CN110034543B - 多相降压式变换电路及其故障检测方法、装置及存储介质 - Google Patents

多相降压式变换电路及其故障检测方法、装置及存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种多相降压式变换电路及其故障检测方法、装置及存储介质,属于电子技术领域。所述多相降压式变换电路包括包括:电源、N相降压式电路、N个电感、第一电容、负载、检测控制器和驱动电路。检测控制器的输入端与N相降压式电路中每相降压式电路的故障检测点连接。由于每相降压式电路的故障检测点在不同的时间对应不同的电压,因此检测控制器可以根据N相降压式电路中每相降压式电路的故障检测点处的电压,来检测每相降压式电路是否发生故障。当检测控制器确定任一相降压电路出现故障时,驱动电路可以停止驱动该相降压式电路。从而实现对该相降压式电路的隔离,避免因该相降压式电路的故障而导致负载无法正常工作。

Description

多相降压式变换电路及其故障检测方法、装置及存储介质
技术领域
本申请涉及电子技术领域,特别涉及一种多相降压式变换电路及其故障检测方法、装置及存储介质。
背景技术
多相降压式变换电路是在微处理器中应用较为广泛的一种供电电路。如图1所示,多相降压式变换电路包括电源1、负载2、多相降压式电路3、多个电感4和一个电容5,每相降压式电路3包括两个金属氧化物半导体(metal oxide semiconductor,MOS)管。为了降低电压纹波,可以将该多相降压式电路按照一定的时间顺序交替导通和关断,这样就可以实现不间断地向负载2供电。但是当任一相降压式电路3中的任一MOS管出现短路时,该MOS管所在相降压式电路即为故障,这将会导致负载2无法正常工作。例如,参见图1,每相降压式电路3可以包括一个漏极d1与电源1的正极连接的上MOS管,以及一个源极s2接地的下MOS管。当任一相降压式电路3中的下MOS管短路时,整个多相降压式变换电路出现短路,进而使得负载2无法正常工作。另外,当任一相降压式电路3中的上MOS管短路时,输入电压可能通过上MOS管直接加在负载2上,负载2可能因过压而失效,也即负载2无法正常工作。因此,亟需一种多相降压式变换电路的故障检测方法,以对多相降压式变化电路中的每个MOS管是否故障进行检测,从而可以在任一MOS管出现故障时可以及时将该MOS管所在相降压式电路3隔离,进而避免因该相降压式电路的故障而导致负载无法正常工作。
发明内容
本申请提供了一种多相降压式变换电路及其故障检测方法、装置及存储介质,可以解决相关技术中多相降压式变换电路包括的任一相降压式电路中的任一MOS管出现短路,将导致负载无法正常工作的问题。所述技术方案如下:
第一方面,提供了一种多相降压式变换电路,所述多相降压式变换电路包括:电源、N相降压式电路、N个电感、第一电容、负载、检测控制器、驱动电路和第二电容,每相降压式电路的故障检测点在不同的时间对应不同的电压,所述N相降压式电路与所述N个电感一一对应,所述N为大于或等于2的正整数;所述电源的正极与所述N相降压式电路的第一输入端连接,所述N相降压式电路的第一输出端与所述N个电感中对应的电感的第一端连接,所述N个电感的第二端与所述第一电容的第一端连接,所述N相降压式电路的第二输出端和所述第一电容的第二端均与所述电源的负极连接,所述负载并联在所述第一电容的两端,所述第二电容并联在所述电源的正负极之间;所述检测控制器的输入端与所述N相降压式电路中每相降压式电路的故障检测点连接,所述检测控制器的输出端与所述驱动电路的输入端连接,所述驱动电路的输出端与所述N相降压式电路的第二输入端连接,所述检测控制器用于根据所述N相降压式电路中每相降压式电路的故障检测点处的电压来检测是否发生故障,所述驱动电路用于驱动所述N相降压式电路交替工作,以及在所述检测控制器确定所述N相降压电路中的任一相降压电路出现故障时,停止驱动所述任一相降压电路。
需要说明的是,电源可以通过N相降压式电路向负载提供电能,电源可以是直流电源等。N相降压式电路可以按照一定的时间顺序交替导通和关断,以实现不间断地向负载供电,且可以通过这种交替导通和关断的方式来降低电源向负载输入的电压纹波。N相降压式电路中不同相降压式电路可以对应不同的相位,且相邻两相降压式电路的相位差可以相同,该相位差可以通过将360度除以N得到。这样的条件下,每相降压式电路的使用频率即为1/N。
另外,该多相降压式变换电路的电平可以是三电平,在一种可能的实现方式中,该多相降压式变换电路的电平还可以是五电平等,本申请实施例对此不做限定。再者,电感在阻碍电流通过时,可以将电能以磁场的形式进行暂时性地存储,在电路中的电流减小时,电感可以将暂时性存储的能量释放出来。第一电容和第二电容可以对负载的输入电流进行滤波,以减小负载的输入电流的噪声,提高负载的输入电流的平滑度。电感、第一电容和第二电容的种类、型号等均可以根据使用需求预先进行设置。负载可以为芯片等,本申请实施例对此不做限定。
在本申请中,由于每相降压式电路的故障检测点可以在不同的时间对应不同的电压,所以检测控制器可以通过同步检测每相降压式电路的故障检测点处的电压,从而实现同步检测每相降压式电路是否发生故障。当检测控制器确定任一相降压电路出现故障时,驱动电路可以停止驱动该相降压式电路。从而实现对该相降压式电路的隔离,避免因该相降压式电路的故障而导致负载无法正常工作。
可选地,对于所述N相降压式电路中的任一相降压式电路,所述任一相降压式电路包括:第一金属氧化物半导体MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管和第三电容;所述第一MOS管的漏极与所述电源的正极连接,所述第一MOS管的源极分别与所述第二MOS管的漏极和所述第三电容的第一端连接,所述第二MOS管的源极分别与所述第三MOS管的漏极和所述任一相降压式电路对应的电感的第一端连接,所述第三MOS管的源极分别与所述第四MOS管的漏极和所述第三电容的第二端连接,所述第四MOS管的源极与所述电源的负极连接,所述第二MOS管的源极与所述第三MOS管的漏极之间的连接点作为所述任一相降压式电路的故障检测点;所述驱动电路的输出端与所述第一MOS管的栅极、所述第二MOS管的栅极、所述第三MOS管的栅极和所述第四MOS管的栅极连接,所述驱动电路用于驱动所述第一MOS管、所述第二MOS管、所述第三MOS管和所述第四MOS管的导通或关断。
需要说明的是,第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管均是金属氧化物半导体场效应晶体管。这4个MOS管中的任一MOS管在降压式电路中的作用可以等效为开关,也即是,任一MOS管的导通可以等效于开关的导通,任一MOS管的关断可以等效于开关关断。第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管均可以为N型MOS管,也可以为P型MOS管等。并且每个MOS管上均可以设置有体二极管,该体二极管的作用可以是在该MOS管所在相降压式电路有反向感生电压时,使反向感生电压通过,以避免反向感生电压击穿该MOS管。
另外,驱动电路可以用于驱动不同相降压式电路中的第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管的导通或关断,以驱动N相降压式电路交替工作。由于驱动电路的输出端与第一MOS管的栅极、第二MOS管的栅极、第三MOS管的栅极和第四MOS管的栅极连接,当驱动电路在这4个MOS管中的任一MOS管的栅极上加载的电压大于该MOS管的导通电压时,该MOS管的源极和漏极之间会形成导电沟道,电子可以通过该导电沟道从该MOS管的源极流向漏极,也即电流可以从该MOS管的漏极流向源极,此时,该MOS管处于导通状态。当驱动电路在这4个MOS管中的任一MOS管的栅极上加载的电压小于该MOS管的导通电压时,该MOS管的源极和漏极之间不会形成导电沟道,也即不会有电流从该MOS管的漏极流向源极,此时,该MOS管处于关断状态。也即驱动电路可以通过控制加载在第一MOS管的栅极、第二MOS管的栅极、第三MOS管的栅极和第四MOS管的栅极上的电压,以驱动第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管的导通或关断。另外,第三电容是用于在驱动电路驱动第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管的导通或关断时,提供可以交替导通的路径,第三电容可以是飞跨电容等,第三电容可以表示为Cfn等,本申请实施例对此不做限定。
另外,在实际应用中,可以将第一MOS管与第二MOS管串联作为该N相降压式电路的双上MOS管,将第三MOS管与第四MOS管串联作为该N相降压式电路的双下MOS管。该双上MOS管和该双下MOS管可以集成在路由器或服务器等网络设备中。
在本申请中,任一相降压式电路可以包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管,以及第三电容,第三电容可以在驱动电路驱动第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管的导通或关断时,提供可以交替导通的路径,从而可以使每个MOS管的耐压值降低,进而延长每个MOS管的使用寿命。
可选地,所述驱动电路包括N个驱动子电路,所述N个驱动子电路与所述N相降压式电路一一对应;所述N个驱动子电路的输入端分别与所述检测控制器的输出端连接,所述N个驱动子电路的输出端分别与所述N相降压式电路中对应的降压式电路的第二输入端连接。
在本申请中,驱动电路可以包括N个驱动子电路,通过N个驱动子电路驱动N相降压式电路,可以使对N相降压式电路的驱动更加高效。
第二方面,提供了一种多相降压式变换电路故障检测方法,该方法包括:检测当前相降压式电路的故障检测点在当前检测周期的电压;根据所述当前检测周期的电压,确定所述当前相降压式电路当前是否发生故障;如果所述当前相降压式电路当前发生故障,则向所述驱动电路发送停止驱动信号,以指示所述驱动电路停止驱动所述当前相降压式电路。
