本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及直流到直流轉(zhuǎn)換器(DC-to-DC converter)以及故障保護(hù)方法。

背景技術(shù)：

DC-to-DC converter是一種廣泛使用的轉(zhuǎn)換器。例如，有的DC-to-DC converter能夠?qū)?2伏特的輸入電壓電平(input voltage level)轉(zhuǎn)換為3.3伏特的輸出電壓電平(output voltage level)。3.3伏特的output voltage level可以用于給印刷電路板(Printed Circuit Board，PCB)上的芯片供電。

具體來(lái)說(shuō)，DC-to-DC converter包括控制芯片、雙金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(dual metallic oxide semiconductor field effect transistor，dual MOSFET)以及電感(inductor)。dual MOSFET包括上部金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(upper MOSFET)和下部金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(lower MOSFET)。所述lower MOSFET的漏極、所述upper MOSFET的源極與所述電感的一端耦合。所述控制芯片可以控制所述lower MOSFET以及所述upper MOSFET，從而驅(qū)動(dòng)所述電感通過(guò)所述電感的另一端提供3.3伏特的output voltage level。

upper MOSFET被開(kāi)啟(turn on)時(shí)，upper MOSFET消耗的功率比較大。因此，upper MOSFET容易發(fā)生故障。當(dāng)upper MOSFET發(fā)生故障時(shí)，DC-to-DC converter實(shí)際提供的output voltage level可能會(huì)高于額定的voltage level。上述情況可能導(dǎo)致DC-to-DC converter的輸出端所連接的負(fù)載發(fā)生損壞。例如，DC-to-DC converter的額定的voltage level是3.3伏特。當(dāng)upper MOSFET發(fā)生故障時(shí)，DC-to-DC converter實(shí)際提供的output voltage level可能是8伏特?？赡軐?dǎo)致DC-to-DC converter的輸出端所連接的芯片發(fā)生損壞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為降低DC-to-DC converter的輸出端所連接的負(fù)載發(fā)生損壞的可能性，本申請(qǐng)?zhí)峁┝薉C-to-DC converter以及故障保護(hù)方法。

第一方面，提供了一種直流到直流轉(zhuǎn)換器。所述直流到直流轉(zhuǎn)換器包括控制器、upper MOSFET、lower MOSFET、protecting MOSFET以及電感；

所述控制器的第一輸出端與所述upper MOSFET的柵極耦合；

所述控制器的第二輸出端與所述lower MOSFET的柵極耦合；

所述控制器的第三輸出端與所述protecting MOSFET的柵極耦合；

所述lower MOSFET的源極與接地電位ground potential耦合；

所述lower MOSFET的漏極、所述upper MOSFET的源極、所述電感的一端與所述控制器的控制端口耦合；

所述upper MOSFET的漏極與所述protecting MOSFET的源極耦合；

所述protecting MOSFET的漏極和第一電壓電平voltage level耦合；

所述電感的另一端用于提供第二voltage level，所述第二voltage level的值小于所述第一voltage level的值；

所述控制器用于通過(guò)利用所述第一輸出端控制所述upper MOSFET，以及通過(guò)利用所述第二輸出端控制所述lower MOSFET，驅(qū)動(dòng)所述電感提供所述第二voltage level；

所述控制器用于通過(guò)所述控制端口檢測(cè)所述upper MOSFET是否發(fā)生故障；

當(dāng)所述控制器通過(guò)所述控制端口檢測(cè)到所述upper MOSFET發(fā)生故障時(shí)，所述控制器用于通過(guò)所述第三輸出端關(guān)閉所述protecting MOSFET。

第二方面，提供一種MOSFET故障保護(hù)的方法，其特征在于，所述方法由直流到直流轉(zhuǎn)換器執(zhí)行，所述直流到直流轉(zhuǎn)換器包括控制器、upper MOSFET、lower MOSFET、protecting MOSFET以及電感；

所述控制器的第一輸出端與所述upper MOSFET的柵極耦合；

所述控制器的第二輸出端與所述lower MOSFET的柵極耦合；

所述控制器的第三輸出端與所述protecting MOSFET的柵極耦合；

所述lower MOSFET的源極與接地電位ground potential耦合；

所述lower MOSFET的漏極、所述upper MOSFET的源極、所述電感的一端與所述控制器的控制端口耦合；

所述upper MOSFET的漏極與所述protecting MOSFET的源極耦合；

所述protecting MOSFET的漏極和第一電壓電平voltage level耦合；

所述電感的另一端用于提供第二voltage level，所述第二voltage level的值小于所述第一voltage level的值；

所述控制器用于通過(guò)利用所述第一輸出端控制所述upper MOSFET，以及通過(guò)利用所述第二輸出端控制所述lower MOSFET，驅(qū)動(dòng)所述電感提供所述第二voltage level；

