DC/DC转换器中的缓冲电容器复位制造技术

本发明专利技术涉及在ＤＣ／ＤＣ转换器中的缓冲电容器复位。具体而言，提供了用于在轻载／无载降压运行模式期间控制缓冲电容的放电的ＤＣ／ＤＣ转换器及相关联的方法。用于ＤＣ／ＤＣ转换器的运行方法探测与轻载／无载降压运行模式对应的工况，并且响应于该模式的探测，控制第一开关、第二开关、第一开关二极管元件、第二开关二极管元件、第三开关二极管元件和第四开关二极管元件的状态，以便于第一电容元件和第二电容元件通过变压器的次级线圈放电。

【技术实现步骤摘要】

在本文中所描述的内容大致涉及DC/DC转换器，并且更具 体地涉及这样一种DC/DC转换器，其带有有所减少的电压过沖 (o vershoot)和有所减少的开关损*毛。
技术介绍
DC/DC转换器接收一个DC电压作为输入而产生另 一个DC 电压作为输出。许多DC/DC转换器通过以下方式来运行在一个较 短的时段内施加一个跨(across)感应器或变压器的DC电压，其导致能 量储存，其后移去或切断所施加的DC电压，其使得所储存的能量被 传递至输出。控制DC/DC转换器的开关的定时(timing)，以如所需地 调节(regulate)输出电压。当在升压模式(boost mode)中运行时，DC/DC 转换器生成比输入电压高的输出电压。当在降压模式(buckmode)中运 行时，DC/DC转换器生成低于或等于输入电压的输出电压。尽管现有技术包含许多不同的DC/DC转换器的构造，但是 在编号7,106,605的美国专利中所公开的DC/DC转换器是有代表性 的。该具体的DC/DC转换器使用跨其输出二极管中的两个输出二极 管的緩冲电容器(snubber capacitor)。在该DC/DC转换器的运行期间， 储存在这些緩沖电容器中的能量可导致不希望的开关损耗。
技术实现思路
DC/DC转换器的一种实施例包括用于DC输入电压的第一 低节点(low node)和第二低节点、用于DC输出电压的第一高节点(high node)和第二高节点、具有初级线圏和次级线圈的变压器、联接在初级 线圈的第一端部和第二低节点之间的第一开关、联接在初级线圈的第二端部和第二低节点之间的第二开关、联接在第 一 高节点和次级线圏 的第 一端部之间的第 一开关二极管元件、联接在第 一 高节点和次级线 圈的第二端部之间的第二开关二极管元件、联接在次级线圏的第 一端 部和第二高节点之间的第三开关二极管元件以及联接在次级线圈的第二端部和第二高节点之间的第四开关二极管元件。DC/DC转换器还 包括联接在第 一 高节点和次级线圈的第二端部之间的第 一电容元件 (capacitance element)以及联接在次级线圈的第二端部和第二高节点之 间的第二电容元件。DC/DC转换器还包括联接至第 一开关、第二开关、 第一开关二极管元件、第二开关二极管元件、第三开关二极管元件和 第四开关二极管元件的开关控制器。开关控制器配置成在DC/DC转换器的降压运行模式期间控制第 一 电容元件和第二电容元件的通过 次级线圈的放电(discharging)。此外，提供了控制DC/DC转换器的方法，其中，DC/DC转 换器包括联接在初级变压器线圏的第 一端部和低节点之间的第 一开 关、联接在初级变压器线圈的第二端部和该低节点之间的第二开关、 联接在次级变压器线圈的第一端部和第一高节点之间的第一开关二 极管、联接在次级变压器线圈的第二端部和第一高节点之间的第二开 关二极管、联接在次级变压器线圈的第一端部和第二高节点之间的第 三开关二极管、联接在次级变压器线圈的第二端部和第二高节点之间 的第四开关二极管、与第二开关二极管并行的第 一 电容元件以及与第 四开关二极管并行的第二电容元件。该方法包括探测与DC/DC转换 器的轻载/无载降压运行模式相对应的工况(conditions)，并响应于该探 测步骤，控制第一开关、第二开关、第一开关二极管、第二开关二极 管、第三开关二极管和第四开关二极管的状态，以促进第一电容元件 和第二电容元件的通过次级线圈而进行的放电。此外，提供了在降压运行模式期间控制DC/DC转换器的方 法的实施例。DC/DC转换器包括联接在初级变压器线圏的第一端部和 低节点之间的第一开关、联接在初级变压器线圈的第二端部和该低节点之间的第二开关、联接在次级变压器线圈的第 一端部和第 一 高节点 之间的第 一开关二极管、联接在次级变压器线圈的第二端部和第 一 高 节点之间的第二开关二极管、联接在次级变压器线圈的第 一端部和第 二高节点之间的第三开关二极管、联接在次级变压器线圏的第二端部 和第二高节点之间的第四开关二极管、与第二开关二极管并行的第一电容元件以及与第四开关二极管并行的第二电容元件。该方法包括 在第一放电持续时间(discharge period)的开始处，闭合第一开关以使得 第一电容元件和第二电容元件能够通过次级线圏放电；在第一放电持 续时间期间，维持第一开关处于其闭合状态中，维持第二开关处于其 闭合状态中，维持第一开关二极管处于其短路状态中，维持第二开关 二极管处于其二极管状态中，维持第三开关二极管处于其二极管状态 中，而维持第四开关二极管处于其二极管状态中；并且，在第一放电 持续时间结束时，将第二开关二极管切换至其短路状态。提供该
