CN104716834B - 具有拆分式分割的改进的开关模式功率转换器 - Google Patents

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Abstract

描述了一种具有拆分式分割的改进的开关模式功率转换器，该功率转换器包括在单个封装的第一裸片和第二裸片内布置的部件。第一裸片包括一个或者多个第一开关，该一个或者多个第一开关耦合到功率级的切换节点。第二裸片包括一个或者多个第二开关，该一个或者多个第二开关耦合到功率级的切换节点；反馈控制单元，被配置为检测在功率级的一个或者多个第二开关处的电流电平；以及控制器单元，被配置为至少部分基于反馈控制单元检测到的电流电平，控制功率级的一个或者多个第一开关和一个或者多个第二开关。

Description

具有拆分式分割的改进的开关模式功率转换器
技术领域
本公开内容涉及功率转换器，并且更具体地涉及与开关模式功率转换器关联的技术和电路。
背景技术
一些电路可以使用功率转换器，这些功率转换器从功率源接收功率输入并且将功率输入转换(例如向上阶跃(step-up)或者向下阶跃(step-down))成具有与功率输入的电压或者电流电平不同的(例如经调节的)电压或者电流电平的功率输出。转换器向滤波器输出功率输出以用于向部件、电路或者其它电设备供电。基于开关的功率转换器可以使用半桥电路和信号调制技术以调节功率输出的电流或者电压电平。在一些示例中，功率转换器可以使用附加反馈控制电路和技术(例如电压感测、电流感测等)以改进功率输出的电压或者电流电平的精度和控制。用于改进功率输出的电压或者电流的精度和控制的这些前述技术和电路可能减少功率转换器的总效率和/或增加功率转换器的物理尺寸、复杂性和/或成本。
发明内容
一般而言，描述如下技术和电路，这些技术和电路用于使系统级封装(SiP)功率转换器能够输出具有不仅可以达到或者超过五安培而且可以在窄(例如精确)电流电平容差窗口内包含的电流电平的功率，而都未牺牲SiP功率转换器的封装尺寸、成本和/或效率。SiP功率转换器无论是向下阶跃或者向上阶跃转换器都可以包括跨越SiP功率转换器封装的仅两个裸片分布的一个或者多个功率开关、驱动器/控制逻辑和反馈控制电路装置(例如电流感测电路装置)。一个裸片是CMOS(互补金属氧化物半导体)类型裸片，而另一裸片是FET(场效应晶体管)或者SFET(超导体场效应晶体管)类型裸片。SiP功率转换器的一个或者多个功率开关包括功率级(例如单相半桥、多相半桥等)。一个或者多个功率开关中的一些功率开关(例如功率级的半桥的低侧或者高侧半桥)位于一个FET或者SFET类型裸片上，而一个或者多个功率开关中的其余开关(例如功率级的不在FET或者SFET类型裸片上的半桥侧)位于另一CMOS类型裸片上。另一CMOS类型裸片还包括所有驱动器/控制逻辑和反馈控制电路装置(例如电流感测电路装置)。
通过向一个FET或者SFET类型裸片包含一个或者多个功率开关中的一些功率开关，可以提高SiP功率转换器的效率，因为SiP功率转换器的功率级的至少部分(例如高侧)可以包括高效率FET或者SFET类型功率开关。此外，通过将驱动器/控制逻辑、反馈控制电路装置(例如电流感测电路装置)和一个或者多个功率开关中的其余功率开关(例如低侧)共同定位到一个CMOS类型裸片，可以提高SiP功率转换器的功率输出的精度，因为可以使用高度精确感测FET电流感测电路装置来控制功率输出，而不易受由FET或者SFET类型开关的切换所引起的电磁干扰(EMI)和其它噪声的影响。另外，通过操作在与功率开关的其余部分和驱动器/控制逻辑相同的CMOS裸片上的电流感测电路装置，可以在不使用电荷泵的情况下操作电流感测电路装置。
在一个示例中，公开内容涉及一种功率转换器，该功率转换器包括第一裸片和第二裸片，该第一裸片包括一个或者多个第一开关，该一个或者多个第一开关耦合到功率级的切换节点。第二裸片包括：一个或者多个第二开关，该一个或者多个第二开关耦合到功率级的切换节点；反馈控制单元，该反馈控制单元被配置为检测在功率级的一个或者多个第二开关处的电流电平；以及控制器单元，该控制器单元被配置为至少部分基于由反馈控制单元检测到的电流电平来控制功率级的一个或者多个第一开关和一个或者多个第二开关。
在另一示例中，公开内容涉及一种方法，该方法包括由在功率转换器的第二裸片处的反馈控制单元检测在功率转换器的第二裸片处的一个或者多个第二开关处的电流电平，该一个或者多个第二开关在功率级的切换节点处耦合到在功率转换器的第一裸片处的一个或者多个第一开关。该方法还包括由在第二裸片处的控制器单元至少部分基于驱动器信号控制功率级的在第一裸片处的一个或者多个第一开关，其中驱动器信号至少部分基于在第二裸片处的一个或者多个第二开关处检测到的电流电平。该方法还包括由在第二裸片处的控制器单元至少部分基于驱动器信号控制功率级的在第二裸片处的一个或者多个第二开关。
在另一示例中，公开内容涉及一种功率转换器，该功率转换器具有用于检测在功率转换器的第二裸片处的一个或者多个第二开关处的电流电平的装置，该一个或者多个第二开关在功率级的切换节点处耦合到在功率转换器的第一裸片处的一个或者多个第一开关。该功率转换器还包括用于从第二裸片至少部分基于驱动器信号控制功率级的在第一裸片处的一个或者多个第一开关的装置，其中驱动器信号至少部分基于在第二裸片处的一个或者多个第二开关处检测到的电流电平。该功率转换器还包括用于从第二裸片至少部分基于驱动器信号控制功率级的在第二裸片处的一个或者多个第二开关的装置。
在附图和以下描述中阐述一个或者多个示例的细节。公开内容的其它特征、目的和优点将从该描述和附图中以及从权利要求中变得显而易见。
附图说明
图1是图示根据本公开内容的一个或者多个方面的用于转换来自功率源的功率的示例系统的框图。
图2是图示图1中所示示例系统的功率转换器的一个示例的框图。
图3是图示图1中所示示例系统的功率转换器的一个其它示例的框图。
图4是图示根据本公开内容的一个或者多个方面的示例功率转换器的示例操作的流程图。
图5A和5B是图示图2中所示示例功率转换器的横截面的电路图。
具体实施方式
在一些应用中，基于开关的功率转换器(下文称为“功率转换器”或者简称为“转换器”)可以接收功率输入并且将功率输入转换(例如通过向上阶跃或者向下阶跃)成具有与功率输入的电压或者电流电平不同的(例如经调节的)电压或者电流电平的功率输出，以例如向滤波器提供功率输出以用于向负载(例如设备)供电。如本文中描述的，术语“向上阶跃”是指如下功率转换器，该功率转换器被配置为接收具有第一电压电平的输入功率信号并且输出具有比第一电压电平更大的第二电压电平的功率信号。还如本文中描述的，术语“向下阶跃”转换器是指如下功率转换器，该功率转换器被配置为接收具有第一电压电平的输入功率信号并且输出具有比第一电压电平更小的第二电压电平的功率信号。
在任一情况下，功率转换器可以具有在功率级配置(例如单相或者多相半桥配置等)中布置的一个或者多个开关(例如基于MOS功率开关晶体管的开关、基于氮化镓(GaN)的开关或者其它类型的开关器件)，功率转换器根据一种或者多种调制技术控制该一个或者多个开关以改变功率输出的电流或者电压电平。单相半桥可以包括在切换节点处耦合到低侧开关的高侧开关，而多相半桥可以包括在切换节点处耦合到多个低侧开关的多个高侧开关。
