BR102014024485A2 - conversores de potência - Google Patents

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BR102014024485A2
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power
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current
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BR102014024485A
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Alin Gherghescu
Catalin Popovici
Laszlo Lipcsei
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O2Micro Inc
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Abstract

conversores de potência. a presente invenção refere-se um conversor de potência para converter potência de entrada em potência de saída que inclui um primeiro circuito transformador, um segundo circuito transformador, e circuitos de equilíbrio. o primeiro circuito transformador inclui um primeiro enrolamento principal para receber uma primeira parte da potência de entrada e um primeiro enrolamento secundário para gerar uma primeira parte da potência de saída. o segundo circuito transformador inclui um segundo enrolamento principal para receber uma segunda parte da potência de entrada e um segundo enrolamento secundário para gerar uma segunda parte da potência de saída. os circuitos de equilíbrio são acoplados a um primeiro terminal do primeiro enrolamento secundário e um segundo terminal do segundo enrolamento secundário, e operáveis para equilibrar as primeira e segunda partes da potência de saída com a passagem de um sinal entre os primeiro e segundo terminais. os primeiro e segundo terminais têm a mesma polaridade.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CONVERSORES DE POTÊNCIA".
PEDIDOS RELACIONADOS
[001] Este pedido reivindica prioridade ao Pedido Provisório Norte-americano de Série No. 61/884.556, depositado em 30 de setembro de 2013, que é aqui incorporado em sua totalidade para referência. ANTECEDENTES
[002] A Figura 1 mostra um diagrama de bloco de um conversor CC/CC (corrente contínua/corrente contínua) 100. O conversor CC/CC 100 inclui um circuito de comutação de ponte completa 102, um transformador T1, e um circuito de retificação 106. O circuito de comutação de ponte completa 102 inclui comutadores Q1, Q2, Q3 e Q4, e passa potência de entrada, por exemplo, uma tensão de entrada V|N, para o transformador T1 com base no controle de sinais de controle CTR1, CTR2, CTR3 e CTR4 nos comutadores Q1, Q2, Q3 e Q4. O transformador T1 recebe a potência de entrada para gerar uma corrente principal IpRi que flui através de seu enrolamento principal. A corrente principal Ipri induz uma corrente secundária correspondente ISec que flui através de um enrolamento secundário do transformador T1. A corrente secundária ISec adicionalmente flui através do circuito de retificação 106 para controlar uma tensão de saída V0ut do conversor CC/CC 100. Desse modo, com o controle dos comutadores Q1, Q2, Q3 e Q4, o conversor CC/CC 100 pode converter uma tensão de entrada V|N em uma tensão de saída desejada V0ut- [003] Conforme mostrado na Figura 1, os sinais de controle C-TR1, CTR2, CTR3 e CTR4 podem controlar os comutadores Q1, Q2, Q3 e Q4 para prover a potência de entrada para o transformador T1. A corrente principal lPR| flui através do transformador T1, e induz potência magnética no núcleo magnético do transformador T1. Se a potência de entrada for relativamente alta e produzir uma corrente principal relati- vamente grande lPR|, a potência magnética armazenada no núcleo magnético do transformador T1 poderá produzir muito calor que não pode ser dissipado em um curto tempo. Como resultado, o transformador T1 pode ter uma eficiência de conversão de potência relativamente baixa. O consumo de energia do conversor CC/CC 100 pode ser um tanto alto; desse modo, o desempenho da conversão de potência é reduzido. Um circuito de conversão de tensão que endereça este inconveniente seria benéfico.
SUMÁRIO
[004] Em uma concretização, um conversor de potência para converter potência de entrada em potência de saída inclui um primeiro circuito transformador, um segundo circuito transformador, e circuitos de equilíbrio. O primeiro circuito transformador inclui um primeiro enrola-mento principal para receber uma primeira parte da potência de entrada e um primeiro enrolamento secundário para gerar uma primeira parte da potência de saída. O segundo circuito transformador inclui um segundo enrolamento principal para receber uma segunda parte da potência de entrada e um segundo enrolamento secundário para gerar uma segunda parte da potência de saída. Os circuitos de equilíbrio são acoplados a um primeiro terminal do primeiro enrolamento secundário e a um segundo terminal do segundo enrolamento secundário, e operáveis para equilibrar a primeira e a segunda partes da potência de saída com a passagem de um sinal entre os primeiro e segundo terminais. Os primeiro e segundo terminais apresentam a mesma polaridade.
[005] Em outra concretização, um conversor de potência para converter potência de entrada em potência de saída inclui um primeiro circuito transformador e um segundo circuito transformador. O primeiro circuito transformador inclui um primeiro enrolamento principal, um primeiro enrolamento secundário, e um primeiro enrolamento auxiliar, e converte uma primeira parte da potência de entrada recebida no pri- meiro enrolamento principal em uma primeira parte da potência de saída no primeiro enrolamento secundário. O primeiro circuito transformador apresenta uma primeira magnetização, quando da conversão da primeira parte da potência de entrada na primeira parte da potência de saída. O segundo circuito transformador inclui um segundo enrolamento principal, um segundo enrolamento secundário, e um segundo enrolamento auxiliar, e converte uma segunda parte da potência de entrada recebida no segundo enrolamento principal em uma segunda parte da potência de saída no segundo enrolamento secundário. O segundo circuito transformador apresenta uma segunda magnetização, quando da conversão da segunda parte da potência de entrada na segunda parte da potência de saída. Os primeiro e segundo enrolamen-tos auxiliares são acoplados a um nó comum e operáveis para equilibrar as primeira e segunda magnetizações com a passagem de um sinal via o nó comum.
[006] Em ainda outra concretização, um conversor de potência inclui circuitos transformadores, circuitos de divisão de tensão, e circuitos de comutação. Os circuitos transformadores incluem um conjunto de circuitos de enrolamento principal e de enrolamento secundário, e convertem potência de entrada recebida nos enrolamentos principais em potência de saída nos circuitos de enrolamento secundário. Os circuitos de divisão de tensão dividem uma tensão de entrada do conversor de potência em uma pluralidade de tensões parciais. Os circuitos de comutação são acoplados aos circuitos transformadores e aos circuitos de divisão de tensão, e operáveis para controlar cada enrolamento principal dos enrolamentos principais para seletivamente receber uma tensão parcial das tensões parciais.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[007] Características e vantagens das concretizações do objeto reivindicado se tornarão evidentes, à medida que a seguinte descrição detalhada procede, e com referência aos desenhos, onde numerais semelhantes representam partes semelhantes, e nos quais: [008] a Figura 1 mostra um diagrama de bloco de um conversor CC/CC convencional;
[009] a Figura 2 ilustra um diagrama de bloco de um exemplo de um conversor de potência, em uma concretização de acordo com a presente invenção;
[0010] a Figura 3 ilustra um diagrama de circuito de um exemplo de um conversor de potência, em uma concretização de acordo com a presente invenção;
[0011] a Figura 4 ilustra um diagrama de bloco de um exemplo de um conversor de potência, em outra concretização de acordo com a presente invenção;
[0012] a Figura 5A ilustra um diagrama de circuito de um exemplo do conversor de potência na Figura 4, em uma concretização de acordo com a presente invenção;
[0013] a Figura 5B ilustra um diagrama de circuito de um exemplo do conversor de potência na Figura 4, em outra concretização de acordo com a presente invenção;
[0014] a Figura 6 ilustra um diagrama de circuito de um exemplo de um conversor de potência, em outra concretização de acordo com a presente invenção;
[0015] a Figura 7 ilustra um fluxograma de exemplos de operações executadas por um conversor de potência, em uma concretização de acordo com a presente invenção;
[0016] a Figura 8 ilustra um fluxograma de exemplos de operações executadas por um conversor de potência, em uma concretização de acordo com a presente invenção; e [0017] a Figura 9 ilustra um fluxograma de exemplos de operações executadas por um conversor de potência, em uma concretização de acordo com a presente invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA
[0018] Agora, será feita referência em detalhes às concretizações da presente invenção. Enquanto a invenção será descrita em conjunção com estas concretizações, será entendido que elas não se destinam a limitar a invenção às mesmas. Ao contrário, a invenção se destina a cobrir alternativas, modificações e equivalentes, que podem ser incluídos no espírito e escopo da invenção, conforme definido pelas reivindicações anexas.
[0019] Além disso, na seguinte descrição detalhada da presente invenção, inúmeros detalhes específicos são apresentados a fim de prover um completo entendimento da presente invenção. Contudo, será reconhecido por aquele versado na técnica que a presente invenção pode ser praticada sem estes detalhes específicos. Em outros casos, métodos, procedimentos, componentes e circuitos bem conhecidos não foram descritos em detalhes para não obscurecer desnecessariamente os aspectos da presente invenção.
[0020] Concretizações de acordo com a presente invenção proveem conversores de potência, por exemplo, conversores CC/CC (corrente contínua/corrente contínua), para converter potência de entrada em potência de saída com o uso de circuitos transformadores e circuitos de transferência de potência, tais como circuitos de comutação de ponte completa ou de meia ponte. O conversor de potência pode distribuir a potência de entrada em múltiplos enrolamentos principais dos circuitos transformadores, e um ou mais enrolamentos secundários dos circuitos transformadores, combinados com os enrolamentos principais, podem converter a potência de entrada em potência de saída. Desse modo, mesmo que a potência de entrada seja relativamente alta, o conversor de potência pode reduzir a quantidade de potência provida para cada enrolamento principal e pode acelerar a dissipação de calor de núcleos magnéticos individuais nos circuitos transformadores.
[0021] Além disso, o conversor de potência inclui circuitos de equilíbrio. Por meio de exemplo, os circuitos transformadores podem incluir múltiplos enrolamentos secundários, e circuitos de equilíbrio de saída são acoplados aos enrolamentos secundários para equilibrar correntes que respectivamente fluem através dos enrolamentos secundários. Por meio de outro exemplo, os circuitos transformadores podem incluir múltiplos transformadores, e os circuitos de equilíbrio de entrada são magneticamente acoplados aos núcleos magnéticos dos transformadores para equilibrar magnetizações nos núcleos magnéticos dos transformadores. Consequentemente, um conversor de potência de acordo com a presente invenção apresenta uma menor perda de potência e uma melhor eficiência de conversão com relação aos desenhos convencionais.
[0022] A Figura 2 ilustra um diagrama de bloco de um exemplo de um conversor de potência 200, em uma concretização de acordo com a presente invenção. O conversor de potência 200 pode ser um conversor CC/CC com base em transformador (adiante, conversor CC/CC 200). Conforme mostrado na Figura 2, o conversor CC/CC 200 inclui circuitos de transferência de potência 202, circuitos de conversão de potência 204, e um circuito de saída 206.
