【技术实现步骤摘要】
一种开关电容谐振式直流转换器
[0001]本专利技术涉及一种电源变换装置，尤其是直流
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直流电压变换器。
技术介绍
[0002]在数据中心和电动汽车中，越来越需要从 DC48 V到负载点 (PoL) 应用的更高效的适应电压可变换的电源转换。
[0003]现有技术中一个典型的开关电容式转换器包括四个大型 MOS 开关，其开关顺序为典型的开关、加倍或减半输入电源电压。能量的传递与存贮由外部电容器提供。输入电压作用于一个电容器（C1）。在开关周期的第二部分，电荷从 C1 传送到第二个电容器 C2 上。最传统的开关电容式转换器的构造是一个反用换流器，其中 C2 具有一个接地正端，其负端传递负输出电压。经过几个周期之后，通过 C2 的电压将被施加到输入电压。假设 C2 上没有负载、开关上没有损耗并且在电容器中没有连续的电阻，则输出电压将正好是输入电压的负数。在现实中，电荷传送的效率（以及由此导致的输出电压的精确性）取决于开关频率、开关的电阻、电容器的值和连续电阻。一种类似的拓扑结构倍压器使用相同的开关和电容器...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种开关电容谐振式直流转换器，其特征是，包括开关管、串联式负载电容和多个谐振腔回路的组合；每个串联式负载电容即开关电容器用作单独的分压器和能量存储；每个谐振回路包括至少一个谐振电感器和至少一个谐振电容器；谐振腔回路即开关电容谐振电路或谐振腔回路，还包括控制逻辑和一个或多个非谐振电容器；控制逻辑指生成两组或多组控制信号输入的控制逻辑，这些控制逻辑的控制信号输入应用于开关的输入，从而对于每组控制信号形成一个或多个子电路回路，并且其中一个或多个子电路回路，用于某一组控制信号的一个或多个子电路回路，每个子电路回路包括一个或多个谐振回路，以及至少一个子电路回路包括一个非谐振电容器；开关电容器具有前节点和后节点，并且其中每个开关电容器至少具有连接到电路节点的前节点和后节点，该电路前后节点均由二成对开关的输出端连接形成，每对开关的中性端分别连接谐振腔并接到相邻一对开关的中性端；然后，存储在每个单独开关电容器中的能量通过控制逻辑通过谐振回路传输到另一个相邻的开关电容器；每个谐振腔包括至少一个谐振电感和一个谐振电容，具有各自的前后节点，分别连接电路中的各个电路节点；即每个谐振回路都连接到两个电路节点，即分别连接于两对推挽式开关管的输出端；开关管由控制逻辑驱动，该控制逻辑生成应用于开关管输入的两组或更多组控制信号输入；对于每组控制信号，形成一个或多个子电路回路；此外，控制逻辑生成每组控制信号以在每个开关中实现零电流到导通的切换。2.根据权利要求1所述的开关电容谐振式直流转换器，其特征是，设有多对开关的组合，以及接收控制信号的开关端子，该开关端子将开关调整为在前一对开关端子和后一对开关端子之间建立传导路径导通状态或关断状态，其中传导路径终止于前端子和后端子之间，并且每个前端子和每个后端子连接到电路中的相应电路节点；控制逻辑是通过产生两组或多组控制信号输入来实现的，这些控制信号输入施加到开关的接收端，从而对于每组控制信号：形成一个或多个子电路回路，其中一个或多个子电路用于前组控制信号的电路回路不同于用于后组控制信号的一个或多个子电路回路。3.根据权利要求1所述的开关电容谐振式直流转换器，其特征是，在开关电容谐振式直流转换器主电路中，电路中有四个开关电容器C1、C2、C3和C4；对应四个开关电容器的四对多级开关Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q9、Q10分别具有前后端子和控制输入端；控制输入接收控制信号，该信号将开关置于“关”状态，即在前端子和后端子之间终止传导路径，或“导通”状态，即在前端子和后端子之间建立传导路径。4.根据权利要求2所述的开关电容谐振式直流转换器，其特征是，在初始操作阶段，输入电压被等效地分为N个部分，各自的能量储存在每个开关电容中；在特定的开关状态或能量传输回路中，每个谐振回路与特定的开关电容器串联或并联，具体取决于电路拓扑和应用；有3个主要的能量传输回路来实现最终从48V到12V比例为4：1的电压转换；除了作为中间能量存储单元，谐振腔的使用创造出过零或反向电流，即实现过零电流或过零电压软开关；谐振回...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵晖，龙腾，
申请(专利权)人：剑桥大学南京科技创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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