一种传导电感式稳压器及其故障检测方法与流程

1.本发明涉及一种电子电路，更具体地说，本发明涉及一种稳压器。


背景技术：

2.在功率转换的应用中，多相电源被广泛应用于大功率以及大电流的场合，因为多相电源能够在提供大电流输出的同时具有较小的电流纹波和优化的热性能。
3.传导电感式稳压器(trans-inductor voltage regulator,tlvr)是一种使用变压器绕组作为输出电感的稳压器。在多相传导电感式稳压器中，每个变压器的一个绕组(例如初级绕组)作为其中一相的输出电感，所有变压器的另一绕组(例如次级绕组)串联耦接至参考地。由于这些串联耦接的绕组，负载电流的变化对每一相电路都能产生影响，从而多相传导电感式稳压器与传统的稳压器相比，可以实现更快的瞬态响应。
4.如图1所示，在一种改进的传导电感式稳压器中，补偿电感lc与所有变压器的次级绕组串联耦接，形成传导电感(trans-inductor，tl，即变压器)的副边环路。补偿电感lc为非线性电感，即补偿电感lc的电感值在传导电感式稳压器的工作区间内并不是恒定的。更具体的，当流过补偿电感lc的电流较小时，补偿电感lc的电感值较大，以及当流过补偿电感lc的电流较大时，补偿电感lc的电感值较小。所述改进的传导电感式稳压器可以实现更快的瞬态响应，并且在稳态下具有较小的纹波。
5.然而在实际应用中，可能会发生传导电感引脚的开路和/或短路。例如图1所示的电路可能发生如下故障：(a)传导电感的相引脚与一内部引脚短路，例如原边的第(n-1)相可能被短接至副边，如图1中的虚线a所示；(b)传导电感的内部引脚之间短路，即变压器次级绕组的两端短接，如图1中的虚线b所示；(c)传导电感的相引脚开路，即原边的某一相开路，导致该相的变压器初级绕组与传导电感式稳压器的输出断开连接，如图1中的标记x及对应的字母c所示；(d)传导电感的内部引脚与输出引脚短路，即传导电感式稳压器的输出被短接至副边，如图1中的虚线d所示；(e)传导电感的输出引脚开路，即传导电感式稳压器的输出开路，导致该相的初级绕组与传导电感式稳压器的输出断开连接，如图1中的标记x及对应的字母e所示；(f)传导电感的内部引脚开路，即传导电感的副边环路开路，如图1中的标记x及对应的字母f所示。
6.然而，每个传导电感具有4个引脚。例如，图1中的传导电感t-2具有引脚1、引脚2、引脚3和引脚4，其中引脚1耦接至传导电感式稳压器的输出电压vo，引脚4耦接至传导电感式稳压器的功率级的开关节点sw，而引脚2和引脚3(即次级绕组的t1端和t2端)不与外部电路相连，因此在焊接至电路板之后是不可见的。隐藏的引脚2和引脚3使得常规技术很难检测到传导电感的开路和/或短路。


技术实现要素：

7.因此本发明的目的在于解决现有技术的上述技术问题，提出一种传导电感式稳压器及其故障检测方法。
8.根据本发明的实施例，提出了一种传导电感式稳压器(trans-inductor voltage regulator,tlvr)，包括：多个变压器，多个开关电路，补偿电感和控制器。所述多个变压器中的每个变压器包括位于原边的初级绕组和位于副边的次级绕组，所述多个变压器的次级绕组串联耦接。所述多个开关电路并联耦接在一输入电压和一输出电压之间，并分别耦接至所述多个变压器，使得每个变压器的初级绕组作为对应的开关电路的输出电感。所述补偿电感与所述多个变压器的次级绕组串联耦接。所述控制器可配置为提供多个脉冲宽度调制信号以控制所述多个开关电路。所述控制器向多个开关电路逐一提供脉冲宽度调制信号，从而将多个开关电路逐一投入运行，以检测所述每个变压器原边与副边之间短路、副边短路、原边开路中的至少一种故障，或者向多个开关电路中的一个发出具有一系列脉冲的脉冲宽度调制信号，同时将提供给其它开关电路的多个脉冲宽度调制信号拉低，以检测串联耦接的多个变压器次级绕组开路的故障。
