直流电压转换器制造技术

一种循环地将一输入侧供应电压（Ｖｉｎ）转换成为一输出电压（Ｖｏｕｔ）的直流电压转换器，包括一电感储存组件（１），其连接在一用于该供应电压（Ｖｉｎ）的终端，以及一经由一第一开关（２）而进行耦接、且用于参考电位（Ｖｓｓ）的终端间。该输出电压（Ｖｏｕｔ）的电容缓冲终端乃会经由一第二开关（３）而连接于该电感储存组件（１）以及该第一开关（２）间。其一第三开关（５），其意欲于对与其并联的该电感储存组件（１）产生短路，且藉由利用在该电感储存组件（１）的该第二终端（１２）处所分接的一控制电压（Ｖ１）而在该输入侧上可控制的一控制电路（６）所控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术相关于一种直流电压转换器，其循环地进行操作，并且，其电感储存组件可藉由一适当的控制电路而产生短路，以抑制电压尖脉冲(voltage spikes)以及在操作期间所发生的电压振荡(voltageoscillations)。
技术介绍
直流电压转换器乃会被使用于可携式装置中，且在该等可携式装置中，电池乃会由于所需的微型化以及重量减少而仅提供一低供应电压，所以，为了供应该等装置的电路单元，一直流电压转换器会将该供应电压转换成为一较高的输出电压，而如此的一直流电压转换器(亦称之为一升压转换器(step-up converter))的设计则是在Tietze/Schenk″Halbleiterschal tungstechnik″，12th edition，pages 948 to 949中有所叙述。一直流电压转换器会具有一电感储存组件，且该电感组件会被连接在该供应电压的一终端以及参考电位的一终端间，而在如此的方法中，该电感组件则是经由一第一开关而加以耦接，再者，用于输出电压的一电容缓冲终端乃是经由一第二开关而被连接在该电感储存组件以及该第一开关间。在理想的循环操作期间，该第一开关以及该第二开关乃会同时的改变，如此的结果是，该第一开关处于开启状态且该第二开关处于关闭状态，或是该第一开关处于关闭状态且该第二开关处于开启状态，此时，若是该第一开关处于开启状态时，则能量乃会被储存在该电感储存组件中，而若是该第二开关处于开启状态时，则电荷会被移除，并且，该电容器会进行充电，此外，若是该第一以及该第二开关的切换状态维持在未改变时，则线圈电流乃会持续地下降，直到该电感储存组件已经完成放电为止。若是该第一以及第二开关处于开启状态时，则储存在该电容器中的能量乃会经由该第二以及第一开关而排出，而此则是会损害该直流电压转换器的效能。若是该第一以及第二开关于同时间处于关闭状态、且能量仍然被储存在该电感储存组件中时，则该线圈电流会被中断，并且，会发生会损害该电路的电压尖脉冲，此外，也会发生干扰振荡，而该振荡则是由于形成自该电感储存组件以及寄生开关电容(parasitic switchcapacitance)的结果共振电路所造成。实际上，该第一以及第二开关乃会由于传播次数以及其它的影响，而无法精确地在相同的时间进行改变，因此，在避免该第一以及第二开关于同时间关闭上就会发生困难，而该第一以及第二开关也同样地会在同时间开启，不过，通常，此状态会由于效能的大量减少而获得避免，此外，当调节该电路时，其有时亦会需要该第一以及第二开关在同时间关闭，因此，该输出电压会采用一规定数值，再者，为了抑制该等相关的电压尖脉冲、或是电压振荡，该电感储存组件会产生短路，而所具有的结果是，该线圈电流会在该短路电路中流动，如此的电路亦称之为缓振电路(snubber circuit)，迄今，一缓振电路通常是藉由一包括一二极管以及一串联电阻的串联电路而加以形成，而其中，该串联电路则是会并联地与该电感储存组件相连接，并且，该串联电阻乃会被用以设定该电感储存组件在产生短路时的一电压数值，且其中，该电压数值可能不会少于在集成电路中可能已经是一关键数值该二极管的临界电压。不过，问题却是，该二极管以及该电阻两者都必须要尽可能精准地进行尺寸切割(此相关于在技术以及成本方面的花费)，因此，一方面，该电感储存组件会在一所需临界数值时产生短路，以及，另一方面，由于横跨该电阻的该电压降所造成的损失并不会太大。本专利技术的一目的即在于提供一种直流电压转换器，其电感储存组件在发生电压尖脉冲、或是电压振荡时，乃会藉由一具有一适当控制电路的个别开关而产生短路，其中，该开关能够以一简单的方式而加以执行，且其所产生的损失很少。
技术实现思路
