本發(fā)明涉及電源轉(zhuǎn)換器，具體涉及一種直流轉(zhuǎn)換電路和直流轉(zhuǎn)換裝置。
背景技術(shù)：
1、近年來(lái)，隨著人工智能的快速發(fā)展，cpu和gpu需要大電流以實(shí)現(xiàn)更高的計(jì)算能力，這給電源管理集成電路帶來(lái)了重要挑戰(zhàn)。隨著功耗的增加，原有的1v電源總線被新能源總線所取代，電壓范圍從3v到5v，以減少板載的i2r的損耗。分布式電源架構(gòu)的演進(jìn)依賴于未來(lái)高性能、低功耗處理器的發(fā)展。為了支持這一進(jìn)程，對(duì)創(chuàng)新性電源轉(zhuǎn)換器的需求迫在眉睫。這些轉(zhuǎn)換器必須在確保可靠性的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)高效率和高功率密度，并能使用多種工作條件。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種高效率和高功率密度的直流轉(zhuǎn)換電路及其對(duì)應(yīng)的直流轉(zhuǎn)換裝置。
2、根據(jù)第一方面，一種實(shí)施例中提供一種直流轉(zhuǎn)換電路，包括：
3、電力傳輸電路，所述電力傳輸電路包括第一狀態(tài)下的第一支路和第二支路，以及第二狀態(tài)下的第三支路和第四支路；所述第一支路和第三支路包括電感l(wèi)1和電容cf1，所述第二支路和第四支路包括電感l(wèi)2和電容cf2；
4、跨接電路，所述跨接電路被配置為以交替導(dǎo)通模式驅(qū)動(dòng)所述電力傳輸電路在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)下進(jìn)行切換，以使所述電力傳輸電路在第一狀態(tài)下，第一支路充電，第二支路放電；或者，所述電力傳輸電路在第二狀態(tài)下，第三支路充電，第四支路放電。
5、一種實(shí)施例中，所述跨接電路包括開(kāi)關(guān)s1、開(kāi)關(guān)s2、開(kāi)關(guān)s3、開(kāi)關(guān)s4、開(kāi)關(guān)s5、開(kāi)關(guān)s6和開(kāi)關(guān)s7；
6、所述電感l(wèi)1的第一端連接輸入電壓，所述電感l(wèi)1的第二端連接電容cf1的第一端，所述電容cf1的第二端連接開(kāi)關(guān)s6的第一端，所述開(kāi)關(guān)s6的第二端用于連接所述多通道混合型電力轉(zhuǎn)換裝置的負(fù)載；
7、所述開(kāi)關(guān)s5的第一端接地，所述開(kāi)關(guān)s5的第二端連接所述電容cf2的第一端，所述電容cf2的第二端連接開(kāi)關(guān)s2的第一端，所述開(kāi)關(guān)s2的第二端連接電感l(wèi)2的第一端，所述電感l(wèi)2的第二端連接所述多通道混合型電力轉(zhuǎn)換裝置的負(fù)載；
8、所述電感l(wèi)1的第二端還連接開(kāi)關(guān)s1的第一端，所述開(kāi)關(guān)s1的第二端連接電容cf2的第二端；
9、所述開(kāi)關(guān)s3的第一端接地，所述開(kāi)關(guān)s3的第二端連接電感l(wèi)2的第一端；
10、所述開(kāi)關(guān)s4的第一端連接開(kāi)關(guān)s5的第二端，所述開(kāi)關(guān)s4的第二端連接電感l(wèi)2的第二端。
11、一種實(shí)施例中，所述跨接電路在電力傳輸電路的第一狀態(tài)下，導(dǎo)通開(kāi)關(guān)s2、開(kāi)關(guān)s5和開(kāi)關(guān)s6，關(guān)斷開(kāi)關(guān)s1、開(kāi)關(guān)s3、開(kāi)關(guān)s4和開(kāi)關(guān)s7，以使電感l(wèi)1、電容cf1和開(kāi)關(guān)s6構(gòu)成第一支路，開(kāi)關(guān)s5、電容cf2、開(kāi)關(guān)s2和電感l(wèi)2構(gòu)成第二支路。
12、一種實(shí)施例中，所述電力傳輸電路在第二狀態(tài)下還包括第五支路；
