CN102447386B - Dc-dc转换器中控制感应能量的系统和方法 - Google Patents

Dc-dc转换器中控制感应能量的系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种DC-DC转换器，其包括一高侧开关，一与所述高侧开关连接的低侧开关，以及一输出电容。其还包括一电感，所述电感一端与所述高侧开关和所述低侧开关相连，另一端与所述输出电容相连。其还包括一分流装置，所述分流装置在负载减小转换期间将流过所述电感的电流循环回流至所述电感以控制输出电容两端的电压。

Description

DC-DC转换器中控制感应能量的系统和方法
相关申请的交叉引用
本发明要求申请号为61/389993，申请日为2010年10月5日的美国临时申请的权利。上述申请的全部专利文件以引用的方式在此并入。
技术领域
本发明涉及功率转换器，尤其是涉及在功率转换器中控制感应能量的系统和方法。
背景技术
这里进行背景技术描述的目的在于对所公开的内容作一般性的说明。发明人的某些工作，在某种程度而言此工作已在背景技术中做出描述，以及在说明书中关于某些在申请日前尚未成为现有技术的内容，无论是以明确或隐含的方式均不视为相对于本公开的现有技术。
DC-DC转换器可被用于实现降压功率转换。例如，DC-DC转换器可能被用于利用高品质，低直流电压对高灵敏度集成电路进行供电的电子系统中。诸如中央处理单元（CPUs）或图形处理单元（GPUs）的应用可能需要1V直流左右的低电压。所述DC-DC转换器可能包括一具有高侧开关，低侧开关，电感，以及输出电容的降压转换器。开关频率和开关尺寸，电感，以及输出电容被最优化以作特定的应用。
所述高侧开关开启后，电感中的存储能量流入输出电容（和负载）是由所述电感和输出电容的LC谐振周期，以及负载的特性来决定的。尖峰输出电压是电感内的连续电流流入输出电容和负载的直接结果。所述负载必须要能够耐受尖峰输出电压。
电感值通常会被保持得相对较低，以限制存储能量，电感位置，以及绕组铜损。限制存储能量是抑制输出电压增加的一种方式，这样就不会对负载的可靠性造成负面影响。然而，所述低电感值需要高转换开关频率以防止电感饱和以及限制纹波电流。高开关频率会增加转换器开关损耗以及降低整体效率。
发明内容
DC-DC转换器包括一高侧开关，一与所述高侧开关相连的低侧开关，以及一输出电容。DC-DC转换器还包括电感，其一端与所述高侧开关以及低侧开关相连，另一端与所述输出电容相连。DC-DC转换器还包括一分流装置，其通过将流过电感的电流循环流动以响应负载减少的变化，从而控制输出电容两端的电压。
在其他特征中，所述分流装置包括一与所述电感相并联的第一开关。可选地，所述分流装置包括相互串联的第一和第二开关。所述第一和第二开关与所述电感并联。在稳态负荷需求期间第一和第二开关中至少有一个开关处于开启状态。
在其他特征中，所述DC-DC转换器还包括一电压传感器以感应输出电容两端的电压。所述DC-DC转换器还包括一控制器，其与所述电压传感器以及分流装置进行通信，所述控制器在负载需求期间开启分流装置，且当所述电容两端电压大于预设电压时，控制器关闭分流装置作为对负载减少变化的响应。
在本发明的其他特征中，在负载减少转换期间，所述控制器以开环方式在一预设时间内开启所述分流装置。作为对负载减少转换的响应，所述控制器以闭环方式在一基于所述DC-DC转换器的受监控操作参数的时间内开启所述分流装置。在负载减少转换期间，所述控制器以开环方式在预设的占空比上开启所述分流装置一预设时间。作为对负载减少转换的响应，所述控制器以闭环方式在基于所述DC-DC转换器的受监控操作参数的占空比上和时间内开启和关闭所述分流装置。
本公开的进一步适用范围将会在说明书、权利要求和附图中突显出来。说明书和特定实例的目的仅在于对本公开进行解释说明，并不会对本公开的保护范围构成限制。
附图说明
通过结合说明书和附图进行说明，本专利将变得更为易懂，其中：
图1是降压转换器的电路原理图；
图2是图1中所示降压转换器的输出电容电压和输出负载电流的特性曲线图；
图3是根据本发明的一种带有可控分流装置的降压转换器的一实施例的原理图；
图4是图3所示的降压转换器中在工作期间控制开关的控制模块的功能方框图；
图5是图3所示降压转换器和图4所示控制模块的输出电容电压和输出负载电流的特性曲线图；
图6是图4所示控制模块的一个实施例的工作流程图；
图7是根据本发明的三相降压转换器的一个实施例的原理图。
具体实施方式
以下描述实质上只是说明性的，其目的并不在于限制本发明、本发明的应用或使用。为了清楚起见，相同的参考编号将在附图中被用于确定相似的元件。就如这里使用的一样，表述A、B和C中的至少一个应该被理解为逻辑（A或B 或C），利用无排他性逻辑“或”。应该知道的是，一种方法中的步骤执行顺序可能不同，但这并不能改变本发明的原理。