功率转换器可以包括一个或者多个门驱动器和用于使用调制技术来控制(例如接通和关断)功率级的一个或者多个开关的控制逻辑。这样的对功率级的开关的调制可以根据脉冲密度调制(PDM)、脉冲宽度调制(PWM)、脉冲频率调制(PFM)或者另一适当调制技术进行操作。通过使用调制技术来控制功率级的开关，功率转换器可以调节由功率转换器输出的功率的电流或者电压电平。
一些功率转换器可以使用用于执行电流感测和/或电压感测以获得关于功率输出的电流或者电压电平的信息的反馈电路和技术。功率转换器可以将通过使用反馈电路和技术而接收的信息用于提高功率输出的精度。例如，功率转换器可以将反馈信息用于使功率输出的电压或者电流电平包含在用于满足负载的功率要求的特定容差或者阈值窗口内。一些功率转换器可以使用电流感测作为反馈电路和技术的一个示例，以确定向负载输出的功率的实时电流电平。如果功率转换器确定电流电平不满足负载的功率要求，则功率转换器可以调整或者改变功率转换器控制功率开关的方式，以便调整或者改变功率输出的电流电平，直至功率输出的电流电平被包含在容差窗口内并且满足与负载的功率要求关联的电流电平。
一些功率转换器具有与功率转换器的驱动器/控制逻辑和/或反馈控制电路装置分离的单独和分立高侧和低侧功率开关。使用单独和分立功率开关的功率转换器可能在比一些其它类型的功率转换器更低的效率情况下进行操作。例如“系统级封装”或者“SiP”功率转换器可以具有比使用单独和分立功率开关的功率转换器更高的效率水平。
不是依赖于单独和分立功率开关，SiP功率转换器包括与驱动器/控制逻辑和反馈控制电路装置一起集成到单个集成电路(IC)或者芯片封装中的功率开关。尽管集成封装可以使SiP功率转换器在比其它类型的功率转换器更大的效率情况下进行操作，但是集成封装可能增加与功率转换器的设计和制造关联的复杂性和/或成本。由于更高的复杂性和成本，SiP功率转换器可能对于某些低成本和复杂性更小的功率转换器应用而言并不适合(例如太复杂和/或太昂贵)。
虽然在单个封装中包含SiP的部件，但是SiP封装的尺寸可能使SiP功率转换器对于一些应用而言太大。例如，SiP功率转换器可以具有包括功率转换器的所有驱动器/控制逻辑和反馈控制电路装置的(例如CMOS类型的)一个或者多个裸片以及各自包括一个或者多个高侧和低侧高效率(例如FET、SFET等)功率开关的(例如FET类型、SFET类型等的)两个或者更多其它裸片。这样，SiP功率转换器会在单个集成电路或者芯片封装内包括最少三个分离和单独裸片。用于设计和制造SiP功率转换器的综合尺寸、复杂性和成本可以与在SiP中包括的裸片数量成比例。通过在单个集成电路或者芯片封装内包括三个和经常多于三个的单独裸片，SiP转换器的复杂性、成本和/或尺寸可能超过SiP功率转换器的应用的对应复杂性、成本和/或尺寸要求。
虽然一些SiP功率转换器可以包括用于执行片上电流和/或电压感测的集成反馈控制电路装置，但是在一些实例中，SiP功率转换器的集成反馈控制电路装置可能获得关于功率输出的电流或者电压电平的不精确信息。SiP功率转换器的集成反馈控制(例如感测)电路装置的不精确性可以归因于集成反馈控制(例如感测)电路装置的感测线可能具有对操作噪声的增加的敏感性(例如在SiP功率转换器的功率开关在通状态中操作与在断状态中操作之间转变时的切换循环期间)。
例如，SiP功率转换器可以将驱动器/控制逻辑和反馈控制电路装置共同定位到单个CMOS类型裸片上。SiP功率转换器还可以将高侧功率开关共同定位到第一FET或者SFET类型裸片上而将低侧功率开关共同定位到第二FET或者SFET类型裸片上。通过使反馈控制电路装置与功率开关分离，SiP功率转换器可能需要在CMOS类型裸片与两个FET或者SFET类型裸片之一或者二者之间布置的附加感测线(例如接线或者迹线)，以用于将反馈控制(例如感测)电路装置耦合到功率开关。
位于包含反馈控制电路装置的裸片以外并且在集成电路或者芯片封装的两个分离裸片之间布置的感测线可能易受电磁干扰(EMI)或者其它类型的电噪声的影响，尤其在使用和使高效FET或者SFET功率开关在切换循环期间在通状态中操作与断状态中操作之间转变(例如接通或者关断)时。此外，当在半桥的一侧(例如低侧)处执行特定类型的感测或者反馈控制技术(例如电流感测FET电流感测)时，反馈控制(例如感测)电路装置可能需要大(例如高电容)的电荷泵，以获得与功率输出的电流电平关联的精确信息。
在一些示例中，为了最小化噪声可能对功率转换器的感测电路装置产生的影响，可以使用具有单片集成的“片上系统”或者“SoC”功率转换器。SoC功率转换器将功率转换器的驱动器/控制逻辑和反馈控制电路装置与功率转换器的功率开关集成到在相同芯片或者封装内的单个裸片上。通过将所有功率开关、驱动器/控制逻辑和反馈控制电路装置集成到单个裸片上，反馈控制电路装置的感测线也被包含在单个裸片内，并且可以较不易受EMI或者其它电噪声的影响而且获得比由一些其它功率转换器使用的感测电路装置更精确的关于功率输出的电流和/或电压电平的信息。
虽然具有单片集成的SoC功率转换器可以具有改进的感测电路装置，但是SoC功率转换器可能效率低于一些其它功率转换器，因为SoC功率转换器的功率开关可能在每个切换循环(例如在通状态中操作与在断状态中操作之间的每个转变)期间耗散比由一些其它功率转换器的功率开关向切换循环损耗的功率量更大量的功率。例如，不是使用更高效的FET或者SFET功率开关技术，SoC功率转换器可能使用可以共同定位到与驱动器/控制逻辑和集成电流感测相同的(例如CMOS)裸片上的更低效的CMOS切换技术。
SoC功率转换器的更低效的功率开关技术可能具有比其它功率转换器的功率开关更高量的RDS(ON)。作为更高量的RDS(ON)的结果，SoC功率转换器的功率开关可能在每个切换循环期间耗散比在具有开关——这些开关具有更低量的RDS(ON)(例如FET或者SFET类型开关)——的功率开关功率转换器的每个切换循环期间损耗的功率量更大量的功率。此外，SoC功率转换器的CMOS类型开关可能使SoC功率输出的电流电平限于小于五安培。
一般而言，本公开内容的电路和技术可以使系统级封装(SiP)功率转换器能够输出具有不仅可以达到或者超过五安培而且可以在窄(例如精确)电流电平容差窗口内包含的电流电平的功率，而都未牺牲SiP功率转换器的封装尺寸、成本和/或效率。SiP功率转换器无论是向下阶跃或者向上阶跃转换器都可以包括跨越SiP功率转换器封装的仅两个裸片分布的一个或者多个功率开关、驱动器/控制逻辑和反馈控制电路装置(例如电流感测电路装置)。一个裸片是CMOS类型裸片，而另一裸片是FET或者SFET类型裸片。SiP功率转换器的一个或者多个功率开关包括功率级(例如半桥)。一个或者多个功率开关中的一些功率开关(例如功率级的低侧或者高侧半桥)位于一个FET或者SFET类型裸片上，而一个或者多个功率开关中的其余开关(例如功率级的不在FET或者SFET类型裸片上的半桥侧)位于另一CMOS类型裸片上。另一CMOS类型裸片还包括所有驱动器/控制逻辑和反馈控制电路装置(例如电流感测电路装置)。