13、所述跨接電路在電力傳輸電路的第二狀態(tài)下，導(dǎo)通開(kāi)關(guān)s1、開(kāi)關(guān)s3、開(kāi)關(guān)s4和開(kāi)關(guān)s7，關(guān)斷開(kāi)關(guān)s2、開(kāi)關(guān)s5和開(kāi)關(guān)s6，以使電感l(wèi)1、開(kāi)關(guān)s1、電容cf2、和開(kāi)關(guān)s4構(gòu)成第三支路，開(kāi)關(guān)s3和電感l(wèi)2構(gòu)成第四支路，開(kāi)關(guān)s7、電容cf1、電容cf2和開(kāi)關(guān)s4構(gòu)成第五支路。
14、一種實(shí)施例中，所述直流轉(zhuǎn)換電路還包括電容cl和電阻rl，電容cl的第一端連接電感l(wèi)2的第二端，電容cl的第二端接地；電阻rl的第二端連接電感l(wèi)2的第二端，電感l(wèi)2第二端接地。
15、根據(jù)第二方面，一種實(shí)施例中提供一種直流轉(zhuǎn)換裝置，包括：
16、直流轉(zhuǎn)換電路，所述直流轉(zhuǎn)換電路采用上述任意一種實(shí)施例中所述的直流轉(zhuǎn)換電路；
17、控制模塊，包括時(shí)鐘模塊和邏輯控制模塊，所述時(shí)鐘模塊用于產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述邏輯控制模塊根據(jù)所述時(shí)鐘信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述直流轉(zhuǎn)換電路。
18、一種實(shí)施例中，所述時(shí)鐘模塊包括時(shí)鐘發(fā)生器、pid控制器、斜坡發(fā)生器和占空比限制模塊；
19、所述pid控制器的同相輸入端獲取參考電壓，所述pid控制器的反相輸入端獲取輸出電壓，所述pid控制器的輸出端連接所述占空比限制模塊；
20、所述時(shí)鐘發(fā)生器連接所述斜坡發(fā)生器，用于向所述斜坡發(fā)生器輸出第一時(shí)鐘信號(hào)，所述斜坡發(fā)生器將所述第一時(shí)鐘信號(hào)轉(zhuǎn)換為斜坡信號(hào)，并發(fā)送給所述占空比限制模塊；
21、所述時(shí)鐘發(fā)生器還連接占空比限制模塊，用于向所述占空比限制模塊輸出第二時(shí)鐘信號(hào)。
22、一種實(shí)施例中，所述占空比限制模塊包括d觸發(fā)器、第一比較器、第二比較器、或門(mén)和與門(mén)；
23、所述d觸發(fā)器的輸入端獲取第二時(shí)鐘信號(hào)，d觸發(fā)器的輸出端連接或門(mén)的第一輸入端；
24、所述第一比較器的反相輸入端連接pid控制器的輸出端，第一比較器的同相輸入端獲取斜坡信號(hào)，第一比較器的輸出端連接或門(mén)的第二輸入端，或門(mén)的輸出端連接與門(mén)的第一輸入端；
25、所述第二比較器的反相輸入端獲取設(shè)定占空比的直流電平，第二比較器的同相輸入端獲取斜坡信號(hào)，第二比較器的輸出端連接與門(mén)的第二輸入端。
26、一種實(shí)施例中，所述直流轉(zhuǎn)換電路還包括電容cl和電阻rl，電容cl的第一端連接電感l(wèi)2的第二端，電容cl的第二端接地；電阻rl的第二端連接電感l(wèi)2的第二端，電感l(wèi)2第二端接地。
27、一種實(shí)施例中，所述直流轉(zhuǎn)換裝置還包括信號(hào)生成器，所述與門(mén)的輸出端連接信號(hào)生成器，所述信號(hào)生成器用于生成所述直流轉(zhuǎn)換電路中跨接電路的導(dǎo)通信號(hào)，所述邏輯控制模塊根據(jù)導(dǎo)通信號(hào)控制所述直流轉(zhuǎn)換電路在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)進(jìn)行切換。
28、一種實(shí)施例中，所述設(shè)定占空比為0.7。
