專利名稱：高效電力調(diào)節(jié)器和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有關(guān)非隔離dc-dc電力調(diào)節(jié)器的裝置和方法，更具體而言，涉及有關(guān)包括保護或控制裝置的非隔離dc-dc調(diào)節(jié)器的裝置和方法。
背景技術(shù)：
為了提供所有類型的電信載荷，電信網(wǎng)絡(luò)電力系統(tǒng)通常包括以下轉(zhuǎn)換:ac-dc級轉(zhuǎn)換(ac-dc stage converting),即，將電力從ac公用線路轉(zhuǎn)換到48V的dc配電總線；以及dc-dc級轉(zhuǎn)換(dc-dc stage converting),即，將48V的dc配電總線轉(zhuǎn)換到多個電壓電平。或者，可以通過隔離dc-dc轉(zhuǎn)換器將48V的dc配電總線轉(zhuǎn)換到低電壓總線。此外，輸入端耦合到低電壓總線的多個下游非隔離dc-dc轉(zhuǎn)換器可以根據(jù)電信網(wǎng)絡(luò)電力系統(tǒng)的需要而產(chǎn)生多種電壓電平。通常，dc配電總線可以具有相對較寬的電壓范圍。例如，dc配電總線在正常操作模式下可以具有36V到75V的范圍。在瞬變過程中，dc配電總線的瞬變電壓通常高達100V。為了優(yōu)化配電系統(tǒng)，可以使用一個或多個非隔離電力轉(zhuǎn)換器來減少配電總線電壓的范圍變化。非隔離dc-dc轉(zhuǎn)換器可以通過使用不同的電力拓撲來實施，例如，降壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器、升壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器、降壓-升壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器、線性調(diào)節(jié)器等等。為了獲得可靠的電信電力系統(tǒng)，可以將多種保護裝置串聯(lián)連接到非隔離dc-dc轉(zhuǎn)換器，以構(gòu)成非隔離dc-dc調(diào)節(jié)器。例如，η型金屬氧化物半導(dǎo)體(NMOS)晶體管等浪涌電流限制裝置可以安置在輸入電壓總線與降壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器之間。當降壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器接入輸入電壓總線時，浪涌電流限制裝置通過緩慢開通NMOS晶體管來幫助減少流入dc-dc轉(zhuǎn)換器的電流。同樣地，反極性保護裝置可以串聯(lián)連接到dc-dc轉(zhuǎn)換器。當極性發(fā)生反轉(zhuǎn)時，反極性保護裝置有助于阻止電流流入dc-dc轉(zhuǎn)換器。按照慣例，這些保護開關(guān)安置在dc-dc轉(zhuǎn)換器的主電力路徑上。因此，保護開關(guān)可能承受dc-dc轉(zhuǎn)換器的滿電壓和滿電流應(yīng)力。這種滿電壓和滿電流應(yīng)力可能會在dc-dc轉(zhuǎn)換器中造成額外的電力損耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的優(yōu)選實施例提供了用于獲得高效非隔離dc-dc開關(guān)調(diào)節(jié)器的系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)和方法，這些優(yōu)選實施例一般能解決或避開這些和其他問題，并且一般能獲得技術(shù)優(yōu)點。根據(jù)一個實施例，一種系統(tǒng)包括三端子轉(zhuǎn)換器和保護裝置。所述三端子轉(zhuǎn)換器包括:第一端子，其耦合到輸入電壓總線；第二端子，其耦合到輸出電壓總線；以及第三端子，其耦合到保護裝置的第一端子。所述保護裝置包括浪涌電流限制元件和反極性保護元件。根據(jù)另一個實施例,一種調(diào)節(jié)器包括第一開關(guān)兀件；輸入電容器，其稱合在輸入電壓總線的正極端子與回路點(return point)之間；輸出電容器，其耦合在輸出電壓總線的正極端子與所述回路點之間；以及保護裝置，其耦合在所述回路點與所述輸入電壓總線和所述輸出電壓總線的公共回路點之間。根據(jù)又一個實施例，一種方法包括將三端子轉(zhuǎn)換器的第一端子連接到輸入電壓總線的正極端子；將所述三端子轉(zhuǎn)換器的第二端子連接到輸出電壓總線的正極端子；將所述三端子轉(zhuǎn)換器的第三端子連接到保護裝置的第一端子；以及將所述保護裝置的第二端子連接到所述輸入電壓總線和所述輸出電壓總線的公共回路。本發(fā)明的一個實施例的優(yōu)點在于，能夠減小dc-dc調(diào)節(jié)器的大小和電力損耗，從而改進電力系統(tǒng)的效率、可靠性以及成本。前述內(nèi)容已相當廣泛地概述了本發(fā)明的特征和技術(shù)優(yōu)點，以便更好地理解下文中的本發(fā)明的具體實施方式
。下文中將描述本發(fā)明的額外特征和優(yōu)點，其形成本發(fā)明的權(quán)利要求書的主題。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，所揭示的概念和具體實施例可容易地用作修改或設(shè)計其他結(jié)構(gòu)或過程的基礎(chǔ)，以實現(xiàn)與本發(fā)明目的相同的目的。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還應(yīng)意識到，此類等效構(gòu)造不脫離所附權(quán)利要求書中所闡述的本發(fā)明的精神和范圍。