贯穿本公开内容，术语“CMOS类型”和“FET或者SFET类型”用来描述用于在实现本文中描述的电路和技术中使用的两种不同类型或者形式的半导体裸片。如本文中涉及的CMOS类型裸片描述主要地包括CMOS类型晶体管的半导体裸片，或者半导体裸片主要地根据CMOS类型制造工艺来制造，或者半导体裸片包括比其它类型的晶体管明显地更多的CMOS类型晶体管。如本文中涉及的FET或者SFET类型裸片描述主要地包括FET或者SFET类型晶体管(例如不是可以主要地在CMOS类型裸片中发现的CMOS类型晶体管)的半导体裸片，或者半导体裸片主要地通过FET或者SFET类型制造工艺(例如不是可以用来形成CMOS类型裸片的CMOS类型制造工艺)来形成，或者半导体裸片包括比其它类型的晶体管(例如CMOS类型)明显地更多的FET或者SFET类型晶体管。
通过将一个或者多个功率开关中的一些功率开关包含到一个FET或者SFET类型裸片，SiP功率转换器的功率级的至少部分(例如高侧)可以包括高效率FET或者SFET类型功率开关。此外，将驱动器/控制逻辑、电流感测电路装置和一个或者多个功率开关中的其余功率开关(例如低侧)共同定位到一个CMOS类型裸片允许使用高度精确的感测FET电流感测电路装置来控制SiP功率转换器，而不进一步需要用于感测FET电流感测电路装置的电荷泵。另外，通过将一个或者多个功率开关中的其余功率开关、电流感测电路装置和驱动器/控制逻辑共同定位到单个裸片，可以减少在电流感测电路装置的感测线处的电磁干扰(EMI)或者其它噪声扰动(例如由在FET或者SFET类型裸片上的FET或者SFET类型开关的切换所引起)。
以这一方式，通过将高效率FET或者SFET类型功率开关用于SiP功率转换器的功率开关中的至少一些功率开关，根据以下电路和技术的SiP功率转换器可以比一些SoC和其它SiP功率转换器更高效地操作并且可以在更大电流电平下输出功率。另外，通过将电流感测电路装置包含到与驱动器/控制逻辑和SiP功率转换器的功率开关中的其余功率开关相同的裸片，根据以下电路和技术的SiP功率转换器可以使用高度精确(例如感测FET)的电流感测技术来控制(而不需要电荷泵)，以提供具有包含到窄容差窗口的电流电平的更精确功率输出。此外，因为电荷泵是不必要的，并且由于仅使用两个裸片，所以SiP功率转换器可以装进比一些更大、更复杂和更昂贵的SoC和SiP功率转换器更小、复杂性更低和更廉价的封装内。
图1是图示根据本公开内容的一个或者多个方面的用于转换来自功率源2的功率的系统1的框图。图1示出系统1为具有表示为功率源2、功率转换器4、滤波器6和负载8的四个分离和相异部件，然而系统1可以包括附加或者更少部件。例如，功率源2、功率转换器4、滤波器6和负载8可以是四个单独部件，或者可以代表提供如本文中描述的图1的功能的一个或者多个部件的组合。
系统1包括向系统1提供电功率的功率源2。功率源2的许多示例存在并且可以包括但不限于电力网、发电机、变压器、电池、太阳能板、风车、再生制动系统、水电或者风力发电机或者有能力向系统1提供电功率的任何其它形式的设备。
系统1包括作为基于开关的功率转换器进行操作的功率转换器4，其将由功率源2提供的一种形式的电功率转换成用于向负载8供电的不同和可用形式的电功率。功率转换器4可以是输出如下功率的向上阶跃转换器，该功率具有比由向上阶跃转换器接收的输入功率的电压电平更高的电压电平。这样的向上阶跃转换器的一个示例可以称为升压转换器。功率转换器4可以代之以包括配置为输出如下功率的向下阶跃转换器，该功率具有比由向下阶跃转换器接收的输入功率的电压电平更低的电压电平。这样的向下阶跃转换器的一个示例可以称为降压转换器。这样的降压转换器的一个示例可以称为降压转换器。还在其它示例中，功率转换器4可以是有能力输出如下功率的向上阶跃和向下阶跃转换器(例如升降压转换器)，该功率具有如下电压电平，该电压电平是比由向上阶跃和向下阶跃转换器接收的功率输入的电压电平更高或者更低的电平。功率转换器4的示例可以包括电池充电器、微处理器功率供应等。功率转换器4可以作为DC到DC、DC到AC或者AC到DC转换器进行操作。
系统1还包括滤波器6和负载8。负载8在功率穿过滤波器6之后接收由功率转换器4转换的电功率(例如电压、电流等)。在一些示例中，负载8使用来自功率转换器4和滤波器6的经滤波的电功率以执行功能。滤波器6的许多示例存在并且可以包括用于对用于负载的功率进行滤波的任何适合电子滤波器。滤波器6的示例包括但不限于无源或者有源电子滤波器、模拟或者数字滤波器、高通、低通、带通、陷波或者全通滤波器、电阻器-电容器滤波器、电感器-电容器滤波器、电阻器-电感器-电容器滤波器等。类似地，负载8的许多示例存在并且可以包括但不限于计算设备和诸如微处理器之类的有关部件、电部件、电路、膝上型计算机、台式电脑、平板电脑、移动电话、电池、扬声器、照明单元、与汽车/船只/航空/火车有关的部件、马达、变压器或者从功率转换器接收电压或者电流的任何其它类型的电设备和/或电路装置。
功率源2可以通过链路10提供具有第一电压或者电流电平的电功率。负载8可以通过链路14接收由功率转换器4转换的和通过滤波器6滤波的具有第二电压或者电流电平的电功率。链路10、12和14代表有能力从一个位置向另一位置传导电功率的任何介质。链路10、12和14的示例包括但不限于物理和/或无线电传输介质，诸如电接线、电迹线、导电气体管、双绞线等。链路10和12中的每个链路提供分别在功率源2与功率转换器4和功率转换器4与滤波器6之间的电耦合。链路14提供在滤波器6与负载8之间的电耦合。此外，链路14提供反馈回路或者电路，以用于向功率转换器4输送与从滤波器6输出的经滤波的功率的特性关联的信息。
在系统1的示例中，由功率源2递送的电功率可以由转换器4转换成具有满足负载8的功率要求的经调节的电压和/或电流电平的功率。例如，在链路10，功率源2可以输出并且功率转换器4可以接收具有第一电压电平的功率。功率转换器4可以将具有第一电压电平的功率转换成具有负载8需要的第二电压电平的功率。功率转换器4可以在链路12输出具有第二电压电平的功率。滤波器6可以从转换器4接收功率并且在链路14输出具有第二电压电平的经滤波的功率。
负载8可以在链路14接收具有第二电压电平的经滤波的功率。负载8可以使用具有第二电压电平的经滤波的功率以执行功能(例如向微处理器供电)。功率转换器4可以通过链路14接收与具有第二电压电平的经滤波的功率关联的信息。例如，功率转换器4的反馈控制(例如电流感测)电路装置可以检测在链路14输出的经滤波的功率的电压或者电流电平，并且转换器4的驱动器/控制逻辑可以基于检测到的电压或者电流电平调整在链路12的功率输出，以使经滤波的功率输出具有在负载8需要的电压或者电流电平容差窗口内相配的不同电压或者电流电平。
图2是图示图1中所示系统1的功率转换器4的一个示例的框图。例如，图2示出来自图1的系统1的功率转换器4以及由链路10、12和14分别提供的与功率源2、滤波6和负载8的电连接的更详细示例性视图。
示出功率转换器4为基于开关的SiP功率转换器，该基于开关的SiP功率转换器具有共同定位于单个集成电路或者芯片封装内的各种电部件和迹线(例如链路或者接线)。跨越功率转换器4的标注为裸片20和裸片22的两个分离裸片分布转换器4的各种电部件和迹线。功率转换器4可以是向上阶跃转换器(例如升压转换器)、向下阶跃转换器(例如降压转换器)或者向上阶跃和向下阶跃转换器(例如升降压转换器)。