所述方法包括：

所述控制器通過(guò)所述控制端口檢測(cè)所述upper MOSFET是否發(fā)生故障；

當(dāng)所述控制器通過(guò)所述控制端口檢測(cè)到所述upper MOSFET發(fā)生故障時(shí)，所述控制器通過(guò)所述第三輸出端關(guān)閉所述protecting MOSFET。

可選地，根據(jù)第一方面或者第二方面提供的技術(shù)方案，所述控制器通過(guò)所述控制端口檢測(cè)所述upper MOSFET是否發(fā)生故障包括：

所述控制器確定dual MOSFET的占空比，所述dual MOSFET包括所述upper MOSFET和所述lower MOSFET；

當(dāng)所述dual MOSFET的占空比大于閾值時(shí)，所述控制器確定所述upper MOSFET發(fā)生故障，所述閾值等于或者大于所述第二voltage level與所述第一voltage level的商。

可選地，上述技術(shù)方案中，所述控制器確定dual MOSFET的占空比包括：

所述控制器確定所述dual MOSFET的至少一個(gè)工作周期；

所述控制器確定所述dual MOSFET在所述至少一個(gè)工作周期的占空比。

可選地，上述技術(shù)方案中，所述至少一個(gè)工作周期是連續(xù)的多個(gè)工作周期，所述dual MOSFET在所述至少一個(gè)工作周期的占空比包括所述dual MOSFET在所述連續(xù)的多個(gè)工作周期中的每個(gè)工作周期的占空比；

當(dāng)所述dual MOSFET的占空比大于閾值時(shí)，所述控制器確定所述upper MOSFET發(fā)生故障包括：

當(dāng)所述連續(xù)的多個(gè)工作周期中的每個(gè)工作周期的占空比大于所述閾值時(shí)，所述控制器確定所述upper MOSFET發(fā)生故障。

可選地，上述技術(shù)方案中，所述至少一個(gè)工作周期是一個(gè)工作周期；

當(dāng)所述dual MOSFET的占空比大于閾值時(shí)，所述控制器確定所述upper MOSFET發(fā)生故障包括：

當(dāng)所述一個(gè)工作周期的占空比等于1時(shí)，所述控制器確定所述upper MOSFET發(fā)生故障。

上述技術(shù)方案中，所述protecting MOSFET被關(guān)閉后，DC-to-DC converter的輸出功率將逐步減小至0。因此，上述方案可以對(duì)所述DC-to-DC converter連接的負(fù)載進(jìn)行保護(hù)。有助于降低DC-to-DC converter的輸出端所連接的負(fù)載發(fā)生損壞的可能性。

另外，所述protecting MOSFET的源極和所述upper MOSFET的漏極耦合。當(dāng)所述protecting MOSFET被關(guān)閉時(shí)，所述upper MOSFET的漏極的voltage level的值可以為0。所述upper MOSFET的源極的voltage level的值為可以0。所述upper MOSFET的源極和所述upper MOSFET的漏極之間的電位差可以為0。因此，即使所述控制器通過(guò)所述第一輸出端開(kāi)啟所述upper MOSFET，所述upper MOSFET消耗的功率可以等于0。所述upper MOSFET不容易被燒毀。從而，所述protecting MOSFET對(duì)upper MOSFET進(jìn)行了保護(hù)。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為實(shí)施例提供了一種DC-to-DC converter的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1所示的DC-to-DC converter的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為實(shí)施例提供了另一種DC-to-DC converter的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖3所示的DC-to-DC converter300的一種可能的具體實(shí)現(xiàn)方式的示意圖。

圖5為實(shí)施例提供的一種電路的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為實(shí)施例提供一種converter的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為實(shí)施例提供的一種MOSFET故障保護(hù)的方法的示意圖。

具體實(shí)施方式

本申請(qǐng)中，電感是DC-to-DC converter中的一個(gè)部件。所述電感的一端與所述DC-to-DC converter中的upper MOSFET的輸入端，以及所述DC-to-DC converter中的lower MOSFET的輸出端耦合。所述電感的另一端與所述DC-to-DC converter的負(fù)載耦合。

圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種DC-to-DC converter的結(jié)構(gòu)示意圖。參見(jiàn)圖1，DC-to-DC converter100包括控制器、upper MOSFET、lower MOSFET以及電感。舉例來(lái)說(shuō)，所述控制器可以是專(zhuān)用集成電路(application-specific integrated circuit，ASIC)，現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(field programmable gate array，F(xiàn)PGA)，復(fù)雜可編程邏輯器件(complex programmable logical device，CPLD)或者中央處理單元(central process unit，CPU)。

DC-to-DC converter100可以有多種具體實(shí)現(xiàn)方式。圖2為圖1所示的DC-to-DC converter100的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式的結(jié)構(gòu)示意圖。下文結(jié)合圖2，對(duì)DC-to-DC converter100進(jìn)行舉例說(shuō)明。

