[发明专利]短路确定设备

说明书

提供了一种开关电源设备(1)中的短路确定设备。该开关电源设备转换施加在上电源线(Nu)与下电源线(Nd)之间的电源电压(VIN)并且通过中间节点(Nc)输出电源电压到负载(3)。该开关电源设备包括多个上开关元件(P1，P2；N3，N2)和下开关元件(N1)。多个上开关元件中的每个具有导电端子和控制端子。导电端子串联连接在上电源线与中间节点之间。控制端子以彼此相同的电平被驱动。下开关元件具有连接在下电源线与中间节点之间的导电端子。下开关元件和多个上开关元件串联连接。

技术领域

本公开涉及短路确定设备。

背景技术

通过在输出端子与下电源线之间连接负载来使用降压开关电源设备。负载还连接在上电源线与下电源线之间。通过在输出端子的上侧和下侧中的每侧上串联连接一个开关元件来配置开关电源设备。

上开关元件和下开关元件中的每个都具有能够耐受比正常施加的电压更高的电压的耐受电压特性。开关电源设备具备电流检测电路和电压检测电路。开关电源设备可以通过使用电流检测电路或电压检测电路来检测每个开关元件的短路故障或开路故障。

已经提出的故障检测电路可以在负载的上侧上的开关元件短路时检测到故障。然而，电流继续通过短路的上开关元件从上电源线流到负载的下开关元件或负载。这种故障状态持续到施加到上电源线的电压源的电压降低或电压源与开关电源设备之间的连接断开。由于电压源继续施加高电压到开关电源设备，因此存在消耗大量功率并且负载等生成热量的担忧。

另一方面，在专利文献1中已经提出了用于将输出端子的上电源线侧和下电源线侧上的多个开关元件串联连接的技术。通过使用专利文献1的这种技术，连同使用具有比所施加的电压高的耐受电压的开关元件，可以抑制负载等下的热量生成。进一步地，在这种情况下，开关电源设备可以通过检测并且监测开关元件的端子之间的电压来检测开关元件的短路。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP 4872485 B2

发明内容

为了改进由于上开关元件的电压降引起的功率转换效率，发明人提出了一种构造，其中：多个上开关元件串联连接，并且相同电平的电压施加到多个上开关元件的控制端子。

例如，多个上开关元件中连接到负载侧的上开关元件可能短路。在这种情况下，当下开关元件接通并且多个上开关元件关断时，多个上开关元件的公共连接点的电势下降到近似等于下电源线的电势。因此，该开关电源设备可以通过经由电压检测电路检测多个上开关元件的公共连接点的电压，来检测连接到负载侧的上开关元件的短路。

然而，例如，当不同于连接到负载侧的上开关元件的上开关元件可能短路时，不论上开关元件和下开关元件的导通状态或截止状态，公共连接点处的电压波动都较小。因此，难以确定开关元件的短路。

本公开提供了一种短路确定设备，当多个上开关元件串联连接时，所述短路确定设备能够容易地确定上开关元件的短路。

本公开的示例性实施例提供了一种短路确定设备。短路确定设备提供在开关电源设备中。该开关电源设备转换施加在上电源线与下电源线之间的电源电压并且通过中间节点输出电源电压到负载。该开关电源设备包括多个上开关元件和下开关元件。多个上开关元件中的每个具有导电端子和控制端子。导电端子串联连接在上电源线与中间节点之间。控制端子以彼此相同的电平被驱动。下开关元件具有连接在下电源线与中间节点之间的导电端子。下开关元件和多个上开关元件串联连接。该短路确定设备包括模拟开关和短路确定单元。模拟开关连接在公共连接点与参考电势线之间，多个上开关元件的导电端子共同连接到公共连接点，参考电势线具有与上电源线处的电压和下电源线处的电压不同的参考电压。短路确定单元在多个上开关元件关断并且下开关元件接通的状态中，通过借助于接通模拟开关而将参考电压偏置到公共连接点，从而基于对公共连接点处电势的检测来确定多个上开关元件中的每个的短路。