[发明专利]利用零电压切换的多相DC-DC转换器

权利要求书

1.一种用于将输入DC电压转换成输出DC电压的多相DC-DC转换器，包括：

用于接收输入DC电压的输入节点和用于提供输出DC电压的输出节点，每个均相对于基准节点上的基准电压；

耦合在所述输入和输出节点之间的至少一个转换路径，每个所述转换路径包括：

设置在所述输入节点和至少一个第一中间节点的对应一个之间的至少一个输入电感；

在对应的第一中间节点和至少一个第二中间节点的对应一个之间串联耦合的至少一个中间电感和对应电容；以及

耦合在所述输出节点和对应的第二中间节点之间的至少一个输出电感；

至少一个第一开关电容网络，每个第一开关电容网络包括与电容并联耦合的电子开关，且每个第一开关电容网络耦合在对应的第一中间节点和所述基准节点之间；

多个第二开关电容网络，每个第二开关电容网络包括与电容并联耦合的电子开关，且每个第二开关电容网络耦合在对应的第二中间节点和所述基准节点之间；以及

多相开关控制器，所述多相开关控制器基于相对于所述至少一个第一中间节点和所述至少一个第二中间节点的电压的零电压切换来控制所述至少一个第一开关电容网络和所述多个第二电容网络中的每一个。

2.如权利要求1所述的多相DC-DC转换器，其特征在于：

所述至少一个转换路径包括多个转换路径；

其中所述至少一个第一开关电容网络包括多个第一开关电容网络；

其中所述多个转换路径中的每一个包括：

耦合到所述多个第一开关电容网络中对应一个的多个第一中间节点的对应一个第一中间节点；

耦合到所述多个第二开关电容网络中对应一个的多个第二中间节点的对应一个第二中间节点；以及

其中所述多个第一开关电容网络和所述多个第二开关电容网络共同地包括多个开关电容网络对，每个开关电容网络对包括耦合到对应转换路径的第一中间节点的第一开关电容网络和耦合到所述对应转换路径的第二中间节点的第二开关电容网络；以及

其中对于所述多个开关电容网络对的每一个，所述多相开关控制器响应于时钟信号的脉冲而关断一个对应的第一开关电容网络的开关，当对应的第一中间节点返回到大约所述基准电压时使所述一个对应的第一开关电容网络的所述开关返回导通并关断一个对应的第二开关电容网络的开关，并且当对应的第二中间节点返回到大约所述基准电压时使所述一个对应的第二开关电容网络的所述开关返回导通。

3.如权利要求1所述的多相DC-DC转换器，其特征在于：

所述至少一个转换路径包括单个转换路径，所述单个转换路径包括第一中间节点和第二中间节点；

其中所述至少一个第一开关电容网络包括并联耦合到所述第一中间节点的多个第一开关电容网络；

其中所述多个第二开关电容网络并联耦合到所述第二中间节点；以及

其中所述多相开关控制器在时钟信号的每个脉冲上将所述多个第一开关电容网络中任一个第一开关电容网络的导通的开关关断，当所述第一中间节点返回到大约零时导通所述多个第一开关电容网络之一的开关，在所述第一中间节点返回到到约零时将所述多个第二开关电容网络中任一个第二开关电容网络的导通的开关关断，并且当所述第二中间节点返回到大约零时导通所述多个第二开关电容网络之一的开关。

4.如权利要求1所述的多相DC-DC转换器，其特征在于：

所述至少一个转换路径包括：

耦合在所述输入节点和共用第一中间节点之间的输入电感；

多个中间电感和对应电容，每一个串联耦合在所述共用第一中间节点和多个第二中间节点的对应一个之间；以及

多个输出电感，每一个耦合在所述输出节点和所述多个第二中间节点的对应一个之间；

其中所述至少一个第一开关电容网络耦合到所述共用第一中间节点；

其中所述多个第二开关电容网络的每个耦合到所述多个第二中间节点的对应一个第二中间节点；以及

其中所述多相开关控制器在时钟信号的每个脉冲上将所述至少一个第一开关电容网络中任一个第一开关电容网络的导通的开关关断，当所述共用第一中间节点返回到大约零时导通所述至少一个第一开关电容网络之一的开关，当所述共用第一中间节点返回到大约零时关断所述多个第二开关电容网络中之一的开关，并且当对应的第二中间节点返回到大约零时导通所述多个第二开关电容网络之一的开关。