參見(jiàn)圖2，所述控制器可以是IC1。所述upper MOSFET可以是MOS1。所述lower MOSFET可以是MOS2。所述電感可以是I1。

所述控制器的第一輸出端與所述upper MOSFET的柵極耦合。參見(jiàn)圖2，所述第一輸出端可以是P1。

所述控制器的第二輸出端與所述lower MOSFET的柵極耦合。參見(jiàn)圖2，所述第二輸出端可以是P2。

所述lower MOSFET的源極與接地電位(ground potential)耦合。參見(jiàn)圖2，所述ground potential可以是G1。G1的電壓電平(voltage level)可以等于0伏特。舉例來(lái)說(shuō)，G1的voltage level也可以等于0.1伏特、0.2伏特或者0.3伏特。

所述lower MOSFET的漏極、所述upper MOSFET的源極、所述電感的一端與所述控制器的控制端口耦合。參見(jiàn)圖2，所述控制端口可以是P0。MOS2的漏極、MOS1的源極、IC1的輸入端以及I1的一端在圖2所示的X點(diǎn)耦合。X點(diǎn)與控制端口P0通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)耦合。

所述upper MOSFET的漏極與第一voltage level耦合。參見(jiàn)圖2，所述第一voltage level可以是12伏特。

所述電感的另一端用于提供第二voltage level。所述第二voltage level的值小于所述第一voltage level的值。參見(jiàn)圖2，所述第二voltage level的值可以等于3.3伏特。I1的另一端用于提供3.3伏特的output voltage level。

所述控制器用于通過(guò)利用所述第一輸出端控制所述upper MOSFET，以及通過(guò)利用所述第二輸出端控制所述lower MOSFET，驅(qū)動(dòng)所述電感提供所述第二voltage level。

具體來(lái)說(shuō)，所述控制器能夠通過(guò)所述第一輸出端控制所述upper MOSFET的開(kāi)啟和關(guān)閉。例如，所述控制器能夠通過(guò)所述第一輸出端以及所述控制端口控制所述upper MOSFET的開(kāi)啟和關(guān)閉。所述控制端口與所述upper MOSFET的源極耦合。所述第一輸出端與所述upper MOSFET的柵極耦合。所述控制器可以通過(guò)所述第一輸出端向所述upper MOSFET的柵極輸出voltage level1。所述控制器可以通過(guò)所述控制端口向所述upper MOSFET的源極輸出voltage level2。當(dāng)voltage level1與voltage level2的差值大于所述upper MOSFET的閾值電壓(threshold voltage)時(shí)，所述upper MOSFET被開(kāi)啟。當(dāng)voltage level1與voltage level2的差值小于或者等于threshold voltage時(shí)，所述upper MOSFET被關(guān)閉。

所述控制器能夠通過(guò)所述第二輸出端控制所述lower MOSFET的開(kāi)啟和關(guān)閉。關(guān)于所述控制器控制所述lower MOSFET的開(kāi)啟和關(guān)閉的具體實(shí)現(xiàn)方式，可以參考上文對(duì)所述控制器控制所述upper MOSFET的開(kāi)啟和關(guān)閉的具體實(shí)現(xiàn)方式的描述，此處不再贅述。

當(dāng)所述lower MOSFET被關(guān)閉時(shí)，所述控制器經(jīng)由所述第一輸出端向所述upper MOSFET的柵極提供控制信號(hào)，從而開(kāi)啟所述upper MOSFET。例如，所述控制器不經(jīng)由所述第二輸出端向所述lower MOSFET的柵極提供控制信號(hào)時(shí)，所述lower MOSFET被關(guān)閉。

當(dāng)所述upper MOSFET被關(guān)閉時(shí)，所述控制器經(jīng)由所述第二輸出端向所述lower MOSFET的柵極提供控制信號(hào)，從而開(kāi)啟(turn on)所述lower MOSFET。例如所述控制器不經(jīng)由所述第一輸出端向所述upper MOSFET的柵極提供控制信號(hào)時(shí)，所述upper MOSFET被關(guān)閉。

當(dāng)所述upper MOSFET被開(kāi)啟時(shí)，所述upper MOSFET的源極的voltage level等于所述第一voltage level。因此，所述upper MOSFET的源極的voltage level可以驅(qū)動(dòng)所述電感提供所述第二voltage level。

參見(jiàn)圖2，IC1可以通過(guò)P1控制MOS1的開(kāi)啟和關(guān)閉。具體地，IC1可以通過(guò)P1以及P0控制MOS1的開(kāi)啟和關(guān)閉。IC1可以通過(guò)P2控制MOS2的開(kāi)啟和關(guān)閉。當(dāng)MOS1被開(kāi)啟時(shí)，MOS2被關(guān)閉。當(dāng)MOS2被開(kāi)啟時(shí)，MOS1被關(guān)閉。

當(dāng)MOS1被開(kāi)啟時(shí)，MOS1的源極的voltage level等于12伏特。也就是說(shuō)，X點(diǎn)的voltage level等于12伏特。因此，I1的一端的voltage level可以驅(qū)動(dòng)I1輸出3.3伏特的output voltage level。

