CN110235345A - 准谐振降压型高频直流电压转换器 - Google Patents

准谐振降压型高频直流电压转换器 Download PDF

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Abstract

一种准谐振降压型直流电压转换器，包括：输入端口(201)，其具有能够接收待转换的电压水平的第一端子(202)；输出端口(206)，其具有能够提供转换后的电压水平的第一端子(204)；第一开关(Qhs)，其串联连接到输入端口的所述第一端子；以及调节电路(211)，其配置为：‑产生根据所述第一开关的闭合或断开状态而增大或减小的纹波电压(Ond)；‑产生与转换后电压的平均水平和参考电压(Vref)之间的差成比例的设定点信号(Vcons)；‑在所述设定点信号与已加上所述纹波电压的所述转换后的电压水平(Vout)之间进行第一比较(210)；以及‑根据所述第一比较的结果，在输出上产生或不产生控制所述第一开关在预定周期(Ton)期间的闭合的激活信号(HS_Cmd)。

Description

准谐振降压型高频直流电压转换器
技术领域
本发明的领域是开关电源领域。更具体地说，本发明涉及一种准谐振降压型非隔离直流/直流电压转换器，特别是用于负载点调节器应用的准谐振降压型非隔离直流/直流电压转换器。直流电压转换用于具有对装置的电源电压进行转换的需求的许多技术领域，比如，对由便携式计算机的电池传送至处理器的电压进行转换，以及对由便携式计算机的电池传送至在更加严峻的环境下(比如，空间应用的环境)工作的应用的电压进行转换。
背景技术
一般来说，直流/直流电压转换器在其输出端的作用是增大其输入端的电压或者减小其输入端的电压，以便为位于下游的装置供电。图1显示根据现有技术的降压转换器。该转换器包括两个MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)类型的电压控制开关Qhs和Qls，电流控制模式的调节电路，其允许根据第一开关Qhs中流动的电流信号Mes.I对转换器的输出电压水平Vout进行调节。该调节电路包括：
-控制电路107，其可以采用编程或有线逻辑电路的形式，例如具有触发器，并且允许控制开关的断开或闭合；
-误差放大器MEA，其产生与转换器的输出电压水平和参考电压之间的差成比例的设定点信号Icons；
-比较器Comp，其允许对第一开关中流动的电流信号与设定点信号进行比较。
该转换器在输出端还包括由输出电感器Lout和输出电容器Cout构成的低通滤波器。连接到控制电路的输入端的振荡器Osc允许在其脉冲的上升沿控制第一开关。降压转换器在其工作周期内包含两种不同的状态。每种状态以第一开关Qhs的状态为特征。对于第一开关Qhs的闭合状态，获得称为“ON”的状态，而称为“OFF”的状态对应于第一开关的断开状态。
振荡器连接到控制电路107的输入ON，并且通过产生使第一开关闭合的命令HS_Cmd而允许在其脉冲的上升沿触发一个工作周期。此闭合命令开始转换器的“ON”状态。振荡器可以通过模拟电路、谐振器或石英晶体实现，并固定转换器的工作频率。
在第一阶段(“ON”状态)，第一开关Qhs闭合。电流迅速增大，直到达到输出电感器中流动的电流的值，然后更缓慢地增大，直到在该第一阶段结束时达到最大值。输出电感器中的电流增大，并且等于Qhs中的电流。在整个阶段中，第二开关Qls处于断开状态(断开命令发生在使开关Qhs闭合之前)。使Qhs闭合的命令和使Qls断开的命令发生时，损耗随着转换器工作频率的增大而增大。
在第二阶段(“OFF”状态)，开关Qhs接收到断开命令，然后开关Qls接收到闭合命令。输出电感器中的电流等于Qls中的电流，并且正在下降。使Qhs断开的命令和使Qls闭合的命令(在较小程度上)发生时，损耗随着转换器的工作频率的增大而增大。
