[发明专利]可重构开关电容器功率转换器技术

权利要求书

1.一种用于将第一电压转换为第二电压的设备，所述设备包括具有可选择转换增益的可重构开关电容器功率转换器，所述可重构开关电容器功率转换器包括具有多个电容器的第一级联倍增器开关电容器网络，所述多个电容器中的每一个在其第一端子处电连接至与所述电容器相关联的堆叠节点，并且在其第二端子处电连接至与所述电容器相关联的相位节点，所述多个电容器包括第一外部电容器、第二外部电容器、在所述第一外部电容器与所述第二外部电容器之间的至少一个内部电容器、在来自多个电容器的相邻电容器的节点之间的多个堆叠开关、和用于使所述第一级联倍增器开关电容器网络在第一操作模式与第二操作模式之间转变的控制器，其中，在所述第一操作模式中，使至少一个电容器与所述可重构开关电容器功率转换器的电荷传输路径隔离，所述电荷传输路径在所述第一电压与所述第二电压之间延伸，从而在所述第一操作模式中，所述可重构开关电容器功率转换器以第一转换增益操作，并且在所述第二操作模式中，所述可重构开关电容器功率转换器以第二转换增益操作，并且从而跨所述至少一个电容器的第三电压自由地采用任何值。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，在操作中，所述第三电压在所述第一电压与所述第二电压之间。

3.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括预充电电路，所述预充电电路配置为将所述至少一个电容器充电至特定电压。

4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述至少一个电容器是内部电容器。

5.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括开关网络，所述开关网络包括用于选择性地旁通所述至少一个电容器的开关。

6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制器配置为通过断开最多一个端子来隔离所述至少一个电容器，所述端子选自由所述第一端子和所述第二端子构成的组。

7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一端子是正极端子。

8.根据权利要求6所述的设备，其进一步包括设置为允许所述电容器的子组从所述电荷传输路径断开的一组堆叠开关，其中，所述控制器配置为选择性地打开所述堆叠开关的子组以便使电容器的所述子组从所述电荷传输路径断开，从而重构所述电荷传输路径。

9.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括设置为允许所述电容器的子组从所述电荷传输路径断开的一组相位开关，其中，所述控制器配置为选择性地打开所述相位开关的子组以便使电容器的所述子组从所述电荷传输路径断开，从而重构所述电荷传输路径。

10.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括用于提供所述第一电压的第一外部电路。

11.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括用于接收所述第二电压的第二外部电路。

12.根据权利要求1所述的设备，其中，在所述多个电容器中的每个电容器在其第二端子处连接至多个相位节点中的一个对应相位节点。

13.根据权利要求1所述的设备，其中，所述电容器中的至少两个连接至公共相位节点。

14.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括具有多个电容器的第二级联倍增器开关电容器网络，所述多个电容器中的每一个与在所述第一级联倍增器开关电容器网络中的电容器相对应，从而所述第一级联倍增器开关电容器网络和所述第二级联倍增器开关电容器网络是电并联的。

15.根据权利要求14所述的设备，其中，在所述第一级联倍增器开关电容器网络和所述第二级联倍增器开关电容器网络中的对应电容器连接至在级联堆叠开关之间的公共节点。