在图2中绘制椭圆虚线以图示功率转换器4的功率级34的各种部件，这些部件包括裸片22的一个或者多个开关30，该一个或者多个开关30在切换节点18处耦合到裸片22的一个或者多个开关32。开关30可以是功率级34的半桥、功率级34的全桥或者用于从基于开关的功率转换器输出功率的任何其它类型的功率级配置的高侧或者低侧开关。如果开关30是功率级34的高侧开关，则开关32是功率级34的低侧开关。反言之，如果开关30是功率级34的低侧开关，则开关32是功率级34的高侧开关。
在图2的示例中，裸片20包括代表功率转换器4的驱动器/控制逻辑和反馈控制电路装置的控制器单元42、驱动器40和驱动器42。裸片20还包括代表转换器4的功率级34的一半(例如低侧或者高侧)的一个或者多个开关32。转换器4的裸片22不包括功率转换器4的任何驱动器/控制逻辑或者反馈控制电路装置。裸片22包括一个或者多个开关30，该一个或者多个开关30代表转换器4的功率级34的从裸片20省略的另一半(例如高侧或者低侧)。
在一些示例中，裸片20和裸片22可以包括比图2中所示部件附加或者更少的部件。例如，裸片22可以包括过电流保护电路装置，该过电流保护电路装置可能需要放置在FET或者SFET类型裸片(例如裸片22)并且可能不与放置在CMOS类型裸片(例如裸片20)兼容。换言之，需要放置在FET或者SFET类型裸片的FET或者SFET类型部件可以与开关32共同定位在裸片22。
裸片22可以是FET或者SFET类型裸片，并且在裸片22内包含的各种部件可以是FET或者SFET类型的。例如，开关30可以是一个或者多个FET或者SFET类型开关。裸片22可以包括图2中未示出的各种其它FET或者SFET类型电部件。作为FET或者SFET类型开关，开关30可以是执行转换器4的高侧或者低侧切换操作的高度高效的开关器件。例如，开关30可以是在具有开关32和切换节点18的功率级34的单相半桥配置中布置的单个基于GaN的开关。开关30还可以是在具有开关32和切换节点18的功率级34的多相半桥配置中布置的多个基于GaN的开关。在任何情况下，开关30可以具有比一些其它类型的开关更低的RDS(ON)，并且因而在切换循环期间(例如在从断状态和通状态中操作转变时)耗散比其它更低效类型开关更少的能量。
裸片20可以是CMOS类型裸片，并且在裸片20内包含的各种电部件可以是CMOS类型的。例如，裸片20包括控制器单元24、驱动器40和42以及一个或者多个开关32。控制器单元24包括调制单元28(例如驱动器/控制逻辑块)和反馈控制单元26(例如反馈控制电路装置)。裸片20的开关32可以执行转换器4的未被裸片22的开关30执行的切换操作。换个说法，在其中裸片22的开关30执行功率级34的低侧切换操作的情况下，裸片20的开关32可以执行功率级34的高侧切换操作。反言之，在裸片22的开关30执行功率级34的高侧切换操作时，裸片20的开关32可以执行低侧切换操作。
裸片20的开关32可以是用于执行功率级34的未被裸片20的开关30执行的切换操作的单个或者多个CMOS类型开关器件。作为CMOS类型开关器件，裸片20的开关32可以比其它类型的开关更低效地进行操作。例如，开关32可以具有比一些其它类型的开关(例如裸片22的FET或者SFET类型开关30)更高的RDS(ON)，并且因而在切换循环期间(例如在从断状态和通状态中操作转变时)耗散比其它更高效类型开关更多的能量。
功率转换器4包括用于使用链路10、12和14将转换器4连接到外部设备的三个端子。功率转换器4包括输入/输出端子50和52以及反馈端子54。反馈端子54可以耦合到图1的链路14以用于提供反馈信息，该反馈信息指示从滤波器6跨越链路14向负载8提供的经滤波的功率输出的电压或者电流电平。
根据转换器4的特定配置，输入/输出端子52将切换节点18耦合到链路10或者链路12。例如，在功率转换器4作为向下阶跃或者降压转换器进行操作时，输入/输出端子52充当输出并且将切换节点18耦合到链路12。反言之，在功率转换器4作为向上阶跃或者升压转换器进行操作时，输入/输出端子52充当输入并且将切换节点18耦合到链路10。在功率转换器4作为向上阶跃和向下阶跃转换器进行操作时，功率转换器4包括用于使输入/输出端子50和52作为输入或者输出端子进行操作的附加切换逻辑(未示出)。此外，根据转换器4的特定配置，输入/输出端子50经由链路56A将开关30耦合到链路10或者链路12，或者输入/输出端子50经由链路56B将开关32耦合到链路10或者链路12。
例如在一个示例中，开关30是功率级34的半桥的高侧开关，并且开关32是功率级34的半桥的低侧开关。在功率转换器4作为向下阶跃或者降压转换器进行操作时，输入/输出端子50充当输入并且经由链路56A将链路10耦合到高侧开关30。反言之，在功率转换器4作为向上阶跃或者升压转换器进行操作时，输入/输出端子50充当输出并且经由链路56A将链路12耦合到高侧开关30。
在备选示例中，开关32是功率级34的半桥的高侧开关，并且开关30是功率级34的半桥的低侧开关。在功率转换器4作为向下阶跃或者降压转换器进行操作时，输入/输出端子50充当输入并且经由链路56B将链路10耦合到高侧开关32。反言之，在功率转换器4作为向上阶跃或者升压转换器进行操作时，输入/输出端子50充当输出并且经由链路56B将链路12耦合到高侧开关32。
在任一示例中，在作为向下阶跃转换器进行操作时，功率转换器4可以在输入/输出端子50处从源2通过链路10接收功率输入。功率转换器4可以根据调制技术控制开关30和32，以将功率输入转换成具有比功率输入更低的电压电平的功率输出。功率转换器4可以在输入/输出端子52处跨越链路12向滤波器6输出功率输出。反言之，在作为向上阶跃转换器进行操作时，功率转换器4可以在输入/输出端子52处从源2通过链路10接收功率输入。功率转换器4可以根据调制技术控制开关30和32，以将功率输入转换成具有比功率输入更高的电压电平的功率输出。功率转换器4可以在输入/输出端子50处跨越链路12向滤波器6输出功率输出。在任一示例中，在功率转换器4作为向上阶跃和向下阶跃转换器进行操作时，功率转换器4包括用于使输入/输出端子50和52作为输入或者输出端子进行操作的附加切换逻辑(未示出)。
链路16A至16E(统称为“链路16”)代表裸片20的各种“内部”迹线和/或过孔，这些迹线和/或过孔电耦合和互连在裸片20内包含的内部部件24、26、28、40、42和32。例如，链路16A提供用于电信息在控制器单元24内的反馈控制单元26与调制单元28之间传递的路径。链路16B代表在开关32与反馈控制单元26(的例如电流感测FET电流感测电路装置)之间的感测线。链路16C和16D是用于从控制器单元24向驱动器40和42传输驱动器控制信号(例如基于脉冲密度调制(PDM)信号、脉冲宽度调制(PWM)信号、脉冲频率调制(PFM)信号或者其它适当调制技术)的驱动器控制线。链路16E代表用于从驱动器42向一个或者多个开关32传输开关控制信号的开关控制线。