需要说明的是,当前相降压式电路可以是N相降压式电路中的任一相降压式电路。检测周期可以是包括当前相降压式电路的第一MOS管和第三MOS管处于导通状态的时间段,以及第二MOS管和第四MOS管处于导通状态的时间段的周期。
在本申请实施例中,驱动电路停止驱动当前相降压式电路之后,驱动电路可以通过驱动除当前相降压式电路之外的其他降压式驱动电路交替导通和关断,实现不间断地向负载供电。也即是,停止驱动当前相降压式电路不会对该多相降压式变换电路的正常工作造成影响。
可选地,每个检测周期包括第一检测时刻和第二检测时刻,所述第一检测时刻是指所述当前相降压式电路的第一MOS管的导通时间段内的一个时刻,所述第二检测时刻是指所述当前相降压式电路的第二MOS管的导通时间段内的一个时刻;所述根据所述当前检测周期的电压,确定所述当前相降压式电路当前是否发生故障,包括:如果所述当前检测周期内的第一检测时刻的电压高于第一电压阈值,且所述当前检测周期内的第二检测时刻的电压低于第二电压阈值,或者,所述当前检测周期内的第一检测时刻的电压低于所述第二电压阈值,且所述当前检测周期内的第二检测时刻的电压高于所述第一电压阈值,则获取与所述当前检测周期连续的M个历史检测周期的电压,所述M为正整数,所述第一电压阈值大于所述电源的电压的一半且小于所述电源的电压,所述第二电压阈值小于所述电源的电压的一半且大于零;如果所述M个历史检测周期内的第一检测时刻的电压均高于所述第一电压阈值,且所述M个历史检测周期内的第二检测时刻的电压均低于所述第二电压阈值,或者,所述M个历史检测周期内的第一检测时刻的电压均低于所述第二电压阈值,且所述M个历史检测周期内的第二检测时刻的电压均高于所述第一电压阈值,则确定所述当前相降压式电路发生故障,否则,确定所述当前相降压式电路未发生故障。
需要说明的是,第一电压阈值可以大于电源的电压的一半且小于电源的电压,即第一电压阈值可以大于Vin/2,且小于Vin。第二电压阈值可以小于电源的电压的一半且大于零,即第二电压阈值小于Vin/2,且大于零。
在本申请实施例中,在一种可能的情况下,由于多相降压式变换电路中的电压不稳定或者检测控制器对故障检测点处的电压的测量不准确等原因,会出现故障检测点在较小数量的周期内的第一检测时刻的电压高于第一电压阈值,且在第二检测时刻的电压低于第二电压阈值,或者,故障检测点在较小数量的周期内的第一检测时刻的电压低于第二电压阈值,且在第二检测时刻的电压高于第一电压阈值。因此,如果当前检测周期内的第一检测时刻的电压高于第一电压阈值,且当前检测周期内的第二检测时刻的电压低于第二电压阈值,或者,当前检测周期内的第一检测时刻的电压低于第二电压阈值,且当前检测周期内的第二检测时刻的电压高于第一电压阈值,则确定当前相降压式电路发生故障的结果较为不准确。因此,可以先获取与当前检测周期连续的M个历史检测周期的电压,根据M个历史检测周期在第一检测时刻和第二检测时刻的电压,确定当前相降压式电路是否发生故障,可以使得对当前相降压式电路的故障检测更加准确。
可选地,每个检测周期包括第一检测时刻和第二检测时刻,所述第一检测时刻是指所述当前相降压式电路的第一MOS管的导通时间段内的一个时刻,所述第二检测时刻是指所述当前相降压式电路的第二MOS管的导通时间段内的一个时刻;所述根据所述当前检测周期的电压,确定所述当前相降压式电路当前是否发生故障,包括:如果所述当前检测周期内的第一检测时刻的电压高于第一电压阈值,且所述当前检测周期内的第二检测时刻的电压低于第二电压阈值,或者,所述当前检测周期内的第一检测时刻的电压低于所述第二电压阈值,且所述当前检测周期内的第二检测时刻的电压高于所述第一电压阈值,则获取与所述当前检测周期连续的M个历史检测周期的电压,所述M为正整数,所述第一电压阈值大于所述电源的电压的一半且小于所述电源的电压,所述第二电压阈值小于所述电源的电压的一半且大于零;确定所述当前检测周期内的第一检测时刻的电压与第二检测时刻的电压之间的电压差值,确定每个历史检测周期内的第一检测时刻的电压与第二检测时刻的电压之间的电压差值,以得到M+1个电压差值;如果所述M+1个电压差值均大于第三电压阈值,则确定所述当前相降压式电路发生故障,否则,确定所述当前相降压式电路未发生故障,所述第三电压阈值小于所述电源的电压且大于零。
需要说明的是,第三电压阈值可以小于电源的电压且大于零,第三电压阈值可以根据使用需求预先进行设置,本申请实施例对此不做限定。例如,第三电压阈值可以为1v或2v等。另外,由于当前检测周期内和每个历史检测周期内的第一检测时刻的电压可以高于第二检测时刻的电压,或者,当前检测周期内和每个历史检测周期内的第一检测时刻的电压可以低于第二检测时刻的电压,所以M+1个电压差值可以为当前检测周期内的第一检测时刻的电压与第二检测时刻的电压之间的电压差值的绝对值,以及每个历史检测周期内的第一检测时刻的电压与第二检测时刻的电压之间的电压差值的绝对值。
在本申请实施例中,由于在当前相降压式电路未发生故障时,当前相降压式电路在一个检测周期内的第一检测时刻的电压与第二检测时刻的电压可以相等,或者由于误差等原因这两者的电压差值小于第三电压阈值,因此,当M+1个电压差值均大于第三电压阈值时,则可以确定当前相降压式电路出现故障,使得对当前相降压式电路故障检测的效率更高,稳健性更好。
可选地,每个检测周期包括第一检测时刻和第二检测时刻,所述第一检测时刻是指所述当前相降压式电路的第一MOS管的导通时间段内的一个时刻,所述第二检测时刻是指所述当前相降压式电路的第二MOS管的导通时间段内的一个时刻;所述根据所述当前检测周期的电压,确定所述当前相降压式电路当前是否发生故障,包括:如果所述当前检测周期内的第一检测时刻的电压高于第一电压阈值,且所述当前检测周期内的第二检测时刻的电压低于第二电压阈值,或者,所述当前检测周期内的第一检测时刻的电压低于所述第二电压阈值,且所述当前检测周期内的第二检测时刻的电压高于所述第一电压阈值,则获取检测周期位于时间窗口内的电压,所述时间窗口用于指示从所述当前检测周期开始且早于所述当前检测周期的参考时长的时间段;如果位于所述时间窗口内的每个检测周期内的第一检测时刻的电压均高于所述第一电压阈值,且位于所述时间窗口内的每个检测周期内的第二检测时刻的电压均低于所述第二电压阈值,或者,位于所述时间窗口内的每个检测周期内的第一检测时刻的电压均低于所述第二电压阈值,且位于所述时间窗口内的每个检测周期内的第二检测时刻的电压均高于所述第一电压阈值,则确定所述当前相降压式电路发生故障,否则,确定所述当前相降压式电路未发生故障,所述第一电压阈值大于所述电源的电压的一半且小于所述电源的电压,所述第二电压阈值小于所述电源的电压的一半且大于零。
需要说明的是,时间窗口用于指示从当前检测周期开始且早于当前检测周期的参考时长的时间段。时间窗口可以包括从当前检测周期开始且早于当前检测周期的多个连续的历史检测周期,且该时间窗口可以随着当前检测周期的推进而滑动。例如,对于当前检测周期的下一个检测周期的时间窗口,用于指示从当前检测周期的下一个检测周期开始,且早于当前检测周期的下一个检测周期的参考时长的时间段。
在本申请实施例中,由于时间窗口可以包括从当前检测周期开始且早于当前检测周期的多个连续的历史检测周期,且时间窗口可以随着当前检测周期的推进而滑动,因此,通过时间窗口内的每个检测周期内的第一检测时刻的电压和第二检测时刻的电压,可以使得对当前相降压式电路故障检测的效率更高,稳健性更好。
可选地,每个检测周期包括第一检测时刻和第二检测时刻,所述第一检测时刻是指所述当前相降压式电路的第一MOS管的导通时间段内的一个时刻,所述第二检测时刻是指所述当前相降压式电路的第二MOS管的导通时间段内的一个时刻;所述根据所述当前检测周期的电压,确定所述当前相降压式电路当前是否发生故障,包括:如果所述当前检测周期的第一检测时刻的电压高于第一电压阈值,且所述当前检测周期内的第二检测时刻的电压低于第二电压阈值,或者,所述当前检测周期内的第一检测时刻的电压低于所述第二电压阈值,且所述当前检测周期内的第二检测时刻的电压高于所述第一电压阈值,则获取检测周期位于时间窗口内的电压,所述时间窗口用于指示从所述当前检测周期开始且早于所述当前检测周期的参考时长的时间段,所述第一电压阈值大于所述电源的电压的一半且小于所述电源的电压,所述第二电压阈值小于所述电源的电压的一半且大于零;确定位于所述时间窗口内的每个检测周期内的第一检测时刻的电压与第二检测时刻电压之间的电压差值,以得到多个电压差值;如果所述多个电压差值均大于第三电压阈值,则确定所述当前相降压式电路发生故障,否则,确定所述当前相降压式电路未发生故障,所述第三电压阈值小于所述电源的电压且大于零。
在本申请实施例中,由于在当前相降压式电路未发生故障时,当前相降压式电路在一个检测周期内的第一检测时刻的电压与第二检测时刻的电压可以相等,或者由于误差等原因这两者的电压差值小于第三电压阈值,因此,当位于时间窗口内的每个检测周期内的第一检测时刻的电压与第二检测时刻电压之间的多个电压差值均大于第三电压阈值时,则可以确定当前相降压式电路出现故障,使得对当前相降压式电路故障检测的效率更高,稳健性更好。
第三方面,提供了一种多相降压式变换电路故障检测装置,所述多相降压式变换电路故障检测的装置具有实现上述第二方面中多相降压式变换电路故障检测方法行为的功能。所述多相降压式变换电路故障检测装置包括至少一个模块,所述至少一个模块用于实现上述第二方面所提供的多相降压式变换电路故障检测方法。
第四方面,提供了一种多相降压式变换电路故障检测装置,所述多相降压式变换电路故障检测装置的结构中包括处理器和存储器,所述存储器用于存储支持多相降压式变换电路故障检测装置执行上述第二方面所提供的多相降压式变换电路故障检测方法的程序,以及存储用于实现上述第二方面所述的多相降压式变换电路故障检测方法所涉及的数据。所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。所述多相降压式变换电路故障检测装置还可以包括通信总线,所述通信总线用于在所述处理器与所述存储器之间建立连接。
