[发明专利]开关式电源和用于操作开关式电源的方法

说明书

技术领域

本发明涉及开关式电源、DC到DC转换器以及用于操作开关式电源的方法。

背景技术

用于举例来讲诸如为中央处理单元、存储器或外围负载等装置的电源和电压调节由于在计算平台中增加的需求而变成主要挑战。近几年显示了对于以高频操作的电源和功率转换器的增加的需求。一般来说，期望增加电源的开关频率。然而，增加的开关频率引起电源开关的更多开关损耗，其导致较低的转换器效率。因此，对电源的一个重要挑战是开关损耗的减少和增加效率。

附图说明

包括附图以提供本公开的进一步理解并且附图被并入且组成的本说明书的一部分。附图示出了实施例并且连同描述一起用来解释本公开的原理。实施例的其他变型和许多预期优势由于参考下面详细描述变得更好理解而易于领会。附图的元件不必相对于彼此按比例绘制。同样的附图标记指代相应类似的部分。

图1示出了根据本公开的示例性开关式电源的电路图。

图2a-2d示出了在图1的开关式电源的不同点的示例性电压波形。

图3示出了根据本公开的示例性开关式电源的电路图。

图4示出了根据本公开的示例性开关式电源的电路图。

图5示出了根据本公开的示例性开关式电源的电路图。

图6示出了根据本公开的示例性开关式电源的电路图。

图7示出了根据本公开的用于操作开关式电源的示例性方法的流程图。

具体实施方式

现在参考附图描述各方面和实施例，其中同样的附图标记一般自始至终被用来指代同样的元件。在下面描述中，为了解释的目的，陈述了许多具体细节以便提供本公开的一个或更多方面的彻底理解。然而，对本领域技术人员明显的是：可用较少程度的具体细节来实践实施例的一个或更多方面。在其他情况下，已知结构和元件以示意图形式被显示以便于帮助描述本公开的一个或更多方面。将理解的是在没有违背本公开范围的情况下，其他实施例可被利用并且可做出结构或逻辑变化。应该进一步注意到附图没有按比例绘制或不必按比例绘制。

此外，对于任何给定或特别应用来讲，可如所期望的且有利的是所公开的特征或方面可与其他实施方式的一个或更多其他特征或方面结合。可使用术语“耦接的”和“连接的”连同其派生词。应该理解这些术语可用于表明两个元件彼此合作或相互作用，无论它们是直接物理或电接触还是它们不是彼此直接接触。因此，下面详细描述不被视为限制性的，并且本发明的范围由所附权利要求限定。

以下公开着重于开关式电源或电源电路。因此注意到可以使用不同类型的电源，例如像比如降压转换器电路、升压转换器电路或升降压转换器电路的直流到直流功率转换器电路、直流到交流转换器电路或交流到直接转换器电路。

图1示出了根据本公开的示例性开关式电源的电路图。图1的开关式电源10包括连接到用于输入输入电压V_BAT的输入终端12的第一开关11.1（M₁）、第二开关11.2（M₄）、电感13（L_f）和输出电容器14（C_f）。开关式电源10进一步包括连接到第一开关11.1（M₁）的变压器15和连接到第二开关11.2（M₄）的脉冲发生器16。

在图1的开关式电源10中，第二开关11.2可接地。第一开关11.1可构造为将输入电压V_BAT转换到第一和第二开关11.1和11.2之间的节点17。第二开关11.2可构造为将接地电位转换到第一和第二开关11.1和11.2之间的节点。脉冲发生器16可构造为用脉冲宽度调制信号驱动第二开关11.2。变压器15可构造为反馈位于第一和第二开关11.1和11.2之间的节点17的电位并且用反馈电位驱动第一开关11.1。

图1的开关式电源10可以被操作为DC到DC转换器，其中第一和第二开关11.1和11.2可以构造为MOS晶体管，尤其是功率MOS晶体管。输入电压V_BAT被供给到与第一开关11.1的输入终端连接的输入终端12，并且被转换为可以施加到负载R_L的输出电压V₀。电感13连接到第一和第二开关11.1和11.2之间的节点17。第一和第二开关11.1和11.2可以用驱动信号接通和断开，驱动信号的占空比调节转换器的输出电压V₀。