[发明专利]用于零电压转变功率转换器的自适应计时的方法及设备

说明书

本申请案涉及用于零电压转变功率转换器的自适应计时的方法及设备。所描述实例包含一种控制功率转换器的方法，所述方法包含执行多个循环。每一循环包含：在第一周期期间接通第一开关(图7，702)，所述第一开关耦合在电力供应器(712)与输出电感(706)之间；在第二周期期间接通第二开关(704)，所述第二开关耦合在输出电感与接地之间；在所述第二周期期间的第一时间处接通第三开关(720)，所述第三开关耦合在所述电力供应器(712)与辅助电感(716)之间；及在所述第二时间之后的第三时间处接通第四开关(722)，所述第四开关耦合所述辅助电感及接地。基于重叠时间与穿过连接到第二开关电流处置端子的开关的电流超过阈值电流的时间中的较晚者，所述第二周期在所述第一时间之后的第三时间周期处结束。

相关申请案的交叉参考

本申请案依据35U.S.C.§119(e)主张发明人为拉贝拉(LaBella)等人的于2016年4月14日提出申请的标题为“用于零电压转变功率转换器的自适应计时方法(AdaptiveTiming Method for Zero Voltage Transition Power Converters)”的共同拥有的第62/322,512号美国临时专利申请案的优先权的益处，所述申请案特此以其全文引用的方式并入本文中。另外，本申请案与发明人为拉贝拉等人的标题为“用于零电压转变功率转换器中的共振能量最小化的方法及设备(Methods and Apparatus for Resonant EnergyMinimization in Zero Voltage Transition Power Converters)”的第14/982,750号美国专利申请案(“‘750申请案”)有关，所述申请案也特此以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明一般来说涉及电子器件，且明确地说，涉及用于功率转换的电路。

背景技术

称作切换式电力供应器的一类电力供应器始于数十年前且当前着重用于电子工业中。切换式电力供应器常见于许多类型的电子装备中，例如工业机械、汽车电子器件、计算机与服务器、移动消费型电子器件(移动电话、平板计算机等)、移动电子器件的电池充电器以及例如无线耳机及钥匙链闪光灯的低成本/轻量型物项。许多应用包含用于便携式电池供电装置的切换式电力供应器，在便携式电池供电装置中，初始电压逐步降低到经减小电压以用于给装置的部件(例如以相当低电压直流(DC)电平操作的集成电路)供电。切换式供应器是受欢迎的，这是因为这些电力供应器可是轻量型且低成本的。当与使用非切换式电力供应器(例如线性电力供应器)的先前方法相比时，切换式供应器在电力的电压及电流电平的转换中是高度高效的。

切换式电力供应器中通过仅在需要时使用高速低损耗开关(例如MOSFET晶体管)来将能量从输入电源(举例来说，电池)转移到被供电的电子装备(负载)以维持负载所需的电压及电流电平而实现高效率。

执行从在特定电压及电流范围内供应电能的DC输入(例如电池)到不同DC电压及电流范围的转换的切换式电力供应器称作“DC-DC”转换器。许多现代DC-DC转换器通过采用零电压转变(ZVT)而能够实现接近90％或90％以上的效率。ZVT技术由华(Hua)等人开发且描述于1994年发表的论文中(“新颖零电压转变PWM转换器(Novel Zero-Voltage-Transition PWM Converters)”，G.华(G.Hua)、C.-S.吕(C.-S.Leu)、Y.江(Y.Jiang)及F.C.李(F.C.Lee)，IEEE电力电子学报(IEEE Trans.Power Electron.)，第9卷，第2期，213-219页，1994年3月)，所述论文以其全文引用的方式并入本文中。在DC-DC转换器中使用ZVT功能会减小否则将因切换损失而发生的能量损失。ZVT还具有减小DC-DC转换器的主要电力开关上的电压应力的额外益处。开关上的电压应力的减小允许开关具有较低电压容差额定值，且因此，可能地，开关可是较小且成本较低的。