為了更完整地理解本發(fā)明及其優(yōu)點，現(xiàn)在參考以下結(jié)合附圖進行的描述，其中圖1圖示了根據(jù)一個實施例的高效電力調(diào)節(jié)器的框圖；圖2圖示了圖1中所示的保護裝置102的五個實施例；圖3圖示了圖1中所示的三端子轉(zhuǎn)換器100的三個實施例；圖4圖示了根據(jù)一個實施例的三端子降壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器以及保護裝置的示意圖；圖5圖示了根據(jù)另一個實施例的三端子升壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器以及保護裝置的示意圖；圖6圖示了根據(jù)又一個實施例的三端子升壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器以及保護裝置的示意圖；圖7圖示了根據(jù)又一個實施例的三端子降壓-升壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器以及保護裝置的示意圖；并且圖8圖示了根據(jù)又一個實施例的三端子降壓-升壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器以及保護裝置的示意圖。除非另有指示，否則不同圖中的對應(yīng)標號和符號通常指代對應(yīng)部分。繪制各圖是為了清楚地說明各個實施例的相關(guān)方面，因此未必是按比例繪制的。
具體實施例方式下文將詳細論述當前優(yōu)選實施例的制作和使用。然而，應(yīng)了解，本發(fā)明提供可在廣泛多種具體上下文中體現(xiàn)的許多適用發(fā)明性概念。所論述的具體實施例僅僅說明用以制作和使用本發(fā)明的具體方式，而不限制本發(fā)明的范圍。
本發(fā)明的以下描述是針對具體上下文中的優(yōu)選實施例，所述具體上下文也就是高效降壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器。然而，本發(fā)明還可以適用于多種dc-dc轉(zhuǎn)換器，包括降壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器、升壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器、降壓-升壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器、反激式轉(zhuǎn)換器、正向轉(zhuǎn)換器、半橋式和全橋式轉(zhuǎn)換器等等。首先參看圖1，圖1圖示了根據(jù)一個實施例的高效電力調(diào)節(jié)器的框圖。所述高效電力調(diào)節(jié)器包括三端子轉(zhuǎn)換器100和保護裝置102。三端子轉(zhuǎn)換器100可以是非隔離調(diào)節(jié)器的一部分，所述非隔離調(diào)節(jié)器包括降壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器、升壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器、降壓-升壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器等等。保護裝置102可以包括多種電源保護功能，例如，浪涌電流限制、反極性保護等等。三端子轉(zhuǎn)換器100具有:第一端子，其耦合到輸入電壓總線的正極端子；第二端子，其耦合到輸出電壓總線的正極端子；以及第三端子，其耦合到中間點Vm，即，保護裝置102的一個端子。如圖1中所示，保護裝置102的其他端子耦合到輸入電壓總線的負極端子以及輸出電壓總線的負極端子。根據(jù)一個實施例，輸入電壓總線的負極端子以及輸出電壓總線的負極端子可以進一步耦合到大地。使得保護裝置102耦合在中間點Vm與大地之間的一個有利特征在于，可以減少保護裝置102處的電流應(yīng)力以及電力損耗，從而能夠提高圖1中所示電力轉(zhuǎn)換器的效率。圖2圖示了圖1中所示的保護裝置102的五個實施例。第一保護裝置202包括以串聯(lián)方式連接起來的第一 η型金屬氧化物半導(dǎo)體(NMOS)晶體管212和二極管214。如圖2中所示，第一 NMOS晶體管212的源極連接到二極管214的陽極。以串聯(lián)方式連接起來的NMOS晶體管212和二極管214構(gòu)成了(圖1中所示的)三端子調(diào)節(jié)器的保護裝置。更具體而言，二極管214可以提供反極性保護，并且第一 NMOS晶體管212可以用作涌浪電流限制
