CN103490629B - 开关模式电源和两阶段dc到dc转换器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了开关模式电源和两阶段DC到DC转换器。所述开关模式电源包括连接到用于接收输入电压的输入端子的第一开关、第二开关、第一开关与第二开关之间的第一节点。所述开关模式电源还包括连接到输入端子的第三开关、第四开关、以及第三开关与第四开关之间的第二节点。第一电感器被连接在第一节点与输出端子之间，第二电感器被连接在第二节点与输出端子之间，至少一个第三电感器被连接在第一节点与第二节点之间，以及电容器被连接到输出端子。

Description

开关模式电源和两阶段DC到DC转换器
技术领域
本发明涉及开关模式电源、两阶段（two-phase）DC到DC转换器、以及用于操作开关模式电源的方法。
背景技术
由于计算平台中日益增长的需求，用于举例来说诸如中央处理单元、存储器、或***负载之类的器件的电源和电压调节变成主要挑战。近年显示出对于在高频率操作的电源和功率转换器的日益增长的需求。然而，在诸如降压转换器之类的功率转换器中，出现了由于欧姆和开关损耗而导致的损耗。减少欧姆损耗需要电感器和功率晶体管的更小的有效电阻，这可以通过使功率晶体管更大而实现。然而与此同时，寄生电容增大，从而增大开关损耗。因此，对于开关模式电源的一项重要挑战是在同时减少欧姆损耗和开关损耗之间找到折衷。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种开关模式电源。所述开关模式电源包括：耦合到输入电压的第一开关和第三开关；经由第一节点耦合到第一开关的第二开关；经由第二节点耦合到第三开关的第四开关；连接在第一节点与输出电压之间的第一电感器；连接在第二节点与输出电压之间的第二电感器；连接在第一节点与第二节点之间的至少一个第三电感器；以及连接到输出电压的电容器。
根据本发明的另一方面，提供一种开关模式电源。所述开关模式电源包括：第一开关和第二开关；第一开关被配置成把输入电压切换到第一开关与第二开关之间的第一节点；第二开关被配置成把接地电位切换到第一节点；第三开关和第四开关；第三开关被配置成把输入电压切换到第三开关与第四开关之间的第二节点；第四开关被配置成把接地电位切换到第二节点；第一LC滤波器和第二LC滤波器，第一LC滤波器和第二LC滤波器被配置成对从第一节点和第二节点获得的信号进行滤波，并且把经滤波的信号供应给输出端子；以及至少一个辅助电感器，其被配置成生成流向第一节点和第二节点中的任一个的电感性电流。
根据本发明的又一方面，提供一种两阶段DC到DC转换器。所述两阶段DC到DC转换器包括：包括第一开关、第二开关和第一电感器的第一转换器级；包括第三开关、第四开关和第二电感器的第二转换器级；耦合到第一转换器级和第二转换器级的输出电容器；以及连接在第一转换器级与第二转换器级之间的至少一个第三电感器。
根据本发明的又一方面，提供一种用于操作开关模式电源的方法。所述方法包括：输入输入电压；生成第一脉冲宽度已调信号；以与第一脉冲宽度已调信号交织的关系生成第二脉冲宽度已调信号；把第一脉冲宽度已调信号供应给第一开关集合；把第二脉冲宽度已调信号供应给第二开关集合；对从第一开关集合之间的第一节点和从第二开关集合之间的第二节点获得的信号进行LC滤波；以及把经LC滤波的信号供应给输出端子；以及基于所供应的经LC滤波的信号输出输出电压。
附图说明
附图被包括以提供对本公开的进一步理解，以及附图被结合在本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图示出实施例，并且与描述一起用来解释本公开的原理。实施例的其他变型和许多预期优点将很容易被认识到，因为通过参照后面的详细描述，它们变得更好理解。附图的元件相对于彼此不一定是按比例的。类似的附图标记表示对应的类似部分。
