[發明專利]用于連接兩個電壓水平的模塊化轉換器

在審

• 申請號: 202110563979.3
• 申請日: 2021-05-24
• 公開（公告）號: CN113708623A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: R·達席爾瓦;K·普拉克
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158;H02M1/32
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 閆昊

本公開的實施例涉及用于連接兩個電壓水平的模塊化轉換器。本公開描述了實現隔離的功率轉換器電路拓撲的技術。功率轉換器電路拓撲可以包括電平移位器或低側電容器，其可以被配置為既提供電容性隔離、又提供在堆疊或交錯互連的配置中布置的功率轉換器電路之間的鉗位。通過控制到功率轉換器電路、每個功率轉換器電路以及功率轉換器電路的堆疊互連的驅動信號，可以操作以在正向或反向方向上將功率從一個電壓電平轉換為第二電壓電平。在直流(DC)電池的示例中，功率轉換器電路的堆疊或交錯互連可以進一步被配置為平衡從多單體DC電池的每個單體汲取的電荷水平和功率量。

技術領域

本公開涉及直流-直流(DC-DC)功率轉換器電路。

背景技術

兩個不同電壓域之間的功率轉換可以包括輸入電源和負載，該輸入電源是系統的能量源，該負載從該系統消耗功率。電源和負載中的每一個可以具有不同的電壓額定值，并且還可以具有不同的特性。

發明內容

通常，本公開描述了實現隔離的功率轉換器電路拓撲的技術。功率轉換器電路拓撲可以包括電平移位器或低側電容器，其可以被配置為既提供電容性隔離、又提供在堆疊或交錯的互連配置中布置的功率轉換器電路之間的鉗位。通過控制到功率轉換器電路、每個功率轉換器電路以及功率轉換器電路的堆疊互連的驅動信號，可以操作以在正向或反向方向上將功率從一個電壓電平轉換為第二電壓電平。在直流(DC)電池的示例中，功率轉換器電路的堆疊或交錯的互連可以進一步被配置為平衡從多單體DC電池的每個單體汲取的電荷水平和功率量。

在一個示例中，本公開針對一種電路，包括：高側電容器和低側電容器；初級側，包括第一輸入元件、第一輸出元件、第一參考元件。初級側被配置為在第一輸入元件處接收輸入電壓。該電路還包括次級側，該次級側包括第二輸入元件、第二輸出元件和第二參考元件，其中低側電容器被連接在第一參考元件與第二參考元件之間，其中高側電容器將第一輸出元件耦合至第二輸入元件，并且其中，次級側被配置為向耦合在第二輸出元件與第二參考元件之間的負載供電。

在另一示例中，一種系統包括：第一電路，包括第一高側電容器和第一低側電容器；第一初級側，包括第一輸入元件、第一輸出元件，第一參考元件。初級側被配置為在第一輸入元件處接收第一輸入電壓，第一次級側包括第二輸入元件、第二輸出元件和第二參考元件，其中第一低側電容器被定位在第一參考電壓和第二參考元件之間，其中第一高側電容器將第一輸出元件耦合至第二輸入元件。該系統還包括第二電路，該第二電路包括：第二高側電容器和第二低側電容器；第二初級側，包括第三輸入元件、第三輸出元件、第三參考元件。第二初級側被配置為在第三輸入元件處接收第二輸入電壓，第二次級側包括第四輸入元件和第四輸出元件。第二低側電容器被定位在第三參考元件與第二參考元件之間。第二高側電容器將第三輸出元件耦合至第四輸入元件，并且第二輸出元件被連接至第四輸出元件。第一電路和第二電路被配置為：跨第一電路和第二電路轉換功率，第一輸入元件被連接至第三參考元件，并且第二低側電容器被配置為將第二輸入電壓鉗位到第一輸入電壓。

在另一個示例中，本公開針對一種方法，該方法包括：通過電路接收被施加在電路的輸入元件與電路的第一參考元件之間的輸入電壓，通過電路在電路的輸出元件與電路的第二參考元件之間供給輸出電壓。第一參考元件和第二參考元件通過低側電容器電連接，該低側電容器被配置為將第一參考元件與第二參考元件隔離，并且通過電路將功率經由耦合電容器從輸入元件耦合至輸出元件。

在附圖和以下描述中闡述了本公開的一個或多個示例的細節。根據說明書和附圖以及根據權利要求書，本公開的其他特征，目的和優點將是顯而易見的。

附圖說明

圖1是說明根據本發明的一種或多種技術的用于連接兩個不同電壓域的示例功率轉換器的框圖。

圖2是示出根據本公開的一種或多種技術的用于連接兩個不同的電壓域的堆疊的、模塊化的、隔離的示例功率轉換器的框圖。

圖3是示出根據本公開的一種或多種技術的隔離的功率轉換器電路的示例實施方式的示意圖，該電路具有電容性隔離。