9.根据本发明的实施例，还提出了一种用于传导电感式稳压器的故障检测方法。所述传导电感式稳压器包括多个变压器，其中每个变压器具有位于原边的初级绕组和位于副边的次级绕组，所述多个变压器的次级绕组与一补偿电感串联耦接，所述多个变压器分别耦接至多个开关电路，使得每个变压器的初级绕组作为与之耦接的开关电路的输出电感。该故障检测方法包括以下步骤：将所述多个开关电路逐一投入运行，从而在其中一个开关电路运行时，所述传导电感式稳压器成为单相稳压器；检测所述单相稳压器是否正常运行或发生故障；若检测到故障，则报告该故障；若没有检测到故障，则将下一开关电路投入运行。
10.根据本发明的实施例，还提出了一种用于传导电感式稳压器的故障检测方法。所述传导电感式稳压器包括多个变压器，其中每个变压器具有初级绕组和次级绕组，所述多个变压器的次级绕组与一补偿电感串联耦接，所述多个变压器分别耦接至多个开关电路，使得每个变压器的初级绕组作为与之耦接的开关电路的输出电感。该故障检测方法包括以下步骤：向多个开关电路中的任意一个提供具有多个脉冲的脉冲宽度调制信号，并将用于控制其它开关电路的多个脉冲宽度调制信号拉低；将电流检测信号与一电流阈值进行比较，以检测串联耦接的多个变压器的次级绕组是否发生开路，所述电流检测信号指示了流经其中任意一个接收到低电平脉冲宽度调制信号的开关电路的电流；若检测到故障，则报告所述故障；若没有检测到故障，则结束检测。
11.根据本发明的实施例，还提出了一种用于传导电感式稳压器的故障检测方法。所述传导电感式稳压器包括多个变压器，其中每个变压器具有初级绕组和次级绕组，所述多个变压器的次级绕组与一补偿电感串联耦接，所述多个变压器分别耦接至多个开关电路，使得每个变压器的初级绕组作为与之耦接的开关电路的输出电感。该故障检测方法包括以下步骤：向多个开关电路中的任意一个提供具有多个脉冲的脉冲宽度调制信号，并将用于控制其它开关电路的多个脉冲宽度调制信号拉低；将多个电流检测信号分别与一电流阈值进行比较，产生多个比较结果，并根据所述多个比较结果判断所述串联耦接的多个变压器的次级绕组是否发生开路，所述多个电流检测信号分别指示了流经多个接收到低电平脉冲宽度调制信号的开关电路的电流；若检测到故障，则报告所述故障；若没有检测到故障，则结束检测。
12.相较于传统技术，本发明的传导电感式稳压器通过简单的电路设计实现了对传导
regulator,tlvr)200的结构示意图。在图2所示的实施例中，传导电感式稳压器200是具有n相的多相传导电感式稳压器，其中n为整数。如图2所示，传导电感式稳压器200接收输入电压vin，并向负载提供输出电压vo，负载例如包括中央处理单元(central processing unit,cpu)，图形处理单元(graphics processing unit,gpu)，以及其它的专用集成电路(application specific integrated circuits,asics)。
29.在图2所示的实施例中，传导电感式稳压器200包括多个开关电路40-1、40-2、
…
、40-n，n是大于2的整数。每个开关电路作为传导电感式稳压器200的其中一相，即开关电路40-1作为第1相，开关电路40-2作为第2相，
…
，开关电路40-n作为第n相。开关电路40-1、40-2、
…