图1a示出根据本公开的示例性开关模式电源的电路表示。
图1b示出图1a的电路表示，其另外示出在一种特定情况下的电流流动。
图1c示出图1a的电路表示，其另外示出在另一特定情况下的电流流动。
图2a和2b示出在图1a的开关模式电源的操作期间的示例性电压和电流波形。
图3示出本公开的示例性开关模式电源的电路表示。
图4a-4c示出在图1和3的开关模式电源中的任一个的操作期间的示例性电压和电流波形。
图5a和5b示出针对大于50%的占空比的示例性电压和电流波形。
图6a和6b示出针对小于50%的占空比的示例性电压和电流波形。
图7示出根据本公开的示例性开关模式电源的电路表示。
图8示出根据本公开的示例性开关模式电源的电路表示。
图9示出根据本公开的用于操作开关模式电源的示例性方法的流程图。
具体实施方式
现在参照附图描述方面和实施例，其中类似的附图标记通常被利用来始终指代类似的元件。在后面的描述中，出于解释的目的，阐述了许多特定细节以便提供对本公开的一个或多个方面的透彻理解。然而，对于本领域技术人员而言可能明显的是，可以利用更低程度的特定细节来实践所述实施例的一个或多个方面。在其他实例中，以示意性形式示出已知的结构和元件，以便于描述本公开的一个或多个方面。应当理解，在不背离本公开的范围的情况下，可以利用其他实施例并且可以做出结构的或逻辑的改变。还应当注意，附图不是按比例的或者不一定是按比例的。
另外，正如对于任何给定或特定应用可能所期望且有利的那样，可以把所公开的特征或方面与其他实施的一个或多个其他特征或方面相组合。可以使用术语“耦合”和“连接”以及派生词。应当理解，这些术语可以被用来指示，两个元件彼此协作或交互，而不管它们是处于直接物理或电接触还是它们彼此不处于直接接触。因此，后面的详细描述不应当在限制性意义上来理解，并且本发明的范围由所附权利要求书来限定。
在下文中公开是针对开关模式电源。同此应当注意，可以使用不同种类的电源，例如，诸如降压转换器电路、升压转换器电路、或降压-升压转换器电路之类的直流到直流功率转换器电路，直流到交流转换器电路，或者交流到直流转换器电路。
图1a示出根据本公开的示例性开关模式电源的电路表示。图1a的开关模式电源10包括连接到用于输入输入电压VBAT的输入端子12的第一开关11.1（Mp1）、第二开关11.2（Mn1）、第一开关11.1与第二开关11.2之间的第一节点13、连接到输入端子的第三开关11.3（Mp2）、第四开关11.4（Mn2）、第三开关11.3与第四开关11.4之间的第二节点14、连接在第一节点13与输出端子Vo之间的第一电感器15、连接在第二节点14与输出端子Vo之间的第二电感器16、连接在第一节点13与第二节点14之间的至少一个第三电感器17、以及连接到输出端子Vo的电容器18。
第二开关11.2和第四开关11.4可以被连接到接地端子。
图1a的开关模式电源10因而还可以被描述为两阶段直流到直流（DC-DC）转换器，其包括向如在图1a中由电阻器RL表示的共同负载递送输出电流的两个相同的降压转换器级。第一降压转换器级由第一开关11.1、第二开关11.2以及第一开关11.1与第二开关11.2之间的第一节点13构成，以及第二降压转换器级由第三开关11.3、第四开关11.4以及第三开关11.3与第四开关11.4之间的第二节点14构成。
第一到第四开关11.1到11.4可以由晶体管构成，特别是MOS晶体管。第一开关11.1和第三开关11.3可以由第一导电类型的晶体管制成，以及第二开关11.2和第四开关11.4可以由第二导电类型的晶体管制成。特别是，第一开关11.1和第三开关11.3可以由PMOS晶体管制成，以及第二开关11.2和第四开关11.4可以由NMOS晶体管制成。
