CN108496304B - Dc-dc电压转换器的诊断系统 - Google Patents

Dc-dc电压转换器的诊断系统 Download PDF

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Abstract

提供一种用于DC‑DC电压转换器的诊断系统，该DC‑DC电压转换器包括高电压开关、低电压开关以及DC‑DC电压转换器控制电路。诊断系统包括第一三态缓冲器IC、第二三态缓冲器IC、以及微控制器。第一三态缓冲器IC从DC‑DC电压转换器控制电路接收第一关闭指示电压，该第一关闭指示电压指示高侧FET IC内的第一多个FET开关和低侧FET IC内的第二多个FET开关已经被转变到开路操作状态。第一三态缓冲器IC将第二关闭指示电压输出到微控制器，该第二关闭指示电压指示第一多个FET开关和第二多个FET开关已经被转变到开路操作状态。

Description

DC-DC电压转换器的诊断系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年11月25日提交的美国临时专利申请No.62/426,401和于2017年11月10日提交的美国专利申请No.15/808,967的优先权，其整个内容通过引用被合并在此。
技术领域
本发明涉及一种DC-DC电压转换器的诊断系统。
背景技术
DC-DC电压转换器是用于接收输入电压并且从接收到的输入电压生成不同电平的输出电压的装置并且通常包括至少一个开关。DC-DC电压转换器可以通过降压操作模式、升压操作模式等之间的模式转换在各种模式下操作。
为了诊断DC-DC电压转换器，在传统技术中，使用单个诊断集成电路以诊断DC-DC电压转换器中的多个FET开关是否短路。然而，如果使用传统的单个诊断集成电路诊断DC-DC电压转换器，如果相应的诊断集成电路不工作，则不可能诊断DC-DC电压转换器中的多个FET开关中的全部是否短路。
发明内容
技术问题
本发明人在此已经认识到需要一种用于DC-DC电压转换器的改进的诊断系统，其利用一对三态缓冲器IC以独立地控制DC-DC电压转换器中的开关和集成电路，并且接收来自DC-DC电压转换器的诊断信号。
根据下述详细描述可以理解本公开的这些和其他目的和优点，并且根据本公开的示例性实施例将变得更加明显。而且，将容易理解的是，本公开的目的和优点可以通过所附权利要求书及其组合中所示的手段来实现。
技术方案
完成上述目的的本发明的各种实施例如下。
提供根据示例性实施例的用于DC-DC电压转换器的诊断系统。
DC-DC电压转换器具有高电压开关、低电压开关和DC-DC电压转换器控制电路。
高电压开关被电耦合在第一和第二电节点之间并且被电耦合到第一和第二电节点。
低电压开关被电耦合在第三和第四电节点之间并且被电耦合到第三和第四电节点。
DC-DC电压转换器控制电路被电耦合在第二和第三电节点之间并且被电耦合到第二和第三电节点。
DC-DC电压转换器控制电路具有高侧FET IC和低侧FET IC。高侧FET IC在其中具有第一多个FET开关。低侧FET IC在其中具有第二多个FET开关。
第一多个FET开关中的每个FET开关被电耦合到第二多个FET开关中的相应FET开关。
诊断系统包括具有第一和第二引脚的第一三态缓冲器IC。诊断系统还包括具有第一和第二引脚的第二三态缓冲器IC。该诊断系统还包括被电耦合到第一和第二三态缓冲器IC的微控制器。
第一三态缓冲器IC在其第一引脚处从DC-DC电压转换器控制电路接收第一关闭指示电压，其指示高侧FET IC中的第一多个FET开关和低侧FET IC中的第二多个FET开关已经被转变成开路操作状态。响应于接收到第一关闭指示电压，第一三态缓冲器IC在其第二引脚处输出第二关闭指示电压。第二关闭指示电压由微控制器接收并且指示高侧FET IC中的第一多个FET开关和低侧FET IC中的第二多个FET开关已经被转变成开路操作状态。
第二三态缓冲器IC在其第一引脚处从DC-DC电压转换器控制电路接收第三关闭指示电压，其指示在高侧FET IC中的第一多个FET开关和低侧FET IC中的第二多个FET开关已经被转变成开路操作状态。响应于接收到第三关闭指示电压，第二三态缓冲器IC在其第二引脚处输出第四关闭指示电压。第四关闭指示电压由微控制器接收，并且指示高侧FET IC中的第一多个FET开关和低侧FET IC中的第二多个FET开关已经转变成开路操作状态。
响应于接收到第二和第四关闭指示电压中的至少一个，微控制器在存储器装置中存储关闭指示标志，其指示高侧FET IC中的第一多个FET开关和低侧FET IC中的第二多个FET开关已经转变成开路操作状态。
第四关闭指示电压大于第二关闭指示电压。
第一三态缓冲器IC还具有第三和第四引脚。
第二三态缓冲器IC还具有第三和第四引脚。
微控制器生成第一控制电压，该第一控制电压在第一三态缓冲器IC的第三引脚处被接收，用于命令DC-DC电压转换器中的低电压开关转变成开路操作状态。
响应于接收到第一控制电压，第一三态缓冲器IC在其第四引脚处输出第二控制电压，该第二控制电压由低电压开关接收并且导致低电压开关转变成开路操作状态。
微控制器生成第三控制电压，该第三控制电压在第二三态缓冲器IC的第三引脚处被接收，用于命令DC-DC电压转换器中的高电压开关转变成开路操作状态。
响应于接收到第三控制电压，第二三态缓冲器IC在其第四引脚处输出第四控制电压，该第四控制电压由高电压开关接收并且导致高电压开关转变成开路操作状态。
第四控制电压大于第二控制电压。
提供根据另一个示例性实施例的用于DC-DC电压转换器的诊断系统。
DC-DC电压转换器具有高电压开关、低电压开关和DC-DC电压转换器控制电路。
