直流到直流转换器以及故障保护方法技术

本申请涉及电子技术领域。具体地，本申请提供了直流到直流转换器以及故障保护方法。所述故障保护方法由直流到直流转换器执行。所述方法包括：控制器通过控制端口检测upper MOSFET是否发生故障；当所述控制器通过所述控制端口检测到所述upper MOSFET发生故障时，所述控制器通过输出端关闭protecting MOSFET。上述技术方案有助于降低直流到直流转换器的输出端所连接的负载发生损坏的可能性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子
，尤其涉及直流到直流转换器(DC-to-DCconverter)以及故障保护方法。
技术介绍
DC-to-DCconverter是一种广泛使用的转换器。例如，有的DC-to-DCconverter能够将12伏特的输入电压电平(inputvoltagelevel)转换为3.3伏特的输出电压电平(outputvoltagelevel)。3.3伏特的outputvoltagelevel可以用于给印刷电路板(PrintedCircuitBoard，PCB)上的芯片供电。具体来说，DC-to-DCconverter包括控制芯片、双金属氧化物半导体场效应晶体管(dualmetallicoxidesemiconductorfieldeffecttransistor，dualMOSFET)以及电感(inductor)。dualMOSFET包括上部金属氧化物半导体场效应晶体管(upperMOSFET)和下部金属氧化物半导体场效应晶体管(lowerMOSFET)。所述lowerMOSFET的漏极、所述upperMOSFET的源极与所述电感的一端耦合。所述控制芯片可以控制所述lowerMOSFET以及所述upperMOSFET，从而驱动所述电感通过所述电感的另一端提供3.3伏特的outputvoltagelevel。upperMOSFET被开启(turnon)时，upperMOSFET消耗的功率比较大。因此，upperMOSFET容易发生故障。当upperMOSFET发生故障时，DC-to-DCconverter实际提供的outputvoltagelevel可能会高于额定的voltagelevel。上述情况可能导致DC-to-DCconverter的输出端所连接的负载发生损坏。例如，DC-to-DCconverter的额定的voltagelevel是3.3伏特。当upperMOSFET发生故障时，DC-to-DCconverter实际提供的outputvoltagelevel可能是8伏特。可能导致DC-to-DCconverter的输出端所连接的芯片发生损坏。
技术实现思路
为降低DC-to-DCconverter的输出端所连接的负载发生损坏的可能性，本申请提供了DC-to-DCconverter以及故障保护方法。第一方面，提供了一种直流到直流转换器。所述直流到直流转换器包括控制器、upperMOSFET、lowerMOSFET、protectingMOSFET以及电感；所述控制器的第一输出端与所述upperMOSFET的栅极耦合；所述控制器的第二输出端与所述lowerMOSFET的栅极耦合；所述控制器的第三输出端与所述protectingMOSFET的栅极耦合；所述lowerMOSFET的源极与接地电位groundpotential耦合；所述lowerMOSFET的漏极、所述upperMOSFET的源极、所述电感的一端与所述控制器的控制端口耦合；所述upperMOSFET的漏极与所述protectingMOSFET的源极耦合；所述protectingMOSFET的漏极和第一电压电平voltagelevel耦合；所述电感的另一端用于提供第二voltagelevel，所述第二voltagelevel的值小于所述第一voltagelevel的值；所述控制器用于通过利用所述第一输出端控制所述upperMOSFET，以及通过利用所述第二输出端控制所述lowerMOSFET，驱动所述电感提供所述第二voltagelevel；所述控制器用于通过所述控制端口检测所述upperMOSFET是否发生故障；当所述控制器通过所述控制端口检测到所述upperMOSFET发生故障时，所述控制器用于通过所述第三输出端关闭所述protectingMOSFET。第二方面，提供一种MOSFET故障保护的方法，其特征在于，所述方法由直流到直流转换器执行，所述直流到直流转换器包括控制器、upperMOSFET、lowerMOSFET、protectingMOSFET以及电感；所述控制器的第一输出端与所述upperMOSFET的栅极耦合；所述控制器的第二输出端与所述lowerMOSFET的栅极耦合；所述控制器的第三输出端与所述protectingMOSFET的栅极耦合；所述lowerMOSFET的源极与接地电位groundpotential耦合；所述lowerMOSFET的漏极、所述upperMOSFET的源极、所述电感的一端与所述控制器的控制端口耦合；所述upperMOSFET的漏极与所述protectingMOSFET的源极耦合；所述protectingMOSFET的漏极和第一电压电平voltagelevel耦合；所述电感的另一端用于提供第二voltagelevel，所述第二voltagelevel的值小于所述第一voltagelevel的值；所述控制器用于通过利用所述第一输出端控制所述upperMOSFET，以及通过利用所述第二输出端控制所述lowerMOSFET，驱动所述电感提供所述第二voltagelevel；所述方法包括：所述控制器通过所述控制端口检测所述upperMOSFET是否发生故障；当所述控制器通过所述控制端口检测到所述upperMOSFET发生故障时，所述控制器通过所述第三输出端关闭所述protectingMOSFET。可选地，根据第一方面或者第二方面提供的技术方案，所述控制器通过所述控制端口检测所述upperMOSFET是否发生故障包括：所述控制器确定dualMOSFET的占空比，所述dualMOSFET包括所述upperMOSFET和所述lowerMOSFET；当所述dualMOSFET的占空比大于阈值时，所述控制器确定所述upperMOSFET发生故障，所述阈值等于或者大于所述第二voltagelevel与所述第一voltagelevel的商。