第一到第四开关11.1到11.4可以被集成在同一个半导体芯片中。无源元件（即第一到第三电感器15到17和电容器18）或者这些无源元件中的至少一部分可以被集成在同一个半导体芯片中，特别是其中布置所述开关的相同半导体芯片。还有可能把这些无源元件中的剩余部分或者所有这些无源元件布置在封装中，比如半导体芯片的封装模具。还有可能把这些无源元件中的剩余部分或者所有这些无源元件布置在不同于其中布置所述开关的半导体芯片的另一半导体芯片中。
第一开关11.1可以被配置成把输入电压VBAT切换到第一节点13，第二开关11.2可以被配置成把第一节点13切换到接地电位，第三开关11.3可以被配置成把输入电压VBAT切换到第二节点14，第四开关11.4可以被配置成把第二节点14切换到接地电位。
第一LC滤波器可以由电容器18和第一电感器15构成，以及第二LC滤波器可以由电容器18和第二电感器16构成，其中第一和第二LC滤波器可以被配置成分别对从第一和第二节点13和14获得的信号进行滤波。第三电感器17可以被配置成生成流向第一和第二节点13和14中的任一个的电感性电流。
图1a的开关模式电源10还可以包括一个或多个脉冲发生器（未示出），其被配置成生成第一脉冲宽度已调信号并且把第一脉冲宽度已调信号供应给第一和第四开关11.1和11.4，以及生成第二脉冲宽度已调信号并且把第二脉冲宽度已调信号供应给第二和第三开关11.2和11.3，以及以交织的方式生成第一和第二脉冲宽度已调信号。
因而可以交织对于第一到第四开关11.1到11.4的驱动，使得两个电感器电流在输出Vo处相加在一起，以便显著减少电压波纹。以这种方式操作图1a的两阶段转换器的益处在于输出电压波纹的减小，这允许使用具有相对较小电容值的电容器18。
第三电感器17可以扮演连接在图1a的两阶段转换器10的两个开关节点13与14之间的辅助电感器的角色。在图1b和1c中示出通过电感器15和16的简化的电流流动。
利用第三或辅助电感器17的一个目的是产生辅助电感性电流以实现主要开关晶体管11.1到11.4的零电压开关（ZVS）条件。电压VX1(t)代表在第一节点13处的时间相关电压，以及电压VX2(t)代表在第二节点14处的时间相关电压。图1b示出其中VX1=VBAT并且VX2=0的情况。
如图1b中所示，NMOS开关晶体管11.4传导通过第二电感器16的滤波器电感器电流（iLf2(t)）和通过第三电感器17的电流（iLr(t)）这二者。在NMOS晶体管11.4的关断过程期间，所述两个电感器电流之间的差可以被用于为与第二节点14相关联的寄生电容充电。类似地，如图1c中所示，在关断第二NMOS晶体管11.2之后为与第一节点13相关联的寄生电容充电。
图1c示出其中VX1=0并且VX2=VBAT的情况。在图1a的开关模式电源10的架构中不需要专用的辅助开关、PN二极管、或大电容器以便实现上面描述的操作。第一转换器级的主要开关晶体管11.1和11.2具有用于对第二转换器级进行开关的辅助功能，反之亦然。因此，组合所述两个阶段消除了对附加逻辑的需要以及与其相组合的不可避免的损耗。
电容器18的电容值和电感器的电感值取决于将要实现的开关频率。对于大约100MHz的开关频率，所述电容值例如可以处在从0.5到1.5nF的范围内，以及所述电感值例如可以处在从10到30nH的范围内。
图2a和2b示出图1a的开关模式电源的示例性电压和电流波形。所述图示出具有连接在VX1节点13与VX2节点14之间的辅助第三电感器17 Lr的开关模式电源的理想波形。在下面关于时间相关VX1和VX2节点电压示出电感器电流iLf1(t)、iLf2(t)和iLr(t)的波形。
VX1和VX2电压示出开关模式电源的交织操作。两个主要电感器电流保持为正（以便减小rms（均方根）值），并且对于VX1(2)节点电压的低到高过渡无法实现零电压开关（ZVS）（需要负电感器电流）。然而，电流iLr(t)具有与电流iLf2(t)相反的极性。如果max(iLr(t))>min(iLf2(t))，则在VX2(t)的低到高过渡期间负电流流入VX2节点14。
