一种双路冗余并联式同步开关升降压DC‑DC电源制造技术

本发明专利技术公开了一种双路冗余并联式同步升降压DC‑DC电源，其中，包括：输入反接保护电路、EMI滤波电路、双路并联同步开关升降压稳压电路以及输出冗余或门控制电路；输入反接保护电路，用于电压的反接保护；EMI滤波电路，用于电磁兼容滤波；双路并联同步开关升降压稳压电路与该EMI滤波电路的输出端连接，以用于进行并联的两路电压变换；输出冗余或门控制电路用于判断并联的两路电压是否正常，并输出电压较大的一路电压。

A dual redundant parallel synchronous buck DC DC power switch

The invention discloses a dual redundant parallel synchronous buck DC DC power supply, which includes: input reverse protection circuit, EMI filter circuit, double parallel synchronous switch buck voltage regulator circuit and redundant output gate control circuit; the input reverse protection circuit, reverse protection for voltage; EMI filter circuit for electromagnetic compatibility filter; output double parallel synchronous switch buck regulator circuit and the EMI filter circuit is connected to two parallel voltage converter for output; or redundant control circuit for judging two parallel voltage is normal, and one output voltage larger.

【技术实现步骤摘要】
一种双路冗余并联式同步开关升降压DC-DC电源
本专利技术涉及一种同步开关DC-DC稳压电源
，特别是一种双路冗余并联式同步开关升降压DC-DC电源。
技术介绍
空间型号中的电源管理单元是供配电系统中的重要单机，负责整个系统电源的管理、分配、保护。电源管理单元中母线电压的稳定可靠起着至关重要的作用。传统的非隔离升降压DC-DC稳压电源有Buck-Boost、Cuk和Sepic等拓扑结构，冗余设计采用多路输出串联整流二极管的方式。电路包括：功率开关管、储能电感、整(续)流二极管、滤波电容、脉宽调制器及取样反馈电路。脉宽调制器产生PWM控制信号使功率开关管动作，输出电压经取样电路产生反馈信号作用于脉宽调制器，对PWM脉宽进行调节，从而达到稳压输出的目的。传统的非隔离型升降压DC-DC稳压电源所需的电感或电容的体积大，电流脉动较大且效率低，其效率提升主要受限于整(续)流二极管的通态损耗和反向恢复损耗。传统的冗余设计中整流二极管的通态损耗会大幅度降低开关稳压电源的效率。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种双路冗余并联式同步开关升降压DC-DC电源，解决传统非隔离型升降压DC-DC电源及冗余设计方案的效率低、体积大、可靠性差的问题。本专利技术的一种双路冗余并联式同步升降压DC-DC电源，其中，包括：输入反接保护电路、EMI滤波电路、双路并联同步开关升降压稳压电路以及输出冗余或门控制电路；输入反接保护电路，用于电压的反接保护；EMI滤波电路，用于电磁兼容滤波；双路并联同步开关升降压稳压电路与该EMI滤波电路的输出端连接，以用于进行并联的两路电压变换；输出冗余或门控制电路用于判断并联的两路电压是否正常，并输出电压较大的一路电压。根据本专利技术的双路冗余并联式同步升降压DC-DC电源的一实施例，其中，双路并联同步开关升降压稳压电路包括第一同步开关升降压稳压电路以及第二同步开关升降压稳压电路，输出冗余或门控制电路包括第一输出冗余或门控制电路以及第二输出冗余或门控制电路；第一同步开关升降压稳压电路以及第二同步开关升降压稳压电路并联，并与该EMI滤波电路的输出端连接，以用于进行并联的两路电压变换，该第一输出冗余或门控制电路的输出端连接该第一同步开关升降压稳压电路，该第二同步开关升降压稳压电路的输出端连接该第二输出冗余或门控制电路；该第一输出冗余或门控制电路用于判断该第一同步开关升降压稳压电路3a的电压是否正常，该第二输出冗余或门控制电路该第二输出冗余或门控制电路用于判断该第一同步开关升降压稳压电路3a的电压是否正常。根据本专利技术的双路冗余并联式同步升降压DC-DC电源的一实施例，其中，该第一输出冗余或门控制电路以及该第二输出冗余或门控制电路还能够比较第一同步开关升降压稳压电路以及第二同步开关升降压稳压电路的电压大小，并输出电压大的一路。