>j-U ρ α裝直。NMOS晶體管212用作慢啟動開關(guān)，其由控制器(未圖示)來控制。當輸入電壓突然施加到電力調(diào)節(jié)器上時 ，連接在輸入電壓與電力轉(zhuǎn)換器之間的NMOS晶體管212可以緩慢地開通。這樣一來，流過NMOS晶體管212的電流緩慢升高，這使得電力轉(zhuǎn)換器的輸入電壓緩慢增大至它的正常電壓。應(yīng)注意，盡管圖2所示的保護裝置202采用NMOS晶體管212作為電流限制元件，但是所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員會想出許多變化、替代和修改方案。例如，保護裝置202可以采用其他和替代性實施例中的電流限制元件，例如，負溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻、固定電阻器等等。保護裝置202進一步包括反極性保護元件。所屬領(lǐng)域中已知，二極管允許電流在正向上通過，但是能阻止電流在反向上流動。因此，當電力轉(zhuǎn)換器接入具有反極性的輸入電壓總線時，包括二極管214的保護裝置202可以阻止電流流入電力轉(zhuǎn)換器，從而防止施加給電力轉(zhuǎn)換器輸入端的反向電壓損壞電力轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部電路?；蛘撸梢杂帽Ｗo裝置204中所示的第二 NMOS晶體管216來取代保護裝置202的二極管214。通過關(guān)斷第二 NMOS晶體管216，第二 NMOS晶體管216可以用作串聯(lián)二極管。另一方面，當串聯(lián)二極管在正向傳導(dǎo)模式下操作時，已開通的NMOS晶體管216可以減少整個保護裝置204的電壓下降。用NMOS晶體管來取代串聯(lián)二極管的有利特征在于，整個NMOS晶體管開通時的電壓下降遠小于串聯(lián)二極管開通時的電壓下降。這樣一來，電力保護裝置的效率可以得到進一步提高。應(yīng)注意，盡管圖2所示為使用NMOS晶體管216來取代串聯(lián)二極管214，但是所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員會認識到，圖2中所示的NMOS晶體管216只是一個實施例，并且其他裝置也可以采用。例如，可以用P型金屬氧化物半導(dǎo)體(PMOS)晶體管來取代串聯(lián)二極管214。圖2中所示的保護裝置206是保護裝置204的替代性實施例。通過交換保護裝置204的第一 NMOS晶體管212與第二 NMOS晶體管216，可以構(gòu)成保護裝置206。應(yīng)注意，可能有多種實施例能夠?qū)崿F(xiàn)保護裝置206所提供的功能。例如，第一 NMOS晶體管212和第二NMOS晶體管216均可以由PMOS晶體管來取代。另外，第一 NMOS晶體管212或第二 NMOS晶體管216中的任一者可以被通過串聯(lián)或并聯(lián)方式連接起來的多個晶體管取代。圖2還圖示了第四保護裝置208和第五保護裝置210。如圖2中所示，第四保護裝置208包括第一 NMOS晶體管212。同樣地，第五保護裝置210包括二極管214。應(yīng)注意，根據(jù)一個實施例，保護裝置(例如，保護裝置202)可以包括以串聯(lián)方式連接起來的NMOS晶體管和二極管。然而，具有以串聯(lián)方式連接起來的兩個組件的保護裝置僅僅是一個實例，而不應(yīng)過度限制權(quán)利要求書的范圍。所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員會想出許多變化、替代和修改方案。例如，電力調(diào)節(jié)器可以采用包括二極管(例如，保護裝置210)或NMOS晶體管(例如，保護裝置208)的保護裝置。對保護裝置中的組件數(shù)目進行限制僅僅是為了清楚地說明不同實施例的發(fā)明性方面。本發(fā)明不限于保護裝置中的組件的任何特定數(shù)目。圖3圖示了圖1中所示的三端子轉(zhuǎn)換器100的三個實施例。第一三端子轉(zhuǎn)換器302是降壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器，所述降壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器包括第一 NMOS晶體管SWl、第二 NMOS晶體管SW2、輸入電容器Cl、輸出電容器C2以及輸出電感器LI。降壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器的操作原理在所屬領(lǐng)域中已為人們所熟知，因此本文本不再對其進行進一步的詳細論述。第二三端子轉(zhuǎn)換器304是升壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器，所述升壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器包括第一 NMOS晶體管SWl、第二 NMOS晶體管SW2、輸入電容器Cl、輸出電容器C2以及輸出電感器LI。升壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器304的用途為，對施加給第一 NMOS晶體管SWl的脈沖的寬度進行調(diào)制，從而提供高于輸入電壓的輸出電壓。升壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器的操作原理在所屬領(lǐng)域中已為人們所熟知，因此本文本不再對其進行進一步的詳細論述。第三三端子轉(zhuǎn)換器306是降壓-升壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器，所述降壓-升壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器包括降壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器外加升壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器。更具體而言，當降壓-升壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器306在升壓模式下操作時，第一 NMOS晶體管SWl開通并且第二匪OS晶體管SW2關(guān)斷。