[发明专利]非隔离式电源输出机壳接地故障检测和保护系统

权利要求书

1.一种电路，包括：

非隔离式电源，配置成接收输入电压并供应输出电压，该非隔离式电源包括供应线，返回线，串联耦合在供应线中的第一半导体开关，以及串联耦合在返回线中的第二半导体开关，第一和第二半导体开关每个配置成操作在开状态和关状态中，在开状态中，电流流过第一和第二半导体开关，在关状态中，电流不流过第一和第二半导体开关；

差动电流传感器，配置成感测供应线和返回线之间的差动电流；以及

故障检测逻辑，耦合到差动电流传感器，第一半导体开关以及第二半导体开关，该故障检测逻辑配置成：

检测差动电流何时超过预定电流幅值，以及

在检测到差动电流超过预定电流幅值时命令第一和第二半导体开关操作在关状态中；

其中该非隔离式电源包括：

升压转换器，适于接收输入DC电压，并且配置成在其接收时提供升压的DC电压；以及

降压级转换器，被耦合以从该升压转换器接收该升压的DC电压，并配置成在其接收时提供输出DC电压。

2.权利要求1的电路，还包括：

返回线电流传感器，配置成感测返回线电流，

其中该故障检测逻辑还配置成：

检测返回线电流何时超过预定电流值，以及

在检测到返回线电流超过预定电流值时命令第一和第二半导体开关操作在关状态中。

3.权利要求2的电路，其中：

该差动电流传感器包括霍尔传感器；以及

该返回线电流传感器包括串联耦合在返回线中的电阻。

4.权利要求2的电路，其中该故障检测逻辑包括：

第一比较器，配置成检测差动电流何时超过预定电流幅值并供应表示其的第一输出信号；以及

第二比较器，配置成检测返回线电流何时超过预定电流值并提供表示其的第二输出信号。

5.权利要求4的电路，其中该故障检测逻辑还包括：

或逻辑，耦合到第一和第二比较器，该或逻辑配置成，在接收到第一和第二输出信号中的一个或两个时命令第一和第二半导体开关操作在关状态中。

6.权利要求1的电路，其中第一和第二半导体开关每个包括晶体管。

7.权利要求1的电路，其中该降压级转换器包括第一半导体开关。

8.权利要求1的电路，还包括：

整流器电路，适于接收AC电压，并配置成在其接收时供应输入DC电压到DC-DC转换器。

9.权利要求1的电路，还包括：

供应线电流传感器，配置成感测供应线电流；以及

返回线电流传感器，配置成感测返回线电流，

其中该故障检测逻辑还配置成：

检测供应线电流何时超过预定供应线电流值，以及

检测返回线电流何时超过预定返回线电流值，以及

在检测到（i）供应线电流超过预定供应线电流值或者（ii）返回线电流超过预定返回线电流值时命令第一和第二半导体开关操作在关状态中。

10.权利要求9的电路，其中该故障检测逻辑包括：

第一比较器，配置成检测差动电流何时超过预定电流幅值，并供应表示其的第一输出信号；

第二比较器，配置成检测供应线电流何时超过预定供应线电流值，并供应表示其的第二输出信号；以及

第三比较器，配置成检测返回线电流何时超过预定供应返回电流值，并供应表示其的第三输出信号。

11.权利要求10的电路，其中该故障检测逻辑还包括：

或逻辑，被耦合到第一、第二和第三比较器，该或逻辑配置成在接收到第一、第二和第三输出信号中的一个或多个时命令第一和第二半导体开关操作在关状态中。

12.权利要求11的电路，其中：

差动电流传感器包括霍尔传感器；

供应线电流传感器包括串联耦合在供应线中的第一电阻；以及

返回线电流传感器包括串联耦合在返回线中的电阻。