、40-n并联耦接在输入电压vin和输出电压vo之间。每个开关电路可以是包括一高侧开关(即mh1、mh2、
…
、mhn)和一低侧开关(即ml1、ml2、
…
、mln)的降压调节器。在图2所示的实施例中，每个开关电路具有与其对应的变压器(t-1、t-2、
…
、t-n)，每个变压器包括位于原边的初级绕组和位于副边的次级绕组，每个变压器的初级绕组作为对应的开关电路的输出电感。以开关电路40-1为例，变压器t-1包括一初级绕组，所述初级绕组具有第一端和第二端，该初级绕组的第一端耦接至由高侧开关mh1和低侧开关ml1形成的开关节点sw，该初级绕组的第二端耦接至输出电压vo。高侧开关mh1耦接至输入电压vin，低侧开关ml1耦接至参考地。控制器10提供对应的脉冲宽度调制信号以驱动高侧开关mh1和低侧开关ml1。多个脉冲宽度调制信号pwm1、pwm2、
…
、pwmn分别控制多个开关电路40-1、40-2、
…
、40-n交错地对输出电容c1充电，以产生输出电压vo。例如在图3所示的一个开关周期内，脉冲宽度调制信号pwm1、pwm2、
…
、pwmn被分别提供至对应的开关电路40-1、40-2、
…
、40-n，以控制高侧开关mh1、mh2、
…
、mhn和低侧开关ml1、ml2、
…
、mln导通一定的时长。补偿电感lc具有第一端和第二端，补偿电感lc的第一端耦接至参考地。多个变压器t-1、t-2、
…
、t-n的次级绕组串联耦接在补偿电感的第二端和参考地之间，从而使补偿电感lc和变压器t-1、t-2、
…
、t-n形成传导电感(trans-inductor，tl，即变压器)的副边环路。每个变压器的初级绕组和次级绕组之间的匝比例如可以是1:1。
30.在图2所示的实施例中，控制器10包括驱动器20，驱动器20提供多个脉冲宽度调制信号(即图2所示的pwm1、pwm2、
…
、pwmn)。控制器10执行故障检测，例如检测传导电感原边与副边之间的短路、传导电感副边的短路、相开路(即传导电感原边的开路)等故障。
31.具体的，电流检测信号i
cs
指示了流经被激活相的电流(即当某一开关电路的高侧开关和低侧开关由对应的脉冲宽度调制信号驱动时，流经该开关电路的电流)。控制器10将电流检测信号i
cs
与正阈值v
pt
进行比较，以检测被激活相的传导电感的原边与副边之间是否短路。控制器10例如可以包括比较器11，以执行电流检测信号i
cs
与正阈值v
pt
的比较。
32.在图2所示的实施例中，控制器10进一步将电流检测信号i
cs
与负阈值v
nt
进行比较，以检测被激活相的传导电感的副边是否发生短路。控制器10例如可以包括比较器12，以执行电流检测信号i
cs
与负阈值v
nt
的比较。
33.在图2所示的实施例中，控制器10进一步将指示了输出电压vo的信号v
dd
与欠压阈值v
uvlo
进行比较，以检测被激活相的传导电感的原边是否发生开路。控制器10例如可以包括欠压检测器13，以执行信号v
dd
与欠压阈值v
uvlo
的比较。
34.在图2所示的实施例中，控制器10进一步包括控制电路14，控制电路14根据比较器11、比较器12和欠压检测器13的比较结果触发故障报告。
35.在一个实施例中，传导电感开路和/或短路的故障通过逐相运行测试法进行检测，即将所有相逐一运行以检测传导电感原边与副边之间的短路、传导电感副边的短路、和/或相开路的故障。具体的，所有开关电路40-1、40-2、
…