就如此处使用的一样，术语模块可能是指特定用途集成电路（ASIC），或特定用途集成电路（ASIC）的一部分，或包括特定用途集成电路（ASIC）；一电子电路；一组合逻辑电路；现场可编程门阵列（FPGA）；一执行代码的处理器（共用的，专用的，或组）；提供所述功能的其他合适组件；或上述一部分或所有部件的结合，例如在片上系统上。所述术语模块可能包括存储器（共用的，专用的，或组），所述存储器存储由处理器执行的代码。
术语代码，就如上面使用的一样，可能包括软件，固件，和/或微代码，并且可能是指程序，例程，函数，类，和/或对象。术语共用的，就如上面使用的一样，意思是来自于多个模块的一些或全部代码利用一单个（共用的）处理器进行处理。此外，来自于多个模块的一些或全部代码存储于一单个（共用的）存储器中。术语组，就如上面使用的一样，意思是来自于单个模块的一些或全部代码利用一组处理器进行处理。此外，来自于单个模块的一些或全部代码存储于一组存储器中。
这里所述的一些装置和方法可以通过由一个或多个处理器执行的一个或多个计算机程序来实现。计算机程序包括存储于非暂时性有形计算机可读媒介中的处理器执行指令。计算机程序还可能包括存储数据。非暂时性有形计算机可读媒介的非限制性实例是非易失存储器，磁存储器，以及光学存储器。
现在参考图1和图2，降压转换器100包括高侧开关N1和同步整流器N2（或低侧开关）。降压转换器100进一步包括电感L1和输出电容C1。开关N1和N2分别由互补的栅极驱动信号DH和DL进行驱动。其输出负载由Iout表示。
当负载Iout突然从高直流负载下降到低直流负载时，在高侧开关N1被关闭并保持关闭状态之后，电感L1中的电流对电容C1和输出负载放电。电压Vc1趋向于高于目标监管水平。当所述负载Iout变到0A时，电感L1中的所有能量就会转移到电容C1中。这会使得电容C1两端的电压Vc1实际上飙升（或电压飙升Vsoar）到监管目标以上。
一般而言，输出电感L1的尺寸可以足够小，这样当在电流最大（I1max）时的最大存储能量被完全释放到电容C1中时，会导致所述电压Vc1有一允许的增幅△V。电感L1的最小值由最大允许开关频率、饱和特性以及对纹波电流的要求所限定。
电容C1可通过设置尺寸以限制由所述电感L1放电所产生的飙升电压。在CPU应用中，设定电容C1的最小值要考虑到飙升电压的要求，这是需要的，并会伴有高侧开关N1和低侧开关N2的开关损耗。对最大允许开关频率和电感L1的最小允许值的设置要考虑到转换器效率的要求。
开关N1，N2通常不能有效地缓和所述飙升电压。在一些传统电路中，可能会利用主体制动。在这些电路中，在电感L1放电以增加电感L1两端电压（Vc1+开关N2二极体电压）期间，电压Vc1被感应，且开关N2被关闭。这种方法使得电感L1的放电速率提高了约两倍（这里N2的二极体正向电压接近Vout）以减小飙升电压的大小。
根据本公开的系统和方法利用有源元件来控制所述电感L1对电容C1的电流放电，这就限制了所述飙升电压的大小。这种方法降低了与电容C1、电感L1、转换器闭环有效带宽以及最小开关频率有关的要求。当在不牺牲飙升电压瞬态响应的情况下对转换器效率进行最优化，减少输出电容尺寸，和/或降低转换器成本时，这种方法还提供了额外的自由空间。
例如，这里所述的系统和方法可能包括利用一具有低阻抗的可控分流装置，所述可控分流装置连接在所述电感L1两端。分流装置使得电感L1的电流在所述电感L1上循环流动以控制从电感L1到电容C1的能量传输和负载Iout。虽然所述可控分流装置的特定实例在下文中被出示，然而，任何可使得电感电流在电感上循环流动的可控开关的组合均可被使用。
L1/C1谐振周期通过其典型时间来进行时移（延时和调节），所述典型时间允许所述负载在谐振峰值之间对电容C1放电。由此产生的钳位飙升电压在开关频率没有增加的情况下会使得电容C1显著降低。此外，低负荷时的效率可以在工作的不连续导通模式（DCM）中，不增加输出纹波的情况下，通过增加高侧开关的接通持续时间来增大。
现在参考图3-6，出示了根据本公开的一种降压转换器200。降压转换器200进一步包括一个可控分流装置210。所述分流装置210包括相互串联的开关N3和N4，开关N3和N4再与电感L1相并联。开关N3和N4通过栅极驱动信号DLG进行控制。降压转换器200还包括一个电流传感器214，其可利用任何合适的方式选择性地被用于感应通过电感L1的电流。降压转换器200还包括一个电压传感器216以感应通过电容C1的电压。
在图4中，控制模块230基于电感电流、电容电压和/或降压转换器的其他工作参数来控制开关N1，N2，N3和N4的工作。控制模块230可包括用于存储开关参数，例如占空比，开关期间信息和其他工作数据的存储器。