[0023] Em uma concretização, os circuitos de transferência de po- tência 202 recebem potência de entrada, por exemplo, uma potência de entrada V!N, e seletivamente transferem/dispensam a potência de entrada para os circuitos de conversão de potência 204. Os circuitos de conversão de potência 204 incluem circuitos de equilíbrio 210 e múltiplos circuitos transformadores 204_1, 204_2,...,e 204_N ("N" sendo um número natural) e são operáveis para converter a potência de entrada em potência de saída. Cada circuito transformador 204_1, 204_2.... ou 204_N inclui um enrolamento principal e um enrolamento secundário (não mostrados). Em uma concretização, os enrolamentos principais dos circuitos transformadores 204_1, 204_2,..., e 204_N são acoplados em série, e uma corrente principal lp flui através dos enrolamentos principais para distribuir a potência de entrada para os circuitos transformadores 204_1, 204_2,..., e 240_N. Vantajosamente, dada uma mesma quantidade de potência de entrada, o calor produzido pelo núcleo magnético em cada circuito transformador do conversor CC/CC 200 pode ser reduzido, comparado com aquele no conversor CC/CC convencional 100. Desse modo, pode ser aperfeiçoada a efi-ciência da dissipação de calor dos circuitos transformadores 201 _1, 204_2,..., 204_N. na Figura 2. Em outras palavras, com o uso de múltiplos circuitos transformadores, o conversor CC/CC 200 irá experimentar uma menor perda de potência e uma maior eficiência de conversão com uma maior potência/tensão de entrada, comparado com o conversor CC/CC convencional 100. Adicionalmente, em uma concretização, os enrolamentos secundários dos circuitos transformadores 204_1, 204_2,..., 204_N podem ser acoplados em paralelo, e correntes secundárias lSi, Is2j· j e Isnj que respectivamente fluem através dos enrolamentos secundários dos circuitos transformadores 204_1, 204_2,..., e.204_N. podem ser combinadas para formar uma corrente de saída I0ut no circuito de saída 206 para controlar uma tensão de saída V0ut do conversor CC/CC 200. Desse modo, o conversor CC/CC 200 pode converter uma tensão de entrada V|N em uma tensão de saída V0ut- [0024] Em uma concretização, os circuitos de equilíbrio 210 equilibram a conversão de potência nos circuitos transformadores 201_1-104_N. Por exemplo, os circuitos de equilíbrio 210 podem ser magneticamente acoplados aos núcleos magnéticos dos circuitos transformadores 201_1-204_N para equilibrar as magnetizações nos núcleos magnéticos dos circuitos transformadores 201_1-204_N. Para outro exemplo, os circuitos de equilíbrio 210 podem ser acoplados aos enro- lamentos secundários dos circuitos transformadores 201_1-204_N para equilibrar as correntes secundárias lSi, Is2, - - -, e Isn· Conforme usado aqui, "equilibrar" um primeiro elemento e um segundo elemento indica reduzir uma diferença entre o primeiro elemento e o segundo elemento. O primeiro e o segundo elementos podem ser tensões, correntes, potência de entrada, potência de saída, magnetizações, energia magnética, etc.
[0025] A Figura 3 ilustra um diagrama de circuito de um exemplo de um conversor CC/CC 300, em uma concretização de acordo com a presente invenção. A Figura 3 é descrita em combinação com a Figura 2. O conversor CC/CC 300 pode ser uma concretização do conversor CC/CC 200 na Figura 2. O conversor CC/CC 300 inclui circuitos de transferência de potência 302, circuitos de conversão de potência 304, e um circuito de saída 306.
[0026] Em uma concretização, os circuitos de transferência de potência 302 incluem um circuito de comutação, tal como um circuito de comutação de ponte completa, que inclui comutadores QH1, QL1, QH2 e QL2 descritos no exemplo da Figura 3 ou um circuito de comutação de meia ponte (não mostrado). O circuito de comutação pode seletivamente transferir/dispensar potência de entrada, por exemplo, uma tensão de entrada V|N, para os circuitos de conversão de potência 304. Por meio de exemplo, os comutadores QH1, QL1, QH2 e QL2, sob o controle dos sinais de controle DRVHi, DRVL1, DRVH2 6 DRVL2, podem ser alternados entre um primeiro modo, um segundo modo, um terceiro modo, e um quarto modo. No primeiro modo, os sinais de controle DRVihi, DRVl-i, DRVh2 e DRVL2 podem ativar os comutadores QH1 e QL2 e desativar os comutadores QL1 e QH2. Consequentemente, os circuitos de conversão de potência 304 recebem potência de entrada, por exemplo, tensão de entrada VIN através dos comutadores QH1 e QL2. No segundo modo, os sinais de controle DRVHi, DR- VL1, DRVH2 e DRVL2 podem ativar os comutadores QH1 e QH2 e desativar os comutadores QL1 e QL2. Consequentemente, os circuitos de conversão de potência 304 não recebem potência de entrada. No terceiro modo, os sinais de controle DRVHi, DRVL1, DRVH2 e DRVL2 podem ativar os comutadores QL1 e QH2 e desativar os comutadores QH1 e QL2. Consequentemente, os circuitos de conversão de potência 304 recebem potência de entrada, por exemplo, a tensão de entrada V|N, através dos comutadores QL1 e QH2. No quarto modo, os sinais de controle DRVHi, DRVL1, DRVH2 e DRVL2 podem ativar os comutadores QL1 e QL2 e desativar os comutadores QH1 e QH2. Consequentemente, os circuitos de conversão de potência 304 não recebem potência de entrada. Contudo, esta invenção não é limitada a isto. Em outra concretização, durante o segundo modo e o quarto modo, os sinais de controle DRVHi, DRVH2, DRVL1 e DRVL2 podem desativar os comutadores QH1, QL1, QH2 e QL2.
[0027] Em uma concretização, os circuitos de conversão de potência 304 incluem um primeiro circuito transformador T31, um segundo circuito transformador T32, um capacitor C32 e circuitos retificadores 314_1 e 324_2. O primeiro circuito transformador T31 inclui um primeiro enrolamento principal P1 e um primeiro enrolamento secundário S1, por exemplo, um enrolamento secundário com derivação central. O segundo circuito transformador T32 inclui um segundo enrolamento principal P2 e um segundo enrolamento secundário S2, por exemplo, um enrolamento secundário com derivação central. Em uma concretização, os circuitos transformadores T31 e T32 são substancialmente idênticos. Em uma concretização, os circuitos retificadores 314_1 e 314_2 são também substancialmente idênticos. Conforme usado aqui, um primeiro circuito e um segundo circuito que são "substancialmente idênticos" são fabricados para ter as mesmas características, embora possam existir diferenças entre eles devido, por exemplo, à não ideali- dade do processo de fabricação, as diferenças sendo permissíveis, contanto que as diferenças estejam em uma faixa que possam ser desprezadas. Na concretização da Figura 3, os circuitos retificadores 314_1 e 314_2 são acoplados aos enrolamentos secundários S1 e S2, respectivamente, e apresentam uma estrutura do retificador de meia ponte. Contudo, esta invenção não é limitada a isto. Em outras concretizações, os circuitos retificadores 314_1 e 314_2 podem usar outro tipo de estrutura, por exemplo, uma estrutura do circuito retificador de ponte completa 414B na Figura 5B, para prover funções similares. Com referência à Figura 3, os enrolamentos principais P1 e P2 são acoplados em série, e os enrolamentos secundários S1 e S2 são acoplados em paralelo. O capacitor C32 é acoplado entre os enrolamentos principais P1 e P2 para impedir a saturação do núcleo causada por uma corrente principal lP que flui através dos enrolamentos principais P1 e P2. Embora a Figura 3 descreva dois circuitos transformadores e dois circuitos retificadores, em outra concretização, mas de dois circuitos transformadores e circuitos retificadores correspondentes podem ser aplicados usando estruturas similares.
[0028] Em operação, em uma concretização, com a alternação entre o primeiro, o segundo, o terceiro e o quarto modos acima mencionados, os circuitos de transferência de potência 302 controlam os circuitos de conversão de potência 304 para converter uma tensão de entrada V,N em uma tensão de saída V0ut- Por meio de exemplo, conforme mencionado acima, no primeiro modo, os circuitos de conversão de potência 304 recebem potência de entrada, por exemplo, a tensão de entrada V!N, através dos comutadores QH1 e QL2, e, portanto, uma corrente principal lP é gerada para fluir através dos enrolamentos principais P1 e P2. Em resposta à corrente principal lP, uma corrente secundária lSi pode ser gerada no enrolamento secundário S1 e uma corrente secundária lS2 pode ser gerada no enrolamento secundário S2. As correntes secundárias IS1 e lS2 podem aumentar durante o primeiro modo pelo fato de os circuitos de conversão de potência 304 receberem potência de entrada. No segundo modo, os circuitos de conversão de potência 304 não recebem potência de entrada. Consequentemente, as correntes secundárias lSi e lS2 podem diminuir durante o segundo modo. Similarmente, no terceiro modo, os circuitos de conversão de potência 304 recebem potência de entrada através dos comutadores QL1 e QH2. Consequentemente, as correntes secundárias lSi e lS2 podem aumentar durante o terceiro modo. No quarto modo, os circuitos de conversão de potência 304 não recebem potência de entrada. Consequentemente, as correntes secundárias lSi e lS2 podem diminuir durante o quarto modo. As correntes secundárias lSi e lS2 podem passar através dos circuitos retificadores 314_1 e 314_2 e ser combinadas para formar uma corrente de saída I0ut, por exemplo, I0ut = lSi + lS2, no circuito de saída 306. A corrente de saída Iout pode controlar uma tensão de saída V0ut do conversor CC/CC 300.
[0029] Desse modo, em uma concretização, o enrolamento principal P1 pode receber uma primeira parte da potência de entrada do conversor CC/CC 300, por exemplo, representada pela corrente principal lP multiplicada por uma tensão através do enrolamento principal P1. O enrolamento secundário S1 pode gerar uma primeira parte da potência de saída do conversor CC/CC 300, por exemplo, representada pela corrente secundária lSi multiplicada pela tensão de saída V0ut do conversor CC/CC 300. O enrolamento principal P2 pode receber uma segunda parte da potência de entrada, por exemplo, representada pela corrente principal lP multiplicada por uma tensão através do enrolamento principal P2. O enrolamento secundário S2 pode gerar uma segunda parte da potência de saída, por exemplo, representada pela corrente secundária lS2 multiplicada pela tensão de saída V0ut- [0030] Vantajosamente, a potência de entrada do conversor CC/CC 300 pode ser distribuída para múltiplos circuitos transformadores, tais como os circuitos T31 e T32 com seus enrolamentos principais acoplados em série. Desse modo, dada uma mesma quantidade de potência de entrada, a potência distribuída em cada enrolamento principal dos circuitos transformadores pode ser diminuída comparada com os desenhos convencionais, e o calor produzido em cada núcleo magnético dos circuitos transformadores pode ser diminuído de modo a aperfeiçoar a eficiência da dissipação de calor nos circuitos transformadores. Consequentemente, o conversor CC/CC 300 pode suportar uma maior potência/tensão de entrada com uma menor perda de potência e uma maior eficiência de conversão, comparado com o conversor CC/CC convencional 100.
[0031] Adicionalmente, em uma concretização, o circuito retificador 314_1 é configurado para retificar a corrente secundária lSi de tal mo- do que a corrente secundária lSi flua apenas na direção do enrolamento secundário S1 para um terminal de saída (por exemplo, rotulado V0ut) do conversor CC/CC 300. O circuito retificador 314_2 é configurado para retificar a corrente secundária lS2 de tal modo que a corrente secundária lS2 flua apenas na direção do enrolamento secundário S2 para o terminal de saída do conversor CC/CC 300.