根据本专利技术，前述目的藉由一种直流电压转换器而加以达成，其会循环地将一输入侧供应电压转换成为一输出电压，并包括一电感储存组件，其具有一第一终端以及一第二终端，且该第一终端被连接至一用于该供应电压的终端；一第一开关，其具有一第一终端，以及一第二终端，并且，会被串联连接至该电感储存组件，其中，该第一开关的该第一终端乃会被连接至该电感储存组件的该第二终端，以及该第一开关的该第二终端乃会被连接至参考电位的一终端；一第二开关，具有一第一终端以及一第二终端，其中，该第一终端会被连接至该电感储存组件的该第二终端，以及，该第二终端会被连接至一用于提供该输出电压的终端；一电容储存组件，其被连接在该用于提供该输出电压的输出终端以及该用于该参考电位的终端间；以及一第三开关，其意欲于对该电感储存组件产生短路，并且，系与该电感储存组件并联连接，以及，就其本身而言，乃是藉由利用在该电感储存组件的该第二终端处所分接的一控制电压而在该输入侧上为可控制的一控制电路所控制。在根据本专利技术的该直流电压转换器中，该电感储存组件乃会在一控制电路若是检测到电压尖脉冲、或电压振荡时，藉由该可活化的第三开关而产生短路，而此改进所具有的优点则是，该第三开关仅会具有低功率损失，以及该第三开关以及该控制电路的构件都可以利用价钱低廉且简单的方式、并利用集成电路的技术而加以形成。本专利技术另外的具有优势的改进载明于附属权利要求中。该控制电路的一较具优势的改进为，包括一临界数值决定单元，且在其输入侧上被施加以该控制电压，以及包括一下游储存组件，其输出侧信号会被耦接至该第三开关的一控制终端，而此改进所具有的优点则是，其仅包括两个可以利用集成电路的技术、并以价钱低廉且简单的方式而加以形成的必要标准构件。本专利技术的一改进在于提供一调节电路，在其输入侧上施加以该输出电压，以及其会该输出侧上提供一第一切换信号以及一第二切换信号，因此，该输出电压乃会采用一规定数值，此即表示，即使是在负载改变时，该规定输出电压也会加以提供。其亦较佳地的是，加以提供该第一切换信号以及该第二切换信号，因此，该第一开关以及该第二开关会在推挽模式(push-pullmode)中为开启、或是在推挽模式中为关闭，而此则是对应于该直流电压转换器的理想高效能操作。该第一开关为一n信道场效晶体管的形式以及该第二开关为一p信道场效晶体管的形式，或者，该第一开关为一p信道场效晶体管的形式以及该第二开关为一n信道场效晶体管的形式，并且，该第一以及第二开关为同相(in phase)、或是实质上为同相，而如此的结果是，两个开关都可以利用相同的信号而加以驱动。在该第一开关以及该第二开关皆为一n信道场效晶体管的形式、或是该第一开关以及该第二开关皆为一p信道场效晶体管形式的直流电压转换器中，该第一切换信号以及该第二切换信号乃会为反相(inantiphase)、或是实质上为反相，而此所具有的优点则是，仅会使用一种型态的开关。在一替代改进中，该直流电压转换器的该第二开关为一二极管的形式，而在此例子中，该调节电路则是仅必须提供一第一切换信号。在该控制电路中，一临界数值决定单元会将两种逻辑状态的其中之一分配至一输出侧信号，其中，若是超过一大于一规定输出电压的内部临界数值时，乃会采用为一第一逻辑状态，否则就采用为一第二逻辑状态，此乃是为了检测所发生电压尖脉冲的权宜之计。在该临界数值决定单元的一替代改进中，该临界数值可以利用对源自(所发生之)共振电路的未达目标进行检测的方式而加以选择。在一较佳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流电压转换器，其会循环地将一输入侧供应电压（Ｖｉｎ）转换成为一输出电压（Ｖｏｕｔ），并包括：一电感储存组件（１），具有一第一终端（１１）以及一第二终端（１２），该第一终端（１１）连接至该供应电压（Ｖｉｎ）的终端；一第一开关（２），其具有一第一终端（２１），以及一第二终端（２２），并且串联连接至该电感储存组件（１），其中，该第一开关（２）的该第一终端（２１）乃连接至该电感储存组件（１）的该第二终端（１２），以及该第一开关（２）的该第二终端（２２）乃会连接至参考电位（Ｖｓｓ）的一终端；一第二开关（３），具有一第一终端（３１）以及一第二终端（３２），该第一终端（３１）连接至该电感储存组件（１）的该第二终端（１２），以及，该第二终端（３２）连接至一用于提供该输出电压（Ｖｏｕｔ）的终端；一电容储存组件（４），其连接在该用于提供该输出电压（Ｖｏｕｔ）的输出终端以及该参考电位（Ｖｓｓ）的终端间；以及一第三开关（５），用以对该电感储存组件（１）产生短路，其与该电感储存组件（１）并联连接，并且，就其本身而言，乃是藉由利用在该电感储存组件（１）的该第二终端（１２）处所分接之一控制电压（Ｖ１）而在该输入侧上为可控制的一控制电路（６）所控制，其中，该控制电路（６）包括一临界数值决定单元（７），该检测器电压（Ｖ１）施加至该临界数值决定单元（７）的输入侧，以及亦包括一下游储存组件（８），其输出侧信号（Ｓ８）会被耦接至第三开关（５）的一控制终端。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：A勒克，C克兰兹，
申请(专利权)人：因芬尼昂技术股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]