电源转换电路制造技术

本实用新型专利技术提供了一种电源转换电路。所述电源转换电路的功率电平通过在第一时间采集谐振电容器的电压电势的第一样本来确定。在第二时间采集所述谐振电容器电压的所述电压电势的第二样本。根据所述第一样本和所述第二样本来确定电流。

Power conversion circuit

The utility model provides a power conversion circuit. The power level of the power conversion circuit is determined by sampling the first sample of the voltage potential of the resonant capacitor at the first time. A second sample of the voltage potential is collected at second time at the resonant capacitor voltage. The current is determined according to the first sample and the second sample.

【技术实现步骤摘要】
电源转换电路要求本国优先权本专利申请要求于2015年9月16日提交的美国临时申请No.62/219,531的权益，该申请以引用的方式并入本文。
本技术涉及一种电源转换电路。
技术介绍
半导体器件在现代电子产品中很常见。半导体器件在电子部件的数量和密度上有差别。分立半导体器件通常含有一种类型的电子部件，例如，发光二极管(LED)、小信号晶体管、电阻器、电容器、电感器以及功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。集成半导体器件通常包含数百至数百万的电子部件。集成半导体器件的示例包括微控制器、微处理器和各种信号处理电路。半导体器件执行多种不同功能，诸如信号处理、高速运算、传输并接收电磁信号、控制电子器件、将太阳光转换成电力以及为电视机显示器生成可视图像。半导体器件存在于娱乐、通信、功率转换、网络、计算机以及消费品领域。半导体器件还存在于军事应用、航空、汽车、工业控制器以及办公设备领域。图1示出了电子器件50，其具有芯片载体衬底或印刷电路板(PCB)52，该印刷电路板具有安装在PCB的表面上的多个半导体封装。电子器件50可具有一种类型的半导体封装或多种类型的半导体封装，具体取决于应用。出于举例说明的目的，图1中示出了不同类型的半导体封装。电子器件50可为独立式系统，其使用半导体封装来执行一种或多种电气功能。或者，电子器件50可为较大系统的子部件。例如，电子器件50可为平板电脑、移动电话、数码相机、电视机、电源或其他电子器件的一部分。电子器件50也可以是被插入到个人计算机的图形卡、网络接口卡或其他扩展卡。半导体封装可包括微处理器、存储器、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑电路、模拟电路、射频(RF)电路、分立器件或其他半导体裸片或电子部件。在图1中，PCB52提供了常规衬底，用于安装在PCB上的半导体封装的结构支撑和电气互连。导电信号线54通过使用蒸镀、电解电镀、化学镀、丝网印刷或另外的合适的金属沉积工艺，形成于PCB52的表面上方，或形成于PCB52的层内。信号线54提供每一半导体封装、安装部件和其他外部系统部件间的电通信。线54还为每一半导体封装提供电源和接地连接。在一些实施例中，在半导体封装之间经由线54来传输时钟信号。出于举例说明的目的，在PCB52上示出了若干种类型的一级封装，包括焊丝封装56和倒装芯片58。另外，还示出安装在PCB52上的若干种类型的二级封装，该二级封装包括球栅阵列(BGA)60、凸块芯片载体(BCC)62、矩栅阵列(LGA)66、多芯片模块(MCM)68、无引线四方扁平封装(QFN)70、四方扁平封装72、嵌入式晶圆级球栅阵列(eWLB)74和晶圆级芯片尺寸封装(WLCSP)76。根据系统要求，配置有一级封装样式和二级封装样式的任何组合的半导体封装的任何组合，以及其他电子部件，均可连接到PCB52。电子器件50的制造商向电子器件提供功率信号，该电子器件用于向设置在PCB52上的半导体封装和其他器件供电。在许多情况下，所提供的功率信号的电压与操作各个半导体器件所需的电压不同。通常，制造商会在PCB52上提供电源转换器电路，以在各个半导体封装可用的电压电势水平上生成稳定的直流(DC)电压信号。通常用于中型及大型电源转换器的一种拓扑结构是LLC串联谐振模转换器，这是一种开关模式电源(SMPS)。图2a中示出了LLC谐振模转换器100的一个示例性实施例的电路图。LLC谐振模转换器100具有一次侧102和二次侧104。一次侧102包括电压源106，其为DC电压源。在一个实施例中，电压源106为例如通过二极管电桥被整流为直流的交流主线路，该主线路由电力公司或市政当局分配到用户家中或办公室的电源插座。