DE112019001366T5 - Kaskadierter abwärtswandler mit gekoppeltem induktor und schnellem einschwingverhalten - Google Patents

Kaskadierter abwärtswandler mit gekoppeltem induktor und schnellem einschwingverhalten Download PDF

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Abstract

Ein kaskadierter Abwärtswandler zum Empfangen einer Eingangsspannung (Vin) von einer Eingangsspannungsquelle (101) und zum Liefern einer Ausgangsspannung (Vo) an eine Last (110). Der Wandler schließt einen ersten Induktor (104), einen zweiten Induktor (108), einen gekoppelten Induktor (300, 301, 302) mit einer ersten Wicklung (301), die in Reihe mit dem ersten Induktor geschaltet ist, und einer zweiten Wicklung (302), die in Reihe mit dem zweiten Induktor geschaltet ist, einen Zwischenentkopplungskondensator (105) zum Empfangen von Energie von dem ersten Induktor und der ersten Wicklung und zum Liefern von Energie an den zweiten Induktor und die zweite Wicklung und einen Ausgangsentkopplungskondensator (109) zum Glätten der Ausgangsspannung an der Last ein.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
  • Diese Anmeldung beansprucht den Vorteil der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 62/643.558 , eingereicht am 15. März 2018, die in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme hierin eingeschlossen ist.
  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf Leistungstopologie-Schaltungen und genauer auf einen kaskadierten Abwärtswandler mit gekoppeltem Induktor und schnellem Einschwingverhalten.
  • STAND DER TECHNIK
  • Der zunehmende Energieverbrauch in Datenzentren erfordert eine Verbesserung hinsichtlich der Leistungseffizienzen. Diese Anforderung hat in zahlreichen Märkten wie Telekommunikations-, Industrie-, Luft- und Raumfahrt- und Serverumgebungen die Entwicklung von Leistungstopologien ausgelöst, die zur direkten Leistungswandlung von 48 V in die Point-of-Load-Spannung (PoL-Spannung) in der Lage sind. Eine versuchte Lösung ist transformatorbasiert unter Verwendung einer resonanten/nicht resonanten Halbbrücke/Vollbrücke zuzüglich einer Stromverdopplerschaltung. Eine andere versuchte Lösung ist die Verwendung von Abwärtswandlern. Nicht isolierte Abwärtswandler haben aufgrund ihrer inhärenten hohen Effizienz und ihres schnellen Einschwingverhaltens die größte Aufmerksamkeit für diese Anwendung auf sich gezogen. Jedoch implizieren hohe Abwärts-Spannungswandlungsverhältnisse einen sehr niedrigen Tastgrad, was bei einem einstufigen Abwärtswandler schwer zu implementieren. Um dieses Problem zu überwinden, setzt die Industrie die aufkommende Galliumnitrid-Feldeffekttransistor-Technologie (GaN-Feldeffekttransistor-Technologie) ein, die zu Schaltzeiten von Nanosekunden in der Lage ist. Als Alternative werden kaskadierte Abwärtswandler verwendet, die Zwischenbusspannungen entwickeln und angemessene Tastgrade beibehalten, die unter Verwendung von Silicium-Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors (MOSFETs)) erreichbar sind.
  • Beide der vorstehend genannten Lösungen leiden unter einem Problem mit einem Lastfreigabetransienten in der Ausgangsspannung. Tatsächlich ist aufgrund einer sehr niedrigen Ausgangsspannung die erreichbare Stromanstiegsgeschwindigkeit bei dem Ausgangsfilterinduktor niedrig, d. h. -Vo/L. Daher muss eine sehr große Zugriffsladung von dem Ausgangskondensator absorbiert werden, und es ist ein großer Ausgangskondensator erforderlich, um ein Überschwingen der Ausgangsspannung zu verhindern.
