[发明专利]用于AC-DC应用的摆动控制开关电容器

说明书

在电力转换器中，用于接收第一电压的调节器连接至用于提供第二电压的开关电容器转换器。摆动控制电路用于控制所述开关电容器转换器在其操作期间的压摆速率。控制器用于控制所述调节器和所述开关电容器转换器这两者的操作。

相关申请

本申请要求日期为2016年3月14日的美国临时申请62/307,703的优先权，其内容通过引用而并入于此。

技术领域

本发明涉及电力转换，具体涉及使用开关电容器的电力转换器。

背景技术

许多便携式电气装置在被插入AC源的情况下使用。在该时间期间，电池管理器必须供电以在必要的情况下对电池进行充电、并操作装置本身。在AC源断开的情况下，电池管理器必须进行切换，使得电池向装置供电。

发明内容

在一方面，本发明的特征在于，调机器，其用于接收第一电压；以及开关电容器转换器，其连接至该调节器并用于提供第二电压。摆动控制(slew-control)电路用于控制所述开关电容器转换器在其操作期间的压摆速率(slew rate)。控制器用于控制所述调节器和所述开关电容器转换器这两者的操作。

在一些实施例中，所述开关电容器转换器包括多个级、以及被配置为将一个或多个级切换到所述开关电容器电路中或者从所述开关电容器电路切换出的旁路开关。这允许实现不同的电压转换比。在这些实施例中包含具有两个级的实施例以及具有三个级的实施例。另外在这些实施例中，还包括如下的实施例，其中，至少一个旁路开关被配置为在另一旁路开关闭合的情况下阻止反向电流的流动。这可以例如通过由背对背连接的一对晶体管形成旁路开关、或者通过由具有自适应体开关(adaptive body switch)的晶体管形成旁路开关来实现。

在其它实施例中，所述开关电容器转换器是如下的单级开关电容器电路，即该单级开关电容器电路具有在开关状态之间转变以使所述开关电容器电路以不同的电压转换比进行操作的开关，。

另外在这些实施例中包括如下的实施例，其中，所述控制器包括：初级侧区段，其用于控制用于选择性地使电流通过变压器的初级绕组的开关；以及次级侧区段，其与所述初级侧区段隔离开，用于控制所述开关电容器转换器。

在其它实施例中，所述开关电容器转换器包括第一级和第二级，以及所述第一级和所述第二级各自是分压器。

所述摆动控制电路的实施例包括如下的实施例，其中：具有用于控制所述摆动控制电路所连接的开关的压摆速率的电荷存储库；具有电容器以及要用于控制压摆速率的恒定电流源、以及具有电容器以及用于在控制压摆速率的情况下使所述电容器放电的电阻器。这些实施例中还包含如下的实施例，其中：所述摆动控制电路包括用于进行保护以防止所述设备内的故障的附加电路、所述摆动控制电路还包括被配置为在条件发生时停止摆动控制的比较器、所述摆动控制电路可再配置、以及所述摆动控制电路可编程。

在一些实施例中，所述开关电容器转换器是绝热的，而在其它实施例中，所述开关电容器转换器是非绝热的。

其它实施例的特征在于被配置为将AC电压变换为所述第一电压的桥式整流器。在这些实施例中包括如下的实施例，其中，所述桥式整流器包括：桥式二极管，其被布置为形成桥；以及桥式电容器，其中在所述桥式整流器的操作期间所述桥式电容器的两端存在所述桥的输出。在这些实施例中的一些实施例中，有源功率因数控制电路连接至所述桥式整流器。在其它实施例中，所述桥式整流器连接至被配置为抑制操作期间所产生的辐射的电磁干扰滤波器。

一些实施例的特征还在于被配置为防止所述设备内的过电流的熔断器。

在一些实施例中，包括用于提供AC电压的AC源。在这些实施例中还包括如下的实施例，其中，所述AC源是无线充电系统的组件。