在本發(fā)明專利技術(shù)的一個實(shí)施例中，描述了低頻轉(zhuǎn)換器，其包括充電到輸入電壓的第一電解電容器和耦合到第一電解電容器的第二電解電容器。第二電解電容器與低頻轉(zhuǎn)換器的輸出電壓相關(guān)聯(lián)。每個電解電容器均可以具有至少一毫法拉（mF）的電容和小于一千赫茲的開關(guān)頻率。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】【專利摘要】在本專利技術(shù)的一個實(shí)施例中，描述了低頻轉(zhuǎn)換器，其包括充電到輸入電壓的第一電解電容器和耦合到第一電解電容器的第二電解電容器。第二電解電容器與低頻轉(zhuǎn)換器的輸出電壓相關(guān)聯(lián)。每個電解電容器均可以具有至少一毫法拉（mF）的電容和小于一千赫茲的開關(guān)頻率。【專利說明】具有電解電容器的低頻轉(zhuǎn)換器
本專利技術(shù)所公開的實(shí)施例總體上涉及具有電解電容器的低頻轉(zhuǎn)換器，并且更具體地涉及具有固定比率的低頻轉(zhuǎn)換器。
技術(shù)介紹
現(xiàn)代社會依靠能量的隨時可用性。隨著對能量的需求增加，能夠高效地存儲能量的裝置變得越來越重要。結(jié)果，在電子學(xué)領(lǐng)域中及其外正在廣泛地使用包括電池、電容器、電解電容器(EC)(包括準(zhǔn)電容器和雙電層電容器(EDLC)—亦稱為超級電容器等其他名稱)、混合EC等等的能量儲存裝置。具體地，電容器廣泛地用于范圍從電氣電路和功率輸送到電壓調(diào)節(jié)和電池置換的應(yīng)用。電解電容器的特征在于高能量存儲容量以及包括高功率密度、小尺寸和低重量的其他所希望的特性，并且因此已經(jīng)變?yōu)橛糜谠谌舾赡芰看鎯?yīng)用中使用的有遠(yuǎn)景的候選。 對在處理器設(shè)計中使用多于一個的電壓來減少功率消耗和引腳數(shù)繼續(xù)存在相當(dāng)大的興趣。高性能電路能夠使用與用于低性能路徑的低電壓比較的較高的電壓。然而，電壓調(diào)節(jié)器(VR)在非常輕的負(fù)載條件期間貢獻(xiàn)顯著的功率損耗(20?50%)。 【專利附圖】【附圖說明】 根據(jù)對結(jié)合圖中的附圖所進(jìn)行的以下詳細(xì)描述的閱讀，將更好地理解所公開的實(shí)施例，在附圖中:圖1-2是根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施例的能量存儲裝置的橫截面?zhèn)纫晥D圖示；圖3是根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施例的能量存儲裝置的多孔結(jié)構(gòu)內(nèi)的雙電層的橫截面?zhèn)纫晥D圖示；圖4A-4B是根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施例的一片多孔硅的橫截面?zhèn)纫晥D掃描電子顯微鏡圖像；圖5是根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施例的在電解質(zhì)和能量存儲裝置的多孔結(jié)構(gòu)之間的層的橫截面?zhèn)纫晥D圖示；圖6圖示出根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施例的開關(guān)電容器電路的電路圖；圖7圖示出根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施例的開關(guān)電容器電路的電路圖； 圖8和9圖示出根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施例的示出操作模式的開關(guān)電容器電路的等效電路圖； 圖10和11圖示出根據(jù)本專利技術(shù)的其他實(shí)施例的開關(guān)電容器電路的輸入和輸出波形；圖12圖示出根據(jù)本專利技術(shù)的其他實(shí)施例的分壓器電路的電路圖；圖13圖示出根據(jù)本專利技術(shù)的一個實(shí)施例的降壓轉(zhuǎn)換器電路的電路圖；圖14圖示出根據(jù)本專利技術(shù)的另一個實(shí)施例的降壓轉(zhuǎn)換器電路的電路圖；圖15圖示出根據(jù)本專利技術(shù)的一個實(shí)施例的倍壓器電路的電路圖；圖16圖示出根據(jù)本專利技術(shù)的一個實(shí)施例的電壓反相器電路的電路圖；圖17是圖示出根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施例的、操作開關(guān)電容器電路的方法的流程圖； 圖18是根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施例的移動電子裝置的框圖圖示；和圖19是根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施例的微電子裝置的框圖圖示。 為了圖示的簡單和清楚起見，繪制的圖圖示出構(gòu)造的通用方式，并且可以省略公知的特征和技術(shù)的描述和細(xì)節(jié)，以避免不必要地使所描述的本專利技術(shù)的實(shí)施例的討論模糊。另外，對繪制的圖中的要素不一定按比例進(jìn)行繪制。例如，可以相對于其他要素擴(kuò)大圖中的一些要素的尺寸，以幫助改善對本專利技術(shù)的實(shí)施例的理解。可以以理想化方式示出某些圖，以便幫助理解，諸如在真實(shí)世界條件下本來將可能相當(dāng)?shù)馗粚ΨQ和整齊的結(jié)構(gòu)被示出為具有直線、銳角和/或平行平面等等的情況。不同的圖中的相同的附圖標(biāo)記表示相同的要素，而類似的附圖標(biāo)記可以表示但是不一定表示類似的要素。 