  • 1 stellt einen kaskadierten Abwärtswandler nach dem Stand der Technik dar, der eine Eingangsversorgungsspannung VIN von einer Eingangsquelle 101 empfängt und sie an einer Last 110 in eine niedrige Ausgangsspannung Vo umwandelt. Der kaskadierte Wandler schließt eine Eingangs-Abwärtswandlerstufe einschließlich eines ersten High-Side-Schalters 102, eines ersten Low-Side-Schalters 103, eines ersten Induktors 104 und eines Zwischenentkopplungskondensators 105, eine Ausgangs-Abwärtswandlerstufe einschließlich eines zweiten High-Side-Schalters 106, eines zweiten Low-Side-Schalters 107, eines zweiten Induktors 108 und eines Ausgangsentkopplungskondensators 109 ein. Der Zwischenentkopplungskondensator 105 entwickelt eine Zwischenbusspannung Vc. Der erste High-Side-Schalter 102 und der erste Low-Side-Schalter 103 empfangen die Gate-Treibersignale G1 und G1. Der zweite High-Side-Schalter 106 und der zweite Low-Side-Schalter 107 empfangen die Gate-Treibersignale G2 und G2. Der erste Induktor 104 und der zweite Induktor 108 führen entsprechend die Ströme I1 und I2. Die Ausgangslast 110 führt den Ausgangsstrom Iο.
  • 2 zeigt beispielhafte Wellenformen, die den in einem Modus mit konstanter Einschaltzeit (Constant On-Time (COT)) betriebenen Wandler nach dem Stand der Technik von 1 veranschaulichen, ohne die Allgemeingültigkeit der Unzulänglichkeiten, an denen er in anderen Steuermodi leidet, zu beschränken. Beide Abwärtswandlerstufen werden synchron betrieben, und die Wellenformen 201 und 202 stellen entsprechend die Gate-Treibersignale G1 und G2 dar.
  • Die Wellenformen 203, 204 und 205 stellen entsprechend die Ströme I2, I1 und Io dar. Ein Sprung in dem Strom 203 hinterlässt Restenergie in dem zweiten Induktor 108, die von dem Ausgangsentkopplungskondensator 109 absorbiert werden muss. Wie in 2 dargestellt, wird der Wandler von 1 mit einem niedrigen Tastgrad, d. h. d = V o / V i n < < 1,
    Figure DE112019001366T5_0001
    und einer Zwischenbusspannung entsprechend V c = V i n V o
    Figure DE112019001366T5_0002
    betrieben. Dementsprechend ist die Anstiegsgeschwindigkeit bei fallender Flanke dI2/dt = -Vo/L2 wesentlich langsamer als die steigende Flanke dI2/dt = (Vc-Vo)/L2. Daher hinterlässt der Lastfreigabetransient des Ausgangsstroms Io eine asymmetrisch größere Überschussladung 207 in dem zweiten Induktor 108. Diese Ladung 207 verursacht ein großes Überschwingen der Ausgangsspannung Vo, das in der Wellenform 206 zu sehen ist. Die kaskadierten Abwärtswandler, die in den 1 und 2 gezeigt sind, arbeiten bei hohen Abwärts-Spannungsverhältnissen, was zu einem asymmetrisch schlechten Ansprechverhalten auf einen Lastfreigabetransienten führt.
  • Ein ähnliches Verhalten verursacht ein Unterschwingen in der Spannung 206, wenn sich der Strom 203 erhöht. Jedoch ist dieses Problem aufgrund der schneller steigenden Flanke des Stroms 204 weniger schwerwiegend.
  • Daher werden eine neue Leistungstopologie und ein neues Steuerverfahren benötigt, die zu einem schnelleren Ansprechverhalten auf einen Lastfreigabetransienten für die 48-V-zu-PoL-Umwandlung in der Lage sind.
