[发明专利]DC-DC转换器

说明书

描述了一种DC‑DC功率转换器，该DC‑DC功率转换器具有：功率转换器输入端，其用于接收电源电压；功率转换器输出端，其用于输出所转换的电源电压；参考输入端，其用于提供参考值；开关电容器功率转换器，其耦合到该功率转换器输入端和该功率转换器输出端，并且包括可通过至少两个非重叠时钟信号来控制的至少一个可切换电容器；控制器，其耦合到该开关电容器功率转换器和该功率转换器输出端。该控制器被配置成生成至少两个非重叠时钟信号，并取决于该功率转换器输出端、该参考输入端和该功率转换器输入端中的至少一者的电压和/或电流值来改变非重叠持续时间。

技术领域

本公开涉及DC-DC功率转换器。

背景技术

也被称作DC-DC转换器的DC-DC功率转换器通常可以为电感式的或基于一个或多个开关电容器。在开关电容器功率转换器(SCPC)中，通过使用许多浮动电容器，电荷被从输入节点转移到输出节点。根据由控制回路生成的信号，在对准于时钟信号的两个相位的时间离散事件中，电源开关被用于将电荷从一个电容器转移到另一电容器，并最终转移到该输出节点。开关产生到输出电压的一定量波纹，该一定量波纹波纹取决于被转移的电荷量和在该输出节点的电容器的大小。为避免短路，在电容器之间的电荷转移期间，在断开第一电源开关与接通互补电源开关之间总是存在暂停。此暂停或时段被称为非重叠时间，并且具有与开关时段的剩余时间相比不显著的固定持续时间。

发明内容

各种方面在所附权利要求书中定义。在第一方面中，定义一种DC-DC功率转换器，包括：开关电容器功率转换器，所述开关电容器功率转换器耦合到功率转换器输入端和功率转换器输出端并包括至少一个可切换电容器；耦合到该开关电容器功率转换器的控制器；并且其中，该控制器另外被配置成生成至少两个非重叠时钟信号，并且取决于该功率转换器输出端、参考值和该功率转换器输入端中的至少一者的电压和/或电流值来改变非重叠持续时间。

在一个或多个实施例中，控制器可耦合到功率转换器输入端、功率转换器输出端和被布置成接收参考值的参考输入端，并且开关电容器功率转换器可通过至少两个非重叠时钟信号来控制。

在一个或多个实施例中，控制器可包括误差检测器、非重叠时钟发生器和控制模块，其中，该误差检测器包括被耦合成用于接收参考值的第一输入端、耦合到功率转换器输出端的第二输入端以及耦合到该非重叠时钟发生器和该控制模块的输出端，并且其中，该控制模块被配置成生成用于该非重叠时钟发生器的调制控制信号，并且该非重叠时钟发生器被配置成取决于输出电压与该参考值之间的差值来改变时钟频率。

在一个或多个实施例中，非重叠时钟发生器包括多个选择器，每个选择器具有耦合到该非重叠时钟发生器的相应输出端的第一输入端、可操作地耦合到断态电压电平的第二输入端，以及耦合到控制器的控制输入端，其中，该控制器被配置成通过响应于时间参考信号在第一输入端与第二输入端之间进行选择来调制非重叠持续时间。

在DC-DC功率转换器的一个或多个实施例中，控制器包括定时参考发生器。定时参考发生器可被配置成生成等于标称开关时段的一半的时间参考信号。

在DC-DC功率转换器的一个或多个实施例中，定时参考发生器可取决于可切换电容器的充电时间和放电时间中的至少一者生成时间参考信号。

在DC-DC功率转换器的一个或多个实施例中，控制器可以可操作以响应于减小由该DC-DC功率转换器提供的输出电流、减小参考设置值和增大该DC-DC转换器的输入电压中的至少一者来增大非重叠持续时间。

在DC-DC功率转换器的一个或多个实施例中，控制器可以可操作以响应于增大由该DC-DC功率转换器提供的输出电流、增大参考设置和减小该DC-DC转换器的输入电压中的至少一者来减小非重叠持续时间。

在一个或多个实施例中，DC-DC功率转换器可另外包括耦合到开关电容器功率转换器的输出端的输出电容器。

在DC-DC功率转换器的一个或多个实施例中，定时参考发生器耦合到振荡器。