根据一个实施例，第二电路向第一开关的控制端子供应第三节点的电位和第一节点的电位之间的最高电位、或者第三节点的电位和第二节点的电位之间的最高电位。根据一个实施例，一旦第一节点和第三节点的电位基本上相等，就以脉冲宽度调制来控制第二开关。附图说明以下将结合附图在具体实施例的非限制性描述中对上述和其他特点和优点进行详细讨论。为了更好地理解实施例，现在仅通过示例参考附图，其中：图1示意性地示出了DC/DC开关模式功率变换器的实施例；图2进一步详细地示出了图1的变换器的一部分的实施例；以及图3示出了图1的变换器的操作示例的时序图。具体实施方式在不同的附图中，相同的元件用相同的附图标记来指代。具体地，不同实施例共用的结构和/或功能元件可以用相同的附图标记来指代，并且可以具有相同的结构、尺寸和材料特性。进一步地，各种附图(特别是图3的时序图)并未按比例绘制。为了清楚起见，仅示出了有助于理解所描述的实施例的步骤和元件，并且对其进行了详细说明。具体地，尚未对用于控制截止开关以及例如以脉冲宽度调制(PWM)来控制这种开关的控制电路进行描述，所描述的实施例与通常的解决方案兼容。在整个本公开中，术语“连接(connected)”用于指代除导体外没有中间元件的电路元件之间的直接电气连接，而术语“耦合”用于指代可以直接或者可以经由一个或多个中间元件的电路元件之间的电气连接。本文中使用术语“约(about)”、“基本上(substantially)”和“大约(approximately)”来指代所讨论的值的正负10％(优选地，正负5％)的公差。进一步地，当认为两个节点之间没有电流流动时，除非另有规定，否则不将能够在两个节点之间流动的可能的泄漏电流考虑在内。图1示出了将DC供电电压转换为另一DC电压的DC/DC开关模式功率变换器的实施例的电路。变换器1包括：两个输入端子或输入节点101和103，被配置为接收DC电源电压Vin；以及两个输出端子或输出节点105和107，被配置为提供DC输出电压Vout。例如，电压Vin为正，并且参照节点103，节点103通常为地。例如，电压Vout为正，并且参照节点107，节点107在本文中连接到节点103。电感元件109将节点101耦合到变换器1的内部(即，中间)节点111。节点111和103通过与二极管115并联连接的截止开关113耦合。在该示例中，二极管115的阳极连接到节点103，而阴极连接到节点111。例如，开关113和二极管115的并联关联由例如具有N型沟道的MOS晶体管实现，其中二极管115随后与晶体管的体二极管相对应。电容元件119耦合输出节点105和107。电容元件119优选地在变换器1外部，但也可以部分或全部集成在变换器1中，如图1所示。节点111通过二极管117和晶体管121(在该示例中为N沟道MOS晶体管)的串联关联而被耦合到输出节点105。晶体管121的体二极管121A以及二极管117相对于彼此沿反向方向连接。在该示例中，晶体管121的源极和二极管121a的阳极耦合(优选地，连接)到节点105。然后，二极管121a的阴极耦合(优选地，连接)到二极管117的阴极和晶体管121的漏极，二极管117的阳极耦合(优选地，连接)到节点111。作为变型，相对于开关113以反向方向(即，相反相位)被控制的截止开关(未示出)与二极管117并联连接。在该变型中，例如，该开关和二极管117由例如具有N沟道的MOS晶体管形成，其中二极管117随后与晶体管的体二极管相对应。变换器1包括用于控制晶体管121的电路123。电路123被配置为向晶体管121的控制端子或栅极供应控制信号cmd2。电路123包括开关127，开关127将节点105耦合到晶体管121的栅极。电路123包括电路129，电路129被配置为向开关127的控制端子供应控制信号cmd1。在将供电电压源Vin连接到端子101和103时，电路123被配置为维持开关127处于导通(即，闭合)状态，直到电压Vout基本上等于供电电压Vin，也就是说，直到节点105的电位基本上等于节点101的电位。在所示实施例中，电路123还包括开关139。开关139的控制端子连接到开关127的控制端子，以接收控制信号cmd1。开关139的导电端子耦合(优选地，连接)到晶体管121的栅极。开关139的另一导电端子通过两个彼此串联耦合的二极管135和137而被耦合到输入节点101。电容元件131将节点111耦合到中间节点133，该中间节点133位于串联耦合的二极管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设备，包括：/n电感元件，将第一节点耦合到第二节点，所述第一节点被配置为接收输入电压；/n第一晶体管，将所述第二节点耦合到第三节点，所述第三节点被配置为生成输出电压；以及/n第一控制电路，包括第一开关，所述第一开关将所述第三节点耦合到所述第一晶体管的控制端子，/n其中所述设备形成开关模式功率变换器，所述开关模式功率变换器用于将所述输入电压转换为所述输出电压。/n

【技术特征摘要】
20180619 FR 18554001.一种设备，包括：
电感元件，将第一节点耦合到第二节点，所述第一节点被配置为接收输入电压；
第一晶体管，将所述第二节点耦合到第三节点，所述第三节点被配置为生成输出电压；以及
第一控制电路，包括第一开关，所述第一开关将所述第三节点耦合到所述第一晶体管的控制端子，
其中所述设备形成开关模式功率变换器，所述开关模式功率变换器用于将所述输入电压转换为所述输出电压。


2.根据权利要求1所述的设备，其中第二开关将所述第二节点耦合到施加参考电位的第四节点。


3.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一开关是第二晶体管，所述第二晶体管具有的沟道掺杂有与所述第一晶体管的沟道相同的导电类型。


4.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一晶体管具有N沟道。


5.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一控制电路包括用于控制所述第一开关的第二控制电路。


6.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一控制电路还包括：
电容元件，连接在所述第二节点与第五节点之间；以及
第一二极管和第三开关的串联关联，连接在所述第五节点与所述第一晶体管的控制端子之间。


7.根据权利要求6所述的设备，其中所述第三开关的控制端子连接到所述第一开关的控制端子。


8.根据权利要求6所述的设备，其中所述第三开关是第三晶体管，所述第三晶体管具有掺杂有第一导电类型的沟道，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·阿居，S·特洛徐特，
申请(专利权)人：意法半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR