直流-直流变换器的保护电路制造技术

直流－直流变换器（１００）包括第一电源模块（１０２）、至少一个与第一电源模块（１０２）连接的第二电源模块和与第一和第二电源模块连接的保护电路（２５０）。当保护电路（２５０）检测到电源模块之一的转换节点（１２０）已经停止转换时，保护电路（２５０）使系统电源正常信号处在表示存在电源问题的状态。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子系统的电源，更具体地说，涉及电子系统的电源的直流-直流变换器保护电路。
技术介绍
直流-直流变换器将直流(“DC”)电压从一种电压电平变换成另一种电压电平。电源可以产生第一种电压电平(例如，12VDC)的DC电压。直流-直流变换器接收第一种电压电平作为输入，将第一种电压电平变换成第二种电压电平(例如，3.3VDC)作为变换器的输出。与直流-直流变换器的输出连接的一个或多个负载由变换器的输出电压供电。直流-直流变换器常常用于计算机系统和许多其它类型的电子系统。各种故障模式能够使变换器或负载中断，甚至永久性地破坏变换器或负载。
技术实现思路
根据本专利技术的至少一些实施例，直流-直流变换器(和相关方法)包括第一电源模块；至少一个与第一电源模块连接的第二电源模块；以及与第一和第二电源模块连接的保护电路。每一个电源模块包括在一对功率晶体管之间形成的转换节点。当保护电路检测到所述电源模块之一的转换节点已经停止转换时，保护电路使系统电源正常信号处在表示电源问题的状态。附图说明现在，将参照附图详细说明本专利技术的示范性实施例，附图中 图1示出包括为负载提供DC电压的直流-直流变换器的系统；以及图2示出直流-直流变换器和与其相关联的各种保护电路的示范性实施例。具体实施例方式符号和术语在以下的整个说明和权利要求书中使用了某些术语涉及具体的系统部件的。正如本专业的技术人员将明白的，计算机公司可能用不同名称称呼一个部件。本文件不打算区别不同名称的部件之间的差别，而是区别它们不同的功能。在以下的讨论和权利要求书中，术语”包括”用于一种可扩展的形式，因此，应该解释为”包括，而不局限于…”。同样，术语”连接”的意思是指或者间接或者直接的电气连接。这样，如果第一台装置与第二台装置连接，所述连接可以是通过直接的电气连接，或者通过其它装置和连接的间接电气连接。详细说明以下讨论针对本专利技术的各个实施例。虽然这些实施例中的一个或几个可能是最优的，但是，说明的实施例并没有解释为(或者用作为)局限于所说明(包括权利要求书)的范围。此外，本专业的技术人员将明白，以下说明具有广泛的应用，讨论的任何实施例仅仅是示范性实施例，并不是表示所说明的(包括权利要求书的)范围局限于所述实施例。图1示出包括连接到电源103和负载101的直流-直流变换器100的系统。所述直流-直流变换器100接收输入电压(“VIN”)，并将输入电压变换成负载可以使用的输出电压(“VOUT”)。图1所示的系统可以代表各种各样的系统(例如，计算机系统)。作为计算机系统，负载101可以代表计算机系统的微处理器、存储器或其它部件。在一些实施例中，这里说明的直流-直流变换器可以在基于机架的系统中实现，在所述基于机架系统中，电源103将功率提供给多个变换器100和负载101(例如，服务器)。图2示出图1的直流-直流变换器100的示范性实施例。变换器100包括一对如图所示的连接在一起的稳压器模块(“VRM”)102和104以及一个或多个保护电路200和250。也可以包括一个或多个附加的稳压器模块。按照防止或至少改善一个或多个故障模式的影响的需要，可以包括保护电路200和250中任意一个或者两者。下面将首先说明直流-直流变换器100的结构和操作，接着说明保护电路200和250。以每一个VRM 102、104处的VIN的形式表示直流-直流变换器100的输入电压。通常将每一个VRM构造成与另一个VRM相同。如图所示，每一个VRM都包括脉冲宽度调制器(“PWM”)的控制器110、栅极驱动器114、线性调节器116、电感器L1和多个电阻、电容及晶体管，如下面示出和说明的。在至少一些实施例中，PWM控制器110包括由Intersil提供的微处理器CORE稳压器多相补偿PWM控制器(部件号为6302)。