高电压开关被电耦合在第一和第二电节点之间并且被电耦合到第一和第二电节点。
低电压开关被电耦合在第三和第四电节点之间并且被电耦合到第三和第四电节点。
DC-DC电压转换器控制电路被电耦合在第二和第三电节点之间并且被电耦合到第二和第三电节点。
DC-DC电压转换器控制电路具有高侧FET IC和低侧FET IC。高侧FET IC中具有第一多个FET开关。低侧FET IC中具有第二多个FET开关。
第一多个FET开关中的每个FET开关被电耦合到第二多个FET开关中的相应FET开关。
诊断系统包括具有第一和第二引脚的第一三态缓冲器IC。诊断系统还包括具有第一和第二引脚的第二三态缓冲器IC。该诊断系统还包括电耦合到第一和第二三态缓冲器IC的微控制器。
第一三态缓冲器IC在其第一引脚处从DC-DC电压转换器控制电路接收第一电短路指示电压，其指示在高侧FET IC中的第一多个FET开关和低侧FET IC中的第二多个FET开关中的一个中的第一FET开关具有短路状况。响应于接收到第一电短路指示电压，第一三态缓冲器IC在其第二引脚处输出第二电短路指示电压。第二电短路指示电压由微控制器接收，并且指示在高侧FET IC中的第一多个FET开关和低侧FET IC中的第二多个FET开关中的一个中的第一FET开关具有短路状况。
第二三态缓冲器IC在其第一引脚处从DC-DC电压转换器控制电路接收第三电短路指示电压，其指示在高侧FET IC中的第一多个FET开关和低侧FET IC中的第二多个FET开关中的一个中的第一FET开关具有短路状况。响应于接收到第三电短路指示电压，第二三态缓冲器IC在其第二引脚处输出第四电短路指示电压。第四电短路指示电压由微控制器接收，并且指示在高侧FET IC中的第一多个FET开关和低侧FET IC中的第二多个FET开关中的一个中的第一FET开关具有短路状况。
响应于接收到第二和第四电短路指示电压中的至少一个，微控制器在存储器装置中存储电短路指示标志，其指示高侧FET IC中的第一多个FET开关和低侧FET IC中的第二多个FET开关中的一个中的第一FET开关具有短路状况。
第四电短路指示电压大于第二电短路指示电压。
提供根据另一示例性实施例的用于DC-DC电压转换器的诊断系统。
DC-DC电压转换器具有高电压开关、低电压开关以及升压模式IC和降压模式IC。
高电压开关被电耦合在第一和第二电节点之间并且被电耦合到第一和第二电节点。
低电压开关被电耦合在第三和第四电节点之间并且被电耦合到第三和第四电节点。
升压模式IC被电耦合在第二和第三电节点之间并且被电耦合到第二和第三电节点。
降压模式IC被电耦合在第二和第三电节点之间并且被电耦合到第二和第三电节点。
诊断系统包括具有第一和第二引脚的第一三态缓冲器IC；具有第一和第二引脚的第二三态缓冲器IC；以及电耦合到第一和第二三态缓冲器IC的微控制器。
微控制器生成第一控制电压，该第一控制电压在第一三态缓冲器IC的第一引脚处被接收，用于命令激活DC-DC电压转换器中的升压模式IC。
响应于接收到第一控制电压，第一三态缓冲器IC在其第二引脚处输出第二控制电压，当降压模式IC没有被激活时，该第二控制电压由升压模式IC接收以导致升压模式IC在第一时间被激活。
微控制器生成第三控制电压，该第三控制电压在第二三态缓冲器IC的第一引脚处被接收，用于命令激活DC-DC电压转换器中的降压模式IC。
响应于接收到第三控制电压，第二三态缓冲器IC在其第二引脚处输出第四控制电压，当升压模式IC未被激活时，该第四控制电压由降压模式IC接收以导致降压模式IC在第二时间被激活。
第四控制电压大于第二控制电压。
有益效果
根据本发明的至少一个示例性实施例，DC-DC电压转换器的诊断系统通过使用一对三态缓冲器IC独立地控制DC-DC电压转换器中的开关和集成电路并且从DC-DC电压转换器接收诊断信号，使得即使所述一对三态缓冲器IC中的任何一个不工作，也能够稳定地诊断DC-DC电压转换器。
本发明的效果不限于上述，并且本领域技术人员将从所附权利要求书中清楚地理解本文未提及的其他效果。
附图说明
附图图示本公开的优选实施例，并且与前述公开一起用以提供对本公开的技术特征的进一步理解，并且因此，本公开不应被解释为受到附图的限制。
图1是根据示例性实施例的具有用于DC-DC电压转换器的诊断系统的车辆的示意图；
图2是在图1的DC-DC电压转换器中使用的DC-DC电压转换器控制电路的一部分的示意图；
图3-图4是根据示例性实施例的由图1的诊断系统执行的第一诊断方法的流程图；
图5-图6是根据另一示例性实施例的由图1的诊断系统执行的第二诊断方法的流程图；以及
图7是根据示例性实施例的由图1的诊断系统执行的第三诊断方法的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本公开的优选实施例。在描述之前，应理解的是，说明书和所附权利要求书中使用的术语不应被解释为限于通用和词典含义，而是基于允许发明人为了最好的解释而适当地定义术语的原则基于与本公开的技术方面相对应的含义和概念加以解释。
因此，这里提出的描述仅仅是用于说明目的的优选示例，并非旨在限制本公开的范围，因此应理解，在不脱离本公开的范围的情况下可以对其进行其他等同和修改。
另外，在本公开中，如果判断关于已知技术或配置的详细解释可能不必要地使本公开的本质变得模糊，则将省略详细解释。
在整个说明书中，当一部分被称为“包括”或“包含”任何元件时，其意指该部分可以进一步包括其他元件，除非另有明确说明，否则不排除其他元件。此外，说明书中描述的术语“控制单元”指的是处理至少一个功能或操作的单元，并且可以通过硬件、软件或硬件和软件的组合来实现。
另外，在整个说明书中，当一部分被称为“连接”到另一部分时，其不限于它们被“直接连接”的情况，而是还包括它们利用插入在它们之间的另一元件被“间接连接”的情况。