、40-n被逐一投入运行(即接收到脉冲宽度调制信号)。当其中一个开关电路(例如开关电路40-1)运行时，其它开关电路处于空闲状态，也就是说控制器10不向其它开关电路提供脉冲宽度调制信号，从而使传导电感式稳压器200成为单相降压转换器。控制器10持续地向运行中的开关电路提供脉冲宽度调制信号，以产生所需的输出电压vo，直至接收到关闭该开关电路的指令或接收到运行下一开关电路的指令。所有开关电路均通过这种方式运行，以检测各变压器是否发生原边与副边之间短路、副边短路、原边开路中的至少一种故障。如果多个开关电路中的一个发生传导电感原边与副边之间的短路(例如图1所示的故障(a)传导电感的相引脚与一内部引脚短路，或故障(d)传导电感的一内部引脚与输出引脚短路)，则如图4a所示，当该开关电路运行时，输出电压vo被拉至零，从而流经该开关电路的电流会迅速增大，导致电流检测信号i
cs
达到正阈值v
pt
。因此，比较器11将触发控制电路14报告传导电感原边与副边之间短路的故障。如果多个开关电路中的一个发生传导电感副边的短路(例如图1所示的故障(b)传导电感的内部引脚之间短路)，则该开关电路的输出电感值会变得很低。因此，如图4b所示，在该开关电路运行时，电流检测信号i
cs
出现较大纹波，在该开关电路的低侧开关导通期间，该开关电路的电感电流下降至零，并反向增大至负阈值v
nt
。因此，比较器12将触发控制电路14报告传导电感副边短路的故障。如果多个开关电路中的一个发生传导电感原边的开路(例如图1所示的故障(c)传导电感的相引脚开路，或故障(e)传导电感的输出引脚开路)，则输出电压vo不会上升，从而触发欠压保护，并进一步触发控制电路14报告传导电感原边开路的故障。
36.在图2所示的实施例中，控制电路14也接收其它控制信号(图中未画出)，以控制驱动器20提供脉冲宽度调制信号。
37.在图2所示的实施例中，电流检测信号i
cs
以流经开关电路40-1的电流为例进行说明。图5示出了根据本发明又一实施例的传导电感式稳压器500的结构示意图。本领域技术人员可知，如图5所示，控制器10可以分别接收来自n个开关电路40-1、40-2、
…
、40-n的n个电流检测信号。控制器10将每个电流检测信号(即i
cs1
、i
cs2
、
…
、i
csn
)分别与正阈值v
pt
及负阈值v
nt
进行比较，以检测传导电感原边与副边之间的短路及传导电感副边的短路。
38.图6示出了根据本发明又一实施例的传导电感式稳压器600的结构示意图。图6所示的传导电感式稳压器600和图2所示的传导电感式稳压器200类似，但传导电感式稳压器600不通过比较电流检测信号i
cs
与正阈值v
pt
来检测传导电感原边与副边之间的短路，而是将指示了传导电感式稳压器输出电压vo的反馈电压v
fb
与零电压基准vz进行比较，以检测传导电感的原边与副边是否发生短路。当反馈电压v
fb
低于零电压基准vz时，控制电路14被触发以报告传导电感原边与副边之间短路的故障。在图6所示的实施例中，控制器10包括电压比较器15，以执行反馈电压v
fb
与零电压基准vz的比较。
39.在图6所示的实施例中，传导电感副边短路和原边开路的检测与图2所示的实施例一致，分别通过比较器12和欠压检测器13来进行检测。
40.图7示出了根据本发明又一实施例的传导电感式稳压器700的结构示意图。在图7所示的实施例中，控制器10可以分别接收来自n个开关电路40-1、40-2、
…
、40-n的n个电流检测信号i
cs1
、i
cs2
、
…
、i
csn
。控制器10将每个电流检测信号与负阈值v
nt
进行比较，以检测传
导电感的副边是否发生短路。
41.图8示出了根据本发明又一实施例的传导电感式稳压器800的结构示意图。在图8所示的实施例中，传导电感式稳压器800包括与图2、图5、图6、图7相似的多个开关电路(即40-1、40-2、
