[发明专利]用于谐振转换器的设备和方法

说明书

相关申请案交叉申请

本发明要求2013年4月16日递交的发明名称为“用于功率转换器的设备和方法(Apparatus and Method for Power Converters)”的第61/812,577号美国临时申请案以及2013年9月20日递交的发明名称为“用于谐振转换器的设备和方法(Apparatus and Method for Resonant Converters)”的第14/033,060号美国非临时申请案的在先申请优先权，该在先申请的内容以引入的方式并入本文本中。

技术领域

本发明涉及一种谐振转换器，并且在具体实施例中，涉及一种用于总线转换器应用的控制机制。

背景技术

电信网络电力系统通常包含将电力从AC公用设施管线转换到48VDC配电总线的AC-DC级以及将48V DC配电总线转换到多个电压电平以用于所有类型电信负载的DC-DC级。这两个级可以包括隔离式DC-DC转换器。隔离式DC-DC转换器可以通过使用不同功率拓扑来实施，例如，反激式转换器、正向转换器、半桥式转换器、全桥式转换器、电感器-电感器-电容器(LLC)谐振转换器以及类似物。

随着技术的进一步推进，总线转换器已被广泛应用于电信行业中。总线电压可以分为三类：从48V的输入dc电源转换的12V总线电压、从380V的输入dc电源转换的48V总线电压以及从380V的输入dc电源转换的12V总线电压。总线转换器不仅将输入电压从较高电平转换到较低电平，而且通过例如变压器和/或类似物等磁性装置提供隔离。

中间总线电压，例如12V，可以充当用于多个下游非隔离式功率转换器的输入电源总线。下游非隔离式功率转换器可以实施为降压dc/dc转换器，例如，降压转换器；升压dc/dc转换器，例如，升压转换器；线性调节器；其任何组合和/或类似物。下游非隔离式功率转换器在紧密控制回路下操作，使得将经充分调节的输出电压馈送到它们的相应负载中。

发明内容

通过本发明的优选实施例大体上解决或避免了这些以及其他问题并且大体上获得了技术优势，本发明的优选实施例提供与未经调节的功率转换器相比具有更高效率以及更好调节的谐振功率转换器。

根据一个实施例，转换器包括耦合到电源的输入端、耦合到输入端的多个电源开关、耦合到多个电源开关的谐振槽以及耦合到电源开关的控制器，其中控制器用于产生用于电源开关的多个栅极驱动信号，并且其中栅极驱动信号经安排使得转换器的切换频率处于频带中。

根据另一实施例，方法包括提供谐振转换器，其中所述谐振转换器包括耦合到电源的输入端、耦合到输入端的多个电源开关、耦合到多个电源开关的谐振槽以及耦合到电源开关的控制器。

所述方法进一步包括生成用于电源开关的多个栅极驱动信号，其中所述栅极驱动信号经安排使得谐振转换器的切换频率处于频带中。

根据又另一实施例，方法包括提供谐振转换器。所述谐振转换器包括功率级和控制级。

功率级包括耦合到电源的输入端、耦合到输入端的多个电源开关、耦合到多个电源开关的谐振槽、耦合到谐振槽的隔离装置以及通过整流器耦合到隔离装置的输出端。

所述控制级耦合到电源开关，其中控制级接收来自功率级的输入端和输出端这两者的信号。

所述方法进一步包括生成用于电源开关的多个栅极驱动信号，其中所述栅极驱动信号经安排使得谐振转换器的切换频率处于频带中。

本发明的一个优选实施例的优势在于通过在频带中操作功率转换器改进功率转换器的效率以及调节。

前文已相当广泛地概述了本发明的特征和技术优点，以便可以更好地理解接下来的本发明的详细说明。下文将描述本发明的额外特征以及优点，这些额外特征以及优点形成本发明的权利要求的标的物。所属领域的技术人员应了解，所揭示的概念以及具体实施例可以易于用作修改或设计用于实现本发明的相同目的的其他结构或方法的基础。所属领域的技术人员还应意识到，此类等效构造不脱离如在所附权利要求书中所阐述的本发明的精神和范围。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考下文结合附图进行的描述，其中：

图1说明根据本发明的各种实施例的功率转换器的方块图；

图2说明根据本发明的各种实施例的LLC谐振转换器的示意图；

图3说明根据本发明的各种实施例的图2中示出的功率转换器的电压增益；

图4说明根据本发明的各种实施例的第一说明性频带；