[0032] Por meio de exemplo, conforme mostrado na Figura 3, o circuito retificador 314_1 inclui diodos de retificação D31 e D32, e um indutor L31; e o circuito retificador 324_2 inclui diodos de retificação D33 e D34, e um indutor L32. Em uma concretização, no primeiro modo acima mencionado, o diodo de retificação D31 é ativado e permite que uma corrente secundária SSi flua através do diodo de retificação D31, da seção superior (por exemplo, perto de um rótulo de terminal "1") do enrolamento secundário com derivação central S1 (mostrado na Figura 3), e do indutor L31, de um primeiro nó 316, por exemplo, um terminal de aterramento do conversor CC/CC 300, para um segun- do nó 318, por exemplo, o terminal de saída do conversor CC/CC 300, podendo, entrementes, o indutor L31 armazenar a energia magnética. Similarmente, o diodo de retificação D33 é ativado e permite que uma corrente secundária lS2 flua através do diodo de retificação D33, da seção superior (por exemplo, perto de um rótulo de terminal "3") do enrolamento secundário com derivação central S2, e do indutor L32, do primeiro nó 316 para o segundo nó 318, podendo, entrementes, o indutor L32 armazenar energia magnética. Adicionalmente, no primeiro modo, os diodos de retificação D32 e D34 são desativados. No segundo modo acima mencionado, o indutor L31 libera energia magnética, e os diodos de retificação D31 e D32 são ativados para permitir que correntes fluam através dos diodos de retificação D31 e D32 e das seções superior e inferior do enrolamento secundário com derivação central S1 do primeiro nó 316 para o segundo nó 318. As correntes através dos diodos de retificação D31 e D32 são combinadas no indutor L31 para formar uma corrente secundária lSi do circuito transformador T31. Similarmente, o indutor L32 libera energia magnética, e os diodos de retificação D33 e D34 são ativados para permitir que correntes fluam através dos diodos de retificação D33 e D34 e das seções superior e inferior do enrolamento secundário com derivação central S2 do primeiro nó 316 para o segundo nó 318. As correntes através dos diodos de retificação D33 e D34 são combinadas no indutor L32 para formar uma corrente secundária lS2 do circuito transformador T32. No terceiro modo acima mencionado, o diodo de retificação D32 é ativado e permite que uma corrente secundária lSi flua através do diodo de retificação D32, da seção inferior (por exemplo, perto de um rótulo de terminal "2") do enrolamento secundário com derivação central S1, do indutor L31, do primeiro nó 316 para o segundo nó 318, podendo, entrementes o indutor L31 armazenar energia magnética. Similarmente, o diodo de retificação D34 é ativado e permite que uma corrente secun- dária lS2 flua através do diodo de retificação D34, da seção inferior (por exemplo, perto de um rótulo de terminal "4") do enrolamento secundário com derivação central S2, e do indutor L32, do primeiro nó 316 para o segundo nó 318, podendo, entrementes, o indutor L32 armazenar energia magnética. Adicionalmente, no terceiro modo, os diodos de retificação D31 e D33 são desativados. No quarto modo acima mencionado, o indutor L31 libera energia magnética, e os diodos de retificação D31 e D32 são ativados para permitir que correntes fluam através dos diodos de retificação D31 e D32 e das seções superior e inferior do enrolamento secundário com derivação central S1, do primeiro nó 316 para o segundo nó 318. As correntes através dos diodos de retificação D31 e D32 são combinadas no indutor L31 para formar uma corrente secundária lSi do circuito transformador T31. Similarmente, o indutor L32 libera energia magnética, e os diodos de retificação D33 e D34 são ativados para permitir que correntes fluam através dos diodos de retificação D33 e D34 e das seções superior e inferior do enrolamento secundário com derivação central S2, do primeiro nó 316 para o segundo nó 318. As correntes através dos diodos de retificação D33 e D34 são combinadas no indutor L32 para formar uma corrente secundária lS2 do circuito transformador T32.
[0033] Conforme descrito acima, os diodos de retificação D31, D32, D33 e D34 podem, respectivamente, passar correntes do mesmo primeiro nó 316 para o mesmo segundo nó 318. Desse modo, em uma concretização, os diodos de retificação D31, D32, D33 e D34 são acoplados em paralelo. Entretanto, quando dois diodos forem acoplados em paralelo, o desequilíbrio entre as quedas de tensão através dos diodos poderá fazer com que um diodo seja pressionado para frente, por exemplo, ativado, de modo a conduzir toda a corrente, e o outro diodo permaneça desativado. Desse modo, se houver um desequilíbrio de tensão entre os diodos de retificação D31, D32, D33 e D34, então, as correntes secundárias lSi e lS2 poderão ficar desequilibradas, o que causa o desequilíbrio entre a primeira parte acima mencionada da potência de saída (por exemplo, representada por Vout*lSi) gerada pelo enrolamento secundário S1 e a segunda parte acima mencionada da potência de saída (por exemplo, representada por V0ut*Is2) gerada pelo enrolamento secundário S2. Se não for endereçado no desenho, um desequilíbrio entre as primeira e segunda partes da potência de saída poderá causar instabilidade na potência de saída do conversor CC/CC 300 e reduzir a eficiência de conversão do conversor CC/CC 300. Vantajosamente, em uma concretização, os circuitos de conversão de potência 304 incluem circuitos de equilíbrio apresentando componentes capacitivos C35 e C36, por exemplo, capacitores, para equilibrar as primeira e segunda partes da potência de saída.
[0034] Mais especificamente, em uma concretização, o enrolamento secundário de cada circuito transformador T31 ou T32 pode incluir indutância parasítica (por exemplo, referida como indutância de fuga) e capacitância parasítica, que constituem um circuito ressonante. O circuito ressonante pode causar toque de tensão nos enrolamentos secundários S1 e S2, e a amplitude e a frequência do toque de tensão poderão ser relativamente altas, se a potência nos enrolamentos principais P1 e P2 mudar abruptamente, por exemplo, quando da comutação dos circuitos de transferência de potência 302 de um modo para outro modo, por exemplo, entre o primeiro, o segundo, o terceiro e o quarto modos acima mencionados. Em uma concretização, podem existir diferenças entre elementos parasíticos nos enrolamentos secundários S1 e S2, que podem causar diferenças entre o toque de tensão nos enrolamentos secundários S1 e S2. Consequentemente, a menos que endereçado no desenho, pode haver um desequilíbrio entre as tensões transitórias nos terminais "1" e "3" e entre as tensões transitórias nos terminais "2" e "4". Isto pode causar o desequilíbrio de tensão dos diodos de retificação D31, D32, D33 e D34, o que adicionalmente causa sobrecarga, por exemplo, um alto pulso de energia, em um ou dois diodos dos diodos de retificação D31, D32, D33 e D34. Consequentemente, as correntes secundárias lSi e lS2 poderão ficar desequilibradas, caso haja uma diferença no toque de tensão entre os enrolamentos secundários.
[0035] Conforme mostrado na Figura 3, o componente capacitivo C35 apresenta uma primeira extremidade acoplada a um terminal rotulado de "1" do enrolamento secundário S1, e apresenta uma segunda extremidade acoplada a um terminal rotulado de "3" do enrolamento secundário S2. O terminal "1" e o terminal "3" apresentam a mesma polaridade. Consequentemente, o componente capacitivo C35 pode funcionar como um filtro de sinal que passa um sinal, por exemplo, toque de tensão, entre os terminais "1" e "3" para reduzir o desequilíbrio de tensão dos diodos de retificação D31 e D33, de modo a equilibrar as correntes secundárias lSi e lS2- Em outras palavras, o componente capacitivo C35 é operável para equilibrar a primeira parte da potência de saída (por exemplo, representada por V0ut*Isi)) θ a segunda parte da potência de saída (por exemplo, representada por V0ut*Is2) com a passagem de um sinal, por exemplo, toque de tensão, entre o terminal "1" e o terminal "3". Similarmente, o componente capacitivo C36 apresenta uma primeira extremidade acoplada a um terminal rotulado de "2" do enrolamento secundário S1, e apresenta uma segunda extremidade acoplada ao terminal rotulado de "4" do enrolamento secundário S2. O terminal "2" e o terminal "4" têm a mesma polaridade. Consequentemente, o componente capacitivo C36 pode funcionar como um filtro de sinal que passa um sinal, por exemplo, toque de tensão, entre os terminais "2" e "4" para reduzir o desequilíbrio de tensão dos diodos de retificação D32 e D34, de modo a equilibrar as correntes secundárias lSi e IS2· Em outras palavras, o componente capacitivo C36 é ope- rável para equilibrar a primeira parte da potência de saída (por exemplo, representada por V0ut*Isi) e a segunda parte da potência de saída (por exemplo, representada por V0ut*Is2) com a passagem de um sinal, por exemplo, toque de tensão, entre o terminal "2" e o terminal "4". Consequentemente, as correntes secundárias lSi e lS2 podem ser equilibradas, por exemplo, sincronizadas para ter formas de onda uniformes, e a primeira e a segunda partes da potência de saída podem ser equilibradas. A potência de saída do conversor CC/CC 300 pode ser estabilizada e a eficiência de conversão do conversor CC/CC 300 pode ser intensificada.
[0036] Conforme usado aqui, "a mesma polaridade" indica que se uma corrente principal lP que flui através dos enrolamentos principais P1 e P2 induzir uma corrente que flui para um primeiro terminal do en-rolamento secundário S1 e uma corrente que flui para um segundo terminal do enrolamento secundário S2, então, os primeiro e segundo terminais apresentarão "a mesma polaridade". Similarmente, se uma corrente principal lP que flui através dos enrolamentos principais P1 e P2 induzir uma corrente que flui para fora de um terceiro terminal do enrolamento secundário S1 e uma corrente que flui para fora de um quarto terminal do enrolamento secundário S2, então, o terceiro e o quarto terminais terão a "mesma polaridade". Tomando a Figura 3, por exemplo, os terminais "1" e "3" são terminais não pontilhados dos enrolamentos secundários S1 e S2 e apresentam a mesma polaridade, e os terminais "2" e "4" são terminais pontilhados dos enrolamentos secundários S1 e S2 e apresentam a mesma polaridade. Conforme usado aqui, um "terminal pontilhado" indica um terminal de um enrolamento de um transformador, por exemplo, um enrolamento principal ou um enrolamento secundário que é marcado com um ponto"." mostrado em uma figura de uma concretização de acordo com a presente invenção, e um "terminal não pontilhado" indica outro terminado do enrolamento, que apresenta uma diferente polaridade do terminal pontilhado.
[0037] Em uma concretização, o circuito de saída 306 para prover a potência de saída do conversor CC/CC 300 inclui capacitores C33 e C34 para funcionar como filtros de saída, e inclui componentes resisti-vos R31 e R32, por exemplo, resistores, para prover retorno negativo para adicionalmente aperfeiçoar o equilíbrio entre as correntes secundárias lSi e lS2- Mais especificamente, em uma concretização, os dio-dos de retificação D31, D32, D33 e D34 apresentam coeficientes térmicos negativos. Por exemplo, quanto maior a corrente que flui através de um diodo (por exemplo, D31, D32, D33 ou D34), maior a temperatura do diodo e menor a queda de tensão através do diodo. Isto pode com o tempo e a menos que endereçado, aumentar um desequilíbrio existente entre as quedas de tensão através dos diodos de retificação D31, D32, D33 e D34 e um desequilíbrio entre as correntes secundárias lSi e lS2- Em uma concretização, os componentes resistivos R31 e R32 são incluídos para suprimir estes desequilíbrios.
