一种直流电压转换器、直流电压转换方法及电压转换系统

本发明涉及电压转换，尤其涉及一种直流电压转换器、直流电压转换方法及电压转换系统。

背景技术：

1、随着现代电子技术的发展，现代化电子电力系统对直流电压转换器和电压转换系统的性能以及能源转换效率都提出了更高的要求。相比于传统的硅基器件，基于氮化镓(gan)的功率开关器件具有更高的带隙和电子迁移率，能够进一步促进现有的电压转换器和转换系统的发展。

2、目前，传统的直流电压转换器采用差分信号输入，但会存在差分输入信号交叠造成的功率级直通现象，且功率级的两个开关器件所在的驱动电路有可能产生不同的延时，也会存在开关器件产生功率级直通现象，不仅降低了器件的安全性能，也会导致直流电压转换器的功耗过大，降低了直流电压转换器的稳定性和可靠性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种直流电压转换器及其转换方法、电压转换系统，用于解决现有的直流电压转换器安全性不高，功耗过大，导致稳定性和可靠性降低的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种直流电压转换器，包括：依次电连接的电平转移电路、差分生成电路以及输出匹配电路。电平转移电路的输入端与外部单个输入引脚电连接。

4、电平转移电路用于基于输入引脚发送的驱动信号，向差分生成电路输出第一控制信号和第二控制信号。

5、差分生成电路用于分别对第一控制信号和第二控制信号进行延时处理后，输出第一差分信号和第二差分信号，其中，第一差分信号与第二差分信号两者之间存在死区时间。

6、输出匹配电路用于在第一差分信号和第二差分信号的控制下，将输出匹配电路的输入端接收到的第一电压信号转换为第二电压信号。

7、与现有技术相比，本发明提供的直流电压转换器中，电平转移电路根据单个输入引脚发送的驱动信号，在直流电压转换器内部将单个输入引脚输出的驱动信号转移为差分生成电路需要的第一控制信号和第二控制信号，向差分生成电路输出第一控制信号和第二控制信号；差分生成电路分别对第一控制信号和第二控制信号进行延时处理后，使得第一差分信号与第二差分信号两者之间存在死区时间，向输出匹配电路输出第一差分信号和第二差分信号，以控制输出匹配电路将输入端接收到的第一电压信号转换为第二电压信号。基于此，本发明提供的直流电压转换器可以将单个输入引脚提供的单端驱动信号转换为差分对形式的第一差分信号和第二差分信号，避免了直接使用外部输入的差分信号时，会存在信号交叠导致的功率级直通现象。此外，经过差分生成电路的延时处理后，第一差分信号与第二差分信号两者之间存在死区时间，在控制输出匹配电路时，能够最大程度的防止输出匹配电路的功率级直通现象，提高了输出匹配电路的安全性能，避免了由于功率级直通导致的功耗增加问题，在降低功耗的同时，也能提高直流电压转换器的稳定性和可靠性。

8、第二方面，本发明还提供一种直流电压转换方法，应用于上述第一方面技术方案所述的直流电压转换器，所述直流电压转换方法包括：

9、电平转移电路基于输入引脚发送的驱动信号，向差分生成电路输出第一控制信号和第二控制信号；

10、差分生成电路分别对所述第一控制信号和所述第二控制信号进行延时处理后，输出第一差分信号和第二差分信号，其中，第一差分信号与第二差分信号两者之间存在死区时间；

11、输出匹配电路在第一差分信号和第二差分信号的控制下，将输出匹配电路的输入端接收到的第一电压信号转换为第二电压信号。

12、与现有技术相比，本发明提供的直流电压转换方法的有益效果与上述技术方案所述直流电压转换器的有益效果相同，此处不做赘述。

13、第三方面，本发明还提供一种电压转换系统，包括上述第一方面技术方案所述的直流电压转换器。

14、与现有技术相比，本发明提供的电压转换系统的有益效果与上述第一方面技术方案所述直流电压转换器的有益效果相同，此处不做赘述。

技术特征：

1.一种直流电压转换器，其特征在于，包括：依次电连接的电平转移电路、差分生成电路以及输出匹配电路，其中：

2.根据权利要求1所述的直流电压转换器，其特征在于，所述电平转移电路包括依次连接的第一晶体管、二极管子电路、第二晶体管以及第一电阻，其中：

3.根据权利要求1所述的直流电压转换器，其特征在于，所述差分生成电路包括共源放大子电路以及源极跟随子电路，其中：

4.根据权利要求3所述的直流电压转换器，其特征在于，所述共源放大子电路包括第三晶体管、第二电阻以及第四晶体管，其中：

5.根据权利要求3所述的直流电压转换器，其特征在于，所述源极跟随子电路包括第五晶体管、第六晶体管以及第三电阻，其中：

6.根据权利要求1所述的直流电压转换器，其特征在于，所述输出匹配电路包括电平放大子电路以及功率级输出子电路；

7.根据权利要求6所述的直流电压转换器，其特征在于，所述电平放大子电路包括自举电平放大模块和有源负载电平放大模块，其中：

8.根据权利要求6所述的直流电压转换器，其特征在于，所述功率级输出子电路包括第十一晶体管、第十二晶体管、第二二极管和第三二极管，其中：

9.一种直流电压转换方法，应用于权利要求1-8任一项所述的直流电压转换器，其特征在于，所述直流电压转换方法包括：

10.一种电压转换系统，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的直流电压转换器。

技术总结
本发明公开一种直流电压转换器、直流电压转换方法及电压转换系统，涉及电压转换技术领域，以解决现有的直流电压转换器安全性不高，功耗过大的问题。所述直流电压转换器包括：依次电连接的电平转移电路、差分生成电路以及输出匹配电路。电平转移电路的输入端与外部单个输入引脚电连接。电平转移电路用于基于输入引脚发送的驱动信号，向差分生成电路输出第一控制信号和第二控制信号。差分生成电路用于分别对第一控制信号和第二控制信号进行延时处理后，输出第一差分信号和第二差分信号，其中，第一差分信号与第二差分信号两者之间存在死区时间。输出匹配电路用于在第一差分信号和第二差分信号的控制下，将第一电压信号转换为第二电压信号。

技术研发人员：罗卫军,李晨浩,羊硕雄,董青杨,黄威,来龙坤
受保护的技术使用者：中国科学院微电子研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11