一种击穿保护电路，包括：第一开关，连接到正总线且经由第一电气路径连接到第一中心节点；第二开关，连接到负总线且经由第二电气路径连接到所述第一中心节点；迂回第三电气路径，将所述第一中心节点连接到第一负载输出；第一磁芯，围绕所述第一电气路径和所述迂回第三电气路径；第二磁芯，围绕所述第二电气路径和所述迂回第三电气路径，并且其中所述第一电气路径和所述第二电气路径中的一个的极性与所述第一磁芯和所述第二磁芯中对应的一个内的迂回第三电气路径的极性一致，并且所述第一电气路径和所述第二电气路径中的另一个的极性与所述第一磁芯和所述第二磁芯中对应的一个内的迂回第三电气路径的极性相反。个内的迂回第三电气路径的极性相反。个内的迂回第三电气路径的极性相反。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】双芯击穿保护电感器拓扑
[0001]本公开总体上涉及针对暴露于击穿电流尖峰的电路的击穿电流故障保护电路。
技术介绍
[0002]电路(诸如，在卫星和航天器中使用的那些电路)包括许多不同电力要求。从DC转换到AC、从DC转换到DC以及许多其他标准电力系统实现涉及利用多个串联布置的晶体管的桥接电路，诸如H桥电路，该多个串联布置的晶体管被交替地接通以提供适当的电力转换。暴露于在空间应用中更普遍的某些状况可能导致电路内的一个或多个开关的不期望闭合。当闭合的开关导致正端子串联连接到负端子时，短路发生并且电流方面的快速增加将产生。该状况被称作击穿事件。
[0003]在一些情况下，快速电流增加可能使经过开关或其他电子器件的电流超过额定电流电平，并且电子器件可能被损坏或毁坏。进一步地，由于电流在击穿事件中上升的速度，反应式的(即，仅在事件被检测到之后活动的)现有保护系统可能太慢而不能在一些事件期间提供充足保护。
技术实现思路
[0004]在一个示例性实施例中，一种击穿保护电路包括：第一开关，连接到正总线且经由第一电气路径连接到第一中心节点；第二开关，连接到负总线且经由第二电气路径连接到所述第一中心节点；迂回第三电气路径，将所述第一中心节点连接到第一负载输出；第一磁芯，围绕所述第一电气路径和所述迂回第三电气路径；第二磁芯，围绕所述第二电气路径和所述迂回第三电气路径，并且其中所述第一电气路径和所述第二电气路径中的一个的极性与所述第一磁芯和所述第二磁芯中对应的一个内的迂回第三电气路径的极性一致，并且所述第一电气路径和所述第二电气路径中的另一个的极性与所述第一磁芯和所述第二磁芯中对应的一个内的迂回第三电气路径的极性相反。
[0005]上面描述的击穿保护电路的另一示例进一步包括：第三开关，连接到所述正总线且经由第四电气路径连接到第二中心节点；第四开关，连接到所述负总线且经由第五电气路径连接到所述第二中心节点；迂回第六电气路径，将所述第二中心节点连接到第二负载输出；所述第一磁芯，围绕所述第四电气路径和所述迂回第六电气路径；所述第二磁芯，围绕所述第五电气路径和所述迂回第六电气路径，并且其中所述第四电气路径和所述第五电气路径中的一个的极性与所述第一磁芯和所述第二磁芯中对应的一个内的迂回第六电气路径的极性一致，并且所述第四电气路径和所述第五电气路径中的另一个的极性与所述第一磁芯和所述第二磁芯中对应的一个内的迂回第六电气路径的极性相反。
[0006]在上面描述的击穿保护电路中的任一个的另一示例中，所述第一电气路径的极性与所述第一磁芯中的迂回第三电气路径的极性一致，并且所述第四电气路径的极性与所述第一磁芯中的迂回第六电气路径的极性相反。
[0007]在上面描述的击穿保护电路中的任一个的另一示例中，所述第二电气路径的极性
与所述第二磁芯中的迂回第三电气路径的极性相反，并且其中所述第五电气路径的极性与所述第二磁芯中的迂回第六电气路径的极性一致。
[0008]在上面描述的击穿保护电路中的任一个的另一示例中，所述第一、第二、第三和第四开关连接作为H桥拓扑。
[0009]在上面描述的击穿保护电路中的任一个的另一示例中，所述电路的特征在于缺少零伏开关(ZVS)电感器。
[0010]在上面描述的击穿保护电路中的任一个的另一示例中，所述第一和第二开关中的至少一个包括电压尖峰缓冲器(snubber)。
[0011]在上面描述的击穿保护电路中的任一个的另一示例中，所述第一和第二开关中的至少一个缺少电压尖峰缓冲器。
[0012]在上面描述的击穿保护电路中的任一个的另一示例中，所述第一开关和所述第二开关中的每一个是场效应晶体管(FET)。
[0013]在上面描述的击穿保护电路中的任一个的另一示例中，所述第一开关和所述第二开关被布置为半桥拓扑。
[0014]一种用于减轻击穿事件的示例性方法包括：经由第一电气路径将第一开关连接到中心节点；经由第二电气路径将第二开关连接到所述中心节点；经由迂回第三电气路径将所述中心节点连接到负载；使所述第一电气路径和所述迂回第三电气路径经过第一磁芯；使所述第二电气路径和所述迂回第三电气路径经过第二磁芯，并且其中所述第一电气路径与所述第一磁芯内的迂回第三电气路径一致，并且所述第二电气路径的极性与所述第二磁芯内的迂回第三电气路径相反。