关闭开关N3和N4使得流过电感L1的电流IL1可以回流至电感L1以使得对电感C1和负载Iout放电的能量最小化。在开关N1和N2断开时，负载Iout突然减小和/或Vc1飙升至预设目标以上后，开关N3，N4可通过控制信号DLG进行导通。在正常调节工作期间，开关N3和N4可能截止。
如果有需要的话，DLG_HI和DLG_LOW可被调节。例如，持续时间、重复率和控制策略（开环固定定时模式或闭环控制感应Vc1）可被调节。在一个实例方案中，开关N3和N4被开启，并且超额能量由于开关N3和N4的阻抗而被耗散。所述开关N3和N4导通总时间可设定为与预设期间（用于开环控制）相等。可选地，开关N3和N4导通总时间可在闭环方式中被控制（基于一个或多个降压转换器的受监测工作参数）。
在另一个实例方法中，在预设的占空比上开关N3和N4一个预设时间可以耗散额外的能量（用于开环控制）。可选地，开关N3和N4可能在一个占空比上和时间内以闭环的方式开启和关闭，所述占空比和时间取决于基于所述降压转换器的工作参数。
对电容C1的电流放电是可控制的，以在负载减小转换期间提供一个可控的飙升电压。实际上，电感对电容C1和/或开关N3和N4的能量经历了较长一段时间的放电，以在负载减少转换期间使得所述电压飙升最小化。
在另一个实例中，当开关N2开启时，开关N3和N4关闭，然后当开关N3和N4开启时，开关N2关闭，以便将输出电感中的存储能量逐步释放到输出电容C1和负载Iout中。可选择地，在重复N3和N4的通断周期期间，开关N2可一直保持在断开状态。
传统的主体制动技术使得电感电流在所述低侧开关上的二极体正向偏压结循环流通。每当主体制动被激活，能量就会在二极体内消耗。在输出负载阶跃下降之前，所述能量消耗与高电平输出电流成比例，并与此阶跃重复率成比例。
在CPU电池供电的应用中，能量管理系统可能会在高负载和低负载之间进行高频度转换，以便在不牺牲性能需求的情况下充分利用较高效率的睡眠状态。本发明可以在转换期间通过循环电感电流来达到显著改善效率和缓和电压飙升的目的，当使用MOSFET开关时，所述电流通过电感分流的低导通阻抗漏极节而非低侧开关MOSFET装置的二极体正向偏置PN节进行循环。
现在参考图6，其示出了一个描述控制模块230工作的实例流程图。在254中，控制确定是否有存在负载需求。如果为真，控制会在256中继续，并驱动N1和N2为所需状态。开关N3和N4则断开。如果254为假，控制确定Vout是否大于预设目标Vtarget。如果258为假，控制返回254。如果258为真，控制确定N1和N2是否断开。如果262为真，控制驱动开关N3和N4（以及可选开关N2）到上述状态以对将电感的存储能量释放到输出电容进行控制。控制在266继续，这里控制会确定Vout是否下降到预设目标Vtarget以下。这种确定基于监测到的工作参数（在闭环系统中）或通过等待预设期间（在开环系统中）。
现在参考图7，其示出了一个包括第一相310-A，第二相310-B和第三相310-C（即共同相310）的交错多相降压转换器。310-A，310-B和310-C中的每一相分别包括分流装置320-A，320-B和320-C。所述交错相310如图所示。
第一相310-A包括开关N1和N2，电感L1，以及电容C1。分流装置320-A包括开关N7和N10。第二相310-B包括开关N3和N4，电感L2，电容C2。分流装置320-B包括开关N8。第二相310-B的第一端并联在电压源Vin的两端。开关N8的一端与电感L2的一端相连，其另一端连接在开关N7和N8之间。电容C2与负载Iout并联。
第三相310-C包括开关N5和N6，电感L3，电容C3。分流装置320-C包括开关N9。第三相310-C的第一端并联在电压源Vin的两端。开关N9的一端与电感L3的一端相连，其另一端连接在开关N7和N8之间。电容C3与负载Iout并联。
在使用过程中，开关N1-N6受控以提供受监测的调节电压电流和/或电压。结合图3-6，当开关被断开，开关N7-N10被同步驱动以消耗上述电感L1-L3中的能量。
一个具有合适尺寸的开关N10以及具有特定相的NMOS装置在图中被出示，其使得特定相电感电流的循环和调整可行。开关N7，N8和N9被相同的DLG信号同步驱动。可选地，如果可以保证将电感循环电流回路设置在一小块区域的话，则开关N10可被分成多相NMOS装置，以减少邻近线路的磁场。
这里所述的系统和方法解决了降压转换器的无效问题，在负载减少转换期间或输出电感电流对输出电容的放电期间缓和了不合需要的输出飙升电压Vsoar。本系统和方法使得降压转换器可在最佳开关频率下工作，在不牺牲输出瞬态响应或纹波的情况下提高其效率。可选地，输出电容的尺寸可以减小。所述系统和方法控制电感能量的传送，这样就算具有高电感值和低转换开关频率，输出也不会得到不合需求的输出飙升电压Vsoar。
本发明可通过多种方式进行实施。因此，尽管本发明包括特定实施例，但本发明的真实保护范围不应被限制，因为基于本发明的附图、说明书以及权利要求的其他修改都是显而易见的。

