高效混合调节器的制作方法

本实施例涉及一种电力转换装置。

背景技术：

1、通常降压转换器或升压转换器通过电感器传递电能。

2、这种方式的优点在于，该降压转换器或升压转换器控制好通入电感器的电流时，可以平稳地控制输出功率，但，这种方式也存在电感器相对高的直流电阻导致电损耗的弊端。直流电阻导致的电损耗与输出功率的平方成比例地增大，因此，会存在以下弊端，即，通过电感器传递电力的电量越大，效率则下降。

3、为了改善这种问题，推出了通过具有低直流电阻的电容器传递电能的开关电容式转换器。

4、开关电容式转换器的优点是高效，但，其也具有以下弊端：为了平稳地控制输出电能，需要另外增加低效的线性调节器，或者需要通过另外的全球环路控制输入功率，如，可编程电源(programmable power supply，pps)适配器。

技术实现思路

1、所要解决的课题

2、鉴于这种背景，本实施例的一方面目的在于，提供一种高效电力转换装置。本发明的另一方面目的在于，提供一种不附加复杂结构而平稳控制电力转换装置的技术。本发明的又另一方面目的在于，提供一种噪音相对少的电力转换装置。

3、课题解决方案

4、为了达到本发明的上述目的，一实施例提供一种调节器，该调节器包括：开关网络，其包括相互串联的第一开关块、第二开关块、第三开关块及第四开关块，通过连接所述第一开关块和所述第二开关块的第一节点以及连接所述第三开关块和所述第四开关块的第二节点连接飞跨电容器，通过连接所述第二开关块和所述第三开关块的第三节点连接电感器；以及控制电路，其可以按照接通所述第一开关块和所述第二开关块的第一状态、接通所述第三开关块和所述第四开关块的第二状态、接通所述第一开关块和所述第三开关块的第三状态、接通所述第二开关块和所述第四开关块的第四状态控制所述开关网络，并且，通过控制所述开关网络，使电感器电流形成共振波形的所述第三状态及所述第四状态实现交替，当所述电感器电流的大小超出请求范围时，控制所述开关网络，以使所述第三状态与所述第四状态之间形成所述第一状态或所述第二状态。

5、当所述电感器电流达到零级时，所述控制电路可以终止所述第三状态或所述第四状态。

6、所述第一开关块的一侧通入高电压，当所述电感器电流的大小小于所述请求范围时，所述控制电路控制所述开关网络，以使所述第三状态与所述第四状态之间形成所述第一状态。

7、输入电压小于输出电压的r(r为2以上正数)倍减去δ电压的电压时，所述控制电路可以控制所述开关网络，以使所述第三状态与所述第四状态之间形成所述第一状态。

8、所述第四开关块的一侧通入低电压，当所述电感器电流的大小大于所述请求范围时，所述控制电路可以控制所述开关网络，以使所述第三状态与所述第四状态之间形成所述第二状态。

9、所述控制电路在所述第三节点的电压低于第一下限值时，可以控制所述开关网络，以使所述第三状态与所述第四状态之间形成所述第二状态，或者，在所述飞跨电容器的电压小于上限值且大于第二下限值时，可以控制所述开关网络，以使所述第三状态与所述第四状态之间形成所述第二状态。

10、所述电感器电流达到零级之前，所述控制电路终止所述第三状态或所述第四状态，并在所述第二状态，所述电感器电流达到零级时，可以终止所述第二状态。

11、所述控制电路可以按照接通所述第一开关块和所述第四开关块的第五状态控制所述开关网络，当所述飞跨电容器的电压低于预设的电压范围时，按照所述第五状态控制所述开关网络。

12、所述控制电路可以在所述第五状态，将所述第一开关块或所述第四开关块包括的电力半导体启动为线性模式，限制通入所述飞跨电容器的电流的大小。

13、所述控制电路可以按照接通所述第二开关块和所述第三开关块的第六状态控制所述开关网络，当所述飞跨电容器的电压高于预设的电压范围时，可以按照所述第六状态控制所述开关网络。

14、当控制值与参考值的差为基准值以上时，所述控制电路按照所述第三状态或所述第四状态控制所述开关网络，当所述控制值与所述参考值的差小于所述基准值时，控制所述开关网络，形成所述第一开关块乃至所述第四开关块被关断的状态。

15、基本上，所述控制电路按照所述第三状态或所述第四状态控制所述开关网络，当仅以第三状态和第四状态不能传递足够的电力时，可以按照第一状态进行控制，当所述电感器电流的大小大于所述请求范围时，可以按照第二状态进行控制。

16、所述第一开关块的一侧通入高电压，所述第一开关块包括的电力半导体可以是具有双向体二极管(bi-directional body diode)特性的有源元件。

17、另一实施例提供一种调节器，其包括：开关网络，其包括多个开关元件，所述开关元件的连接节点中至少两个连接节点连接有飞跨电容器，所述连接节点中至少一个连接节点连接有电感器，一侧通入高电压，另一侧通入低电压；以及控制电路，其可以按照所述电感器的一侧连接有所述高电压的第一状态、所述电感器的一侧连接有所述低电压的第二状态、串联所述高电压和所述飞跨电容器及所述电感器且电感器电流形成共振波形的第三状态、串联所述低电压和所述飞跨电容器及所述电感器且所述电感器电流形成共振波形的第四状态控制所述开关网络，并且，通过控制所述开关网络，使所述第三状态和所述第四状态实现交替，当所述电感器电流的大小超出请求范围时，控制所述开关网络，以使所述第三状态与所述第四状态之间形成所述第一状态或所述第二状态。

18、当所述电感器电流达到零级时，所述控制电路可以终止所述第三状态或所述第四状态。

19、当控制值与参考值的差为基准值以上时，所述控制电路将脉冲使能信号输出为高阶，所述脉冲使能信号保持高阶的状态下，所述电感器电流达到零级的次数出现n(n为2以上的自然数)次以上时，可以控制所述开关网络，以使所述第三状态与所述第四状态之间形成所述第一状态。

20、所述第一状态正在运行时，所述控制电路生成通电标志，发送至控制所述供电器的装置，以使通入所述高电压的供电器增加输出功率。

21、所述第一状态不运行时，所述控制电路不生成所述通电标志，计算效率值，当所述效率值小于目标值时，生成断电标志，使所述供电器减少输出功率。

22、当所述电感器电流的大小小于所述请求范围时，所述控制电路可以控制所述开关网络，以使所述第三状态与所述第四状态之间形成所述第一状态。

23、当所述电感器电流的大小大于所述请求范围时，所述控制电路可以控制所述开关网络，以使所述第三状态与所述第四状态之间形成所述第二状态。

24、所述控制电路中，所述电感器的一侧浮动，可以按照串联所述高电压、所述飞跨电容器及所述低电压的第五状态控制所述开关网络，当所述飞跨电容器的电压低于预先设定的电压范围时，可以按照所述第五状态控制所述开关网络。

25、初始启动时，所述控制电路可以按照所述第五状态控制所述开关网络，将所述第五状态中接通的电力半导体启动为线性模式，限制通入所述飞跨电容器的电流的大小。

26、又另一实施例提供一种多个调节器块共享输出且相互并联配置的调节器，其包括：开关网络，其包括多个开关元件，所述开关元件的连接节点中至少两个连接节点连接有飞跨电容器，所述连接节点中至少一个连接节点连接有电感器，一侧通入高电压，另一侧通入低电压；以及控制电路，其可以按照所述电感器的一侧连接有所述高电压的第一状态、所述电感器的一侧连接有所述低电压的第二状态、串联所述高电压和所述飞跨电容器及所述电感器且电感器电流形成共振波形的第三状态、串联所述低电压和所述飞跨电容器及所述电感器且所述电感器电流形成共振波形的第四状态控制所述开关网络，并且，通过控制所述开关网络，使所述第三状态和所述第四状态实现交替，当所述电感器电流的大小超出请求范围时，控制所述开关网络，以使所述第三状态与所述第四状态之间形成所述第一状态或所述第二状态。

27、所述调节器可以进一步包括多路复用电路，其可以使所述调节器块的输入实现共享。

28、所述调节器可以在所述调节器块的输入进一步配置开关电容式转换器。

29、针对所述第三状态及所述第四状态，所述调节器可以按照不同的状态控制所述调节器块中至少两个调节器块。

30、发明效果

31、如上所述，本实施例可以提高电力转换装置的效率，电力转换装置不附加复杂的结构的同时，平稳控制电力转换装置，缩小电力转换装置的尺寸。