  • KURZDARSTELLUNG
  • Gemäß einem Gesichtspunkt der Offenbarung wird ein kaskadierter Abwärtswandler zum Empfangen einer Eingangsspannung von einer Eingangsspannungsquelle und zum Liefern einer Ausgangsspannung an eine Last bereitgestellt. Der Wandler schließt ein einen ersten Induktor, einen zweiten Induktor, einen gekoppelten Induktor mit einer ersten Wicklung, die in Reihe mit dem ersten Induktor geschaltet ist, und einer zweiten Wicklung, die in Reihe mit dem zweiten Induktor geschaltet ist, einen Zwischenentkopplungskondensator zum Empfangen von Energie von dem ersten Induktor und der ersten Wicklung und zum Liefern von Energie an den zweiten Induktor und die zweite Wicklung und einen Ausgangsentkopplungskondensator zum Glätten der Ausgangsspannung an der Last.
  • Figurenliste
  • Ein kompletteres Verständnis der vorliegenden Ausführungsformen und der damit verbundenen Vorteile und Merkmale wird durch Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung einfacher erreicht, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet wird, wobei:
    • 1 ein Schaltplan eines kaskadierten Abwärtswandlers nach dem Stand der Technik ist;
    • 2 ein Wellenform-Diagramm ist, das Wellenformen des Wandlers nach dem Stand der Technik von 1 zeigt;
    • 3 ein Schaltplan eines kaskadierten Abwärtswandlers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
    • 4 ein Wellenform-Diagramm ist, das Wellenformen des kaskadierten Abwärtswandlers von 3 zeigt;
    • 5 ein Schaltplan ist, der eine alternative Ausführungsform des kaskadierten Abwärtswandlers der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht; und
    • 6 ein Wellenform-Diagramm ist, das Wellenformen des kaskadierten Abwärtswandlers von 3 zeigt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEISPIELHAFTEN
  • AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • 3 stellt einen kaskadierten Abwärtswandler der vorliegenden Offenbarung dar, wobei ein gekoppelter Induktor 300 zu der Schaltungsanordnung hinzugefügt ist, wobei der gekoppelte Induktor 300 eine Eingangswicklung 301 und eine Ausgangswicklung 302 mit einem Windungsverhältnis n und einem Kopplungskoeffizienten k ≈ 1 zwischen der Eingangswicklung 301 und der Ausgangswicklung 302 einschließt. Die Wicklungen 301 und 302 sind entsprechend in Reihe mit dem ersten Induktor 104 und dem zweiten Induktor 108 geschaltet, und beide Wicklungen sind in der gleichen Polarität gegenüber der Last 110 geschaltet. Um eine übermäßige Welligkeitssteuerung zu vermeiden, wird n ≈ 1 / d ( Tastgrad ) = V i n / V o
    Figure DE112019001366T5_0003
    gewählt. Ein Steuerimpuls (gezeigt in 4) wird an G1 angelegt, wenn die Ausgangsspannung Vo eine Schwellenspannung VON überschreitet, während G2 = 0.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist der erste High-Side-Schalter 102 konfiguriert, um den ersten Induktor 104 und eine erste Wicklung, d. h. die Eingangswicklung 301, aus einer Eingangsspannungsquelle 101 zu erregen. Ein erster Low-Side-Schalter 103 ist konfiguriert, um den ersten Induktor 104 und die erste Wicklung 301 durch deren Verbindung über einen Zwischenentkopplungskondensator 105 abzuschalten. Ein zweiter High-Side-Schalter 106 ist konfiguriert, um den zweiten Induktor 108 und die zweite Wicklung 302 durch deren Verbindung über einen Ausgangsentkopplungskondensator 109 zu erregen. Ein zweiter Low-Side-Schalter 107 ist konfiguriert, um den zweiten Induktor 108 und die zweite Wicklung 302 durch deren Verbindung über den Ausgangsentkopplungskondensator 109 abzuschalten. Der erste High-Side-Schalter 102 und der zweite High-Side-Schalter 106 werden im Wesentlichen synchron aktiviert und der erste Low-Side-Schalter 103 und der zweite Low-Side-Schalter 107 werden ebenfalls im Wesentlichen synchron aktiviert.