…
、40-n)、与所述多个开关电路对应的多个变压器(即t-1、t-2、
…
、t-n)、补偿电感lc、以及控制器10。在图8所示的实施例中，控制器10进一步通过传导电感磁耦合验证法检测传导电感副边环路的开路。
42.具体的，在图8所示的实施例中，控制器10包括驱动器20。驱动器20向多个开关电路中的任意一个(例如开关电路40-1)提供具有多个脉冲的脉冲宽度调制信号，以控制该开关电路的高侧开关mh1和低侧开关ml1的导通及关断，并将用于控制其它开关电路的多个脉冲宽度调制信号拉低(即控制开关电路40-2、
…
40-n的低侧开关导通)。此外，控制器10进一步包括多个电流比较器16-1、16-2、
…
、16-n。多个电流比较器(即16-1、16-2、
…
、16-n)分别将指示了流经多个开关电路(即40-1、40-2、
…
、40-n)的多个电流检测信号(即i
cs1
、i
cs2
、
…
、i
csn
)与电流阈值i
th
进行比较，以检测传导电感的副边环路是否发生开路。
43.如果传导电感式稳压器800没有发生传导电感副边环路的开路，则由于开关电路40-1接收到了具有一系列脉冲的脉冲宽度调制信号，电流将流经开关电路40-1的输出电感(即开关电路40-1对应的传导电感的初级绕组)，使得该传导电感的次级绕组中有电流流过，也就是传导电感的副边环路中有电流流过，从而进一步使得有电流流经其它所有开关电路的低侧开关。然后，电流比较器16-1、16-2、
…
、16-n均向控制电路14发出信号，表明传导电感副边的耦接状态正常。反之，如果传导电感的副边环路出现开路，则没有电流流经开关电路40-1对应的传导电感的次级绕组，即传导电感副边环路中没有电流流过，从而只有电流比较器16-1会向控制电路14发送信号，其它电流比较器不会向控制电路14发送用于指示传导电感副边耦接状态正常的信号。因此控制电路14将报告传导电感副边环路开路的故障。
44.在图8所示的实施例中，控制器10分别接收来自n个开关电路40-1、40-2、
…
、40-n的n个电流检测信号i
cs1
、i
cs2
、
…
、i
csn
。本领域技术人员可知，控制器10可以包括一个电流比较器16，电流比较器16将一电流检测信号与电流阈值i
th
进行比较，其中所述电流检测信号指示了流经任一未运行的开关电路(即：接收到低电平脉冲宽度调制信号的任一开关电路)的电流。图9示出了根据本发明又一实施例的传导电感式稳压器900的结构示意图，传导电感式稳压器900包括电流比较器16。具体的，在图9所示的实施例中，控制器10向多个开关电路中的一个发出具有一系列脉冲的脉冲宽度调制信号，并将用于控制其它开关电路的多个脉冲宽度调制信号拉低。例如，脉冲宽度调制信号pwm1发出一系列脉冲，其余的脉冲宽度调制信号(即pwm2、
…
、pwmn)被拉低。电流检测信号i
cs2
对流经开关电路40-2的电流进行采样，电流比较器16将电流检测信号i
cs2
与电流阈值i
th
进行比较。如果传导电感副边环路出现开路，则没有电流流经开关电路40-2对应的传导电感的次级绕组，则电流检测信号i
cs2
始终低于电流阈值i
th
，从而电流比较器16不会向控制电路14发送用于指示传导电感副边耦接状态正常的信号。因此，控制电路14将报告传导电感副边环路开路的故障。
45.图10示出了根据本发明实施例的用于传导电感式稳压器的故障检测方法1000。传导电感式稳压器包括多个变压器，每个变压器具有初级绕组和次级绕组，多个变压器的次级绕组和一补偿电感串联，每个变压器的初级绕组分别耦接至多个开关电路中的一个。所