第五方面,提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有指令,当其在计算机上运行时,使得计算机执行上述第二方面所述的多相降压式变换电路故障检测方法。
第六方面,提供了一种网络设备,所述网络设备包括上述第一方面提供的多相降压式变换电路。
第七方面,提供了一种包含指令的计算机程序产品,当其在计算机上运行时,使得计算机执行上述第二方面所述的多相降压式变换电路故障检测方法。
上述第三方面、第四方面、第五方面、第六方面和第七方面所获得的技术效果与上述第二方面中对应的技术手段获得的技术效果近似,在这里不再赘述。
本申请提供的技术方案至少可以带来以下有益效果:
在本申请实施例中,多相降压式变换电路包括电源、N相降压式电路、N个电感、第一电容、负载、检测控制器和驱动电路,N为大于或等于2的正整数。检测控制器的输入端与N相降压式电路中每相降压式电路的故障检测点连接。由于每相降压式电路的故障检测点在不同的时间对应不同的电压,因此,检测控制器可以根据N相降压式电路中每相降压式电路的故障检测点处的电压,来检测每相降压式电路是否发生故障,也即检测控制器可以同步对每相降压式电路的故障检测点处的电压进行检测,从而能够同步检测每相降压式电路是否发生故障。当检测控制器确定N相降压电路中的任一相降压电路出现故障时,驱动电路可以停止驱动该相降压式电路。从而实现对该相降压式电路的隔离,避免因该相降压式电路的故障而导致负载无法正常工作。也即本申请实施例提供的多相降压式变换电路中的任一相降压式电路出现故障不会对整个多相降压式变换电路的正常工作造成影响。
附图说明
图1是本申请实施例提供的相关技术中的一种多相降压式变换电路的结构示意图。
图2是本申请实施例提供的一种网络设备的结构示意图。
图3是本申请实施例提供的第一种多相降压式变换电路的结构示意图。
图4是本申请实施例提供的第二种多相降压式变换电路的结构示意图。
图5是本申请实施例提供的第三种多相降压式变换电路的结构示意图。
图6是本申请实施例提供的一种当前相降压式电路的等效电路的结构示意图。
图7是本申请实施例提供的一种当前相降压式电路中每个MOS管的状态示意图。
图8是本申请实施例提供的第一种当前相降压式电路的故障检测点处的电压示意图。
图9是本申请实施例提供的一种多相降压式变换电路故障检测方法的流程图。
图10是本申请实施例提供的第二种当前相降压式电路的故障检测点处的电压示意图。
图11是本申请实施例提供的第三种当前相降压式电路的故障检测点处的电压示意图。
图12是本申请实施例提供的一种多相降压式变换电路故障检测装置框图。
附图标记:
现有技术:
1:电源,2:负载,3:多相降压式电路,4:多个电感,5:电容;
d1:上MOS管的漏极,s1:上MOS管的源极,d2:下MOS管的漏极,s2:下MOS管的源极。
本申请实施例:
1:电源,2:N相降压式电路,3:N个电感,4:第一电容,5:负载,6:检测控制器,7:驱动电路,8:第二电容,9:故障检测点,10:第三电容;
2a:N相降压式电路的第一输入端,2b:N相降压式电路的第一输出端,2c:N相降压式电路的第二输出端,2d:N相降压式电路的第二输入端,3a:N个电感的第一端,3b:N个电感的第二端,4a:第一电容的第一端,4b:第一电容的第二端,5a:负载的第一端,5b:负载的第二端,6a:检测控制器的输入端,6b:检测控制器的输出端,7a:驱动电路的输入端,7b:驱动电路的输出端,71a:驱动子电路的输入端,71b:驱动子电路的输出端,8a:第二电容的第一端,8b:第二电容的第二端,10a:第三电容的第一端,10b:第三电容的第二端;
21:第一MOS管,22:第二MOS管,23:第三MOS管,24:第四MOS管,71:N个驱动子电路;
21d:第一MOS管的漏极,21s:第一MOS管的源极,21g:第一MOS管的栅极,22d:第二MOS管的漏极,22s:第二MOS管的源极,22g:第二MOS管的栅极,23d:第三MOS管的漏极,23s:第三MOS管的源极,23g:第三MOS管的栅极,24d:第四MOS管的漏极,24s:第四MOS管的源极,24g:第四MOS管的栅极。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请的实施方式作进一步地详细描述。
在对本申请实施例进行详细的解释说明之前,先对本申请实施例的实施环境进行介绍:
本申请实施例提供的一种多相降压式变换电路可以应用于网络设备、通讯设备或无线设备等中,其中,网络设备可以是路由器、服务器或交换机等,本申请实施例对此不做限定。例如,路由器可以包括处理器,本申请实施例提供的多相降压式变换电路可以为路由器中的处理器提供电能,并且在该多相降压式变换电路的工作过程中,可以实时且同步地检测该多相降压式电路包括的N相降压式电路是否发生故障。当任一相降压式电路出现故障可以停止对该相降压式电路的驱动,从而实现对该相降压式电路的隔离,避免因该相降压式电路的故障而导致路由器中的处理器无法正常工作。
示例性地,上述网络设备可以是图2所示的网络设备,该网络设备包括至少一个处理器201、通信总线202、存储器203、至少一个通信接口204以及多相降压式变换电路205。
处理器201可以是一个通用CPU、微处理器、特定应用集成电路(application-specific integrated circuit,ASIC)等。
通信总线202可包括一通路,用于在上述组件之间传送信息。
存储器203可以是只读存储器(read-only memory,ROM)或可存储静态信息和指令的其它类型的静态存储设备,也可以是随机存取存储器(random access memory,RAM)或者可存储信息和指令的其它类型的动态存储设备,也可以是电可擦可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory,EEPROM)、只读光盘(CompactDisc Read-Only Memory,CD-ROM)或其它光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其它磁存储设备,或者是能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由网络设备存取的任何其它介质,但不限于此。存储器203可以是独立存在,并通过通信总线202与处理器201相连接。存储器203也可以和处理器201集成在一起。
通信接口204使用任何收发器一类的装置,用于与其它设备或通信网络通信,如以太网,无线接入网(Radio Access Network,RAN)、无线局域网(Wireless Local AreaNetworks,WLAN)等。
在具体实现中,作为一种实施例,处理器201可以包括一个或多个CPU,如图2中所示的CPU0和CPU1。
在具体实现中,作为一种实施例,网络设备可以包括多个处理器,如图2中所示的处理器201和处理器206。这些处理器中的每一个可以是一个单核处理器(single-CPU),也可以是一个多核处理器(multi-CPU)。这里的处理器可以指一个或多个设备、电路、和/或用于处理数据的处理核。
在具体实现中,作为一种实施例,网络设备还可以包括输出设备207和输入设备208(图中未示出)。输出设备207和处理器201通信,可以以多种方式来显示信息。例如,输出设备207可以是液晶显示器(liquid crystal display,LCD)、发光二级管(light emittingdiode,LED)显示设备、阴极射线管(cathode ray tube,CRT)显示设备或投影仪(projector)等。输入设备208和处理器201通信,可以以多种方式接收用户的输入。例如,输入设备208可以是鼠标、键盘、触摸屏设备或传感设备等。
上述网络设备可以是一个通用网络设备或一个专用网络设备。在具体实现中,网络设备可以是路由器、交换机或服务器等,本申请实施例不限定网络设备的类型。示例性地,多相降压式变换电路205可以为处理器206提供电能。在多相降压式变换电路205的工作过程中,可以实时且同步地检测多相降压式电路205包括的N相降压式电路是否发生故障。当任一相降压式电路出现故障可以停止对该相降压式电路的驱动,从而实现对该相降压式电路的隔离,避免因该相降压式电路的故障而导致处理器206无法正常工作。
图3是本申请实施例提供的一种多相降压式变换电路,参见图3,该多相降压式变换电路包括:电源1、N相降压式电路2、N个电感3、第一电容4、负载5、检测控制器6和驱动电路7,N相降压式电路2与N个电感3一一对应,N为大于或等于2的正整数。电源1的正极与N相降压式电路2的第一输入端2a连接,N相降压式电路2的第一输出端2b与N个电感3中对应的电感3的第一端3a连接,N个电感3的第二端3b与第一电容4的第一端4a连接,N个降压式电路2的第二输出端2c和第一电容4的第二端4b均与电源1的负极连接,负载5并联在第一电容4的两端。检测控制器6的输入端6a与N相降压式电路2中每相降压式电路2的故障检测点9连接,检测控制器6的输出端6b与驱动电路7的输入端7a连接,驱动电路7的输出端7b与N相降压式电路2的第二输入端2d连接。
需要说明的是,电源1可以通过N相降压式电路2向负载5提供电能,电源1可以是直流电源等。N相降压式电路2可以按照一定的时间顺序交替导通和关断,以实现不间断地向负载5供电,且可以通过这种交替导通和关断的方式来降低电源1向负载5输入的电压纹波。其中,该时间顺序可以根据使用需求预先进行设置,本申请实施例对此不做限定。N相降压式电路2中不同相降压式电路2可以对应不同的相位,且相邻两相降压式电路2的相位差可以相同,该相位差可以通过将360度除以N得到。这样的条件下,每相降压式电路2的使用频率即为1/N。例如,N等于4,则4相降压式电路2的相位中相邻两相降压式电路2的相位差即是360度除以4,即90度。因此,这4相降压式电路2的相位可以分别为90度、180度、270度和360度。这4相降压式电路2中每相降压式电路2的使用频率即为1/4。