  • 4 veranschaulicht den Betrieb des Wandlers von 3. Unter Bezugnahme auf die Wellenform 201 stellt der erste High-Side-Schalter 102 ein Gate-Signal bereit, das nach dem Lastfreigabesprung in 203 einen Impuls 400 erzeugt. Der Impuls 400 schaltet den ersten High-Side-Schalter 102 ein und den ersten Low-Side-Schalter 103 aus. Unter dieser Bedingung tritt eine Spannung V2 mit negativer Polarität an dem zweiten Induktor 108 auf. Ohne Verlust der Allgemeingültigkeit kann der Einfachheit halber angenommen werden, dass L2 = L1/n2 = Ls, wobei L1 die Induktivität des ersten Induktors 104 ist und L2 die Induktivität des zweiten Induktors 108 ist. Dann gilt durch Auflösen nach der Spannung an dem zweiten Induktor 108: V 2 = − V g ⋅ Z m + V o ⋅ ( Z m + Z S ) 2 Z m + Z S
    Figure DE112019001366T5_0004
    wobei Vg = (VIN-Vc)/n, Zs = s Ls und Zm = s Lm. Hier ist Lm die Induktivität der Ausgangswicklung 302. Die Spannung V2 kann erheblich größer gemacht werden als Vo, und der Strom 204 beginnt, mit einer viel höheren Geschwindigkeit abzufallen, d. h. -V2/L2. Dementsprechend steigt der Strom 205 mit einer Anstiegsgeschwindigkeit [VIN-Vc-n (V2-Vo)]/L1 an. Der Strom I2 (wie in 3 gezeigt) wird schnell in die Eingangswicklung 301 umgeleitet, und die an den Ausgangsentkopplungskondensator 109 gelieferte Überschussladung 207 wird minimal.
  • Daher wird das Überschwingen bei Lastfreigabe in der Ausgangsspannung 206 reduziert. Die überschüssige Energie, die in dem ersten Induktor 104 und dem gekoppelten Induktor 300 gespeichert ist, wird ferner von dem Zwischenentkopplungskondensator 105 absorbiert. Das entsprechende Überschwingen in Vc (gezeigt in 3) wird ferner von einem Regelkreis, der die Ausgangsspannung Vo regelt, zurückgewiesen und hat daher eine minimale Auswirkung auf Vo.
  • 4 zeigt auch ein beispielhaftes Steuerverfahren des Wandlers von 3 ohne Verlust der Allgemeingültigkeit des Ansatzes. Das Gate-Treibersignal wird aktiviert und erzeugt einen Impuls 400, wenn die Ausgangsspannung Vo einen Schwellenwert VON überschreitet. Der Impuls 400 wird beendet, wenn Vo unter einen Schwellenwert VOFF sinkt, der gleich oder niedriger als VON ist. Daher kann gesagt werden, dass der Strom 204 seine Richtung um das Ende des Impulses 400 umkehrt, und die Ausgangsspannung Vo stellt sich bei optimaler Auswahl von VOFF schnell in der Nähe ihrer programmierten Größe ein. Der erste High-Side-Schalter 102 und der zweite Low-Side-Schalter 107 werden gleichzeitig aktiviert, wenn die Ausgangsspannung Vo einen ersten Schwellenwert überschreitet. Der erste High-Side-Schalter 102 wird deaktiviert, wenn die Ausgangsspannung Vo unter einen zweiten Schwellenwert sinkt.
