DE102017115236B4

DE102017115236B4 - Integrierter Schaltungschip und Verfahren zum Betreiben eines integrierten Schaltungschips

Info

Publication number: DE102017115236B4
Application number: DE102017115236.9A
Authority: DE
Inventors: Stefano Zampieri; Fabio Ballarin
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2016-07-08
Filing date: 2017-07-07
Publication date: 2024-02-29
Anticipated expiration: 2037-07-08
Also published as: US10128738B2; US20180013340A1; CN107591780B; CN107591780A; DE102017115236A1

Abstract

Integrierter Schaltungschip (16, 38), welcher Folgendes umfasst:einen ersten Detektor (40), der eingerichtet ist, erste Informationen zu erzeugen, die angeben, ob eine Eingangsversorgungsspannung oder -leistung (VEIN) größer oder gleich einer ersten Schwelle ist,einen zweiten Detektor (42), der eingerichtet ist, einen Schaltungsspannungs- oder -strompegel (VQ) zu empfangen und zweite Informationen zu erzeugen, die verwendet werden, um einen Status des integrierten Schaltungschips (16, 38) auf der Grundlage des empfangenen Schaltungsspannungs- oder -strompegels (VQ) anzugeben, undeine Steuereinrichtung (44), die eingerichtet ist, zu bewirken, dass der integrierte Schaltungschip (16, 38) in Antwort darauf, dass sowohl der erste Detektor (40) angibt, dass die Eingangsversorgungsspannung oder -leistung (VEIN) größer oder gleich der ersten Schwelle ist, als auch dass der Schaltungsspannungs- oder -strompegel (VQ) größer oder gleich einer zweiten Schwelle ist, in einen sicheren Modus eintritt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Anmeldung betrifft elektrische Schaltungen, die in der Lage sind, elektrische Störungen zu unterdrücken, und insbesondere Techniken zum Steuern der Ausgabe einer elektrischen Schaltung ansprechend auf eine elektrische Störung.
Hintergrund
Die Versorgungsspannung (beispielsweise von einer Batterie oder Leistungsquelle) für einen integrierten Schaltungschip (IC-Chip) kann schnelle transiente Spannungsspitzen, beispielsweise von einem hohen Spitze-Spitze-Rauschen, erfahren. Die schnellen Änderungen der Versorgungsspannung können bewirken, dass die Ausgangsspannung des IC-Chips auf einen unerwünschten Pegel ansteigt. Zusätzlich können die schnellen Änderungen der Versorgungsspannung bewirken, dass die Ausgabe von Statuspins einen inkorrekten Status angibt. Es ist eine Aufgabe, hier Möglichkeiten bereitzustellen, dass sich der IC-Chip auch in solchen Fällen definiert verhält.
Die DE 10 2014 013 504 A1 offenbart einen Chip mit integriertem Schaltkreis, welcher einen ersten Schutzschaltkreis, um eine Spannung auf einen ersten Spannungspegel zu begrenzen, und einen zweiten Schutzschaltkreis, um die Spannung auf einen zweiten Spannungspegel kleiner dem ersten Spannungspegel zu begrenzen, umfasst.
Die US 2011 / 0 063 760 A1 offenbart einen DC/DC-Wandler mit einer Steuerung, die einen Ausgangsstrom erfasst, wenn der Ausgangsstrom einen ersten Schwellenwert überschreitet, und ein Ausgangssignal deaktiviert, wenn der Ausgangsstrom einen zweiten Schwellenwert überschreitet.
Kurzfassung
Es werden ein integrierter Schaltungschip (d.h. ein Chip mit einer integrierten Schaltung) nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren nach Anspruch 9 bereitgestellt. Die Unteransprüche definieren weitere Ausführungsformen.
Diese Anmeldung beschreibt als Beispiel dienende Techniken zur genauen Bestimmung, wann ein integrierter Schaltungschip (IC-Chip) in einen sicheren Modus eintreten und diesen verlassen sollte. Im sicheren Modus kann die Ausgabe des IC-Chips abgeschaltet werden. Wie in weiteren Einzelheiten beschrieben wird, verwendet eine Steuereinrichtung sowohl die Ausgabe einer Detektorschaltung als auch einen Wert einer internen Variablen (beispielsweise Schaltungsstrom- oder - spannungspegel), um festzustellen, ob der IC-Chip in den sicheren Modus eintreten sollte. Bei Beispielen, bei denen der IC-Chip im sicheren Modus arbeitet, kann die Steuereinrichtung die Ausgabe der Detektorschaltung verwenden und sich nicht auf den Wert der internen Variablen verlassen, um zu bestimmen, wann der sichere Modus zu verlassen ist.