转换后的输出电压的调节是线性的，并且包括两个嵌套的控制回路。第一回路是外部回路并且由误差放大器MEA构成，该误差放大器MEA能够产生设定点信号Icons，该设置点信号Icons是电流的反映(image)，该电流是连接到该误差放大器MEA的第一输入的参考电压Vref与连接到该误差放大器MEA的第二输入的转换后的电压水平之间的差的函数(例如，该电流与连接到该误差放大器MEA的第一输入的参考电压Vref和连接到该误差放大器MEA的第二输入的转换后的电压水平之间的差成比例)。该第一回路控制转换后的电压水平的平均值。第二回路是内部回路并且由比较器Comp构成，该比较器Comp的第一输入呈现给设置点信号Icons，第二输入呈现给信号Imes，信号Imes为第一开关中流动的电流的反映。第二回路能够控制电流的最大值。当电流的反映信号Mes.I达到反映信号Icons的值时，使Qhs断开的命令发生。
在这种类型的转换器中，电抗元件体积很大。
一种已知的解决方案旨在减小电抗元件的尺寸，并因此减小转换器的尺寸，该解决方案在于增大开关的开关频率。然而，开关频率增大会增大开关损耗，并导致电磁不兼容问题。电压水平的调节速度是这种类型转换器的重要因素，因为该调节速度允许向负载输送恒定的电压，而不考虑后者施加的电流需求(对最新一代数字负载来说的高需求和快速需求)。根据现有技术中实施的调节原理，调节速度受误差放大器速度和对输出电压进行稳定控制的稳定裕度的限制。这种稳定也可能受到输出负载的性质(用户的选择)的影响。为了具有稳定的系统，最大调节速度在设计阶段已固定，并且不能通过用户的选择(例如，添加输出电容器)来改善。这种类型的调节会导致作出妥协，所述妥协需要通过增大输出电容来补偿，并且不能使转换器的尺寸最小化。
发明内容
本发明的目的是获得输出电压的高速调节，以使电抗元件小型化，而无需过大的电抗元件，并使得用户可以通过在输出处添加滤波解决方案来进一步改善动态性能特性。
根据本发明，输出电压水平的调节由非线性电路来实现，因此具有高速动态特性。这种类型的调节特别适用于包括具有恒定持续时间COT(“恒定导通时间”)的闭合开关阶段的晶体管的转换器。这种调节的一个要素是在转换器的输出电压水平上加上纹波电压。这种附加的纹波电压根据第一开关的闭合或断开状态而上升或下降，保证了调节的稳定运行，而不考虑电压噪声的存在或负载的性质。允许高频率工作的晶体管尤其可以是GaN(氮化镓)基板上的HEMT(高电子迁移率晶体管)。最后，该转换器设置有用于过载保护的电路，当晶体管中流动的电流达到预定的临界值时，所述用于过载保护的电路能够使下一个电荷转移迭代停止。
本发明的一个主题是一种准谐振降压型直流电压转换器，包括：输入端口，其具有旨在接收待转换的电压水平的第一端子；输出端口，其具有设计成提供转换后的电压水平的第一端子；接地线，其将所述输入端口的第二端子连接到所述输出端口的第二端子；第一开关，其串联连接到输入端口的所述第一端子；以及调节电路，其具有连接到转换器的输出端口的所述第一端子的输入端子和连接到所述第一开关的控制端子的输出端子，所述调节电路配置为：
-产生纹波电压，所述纹波电压根据所述第一开关的闭合或断开状态而上升或下降；
-产生与转换后电压的平均水平和参考电压之间的差成比例的设定点信号(Vcons)；
-在所述设定点信号与已加上所述纹波电压的所述转换后的电压水平之间进行第一比较；以及
-根据所述第一比较的结果，在所述调节电路的输出上产生或不产生控制所述第一开关在预定周期内的闭合的激活信号。
根据这种电压转换器的特定实施方案
-所述调节电路还可以包括：控制电路，其具有设计成传送所述激活信号的输出；以及比较器电路，其具有设计成传送所述比较的所述结果的输出，所述输出连接到所述控制电路的第一输入。
-所述调节电路还可以包括：附加的纹波电路，其配置为传送已加上所述纹波电压的所述转换后的电压水平，所述附加的纹波电路具有连接到所述转换器的输出端口的所述第一端子的第一输入、连接到所述控制电路的输出的第二输入，以及连接到所述比较器电路的第一输入的输出；以及误差放大器，其设计成传送所述设定点信号，所述放大器具有连接到所述转换器的输出端口的所述第一端子的第一输入、配置为接收所述参考电压的第二输入，以及连接到所述比较器电路的第二输入的输出。
