[實用新型]電子轉(zhuǎn)換器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202020745133.2
• 申請日: 2020-05-08
• 公開（公告）號: CN212486393U
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: O·E·贊貝蒂
• 申請（專利權(quán)）人: 意法半導體股份有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 董莘

本公開的實施例涉及電子轉(zhuǎn)換器。該電子轉(zhuǎn)換器包括：第一節(jié)點，可切換地在第一開關(guān)狀態(tài)中耦合到正輸入端子、或在第二開關(guān)狀態(tài)中耦合到第一正輸出端子；負輸入端子，連接到負輸出端子；諧振電路，串聯(lián)連接在第一節(jié)點與變壓器的初級繞組的第一端子之間；第二節(jié)點，連接到初級繞組的第二端子，并且可切換地在第一開關(guān)狀態(tài)中耦合到第一正輸出端子或在第二開關(guān)狀態(tài)中耦合到負輸入端子；變壓器的次級繞組的第一端子，可切換地在第一開關(guān)狀態(tài)中耦合到第一正輸出端子或在第二開關(guān)狀態(tài)中耦合到負輸入端子；以及次級繞組的第二端子，可切換地在第一開關(guān)狀態(tài)中耦合到負輸入端子或在第二開關(guān)狀態(tài)中耦合到第一正輸出端子。根據(jù)本公開的實施例的電子轉(zhuǎn)換器更高效。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開的實施例涉及電子轉(zhuǎn)換器。

背景技術(shù)

電源電路(例如，AC/DC或DC/DC開關(guān)電源)在本領(lǐng)域中是眾所周知的。存在許多類型的電子轉(zhuǎn)換器，其主要劃分為隔離式轉(zhuǎn)換器和非隔離式轉(zhuǎn)換器。例如，非隔離式電子轉(zhuǎn)換器是“降壓”、“升壓”、“降壓-升壓”、“SEPIC”和“ZETA”類型的轉(zhuǎn)換器。相反，隔離式轉(zhuǎn)換器例如是“反激”、“正激”、“半橋”和“全橋”類型的轉(zhuǎn)換器。這樣類型的轉(zhuǎn)換器對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是眾所周知的。

圖1是DC/DC電子轉(zhuǎn)換器20的示意圖。具體地，通用電子轉(zhuǎn)換器20包括用于接收DC電壓V_in的兩個輸入端子200a和200b、以及用于提供DC電壓V_OUT的兩個輸出端子12a和12b。例如，輸入電壓V_in可以由諸如電池的DC電流發(fā)生器10來供應(yīng)，或者可以借助諸如二極管電橋的整流器電路、以及可能的濾波電路而從AC電壓獲得。相反，輸出電壓V_out可以用于供應(yīng)負載30。

通常，如眾所周知的，電子開關(guān)轉(zhuǎn)換器20包括一個或多個電抗元件(例如，電容和/或電感)以及一個或多個電子開關(guān)，一個或多個電子開關(guān)對從輸入200a/200b到一個或多個電抗元件的能量傳遞、和/或從一個或多個電抗元件到輸出202a/202b的能量傳遞進行管理。

功率分布正在從諸如功率密度、效率和解決方案成本的各種視角而不斷發(fā)展。

例如，期望找到這樣的轉(zhuǎn)換器解決方案，其對于要求輸入電壓V_in以因子N_CONV進行縮放(即，V_OUT＝V_in/N_CONV)的應(yīng)用是更高效的、同時緊湊且易于使用的。例如，這樣的步降型(step-down)電壓轉(zhuǎn)換器在功率管理領(lǐng)域中(例如，在諸如服務(wù)器的計算機的上下文中)廣泛使用。

例如，為了滿足功率密度越來越嚴格的要求，有必要減少磁性分量(電感，例如電感器或變壓器)的大小，并且為此，有必要增加系統(tǒng)的操作頻率。然而，如眾所周知的，隨著操作頻率增加，開關(guān)損失也以線性方式增加。因此，隨著系統(tǒng)的開關(guān)頻率增加，有必要通過例如增加諸如FET(場效應(yīng)晶體管)(例如，MOSFET(金屬氧化物半導體場效應(yīng)晶體管))的開關(guān)的速度，來將開關(guān)損失最小化。為了滿足這些對高效率越來越嚴格的要求，已開發(fā)了例如在開關(guān)速度和品質(zhì)因數(shù)方面(處于閉合狀態(tài)的MOSFET的電阻Rdson乘以直到MOSFET閉合所需的電荷Qg)具有提高的性能的開關(guān)元件。

因此，針對具有較高的開關(guān)速度的開關(guān)/MOSFET的需求使得可以增加開關(guān)頻率以便減少磁性分量(電感)，并且從而增加轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的功率密度。然而，使用更快的晶體管需要開發(fā)成本更高的技術(shù)，其具有對轉(zhuǎn)換器的最終解決方案的成本的重大影響。

將開關(guān)損失最小化的另一方式是使得開關(guān)/MOSFET在ZVS(零電壓開關(guān))或ZCS(零電流開關(guān))條件下運行，或者使得開關(guān)利用較低電壓來運行(例如，使得MOSFET利用較低的漏源電壓V_DS來運行)。例如，已開發(fā)了用于使得FET利用輸入電壓V_in的分數(shù)來工作的解決方案。在該上下文中，文件US 9,916,517例如可以被引用。

實用新型內(nèi)容