[發明專利]一種雙路冗余并聯式同步開關升降壓DC?DC電源

在審

• 申請號: 201610689207.3
• 申請日: 2016-08-19
• 公開（公告）號: CN107769550A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 胡庚;陳歡;徐云華;韓明
• 申請（專利權）人: 北京計算機技術及應用研究所
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心11011
• 代理人: 張然

技術領域

本發明涉及一種同步開關DC-DC穩壓電源技術領域，特別是一種雙路冗余并聯式同步開關升降壓DC-DC電源。

背景技術

空間型號中的電源管理單元是供配電系統中的重要單機，負責整個系統電源的管理、分配、保護。電源管理單元中母線電壓的穩定可靠起著至關重要的作用。

傳統的非隔離升降壓DC-DC穩壓電源有Buck-Boost、Cuk和Sepic等拓撲結構，冗余設計采用多路輸出串聯整流二極管的方式。電路包括：功率開關管、儲能電感、整(續)流二極管、濾波電容、脈寬調制器及取樣反饋電路。脈寬調制器產生PWM控制信號使功率開關管動作，輸出電壓經取樣電路產生反饋信號作用于脈寬調制器，對PWM脈寬進行調節，從而達到穩壓輸出的目的。傳統的非隔離型升降壓DC-DC穩壓電源所需的電感或電容的體積大，電流脈動較大且效率低，其效率提升主要受限于整(續)流二極管的通態損耗和反向恢復損耗。傳統的冗余設計中整流二極管的通態損耗會大幅度降低開關穩壓電源的效率。

發明內容

本發明目的在于提供一種雙路冗余并聯式同步開關升降壓DC-DC電源，解決傳統非隔離型升降壓DC-DC電源及冗余設計方案的效率低、體積大、可靠性差的問題。

本發明的一種雙路冗余并聯式同步升降壓DC-DC電源，其中，包括：輸入反接保護電路、EMI濾波電路、雙路并聯同步開關升降壓穩壓電路以及輸出冗余或門控制電路；輸入反接保護電路，用于電壓的反接保護；EMI濾波電路，用于電磁兼容濾波；雙路并聯同步開關升降壓穩壓電路與該EMI濾波電路的輸出端連接，以用于進行并聯的兩路電壓變換；輸出冗余或門控制電路用于判斷并聯的兩路電壓是否正常，并輸出電壓較大的一路電壓。

根據本發明的雙路冗余并聯式同步升降壓DC-DC電源的一實施例，其中，雙路并聯同步開關升降壓穩壓電路包括第一同步開關升降壓穩壓電路以及第二同步開關升降壓穩壓電路，輸出冗余或門控制電路包括第一輸出冗余或門控制電路以及第二輸出冗余或門控制電路；第一同步開關升降壓穩壓電路以及第二同步開關升降壓穩壓電路并聯，并與該EMI濾波電路的輸出端連接，以用于進行并聯的兩路電壓變換，該第一輸出冗余或門控制電路的輸出端連接該第一同步開關升降壓穩壓電路，該第二同步開關升降壓穩壓電路的輸出端連接該第二輸出冗余或門控制電路；該第一輸出冗余或門控制電路用于判斷該第一同步開關升降壓穩壓電路3a的電壓是否正常，該第二輸出冗余或門控制電路該第二輸出冗余或門控制電路用于判斷該第一同步開關升降壓穩壓電路3a的電壓是否正常。

根據本發明的雙路冗余并聯式同步升降壓DC-DC電源的一實施例，其中，該第一輸出冗余或門控制電路以及該第二輸出冗余或門控制電路還能夠比較第一同步開關升降壓穩壓電路以及第二同步開關升降壓穩壓電路的電壓大小，并輸出電壓大的一路。

根據本發明的雙路冗余并聯式同步升降壓DC-DC電源的一實施例，其中，輸入反接保護電路，包括：理想二極管控制器、第一功率開關管、瞬態電壓抑制二極管、瞬態電壓抑制二極管、肖特基二極管、第一穩壓二極管、門極驅動電阻、第一限流電阻、第一輸出濾波電容；瞬態電壓抑制二極管的陰極與輸入高端連接，瞬態電壓抑制二極管的陽極與瞬態電壓抑制二極管的陽極連接，瞬態電壓抑制二極管的陰極與理想二極管控制器的電源電壓端連接，理想二極管控制器的輸入端和輸入高端連接，理想二極管控制器的源端分別與輸入高端、第一穩壓二極管的陽極、第一功率開關管的源極、肖特基二極管的陽極連接，理想二極管控制器的門端分別與第一穩壓二極管的陰極、門極驅動電阻的一端連接，門極驅動電阻的另一端與第一功率開關管的柵極連接，第一功率開關管漏極分別與肖特基二極管的陰極、輸出高端、理想二極管控制器的輸出端、第一輸出濾波電容的一端連接；第一輸出濾波電容的另一端與理想二極管控制器的電源電壓端連接；第一限流電阻串聯在的電源電壓端與信號地之間。