-所述控制电路还可以配置成控制：所述第一开关的闭合或断开；在所述附加的纹波电路的所述第二输入上产生所述上升或下降的电压。
-所述转换器还可以包括：谐振电感器，其与所述第一开关串联连接，所述谐振电感器具有第一端子和第二端子，所述第一端子连接到所述第一开关；谐振电容器，其具有第一端子和第二端子，所述第一端子连接到谐振电感器的第二端子；第二开关，其一方面连接到谐振电容器的所述第一端子，另一方面连接到谐振电容器的所述第二端子。
-所述转换器还可以包括低通输出滤波器。
-所述调节电路可以包括用于过载保护的电路和比较器电路，所述用于过载保护的电路包括用于测量所述第二开关中流动的电流的电路，所述比较器电路具有：用于预定的限制电流信号的第一输入；连接到用于测量所述第二开关中流动的电流的所述电路的第二输入；所述用于过载保护的电路进一步具有连接到所述控制电路的第二输入的输出；所述控制电路配置为在其输出传送取决于所述第一输入和所述第二输入之间的比较的信号，并且只要表示所述第二开关中流动的电流的所述信号至少等于所述预定的限制电流信号，就将所述第一开关控制为断开。更具体地，所述电流测量电路可以包括连接在所述谐振电容器的第二端子和所述接地线之间的电阻器。
-所述转换器还可以包括与所述第一开关并联连接的续流二极管，所述续流二极管具有连接到第一端口的第一端子的阴极，所述预定周期选择为当流过所述第一开关的电流在所述续流二极管中流动时使所述第一开关断开。
-所述控制电路可以配置为在预定的最短持续时间内使所述第一开关断开。
-所述第一开关和所述第二开关可以表现出小于或等于100ns的开关时间，并且优选地小于或等于10ns。更具体地，可以使用GaN技术制造所述第一开关和所述第二开关。
本发明的另一个主题是一种利用准谐振降压型直流电压转换器对电压进行转换的方法，所述电压转换器包括：输入端口，其具有旨在接收待转换的电压水平的第一端子；输出端口，其具有设计成提供转换后的电压水平的第一端子；接地线，其将所述输入端口的第二端子连接到所述输出端口的第二端子；第一开关，其串联连接到输入端口的所述第一端子；以及调节电路，其具有连接到转换器的输出端口的所述第一端子的输入端子和连接到所述第一开关的控制端子的输出端子，所述方法包括如下步骤：
-产生纹波电压，所述纹波电压根据所述第一开关的闭合或断开状态而上升或下降；
-产生与转换后电压的平均水平和参考电压之间的差成比例的设定点信号；
-在所述设定点信号与已加上所述纹波电压的所述转换后的电压水平之间进行比较；以及，根据所述第一比较的结果：
-产生或不产生控制所述第一开关在预定周期内的闭合的激活信号。
根据该方法的一个实施方案，所述准谐振降压型直流电压转换器还包括：谐振电感器，其与所述第一开关串联连接，具有第一端子和第二端子，所述第一端子被连接至所述第一开关；谐振电容器，其具有第一端子和第二端子，所述第一端子连接到谐振电感器的第二端子；第二开关，其一方面连接到谐振电容器的所述第一端子，另一方面连接到谐振电容器的所述第二端子；所述方法还包括以下步骤：当谐振电感器的第二端子(MP)与接地线之间的电压变为负时，产生用于使第二开关闭合的信号；以及与产生控制所述第一开关的闭合的激活信号相对应，产生用于使第二开关断开的信号。
附图说明
经阅读通过非限制性示例并借助于附图呈现的以下描述，将更好地理解本发明，并且其他特征和优点将变得更加明显，在附图中：
图1(已描述)示出根据现有技术的降压转换器的电路图；
图2示出根据本发明的一个实施方案的准谐振降压转换器的电路图；
图3示出图2中转换器的附加的纹波电路的一个实施方案；
图4示出图2中转换器的转换后的输出电压的调节原理的时序图；
图5示出图2中转换器的过载保护原理的时序图；
图6示出根据本发明的第二实施方案的准谐振降压转换器的电路图。
具体实施方式
