[发明专利]多电平谐振DC-DC转换器

摘要

谐振DC‑DC转换器使用开关网络利用谐振回路将单个DC电压提高至工作DC电平。然而，高电压DC电源系统，例如用于向X射线源供电的高电压DC电源系统，越来越多地被集成到更小的形状因子中，并且能够利用多个DC‑DC电源来向这样的X射线源供电正变得有吸引力。本发明提供用于谐振DC‑DC转换器的拓扑、DC电源系统和操作DC‑DC谐振转换器的方法。所提出的拓扑使用开关网络将多个DC电源连接到谐振回路，以实现输入功率的更灵活的提供。

主权项

1.一种谐振DC‑DC转换器(40、53、60)，包括：‑谐振回路(42、58、62)，其具有第一输入节点(52、55)和第二输入节点(54、57)；‑开关网络(44、56、64)，其被配置为从具有相对于地电压的电源轨电压的第一组外部电压源中选择第一外部电压源，并且被配置为从具有相对于地电压的电源轨电压的第二组外部电压源中选择第二外部电压源，并且将选定的第一外部电压源和第二外部电压源连接到所述谐振回路的相应的第一输入节点(52、55)和第二输入节点(54、57)；以及‑整流器(48)，其被配置为对从所述谐振回路输出的电压进行整流，并且被配置为将经整流的电压供应到所述谐振DC‑DC转换器的一组输出节点；其中，所述开关网络(44、56、64)包括第一开关臂(S1)和第二开关臂(S2)；并且其中，所述第一开关臂(S1)被配置为能够切换地将从所述第一组外部电压源中选择的所述第一外部电压源施加到所述谐振回路的所述第一输入节点(52、55)，并且所述第二开关臂(S2)被配置为能够切换地将从所述第二组外部电压源中选择的所述第二外部电压源施加到所述谐振回路的所述第二输入节点(54、57)，从而在所述谐振回路的所述第一输入节点和所述第二输入节点处生成多电平切换电压；其中，所述第一开关臂(S1)和所述第二开关臂(S2)分别包括第一多个开关元件(M1、M2、M5)和第二多个开关元件(M3、M4、M6)；其中，所述谐振回路的所述第一输入节点和所述第二输入节点被配置为接收具有大于两个电平的多个电压电平的多电平输入电压，并且其中，针对要被施加在所述谐振回路的每个输入节点处的每个不同的电源电压提供一个开关元件；并且其中，除了所述外部电压源的所述电源轨电压之外，所述多电平切换电压还能够呈现一个或多个中间电压电平。