[发明专利]单级隔离DC-DC转换器

说明书

本主题申请涉及单级隔离DC‑DC转换器。根据本公开的一个方面，单级转换器包括整流电路和降压‑升压电路。所述降压‑升压电路包括具有中心抽头的电感器，所述中心抽头被配置成向所述整流电路供应降所述压‑升压电路的输出。所述降压‑升压电路还包括与所述单级转换器的电压输入并联布置的第一交错臂和第二交错臂。所述第一交错臂和第二交错臂各自耦合到所述电感器，并且包括可操作以控制所述降压‑升压电路的所述输出的多个开关。

技术领域

本公开涉及功率转换，更具体地，涉及单级隔离DC-DC转换器。

背景技术

通常，电子设备和其它应用要求不同于可用功率源的功率特性。转换器、变压器和/或其组合解决了功率源和功率需求不匹配的问题。转换器包括将直流(DC)源从一个电压电平转换到另一个电压电平的电子电路和机电装置。变压器常规上用于在电力应用中增加或减少交流电压。然而，就元件尺寸、费用、噪声引入、功耗、热负载等而言，功率转换可能是昂贵的。位于电子应用附近的转换器，所谓的负载点(POL)转换器，可能更容易受到这些挑战的影响。此外，越来越宽的输入和/或输出操作范围被应用越来越频繁的要求。而且，特别是对于POL应用，需要增加功率密度。这样，具有宽增益范围和有效控制的单级转换器，例如下面公开的，表示本领域的改进。

在此背景技术部分中提供的描述不应当仅仅因为在背景技术中被提及或与背景技术相关联而被认为是现有技术。背景部分可以包括描述主题技术的一或多个方面的信息。

发明内容

根据本公开的一个方面，单级转换器包括整流电路和降压-升压电路。所述降压-升压电路包括具有中心抽头的电感器，其被配置成向所述整流电路供应所述降压-升压电路的输出。所述降压-升压电路还包括与所述单级转换器的电压输入并联布置的第一交错臂和第二交错臂。所述第一交错臂和第二交错臂每个均耦合到所述电感器，并且包括能够操作以控制所述降压-升压电路的所述输出的多个开关。

根据本公开的另一个方面，一种功率电路包括具有储能谐振器、变压器和至少一个有源元件的整流器。根据此方面，功率电路还包括降压-升压电路，所述降压-升压电路具有：电感器，所述电感器可操作以生成到整流器的AC输出；以及交错臂，所述交错臂耦合到电感器使得交错臂包括可操作以控制供应到电感器的功率的多个开关。

本公开的另一个方面描述了一种操作转换器的方法，所述方法包括：操作设置在转换器的第一交错臂和第二交错臂中的多个开关，以在耦合到第一交错臂和第二交错臂的转换器的电感器中生成AC电压；以及利用转换器的LLC谐振电路和转换器的至少一个二极管对AC电压进行整流。

通过考虑下面的详细描述和附图，本公开的其它方面和优点将变得显而易见，其中在整个说明书中，相同的数字指定相同的结构。

附图说明

下面的详细描述参考附图，其中：

图1是示出能够产生宽增益范围的单级转换器的示意性电路图；

图2是表示图1的单级转换器的操作模式和切换模式以及由此产生的输出电压的图表；

图3是表示占空比小于50％的差模输出的图表和表示差模的变化输出的电路图；

图4是表示占空比大于50％的差模输出的图表和表示差模的变化输出的电路图；

图5是表示占空比小于50％的共模输出的图表和表示共模的变化输出的电路图；

图6是表示占空比大于50％的共模输出的图表和表示共模的变化输出的电路图；

图7示出了具有修改的降压-升压电路布置的单级转换器的几个示意性电路图；以及

图8示出了具有修改的整流器电路布置的单级转换器的几个示意性电路图。