[实用新型]电子转换器

说明书

本公开的实施例涉及电子转换器。该电子转换器包括：第一节点，可切换地在第一开关状态中耦合到正输入端子、或在第二开关状态中耦合到第一正输出端子；负输入端子，连接到负输出端子；谐振电路，串联连接在第一节点与变压器的初级绕组的第一端子之间；第二节点，连接到初级绕组的第二端子，并且可切换地在第一开关状态中耦合到第一正输出端子或在第二开关状态中耦合到负输入端子；变压器的次级绕组的第一端子，可切换地在第一开关状态中耦合到第一正输出端子或在第二开关状态中耦合到负输入端子；以及次级绕组的第二端子，可切换地在第一开关状态中耦合到负输入端子或在第二开关状态中耦合到第一正输出端子。根据本公开的实施例的电子转换器更高效。

技术领域

本公开的实施例涉及电子转换器。

背景技术

电源电路(例如，AC/DC或DC/DC开关电源)在本领域中是众所周知的。存在许多类型的电子转换器，其主要划分为隔离式转换器和非隔离式转换器。例如，非隔离式电子转换器是“降压”、“升压”、“降压-升压”、“SEPIC”和“ZETA”类型的转换器。相反，隔离式转换器例如是“反激”、“正激”、“半桥”和“全桥”类型的转换器。这样类型的转换器对于本领域技术人员是众所周知的。

图1是DC/DC电子转换器20的示意图。具体地，通用电子转换器20包括用于接收DC电压V_in的两个输入端子200a和200b、以及用于提供DC电压V_OUT的两个输出端子12a和12b。例如，输入电压V_in可以由诸如电池的DC电流发生器10来供应，或者可以借助诸如二极管电桥的整流器电路、以及可能的滤波电路而从AC电压获得。相反，输出电压V_out可以用于供应负载30。

通常，如众所周知的，电子开关转换器20包括一个或多个电抗元件(例如，电容和/或电感)以及一个或多个电子开关，一个或多个电子开关对从输入200a/200b到一个或多个电抗元件的能量传递、和/或从一个或多个电抗元件到输出202a/202b的能量传递进行管理。

功率分布正在从诸如功率密度、效率和解决方案成本的各种视角而不断发展。

例如，期望找到这样的转换器解决方案，其对于要求输入电压V_in以因子N_CONV进行缩放(即，V_OUT＝V_in/N_CONV)的应用是更高效的、同时紧凑且易于使用的。例如，这样的步降型(step-down)电压转换器在功率管理领域中(例如，在诸如服务器的计算机的上下文中)广泛使用。

例如，为了满足功率密度越来越严格的要求，有必要减少磁性分量(电感，例如电感器或变压器)的大小，并且为此，有必要增加系统的操作频率。然而，如众所周知的，随着操作频率增加，开关损失也以线性方式增加。因此，随着系统的开关频率增加，有必要通过例如增加诸如FET(场效应晶体管)(例如，MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管))的开关的速度，来将开关损失最小化。为了满足这些对高效率越来越严格的要求，已开发了例如在开关速度和品质因数方面(处于闭合状态的MOSFET的电阻Rdson乘以直到MOSFET闭合所需的电荷Qg)具有提高的性能的开关元件。

因此，针对具有较高的开关速度的开关/MOSFET的需求使得可以增加开关频率以便减少磁性分量(电感)，并且从而增加转换系统的功率密度。然而，使用更快的晶体管需要开发成本更高的技术，其具有对转换器的最终解决方案的成本的重大影响。

将开关损失最小化的另一方式是使得开关/MOSFET在ZVS(零电压开关)或ZCS(零电流开关)条件下运行，或者使得开关利用较低电压来运行(例如，使得MOSFET利用较低的漏源电压V_DS来运行)。例如，已开发了用于使得FET利用输入电压V_in的分数来工作的解决方案。在该上下文中，文件US 9,916,517例如可以被引用。

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