[发明专利]电压转换器的启动

说明书

本公开的各实施例涉及电压转换器的启动。电源系统包括：切换式电容器转换器、监视器和控制器。切换式电容器转换器包括用于接收输入电压的输入节点以及用于将输出电压输出的输出节点。切换式电容器转换器中的多个开关的切换将输入电压转换为输出电压。顾名思义，监视器监视输出电压的幅度。控制器接收指示输出电压幅度的输入。根据输出电压的幅度，控制器在切换式电容器转换器的启动期间控制多个开关的状态。

技术领域

本公开的实施例涉及电压转换器的启动。

背景技术

顾名思义，常规的切换式电容器DC-DC转换器将所接收的DC输入电压转换为DC输出电压。

在一个常规应用中，常规切换式电容器转换器的输入电压落在40VDC至60VDC之间的范围内。在这种情况下，切换式电容器转换器中的开关被控制为转移相应电容器中存储的电荷，从而针对所谓的常规4:1切换式电容器转换器，将诸如48VDC的输入电压转换为诸如12VDC的输出电压。换言之，常规的切换式电容器转换器可以被配置为将48VDC电压转换为12VDC电压。

常规技术还包括实现所谓的热插拔电路来适应切换式电容器转换器的启动。例如，代替切换式电容器转换器直接接收输入电压，热插拔电路接收输入电压并且对其进行调节(诸如将输入电压延迟和缓慢斜升)，然后再将其传递给切换式电容器转换器来进行转换。包含热插拔电路限制了到切换式电容器转换器的电流涌入。

发明内容

本公开包括以下观察：由于多种原因，热插拔电路等的常规实现方式是不期望的。例如，实现热插拔电路增加了相应的电源的占位面积和成本。附加地，热插拔电路消耗功率。

本文的实施例提供了改进的发电量。例如，根据一个实施例，装置(诸如，电源)包括：切换式电容器转换器、监视器和控制器。切换式电容器转换器包括用于接收输入电压的输入节点以及用于将输出电压输出的输出节点。切换式电容器转换器中的多个开关的切换将输入电压转换为输出电压。顾名思义，监视器在启动期间监视输出电压的幅度。控制器接收指示输出电压幅度的输入。根据输出电压的幅度，控制器在切换式电容器转换器的启动期间控制多个开关的状态。

根据另外的实施例，在启动期间控制切换式电容器转换器的多个开关的状态限制了从输入电压输入到切换式电容器转换器的输入节点的电流。在一个实施例中，限制电流防止了由于过多电流汲取而导致输入电压下降。在又一示例实施例中，从输入节点的角度来看，控制器根据切换式电容器转换器的有效电容来限制从输入电压输入到切换式电容器转换器的电流。

在又一示例实施例中，在切换式电容器转换器的启动期间，控制器使得施加到开关的控制信号的脉冲宽度斜升。例如，在一个实施例中，在切换式电容器转换器的启动期间，控制器增加被施加到多个开关的相应控制信号的脉冲宽度。根据需要，控制器在启动期间，将脉冲宽度从初始值增加到目标值。

在另外的示例实施例中，在切换式电容器转换器的启动期间，控制器将所生成的、被施加到多个开关的控制信号的切换频率减小(诸如斜降)。这导致控制信号的周期随时间增加。根据需要，控制器在启动期间，将切换频率从初始切换频率值减小到目标切换频率值。

本文的其他实施例包括，在切换式电容器转换器的启动期间，经由控制器：i)增加施加到多个开关的控制信号的脉冲宽度(又名Ton时间)，以及ii)减小施加到多个开关的控制信号的切换频率。在一个实施例中，控制器逐个循环来同时增加脉冲宽度并减小切换频率。

控制器可以被配置为基于任何合适的电源参数而在启动期间控制多个开关。例如，在一个实施例中，控制器基于一个或多个参数(诸如，输入电压的幅度、输出电压的幅度等)来控制多个开关的切换。