述故障检测方法1000包括步骤1001～1005。
46.在步骤1001，将各开关电路逐一投入运行，从而使传导电感式稳压器在多个开关电路中的一个运行时成为单相稳压器。
47.在步骤1002，检测单相稳压器是否正常运行或发生故障，若检测到故障，则执行步骤1003后再进入步骤1004，若没有检测到故障，则进入步骤1004。
48.在步骤1003，报告故障。
49.在步骤1004，将下一开关电路投入运行。
50.在步骤1005，判断是否所有开关电路均正常运行，若所有开关电路均正常运行，则进入步骤1006以结束检测，否则返回步骤1001。
51.在一个实施例中，故障检测方法1000进一步包括：将电流检测信号与一正阈值进行比较，该电流检测信号指示了流经运行中的开关电路的电流。如果电流检测信号大于该正阈值，则表明检测到运行中的开关电路所对应的传导电感(trans-inductor,tl，即变压器)的原边与副边之间发生短路。
52.在另一个实施例中，故障检测方法1000进一步包括：将该电流检测信号与一负阈值进行比较。如果电流检测信号小于该负阈值，则表明检测到运行中的开关电路对应的传导电感的副边发生短路。
53.图11示出了根据本发明另一实施例的用于传导电感式稳压器的故障检测方法1100。传导电感式稳压器包括多个变压器，每个变压器具有初级绕组和次级绕组，多个变压器的次级绕组和一补偿电感串联，每个变压器的初级绕组分别耦接于多个开关电路中的一个。所述故障检测方法1100包括步骤1101～1104。
54.在步骤1101，向多个开关电路中的任意一个提供具有一系列脉冲的脉冲宽度调制信号，并将用于控制其它开关电路的多个脉冲宽度调制信号拉低。
55.在步骤1102，将电流检测信号i
cs
与一电流阈值i
th
进行比较，以检测传导电感的副边环路是否发生开路，电流检测信号i
cs
指示了流经其中一个接收到低电平脉冲宽度调制信号的开关电路的电流。如果该电流检测信号i
cs
高于电流阈值i
th
，则进入步骤1103，否则进入步骤1104。
56.在步骤1103，结束检测。
57.在步骤1104，报告故障。
58.在一个实施例中，电流检测信号i
cs
指示了流经所有接收到低电平脉冲宽度调制信号的开关电路的电流。
59.上述传导电感式稳压器的实施例能够通过简单的电路对具有隐藏引脚的传导电感进行开路和/或短路的检测。与传统技术不同，上述传导电感式稳压器的实施例通过逐相运行测试法检测传导电感原边与副边之间的短路、传导电感副边的短路以及传导电感原边的开路，并通过传导电感磁耦合验证法来检测传导电感副边环路的开路。
60.虽然已参照几个典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

技术特征：
1.一种传导电感式稳压器，包括：多个变压器，其中每个变压器包括位于原边的初级绕组和位于副边的次级绕组，所述多个变压器的次级绕组串联耦接；多个开关电路，并联耦接在一输入电压和一输出电压之间，所述多个开关电路分别耦接至所述多个变压器的初级绕组，使得每个变压器的初级绕组作为与该变压器对应的开关电路的输出电感；补偿电感，与所述多个变压器的次级绕组串联耦接；以及控制器，可配置为提供多个脉冲宽度调制信号以控制所述多个开关电路，其中所述控制器向多个开关电路逐一提供脉冲宽度调制信号，从而将多个开关电路逐一投入运行，以检测所述每个变压器原边与副边之间短路、副边短路、原边开路中的至少一种故障，或者向多个开关电路中的一个发出具有一系列脉冲的脉冲宽度调制信号，同时将提供给其它开关电路的多个脉冲宽度调制信号拉低，以检测串联耦接的多个变压器次级绕组开路的故障。