技术实现思路
简介目的在于以简化的形式来引入概念的 选集，这些概念将下面的详细描述中作进一步描述。该简介既不意在 确认所要求的权利的关键特征或者本质特征，也不意图被用于帮助确 定所要求的主题的范围。附图说明在下文中将结合下列附图描述本专利技术的至少 一个实施例，其中类似的标号表明类似的元件，并且图1是DC/DC转换器的一种实施例的图示；图2是DC/DC转换器的一种实施例的电路图；而图3是与图2中所示的DC/DC转换器对应的开关定时图，该DC/DC转换器在轻载/无载降压模式(light/no load buck mode)中运行。具体实施方式下列详细描述在本质上仅仅是示范性的，并且不意在限制 本专利技术或者本申请及本专利技术的使用。此外，并不意在受到任何出现在 前述
、背景、
技术实现思路
简介或者以下的详细描述中的明示或 暗示的理-沦的约束。在本文中可以从功能和/或逻辑块部件及各种加工工序的方 面来描述技术和工艺。应该明白的是，可以通过被配置成用于实现指 定功能的任何数量的硬件、软件和/或固件部件来实现这种块部件。例 如，系统或部件的实施例可以使用各种集成电路部件，比如存储器元 件、数字信号处理元件、逻辑元件、查找表等等，它们在一个或多个 微处理器或者其它控制装置的控制下可实现多种功能。此外，本领域 中的技术人员将明白的是，可以结合任何数量的数据传输协议来实行 实施例，并且，在本文中所描述的系统仅仅是一个适当的实例。为了简洁，在本文中将不详细描述与系统(以及系统的单独 运行部件)的DC/DC转换、基于晶体管的开关(transistor-based switch)、 二极管电桥(diode bridge)、开关控制器和其它功能方面相关的传统技 术。而且，此处所包含的各个附图中所示的连接线意在表示各个元件 之间的示例性的功能关系和/或物理联接。应该注意的是，在本主题的 实施例中可出现许多备选的或者额外的功能关系或物理连接。在此处被使用时，"节点"可表示任何的内参考点或外参 考点、连4妾点(connectionpoint)、交叉点(junction)、 4言号线、 <专导元<牛 等等，给定的信号、逻辑电平、电压、数据模式(datapattern)、电流或 者量出现在其上。而且，通过一个物理元件可以实现两个或多个节点 (并且，两个或多个信号可被复用，调制，或^皮加以区别——即使其在 公共模式下被输出或接收)。下列描述将提到被"连接"或被"联接"在一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＤＣ／ＤＣ转换器，其包括：　用于低ＤＣ电压的第一低节点和第二低节点；　用于高ＤＣ电压的第一高节点和第二高节点；　具有初级线圈和次级线圈的变压器；　联接在所述初级线圈的第一端部和所述第二低节点之间的第一开关；　 　联接在所述初级线圈的第二端部和所述第二低节点之间的第二开关；　联接在所述第一高节点和所述次级线圈的第一端部之间的第一开关二极管元件；　联接在所述第一高节点和所述次级线圈的第二端部之间的第二开关二极管元件；　联接在所述次级 线圈的所述第一端部和所述第二高节点之间的第三开关二极管元件；　联接在所述次级线圈的所述第二端部和所述第二高节点之间的第四开关二极管元件；　联接在所述第一高节点和所述次级线圈的所述第二端部之间的第一电容元件；　联接在所述次级 线圈的所述第二端部和所述第二高节点之间的第二电容元件；以及　联接至所述第一开关、所述第二开关、所述第一开关二极管元件、所述第二开关二极管元件、所述第三开关二极管元件和所述第四开关二极管元件的开关控制器，所述开关控制器配置成用于在所述Ｄ Ｃ／ＤＣ转换器的降压运行模式期间控制所述第一电容元件和所述第二电容元件通过所述次级线圈的放电。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：K陈，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]