CN105099153B - 用于电力变换器的短路保护系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于电力变换器的短路保护系统。一个示例包括电力变换器系统(10)。系统(10)包括开关电路(14)，其被配置为响应于驱动器信号激活至少一个电源开关(16)，从而基于输入端(56)处的输入电压并基于与电感器有关的电感器电流，在输出端(12)处提供输出电压。至少一个电源开关(16)包括互连电感器和输出端(12)的寄生二极管(68)。系统(10)还包括短路保护系统(20)，其被配置为检测短路情况并响应于短路情况的检测停用至少一个电源开关(16)，从而响应于至少一个电源开关(16)的停用将来自电感器的电感器电流通过寄生二极管(68)提供到输出端(12)。

Description

用于电力变换器的短路保护系统
技术领域
本发明总体上涉及电子电路系统，并且更具体地，涉及用于电力变换器的短路保护系统。
背景技术
电力变换器系统如开关电源，能够应用在各种应用中以在电子设备(如便携式电子设备)中提供电力。开关电源能够以各种不同类型实施以基于输入电压提供输出电压。降压变换器能够使用开关生成小于输入电压的稳定输出电压，并且升压变换器能够生成大于输入电压的稳定输出电压。能够实施降升压型变换器以提供降压和升压功能两者以灵活地提供在幅值上大于或小于输入电压的输出电压。由于开关电源使用电感器，开关电源中的短路情况是不利的，因为通过电感器的电流幅值能够增加到非常高的幅值，这能够损害开关电源。
发明内容
一个实例包括一种电力变换器系统。该系统包括开关电路，其被配置为响应于驱动器信号激活至少一个电源开关，以基于输入端处的输入电压并基于与电感器有关的电感器电流，在输出端处提供输出电压。至少一个电源开关包括互连电感器和输出端的寄生二极管。系统还包括短路保护系统，其被配置为检测短路情况并响应于短路情况的检测停用至少一个电源开关，以便响应于至少一个电源开关的停用将来自电感器的电感器电流通过寄生二极管提供到输出端。
另一个示例包括一种电力变换器系统。该系统包括开关电路。开关电路包括互连具有输入电压的输入端和电感器的第一电源开关，并且所述第一电源开关被配置为以可变占空比激活以提供通过电感器的电感器电流。开关电路还包括互连电感器和输出端的第二电源开关，并且所述第二电源开关被配置为基于电感器电流在输出端提供输出电压。系统还包括短路保护系统，其被配置为检测与输出端有关的短路情况并响应于短路情况的检测将第二电源开关保持在停用状态，以使第一电源开关以可变占空比激活从而在短路情况期间维持通过电感器的电感器电流。
另一个实施例包括一种电力变换器系统。该系统包括开关电路，开关电路被配置为响应于驱动器信号激活至少一个电源开关以基于输入端处的输入电压并基于与电感器有关的电感器电流，在输出端处提供输出电压。至少一个电源开关包括互连电感器和输出端的寄生二极管。系统还包括第一短路保护系统，其被配置为检测与输出端有关的短路情况并响应于与输出端有关的短路情况的检测停用至少一个电源开关，从而在与输出端有关的短路情况的至少一部分期间，将来自电感器的电感器电流通过寄生二极管提供到输出端。系统还包括第二短路保护系统，其被配置为检测与输入端有关的短路情况并响应于与输入端有关的短路情况的检测停用至少一个电源开关，以阻止电感器电流从输出端流到输入端。
附图说明
图1示出一种电力变换器系统的示例。
图2示出一种电力变换器电路的示例。
图3示出一种电力变换器电路的另一个示例。
具体实施方式
