[发明专利]利用次级侧整流电压感测的电压和电流保护

权利要求书

1.一种开关模式功率转换器，使用隔离拓扑将来自输入源的功率转换为用于输出负载的功率，所述开关模式功率转换器包括：

初级侧，包括被耦合到所述输入源并且包括一个或多个功率开关的功率级；

变压器，包括被耦合到所述功率级的初级绕组、以及次级绕组；以及

次级侧，包括：

整流电路，被耦合到所述次级绕组并且被配置为在第一整流电压节点处提供第一整流电压，

滤波电路，被插入在所述第一整流电压节点与所述开关模式功率转换器的输出之间，所述滤波电路被配置为对所述第一整流电压进行滤波，从而在所述输出处提供滤波电压，以及

次级侧控制器，被配置为：

感测所述第一整流电压；

基于在所述次级侧感测到的所述第一整流电压，检测所述初级侧的故障状况；以及

响应于所述检测，生成故障指示和/或修改所述开关模式功率转换器的操作。

2.根据权利要求1所述的开关模式功率转换器，其中所述次级侧控制器被配置为基于感测到的所述第一整流电压来估计所述输入源的输入电压。

3.根据权利要求1所述的开关模式功率转换器，其中所述故障状况是欠压故障状况，并且其中所述次级侧控制器被配置为：

基于感测到的所述第一整流电压的电压测量来检测整流电压脉冲；

基于所述电压测量来确定针对所述整流电压脉冲的代表性电压幅度；以及

响应于确定所述代表性电压幅度低于欠压阈值，检测到所述欠压故障状况。

4.根据权利要求1所述的开关模式功率转换器，其中所述故障状况是过压故障状况，并且其中所述次级侧控制器被配置为：

基于感测到的所述第一整流电压的电压测量来检测整流电压脉冲；

基于所述电压测量来确定针对所述整流电压脉冲的代表性电压幅度；以及

响应于确定所述代表性电压幅度高于过压阈值，检测到所述过压故障状况。

5.根据权利要求1所述的开关模式功率转换器，其中所述故障状况是丢失脉冲故障状况，并且其中所述次级侧控制器被配置为：

生成指引所述一个或多个功率开关以便跨所述变压器的所述初级绕组施加初级侧电压脉冲的控制信号；

基于感测到的所述第一整流电压，确定生成的所述控制信号和相关联的初级侧电压脉冲是否在所述第一整流电压节点处产生对应的整流电压脉冲；以及

响应于确定没有产生对应的整流电压脉冲，检测到所述丢失脉冲故障状况。

6.根据权利要求1所述的开关模式功率转换器，其中所述故障状况是电压不对称故障状况，并且其中所述次级侧控制器被配置为：

生成指引所述一个或多个功率开关以便跨所述变压器的所述初级绕组施加第一初级侧电压脉冲的控制信号，其中所述第一初级侧电压脉冲具有第一极性；

基于感测到的所述整流电压，检测与所述第一初级侧电压脉冲相对应的第一整流电压脉冲，所述第一整流电压脉冲具有第一电压幅度；

生成指引所述一个或多个功率开关以便跨所述变压器的所述初级绕组施加第二初级侧电压脉冲的控制信号，其中所述第二初级侧电压脉冲具有与所述第一极性相反的第二极性；

基于感测到的所述整流电压，检测与所述第二初级侧电压脉冲相对应的第二整流电压脉冲，所述第二整流电压脉冲具有第二电压幅度；

确定所述第一电压幅度与所述第二电压幅度之间的差值超过压差阈值；以及

响应于所述确定，检测到所述电压不对称故障状况。

7.根据权利要求1所述的开关模式功率转换器，其中所述故障指示是脉冲间隔故障指示，并且其中所述次级侧控制器被配置为：

生成指引所述一个或多个功率开关以便跨所述变压器的所述初级绕组施加具有第一脉冲间隔的第一初级侧电压脉冲的控制信号；

基于感测到的所述整流电压，确定与所述第一脉冲间隔相对应的第一整流电压脉冲间隔；

检测到所述第一整流电压脉冲间隔在可接受的间隔范围之外，其中所述可接受的间隔范围基于所述第一脉冲间隔；以及

响应于所述确定，检测到所述脉冲间隔故障指示。