  • 5 stellt eine andere Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar, wobei der Kopplungskoeffizient k zwischen der Eingangswicklung 301 und der Ausgangswicklung 302 des gekoppelten Induktors 300 kleiner als 1 ist. Die resultierenden Streuinduktivitäten der Wicklung 301 und 302 werden als der erste Induktor 104 und der zweite Induktor 108 des Wandlers von 3 verwendet. Ein Fachmann kann verstehen, dass die Wandler der 3 und 5 zwei extreme Implementierungen der bevorzugten Ausführungsform sind und ein praktischer Entwurf sowohl die Streuinduktivität des gekoppelten Induktors 300 als auch den ersten Induktor 104 und den zweiten Induktor 108 nutzen kann.
  • In einer Ausführungsform wird der erste Induktor 104 teilweise durch die Streuinduktivität der Eingangswicklung 301 des gekoppelten Induktors 300 beigetragen. In einer Ausführungsform wird der erste Induktor 104 vollständig durch die Streuinduktivität der Eingangswicklung 301 des gekoppelten Induktors 300 beigetragen. In einer anderen Ausführungsform wird der zweite Induktor 108 teilweise durch die Streuinduktivität der zweiten Wicklung 302 des gekoppelten Induktors 300 beigetragen. In einer anderen Ausführungsform wird der zweite Induktor 108 vollständig durch die Streuinduktivität der zweiten Wicklung 302 des gekoppelten Induktors 300 beigetragen.
  • Wo immer es nützlich ist, können die Vorrichtung und das Verfahren der vorliegenden Offenbarung auf den entgegengesetzten Fall angewendet werden, d. h., um das Ansprechverhalten auf einen positiven Lastsprung zu beschleunigen und das entsprechende Unterschwingen zu reduzieren. 6 veranschaulicht diesen Gesichtspunkt der Offenbarung. In dieser Ausführungsform erzeugt das Gate-Signal G1 einen Ausschaltimpuls 600 nach dem Lastsprung, was zu einem schnellen Anstieg des Stroms 204 und der entsprechenden schnellen Abnahme des Stroms 205 führt. In dieser Ausführungsform werden der erste Low-Side-Schalter 103 und der zweite High-Side-Schalter 106 gleichzeitig aktiviert, wenn die Ausgangsspannung Vo unter einen dritten Schwellenwert sinkt. Der erste Low-Side-Schalter 103 wird deaktiviert, wenn die Ausgangsspannung Vo einen vierten Schwellenwert überschreitet.
  • In einer Ausführungsform wird ein kaskadierter Abwärtswandler zum Empfangen einer Eingangsspannung von einer Eingangsspannungsquelle und zum Liefern einer Ausgangsspannung an eine Last bereitgestellt. Der Wandler schließt den ersten Induktor 104, den zweiten Induktor 108, den gekoppelten Induktor 300 mit der ersten Wicklung 301, die in Reihe mit dem ersten Induktor 104 geschaltet ist, und der zweiten Wicklung 302, die in Reihe mit dem zweiten Induktor 108 geschaltet ist, den Zwischenentkopplungskondensator 105 zum Empfangen von Energie von dem ersten Induktor 104 und der ersten Wicklung 301 und zum Liefern von Energie an den zweiten Induktor 108 und die zweite Wicklung 302 und den Ausgangsentkopplungskondensator 109 zum Glätten der Ausgangsspannung an der Last 110 ein.
  • In einer Ausführungsform schließt der kaskadierte Abwärtswandler ferner den ersten High-Side-Schalter 102 zum Erregen des ersten Induktors 104 und der ersten Wicklung 301 aus einer Eingangsspannungsquelle 101, den ersten Low-Side-Schalter 103 zum Abschalten des ersten Induktors 104 und der ersten Wicklung 301 durch deren Verbindung über einen Zwischenentkopplungskondensator 105, den zweiten High-Side-Schalter 106 zum Erregen des zweiten Induktors 108 und der zweiten Wicklung 302 aus dem Zwischenentkopplungskondensator 105 und den zweiten Low-Side-Schalter 107 zum Abschalten des zweiten Induktors 108 und der zweiten Wicklung 302 durch deren Verbindung über den Ausgangsentkopplungskondensator 109, ein, wobei der erste High-Side-Schalter 102 und der zweite High-Side-Schalter 106 im Wesentlichen synchron aktiviert werden, und wobei der erste Low-Side-Schalter 103 und der zweite Low-Side-Schalter 107 im Wesentlichen synchron aktiviert werden.