本发明总体上涉及电子电路系统，并且更具体地，涉及用于电力变换器的短路保护系统。电力变换器系统，如降升压型电力变换器系统，能够包括互连电感器和具有输出电压的输出端的开关。至少一个附加开关能够以可变占空比被周期性激活(如响应于提供到门驱动器的驱动信号)，以生成通过电感器的电感器电流，从而在输出端提供输出电压。系统还能够包括短路保护电路，其能够被配置为检测短路情况，如与输出端有关的短路情况。例如，短路保护电路能够包括被输出电压控制且耦合到输入电压(如，经由电阻器)的开关。因此，该开关能够控制放大器(如施米特触发器)的输入端处的电压以响应于检测短路情况而从放大器提供短路检测信号。作为响应，相关门驱动器能够被配置为将互连电感器和输出端的电源开关保持在停用状态。开关能够包括寄生二极管，以便电感器电流能够以正向偏置方式流过寄生二极管，其中寄生二极管在电感器和输出端之间的电源开关两端提供电压差。因此，至少一个附加开关能够继续以可变占空比操作以提供电感器电流，例如，以维持开关电源以最小占空比操作或高于最小占空比操作。此外，在电力变换器系统初始加电时，输出电压的初始零幅值能够基本上类似于短路情况。因此，短路保护电路能够被配置为在软启动情况期间维持至少一个开关以最小占空比或高于最小占空比激活，从而开始充电相关输出电容器以增加输出电压的幅值，从而获得正常运行情况。
短路保护电路能够是第一短路保护电路，以便电力变换器系统能够包括第二短路保护电路。第二短路保护电路能够被配置为检测短路情况，如与输入端有关的短路情况。响应于检测与输入端有关的短路情况，第二短路保护电路能够被配置为使得电源开关保持在停用状态，从而基本上阻止电流从输出端流到输入端。例如，第二短路保护电路能够包括耦合到检测节点且由预定参考电压控制的参考开关和互连输入端和参考开关的至少一个开关。第二短路保护电路还能够包括由检测节点控制的锁式开关，以便锁式开关和互连输入端和参考开关的至少一个开关被布置为锁存器，该锁存器与响应于输入电压大于与参考电压有关的预定阈值而使检测节点处于逻辑高状态的设置有关。检测节点能够耦合到门驱动器，以便第二短路保护电路能够被配置为响应于检测输入电压减小到预定阈值以下的短路情况而将检测节点设置为逻辑低状态，从而将电源开关保持在停用状态。结果是，停用的电源开关能够基本上阻止电流从输出端流到输入端。
图1示出一种示例性电力变换器系统10。电力变换器系统10能够应用到各种供电应用中，例如用于到便携式电子设备。例如，电力变换器系统10能够被配置为降升压型变换器以基于输入电压VIN在输出端12处提供到负载(如图1示例所示，标记为电阻器RL)的输出电压VOUT。然而，本文所述原理能够类似地适用于其他类型的电力变换器系统，如降压变换器或升压变换器。
电力变换器系统10包括开关系统14，其包括至少一个电源开关16，其被配置为响应于一个或更多驱动器信号DRV以可变占空比周期性地切换，从而将来自输入电压VIN的电感器电流IL提供通过电感器18。例如，电源开关(一个或更多个)16能够包括能够以可变占空比周期性激活从而在电感器内建立电感器电流IL(如升压模式)的第一电源开关。因此，电源开关(一个或更多个)16还能够包括第二电源开关，其能够被周期性激活(如和第一电源开关交替地)以提供电感器电流IL到输出端12(如降压模式)，因此提供负载RL两端和输出电容COUT两端的输出电压VOUT。电源开关(一个或更多个)16还能够包括至少一个附加电源开关，其互连电感器18到低电压轨，图1的示例标记为接地。
电力变换器系统10还包括短路保护系统20。短路保护系统20能够被配置为检测短路情况，如与输出端12有关的短路情况。如本文所述，术语“短路情况”是指电力变换器系统10的相应部分(如输出端12)通过非常低的电阻(如约为零欧姆)耦合到低电压轨或耦合到电力变换器系统10加电时的约为零伏的输出电压VOUT的初始幅值(如输出电容器COUT的零电荷)。例如，短路保护系统20能够包括由输出电压VOUT控制且耦合到输入电压VIN(如通过电阻器)的开关。因此，该开关能够控制放大器(如施米特触发器)的输入端处的电压，从而响应于短路情况从放大器提供短路检测信号。作为响应，控制电源开关(一个或更多个)16的相关门驱动器能够被配置为将开关(一个或更多个)16(如互连电感器18和输出端12的第二电源开关)保持在停用状态。电源开关(一个或更多个)16能够包括寄生二极管，以便电感器电流IL能够以正向偏置方式流过寄生二极管，其中寄生二极管提供电源开关(一个或更多个)16(如第二电源开关)两端的电压差。