开关电容器功率转换系统和控制方法技术方案

技术编号:29688612 阅读:29 留言:0更新日期:2021-08-13 22:14
提供一种系统,所述系统包括:第一开关电容器转换器,所述第一开关电容器转换器包括串联连接的多个开关;第二开关电容器转换器;以及第三开关电容器转换器,所述第三开关电容器转换器在所述多个开关中的两个开关的公共节点与负载之间与所述第二开关电容器转换器并联连接,所述第二开关电容器转换器和所述第三开关电容器转换器均包括电感器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】开关电容器功率转换系统和控制方法
本公开涉及一种高效的开关电容器功率转换系统,并且在特定实施例中,涉及一种多级开关电容器功率转换系统。
技术介绍
随着技术的进一步发展,诸如移动电话、平板PC、数码相机、MP3播放器等的各种电子设备已经变得流行。每个电子设备都需要处于基本恒定电压的直流电(directcurrent,DC),即使在电子设备汲取的电流可能在宽范围内变化时,也可以将其调节在指定范围内。当输入电压低于特定范围时,可以采用升压DC/DC转换器将输入电压转换为在特定范围内的稳定电压。另一方面,当输入电压高于特定范围时,可以使用降压DC/DC转换器将输入电源的电压转换成较低的电压,以满足指定用于电子电路的操作电压。可以存在多种DC/DC转换拓扑。根据拓扑差异,DC/DC转换器可以分为三类,即开关DC/DC转换器、线性稳压器和开关电容器转换器。根据电压电平差,DC/DC转换器可以分为两类,即两级功率转换器和三级功率转换器。开关电容器转换器是三级功率转换器的一种。随着集成电路越来越先进,同时尺寸不断缩小,因此需要一种紧凑而高效的D本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统,包括:/n第一开关电容器转换器,所述第一开关电容器转换器包括串联连接的多个开关;/n第二开关电容器转换器;以及/n第三开关电容器转换器,所述第三开关电容器转换器在所述多个开关中的两个开关的公共节点与负载之间与所述第二开关电容器转换器并联连接,所述第二开关电容器转换器和所述第三开关电容器转换器均包括电感器。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种系统,包括:
第一开关电容器转换器,所述第一开关电容器转换器包括串联连接的多个开关;
第二开关电容器转换器;以及
第三开关电容器转换器,所述第三开关电容器转换器在所述多个开关中的两个开关的公共节点与负载之间与所述第二开关电容器转换器并联连接,所述第二开关电容器转换器和所述第三开关电容器转换器均包括电感器。


2.根据权利要求1所述的系统,其中,所述第一开关电容器转换器的所述多个开关包括:
第一开关、第二开关、第三开关和第四开关,所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关串联连接在输入电压总线与接地之间,并且其中,所述第一开关电容器转换器还包括第一飞跨电容器,所述第一飞跨电容器连接在所述第一开关和所述第二开关的公共节点与所述第三开关和所述第四开关的公共节点之间,所述第二开关电容器转换器和所述第三开关电容器转换器并联连接在所述第二开关和所述第三开关的公共节点与所述负载之间。


3.根据权利要求1所述的系统,其中,所述第二开关电容器转换器包括:
第五开关、第六开关、第七开关和第八开关,所述第五开关、所述第六开关、所述第七开关和所述第八开关串联连接在输入电压总线与接地之间,并且其中,所述第二开关电容器转换器还包括:第二飞跨电容器,所述第二飞跨电容器连接在所述第五开关和所述第六开关的公共节点与所述第七开关和所述第八开关的公共节点之间;以及第一电感器,所述第一电感器连接在所述第六开关和所述第七开关的公共节点与所述负载之间。


4.根据权利要求1所述的系统,其中,所述第三开关电容器转换器包括:
第九开关、第十开关、第十一开关和第十二开关,所述第九开关、所述第十开关、所述第十一开关和所述第十二开关串联连接在输入电压总线与接地之间,并且其中,所述第三开关电容器转换器还包括:第三飞跨电容器,所述第三飞跨电容器连接在所述第九开关和所述第十开关的公共节点与所述第十一开关和所述第十二开关的公共节点之间;以及第二电感器,所述第二电感器连接在所述第十开关和所述第十一开关的公共节点与所述负载之间。


5.根据权利要求1所述的系统,其中,所述第二开关电容器转换器包括:
第五开关、第六开关、第七开关和第八开关,所述第五开关、所述第六开关、所述第七开关和所述第八开关串联连接在输入电压总线与接地之间,并且其中,所述第二开关电容器转换器还包括第二飞跨电容器和第一电感器,所述第二飞跨电容器和所述第一电感器串联连接在所述第五开关和所述第六开关的公共节点与所述第七开关和所述第八开关的公共节点之间。


6.根据权利要求1所述的系统,其中,所述第三开关电容器转换器包括:
第九开关、第十开关、第十一开关和第十二开关,所述第九开关、所述第十开关、所述第十一开关和所述第十二开关串联连接在输入电压总线与接地之间,并且其中,所述第三开关电容器转换器还包括第三飞跨电容器和第二电感器,所述第三飞跨电容器和所述第二电感器串联连接在所述第九开关和所述第十开关的公共节点与所述第十一开关和所述第十二开关的公共节点之间。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的系统,其中,所述第二开关电容器转换器和所述第三开关电容器转换器被配置为以彼此异相180度操作。


8.根据权利要求1至6中任一项所述的系统,其中,所述第一开关电容器转换器、所述第二开关电容器转换器和所述第三开关电容器转换器中的每一个被配置为2:1降压功率转换器。


9.根据权利要求1至6中任一项所述的系统,其中,所述第一开关电容器转换器、所述第二开关电容器转换器和所述第三开关电容器转换器的开关被配置为以大约50%的占空比操作。


10.根据权利要求1至6中任一项所述的系统,其中,所述第二开关电容器转换器和所述第三开关电容器转换器的开关被配置为以大于或等于50%的占空比操作,而所述第一开关电容器转换器的开关被配置为以小于50%的占空比操作。


11.一种系统,包括:
多个开关电容器功率转换级,所述多个开关电容器功率转换级级联连接在电源与负载之间,所述多个开关电容器功率转换级中的第一开关电容器功率转换级直接连接到所述负载,所述第一开关电容器功率转换级包括并联连接的多个第一开关电容器功率转换器,所述多个第一开关电容器功率转换器中的每一个包括电感器,其中,所述多个开关电容器功率转换级中的第二开关电容器功率转换级连接到所述第一开关电容器功率转换级,所述第二开关电容器功率转换级包括多个第二开关电容器功率转换器,所述多个第二开关电容器功率转换器中的每一个连接到两个并联连接的第一开关电容器功率转换器的输入。


12.根据权利要求11所述的系统,其中,所述系统是两级开关电容器功率转换系统。


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【专利技术属性】
技术研发人员:叶立明戴和平傅电波
申请(专利权)人:华为技术有限公司
类型:发明
国别省市:广东;44

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