在下面的描述中，术语开关和晶体管可以互换使用。同样，转换器的输出电压有时也会被标识为Vout，而其他时候则被识别为转换后的电压水平。
图2示出根据本发明的一个实施方案的降压转换器。在本实施方案中，只有转换器的“ON”阶段具有预定的恒定持续时间。对后者(其对应于第一开关Qhs的闭合持续时间)进行计算，以获得软开关，换句话说，在闭合时，由于串联的谐振电感器Lr的存在，在零电流下发生开关，在断开时，当开关中的电流为负并因此流入并联的二极管中时发生开关。转换器具有设计为接收待转换的电压水平的输入端口201和能够供应转换后的电压水平的输出端口206。输入端口201包括第一和第二端子，分别为202和203。输出端口206也包括分别为204和205的第一和第二端子。接地线连接在第二端子203和第二端子205之间。电容器Cin在第一端子202和第二端子203之间与转换器的输入端口201并联，该电容器Cin能够对待转换的电压水平进行滤波。由HEMT形成的第一开关Qhs一方面串联连接到输入端口的第一端子202，另一方面连接到谐振电感器Lr的第一端子214。根据一个实施方案，开关Qhs与续流二极管并联连接，续流二极管的阴极连接到端子202。根据一个优选实施方案，HEMT使用GaN技术。选择GaN是合理的，因为它对各种类型的辐射具有鲁棒性，它的接触电阻低，并且它的开关速度快，这在软开关系统中不会产生任何缺点。有利的是，晶体管允许开关时间从几ns到几十ns，最好小于或等于100ns，甚至到10ns。谐振电感器Lr的第二端子连接到谐振电容器Cr的第一端子和测量点MP。第二开关Qls连接在谐振电容器Cr的第一端子和第二端子之间(一种替代的解决方案是将电容器Cr的第二端子接地)。根据一个优选实施方案，阴极连接到测量点MP的续流二极管与开关Qls并联连接。然而，这种二极管的存在并不是必不可少的。根据一个实施方案，电阻器Rsh允许测量第二开关Qls中流动的电流。该电阻器连接在谐振电容器Cr的第二端子和接地线之间。低通输出滤波器包括连接在测量点MP和第一端子204之间的电感器Lout以及连接在第一端子204和第二端子205之间的电容器Cout。调节电路211连接到转换器的输出端口，该调节电路211包括附加的纹波电路Ond.Add.、误差放大器MEA、比较器210和控制电路207，从而能够：
-产生纹波电压，该纹波电压对于第一开关Qhs的闭合状态上升，对于第一开关Qhs的断开状态下降；
-产生与转换后电压的平均水平和参考电压Vref之间的差成比例的设定点信号；
-在设定点信号Vcons和已加上纹波电压的转换后的电压水平之间进行第一比较；以及
-根据第一比较的结果，将在该调节电路211的输出上产生或不产生用于控制所述第一开关在图4所示的预定周期TON内的闭合的激活信号。更准确地说，在图2中的实施方案中，激活信号为了已加上纹波电压的转换后的电压水平控制第一开关的闭合，该电压水平小于或等于设定点电压。
附加的纹波电路Ond.Add.的第一输入连接到转换器的输出端口206的第一端子204，而第二输入连接到控制电路207的输出，该控制电路207还设计成为第一开关Qhs提供激活信号。附加的纹波电路的电路图如图3所示。能够产生设定点信号Vcons的误差放大器MEA具有连接到参考电压Vref的第一输入和连接到转换器的输出端口206的第一端子204的第二输入。能够进行第一比较的比较器210具有连接到误差放大器MEA的输出的第一输入和连接到附加的纹波电路Ond.Add.的输出的第二输入。连接到控制电路207的第一输入的比较器210的输出提供表示第一比较的结果的二进制信号，使得当表示转换后的电压水平和纹波相加的减小信号等于设定点信号Vcons时能够产生控制第一开关的闭合的激活信号。在一个实施方案中，控制电路207是可编程电路，例如FPGA(现场可编程门阵列)。这种调节允许对输出电压进行非常快速的控制，因为它基于无条件稳定控制模式下使用的比较器。这种最大调节速度允许形成具有优良动态性能特性的转换器。