H - Electricity – 02 – M
Patent
H - Electricity
02
M
H02M 3/07 (2006.01)
Patent
CA 2403782
A charge pump power converter efficiently provides electrical power by dynamically controlling a switch matrix of the charge pump. Instead of open- loop oscillator-based control, a dynamic controller provides power upon demand by sensing the output voltage and changing the operating frequency of the charge pump in response. Moreover, this closed-loop dynamic control intrinsically voltage regulates the output voltage of the charge pump power converter without the inefficient addition of a step-down voltage regulator, downstream of the power converter. In addition, this closed-loop dynamic control allows for maintaining a desired output voltage even with variations in the input voltage. Also, the dynamic control accommodates the advantages of using ultra-capacitors in the charge pump. The power converter is capable of operating with a sub-one volt input voltage incorporating low-threshold, low on-resistance power MOSFET switches in the switch matrix of the charge pump. A progressive start-up circuit further allows the power converter to start from a discharged state even with a sub-one volt input voltage.
La présente invention concerne un convertisseur de puissance à pompe de charge fournissant une puissance électrique par commande dynamique d'une matrice de commutation de la pompe de charge. Au lieu d'une commande en boucle ouverte basée sur un oscillateur, un élément de commande dynamique fournit de la puissance à la demande par détection de la tension de sortie et, en réponse, par modification de la fréquence de fonctionnement de la pompe de charge. De plus, cette commande dynamique en boucle fermée régule intrinsèquement la tension de sortie du convertisseur de puissance à pompe de charge, sans nécessiter l'adjonction désavantageuse d'un régulateur abaisseur de tension en aval du convertisseur de puissance. De plus, la commande dynamique en boucle fermée permet le maintien d'une tension de sortie désirée, même en cas de variations de la tension d'entrée. La commande dynamique présente également l'avantage de permettre l'utilisation d'ultra-condensateurs dans la pompe de charge. Le convertisseur de puissance est capable de fonctionner avec une tension d'entrée inférieure à un volt, comprenant des commutateurs à MOSFET de puissance à faible résistance à l'état passant et à faible valeur seuil, dans la matrice de commutation de la pompe de charge. De plus, un circuit de démarrage progressif permet au convertisseur de puissance d'être mis en route à partir d'un état déchargé, même dans le cas d'une tension d'entrée inférieure à un volt.
Busko Nicholas
Gartstein Vladimir
Hansen Peter
Jevtitch Milan Marcel
Milam William Thomas
Fetherstonhaugh & Co.
The Board Of Trustees Of The University Of Illinois
LandOfFree
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