保护电路、保护方法和保护系统技术方案

技术编号:17798102 阅读:167 留言:0更新日期:2018-04-25 21:37
公开了一种保护电路、保护方法和保护系统。在一个示例中,电路包括第一电压转换器和第二电压转换器。第一电压转换器被配置成将第一电压转换为第二电压、确定第一电压转换器是否在不安全状态下工作以及输出关于第一电压转换器在不安全状态下工作的指示。第二电压转换器被配置成选择性地激活高边开关和低边开关以将第二电压转换为第三电压。响应于接收关于第一电压转换器在不安全状态下工作的指示,第二电压转换器还被配置成激活高边开关和低边开关以在第二电压与电路的参考节点之间建立电路径。

【技术实现步骤摘要】
保护电路、保护方法和保护系统
本公开涉及电压转换器,例如直流(DC)到DC转换器。
技术介绍
电压转换器可以用于输出与所接收的电压不同的电压。例如,第一降压转换器接收来自电池的电压,并且将来自电池的电压降低至第一电压。在该示例中,第二降压转换器接收从第一降压转换器输出的第一电压,并且进一步将第一电压进一步降低至适合由微控制器使用或用于激活诸如继电器或螺线管的部件的第二电压。
技术实现思路
总体上,本公开涉及用于确保系统在安全状态下工作的技术。安全状态可以指从系统的电压转换器输出的电压小于系统的击穿电压的情况。例如,第一电压转换器可以向第二电压转换器输出不安全状态(例如,过电压)的指示而不是将过电压从第一电压转换器传播到第二电压转换器,以使第二电压转换器“跨接(crowbar)”从第一电压转换器输出的电压。如本文所使用的,跨接可以指电路将电压轨快速地短路到电路的接地的情况。在一个示例中,一种电路包括第一电压转换器和第二电压转换器。第一电压转换器被配置成将第一电压转换为第二电压,确定第一电压转换器是否在不安全状态下工作,并且响应于确定第一电压转换器在不安全状态下工作,输出关于第一电压转换器在不安全状态下工作的指示。第二电压转换器被配置成选择性地激活高边开关和低边开关以将第二电压转换为第三电压。响应于接收到关于第一电压转换器在不安全状态下工作的指示,第二电压转换器还被配置成禁止选择性地激活高边开关和低边开关以将第二电压转换为第三电压,并且激活高边开关和低边开关以在第二电压与电路的参考节点之间建立电路径。在另一示例中,一种方法包括由被配置成将第一电压转换为第二电压的第一电压转换器来确定第一电压转换器是否在不安全状态下工作。响应于确定第一电压转换器在不安全状态下工作,该方法包括由第一电压转换器向被配置成将第二电压转换为第三电压的第二电压转换器输出关于第一电压转换器在不安全状态下工作的指示。响应于第二电压转换器接收到关于第一电压转换器在不安全状态下工作的指示,该方法包括由第二电压转换器的高边开关和低边开关建立第一电压与参考节点之间的电路径。在另一示例中,一种系统包括第一电压转换器和第二电压转换器。第一电压转换器被配置成将第一电压转换为第二电压,确定第一电压转换器是否在不安全状态下工作,并且响应于确定第一电压转换器在不安全状态下工作,输出关于第一电压转换器在不安全状态下工作的指示。第二电压转换器被配置成从第一电压转换器接收第二电压和关于第一电压转换器在不安全状态下工作的指示,并且选择性地激活一组高边开关和一组低边开关以将第二电压转换为一组电压。响应于接收到关于第一电压转换器在不安全状态下工作的指示,第二电压转换器还被配置成禁止选择性地激活该组高边开关和该组低边开关以将第二电压转换为一组电压,并且激活该组高边开关和该组低边开关以在第二电压与电路的参考节点之间建立电路径。所述和其它示例的细节在附图和下面的描述中进行阐述。其它特征、目的和优点将从说明书和附图以及从权利要求书中变得显而易见。附图说明图1是示出根据本公开的一个或更多个技术的使用安全跨接的系统的框图;图2是示出根据本公开的一个或更多个技术的使用安全跨接的电路的框图;图3是示出根据本公开的一个或更多个技术的使用安全跨接的电路的等效电路图的框图图4A是示出根据本公开的一个或更多个技术的、当第一电压转换器在安全状态下工作时使用安全跨接的系统的框图;图4B是示出根据本公开的一个或更多个技术的、当图4A的第一电压转换器在不安全状态下工作时使用安全跨接的系统的框图;图5是与可以由根据本公开的电路执行的技术一致的流程图。