链路17A至17D(统称为“链路17”)代表“外部”迹线和/或过孔，这些迹线和/或过孔将来自一个裸片20或者22的部件电耦合或者连接到反馈端子54、切换节点18和/或另一裸片20或者22的内部部件。例如，链路17A将反馈端子54耦合到裸片20的控制器单元24的反馈控制单元26，以用于传输与由滤波器6在链路14提供的经滤波的功率输出的特性关联的信息。链路17B代表用于从裸片22的驱动器40向裸片20的一个或者多个开关30传输开关控制信号的开关控制线。链路17C和17D在切换节点18和输入/输出端子52处将裸片22的一个或者多个开关32耦合到裸片20的一个或者多个开关30。
一个或者多个开关30的许多示例存在并且可以是如下的任何类型的开关器件：其可以被包含到CMOS类型裸片并且进一步地在布置于功率级配置中时适合用于使功率输入的电压电平向下阶跃/降压或者向上阶跃/升压。例如，一个或者多个开关30的一些示例可以包括基于硅(Si)、氮化镓(GaN)和/或碳化硅(SiC)的切换器件、常通或者常断类型开关、GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)、基于N型MOSFET的开关器件、基于P型MOSFET的开关器件、二极管、IGBT开关器件、漏极延伸MOS(deMOS)开关器件或者可以在CMOS类型裸片的功率级配置中操作的任何其它类型的功率开关晶体管或者开关器件。
类似地，一个或者多个开关32的许多示例存在并且可以是如下的任何类型的开关器件：其可以被包含到FET或者SFET类型裸片并且进一步地在布置于功率级配置中时适合用于使功率输入的电压电平向下阶跃/降压或者向上阶跃/升压。例如，一个或者多个开关32的一些示例可以包括基于Si、GaN和/或碳化硅SiC的切换器件、常通或者常断类型开关、HEMT(GaN)、FET(GaN)、二极管、JFET(SiC、常通或者断)、竖直或者横向类型开关器件、金属门开关器件、多晶硅门开关器件或者可以在FET或者SFET类型裸片的功率级配置中操作的任何其它类型的功率开关晶体管或者开关器件。
驱动器(或者多个驱动器)40和驱动器(或者多个驱动器)42代表用于(分别)控制一个或者多个单独开关30和32中的每个开关的一个或者多个单独门驱动器。为了易于描述，描述图2如同驱动器(或者多个驱动器)40和42中的每个驱动器各自是用于控制一个或者多个单独开关30和32中的每个开关的单个驱动器。然而在一些示例中，驱动器(或者多个驱动器)40和42各自代表多个驱动器的阵列，其中驱动器40的阵列的每个驱动器用来控制一个或者多个开关30中的不同相应开关并且驱动器42的阵列的每个驱动器用来控制一个或者多个开关32中的不同相应开关。
驱动器40经由链路17B耦合到一个或者多个开关30，从而由驱动器40产生的输出信号可以使一个或者多个开关30从在通状态与断状态之间操作转变(例如接通或者关断)。驱动器42经由链路16E耦合到一个或者多个开关32，从而由驱动器42产生的输出信号可以使一个或者多个开关32从在通状态与断状态之间操作转变。驱动器40和42各自分别经由链路16C和16D从控制器单元24的调制单元28接收驱动器控制信号。驱动器40的输出可以基于经由链路16C接收的驱动器控制信号，并且驱动器42的输出可以基于经由链路16D接收的驱动器控制信号。
裸片20的控制器单元24代表转换器4的驱动器/控制逻辑和反馈控制电路装置的组合，该组合用于执行调制和反馈技术以控制驱动器40和42，以用于使开关30和32调制和在链路12输出功率。控制器单元24可以包括用于执行归于本文中的控制器单元24的技术的硬件、软件、固件或者其任何组合的任何适当布置。例如，控制器单元24可以包括用于控制和调节开关模式功率转换器的数字电路装置、模拟电路装置或者其任何组合。控制器单元24可以包括任何的一个或者多个微处理器、信号处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、比较器、运算放大器、全定制和/或半定制数字逻辑、用于存储控制数据(例如参数)的寄存器、模拟和/或数字滤波器级、非线性控制块或者任何其它等效集成数字或者模拟电路装置，以及这样的部件的任何组合。
在控制器单元24包括软件或者固件时，控制器单元24还包括用于存储和执行软件或者固件的硬件，诸如一个或者多个数字或者模拟处理器或者处理单元。一般而言，处理单元可以包括一个或者多个微处理器、信号处理器、ASIC、FPGA、比较器、运算放大器或者任何其它等效集成数字或者模拟电路装置，以及这样的部件的任何组合。虽然图2中未示出，但是控制器单元24可以包括配置为存储数据的存储器。存储器可以包括任何易失性或者非易失性介质，诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、非易失性RAM(NVRAM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、闪存等。在一些示例中，存储器可以在控制器单元24和/或功率转换器4外部，例如可以在控制器单元24和/或功率转换器4被容纳在其中的封装外部。
控制器单元24可以依赖于反馈控制单元26以检测在链路14的功率输出的电压或者电流电平并且检测或者“感测”在功率级34处的电流量。例如，反馈控制单元26可以包括感测FET电流感测电路装置、电压感测电路装置或者用于经由链路16B感测通过开关32和功率级34的电流或者电压电平的其它类型的电流或者电压感测电路装置。因为链路16B被内部地包含在裸片20内，所以反馈控制单元26可以确定在功率级34处的电流的高度精确的测量结果。换言之，因为反馈控制单元26不依赖于在转换器4的两个或者更多分离裸片之间通过的“外部”感测线，所以反馈控制单元26的感测线(例如链路16B)较不易受EMI或者其它噪声干扰的影响。因而，反馈控制单元26通过链路16B接收的信息的状态与首先传输信息时的信息的状态比较而言完整和不变地从开关32到达。
通过将反馈控制单元26和开关32共同定位于相同CMOS裸片20内，反馈控制单元26的感测电路装置可以执行电流和/或电压感测，而无需一些其它感测电路装置和技术所需要的高电容(例如大)电荷泵。换言之，反馈控制单元26可以在CMOS类型开关32处执行电流感测、特别是感测FET电流感测，以确定在功率级34处的电流电平，而不使用其它SoC或者SiP功率转换器可能需要的高电容电荷泵。
控制器单元24可以依赖于调制单元28以生成用于控制向功率级34的开关30和32的接通和/或关断信号以使转换器4在链路12提供功率输出的驱动器控制信号(例如基于脉冲密度调制(PDM)信号、脉冲宽度调制(PWM)信号、脉冲频率调制(PFM)信号或者其它适当调制技术)。例如，调制单元28可以从反馈控制单元26接收对功率输出的电压或者电流电平进行调整的信息，并且基于调整信息，调制单元28可以变化调制单元28向驱动器40和42输出的驱动器控制信号的性质或者特性。
调制单元28可以通过链路16C和16D提供基于PWM的驱动器控制信号，这些基于PWM的驱动器控制信号使驱动器40和42使功率级34的开关30和32在通状态中操作与在断状态中操作之间转变。响应于反馈控制单元26在链路14检测到的功率输出的电压或者电流电平，并且还响应于反馈控制单元26检测到的在功率级34处的电流电平，调制单元28可以变化基于PWM的驱动器信号的占空比。例如，调制单元28和反馈控制单元26可以使用电流和/或电压电平阈值以确定对控制开关30和32的基于PWM的驱动器信号的占空比的调整，以用于将在链路12的特定功率输出调制在特定电流或者电压电平容差窗口内。通过基于反馈控制单元26检测到的信息来变化基于PWM的驱动器信号的占空比，调制单元28可以更改转换器4在链路12提供的功率输出的电压或者电流电平。