這樣一來，電感器L1、第三NMOS晶體管SW3以及第四NMOS晶體管SW4構(gòu)成了升壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)配置與升壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器304的系統(tǒng)配置相同。另一方面，當降壓-升壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器在降壓模式下操作時，第四NMOS晶體管SW4開通并且第三NMOS晶體管SW3關(guān)斷。這樣一來，第一 NMOS晶體管SW1、第二 NMOS晶體管SW2以及電感器LI構(gòu)成了降壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)配置與降壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器302的系統(tǒng)配置相同。圖4圖示了根據(jù)一個實施例的三端子降壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器以及保護裝置的示意圖。所屬領(lǐng)域中已知，根據(jù)降壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器的操作原理，高邊開關(guān)和低邊開關(guān)是在互補模式下操作的。高邊開關(guān)的傳導(dǎo)時間與降壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器的開關(guān)周期的比率被稱作降壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器的忙閑度。忙閑度由PWM控制器或類似裝置來設(shè)定。為了將輸出電壓維持在預(yù)定電壓處，當輸出電壓下降至低于預(yù)定電壓時，高邊開關(guān)接通并且低邊開關(guān)斷開，以使輸入端通過接通的高邊開關(guān)以及輸出電感器對輸出電容器進行充電。另一方面，當輸出電壓超過預(yù)定電壓時，PWM控制器會斷開高邊開關(guān)并接通低邊開關(guān)，從而使輸出電壓通過接通的低邊開關(guān)以及輸出電感器向大地放電。這樣一來，I禹合到降壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器的電子電路可以在載荷和溫度發(fā)生波動的情況下接收到恒定的輸出電壓。在降壓型轉(zhuǎn)換器的穩(wěn)態(tài)操作過程中，流入Vin+端子的輸入dc電流等于從Vo+端子流出的電流與第一 NMOS晶體管SWl的忙閑度的乘積。如圖4中所示，在穩(wěn)態(tài)操作過程中流過保護裝置204 (從底部流到頂部)的電流為，從Vo+端子流出的輸出電流與流入Vin+端子的輸入電流之間的差值。當輸出電壓接近降壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器302的輸入電壓時，第一NMOS晶體管SWl的忙閑度會變得相對較高。因此，從Vo+端子流出的輸出電流與流入Vin+端子的輸入電流相差不大。這樣一來，流過保護裝置204的電流就遠低于流入Vin+端子的輸入電流。因而能減少保護裝置204的電流應(yīng)力以及電力損耗。總而言之，具有圖4中所示保護裝置202的一個有利特征在于，可以通過減少保護裝置204處的電力損耗來提高電力調(diào)節(jié)器的效率。圖5圖示了根據(jù)另一個實施例的三端子升壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器以及保護裝置的示意圖。類似于圖4中的轉(zhuǎn)換器以及保護裝置，當升壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器304在高忙閑度模式下操作時，相比于保護裝置串聯(lián)連接到升壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器304的電力架構(gòu)，保護裝置202可以具有較低電流值。這樣一來，可以減少保護裝置202的電力損耗。圖6圖示了根據(jù)又一個實施例的三端子升壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器以及保護裝置的示意圖。圖6中的系統(tǒng)配置類似于圖5中的系統(tǒng)配置，不同之處在于，保護裝置202被保護裝置204取代。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員會認識到，保護裝置202還可以由圖2中所示的保護裝置206來取代。圖2中所示的各保護裝置與圖3中所示的各三端子調(diào)節(jié)器之間的任一組合均在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。圖7圖示了根據(jù)又一個實施例的三端子降壓-升壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器以及保護裝置的示意圖。當降壓-升壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器306在具有高忙閑度的降壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器模式下操作時，相比于保護裝置串聯(lián)連接到降壓-升壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器306的電力架構(gòu)，保護裝置204可以具有較低RMS電流值。