[发明专利]具有降低的开关损耗的升压转换器

权利要求书

1.一种升压转换装置，包括：

第一开关，被配置为耦合至电感器并支持来自电源的所述电感器中的充电电流；

至少两个串联耦合的第二开关，与所述第一开关并联耦合并且被配置为将电流从所述电感器选择性地路由至至少两个串联耦合的电容器；以及

控制电路，被配置为闭合所述第一开关以在间隔开的第一间隔中从所述电源对所述电感器充电，并且在穿插了所述第一间隔的相应的间隔开的第二间隔中操作所述至少两个串联耦合的第二开关以使充电的电感器直接放电至所述至少两个串联耦合的电容器中的不同的单独电容器，从而在与所述至少两个串联耦合的电容器并联耦合的负载两端形成电压。

2.根据权利要求1所述的升压转换装置，其中所述控制电路被配置为以比所述至少两个串联耦合的第二开关中的每一个第二开关更高的频率操作所述第一开关。

3.根据权利要求1所述的升压转换装置，其中所述控制电路被配置为将所述至少两个串联耦合的第二开关的开关约束为在生成所述负载两端的电压时在大约零伏特处发生。

4.根据权利要求1所述的升压转换装置，其中所述控制电路被配置为将所述第一开关两端的电压限制为小于所述负载两端的电压的一半。

5.根据权利要求1所述的升压转换装置，其中所述控制电路被配置为闭合所述第一开关以使所述电感器充电，在所述至少两个串联耦合的第二开关中的第一个开关打开并且所述至少两个串联耦合的第二开关中的第二个开关闭合的同时打开所述第一开关以使所述电感器放电至所述至少两个串联耦合的电容器中的第一个电容器，闭合所述第一开关以使所述电感器再次充电，以及在所述至少两个串联耦合的第二开关中的所述第二个开关打开并且所述至少两个串联耦合的第二开关中的所述第一个开关闭合的同时打开所述第一开关以使所述电感器放电至所述至少两个串联耦合的电容器中的第二个电容器。

6.根据权利要求5所述的升压转换装置，其中所述控制电路被配置为在所述第一开关闭合时改变所述至少两个串联耦合的第二开关的状态。

7.根据权利要求1所述的升压转换装置，其中所述第一开关包括第一类型的晶体管，并且其中所述至少两个串联耦合的第二开关包括第二类型的晶体管。

8.根据权利要求7所述的升压转换装置，其中所述第一开关包括碳化硅SiC场效应晶体管FET，并且其中所述至少两个串联耦合的第二开关包括绝缘栅双极晶体管IGBT。

9.根据权利要求1所述的升压转换装置，还包括整流器电路，被配置为使所述至少两个串联耦合的第二开关耦合至所述至少两个串联耦合的电容器。

10.一种升压转换器，包括：

电感器，具有被配置为耦合至电源的第一端子；

FET，耦合在所述电感器的第二端子与所述电源之间；

至少两个串联耦合的电容器，被配置为与负载并联耦合；

至少两个串联耦合的双极晶体管，与所述FET并联耦合并且被配置为使所述至少两个串联耦合的电容器选择性地耦合至所述电感器；

整流器电路，被配置为使所述至少两个串联耦合的双极晶体管耦合至所述至少两个串联耦合的电容器；以及

控制电路，被配置为接通所述FET以在间隔开的第一间隔中从所述电源对所述电感器充电，并且在穿插了所述第一间隔的相应的间隔开的第二间隔中操作所述至少两个串联耦合的双极晶体管以使充电的电感器直接放电至所述至少两个串联耦合的电容器中的不同的单独电容器，从而在与所述至少两个串联耦合的电容器并联耦合的负载两端形成电压。

11.根据权利要求10所述的升压转换器，其中所述控制电路被配置为接通所述FET以使所述电感器充电，在所述至少两个串联耦合的双极晶体管中的第一个双极晶体管断开并且所述至少两个串联耦合的双极晶体管中的第二个双极晶体管导通的同时关断所述FET以使所述电感器放电至所述至少两个串联耦合的电容器中的第一个电容器，接通所述FET以使所述电感器再次充电，以及在所述双极晶体管中的所述第二个双极晶体管断开并且所述至少两个串联耦合的双极晶体管中的所述第一个双极晶体管导通的同时关断所述FET以使所述电感器放电至所述至少两个串联耦合的电容器中的第二个电容器。

12.根据权利要求10所述的升压转换器，其中所述控制电路被配置为在所述FET导通时改变所述至少两个第二双极晶体管的状态。