可選地，除了控制器、upper MOSFET、lower MOSFET以及電感，DC-to-DC converter100還可以包含其他電子元器件。

參見(jiàn)圖2，DC-to-DC converter還包含電容C1和電容C2。C1的一端與MOS2的源極耦合。C1的另一端與I1的另一端耦合。C2的一端與IC1的輸出端P3耦合。C2的另一端與P0耦合。

對(duì)于圖1所示的DC-to-DC converter100，所述upper MOSFET被開(kāi)啟時(shí)，所述upper MOSFET消耗的功率比較大。因此，upper MOSFET容易發(fā)生故障。當(dāng)所述upper MOSFET發(fā)生故障時(shí)，DC-to-DC converter100實(shí)際提供的output voltage level可能會(huì)高于額定的voltage level。上述情況可能導(dǎo)致DC-to-DC converter100的輸出端所連接的負(fù)載發(fā)生損壞。

參見(jiàn)圖2，DC-to-DC converter的額定的voltage level是3.3伏特。當(dāng)MOS1發(fā)生故障時(shí)，DC-to-DC converter實(shí)際提供的output voltage level可能是8伏特?？赡軐?dǎo)致I1的另一端所連接的芯片(圖2中未示出)發(fā)生損壞。

為降低DC-to-DC converter100的輸出端所連接的負(fù)載發(fā)生損壞的可能性，圖3對(duì)應(yīng)的實(shí)施例提供了另一種DC-to-DC converter。參見(jiàn)圖3，DC-to-DC converter300是在圖1所示的DC-to-DC converter100的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展得到的。DC-to-DC converter300的具體實(shí)現(xiàn)方式，可以參考圖1或者圖2對(duì)應(yīng)的實(shí)施例。區(qū)別于DC-to-DC converter100，DC-to-DC converter300包含了保護(hù)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(protecting MOSFET)。所述protecting MOSFET用于對(duì)DC-to-DC converter300的負(fù)載進(jìn)行保護(hù)。此外，圖3中的upper MOSFET的漏極與所述protecting MOSFET的源極耦合。所述protecting MOSFET的漏極與所述第一voltage level耦合。所述控制器包含了第三輸出端。所述第三輸出端與所述protecting MOSFET的柵極耦合。例如，所述控制器可以利用所述第三輸出端對(duì)所述protecting MOSFET的開(kāi)啟和關(guān)閉進(jìn)行控制。

所述控制器用于通過(guò)所述控制端口檢測(cè)所述upper MOSFET是否發(fā)生故障。

當(dāng)所述控制器通過(guò)所述控制端口檢測(cè)到所述upper MOSFET發(fā)生故障時(shí)，所述控制器用于通過(guò)所述第三輸出端關(guān)閉所述protecting MOSFET。

上述技術(shù)方案中，所述protecting MOSFET的源極和所述upper MOSFET的漏極耦合。當(dāng)所述protecting MOSFET被關(guān)閉時(shí)，所述upper MOSFET的漏極的voltage level的值可以為0。所述upper MOSFET的源極的voltage level的值為可以0。所述upper MOSFET的源極和所述upper MOSFET的漏極之間的電位差可以為0。因此，即使所述控制器通過(guò)所述第一輸出端開(kāi)啟所述upper MOSFET，所述upper MOSFET消耗的功率可以等于0。所述upper MOSFET不容易被燒毀。從而，所述protecting MOSFET對(duì)upper MOSFET進(jìn)行了保護(hù)。另外，所述protecting MOSFET被關(guān)閉后，DC-to-DC converter的輸出功率將逐步減小至0。因此，上述方案可以對(duì)所述DC-to-DC converter連接的負(fù)載進(jìn)行保護(hù)。

需要說(shuō)明的是，上述技術(shù)方案中，受限于所述upper MOSFET的故障的嚴(yán)重程度以及所述控制器關(guān)閉所述protecting MOSFET的及時(shí)程度，所述protecting MOSFET對(duì)所述upper MOSFET進(jìn)行保護(hù)的效果可能是有差異的。例如，如果所述控制器檢測(cè)到所述upper MOSFET發(fā)生了輕微的故障，并且所述控制器及時(shí)關(guān)閉了所述protecting MOSFET，那么所述protecting MOSFET對(duì)所述upper MOSFET進(jìn)行保護(hù)的效果是比較理想的。如果所述控制器檢測(cè)到所述upper MOSFET發(fā)生了嚴(yán)重的故障(例如不可逆轉(zhuǎn)的損壞)，那么所述protecting MOSFET對(duì)所述upper MOSFET進(jìn)行保護(hù)的效果可能不是非常理想。上述情況中，盡管所述protecting MOSFET對(duì)所述upper MOSFET進(jìn)行保護(hù)的效果可能不是非常理想，所述protecting MOSFET仍然可以實(shí)現(xiàn)對(duì)所述DC-to-DC converter連接的負(fù)載進(jìn)行保護(hù)。