[0038] Mais especificamente, em uma concretização, o componente resistivo R31 é acoplado aos diodos de retificação D31 e D 32 e o-perável para passar pelo menos uma parte da corrente secundária lSi para prover um retorno negativo para a corrente secundária lSi. Por exemplo, uma parte menor da corrente secundária lSi pode fluir através do capacitor C33, e uma parte principal da corrente secundária lSi pode fluir através do componente resistivo R31. Em uma concretização, os componentes resistivos R31 e R32 apresentam substancialmente as mesmas resistências. Conforme usado aqui, o termo "substancialmente as mesmas resistências" indica que os componentes resistivos R31 e R32 são fabricados para ter a mesma resistência, podendo existir uma diferença insignificante entre suas resistências por causa de não idealidade do processo de fabricação. Desse modo, se a corrente secundária lSi for maior do que a corrente secundária lS2, en- tão, uma tensão através do componente resisti vo R31 poderá ser maior do que uma tensão através do componente resistivo R32, e, portanto, uma tensão através do indutor L31 e do enrolamento secundário S1 poderá ser menor do que uma tensão através do indutor L32 e do enrolamento secundário do circuito transformador T32, o que, por sua vez, pode reduzir a corrente secundária lSi na direção da corrente secundária lS2.· S a corrente secundária lSi for menor do que a corrente secundária lS2, então, uma tensão através do componente resistivo R31 poderá ser menor do que uma tensão através do componente resistivo R32, e, portanto, uma tensão através do indutor L31 e do enrolamento secundário S1 poderá ser maior do que uma tensão através do indutor L32 e do enrolamento secundário do circuito transformador T32, o que, por sua vez, pode aumentar a corrente secundária lSi- Similarmente, o componente resistivo R32 é acoplado aos diodos de retificação D33 e D34, e é operável para passar pelo menos uma parte da corrente secundária lS2 para prover um retorno negativo para a corrente secundária lS2- Consequentemente, os componentes resistivos R31 e R32 podem reduzir uma diferença entre as correntes secundárias lSi e lS2, bem como diferenças entre as quedas de tensão através dos diodos de retificação D31, D32,D33 e D34.
[0039] A Figura 4 ilustra um diagrama de bloco de um exemplo de um conversor de potência 400, em uma concretização de acordo com a presente invenção. O conversor CC/CC 400 pode ser uma concretização do conversor CC/CC 200 na Figura 2. O conversor CC/CC 400 inclui circuitos de transferência de potência 402, circuitos de conversão de potência 404, e um circuito de saída 406, que é operável para converter potência de entrada recebida de terminais VIN+ e VIN- em potência de saída em um terminal VOUT.
[0040] Conforme mostrado na Figura 4, os circuitos de transferência de potência 402 incluem múltiplos circuitos de transferência 402_1, 402_2 e 402_3 acoplados em série. Os circuitos de conversão de potência 404 incluem um primeiro circuito transformador T41, um segundo circuito transformador T42, um terceiro circuito transformador T43, e circuitos retificadores 414. Cada circuito transformador T41, T42 ou T43 inclui um enrolamento principal Pw1, Pw2 ou Pw3 acoplado a um circuito transformador correspondente 402_1, 402_2 ou 402_3, e um enrolamento secundário SW1, SW2 ou SW3 acoplado aos circuitos retificadores 414. Cada circuito transformador T41, T42 ou T43 também inclui um enrolamento auxiliar (ou um enrolamento adicional). AW1, AW2 ou AW3, e um componente de limitação de corrente R41, R42 ou R43, por exemplo, um resistor, acoplado em série com o enrolamento auxiliar. Em uma concretização, os enrolamentos auxiliares AW1, AW2 e AW3 são acoplados entre um nó comum 420 e aterrados via os componentes de limitação de corrente R41, R42 e R43, respectivamente. Os componentes de limitação de corrente R41, R42 e R43 podem controlar correntes que fluem através dos enrolamentos auxiliares AW1, AW2 e AW3 para estar dentro de uma faixa, respectivamente.
[0041] Em uma concretização, os circuitos de transferência de potência 402 recebem potência de entrada dos terminais VIN+ e VIN-, e os circuitos de transferência 402_1,402_2 e 402_3 dividem a potência de entrada em múltiplas partes/frações. O circuito de transferência 401_1 transfere uma primeira parte da potência de entrada para o enrolamento principal PW1 para fazer com que uma corrente principal lpw-ι flua através do enrolamento principal PW1, o circuito de transferência 402_2 transfere uma segunda parte da potência de entrada para o enrolamento principal PW2 para fazer com que uma corrente principal Irw2 flua através do enrolamento principal PW2, e o circuito de transferência 402_3 transfere uma parte da potência de entrada para o enrolamento principal PW3 para fazer com que uma corrente principal lpW3 flua através do enrolamento principal PW3. A corrente principal Ipw-ι induz uma corrente secundária lSwi que flui através do enrolamen-to secundário SW1, a corrente principal lPW2 induz uma corrente secundária ISW2 que flui através do enrolamento secundário SW2, e a corrente principal lPW3 induz uma corrente secundária ISW3 que flui através do enrolamento secundário SW3. Desse modo, o circuito transformador T41 converte a primeira parte da potência de entrada recebida no enrolamento principal PW1, por exemplo, representada pela corrente principal lPWi, em uma primeira parte da potência de saída no enrolamento secundário Sw1, por exemplo, representada pela corrente secundária lSwi, o circuito transformador T42 converte a segunda parte da potência de entrada recebida no enrolamento principal PW2, por exemplo, representada pela corrente principal PPW2, em uma segunda parte da potência de saída no enrolamento secundário SW2, por exemplo, representada pela corrente secundária ISW2, e o circuito transformador T43 converte a terceira parte da potência de entrada recebida no enrolamento PW3, por exemplo, representada pela corrente principal lPW3, em uma terceira parte da potência de saída no enrolamento secundário SW3, por exemplo, representada pela corrente secundária ISW3- As correntes secundárias lSwi> >sw2 e ISW3 adicionalmente fluem através dos circuitos retificadores 414 e do circuito de saída 406, e são combinadas no terminal de saída VOUT para formar a potência de saída do conversor CC/CC 400 Desse modo, a potência de entrada do conversor CC/CC 400 pode ser distribuída pelos circuitos de transferência 402-1, 402_23 e 402_3, e cada circuito transformador T41, T42 ou T43 pode converter uma fração da potência de entrada em uma fração da potência de saída. Vantajosamente, o calor produzido pela conversão de potência pode ser distribuído nos circuitos transformadores T41, T42 e T43, podendo, portanto, a taxa de dis-sipação de calor dos circuitos transformadores ser aumentada.
[0042] Em uma concretização, os circuitos transformadores T41, Τ42 e T43 são substancialmente idênticos. Conforme usado aqui, o termo "substancialmente idênticos" indica que os circuitos transformadores T41, T42 e T43 são fabricados para ter as mesmas características (por exemplo, incluindo o enrolamento principal, o enrolamento auxiliar, o componente de limitação de corrente acoplado em série com o enrolamento auxiliar, e o enrolamento secundário), embora possa haver uma diferença entre suas características devido, por exemplo, à não idealidade do processo de fabricação. A diferença é permissível, contanto que a diferença esteja em uma faixa que possa ser desprezada. Desse modo, os enrolamentos principais PW1, PW2 e PW3 têm o mesmo número de voltas, os enrolamentos auxiliares AW1, AW2 e AW3 têm o mesmo número de voltas, os componentes de limitação de corrente R41, R42 e R43 têm substancialmente a mesma resistência, e os enrolamentos secundários SW1, SW2 e SW3 têm o mesmo número de voltas. Em uma situação ideal, quando os circuitos transformadores T41, T42 e T43 executarem a conversão de potência, os enrolamentos principais PW1, PW2 e PW3 poderão receber a mesma quantidade de potência de entrada, os núcleos magnéticos dos circuitos transformadores T41, T42 e T43 podem ter a mesma magnetização, e os enrolamentos secundários SW1, SW2 e SW3 podem gerar a mesma quantidade de potência de saída. Contudo, em uma situação prática, as quantidades de potência providas para os enrolamentos principais PW1, PW2 e PW3 podem não ser exatamente as mesmas por causa, por exemplo, da não idealidade dos componentes de circuito e/ou do controle não ideal dos circuitos de transferência 402_1, 402_2 e 402_3. Se não endereçado no desenho, isto poderá resultar em desequilíbrio das magnetizações nos núcleos magnéticos dos circuitos transformadores T$1, T42 e T43. Vantajosamente, em uma concretização, os enrolamentos auxiliares AW1, AW2 e AW3 proveem um retorno negativo para equilibrar as magnetizações nos nú- cleos magnéticos dos circuitos transformadores T41, T42 e T43.
[0043] Mais especificamente, em uma concretização, os circuitos transformadores T41, T42 e T43 executam a conversão de potência simultaneamente. Isto é, durante um mesmo período, o circuito transformador T41 converte uma primeira parte da potência de entrada do conversor CC/CC 400 em uma primeira parte da potência de saída do conversor CC/CC 400, o circuito transformador T42 converte uma segunda parte da potência de entrada em uma segunda parte da potência de saída, e o circuito transformador T43 converte uma terceira parte da potência de entrada em uma terceira parte da potência de saída. O circuito transformador T41 poderá ter uma primeira magnetização M1, quando da conversão da primeira parte da potência de entrada na primeira parte da potência de saída, o circuito transformador T42 poderá ter uma segunda magnetização M2, quando da conversão da segunda parte da potência de entrada na segunda parte da potência de saída, e o circuito transformador T43 poderá ter uma terceira magnetização M3, quando da conversão da terceira parte da potência de entrada na terceira parte da potência de saída. Em uma concretização, uma magnetização M pode ser fornecida por: Μ=χ*Η, onde χ representa uma susceptibilidade magnética determinada pelos materiais dos quais o circuito transformador é formado, e H representa a intensidade de um campo magnético do circuito transformador. Em uma concretização, uma magnetização, similar à intensidade de um campo magnético, do circuito transformador T41 é principalmente determinada por uma corrente principal lPW1 que flui através do enrolamento principal SW1 e também influenciada por uma corrente secundária lSwi que flui através do enrolamento secundário SW1 e uma corrente de equilíbrio que flui através do enrolamento auxiliar AW1. Magnetizações dos circuitos transformadores T42 e T43 apresentam características similares. Em uma concretização, os enrolamentos auxiliares AW1, AW2 e AW3 são acoplados a um nó comum 420 e operáveis para equilibrar as magnetizações M1, M2 e M3 com a passagem de um sinal, por exemplo, uma corrente, entre os enrolamentos auxiliares AW1, AW2 e AW3 via o nó comum 420.