Bei einem Beispiel beschreibt die Anmeldung einen integrierten Schaltungschip, der Folgendes umfasst: einen ersten Detektor, der eingerichtet ist, erste Informationen zu erzeugen, die angeben, ob eine Eingangsversorgungsspannung oder -leistung größer oder gleich einer ersten Schwelle ist, einen zweiten Detektor, der eingerichtet ist, einen Schaltungsspannungs- oder -strompegel zu empfangen und zweite Informationen zu erzeugen, die verwendet werden, um einen Status des integrierten Schaltungschips auf der Grundlage des empfangenen Schaltungsspannungs- oder -strompegels anzugeben, und eine Steuereinrichtung, die eingerichtet ist, zu bewirken, dass der Integrierte Schaltungschip in Antwort darauf, dass sowohl der erste Detektor angibt, dass die Eingangsversorgungsspannung oder -leistung größer oder gleich der ersten Schwelle ist, als auch dass der Schaltungsspannungs- oder -strompegel größer oder gleich einer zweiten Schwelle ist, in einen sicheren Modus eintritt.
Bei einem Beispiel beschreibt die Anmeldung ein Verfahren zum Betrieb eines integrierten Schaltungschips, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Erzeugen von ersten Informationen, die angeben, ob eine Eingangsversorgungsspannung oder -leistung größer oder gleich einer ersten Schwelle ist, Erzeugen von zweiten Informationen, die verwendet werden, um einen Status des integrierten Schaltungschips auf der Grundlage des Empfangs eines Schaltungsspannungs- oder -strompegels anzugeben, und Bewirken, dass der integrierte Schaltungschip in Antwort darauf, dass sowohl die Eingangsversorgungsspannung oder -leistung größer oder gleich der ersten Schwelle ist als auch der Schaltungsspannungs- oder -strompegel größer oder gleich einer zweiten Schwelle ist, in einen sicheren Modus eintritt.
Die Einzelheiten eines oder mehrerer Aspekte der Anmeldung sind in der anliegenden Zeichnung und der nachstehenden Beschreibung dargelegt. Andere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der Anmeldung werden anhand der Beschreibung und der Zeichnung und anhand der Ansprüche verständlich werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
Es zeigen:

1 ein Blockdiagramm eines als Beispiel dienenden Systems gemäß einer oder mehreren in dieser Anmeldung beschriebenen als Beispiel dienenden Techniken,
2A ein Flussdiagramm eines Beispiels zum Eintreten in einen sicheren Modus und zum Verlassen von diesem,
2B ein Flussdiagramm eines Beispiels zum Setzen und Freigeben eines Statusausgangssignals,
3 ein Blockdiagramm eines Beispiels einer Sicherer-Modus-Schaltung gemäß einer oder mehreren in dieser Anmeldung beschriebenen Techniken,
4 ein Blockdiagramm der als Beispiel dienenden Sicherer-Modus-Schaltung aus 3 in weiteren Einzelheiten,
5 ein Schaltungsdiagramm eines Beispiels eines Statusdetektors gemäß einer oder mehreren in dieser Anmeldung beschriebenen Techniken,
6 ein Schaltungsdiagramm eines Beispiels einer Statusangabe-Treiberschaltung gemäß einer oder mehreren in dieser Anmeldung beschriebenen Techniken und
7 ein Flussdiagramm eines Beispiels zum Eintreten in einen sicheren Modus und zum Verlassen von diesem und zum Setzen und Freigeben eines Statushinweiszeichens gemäß einer oder mehreren in dieser Anmeldung beschriebenen als Beispiel dienenden Techniken.