因此，开关(一个或更多个)16(如互连具有输入电压VIN的输入端和电感器18的第一电源开关)能够继续以可变占空比运行以提供电感器电流IL，例如，从而维持开关(一个或更多个)16以最小占空比或高于最小占空比激活。此外，如本文更详细描述的，短路保护系统20能够被配置为在软启动情况期间维持开关(一个或更多个)16以最小占空比或高于最小占空比激活，从而开始给输出电容器COUT充电。因此，在软启动情况期间，短路保护系统20能够实施为通过可变占空比(如以最小占空比或高于最小占空比)控制电感器电流IL，从而将输出电压VOUT的幅值从约为零伏，并因此基本上类似于短路状况，增加到正常运行幅值。
图2示出一种电力变换器电路50的示例。电力变换器电路50能够对应于图1的示例中的电力变换器系统10。例如，电力变换器电路50能够被配置为在输出端52生成输出电压VOUT，其能够被提供通过负载(未示出)。因此，下文参考图1的示例对图2的示例进行描述。在图2的示例中，电力变换器电路50被配置为降升压型变换器。
电力变换器电路50包括开关系统54。开关系统54包括第一电源开关N1和第二电源开关N2，它们的每个在图2的示例中被标记为N通道金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。第一电源开关N1互连具有输入电压VIN的输入端56和第一电感器节点58，它的漏极耦合到输入端56并且它的源极耦合到第一电感器节点58。类似地，第二电源开关N2互连第二电感器节点60和输出端52，它的漏极耦合到输出端52并且它的源极耦合到第二电感器节点60。电感器L1互连第一电感器节点58和第二电感器节点60。开关系统54还包括第三电源开关N3和第四电源开关N4，它们每个同样在图2的示例中被标记为N通道MOSFET，其中第三电源开关N3从漏极到源极互连第一电感器节点58到接地，并且第四电源开关N4从漏极到源极互连第二电感器节点60到接地。
第一门驱动器62被配置为通过开关信号SW1控制第一电源开关N1的激活，并通过开关信号SW3控制第三电源开关N3的激活。第二门驱动器64被配置为通过开关信号SW2控制第二电源开关N2的激活，并通过开关信号SW4控制第四电源开关N4的激活。通过各自开关信号SW1到SW4的电源开关N1到N4的激活能够基于驱动信号DRV(未示出)从而能够基于输出电压VOUT的期望幅值提供电源开关N1到N4以可变占空比进行周期性激活。
例如，在升压模式中，第一电源开关N1和第四电源开关N4能够以可变占空比同时激活，从而在电感器L1中建立电感器电流IL，并且第二电源开关N2和第三电源开关N3能够相对于彼此同时激活并相对于第一电源开关N1和第四电源开关N4替换激活，以提供电感器电流IL到输出端52，由此提供输出电压VOUT(例如，负载RL两端的电压)。在图2的示例中，第一电源开关N1包括具有在第一电感器节点58处的阳极和在输入端56处的阴极的寄生二极管66，并且第二电源开关N2包括具有在第二电感器节点60处的阳极和在输出端52处的阴极的寄生二极管68，以便寄生二极管66和68在升压模式中反向偏置运行。如又一个示例，在降压模式中，第一电源开关N1能够以可变占空比激活从而在电感器L1中建立电感器电流IL，并且第三电源开关N3能够相对于第一电源开关N1替换激活以提供电感器电流IL到输出端52，而第二电源开关N2保持在激活状态且第四电源开关N4保持在停用状态。此外，在图2的示例中，第三电源开关N3包括具有在接地处的阳极和在第一电感器节点58处的阴极的寄生二极管70，并且第四电源开关N4包括具有在接地处的阳极和在第二电感器节点60处的阴极的寄生二极管72。
电力变换器电路50还包括短路保护系统74。短路保护电路74能够被配置为检测短路情况，如与输出端52有关的短路情况。在图2的示例中，短路保护系统74包括检测开关N5，标记为N通道MOSFET，在其栅极耦合到输出端52，并因此其由输出电压VOUT控制。检测开关N5互连通过其漏极处的电阻器R1与输入端56分离的节点76和源极处的接地。具有电压VSC的节点76作为输入提供到反相放大器78，在图2的示例中被标记为施米特触发器，其提供短路检测信号SC到门驱动器64。因此，电压VSC能够指示与输出端52有关的短路情况的存在。
例如，在电力变换器电路50的正常运行期间，输出电压VOUT保持有足够幅值以维持检测开关N5的激活，以便电压VSC具有逻辑低状态以在逻辑高状态提供短路检测信号SC。然而，响应于输出端52处的短路情况，输出电压VOUT将减小到约为零。作为响应，检测开关N5被停用，以便输入电压VIN通过电阻器R1将电压VSC的幅值上拉到逻辑高状态，以便反相放大器78去断言短路检测信号SC到逻辑低状态。响应于短路检测信号SC的逻辑低状态，门驱动器64能够被配置为将第二电源开关N2保持在停用状态。因此，门驱动器62能够继续在降压模式中以可变占空比操作第一电源开关N1和第三电源开关N3，从而通过寄生二极管68将电感器电流IL提供到输出端52。因为寄生二极管68增加电感器L1和输出端52之间的第二电源开关N2两端的电压差，所以可变占空比能够被设置为大于最小可接收占空比的值。结果，代替响应于短路情况而禁用电力变换器电路50，短路保护电路74能够允许电力变换器电路50在与输出端52有关的短路情况期间继续运行，同时保护电力变换器电路50免受能够由短路情况或占空比太小而造成的损坏。
例如，用于在降压模式下的电力变换器电路50的占空比D能够取决于输出电压VOUT和输入电压VIN的相对幅值，如下式：
D＝VOUT/VIN 公式1
因此，假设输入电压VIN约为5V，并假设每个激活的电源开关两端的电压降约为0.1V，在与输出端52有关的短路情况期间，在降压模式中运行电力变换器电路50，其中第一电源开关N1到第三电源开关N3激活(如，第一电源开关N1或第三电源开关N3同时与第二电源开关N2)并因此没有运行短路保护电路74，能够获得(0.2V/5＝0.04＝4％)的占空比D。对于约为2.5MHz的时钟频率，约为4％的占空比为输入端56处的电流测量提供约16纳秒的接通时间(如通过感测晶体管或通过测量第一电源开关N1两端的电压降)。然而，其他因素能够造成接通时间电流测量的窄窗口，如与门驱动器62有关的附加延迟，第一电源开关N1和第三电源开关N3激活之间的死区时间(dead time)和/或电流采样时间。因此，电力变换器电路50可能要求大于4％的最小占空比以进行合适接通时间电流测量，如10％(如约为40纳秒)。
然而，响应于通过短路保护电路74进行的短路情况的检测并因此第二电源开关N2保持在停用状态，寄生二极管68将更大的电压差从电感器L1提供到输出端52。结果是，在降压模式下，第一电源开关N1的可变占空比能够响应于短路情况、基于通过短路保护电路74而停用第二电源开关N2(与先前描述的第二电源开关N2连续激活相反)而增加。例如，再次假设输入电压VIN约为5V，并且再次假设激活的第一电源开关N1或第三电源开关N3两端的电压降约为0.1V，并假设寄生二极管68两端的电压降约为0.6V，在与输出端52有关的短路情况期间，在降压模式中运行电力变换器电路50，其中第一电源开关N1或第三电源开关N3激活而第二电源开关N2通过短路保护电路74保持在停用状态，能够获得(0.7V/5＝0.14＝14％)的占空比D。对于约为2.5MHz的时钟频率，约为14％的占空比为输入端56处的电流测量提供约为57纳秒接通时间，其大于用于合适接通时间电流测量(如，约为40纳秒)的电力变换器电路50可能需要的最小占空比。
例如，短路保护电路74中的检测开关N5能够被配置为提供指示短路情况的检测的信号。例如，短路保护电路74能够比较输出电压VOUT相对于阈值电压。例如，阈值电压能够约为0.6V，其能够对应于输出电压VOUT的低阈值。因此，对于输出电压VOUT，小于0.6V的幅值能够对应于针对输出端52的短路情况。在这种情况下，提供例如10％的最小允许占空比的输入电压VIN的最大幅值为6V。然而，对于更大值的输入电压VIN，短路保护电路74能够提供短路情况信号SC到门驱动器62和门驱动器64，以将第二电源开关N2和第三电源开关N3保持在停用状态。附加地或替换地，短路情况能够基于电压相对于时间的变化(如dV/dt)。
例如，假设输入电压VIN约为8V，并假设寄生二极管68和寄生二极管70两端的电压降约为0.6V，在与输出端52有关的短路情况期间，在降压模式中运行电力变换器电路50，其中第二电源开关N2和第三电源开关N3通过短路保护电路74保持在停用状态，能够获得(1.2V/8＝0.24＝24％)的占空比D，并因此获得约为98纳秒的接通时间。类似地，短路保护电路74能够类似地通过短路情况信号SC将第二电源开关N2和第三电源开关N3保持在停用状态，以在短路情况期间简单地增加电力变换器电路50的占空比。例如，再次假设输入电压VIN约为5V，并再次假设寄生二极管68和寄生二极管70两端的电压降约为0.6V，在与输出端52有关的短路情况期间，在降压模式中运行电力变换器电路50，其中第二电源开关N2和第三电源开关N3通过短路保护电路74保持在停用状态，能够获得(1.2V/5＝0.15＝15％)的占空比D，并因此获得61纳秒的接通时间。在这些事例中，占空比和用于电感器电流IL的电流测量的接通时间能够显著大于电力变换器电路50允许的最大值。
因此，如本文所述，短路保护电路74能够被配置为在存在与输出端52有关的短路情况时提供电力变换器电路50的连续运行。因此，电力变换器电路50能够响应于负载RL的短暂变化正常继续运行，如能够仿真(emulate)与输出端52有关的短路情况。此外，电力变换器电路50能够在短路情况不再存在之后返回正常的降升压操作而不中断具有需要纠正和/或故障检修的错误情况的电力变换器电路50的运行。
此外，短路保护电路74能够使电力变换器电路50进行软启动而不需要附加软启动电路系统开销。例如，输出端52能够耦合到输出电容器(如输出电容器COUT，图2的示例中未示出)，其能够具有保持输出电压VOUT的大电容(如约为500μF或更大)。因此，在电力变换器电路50开始运行时，输出电容器能够没有电荷，并因此，输出电压VOUT能够约为0V，其能够等同于短路情况。相应地，短路保护电路74能够被配置为如本文所述运行以通过短路检测信号SC控制门驱动器64从而将第二电源开关N2保持在停用状态，而电力变换器电路50运行在降压模式以对输出电容器充电。结果，短路保护电路74能够被配置为在软启动期间，在大于或等于最小占空比的降压模式中控制第一电源开关N1的可变占空比，以基于第二电源开关N2通过短路保护电路74的停用而将输出电压VOUT从约为0V增加到正常运行模式幅值。
应当理解，电力变换器电路50并不限于如图2的示例所示的方式，而是可以以各种不同方式配置。例如，短路保护电路74可以被实施为使用各种不同降升压型变换器的电路配置运行。此外，在电力变换器电路50被指示为降升压型变换器时，还可以在其他形式的开关电源，如降压变换器上提供短路保护电路74。因此，电力变换器电路50可以以任意各种不同方式配置。
图3示出电力变换器电路100的另一个示例。电力变换器电路100能够基本类似于图2的示例中的电力变换器电路50配置，并因此包括相同的附图标记。在图3的示例中，短路保护电路74是第一(输出侧)短路保护电路74，其被配置为检测与输出端52有关的短路情况并提供短路检测信号SC1到门驱动器64，从而响应于与输出端52有关的短路情况将至少第二电源开关N2保持在停用状态，如上所述。此外，电力变换器电路100包括第二(输入侧)短路保护电路102，其被配置为检测与输入端56有关的短路情况并响应于与输入端56有关的短路情况将第二电源开关N2保持在停用状态。在图3的示例中，电力变换器电路100还包括使能电路104。
如本文所述，使能电路104能够被配置为使第二短路保护电路102能够运行。使能电路104接收使能信号EN，其在逻辑高状态时被提供以使电力变换器电路100运行。响应使能信号EN的逻辑高状态，P通道MOSFET开关P1通过反相器106和电平位移器108激活，并且N通道MOSFET开关N6激活。作为响应，电压VMAX(如具有为至少一个二极管压降的幅值，其大于输入电压VIN和输出电压VOUT中的一个的最大幅值)提供通过开关P1、电阻器R2、二极管连接的晶体管对N7和N8以及通过开关N6的电流，从而通过电阻器R3设置第二短路保护电路102中的偏压VEN的幅值。
使能信号EN还通过反相器106激活第二短路保护电路102的P通道开关P2。开关P2的激活基于偏压VEN、通过电阻器R4将P通道开关P3的源极上拉到输入电压VIN，其能够大于开关P3的阈值电压，于是，同样激活开关P3。类似地，开关P3的激活将P通道开关P4的源极上拉到稍微小于输入电压VIN的电压，其能够大于基于在开关P4的栅极提供的参考电压VREF(如，具有约为1.2V的幅值)的开关P4的阈值电压，于是，同样激活开关P4。响应开关P4的激活，检测节点110(其用作通过电阻器R5与地分离的短路检测信号SC2)被上拉到稍微小于输入电压VIN的电压，于是，相对于门驱动器64将短路检测信号SC2断言为逻辑高状态。此外，短路检测信号SC2的逻辑高状态提供N通道开关N9的激活，其将偏压VEN下拉至几乎接地。结果是，第二短路保护电路102，并且具体是开关P4和N9，协作以用作锁存器，因此提供短路检测信号SC2的基本上迟滞的断言，如能够类似于施米特触发器。
响应于与输入端56有关的短路情况(如，输入端56通过非常低的电阻(如约为0欧姆)与地耦合)，输入电压VIN减小到预定阈值以下，其能够稍微大于比开关P4的栅极处的参考电压VREF(如约为2V)大的阈值。作为响应，开关P4停用以将检测节点110处的短路检测信号SC2设置到逻辑低状态。响应于短路检测信号SC2被停用到逻辑低状态，门驱动器64能够被配置为将第二电源开关N2保持在停用状态。因此，由于输出电压VOUT能够具有大于输入电压VIN的幅值，寄生二极管68能够反向偏置。相应地，电感器电流IL能够被基本上阻止从输出端52流到输入端56，例如，这能够造成电力变换器电路50损坏。结果是，第一短路保护电路74和第二短路保护电路102能够协作以分别为输出端52和输入端56中的每个提供短路保护。
上述内容是本发明的示例。当然，不可能描述出于描述本发明的目的的组件或方法的每一个可能的组合，但本领域的普通技术人员将意识到，本发明的许多进一步组合和替换是可能的。因此，本发明旨在包括落入本申请范围的所有这些改变、修改或变化，包括所附权利要求。

Claims (18)

1.一种电力变换器系统，其包括：
开关电路，其被配置为响应于驱动器信号激活至少一个电源开关，从而基于输入端处的输入电压并基于与电感器有关的电感器电流，在输出端处提供输出电压，所述至少一个电源开关包括寄生二极管并互连所述电感器和所述输出端；和
短路保护系统，其被配置为检测短路情况并响应于检测到所述短路情况停用所述至少一个电源开关，从而响应于所述至少一个电源开关的所述停用将来自所述电感器的所述电感器电流通过所述寄生二极管提供到所述输出端，所述寄生二极管增加所述电源开关两端的电压差，从而允许所述开关电路的可变占空比，所述可变占空比是大于最小可接受值的值。
2.根据权利要求1所述的电力变换器系统，其中所述开关电路包括门驱动器，所述门驱动器被配置为响应于所述驱动器信号控制所述至少一个电源开关，其中所述短路保护系统包括放大器，所述放大器被配置为响应于所述输出电压减小到阈值以下而提供短路情况信号，所述短路情况信号被提供到所述门驱动器从而基于所述短路情况信号将所述至少一个电源开关保持在停用状态。
3.根据权利要求2所述的电力变换器系统，其中所述短路保护系统进一步包括：
互连所述输入电压和所述放大器的输入端的电阻器；和
互连所述放大器的所述输入端和低电压轨的检测开关，并且所述检测开关由所述输出电压控制，以便所述输出电压响应于减小到所述阈值以下而停用所述检测开关从而使得所述放大器提供所述短路情况信号。