  • In einer anderen Ausführungsform wird der erste Induktor 104 teilweise durch Streuinduktivität der ersten Wicklung 301 des gekoppelten Induktors 300 beigetragen.
  • In einer anderen Ausführungsform wird der erste Induktor 104 vollständig durch Streuinduktivität der ersten Wicklung 301 des gekoppelten Induktors 300 beigetragen.
  • In einer anderen Ausführungsform wird der zweite Induktor 108 teilweise durch Streuinduktivität der zweiten Wicklung 302 des gekoppelten Induktors 300 beigetragen.
  • In einer anderen Ausführungsform wird der zweite Induktor 108 vollständig durch Streuinduktivität der zweiten Wicklung 302 des gekoppelten Induktors 300 beigetragen.
  • In einer anderen Ausführungsform werden der erste High-Side-Schalter 102 und der zweite Low-Side-Schalter 107 gleichzeitig aktiviert, wenn die Ausgangsspannung einen ersten Schwellenwert überschreitet.
  • In einer anderen Ausführungsform wird der erste High-Side-Schalter 102 deaktiviert, wenn die Ausgangsspannung unter einen zweiten Schwellenwert sinkt.
  • In einer anderen Ausführungsform werden der erste Low-Side-Schalter 103 und der zweite High-Side-Schalter 106 gleichzeitig aktiviert, wenn die Ausgangsspannung unter einen dritten Schwellenwert sinkt.
  • In einer anderen Ausführungsform wird der erste Low-Side-Schalter 103 deaktiviert, wenn die Ausgangsspannung einen vierten Schwellenwert überschreitet.
  • In einer anderen Ausführungsform ist ein Kopplungskoeffizient zwischen der ersten Wicklung 301 und der zweiten Wicklung 302 gleich 1.
  • In einer anderen Ausführungsform ist ein Kopplungskoeffizient zwischen der ersten Wicklung 301 und der zweiten Wicklung 302 kleiner als 1.
  • In einer anderen Ausführungsform werden Streuinduktivitäten der ersten Wicklung 301 und der zweiten Wicklung 302 als der erste Induktor 104 und der zweite Induktor 108 verwendet.
  • In einer anderen Ausführungsform ist der Zwischenentkopplungskondensator 105 konfiguriert, um überschüssige Energie zu absorbieren, die in dem ersten Induktor 104 und dem gekoppelten Induktor 300 gespeichert ist.
  • In einer anderen Ausführungsform weisen die erste Wicklung 301 und die zweite Wicklung 302 ein Windungsverhältnis auf, das im Wesentlichen gleich dem Kehrwert eines Tastgrads des kaskadierten Abwärtswandlers 300 ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 62643558 [0001]

Claims (15)

  1. Kaskadierter Abwärtswandler zum Empfangen einer Eingangsspannung von einer Eingangsspannungsquelle und zum Liefern einer Ausgangsspannung an eine Last, wobei der Wandler umfasst: einen ersten Induktor; einen zweiten Induktor; einen gekoppelten Induktor mit einer ersten Wicklung, die in Reihe mit dem ersten Induktor geschaltet ist, und einer zweiten Wicklung, die in Reihe mit dem zweiten Induktor geschaltet ist, einen Zwischenentkopplungskondensator zum Empfangen von Energie von dem ersten Induktor und der ersten Wicklung und zum Liefern von Energie an den zweiten Induktor und die zweite Wicklung; und einen Ausgangsentkopplungskondensator zum Glätten der Ausgangsspannung an der Last.
