[发明专利]堆叠式降压转换器

说明书

本申请涉及堆叠式降压转换器。转换器包括串联耦合在正输入端子和负输入端子之间的两个开关级。控制电路被配置成基于转换器的输出电压来驱动开关级。第一开关级包括串联耦合在正输入端子和第一节点之间的两个开关。电容器和电感器串联耦合在两个开关和正输出端子之间。第三开关耦合在电容器和电感器之间的节点与负输入端子之间。第二电容器耦合在第一节点和负输入端子之间。第二开关级包括耦合到第一节点的第二节点。两个另外的电子开关串联耦合在第二节点和负输入端子之间。第二电感器耦合在两个另外的开关和正输出端子之间。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年12月4日提交的意大利申请No.102018000010781的优先权，据此通过引用将该申请并入本文。

技术领域

本发明的实施例涉及电子转换器。

背景技术

降压型非绝缘电压转换器广泛应用于电力管理的领域中。在输入和输出电压的各种条件下的易用性、简单性和良好通用性使得降压拓扑成为这类转换最广泛使用的拓扑之一。

图1示出了典型的降压转换器1的电路图。

特别地，降压转换器1包括：用于接收电压V_in的两个输入端子10a和10b以及用于提供(例如，经调节的)电压V_OUT的两个输出端子12a和12b，其中输出电压等于或低于输入电压V_in。

特别地，降压转换器1通常包括(例如直接)串联连接在正输入端子10a和正输出端子12a之间的电子开关Q1和电感器L。相反，负输出端子12b(例如，直接)连接到通常表示接地GND的负输入端子10b。最后，第二电子开关Q2(例如，直接)连接在负极端子10b(或者负极端子12b)与在电子开关Q1和电感器L之间的中间点之间。因此，开关Q1(高压侧开关)和Q2(低压侧开关)表示(例如，直接)连接在端子10a和10b之间的半桥，其中电感器L(例如，直接)连接在半桥的中间点和输出端子12a之间。

通常，开关Q1和/或Q2是晶体管，例如FET(场效应晶体管)，如n沟道MOSFET。如图1所示，每个开关Q1/Q2与通常表示晶体管的体二极管的二极管D1/D2和通常表示晶体管的寄生输出电容的电容C1/C2相关联，即与之并联连接。通常，第二电子开关Q2仅通过二极管D2实现，其中阳极连接到端子12b，阴极连接到开关Q1。

在所考虑的示例中，为了稳定输出电压V_OUT，转换器1通常包括电容C_OUT，电容C_OUT(例如，直接)连接在输出端子12a和12b之间。

在这种上下文中，图2示出了这种电子转换器的信号的一些波形，即：

-用于开关电子开关Q1的信号DRV₁；

-用于开关第二电子开关Q2的信号DRV₂；

-通过电子开关Q1的电流I_Q1；

-电子开关Q1和电感器L之间的中间点上的电压V_S(即，第二开关Q2上的电压)；

-通过电感器L的电流I_L；以及

-开关Q1中的电损耗P_Q1。