另外,该多相降压式变换电路的电平可以是三电平,在一种可能的实现方式中,该多相降压式变换电路的电平还可以是五电平等,本申请实施例对此不做限定。再者,电感3在阻碍电流通过时,可以将电能以磁场的形式进行暂时性地存储,在电路中的电流减小时,电感3可以将暂时性存储的能量释放出来。第一电容4和第二电容8可以对负载5的输入电流进行滤波,以减小负载5的输入电流的噪声,提高负载5的输入电流的平滑度。电感3、第一电容4和第二电容8的种类、型号等均可以根据使用需求预先进行设置。负载5可以为芯片等,本申请实施例对此不做限定。
值得注意的是,在一种可能的实现方式中,参见图3,N相降压式电路2的第二输出端2c、第一电容4的第二端4b、第二电容8的第二端8b,以及电源1的负极均可以接地。这样的条件下,也即可以实现N相降压式电路2的第一输出端2b和第一电容4的第二端4b均与电源1的负极连接。另外,负载5的第一端5a可以与第一电容4的第一端4a连接,负载5的第二端5b可以接地,这样也即可以实现负载5并联在第一电容4的两端。再者,第二电容8的第一端8a可以与电源的正极连接,第二电容8的第二端8b可以接地,这样也即可以实现第二电容8并联在电源1的正负极之间。
另外,故障检测点9可以位于每相降压式电路2的第一输出端2b与对应的电感3的第一端3a之间,每相降压式电路2的故障检测点9可以在不同的时间对应不同的电压,后续会对此进行详细说明。检测控制器6可以根据N相降压式电路2中每相降压式电路2的故障检测点9处的电压来检测每相降压式电路2是否发生故障,示例性地,检测控制器可同步检测每相降压式电路2的故障检测点9处的电压,从而实现同步检测每相降压式电路2是否发生故障。再者,驱动电路7用于驱动N相降压式电路2交替工作,以及在检测控制器6确定N相降压电路中的任一相降压式电路2出现故障时,停止驱动该相降压式电路2。
其中,参见图4,驱动电路7可以包括N个驱动子电路71,N个驱动子电路71与N相降压式电路2一一对应。N个驱动子电路71的输入端71a分别与检测控制器6的输出端6b连接,N个驱动子电路71的输出端71b分别与N相降压式电路2中对应的降压式电路2的第二输入端2d连接。N个驱动子电路71用于驱动N相降压式电路2交替工作。
其中,参见图5,对于N相降压式电路2中的任一相降压式电路2,任一相降压式电路2可以包括:第一MOS管21、第二MOS管22、第三MOS管23、第四MOS管24和第三电容10。第一MOS管21的漏极21d与电源1的正极连接,第一MOS管21的源极21s分别与第二MOS管22的漏极22d和第三电容10的第一端10a连接,第二MOS管22的源极22s分别与第三MOS管23的漏极23d和任一相降压式电路2对应的电感3的第一端3a连接,第三MOS管23的源极23s分别与第四MOS管24的漏极24d和第三电容10的第二端10b连接,第四MOS管24的源极24s与电源1的负极连接,第二MOS管22的源极22s与第三MOS管23的漏极23d之间的连接点可以作为任一相降压式电路2的故障检测点9。驱动电路7的输出端7b与第一MOS管21的栅极21g、第二MOS管22的栅极22g、第三MOS管23的栅极23g和第四MOS管24的栅极24g连接。
需要说明的是,第一MOS管21、第二MOS管22、第三MOS管23和第四MOS管24均是金属氧化物半导体场效应晶体管。这4个MOS管中的任一MOS管在降压式电路2中的作用可以等效为开关,也即是,任一MOS管的导通可以等效于开关的导通,任一MOS管的关断可以等效于开关关断。第一MOS管21、第二MOS管22、第三MOS管23和第四MOS管24均可以为N型MOS管,也可以为P型MOS管等。并且每个MOS管上均可以设置有体二极管,该体二极管的作用可以是在该MOS管所在相降压式电路2有反向感生电压时,使反向感生电压通过,以避免反向感生电压击穿该MOS管。另外,驱动电路7可以用于驱动不同相降压式电路2中的第一MOS管21、第二MOS管22、第三MOS管23和第四MOS管24的导通或关断,以驱动N相降压式电路2交替工作。由于驱动电路7的输出端与第一MOS管21的栅极21g、第二MOS管22的栅极22g、第三MOS管23的栅极23g和第四MOS管24的栅极24g连接,当驱动电路7在这4个MOS管中的任一MOS管的栅极上加载的电压大于该MOS管的导通电压时,该MOS管的源极和漏极之间会形成导电沟道,电子可以通过该导电沟道从该MOS管的源极流向漏极,也即电流可以从该MOS管的漏极流向源极,此时,该MOS管处于导通状态。当驱动电路7在这4个MOS管中的任一MOS管的栅极上加载的电压小于该MOS管的导通电压时,该MOS管的源极和漏极之间不会形成导电沟道,也即不会有电流从该MOS管的漏极流向源极,此时,该MOS管处于关断状态。也即驱动电路7可以通过控制加载在第一MOS管21的栅极21g、第二MOS管22的栅极22g、第三MOS管23的栅极23g和第四MOS管24的栅极24g上的电压,以驱动第一MOS管21、第二MOS管22、第三MOS管23和第四MOS管24的导通或关断。另外,第三电容10是用于在驱动电路7驱动第一MOS管21、第二MOS管22、第三MOS管23和第四MOS管24的导通或关断时,提供可以交替导通的路径,第三电容10可以是飞跨电容等,第三电容10可以表示为Cfn等,本申请实施例对此不做限定。
另外,在实际应用中,可以将第一MOS管21与第二MOS管22串联作为该N相降压式电路的双上MOS管,将第三MOS管23与第四MOS管24串联作为该N相降压式电路的双下MOS管。该双上MOS管和该双下MOS管可以集成在路由器或服务器等网络设备中。
接下来以当前相降压式电路2为例,对当前相降压式电路2在不同时间对应不同的电压进行说明。其中,当前相降压式电路2为N相降压式电路2中的任一相降压式电路2。
在一种可能的实现方式中,图6为当前相降压式电路2在该多相降压式变换电路中的等效电路图。图7为当前相降压式电路中的第一MOS管21、第二MOS管22、第三MOS管23和第四MOS管24中每个MOS管在一个检测周期内的不同时间段的状态图。其中,图7中的A表示第一MOS管21在该检测周期内的状态曲线,B表示第二MOS管22在该检测周期内的状态曲线,C表示第三MOS管23在该检测周期内的状态曲线,D表示第四MOS管24在该检测周期内的状态曲线。表1为当前相降压式电路2中每个MOS管在该检测周期内的不同时间段的状态,以及对应的故障检测点9处的电压表。参见图6、图7以及表1。其中,为了便于描述,将电源1的电压表示为Vin,第一MOS管21、第二MOS管22、第三MOS管23和第四MOS管24的电阻均记为零,也即是在这4个MOS管中任一MOS管处于导通状态时,该MOS管不会消耗电路中的电压。另外,为了便于描述,后续出现的故障检测点9均指当前相降压式电路2的故障检测点9,故障检测点9处的电压即是当前相降压式电路2的故障检测点9处的电压。
在该检测周期内的t0-t1时间段,第一MOS管21和第三MOS管23均处于导通状态,第二MOS管22和第四MOS管24均处于关断状态。此时,电源1、第一MOS管21、第三电容10、第三MOS管23、电感3和负载5构成回路。第三电容10与电池串联,负载5与第一电容4并联,这样的条件下,电源1可以对第三电容10和第一电容4充电。第三电容10的第一端10a的电压为Vin,第三电容10的第二端10b的电压为Vin/2,第一电容4的第一端4a的电压为Vin/2,第一电容4的第二端4b的电压为零。也即,第三电容10和第一电容4分别分担了电源1的电压的一半,即Vin/2。此时,故障检测点8处的电压可以等效为第三电容10的第二端10a的电压,即为Vin/2。t0-t1时间段也可以称为整流时间段。
在该检测周期的t1-t2时间段,第三MOS管23处于导通状态,第一MOS管21、第二MOS管22和第四MOS管24均处于关断状态。此时,图6所示的等效电路为断路,所以故障检测点9处的电压为零。t1-t2时间段也可以称为死区时间段。
在该检测周期的t2-t3时间段,第三MOS管23和第四MOS管24均处于导通状态,第一MOS管21和第二MOS管22均处于关断状态。此时,第三MOS管23、电感3、第一电容4、负载5和第四MOS管24构成回路。由于在t0-t1时间段,电源1对第一电容4进行了充电,所以此时第一电容4的第一端4a的电压为Vin/2,第一电容4的第二端4b的电压为零。此时,故障检测点9处的电压可以等效为第一电容4的第二端4b的电压,即为零。t2-t3时间段也可以称为续流时间段。
在该检测周期的t3-t4时间段,第四MOS管24处于导通状态,第一MOS管21、第二MOS管22和第三MOS管23均处于关断状态。此时,图6所示的等效电路为断路,所以故障检测点9处的电压为零。t3-t4时间段也可以称为死区时间段。
在该检测周期的t4-t5时间段,第二MOS管22和第四MOS管24均处于导通状态,第一MOS管21和第三MOS管23均处于关断状态。第三电容10、第二MOS管22、电感3、第一电容4、负载5和第四MOS管24构成回路。由于在上述t0-t1时间段,电源1对第三电容9进行了充电,第三电容10的第一端10a的电压等于Vin,第三电容10的第二端10b的电压等于Vin/2,也即第三电容10的两端之间的电压差为Vin/2。在t4-t5时间段,第三电容10可以将存储的电能进行释放。此时,第三电容10的第一端10a的电压为Vin/2,第三电容10的第二端9b的电压为零。故障检测点9处的电压可以等效为第三电容10的第一端10a的电压,即为Vin/2。t4-t5时间段可以称为整流时间段。
在该检测周期的t5-t6时间段,第四MOS管24处于导通状态,第一MOS管21、第二MOS管22和第三MOS管23均处于关断状态。此时,图6所示的等效电路为断路,所以故障检测点9处的电压为零。t5-t6时间段可以称为死区时间段。