电压源106被耦接在接地节点108和电路节点110之间。一次侧102还具有高压侧MOSFET112，其具有耦接到电路节点110的漏极端、门极端114和在半桥(HB)节点122上耦接到MOSFET116的源极端。低压侧MOSFET116包括在HB节点122处耦接到MOSFET112的源极端的漏极端、门极端118和耦接到接地节点108的源极端。LLC谐振模转换器100的一次侧102包括谐振电感器128、谐振电容器136和变压器130的一次侧，该变压器130的一次侧包括在HB节点122和接地节点108之间串联的一次绕组132和磁化电感134。谐振电感器128、一次绕组132、磁化电感134和谐振电容器136形成LLC谐振模转换器100的LLC储能回路。控制器通过使用门极114和门极118交替地接通和断开MOSFET112和MOSFET116，驱动由谐振电感器128、一次绕组132、磁化电感134和谐振电容器136形成的LLC谐振储能回路。控制器通过在门极端114施加正电压来接通MOSFET112，并通过向门极端114施加接地电压电势来断开MOSFET112。控制器通过在门极端118施加正电压来接通MOSFET116，并通过向门极端118施加接地电压电势来断开MOSFET116。MOSFET112和MOSFET116为n沟道MOSFET，表示负载流子(即电子)是流过MOSFET的电流的多数载流子。在其他实施例中，使用p沟道MOSFET，其具有正电子空穴作为多数载流子。当门极端电压电势足够大时，n沟道MOSFET在n沟道MOSFET的漏极端和源极端之间提供低电阻。MOSFET的门极处于接地电势或至少低于阈值时，MOSFET的漏极与源极间具有较大电阻。在理想情况下，当n沟道MOSFET的门极具有正电压电势时其电阻为零，并且当其门极处于接地电势时，其电阻为无穷大。MOSFET112和MOSFET116作为开关工作，由来自耦接到MOSFET相应门极的控制器的控制信号打开和闭合。开关，例如MOSFET112和MOSFET116，被闭合也被称为开关被“接通”，因为电流能够在开关两端之间流动。打开的开关被称为被“断开”，因为电流不在开关两端之间显著地流动。虽然LLC谐振模转换器100的开关示出为MOSFET，但在其他实施例中也使用其他类型的电控开关，例如，双极性结型晶体管(BJT)。MOSFET包括为导通端的源极端和漏极端，以及作为控制端的门极端。BJT包括为导通端的发射极端和集电极端，以及作为控制端的基极端。当接通MOSFET112并断开MOSFET116时，HB节点122通过MOSFET112耦接到电路节点110上的正电压。当接通MOSFET116并断开MOSFET112时，HB节点122通过MOSFET116耦接到接地节点108。MOSFET112和MOSFET116的切换使得HB节点122处的电压电势在电压源106的电压电势与接地电势之间交替变换。HB节点122处的脉动电压电势使得谐振电感器128、一次绕组132、磁化电感134和谐振电容器136产生谐振。磁化电感134不是实际的物理电感器，而是在分析中用于表示流过变压器130的用于磁化磁芯137的部分电流。通过磁耦合，能量从一次绕组132传送到二次绕组138。由于磁心不具有完全有效的磁响应，因此磁芯137中会损耗一定比例的输入到变压器130的功率，其经分析为流过磁化电感134的电流。当HB节点122在接地电压和电压源106的电压电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源转换电路，其特征在于包括：分体谐振电容；功率计算器，所述功率计算器包括耦接到所述分体谐振电容的输入；比较器，所述比较器包括耦接到所述功率计算器的输出的所述比较器的第一输入，以及耦接到参考电压电势的所述比较器的第二输入；以及反馈箝位，所述反馈箝位包括耦接到所述比较器的输出的所述反馈箝位的输入。

【技术特征摘要】
2015.09.16 US 62/219,531;2016.02.12 US 15/042,3571.一种电源转换电路，其特征在于包括：分体谐振电容；功率计算器，所述功率计算器包括耦接到所述分体谐振电容的输入；比较器，所述比较器包括耦接到所述功率计算器的输出的所述比较器的第一输入，以及耦接到参考电压电势的所述比较器的第二输入；以及反馈箝位，所述反馈箝位包括耦接到所述比较器的输出的所述反馈箝位的输入。2.根据权利要求1所述的电源转换电路，其特征在于还包括模数转换器，所述模数转换器耦接在所述分体谐振电容和所述功率计算器之间。3.根据权利要求2所述的电源转换电路，其特征在于还包括：MOSFET，所述MOSFET包括耦接到所述分体谐振电容的导通端；和触发块，所述触发块包括耦接到所述MOSFET的控制端的输入和耦接到所述模数转换器的所述触发...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·卓达，R·司杜勒，
申请(专利权)人：半导体元件工业有限责任公司，
类型：新型
国别省市：美国,US