[发明专利]包括注入级的开关功率转换器和相关联的方法

说明书

一种用于操作开关功率转换器以降低纹波电流幅度的方法包括控制该开关功率转换器的多个功率级的占空比，以调节该开关功率转换器的至少一个参数。每个功率级包括相应功率传输绕组，该功率传输绕组磁耦合到每个其他功率级的相应功率传输绕组。该方法进一步包括控制该开关功率转换器的注入级以降低每个功率传输绕组的相应漏电感两端的电压。该注入级包括磁耦合到每个功率传输绕组的注入绕组。

背景技术

电感器通常用于开关功率转换器中的能量储存。一些开关转换器包括一个或多个分立电感器，其中，分立电感器是不与任何其他电感器磁耦合的电感器。其他开关功率转换器包括一个或多个耦合电感器，其中，耦合电感器是包括磁耦合的两个或更多个电感器的器件。耦合电感器表现出磁化电感，磁化电感是与同耦合电感器的所有绕组相关的磁通量相关联的电感。此外，耦合电感器的每个绕组表现出漏电感，漏电感是与仅与该绕组相关的磁通量(即，不耦合到任何其他绕组的磁通量)相关联的电感。如本领域中已知的，在开关功率转换器中使用耦合电感器代替两个或更多个分立电感器可以实现比如降低纹波电流幅度和/或改善瞬态响应等显著的优点。

发明内容

在第一方面，一种用于操作开关功率转换器以降低纹波电流幅度的方法包括：(1)控制该开关功率转换器的多个功率级的占空比，以调节该开关功率转换器的至少一个参数，每个功率级包括相应功率传输绕组，该功率传输绕组磁耦合到每个其他功率级的相应功率传输绕组；以及(2)控制该开关功率转换器的注入级以降低每个功率传输绕组的相应漏电感两端的电压，该注入级包括磁耦合到每个功率传输绕组的注入绕组。

在第一方面的实施例中，该方法进一步包括使该多个功率级相对于彼此异相地开关。

在第一方面的另一个实施例中，控制该注入级以降低每个功率传输绕组的相应漏电感两端的电压包括：响应于功率传输绕组被驱动为低而将该注入绕组驱动为高。

在第一方面的另一个实施例中，控制该注入级以降低每个功率传输绕组的相应漏电感两端的电压包括：响应于这些功率传输绕组中的一个被驱动为低而剩余的功率传输绕组中的至少一个被驱动为高，而将该注入绕组驱动为高。

在第一方面的另一个实施例中，控制该注入级以降低每个功率传输绕组的相应漏电感两端的电压包括：使该注入级对这些功率传输绕组中的一个或多个被驱动为低进行补偿。

在第一方面的另一个实施例中，控制该注入级以降低每个功率传输绕组的相应漏电感两端的电压包括：响应于这些功率传输绕组中的一个被驱动为高而将该注入绕组驱动为高。

在第一方面的另一个实施例中，控制该注入级以降低每个功率传输绕组的相应漏电感两端的电压包括：使该注入级对这些功率传输绕组中的一个或多个被驱动为高进行补偿。

在第一方面的另一个实施例中，该方法进一步包括响应于指示该开关功率转换器正在经历瞬态事件的信号而禁用该注入级。

在第一方面的另一个实施例中，该方法进一步包括响应于指示该开关功率转换器正在经历瞬态事件的信号，控制该注入级以改变该注入级的开关时序。

在第一方面的另一个实施例中，该开关功率转换器的至少一个参数包括电压幅度和电流幅度中的一个。

在第一方面的另一个实施例中，该多个功率传输绕组和该注入绕组是公共耦合电感器的一部分。

在第一方面的另一个实施例中，该开关功率转换器具有选自由多相降压型拓扑、多相升压型拓扑和多相降压-升压型拓扑组成的组的拓扑。

在第一方面的另一个实施例中，该公共耦合电感器包括非对称磁芯。

在第一方面的另一个实施例中，该多个功率级中的两个或更多个可以是不同的相应功率子转换器的一部分。