[发明专利]同步整流器双向转换器

说明书

技术领域

本公开的实施例通常涉及电压转换器。更特别地，本公开的实施例涉及双向电压转换器。

背景技术

DC到DC转换器是将直流(DC)源从一个电压电平转换到另一电压电平的电子电路。其为一类功率转换器。DC到DC转换器在主要由电池供电的便携式电子器件例如手机和膝上型计算机中是重要的。这样的电子器件经常含有若干子电路，每个子电路都具有不同于电池或外部电源供应的电压的自身电压电平需求(有时高于或低于供电电压)。交换式DC到DC转换器提供一种从部分降低的电池电压提高电压的方法，由此节省空间，而不是使用多个电池实现相同的目标。大多数DC到DC转换器也调节输出电压。逐步增压/升压(step-up/boost)转换器是具有大于其输入DC电压的输出DC电压的功率转换器。其为含有至少两个半导体开关(二极管和晶体管)和至少一个储能元件的一类开关式电源(SMPS)。电容器(有时与电感器结合)制成的滤波器通常被添加到逐步增压/升压转换器的输出以降低输出电压脉动。逐步减压/降压(step-down/buck)转换器是具有低于其DC输入电压的DC输出电压的功率转换器。逐步减压/降压转换器的设计类似于逐步增压升压转换器，并且如同逐步增压/升压转换器那样，逐步减压/降压转换器是使用两个半导体开关(晶体管和二极管)、电感器和电容器的开关式电源。

发明内容

本发明公开一种双向电压转换的方法。在第一强制换向同步整流器上在第一电压下接收充电电流，并且通过第一强制换向同步整流器控制充电电流。通过充电电流对电感器进行充电，并且通过第二强制换向同步整流器控制来自电感器的放电电流。这样，两个强制换向同步整流器可被使用以使得转换器能够在两个方向上有效地处理功率。

强制换向方法更有效。由于在使用强制换向开关时不需要串联二极管，因此效率由于FET损耗通常大大低于整流器损耗而显著改善。由于需要较少的吸热材料并且组件可更密集地封装，因此较低功耗减少了功率器件的重量。这样，由于需要较少的热管理硬件，因此可减少航天器重量。此外，通过使用在此描述的同步整流器双向转换器，电力可从AC电气总线流动到DC电气总线，或从DC电气总线流动到AC电气总线。

在一个实施例中，同步整流器双向转换器系统包含耦合到第一强制换向同步整流器的电感器。第一强制换向同步整流器可操作从而通过在断开与二极管关联的组件时将换向电流从二极管的阴极端强制换向到二极管的阳极端来消除二极管中的反向恢复时间。同步整流器双向转换器系统进一步包含耦合到电感器和第一强制换向同步整流器的第二强制换向同步整流器，并且该第二强制换向同步整流器可操作从而通过在断开与二极管关联的组件时将换向电流从二极管的阴极端强制换向到二极管的阳极端来消除二极管中的反向恢复时间。

在另一实施例中，一种双向电压转换的方法在第一强制换向同步整流器上在第一电压下接收充电电流，并使用第一强制换向同步整流器控制充电电流。该方法进一步用充电电流对电感器进行充电，并使用第二强制换向同步整流器控制来自电感器的放电电流。

在另一实施例中，一种使用同步整流器双向转换器系统的方法在第一电压下接收第一电流，并使用耦合到电感器的第一强制换向同步整流器控制第一电流进入电感器的流动。该方法进一步使用耦合到电感器和第一强制换向同步整流器的第二强制换向同步整流器控制来自电感器的第二电流的流动，并在电感器的输出处调节第二电压。

提供该发明内容从而以简化形式描述概念的选择，这些概念在下面具体实施方式中进一步描述。该发明内容不意图确认要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不意图被用于帮助确定要求保护的主题的范围。

附图说明

本公开的实施例的更完整理解可通过在连同附图考虑时参考具体实施方式和权利要求获得，其中在所有附图中相似的参考数字相似的元件。提供附图以便于理解本公开而不限制本公开的宽度、范畴、规模或适用性。附图不必须按比例绘制。

图1是根据本公开实施例的示例性强制换向同步整流器的图示。

图2是根据本公开实施例的示例性同步整流器双向转换器系统的图示。

图3是根据本公开实施例的示例性同步整流器双向转换器系统的图示。

图4是根据本公开实施例的示例性同步整流器双向转换器系统的图示。

图5是根据本公开实施例示出双向电压转换过程的示例性流程图的图示。

图6是根据本公开实施例示出使用双向电压转换系统的过程的示例性流程图的图示。

具体实施方式