[发明专利]电源相、多相电源和控制多相电源的方法

说明书

公开了一种电源相、多相电源和控制多相电源的方法。该多相电源电路包括将输入电压转换成相应的输出电压来向负载供电的多个相。多相电源的第一相包括具有例如高侧开关电路和低侧开关电路的核心电源电路。在正常工作期间，核心电源电路将输入电压转换成相应的输出电压以向负载供电。为了针对核心电源电路提供故障模式保护并且防止第一相会产生危险的过电压状况的故障模式，第一电源相包括被布置在输入电压源与核心电源电路之间的输入电压开关电路。输入电压开关电路提供了一种在故障模式期间防止输入电压被传送至核心电源电路的方式。

技术领域

本公开涉及电源的领域，具体地涉及多相电源及其控制。

背景技术

常规的多相电源可以包括一个或更多个DC(直流)至DC转换器以产生相应的输出电压来向负载供电。可以并联操作多相电源中的任意数目的相以产生向负载供电的输出电压。

一种类型的DC至DC转换器是单级功率转换器系统。顾名思义，在单级功率转换器系统中，每个相包括将输入电压例如48V DC(伏直流电)转换成相应的目标输出电压例如1伏DC来向负载供电的单个功率转换器。

另一种类型的DC至DC转换器是所谓的两级功率转换器系统。顾名思义，两级功率转换器系统包括两个功率转换器级以产生相应的输出电压。作为示例，第一功率转换器级通常将输入电压例如48V DC转换成中间电压例如12V DC。第二功率转换器级将中间电压例如12V DC转换成目标输出电压例如1伏DC。每级可以是不同的功率转换器拓扑。对于第二级，通常使用多相降压转换器拓扑。因此，该系统将48V DC转换成1V DC。

在某些情况下，相应的多相电源可以被配置成监测其自身的健康状况。响应于检测到其中发生故障的状况，可以将电源中的所有相去激活以防止损坏多相电源和/或由输出电压驱动的负载。

发明内容

本公开内容包括以下观察：控制相并且防止由出故障的多相电源引起的损坏的常规技术存在缺陷。例如，如前所述，可以使用常规的单级功率转换器系统(例如降压转换器拓扑)将输入电压例如48V DC转换成1伏DC来向负载供电。这种常规的单级电源容易出现故障状况，在该故障状况下，该相中的相应的高侧开关电路被卡(出故障)在导通状态，这可能导致48V DC的输入电压变成输出电压而不是1V DC的下转换输出。输出48V DC代替1V DC的该故障状况是不期望的，这是因为在故障状况期间无意地输出这样高的输出电压(例如48VDC)将可能对由相应的功率转换器系统供电的任何电路造成严重损坏。

另外，如前所述，在某些情况下，常规功率转换器可以包括两个级——将48伏DC转换成中间电压例如12V DC的第一级和将12V DC转换成1V DC的第二级。这种两级转换器可以提供一定量的保护和故障隔离，以防止输入电压例如48V DC被无意地输出至远程服务器受电设备。例如，在故障期间，第二级可能出故障并将12V DC代替1V DC输出至负载。在故障状况期间从应该输出仅1V DC的输出端口无意地输出12V DC(尽管远小于单级转换器的上述故障情况下的48V DC)也可能对相应的受电设备造成严重损坏。此外，除了容易出现如上所述的故障以外，这种两级功率转换器电路的另一缺点是电源电路潜在地是单级转换器尺寸的两倍，这是因为它包括两个转换器。

本文描述的实施方式包括防止相应的电源由于相应的电源相的故障而损坏负载的新颖方式。

更具体地，本文描述的实施方式包括多相电源电路，该多相电源电路将接收到的输入电压转换成相应的输出电压以向负载供电。多相电源的第一电源相包括包含例如高侧开关电路和低侧开关电路的核心电源电路。在正常工作期间，核心电源电路(例如降压转换器的高侧开关电路和低侧开关电路的组合)接收输入电压并将输入电压转换成相应的输出电压以向负载供电。为了针对核心电源电路提供故障模式保护并且防止产生危险过电压状况的故障模式，第一电源相包括被布置在输入电压源与第一相中的高侧开关电路之间的输入电压开关电路。在工作期间，输入电压开关电路提供了选择性地隔离从电压源接收到的输入电压与高侧开关电路的方式。