2.如权利要求1所述的传导电感式稳压器，其中：当控制器将所述多个开关电路中的一个投入运行时，控制器将电流检测信号与一正阈值进行比较，以检测运行中的开关电路所对应的变压器是否发生原边与副边之间的短路，所述电流检测信号指示了流经运行中的开关电路的电流。3.如权利要求1所述的传导电感式稳压器，其中：当控制器将所述多个开关电路中的一个投入运行时，控制器将指示了传导电感式稳压器输出电压的信号与一欠压阈值进行比较，以检测运行中的开关电路所对应的变压器是否发生原边的开路。4.如权利要求1所述的传导电感式稳压器，其中：当控制器将所述多个开关电路中的一个投入运行时，控制器将电流检测信号与一负阈值进行比较，以检测运行中的开关电路所对应的变压器是否发生副边的短路，所述电流检测信号指示了流经运行中的开关电路的电流。5.如权利要求1所述的传导电感式稳压器，其中：当控制器将所述多个开关电路中的一个投入运行时，控制器将指示了传导电感式稳压器输出电压的反馈电压与一零电压基准进行比较，以检测运行中的开关电路所对应的变压器是否发生原边与副边之间的短路。6.如权利要求1所述的传导电感式稳压器，其中：所述控制器包括多个比较电路，当控制器将多个开关电路逐一投入运行时，所述多个比较电路将多个电流检测信号分别与一正阈值进行比较，以检测所述多个变压器中每个变压器是否发生原边与副边之间的短路，所述多个电流检测信号分别指示了流经所述多个开关电路的电流。7.如权利要求1所述的传导电感式稳压器，其中：所述控制器包括多个比较电路，当控制器将多个开关电路逐一投入运行时，所述多个比较电路将多个电流检测信号分别与一负阈值进行比较，以检测所述多个变压器中的每个变压器是否发生副边的短路，所述多个电流检测信号分别指示了流经所述多个开关电路的电流。8.如权利要求1所述的传导电感式稳压器，其中：
当所述控制器向多个开关电路中的一个发出具有一系列脉冲的脉冲宽度调制信号并同时将提供给其它开关电路的多个脉冲宽度调制信号拉低时，所述控制器将多个电流检测信号分别与一电流阈值进行比较，产生多个比较结果，并根据所述多个比较结果判断所述串联耦接的多个变压器的次级绕组是否发生开路，所述多个电流检测信号分别指示了流经所述多个开关电路的电流。9.如权利要求1所述的传导电感式稳压器，其中：当控制器向多个开关电路中的一个发出具有一系列脉冲的脉冲宽度调制信号并同时将提供给其它开关电路的多个脉冲宽度调制信号拉低时，所述控制器将电流检测信号与一电流阈值进行比较，以判断所述串联耦接的多个变压器的次级绕组是否发生开路，所述电流检测信号指示了流经所述多个开关电路中任意一个接收到低电平脉冲宽度调制信号的开关电路的电流。10.如权利要求1所述的传导电感式稳压器，其中：所述控制器进一步对于检测到以下故障中的任意一种做出响应，触发故障报告：(a)所述多个变压器中的一个或多个的副边发生短路；(b)所述多个变压器中的一个或多个原边与副边之间发生短路；(c)所述多个变压器中的一个或多个的原边发生开路；以及(d)所述串联耦接的多个变压器的次级绕组发生开路。11.一种用于传导电感式稳压器的故障检测方法，所述传导电感式稳压器包括多个变压器，其中每个变压器具有位于原边的初级绕组和位于副边的次级绕组，所述多个变压器的次级绕组与一补偿电感串联耦接，所述多个变压器的初级绕组分别耦接至多个开关电路，使得每个变压器的初级绕组作为与该变压器对应的开关电路的输出电感，所述故障检测方法包括：将所述多个开关电路逐一投入运行，从而在其中一个开关电路运行时，所述传导电感式稳压器成为单相稳压器；检测所述单相稳压器是否正常运行或发生故障；若检测到故障，则报告该故障；以及若没有检测到故障，则将下一开关电路投入运行。