所述负电流被用于通过提供适当的无电流时间（dead time）以无损方式把与VX2节点14相关联的寄生电容从零充电到VBAT。类似地，iLr(t)电流被用于VX1节点13（降压转换器的第一级）的ZVS开关。实现自助的ZVS开关所需的条件是max(iLr(t))>min(iLf1(t))=min(iLf2(t))。max(iLr(t))的值由第三辅助电感器17（Lr）的值控制。
由于第三辅助电感器17（Lr）在VBAT与接地之间被切换，因此可能需要大电感器以便限制过大的iLr(t)电流。
图3示出根据本公开的示例性开关模式电源的电路表示。图3的开关模式电源20可以类似于图1的开关模式电源10，从而只要在图3中同样使用相同的附图标记，这里就将不重复相应元件的描述。
如图3中所示的开关模式电源20代表这样一个实施例，其中两个辅助电感器27.1和27.2被串联连接在第一和第二节点13和14之间，并且第一和第二电感器15和16中的每个被磁性耦合到第三辅助电感器27.1和27.2中的一个。所述磁性耦合可以处在例如从0.4到1.0的范围内。所述磁性耦合的布置把从第一和第二电感器15和16传送的电压配置成与VBAT电压相反。所述磁性耦合布置在第三辅助电感器27.1和27.2上提供较小的有效电压降，这有助于减小Lr电感的值。
此外，从辅助电感器27.1和27.2中的每一个传送到相应的第一和第二电感器15和16中的一个的电压减小了第一和第二电感器15和16的电流波纹。此外，线圈组合Lf1-Lr/2和Lf2-Lr/2可以被实现为变压器以进一步减小半导体芯片的占用面积。第一电感器15（Lf1）可以是第一变压器的上方绕组，而第一辅助电感器27.1（Lr/2）可以是第一变压器的下方绕组。此外，第二电感器16（Lf2）可以是第二变压器的上方绕组，而第二辅助电感器27.2（Lr/2）可以是第二变压器的下方绕组。在这样的配置中可以实现超过0.5的磁性耦合。
图4a-4c示出图1和3的开关模式电源中的任一个的示例性电压和电流波形。如图2a中那样，假设电压波形VX1(t)和VX2(t)具有50%占空比。除了如图2a和2b中所示的时序图之外，图4a-4c还示出总电流iLf1+iLr(t)以及由PMOS晶体管传导的电流iPMOS(t)。虽然功率晶体管必须同时传导两个电流，但是对于功率晶体管没有附加的要求。
图5a和5b以及图6a和6b示出当利用不同于50%的占空比来驱动开关模式电源时图1和3中的任一个的开关模式电源的示例性电压和电流波形。辅助电流iLr(t)将其形状从三角形改变到梯形。然而，所述波形变换不改变操作的原理。只要满足条件max(iLr(t))>min((iLf1(t))，就实现自助的ZVS操作。在实践中对于极端的占空比观察到iLr(t)波形变换。当iLr传导通过全部两级的PMOS晶体管（占空比>50%）或者传导通过全部两级的NMOS晶体管（占空比<50%）时，发生iLr(t)的平稳段。
图7示出根据本公开的示例性开关模式电源的电路表示。图7的开关模式电源30可以类似于图3的开关模式电源20，从而只要在图7中同样使用相同的附图标记，这里就将不重复相应元件的描述。另外，图7的开关模式电源30还描绘了如何能够把不同的电部件布置在诸如硅芯片之类的半导体芯片或芯片封装的不同金属化层中。如图3中所示，开关模式电源20包括由第一电感器15和第一辅助电感器27.1形成的第一变压器、以及由第二电感器16和第二辅助电感器27.1形成的第二变压器。可以以直接了当的方式根据图7把第一和第二变压器实现为层叠变压器。例如有可能把金属化层中的一个或多个布置在半导体芯片中，以及把金属化层中的一个或多个布置在半导体芯片封装中。
