[发明专利]谐振切换式电源转换器

说明书

一种谐振切换式电源转换器，包含：多个电容；多个开关；至少一充电电感；至少一放电电感；以及一预充电路，用以于该谐振切换式电源转换器操作于一预充模式时，控制该多个开关中的一第一开关，以控制一输入电压与该多个电容的一第一电容的电连接关系，并控制其他该多个开关，而将该多个电容切换成彼此并联或彼此串联的电连接关系，以于该第一电容的压降低于一预设电压时，将每一该电容的压降充电至该预设电压；该谐振切换式电源转换器于该预充模式结束后，操作于该谐振电压转换模式，以将该输入电压转换为该输出电压。

技术领域

本发明涉及一种谐振切换式电源转换器，特别涉及一种能够预先充电的谐振切换式电源转换器。

背景技术

图1显示已知的电源转换器。于充电操作中，开关Q1、Q2、Q3、Q4导通，开关Q5、Q6、Q7、Q8、Q9、Q10不导通，使得电容C1、C2、C3彼此串联于输入电压Vin及输出电压Vout之间。于放电操作中，开关Q5、Q6、Q7、Q8、Q9、Q10导通，开关Q1、Q2、Q3、Q4不导通，使得电容C1、C2、C3彼此并联于接地电位及输出电压Vout之间。此已知的电源转换器的电容会具有非常大的涌浪电流(inrush current)。

有鉴于此，本发明即针对上述现有技术的不足，提出一种创新的电源转换器。

发明内容

于一观点中，本发明提供一种谐振切换式电源转换器，用以将一输入电压转换为一输出电压，该谐振切换式电源转换器包含：多个电容；多个开关，与该多个电容对应耦接，用以切换所对应的该电容的电连接关系；至少一充电电感，与该多个电容中的至少其中之一对应串联；至少一放电电感，与该多个电容中的至少其中之一对应串联；以及一预充电路，用以于该谐振切换式电源转换器操作于一预充模式时，控制该多个开关中的一第一开关，以控制该输入电压与该多个电容的一第一电容的电连接关系，并控制其他该多个开关，而将该多个电容切换成彼此并联或彼此串联的电连接关系，以于该第一电容的压降低于一预设电压时，将每一该电容的压降充电至该预设电压；其中，该第一开关电连接于该输入电压与该第一电容之间；其中，于一谐振电压转换模式中，一充电操作信号与至少一放电操作信号，分别用以对应操作该多个开关，以切换该多个开关所对应的该电容的电连接关系，而使该谐振切换式电源转换器于该预充模式结束后，操作于该谐振电压转换模式，以将该输入电压转换为该输出电压；其中，于该谐振电压转换模式中，该充电操作信号与该至少一放电操作信号，分别各自切换至一导通位准一段导通期间，且该多个段导通期间彼此不重叠，以使该谐振电压转换模式的一充电程序与至少一放电程序彼此不重叠；其中，在该充电程序中，通过该充电操作信号控制该多个开关的切换，使该多个电容与该至少一充电电感串联于该输入电压与该输出电压之间，以形成一充电路径；其中，在该至少一放电程序中，通过该至少一放电操作信号控制该多个开关的切换，使每一该电容与对应的该放电电感串联于该输出电压与一接地电位间，而同时形成或轮流形成多个放电路径；其中，该充电程序与该至少一放电程序彼此重复地交错排序，以将该输入电压转换为该输出电压。

于一实施例中，该预设电压为该输出电压的一目标电压。

于一实施例中，该预充电路包括：一放大电路，用以根据该第一开关的一开关输出端的电压与一上升斜坡信号，而产生一差异放大信号，其中该开关输出端与该第一电容电连接；一斜坡电路，用以产生该上升斜坡信号；以及一预充控制电路，用以根据该差异放大信号，产生一预充控制信号，以控制该第一开关，而于该预充模式中，根据该上升斜坡信号的上升速率，将每一该电容充电至该预设电压。

于一实施例中，该预充电路还包含一预放电路，用以于该第一电容的压降高于该预设电压时，将每一该电容放电至该预设电压。

于一实施例中，该预充电路还包含一电压侦测电路，其耦接于该预充控制电路与该输入电压之间，用以侦测该输入电压，当该输入电压高于一参考电压时，使能该预充控制电路，而起始该预充模式。

于一实施例中，该至少一充电电感为单一个充电电感，该至少一放电电感为单一个放电电感。