具有拆分式分割的改进的开关模式功率转换器的制造方法_5

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、复杂性更低和更廉价的封装内。
[0066]在一些示例中,控制器单元24不包括反馈控制单元26,并且因此不在开关32处执行电压或者电流感测。此外,在没有反馈控制单元26的情况下,控制器单元24不基于反馈控制单元26检测到的电压或者电流来控制开关30和开关32。在一些示例中,开关30可以是二极管。例如,在转换器4充当升压转换器并且功率级34的开关30代表转换器4的高侧开关时,开关30可以是单个或者多个二极管。
[0067]图3是图示图1中所示系统I的功率转换器4的一个其它示例的框图。下面在图2的功率转换器4和图1的系统I的上下文内描述图3。
[0068]在是基于多相半桥的向下阶跃或者向上阶跃转换器的上下文内描述转换器4。图3的转换器4包括用于将转换器4耦合到链路14的反馈端子54以及用于将转换器4耦合到链路10和12的输入/输出端子50和52。
[0069]转换器4包括CMOS类型裸片20和FET或者SFET类型裸片22。裸片22包括SFET类型高侧开关90A和90B。裸片20包括控制器单元24、反馈控制单元26和调制单元28。此外,裸片20包括用于控制裸片22的SFET类型高侧开关90A和90B的高侧驱动器80A和80B以及用于控制在裸片20内包含的CMOS类型低侧开关92A和92B的驱动器82A和82B。
[0070]SFET类型高侧开关90A在切换节点94A处耦合到CMOS类型低侧开关92A。SFET类型高侧开关90B在切换节点94B处耦合到CMOS类型低侧开关92B。滤波器96A被布置在切换节点94A与输入/输出端子52之间,并且滤波器96B被布置在切换节点94B与输入/输出端子52之间。在一些不例中,滤波器96A和96B是基于电感器-电容器(LC)的滤波器。在一些示例中,滤波器86A和96B可以在转换器4的封装以外,例如作为图1的滤波器6的部分。在一些示例中,滤波器96A和96B可以共同定位于裸片20或者裸片22内。
[0071]反馈控制单元26的感测FET电流感测电路装置可以经由在裸片20内包含的感测线98A和98B接收与在CMOS类型低侧开关92A和92B处的检测到的电流电平关联的信息。通过将感测线98A和98B包含到裸片20的内部,经由感测线98A和98B传输的信息可以较不易受在SFET类型高侧开关90A和90B的切换操作期间引起的EMI或者其它噪声的影响。此外,通过将CMOS类型低侧开关92A和92B与反馈控制单元26共同定位于裸片20,反馈控制单元26的感测FET电流感测电路装置可以执行电流感测,而无需大(例如高电容)的电荷泵。转换器4可以通过如下方式获得更高效地操作的益处:将SFET类型高侧开关90A和90B用于裸片22,同时还使用高度精确的电流感测技术以在链路12输出具有在负载8需要的窄电流电平容差窗口内相配的电流电平的功率。
[0072]在图3的示例中,在SFET裸片22内包含高侧开关90A和90B。图3的示例还图示可选电流感测电路装置(由在CMOS裸片20与SFET裸片22之间布置的3接线指示)。低侧开关92A和92B与反馈控制单元26 —起集成于CMOS裸片20中,反馈控制单元26使用CMOS裸片20上的集成感测MosFet来执行电流感测。
[0073]图4是图示根据本公开内容的一个或者多个方面的示例功率转换器的示例操作的流程图。下面在图2的功率转换器4和图1的系统I的上下文内描述图5。
[0074]从裸片20,功率转换器4可以检测在功率级34的半桥的位于裸片20的一个或者多个开关32处的电流电平。例如,位于功率转换器4的裸片20处的控制器单元24的反馈控制单元26可以检测开关32的电流电平。电流电平可以经由链路16B(例如将开关32连接到反馈控制单元26的感测FET电流感测电路装置的一条或者多条感测线)由反馈控制单元26接收。在一些示例中,基于反馈控制单元26通过包含到裸片20的一条或者多条电流感测线接收的感测FET电流感测信号,检测在一个或者多个开关32处检测到的电流电平。一条或者多条电流感测线可以布置于在裸片20的反馈控制单元26与在裸片20的一个或者多个开关32之间。
[0075]从裸片20,功率转换器4可以至少部分基于在裸片20的开关32处检测到的电流电平,控制功率级34的半桥的位于功率转换器4的裸片22上的一个或者多个开关30。例如,反馈控制单元26可以向调制单元28发送信息,该信息指示反馈控制单元26的感测FET电流感测电路装置检测到的在功率级34处的电流电平。此外,调制单元28可以接收信息,该信息指示在链路14传输的经滤波的功率输出的电流或者电压电平。基于从反馈控制单元26接收的信息,调制单元28可以生成用于使驱动器40控制在裸片22的开关30的驱动器控制信号(例如基于PWM的信号、基于PDM的信号或者基于某个其它调制技术的信号)。调制单元28可以向驱动器40输出驱动控制信号。驱动控制信号可以使驱动器40输出从裸片20到裸片22通过链路17B传递的用于使开关30在通状态中操作与在断状态中操作之间转变的命令。