圖4為圖3所示的DC-to-DC converter300的一種可能的具體實(shí)現(xiàn)方式的示意圖。具體來(lái)說(shuō)，圖4所示的DC-to-DC converter是在圖2所示的DC-to-DC converter的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展得到的。圖4所示的DC-to-DC converter的具體實(shí)現(xiàn)方式，可以參考圖1或者圖2對(duì)應(yīng)的實(shí)施例。區(qū)別于圖2所示的DC-to-DC converter，圖4所示的DC-to-DC converter還包括MOS3(protecting MOSFET)。MOS3用于對(duì)MOS1進(jìn)行保護(hù)。MOS1的漏極與MOS3的源極耦合。MOS3的漏極的voltage level等于12伏特。此外，IC1包含了P4(第三輸出端)。P4與MOS3的柵極耦合，從而IC1可以通過(guò)P4控制MOS3的開(kāi)啟和關(guān)閉。

IC1用于通過(guò)P0檢測(cè)所述MOS1是否發(fā)生故障。當(dāng)IC1通過(guò)P0檢測(cè)到MOS1發(fā)生故障時(shí)，IC1用于通過(guò)P4關(guān)閉MOS3。

可選地，圖3所示的直流到直流轉(zhuǎn)換器300中，所述控制器通過(guò)所述控制端口檢測(cè)所述upper MOSFET是否發(fā)生故障包括：

所述控制器確定dual MOSFET的占空比(duty ratio)。所述dual MOSFET包括所述upper MOSFET和所述lower MOSFET。

當(dāng)所述dual MOSFET的占空比大于閾值時(shí)，所述控制器確定所述upper MOSFET發(fā)生故障，所述閾值等于或者大于所述第二voltage level與所述第一voltage level的商。

舉例來(lái)說(shuō)，所述控制端口與所述upper MOSFET的源極耦合。所述控制器中可以包含檢測(cè)電路、計(jì)算電路以及計(jì)時(shí)器。所述檢測(cè)電路用于檢測(cè)所述upper MOSFET的源極的voltage level的電路。所述檢測(cè)電路、所述計(jì)算電路以及計(jì)時(shí)器與所述控制端口耦合。

具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)所述檢測(cè)電路檢測(cè)到所述upper MOSFET的源極的voltage level等于所述第一voltage level時(shí)，所述控制器確定所述upper MOSFET處于開(kāi)啟狀態(tài)。當(dāng)所述檢測(cè)電路檢測(cè)到所述upper MOSFET的源極的voltage level等于0伏特時(shí)，所述控制器確定所述upper MOSFET處于關(guān)閉狀態(tài)。假設(shè)所述計(jì)時(shí)器確定所述upper MOSFET處于開(kāi)啟狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間為t1。假設(shè)所述計(jì)時(shí)器確定所述upper MOSFET處于關(guān)閉狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間為t2。這種情況下，所述計(jì)算電路可以計(jì)算所述占空比。例如，所述占空比等于t1/(t1+t2)。

當(dāng)所述計(jì)算電路確定所述占空比大于所述閾值時(shí)，所述控制器可以確定所述upper MOSFET發(fā)生故障。進(jìn)而，所述控制器可以通過(guò)所述第三輸出端關(guān)閉所述protecting MOSFET。

舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)所述dual MOSFET的占空比等于所述第二voltage level與所述第一voltage level的商時(shí)，當(dāng)所述DC-to-DC converter的output voltage level等于所述第二voltage level。所述第二voltage level是所述DC-to-DC converter的額定的voltage level。當(dāng)所述dual MOSFET的占空比大于所述閾值時(shí)，則表明所述DC-to-DC converter的output voltage level大于所述第二voltage level。也就是說(shuō)，所述DC-to-DC converter的output voltage level大于額定的voltage level。這種情況下，所述upper MOSFET可能發(fā)生了故障。

可選地，所述閾值可以等于或者大于P。P＝(所述第二voltage level/所述第一voltage level)乘以Q。Q大于1并且小于2。例如Q可以等于1.1、1.2、1.3、1.4或者1.5。關(guān)于閾值的值，可以根據(jù)電路工程師的經(jīng)驗(yàn)設(shè)置。

