[发明专利]升压功率变换器系统及升压方法

说明书

技术领域

本申请涉及一种升压功率变换器系统以及升压方法，并且更为具体地，涉及一种在不连续导通模式中具有高压侧有源阻尼的升压功率变换器。

背景技术

升压功率变换器是开关型电源的一种类型，其将输入直流(DC)电压转换为更高的、具有相同极性的输出DC电压。升压功率变换器可以在不连续导通模式下工作，其中，在开关循环的一部分，流过电感器的电流为零。当电感器的电流达到零时，由于功率开关和整流二极管中的寄生电容的影响，功率变换器将产生环流(ring)或振荡。这个环流使得变换器的控制回路变得不稳定并且降低变换效率。此外，当升压变换器用于有效功率因数修正时，这个环流可以在线路电流中引入杂散谐波，从而导致所不期望的功率因数的减少。

针对这个问题的一种解决方式是使用无源电阻-电容(RC)网络，无源RC将变换器开关节点接地，其减弱该振荡。然而，在集成解决方案的情况下，这种方法需要相对大的电容器，从而占用很多芯片面积，或者在分立元件解决方案的情况下，这种方法需要额外的外部元件。另一种方法是在变换器开关节点和地之间使用有源阻尼(即，低侧阻尼开关)，但是这种方法浪费了功率并且降低了变换器效率。

发明内容

本申请提供一种升压功率变换器系统，包括：输入电压高压侧节点；电感器，其在所述电感器的第一端部处耦合到所述输入电压高压侧节点；功率开关，其在所述电感器的第二端部处耦合到所述电感器；驱动电路，其被配置成对所述功率开关进行控制，以使得当负载电流下降到临界导通阈值以下时，所述升压功率变换器系统在不连续导通模式下进行操作；以及阻尼开关，其被配置成使得电流从所述电感器的所述第二端部处的所述功率开关流向所述输入电压高压侧节点，其中，当所述功率开关断开时，所述阻尼开关闭合，并且当所述功率开关闭合时，所述阻尼开关断开。

本申请提供一种升压方法，包括：为升压功率变换器提供输入电压高压侧节点；将电感器与所述输入电压高压侧节点在所述电感器的第一端部处耦合；将功率开关与所述电感器在所述电感器的第二端部处耦合；将驱动电路配置为控制所述功率开关，以使得当负载电流下降到临界导通阈值以下时，所述升压功率变换器在不连续导通模式下进行操作；以及将阻尼开关配置为使得电流从所述电感器的所述第二端部处的所述功率开关流向所述输入电压高压侧节点，其中，当所述功率开关断开时，所述阻尼开关闭合，并且当所述功率开关闭合时，所述阻尼开关断开。

一种电子设备，包括：输入电压高压侧节点；电感器，其与所述输入电压高压侧节点在所述电感器的第一端部处耦合；功率开关，其与所述电感器在所述电感器的第二端部处耦合；驱动电路，其被配置成对所述功率开关进行控制，以使得当负载电流下降到临界导通阈值以下时，所述电子设备在不连续导通模式下进行操作；以及阻尼开关，其被配置成使得电流从所述电感器的所述第二端部处的所述功率开关流向所述输入电压高压侧节点，其中，当所述功率开关断开时，所述阻尼开关闭合，并且当所述功率开关闭合时，所述阻尼开关断开。

本申请提供一种工作在不连续导通模式(DCM)下的升压功率变换器，该升压功率变换器具有高压侧有源阻尼以减少环流并且增加变换器的稳定性和效率。有利地，本申请的升压功率变换器可以达到振荡的临界阻尼，这是因为通过使用高压侧有源阻尼，避免了现有解决方案所具有的对变换器效率的不利影响。

附图说明

通过下文的描述并且参考附图，本申请主题的实施例的特征和优点将变得更为明显，其中类似的附图标记表示类似的部件，并且其中：

图1示出了与本申请一致的一个示例性实施例的电路框图；

图2示出了将与本申请一致的一个示例性实施例和现有技术实现方式进行比较的电感器电流波形；

图3示出了将与本申请一致的一个示例性实施例与现有技术实现方式进行比较的阻尼开关功率波形；

图4示出了与本申请示例性实施例一致的具有临界阻尼的电感器电流波形；以及

图5示出了与本申请一致的一个示例性实施例的操作流程图。

虽然下文的详细描述将参考说明性的实施例来进行，但是对于本领域技术人员而言，对于这些实施例的许多改变、修改以及变化是显而易见的。

具体实施方式

概括而言，本申请提供一种工作在不连续导通模式(DCM)下的升压功率变换器，该升压功率变换器具有高压侧有源阻尼以减少环流并且增加变换器的稳定性和效率。有利地，本申请的升压功率变换器可以达到振荡的临界阻尼，这是因为通过使用高压侧有源阻尼，避免了现有解决方案所具有的对变换器效率的不利影响。