[發(fā)明專利]直流轉(zhuǎn)換器及電子設(shè)備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210081945.5
• 申請日: 2022-01-24
• 公開（公告）號: CN114172366A
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬喬博;張雄杰;江洋;羅文基;麥沛然;馬許愿
• 申請（專利權(quán)）人: 澳門大學(xué)
• 主分類號: H02M3/07
• 分類號: H02M3/07
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 賈耀斌

本申請實施例提供了一種直流轉(zhuǎn)換器及電子設(shè)備，其中直流轉(zhuǎn)換器包括：功率控制模塊、脈寬調(diào)變控制模塊及分壓采樣模塊，功率控制模塊包括：第一飛跨電容、第二飛跨電容、輸出電容及電感、第一開關(guān)模塊、第二開關(guān)模塊、第三開關(guān)模塊、第四開關(guān)模塊、第五開關(guān)模塊、第六開關(guān)模塊、電源輸入端及電源輸出端；脈寬調(diào)變控制模塊的第一端及第二端分別與電源輸入端、分壓采樣模塊的第一端連接，分壓采樣模塊的第二端與電源輸出端連接。通過所提供的直流轉(zhuǎn)換器及電子設(shè)備，充分利用低壓器件的性能優(yōu)勢，以簡單控制方式實現(xiàn)雙模切換，保證可靠性，還能夠完全覆蓋鋰離子電池電壓變化范圍，并顯著減小電感的等效電流，提高轉(zhuǎn)化器高功率下的效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及直流轉(zhuǎn)換器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種直流轉(zhuǎn)換器及電子設(shè)備。

背景技術(shù)

近年來，隨著便攜式電子設(shè)備需求的增長，鋰離子電池被廣泛應(yīng)用于集成系統(tǒng)供電。鋰離子電池的輸出電壓可以從4.25V降至2.5V，需要一個寬輸入范圍降壓直流(DC-DC)變換器為負(fù)載模塊提供穩(wěn)定的1.8V電源。隨著便攜電子設(shè)備的功能和性能的不斷提高，對供電功率水平和供電時長提出更高要求，這使得變換器有更高的功率轉(zhuǎn)換效率要求。此外，考慮到便攜需求，要求變換器具有高的功率密度，限制了功率元件的尺寸，使得功率級設(shè)計在這些應(yīng)用中更具挑戰(zhàn)性。

在高功率密度的要求下，需要使用小體積大直流電阻的電感；高功率輸出的要求下，流經(jīng)開關(guān)和電感的電流將變大。這使得變換器保持高效率工作面臨非常大的挑戰(zhàn)。在這種條件下，電感的直流電阻造成損耗是最主要的損耗，需要在保證高輸出功率的情況下，減小流經(jīng)電感的有效電流值。最傳統(tǒng)的BUCK結(jié)構(gòu)顯然不能應(yīng)對這個挑戰(zhàn)。現(xiàn)有采用雙通路技術(shù)，其變壓范圍嚴(yán)重受限，不能覆蓋鋰離子電池電壓變化范圍。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本申請實施例提供了一種直流轉(zhuǎn)換器及電子設(shè)備。

第一方面，本申請實施例提供了一種直流轉(zhuǎn)換器，所述直流轉(zhuǎn)換器包括：

功率控制模塊、脈寬調(diào)變控制模塊及分壓采樣模塊，所述功率控制模塊包括：第一飛跨電容、第二飛跨電容、輸出電容及電感、第一開關(guān)模塊、第二開關(guān)模塊、第三開關(guān)模塊、第四開關(guān)模塊、第五開關(guān)模塊、第六開關(guān)模塊、電源輸入端及電源輸出端；

所述第一開關(guān)模塊的第一端、所述第一飛跨電容的第一端及所述電感的第一端連接于第一結(jié)點(diǎn)；所述第一飛跨電容的第二端、所述第二開關(guān)模塊的第一端及所述第三開關(guān)模塊的第一端連接于第二結(jié)點(diǎn)；所述電感的第二端、所述第三開關(guān)模塊的第二端、所述第四開關(guān)模塊的第一端及所述第二飛跨電容的第一端連接于第三結(jié)點(diǎn)；所述第二飛跨電容的第二端、第五開關(guān)模塊的第一端及第六開關(guān)模塊的第一端連接于第四結(jié)點(diǎn)；所述第四開關(guān)模塊的第二端、第六開關(guān)模塊的第二端、所述輸出電容的第一端、所述電源輸出端連接于第五結(jié)點(diǎn)；所述電源輸入端與所述第一開關(guān)模塊的第二端連接；所述第二開關(guān)模塊的第二端、第五開關(guān)模塊的第二端及所述輸出電容的第二端分別接地；

所述脈寬調(diào)變控制模塊的第一端分別與所述第一開關(guān)模塊、所述第二開關(guān)模塊、所述第三開關(guān)模塊、所述第四開關(guān)模塊、所述第五開關(guān)模塊、所述第六開關(guān)模塊連接；

所述脈寬調(diào)變控制模塊的第二端分別與所述分壓采樣模塊的第一端連接，所述分壓采樣模塊的第二端與所述電源輸出端連接。

第二方面，本申請實施例提供了一種電子設(shè)備，所述電子設(shè)備包括第一方面所提供的直流轉(zhuǎn)換器。

上述本申請?zhí)峁┑闹绷鬓D(zhuǎn)換器及電子設(shè)備，可以全部采用耐壓為V_OUT的低壓器件實現(xiàn)，充分利用低壓器件的性能優(yōu)勢，以簡單控制方式實現(xiàn)雙模切換，保證可靠性，還能夠完全覆蓋鋰離子電池電壓變化范圍，并顯著減小電感的等效電流，提高轉(zhuǎn)化器高功率下的效率。

附圖說明