具体实施方式一些电路和电路系统可以将过电压从第一电压转换器传播到第二电压转换器。例如,第一电压转换器可能未能减小(即降低(buck))由第一电压转换器接收的电池电压。在该示例中,第二电压转换器接收电池电压并降低电池电压。然而,由于第二电压转换器被配置成接收小于电池电压的电压,因此第二电压转换器输出对于使用从第二电压转换器输出的电压的部件可能不安全的电压。更具体地,微控制器和致动器可能接收来自第二电压转换器的不安全电压,从而导致微控制器和/或致动器中的电介质击穿。此外,在一些系统中,事件数据记录器(例如,“黑匣子”)可能被不安全的电压损坏,这可能会损毁状态信息。因此,将过电压从第一电压转换器传播到第二电压转换器的系统可能导致系统的不安全工作以及适合于确定系统不安全工作的原因的状态信息的损毁。根据本公开的一个或更多个技术,一些示例可以使用安全跨接来减少由电压转换器输出的不安全电压,而不是将过电压传播到其它电压转换器。如本文所使用的,安全跨接可以指电路激活开关以将输出快速地短路到电路接地的情况。例如,第一电压转换器可以输出关于不安全状态(例如,第一电压转换器输出电池电压)的指示,并且响应于接收到指示,第二电压转换器可以跨接从第一电压转换器输出的电压。以这种方式,即使在第二电压转换器接收到电池电压的情况下,第二电压转换器也输出对于使用从第二电压转换器输出的电压的部件安全的电压。更具体地,微控制器和致动器可以接收大约等于接地的电压,而不是超过微控制器和/或致动器中的电介质击穿的不安全电压。此外,在一些系统中,存储在事件数据记录器(例如,“黑匣子”)中的状态信息可以在第二电压转换器跨接从第一电压转换器输出的电压之后可用。以这种方式,使用安全跨接来减小由电压转换器输出的不安全电压的系统可以确保系统在系统故障期间的安全工作以及用于确定系统故障原因的状态信息的可用性。图1是示出根据本公开的一个或更多个技术的使用安全跨接的系统100的框图。如图1的示例所示,系统100可以包括电压源102、电压转换器104、电压转换器106、控制器108、传感器110、负载112、日志114和安全模块116。电压转换器106可以被配置成例如通过被配置成激活高边开关和低边开关来提供安全跨接,该安全跨接将电压转换器104的输出快速地短路到系统100的接地。电压源102可以被配置成向开关系统100的一个或更多个其它部件提供电力。例如,电压源102可以被配置成向负载112和/或控制器108提供电力。在一些示例中,电压源102可以是一个或更多个电池单元的输出。电池单元的示例可以包括铅酸电池单元、镍金属氢化物电池单元、锂离子电池单元或其它类型的电池单元。在一些示例中,电压源102可以是诸如整流器的功率转换器的输出。例如,电压源102可以是经整流的AC(交流)输出。示例性整流器可以包括但不限于单相整流器(例如,半波、全波等)、三相整流器(例如,半波、全波、桥式等)或其它类型的整流器。在一些示例中,电压源102可以表示到电网的连接。例如,电压源102可以是从电网接收VAC(例如,60Hz的120VAC、50Hz的230VAC或来自电网的另一输出)的AC到DC功率转换器的整流输出。电压转换器104可以包括开关模式功率转换器、线性调节器或其它转换器。开关模式功率转换器的示例可以包括但不限于反激式、降压-升压式、降压式、式或另一开关模式功率转换器。在一些示例中,电压转换器104可以接收电压并输出与所接收的电压不同的电压。例如,电压转换器104可以从电压源102接收电池电压,并向电压转换器106输出小于电池电本文档来自技高网...
保护电路、保护方法和保护系统

【技术保护点】
一种保护电路,包括:第一电压转换器,其被配置成:将第一电压转换为第二电压;确定所述第一电压转换器是否在不安全状态下工作;以及响应于确定所述第一电压转换器在不安全状态下工作,输出关于所述第一电压转换器在不安全状态下工作的指示;以及第二电压转换器,其被配置成:选择性地激活高边开关和低边开关以将所述第二电压转换为第三电压;以及响应于接收关于所述第一电压转换器在不安全状态下工作的指示:禁止选择性地激活所述高边开关和所述低边开关以将所述第二电压转换为所述第三电压;以及激活所述高边开关和所述低边开关以在所述第二电压与所述保护电路的参考节点之间建立电路径。