参考图1，提供车辆10。车辆10包括电池40、接触器42、三相电容器组48、电池起动器发电机单元50、DC-DC电压转换器54、电池56、诊断系统58和电线64、65、68、70、72、74。
诊断系统58的优点在于，诊断系统58利用两个三态缓冲器以独立地控制DC-DC电压转换器54中的开关和集成电路。
为了理解的目的，将描述在此使用的一些术语。
术语“节点”或“电节点”是电路中的区域或位置。
术语“信号”指的是电压、电流和二进制值中的一个。
术语“IC”是指集成电路。
术语“FET”指的是场效应晶体管。
术语“FET开关”在此指的是多个FET开关。
术语“升压操作模式”指的是DC-DC电压转换器54的操作模式，其中DC-DC电压转换器54向三相电容器组48施加电压。在示例性实施例中，当DC-DC电压转换器54具有升压操作模式时，接触器42具有开路操作状态，高电压开关200具有闭合操作状态，预充电高电压开关202具有闭合操作状态，FET开关506、606根据需要被切换，低电压开关270具有闭合操作状态，并且预充电低电压开关272具有闭合操作状态。
术语“高逻辑电平”对应于与二进制“1”相关联的电压电平，并且术语“低逻辑电平”对应于与二进制“0”相关联的电压电平。
术语“三态缓冲器IC”指的是缓冲器IC，其能够在其每个引脚处具有三种状态之一。当三态缓冲器IC接收到第一电压范围内的输入信号时，三态缓冲器IC输出低逻辑电平的相关联的信号。此外，当三态缓冲器IC接收到第二电压范围内的输入信号时，三态缓冲器IC输出高逻辑电平的相关联的信号。此外，当三态缓冲器IC接收在第一和第二电压范围之间的第三电压范围的输入信号时，三态缓冲器IC不输出信号。
电池40包括正极端子100和负极端子102。在示例性实施例中，电池40在正极端子100和负极端子102之间生成48Vdc。正极端子100被电耦合到在接触器42的第一侧上的第一电节点124。负端子102被电耦合到电池40的电接地。
接触器42具有接触器线圈120、触点122、第一电节点124和第二电节点126。第一电节点124被电耦合到电池40的正端子100。第二电节点126被电耦合到DC-DC电压转换器54的电节点210和三相电容器组48两者。当微控制器800生成分别由电压驱动器802、804接收的第一和第二控制信号时，接触器线圈120被通电，其使触点122转变成闭合的操作状态。可替选地，当微控制器800生成分别由电压驱动器802、804接收的第三和第四控制信号时，接触器线圈120被断电，其将触点122转变成开路操作状态。在示例性实施例中，第三和第四控制信号能够均是接地电压电平。
利用三相电容器组48以存储和释放来自电池起动器发电机单元50、电池40和DC-DC电压转换器54的电能。利用电线65，三相电容器组48被电耦合到DC-DC电压转换器54的电节点210和接触器42的电节点126。三相电容器组48还利用电线68、70、72被电耦合到电池起动器发电机50。
提供电池起动器发电机单元50以生成经由电线68、70、72由三相电容器组48接收的AC电压。
DC-DC电压转换器54包括高电压开关200、预充电高电压开关202、电节点210、212、DC-DC电压转换器控制电路240、低电压开关270、预充电低电压开关272、电节点280、282和电线310、312。
高电压开关200电耦合在节点210和节点212之间。节点212电耦合到DC-DC电压转换器控制电路240的端子446。节点210电耦合到接触器42的节点126。当微控制器800生成通过高电压开关200接收到(或由可操作地耦合到开关200的DC-DC电压转换器54内的控制器或微处理器接收到)的具有高逻辑电平的控制电压(SWITCH_HV_OFF)时，微控制器800导致开关200转变到闭合操作状态。当微控制器800生成具有低逻辑电平(例如，接地电压电平)的控制电压(SWITCH_HV_OFF)时，微控制器800导致开关200转变到开路操作状态。在示例性实施例中，高电压开关200例如是FET开关，诸如双向MOSFET开关。
预充电高电压开关202被电耦合在节点210和节点212之间。当微控制器800生成通过预充电高电压开关202接收到(或者由可操作地耦合到开关202的DC-DC电压转换器54内的控制器或微处理器接收到)的高逻辑电平的控制电压(C1)时，微控制器800导致开关202转变到闭合操作状态。当微控制器800生成具有低逻辑电平(例如，接地电压电平)的控制电压(C1)时，微控制器800导致开关202转变到开路操作状态。在示例性实施例中，预充电高电压开关202例如是FET开关，诸如双向MOSFET开关。
参考图1和图2，DC-DC电压转换器控制电路240具有端子446、端子448、高侧FET IC450、低侧FET IC 452、中间电路453、升压模式IC 454、降压模式IC 456和电阻器457。DC-DC电压转换器控制电路240能够将在端子446处接收的DC电压转换成在端子448处输出的另一DC电压。可替选地，DC-DC电压转换器控制电路240能够将在端子448处接收的DC电压转换成在端子446处输出的另一DC电压。
高侧FET IC 450在其中包括多个FET开关506，其操作状态(例如，闭合操作状态或开路操作状态)由DC-DC电压转换器控制电路240接收的控制电压控制。在示例性实施例中，多个FET开关506包括FET开关650、652、654，其在第一端处电耦合到端子446。FET开关650被电耦合在端子446和节点690之间，并且进一步串联电耦合低侧FET IC 452的FET开关656。FET开关652电耦合在端子446和节点692之间，并且进一步地串联电耦合低侧FET IC 452的FET开关658。FET开关654被电耦合在端子446和节点694之间，并且进一步被串联电耦合低侧FET IC 452的FET开关660。