静态调节性能由MEA提供，该MEA修改应用于比较器的设定点，以获得完美调节的平均输出电压。调节电路211的过载保护包括比较器212，该比较器212具有用于预定的电流限制信号Ilim的第一输入和连接到用于测量在第二开关Qls中流动的电流的电路的第二输入。只要电流I Qls高于Ilim，第一开关Qhs就无法控制，从而限制了转换器的最大输出电流。实际上，转换器的最大输出电流在于值Ipic(高于Ilim)，该值取决于常量Ton。图5显示了过载保护操作的时序图。此外，控制电路207配置为在预定的最短持续时间内断开第一开关Qhs，从而能够在过渡阶段期间限制转换器的最大工作频率。
图6示出根据本发明的第二实施方案的准谐振降压转换器的电路图。调节电路211包括电压比较器电路213，配置为当谐振电感器的第二端子MP和接地线之间的电压变为负时，为第二开关Qls产生激活信号LS_cmd，并且配置为与产生控制第一开关Qhs的闭合的激活信号HS_cmd相对应，产生用于断开第二开关Qls的信号。因此，控制电路207包含与图2所示实施方案相关的附加的输入MP_low。
图3显示由图2中Ond.Add.表示的附加的纹波电路的一个特定实施方案的电路图。附加的纹波电路一方面能够产生根据第一开关Qhs的闭合或断开状态而上升或下降的纹波电压，另一方面，由此产生的纹波与转换后的电压水平相加。在转换后的输出电压Vout和地之间连接有包括电阻器Rs1和Rs2的分压器。Rs2具有表示其第一输入的第一端子以及第二端子，第一端子连接到输出电压Vout，第二端子连接到Rs1的第一端子。Rs1的第二端子接地。分压器的中点表示附加的纹波电路的输出，该附加的纹波电路的输出连接到比较器电路的第一输入。两个电容器Ci1和C2串联连接。电容器Ci1的第一端子还连接到转换后的输出电压Vout，其第二端子一方面连接到电容器C2的第一端子，另一方面连接到电阻器Ri1的第一端子。Ri1的第二端子连接到控制电路的输出，而C2的第二端子也连接到分压器的中点。
在另一实施方案中，附加的纹波电路可以与控制电路集成到专用电路中。
图4显示了示出转换后的电压水平Vout的调节原理的时序图，该转换后的电压水平Vout基本上是恒定的。为了避免转换后的电压水平对干扰噪声过于敏感，在转换后的电压水平的最大值和最小值之间需要最小的变化差异。信号Ond.表示附加的纹波电路根据第一开关Qhs的闭合或断开状态产生的上升或下降的纹波电压。通过图3所示的电路产生纹波，然后纹波与转换后的电压水平相加。将纹波Ond.与转换后的电压水平相加的结果由信号Vout+Ond.表示。后者表示根据第一开关Qhs的闭合或断开状态而上升或下降的电压，其包括等于Vout的直流分量。在时间401之前，信号Vout+Ond减小并变得等于设定点信号404。信号Vout+Ond和设定点信号404之间的相等导致在比较器的输出端的信号Vlow进入高状态。信号Vlow在控制电路的第一输入传输到其内部控制逻辑，从而产生控制第一开关的闭合的激活信号HS_Cmd。激活信号HS_Cmd在信号Vout+Ond增大的周期Ton内保持处于高状态。在时间402处，HS_Cmd进入低状态，处于最大值的信号Vout+Ond开始下降。转换后的信号Vout+Ond降低直到时间403为止，在时间403处，转换后的信号Vout+Ond再次变得等于设定点信号404，设定点信号404开始激活第一开关的新循环。
图5示出了显示根据图2中的优选实施方案的过载保护调节原理的时序图。Vout的时序图显示了转换后的电压水平。在时间501之前，过载保护功能无效。这是因为电流I Qls仍然小于允许的限制值Ilim。在时间501处，电流I Qls短暂达到值Ilim，这导致短暂切换到I_high的高状态502。在时间501处，I Qls超过Ilim的幅度和时间不够，无法阻止在时间503处传导HS_Cmd。另一方面，在时间504处，I Qls超过电流Ilim的幅度和时间都较多。这导致在时间505处进入I_high的高状态，并阻止进入HS_Cmd的高状态。