调制单元28可以通过链路16C和16D提供基于PDM的驱动器控制信号，这些基于PDM的驱动器控制信号使驱动器40和42使功率级34的开关30和32在通状态中操作与在断状态中操作之间转变。响应于反馈控制单元26在链路14检测到的功率输出的电压或者电流电平，并且还响应于反馈控制单元26检测到的在功率级34处的电流电平，调制单元28可以变化基于PDM的驱动器信号的平均值。例如，调制单元28和反馈控制单元26可以使用电流和/或电压电平阈值以确定对控制开关30和32的基于PDM的驱动器信号的平均值的调整，以用于将在链路12的特定功率输出调制在特定电流或者电压电平容差窗口内。通过基于反馈控制单元26检测到的信息来变化基于PDM的驱动器信号的平均值，调制单元28可以变更转换器4在链路12提供的功率输出的电压或者电流电平。
通过将开关30包含到裸片22，功率级34的至少部分(例如高侧或者低侧)可以使用高效率FET或者SFET类型功率开关进行操作，而不干扰由裸片20的控制器单元24的反馈控制单元26执行的电流或者电压感测技术。此外，通过将控制器单元24、驱动器40和42以及开关32共同定位到裸片20，控制器单元24可以使用从反馈控制单元26的高度精确的感测FET电流感测电路装置获得的信息来控制开关30和32，而不进一步需要用于反馈控制单元26的感测FET电流感测电路装置的电荷泵。另外，将开关32与反馈控制单元26、调制单元28以及驱动器40和42一起共同定位于单个裸片20上，最小化了在裸片22的开关30的切换期间在反馈控制单元26的电流感测电路装置的感测线(例如链路16B)处引起的EMI和其它噪声扰动的量。
通过将高效FET或者SFET类型功率开关用于(例如包括单相半桥、多相半桥等的)功率级的功率开关中的至少一些功率开关，根据这些电路和技术的功率转换器可以比一些SoC和其它SiP功率转换器更高效地操作并且可以在更大电流电平下输出功率。另外，通过将电流反馈控制电路装置包含到与驱动器/控制逻辑和功率级的功率开关中的其余功率开关相同的裸片，根据这些电路和技术的功率转换器可以使用更精确的(例如感测FET)电流感测技术来控制(而无需电荷泵)，以提供具有包含到窄容差窗口的电流电平的更精确功率输出。此外，因为电荷泵是不必要的，并且由于仅使用两个裸片，所以根据这些电路和技术的功率转换器可以装进比一些更大、更复杂和更昂贵的SoC和SiP功率转换器更小、复杂性更低和更廉价的封装内。
在一些示例中，控制器单元24不包括反馈控制单元26，并且因此不在开关32处执行电压或者电流感测。此外，在没有反馈控制单元26的情况下，控制器单元24不基于反馈控制单元26检测到的电压或者电流来控制开关30和开关32。在一些示例中，开关30可以是二极管。例如，在转换器4充当升压转换器并且功率级34的开关30代表转换器4的高侧开关时，开关30可以是单个或者多个二极管。
图3是图示图1中所示系统1的功率转换器4的一个其它示例的框图。下面在图2的功率转换器4和图1的系统1的上下文内描述图3。
在是基于多相半桥的向下阶跃或者向上阶跃转换器的上下文内描述转换器4。图3的转换器4包括用于将转换器4耦合到链路14的反馈端子54以及用于将转换器4耦合到链路10和12的输入/输出端子50和52。
转换器4包括CMOS类型裸片20和FET或者SFET类型裸片22。裸片22包括SFET类型高侧开关90A和90B。裸片20包括控制器单元24、反馈控制单元26和调制单元28。此外，裸片20包括用于控制裸片22的SFET类型高侧开关90A和90B的高侧驱动器80A和80B以及用于控制在裸片20内包含的CMOS类型低侧开关92A和92B的驱动器82A和82B。
SFET类型高侧开关90A在切换节点94A处耦合到CMOS类型低侧开关92A。SFET类型高侧开关90B在切换节点94B处耦合到CMOS类型低侧开关92B。滤波器96A被布置在切换节点94A与输入/输出端子52之间，并且滤波器96B被布置在切换节点94B与输入/输出端子52之间。在一些示例中，滤波器96A和96B是基于电感器-电容器(LC)的滤波器。在一些示例中，滤波器86A和96B可以在转换器4的封装以外，例如作为图1的滤波器6的部分。在一些示例中，滤波器96A和96B可以共同定位于裸片20或者裸片22内。
反馈控制单元26的感测FET电流感测电路装置可以经由在裸片20内包含的感测线98A和98B接收与在CMOS类型低侧开关92A和92B处的检测到的电流电平关联的信息。通过将感测线98A和98B包含到裸片20的内部，经由感测线98A和98B传输的信息可以较不易受在SFET类型高侧开关90A和90B的切换操作期间引起的EMI或者其它噪声的影响。此外，通过将CMOS类型低侧开关92A和92B与反馈控制单元26共同定位于裸片20，反馈控制单元26的感测FET电流感测电路装置可以执行电流感测，而无需大(例如高电容)的电荷泵。转换器4可以通过如下方式获得更高效地操作的益处：将SFET类型高侧开关90A和90B用于裸片22，同时还使用高度精确的电流感测技术以在链路12输出具有在负载8需要的窄电流电平容差窗口内相配的电流电平的功率。
在图3的示例中，在SFET裸片22内包含高侧开关90A和90B。图3的示例还图示可选电流感测电路装置(由在CMOS裸片20与SFET裸片22之间布置的3接线指示)。低侧开关92A和92B与反馈控制单元26一起集成于CMOS裸片20中，反馈控制单元26使用CMOS裸片20上的集成感测MosFet来执行电流感测。
图4是图示根据本公开内容的一个或者多个方面的示例功率转换器的示例操作的流程图。下面在图2的功率转换器4和图1的系统1的上下文内描述图5。
从裸片20，功率转换器4可以检测在功率级34的半桥的位于裸片20的一个或者多个开关32处的电流电平。例如，位于功率转换器4的裸片20处的控制器单元24的反馈控制单元26可以检测开关32的电流电平。电流电平可以经由链路16B(例如将开关32连接到反馈控制单元26的感测FET电流感测电路装置的一条或者多条感测线)由反馈控制单元26接收。在一些示例中，基于反馈控制单元26通过包含到裸片20的一条或者多条电流感测线接收的感测FET电流感测信号，检测在一个或者多个开关32处检测到的电流电平。一条或者多条电流感测线可以布置于在裸片20的反馈控制单元26与在裸片20的一个或者多个开关32之间。
从裸片20，功率转换器4可以至少部分基于在裸片20的开关32处检测到的电流电平，控制功率级34的半桥的位于功率转换器4的裸片22上的一个或者多个开关30。例如，反馈控制单元26可以向调制单元28发送信息，该信息指示反馈控制单元26的感测FET电流感测电路装置检测到的在功率级34处的电流电平。此外，调制单元28可以接收信息，该信息指示在链路14传输的经滤波的功率输出的电流或者电压电平。基于从反馈控制单元26接收的信息，调制单元28可以生成用于使驱动器40控制在裸片22的开关30的驱动器控制信号(例如基于PWM的信号、基于PDM的信号或者基于某个其它调制技术的信号)。调制单元28可以向驱动器40输出驱动控制信号。驱动控制信号可以使驱动器40输出从裸片20到裸片22通过链路17B传递的用于使开关30在通状态中操作与在断状态中操作之间转变的命令。
