[实用新型]电源转换电路

说明书

技术领域

半导体器件在现代电子产品中很常见。电子部件中半导体器件的数量和密度各不相同。分立半导体器件通常含有一种类型的电子部件，例如，发光二极管(LED)、小信号晶体管、电阻器、电容器、电感器以及功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。集成半导体器件通常包括数百至数百万的电子部件。集成半导体器件的示例包括微控制器、微处理器和各种信号处理电路。

半导体器件执行多种不同功能，诸如信号处理、高速运算、传输并接收电磁信号、控制电子器件、将太阳光转换成电力以及为电视机显示器生成可视图像。半导体器件存在于娱乐、通信、电源转换、网络、计算机以及消费品领域。半导体器件还存在于军事应用、航空、汽车、工业控制器以及办公设备领域。

背景技术

图1示出了电子器件50，其具有芯片载体衬底或印刷电路板(PCB)52，该印刷电路板具有安装在PCB的表面上的多个半导体封装。电子器件50可具有一种类型的半导体封装或多种类型的半导体封装，具体取决于应用。出于举例说明的目的，图1中示出了不同类型的半导体封装。

电子器件50可为独立式系统，其使用半导体封装来执行一种或多种电气功能。或者，电子器件50可为较大系统的子部件。例如，电子器件50可为平板电脑、移动电话、数码相机、电视机、电源或其他电子器件的一部分。电子器件50也可以是被插入到个人计算机的图形卡、网络接口卡或其他扩展卡。半导体封装可包括微处理器、存储器、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑电路、模拟电路、射频(RF)电路、分立器件或其他半导体裸片或电子部件。

在图1中，PCB 52提供了常规衬底，用于安装在PCB上的半导体封装的结构支撑和电气互连。导电信号线54通过使用蒸镀、电解电镀、化学镀、丝网印刷或另外的合适的金属沉积工艺，形成于PCB 52的表面上方，或形成于PCB 52的层内。信号线54提供每一半导体封装、安装部件和其他外部系统部件间的电通信。线54还为每一半导体封装提供电源和接地连接。在一些实施方案中，在半导体封装之间经由线54来传输时钟信号。

出于举例说明的目的，在PCB 52上示出了若干种类型的一级封装，包括焊丝封装56和倒装芯片58。另外，还示出安装在PCB 52上的若干种类型的二级封装，该二级封装包括球栅阵列(BGA)60、凸块芯片载体(BCC)62、矩栅阵列(LGA)66、多芯片模块(MCM)68、无引线四方扁平封装(QFN)70、四方扁平封装72、嵌入式晶圆级球栅阵列(eWLB)74和晶圆级芯片尺寸封装(WLCSP)76。根据系统要求，配置有一级封装样式和二级封装样式的任何组合的半导体封装的任何组合，以及其他电子部件，均可连接到PCB 52。

电子器件50的制造商提供要被连接到该电子器件的功率信号，该功率信号用于向设置在PCB 52上的半导体封装和其他器件供电。在许多情况下，所提供的功率信号的电压电势与操作各个半导体器件所需的电压不同。通常，制造商会在PCB 52上提供电源转换器电路，以在各个半导体封装可用的电压电势上生成稳定的直流(DC)电压信号。通常用于中型及大型电源转换器的一种拓扑结构是LLC串联谐振模转换器，这是一种开关模式电源(SMPS)。

图2a中示出了作为SMPS 100的LLC谐振模转换器的一个示例性实施方案的电路图。SMPS 100具有初级端102和次级端104。初级端102包括电压源106，其为DC电压源。在一个实施方案中，电压源106为例如通过二极管电桥被整流为直流的交流主线路，该主线路由电力公司或市政当局分配到用户家中或办公室的电源插座。电压源106被耦接在接地节点108和输入电压(V_IN)节点110之间。初级端102还具有上端或高端MOSFET 112，其具有耦接到V_IN节点110的漏极端子、栅极端子114和在半桥(HB)节点122处耦接到下端或低端MOSFET 116的源极端子。低端MOSFET 116包括在HB节点122处耦接到高端MOSFET 112的源极端子的漏极端子、栅极端子118和耦接到接地节点108的源极端子。MOSFET 112被称为高端MOSFET，因为当MOSFET 112接通时，MOSFET 112将HB节点122耦接到V_IN节点110处的较高电压电势。MOSFET 116被称为低端MOSFET，因为当MOSFET 116接通时，MOSFET 116将HB节点122耦接到电路节点108处的较低电压电势或接地电压电势。