多输出降压转换器制造技术

在一些实施例中，三开关双输出降压转换器包括具有Ｎ＋１个开关电路的转换器电路，该转换器电路被构造成接收输入电压并且提供Ｎ个输出电压，其中Ｎ大于等于２；以及控制电路根据Ｎ个输出电压在各时间间隔选择性地提供控制信号给Ｎ＋１个开关电路。还公开和声明了其它实施例。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种降压转换器(buck converter)，更具体而言涉及一种具有N+1个开关、N个输出的降压转换器，其中N大于等于2。 附图说明本专利技术的各种特征将从附图中所示的优选实施例的以下描述中变得更加明显，在整个附图中，相同的参考标记通常表示相同的部件。附图不必被度量，其重点是说明本专利技术的原理。图1是根据本专利技术的一些实施例的框图。图2是根据本专利技术的一些实施例的流程图。图3是根据本专利技术的一些实施例的示意图。图4是根据本专利技术的一些实施例的电流图。图5是根据本专利技术的一些实施例的另一个电流图。图6是根据本专利技术的一些实施例的另一个电流图。图7是根据本专利技术的一些实施例的信号图。图8是根据本专利技术的一些实施例的系统的框图。图9是根据本专利技术的一些实施例的另一个示意图。图10是根据本专利技术的一些实施例的另一个示意图。图11是仿真结果的曲线图。图12是仿真结构的另一个曲线图。图13是根据本专利技术的一些实施例的另一个电流图。图14是根据本专利技术的一些实施例的另一个电流图。图15是根据本专利技术的一些实施例的流程图。具体实施例方式在下面的描述中，为了解释而不是限制，将阐述特定的细节，例如特定的构造、结构、接口、方法等等，从而提供对本专利技术的各个方面的完全理解。但是，对于本领域的技术人员很明显的是，利用本专利技术的公开内容，可以在不同于这些特定细节的其它例子中实践本专利技术的多个方面。在特定的例子中，众所周知的设备、电路以及方法被省略，从而不会因为不必要的细节而使得本专利技术的描述变得隐晦。参考图1，电压转换器10可以包括转换器电路12，该转换器电路可以具有S1到SN+1的N+1个开关电路。转换器电路12可以被构造成接收输入电压VIN并且可以提供V1至VN的N个输出电压，其中N大于等于2，并且控制电路14可以根据N个输出电压V1至VN在各时间间隔选择性地提供控制信号给N+1个开关电路S1至SN+1。通常，每下一个输出电压可以等于或小于在前的输出电压(例如，V1≥V2≥...VN)。例如，两个开关电路(例如，S1和S2)可以用来产生N个输出电压的第一输出电压(例如，V1)，并且其中为N个输出电压的每个附加的输出电压(例如，V2至VN)仅提供一个附加的开关电路(例如，S3至SN+1)。电压转换器10可以被认为具有级联降压转换器拓扑结构，该结构以一种改进的方式利用半导体开关，从而减小开关的数量。在一些实施例中，转换器电路12可以包括串联在输入电压VIN和地电位之间的第一开关电路S1、第二开关电路S2以及第三开关电路S3。电路12还可以包括连接到第一和第二开关电路S1、S2的结点的第一LC电路(例如，L1和C1)，以及连接到第二和第三开关电路S2、S3的结点的第二LC电路(例如，L2和C2)。第一LC电路可以被构造成提供第一输出电压V1，并且第二LC电路可以被构造成提供第二输出电压V2，该第二输出电压不同于第一输出电压V1。例如，控制电路14可以被构造成在一个切换周期的第一时间间隔期间导通第一和第二开关电路S1、S2并且断开第三开关电路S3。控制电路14还可以被构造成在相同的切换周期的第二时间间隔期间导通第一和第三开关电路S1、S3并且断开第二开关电路S2。控制电路14还可以被构造成在相同的切换周期的第三时间间隔期间导通第二和第三开关电路S2、S3并且断开第一开关电路S1。在转换间隔期间还可以利用更多的时间间隔以及开关构造，从而为每个级联阶段提供所有所需的输出电压。传统的降压转换器的每个输出电压通常使用两个以上的开关元件(例如，FET或者MOSFET)。例如，为了提供N个输出电压，传统的降压转换器会需要2N个开关元件。