Claims (17)

1.一种DC-DC转换器，包括：
一高侧开关；
一与高侧开关相连的低侧开关；
一输出电容；
一电感，所述电感的一端与所述高侧开关和低侧开关相连，其另一端与输出电容相连；以及
一分流装置，所述分流装置在负载减小的转换期间将流过所述电感的电流循环回流至所述电感以控制所述输出电容两端的电压，
其中所述分流装置包括相互串联的第一开关和第二开关，
其中所述第一开关和所述第二开关与所述电感相并联，
其中通过单个控制信号使所述第一开关和所述第二开关在预设时间内以预设的占空比导通和截止，并且
其中利用基于固定定时模式的开环控制而不是基于反馈的闭环控制来产生所述单个控制信号。
2.根据权利要求1所述的一种DC-DC转换器，其中，所述第一开关和所述第二开关中的至少一个开关在在负载需求期间处于开启状态。
3.根据权利要求1所述的一种DC-DC转换器，进一步包括一感应所述输出电容两端电压的电压传感器。
4.根据权利要求3所述的一种DC-DC转换器，进一步包括一控制器，所述控制器与所述电压传感器通信并与所述分流装置连通；所述控制器在负载需求期间开启所述分流装置，并当所述电容两端的电压大于预设电压时，所述控制器关闭所述分流装置以作为对负载减少转换的响应。
5.根据权利要求4所述的一种DC-DC转换器，其中，作为对负载减少转换的响应，所述控制器以开环方式开启所述分流装置一预设时间。
6.根据权利要求4所述的一种DC-DC转换器，其中，作为对负载减少转换的响应，所述控制器以闭环方式开启所述分流装置一基于所述DC-DC转换器的受监控操作参数的时间。
7.根据权利要求4所述的一种DC-DC转换器，其中，作为对负载减少转换的响应，所述控制器以开环方式在预设的占空比上开启和关闭所述分流装置一预设时间。
8.根据权利要求4所述的一种DC-DC转换器，其中，作为对负载减少转换的响应，在基于所述DC-DC转换器的受监控操作参数的占空比上和时间内所述控制器以闭环方式开启和关闭所述分流装置。
9.根据权利要求3所述的一种DC-DC转换器，进一步包括一控制器，所述控制器与所述电压传感器通信并与所述第一开关和所述第二开关连通；所述控制器在负载需求期间开启所述第一开关和所述第二开关中的至少一个开关，并当所述电容两端的电压大于预设电压时，所述控制器关闭所述第一开关和所述第二开关以作为对负载减少转换的响应。
10.根据权利要求9所述的一种DC-DC转换器，其中所述控制器驱动所述低侧开关开启和关闭以作为对所述负载减少转换的响应。
11.一种DC-DC转换器，其特征在于包括：第一相，所述第一相包括：
第一输入；
与所述第一输入相连的第一高侧开关；
与所述第一高侧开关相连的第一低侧开关；
第一输出电容；
第一电感，所述第一电感的一端与所述第一高侧开关和第一低侧开关相连，其另一端与所述第一输出电容相连；和
与所述第一电感相连的第一分流装置，
其中所述第一分流装置包括相互串联的第一开关和第二开关，
其中所述第一开关和所述第二开关与所述第一电感相并联，
其中通过单个控制信号使所述第一开关和所述第二开关在预设时间内以预设的占空比导通和截止，并且
其中利用基于固定定时模式的开环控制而不是基于反馈的闭环控制来产生所述单个控制信号；以及
第二相，所述第二相具有跨接到所述第一相的第一输入的第二输入以及跨接到所述第一电容的输出，其中所述第二相包括：
与所述第二输入相连的第二高侧开关；
与所述第二高侧开关相连的第二低侧开关；
第二输出电容；
第二电感，所述第二电感的一端与所述第二高侧开关和第二低侧开关相连，其另一端与所述第二输出电容相连；
与所述第二电感相连的第二分流装置。
12.根据权利要求11所述的一种DC-DC转换器，进一步包括：
第三相，所述第三相具有跨接到所述第一相的第一输入的第三输入，并且跨接到所述第一电容的第二输出，其中所述第三相包括：
与所述第三输入相连的第三高侧开关；
与所述第三高侧开关相连的第三低侧开关；
第三输出电容；
第三电感，所述第三电感的一端与所述第三高侧开关和第三低侧开关相连，其另一端与所述第三输出电容相连；
与所述第三电感相连的第三分流装置，其中第三分流装置包括一开关，所述开关的一端与所述第三电感相连，其另一端连接在所述第一开关和所述第二开关之间。
13.根据权利要求11所述的一种DC-DC转换器，其中：
所述第二分流装置包括一第三开关，所述第三开关的一端与所述第二电感相连，其另一端连接到所述第一开关和第二开关之间。
14.根据权利要求13所述的一种DC-DC转换器，其中，所述第三开关以及所述第一开关和第二开关中的至少一个开关在负载需求期间保持开启状态。
15.根据权利要求13所述的一种DC-DC转换器，进一步包括：
一电压传感器，所述电压传感器感应所述输出电容两端的电压；和