对应于第一电感器15的第一滤波电感器Lf1可以是可以被布置在硅芯片的第一上方金属化层Mn中的第一变压器的最上方绕组。对应于第一辅助电感器27.1的第一辅助电感器Lr1可以是在硅芯片的第二下方金属化层Mn-1上实现的第一变压器的次级绕组。同样，对应于第二电感器16的第二主要滤波电感器Lf2可以是可以被布置在硅芯片的第一上方金属化层Mn中的第二变压器的上方绕组。对应于第二辅助电感器27.2的第二辅助电感器Lr2可以是在硅芯片的第二下方金属化层Mn-1上实现的第二变压器的次级绕组。
所述变压器分别通过电线61和62与第一和第二节点13和14相连，所述电线61和62可以被布置在硅芯片的第三最下方或最深金属化层Mn-2中，该金属化层可以被布置成低于第二金属化层Mn-1。在点63和64处，在电线61或62与所述电感器之间以及在所述电感器自身之间形成垂直互连。
图8示出根据本公开的示例性开关模式电源的电路表示。图8的开关模式电源70类似于图3的开关模式电源20，从而只要在图8中同样使用相同的附图标记，这里就将不重复相应元件的描述。代之以，在下文中将仅仅描述未在前面提到的另外元件。开关模式电源70还包括串联连接在第一开关11.1与第一节点13之间的第五开关11.5、串联连接在第二开关11.2与第一节点13之间的第六开关11.6、串联连接在第三开关11.3与第二节点14之间的第七开关11.7、以及串联连接在第四开关11.4与第二节点14之间的第八开关11.8。
一般来说，可以用CMOS技术来制造本公开的开关模式电源。图8的第五到第八开关11.5到11.8在共源共栅（cascode）配置中分别与第一到第四开关11.1到11.4相连，以解决高级CMOS工艺的击穿问题。因此第五到第八开关11.5到11.8中的每一个可以被连接到同一个电压源，其提供例如可以等于VBAT/2的电压VCASC。第五开关11.5和第七开关11.7可以由第一导电类型的晶体管制成，以及第六开关11.6和第八开关11.8可以由第二导电类型的晶体管制成。因此，第一、第三、第五和第七开关11.1、11.3、11.5和11.7可以由PMOS晶体管制成，以及第二、第四、第六和第八开关11.2、11.4、11.6和11.8可以由NMOS晶体管制成。应当补充的是，第五到第八开关11.5到11.8中的每个可以由两个或更多个相应的开关替代，以用于进一步增强耐受电压或者进一步减轻击穿问题。
图9示出根据本公开的用于操作开关模式电源的示例性方法的流程图。图9的方法90包括：输入输入电压91，生成第一脉冲宽度已调信号92，以与第一脉冲宽度已调信号交织的关系生成第二脉冲宽度已调信号93，把第一脉冲宽度已调信号供应给第一开关集合94，把第二脉冲宽度已调信号供应给第二开关集合95，以及基于从第一和第二开关集合获得的信号输出输出电压96。
应当理解，上面结合图1-8描述的多个特征和实施例中的每一个可以被应用于图9的方法90。
特别是，方法90还可以包括：根据所期望的输出电压来调节第一与第二脉冲宽度已调信号之间的占空比。
方法90还可以包括：输出包括从第一开关集合之间的第一节点以及从第二开关集合之间的第二节点获得的LC滤波信号的输出电压，并且把经LC滤波的信号供应给输出端子。
方法90还可以包括：生成流向第一和第二节点中的任一个的电感性电流。
方法90还可以包括：把第一开关集合提供为第一和第二开关，并且把第二开关集合提供为第三和第四开关。
所述开关模式电源还可以包括连接在第一开关与第一节点之间的第五开关、连接在第二开关与第一节点之间的第六开关、连接在第三开关与第二节点之间的第七开关、以及连接在第四开关与第二节点之间的第八开关，并且方法90还可以包括对第五到第八开关中的每一个施加同一恒定电压，其中所述恒定电压可以特别是输入电压的一半。