Detaillierte Beschreibung
Integrierte Schaltungschips (IC-Chips) in der Art von Spannungsreglern, einschließlich linearer Regler in der Art von Low-Dropout-Reglern (LDO), weisen eine Schaltungsanordnung auf, um zu erkennen, ob Spikes oder andere Änderungen in der Eingangsspannung oder -leistung (beispielsweise Quellenspannung oder -leistung) vorhanden sind, welche Komponenten innerhalb der IC-Chips oder Vorrichtungen, die mit den IC-Chips verbunden sind, möglicherweise beschädigen könnten. Beispielsweise gibt es für ein dynamisches Verhalten der Eingangsspannung (Batterie-/Versorgungsspannung) ein mögliches Risiko/einen möglichen Schaden, das/der durch schnelle Eingangstransienten, „Kaltstarts“, ein hohes Spitze-Spitze-Rauschen an der Eingangsspannung usw., wodurch die Eingangsversorgungsspannung so weit erhöht wird, dass sie größer als eine Schwellenspannung ist, hervorgerufen werden kann. Diese Leistungsstörungen können eine Form einer hochfrequenten Wechselspannung oder eines hochfrequenten Wechselstroms sein, die oder der der konstanten Batterie-/Versorgungsgleichspannung oder dem konstanten Batterie-/Versorgungsgleichstrom überlagert ist.
Diese Typen von Leistungsstörungen können den Ausgang des in das System eingebetteten IC-Chips auf einen Pegel treiben, der IC-Chipkomponenten beschädigen kann. In manchen Fällen kann der schnelle Eingangstransient oder die Leistungsstörung den IC-Chip selbst nicht beschädigen, sondern wegen der Erhöhung der Spannung am Ausgang des IC-Chips, die durch den schnellen Eingangstransienten oder die Leistungsstörung hervorgerufen wird, mit dem IC-Chip verbundene Komponenten beschädigen. Weil die Leistungsstörungen die Ausgabe des IC-Chips auf einen unerwünschten Pegel erhöhen können, der die IC selbst oder mit der IC verbundene Komponenten beschädigen kann, kann die IC dafür ausgelegt werden, ansprechend auf die Störung in einen sicheren Modus einzutreten. Im sicheren Modus kann die Ausgabe der IC abgeschaltet oder unterdrückt werden (welches Beispiele des Abschaltens der Ausgabe sind), um zu verhindern, dass die IC andere Vorrichtungen beschädigt.
Zusätzlich können die Leistungsstörungen und schnellen Eingangstransientenspannungen bewirken, dass Statusinformationen des IC-Chips inkorrekt sind. Beispielsweise kann der IC-Chip einen oder mehrere Ausgangspins, die Statusinformationen bereitstellen, beispielsweise ob die Leistung auf dem richtigen Pegel liegt (Leistung-gut(PG)-Pin), ob die Spannung zu hoch oder zu niedrig ist (Unterspannungs-/Überspannungspin), einen Statusbedingungspin (ST-Pin) und dergleichen aufweisen. Die Leistungsstörungen können bewirken, dass die Ausgaben dieser Pins inkorrekte Informationen bereitstellen (beispielsweise angeben, dass die Leistung richtig ist, wenn sie nicht richtig ist), insbesondere wenn die Merkmale für Störungen der Eingangsversorgungsspannung empfindlich sind. In manchen Fällen kann die Ausgabe dieser Statuspins oszillieren (umschalten), weshalb die Mikrosteuereinrichtung, welche die Ausgabe dieser Statuspins empfängt, nicht die korrekten Statusinformationen empfängt, welche den tatsächlichen Status des IC-Chips angeben. Vielmehr empfängt die Mikrosteuereinrichtung eine oszillierende Ausgabe.
Nicht alle Leistungsstörungen können notwendigerweise die Ausgangsspannung des IC-Chips erhöhen, um den IC-Chip oder mit dem IC-Chip gekoppelte Vorrichtungen zu beschädigen. Der Betriebszustand des IC-Chips kann auch steuern, ob eine Leistungsstörung negative Konsequenzen hat. Beispielsweise kann die Leistungsstörung bewirken, dass die Eingangsversorgungsspannung oder -leistung einen Schwellenspannungs- oder -leistungspegel erreicht. In einem ersten Betriebszustand des IC-Chips kann die Eingangsversorgungsspannung oder -leistung, welche den Schwellenspannungspegel erreicht, die Ausgabe des IC-Chips erhöhen, so dass der IC-Chip oder eine mit dem IC-Chip verbundene Vorrichtung beschädigt wird, in einem zweiten Betriebszustand des IC-Chips kann die Eingangsversorgungsspannung oder -leistung, welche den Schwellenspannungspegel erreicht, jedoch nicht bewirken, dass die Ausgabe des IC-Chips den IC-Chip oder eine mit dem IC-Chip verbundene Vorrichtung beschädigt. Ein mit dem IC-Chip verbundener Ausgangskondensator, der Laststrom, welchen der IC-Chip ausgibt, und verschiedene andere solche Parameter beeinflussen den Betriebszustand des IC-Chips und damit die Konsequenzen der Wirkungen von den Leistungsstörungen.