一控制器，所述控制器与所述电压传感器通信并与所述第一分流装置和所述第二分流装置连通；所述控制器开启所述第一分流装置和所述第二分流装置以作为对负载需求的响应，并当第一电容两端的电压大于预设电压时，所述控制器关闭所述第一分流装置和所述第二分流装置以作为对负载减少转换的响应。
16.根据权利要求15所述的一种DC-DC转换器，其中，所述控制器以开环方式对所述第一和第二分流装置的占空比和时间进行控制以作为对负载减小转换的响应。
17.根据权利要求15所述的一种DC-DC转换器，其中，所述控制器以闭环方式对所述第一和第二分流装置的占空比和时间进行控制以作为对负载减小转换的响应。
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8558523B2 (en) * 2010-04-01 2013-10-15 Intersil Americas Inc. System and method of intermittent diode braking for multiple phase voltage regulator
US9231477B2 (en) 2013-04-23 2016-01-05 Nvidia Corporation Control of a soft-switched variable frequency buck regulator
US20140312868A1 (en) * 2013-04-23 2014-10-23 Nvidia Corporation Control of a soft-switched variable frequency multi-phase regulator
EP2994987A4 (en) * 2013-05-10 2017-04-19 Rompower Energy Systems, Inc. Resonant transition controlled flyback
US9859793B2 (en) 2014-01-07 2018-01-02 Endura Technologies LLC Switched power stage with inductor bypass and a method for controlling same
US9496787B2 (en) * 2014-08-13 2016-11-15 Endura Technologies LLC Switched power stage and a method for controlling the latter
US10243491B2 (en) 2014-12-18 2019-03-26 Black & Decker Inc. Control scheme to increase power output of a power tool using conduction band and advance angle
CN106033929B (zh) * 2015-03-16 2018-11-02 台达电子工业股份有限公司 一种功率转换器及其控制方法
EP3370924B1 (en) 2015-11-02 2021-05-05 Black & Decker Inc. Reducing noise and lowering harmonics in power tools using conduction band control schemes
US10224813B2 (en) 2016-03-24 2019-03-05 Nvidia Corporation Variable frequency soft-switching control of a buck converter
US9923465B2 (en) * 2016-08-16 2018-03-20 Mediatek Inc. Power conversion circuit and associated operating method
WO2018232049A1 (en) * 2017-06-13 2018-12-20 Chaoyang Semiconductor Jiangyin Technology Co., Ltd. Voltage regulator voltage overshoot look-back
US10574132B2 (en) * 2018-03-14 2020-02-25 Alpha And Omega Semiconductor (Cayman) Limited Inductor with bypass switch
US10454370B2 (en) 2018-03-14 2019-10-22 Alpha And Omega Semiconductor (Cayman) Limited Three quarter bridge for buck-derived switch-mode power supplies