根据本专利技术的双路冗余并联式同步升降压DC-DC电源的一实施例，其中，输入反接保护电路，包括：理想二极管控制器、第一功率开关管、瞬态电压抑制二极管、瞬态电压抑制二极管、肖特基二极管、第一稳压二极管、门极驱动电阻、第一限流电阻、第一输出滤波电容；瞬态电压抑制二极管的阴极与输入高端连接，瞬态电压抑制二极管的阳极与瞬态电压抑制二极管的阳极连接，瞬态电压抑制二极管的阴极与理想二极管控制器的电源电压端连接，理想二极管控制器的输入端和输入高端连接，理想二极管控制器的源端分别与输入高端、第一稳压二极管的阳极、第一功率开关管的源极、肖特基二极管的阳极连接，理想二极管控制器的门端分别与第一稳压二极管的阴极、门极驱动电阻的一端连接，门极驱动电阻的另一端与第一功率开关管的栅极连接，第一功率开关管漏极分别与肖特基二极管的阴极、输出高端、理想二极管控制器的输出端、第一输出滤波电容的一端连接；第一输出滤波电容的另一端与理想二极管控制器的电源电压端连接；第一限流电阻串联在的电源电压端与信号地之间。根据本专利技术的双路冗余并联式同步升降压DC-DC电源的一实施例，其中，双路并联同步开关升降压稳压电路，包括：第一同步开关升降压控制器、第二同步开关升降压控制器、第一储能电感、第二储能电感、第二功率开关管、第三功率开关管、第四功率开关管、第五功率开关管、第六功率开关管、第七功率开关管、第八功率开关管、第九功率开关管、第一输入滤波电容、第二输出滤波电容、第一输入滤波电容、第三输出滤波电容、第一电流采样电阻、第一电压采样电阻、第二电压采样电阻、第二电流采样电阻、第三电压采样电阻、第四电压采样电阻；双路并联同步开关升降压稳压电路中，在第一条支路中，第二功率开关管的漏极作为同步开关升降压稳压电路的输入高端，第一输入滤波电容并联在输入高端与信号地之间，第二功率开关管的源极分别与第一储能电感的一端、第三功率开关管的漏极连接，第一储能电感的另一端分别与第五功率开关管的源极、第四功率开关管的漏极连接，第四功率开关管的源极分别与第三功率开关管的源极；第一电流采样电阻的一端、第一同步开关升降压控制器的感测正端连接，第一电流采样电阻的另一端分别与第一同步开关升降压控制器的感测负端、信号地连接；输出高端Vc1分别与第五功率开关管的漏极、第一电压采样电阻的一端连接，第一电压采样电阻的另一端分别与第一同步开关升降压控制器的监控取样电压端、第二电压采样电阻的一端连接，第二电压采样电阻的另一端连接信号地；第二输出滤波电容并联在输出高端与信号地之间；第一同步开关升降压控制器的TG1端与第二功率开关管的栅极连接，第一同步开关升降压控制器的BG1端与第三功率开关管的栅极连接，第一同步开关升降压控制器的TG2端与第五功率开关管的栅极连接，第一同步开关升降压控制器的BG2端与第四功率开关管的栅极连接，第一同步开关升降压控制器的GND端与信号地连接；在第二条支路中，第六功率开关管的漏极作为同步开关升降压稳压电路的输入高端，第一输入滤波电容并联在输入高端与信号地之间，第六功率开关管的源极分别与第二储能电感的一端、第七功率开关管的漏极连接，第二储能电感的另一端分别与第九功率开关管的源极、第八功率开关管的漏极连接，第八功率开关管的源极分别与第七功率开关管的源极、第二电流采样电阻的一端、第二同步开关升降压控制器的感测正端连接，第二电流采样电阻的另一端分别与第二同步开关升降压控制器的感测负端、信号地连接；输出高端分别与第九功率开关管的漏极、第三电压采样电阻的一端连接，第三电压采样电阻的另一端分别与第二同步开关升降压控制器的监控取样电压端、第四电压采样电阻的一端连接，第四电压采样电阻的另一端连接信号地；第三输出滤波电容并联在输出高端与信号地之间；第二同步开关升降压控制器的TG1端与第六功率开关管的栅极连接，第二同步开关升降压控制器的BG1端与第七功率开关管的栅极连接，第二同步开关升降压控制器的TG2端与第九功率开关管的栅极连接，第二同步开关升降压控制器的BG2端与第八功率开关管的栅极连接，第二同步开关升降压控制器的GND端与信号地连接。根据本专利技术的双路冗余并联式同步升降压DC-DC电源的一实施例，其中，输出冗余或门控制电路包括：第一或门控制器、第二或门控制器、第十一功率开关管、第十二功率开关管、第十三功率开关管、第十四功率开关管、第二稳压二极管、第三稳压二极管、第四输出滤波电容、第五输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双路冗余并联式同步升降压DC‑DC电源，其特征在于，包括：输入反接保护电路、EMI滤波电路、双路并联同步开关升降压稳压电路以及输出冗余或门控制电路；输入反接保护电路，用于电压的反接保护；EMI滤波电路，用于电磁兼容滤波；双路并联同步开关升降压稳压电路与该EMI滤波电路的输出端连接，以用于进行并联的两路电压变换；输出冗余或门控制电路用于判断并联的两路电压是否正常，并输出电压较大的一路电压。