Dementsprechend sollte der IC-Chip nicht immer ansprechend auf eine Leistungsstörung in den sicheren Modus eintreten. Bei einigen Beispielen tritt der IC-Chip jedoch ansprechend auf die Leistungsstörung, welche bewirkt, dass die Eingangsversorgungsspannung oder -leistung den Schwellenspannungs- oder -leistungspegel erreicht, automatisch in den sicheren Modus ein.
Diese Anmeldung beschreibt als Beispiel dienende Techniken zum selektiven Veranlassen, dass der IC-Chip in den sicheren Modus eintritt. Beispielsweise kann eine Steuereinrichtung des IC-Chips zusätzlich zur Bestimmung, ob die Eingangsversorgungsspannung oder -leistung einen Schwellenpegel erreicht hat (beispielsweise durch einen Leistungs-/Spitzendetektor), auch einen als VQ bezeichneten Schaltungsstrom- oder -spannungswert beurteilen, um festzustellen, ob der IC-Chip in den sicheren Modus eintreten sollte. Der VQ-Wert kann ein Pegel sein, anhand dessen der IC-Chip die Statusinformationen bestimmt (beispielsweise bestimmt der IC-Chip die Ausgabe des PG-Pins, des Unterspannungspins, des Überspannungspins, des ST-Pins und dergleichen auf der Grundlage des VQ-Pegels. Falls sowohl der Leistungs-/Spitzendetektor angibt, dass die Spannung größer oder gleich einem Schwellenspannungs- oder -leistungspegel ist, als auch der VQ-Pegel außerhalb eines sicheren Bereichs liegt (beispielsweise angibt, dass der Chipstatus derart sein kann, dass es eine mögliche Beschädigung geben könnte), kann die Steuereinrichtung die Ausgabe des IC-Chips ausschalten und den IC-Chip im sicheren Modus konfigurieren. Wenn sich die Eingangsversorgungsspannung oder -leistung stabilisiert (beispielsweise nach dem Ende der Leistungsstörung), wie durch den Leistungs-/Spitzendetektor bestimmt wurde, kann die Steuereinrichtung bewirken, dass der IC-Chip den sicheren Modus verlässt.
Wie vorstehend beschrieben wurde, bewirkt die Leistungsstörung bei einigen Beispielen, dass die Ausgabe der Statuspins oszilliert (beispielsweise Umschalten zwischen verschiedenen Spannungspegeln). Bei einigen Beispielen kann die Steuereinrichtung die Ausgabe der Statuspins festhalten (beispielsweise die Ausgabe der Statuspins bei einer festen Spannung halten, die den Status korrekt angibt), bis sich die Eingangsversorgungsspannung oder -leistung stabilisiert hat. Die Steuereinrichtung kann dann die Ausgabe der Statuspins freigeben, nachdem die Eingangsspannung innerhalb eines sicheren Bereichs liegt. Im Fall der Freigabe gibt die Ausgabe des Statuspins, falls der VQ-Pegel außerhalb eines sicheren Bereichs liegt, an, dass der VQ-Pegel außerhalb eines sicheren Bereichs liegt. Dementsprechend bedeutet das Freigeben des Statuspins nicht, dass der Statuspin angibt, dass der VQ-Pegel innerhalb eines sicheren Bereichs liegt. Vielmehr bedeutet das Freigeben des Statuspins, dass der Betrieb des Statuspins wieder im Standardmodus ist, wobei, falls der VQ-Pegel außerhalb eines sicheren Bereichs liegt, der Statuspin bei einem Spannungspegel ist, und, falls der VQ-Pegel innerhalb eines sicheren Bereichs liegt, der Statuspin bei einem anderen Spannungspegel ist.
