[发明专利]用于为开关转换器供电的系统和方法

说明书

本发明公开了用于为开关转换器供电的系统和方法。提出了一种用于调节开关转换器的内部电源的电路和方法。提供了一种开关转换器，其具有经由开关节点耦合到增强型功率开关的耗尽型功率开关和耦合到耗尽型功率开关的能量存储元件。能量存储元件可以适于向开关转换器提供能量。例如，能量存储元件可以是电容器。可选地，开关转换器可以包括耦合到耗尽型晶体管的电感器，该电感器适于提供电感器电流。

技术领域

本公开涉及用于为开关转换器供电的系统和方法。特别地，本公开涉及用于对开关转换器的内部电源进行调节的系统和方法。

背景

功率转换器配备有内部电源，也称为Vcc电源，其允许许多控制功能在其功率级的启动之前全面运转。这种功能可以包括故障检测和调节回路，确保转换器的正确且安全的运行。

配备有经调节且稳定的内部电源的电流转换器需要专用的启动电路，这增加了转换器的复杂性和成本。

概述

本公开的目的是解决上述限制中的一个或更多个。根据本公开的第一方面，提供了一种开关转换器，包括：耗尽型功率开关，其经由开关节点耦合到增强型功率开关；和能量存储元件，其经由第一路径耦合到耗尽型功率开关；其中第一路径包括电阻。

例如，耗尽型功率开关可以耦合至正电压并且第二功率开关可以耦合至地。能量存储元件可以适于向开关转换器提供能量。例如，能量存储元件可以是电容器。

可选地，开关转换器可以包括耦合到耗尽型晶体管的电感器，该电感器适于提供电感器电流。

可选地，第一路径包括第一耦合开关。

可选地，电阻包括耦合开关的内部电阻。例如，内部电阻可以是第一耦合开关的导通电阻Ron。

可选地，第一耦合开关可以是耗尽型晶体管。例如，第一耦合开关可以基于III/V族半导体。例如，第一耦合开关可以是GaN耗尽型晶体管。

可选地，开关转换器包括将耗尽型功率开关耦合到能量存储元件的第二路径，该第二路径包括第二耦合开关。

例如，第二耦合开关可以是增强型晶体管。增强型晶体管可以具有彼此耦合的栅极端子和漏极端子。

可选地，开关转换器可以适于在第一操作模式下经由第一路径和在第二操作模式下经由第二路径对能量存储元件充电。例如，第一操作模式可以是启动模式，第二操作模式可以是正常模式。

可选地，增强型功率开关和耗尽型功率开关被布置成使得关断增强型功率开关将耗尽型功率开关关断，并且导通增强型功率开关将耗尽型功率开关接通。

可选地，耗尽型功率开关包括寄生电容，并且当增强型功率开关关断时，与寄生电容相关联的电容电流经由第二路径对能量存储元件充电。

可选地，当增强型功率开关导通时，电感器电流经由第二路径对能量存储元件充电。

可选地，开关转换器包括并联连接到耗尽型功率开关的电容器。

可选地，开关转换器包括耦合到增强型功率开关的控制电路，其中能量存储元件适于向控制电路提供能量。

可选地，开关转换器包括适于限制耗尽型功率开关两端的电压的保护电路。

可选地，保护电路包括耦合到能量存储元件的齐纳二极管或耗尽型晶体管。

可选地，转换器可以至少部分地基于III/V族半导体制成。

可选地，耗尽型功率开关基于III/V族半导体。例如，III/V族半导体可以是氮化镓(GaN)。