在该检测周期的t6-t7时间段,第三MOS管23和第四MOS管24均处于导通状态,第一MOS管21和第二MOS管22均处于关断状态。此时,第三MOS管23、电感3、第一电容4、负载5和第四MOS管24构成回路。第一电容4的第一端4a的电压为Vin/2,第一电容4的第二端4b的电压为零。此时,故障检测点9处的电压可以等效为第一电容4的第二端4b的电压,即为零。t6-t7时间段也可以称为续流时间段。
在该检测周期的t7-t8时间段,第三MOS管23处于导通状态,第一MOS管21、第二MOS管22和第四MOS管24均处于关断状态。此时,图6所示的等效电路为断路,所以故障检测点9处的电压为零。t7-t8时间段也可以称为死区时间段。
表1
Figure BDA0002001613260000121
Figure BDA0002001613260000131
基于表1所示的故障检测点9在一个检测周期内的电压,可以确定出如图8所示的故障检测点9在一个检测周期内的电压图。参见图8,在第一MOS管21和第三MOS管23均处于导通状态的t0-t1时间段,以及在第二MOS管22和第四MOS管24均处于导通状态的t4-t5时间段,故障检测点9处的电压为Vin/2。在该检测周期内的其他时间段故障检测点9处的电压均为零。另外,由于第一MOS管21在一个检测周期中仅在t0-t1时间段处于导通状态,因此可以将第一MOS管21和第三MOS管23均处于导通状态,简称为第一MOS管21处于导通状态。由于第二MOS管22在一个检测周期中仅在t4-t5时间段处于导通状态,因此可以将第二MOS管22和第四MOS管24均处于导通状态,简称为第二MOS管22处于导通状态。应当理解的是,第一MOS管21和第四MOS管24可以看作是等效的两个MOS管,第二MOS管22和第三MOS管23可以看作是等效的两个MOS管。即第一MOS管21或第四MOS管24中的任一MOS管出现故障,故障检测点9处的电压在检测周期内会发生相同的改变;第二MOS管22或第三MOS管23中的任一MOS管出现故障,故障检测点9处的电压在检测周期内会发生相同的改变。
这样的条件下,检测控制器6对每相降压式电路2的检测故障检测点9处的电压的检测,也即可以简化为对每相降压式电路2在第一MOS管21处于导通状态的电压,以及对每相降压式电路2在第二MOS管22处于导通状态的电压的检测。
值得说明的是,由于在t0-t1时间段内第一MOS管21和第三MOS管23这两个MOS管处于导通状态,在t4-t5时间段内第二MOS管22和第四MOS管24这两个MOS管处于导通状态。所以在t0-t1时间段,第一MOS管21的耐压值和第三MOS管23的耐压值均是各自耐压值的一半,在t4-t5时间段,第二MOS管22的耐压值和第四MOS管24的耐压值均是各自耐压值的一半。并且,在一个检测周期内,第一MOS管21和第三MOS管23处于导通状态的t0-t1时间段的时长,以及第二MOS管22和第四MOS管24处于导通状态的t4-t5时间段的时长,与一个检测周期的时长的比值较大,也即该多相降压式变换电路中的每相降压式电路2的有效占空比较大。
在本申请实施例中,多相降压式变换电路包括电源1、N相降压式电路2、N个电感3、第一电容4、负载5、检测控制器6和驱动电路7,N为大于或等于2的正整数。检测控制器6的输入端与N相降压式电路2中每相降压式电路2的故障检测点9连接。由于每相降压式电路2的故障检测点9在不同的时间对应不同的电压,因此,检测控制器6可以根据N相降压式电路2中每相降压式电路2的故障检测点9处的电压,来检测每相降压式电路2是否发生故障,也即检测控制器6可以同步对每相降压式电路2的故障检测点9处的电压进行检测,从而能够同步检测每相降压式电路2是否发生故障。当检测控制器6确定N相降压电路2中的任一相降压电路2出现故障时,驱动电路7可以停止驱动该相降压式电路2。从而实现对该相降压式电路2的隔离,避免因该相降压式电路2的故障而导致整个多相降压式变化电路出现故障。也即本申请实施例提供的多相降压式变换电路中的任一相降压式电路2出现故障不会对整个多相降压式变换电路的正常工作造成影响。
接下来,基于上述多相降压式变换电路,对该多相降压式变换电路故障检测方法进行说明。图9为该多相降压式变换电路故障检测方法的流程图,参见图9,该方法包括:
S901:检测当前相降压式电路的故障检测点在当前检测周期的电压。
需要说明的是,当前相降压式电路和检测周期在上述图3至图8所示的实施例中做过说明,所以此处不再赘述。
S902:根据当前检测周期的电压,确定当前相降压式电路当前是否发生故障。
其中,每个检测周期可以包括第一检测时刻和第二检测时刻,第一检测时刻是指当前相降压式电路的第一MOS管的导通时间段内的一个时刻,第二检测时刻是指当前相降压式电路的第二MOS管的导通时间段内的一个时刻。
可选地,第一检测时刻可以是当前相降压式电路的第一MOS管的导通时间段内的中间时刻,或者位于中间时刻附近的时刻;第二检测时刻可以是当前相降压式电路的第二MOS管的导通时间段内的中间时刻,或者位于中间时刻附近的时刻。这样的条件下,可以使得在第一检测时刻获取的故障检测点处的电压是第一MOS管的导通时间段内较为稳定和准确的电压,以及可以使得在第二检测时刻获取的电压是第二MOS管的导通时间段内较为稳定和准确的电压。当然,第一检测时刻还可以是当前相降压式电路的第一MOS管的导通时间段内的其他时刻,第二检测时刻还可以是当前相降压式电路的第二MOS管的导通时间段内的其他时刻,本申请实施例对此不做限定。
在一种可能的实现方式中,S902可以包括如下步骤(1)-步骤(2):
(1):如果当前检测周期内的第一检测时刻的电压高于第一电压阈值,且当前检测周期内的第二检测时刻的电压低于第二电压阈值,或者,当前检测周期内的第一检测时刻的电压低于第二电压阈值,且当前检测周期内的第二检测时刻的电压高于第一电压阈值,则获取与当前检测周期连续的M个历史检测周期的电压,M为正整数。
需要说明的是,第一电压阈值可以大于电源的电压的一半且小于电源的电压,即第一电压阈值可以大于Vin/2,且小于Vin。第二电压阈值可以小于电源的电压的一半且大于零,即第二电压阈值小于Vin/2,且大于零。
从上述图2-图7所示的实施例中可知,第一MOS管与第四MOS管可以看作是等效的两个MOS管,第二MOS管和第三MOS管可以看作是等效的两个MOS管。即第一MOS管或第四MOS管中的任一MOS管出现故障,故障检测点处的电压在检测周期内会发生相同的改变;第二MOS管或第三MOS管中的任一MOS管出现故障,故障检测点处的电压在检测周期内会发生相同的改变。
为了便于描述,接下来分别以第二MOS管出现故障时,故障检测点处的电压会出现的变化,以及第一MOS管出现故障时,故障检测点处的电压会出现的变化进行说明。
首先,以第一MOS管出现故障为例。在一种可能的情况中,参见图10,第一MOS管在当前检测周期之前的第H个历史检测周期内的t2时刻之前出现故障,例如出现短路。其中,第H个历史检测周期可以早于M个历史检测周期。此时,第一MOS管可以等效为不间断地处于导通状态。这样的条件下,在第H个历史检测周期内的t2-t3时间段,处于导通状态的除过第三MOS管和第四MOS管之外还有第一MOS管,另外,第二MOS管为关断状态。此时,电源、第一MOS管、第三电容和第四MOS管构成回路,电源可以对第三电容充电,第三电容的第一端的电压会在第一时长内从Vin/2增加到与电源的正极相同的电压Vin,其中,第一时长可以为多个检测周期的时长,当然第一时长还可以是其他形式的时长,本申请实施例对此不做限定。也即是从t2时刻之后第三电容的第一端的电压会大于Vin/2,并且会随着时间不断增大。在第H个检测周期内的t4-t5时间段,处于导通状态的除过第二MOS管和第四MOS管之外还有第一MOS管,另外,第三MOS管处于关断状态。此时,故障检测点处的电压可以等效为第三电容的第一端的电压,即该电压高于Vin/2。也即是第H个历史检测周期内的第二检测时刻故障检测点处的电压高于Vin/2。在一种可能的情况中,第H个历史检测周期内的第二检测时刻故障检测点处的电压高于第一电压阈值。在第H+1个历史检测周期的t0-t1时间段,第一MOS管和第三MOS管均处于导通状态,第二MOS管和第四MOS管均处于关断状态。此时,当前相降压式电路的故障检测点处的电压可以等效为第三电容的第二端处的电压,即为Vin减去第三电容的第一端的电压。由于此时第三电容的第一端的电压大于Vin/2,因此,Vin减去第三电容的第一端的电压即小于Vin/2,也即是第H+1个历史检测周期内的第一检测时刻故障检测点处的电压小于Vin/2。在一种可能的情况中,第H+1个历史检测周期内的第一检测时刻故障检测点处的电压低于第二电压阈值。由于第三电容的第一端的电压随着时间不断增大,相应地第三电容的第二端的电压随着时间不断减小。因此,在第H+1个历史检测周期内的第二检测时刻当前相降压式电路的故障检测点处的电压不仅大于Vin/2,并且大于第H个历史检测周期内的第二检测时刻的电压。
然后,以第二MOS管出现故障为例。在一种可能的情况中,参见图11,第二MOS管在当前检测周期之前的第K个历史检测周期内的t0时刻之前出现故障,例如出现短路。其中,第K个历史检测周期可以早于M个历史检测周期。此时,第二MOS管可以等效为不间断地处于导通状态。这样的条件下,在第K个历史检测周期内的t0-t1时间段,处于导通状态的除过第一MOS管和第三MOS管之外还有第二MOS管,另外,第四MOS管22处于关断状态。此时,第三电容开始放电,第三电容的电压小于Vin/2,并且第三电容会在第二时长内从Vin/2降低到零。此时,故障检测点处的电压可以等于电源的电压Vin减去第三电容的电压,也即故障检测点处的电压会大于Vin/2。也即是,在第K个历史检测周期内的第一检测时刻故障检测点处的电压大于Vin/2。在一种可能的情况中,第K个历史检测周期内的第一检测时刻故障检测点处的电压高于第一电压阈值。在第K个检测周期内的t4-t5时间段,第二MOS管和第四MOS管均处于导通状态,第一MOS管和第三MOS管均处于关断状态。此时,故障检测点处的电压等于第三电容的电压,即故障检测点处的电压小于Vin/2。也即是,第K个历史检测周期内的第二检测时刻故障检测点处的电压小于Vin/2。在一种可能的情况中,第K个历史检测周期内的第二检测时刻故障检测点处的电压低于第二电压阈值。在第K个历史检测周期之后的历史检测周期中,第一检测时刻的电压会不断升高,直到升高到Vin,第二检测时刻的电压会不断降低,直到降低到零。