CN112285428B (zh) * 2019-07-24 2023-04-07 苏州弗赛新能源科技有限公司 一种Buck-boost电路的电感参数识别方法
EP3806273A1 (en) 2019-10-11 2021-04-14 Black & Decker Inc. Power tool receiving different capacity batttery packs
CN113765349B (zh) * 2020-06-02 2023-05-09 宏碁股份有限公司 加速放电装置
CN115995966B (zh) * 2023-03-23 2023-07-18 深圳市永联科技股份有限公司 双向非隔离dcdc拓扑控制电路及相关装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5982160A (en) * 1998-12-24 1999-11-09 Harris Corporation DC-to-DC converter with inductor current sensing and related methods
US6127814A (en) * 1998-11-23 2000-10-03 Switch Power, Inc. System to protect switch mode DC/DC converters against overload current
CN1424811A (zh) * 2003-01-06 2003-06-18 艾默生网络能源有限公司 一种用于直流变换器的同步整流驱动电路
CN101075746A (zh) * 2006-05-17 2007-11-21 台达电子工业股份有限公司 低功耗的不间断供电系统
CN101578003A (zh) * 2009-05-21 2009-11-11 浙江大学 一种大功率led驱动器
CN101796708A (zh) * 2007-07-06 2010-08-04 先进模拟科技公司 具有同步续流mosfet的增压和上下开关调节器

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5877611A (en) * 1996-10-09 1999-03-02 Lucent Technologies Inc. Simple and efficient switching regulator for fast transient loads such as microprocessors
US6249447B1 (en) * 1999-08-13 2001-06-19 Tyco Electronics Logistics Ag System and method for determining output current and converter employing the same

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6127814A (en) * 1998-11-23 2000-10-03 Switch Power, Inc. System to protect switch mode DC/DC converters against overload current
US5982160A (en) * 1998-12-24 1999-11-09 Harris Corporation DC-to-DC converter with inductor current sensing and related methods
CN1424811A (zh) * 2003-01-06 2003-06-18 艾默生网络能源有限公司 一种用于直流变换器的同步整流驱动电路
CN101075746A (zh) * 2006-05-17 2007-11-21 台达电子工业股份有限公司 低功耗的不间断供电系统
CN101796708A (zh) * 2007-07-06 2010-08-04 先进模拟科技公司 具有同步续流mosfet的增压和上下开关调节器
CN101578003A (zh) * 2009-05-21 2009-11-11 浙江大学 一种大功率led驱动器

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US20120081095A1 (en) 2012-04-05

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