同樣地，當降壓-升壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器306在具有高忙閑度的升壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器模式下操作時，相比于保護裝置串聯(lián)連接到降壓-升壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器306的電力架構(gòu)，保護裝置204可以具有較低電流值。這樣一來，降壓-升壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器306的總效率可以提高。圖8圖示了根據(jù)又一個實施例的三端子降壓-升壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器以及保護裝置的示意圖。降壓-升壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器802的系統(tǒng)配置類似于圖7中所示的降壓-升壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器306的系統(tǒng)配置，不同之處在于，降壓-升壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器802與負極電力系統(tǒng)(negative power system)相連接。更具體而言,輸入端和輸出端的公共回路的電壓高于輸入端或輸出端中的任一者。負極電力系統(tǒng)的操作原理在所屬領(lǐng)域中已為人們所熟知，因此，為了避免重復(fù)，本文本不再對其進行詳細論述。將保護裝置206連接在公共回路與中間點Vm之間的有利特征在于，當降壓-升壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器在高忙閑度模式下操作時，保護裝置的電力損耗可以減少。雖然已詳細地描述了本發(fā)明的實施例及其優(yōu)點，但是應(yīng)理解，可以在不脫離如所附權(quán)利要求書所界定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下對本發(fā)明做出各種改變、替代和更改。
此外，本申請案的范圍不希望限于本說明書中所描述的過程、機器、制造工藝、物質(zhì)成分、構(gòu)件、方法和步驟的特定實施例。所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員容易從本發(fā)明的揭示內(nèi)容中了解到，可根據(jù)本發(fā)明利用所執(zhí)行功能或所實現(xiàn)結(jié)果均與本文本所描述的對應(yīng)實施例大致相同的過程、機器、制造工藝、物質(zhì)成分、構(gòu)件、方法或步驟，包括目前存在的或以后將開發(fā)的。因此，所附權(quán)利要求書既定在其范圍內(nèi)包括此類過程、機器、制造工藝、物質(zhì)成分、構(gòu)件、方法或步驟。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，包括: 三端子轉(zhuǎn)換器，其包括: 第一端子，其耦合到輸入電壓總線； 第二端子，其耦合到輸出電壓總線；以及 第三端子，其耦合到保護裝置的第一端子；以及 所述保護裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述保護裝置包括: 浪涌電流限制元件；以及 反極性保護元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述浪涌電流限制元件串聯(lián)連接到所述反極性保護元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述浪涌電流限制元件是η型金屬氧化物半導(dǎo)體(NMOS)晶體管。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述浪涌電流限制元件是P型金屬氧化物半導(dǎo)體(PMOS)晶體管。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述反極性保護元件是NMOS晶體管。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述反極性保護元件是PMOS晶體管。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述反極性保護元件是二極管。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述三端子轉(zhuǎn)換器是降壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述三端子轉(zhuǎn)換器是升壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述三端子轉(zhuǎn)換器是降壓-升壓型dc-dc轉(zhuǎn)換器。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述三端子轉(zhuǎn)換器是經(jīng)配置以采用負極電力進行操作的dc-dc轉(zhuǎn)換器,所述系統(tǒng)包括: 所述保護裝置，其耦合在所述輸入電壓總線和所述輸出電壓總線的公共回路與中間點之間；以及 所述dc-dc轉(zhuǎn)換器，其包括: 所述第一端子，其耦合到所述輸入電壓總線的負極端子； 所述第二端子，其耦合到所述輸出電壓總線的負極端子；以及 所述第三端子，其耦合到所述中間點。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述三端子轉(zhuǎn)換器是經(jīng)配置以采用正極電力進行操作的dc-dc轉(zhuǎn)換器,所述系統(tǒng)包括: 所述保護裝置，其耦合在所述輸入電壓總線和所述輸出電壓總線的公共回路與中間點之間；以及 所述dc-dc轉(zhuǎn)換器，其包括: 所述第一端子，其耦合到所述輸入電壓總線的正極端子； 所述第二端子，其耦合到所述輸出電壓總線的正極端子；以及 所述第三端子，其耦合到所述中間點。