[0044] Em uma concretização, as extremidades dos enrolamentos auxiliares AW1, AW2 e AW3 acoplados ao nó comum 420 têm a mesma polaridade. Por exemplo, se o nó comum 420 for acoplado aos componentes de limitação de corrente R41, R42 e R43, por exemplo, via aterramento, de tal modo que o enrolamento auxiliar AW1 e o componente de limitação de corrente R41 constituam um loop de corrente, o enrolamento auxiliar AW2 e o componente de limitação de corrente R42 constituam um loop de corrente, e o enrolamento auxiliar AW3 e o componente de limitação de corrente R43 constituam um loop de corrente, então, quando os enrolamentos principais PW1. PW2 e PW3 receberem potência dos circuitos de transferência de potência 402, correntes induzidas poderão ser geradas para fluir através de respectivos enrolamentos auxiliares AW1, AW2 e AW3 de respectivas primeiras extremidades dos enrolamentos auxiliares AW1, AW2 e AW3 para respectivas segundas extremidades dos enrolamentos auxiliares AW1, AW2 e AW3. As primeiras extremidades dos enrolamentos auxiliares AW1, AW2 e AW3 têm a "mesma polaridade" mencionada acima, e as segundas extremidades dos enrolamentos auxiliares AW1, AW2 e AW3 têm também "a mesma polaridade". Tomando a Figura 4 como um exemplo, as extremidades dos enrolamentos auxiliares AW1, AW2 e AW3 acopladas ao nó comum 420 são terminais não pontilhados e apresentam a mesma polaridade.
[0045] Em uma concretização, o nó comum 420 não é acoplado aos componentes de limitação de corrente R41, R42 e R43 via aterramento. Se as magnetizações M1, M2 e M3 nos circuitos transformadores T41, T42 e T43 forem iguais, por exemplo, as correntes principais Ipw 11 Ipw2 e Ipw3 que fluem através dos enrolamentos principais PW1. PW2 e PW3 serão iguais, então, poderá não haver nenhuma corrente gerada para fluir através do nó comum 420. É porque os enrolamentos auxiliares AW1, AW2 e AW3 podem tentar gerar correntes induzidas para fluir através do nó comum 420, mas estas correntes têm os mesmos níveis de corrente e podem ser neutralizadas entre si no nó comum 420. Se a magnetização M1 for maior do que as magnetizações M2 e M3, por exemplo, a corrente principal lPWi será maior do que as correntes principais lPW2e lPW3, então, o enrolamento auxiliar AW1 poderá gerar uma corrente de equilíbrio lAwi para fluir através do nó comum 420, uma parte da corrente de equilíbrio lAW1 poderá fluir através do enrolamento auxiliar AW2, e a outra parte da corrente de equilíbrio lAW1 poderá fluir através do enrolamento auxiliar AW3. Em uma concretização, a corrente de equilíbrio lAW1 que flui através do enrolamento auxiliar AW1 poderá reduzir a magnetização M1 do circuito transformador T41, a parte da corrente de equilíbrio lAWi que flui através do enrolamento auxiliar AW2 poderá aumentar a magnetização M2 do circuito transformador T42, e a parte da corrente de equilíbrio lAW1 que flui através do enrolamento auxiliar 3 poderá aumentar a magnetização M3 do circuito transformador T43. Desse modo, os enrolamentos auxiliares AW1, AW2 e AW3 podem transferir a energia magnética em um núcleo magnético de um circuito transformador T41, T42 ou T43 apresentando uma maior magnetização para um núcleo magnético de outro circuito transformador T41, T42 ou T43 apresentando uma menor magnetização. Os enrolamentos auxiliares AW1, AW2 e AW3 podem reduzir diferenças entre as magnetizações M1, M2 e M3 dos circuitos transformadores T41, T42 e T43 de modo a equilibrar as magnetizações Μ1, M2 e M3.
[0046] Na concretização da Figura 4, são descritos três circuitos de transferência (402_1, 402_2 e 402_3) e três circuitos transformado- res (T41, T42 e T43); contudo, esta invenção não é limitada a isto, e, em outras concretizações, dois circuitos transformadores ou mais do que três circuitos transformadores e circuitos de transferência correspondendo podem ser aplicados usando estruturas similares.
[0047] Vantajosamente, com o uso de múltiplos circuitos transformadores, a dissipação de calor para os circuitos de conversão de potência 404 pode ser aperfeiçoada, e o conversor CC/CC 400 pode suportar uma maior potência/tensão de entrada com uma menor perda de potência e uma maior eficiência de conversão, comparado com o conversor CC/CC convencional 100. Também, a energia magnética armazenada nos núcleos magnéticos dos circuitos transformadores T41, T42 e T43 pode ser equilibrada, o que adicionalmente intensifica a eficiência de conversão de potência do conversor CC/CC 400.
[0048] A Figura 5A ilustra um diagrama de circuito de um exemplo de um conversor CC/CC 500A, em uma concretização de acordo com a presente invenção. A Figura 5A também mostra exemplos dos circuitos de transferência de potência 402 e circuitos de conversão de potência 404 na Figura 4. A Figura 5A é descria em combinação com as Figuras 2, 3 e 4. O conversor CC/CC 500A pode ser uma concretização do conversor CC/CC 400 na Figura 4.
[0049] No exemplo da Figura 5A, os circuitos de transferência de potência 402 incluem componentes capacitivos C41, C42, C43, C44, C45 e C46, por exemplo, capacitores, acoplados em série para formar circuitos divisores de tensão capacitivos. Os circuitos divisores de tensão podem dividir uma tensão de entrada V|N do conversor CC/CC 500A em um conjunto de tensões parciais VC4i, VC42, VC43, VC44, VC45 e VC46- Cada tensão parcial das tensões parciais VC4i, VC42, VC43, VC44, VC45 e VC46 corresponde a uma tensão através de um componente ca-pacitivo dos componentes capacitivos C41, C42, C43, C44, C45 e C46, respectivamente. Por exemplo, uma tensão através do compo- nente capacitivo C44 é a tensão parcial VC44. Os componentes capaci-tivos C41, C42, C43, C44, C45 e C46 podem ter substancialmente a mesma capacitância, o que significa que os componentes capacitivos C41, C42, C43, C44, C45 e C46 podem ser fabricados para ter a mesma capacitância, e diferenças insignificantes podem existir entre suas capacitâncias por causa de não idealidade do processo de fabricação. Desse modo, em uma concretização, as tensões parciais VC41, VC42> VC43, VC44> VC45 e VC46 têm substancialmente os mesmos valores, por exemplo, um sexto da tensão de entrada total V(N do conversor CC/CC 500A. Os circuitos de transferência de potência 402 também incluem circuitos de comutação, por exemplo, comutadores Q41, Q42, Q43, Q44, Q45 e Q46 que formam múltiplos circuitos de comutação de meia ponte. Os circuitos de comutação, por exemplo, Q41-Q46, podem controlar cada enrolamento principal dos enrolamentos principais PW1. PW2 e PW3 para seletivamente receber uma tensão parcial das tensões parciais Vc4i. Vc42. Vc43> Vc44> Vc45 e Vc46- [0050] Mais especificamente, em uma concretização, o divisor de tensão dos componentes capacitivos C41 e C42 e o circuito de comutação de meia ponte dos comutadores Q41 e Q42 constituem o circuito de transferência 402_1 na Figura 4, e podem transferir uma fração da potência de entrada total do conversor CC/CC 500A para o enrolamento principal PW1. Por meio de exemplo, se o comutador Q41 estiver ativado, e o comutador Q42 estiver desativado, então, o enrolamento principal PW1 será acoplado em paralelo com o componente capacitivo C41 para receber uma tensão parcial VC4i, e uma corrente principal Ipwi fluirá para o enrolamento principal PW1 através do comutador Q41; e se o comutador Q41 estiver desativado, e o comutador Q42 estiver ativado, então, o enrolamento principal PW1 será acoplado em paralelo com o componente capacitivo C42 para receber uma tensão parcial VC42, e uma corrente principal lPW1 fluirá para o enrolamento principal PW1 através do comutador Q42. Além disso, os sinais de controle DRVHi e DRVL1 podem ativar e desativar os comutadores Q41 e Q42 alternadamente (por exemplo, quando Q41 estiver ativado, o Q42 estará desativado, e vice-versa) para transferir uma fração da potência de entrada total para o enrolamento principal PW1. Similarmente, o divisor de tensão dos componentes capacitivos C43 e C44 e o circuito de comutação de meia ponte dos comutadores Q43 e A44 constituem o circuito de transferência 402_2 na Figura 4, e podem transferir uma fração da potência de entrada total do conversor CC/CC 500A para o enrolamento principal PW2; e o divisor de tensão dos componentes capacitivos C45 e C46 e o circuito de comutação de meia ponte dos comutadores Q45 e Q46 constituem o circuito de transferência 402_3 na Figura 4, e podem transferir uma fração da potência de entrada total do conversor CC/CC 500A para o enrolamento principal PW3.
[0051] Em uma concretização, os circuitos de comutação Q41-Q46, sob o controle dos sinais de controle DRVHi, DRVL1, DRVH2, DR-V[_2, DRVH3 e DRVL3, conectarão um enrolamento principal dos enro-lamentos principais PW1. PW2 e PW3 em série a um primeiro componente capacitivo dos componentes capacitivos C41, C42, C43, C44, C45 e C46, se os circuitos de comutação Q41-Q46 conectarem o enrolamento principal em paralelo com um segundo componente capacitivo adjacente ao primeiro componente capacitivo, e conectarão o enrolamento principal em série ao segundo componente capacitivo, se os circuitos de comutação Q41-Q46 conectarem o enrolamento principal em paralelo com o primeiro componente capacitivo. Por meio de exemplo, se os circuitos de comutação Q41-Q46 conectarem o enrolamento principal PW1 em paralelo com o componente capacitivo C41, por exemplo, com a ativação do comutador Q41, então, os circuitos de comutação Q41-Q46 conectarão o enrolamento principal PW1 em sé- rie ao componente capacito C42, por exemplo, com a desativação do comutador Q42. Se os circuitos de comutação Q41-Q46 conectarem o enrolamento principal PW1 em paralelo com o componente capacitivo C42, por exemplo, com a desativação do comutador Q42, então, os circuitos de comutação Q41-Q46 conectarão o enrolamento principal PW1 em série ao componente capacitivo C41, por exemplo, com a ativação do comutador Q41. Em uma concretização, os sinais de controle DRVHi, DRVl1, DRVH2, DRVL2, DRVH3 e DRVL3 ativam alternada-mente o conjunto de comutadores Q41, Q43 e Q45 e o conjunto de comutadores Q42, Q44 e Q46. Quando os comutadores Q41, Q43, e Q45 forem ativados, e os comutadores Q42, Q44 e Q46 forem desativados, os enrolamentos principais PW1. PW2 e PW3 serão acoplados em paralelo com os componentes capacitivos C41, C43 e C45, respectivamente, de tal modo que os enrolamentos principais PW1. PW2 e PW3 recebam tensões parciais VC4i VC43 e VC45 dos componentes capacitivos C41, C43 e C45. Além disso, quando os comutadores Q41, Q43 e Q45 forem ativados, e os comutadores Q42, Q44 e Q46 forem desativados, os componentes capacitivos C42, C44 e C46 serão acoplados em série aos enrolamentos principais PW1. PW2 e PW3. Desse modo, vantajosamente, similar ao componente capacitivo C32 descrito na Figura 3, os componentes capacitivos C42, C44 e C46 podem impedir a saturação do núcleo dos circuitos transformadores T41, T42 e T43. Também, quando os comutadores Q41, Q43 e Q45 forem desativados, e os comutadores Q42, Q44 e Q46 forem ativados, os enrolamentos principais PW1. PW2 e PW3 serão acoplados em paralelo com os componentes capacitivos C42, C44 e C46 para receber tensões parciais VC42, VC44 e VC46, e os componentes capacitivos C41, C43 e C45 serão acoplados em série aos enrolamentos principais dos circuitos transformadores T41, T42 e T43 e poderão impedir a saturação de núcleo dos circuitos transformadores T41, T42 e T43.