  2. Kaskadierter Abwärtswandler nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen ersten High-Side-Schalter zum Erregen des ersten Induktors und der ersten Wicklung aus der Eingangsspannungsquelle; einen ersten Low-Side-Schalter zum Abschalten des ersten Induktors und der ersten Wicklung durch deren Verbindung über den Zwischenentkopplungskondensator; einen zweiten High-Side-Schalter zum Erregen des zweiten Induktors und der zweiten Wicklung aus dem Zwischenentkopplungskondensator; und einen zweiten Low-Side-Schalter zum Abschalten des zweiten Induktors und der zweiten Wicklung durch deren Verbindung über den Ausgangsentkopplungskondensator, wobei der erste High-Side-Schalter und der zweite High-Side-Schalter im Wesentlichen synchron aktiviert werden, und wobei der erste Low-Side-Schalter und der zweite Low-Side-Schalter im Wesentlichen synchron aktiviert werden.
  3. Kaskadierter Abwärtswandler nach Anspruch 1, wobei der erste Induktor teilweise durch Streuinduktivität der ersten Wicklung des gekoppelten Induktors beigetragen wird.
  4. Kaskadierter Abwärtswandler nach Anspruch 1, wobei der erste Induktor vollständig durch Streuinduktivität der ersten Wicklung des gekoppelten Induktors beigetragen wird.
  5. Kaskadierter Abwärtswandler nach Anspruch 1, wobei der zweite Induktor teilweise durch Streuinduktivität der zweiten Wicklung des gekoppelten Induktors beigetragen wird.
  6. Kaskadierter Abwärtswandler nach Anspruch 1, wobei der zweite Induktor vollständig durch Streuinduktivität der zweiten Wicklung des gekoppelten Induktors beigetragen wird.
  7. Kaskadierter Abwärtswandler nach Anspruch 2, wobei der erste High-Side-Schalter und der zweite Low-Side-Schalter gleichzeitig aktiviert werden, wenn die Ausgangsspannung einen ersten Schwellenwert überschreitet.
  8. Kaskadierter Abwärtswandler nach Anspruch 7, wobei der erste High-Side-Schalter deaktiviert wird, wenn die Ausgangsspannung unter einen zweiten Schwellenwert sinkt.
  9. Kaskadierter Abwärtswandler nach Anspruch 2, wobei der erste Low-Side-Schalter und der zweite High-Side-Schalter gleichzeitig aktiviert werden, wenn die Ausgangsspannung unter einen dritten Schwellenwert sinkt.
  10. Kaskadierter Abwärtswandler nach Anspruch 9, wobei der erste Low-Side-Schalter deaktiviert wird, wenn die Ausgangsspannung einen vierten Schwellenwert überschreitet.
  11. Kaskadierter Abwärtswandler nach Anspruch 1, wobei ein Kopplungskoeffizient zwischen der ersten Wicklung und der zweiten Wicklung im Wesentlichen gleich 1 ist.
  12. Kaskadierter Abwärtswandler nach Anspruch 1, wobei ein Kopplungskoeffizient zwischen der ersten Wicklung und der zweiten Wicklung kleiner als 1 ist.
  13. Kaskadierter Abwärtswandler nach Anspruch 12, wobei Streuinduktivitäten der ersten Wicklung und der zweiten Wicklung als der erste Induktor und der zweite Induktor verwendet werden.
  14. Kaskadierter Abwärtswandler nach Anspruch 1, wobei der Zwischenentkopplungskondensator konfiguriert ist, um überschüssige Energie zu absorbieren, die in dem ersten Induktor und dem gekoppelten Induktor gespeichert ist.
  15. Kaskadierter Abwärtswandler nach Anspruch 1, wobei die erste Wicklung und die zweite Wicklung ein Windungsverhältnis aufweisen, das im Wesentlichen gleich dem Kehrwert eines Tastgrads des kaskadierten Abwärtswandlers ist.
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