[发明专利]开关电容器功率转换器

说明书

一种开关电容器功率转换器，包括：输入端；输出端；多个电容器；多个开关，用于将所述多个电容器选择性地连接至彼此、和/或连接至所述输入端、和/或连接至所述输出端；以及控制器，被配置成基于输出电压来操作所述多个开关，从而使得所述多个电容器中的一个或多个电容器连接在所述输入端与所述输出端之间作为：第一拓扑，以提供第一转换比；或第二拓扑，以提供第二转换比，其中所述第二转换比不同于所述第一转换比。

技术领域

本公开涉及开关电容器功率转换器以及用于操作开关电容器功率转换器的方法。

背景技术

开关电容器功率转换器(SCPC)是包括可以提供不同于SCPC的直流(DC)输入电压的DC输出电压的电容器和开关的组合的电路。

发明内容

根据本公开的第一方面，提供了一种开关电容器功率转换器，包括：输入端；输出端；多个电容器；多个开关，用于将所述多个电容器选择性地连接至彼此、和/或至所述输入端、和/或至所述输出端、和/或参考端；以及控制器，被配置成基于所述输出电压来操作所述多个开关，从而使得所述多个电容器中的一个或多个电容器连接在所述输入端与所述输出端之间作为：第一拓扑，以提供第一转换比；或第二拓扑，以提供第二转换比，其中所述第二转换比不同于所述第一转换比。

在一个或多个实施例中，所述控制器可以被配置成基于所述输出电压与预定阈值电压条件之间的比较来操作所述多个开关。

在一个或多个实施例中，所述开关电容器功率转换器另外包括参考端。所述输入端可以被配置成接收输入电压。所述输出端可以被配置成提供输出电压。所述多个电容器中的每个电容器可以包括第一板和第二板。所述控制器可以耦合至：所述多个开关；和所述电压输出端。所述控制器可以包括时钟信号输入端，所述时钟信号输入端被配置成接收时钟信号，所述时钟信号具有第一相位和第二相位。所述控制器可以被配置成将所述输出电压与预定阈值电压条件进行比较。

在一个或多个实施例中，如果所述输出电压满足所述预定阈值电压条件，则所述控制器可以：根据所述第一相位期间的第一输入拓扑来配置第一选定组的所述多个开关，从而使得第一选定组的所述多个电容器中的每个电容器的所述第一板耦合至所述电压输入端，并且所述第一选定组的所述多个电容器中的每个电容器的所述第二板耦合至所述输出端；以及根据所述第二相位期间的第一输出拓扑来配置所述第一选定组的所述多个开关，从而使得第一选定组的所述多个电容器中的每个电容器的所述第一板耦合至所述电压输出端，并且所述第一选定组的所述多个电容器中的每个电容器的所述第二板耦合至所述参考端。

在一个或多个实施例中，如果所述输出电压不满足所述预定阈值电压条件，则所述控制器可以：根据所述第一相位期间的第二输入拓扑来配置第二选定组的所述多个开关，从而使得第二选定组的所述多个电容器中的每个电容器的所述第一板耦合至所述电压输入端，并且所述第二选定组的所述多个电容器中的每个电容器的所述第二板耦合至所述输出端；以及根据所述第二相位期间的第二输出拓扑来配置所述第二选定组的所述多个开关，从而使得第二选定组的所述多个电容器中的每个电容器的所述第一板耦合至所述电压输出端，并且所述第二选定组的所述多个电容器中的每个电容器的所述第二板耦合至所述参考端。

在一个或多个实施例中，所述第一输入拓扑可以不同于所述第二输入拓扑，并且所述第一输出拓扑可以不同于所述第二输出拓扑。

在一个或多个实施例中，所述第一输入拓扑和所述第一输出拓扑可以被配置成提供处于第一输出电压值的所述输出电压，所述第一输出电压值是基于第一比率值与所述输入电压的乘积；并且所述第二输入拓扑和所述第二输出拓扑可以被配置成提供处于第二输出电压值的所述输出电压，所述第二输出电压值是基于第二比率值与所述输入电压的乘积，其中所述第一比率值不同于所述第二比率值。

在一个或多个实施例中，可以选择所述第二输入拓扑和所述第二输出拓扑，从而使得所述第一比率值与所述第二比率值之差小于预定比率值。