[0052] Nos circuitos de conversão de potência 404A da Figura 5A, os circuitos transformadores T41, T42 e T43 podem ter a estrutura e funções similares àquelas dos circuitos transformadores T31 e T32 na Figura 3, exceto que os circuitos transformadores T41, T42 e T43 também incluem enrolamentos auxiliares AW1, AW2 e AW3 para fins do equilíbrio acima mencionado. Isto é, em uma concretização, os circuitos transformadores T41, T42 e T43 incluem múltiplos núcleos magnéticos, múltiplos enrolamentos principais PW1. PW2 e PW3 magneticamente acoplados aos núcleos magnéticos, respectivamente, e múltiplos enrolamentos secundários, por exemplo, o enrolamento secundário com derivação central mostrado na Figura 3, magneticamente acoplados, respectivamente, aos núcleos magnéticos. Os circuitos transformadores T41, T42 e T43 pode também incluir circuitos de equilíbrio, por exemplo, enrolamentos auxiliares AW1, AW2 e AW3, magneticamente acoplados aos núcleos magnéticos para equilibrar as magneti-zações nos núcleos magnéticos. Os circuitos de equilíbrio, por exemplo, os enrolamentos auxiliares AW1, AW2 e AW3, podem também equilibrar as tensões parciais VC4i, VC42 e VC43 VC44, VC45 e VC46- Por meio de exemplo, quando os comutadores Q41, Q43 e Q45 forem ativados, e os comutadores Q42, Q44 e Q46 forem desativados, os enrolamentos principais PW1. PW2 e PW3 receberão tensões parciais VC4i, VC43, VC45 dos componentes capacitivos C41, C43 e C45. Se a tensão parcial VC4i for maior do que as tensões parciais Vc43 e vc45, então, o enrolamento principal PW1 poderá receber mais potência do que os enrolamentos principais Pw2 e Pw3. Desse modo, o componente capacitivo C41 pode descarregar mais potência do que os componentes capacitivos C43 e C45, e a tensão parcial VC4i pode diminuir mais rapidamente do que as tensões parciais VC43 e VC45. O enrolamento principal PW1 pode transferir energia magnética do circuito transformador T41 para os circuitos transformadores T42 e T43. Como resultado, as magnetizações dos circuitos transformadores T41, T42 e T43 podem ser equilibradas, e as tensões parciais Vou, VC43 e VC45 podem ser equilibradas. De maneira similar, as tensões parciais VC42, VC44 e VC46 podem ser equilibradas.
[0053] Em operação, em uma concretização, os sinais de controle DRVHi, DRVl1, DRVH2, DRVL2i DRVH3 e DRVL3 controlam os circuitos de comutação, por exemplo, os Q41-Q46, de tal modo que os circuitos de conversão de potência 404A se alternem entre um primeiro estado, um segundo estado, um terceiro estado e um quarto estado. No primeiro estado, os circuitos de conversão de potência 404A recebem potência dos componentes capacitivos C41, C43 e C45, convertem a potência em energia magnética nos núcleos magnéticos dos circuitos transformadores T41, T42 e T43, e adicionalmente convertem uma parte da energia magnética em potência de saída no circuito de saída 406A. Adicionalmente, os componentes capacitivos C42, C44 e C46 podem ser usados para impedir a saturação de núcleo dos circuitos transformadores T41, T42 e T43. Tomando a Figura 5A, por exemplo, no primeiro estado, os sinais de controle DRVHi, DRVL1, DRVH2, DR-VL2, DRVH3 e DRVl3 ativam os comutadores Q41, Q43 e Q45 e desativam os comutadores Q42, Q44 e Q46. No segundo estado, os circuitos de conversão de potência 404A não recebem potência dos componentes capacitivos C41, C42, C43, C44, C45 e C46, e convertem a parte restante da energia magnética, por exemplo, armazenada no primeiro estado, em potência de saída no circuito de saída 406A. Tomando a Figura 5A, por exemplo, no segundo estado, os sinais de controle DRVHi, DRVLi, DRVH2, DRVL2, DRVH3 e DRVL3 desativam os comutadores Q41, Q42, Q43, Q44, Q45 e Q46. No terceiro estado, os circuitos de conversão de potência 404A recebem potência dos componentes capacitivos C42, C44 e C46, convertem a potência em energia magnética nos núcleos magnéticos dos circuitos transformadores Τ41, Τ42 e T43, e adicionalmente convertem uma parte da energia magnética em potência de saída no circuito de saída 406A. Adicionalmente, os componentes capacitivos C41, C43 e C45 podem ser usados para impedir a saturação de núcleo dos circuitos transformadores T41, T42 e T43. Tomando a Figura 5A, por exemplo, no terceiro estado, os sinais de controle DRVHi, DRVL1, DRVH2, DRVL2, DRVH3 e DR-VL3 ativam os comutadores Q42, Q44 e Q46 e desativam os comuta-dores Q41, Q43 e Q45. No quarto estado, os circuitos de conversão de potência 404A não recebem potência dos componentes capacitivos C41, C42, C43, C44, C45 e C46, e convertem a parte restante da energia magnética, por exemplo, armazenada no terceiro estado, em potência de saída no circuito de saída 406A. Como resultado, os circuitos de conversão de potência 404A podem receber potência de entrada do conjunto de componentes capacitivos C41, C43 e C45 e o conjunto de componentes capacitivos C42, C44 e C46, alternativamente, e convertem a potência de entrada em potência de saída no circuito de saída 406A.
[0054] Em uma concretização, os sinais de controle DRVHi, DR-VL1, DRVH2, DRVL2i DRVH3 e DRVL3 podem controlar a duração de um intervalo de tempo para o primeiro estado, por exemplo, durante o qual os comutadores Q41, Q43 e Q45 estão ativados, e a duração de um intervalo de tempo para o terceiro estado, por exemplo, durante o qual os comutadores Q42, Q44 e Q46 estão ativados, para serem aproximadamente iguais. Desse modo, as tensões parciais VC4i, VC42, VC43, VC44, VC45 e VC46 podem ser equilibradas entre si. Conforme usado aqui, o termo "aproximadamente iguais" indica que os sinais de controle DRVHi, DRVl1, DRVH2, DRVL2, DRVH3 e DRVL3 são programados ou ajustados para controlar as durações de dois intervalos de tempo para serem iguais, sendo permissível uma diferença entre os dois intervalos de tempo causados, por exemplo, pela não idealidade de componen- tes de circuito, contanto que a diferença seja relativamente pequena e possa ser desprezada.
[0055] Além disso, os circuitos retificadores 414A, por exemplo, uma concretização dos circuitos retificadores 414 na Figura 4, podem incluir circuitos retificadores 414_1, 414_2 e 414_3. Os circuitos retificadores 414__1, 414_2 e 414_3 podem ter estrutura e funções simila- res àquelas dos circuitos retificadores 3141 e 314_2 na Figura 3. Em uma concretização, os circuitos de conversão de potência 404A podem adicionalmente incluir circuitos de equilíbrio apresentando um ou mais componentes capacitivos acoplados entre os enrolamentos secundários dos circuitos transformadores T41, T42 e T43, em uma maneira similar àquela ilustrada na Figura 3. Adicionalmente, os circuitos de saída 406A do conversor CC/CC 500A pode ter estrutura e funções similares àquelas do circuito de saída 306 na Figura 3.
[0056] Desse modo, conforme discutido acima, o calor produzido pela conversão de potência pode ser distribuídos nos circuitos transformadores T41, T42 e T43, e a dissipação de calor para os circuitos de conversão de potência 404A pode ser aperfeiçoada. A energia magnética armazenada nos núcleos magnéticos dos circuitos transformadores T41, T42 e T43 pode ser equilibrada, e as tensões parciais Vc4i, VC42, VC43, VC44, VC45 e VC46 dos componentes capacitivos C41, C42, C43, C44, C45 e C46 podem ser equilibradas, o que adicionalmente intensifica a eficiência de conversão de potência do conversor CC/CC 500A. Adicionalmente, em uma concretização, uma vez que a tensão de entrada V|N do conversor CC/CC 500A é dividida em múltiplas tensões menores (por exemplo, as tensões parciais VC4i, VC42, VC43, VC44> VC45 e Vc4e) que são aplicadas aos comutadores (por exemplo, Q41, Q42, Q43, Q44, Q45 e Q46) dos circuitos de transferência de potência 402, estes comutadores podem ter uma menor tensão de operação e menor uma resistência ativa RDson- Estes comuta- dores podem ter um melhor desempenho de comutação comparado àqueles que apresentam uma maior tensão de operação e uma maior resistência ativa Rdson- Também, as amplitudes de mudanças de tensão nos nós de comutação (por exemplo, LX41, LX42 e LX43) dos circuitos de transferência de potência 402 causadas por comutação de um estado para outro estado (por exemplo, entre os primeiro, segundo, terceiro e quarto estados acima mencionados) podem ser reduzidas, comparadas àquelas em um circuito de transferência de potência que usa comutadores para sustentar uma tensão relativamente alta. Desse modo, mesmo que a tensão de entrada V|N do conversor CC/CC 500A seja relativamente alta, a radiação causada pela comutação dos comutadores Q41, Q42, Q43, Q44, Q45 e Q46 entre diferentes estados (por exemplo, os primeiro, segundo, terceiro e quarto estados) pode ser relativamente pequena.
[0057] Os circuitos de comutação de meia ponte descritos nos circuitos de transferência de potência 402 da Figura 5A são exemplos para fins ilustrativos, e outro tipo de circuitos de comutação, tais como circuitos de comutação de ponte completa, pode ser aplicado nos circuitos de transferência de potência 402, em outras concretizações. Por exemplo, os circuitos de transferência de potência 402 podem incluir múltiplos componentes capacitivos acoplados em série para formar circuitos divisores de tensão, e cada componente capacitivo é acoplado a um circuito de ponte completa em uma maneira similar, conforme descrito nos circuitos de transferência de potência 302 da Figura 3.
[0058] Adicionalmente, os circuitos retificadores 414A descritos nos circuitos de conversão de potência 404A da Figura 5A é um exemplo para fins ilustrativos, e outros tipos de circuitos podem ser aplicados nos circuitos de conversão de potência 404A.
[0059] A Figura 5B Ilustra um diagrama de circuito de um exemplo de um conversor CC/CC 500B, em outra concretização de acordo com a presente invenção. A Figura 5B é descrita em combinação com as Figuras 2, 3, 4 e 5A. O conversor CC/CC 500B pode ser uma concretização do conversor CC/CC 400 na Figura 4.
