本公開內(nèi)容總體上涉及功率電子裝置。更具體地，本公開內(nèi)容涉及dc-dc功率轉(zhuǎn)換器。

背景技術(shù)：

1、許多電子產(chǎn)品特別是移動計算和/或通信產(chǎn)品和部件(例如，筆記本電腦、超極本電腦、平板裝置、lcd和led顯示器)需要多個電壓電平。例如，射頻發(fā)射器功率放大器可能需要相對高的電壓(例如，12v或更高)，而邏輯電路系統(tǒng)可能需要低電壓電平(例如，1v至2v)。一些其他電路系統(tǒng)可能需要中間電壓電平(例如，5v至10v)。功率轉(zhuǎn)換器通常用于從公共電源(諸如電池)生成較低或較高的電壓，以滿足電子產(chǎn)品中不同部件的功率要求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本公開內(nèi)容的實施方式提供一種功率轉(zhuǎn)換器。功率轉(zhuǎn)換器包括第一端子和第二端子、電荷泵功率轉(zhuǎn)換電路和保護(hù)電路。第一端子用于接收輸入電壓。第二端子用于輸出輸出電壓。電荷泵功率轉(zhuǎn)換電路電耦接在第一端子與第二端子之間，并且用于將輸入電壓轉(zhuǎn)換為輸出電壓。保護(hù)電路電耦接至電荷泵功率轉(zhuǎn)換電路。保護(hù)電路包括第一開關(guān)裝置，以響應(yīng)于控制信號阻斷從第一端子到第二端子以及從第二端子到第一端子的功率流。

2、本公開內(nèi)容的實施方式提供了一種功率轉(zhuǎn)換器。功率轉(zhuǎn)換器包括控制器和開關(guān)電容器網(wǎng)絡(luò)?？刂破饔糜谥辽俨糠值鼗谝粋€或更多個定時信號來實現(xiàn)死區(qū)時間間隔，并且響應(yīng)于檢測到故障而輸出控制信號，以阻斷功率轉(zhuǎn)換器的第一端子與功率轉(zhuǎn)換器的第二端子之間任一方向上的功率流。開關(guān)電容器網(wǎng)絡(luò)電耦接至控制器并且用于將第一端子處的第一電壓轉(zhuǎn)換為第二端子處的第二電壓。開關(guān)電容器網(wǎng)絡(luò)包括用于在第一配置與第二配置之間切換的多個開關(guān)，其中，控制器控制多個開關(guān)連接多個電容器以在第一配置下形成第一電容器網(wǎng)絡(luò)，并且在第二配置下形成第二電容器網(wǎng)絡(luò)。

3、本公開內(nèi)容的實施方式提供了一種功率轉(zhuǎn)換器。功率轉(zhuǎn)換器包括功率轉(zhuǎn)換電路、兩個或更多個開關(guān)電路以及一個或更多個檢測電路。功率轉(zhuǎn)換電路包括第一端子、第二端子和第三端子，并且用于將從第一端子、第二端子和第三端子中的至少一個端子接收的第一電壓轉(zhuǎn)換為從功率轉(zhuǎn)換器的第一端子、第二端子和第三端子中的至少一個端子輸出的第二電壓。兩個或更多個開關(guān)電路電耦接至功率轉(zhuǎn)換電路，并且用于提供或者響應(yīng)于故障根據(jù)控制信號阻斷第一端子、第二端子和第三端子中的一個端子與第一端子、第二端子和第三端子中的另一個端子之間的雙向電流路徑。一個或更多個檢測電路電耦接至第一端子、第二端子和第三端子中的一個端子，并且用于檢測是否發(fā)生故障。

4、本公開內(nèi)容的實施方式提供了一種用于保護(hù)電荷泵功率轉(zhuǎn)換器的方法，所述電荷泵功率轉(zhuǎn)換器從第一端子接收第一電壓并且在第二端子上提供第二電壓。方法包括：通過電荷泵功率轉(zhuǎn)換器將第一電壓轉(zhuǎn)換為第二電壓；以及響應(yīng)于控制信號，由電耦接至電荷泵功率轉(zhuǎn)換電路的保護(hù)電路阻斷從第一端子到第二端子以及從第二端子到第一端子的功率流。

5、所公開的實施方式的附加特征和優(yōu)點將在以下描述中進(jìn)行部分闡述，并且部分將根據(jù)所述描述而變得明顯，或者可以通過實踐實施方式來了解。所公開的實施方式的特征和優(yōu)點可以通過權(quán)利要求中闡述的要素和組合來實現(xiàn)和獲得。

