[发明专利]控制功率开关的开关顺序以缓解电压过应力

说明书

一种示例性方法包括控制多个功率开关的开关顺序。所述功率开关耦合到飞跨电容器，并且包括响应于所述飞跨电容器的过量杂散电感而易受电压过应力的影响的寄生双极晶体管。所述方法另外包括：响应于所述受控开关顺序，将第一电压电平的输入电压转换为第二电压电平的输出电压，同时缓解所述多个功率开关的所述寄生双极晶体管的所述电压过应力。

技术领域

各个实施例的各个方面涉及控制功率开关的开关顺序以缓解电压过应力的设备和方法。

背景技术

功率转换器可以用于多种目的，例如移动装置的高压电池充电。功率转换器可以将第一电压电平的输入功率转换为第二电压电平的输出功率。第二电压电平可以包括比第一电压电平更高的电平，有时被称为“上转换”，或者可以包括比第一电压电平更低的电平，有时被称为“下转换”。

对于各种应用，这些和其它事项对功率开关实施方案的效率提出了挑战。

发明内容

各个示例性实施例涉及各种问题，例如以上解决的那些问题和/或通过以下公开内容变得显而易见的其它问题，以下公开内容涉及通过控制功率转换器的功率开关的开关顺序同时缓解功率转换器的电压应力来转换输入电压。

在某些示例性实施例中，本公开的各个方面涉及控制功率开关的开关顺序(所述功率开关包括响应于所耦合的飞跨电容器的过量杂散电感而易受电压过应力的影响的寄生双极晶体管)，同时缓解电压过应力。

在一个更具体的示例性实施例中，一种方法包括控制多个功率开关的开关顺序。多个功率开关耦合到飞跨电容器，并且包括响应于飞跨电容器的过量杂散电感而易受电压过应力的影响的寄生双极晶体管。所述方法另外包括：响应于受控开关顺序，将第一电压电平的输入电压转换为第二电压电平的输出电压，同时缓解多个功率开关的寄生双极晶体管的电压过应力。

可以通过在不同时间将多个功率开关的相邻对中的第一功率开关和第二功率开关在导通状态和关断状态之间转变来控制开关顺序。例如，多个功率开关包括至少两对相邻功率开关。控制开关顺序可以包括：对于每一对相邻功率开关，在第一时间将相应对相邻功率开关中的第一功率开关从导通状态转变到关断状态，和在从第一时间延迟的第二时间将相应对相邻功率开关中的第二功率开关从导通状态转变到关断状态。在第二时间转变相应对相邻功率开关中的第二功率开关可以缓解或防止所述对相邻功率开关中的一个寄生双极晶体管在多个功率开关处于关断状态(例如，死区时间)时响应于飞跨电容器的过量杂散电感而转变回导通状态。

在一些具体实施例中，飞跨电容器另外易受电压过应力的影响。在此些实施例中，控制多个功率开关的开关顺序包括在不同时间将多个功率开关的多对相邻功率开关中的第一功率开关和第二功率开关在导通状态和关断状态之间转变，同时缓解飞跨电容器和多个功率开关的寄生双极晶体管的电压过应力。在第二时间转变相应对相邻功率开关中的第二功率开关可以最小化在多个功率开关处于关断状态时由过量杂散电感引起的跨飞跨电容器的峰值电压振铃。例如，当飞跨电容器的最大额定电压接近应用电压时，飞跨电容器可能易受电压过应力的影响。

在更具体和相关的实施例中，多个功率开关包括第一对和第二对相邻功率开关。控制多个功率开关的开关顺序可以包括：将第一对相邻功率开关转变到导通状态，同时第二对相邻功率开关处于关断状态；在第一时间将第一对中的第一功率开关转变到关断状态，使得第一对中的第二功率开关保持导通状态，同时第一对中的第一功率开关和第二对相邻功率开关处于关断状态；和在从第一时间延迟的第二时间将第一对中的第二功率开关转变到关断状态，使得多个功率开关中的每一个功率开关处于关断状态。多个功率开关可以形成开关电容器直流(DC)-DC转换器(SCC)的一部分，并且第一时间与SCC的空白时间相关联，第二时间与SCC的死区时间相关联。