[0060] Em uma concretização, o conversor CC/CC 500B apresenta uma estrutura similar àquela do conversor CC/CC 500A, exceto que os enrolamentos secundários dos circuitos transformadores T41', T42' e T43' na Figura 5B são acoplados em série, e os circuitos de conversão de potência 404B incluem um circuito retificador de ponte completa 414B. O circuito retificador de ponte completa 414B pode incluir dio-dos D51, D2, D53, D54 e um indutor L51, e pode receber uma corrente secundária que flui através dos enrolamentos secundários acoplados em série, e pode gerar uma corrente de saída retificada I0ut no terminal de saída VOUT, [0061] A Figura 6 ilustra um diagrama de circuito de um exemplo de um conversor CC/CC 600, em outra concretização de acordo com a presente invenção. A Figura 6 é descrita em combinação com as Figuras 2, 3, 4 e 5A. O conversor CC/CC 600 inclui circuitos de transferência de potência 402 e circuitos de conversão de potência 604.
[0062] Os circuitos de transferência de potência 402 na Figura 6 podem ter uma estrutura similar àquela dos circuitos de transferência de potência 402 na Figura 5A. O controle dos circuitos de transferência de potência 402 na Figura 6 pode ser também similar àquele na Figura 5A. Os circuitos de conversão de potência 604 incluem um circuito transformador T61 e um circuito retificador (por exemplo, apresentando diodos D61 e D62, e um indutor L61). O circuito transformador T61 inclui um núcleo magnético, enrolamentos principais PW1, PW2 e PW3 magneticamente acoplados ao núcleo magnético, e um enrola-mento secundário magneticamente acoplado ao núcleo magnético. O circuito retificador apresenta uma estrutura similar àquela do circuito retificador 314_1 descrito na Figura 3.
[0063] Em uma concretização, o núcleo magnético do circuito transformador T61 pode prover retorno negativo para equilibrar as tensões parciais VC4i, VC42, VC43, VC44, VC45 e VC46 dos componentes ca-pacitivos C41, C42, C43, C44, C45 e C46 através dos enrolamentos principais PW1. PW2 e PW3. Por exemplo, quando os comutadores Q41, Q42 e Q45 forem ativados, e os comutadores Q42, Q44 e Q46 forem desativados, os enrolamentos principais PW1. PW2 e PW3 receberão tensões parciais VC4i, VC43 e vC45 dos componentes capaciti-vos C41, C43 e C45. Se a tensão parcial VC4i for maior do que as tensões parciais VC43 e VC45, então, o núcleo magnético do circuito transformador T61 poderá extrair mais potência do componente capacitivo C41 através do enrolamento principal PW1 e extrair menos potência dos componentes capacitivos C43 e C45 através dos enrolamentos principais Pw2 e Pw3, o que faz com que a tensão parcial VC4i diminua mais rapidamente do que as tensões parciais VC43 e VC45- Desse modo, vantajosamente, os enrolamentos principais PW1. PW2 e PW3 podem reduzir as diferenças entre as tensões parciais VC4i, Vc43 e VC45 e, portanto, equilibrar as tensões parciais VC4i, VC43 e VC45. Similarmente, os enrolamentos principais PW1. PW2 e PW3 podem também reduzir diferenças entre as tensões parciais VC42, VC44 e VC46 e, portanto, equilibrar as tensões parciais Vc42, VC44 e Vc46. Adicionalmente, os sinais de controle DRVHi, DRVL1, DRVH2 e DRVL2, DRVH3 e DRVL3 podem controlar a duração de um primeiro intervalo de tempo durante o qual os comutadores Q41, Q43 e Q45 estão ativos e a duração de um segundo intervalo de tempo durante o qual os comutadores Q42, Q44 e Q46 estão ativos para serem aproximadamente iguais. Como resultado, as tensões parciais VC41, VC42, VC43, VC44, VC45 e VC46 podem ser equilibradas entre si. Além disso, em uma concretização, uma vez que um único núcleo magnético é usado nos circuitos de conversão de potência 604, o custo do conversor CC/CC 600 pode ser reduzido.
[0064] A Figura 7 ilustra um fluxograma 700 de exemplos de operações executados por um conversor de potência, em uma concretização de acordo com a presente invenção. Embora etapas específicas sejam descritas na Figura 7, tais etapas são exemplos para fins ilustrativos. Isto é, concretizações de acordo com a presente invenção são bem adequadas para executar várias outras etapas ou variações das etapas recitadas na Figura 7. A Figura 7 é descrita em combinação com a Figura 2 e a Figura 3.
[0065] No bloco 702, um primeiro enrolamento principal de um primeiro circuito transformador, por exemplo, o enrolamento principal P1 do circuito transformador T31 na Figura 3, recebe uma primeira parte da potência de entrada de um conversor de potência, por exemplo, o conversor CC/CC 300.
[0066] No bloco 704, um segundo enrolamento principal de um segundo circuito transformador, por exemplo, o enrolamento principal P2 do circuito transformador T32 na Figura 3, recebe uma segunda parte da potência de entrada do conversor de potência, por exemplo, o conversor CC/CC 300.
[0067] No bloco 706, o primeiro enrolamento secundário do primeiro circuito transformador, por exemplo, o enrolamento secundário S1 do circuito transformador T31, gera uma primeira parte da potência de saída do conversor de potência, por exemplo, o conversor CC/CC 300.
[0068] No bloco 708, um segundo enrolamento secundário do segundo circuito transformador, por exemplo, o enrolamento secundário S2 do circuito transformador T32, gera uma segunda parte da potência de saída do conversor de potência, por exemplo, o conversor CC/CC 300.
[0069] No bloco 710, um circuito de equilíbrio, incluindo componentes capacitivos C35 e C36, equilibra as primeira e segunda partes da potência de saída do conversor CC/CC 300 com a passagem de um sinal entre um primeiro terminal do primeiro enrolamento secundá- rio e um segundo terminal do segundo enrolamento secundário. Os primeiro e segundo terminais apresentam a mesma polaridade. Por exemplo, os componentes capacitivos C35 e C36 equilibram as correntes secundárias lSi e lS2 com a passagem do toque de tensão entre os terminais "1" e "3" e toque de tensão entre os terminais "2" e "4". Os terminais "1" e "3", por exemplo, terminais não pontilhados, têm a mesma polaridade. Também, os terminais "2" e "4", por exemplo, terminais pontilhados, têm a mesma polaridade.
[0070] A Figura 8 ilustra um fluxograma 800 de exemplos de operações executados por um conversor de potência, em uma concretização de acordo com a presente invenção. Embora etapas específicas sejam descritas na Figura 8, tais etapas são exemplos para fins ilustrativos. Isto é, concretizações de acordo com a presente invenção são bem adequadas para executar várias outras etapas ou variações das etapas mencionadas na Figura 8. A Figura 8 é descrita em combinação com as Figuras 4, 5A e 5B.
[0071] No bloco 802, um primeiro circuito transformador, por exemplo, ο T41, converte uma primeira parte da potência de entrada de um conversor de potência, por exemplo, apresentada por uma corrente principal lPWi, recebida em um primeiro enrolamento principal, por exemplo, o PW1, do primeiro circuito transformador, por exemplo, ο T41, em uma primeira parte da potência de saída do conversor de potência. Por exemplo, representada por uma corrente secundária Iswi. em um primeiro enrolamento secundário, por exemplo, o SW1, do primeiro circuito transformador, por exemplo, ο T41. O primeiro circuito transformador, por exemplo, ο T41, inclui o primeiro enrolamento principal, por exemplo, o PW1, o primeiro enrolamento secundário, por exemplo, o SW1, e também inclui um primeiro enrolamento auxiliar, por exemplo. AW1. O primeiro circuito transformador, por exemplo, o T41, poderá ter uma primeira magnetização 1, quando da conversão da primeira parte da potência de entrada, por exemplo, apresentada pela corrente principal lPW1, na primeira parte da potência de saída, por exemplo, representada pela corrente secundária lSwi- [0072] No bloco 804, um segundo circuito transformador, por exemplo, ο T42, converte uma segunda parte da potência de entrada, por exemplo, apresentada por uma corrente principal lPW2, recebida em um segundo enrolamento principal, por exemplo, o PW2, do segundo circuito transformador, por exemplo, ο T42, em uma segunda parte da potência de saída, por exemplo, representada por uma corrente secundária lSW2, em um segundo enrolamento secundário, por exemplo, o SW2, do segundo circuito transformador, por exemplo, ο T42. O segundo circuito transformador, por exemplo, ο T42, inclui o segundo enrolamento principal, por exemplo, o PW2, o segundo enrolamento secundário, por exemplo, o SW2, e também inclui um segundo enrolamento auxiliar, por exemplo, o AW2. O segundo circuito transformador, por exemplo, ο T42, poderá ter uma segunda magnetização M2, quando da conversão da segunda parte da potência de entrada, por exemplo, apresentada pela corrente principal lPW2. na segunda parte da potência de saída, por exemplo, representada pela corrente secundária ISW2- [0073] No bloco 806, os primeiro e segundo enrolamentos auxiliares, por exemplo, AW1 e AW2, equilibram a primeira e a segunda magnetizações M1 e M2 com a passagem de um sinal, por exemplo, uma corrente de equilíbrio, via um nó comum, por exemplo, o 420, acoplado entre o primeiro e o segundo enrolamentos auxiliares, por exemplo, o AW1 e o AW2.
[0074] A Figura 9 ilustra um fluxograma 900 de exemplos de operações executadas por um conversor de potência, em uma concretização de acordo com a presente invenção. Embora etapas específicas sejam descritas na Figura 9, tais etapas são exemplos para fins ilustrativos. Isto é, concretizações de acordo com a presente invenção são bem adequadas para executar várias outras etapas ou variações das etapas recitadas na Figura 9. A Figura 9 é descrita em combinação com as Figuras 5A, 5B e 6.
[0075] No bloco 902, um conjunto de enrolamentos principais, por exemplo, os PW1, PW2 e PW3, dos circuitos transformadores T41, T42 e T43 na Figura 5A, os circuitos transformadores T4V, T42'e T43' na Figura 5B, ou o circuito transformador T61 na Figura 6, recebem potência de entrada de um conversor de potência, por exemplo, 500A, 500B ou 600.
[0076] No bloco 904, os circuitos transformadores convertem a potência de entrada recebida em uma potência de saída nos circuitos de enrolamento secundários dos circuitos transformadores, por exemplo, os circuitos transformadores T41, T42 e T43 na Figura 5A, os circuitos transformadores T41', T42' e T43' na Figura 5B, ou o circuito transformador T61.