可选地，上述技术方案中，所述控制器确定dualMOSFET的占空比包括：所述控制器确定所述dualMOSFET的至少一个工作周期；所述控制器确定所述dualMOSFET在所述至少一个工作周期的占空比。可选地，上述技术方案中，所述至少一个工作周期是连续的多个工作周期，所述dualMOSFET在所述至少一个工作周期的占空比包括所述dualMOSFET在所述连续的多个工作周期中的每个工作周期的占空比；当所述dualMOSFET的占空比大于阈值时，所述控制器确定所述upperMOSFET发生故障包括：当所述连续的多个工作周期中的每个工作周期的占空比大于所述阈值时，所述控制器确定所述upperMOSFET发生故障。可选地，上述技术方案中，所述至少一个工作周期是一个工作周期；当所述dualMOSFET的占空比大于阈值时，所述控制器确定所述upperMOSFET发生故障包括：当所述一个工作周期的占空比等于1时，所述控制器确定所述upperMOSFET发生故障。上述技术方案中，所述protectingMOSFET被关闭后，DC-to-DCconverter的输出功率将逐步减小至0。因此，上述方案可以对所述DC-to-DCconverter连接的负载进行保护。有助于降低DC-to本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流到直流转换器，其特征在于，所述直流到直流转换器包括控制器、上部金属氧化物半导体场效应晶体管upper MOSFET、下部金属氧化物半导体场效应晶体管lower MOSFET、保护金属氧化物半导体场效应晶体管protecting MOSFET以及电感；所述控制器的第一输出端与所述upper MOSFET的栅极耦合；所述控制器的第二输出端与所述lower MOSFET的栅极耦合；所述控制器的第三输出端与所述protecting MOSFET的栅极耦合；所述lower MOSFET的源极与接地电位ground potential耦合；所述lower MOSFET的漏极、所述upper MOSFET的源极、所述电感的一端与所述控制器的控制端口耦合；所述upper MOSFET的漏极与所述protecting MOSFET的源极耦合；所述protecting MOSFET的漏极和第一电压电平voltage level耦合；所述电感的另一端用于提供第二voltage level，所述第二voltage level的值小于所述第一voltage level的值；所述控制器用于通过利用所述第一输出端控制所述upper MOSFET，以及通过利用所述第二输出端控制所述lower MOSFET，驱动所述电感提供所述第二voltage level；所述控制器用于通过所述控制端口检测所述upper MOSFET是否发生故障；当所述控制器通过所述控制端口检测到所述upper MOSFET发生故障时，所述控制器用于通过所述第三输出端关闭所述protecting MOSFET。...

【技术特征摘要】
1.一种直流到直流转换器，其特征在于，所述直流到直流转换器包括控制器、上部金属氧化物半导体场效应晶体管upperMOSFET、下部金属氧化物半导体场效应晶体管lowerMOSFET、保护金属氧化物半导体场效应晶体管protectingMOSFET以及电感；所述控制器的第一输出端与所述upperMOSFET的栅极耦合；所述控制器的第二输出端与所述lowerMOSFET的栅极耦合；所述控制器的第三输出端与所述protectingMOSFET的栅极耦合；所述lowerMOSFET的源极与接地电位groundpotential耦合；所述lowerMOSFET的漏极、所述upperMOSFET的源极、所述电感的一端与所述控制器的控制端口耦合；所述upperMOSFET的漏极与所述protectingMOSFET的源极耦合；所述protectingMOSFET的漏极和第一电压电平voltagelevel耦合；所述电感的另一端用于提供第二voltagelevel，所述第二voltagelevel的值小于所述第一voltagelevel的值；所述控制器用于通过利用所述第一输出端控制所述upperMOSFET，以及通过利用所述第二输出端控制所述lowerMOSFET，驱动所述电感提供所述第二voltagelevel；所述控制器用于通过所述控制端口检测所述upperMOSFET是否发生故障；当所述控制器通过所述控制端口检测到所述upperMOSFET发生故障时，所述控制器用于通过所述第三输出端关闭所述protectingMOSFET。2.根据权利要求1所述的直流到直流转换器，其特征在于，所述控制器通过所述控制端口检测所述upperMOSFET是否发生故障包括：所述控制器确定双金属氧化物半导体场效应晶体管dualMOSFET的占空比，所述dualMOSFET包括所述upperMOSFET和所述lowerMOSFET；当所述dualMOSFET的占空比大于阈值时，所述控制器确定所述upperMOSFET发生故障，所述阈值等于或者大于所述第二voltagelevel与所述第一voltagelevel的商。3.根据权利要求2所述的直流到直流转换器，其特征在于，所述控制器确定dualMOSFET的占空比包括：所述控制器确定所述dualMOSFET的至少一个工作周期；所述控制器确定所述dualMOSFET在所述至少一个工作周期的占空比。4.根据权利要求3所述的直流到直流转换器，其特征在于，所述至少一个工作周期是连续的多个工作周期，所述dualMOSFET在所述至少一个工作周期的占空比包括所述dualMOSFET在所述连续的多个工作周期中的每个工作周期的占空比；当所述dualMOSFET的占空比大于阈值时，所述控制器确定所述upperMOSFET发生故障包括：当所述连续的多个工作周期中的每个工作周期的占空比大于所述阈值时，所述控制器确定所述upperMOSFET发生故障。5.根据权利要求3所述的直流到直流转换器，其特征在于，所述至少一个工作周期是一个工作周期；当所述dualMOSFET的占空比大于阈值时，所述控制器确定所述upperMOSFET发生故障包括：当所述一个工作周期的占空比等于1时，所述控制器确定所述upperMOSFET发生故障。6.一种金属氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪建明，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44