虽然已经关于一个或多个实施示出并描述了本发明，但是在不背离所附权利要求书的精神和范围的情况下可以对所示的实例做出许多改动和/或修改。特别关于由上面描述的部件或结构（组件、器件、电路、***等等）所执行的各种功能，除非另有指示，否则用来描述这样的部件的术语（包括对“装置”的提及）意图对应于执行所述部件的规定功能（例如其在功能上是等同的）的任何部件或结构，即使在结构上不等同于在这里示出的本发明的示例性实施中执行所述功能的所公开的结构。

Claims (25)

1.一种开关模式电源，包括：
耦合到输入电压的第一开关和第三开关；
经由第一节点耦合到第一开关且被配置成把接地电位切换到第一节点的第二开关；
经由第二节点耦合到第三开关且被配置成把接地电位切换到第二节点的第四开关；
连接在第一节点与输出电压之间的第一电感器；
连接在第二节点与输出电压之间的第二电感器；
至少一个第三电感器，串联连接在第一节点与第二节点之间，并充当辅助电感器以生成流向第一节点和第二节点中的任一个的电感性电流；以及
连接到输出电压的电容器。
2.根据权利要求1所述的开关模式电源，
其中，所述至少一个第三电感器包括串联连接在第一节点与第二节点之间的多个第三电感器。
3.根据权利要求2所述的开关模式电源，其中，所述多个第三电感器中的每一个被磁性耦合到第一电感器或第二电感器。
4.根据权利要求2所述的开关模式电源，还包括：
包括初级绕组和次级绕组的第一变压器，其中初级绕组由第一电感器构成，以及次级绕组由所述多个第三电感器中的一个构成；以及
包括初级绕组和次级绕组的第二变压器，其中初级绕组由第二电感器构成，以及次级绕组由所述多个第三电感器中的另一个构成。
5.根据权利要求1所述的开关模式电源，还包括：
布置在封装中的半导体芯片，其中
所述电容器、第一电感器、第二电感器以及第三电感器中的一个或多个被布置在所述半导体芯片或所述封装中。
6.根据权利要求4所述的开关模式电源，还包括：
布置在封装中的半导体芯片，所述半导体芯片和所述封装中的一个或多个包括两个或更多个金属层，其中第一、第二、第三和第四开关以及第一和第二变压器被布置在所述半导体芯片中，其中
第一变压器的初级绕组和第二变压器的初级绕组被布置在第一金属层中，以及第一变压器的次级绕组和第二变压器的次级绕组被布置在第二金属层中。
7.根据权利要求1所述的开关模式电源，其中：
第一开关和第三开关包括第一导电类型的晶体管；以及
第二开关和第四开关包括第二不同导电类型的晶体管。
8.根据权利要求1所述的开关模式电源，还包括：
连接在第一开关与第一节点之间的第五开关；
连接在第二开关与第一节点之间的第六开关；
连接在第三开关与第二节点之间的第七开关；以及
连接在第四开关与第二节点之间的第八开关。
9.根据权利要求8所述的开关模式电源，还包括：
第一开关、第三开关、第五开关和第七开关包括第一导电类型的晶体管；以及
第二开关、第四开关、第六开关和第八开关包括第二不同导电类型的晶体管。
10.根据权利要求8所述的开关模式电源，还包括：
第五开关、第六开关、第七开关和第八开关被连接到同一个电压源。
11.根据权利要求1所述的开关模式电源，还包括：
第二开关和第四开关被连接到接地端子。
12.根据权利要求1所述的开关模式电源，还包括：
一个或多个脉冲发生器，其被配置成生成第一脉冲宽度已调信号并且把第一脉冲宽度已调信号供应给第一开关和第四开关，以及生成第二脉冲宽度已调信号并且把第二脉冲宽度已调信号供应给第二开关和第三开关。
13.根据权利要求12所述的开关模式电源，其中，所述一个或多个脉冲发生器被配置成以交织的方式生成第一脉冲宽度已调信号和第二脉冲宽度已调信号。
14.一种开关模式电源，包括：
第一开关和第二开关；
第一开关被配置成把输入电压切换到第一开关与第二开关之间的第一节点；
第二开关被配置成把接地电位切换到第一节点；
第三开关和第四开关；
第三开关被配置成把输入电压切换到第三开关与第四开关之间的第二节点；