12.如权利要求11所述的故障检测方法，进一步包括：若所述多个开关电路均正常运行，则结束检测。13.如权利要求11所述的故障检测方法，进一步包括：将电流检测信号与一正阈值进行比较，所述电流检测信号指示了流经运行中的开关电路的电流，若电流检测信号大于所述正阈值，则表明检测到运行中的开关电路所对应的变压器原边与副边之间发生短路。14.如权利要求11所述的故障检测方法，进一步包括：将电流检测信号与一负阈值进行比较，所述电流检测信号指示了流经运行中的开关电路的电流，若电流检测信号小于所述负阈值，则表明检测到运行中的开关电路所对应的变压器副边发生短路。15.如权利要求11所述的故障检测方法，进一步包括：将指示了传导电感稳压器输出电压的信号与一欠压阈值进行比较，如果指示了传导电
感式稳压器输出电压的信号小于所述欠压阈值，表明检测到运行中的开关电路所对应的变压器原边发生开路。16.一种用于传导电感式稳压器的故障检测方法，所述传导电感式稳压器包括多个变压器，其中每个变压器具有初级绕组和次级绕组，所述多个变压器的次级绕组与一补偿电感串联耦接，所述多个变压器的初级绕组分别耦接至多个开关电路，使得每个变压器的初级绕组作为与之耦接的开关电路的输出电感，所述故障检测方法包括：向多个开关电路中的任意一个提供具有多个脉冲的脉冲宽度调制信号，并将用于控制其它开关电路的多个脉冲宽度调制信号拉低；将电流检测信号与一电流阈值进行比较，以检测串联耦接的多个变压器的次级绕组是否发生开路，所述电流检测信号指示了流经其中任意一个接收到低电平脉冲宽度调制信号的开关电路的电流；若检测到故障，则报告所述故障；以及若没有检测到故障，则结束检测。17.一种用于传导电感式稳压器的故障检测方法，所述传导电感式稳压器包括多个变压器，其中每个变压器具有初级绕组和次级绕组，所述多个变压器的次级绕组与一补偿电感串联耦接，所述多个变压器的初级绕组分别耦接至多个开关电路，使得每个变压器的初级绕组作为与之耦接的开关电路的输出电感，所述故障检测方法包括：向多个开关电路中的任意一个提供具有多个脉冲的脉冲宽度调制信号，并将用于控制其它开关电路的多个脉冲宽度调制信号拉低；将多个电流检测信号分别与一电流阈值进行比较，产生多个比较结果，并根据所述多个比较结果判断所述串联耦接的多个变压器的次级绕组是否发生开路，所述多个电流检测信号分别指示了流经多个接收到低电平脉冲宽度调制信号的开关电路的电流；若检测到故障，则报告所述故障；以及若没有检测到故障，则结束检测。

技术总结
本申请公开了一种传导电感式稳压器及其故障检测方法。传导电感式稳压器包括多个变压器、补偿电感、控制器、和并联耦接的多个开关电路。多个变压器的次级绕组与补偿电感串联耦接。多个开关电路分别与多个变压器的初级绕组耦接，使得每个变压器的初级绕组作为对应的开关电路的输出电感。控制器将多个开关电路逐一投入运行，以检测各变压器原边与副边之间短路、副边短路、原边开路中的至少一种故障，或者向其中一个开关电路发出具有一系列脉冲的脉冲宽度调制信号，同时将提供给其它开关电路的多个脉冲宽度调制信号拉低，以检测串联耦接的多个变压器次级绕组开路的故障。本发明通过简单的电路设计实现了对传导电感式稳压器中变压器的故障检测。压器的故障检测。压器的故障检测。


技术研发人员：邵航 赵涛
受保护的技术使用者：成都芯源系统有限公司
技术研发日：2023.03.13
技术公布日：2023/7/12