1 ist ein Blockdiagramm eines als Beispiel dienenden Systems 10 gemäß einer oder mehreren in dieser Anmeldung beschriebenen als Beispiel dienenden Techniken. Das System 10 kann ein Beispiel eines Leistungsversorgungssystems, beispielsweise für Automobilanwendungen, sein. Die in dieser Anmeldung beschriebenen Techniken sind jedoch nicht auf das in 1 dargestellte Beispiel beschränkt und können auf eine Vielzahl von Systemen anwendbar sein, einschließlich jener, bei denen ein integrierter Schaltungschip (IC-Chip) in einen sicheren Betriebsmodus eintreten und diesen verlassen soll.
Das System 10 weist einen Regler 12, eine Mikrosteuereinrichtung 14 und einen Tracker 16 auf. Wenngleich der Regler 12, die Mikrosteuereinrichtung 14 und der Tracker 16 als getrennte Komponenten dargestellt sind, können bei einigen Beispielen einer oder mehrere vom Regler 12, von der Mikrosteuereinrichtung 14 und vom Tracker 16 zu einem gemeinsamen IC-Chip kombiniert sein. Zur einfachen Beschreibung werden die Beispiele für einen Fall beschrieben, in dem der Regler 12, die Mikrosteuereinrichtung 14 und der Tracker 16 getrennt sind. Auch zeigt das System 10 eine als Beispiel dienende Konfiguration des Reglers 12, der Mikrosteuereinrichtung 14 und des Trackers 16. Es kann auch andere Konfigurationen geben, und die als Beispiel dienenden Techniken sollten nicht als auf das in 1 dargestellte Beispiel beschränkt angesehen werden.
Beispiele des Reglers 12 schließen Regler ein, die unter den Produktnummern TLE4271-2, TLE4471 und TLE6368 von Infineon Technologies Corporation verkauft werden, wenngleich auch andere Beispiele des Reglers 12 möglich sind. Beispiele der Mikrosteuereinrichtung 14 schließen die C167-, XC16X-Familie von Mikrosteuereinrichtungen und die TC17xx-Familie von Mikrosteuereinrichtungen von Infineon Technologies Corporation ein, wenngleich auch andere Beispiele der Mikrosteuereinrichtung 14 möglich sind. Diese Beispiele des Reglers 12 und der Mikrosteuereinrichtung 14 werden lediglich bereitgestellt, um das Verständnis zu unterstützen, und sie sollten nicht als einschränkend angesehen werden.
Bei einigen Beispielen können der Regler 12 und/oder die Mikrosteuereinrichtung 14 so ausgelegt sein, dass sie Schaltungen zum Ausführen der in dieser Anmeldung beschriebenen als Beispiel dienenden Techniken aufweisen. Bei diesen Beispielen können der Regler 12 und/oder die Mikrosteuereinrichtung 14 von den vorstehend bereitgestellten Beispielen verschieden sein, sie können jedoch ähnliche Betriebsparameter aufweisen. Der Regler 12 und/oder die Mikrosteuereinrichtung 14 können jedoch nicht in allen Fällen Betriebsparameter aufweisen, die jenen aus den vorstehend bereitgestellten Beispielen ähneln.
Wie in weiteren Einzelheiten beschrieben wird, kann der Tracker 16 dafür ausgelegt sein, die in dieser Anmeldung beschriebenen als Beispiel dienenden Techniken auszuführen, um auf der Grundlage sowohl der Eingangsversorgungsspannung oder -leistung als auch des Schaltungsspannungs- oder -strompegels (beispielsweise einer Spannung an einem Schaltungsknoten des Trackers 16 oder eines Stroms durch einen Schaltungsknoten des Trackers 16) selektiv in einen sicheren Modus einzutreten und diesen zu verlassen. Bei einigen Beispielen können die Betriebsparameter für den Tracker 16 jenen der TLE4254-Familie von Spannungstrackern von Infineon Technologies Corporation ähneln. Der Tracker 16 braucht jedoch nicht in allen Beispielen wie der TLE4254-Spannungstracker zu arbeiten. Der Bezug auf die TLE4254-Familie von Spannungstrackern wird lediglich als ein Beispiel bereitgestellt und sollte nicht als einschränkend angesehen werden.