如果有的話，在描述中和在權(quán)利要求中的術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等等用于區(qū)分類似的要素，而不一定用于描述特定連續(xù)的或按時間的順序。應(yīng)當(dāng)理解，在適當(dāng)?shù)那闆r下，這樣使用的術(shù)語是可互換的，使得在本文描述的本專利技術(shù)的實(shí)施例例如能夠按照并非所圖示出的那些或另外在本文描述的那些的順序操作。類似地，如果方法在本文被描述為包括一系列步驟，則在本文呈現(xiàn)的這樣的步驟的次序不一定是可以執(zhí)行這樣的步驟的僅有的次序，并且可以可能地省略某些所陳述的步驟，和/或可以可能地將沒有在本文描述的某些其他步驟添加到方法。此外，術(shù)語“包括”、“包括”、“具有”和其任何變體意圖覆蓋非排它性包括，使得包括一系列要素的過程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備不一定限于那些要素，而是可以包括沒有明確地列出的或者對于這樣的過程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備來說固有的其他要素。 如果有的話，在描述中和在權(quán)利要求中的術(shù)語“左”、“右”、“前”、“后”、“頂部”、“底部”、“之上”、“之下”等等用于描述的目的，而非一定用于描述永久的相對位置，除非另外特別地或者通過上下文指出。應(yīng)當(dāng)理解，在適當(dāng)?shù)那闆r下，這樣使用的術(shù)語是可互換的，以使得本文中描述的本專利技術(shù)的實(shí)施例例如能夠按照并非所圖示出的或另外在本文描述那些的其他方位操作。如在本文所使用的術(shù)語“耦合”被定義為以電氣或非電氣方式直接地或間接地連接。視使用措詞“靠近”的上下文的情況，在本文被描述為彼此“靠近”的對象可以彼此物理接觸、非常接近于彼此，彼此處于相同的通用區(qū)域或范圍。本文中措詞“在一個實(shí)施例中”的出現(xiàn)不一定都指的是相同的實(shí)施例。 【具體實(shí)施方式】 電壓調(diào)節(jié)器(VR)在非常輕的負(fù)載條件期間貢獻(xiàn)顯著的功率損耗(2(Γ50%)。需要開發(fā)在極其輕的負(fù)載條件之下能夠非常高效地操作的VR解決方案。本專利技術(shù)的實(shí)施例提供使用具有極其低的開關(guān)頻率的獨(dú)特的電解電容器的獨(dú)特的開關(guān)電容器VR，以實(shí)現(xiàn)在輕負(fù)載條件之下降低損耗的目標(biāo)。能夠利用電解電容器來制造并且利用小于或等于I千赫茲(例如，小于100Hz、小于1Hz)的開關(guān)頻率來設(shè)計功率轉(zhuǎn)換器電路。這能夠降低由于對電容器進(jìn)行充電和放電所造成的損耗。由于與電容*電壓2*開關(guān)頻率成比例的開關(guān)損耗，通常在非常輕的負(fù)載(例如，典型的備用條件)下由電壓調(diào)節(jié)器消耗總平臺功率的50%以上。以非常低的開關(guān)頻率(例如，小于100Hz)工作的本公開的轉(zhuǎn)換器能夠?qū)溆脫p耗降低到非常小的值(例如，小于轉(zhuǎn)換器的備用損耗的10%)，從而導(dǎo)致用于移動和手持平臺的非常長的電池壽命。能夠通過使用多孔硅電解電容器來實(shí)現(xiàn)單片集成。電解電容器中的固態(tài)的或凝膠電解質(zhì)使集成簡化。能夠通過設(shè)計具有平面的且淺的孔(例如，I至25微米)的多孔硅電解電容器來實(shí)現(xiàn)超低有效串聯(lián)電阻(ESR)。例如，ESR能夠具有0.0Ol至I ohm的范圍。另外，該轉(zhuǎn)換器電路與降壓轉(zhuǎn)換器的組合能夠被用于提高效率并且由此降低降壓轉(zhuǎn)換器所需要的電感器的尺寸。替代地，也能夠使用電解電容器來制備低頻開關(guān)電容器倍壓器或電壓反相器。 本設(shè)計不同于用于轉(zhuǎn)換器的先前的方式，因?yàn)楸驹O(shè)計包括具有高電容(例如，毫法拉至法拉)的電解電容器。與先前的方式的數(shù)百kHz至幾MHz相比，本設(shè)計的開關(guān)頻率相當(dāng)?shù)?例如，小于1kHz)。與經(jīng)歷諸如電磁干擾(EMI)或射頻干擾之類的噪音問題的高頻轉(zhuǎn)換器對比，低頻轉(zhuǎn)換器不具有噪音問題。本設(shè)計能夠應(yīng)用于平臺級別的電壓調(diào)節(jié)器以及完全集成的管芯上硅級別的實(shí)施方式兩者。 在一個方面中，通用技術(shù)使能量存儲裝置到封裝上或者電子裝置的主體中的集成簡化。這樣的技術(shù)可以用于將導(dǎo)電性多孔結(jié)構(gòu)應(yīng)用到各個襯底和表面，并且制造用于需要薄的形狀因數(shù)的應(yīng)用的薄能量存儲裝置。例如，在一個實(shí)施例中，能量存儲裝置被集成在移動電子裝置的殼體中。 能夠?qū)⒛芰看鎯ρb置直接地形成到或傳遞到襯底上，該襯底用本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種電路，包括：第一電解電容器，當(dāng)利用開關(guān)被耦合到輸入電壓源時，充電到輸入電壓；和第二電解電容器，耦合到第一電解電容器，第二電解電容器與電路的輸出電壓相關(guān)聯(lián)。
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：DS加納，P庫馬，
申請(專利權(quán))人：英特爾公司，
類型：發(fā)明
國別省市：美國;US
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