【技术特征摘要】
2016.10.14 US 15/294,1881.一种保护电路,包括:第一电压转换器,其被配置成:将第一电压转换为第二电压;确定所述第一电压转换器是否在不安全状态下工作;以及响应于确定所述第一电压转换器在不安全状态下工作,输出关于所述第一电压转换器在不安全状态下工作的指示;以及第二电压转换器,其被配置成:选择性地激活高边开关和低边开关以将所述第二电压转换为第三电压;以及响应于接收关于所述第一电压转换器在不安全状态下工作的指示:禁止选择性地激活所述高边开关和所述低边开关以将所述第二电压转换为所述第三电压;以及激活所述高边开关和所述低边开关以在所述第二电压与所述保护电路的参考节点之间建立电路径。2.根据权利要求1所述的保护电路,其中,所述第一电压转换器还被配置成:确定所述第二电压是否超过阈值电压,其中,所述第一电压转换器响应于确定所述第二电压超过所述阈值电压而确定所述第一电压转换器在不安全状态下工作。3.根据权利要求2所述的保护电路,其中:所述第一电压是所述保护电路的电池处的电池电压;以及所述阈值电压小于所述电池处的所述电池电压。4.根据权利要求1所述的保护电路,还包括具有第一节点和第二节点的电感元件,所述第一电压转换器还被配置成:通过在占空比的第一部分期间在所述第一电压转换器与所述电感元件的第一节点之间建立电路径并且在所述占空比的第二部分期间禁止在所述第一电压转换器与所述电感元件的第一节点之间建立电路径,来将所述第一电压转换为所述第二电压;以及确定所述电感元件的第一节点处的电压在所述占空比的第二部分期间是否超过阈值电压,其中,所述第一电压转换器响应于确定所述电感元件的第一节点处的电压在所述占空比的第二部分期间超过所述阈值电压而确定所述第一电压转换器在不安全状态下工作。5.根据权利要求4所述的保护电路,还包括:电容元件,所述电容元件具有耦接至所述电感元件的第二节点的第三节点和耦接至所述保护电路的参考节点的第四节点,其中,所述电容元件输出所述第二电压。6.根据权利要求1所述的保护电路,其中,所述第一电压转换器还被配置成:通过向开关输出指示目标占空比的信号来将所述第一电压转换为所述第二电压,所述信号在所述开关中进行选择性地切换以将所述第一电压转换为所述第二电压;以及检测所述开关的占空比,其中,所述第一电压转换器基于所述开关的所检测的占空比来确定所述第一电压转换器在不安全状态下工作。7.根据权利要求6所述的保护电路,其中,所述第一电压转换器进一步基于所述目标占空比与所检测的占空比的比较来确定所述第一电压转换器在不安全状态下工作。8.根据权利要求1所述的保护电路,还包括控制器,所述控制器被配置成使用所述第三电压来选择性地激活负载装置,其中,所述第一电压转换器还被配置成向所述控制器输出所述第一电压转换器的状态信息,以及其中,所述控制器还被配置成接收所述第一电压转换器的状态信息。9.根据权利要求8所述的保护电路,其中,所述控制器还被配置成将所述第一电压转换器的状态信息存储在日志中。10.根据权利要求8所述的保护电路,其中:所述第一电压转换器的状态信息是第一状态信息;所述第二电压转换器还被配置成向所述控制器输出所述第一电压转换器的第二状态信息;所述控制器还被配置成:基于所述第一状态信息和所述第二状态信息来确定所述第一电压转换器的工作状态;以及向所述第一电压转换器输出所述工作状态的指示;以及所述第一电压转换器基于所述工作状态的指示来确定所述第一电压转换器在不安全状态下工作。11.一种保护方法,包括:由被配置成将第一电压转换为第二电压的第一电压转换器确定所述第一电压转换器是否在不安全状态下工作;响应于确定所述第一电压转换器在不安全状态下工作,由所述第一电压转换器向被配置成将所述第二电压转换为第三电压的第二电压转换器输出关于所述第一电压转换器在不安全状态下工作的指示;以...

【专利技术属性】
技术研发人员:迈克尔·伦兹克里斯蒂安·加尔博萨马尔科·皮塞利
申请(专利权)人:英飞凌科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:德国,DE

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