有利的是，本专利技术的一些实施例可以使用少量的开关元件，从而减小空间和工作台的成本。例如，本专利技术的一些实施例可以利用N+1个开关元件来提供N个输出电压，其中N大于等于2。例如，根据本专利技术的一些实施例，基于降压拓扑结构的具有少量的开关元件的双输出转换器可以被构造成在切换周期的两个部分期间利用空程分部。在这种情况下，开关S2可以根据转换器的操作状态在两个方向运载电流。例如，开关S2可以执行两个功能。在周期的一个时间间隔期间，S2从电压源VIN通过S1将能量传送给输出V2。在相同的周期的另一个时间间隔期间，S2通过与S3串联的路径来维持通过电感器L1的能量流。通常，本专利技术的一些实施例可以利用N+1个开关来发送N个输出电压轨。但是，在一些应用中，理论延伸到发送非常多个输出电压会对下部的大多数组的开关的电流处理能力产生负担，尤其对于需要大量的电压轨和高输出电流的应用场合，转换器电路的效率会变低或会变得不能运行。在所需要的轨道数量较多但是输出电流的需求较小的情况下(例如，低电压、低电流的情况)，可以建立更多的具有可忽略或者可接受的设备应力的轨道。在低功率的PC’s和手提设备中通常存在这种需求。参考图2，本专利技术的一些实施例可以提供具有N+1个开关电路的转换器电路(例如，步骤21)，接收输入电压至转换器电路(例如，步骤22)，从转换器电路提供N个输出电压，其中N大于等于2(例如，步骤23)，并且根据N个输出电压在各时间间隔选择性地提供控制信号给N+1个开关电路(例如，步骤24)。例如，一些实施例还可以利用两个开关电路来产生N个输出电压的第一输出电压(例如，步骤25)，并且其中为N个输出电压的每个附加的输出电压仅提供一个附加的开关电路(例如，步骤26)。在一些实施例中，提供转换器电路可以包括提供串联连接在输入电压和地电位之间的第一开关电路、第二开关电路以及第三开关电路(例如，步骤27)，提供连接到第一和第二开关电路的结点的第一LC电路，其中第一LC电路被构造成提供第一输出电压(例如，步骤28)，以及提供连接到第二和第三开关电路的结点的第二LC电路，其中第二LC电路被构造成提供不同于第一输出电压的第二输出电压(例如，步骤29)。根据本专利技术的一些实施例，操作的方法可以包括在一个切换周期的第一时间间隔期间导通第一和第二开关电路并且断开第三开关电路(例如，步骤31)，在相同的切换周期的第二时间间隔期间导通第一和第三开关电路并且断开第二开关电路(例如，步骤33)，和/或在相同的切换周期的第三时间间隔期间导通第二和第三开关电路并断开第一开关电路(例如，步骤35)。参考图3，根据本专利技术的一些实施例的三开关双输出降压转换器的一个例子包括三个开关S1、S2和S3，以提供两个电压输出V1和V2。三个开关S1、S2和S3串联连接在输入电压VIN和地之间。第一LC电路连接到S1和S2之间的结点。第二LC电路连接到S2和S3之间的结点。第一LC电路在电感器L1和电容器C1的结点处提供第一输出电压V1。第二LC电路在电感器L2和电容器C2的结点处提供第二输出电压V2。通常，V1大于V2。在大多数的应用中，提供两个或更多的不同的输出电压是所期望的特征。有利的是，本专利技术的一些实施例会仅利用三个半导体开关(例如，功率FET或MOSFET)来产生两个不同的电压轨。开关S1、S2和S3可以形成网络，该网络选择性地将特定时间间隔的输入电势VIN和接地电势提供给在网络的不同点连接的LC电路。例如，本专利技术的一些实施例可以利用切换周期内的三个单独的间隔或操作模式(与传统的降压转换器中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：　　　　具有Ｎ＋１个开关电路的转换器电路，该转换器电路被构造成接收输入电压并且提供Ｎ个输出电压，其中Ｎ大于等于２；以及　　　　控制电路，根据Ｎ个输出电压在各时间间隔选择性地提供控制信号给Ｎ＋１个开关电路。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：P库马尔，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]