【技术特征摘要】
1.一种双路冗余并联式同步升降压DC-DC电源，其特征在于，包括：输入反接保护电路、EMI滤波电路、双路并联同步开关升降压稳压电路以及输出冗余或门控制电路；输入反接保护电路，用于电压的反接保护；EMI滤波电路，用于电磁兼容滤波；双路并联同步开关升降压稳压电路与该EMI滤波电路的输出端连接，以用于进行并联的两路电压变换；输出冗余或门控制电路用于判断并联的两路电压是否正常，并输出电压较大的一路电压。2.如权利要求1所述的双路冗余并联式同步升降压DC-DC电源，其特征在于，双路并联同步开关升降压稳压电路包括第一同步开关升降压稳压电路以及第二同步开关升降压稳压电路，输出冗余或门控制电路包括第一输出冗余或门控制电路以及第二输出冗余或门控制电路；第一同步开关升降压稳压电路以及第二同步开关升降压稳压电路并联，并与该EMI滤波电路的输出端连接，以用于进行并联的两路电压变换，该第一输出冗余或门控制电路的输出端连接该第一同步开关升降压稳压电路，该第二同步开关升降压稳压电路的输出端连接该第二输出冗余或门控制电路；该第一输出冗余或门控制电路用于判断该第一同步开关升降压稳压电路3a的电压是否正常，该第二输出冗余或门控制电路该第二输出冗余或门控制电路用于判断该第一同步开关升降压稳压电路3a的电压是否正常。3.如权利要求2所述的双路冗余并联式同步升降压DC-DC电源，其特征在于，该第一输出冗余或门控制电路以及该第二输出冗余或门控制电路还能够比较第一同步开关升降压稳压电路以及第二同步开关升降压稳压电路的电压大小，并输出电压大的一路。4.如权利要求1所述的双路冗余并联式同步升降压DC-DC电源，其特征在于，输入反接保护电路，包括：理想二极管控制器、第一功率开关管、瞬态电压抑制二极管、瞬态电压抑制二极管、肖特基二极管、第一稳压二极管、门极驱动电阻、第一限流电阻、第一输出滤波电容；瞬态电压抑制二极管的阴极与输入高端连接，瞬态电压抑制二极管的阳极与瞬态电压抑制二极管的阳极连接，瞬态电压抑制二极管的阴极与理想二极管控制器的电源电压端连接，理想二极管控制器的输入端和输入高端连接，理想二极管控制器的源端分别与输入高端、第一稳压二极管的阳极、第一功率开关管的源极、肖特基二极管的阳极连接，理想二极管控制器的门端分别与第一稳压二极管的阴极、门极驱动电阻的一端连接，门极驱动电阻的另一端与第一功率开关管的栅极连接，第一功率开关管漏极分别与肖特基二极管的阴极、输出高端、理想二极管控制器的输出端、第一输出滤波电容的一端连接；第一输出滤波电容的另一端与理想二极管控制器的电源电压端连接；第一限流电阻串联在的电源电压端与信号地之间。5.如权利要求1所述的双路冗余并联式同步升降压DC-DC电源，其特征在于，双路并联同步开关升降压稳压电路，包括：第一同步开关升降压控制器、第二同步开关升降压控制器、第一储能电感、第二储能电感、第二功率开关管、第三功率开关管、第四功率开关管、第五功率开关管、第六功率开关管、第七功率开关管、第八功率开关管、第九功率开关管、第一输入滤波电容、第二输出滤波电容、第一输入滤波电容、第三输出滤波电容、第一电流采样电阻、第一电压采样电阻、第二电压采样电阻、第二电流采样电阻、第三电压采样电阻、第四电压采样电阻；双路并联同步开关升降压稳压电路中，在第一条支路中，第二功率开关管的漏极作为同步开关升降压稳压电路的输入高端，第一输入滤波电容并联在输入高端与信号地之间，第二功率开关管的源极分别与第一储能电感的一端、第三功率开关管的漏极连接，第一储能电感的另一端分别与第五功率开关管的源极、第四功率开关管的漏极...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡庚，陈欢，徐云华，韩明，
申请(专利权)人：北京计算机技术及应用研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11