可選地，圖3所示的直流到直流轉(zhuǎn)換器300中，所述控制器確定dual MOSFET的占空比包括：

所述控制器確定所述dual MOSFET的至少一個(gè)工作周期。

所述控制器確定所述dual MOSFET在所述至少一個(gè)工作周期的占空比。

舉例來(lái)說(shuō)，所述控制器可以通過(guò)所述第一輸出端控制所述upper MOSFET。所述控制器可以通過(guò)所述第二輸出端控制所述lower MOSFET。所述控制器可以根據(jù)所述第一輸出端的控制信號(hào)，以及所述第二輸出端的控制信號(hào)，確定所述至少一個(gè)工作周期。下文以一個(gè)工作周期為例進(jìn)行說(shuō)明。例如，所述控制器先通過(guò)所述第一輸出端開(kāi)啟所述upper MOSFET。所述upper MOSFET處于開(kāi)啟狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間為t3。然后，所述控制器通過(guò)所述第一輸出端關(guān)閉所述upper MOSFET。然后，所述控制器通過(guò)所述第二輸出端開(kāi)啟所述lower MOSFET。所述lower MOSFET處于開(kāi)啟狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間為t4。然后，所述控制器通過(guò)所述第二輸出端關(guān)閉所述lower MOSFET。上述舉例中，所述dual MOSFET的工作周期的開(kāi)始時(shí)間為所述upper MOSFET被開(kāi)啟，所述dual MOSFET的工作周期的結(jié)束時(shí)間為所述lower MOSFET被關(guān)閉。所述dual MOSFET的工作周期的時(shí)長(zhǎng)等于t3+t4。

可選地，圖3所示的直流到直流轉(zhuǎn)換器300中，所述至少一個(gè)工作周期是連續(xù)的多個(gè)工作周期。所述dual MOSFET在所述至少一個(gè)工作周期的占空比包括所述dual MOSFET在所述連續(xù)的多個(gè)工作周期中的每個(gè)工作周期的占空比。

當(dāng)所述dual MOSFET的占空比大于閾值時(shí)，所述控制器確定所述upper MOSFET發(fā)生故障包括：

當(dāng)所述連續(xù)的多個(gè)工作周期中的每個(gè)工作周期的占空比大于所述閾值時(shí)，所述控制器確定所述upper MOSFET發(fā)生故障。

舉例來(lái)說(shuō)，所述連續(xù)的多個(gè)工作周期可以是兩個(gè)工作周期，也可以是三個(gè)工作周期。所述連續(xù)的多個(gè)工作周期中每個(gè)工作周期的占空比大于所述閾值，則所述upper MOSFET發(fā)生故障發(fā)生故障的可能性比較大。上述方案排除由于偶然因素導(dǎo)致所述upper MOSFET只在一個(gè)工作周期的占空比大于所述閾值的可能性。因此，上述技術(shù)方案對(duì)所述upper MOSFET的故障檢測(cè)更為精確。

可選地，圖3所示的直流到直流轉(zhuǎn)換器300中，所述至少一個(gè)工作周期是一個(gè)工作周期；

當(dāng)所述dual MOSFET的占空比大于閾值時(shí)，所述控制器確定所述upper MOSFET發(fā)生故障包括：

當(dāng)所述一個(gè)工作周期的占空比等于1時(shí)，所述控制器確定所述upper MOSFET發(fā)生故障。

舉例來(lái)說(shuō)，所述控制器確定所述一個(gè)工作周期的占空比等于1具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，可以包括：

所述控制器中包括檢測(cè)電路。所述檢測(cè)電路可以經(jīng)由所述控制端口檢測(cè)所述upper MOSFET的源極的voltage level。當(dāng)所述檢測(cè)電路檢測(cè)到所述upper MOSFET的源極的voltage level在所述一個(gè)工作周期內(nèi)等于所述第一voltage level，則所述控制器確定所述一個(gè)工作周期的占空比等于1。也就是說(shuō)，在所述第一工作周期內(nèi)，所述upper MOSFET沒(méi)有被關(guān)閉，所述upper MOSFET始終處于開(kāi)啟狀態(tài)。這種情況下，所述upper MOSFET發(fā)生了比較嚴(yán)重的故障。

上述技術(shù)方案中，所述控制器可以?xún)H根據(jù)一個(gè)工作周期的占空比即確定所述upper MOSFET發(fā)生故障。所述控制器可以快速檢測(cè)出所述upper MOSFET發(fā)生故障。

本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種電路。所述電路包括多個(gè)如圖3所示的DC-to-DC converter。所述多個(gè)DC-to-DC converter是并聯(lián)的。具體來(lái)說(shuō)，所述多個(gè)DC-to-DC converter中，每個(gè)DC-to-DC converter包括一個(gè)用于提供第二voltage level的電感。因此，所述多個(gè)DC-to-DC converter包括多個(gè)電感。所述多個(gè)電感是并聯(lián)的。所述多個(gè)電感的另一端耦合。

上述技術(shù)方案中，所述電路包括多個(gè)DC-to-DC converter。如果一個(gè)DC-to-DC converter發(fā)生故障，所述電路仍然可以提供所述第二voltage level。例如，當(dāng)所述一個(gè)DC-to-DC converter中upper MOSFET發(fā)生故障時(shí)，所述一個(gè)DC-to-DC converter中的控制器檢測(cè)到所述upper MOSFET發(fā)生故障，并通過(guò)第三輸出端關(guān)閉所述一個(gè)DC-to-DC converter中的protecting MOSFET。這種情況下，所述一個(gè)DC-to-DC converter的電感的另一端無(wú)法提供所述第二voltage level。所述電路中的其他DC-to-DC converter沒(méi)有發(fā)生故障，所述電路仍然可以提供所述第二voltage level。上述技術(shù)方案有助于提供所述電路的可靠性。

