[發(fā)明專利]包含可重構(gòu)電容器單元的直流-直流變換器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200880015203.0
• 申請日: 2008-05-08
• 公開（公告）號: CN101682252A
• 公開（公告）日: 2010-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 約翰·H·克洛特威克;亨德里克·J·貝格弗爾德;弗雷迪·羅澤博姆;德克·雷夫曼;亞普·魯伊格羅克
• 申請（專利權(quán)）人: NXP股份有限公司
• 主分類號: H02M3/07
• 分類號: H02M3/07;H01L27/08
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 陳 源;張?zhí)焓?/td>

1.一種直流-直流變換器(100，400，500，600，700，800，900)， 其包括：

-可重構(gòu)電容器單元，其具有基底并且包括多個電容結(jié)構(gòu)，每個電容 結(jié)構(gòu)包括第一和第二導(dǎo)電的電容器電極層以及中間的電介質(zhì)層；

-開關(guān)單元(612)，其包括電連接于不同電容結(jié)構(gòu)之間的多個開關(guān)元 件(S1至S7)，其中在第一開關(guān)狀態(tài)中，各開關(guān)元件被配置為使兩個分 別的電容器電極層相互電連接，而在第二開關(guān)狀態(tài)中，各開關(guān)元件被配 置為使所述兩個分別的電容器電極層相互斷開，所述開關(guān)元件具有控制 輸入端，并且被配置為根據(jù)施加到控制輸入端的開關(guān)控制信號來呈現(xiàn)第 一開關(guān)狀態(tài)或第二開關(guān)狀態(tài)；以及

-控制單元(614)，其與開關(guān)單元連接，并且被配置用于產(chǎn)生并向開 關(guān)單元提供各控制信號，以使用電容結(jié)構(gòu)來形成多個多電容器結(jié)構(gòu)(400， 500，600，700，800，900)中的相應(yīng)一個，

其中在基底中的溝槽中限定至少一個第一電容結(jié)構(gòu)，以限定溝槽填 充，以及

其中在基底中的與第一電容結(jié)構(gòu)相同的溝槽中限定第二電容結(jié)構(gòu)， 以形成相同的溝槽填充部分。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流-直流變換器，其中電容器電極層與至 少兩個內(nèi)部電容器接線端(144至152)中的相應(yīng)一個連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流-直流變換器，其中溝槽填充(124至 135)包括至少五個電容器電極層(126，128，130，132，134)，并且其 中控制單元(414，514，614，717，802)被配置用于產(chǎn)生控制信號，以 呈現(xiàn)多個多電容器結(jié)構(gòu)的相應(yīng)一個，各多電容器結(jié)構(gòu)連接電容器電極層， 從而形成

-電容器的串聯(lián)連接，

-或者電容器的并聯(lián)連接，

-或者第一部分電容器的串聯(lián)和第二部分電容器的并聯(lián)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流-直流變換器，其包括：

-輸入端(702，708)，其被配置用于從外部電壓源向溝槽式多電容 器件施加直流輸入電壓；

-輸出端(714，716)，其被配置用于從溝槽式多電容器件向外部負 載(720)提供直流輸出電壓；

-其中，開關(guān)單元(S1至S4)被配置用于形成具有連接在輸入端之 間的至少兩個電容器(C1，C2)的第一多電容器結(jié)構(gòu)，以及形成包括從 內(nèi)部連接于輸出端之間的至少一個輸出電容器(C2)的第二多電容器結(jié) 構(gòu)；并且其中

-控制單元(717)被配置用于產(chǎn)生并向開關(guān)單元提供控制信號，從 而以開關(guān)頻率周期地在第一和第二多電容器結(jié)構(gòu)之間進行切換。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的直流-直流變換器，其中

-控制單元(717)被配置用于將開關(guān)頻率調(diào)整為如下開關(guān)頻率值 (f₁)：該開關(guān)頻率值(f₁)使直流-直流變換器的輸出阻抗最小化，并且 同時表示使直流-直流變換器的輸出阻抗最小化的一組開關(guān)頻率值(f_s)中 的最小開關(guān)頻率值。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的直流-直流變換器，其中

-控制單元具有負載傳感器輸入，其用于接收表示連接于輸出端之間 的給定外部負載阻抗的信息，并且其中

-控制單元被配置用于產(chǎn)生并提供控制信號，該控制信號指示開關(guān)單 元從第三多電容器結(jié)構(gòu)變?yōu)椴煌牡谒亩嚯娙萜鹘Y(jié)構(gòu)，其中在給定外部 負載阻抗的情況下，使用第三多電容器結(jié)構(gòu)的直流-直流變換器呈現(xiàn)較高 的輸出阻抗，而使用第四多電容器結(jié)構(gòu)的直流-直流變換器呈現(xiàn)較低的輸 出阻抗。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的直流-直流變換器，其中

-控制單元具有負載傳感器輸入，其用于接收表示連接于輸出端之間 的給定外部負載阻抗的信息，并且其中

-控制單元被配置用于產(chǎn)生并提供控制信號，所述控制信號指示開關(guān) 單元一旦檢測到外部負載阻抗從第一值變?yōu)榈诙?，則呈現(xiàn)第五多電容 器結(jié)構(gòu)，其使直流-直流變換器在外部負載阻抗的第一值和第二值的情況 下的各輸出電壓之差最小。