[发明专利]具有多个输出电压的功率转换器

说明书

本申请的实施例涉及具有多个输出电压的功率转换器。诸如电源系统等装置包括可操作以接收输入电压的开关电容器转换器。开关电容器转换器包括多个谐振电路路径，以将输入电压转换成第一输出电压和第二输出电压。可操作开关电容器转换器的第一输出以输出第一输出电压；可操作开关电容器转换器的第二输出以输出第二输出电压。

技术领域

本申请涉及转换器领域，特别是具有多个输出电压的功率转换器领域，具体涉及一种装置、系统、方法和计算机可读存储硬件。

背景技术

顾名思义，常规开关电容器DC-DC转换器将所接收的DC输入电压转换成DC输出电压。

在一种常规应用中，常规开关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，开关电容器转换器中的开关被控制以传输存储在相应电容器中的电荷，从而将输入电压(诸如48VDC)转换成输出电压(诸如12VDC)，以用于所谓的常规4:1开关电容器转换器。换言之，常规开关电容器转换器可以被配置为将48VDC电压转换成12VDC电压。

为了避免开关电容器转换器中的所谓的硬开关，开关电容器转换器中的开关优选地在跨开关电压接近于零并且流过开关的电流接近于零时被开关。

常规开关电容器转换器中的不期望的硬开关可以通过在开关电容器转换器的每一级中放置与相应电容器串联的个体电感器来减轻。这产生谐振(或半谐振)开关转换器。这种开关电容器转换器有时称为开关槽式转换器(STC)。由电感器和电容器的串联连接形成的谐振槽回路具有相关联的谐振频率，该谐振频率是以这些组件的电感和电容为基础的。

一种用于产生输出电压以为负载供电的常规解决方案是实现Dickson电荷泵，Dickson电荷泵可以实现未调节的2:1、4:1和6:1的高效率和功率密度转换器。在某些情况下，Dickson电荷泵是一个4:1的零电压切换开关电容器转换器，它产生未调节的电压输出。

发明内容

实现清洁能源(或绿色技术)对于减少人类对环境的影响非常重要。一般来说，清洁能源包括用于减少能源消耗对环境的总体毒性的任何不断发展的方法和材料。

本公开包括观察到(诸如从绿色能源或非绿色能源接收的)原始能源通常需要被转换成适当形式(诸如期望的AC电压、DC电压等)，才能用于为诸如服务器、计算机、移动通信设备、无线基站等终端设备供电。在某些情况下，能量存储在相应的一个或多个电池资源中。替代地，从电压发生器或电压源来接收能量。

无论能源是来自绿色能源还是非绿色能源，都希望最有效地利用由这样的来源提供的原始能源(诸如存储和后续分配)以减少我们对环境的影响。本公开有助于通过更高效的能源转换来减少我们的碳足迹并且更好地利用能源。

本公开还包括观察到可以提高常规电源的功率转换效率。例如，为此，本文中的实施例包括经由实现多种类型的新型开关电容器转换器来提供改进的功率转换性能的新颖方式。

更具体地，根据一个实施例，一种装置包括可操作以接收输入电压的开关电容器转换器。开关电容器转换器包括多个谐振电路路径，以将输入电压转换成第一输出电压和第二输出电压。开关电容器转换器的第一输出可操作以输出第一输出电压；开关电容器转换器的第二输出可操作以输出第二输出电压。

在另外的示例实施例中，开关电容器转换器包括调节第一输出电压的幅值的控制器。第二输出电压的幅值与第一输出电压的幅值成比例，并且至少部分基于对第一输出电压的调节被控制。

在另外的示例实施例中，正如其名称所暗示的，开关电容器转换器包括多个开关。控制器控制开关电容器转换器中的开关的状态，以针对在控制开关电容器转换器中的开关的占空比的50％以上的情况从输入电压汲取功率。