14.一種調(diào)節(jié)器，包括:第一開關(guān)元件； 輸入電容器，其耦合在輸入電壓總線的正極端子與回路點之間； 輸出電容器，其耦合在輸出電壓總線的正極端子與所述回路點之間；以及保護裝置，其耦合在所述回路點與所述輸入電壓總線和所述輸出電壓總線的公共回路點之間。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的調(diào)節(jié)器，其進一步包括第二開關(guān)元件和電感器，其中: 所述第一開關(guān)元件耦合在所述輸入電壓總線的所述正極端子與所述調(diào)節(jié)器的相點之間； 所述第二開關(guān)元件耦合在所述調(diào)節(jié)器的所述相點與所述回路點之間；并且 所述電感器耦合在所述調(diào)節(jié)器的所述相點與所述輸出電壓總線的所述正極端子之間。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的調(diào)節(jié)器，其進一步包括第二開關(guān)元件和電感器，其中: 所述電感器耦合在所述輸入電壓總線的所述正極端子與所述調(diào)節(jié)器的相點之間； 所述第一開關(guān)元件耦合在所述輸出電壓總線的所述正極端子與所述調(diào)節(jié)器的所述相點之間；并且 所述第二開關(guān)元件耦合在所述調(diào)節(jié)器的所述相點與所述回路點之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的調(diào)節(jié)器，其進一步包括第二開關(guān)元件、第三開關(guān)元件、第四開關(guān)元件以及電感器，其 中: 所述第一開關(guān)元件耦合在所述輸入電壓總線的所述正極端子與所述調(diào)節(jié)器的第一相點之間； 所述第二開關(guān)元件耦合在所述調(diào)節(jié)器的所述第一相點與所述回路點之間； 所述電感器耦合在所述第一相點與第二相點之間。
所述第三開關(guān)元件耦合在所述調(diào)節(jié)器的所述第二相點與所述回路點之間；并且所述第四開關(guān)元件耦合在所述輸出電壓總線的所述正極端子與所述調(diào)節(jié)器的所述第二相點之間。
18.—種方法,包括: 將三端子轉(zhuǎn)換器的第一端子連接到輸入電壓總線的正極端子； 將所述三端子轉(zhuǎn)換器的第二端子連接到輸出電壓總線的正極端子； 將所述三端子轉(zhuǎn)換器的第三端子連接到保護裝置的第一端子；以及 將所述保護裝置的第二端子連接到所述輸入電壓總線和所述輸出電壓總線的公共回路。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其進一步包括: 將浪涌電流限制裝置連接在所述保護裝置的所述第一端子與所述保護裝置的接合點之間；以及 將反極性保護裝置連接在所述保護裝置的所述接合點與所述第二端子之間。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述浪涌電流限制是第一η型金屬氧化物半導(dǎo)體(NMOS)晶體管,所述方法進一步包括: 對所述第一 NMOS晶體管的柵極電壓進行配置，以實現(xiàn): 當將沖擊電壓施加給所述輸入電壓總線時，所述第一 NMOS晶體管緩慢開通；以及 當將穩(wěn)定電壓施加給所述輸入電壓總線時，所述第一 NMOS晶體管完全開通。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述反極性保護裝置是第二NMOS晶體管，所述方法進一步包括: 對所述第二 NMOS晶體管的柵極電壓進行配置，以實現(xiàn): 當所述三端子轉(zhuǎn)換器的正極引線耦合到所述輸入電壓的正極端子時，所述第二 NMOS晶體管允許電流流過所述第二 NMOS晶體管；以及 當所述三端子轉(zhuǎn)換器的正極引線耦合到所述輸入電壓的負極端子時，所述第二 NMOS晶體管阻止電流流過所述第二 NMOS晶體管。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其進一步包括: 對所述三端子轉(zhuǎn)換 器進行配置以使所述三端子轉(zhuǎn)換器在高忙閑度模式下操作。
全文摘要
一種實施性高效電力調(diào)節(jié)器包括三端子轉(zhuǎn)換器和保護裝置。所述三端子轉(zhuǎn)換器包括第一端子，其耦合到輸入電壓總線的正極端子；第二端子，其耦合到輸出電壓總線的正極端子；以及第三端子，其耦合到所述保護裝置。所述保護裝置包括串聯(lián)連接到反極性保護裝置的浪涌電流限制元件。
文檔編號H02H9/00GK103081320SQ201280002516
公開日2013年5月1日 申請日期2012年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月4日
發(fā)明者毛恒春, 劉雁飛, 吳壬華 申請人:華為技術(shù)有限公司