技術(shù)特征：

1.一種功率轉(zhuǎn)換器，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中，所述第一開關(guān)裝置包括具有以反串聯(lián)連接的方式耦接的體二極管的第一功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(mosfet)裝置和第二功率mosfet裝置。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中，所述第一功率mosfet裝置和所述第二功率mosfet裝置是具有不同額定功率的mosfet裝置。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中，所述第一功率mosfet裝置和所述第二功率mosfet裝置都是n型mosfet裝置或都是p型mosfet裝置。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中，所述第一功率mosfet裝置和所述第二功率mosfet裝置以公共源極配置或公共漏極配置背靠背連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中，所述第一開關(guān)裝置包括第一功率mosfet裝置，所述第一功率mosfet裝置具有體偏置選擇電路以偏置所述第一功率mosfet裝置的體端子。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中，所述第一功率mosfet裝置是p型mosfet裝置，并且所述體偏置選擇電路用于選擇性地將所述體端子連接至具有較高電壓的源極端子或漏極端子。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中，所述第一功率mosfet裝置是n型mosfet裝置，并且所述體偏置選擇電路用于選擇性地將所述體端子連接至具有較低電壓的源極端子或漏極端子。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中，所述第一開關(guān)裝置包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中，所述第一開關(guān)裝置包括以下中的一個或更多個：雙極結(jié)晶體管(bjt)功率裝置、高電子遷移率晶體管(hemt)裝置、gan裝置、結(jié)柵場效應(yīng)晶體管(jfet)裝置或金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(mesfet)裝置。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中，所述第一開關(guān)裝置電耦接在所述第一端子與所述電荷泵功率轉(zhuǎn)換電路之間或電耦接在所述第二端子與所述電荷泵功率轉(zhuǎn)換電路之間。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中，所述保護(hù)電路還包括：

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中，所述保護(hù)電路還包括：

14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率轉(zhuǎn)換器，還包括：

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中，所述故障信號包括以下中的兩個或更多個的組合：所述輸入欠壓信號、所述輸入過壓信號、所述輸出欠壓信號、所述輸出過壓信號、所述熱關(guān)斷信號、所述輸入或輸出過電流信號、所述超時信號、或所述電荷泵電容器欠壓或過壓信號。

16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的功率轉(zhuǎn)換器，還包括：

17.一種功率轉(zhuǎn)換器，包括：

18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的功率轉(zhuǎn)換器，還包括：

19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的功率轉(zhuǎn)換器，還包括：

20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中，所述多個開關(guān)包括：

21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中，所述多個開關(guān)包括：

22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的功率轉(zhuǎn)換器，還包括：

23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中，所述一個或更多個故障信號包括輸入欠壓信號、輸入過壓信號、輸出欠壓信號、輸出過壓信號、熱關(guān)斷信號、輸入或輸出過電流信號、超時信號、或電荷泵電容器欠壓或過壓信號。

24.一種功率轉(zhuǎn)換器，包括：

25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中，所述兩個或更多個開關(guān)電路包括具有以反串聯(lián)連接的方式耦接的體二極管的成對的功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(mosfet)裝置。

26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中，所述兩個或更多個開關(guān)電路包括第一功率mosfet裝置，所述第一功率mosfet裝置具有體偏置選擇電路以偏置所述第一功率mosfet裝置的體端子。

27.根據(jù)權(quán)利要求24所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中，所述兩個或更多個開關(guān)電路包括響應(yīng)于所述控制信號在導(dǎo)通狀態(tài)與關(guān)斷狀態(tài)之間切換的微機電系統(tǒng)(mems)開關(guān)。

28.根據(jù)權(quán)利要求24所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中，所述兩個或更多個開關(guān)電路包括以下中的一個或更多個：雙極結(jié)晶體管(bjt)功率裝置、高電子遷移率晶體管(hemt)裝置、gan裝置、結(jié)柵場效應(yīng)晶體管(jfet)裝置或金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(mesfet)裝置。

29.根據(jù)權(quán)利要求24所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中，所述兩個或更多個開關(guān)電路包括：

30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中，所述兩個或更多個開關(guān)電路包括：

31.根據(jù)權(quán)利要求24所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中，所述功率轉(zhuǎn)換電路和所述兩個或更多個開關(guān)電路中的一個開關(guān)電路共享至少一個功率開關(guān)。

32.根據(jù)權(quán)利要求24所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中，所述功率轉(zhuǎn)換電路包括開關(guān)電容器網(wǎng)絡(luò)，所述開關(guān)電容器網(wǎng)絡(luò)包括：

33.一種用于保護(hù)電荷泵功率轉(zhuǎn)換電路的方法，所述電荷泵功率轉(zhuǎn)換電路從第一端子接收第一電壓并且在第二端子上提供第二電壓，所述方法包括：

34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，還包括：

35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中，所述故障信號包括以下中的兩個或更多個的組合：所述輸入欠壓信號、所述輸入過壓信號、所述輸出欠壓信號、所述輸出過壓信號、所述熱關(guān)斷信號、所述輸入或輸出過電流信號、所述超時信號、或所述電荷泵電容器欠壓或過壓信號。

36.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，還包括：

技術(shù)總結(jié)
所公開的實施方式可以包括具有第一端子和第二端子、電荷泵功率轉(zhuǎn)換電路和保護(hù)電路的功率轉(zhuǎn)換器。第一端子可以用于接收輸入電壓。第二端子可以用于輸出輸出電壓。電荷泵功率轉(zhuǎn)換電路可以電耦接在第一端子和第二端子之間，并且用于將輸入電壓轉(zhuǎn)換為輸出電壓。保護(hù)電路可以電耦接至電荷泵功率轉(zhuǎn)換電路。保護(hù)電路可以包括第一開關(guān)裝置，以響應(yīng)于控制信號阻斷從第一端子到第二端子以及從第二端子到第一端子的功率流。

技術(shù)研發(fā)人員：大衛(wèi)·朱利亞諾,格雷戈里·什琴斯欽斯基,艾晨·洛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：派賽公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21