[发明专利]利用零电压切换的多相DC-DC转换器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年7月19日提交的美国临时申请S/N 61/365,523以及2010年12月22日提交的美国临时申请S/N 61/426,404的权益，该申请的全部内容出于所有意图和目的通过引用结合于此。

附图简述

参考以下描述以及附图将能更好地理解本发明的益处、特征以及优点，在附图中：

图1是根据一个实施例的单相DC-DC转换器的示意框图；

图2是示出根据一个实施例的图1的单相DC-DC转换器的操作的时序图；

图3是根据一个实施例的包括并联耦合的相网络的多相DC-DC转换器的示意框图；

图4是示出根据一个实施例的图3的多相DC-DC转换器的操作的时序图，其中N＝3用于3个相；

图5是根据另一个实施例的多相DC-DC转换器的示意框图，包括单个转换路径，其中多个第一开关电容网络并联耦合至第一中间节点且多个第二开关电容网络并联耦合至第二中间节点；

图6是示出根据一个实施例的用于N＝3相的图5的多相转换器的操作的时序图；

图7是根据另一个实施例的多相DC-DC转换器的示意框图，包括与图5所示的转换路径相类似的公用前端转换路径以及与图3的后端部相类似的多个后端转换路径；

图8是示出根据一个实施例的用于M＝N＝3相的图7的多相DC-DC转换器的操作的时序图；

图9是包括根据一个实施例而实现的多相DC-DC调节器的电子设备的简化框图，其可包含任意本文描述的多相DC-DC转换器实施例等；

图10是根据一个实施例的包括用于调节输出电压的调节器网络的多相DC-DC调节器的简化框图；以及

图11、12和13分别是示出根据相移控制、可变频率控制和PWM控制的用以调节输出电压的图10的调节器网络的操作的时序图。

具体实施方式

给出以下描述以使本领域技术人员能在特定应用及其需求的背景下作出和利用所提供的本发明。然而，优选实施例的多种修改对本领域技术人员将会是明显的，而且可将本文所限定的一般原理应用于其它实施例。因此，本发明不旨在受限于本文中示出和描述的特定实施例，而应给予与本文中披露的原理和新颖特征一致的最宽范围。

如本文描述的多相DC-DC转换器涉及包括电压调节器模式(VRM)服务器及其它的功率管理。如本文描述的多相转换器提供以高频率实现高效率的能力，且可被用于具有高输入电压且不需要隔离的实施方式。如本文描述的多相转换器采用零电压切换(ZVS)。如本文描述的多相转换器由于ZVS而提高总效率且可被用于非隔离高输入电压和低输出电压转换器。如本文描述的多相转换可使用所有较低侧切换。如本文描述的多相转换器解决了高频应用的高侧驱动问题。如本文描述的多相转换器提供N倍于切换频率的多相配置。单个相可以工作在相对高的频率，诸如10兆赫兹(MHz)，其中多个相——例如N个相——被设计成用于N×10MHz高频操作(例如，5相配置工作在50MHz)。高频使得能够使用寄生电感和电容。转换器拓扑结构可被用于包络跟踪。