低侧FET IC 452在其中包括多个FET开关606，其操作状态(例如，闭合操作状态或开路操作状态)由DC-DC电压转换器控制电路240接收的控制电压控制。在示例性实施例中，多个FET开关606包括FET开关656、658、660。FET开关656被电耦合在节点690和电阻器457之间，并且还串联电耦合高侧FET IC 450的FET开关650。FET开关658被电耦合在节点692和电阻器457之间，并且进一步串联电耦合高侧FET IC 450的FET开关652。FET开关660被电耦合在节点694和电阻器457之间，并且还被串联电耦合高侧FET IC 450的FET开关654。电阻器457进一步电耦合到电池40的电气接地。
中间电路453包括电阻器670、672、674和电容器678。电阻器670被电耦合在节点690和端子448之间。电阻器672被电耦合在节点692和端子448之间。此外，电阻器674被电耦合在节点694和端子448之间。电容器678被电耦合在端子448和电池56的电气接地之间。
升压模式IC 454可操作地耦合到FET开关506和606并且被提供以在DC-DC电压转换器54的升压操作模式期间控制FET开关506和606。
降压模式IC 454可操作地耦合到FET开关506和606并且被提供以在DC-DC电压转换器54的降压操作模式期间控制FET开关506和606。
参考图1，低电压开关270被与预充电低电压开关272并联电耦合在电节点280、282之间且并联电耦合到电节点280、282。当微控制器800生成低电压开关270接收到(或由可操作地耦合到开关270的DC-DC电压转换器54内的控制器或微处理器接收到)的具有高逻辑电平的控制电压(SWITCH_LV_OFF)时，微控制器800导致开关270转变成闭合操作状态。当微控制器800生成具有低逻辑电平(例如，接地电压电平)的控制电压(SWITCH_LV_OFF)时，微控制器800导致开关270转变到开路操作状态。在示例性实施例中，低电压开关270例如是诸如双向MOSFET开关的FET开关。
预充电低电压开关272被电耦合在电节点280、282之间并且被电耦合到电节点280、282。当微控制器800生成具有由预充电低电压开关272接收(或者由可操作地耦合到开关272的DC-DC电压转换器54内的控制器或微处理器接收到)的高逻辑电平的控制电压(C2)时，微控制器800导致开关272转变成闭合操作状态。当微控制器800生成具有低逻辑电平(例如，接地电压电平)的控制电压(C2)时，微控制器800导致开关272转变成开路操作状态。在示例性实施例中，预充电低电压开关272例如是诸如双向MOSFET开关的FET开关。
电池56包括正极端子780和负极端子782。在示例性实施例中，电池56在正极端子780和负极端子782之间生成12Vdc。正极端子780被电耦合到DC-DC电压转换器54的电节点282。负极端子782被电耦合到电池56的电气接地，其可以不同于电池40被耦合到的电气接地。
当诊断系统58检测到DC-DC电压转换器54的不期望操作时，利用诊断系统58以控制DC-DC电压转换器54的关闭操作。诊断系统58包括微控制器800、电压驱动器802、804和三态缓冲器810、812。
微控制器800包括微处理器940、输入输出(I/O)装置942、存储器装置944和模数转换器946。微处理器940可操作地耦合到I/O装置942、存储器装置944和模数转换器946、DC-DC电压转换器54以及电压驱动器802、804。
提供三态缓冲器IC 810以接收来自微控制器800的控制电压并且在预定电压范围(例如，0-3.3Vdc)内从其输出相关联的控制电压。提供三态缓冲器IC 810以接收来自DC-DC电压转换器54的诊断信号并且在预定电压范围(例如，0-3.3Vdc)内将相关联的诊断信号输出到微控制器800。
三态缓冲器IC 810在其上包括至少引脚1、2、6、8、9、11、12、14、15、20。
三态缓冲器IC 810的引脚1被电耦合到电气接地。
三态缓冲器IC 810的引脚2被电耦合到微控制器800的I/O装置942的引脚1，并且接收控制电压(SWITCH_LV_OFF_SIG)。当控制电压(SWITCH_LV_OFF_SIG)具有低逻辑电平时，控制电压指示低电压开关270将转变成开路操作状态。
三态缓冲器IC 810的引脚15被电耦合到低电压开关270。三态缓冲器IC 810的引脚15响应于三态缓冲器IC 810在其引脚2处以低逻辑电平接收到(SWITCH_LV_OFF_SIG)在低逻辑电平处输出控制电压(SWITCH_LV_OFF)。响应于在低逻辑电平处接收到控制电压(SWITCH_LV_OFF)，低电压开关270转变成开路操作状态。
三态缓冲器IC 810的引脚6被电耦合到DC-DC电压转换器控制电路240的引脚1，并且从DC-DC电压转换器控制电路240的引脚1接收关闭指示电压(SHUTDOWN_ISG_FETS_1)。当关闭指示电压(SHUTDOWN_ISG_FETS_1)具有高逻辑电平时，关闭指示电压(SHUTDOWN_ISG_FETS_1)指示高侧FET IC 450中的多个FET开关506已经被转变成开路操作状态，并且低侧FET IC 452中的多个FET开关606已经被转变成开路操作状态。