4.根据权利要求1所述的电力变换器系统，其中所述至少一个电源开关包括输出电源开关，其被配置响应于所述驱动器信号、基于所述电感器电流在所述输出端处提供所述输出电压，所述电力变换器系统进一步包括互连所述输入端和所述电感器的输入电源开关，并且所述输入电源开关被配置为以可变占空比激活从而提供通过所述电感器的所述电感器电流，其中所述输出电源开关被配置为响应于检测到所述短路情况而保持在停用状态，从而以所述可变占空比维持所述输入电源开关的所述激活以维持通过所述电感器的所述电感器电流。
5.根据权利要求4所述的电力变换器系统，其中所述输出电源开关包括寄生二极管，其被配置为在所述输出电源开关保持在所述停用状态时传导所述电感器电流以增加所述电感器和所述输出端之间的所述输出电源开关两端的电压差，以便所述输入电源开关能够继续以所述可变占空比激活以维持通过所述电感器和通过所述寄生二极管的所述电感器电流。
6.根据权利要求4所述的电力变换器系统，其中所述输入电源开关是第一输入电源开关并且所述输出电源开关是第一输出电源开关，其中所述电力变换器系统被配置为降升压型变换器，所述电力变换器系统进一步包括：
互连第一电感器节点和低电压电力轨的第二输入电源开关，所述第一电感器节点耦合到所述第一输入电源开关；和
互连第二电感器节点和所述低电压电力轨的第二输出电源开关，所述第二电感器节点耦合到所述第一输出电源开关。
7.根据权利要求6所述的电力变换器系统，其中所述短路保护系统进一步被配置为响应于检测到所述短路情况，将所述第二输入电源开关保持在停用状态，从而以所述可变占空比提供所述第一输入电源开关的所述激活以维持通过所述电感器的所述电感器电流。
8.一种电力变换器系统，其包括：
开关电路，其被配置为响应于驱动器信号激活至少一个电源开关，从而基于输入端处的输入电压并基于与电感器有关的电感器电流，在输出端处提供输出电压，所述至少一个电源开关包括寄生二极管并互连所述电感器和所述输出端；和
短路保护系统，其被配置为检测短路情况并响应于检测到所述短路情况停用所述至少一个电源开关，从而响应于所述至少一个电源开关的所述停用将来自所述电感器的所述电感器电流通过所述寄生二极管提供到所述输出端，其中所述短路保护系统包括：
第一短路保护系统，其被配置为检测与所述输出端有关的短路情况并响应于检测到与所述输出端有关的所述短路情况而停用所述至少一个电源开关，从而将来自所述输入端的所述电感器电流通过所述寄生二极管提供到所述输出端；和
第二短路保护系统，其被配置为检测与所述输入端有关的短路情况并响应于检测到与所述输入端有关的所述短路情况而停用所述至少一个电源开关，从而阻止所述电感器电流从所述输出端流到所述输入端，其中所述第二短路保护系统包括：
耦合到检测节点并由预定参考电压控制的参考开关；
互连所述输入端和所述参考开关的至少一个开关；和
由所述检测节点控制的锁式开关，所述锁式开关和所述参考开关被布置为锁存器，其与响应于所述输入电压大于与所述参考电压有关的预定阈值而使所述检测节点处于逻辑高状态的设置有关。
9.根据权利要求8所述的电力变换器系统，其中所述检测节点耦合到门驱动器，所述门驱动器被配置为响应于所述驱动器信号控制所述至少一个电源开关，并且其中所述第二短路保护系统被配置为响应于所述输入电压减小到小于所述预定阈值而将所述检测节点设置到逻辑低状态。
10.根据权利要求8所述的电力变换器系统，其中所述短路情况与所述电力变换器系统的初始加电有关，在所述电力变换器系统的初始加电期间，所述输出电压具有约为0V的初始幅值，并且耦合到所述输出端的相关输出电容器被初始放电，以便所述开关电路被配置为在软启动运行期间，基于所述短路保护系统停用第二电源开关以将来自所述电感器的所述电感器电流通过所述寄生二极管提供到所述输出端，激活第一电源开关以充电所述输出电容器并增加所述输出电压。
11.一种电力变换器系统，包括：
开关电路，其包括：
互连具有输入电压的输入端和电感器且被配置为以可变占空比激活从而提供通过所述电感器的电感器电流的第一电源开关；和
互连所述电感器和输出端且被配置为基于所述电感器电流在所述输出端处提供输出电压的第二电源开关，所述第二电源开关包括寄生二极管并互连所述电感器和所述输出端；和