在时间506处，由于HS_Cmd的低状态而没有收到任何电荷转移的转换后的电压水平Vout下降，导致进入V_low的高状态。在时间507处，电流I Qls已经足够降低，允许进入HS_Cmd的高状态。转换后的电压水平Vout仍然过低，V_low仍处于高状态。在时间507处，进入HS_Cmd的高状态的另一个命令被启用。当输出过载降低(在时间509之前)时，电流减小，在时间509处信号I_high回落至零并且输出电压Vout上升至其参考水平，导致进入与过载状态的工作周期结束相对应的V low的低状态。此外，图2所示的控制电路207配置为：
-当测量点MP和接地线之间的电压为负时，使第二开关Qls闭合，这表明与Qls并联的续流二极管即将导通；
-当V low进入高状态时，使第二开关Qls断开，这表明第一开关Qhs可能进入闭合状态(“ON”)。
根据一个实施方案的电流测量电路包括霍尔效应传感器。在另一个实施方案中，GaN晶体管由用III-V材料开发并且优选具有宽带隙的晶体管替代。调节电路的所有功能都可以实现并集成到专用电路中，例如ASIC(专用集成电路)。现有技术的转换器通常提供约90％的效率。在这样的性能水平下，效率的提高需要很大的努力。然而，本发明主题的转换器在性能特性方面提供了显著的改进，其效率为95％。

Claims (14)

1.一种准谐振降压型直流电压转换器，包括：输入端口(201)，其具有设计成接收待转换的电压水平的第一端子(202)；输出端口(206)，其具有设计成提供转换后的电压水平的第一端子(204)；接地线，其将所述输入端口的第二端子(203)连接到所述输出端口的第二端子(205)；第一开关(Qhs)，其串联连接到输入端口的所述第一端子；以及调节电路(211)，其具有连接到转换器的输出端口的所述第一端子的输入端子(208)和连接到所述第一开关的控制端子的输出端子(209)，其特征在于，所述调节电路配置为：
-产生纹波电压(Ond.)，所述纹波电压根据所述第一开关的闭合或断开状态而上升或下降；
-产生与转换后电压的平均水平和参考电压(Vref)之间的差成比例的设定点信号(Vcons)；
-在所述设定点信号与已加上所述纹波电压的所述转换后的电压水平之间进行第一比较(210)；
-根据所述第一比较的结果，在所述调节电路的输出上产生或不产生控制所述第一开关在预定周期(Ton)内的闭合的激活信号(HS_Cmd)。
2.根据权利要求1所述的电压转换器，其中：
-所述调节电路(211)还包括：
-控制电路(207)，其具有能够传送所述激活信号的输出；以及
-比较器电路，其具有设计成传送所述比较的所述结果的输出，所述输出连接到所述控制电路的第一输入；
-所述调节电路进一步包括：
-附加的纹波电路(Ond.Add.)，其配置为传送已加上所述纹波电压的所述转换后的电压水平，所述附加的纹波电路具有连接到所述转换器的输出端口的所述第一端子的第一输入(208)、连接到所述控制电路的输出的第二输入，以及连接到所述比较器电路(210)的第一输入的输出；
-误差放大器(MEA)，其设计成传送所述设定点信号，所述放大器具有连接到所述转换器的输出端口的所述第一端子的第一输入、配置为接收所述参考电压的第二输入，以及连接到所述比较器电路的第二输入的输出；
-所述控制电路还配置成控制：
-所述第一开关的闭合或断开；
-在所述附加的纹波电路的所述第二输入上产生所述上升或下降的电压(Ond.)。
3.根据权利要求2所述的电压转换器，其中，所述转换器还包括：
-谐振电感器(Lr)，其与所述第一开关串联连接，所述谐振电感器(Lr)具有第一端子(214)和第二端子，所述第一端子连接到所述第一开关；
-谐振电容器(Cr)，其具有第一端子和第二端子，所述第一端子连接到谐振电感器的第二端子(MP)；
-第二开关(Qls)，其一方面连接到谐振电容器的所述第一端子，另一方面连接到谐振电容器的所述第二端子。