从裸片20，功率转换器4可以至少部分基于在裸片20的开关32处检测到的电流电平，控制功率级34的位于功率转换器4的裸片20上的一个或者多个开关32。例如，基于从反馈控制单元26接收的信息，调制单元28可以生成用于使驱动器42控制在裸片20的开关32的驱动器控制信号(例如基于PWM的信号、基于PDM的信号或者基于某个其它调制技术的信号)。调制单元28可以向驱动器42输出驱动控制信号。驱动器控制信号可以使驱动器42输出通过(例如在裸片20内包含的)链路16E传递的用于使开关32在通状态中操作与在断状态中操作之间转变的命令。
图5A和5B是图示图2的功率转换器4的横截面的电路图。例如，图5A示出图2的功率转换器4的“正面朝下”SiP配置，其包括裸片20和22的横截面图。图5B示出图2的功率转换器4的“正面朝上”SiP配置，其也包括裸片20和22的横截面图。
在仅有裸片20和裸片22这两个裸片的情况下，功率转换器4可以装进比其它SiP功率转换器更小的SiP封装尺寸中。例如，其它SiP功率转换器可以包括在一个裸片上的功率级的高侧开关、在另一裸片上的低侧开关以及在一个或者多个附加裸片上的驱动器/逻辑和反馈控制电路装置。在任何情况下，一些转换器可能需要近似四十九平方毫米(即七毫米×七毫米)的最小封装尺寸。
反言之，通过使用仅两个裸片，转换器4的部件可以装进更小的封装尺寸。在一些示例中，转换器4可以装进小于四十九平方毫米并且近似三十六平方毫米(即六毫米×六毫米)的封装尺寸。在比一些其它功率转换器更小的封装尺寸情况下，用于生产转换器4的制造成本也比一些其它转换器更廉价。根据这些技术和电路的SiP功率转换器不仅可以装进生产成本比一些其它转换器更少的更小封装尺寸，而且通过使用在一个裸片的FET或者SFET类型开关而同时使用在另一裸片的高度精确的感测FET电流感测，根据这些电路和技术的SiP功率转换器可以比一些转换器更高效地操作并且提供更多控制和更精确的功率输出。
条款1.一种功率转换器，包括：包括一个或者多个第一开关的第一裸片，一个或者多个第一开关耦合到功率级的切换节点；以及第二裸片，第二裸片包括：一个或者多个第二开关，一个或者多个第二开关耦合到功率级的切换节点，以及控制器单元，控制器单元被配置为控制功率级的一个或者多个第一开关和一个或者多个第二开关以在功率级的切换节点处产生功率输出。
条款2.根据条款1的功率转换器，其中一个或者多个第一开关包括功率级的半桥的一个或者多个高侧开关，并且一个或者多个第二开关包括功率级的半桥的一个或者多个低侧开关。
条款3.根据条款1至2中的任一条款的功率转换器，其中一个或者多个第二开关包括功率级的半桥的一个或者多个高侧开关，并且一个或者多个第一开关包括功率级的半桥的一个或者多个低侧开关。
条款4.根据条款1至3中的任一条款的功率转换器，其中第二裸片还包括配置为检测在功率级的一个或者多个第二开关处的电流电平的反馈控制单元，其中控制器单元还被配置为至少部分基于反馈控制单元检测到的电流电平来控制功率级的一个或者多个第一开关和一个或者多个第二开关。
条款5.根据条款4的功率转换器，其中反馈控制单元还被配置为基于感测FET电流感测信号检测在一个或者多个第二开关处的电流电平。
条款6.根据条款5的功率转换器，其中第二裸片还包括：包含到第二裸片的一条或者多条感测线，一条或者多条感测线将反馈控制单元耦合到功率级的一个或者多个第二开关，一条或者多条感测线被配置为向反馈控制单元传输与功率级的电流或者电压电平关联的信息。
条款7.根据条款6的功率转换器，其中一条或者多条感测线还被配置为向反馈控制单元传输与在一个或者多个第二开关处检测到的电流电平关联的感测FET电流感测信号。
条款8.根据条款1至7中的任一条款的功率转换器，其中反馈控制单元还被配置为检测功率转换器的功率输出的电压或者电流电平，以及其中控制器单元还被配置为至少部分基于反馈控制单元检测到的功率输出的电压或者电流电平，控制功率级的一个或者多个第一开关和一个或者多个第二开关。
条款9.根据条款1至8中的任一条款的功率转换器，其中第一裸片是FET或者SFET类型裸片。
条款10.根据条款1至9中的任一条款的功率转换器，其中一个或者多个第一开关是SFET类型开关。
条款11.根据条款1至10中的任一条款的功率转换器，其中第二裸片是CMOS类型裸片。
条款12.根据条款1至11中的任一条款的功率转换器，其中一个或者多个第二开关是CMOS类型开关。
条款13.根据条款1至12中的任一条款的功率转换器，其中第二裸片还包括配置为控制一个或者多个第一开关的至少一个第一驱动器和进一步配置为控制一个或者多个第二开关的至少一个第二驱动器。
条款14.根据条款1至13中的任一条款的功率转换器，其中功率转换器包括向下阶跃转换器，其中功率输出包括第一电压电平，第一电压电平未超过在半桥处接收的功率输入的第二电压电平。
条款15.根据条款1至14中的任一条款的功率转换器，其中功率转换器包括向上阶跃转换器，其中功率输出包括第一电压电平，第一电压电平达到或者超过在半桥处接收的功率输入的第二电压电平。
条款16.根据条款1至15中的任一条款的功率转换器，其中控制器单元还被配置为输出用于控制功率级的一个或者多个第一开关和一个或者多个第二开关的脉冲密度调制信号、脉冲宽度调制信号和脉冲频率调制信号中的至少一个调制信号。
条款17.根据条款1至16中的任一条款的功率转换器，其中功率级包括单相半桥，其中一个或者多个第一开关包括单相半桥的单个高侧开关，并且一个或者多个第二开关包括单相半桥的单个低侧开关。
条款18.根据条款1至17中的任一条款的功率转换器，其中功率级包括多相半桥，其中一个或者多个第一开关包括多相半桥的两个或者更多高侧开关，并且一个或者多个第二开关包括多相半桥的两个或者更多低侧开关。
条款19.一种方法，包括：由在功率转换器的第二裸片处的反馈控制单元，检测在功率转换器的第二裸片处的一个或者多个第二开关处的电流电平，一个或者多个第二开关在功率级的切换节点处耦合到在功率转换器的第一裸片处的一个或者多个第一开关；由在第二裸片处的控制器单元，至少部分基于驱动器信号，控制功率级的在第一裸片处的一个或者多个第一开关，其中驱动器信号至少部分基于在第二裸片的一个或者多个第二开关处检测到的电流电平；以及由在第二裸片处的控制器单元，至少部分基于驱动器信号，控制功率级的在第二裸片的一个或者多个第二开关。
条款20.一种功率转换器，包括：用于检测在功率转换器的第二裸片处的一个或者多个第二开关处的电流电平的装置，一个或者多个第二开关在功率级的切换节点处耦合到在功率转换器的第一裸片处的一个或者多个第一开关；用于从第二裸片至少部分基于驱动器信号，控制功率级的在第一裸片的一个或者多个第一开关的装置，其中驱动器信号至少部分基于在第二裸片的一个或者多个第二开关处检测到的电流电平；以及用于从第二裸片至少部分基于驱动器信号，控制功率级的在第二裸片的一个或者多个第二开关的装置。