综上,当前相降压式电路中的第一MOS管或第四MOS管在当前检测周期之前出现故障时,故障检测点在当前检测周期内的第一检测时刻的电压可以低于第一电压阈值,且当前检测周期内的第二检测时刻的电压可以高于第二电压阈值。当前相降压式电路中的第二MOS管或第三MOS管在当前检测周期之前出现故障时,故障检测点在当前检测周期内的第一检测时刻的电压可以高于第一电压阈值,且当前检测周期内的第二检测时刻的电压可以低于第二电压阈值。
(2)如果M个历史检测周期内的第一检测时刻的电压均高于第一电压阈值,且M个历史检测周期内的第二检测时刻的电压均低于第二电压阈值,或者,M个历史检测周期内的第一检测时刻的电压均低于第二电压阈值,且M个历史检测周期内的第二检测时刻的电压均高于第一电压阈值,则确定当前相降压式电路发生故障,否则,确定当前相降压式电路未发生故障。
在一种可能的情况中,由于多相降压式变换电路中的电压不稳定或者检测控制器对故障检测点处的电压的测量不准确等原因,会出现故障检测点在较小数量的周期内的第一检测时刻的电压高于第一电压阈值,且在第二检测时刻的电压低于第二电压阈值,或者,故障检测点在较小数量的周期内的第一检测时刻的电压低于第二电压阈值,且在第二检测时刻的电压高于第一电压阈值。因此,如果当前检测周期内的第一检测时刻的电压高于第一电压阈值,且当前检测周期内的第二检测时刻的电压低于第二电压阈值,或者,当前检测周期内的第一检测时刻的电压低于第二电压阈值,且当前检测周期内的第二检测时刻的电压高于第一电压阈值,则确定当前相降压式电路发生故障,这样会存在误判的可能。因此,可以先获取与当前检测周期连续的M个历史检测周期的电压,根据M个历史检测周期在第一检测时刻和第二检测时刻的电压,从而确定当前相降压式电路是否发生故障,可以使得对当前相降压式电路的故障检测更加准确。
在一种可能的实现方式中,S902可以包括如下步骤A-步骤B:
步骤A:如果当前检测周期内的第一检测时刻的电压高于第一电压阈值,且当前检测周期内的第二检测时刻的电压低于第二电压阈值,或者,当前检测周期内的第一检测时刻的电压低于第二电压阈值,且当前检测周期内的第二检测时刻的电压高于第一电压阈值,则获取与当前检测周期连续的M个历史检测周期的电压,M为正整数。
需要说明的是,第一电压阈值和第二电压阈值在上述步骤(1)中做过说明,所以此处不再赘述。
步骤B:确定当前检测周期内的第一检测时刻的电压与第二检测时刻的电压之间的电压差值,确定每个历史检测周期内的第一检测时刻的电压与第二检测时刻的电压之间的电压差值,以得到M+1个电压差值。如果M+1个电压差值均大于第三电压阈值,则确定当前相降压式电路发生故障,否则,确定当前相降压式电路未发生故障。
需要说明的是,第三电压阈值可以小于电源的电压且大于零,第三电压阈值可以根据使用需求预先进行设置,本申请实施例对此不做限定。例如,第三电压阈值可以为1v或2v等。另外,由于当前检测周期内和每个历史检测周期内的第一检测时刻的电压可以高于第二检测时刻的电压,或者,当前检测周期内和每个历史检测周期内的第一检测时刻的电压可以低于第二检测时刻的电压,所以M+1个电压差值可以为当前检测周期内的第一检测时刻的电压与第二检测时刻的电压之间的电压差值的绝对值,以及每个历史检测周期内的第一检测时刻的电压与第二检测时刻的电压之间的电压差值的绝对值。由于在当前相降压式电路未发生故障时,当前相降压式电路在一个检测周期内的第一检测时刻的电压与第二检测时刻的电压可以相等,或者由于误差等原因这两者的电压差值小于第三电压阈值,因此,当M+1个电压差值均大于第三电压阈值时,则可以确定当前相降压式电路出现故障。
在一种可能的实现方式中,S902还可以包括如下步骤a-步骤b:
步骤a:如果当前检测周期内的第一检测时刻的电压高于第一电压阈值,且当前检测周期内的第二检测时刻的电压低于第二电压阈值,或者,当前检测周期内的第一检测时刻的电压低于第二电压阈值,且当前检测周期内的第二检测时刻的电压高于第一电压阈值,则获取检测周期位于时间窗口内的电压。
需要说明的是,时间窗口用于指示从当前检测周期开始且早于当前检测周期的参考时长的时间段。时间窗口可以包括从当前检测周期开始且早于当前检测周期的多个连续的历史检测周期,且该时间窗口可以随着当前检测周期的推进而滑动。例如,对于当前检测周期的下一个检测周期的时间窗口,用于指示从当前检测周期的下一个检测周期开始,且早于当前检测周期的下一个检测周期的参考时长的时间段。参考时长可以根据使用需求预先进行设置,本申请实施例对此不做限定。
步骤b:如果位于时间窗口内的每个检测周期内的第一检测时刻的电压均高于第一电压阈值,且位于时间窗口内的每个检测周期内的第二检测时刻的电压均低于第二电压阈值,或者,位于时间窗口内的每个检测周期内的第一检测时刻的电压均低于第二电压阈值,且位于时间窗口内的每个检测周期内的第二检测时刻的电压均高于第一电压阈值,则确定当前相降压式电路发生故障,否则,确定当前相降压式电路未发生故障。
由于时间窗口可以包括从当前检测周期开始且早于当前检测周期的多个连续的历史检测周期,且时间窗口可以随着当前检测周期的推进而滑动,因此,通过时间窗口内的每个检测周期内的第一检测时刻的电压和第二检测时刻的电压,可以使得对当前相降压式电路故障检测的效率更高,稳健性更好。
在一种可能的实现方式中,S902还可以包括如下步骤(1)-步骤(2):
(1):如果当前检测周期的第一检测时刻的电压高于第一电压阈值,且当前检测周期内的第二检测时刻的电压低于第二电压阈值,或者,当前检测周期内的第一检测时刻的电压低于第二电压阈值,且当前检测周期内的第二检测时刻的电压高于第一电压阈值,则获取检测周期位于时间窗口内的电压。
需要说明的是,时间窗口可以参考上述步骤a中对时间窗口的描述,此处不再赘述。
(2):确定位于时间窗口内的每个检测周期内的第一检测时刻的电压与第二检测时刻电压之间的电压差值,以得到多个电压差值;如果多个电压差值均大于第三电压阈值,则确定当前相降压式电路发生故障,否则,确定当前相降压式电路未发生故障。
需要说明的是,电压差值可以参考上述步骤B中对电压差值的描述,此处不再赘述。
S903:如果当前相降压式电路当前发生故障,则向驱动电路发送停止驱动信号,以指示驱动电路停止驱动当前相降压式电路。
需要说明的是,驱动电路停止驱动当前相降压式电路之后,驱动电路可以通过驱动除当前相降压式电路之外的其他降压式驱动电路交替导通和关断,实现不间断地向负载供电。也即是,停止驱动当前相降压式电路不会对该多相降压式变换电路的正常工作造成影响。
在本申请实施例中,先检测当前相降压式电路的故障检测点在当前检测周期的电压。由于当前相降压式电路的故障点在不同的时间可以对应不同的电压,所以可以根据当前检测周期的电压,确定当前相降压式电路当前是否发生故障。如果当前相降压式电路当前发生故障,则向驱动电路发送停止驱动信号,以指示驱动电路停止驱动当前相降压式电路。从而实现对当前相降压式电路的隔离,避免因当前相降压式电路的故障而导致负载无法正常工作。另外,由于当前相降压式电路为N相降压式电路中的任一相降压式电路,所以本申请可以实现同步对每相降压式电路的故障检测点处的电压进行检测,从而能够同步确定每相降压式电路是否发生故障,使得对N相降压式电路的故障检测更加高效。
图12为本申请实施例提供的一种多相降压式变换电路故障检测装置1200框图。参见12所示,该装置包括:检测模块1201、确定模块1202和发送模块1203。
检测模块1201,用于执行S901中的操作;
确定模块1202,用于执行S902中的操作;
发送模块1203,用于执行S903中的操作。
可选地,每个检测周期包括第一检测时刻和第二检测时刻,第一检测时刻是指当前相降压式电路的第一MOS管的导通时间段内的一个时刻,第二检测时刻是指当前相降压式电路的第二MOS管的导通时间段内的一个时刻;
确定模块1202,包括:
第一获取子模块,用于如果当前检测周期内的第一检测时刻的电压高于第一电压阈值,且当前检测周期内的第二检测时刻的电压低于第二电压阈值,或者,当前检测周期内的第一检测时刻的电压低于第二电压阈值,且当前检测周期内的第二检测时刻的电压高于第一电压阈值,则获取与当前检测周期连续的M个历史检测周期的电压,M为正整数,第一电压阈值大于该电源的电压的一半且小于该电源的电压,第二电压阈值小于该电源的电压的一半且大于零;
第一确定子模块,用于如果M个历史检测周期内的第一检测时刻的电压均高于第一电压阈值,且M个历史检测周期内的第二检测时刻的电压均低于第二电压阈值,或者,M个历史检测周期内的第一检测时刻的电压均低于第二电压阈值,且M个历史检测周期内的第二检测时刻的电压均高于第一电压阈值,则确定当前相降压式电路发生故障,否则,确定当前相降压式电路未发生故障。
可选地,每个检测周期包括第一检测时刻和第二检测时刻,第一检测时刻是指当前相降压式电路的第一MOS管的导通时间段内的一个时刻,第二检测时刻是指当前相降压式电路的第二MOS管的导通时间段内的一个时刻;
确定模块1202,包括:
第二获取子模块,用于如果当前检测周期内的第一检测时刻的电压高于第一电压阈值,且当前检测周期内的第二检测时刻的电压低于第二电压阈值,或者,当前检测周期内的第一检测时刻的电压低于第二电压阈值,且当前检测周期内的第二检测时刻的电压高于第一电压阈值,则获取与当前检测周期连续的M个历史检测周期的电压,M为正整数,第一电压阈值大于该电源的电压的一半且小于该电源的电压,第二电压阈值小于该电源的电压的一半且大于零;