三态缓冲器IC 810的引脚14被电耦合到微控制器800的I/O装置942的引脚2，并且响应于三态缓冲器IC 810接收处于高逻辑电平的关闭指示电压(SHUTDOWN_ISG_FETS_1)输出具有高逻辑电平的关闭指示电压(SHUTDOWN_ISG_FETS_1_DSP)。当关闭指示电压(SHUTDOWN_ISG_FETS_1_DSP)具有高逻辑电平时，关闭指示电压(SHUTDOWN_ISG_FETS_1_DSP)指示高侧FET IC 450中的多个FET开关506已经转变成开路操作状态，并且低侧FET IC452中的多个FET开关606已经被转变成开路操作状态。
三态缓冲器IC 810的引脚8被电耦合到DC-DC电压转换器控制电路240的引脚2，并且从DC-DC电压转换器控制电路240的引脚2接收电短路指示电压(TRIP_ARM_SHORT_1)。当电短路指示电压(TRIP_ARM_SHORT_1)具有高逻辑电平时，电短路指示电压(TRIP_ARM_SHORT_1)指示在多个FET开关506和多个FET开关606中的至少一个FET对电气接地具有短路状况。
三态缓冲器IC 810的引脚12被电耦合到微控制器800的I/O装置942的引脚3，并且响应于三态缓冲器IC 810接收处于高逻辑电平的电短路指示电压(TRIP_ARM_SHOR_1)输出具有高逻辑电平的电短路指示电压(TRIP_ARM_SHORT_1_DSP)。当电短路指示电压(TRIP_ARM_SHORT_1_DSP)具有高逻辑电平时，电短路指示电压(TRIP_ARM_SHORT_1_DSP)指示在多个FET开关506和多个FET开关606中的至少一个FET对电气接地具有短路状况。
三态缓冲器IC 810的引脚11被电耦合到微控制器800的I/O装置942的引脚4，并且从I/O装置942接收控制电压(BOOST_IC_ENABLE_DSP)。当控制电压(BOOST_IC_ENABLE_DSP)具有高逻辑电平时，控制电压(BOOST_IC_ENABLE_DSP)指示激活升压模式IC 454，使得DC-DC电压转换器54在升压操作模式下被操作。
三态缓冲器IC 810的引脚9被电耦合到DC-DC电压转换器控制电路240的引脚3，并且响应于三态缓冲器IC 810接收处于高逻辑电平的控制电压(BOOST_IC_ENABLE_DSP)输出具有高逻辑电平的控制电压(BOOST_IC_ENABLE)。当控制电压(BOOST_IC_ENABLE_DSP)具有高逻辑电平时，控制电压(BOOST_IC_ENABLE_DSP)命令激活升压模式IC以在升压操作模式下操作FET开关506和606。
提供三态缓冲器IC 812以接收来自微控制器800的控制电压并且在另一预定电压范围(例如，0-5.0Vdc)内从其输出相关联的控制电压。提供三态缓冲器IC 812以接收来自DC-DC电压转换器54的诊断信号，并且在另一预定电压范围(例如，0-5.0Vdc)内将相关联的诊断信号输出到微控制器800。三态缓冲器IC 812至少包括引脚1、2、6、8、9、11、12、14、15、20。
三态缓冲器IC 812的引脚1被电耦合到电气接地。
三态缓冲器IC 812的引脚2被电耦合到微控制器800的I/O装置942的引脚12并且接收控制电压(SWITCH_HV_OFF_SIG)。当控制电压(SWITCH_HV_OFF_SIG)具有低逻辑电平时，控制电压指示高电压开关200将被转变到开路操作状态。
三态缓冲器IC 812的引脚15被电耦合到高电压开关200。三态缓冲器IC 812的引脚15响应于三态缓冲器IC 812在其引脚2处接收(SWITCH_HV_OFF_SIG)输出处于低逻辑电平的控制电压(SWITCH_HV_OFF)。响应于接收到处于低逻辑电平的控制电压(SWITCH_HV_OFF)，高电压开关200转变成开路操作状态。
三态缓冲器IC 812的引脚6被电耦合到DC-DC电压转换器控制电路240的引脚4，并且从DC-DC电压转换器控制电路240的引脚4接收关闭指示电压(SHUTDOWN_ISG_FETS_2)。当关闭指示电压(SHUTDOWN_ISG_FETS_2)具有高逻辑电平时，关闭指示电压(SHUTDOWN_ISG_FETS_2)指示高侧FET IC 450中的多个FET开关506已经被转变成开路操作状态，并且低侧FET IC 452中的多个FET开关606已经被转变到开路操作状态。
三态缓冲器IC 812的引脚14被电耦合到微控制器800的I/O装置942的引脚5，并且响应于三态缓冲器IC 812接收到处于高逻辑电平的关闭指示电压(SHUTDOWN_ISG_FETS_2)输出关闭指示电压(SHUTDOWN_ISG_FETS_2_DSP)。当关闭指示电压(SHUTDOWN_ISG_FETS_2_DSP)具有高逻辑电平时，关闭指示电压(SHUTDOWN_ISG_FETS_2_DSP)指示高侧FET IC 450中的多个FET开关506已经转变成开路操作状态，并且低侧FET IC 452中的多个FET开关606已经转变成开路操作状态。
三态缓冲器IC 812的引脚8被电耦合到DC-DC电压转换器控制电路240的引脚5，并且从DC-DC电压转换器控制电路240的引脚5接收电短路指示电压(TRIP_ARM_SHORT_2)。当电短路指示电压(TRIP_ARM_SHORT_2)具有高逻辑电平时，电短路指示电压(TRIP_ARM_SHORT_2)指示在多个FET开关506和多个FET开关606中的至少一个FET对电气接地具有短路状况。
三态缓冲器IC 810的引脚12被电耦合到微控制器800的I/O装置942的引脚6，并且响应于三态缓冲器IC 812接收处于高逻辑电平的电短路指示电压(TRIP_ARM_SHORT_2)输出具有高逻辑电平的电短路指示电压(TRIP_ARM_SHORT_2_DSP)。当电短路指示电压(TRIP_ARM_SHORT_2_DSP)具有高逻辑电平时，电短路指示电压(TRIP_ARM_SHORT_2_DSP)指示在多个FET开关506和多个FET开关606中的至少一个FET对电气接地具有短路状况。
