[发明专利]具有拆分式分割的改进的开关模式功率转换器

说明书

技术领域

本公开内容涉及功率转换器，并且更具体地涉及与开关模式功率转换器关联的技术和电路。

背景技术

一些电路可以使用功率转换器，这些功率转换器从功率源接收功率输入并且将功率输入转换(例如向上阶跃(step-up)或者向下阶跃(step-down))成具有与功率输入的电压或者电流电平不同的(例如经调节的)电压或者电流电平的功率输出。转换器向滤波器输出功率输出以用于向部件、电路或者其它电设备供电。基于开关的功率转换器可以使用半桥电路和信号调制技术以调节功率输出的电流或者电压电平。在一些示例中，功率转换器可以使用附加反馈控制电路和技术(例如电压感测、电流感测等)以改进功率输出的电压或者电流电平的精度和控制。用于改进功率输出的电压或者电流的精度和控制的这些前述技术和电路可能减少功率转换器的总效率和/或增加功率转换器的物理尺寸、复杂性和/或成本。

发明内容

一般而言，描述如下技术和电路，这些技术和电路用于使系统级封装(SiP)功率转换器能够输出具有不仅可以达到或者超过五安培而且可以在窄(例如精确)电流电平容差窗口内包含的电流电平的功率，而都未牺牲SiP功率转换器的封装尺寸、成本和/或效率。SiP功率转换器无论是向下阶跃或者向上阶跃转换器都可以包括跨越SiP功率转换器封装的仅两个裸片分布的一个或者多个功率开关、驱动器/控制逻辑和反馈控制电路装置(例如电流感测电路装置)。一个裸片是CMOS(互补金属氧化物半导体)类型裸片，而另一裸片是FET(场效应晶体管)或者SFET(超导体场效应晶体管)类型裸片。SiP功率转换器的一个或者多个功率开关包括功率级(例如单相半桥、多相半桥等)。一个或者多个功率开关中的一些功率开关(例如功率级的半桥的低侧或者高侧半桥)位于一个FET或者SFET类型裸片上，而一个或者多个功率开关中的其余开关(例如功率级的不在FET或者SFET类型裸片上的半桥侧)位于另一CMOS类型裸片上。另一CMOS类型裸片还包括所有驱动器/控制逻辑和反馈控制电路装置(例如电流感测电路装置)。

通过向一个FET或者SFET类型裸片包含一个或者多个功率开关中的一些功率开关，可以提高SiP功率转换器的效率，因为SiP功率转换器的功率级的至少部分(例如高侧)可以包括高效率FET或者SFET类型功率开关。此外，通过将驱动器/控制逻辑、反馈控制电路装置(例如电流感测电路装置)和一个或者多个功率开关中的其余功率开关(例如低侧)共同定位到一个CMOS类型裸片，可以提高SiP功率转换器的功率输出的精度，因为可以使用高度精确感测FET电流感测电路装置来控制功率输出，而不易受由FET或者SFET类型开关的切换所引起的电磁干扰(EMI)和其它噪声的影响。另外，通过操作在与功率开关的其余部分和驱动器/控制逻辑相同的CMOS裸片上的电流感测电路装置，可以在不使用电荷泵的情况下操作电流感测电路装置。

在一个示例中，公开内容涉及一种功率转换器，该功率转换器包括第一裸片和第二裸片，该第一裸片包括一个或者多个第一开关，该一个或者多个第一开关耦合到功率级的切换节点。第二裸片包括：一个或者多个第二开关，该一个或者多个第二开关耦合到功率级的切换节点；反馈控制单元，该反馈控制单元被配置为检测在功率级的一个或者多个第二开关处的电流电平；以及控制器单元，该控制器单元被配置为至少部分基于由反馈控制单元检测到的电流电平来控制功率级的一个或者多个第一开关和一个或者多个第二开关。

在另一示例中，公开内容涉及一种方法，该方法包括由在功率转换器的第二裸片处的反馈控制单元检测在功率转换器的第二裸片处的一个或者多个第二开关处的电流电平，该一个或者多个第二开关在功率级的切换节点处耦合到在功率转换器的第一裸片处的一个或者多个第一开关。该方法还包括由在第二裸片处的控制器单元至少部分基于驱动器信号控制功率级的在第一裸片处的一个或者多个第一开关，其中驱动器信号至少部分基于在第二裸片处的一个或者多个第二开关处检测到的电流电平。该方法还包括由在第二裸片处的控制器单元至少部分基于驱动器信号控制功率级的在第二裸片处的一个或者多个第二开关。