[0076]从裸片20,功率转换器4可以至少部分基于在裸片20的开关32处检测到的电流电平,控制功率级34的位于功率转换器4的裸片20上的一个或者多个开关32。例如,基于从反馈控制单元26接收的信息,调制单元28可以生成用于使驱动器42控制在裸片20的开关32的驱动器控制信号(例如基于PWM的信号、基于PDM的信号或者基于某个其它调制技术的信号)。调制单元28可以向驱动器42输出驱动控制信号。驱动器控制信号可以使驱动器42输出通过(例如在裸片20内包含的)链路16E传递的用于使开关32在通状态中操作与在断状态中操作之间转变的命令。
[0077]图5A和5B是图示图2的功率转换器4的横截面的电路图。例如,图5A示出图2的功率转换器4的“正面朝下” SiP配置,其包括裸片20和22的横截面图。图5B示出图2的功率转换器4的“正面朝上” SiP配置,其也包括裸片20和22的横截面图。
[0078]在仅有裸片20和裸片22这两个裸片的情况下,功率转换器4可以装进比其它SiP功率转换器更小的SiP封装尺寸中。例如,其它SiP功率转换器可以包括在一个裸片上的功率级的高侧开关、在另一裸片上的低侧开关以及在一个或者多个附加裸片上的驱动器/逻辑和反馈控制电路装置。在任何情况下,一些转换器可能需要近似四十九平方毫米(即七毫米X七毫米)的最小封装尺寸。
[0079]反言之,通过使用仅两个裸片,转换器4的部件可以装进更小的封装尺寸。在一些示例中,转换器4可以装进小于四十九平方毫米并且近似三十六平方毫米(即六毫米X六毫米)的封装尺寸。在比一些其它功率转换器更小的封装尺寸情况下,用于生产转换器4的制造成本也比一些其它转换器更廉价。根据这些技术和电路的SiP功率转换器不仅可以装进生产成本比一些其它转换器更少的更小封装尺寸,而且通过使用在一个裸片的FET或者SFET类型开关而同时使用在另一裸片的高度精确的感测FET电流感测,根据这些电路和技术的SiP功率转换器可以比一些转换器更高效地操作并且提供更多控制和更精确的功率输出。
[0080]条款1.一种功率转换器,包括:包括一个或者多个第一开关的第一裸片,一个或者多个第一开关耦合到功率级的切换节点;以及第二裸片,第二裸片包括:一个或者多个第二开关,一个或者多个第二开关耦合到功率级的切换节点,以及控制器单元,控制器单元被配置为控制功率级的一个或者多个第一开关和一个或者多个第二开关以在功率级的切换节点处产生功率输出。
[0081]条款2.根据条款I的功率转换器,其中一个或者多个第一开关包括功率级的半桥的一个或者多个高侧开关,并且一个或者多个第二开关包括功率级的半桥的一个或者多个低侧开关。
[0082]条款3.根据条款I至2中的任一条款的功率转换器,其中一个或者多个第二开关包括功率级的半桥的一个或者多个高侧开关,并且一个或者多个第一开关包括功率级的半桥的一个或者多个低侧开关。
[0083]条款4.根据条款I至3中的任一条款的功率转换器,其中第二裸片还包括配置为检测在功率级的一个或者多个第二开关处的电流电平的反馈控制单元,其中控制器单元还被配置为至少部分基于反馈控制单元检测到的电流电平来控制功率级的一个或者多个第一开关和一个或者多个第二开关。
[0084]条款5.根据条款4的功率转换器,其中反馈控制单元还被配置为基于感测FET电流感测信号检测在一个或者多个第二开关处的电流电平。
[0085]条款6.根据条款5的功率转换器,其中第二裸片还包括:包含到第二裸片的一条或者多条感测线,一条或者多条感测线将反馈控制单元耦合到功率级的一个或者多个第二开关,一条或者多条感测线被配置为向反馈控制单元传输与功率级的电流或者电压电平关联的信息。
[0086]条款7.根据条款6的功率转换器,其中一条或者多条感测线还被配置为向反馈控制单元传输与在一个或者多个第二开关处检测到的电流电平关联的感测FET电流感测信号。
[0087]条款8.根据条款I至7中的任一条款的功率转换器,其中反馈控制单元还被配置为检测功率转换器的功率输出的电压或者电流电平,以及其中控制器单元还被配置为至少部分基于反馈控制单元检测到的功率输出的电压或者电流电平,控制功率级的一个或者多个第一开关和一个或者多个第二开关。
[0088]条款9.根据条款I至8中的任一条款的功率转换器,其中第一裸片是FET或者SFET类型裸片。
[0089]条款10.根据条款I至9中的任一条款的功率转换器,其中一个或者多个第一开关是SFET类型开关。
[0090]条款11.根据条款I至10中的任一条款的功率转换器,其中第二裸片是CMOS类型裸片。
[0091]条款12.根据条款I至11中的任一条款的功率转换器,其中一个或者多个第二开关是CMOS类型开关。
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