29、根據(jù)上述實(shí)施例的直流轉(zhuǎn)換電路和直流轉(zhuǎn)換裝置，直流轉(zhuǎn)換電路包括電力傳輸電路和跨接電路。電力傳輸電路包括第一狀態(tài)下的第一支路和第二支路，以及第二狀態(tài)下的第三支路和第四支路。第一支路和第三支路包括電感l(wèi)1和電容cf1，第二支路和第四支路包括電感l(wèi)2和電容cf2?？缃与娐繁慌渲脼橐越惶鎸?dǎo)通模式驅(qū)動(dòng)電力傳輸電路在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)下進(jìn)行切換。本申請(qǐng)利用電容cf1和電容cf2以及交替工作的兩個(gè)電感避免電路中可能出現(xiàn)的負(fù)電壓，在該直流轉(zhuǎn)換電路中減少了電感電流紋波的同時(shí)還減輕開(kāi)關(guān)的電壓應(yīng)力。
1.一種直流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的直流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述跨接電路包括開(kāi)關(guān)s1、開(kāi)關(guān)s2、開(kāi)關(guān)s3、開(kāi)關(guān)s4、開(kāi)關(guān)s5、開(kāi)關(guān)s6和開(kāi)關(guān)s7；
3.如權(quán)利要求2所述的直流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述跨接電路在電力傳輸電路的第一狀態(tài)下，導(dǎo)通開(kāi)關(guān)s2、開(kāi)關(guān)s5和開(kāi)關(guān)s6，關(guān)斷開(kāi)關(guān)s1、開(kāi)關(guān)s3、開(kāi)關(guān)s4和開(kāi)關(guān)s7，以使電感l(wèi)1、電容cf1和開(kāi)關(guān)s6構(gòu)成第一支路，開(kāi)關(guān)s5、電容cf2、開(kāi)關(guān)s2和電感l(wèi)2構(gòu)成第二支路。
4.如權(quán)利要求3所述的直流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述電力傳輸電路在第二狀態(tài)下還包括第五支路；
5.如權(quán)利要求4所述的直流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述直流轉(zhuǎn)換電路還包括電容cl和電阻rl，電容cl的第一端連接電感l(wèi)2的第二端，電容cl的第二端接地；電阻rl的第二端連接電感l(wèi)2的第二端，電感l(wèi)2第二端接地。
6.一種直流轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，包括：
7.如權(quán)利要求6所述的直流轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述時(shí)鐘模塊包括時(shí)鐘發(fā)生器、pid控制器、斜坡發(fā)生器和占空比限制模塊；
8.如權(quán)利要求7所述的直流轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述占空比限制模塊包括d觸發(fā)器、第一比較器、第二比較器、或門(mén)和與門(mén)；
9.如權(quán)利要求8所述的直流轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述直流轉(zhuǎn)換裝置還包括信號(hào)生成器，所述與門(mén)的輸出端連接信號(hào)生成器，所述信號(hào)生成器用于生成所述直流轉(zhuǎn)換電路中跨接電路的導(dǎo)通信號(hào)，所述邏輯控制模塊根據(jù)導(dǎo)通信號(hào)控制所述直流轉(zhuǎn)換電路在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)進(jìn)行切換。
10.如權(quán)利要求8所述的直流轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述設(shè)定占空比為0.7。