[發明專利]用于將DC電壓轉換成AC電壓的方法和系統

有效

• 申請號: 201410239314.7
• 申請日: 2014-05-30
• 公開（公告）號: CN104218837B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: M·費爾特克勒
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技奧地利有限公司
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所11256
• 代理人: 王茂華

技術領域

本發明主要地涉及用于將DC電壓轉換成AC電壓的方法和系統，并且在具體實施例中涉及使用在全橋配置中的轉換器以將DC電壓轉換成高頻AC電壓的這樣的方法和系統。

背景技術

以上提到的DC到AC轉換器也常稱為逆變器或者逆變整流器，并且貫穿本申請可以可互換地使用這些表達。一般而言，轉換器應當在將DC功率轉換成AC功率時表現高效率程度。通常需要這種類型的轉換器用于經由空氣芯線圈的功率傳送，即所謂的“無芯變壓器”。這樣的“無芯變壓器”也可以實施于集成電路的金屬層中，并且這樣僅從數百兆赫茲的操作頻率開始表現可接受的效率程度。

一般而言，在高頻率轉換器的設計中，可以通過增加開關晶體管的溝道寬度來增加效率程度，增加開關晶體管的溝道寬度降低導通狀態電阻。然而在這樣做時，需要更多功率用于驅動切換晶體管的柵極。因此，總效率程度隨著可變溝道寬度表現最大值，該最大值的量值對于使用的集成電路技術是特有的。常規地，用于切換晶體管的柵極的驅動器由可用DC電壓供應，并且因此從DC電壓源汲取功率。作為結果，減少DC到AC轉換器的總效率程度。

因此，用于增加在將DC電壓轉換成AC電壓時的總效率程度的系統和方法將是期望的。出于這些或者其它原因，有對于本發明的需要。

發明內容

提供基本上如在圖中的至少一幅圖中示出和/或結合圖中的至少一幅圖描述的、如在權利要求中更完整闡述的用于將DC電壓轉換成AC電壓并且用于同步對應全橋轉換器的切換時刻的方法和系統。

實施例涉及通過被配置為全橋的設備將DC電壓轉換成AC電壓的系統和方法，這些系統和方法包括在全橋的第一、第二、第三和第四橋分段中的每個橋分段中使用與第二類的開關串聯耦合的第一類的開關，其中第一類的每個開關適于使用比第二類的每個開關更少的每切換操作的切換能量，其中第四和第三橋分段的第二類的開關在設備的第一輸出節點串聯耦合，并且第一和第二橋分段的第二類的開關在設備的第二輸出節點串聯耦合，其中第一和第二橋分段的第二類的開關的控制端子耦合在一起并且耦合到第一輸出節點，并且第四和第三橋分段的第二類的開關的控制端子耦合在一起并且耦合到第二輸出節點，并且基于在第一與第二輸出節點之間連接的負載的電感部件提供的無功功率驅動第二類的開關。

實施例的更多特征和優點將從參照附圖進行的以下具體描述中變得清楚。

附圖說明

附圖被包括用于提供進一步理解，并且在本說明書中被并入而且構成本說明書的部分。附圖涉及示例和實施例并且與描述一起用于說明本發明的原理。其它實施例和實施例的預計優點中的許多優點將在它們通過參照以下具體描述而變得更好地理解時容易得到理解。

圖1示出根據一個實施例的全橋DC到AC轉換器(下文稱為逆變整流器)的一個示例的示意圖，該逆變整流器在逆變整流器的輸出具有無芯變壓器作為電感負載；

圖2a和2b是示出外部控制信號序列的一個示例的定時圖，這些外部控制信號序列可以應用于外部控制在根據圖1的實施例中的逆變整流器的操作；

圖2c是示出在如在圖1的實施例中標明的節點處的所得信號序列的圖、比如根據圖1的逆變整流器的輸出節點或者節點Q1和Q2以及其它節點；

圖3示出根據又一實施例的全橋逆變整流器的示意圖，該示意圖還示出用于外部控制逆變整流器的操作的兩對驅動器以及用于控制兩對驅動器的供應電壓的兩個電壓控制器；

圖4是示出全橋逆變整流器的半橋部分的一個示例和被配置用于控制整流器的控制電路的一個示例的示意圖；

圖5示出可以用來控制全橋逆變整流器的控制電路的一個實施例，該全橋逆變整流器例如在圖1中描繪的全橋逆變整流器；

圖6示出根據一個實施例的用于控制全橋逆變整流器的方法的一個示例；以及

圖7示出根據一個實施例的用于控制全橋設備的方法的一個示例。

具體實施方式

在以下具體描述中，參照附圖，附圖形成具體描述的部分，并且在附圖中通過示例示出具體實施例。將理解可以利用其它實施例，并且可以進行結構或者其它改變而未脫離本發明的范圍。因此不會在限制意義上解讀以下具體描述，并且本發明的范圍由所附權利要求限定。

在下文中，出于示例目的，將參照用于數百兆赫茲級的很高頻率的轉換器描述本發明。然而本發明不限于此并且可以發現它與將DC電壓轉換成較低或者甚至較高頻率的AC電壓結合的應用。