[0077] Em uma concretização, o recebimento da potência de entrada mencionada no bloco 902 inclui etapas descritas nos blocos 906 e 908. No bloco 906, os circuitos divisores de tensão, por exemplo, incluindo os componentes capacitivos C41, C42, C43, C44, C45 e C46 nas Figuras 5A, 5B ou 6, dividem uma tensão de entrada V!N do conversor de potência, por exemplo, 500A, 500B ou 600, em um conjunto de tensões parciais Vc4i, Vc42. Vc43, Vc44> Vc45 © Vc46- [0078] No bloco 908, os circuitos de comutação, por exemplo, incluindo comutadores Q41, Q42, Q43, Q44, Q45 e Q46 nas Figuras 5A, 5B ou 6, controlam cada enrolamento principal dos enrolamentos principais, por exemplo, PW1, PW2 e PW3, para seletivamente receber uma tensão parcial das tensões parciais, por exemplo, VC4i, VC42, VC43, Vc44, Vc45 © VC46- [0079] Enquanto a descrição acima e os desenhos representam concretizações da presente invenção, será entendido que várias adi- ções, modificações e substituições podem ser feitas aqui sem se afastar do espírito e do escopo dos princípios da presente invenção, conforme definido nas reivindicações anexas. Aqueles versados na técnica irão apreciar que a invenção pode ser usada com muitas modificações de forma, estrutura, disposição, proporções, materiais, elementos, e componentes e outros, usados na prática da invenção, que são particularmente adaptados a ambientes específicos e a exigências operativas sem se afastar dos princípios da presente invenção. As concretizações atualmente descritas devem, portanto, ser consideradas em todos os aspectos como ilustrativas e não restritivas, o escopo da invenção sendo indicado pelas reivindicações anexas e seus equivalentes legais, e não limitado à descrição anterior.
REIVINDICAÇÕES

Claims (20)

1. Conversor de potência para converter potência de entrada em potência de saída, o dito conversor de potência sendo caracterizado pelo fato de compreender: um primeiro circuito transformador compreendendo um primeiro enrolamento principal operável para receber uma primeira parte da dita potência de entrada e um primeiro enrolamento secundário operável para gerar uma primeira parte da dita potência de saída, um segundo circuito transformador compreendendo um segundo enrolamento principal operável para receber uma segunda parte da dita potência de entrada e um segundo enrolamento secundário operável para gerar uma segunda parte da dita potência de saída; e circuitos de equilíbrio, acoplados a um primeiro terminal do dito primeiro enrolamento secundário e um segundo terminal do dito segundo enrolamento secundário, operáveis para equilibrar as ditas primeira e segunda partes da dita potência de saída entre si com a passagem de um sinal entre os ditos primeiro e segundo terminais, onde os ditos primeiro e segundo terminais têm a mesma polaridade.
2. Conversor de potência, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de os ditos circuitos de equilíbrio compreenderem um componente capacitivo apresentando uma primeira extremidade acoplada ao dito primeiro terminal do dito primeiro enrolamento secundário e apresentando uma segunda extremidade acoplada ao dito segundo terminal do dito segundo enrolamento secundário, e de o dito componente capacitivo ser operável para passar o dito sinal entre os primeiro e segundo terminais.
3. Conversor de potência, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o dito sinal compreender toque de tensão, e de o dito componente capacitivo ser operável para passar o dito toque de tensão entre os ditos primeiro e segundo terminais para equilibrar uma primeira corrente que flui através do dito primeiro enrolamento secundário e uma segunda corrente que flui através do dito segundo enrolamento secundário.
4. Conversor de potência, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender: um primeiro diodo de retificação, acoplado ao dito primeiro enrolamento secundário, operável para permitir que uma primeira corrente flua através do dito primeiro diodo de retificação e pelo menos uma parte do dito primeiro enrolamento secundário de um primeiro nó para um segundo nó; e um segundo diodo de retificação, acoplado ao dito segundo enrolamento secundário, operável para permitir que uma segunda corrente flua através do dito segundo diodo de retificação e de pelo menos uma parte do dito segundo enrolamento secundário do dito primeiro nó para o dito segundo nó.
5. Conversor de potência, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de os ditos circuitos de equilíbrio compreenderem um componente capacitivo apresentando uma primeira extremidade acoplada ao dito primeiro terminal do dito primeiro enrolamento secundário e apresentando uma segunda extremidade acoplada ao dito segundo terminal do dito segundo enrolamento secundário, de o dito componente capacitivo ser operável para passar toque de tensão entre os ditos primeiro e segundo terminais para reduzir o desequilíbrio de tensão dos ditos primeiro e segundo diodos de retificação, e de o dito sinal compreender o dito toque de tensão.
6. Conversor de potência, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de compreender: um primeiro componente resistivo, acoplado ao dito primeiro diodo de retificação, operável para passar pelo menos uma parte da dita primeira corrente para prover um retorno negativo para a dita pri- meira corrente, e um segundo componente resistivo, acoplado ao dito segundo diodo de retificação, operável para passar pelo menos uma parte da dita segunda corrente para prover um retorno negativo para a dita segunda corrente.
7. Conversor de potência para converter potência de entrada em potência de saída, o dito conversor de potência sendo caracterizado pelo fato de compreender: um primeiro circuito transformador compreendendo um primeiro enrolamento principal, um primeiro enrolamento secundário, e um primeiro enrolamento auxiliar, e operável para converter uma primeira parte da dita potência de entrada recebida no dito primeiro enrolamento principal em uma primeira parte da dita potência de saída no dito primeiro enrolamento secundário, o dito primeiro circuito transformador apresentando uma primeira magnetização, quando da conversão da dita primeira parte da dita potência de entrada na dita primeira parte da dita potência de saída; e um segundo circuito transformador compreendendo um segundo enrolamento principal, um segundo enrolamento secundário, e um segundo enrolamento auxiliar, operável para converter uma segunda parte da dita potência de entrada recebida no dito segundo enrolamento principal em uma segunda parte da dita potência de saída no dito segundo enrolamento secundário, o dito segundo circuito transformador apresentando uma segunda magnetização, quando da conversão da dita segunda parte da dita potência de entrada na dita segunda parte da dita potência de saída, onde os ditos primeiro e segundo enrolamentos auxiliares são acoplados a um nó comum e operáveis para equilibrar as ditas primeira e segunda magnetizações com a passagem de um sinal via o dito nó comum.
8. Conversor de potência, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de uma primeira extremidade do dito primeiro enrolamento auxiliar acoplada ao dito nó comum e uma segunda extremidade do dito segundo enrolamento auxiliar acoplada ao dito nó comum terem a mesma polaridade.
9. Conversor de potência, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de adicionalmente compreender: um primeiro componente de limitação de corrente acoplado ao dito primeiro enrolamento auxiliar e operável para controlar uma corrente que flui através do dito primeiro enrolamento auxiliar para estar dentro de uma faixa; e um segundo componente de limitação de corrente acoplado ao dito segundo enrolamento auxiliar e operável para controlar uma corrente que flui através do dito segundo enrolamento auxiliar para estar dentro de uma faixa.
10. Conversor de potência, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de os ditos primeiro e segundo enrolamentos principais apresentarem o mesmo número de voltas, os ditos primeiro e segundo enrolamentos auxiliares apresentarem o mesmo número de voltas, e os ditos primeiro e segundo componentes de limitação de corrente terem substancialmente a mesma resistência.
11. Conversor de potência, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de adicionalmente compreender: circuitos de transferência de potência operáveis para dividir a dita potência de entrada em uma pluralidade de partes incluindo a dita primeira parte da dita potência de entrada e a dita segunda parte da dita potência de entrada, para transferir a dita primeira parte da dita potência de entrada no dito primeiro enrolamento principal para fazer com que uma primeira corrente flua através do dito primeiro enrolamento principal, e para transferir a dita segunda parte da dita potência de entrada para o dito segundo enrolamento principal para fazer com que uma segunda corrente flua através do dito segundo enrolamento principal.
12. Conversor de potência, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de se a dita primeira corrente for maior do que a dita segunda corrente, então, o dito primeiro enrolamento auxiliar irá gerar uma corrente de equilíbrio para fluir através do dito nó comum, e pelo menos uma parte da dita corrente de equilíbrio irá fluir através do dito segundo enrolamento auxiliar.
13. Conversor de potência, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de se a dita primeira magnetização for maior do que a dita segunda magnetização, então, o dito primeiro enrolamento auxiliar irá gerar uma corrente de equilíbrio para fluir através do nó comum, e pelo menos uma parte da dita corrente de equilíbrio irá fluir através do dito segundo enrolamento auxiliar para aumentar a dita segunda magnetização.
14. Conversor de potência, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de adicionalmente compreender: um terceiro circuito transformador compreendendo um terceiro enrolamento principal, um terceiro enrolamento secundário, e um terceiro enrolamento auxiliar, e operável para converter uma terceira parte da dita potência de entrada recebida no dito terceiro enrolamento principal em uma terceira parte da dita potência de saída no dito terceiro enrolamento secundário, o dito terceiro circuito transformador apresentando uma terceira magnetização, quando da conversão da dita terceira parte da dita potência de entrada na dita terceira parte da dita potência de saída, onde uma terceira extremidade do dito terceiro enrolamento auxiliar é acoplado ao dito nó comum e apresenta a mesma polaridade da primeira extremidade do dito primeiro enrolamento auxiliar.
15. Conversor de potência, caracterizado pelo fato de compreender: circuitos transformadores, que compreendem uma pluralidade de circuitos de enrolamentos principais e enrolamento secundário, operáveis para converter a potência de entrada recebida nos ditos enrolamentos principais em potência de saída nos ditos circuitos de enrolamento secundário; circuitos de divisão de tensão operáveis para dividir uma tensão de entrada do dito conversor de potência em uma pluralidade de tensões parciais, e circuitos de comutação, acoplados aos ditos circuitos transformadores e aos ditos circuitos de divisão de tensão, operáveis para controlar cada enrolamento principal dos ditos enrolamentos principais para seletivamente receber uma tensão parcial das ditas tensões parciais.
16. Conversor de potência, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de os ditos circuitos de divisão de tensão compreenderem uma pluralidade de componentes capacitivos acoplados em série, e de cada tensão parcial das ditas tensões parciais corresponder a uma tensão através de um respectivo componente capaci-tivo dos ditos componentes capacitivos.
17. Conversor de potência, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de os ditos circuitos de comutação, sob o controle de um sinal de controle, serem operáveis para conectar um enrolamento principal dos ditos enrolamentos principais em paralelo com um primeiro componente capacitivo dos ditos componentes capacitivos de tal modo que o dito enrolamento principal receba uma tensão parcial do dito primeiro componente capacitivo, e serem operáveis para conectar o dito enrolamento principal em série a um segundo componente capacitivo adjacente ao dito primeiro componente capacitivo.
18. Conversor de potência, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de os ditos circuitos de comutação, sob o controle de um sinal de controle, serem operáveis para conectar um en-rolamento principal dos ditos enrolamentos principais em série em um primeiro componente capacitivo dos ditos componentes capacitivos, se os ditos circuitos de comutação conectarem o dito enrolamento principal em paralelo com um segundo componente capacitivo adjacente ao dito primeiro componente capacitivo, e serem operáveis para conectar o dito enrolamento principal em série ao dito segundo componente capacitivo, se os ditos circuitos de comutação conectarem o dito enrolamento principal em paralelo com o dito primeiro componente capacitivo.
19. Conversor de potência, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de os ditos circuitos transformadores compreenderem uma pluralidade de núcleos magnéticos, de os ditos enrolamentos principais serem magneticamente acoplados aos ditos núcleos magnéticos, respectivamente, e de do dito conversor de potência adicionalmente compreender circuitos de equilíbrio magneticamente acoplados dos ditos núcleos magnéticos e operáveis para equilibrar as ditas tensões parciais.
20. Conversor de potência, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de os ditos circuitos transformadores compreenderem um núcleo magnético, e onde os ditos enrolamentos principais são magneticamente acoplados ao dito núcleo magnético e operáveis para equilibrar as ditas tensões parciais.
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