[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

公開了一種開關電容變換器。其中，所述開關電容變換器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，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。依據本發明的開關電容變換器，所述輸入開關組和所述輸出開關組中的功率開關受控以控制所述開關電容變換器在不同工作階段切換，以使得每個電容支路包括所述多個電感之一，從而在所述開關變換器在工作階段切換時減小尖峰電流的產生。

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，更具體的說，涉及一種開關電容變換器。

背景技術

圖1所示為單電感軟充電Dickson變換器電路拓撲，其電壓變比為4：1。如圖所示，在原有的兩路50％互補占空比控制方式下，由于電容串聯后容抗減小，電容電壓充電速率不同，系統在功率開關進行開關動作時存在電容并聯工作的狀態，從而產生尖峰電流。因此需要通過更為復雜的控制方式使得開關動作時電容回路內不存在壓差，才能減小電流尖峰，提高系統工作效率。為此，本發明提供一種開關電容變換器，以減小電流尖峰，提高系統工作效率。

發明內容

有鑒于此，本發明提出了一種開關電容變換器，通過控制所述開關電容變換器的功率開關的開關狀態控制所述開關電容變換器在不同工作階段切換，以使得每個電容支路包括所述多個電感之一，從而在所述開關變換器在工作階段切換時減小尖峰電流的產生。

根據本發明的一方面，提出了一種開關電容變換器。所述開關電容變換器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。

優選地，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。

優選地，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。

優選地，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。

優選地，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。

優選地，所述第一控制信號與第二控制信號互補，且占空比為0.5。

優選地，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。