[发明专利]用于将DC电压转换成AC电压的方法和系统

说明书

技术领域

本发明主要地涉及用于将DC电压转换成AC电压的方法和系统，并且在具体实施例中涉及使用在全桥配置中的转换器以将DC电压转换成高频AC电压的这样的方法和系统。

背景技术

以上提到的DC到AC转换器也常称为逆变器或者逆变整流器，并且贯穿本申请可以可互换地使用这些表达。一般而言，转换器应当在将DC功率转换成AC功率时表现高效率程度。通常需要这种类型的转换器用于经由空气芯线圈的功率传送，即所谓的“无芯变压器”。这样的“无芯变压器”也可以实施于集成电路的金属层中，并且这样仅从数百兆赫兹的操作频率开始表现可接受的效率程度。

一般而言，在高频率转换器的设计中，可以通过增加开关晶体管的沟道宽度来增加效率程度，增加开关晶体管的沟道宽度降低导通状态电阻。然而在这样做时，需要更多功率用于驱动切换晶体管的栅极。因此，总效率程度随着可变沟道宽度表现最大值，该最大值的量值对于使用的集成电路技术是特有的。常规地，用于切换晶体管的栅极的驱动器由可用DC电压供应，并且因此从DC电压源汲取功率。作为结果，减少DC到AC转换器的总效率程度。

因此，用于增加在将DC电压转换成AC电压时的总效率程度的系统和方法将是期望的。出于这些或者其它原因，有对于本发明的需要。

发明内容

提供基本上如在图中的至少一幅图中示出和/或结合图中的至少一幅图描述的、如在权利要求中更完整阐述的用于将DC电压转换成AC电压并且用于同步对应全桥转换器的切换时刻的方法和系统。

实施例涉及通过被配置为全桥的设备将DC电压转换成AC电压的系统和方法，这些系统和方法包括在全桥的第一、第二、第三和第四桥分段中的每个桥分段中使用与第二类的开关串联耦合的第一类的开关，其中第一类的每个开关适于使用比第二类的每个开关更少的每切换操作的切换能量，其中第四和第三桥分段的第二类的开关在设备的第一输出节点串联耦合，并且第一和第二桥分段的第二类的开关在设备的第二输出节点串联耦合，其中第一和第二桥分段的第二类的开关的控制端子耦合在一起并且耦合到第一输出节点，并且第四和第三桥分段的第二类的开关的控制端子耦合在一起并且耦合到第二输出节点，并且基于在第一与第二输出节点之间连接的负载的电感部件提供的无功功率驱动第二类的开关。

实施例的更多特征和优点将从参照附图进行的以下具体描述中变得清楚。

附图说明

附图被包括用于提供进一步理解，并且在本说明书中被并入而且构成本说明书的部分。附图涉及示例和实施例并且与描述一起用于说明本发明的原理。其它实施例和实施例的预计优点中的许多优点将在它们通过参照以下具体描述而变得更好地理解时容易得到理解。

图1示出根据一个实施例的全桥DC到AC转换器(下文称为逆变整流器)的一个示例的示意图，该逆变整流器在逆变整流器的输出具有无芯变压器作为电感负载；

图2a和2b是示出外部控制信号序列的一个示例的定时图，这些外部控制信号序列可以应用于外部控制在根据图1的实施例中的逆变整流器的操作；

图2c是示出在如在图1的实施例中标明的节点处的所得信号序列的图、比如根据图1的逆变整流器的输出节点或者节点Q1和Q2以及其它节点；

图3示出根据又一实施例的全桥逆变整流器的示意图，该示意图还示出用于外部控制逆变整流器的操作的两对驱动器以及用于控制两对驱动器的供应电压的两个电压控制器；

图4是示出全桥逆变整流器的半桥部分的一个示例和被配置用于控制整流器的控制电路的一个示例的示意图；

图5示出可以用来控制全桥逆变整流器的控制电路的一个实施例，该全桥逆变整流器例如在图1中描绘的全桥逆变整流器；

图6示出根据一个实施例的用于控制全桥逆变整流器的方法的一个示例；以及

图7示出根据一个实施例的用于控制全桥设备的方法的一个示例。

具体实施方式

在以下具体描述中，参照附图，附图形成具体描述的部分，并且在附图中通过示例示出具体实施例。将理解可以利用其它实施例，并且可以进行结构或者其它改变而未脱离本发明的范围。因此不会在限制意义上解读以下具体描述，并且本发明的范围由所附权利要求限定。

在下文中，出于示例目的，将参照用于数百兆赫兹级的很高频率的转换器描述本发明。然而本发明不限于此并且可以发现它与将DC电压转换成较低或者甚至较高频率的AC电压结合的应用。