[发明专利]直流-直流转换器

说明书

本发明涉及一种直流‑直流转换器，其包括：第一电容；第一开关、第二开关、第三开关和第四开关，其在第一电容的第一电极与第二电极之间串联连接；第二电容，其连接至第一开关与第二开关的连接节点和第三开关与第四开关的连接节点；电感，其连接至第二开关与第三开关的连接节点；以及控制器，其执行脉冲宽度调制控制。在第二电容发生故障的情况下，基于作为测量到的输出电压的第一检测电压与直流‑直流转换器的目标输出电压之间的比较结果，所述直流‑直流转换器执行脉冲宽度调制控制，使得第一开关和第二开关进入相同状态并且第三开关和第四开关进入相同状态。

技术领域

本发明涉及一种DC-DC转换器，更具体地，涉及这样一种飞跨DC-DC转换器：即使由于其飞跨电容的断路或短路故障而导致飞跨电容的电压无法控制，该飞跨DC-DC转换器也能够稳定地运行。

背景技术

将直流(DC)电源从一个电压水平转换为另一个电压水平的DC-DC转换器广泛用于各种电子设备中。

关于常规的DC-DC转换器，已知这样一种技术：通过利用半导体开关的导通/断开操作来控制电感的能量累积量和能量释放量，将直流电源的电压转换为另一个电压。这种类型的DC-DC转换器具有电感较大并且笨重的缺点。

为了解决这个问题，即，为了减小电感的尺寸和重量，需要减小电感的电感值。为此，已经开发出通过对电容进行充电和放电来减小施加到电感的电压的技术。

在利用这种技术的多种DC-DC转换器中，存在这样一种DC-DC转换器：其包括一系列开关和设置在所述一系列开关中的两个相邻开关之间的飞跨电容。

这种具有飞跨电容的DC-DC转换器存在以下问题：由于需要将飞跨电容的电压保持在预定水平(转换器的输出电压的一半)，因此难以控制。

当飞跨电容发生断路或短路故障时，无法保持飞跨电容的电压。在这种情况下，存在向开关施加过高的电压的风险，从而导致开关烧毁。

以上陈述仅仅旨在帮助理解本发明的背景技术，而不旨在意味着本发明落入本领域技术人员公知的相关技术的范围内。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种飞跨DC-DC转换器，即使在由于其飞跨电容发生断路或短路故障而无法控制飞跨电容的电压时，所述飞跨DC-DC转换器也能够稳定地运行。

为了实现该目的，根据本发明的一方面，提供一种DC-DC转换器，其包括：第一电容；第一开关、第二开关、第三开关和第四开关，其在第一电容的第一电极与第二电极之间串联连接；第二电容，其第一电极和第二电极分别连接至第一开关与第二开关的连接节点和第三开关与第四开关的连接节点；电感，其第一端子连接至第二开关与第三开关的连接节点；以及控制器，在第二电容发生断路或短路故障的情况下，根据作为测量到的输出电压的第一检测电压与作为目标输出电压的输出电压指令值之间的比较结果，所述控制器执行脉冲宽度调制(PWM)控制，使得第一开关和第二开关进入相同状态并且第三开关和第四开关进入相同状态。所述输出电压为第一电容的第一电极与第二电极之间的电压或所述电感与所述第一电容和所述第四开关的连接节点之间的电压。

根据本发明的一个实施方案，在第二电容发生断路或短路故障的情况下，所述控制器可以：根据第一检测电压与输出电压指令值之间的比较结果，生成作为目标电感电流的电感电流指令值，根据电感电流指令值与电感的实际检测电流之间的比较结果，生成第一控制电压指令值，并且根据第一控制电压指令值与具有预设频率的三角波信号之间的比较结果，执行PWM控制，使得第一开关和第二开关进入相同状态并且第三开关和第四开关进入相同状态。

根据本发明的一个实施方案，当执行PWM控制使得第一开关和第二开关进入相同状态并且第三开关和第四开关进入相同状态时，所述控制器可以减小所述DC-DC转换器的升压比。