[發(fā)明專利]在相位冗余電壓調(diào)節(jié)器設備內(nèi)共享冗余調(diào)節(jié)器相位

在審

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• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN113632358A
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發(fā)明（設計）人: M.L.米勒;E.斯溫森;P.伊根
• 申請（專利權）人: 國際商業(yè)機器公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 邸萬奎

1.一種相位冗余電壓調(diào)節(jié)器設備，包括：

多個調(diào)節(jié)器相，每個調(diào)節(jié)器相包括調(diào)節(jié)器，所述調(diào)節(jié)器被電耦合以便在調(diào)節(jié)器輸入端處接收輸入電壓并且在調(diào)節(jié)器輸出端處提供相應的輸出電壓；

所述多個調(diào)節(jié)器相的一組相組，包括第一和第二相組，每個相組包括:

公共調(diào)節(jié)器輸入，所述公共調(diào)節(jié)器輸入電互連至所述相組的調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)器輸入；

公共調(diào)節(jié)器輸出，所述公共調(diào)節(jié)器輸出電互連至所述相組的調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)器輸出；

至少一個冗余調(diào)節(jié)器相；

多相控制器(MPC)，其電耦合到所述相組的每個調(diào)節(jié)器相，所述MPC配置成將相故障信號以及從相應相組的每個調(diào)節(jié)器相接收到的脈寬調(diào)制(PWM)和共享電流(I_SHARE)相控制信號之一傳送到控制邏輯；并且

所述多個調(diào)節(jié)器相中的一組備用調(diào)節(jié)器相，所述一組備用調(diào)節(jié)器相包括第一和第二備用調(diào)節(jié)器相，每個備用調(diào)節(jié)器相包括：

次級輸出OR運算裝置，該次級輸出OR運算裝置被電耦合并且被配置成用于限制電流流入該備用調(diào)節(jié)器相的次級輸出中；

第一輸出開關設備，被配置為響應于第一相位使能信號，將備用調(diào)節(jié)器相的調(diào)節(jié)器輸出電耦接至第一公共調(diào)節(jié)器輸出；并且

第二輸出開關設備，其被配置為響應于第二相位使能信號，將所述備用調(diào)節(jié)器相的所述調(diào)節(jié)器輸出電耦合至第二公共調(diào)節(jié)器輸出；并且

控制邏輯，電連接至：

所述一組相組中的每個相組的MPC，所述控制邏輯配置成從所述MPC接收所述相控制信號并與所述MPC交換相故障信號；并且

所述一組備用調(diào)節(jié)器相中的備用調(diào)節(jié)器相，所述控制邏輯被配置為斷言相位使能信號，以將所述相位控制信號傳輸至所述備用調(diào)節(jié)器相，并且從所述備用調(diào)節(jié)器相接收相位故障信號；

所述控制邏輯被配置為響應于從MPC接收到相故障信號，將備用調(diào)節(jié)器相電互連到包括故障調(diào)節(jié)器相的相組。

2.如權利要求1所述的相位冗余電壓調(diào)節(jié)器設備，所述多個調(diào)節(jié)器相位中的每個調(diào)節(jié)器相位進一步包括：

相位冗余控制器(PRC)，被配置為監(jiān)測所述調(diào)節(jié)器輸入處的電流并且進一步被配置為監(jiān)測所述調(diào)節(jié)器輸出處的電流和電壓；

輸出OR運算裝置，所述輸出OR運算裝置被配置成用于限制電流流入對應的調(diào)節(jié)器相的主輸出中；并且

輸入保護裝置，所述輸入保護裝置被配置成用于響應于來自所述PRC的控制信號而向所述相應調(diào)節(jié)器相位提供輸入過流保護和輸出過壓保護。

3.根據(jù)權利要求1所述的相位冗余電壓調(diào)節(jié)器設備，其中，每個相位組的所述MPC進一步被配置為：

從所述相位組中的每個調(diào)節(jié)器相位接收反饋輸出電壓和接收相應的檢測電流信號；

產(chǎn)生PWM或I_SHARE控制信號，以在預定時間段內(nèi)順序地激活所述相組中的每個調(diào)節(jié)器相，所述控制信號管理相之間的受控電流分擔；并且

在所述相組中的一個或多個調(diào)節(jié)器相失效之后，維持所述相組中的所有有源調(diào)節(jié)器相之間的電流共享。

4.如權利要求1所述的相位冗余電壓調(diào)節(jié)器設備，其中，每個控制信號是通過一系列脈沖寬度表示至少一個調(diào)節(jié)器相位的占空比/激活時間的數(shù)字信號。

5.如權利要求1所述的相位冗余電壓調(diào)節(jié)器設備，其中，所述輸出OR運算裝置和所述次級輸出OR運算裝置各自選自由以下各項組成的組：N溝道場效應晶體管(NFET)、P溝道場效應晶體管(PFET)、NPN晶體管和PNP晶體管。

6.如權利要求1所述的相位冗余電壓調(diào)節(jié)器設備，其中，MPC的調(diào)節(jié)器串行接口通過串行控制總線耦合至系統(tǒng)控制功能，所述串行控制總線選自由以下各項組成的組：串行外圍接口(SPI)接口、電源管理總線(PMBus)接口和集成電路間(I²C)接口。

7.如權利要求1所述的相位冗余電壓調(diào)節(jié)器設備，其中，所述一組相位組中的所述第一相位組被配置為維持電流共享。