第四开关被配置成把接地电位切换到第二节点；
第一LC滤波器和第二LC滤波器，第一LC滤波器和第二LC滤波器被配置成对从第一节点和第二节点获得的信号进行滤波，并且把经滤波的信号供应给输出端子；以及
串联连接在第一节点与第二节点之间的至少一个辅助电感器，其被配置成生成流向第一节点和第二节点中的任一个的电感性电流。
15.根据权利要求14所述的开关模式电源，其中，第一LC滤波器由输出电容器和第一电感器构成，以及第二LC滤波器由所述输出电容器和第二电感器构成。
16.根据权利要求14所述的开关模式电源，其中，串联连接在第一节点与第二节点之间的多个辅助电感器中的每一个被磁性耦合到第一电感器和第二电感器中的一个。
17.根据权利要求14所述的开关模式电源，还包括：
一个或多个脉冲发生器，其被配置成生成第一脉冲宽度已调信号并且把第一脉冲宽度已调信号供应给第一和第四开关，以及生成第二脉冲宽度已调信号并且把第二脉冲宽度已调信号供应给第二和第三开关。
18.根据权利要求17所述的开关模式电源，其中，所述一个或多个脉冲发生器被配置成以交织的方式生成第一脉冲宽度已调信号和第二脉冲宽度已调信号。
19.一种两阶段DC到DC转换器，包括：
包括第一开关、第二开关和第一电感器的第一转换器级；
包括第三开关、第四开关和第二电感器的第二转换器级；
耦合到第一转换器级和第二转换器级的输出电容器；以及
连接在第一转换器级与第二转换器级之间的至少一个第三电感器；
其中：
第一转换器级还包括第一开关与第二开关之间的第一节点；
第二开关被配置成把接地电位切换到第一节点；
第二转换器级还包括第三开关与第四开关之间的第二节点；
第四开关被配置成把接地电位切换到第二节点；其中
所述至少一个第三电感器被串联连接在第一节点与第二节点之间，并充当辅助电感器以生成流向第一节点和第二节点中的任一个的电感性电流。
20.根据权利要求19所述的两阶段DC到DC转换器，其中，串联连接在第一节点与第二节点之间的多个第三电感器中的每一个被磁性耦合到第一电感器或第二电感器中的一个。
21.根据权利要求19所述的两阶段DC到DC转换器，还包括：
包括初级绕组和次级绕组的第一变压器，其中初级绕组由第一电感器构成，以及次级绕组由串联连接在第一节点与第二节点之间的多个第三电感器中的一个构成；以及
包括初级绕组和次级绕组的第二变压器，其中初级绕组由第二电感器构成，以及次级绕组由所述多个第三电感器中的另一个构成。
22.根据权利要求19所述的两阶段DC到DC转换器，还包括：
一个或多个脉冲发生器，其被配置成生成第一脉冲宽度已调信号并且把第一脉冲宽度已调信号供应给第一开关和第四开关，以及生成第二脉冲宽度已调信号并且把第二脉冲宽度已调信号供应给第二开关和第三开关。
23.根据权利要求22所述的两阶段DC到DC转换器，其中，所述一个或多个脉冲发生器被配置成以交织的方式生成第一脉冲宽度已调信号和第二脉冲宽度已调信号。
24.一种用于操作开关模式电源的方法，包括：
输入输入电压；
生成第一脉冲宽度已调信号；
以与第一脉冲宽度已调信号交织的关系生成第二脉冲宽度已调信号；
把第一脉冲宽度已调信号供应给第一开关集合；
把第二脉冲宽度已调信号供应给第二开关集合；
对从第一开关集合的不同开关之间的第一节点和从第二开关集合的不同开关之间的第二节点获得的信号进行LC滤波；
将至少一个辅助电感器直接串联连接在第一节点与第二节点之间，所述至少一个辅助电感器被配置成生成流向第一节点和第二节点中的任一个的电感性电流；
把经LC滤波的信号供应给输出端子；以及
基于所供应的经LC滤波的信号输出输出电压。
25.根据权利要求24所述的方法，还包括：
根据所期望的输出电压来调节第一脉冲宽度已调信号与第二脉冲宽度已调信号之间的占空比。
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