[實用新型]用于使飛跨電容器在多電平轉換器中達到平衡的設備

有效

• 申請號: 201721677296.6
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN208158430U
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發明（設計）人: R·S·艾斯阿德;D·W·埃文斯
• 申請（專利權）人: 德州儀器公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 林斯凱

1.一種用于使飛跨電容器在多電平轉換器中達到平衡的設備，其特征在于所述設備包括：

多電平DC-DC轉換器，其具有操作模式，所述操作模式具有工作循環，且所述多電平DC-DC轉換器包含延伸于DC電壓軌與接地參考之間的至少四個初級開關的串聯連接，所述至少四個初級開關包含串聯耦合于第一高側初級開關與中央低側初級開關之間的中央高側初級開關，所述中央低側初級開關串聯耦合于所述中央高側初級開關與接地參考低側初級開關之間；

飛跨電容器耦合器，其包含到所述第一高側初級開關與所述中央高側初級開關的串聯連接的第一耦合節點，所述飛跨電容器耦合器進一步包含到所述中央低側初級開關與所述接地參考低側初級開關的串聯連接的第二耦合節點；及

電壓差感測及控制電路，其與所述DC電壓軌及所述飛跨電容器的所述第一耦合節點耦合，以感測飛跨電容器的電壓與所述DC電壓軌的一半之間何時存在差，及響應于飛跨電容器的所述電壓與所述DC電壓軌的一半之間的所述差生成補償控制信號。

2.根據權利要求1所述的設備，其特征在于所述設備包含工作循環時序調整電路，所述工作循環時序調整電路與所述電壓差感測及控制電路耦合以響應于由所述電壓差感測及控制電路生成的所述補償控制信號生成工作循環調整信號。

3.根據權利要求2所述的設備，其特征在于所述設備包含工作循環控制電路，所述工作循環控制電路耦合于所述工作循環時序調整電路與所述多電平DC-DC轉換器的所述四個初級開關的控制柵極輸入之間，以響應于所述工作循環調整信號調整所述多電平DC-DC轉換器的所述操作模式的工作循環，及將所述飛跨電容器的所述電壓平衡到所述DC電壓軌的一半。

4.根據權利要求1所述的設備，其特征在于所述電壓差感測及控制電路包含峰值電流模式控制環路電路，所述峰值電流模式控制環路電路操作以在所述DC電壓軌的一半下控制所述飛跨電容器的所述電壓的平衡。

5.根據權利要求4所述的設備，其特征在于所述電壓差感測及控制電路包含電壓模式控制環路電路，所述電壓模式控制環路電路操作以在所述DC電壓軌的一半下進一步控制所述飛跨電容器的所述電壓的平衡。

6.根據權利要求4所述的設備，其特征在于所述峰值電流模式控制環路電路包含生成第一峰值電流斜坡輸出的第一峰值電流斜坡生成器，且進一步包含生成第二峰值電流斜坡輸出的第二峰值電流斜坡生成器，所述第一及第二峰值電流斜坡生成器彼此反相。

7.根據權利要求5所述的設備，其特征在于：

所述多電平DC-DC轉換器包含耦合于所述中央高側初級開關與所述中央低側初級開關之間的輸出節點；且

所述峰值電流模式控制環路電路包含輸入，所述輸入與所述多電平DC-DC轉換器的所述輸出節點耦合以在所述多電平DC-DC轉換器正以所述多電平DC-DC轉換器的所述操作模式操作時感測所述多電平DC-DC轉換器的所述輸出節點處的峰值電流。

8.根據權利要求5所述的設備，其特征在于：

所述多電平DC-DC轉換器包含輸出節點，所述輸出節點耦合于所述中央高側初級開關與所述中央低側初級開關之間；且

所述電壓模式控制環路電路包含輸入，所述輸入與所述多電平DC-DC轉換器的所述輸出節點耦合以在所述多電平DC-DC轉換器正以所述多電平DC-DC轉換器的所述操作模式操作時感測所述多電平DC-DC轉換器的所述輸出節點處的電壓。

9.根據權利要求8所述的設備，其特征在于：

所述電壓模式控制環路電路包含分壓器電路，所述分壓器電路用于將在所述多電平DC-DC轉換器的所述輸出節點處感測到的所述電壓劃分成經劃分電壓；且

所述電壓模式控制環路電路包含第一差分放大器，所述第一差分放大器用于比較電壓參考與所述經劃分電壓及生成輸出差電壓信號。