4.根据权利要求3所述的电压转换器，其中，所述调节电路包括电压比较器电路(213)，所述电压比较器电路(213)配置为当谐振电感器的第二端子(MP)与接地线之间的电压变为负时，产生用于第二开关(Qls)的激活信号(LS_cmd)，并且与产生控制所述第一开关的闭合的激活信号(HS_cmd)相对应，产生用于断开第二开关(Qls)的信号。
5.根据前述权利要求中任一项所述的电压转换器，还包括低通输出滤波器。
6.根据权利要求3和4中任一项所述的电压转换器，其中，所述调节电路包括：用于过载保护的电路，所述用于过载保护的电路包括用于测量所述第二开关中流动的电流的电路；以及比较器电路(212)，所述比较器电路(212)具有：
-用于预定的限制电流信号(Ilim)的第一输入；
-连接到用于测量所述第二开关中流动的电流的所述电路的第二输入；
所述用于过载保护的电路进一步具有连接到所述控制电路的第二输入的输出；所述控制电路配置为在输出处传送取决于所述第一输入和所述第二输入之间的比较的信号(I_high)，并且只要表示所述第二开关中流动的电流的所述信号至少等于所述预定的限制电流信号，就将所述第一开关控制为断开。
7.根据权利要求6所述的电压转换器，其中，所述电流测量电路包括连接在所述谐振电容器的第二端子与所述接地线之间的电阻器(Rsh)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的电压转换器，包括与所述第一开关并联连接的续流二极管，所述续流二极管具有连接到第一端口的第一端子的阴极，其中，所述预定周期(Ton)选择为当流过所述第一开关的电流在所述续流二极管中流动时使所述第一开关断开。
9.根据权利要求2、3、4、6和7中任一项所述的电压转换器，其中，所述控制电路配置为在预定的最短持续时间内使所述第一开关断开，以限制最大工作频率。
10.根据权利要求3、4、6和7中任一项所述的电压转换器，其中，所述第一开关和所述第二开关表现出小于或等于100ns的开关时间，并且优选地小于或等于10ns。
11.根据权利要求10所述的电压转换器，其中，所述第一开关和所述第二开关利用GaN技术制造。
12.根据权利要求3和4中任一项所述的电压转换器，其中，所述第一开关和所述第二开关包括续流二极管。
13.一种利用准谐振降压型直流电压转换器对电压进行转换的方法，所述电压转换器包括：输入端口，其具有旨在接收待转换的电压水平的第一端子；输出端口，其具有设计成提供转换后的电压水平的第一端子；接地线，其将所述输入端口的第二端子连接到所述输出端口的第二端子；第一开关，其串联连接到输入端口的所述第一端子；以及调节电路，其具有连接到转换器的输出端口的所述第一端子的输入端子和连接到所述第一开关的控制端子的输出端子，所述方法包括如下步骤：
-产生纹波电压，所述纹波电压根据所述第一开关的闭合或断开状态而上升或下降；
-产生与转换后电压的平均水平和参考电压之间的差成比例的设定点信号；
-在所述设定点信号与已加上所述纹波电压的所述转换后的电压水平之间进行比较；以及，根据所述第一比较的结果：
-产生或不产生控制所述第一开关在预定周期内的闭合的激活信号。
14.根据权利要求13所述的用于对电压进行转换的方法，其中，所述准谐振降压型直流电压转换器还包括：谐振电感器(Lr)，所述谐振电感器(Lr)与所述第一开关串联连接，具有第一端子(214)和第二端子，所述第一端子连接至所述第一开关；谐振电容器(Cr)，所述谐振电容器(Cr)具有第一端子和第二端子，所述第一端子连接到谐振电感器的第二端子(MP)；第二开关(Qls)，所述第二开关(Qls)一方面连接到谐振电容器的所述第一端子，另一方面连接到谐振电容器的所述第二端子；所述方法还包括以下步骤：
-当谐振电感器的第二端子(MP)与接地线之间的电压变为负时，产生用于使第二开关闭合的信号；以及
-与产生控制所述第一开关的闭合的激活信号相对应，产生用于使第二开关断开的信号。
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