三态缓冲器IC 812的引脚11被电耦合到微控制器800的I/O装置942的引脚7，并且从I/O装置942接收控制电压(BUCK_IC_ENABLE_DSP)。当控制电压(BUCK_IC_ENABLE_DSP)具有高逻辑电平时，控制电压(BUCK_IC_ENABLE_DSP)指示降压模式IC 456将被激活，使得DC-DC电压转换器54将在降压操作模式下操作。
三态缓冲器IC 812的引脚9被电耦合到DC-DC电压转换器控制电路240的引脚6，并且响应于三态缓冲器IC 812接收处于高逻辑电平的控制电压(BUCK_IC_ENABLE_DSP)输出具有高逻辑电平的控制电压(BUCK_IC_ENABLE)。当控制电压(BUCK_IC_ENABLE_DSP)具有高逻辑电平时，控制电压(BUCK_IC_ENABLE_DSP)命令降压模式IC被激活，以在降压操作模式下操作FET开关506和606。
参照图1、图3和图4，将解释根据另一示例性实施例的用于DC-DC电压转换器54的第一诊断方法的流程图。
在步骤1500处，DC-DC电压转换器控制电路240在引脚1处输出第一关闭指示电压(SHUTDOWN_ISG_FETS_1)，其指示高侧FET IC 450中的多个FET开关506和低侧FET IC 452中的多个FET开关606已经被转变到开路操作状态。在步骤1500之后，该方法前进到步骤1502。
在步骤1502处，三态缓冲器IC 810在其引脚6处从DC-DC电压转换器控制电路240接收第一关闭指示电压(SHUTDOWN_ISG_FETS_1)。在步骤1502之后，该方法前进到步骤1504。
在步骤1504处，响应于接收到第一关闭指示电压(SHUTDOWN_ISG_FETS_1)，三态缓冲器IC 810在其引脚14处输出第二关闭指示电压(SHUTDOWN_ISG_FETS_1_DSP)。第二关闭指示电压(SHUTDOWN_ISG_FETS_1_DSP)由微控制器800接收，并指示高侧FET IC 450中的多个FET开关506和低侧FET IC 452中的多个FET开关606已经被转变成开路操作状态。在步骤1504之后，该方法前进到步骤1506。
在步骤1506处，DC-DC电压转换器控制电路240在引脚4处输出第三关闭指示电压(SHUTDOWN_ISG_FETS_2)，其指示高侧FET IC 450中的多个FET开关506和低侧FET IC 452中的多个FET开关606已经转变成开路操作状态。在步骤1506之后，该方法前进到步骤1508。
在步骤1508处，三态缓冲器IC 812在其引脚6处从DC-DC电压转换器控制电路240接收第三关闭指示电压(SHUTDOWN_ISG_FETS_2)。在步骤1508之后，该方法前进到步骤1510。
在步骤1510处，响应于接收到第三关闭指示电压(SHUTDOWN_ISG_FETS_2)，三态缓冲器IC 812在其引脚14处输出第四关闭指示电压(SHUTDOWN_ISG_FETS_2_DSP)。第四关闭指示电压(SHUTDOWN_ISG_FETS_2_DSP)由微控制器800接收，并且指示高侧FET IC 450中的多个FET开关506和低侧FET IC 452中的多个FET开关606已经被转变成开路操作状态。在步骤1510之后，该方法前进到步骤1520。
在步骤1520处，响应于接收到第二关闭指示电压(SHUTDOWN_ISG_FETS_1_DSP)和第四关闭指示电压(SHUTDOWN_ISG_FETS_2_DSP)中的至少一个，微控制器800在存储器装置944中存储关闭指示标志，其指示高侧FET IC 450中的多个FET开关506和低侧FET IC 452中的多个FET开关606已经被转变到开路操作状态。在步骤1520之后，该方法前进到步骤1522。
在步骤1522处，微控制器800生成在三态缓冲器IC 810的引脚2处接收的第一控制电压(SWITCH_LV_OFF_SIG)，用于命令DC-DC电压转换器54中的低电压开关270转变为开路操作状态。在步骤1522之后，该方法前进到步骤1524。
在步骤1524处，响应于接收到第一控制电压(SWITCH_LV_OFF_SIG)，三态缓冲器IC810在其引脚15处输出第二控制电压(SWITCH_LV_OFF)。第二控制电压(SWITCH_LV_OFF)由低电压开关270接收，并且导致低电压开关270转变到开路操作状态。在步骤1524之后，该方法前进到步骤1526。
在步骤1526，微控制器800生成第三控制电压(SWITCH_HV_OFF_SIG)，该第三控制电压在三态缓冲器IC 812的引脚2处被接收，用于命令DC-DC电压转换器54中的高电压开关200转变到开路操作状态。在步骤1526之后，该方法前进到步骤1528。
在步骤1528处，响应于接收到第三控制电压(SWITCH_HV_OFF_SIG)，三态缓冲器IC812在其引脚15处输出第四控制电压(SWITCH_HV_OFF)。第四控制电压(SWITCH_HV_OFF)由高电压开关200接收，并且导致高电压开关200转变到开路操作状态。在步骤1528之后，退出该方法。
参考图1、图5和图6，将解释根据另一示例性实施例的用于DC-DC电压转换器54的第二诊断方法的流程图。
在步骤1600处，DC-DC电压转换器控制电路240在引脚2处输出第一电短路指示电压(TRIP_ARM_SHORT_1)，其指示在高侧FET IC 450中的多个FET开关506和低侧FET IC 452中的多个FET开关606中的一个中的第一FET开关具有短路状况。在步骤1600之后，该方法前进到步骤1602。
