[發明專利]一種開關電容變換器

在審

• 申請號: 202110548296.0
• 申請日: 2021-05-19
• 公開（公告）號: CN113346738A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 孫俊彥;張望
• 申請（專利權）人: 南京矽力微電子技術有限公司
• 主分類號: H02M3/07
• 分類號: H02M3/07
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種開關電容變換器，其特征在于，包括：

多個輸入開關組，串聯連接在輸入端和輸出端之間，其中每個輸入開關組包括兩個串聯的功率開關；

多個輸出開關組，其中每個輸出開關組包括兩個串聯的功率開關；

多個電容，其第一端分別與所述多個輸入開關組中每兩個串聯的功率開關的公共節點相連，第二端分別與每個所述輸出開關組的中間節點相連，其中所述中間節點為同一開關組中兩個串聯功率開關的公共節點；以及

多個電感，其中每個輸出開關組的第一端與一對應的電感的第一端相連，所述多個電感的第二端連接至所述輸出端，所述多個輸出開關組的第二端連接至參考地。

2.根據權利要求1所述的開關電容變換器，其特征在于，所述多個電感中第一電感的第一端與第一輸出開關組的第一端相連，其中所述第一輸出開關組與所述多個輸入開關組直接串聯，其他電感的第一端分別與所述多個輸出開關組中的相應兩個輸出開關組的第一端相連。

3.根據權利要求1所述的開關電容變換器，其特征在于，

當所述輸入開關組為N個時，所述輸出開關組和電容分別為(2N-1)個，所述電感為N個，其中N≥2。

4.根據權利要求1所述的開關電容變換器，其特征在于，

所述輸入開關組和所述輸出開關組中的功率開關受控進行開關動作以使得所述開關電容變換器在不同工作階段切換，其中在每個工作階段中的每個電容支路包括所述多個電感之一，從而在所述開關電容變換器切換工作階段時減小尖峰電流，其中每個所述電容支路包括所述多個電容的至少一個。

5.根據權利要求4述的開關電容變換器，其特征在于，

所述開關電容變換器中的每個所述輸入和輸出開關組中的兩個功率開關的其中之一根據第一控制信號進行開關動作，每個所述輸入和輸出開關組的另一個功率開關根據第二控制信號工作，其中在一個開關周期中，所述第一控制信號與第二控制信號的占空比相同，且互不重疊。

6.根據權利要求5所述的開關電容變換器，其特征在于,

所述第一控制信號與第二控制信號互補，且占空比為0.5。

7.根據權利要求5所述的開關電容變換器，其特征在于，

在一個開關周期內，當所述第一控制信號有效時，所述開關電容變換器工作在第一階段；當所述第二控制信號有效時，所述開關電容變換器工作在第二階段。

8.根據權利要求2所述的開關電容變換器其特征在于，

所述第一輸出開關組的開關狀態與每個輸入開關組的開關狀態相同，在其他輸出開關組中，與同一電感連接的兩個所述輸出開關組的其中之一與每個所述輸入開關組的開關狀態相同，另一個與每個所述輸入開關組的開關狀態相反。

9.根據權利要求4所述的開關電容變換器，其特征在于，

當所述開關電容變換器工作在第一階段時形成N個電容支路，第一電容支路到第N-1電容支路并聯連接在所述輸出端與所述參考地之間，第N電容支路連接在所述輸入端與所述輸出端之間，其中所述第一電容支路到第N-1電容支路的每一個包括兩個電容，所述第N電容支路包括一個電容，其中N為所述輸入開關組的個數，且N≥2。

10.根據權利要求4所述的開關電容變換器，其特征在于，

當所述開關電容變換器工作在第二階段時形成N個電容支路，第一電容支路到第N電容支路均并聯連接在所述輸出端和所述參考地之間，其中所述第一電容支路包括一個電容，所述第二電容支路到第N電容支路的每一個包括兩個電容，其中N為所述輸入開關組的個數，且N≥2。

11.根據權利要求1所述的開關電容變換器，其特征在于，

每個所述電感的電感值相同，并且與相鄰輸入開關組的公共端連接的所述電容的容值遠大于與每個所述輸入開關組的中間節點連接的所述電容的容值；且與所述輸入開關組的中間節點連接的所述電容的容值均相等，以使得每一電容支路的電流相同。