可以在包括集成电路(IC)或者IC组(例如芯片组)的多种多样的设备或装置中实现本公开内容的技术。在本公开内容中描述各种部件、模块或者单元，以强调配置为执行公开的技术的设备的功能方面，但是未必需要通过不同硬件单元来实现。更确切地说，如以上描述的那样，可以在硬件单元中组合各种单元，或者可以通过与适当软件和/或固件结合的、包括如上面描述的一个或者多个处理器的协作硬件单元的集合来提供各种单元。
已经描述各种示例。这些和其它示例在所附权利要求的范围内。

Claims (15)

1.一种功率转换器，包括：
FET或SFET类型裸片，所述FET或SFET类型裸片包括与功率级的切换节点耦合的一个或者多个FET或SFET类型开关；以及
CMOS类型裸片，所述CMOS类型裸片包括：
一个或者多个CMOS类型开关，所述一个或者多个CMOS类型开关耦合到所述功率级的所述切换节点，
一个或者多个感测线，包含于所述CMOS类型裸片以防止与所述FET或者SFET类型裸片的所述一个或者多个FET或SFET类型开关相关联的电磁干扰，所述一个或者多个传感线被配置成传输与所述一个或者多个CMOS类型开关相关联的感测FET电流感测信号；以及
控制器单元，所述控制器单元被配置为至少部分地基于由所述一个或者多个感测线传输的感测FET电流感测信号来控制所述功率级的所述一个或者多个FET或SFET类型开关和所述一个或者多个CMOS类型开关，以在所述功率级的所述切换节点处产生功率输出。
2.根据权利要求1所述的功率转换器，其中所述一个或者多个FET或SFET类型开关包括所述功率级的半桥的一个或者多个高侧开关，并且所述一个或者多个CMOS类型开关包括所述功率级的所述半桥的一个或者多个低侧开关。
3.根据权利要求1所述的功率转换器，其中所述一个或者多个CMOS类型开关包括所述功率级的半桥的一个或者多个高侧开关，并且所述一个或者多个FET或SFET类型开关包括所述功率级的所述半桥的一个或者多个低侧开关。
4.根据权利要求1所述的功率转换器，其中所述CMOS类型裸片还包括配置为至少部分地基于由所述一个或者多个感测线传输的感测FET电流感测信号来检测在所述功率级的所述一个或者多个CMOS类型开关处的电流电平的反馈控制单元，其中所述控制器单元还被配置为至少部分基于由所述反馈控制单元检测到的所述电流电平，控制所述功率级的所述一个或者多个FET或SFET类型开关和所述一个或者多个CMOS类型开关。
5.根据权利要求1所述的功率转换器，其中所述一个或者多个CMOS类型开关包括电流感测FET电流感测电路，所述电流感测FET电流感测电路被配置成生成与所述一个或者多个CMOS类型开关相关联的所述感测FET电流感测信号。
6.根据权利要求5所述的功率转换器，其中所述电流感测FET电流感测电流还被配置成在不使用电荷泵的情形下生成与所述一个或者多个CMOS类型开关相关联的所述感测FET电流感测信号。
7.根据权利要求4所述的功率转换器，其中所述反馈控制单元还被配置为检测所述功率转换器的功率输出的电压或者电流电平，以及其中所述控制器单元还被配置为至少部分基于由所述反馈控制单元检测到的所述功率输出的所述电压或者电流电平，控制所述功率级的所述一个或者多个FET或SFET类型开关和所述一个或者多个CMOS类型开关。
8.根据权利要求1所述的功率转换器，其中所述CMOS类型裸片还包括被配置为控制所述一个或者多个FET或SFET类型开关的至少一个第一驱动器和进一步被配置为控制所述一个或者多个CMOS类型开关的至少一个第二驱动器。
9.根据权利要求1所述的功率转换器，其中所述功率转换器包括向下阶跃转换器，其中所述功率输出包括第一电压电平，所述第一电压电平不超过在半桥处接收的功率输入的第二电压电平。
10.根据权利要求1所述的功率转换器，其中所述功率转换器包括向上阶跃转换器，其中所述功率输出包括第一电压电平，所述第一电压电平达到或者超过在半桥处接收的功率输入的第二电压电平。
11.根据权利要求1所述的功率转换器，其中所述控制器单元还被配置为输出用于控制所述功率级的所述一个或者多个FET或SFET类型开关和所述一个或者多个CMOS类型开关的脉冲密度调制信号、脉冲宽度调制信号和脉冲频率调制信号中的至少一种调制信号。
12.根据权利要求1所述的功率转换器，其中所述功率级包括单相半桥，其中所述一个或者多个FET或SFET类型开关包括所述单相半桥的单个高侧开关，并且所述一个或者多个CMOS类型开关包括所述单相半桥的单个低侧开关。
13.根据权利要求1所述的功率转换器，其中所述功率级包括多相半桥，其中所述一个或者多个FET或SFET类型开关包括所述多相半桥的两个或者更多高侧开关，并且所述一个或者多个CMOS类型开关包括所述多相半桥的两个或者更多低侧开关。
14.一种方法，包括：
由在功率转换器的CMOS类型裸片处的反馈控制单元，基于与一个或者多个CMOS类型开关相关联的感测FET电流感测信号来检测在所述功率转换器的所述CMOS类型裸片处的一个或者多个CMOS类型开关处的电流电平，所述感测FET电流感测信号经由包含于所述CMOS类型裸片的一个或者多个感测线而被传输；其中：
所述一个或者多个感测线包含于所述CMOS类型裸片以防止与在所述功率转换器的FET或者SFET类型裸片处的所述一个或者多个FET或SFET类型开关相关联的电磁干扰；以及
所述一个或者多个CMOS类型开关在所述功率转换器的功率级的切换节点处耦合到在所述功率转换器的FET或SFET类型裸片处的一个或者多个FET或SFET类型开关；
由在所述CMOS类型裸片处的控制器单元，至少部分基于驱动器信号，控制所述功率级的在所述FET或SFET类型裸片处的所述一个或者多个FET或SFET类型开关，其中所述驱动器信号至少部分基于在所述CMOS类型裸片处的所述一个或者多个CMOS类型开关处检测到的所述电流电平；以及
由在所述CMOS类型裸片处的所述控制器单元，至少部分基于所述驱动器信号，控制所述功率级的在所述CMOS类型裸片处的所述一个或者多个CMOS类型开关。
15.一种功率转换器，包括：
用于基于与一个或者多个CMOS类型开关相关联的感测FET电流感测信号来检测在功率转换器的CMOS类型裸片处的一个或者多个CMOS类型开关处的电流电平的装置，所述感测FET电流感测信号经由包含于所述CMOS类型裸片的一个或者多个感测线而被传输；其中：
所述一个或者多个感测线包含于所述CMOS类型裸片以防止与在所述功率转换器的FET或者SFET类型裸片处的所述一个或者多个FET或SFET类型开关相关联的电磁干扰；以及
所述一个或者多个CMOS类型开关在所述功率转换器的功率级的切换节点处耦合到在所述功率转换器的FET或SFET类型裸片处的一个或者多个FET或SFET类型开关；
用于从所述CMOS类型裸片至少部分基于驱动器信号控制所述功率级的在所述FET或SFET类型裸片处的所述一个或者多个FET或SFET类型开关的装置，其中所述驱动器信号至少部分基于在所述CMOS类型裸片处的所述一个或者多个CMOS类型开关处检测到的所述电流电平；以及
用于从所述CMOS类型裸片至少部分基于所述驱动器信号控制所述功率级的在所述CMOS类型裸片处的所述一个或者多个CMOS类型开关的装置。
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