【技术实现步骤摘要】
混合开关电容转换器
本公开涉及电路领域，更具体地，涉及混合开关电容转换器。
技术介绍
顾名思义，传统的开关电容DC-DC转换器将接收到的DC输入电压转换成DC输出电压。在一种传统应用中，传统开关电容转换器的输入电压落在40VDC-60VDC之间的范围内。在这种情况下，对于所谓的4:1开关电容转换器，控制开关电容转换器中的开关以转移存储在电容器中的电荷，从而将输入电压(诸如48VDC)转换为输出电压(诸如12VDC)。换言之，传统的开关电容转换器可被配置为将48VDC电压转换为12VDC电压。为了避免开关电容转换器中的所谓硬切换，开关电容转换器中的开关优选在其两端具有接近零的电压及流过其的接近零的电流时进行切换。通过在开关电容转换器的每一级中放置与对应电容器串联的单独电感器，可以缓解传统开关电容转换器中不期望的硬切换。这导致共振(或半共振)开关转换器。这种开关电容转换器有时被称为开关箱转换器(switchedtankconverter，STC)。由电感器和电容器的串联连接形成的共振箱电路具有基于这些部件的电感和电容的相关联共振频率。传统开关电容转换器中的开关在相应的共振频率下的切换产生所谓的零电流切换(ZCS)，这降低了切换损耗并提供了良好的功率转换效率。
技术实现思路
本公开包括观察到可提高传统开关电容转换器的功率转换效率。例如，为此，本文的实施例包括提供开关电容转换器的改进性能和相应输出电压的有效生成的新颖方式。更具体地，根据一个实施例，一种装置(诸如电源
【技术保护点】
1.一种装置，包括：/n开关电容转换器，操作用于产生第一电压，所述开关电容转换器包括多个电容器；/n变压器，包括初级绕组，所述多个电容器在包括所述初级绕组的电路路径中被可控地切换，以将所述第一电压转换为第二电压；以及/n电压转换器，耦合至所述变压器的次级绕组，所述电压转换器操作用于将所述第二电压转换为输出电压。/n
【技术特征摘要】
20190107 US 16/241,4971.一种装置，包括：
开关电容转换器，操作用于产生第一电压，所述开关电容转换器包括多个电容器；
变压器，包括初级绕组，所述多个电容器在包括所述初级绕组的电路路径中被可控地切换，以将所述第一电压转换为第二电压；以及
电压转换器，耦合至所述变压器的次级绕组，所述电压转换器操作用于将所述第二电压转换为输出电压。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述电压转换器是操作用于将所述第二输入电压转换为所述输出电压的整流器电路。
3.根据权利要求1所述的装置，还包括：跨所述变压器的所述初级绕组的节点连接的电感器。
4.根据权利要求3所述的装置，其中所述电感器操作用于在所述开关电容转换器中提供开关的零电压切换。
5.根据权利要求1所述的装置，其中所述初级绕组包括第一节点和第二节点，所述装置还包括：
第一电容器；
第二电容器；
第一开关电路路径，从所述初级绕组的所述第一节点延伸到为所述开关电容转换器提供功率的输入电压源，所述第一开关电路路径包括所述第一电容器；以及
第二开关电路路径，从所述初级绕组的所述第二节点延伸到为所述开关电容转换器提供功率的所述输入电压源，所述第二开关电路路径包括所述第二电容器。
6.根据权利要求5所述的装置，其中所述第一电容器是第一飞跨电容器，并且其中所述第二电容器是第二飞跨电容器。
7.根据权利要求1所述的装置，其中所述开关电容转换器包括第一电容器和第二电容器，所述装置还包括：
控制器，操作用于在第一共振频率模式和第二共振频率模式之间切换所述开关电容转换器，其中：i)所述第一共振频率模式操作用于经由输入电压为所述第一电容器充电并且通过所述初级绕组对所述第二电容器放电，以及ii)所述第二共振频率模式操作用于经由所述输入电压为所述第二电容器充电并且通过所述初级绕组对所述第一电容器放电。
8.根据权利要求7所述的装置，其中所述第一共振频率模式中的操作包括所述开关电容转换器中的第一开关的激活，所述第一开关的激活将所述第一电容器与所述变压器的所述初级绕组串联连接；以及
其中所述第二共振频率模式中的操作包括所述开关电容转换器中的第二开关的激活，所述第二开关的激活将所述第二电容器与所述变压器的所述初级绕组串联连接。
9.根据权利要求1所述的装置，还包括：
控制器，操作用于调整切换所述开关电容转换器中的所述第一开关和所述第二开关的频率，该频率的调整用于控制所述输出电压的幅度。
10.根据权利要求1所述的装置，其中所述变压器还包括次级绕组，所述次级绕组被中心抽头以产生所述输出电压。
11.根据权利要求1所述的装置，其中所述开关电容转换器包括第一电容器和第二电容器；
其中所述开关电容转换器包括第一开关和第二开关，所述装置还包括：
控制器，操作用于：i)激活所述第一开关，同时所述第二开关被去激活；以及ii)激活所述第二开关，同时所述第一开关被去激活。
12.根据权利要求1所述的装置，其中所述开关电容转换器包括耦合至所述变压器的所述初级绕组的开关的多开关网络。
13.根据权利要求12所述的装置，其中所述开关电容转换器包括耦合至开关的所述多开关网络的第一电容器和第二电容器，所述装置还包括：
控制器，操作用于在第一共振频率模式和第二共振频率模式之间切换所述开关电容转换器，其中：i)所述第一共振频率模式操作用于经由输入电压为所述第一电容器充电并且通过所述初级绕组为所述第二电容器放电，以及ii)所述第二共振频率模式操作用于经由所述输入电压为所述第二电容器充电并且通过所述初级绕组为所述第一电容器放电。
14.根据权利要求1所述的装置，还包括：
控制器，操作用于在可控地切换所述多个电容器的多个不同切换模式中的每一个期间在相同共振频率下操作所述开关电容转换器之间切换所述开关电容转换器。
15.一种方法，包括：
可控地切换开关电容转换器中的多个电容器，所述多个电容器在包括变压器的初级绕组的电路路径中被可控地切换，所述多个电容器的可控切换将第一电压转换为第二电压；
接收所述第二电压作为所述变压器的所述初级绕组的输入；以及
控制耦合至所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：C·雷纳，R·里佐拉蒂，O·威登鲍尔，
申请(专利权)人：英飞凌科技奥地利有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT
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