圖5為所述電路的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5所示的實(shí)現(xiàn)方式中，包括2個(gè)DC-to-DC converter。每個(gè)DC-to-DC converter可以是圖4所示的DC-to-DC converter。參見(jiàn)圖5，所述2個(gè)DC-to-DC converter是并聯(lián)的。具體來(lái)說(shuō)，所述2個(gè)DC-to-DC converter中每個(gè)DC-to-DC converter包括一個(gè)用于提供所述第二voltage level的電感。所述2個(gè)DC-to-DC converter包括2個(gè)電感。所述2個(gè)電感的另一端耦合。

本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種轉(zhuǎn)換器(converter)。所述converter包括多個(gè)如圖3所示的DC-to-DC converter。所述converter只包括一個(gè)protecting MOSFET。也就是說(shuō)，所述多個(gè)DC-to-DC converter共享同一個(gè)protecting MOSFET。具體來(lái)說(shuō)，所述同一個(gè)protecting MOSFET用于保護(hù)所述多個(gè)DC-to-DC converter中的每個(gè)upper MOSFET。當(dāng)所述多個(gè)DC-to-DC converter中的一個(gè)DC-to-DC converter中的upper MOSFET發(fā)生故障時(shí)，所述同一個(gè)protectng MOSFET被關(guān)閉。因此，所述一個(gè)DC-to-DC converter中的upper MOSFET的漏極的voltage level等于0伏特。所述一個(gè)DC-to-DC converter中的upper MOSFET得到保護(hù)。當(dāng)然，這種情況下，所述多個(gè)DC-to-DC converter中的沒(méi)有發(fā)生故障的DC-to-DC converter也無(wú)法正常工作。因?yàn)?，沒(méi)有發(fā)生故障的DC-to-DC converter中的upper MOSFET的漏極的voltage level等于0伏特。上述技術(shù)方案的效果是，所述多個(gè)DC-to-DC converter共享同一個(gè)protecting MOSFET。降低了所述converter成本。

圖6為所述converter的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6所示的實(shí)現(xiàn)方式中，包括2個(gè)DC-to-DC converter。每個(gè)DC-to-DC converter可以是圖4所示的DC-to-DC converter。參見(jiàn)圖6，所述2個(gè)DC-to-DC converter共享同一個(gè)protecting MOSFET Q。當(dāng)位于左側(cè)的DC-to-DC converter中的控制器1檢測(cè)到該DC-to-DC converter中的upper MOSFET發(fā)生故障，所述控制器1可以通過(guò)輸出端P1將所述Q關(guān)閉。類(lèi)似地，當(dāng)位于右側(cè)的DC-to-DC converter中的控制器2檢測(cè)到該DC-to-DC converter中的upper MOSFET發(fā)生故障，所述控制器2可以通過(guò)輸出端P2將所述Q關(guān)閉。

圖7為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種MOSFET故障保護(hù)的方法的示意圖。

所述方法由直流到直流轉(zhuǎn)換器執(zhí)行，所述直流到直流轉(zhuǎn)換器包括控制器、上部金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管upper MOSFET、下部金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管lower MOSFET、protecting MOSFET以及電感。所述控制器的第一輸出端與所述upper MOSFET的柵極耦合。所述控制器的第二輸出端與所述lower MOSFET的柵極耦合。所述控制器的第三輸出端與所述protecting MOSFET的柵極耦合。所述lower MOSFET的源極與ground potential耦合。所述lower MOSFET的漏極、所述upper MOSFET的源極、所述電感的一端與所述控制器的控制端口耦合。所述upper MOSFET的漏極與所述protecting MOSFET的源極耦合。所述protecting MOSFET的漏極和第一voltage level耦合。所述電感的另一端用于提供第二voltage level。所述第二vol tage level的值小于所述第一voltage level的值。所述控制器用于通過(guò)利用所述第一輸出端控制所述upper MOSFET，以及通過(guò)利用所述第二輸出端控制所述lower MOSFET，驅(qū)動(dòng)所述電感提供所述第二voltage level。

參見(jiàn)圖7，所述方法包括S701以及S702。

S701，所述控制器通過(guò)所述控制端口檢測(cè)所述upper MOSFET是否發(fā)生故障。

S702，當(dāng)所述控制器通過(guò)所述控制端口檢測(cè)到所述upper MOSFET發(fā)生故障時(shí)，所述控制器通過(guò)所述第三輸出端關(guān)閉所述protecting MOSFET。

舉例來(lái)說(shuō)，所述控制器可以是ASIC，F(xiàn)PGA，CPLD或者CPU。

圖7所示的方法的所提及的直流到直流轉(zhuǎn)換器具體可以是圖3對(duì)應(yīng)的實(shí)施例提供了的DC-to-DC converter。圖7所示的方法所涉及的技術(shù)術(shù)語(yǔ)以及具體實(shí)現(xiàn)方式，可以參考圖3對(duì)應(yīng)的實(shí)施例的描述或者圖4對(duì)應(yīng)的實(shí)施例的描述，此處不再贅述。