[0015]上面描述的用于减轻击穿事件的方法的另一示例进一步包括：经由第四电气路径将第三开关连接到第二中心节点；经由第五电气路径将第四开关连接到所述第二中心节点；经由迂回第六电气路径将所述第二中心节点连接到所述负载；使所述第四电气路径和所述迂回第六电气路径经过所述第一磁芯；使所述第五电气路径和所述迂回第六电气路径经过所述第二磁芯，并且其中所述第四电气路径的极性与所述第一磁芯内的迂回第六电气路径的极性相反，并且其中所述第五电气路径的极性与所述第二磁芯内的迂回第六电气路径一致。
[0016]在上面描述的用于减轻击穿事件的方法中的任一个的另一示例中，所述第一开关和所述第二开关是场效应晶体管。
[0017]上面描述的用于减轻击穿事件的方法中的任一个的另一示例进一步包括：使用所述第一开关和所述第二开关中的每一个的体二极管来缓冲零电压开关电压。
[0018]可以从以下说明书和附图最佳地理解本专利技术的这些和其他特征，以下是附图的简要描述。
附图说明
[0019]图1图示了示例性现有技术H桥开关电路拓扑。
[0020]图2示意性地图示了示例性双芯击穿保护电感器H桥整流器拓扑。
[0021]图3示意性地图示了示例性双芯击穿保护半桥整流器拓扑。
具体实施方式
[0022]图1示意性地图示了根据现有电路设计的示例性H桥拓扑10。H桥10包括：四个晶体管22、24、26、28，具有串联布置的两个晶体管22、24的第一集合、串联布置的两个晶体管26、28的第二集合。电感器30跨节点40、42而连接，节点40、42连接晶体管22、24、26、28的每个集合。电感器30创建到变压器50的电磁连接，并且控制器60控制晶体管22、24、26、28的操作，从而防止任何集合中的两个晶体管同时闭合。晶体管22、24、26、28的每个集合的正和负端子连接到对应DC总线的正和负端子。控制器60根据已知H桥控制原理来进行操作，以将电力提供给配电系统。电感器30还操作为零电压开关(ZVS)电感器并减轻击穿事件。
[0023]在正常操作期间，晶体管22、24、26、28被控制器60交替地切换，以提供跨40和42的正确电力输出。由于晶体管的半导体构造，暴露于辐射或电磁脉冲可能超控控制信号输入并将晶体管22、24、26、28强制到闭合(可替换地，被称作击穿)状态。当晶体管的给定集合中的全部两个晶体管22、24或26、28或者全部两个集合同时在闭合状态中操作时，短路发生，从而直接连接正和负端子。短路导致到可烧尽所连接的电路或晶体管22、24、26、28自身的高电流电平的快速电流斜坡(di/dt)，从而导致不可恢复的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种击穿保护电路，包括：第一开关，连接到正总线且经由第一电气路径连接到第一中心节点；第二开关，连接到负总线且经由第二电气路径连接到所述第一中心节点；迂回第三电气路径，将所述第一中心节点连接到第一负载输出；第一磁芯，围绕所述第一电气路径和所述迂回第三电气路径；第二磁芯，围绕所述第二电气路径和所述迂回第三电气路径；并且其中所述第一电气路径和所述第二电气路径中的一个的极性与所述第一磁芯和所述第二磁芯中对应的一个内的迂回第三电气路径的极性一致，并且所述第一电气路径和所述第二电气路径中的另一个的极性与所述第一磁芯和所述第二磁芯中对应的一个内的迂回第三电气路径的极性相反。2.如权利要求1所述的击穿保护电路，进一步包括：第三开关，连接到所述正总线且经由第四电气路径连接到第二中心节点；第四开关，连接到所述负总线且经由第五电气路径连接到所述第二中心节点；迂回第六电气路径，将所述第二中心节点连接到第二负载输出；所述第一磁芯，围绕所述第四电气路径和所述迂回第六电气路径；所述第二磁芯，围绕所述第五电气路径和所述迂回第六电气路径；并且其中所述第四电气路径和所述第五电气路径中的一个的极性与所述第一磁芯和所述第二磁芯中对应的一个内的迂回第六电气路径的极性一致，并且所述第四电气路径和所述第五电气路径中的另一个的极性与所述第一磁芯和所述第二磁芯中对应的一个内的迂回第六电气路径的极性相反。3.如权利要求2所述的击穿保护电路，其中所述第一电气路径的极性与所述第一磁芯中的迂回第三电气路径的极性一致，并且所述第四电气路径的极性与所述第一磁芯中的迂回第六电气路径的极性相反。4.如权利要求3所述的击穿保护电路，其中所述第二电气路径的极性与所述第二磁芯中的迂回第三电气路径的极性相反，并且其中所述第五电气路径的极性与所述第二磁芯中的迂回第六电气路径的极性一致。5.如权利要求2所述的击穿保护电路，其中所述第...
【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：航天喷气发动机洛克达因股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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