[发明专利]使用具有整流开关的Z型转换器将AC输入电压转换成经调节的DC输出电压的系统和方法

权利要求书

1.一种用来将AC输入电压转换成经调节的DC输出电压的AC-DC转换器，包括：

接收AC输入电压并提供DC输出电压的Z型转换器，所述Z型转换器包括：

耦合在第一和第二节点之间的第一电感以及耦合在第三和第四节点之间的第二电感；

耦合在所述第二和第四节点之间的第一整流开关以及耦合在所述第一和第三节点之间的第二整流开关；

耦合在所述第二和第三节点之间的电容；以及

形成DC输出电压的负载器件，所述负载器件串联耦合于所述第一电感和所述第一整流开关中的一个；

其中所述AC输入电压经由所述Z型转换器的第一和第四节点施加；以及

控制网络，所述控制网络感测AC输入电压和DC输出电压并形成用于控制所述第一和第二整流开关的控制信号以调节DC输出电压。

2.如权利要求1所述的AC-DC转换器，其特征在于，所述控制信号包括脉冲控制信号，其中所述控制网络对AC输入电压的每个周期的第一部分激活所述第一整流开关而同时使用所述脉冲控制信号转换所述第二整流开关，并对AC输入电压的每个周期的第二部分激活所述第二整流开关而同时使用所述脉冲控制信号转换所述第一整流开关。

3.如权利要求1所述的AC-DC转换器，其特征在于，所述控制信号包括脉冲控制信号，其中所述控制网络在所述AC输入电压的每个周期的第一部分期间使用所述脉冲控制信号转换所述第一整流开关并使用所述脉冲控制信号的反相版本转换所述第二整流开关，并且所述控制网络在所述AC输入电压的每个周期的第二部分期间使用所述脉冲控制信号的所述反相版本转换所述第一整流开关并使用所述脉冲控制信号转换所述第二整流开关。

4.如权利要求1所述的AC-DC电压转换器，其特征在于，所述Z型转换器包括Z源转换器，其中所述负载器件串联地耦合于所述第二和第四节点之间的所述第一整流开关。

5.如权利要求1所述的AC-DC电压转换器，其特征在于，所述Z型整流器转换器包括准Z源转换器，其中所述负载器件串联地耦合于所述第一和第二节点之间的所述第一电感。

6.如权利要求1所述的AC-DC电压转换器，其特征在于，所述第一和第二整流开关各自包括串联耦合的二极管和MOSFET器件。

7.如权利要求1所述的AC-DC电压转换器，其特征在于，所述第一和第二整流开关各自包括具有短接栅极的双栅极GaN器件。

8.如权利要求1所述的AC-DC电压转换器，其特征在于，所述控制网络包括：

误差放大器网络，所述误差放大器网络基于所述DC输出电压相对于基准电压电平的电压电平形成误差信号；

斜坡发生器，所述斜坡发生器提供斜坡信号；

比较器，所述比较器接收所述误差信号和所述斜坡信号并提供作为其指示的脉冲控制信号；

AC感测网络，所述AC感测网络提供指示AC输入电压极性的AC感测信号；以及

逻辑网络，所述逻辑网络当AC输入电压是第一极性时根据所述脉冲控制信号激活所述第一整流开关并转换所述第二整流开关的激活，并当AC输入电压是第二极性时根据所述脉冲控制信号激活所述第二整流开关并转换所述第一整流开关的激活。

9.如权利要求1所述的AC-DC电压转换器，其特征在于，所述控制网络包括：

误差放大器网络，所述误差放大器网络基于所述DC输出电压相对于基准电压电平的电压电平形成误差信号；

斜坡发生器，所述斜坡发生器提供斜坡信号；

比较器，所述比较器接收所述误差信号和所述斜坡信号并提供作为其指示的脉冲控制信号；

AC感测网络，所述AC感测网络提供指示AC输入电压极性的AC感测信号；以及

逻辑网络，所述逻辑网络在AC输入电压处于第一极性时根据所述脉冲控制信号转换激活所述第一整流开关并根据所述脉冲控制信号的反相版本转换激活所述第二整流开关，所述逻辑网络在AC输入电压处于第二极性时根据所述脉冲控制信号转换激活所述第二整流开关并根据所述脉冲控制信号的反相版本转换激活所述第一整流开关。