可選地，圖7所示的方法中，S701可以包括：

所述控制器確定dual MOSFET的占空比，所述dual MOSFET包括所述upper MOSFET和所述lower MOSFET；

當(dāng)所述dual MOSFET的占空比大于閾值時(shí)，所述控制器確定所述upper MOSFET發(fā)生故障，所述閾值等于或者大于所述第二voltage level與所述第一voltage level的商。

可選地，圖7所示的方法中，所述控制器確定dual MOSFET的占空比包括：

所述控制器確定所述dual MOSFET的至少一個(gè)工作周期；

所述控制器確定所述dual MOSFET在所述至少一個(gè)工作周期的占空比。

可選地，圖7所示的方法中，所述至少一個(gè)工作周期是連續(xù)的多個(gè)工作周期，所述dual MOSFET在所述至少一個(gè)工作周期的占空比包括所述dual MOSFET在所述連續(xù)的多個(gè)工作周期中的每個(gè)工作周期的占空比；

當(dāng)所述dual MOSFET的占空比大于閾值時(shí)，所述控制器確定所述upper MOSFET發(fā)生故障包括：

當(dāng)所述連續(xù)的多個(gè)工作周期中的每個(gè)工作周期的占空比大于所述閾值時(shí)，所述控制器確定所述upper MOSFET發(fā)生故障。

可選地，圖7所示的方法中，所述至少一個(gè)工作周期是一個(gè)工作周期；

當(dāng)所述dual MOSFET的占空比大于閾值時(shí)，所述控制器確定所述upper MOSFET發(fā)生故障包括：

當(dāng)所述一個(gè)工作周期的占空比等于1時(shí)，所述控制器確定所述upper MOSFET發(fā)生故障。

本申請(qǐng)各個(gè)實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理器中，也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在，也可以?xún)蓚€(gè)或兩個(gè)以上電路集成在一個(gè)電路中。上述各功能單元既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡(jiǎn)潔，上述描述的系統(tǒng)，裝置和單元的具體工作過(guò)程，可以參考前述方法實(shí)施例中的對(duì)應(yīng)過(guò)程，在此不再贅述。

在本申請(qǐng)所提供的幾個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的系統(tǒng)，裝置和方法，可以通過(guò)其它的方式實(shí)現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的。例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分方式。例如多個(gè)單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個(gè)系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點(diǎn)，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過(guò)一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機(jī)械或其它的形式。

所述作為分離部件說(shuō)明的單元可以是或者也可以不是物理上分開(kāi)的。作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元。即可以位于一個(gè)地方，或者也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上?？梢愿鶕?jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部單元來(lái)實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。

所述集成的單元如果以硬件結(jié)合軟件的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷(xiāo)售或使用時(shí)，所述軟件可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分技術(shù)特征可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來(lái)，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述方法的部分或全部步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)可以是U盤(pán)、移動(dòng)硬盤(pán)、只讀存儲(chǔ)器(簡(jiǎn)稱(chēng)：ROM，英文：Read-Only Memory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(簡(jiǎn)稱(chēng)：RAM，英文：Random Access Memory)、磁碟或者光盤(pán)。

本說(shuō)明書(shū)的各個(gè)部分均采用遞進(jìn)的方式進(jìn)行描述，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見(jiàn)即可，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)介紹的都是與其他實(shí)施例不同之處。尤其，對(duì)于裝置和系統(tǒng)實(shí)施例而言，由于其基本相似于方法實(shí)施例，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見(jiàn)方法實(shí)施例部分的說(shuō)明即可。

應(yīng)理解，在本申請(qǐng)的各種實(shí)施例中，上述各方法的序號(hào)的大小并不意味著執(zhí)行順序的先后，各方法的執(zhí)行順序應(yīng)以其功能和內(nèi)在邏輯確定，而不應(yīng)對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例的實(shí)施過(guò)程構(gòu)成任何限定。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識(shí)到，結(jié)合本文中所公開(kāi)的實(shí)施例描述的各示例的裝置或者方法，能夠以電子硬件實(shí)現(xiàn)?；蛘?，能夠以電子硬件和計(jì)算機(jī)軟件的結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了清楚地說(shuō)明硬件和軟件的可互換性，在上述說(shuō)明中已經(jīng)按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來(lái)執(zhí)行，取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計(jì)約束條件。專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員可以對(duì)每個(gè)特定的應(yīng)用來(lái)使用不同方法來(lái)實(shí)現(xiàn)所描述的功能。

最后，需要說(shuō)明的是：以上所述僅為本申請(qǐng)技術(shù)方案的較佳實(shí)施例而已，。顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本申請(qǐng)進(jìn)行各種改動(dòng)和變型。