[发明专利]用于DC-DC转换器的电力转变电路

说明书

一种电源电路，包括：第一直流到直流(DC‑DC)转换器电路，经由第一双向开关连接到第一负载；第二DC‑DC转换器电路，连接到第二负载并且经由第二双向开关连接到第一负载；以及控制电路，所述控制电路以互补方式导通和关断第一双向开关和第二双向开关。

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年6月20日提交的美国专利申请No.62/863,884的权益。该申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及DC-DC转换器电源。更具体地，本发明涉及可以在DC-DC转换器的辅助转换器与主转换器之间转变电力同时提供快速响应故障保护的电力转变电路。

背景技术

已知电源除了提供主电力之外，还具有在辅助待机(内务管理)输出模式下提供相对低的电力的能力。这通常需要电源配备有两个DC-DC转换器：低电力DC-DC转换器和由外部信号加电的主DC-DC转换器。

已知电源的低电力DC-DC转换器电路可以具有多种拓扑，其中反激式是大多数设计者的普通选择，这是由于其简单、成本低和可靠性。然而，考虑到主DC-DC转换器被设计为比低电力DC-DC转换器更高效，低电力反激式转换器的效率通常低于完全使用谐振式拓扑的效率。

在美国专利申请公开No.2010/0109433中描述的另一个示例中，使用一个有源电力开关和无源二极管在辅助电源模块与主电源模块之间分配电力。当辅助电源模块提供电力时，无源二极管具有通常是约0.7V的电压降，这降低了转换器的效率。辅助电源模块的电压需要低于主电源模块的电压。在美国专利申请公开No.2010/0109433中，晶体管Q2和晶体管Q4级联，即晶体管Q2和晶体管Q4竖直地堆叠，使晶体管Q2的集电极连接到晶体管Q4的发射极。美国专利申请公开N_o.2010/0109433中的配置足以驱动单个电力MOSFET Q₁，但是如果将二极管D1替换为另一个MOSFET则将是不够的。控制诸如MOSFET之类的两个双向开关更复杂并且需要考虑不同的操作条件。

发明内容

为了克服上述问题，本发明的优选实施例提供了DC-DC转换器，每个DC-DC转换器包括附加电路以将输送到辅助负载的电力从辅助低电力转换器转变到主电力转换器。将关闭信号的精确的导通/关断定时用于操作两个双向开关，以减少或最小化转变时间并且防止错误方向上的电力流。使用两个双向开关提供了比相关技术的开关和二极管更好的效率。此外，避免了在辅助电源向负载提供电力时0.7V的电压降。

与相关技术不同，在本发明的优选实施例中，不需要主转换器的输出电压高于辅助转换器的输出电压。此外，可以降低成本，这是因为辅同步整流器及其控制电路可以从辅助转换器中去除。

根据本发明的优选实施例，一种电源电路，包括：第一直流到直流(DC-DC)转换器电路，经由第一双向开关连接到第一负载；第二DC-DC转换器电路，连接到第二负载并且经由第二双向开关连接到第一负载；以及控制电路，用于以互补方式导通和关断第双向开关和第二双向开关。

第一双向开关和第二双向开关优选地是金属氧化物半导体场效应晶体管。第一双向开关的漏极优选地连接到第二双向开关的漏极。所述控制电路优选地包括四个晶体管。

所述电源电路还优选地包括：保护电路，用于向所述控制电路输出关闭信号。优选地，所述关闭信号导通所述第一双向开关并且关断所述第二双向开关。

所述电源电路还优选地包括：微控制器，用于向所述控制电路输出控制信号。优选地，所述控制信号关断所述第一双向开关并且导通所述第二双向开关。