第二确定子模块,用于确定当前检测周期内的第一检测时刻的电压与第二检测时刻的电压之间的电压差值,确定每个历史检测周期内的第一检测时刻的电压与第二检测时刻的电压之间的电压差值,以得到M+1个电压差值;
第三确定子模块,用于如果M+1个电压差值均大于第三电压阈值,则确定当前相降压式电路发生故障,否则,确定当前相降压式电路未发生故障,第三电压阈值小于该电源的电压且大于零。
可选地,每个检测周期包括第一检测时刻和第二检测时刻,第一检测时刻是指当前相降压式电路的第一MOS管的导通时间段内的一个时刻,第二检测时刻是指当前相降压式电路的第二MOS管的导通时间段内的一个时刻;
确定模块1202,包括:
第三获取子模块,用于如果当前检测周期内的第一检测时刻的电压高于第一电压阈值,且当前检测周期内的第二检测时刻的电压低于第二电压阈值,或者,当前检测周期内的第一检测时刻的电压低于第二电压阈值,且当前检测周期内的第二检测时刻的电压高于第一电压阈值,则获取检测周期位于时间窗口内的电压,该时间窗口用于指示从当前检测周期开始且早于当前检测周期的参考时长的时间段;
第四确定子模块,用于如果位于该时间窗口内的每个检测周期内的第一检测时刻的电压均高于第一电压阈值,且位于该时间窗口内的每个检测周期内的第二检测时刻的电压均低于第二电压阈值,或者,位于该时间窗口内的每个检测周期内的第一检测时刻的电压均低于第二电压阈值,且位于该时间窗口内的每个检测周期内的第二检测时刻的电压均高于第一电压阈值,则确定当前相降压式电路发生故障,否则,确定当前相降压式电路未发生故障,第一电压阈值大于该电源的电压的一半且小于该电源的电压,第二电压阈值小于该电源的电压的一半且大于零。
可选地,每个检测周期包括第一检测时刻和第二检测时刻,第一检测时刻是指当前相降压式电路的第一MOS管的导通时间段内的一个时刻,第二检测时刻是指当前相降压式电路的第二MOS管的导通时间段内的一个时刻;
确定模块1202,包括:
第四获取子模块,用于如果当前检测周期的第一检测时刻的电压高于第一电压阈值,且当前检测周期内的第二检测时刻的电压低于第二电压阈值,或者,当前检测周期内的第一检测时刻的电压低于第二电压阈值,且当前检测周期内的第二检测时刻的电压高于第一电压阈值,则获取检测周期位于时间窗口内的电压,该时间窗口用于指示从当前检测周期开始且早于当前检测周期的参考时长的时间段,第一电压阈值大于该电源的电压的一半且小于该电源的电压,第二电压阈值小于该电源的电压的一半且大于零;
第五确定子模块,用于确定位于该时间窗口内的每个检测周期内的第一检测时刻的电压与第二检测时刻电压之间的电压差值,以得到多个电压差值;
第六确定子模块,用于如果该多个电压差值均大于第三电压阈值,则确定当前相降压式电路发生故障,否则,确定当前相降压式电路未发生故障,第三电压阈值小于该电源的电压且大于零。
在本申请实施例中,先检测当前相降压式电路的故障检测点在当前检测周期的电压。由于当前相降压式电路的故障点在不同的时间可以对应不同的电压,所以可以根据当前检测周期的电压,确定当前相降压式电路当前是否发生故障。如果当前相降压式电路当前发生故障,则向驱动电路发送停止驱动信号,以指示驱动电路停止驱动当前相降压式电路。从而实现对当前相降压式电路的隔离,避免因当前相降压式电路的故障而导致负载无法正常工作。另外,由于当前相降压式电路为N相降压式电路中的任一相降压式电路,所以本申请可以实现同步对每相降压式电路的故障检测点处的电压进行检测,从而能够同步确定每相降压式电路是否发生故障,使得对N相降压式电路的故障检测更加高效。
需要说明的是:上述实施例提供的多相降压式变换电路故障检测装置在检测多相降压式变换电路的故障时,仅以上述各功能模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成,即将装置的内部结构划分成不同的功能模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。另外,上述实施例提供的多相降压式变换电路故障检测装置与多相降压式变换电路故障检测方法实施例属于同一构思,其具体实现过程详见方法实施例,这里不再赘述。
在上述实施例中,可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意结合来实现。当使用软件实现时,可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机指令时,全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络或其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输,例如,所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如:同轴电缆、光纤、数据用户线(Digital Subscriber Line,DSL))或无线(例如:红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质,或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如:软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如:数字通用光盘(Digital Versatile Disc,DVD))或半导体介质(例如:固态硬盘(Solid State Disk,SSD))等。
以上所述为本申请提供的实施例,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种多相降压式变换电路,其特征在于,所述多相降压式变换电路包括:电源(1)、N相降压式电路(2)、N个电感(3)、第一电容(4)、负载(5)、检测控制器(6)、驱动电路(7)和第二电容(8),每相降压式电路(2)的故障检测点(9)在不同的时间对应不同的电压,所述N相降压式电路(2)与所述N个电感(3)一一对应,所述N为大于或等于2的正整数;
所述电源(1)的正极与所述N相降压式电路(2)的第一输入端连接,所述N相降压式电路(2)的第一输出端与所述N个电感(3)中对应的电感(3)的第一端连接,所述N个电感(3)的第二端与所述第一电容(4)的第一端连接,所述N相降压式电路(2)的第二输出端和所述第一电容(4)的第二端均与所述电源(1)的负极连接,所述负载(5)并联在所述第一电容(4)的两端,所述第二电容(8)并联在所述电源(1)的正负极之间;
所述检测控制器(6)的输入端与所述N相降压式电路(2)中每相降压式电路(2)的故障检测点(9)连接,所述检测控制器(6)的输出端与所述驱动电路(7)的输入端连接,所述驱动电路(7)的输出端与所述N相降压式电路(2)的第二输入端连接,所述检测控制器(6)用于根据所述N相降压式电路(2)中每相降压式电路(2)的故障检测点(9)在当前检测周期的电压来检测是否发生故障,所述驱动电路(7)用于驱动所述N相降压式电路(2)交替工作,以及在所述检测控制器(6)确定所述N相降压式电路中的任一相降压电路出现故障时,停止驱动所述任一相降压电路;
其中,每相降压式电路(2)的故障检测点(9)位于每相降压式电路(2)的第一输出端与对应的电感(3)的第一端之间,每个检测周期包括第一检测时刻和第二检测时刻,所述第一检测时刻是指当前相降压式电路的第一MOS管的导通时间段内的一个时刻,所述第二检测时刻是指当前相降压式电路的第二MOS管的导通时间段内的一个时刻。
2.如权利要求1所述的多相降压式变换电路,其特征在于,对于所述N相降压式电路(2)中的任一相降压式电路(2),所述任一相降压式电路(2)包括:第一MOS管(21)、第二MOS管(22)、第三MOS管(23)、第四MOS管(24)和第三电容(10);
所述第一MOS管(21)的漏极与所述电源(1)的正极连接,所述第一MOS管(21)的源极分别与所述第二MOS管(22)的漏极和所述第三电容(10)的第一端连接,所述第二MOS管(22)的源极分别与所述第三MOS管(23)的漏极和所述任一相降压式电路(2)对应的电感(3)的第一端连接,所述第三MOS管(23)的源极分别与所述第四MOS管(24)的漏极和所述第三电容(10)的第二端连接,所述第四MOS管(24)的源极与所述电源(1)的负极连接,所述第二MOS管(22)的源极与所述第三MOS管(23)的漏极之间的连接点作为所述任一相降压式电路(2)的故障检测点(9);
所述驱动电路(7)的输出端与所述第一MOS管(21)的栅极、所述第二MOS管(22)的栅极、所述第三MOS管(23)的栅极和所述第四MOS管(24)的栅极连接,所述驱动电路(7)用于驱动所述第一MOS管(21)、所述第二MOS管(22)、所述第三MOS管(23)和所述第四MOS管(24)的导通或关断。
3.如权利要求1或2所述的多相降压式变换电路,其特征在于,所述驱动电路(7)包括N个驱动子电路(71),所述N个驱动子电路(71)与所述N相降压式电路(2)一一对应;
所述N个驱动子电路(71)的输入端分别与所述检测控制器(6)的输出端连接,所述N个驱动子电路( 71) 的输出端分别与所述N相降压式电路(2)中对应的降压式电路(2)的第二输入端连接。
4.一种对上述权利要求1-3中任一权利要求所述的多相降压式变换电路故障检测的方法,其特征在于,所述方法包括:
检测当前相降压式电路的故障检测点在当前检测周期的电压,每个检测周期包括第一检测时刻和第二检测时刻,所述第一检测时刻是指所述当前相降压式电路的第一MOS管的导通时间段内的一个时刻,所述第二检测时刻是指所述当前相降压式电路的第二MOS管的导通时间段内的一个时刻;
根据所述当前检测周期的电压,确定所述当前相降压式电路当前是否发生故障;
如果所述当前相降压式电路当前发生故障,则向所述驱动电路发送停止驱动信号,以指示所述驱动电路停止驱动所述当前相降压式电路。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据所述当前检测周期的电压,确定所述当前相降压式电路当前是否发生故障,包括:
如果所述当前检测周期内的第一检测时刻的电压高于第一电压阈值,且所述当前检测周期内的第二检测时刻的电压低于第二电压阈值,或者,所述当前检测周期内的第一检测时刻的电压低于所述第二电压阈值,且所述当前检测周期内的第二检测时刻的电压高于所述第一电压阈值,则获取与所述当前检测周期连续的M个历史检测周期的电压,所述M为正整数,所述第一电压阈值大于所述电源的电压的一半且小于所述电源的电压,所述第二电压阈值小于所述电源的电压的一半且大于零;
如果所述M个历史检测周期内的第一检测时刻的电压均高于所述第一电压阈值,且所述M个历史检测周期内的第二检测时刻的电压均低于所述第二电压阈值,或者,所述M个历史检测周期内的第一检测时刻的电压均低于所述第二电压阈值,且所述M个历史检测周期内的第二检测时刻的电压均高于所述第一电压阈值,则确定所述当前相降压式电路发生故障,否则,确定所述当前相降压式电路未发生故障。
6.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据所述当前检测周期的电压,确定所述当前相降压式电路当前是否发生故障,包括:
如果所述当前检测周期内的第一检测时刻的电压高于第一电压阈值,且所述当前检测周期内的第二检测时刻的电压低于第二电压阈值,或者,所述当前检测周期内的第一检测时刻的电压低于所述第二电压阈值,且所述当前检测周期内的第二检测时刻的电压高于所述第一电压阈值,则获取与所述当前检测周期连续的M个历史检测周期的电压,所述M为正整数,所述第一电压阈值大于所述电源的电压的一半且小于所述电源的电压,所述第二电压阈值小于所述电源的电压的一半且大于零;
确定所述当前检测周期内的第一检测时刻的电压与第二检测时刻的电压之间的电压差值,确定每个历史检测周期内的第一检测时刻的电压与第二检测时刻的电压之间的电压差值,以得到M+1个电压差值;
如果所述M+1个电压差值均大于第三电压阈值,则确定所述当前相降压式电路发生故障,否则,确定所述当前相降压式电路未发生故障,所述第三电压阈值小于所述电源的电压且大于零。
7.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据所述当前检测周期的电压,确定所述当前相降压式电路当前是否发生故障,包括:
如果所述当前检测周期内的第一检测时刻的电压高于第一电压阈值,且所述当前检测周期内的第二检测时刻的电压低于第二电压阈值,或者,所述当前检测周期内的第一检测时刻的电压低于所述第二电压阈值,且所述当前检测周期内的第二检测时刻的电压高于所述第一电压阈值,则获取检测周期位于时间窗口内的电压,所述时间窗口用于指示从所述当前检测周期开始且早于所述当前检测周期的参考时长的时间段;
如果位于所述时间窗口内的每个检测周期内的第一检测时刻的电压均高于所述第一电压阈值,且位于所述时间窗口内的每个检测周期内的第二检测时刻的电压均低于所述第二电压阈值,或者,位于所述时间窗口内的每个检测周期内的第一检测时刻的电压均低于所述第二电压阈值,且位于所述时间窗口内的每个检测周期内的第二检测时刻的电压均高于所述第一电压阈值,则确定所述当前相降压式电路发生故障,否则,确定所述当前相降压式电路未发生故障,所述第一电压阈值大于所述电源的电压的一半且小于所述电源的电压,所述第二电压阈值小于所述电源的电压的一半且大于零。
8.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据所述当前检测周期的电压,确定所述当前相降压式电路当前是否发生故障,包括:
如果所述当前检测周期的第一检测时刻的电压高于第一电压阈值,且所述当前检测周期内的第二检测时刻的电压低于第二电压阈值,或者,所述当前检测周期内的第一检测时刻的电压低于所述第二电压阈值,且所述当前检测周期内的第二检测时刻的电压高于所述第一电压阈值,则获取检测周期位于时间窗口内的电压,所述时间窗口用于指示从所述当前检测周期开始且早于所述当前检测周期的参考时长的时间段,所述第一电压阈值大于所述电源的电压的一半且小于所述电源的电压,所述第二电压阈值小于所述电源的电压的一半且大于零;
确定位于所述时间窗口内的每个检测周期内的第一检测时刻的电压与第二检测时刻电压之间的电压差值,以得到多个电压差值;
如果所述多个电压差值均大于第三电压阈值,则确定所述当前相降压式电路发生故障,否则,确定所述当前相降压式电路未发生故障,所述第三电压阈值小于所述电源的电压且大于零。
9.一种多相降压式变换电路故障检测的装置,其特征在于,用于对上述权利要求1-3中任一权利要求所述的多相降压式变换电路进行故障检测,所述装置包括:
检测模块,用于检测当前相降压式电路的故障检测点在当前检测周期的电压,每个检测周期包括第一检测时刻和第二检测时刻,所述第一检测时刻是指所述当前相降压式电路的第一MOS管的导通时间段内的一个时刻,所述第二检测时刻是指所述当前相降压式电路的第二MOS管的导通时间段内的一个时刻;
确定模块,用于根据所述当前检测周期的电压,确定所述当前相降压式电路当前是否发生故障;
发送模块,用于如果所述当前相降压式电路当前发生故障,则向驱动电路发送停止驱动信号,以指示所述驱动电路停止驱动所述当前相降压式电路。
10.如权利要求9所述的装置,其特征在于,所述确定模块,包括:
第一获取子模块,用于如果所述当前检测周期内的第一检测时刻的电压高于第一电压阈值,且所述当前检测周期内的第二检测时刻的电压低于第二电压阈值,或者,所述当前检测周期内的第一检测时刻的电压低于所述第二电压阈值,且所述当前检测周期内的第二检测时刻的电压高于所述第一电压阈值,则获取与所述当前检测周期连续的M个历史检测周期的电压,所述M为正整数,所述第一电压阈值大于电源的电压的一半且小于所述电源的电压,所述第二电压阈值小于所述电源的电压的一半且大于零;
第一确定子模块,用于如果所述M个历史检测周期内的第一检测时刻的电压均高于所述第一电压阈值,且所述M个历史检测周期内的第二检测时刻的电压均低于所述第二电压阈值,或者,所述M个历史检测周期内的第一检测时刻的电压均低于所述第二电压阈值,且所述M个历史检测周期内的第二检测时刻的电压均高于所述第一电压阈值,则确定所述当前相降压式电路发生故障,否则,确定所述当前相降压式电路未发生故障。
11.如权利要求9所述的装置,其特征在于,所述确定模块,包括:
第二获取子模块,用于如果所述当前检测周期内的第一检测时刻的电压高于第一电压阈值,且所述当前检测周期内的第二检测时刻的电压低于第二电压阈值,或者,所述当前检测周期内的第一检测时刻的电压低于所述第二电压阈值,且所述当前检测周期内的第二检测时刻的电压高于所述第一电压阈值,则获取与所述当前检测周期连续的M个历史检测周期的电压,所述M为正整数,所述第一电压阈值大于电源的电压的一半且小于所述电源的电压,所述第二电压阈值小于所述电源的电压的一半且大于零;
第二确定子模块,用于确定所述当前检测周期内的第一检测时刻的电压与第二检测时刻的电压之间的电压差值,确定每个历史检测周期内的第一检测时刻的电压与第二检测时刻的电压之间的电压差值,以得到M+1个电压差值;
第三确定子模块,用于如果所述M+1个电压差值均大于第三电压阈值,则确定所述当前相降压式电路发生故障,否则,确定所述当前相降压式电路未发生故障,所述第三电压阈值小于所述电源的电压且大于零。
12.如权利要求9所述的装置,其特征在于,所述确定模块,包括:
第三获取子模块,用于如果所述当前检测周期内的第一检测时刻的电压高于第一电压阈值,且所述当前检测周期内的第二检测时刻的电压低于第二电压阈值,或者,所述当前检测周期内的第一检测时刻的电压低于所述第二电压阈值,且所述当前检测周期内的第二检测时刻的电压高于所述第一电压阈值,则获取检测周期位于时间窗口内的电压,所述时间窗口用于指示从所述当前检测周期开始且早于所述当前检测周期的参考时长的时间段;
第四确定子模块,用于如果位于所述时间窗口内的每个检测周期内的第一检测时刻的电压均高于所述第一电压阈值,且位于所述时间窗口内的每个检测周期内的第二检测时刻的电压均低于所述第二电压阈值,或者,位于所述时间窗口内的每个检测周期内的第一检测时刻的电压均低于所述第二电压阈值,且位于所述时间窗口内的每个检测周期内的第二检测时刻的电压均高于所述第一电压阈值,则确定所述当前相降压式电路发生故障,否则,确定所述当前相降压式电路未发生故障,所述第一电压阈值大于电源的电压的一半且小于所述电源的电压,所述第二电压阈值小于所述电源的电压的一半且大于零。
13.如权利要求9所述的装置,其特征在于,所述确定模块,包括:
第四获取子模块,用于如果所述当前检测周期的第一检测时刻的电压高于第一电压阈值,且所述当前检测周期内的第二检测时刻的电压低于第二电压阈值,或者,所述当前检测周期内的第一检测时刻的电压低于所述第二电压阈值,且所述当前检测周期内的第二检测时刻的电压高于所述第一电压阈值,则获取检测周期位于时间窗口内的电压,所述时间窗口用于指示从所述当前检测周期开始且早于所述当前检测周期的参考时长的时间段,所述第一电压阈值大于电源的电压的一半且小于所述电源的电压,所述第二电压阈值小于所述电源的电压的一半且大于零;
第五确定子模块,用于确定位于所述时间窗口内的每个检测周期内的第一检测时刻的电压与第二检测时刻电压之间的电压差值,以得到多个电压差值;
第六确定子模块,用于如果所述多个电压差值均大于第三电压阈值,则确定所述当前相降压式电路发生故障,否则,确定所述当前相降压式电路未发生故障,所述第三电压阈值小于所述电源的电压且大于零。
14.一种计算机可读存储介质,其特征在于,包括程序代码,所述程序代码在计算机上运行时,使得所述计算机执行如权利要求4至8任一项所述的多相降压式变换电路进行故障检测方法。
15.一种网络设备,其特征在于,所述网络设备包括上述权利要求1-3中任一权利要求所述的多相降压式变换电路。
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