在步骤1602处，三态缓冲器IC 810在其引脚8处从DC-DC电压转换器控制电路240接收处于高逻辑电平的第一电短路指示电压(TRIP_ARM_SHORT_1)。在步骤1602之后，该方法前进到步骤1604。
在步骤1604处，三态缓冲器IC 810响应于接收到处于高逻辑电平的第一电短路指示电压(TRIP_ARM_SHORT_1)在其引脚12处输出处于高逻辑电平的第二电短路指示电压(TRIP_ARM_SHORT_1_DSP)。第二电短路指示电压(TRIP_ARM_SHORT_1_DSP)由微控制器800接收并且指示在高侧FET IC 450中的多个FET开关506和低侧FET IC 452中的多个FET开关606中的一个中的第一FET开关具有短路状况。在步骤1604之后，该方法前进到步骤1606。
在步骤1606处，DC-DC电压转换器控制电路240在引脚5处输出处于高逻辑电平的第三电短路指示电压(TRIP_ARM_SHORT_2)，其指示在高侧FET IC 450中的多个FET开关506和低侧FET IC 452中的多个FET开关606中的一个中的第一FET开关具有短路状况。在步骤1606之后，该方法前进到步骤1608。
在步骤1608处，三态缓冲器IC 812在其引脚8处从DC-DC电压转换器控制电路240接收第三电短路指示电压(TRIP_ARM_SHORT_2)。在步骤1608之后，该方法前进到步骤1620。
在步骤1620处，三态缓冲器IC 812响应于接收到处于高逻辑电平的第三电短路指示电压(TRIP_ARM_SHORT_2)在其引脚12处输出处于高逻辑电平的第四电短路指示电压(TRIP_ARM_SHORT_2_DSP)。第四电短路指示电压(TRIP_ARM_SHORT_2_DSP)由微控制器800接收并且指示在高侧FET IC 450中的多个FET开关506和低侧FET IC 452中的多个FET开关606中的一个中的第一FET开关具有短路状况。在步骤1620之后，该方法前进到步骤1622。
在步骤1622，响应于接收到第二电短路指示电压(TRIP_ARM_SHORT_1_DSP)和第四电短路指示电压(TRIP_ARM_SHORT_2_DSP)中的至少一个，微控制器800在存储器装置944中存储电短路指示标志，其指示高侧FET IC 450中的多个FET开关506和低侧FET IC 452中的多个FET开关606中的一个中的第一FET开关具有短路状况。在步骤1622之后，退出该方法。
参考图1和图7，将解释根据另一示例性实施例的用于DC-DC电压转换器54的第三诊断方法的流程图。
在步骤1650处，微控制器800生成在三态缓冲器IC 810的引脚9处接收的处于高逻辑电平的第一控制电压(BOOST_IC_ENABLE_DSP)，用于命令激活DC-DC电压转换器54中的升压模式IC 454。在步骤1650之后，该方法前进到步骤1652。
在步骤1652处，响应于接收到处于高逻辑电平的第一控制电压(BOOST_IC_ENABLE_DSP)，三态缓冲器IC 810在其引脚9处输出处于高逻辑电平的第二控制电压(BOOST_IC_ENABLE)。当降压模式IC 456未被激活时，第二控制电压(BOOST_IC_ENABLE)由升压模式IC 454接收以导致升压模式IC 454在第一时间被激活。在步骤1652之后，该方法前进到步骤1654。
在步骤1654处，微控制器800生成在三态缓冲器IC 812的引脚11处接收的处于高逻辑电平的第三控制电压(BUCK_IC_ENABLE_DSP)，用于命令在DC-DC电压转换器54中的降压模式IC被激活。在步骤1654之后，该方法前进到步骤1656。
在步骤1656，响应于接收到处于高逻辑电平的第三控制电压(BUCK_IC_ENABLE_DSP)，三态缓冲器IC 812在其引脚9处输出处于高逻辑电平的第四控制电压(BUCK_IC_ENABLE)。当升压模式IC 454未被激活时，第四控制电压(BUCK_IC_ENABLE)由降压模式IC456接收以导致降压模式IC 456在第二时间被激活。在步骤1656之后，退出该方法。
在此描述的诊断系统提供优于其他诊断系统的实质优点。特别地，诊断系统利用一对三态缓冲器以独立地控制DC-DC电压转换器内的开关和集成电路，并从DC-DC电压转换器接收诊断信号。
虽然仅结合有限数量的实施例详细描述所主张的本发明，但应容易理解，本发明不限于这些公开的实施例。相反，能够修改所主张的本发明以合并此前未描述但与本发明的精神和范围相当的任何数量的变化、变更、替换或等同排列。另外，虽然已经描述所主张的本发明的各种实施例，但是要理解的是，本发明的方面可以仅包括所描述的实施例中的一些。因此，所主张的本发明不被前面的描述所限制。
在上面描述的本发明的实施例不必仅由设备和方法实现，而是可以通过实现与本发明的实施例的配置相对应的功能的程序或在其上记录有程序的记录介质被实现。根据以上实施例的描述，本领域技术人员能够容易地实现这些实施例。

Claims (8)

1.一种用于DC-DC电压转换器的诊断系统，包括：
所述DC-DC电压转换器，具有高电压开关、低电压开关和DC-DC电压转换器控制电路；所述高电压开关被电耦合在第一电节点和第二电节点之间并且被电耦合到所述第一电节点和所述第二电节点；所述低电压开关被电耦合在第三电节点和第四电节点之间并且被电耦合到所述第三电节点和所述第四电节点；所述DC-DC电压转换器控制电路被电耦合在所述第二电节点和所述第三电节点之间并且被电耦合到所述第二电节点和所述第三电节点；所述DC-DC电压转换器控制电路具有高侧FETIC和低侧FETIC，所述高侧FETIC在其中具有第一多个FET开关，所述低侧FETIC在其中具有第二多个FET开关，所述第一多个FET开关中的每个FET开关被电耦合到所述第二多个FET开关中的相应FET开关，