栅极驱动器114可以包括也是由Intersil提供的同步整流MOSFET驱动器(部件号为6605)。如图2所示，每一个控制器110提供一对PWM输出信号(标记为PWM1和PWM2)。每一个控制器110的PWM1输出通过晶体管Q3连接到栅极驱动器114。栅极驱动器114产生一对输出栅极驱动信号，标记为上栅极驱动信号(“UGD”)和下栅极驱动信号(“LGD”)。如图所示，UGD驱动信号提供给晶体管Q1，而LGD驱动信号提供给晶体管Q2。晶体管Q1和Q2包括功率晶体管，并且可以用这里称为金属氧化物半导体场效应晶体管(“MOSFET”)的晶体管来实现。在至少一些实施例中，在VRM 102、104中的MOSFET Q1和Q2分别包括由InternationalRectifier提供的6604和6607MOSFET。VRM 102中的PWM控制器110的V_SET和OV_SET输入，通过一对调节电阻器112与地连接。在图2的例子中，每一个PWM控制器110包括ENABLE输入，所述ENABLE输入在VRM 102不连接而是在VRM 104中接地。每一个PWM控制器110还包括一对感测电流输入(标记为IS1和IS2)。输入电压VIN与MOSFETQ1的漏极、线性调节器116和电阻Rg连接。MOSFET Q1和Q2与Q1的源极连接在一起，Q1的源极在节点120上与Q2的漏极连接。电感器L1连接到节点120并且连接到变换器的输出电压(“VOUT”)。电容器COUT连接在变换器的输出模式和地之间。变换器100还包括系统电源正常(“SYSTEM PG”)信号，可以确定所述信号在无故障状态下为高电平而在故障状态下为低电平。在至少一个实施例中，直流-直流变换器100可编程为提供在大约1.1VDC至大约5.1VDC范围内的输出电压(称为VOUT)。可以通过调节电阻112来对直流-直流变换器100的输出电压进行编程。输出电压Vo等于(1.1*(Radj+1)/(1000))伏特。VRM 102、104可以配置成或者独立模块或者并联模块。在不需要附加的负载共享电路的情况下，以并联方式连接的VRM允许比以其他方式连接的VRM可能获得的较高的输出负载电流。每一个VRM包含”电源链”，后者包括Q1、Q2、L1和COUT的组合。虽然配置成并联方式，但是以相对于另一个VRM电源链的180度的异相驱动每一个VRM电源链。因此，在没有附加同步电路的情况下，减小了输入和输出电流波纹。每一个VRM将输入电压(例如，+12VDC)变换成能够供给设计的输出负载电流的固定的或可调节的DC输出电压。如图2中所示，使用的电路拓扑结构是同步补偿变换器，在此变换器中，以串联跨接在DC输入源(“VIN”)和地两端的两个MOSFET Q1和Q2(也分别称为”上”和”下”MOSFET)，在一个转换周期中，被交替地接通和断开。栅极驱动器114接收PWM1信号，并根据PWM1信号的占空因数以这这样的方式彼此相反地确定UGD和LGD信号，即，每一个VRM中的MOSFET Q1和Q2彼此相对异相地接通和断开。就是说，当Q1接通时，Q2断开，反之亦然。而且，栅极驱动器114防止MOSFET Q1、Q2被同时接通。在至少一些实施例中，由于每一个VRM中的MOSFET Q1和Q2的交替协调动作的结果，节点120上的电压包括从大约-0.3VDC变化到大约12VDC的转换波本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流－直流变换器（１００），它包括：第一电源模块（１０２）；至少一个与所述第一电源模块连接的第二电源模块（１０４）；与所述第一和第二电源模块连接的保护电路（２５０）；其中每一个电源模块包括形成在一对功率晶 体管（Ｑ１、Ｑ２）之间的转换节点（１２０），并且其中当所述保护电路（２５０）检测到所述电源模块之一的转换节点（１２０）已经停止转换时，所述保护电路（２５０）使系统电源正常信号处在表示电源问题的状态。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：MA贝马特，RP多明戈，HN阮，
申请(专利权)人：惠普开发有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]