短路保护系统，其被配置为，检测与所述输出端有关的短路情况并响应于检测到所述短路情况，将所述第二电源开关保持在停用状态，其中输出电流流过所述第二电源开关的所述寄生二极管，所述寄生二极管增加所述电力变换器系统的输出两端的电压差，从而所述第一电源开关能够以所述可变占空比激活，以在所述短路情况期间维持通过所述电感器的所述电感器电流，所述可变占空比大于最小可接受值。
12.根据权利要求11所述的电力变换器系统，其中所述第二电源开关包括寄生二极管，所述寄生二极管被配置为当所述第二电源开关保持在所述停用状态时，将来自所述电感器的所述电感器电流传导到所述输出端以增加所述电感器和所述输出端之间的所述第二电源开关两端的电压差，从而所述第一电源开关能够以所述可变占空比激活，以维持通过所述电感器和通过所述寄生二极管的所述电感器电流。
13.根据权利要求11所述的电力变换器系统，其中所述电力变换器系统被配置为降升压型变换器，所述电力变换器系统进一步包括：
互连第一电感器节点和低电压电力轨的第三电源开关，所述第一电感器节点耦合到所述第一电源开关；和
互连第二电感器节点和所述低电压电力轨的第四电源开关，所述第二电感器节点耦合到所述第二电源开关。
14.根据权利要求13所述的电力变换器系统，其中所述短路保护系统进一步被配置为响应于检测到所述短路情况，将所述第三电源开关保持在停用状态，从而维持所述第一电源开关以所述可变占空比的所述激活，以维持通过所述电感器的所述电感器电流。
15.根据权利要求11所述的电力变换器系统，其中所述开关电路包括门驱动器，其被配置为响应于驱动器信号控制所述第二电源开关，其中所述短路保护系统包括放大器，其被配置为响应于所述输出电压减小到阈值以下而提供短路情况信号，所述短路情况信号被提供到所述门驱动器以将所述第二电源开关保持在所述停用状态。
16.根据权利要求15所述的电力变换器系统，其中所述短路保护系统进一步包括：
互连所述输入电压和所述放大器的输入端的电阻器；和
互连所述放大器的所述输入端和低电压轨的开关，并且所述开关由所述输出电压控制，以便所述输出电压响应于减小到所述阈值以下而停用所述开关，以使所述放大器提供所述短路情况信号。
17.一种电力变换器系统，包括：
开关电路，其被配置为响应于驱动器信号激活至少一个电源开关，从而基于输入端处的输入电压并基于与电感器有关的电感器电流，在输出端处提供输出电压，所述至少一个电源开关包括寄生二极管并互连所述电感器和所述输出端；和
第一短路保护系统，其被配置为检测与所述输出端有关的短路情况，并响应于检测到与所述输出端有关的所述短路情况停用所述至少一个电源开关，从而在与所述输出端有关的所述短路情况的至少一部分期间，将来自所述电感器的所述电感器电流通过所述寄生二极管提供到所述输出端；和
第二短路保护系统，其被配置为检测与所述输入端有关的短路情况，并响应于检测到与所述输入端有关的所述短路情况停用所述至少一个电源开关，从而阻止所述电感器电流从所述输出端流到所述输入端，其中所述第二短路保护系统包括：
耦合到检测节点且由预定参考电压控制的参考开关；
互连所述输入端和所述参考开关的至少一个开关；和
由所述检测节点控制的锁式开关，所述锁式开关和所述参考开关被布置为锁存器，其与响应于所述输入电压大于与所述参考电压有关的预定阈值而使所述检测节点处于逻辑高状态的设置有关。
18.根据权利要求17所述的电力变换器系统，其中所述开关电路包括门驱动器，其被配置为响应于驱动器信号控制所述至少一个电源开关，其中所述短路保护系统包括：
放大器，其被配置为响应于所述输出电压减小到阈值以下而提供短路情况信号，所述短路情况信号被提供到所述门驱动器以将所述至少一个电源开关保持在停用状态；
互连所述输入电压和所述放大器的输入端的电阻器；和
互连所述放大器的所述输入端和低电压轨的开关，所述开关由所述输出电压控制，以便所述输出电压响应于减小到所述阈值以下而停用所述开关，以使所述放大器提供所述短路情况信号。
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