第一三态缓冲器IC；和
第二三态缓冲器IC；
微控制器，被电耦合到所述第一三态缓冲器IC和所述第二三态缓冲器IC；
所述第一三态缓冲器IC在其第一引脚处从所述DC-DC电压转换器控制电路接收第一关闭指示电压，所述第一关闭指示电压指示所述高侧FET IC中的所述第一多个FET开关和所述低侧FET IC中的所述第二多个FET开关已经被转变成开路操作状态；
响应于接收到所述第一关闭指示电压，所述第一三态缓冲器IC在其第二引脚处输出第二关闭指示电压，所述第二关闭指示电压由所述微控制器接收并且指示所述第一多个FET开关和所述第二多个FET开关已经被转变成开路操作状态；
所述第二三态缓冲器IC在其第一引脚处从所述DC-DC电压转换器控制电路接收第三关闭指示电压，所述第三关闭指示电压指示所述第一多个FET开关和所述第二多个FET开关已经被转变成开路操作状态；
响应于接收到所述第三关闭指示电压，所述第二三态缓冲器IC在其第二引脚处输出第四关闭指示电压，所述第四关闭指示电压由所述微控制器接收，并且指示所述第一多个FET开关和所述第二多个FET开关已经转变成开路操作状态；并且
响应于接收到所述第二关闭指示电压和所述第四关闭指示电压中的至少一个，所述微控制器在存储器装置中存储关闭指示标志，所述关闭指示标志指示所述第一多个FET开关和所述第二多个FET开关已经转变成开路操作状态。
2.根据权利要求1所述的诊断系统，其中所述第四关闭指示电压大于所述第二关闭指示电压。
3.根据权利要求1所述的诊断系统，其中：
所述微控制器生成第一控制电压，所述第一控制电压在所述第一三态缓冲器IC的第三引脚处被接收，用于命令所述低电压开关转变成开路操作状态；
响应于接收到所述第一控制电压，所述第一三态缓冲器IC在其第四引脚处输出第二控制电压，所述第二控制电压导致所述低电压开关转变成开路操作状态；
所述微控制器生成第三控制电压，所述第三控制电压在所述第二三态缓冲器IC的第三引脚处被接收，用于命令所述高电压开关转变成开路操作状态，并且
响应于接收到所述第三控制电压，所述第二三态缓冲器IC在其第四引脚处输出第四控制电压，所述第四控制电压导致所述高电压开关转变成开路操作状态。
4.根据权利要求3所述的诊断系统，其中所述第四控制电压大于所述第二控制电压。
5.一种用于DC-DC电压转换器的诊断系统，包括：
所述DC-DC电压转换器具有高电压开关、低电压开关和DC-DC电压转换器控制电路；所述高电压开关被电耦合在第一电节点和第二电节点之间并且被电耦合到所述第一电节点和所述第二电节点；所述低电压开关被电耦合在第三电节点和第四电节点之间并且被电耦合到所述第三电节点和所述第四电节点；所述DC-DC电压转换器控制电路被电耦合在所述第二电节点和所述第三电节点之间并且被电耦合到所述第二电节点和所述第三电节点；所述DC-DC电压转换器控制电路具有高侧FETIC和低侧FETIC，所述高侧FETIC在其中具有第一多个FET开关，所述低侧FETIC在其中具有第二多个FET开关，所述第一多个FET开关中的每个FET开关被电耦合到所述第二多个FET开关中的相应FET开关，
第一三态缓冲器IC；和
第二三态缓冲器IC；
微控制器，被电耦合到所述第一三态缓冲器IC和所述第二三态缓冲器IC；
所述第一三态缓冲器IC在其第一引脚处从所述DC-DC电压转换器控制电路接收第一电短路指示电压，所述第一电短路指示电压指示在所述高侧FET IC中的所述第一多个FET开关和所述低侧FET IC中的所述第二多个FET开关中的一个中的第一FET开关具有短路状况；
响应于接收到所述第一电短路指示电压，所述第一三态缓冲器IC在其第二引脚处输出第二电短路指示电压，所述第二电短路指示电压由所述微控制器接收并且指示所述第一FET开关具有短路状况；
所述第二三态缓冲器IC在其第一引脚处从所述DC-DC电压转换器控制电路接收第三电短路指示电压，所述第三电短路指示电压指示所述第一FET开关具有短路状况；
响应于接收到所述第三电短路指示电压，所述第二三态缓冲器IC在其第二引脚处输出第四电短路指示电压，所述第四电短路指示电压由所述微控制器接收并且指示所述第一FET开关具有短路状况；并且
响应于接收到所述第二电短路指示电压和所述第四电短路指示电压中的至少一个，所述微控制器在存储器装置中存储电短路指示标志，所述电短路指示标志指示所述第一FET开关具有短路状况。
6.根据权利要求5所述的诊断系统，其中所述第四电短路指示电压大于所述第二电短路指示电压。
7.根据权利要求1至6中的一项所述的诊断系统，其中，所述DC-DC电压转换器控制电路具有升压模式IC和降压模式IC，
所述微控制器生成第五控制电压，所述第五控制电压在所述第一三态缓冲器IC的第一引脚处被接收，用于命令激活所述升压模式IC；
响应于接收到所述第五控制电压，所述第一三态缓冲器IC在其第二引脚处输出第六控制电压，当所述降压模式IC没有被激活时，所述第六控制电压导致所述升压模式IC在第一时间被激活；
所述微控制器生成第七控制电压，所述第七控制电压在所述第二三态缓冲器IC的第一引脚处被接收，用于命令激活所述降压模式IC；并且
响应于接收到所述第七控制电压，所述第二三态缓冲器IC在其第二引脚处输出第八控制电压，当所述升压模式IC未被激活时，所述第八控制电压由所述降压模式IC接收以导致所述降压模式IC在第二时间被激活。
8.根据权利要求7所述的诊断系统，其中所述第八控制电压大于所述第六控制电压。
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