Sowohl der Regler 12 als auch der Tracker 16 empfangen Leistung von einer Batterie oder einer anderen Leistungsquelle (beispielsweise VBAT in 1). Der Regler 12 kann die Eingangsversorgungsspannung und -leistung von der Leistungsquelle empfangen und einen festen Spannungspegel ausgeben. Der Tracker 16 kann auch die Eingangsversorgungsspannung und -leistung von der Leistungsquelle empfangen und einen auswählbaren Spannungspegel ausgeben.
Beispielsweise kann der Tracker 16 ein monolithischer, integrierter Low-Dropout-Regler (LDO) mit Spannungsverfolgung sein. Der Tracker 16 kann eine IC in ihrem eigenen IC-Chip oder als Teil eines größeren IC-Chips sein. Der Tracker 16 kann Off-Bord-Systemen (beispielsweise Sensoren in Antriebsstrang-Verwaltungssystemen unter den rauen Bedingungen von Automobilanwendungen) Leistung zuführen. Mit Versorgungsspannungen von bis zu 40 V folgt die Ausgangsspannung vom Tracker 16 einer an den Einstelleingang (ADJ) angelegten Referenzspannung mit verhältnismäßig hoher Genauigkeit. Beispielsweise empfängt der ADJ-Pin des Trackers 16 die Ausgabe des Reglers 12 als Referenzspannung (VREF).
Bei einigen Beispielen kann die Spannung am ADJ-Pin des Trackers 16 lediglich 2,0 V betragen. Der Tracker 16 kann in der Lage sein, Lasten von bis zu 70 mA zu treiben, während der Tracker 16 mit hoher Genauigkeit der Ausgabe eines Hauptspannungsreglers 12 folgt, welche als Referenz wirkt (beispielsweise ist die 5 V-Ausgabe des Reglers 12 VREF am ADJ-Pin), wie in 1 dargestellt ist.
Der Tracker 16 weist einen Leistung-gut(PG)-Pin auf, der an einen Ein-/Ausgabe(E/A)-Pin der Mikrosteuereinrichtung 14 ausgibt. Der PG-Pin ist als ein Beispiel dargestellt, und nicht alle Beispiele des Trackers 16 benötigen einen solchen PG-Pin. Der Widerstand RPG ist ein Pull-up-Widerstand für Beispiele, bei denen der PG-Pin ein offener Kollektor- oder ein offener Source-Ausgang ist. Der PG-Pin des Trackers 16 ist ein Statuspin. Beispielsweise gibt die Spannung am PG-Pin an, ob die Ausgangsleistung des Trackers 16 innerhalb eines akzeptablen Bereichs liegt (beispielsweise nicht zu niedrig und nicht zu hoch ist). Bei einigen Beispielen weist der Tracker 16 Schaltungsblöcke auf, welche die Ausgabe des Trackers 16 als ein Rückkopplungseingangssignal empfangen. Dieses Rückkopplungseingangssignal ist ein Beispiel eines als VQ bezeichneten Schaltungsspannungs- oder -strompegels, welches die in dieser Anmeldung beschriebenen als Beispiel dienenden Techniken verwenden können, um festzustellen, ob in einen sicheren Modus einzutreten ist, es muss sich jedoch nicht notwendigerweise darauf verlassen werden, um festzustellen, ob aus dem sicheren Modus auszutreten ist. Ein Statusdetektor-Schaltungsblock empfängt den VQ-Wert und gibt eine Spannung oder einen Strom aus, wodurch die Ausgabe des PG-Pins gesteuert wird. Falls der Statusdetektor-Schaltungsblock feststellt, dass VQ zu niedrig oder zu hoch ist, gibt er eine Spannung oder einen Strom aus, welche bewirkt, dass der PG-Pin einen logisch niedrigen Pegel ausgibt, der angibt, dass die Leistung zu niedrig oder zu hoch ist (beispielsweise die Leistung nicht gut ist).
Der PG-Pin ist als ein Beispiel eines Pins vorgesehen, der verwendet wird, um den Status des Trackers 16 anzugeben. Es kann auch andere Beispiele geben, wie einen Unter- oder Überspannungspin, einen Statusbedingungspin usw. Im Interesse einer einfachen Beschreibung wird die Anmeldung mit Bezug auf den PG-Pin beschrieben, die Techniken sollten jedoch nicht als auf den PG-Pin beschränkt angesehen werden.
Die Mikrosteuereinrichtung 14 empfängt die Ausgabe des PG-Pins und aktiviert oder deaktiviert den Tracker 16 bei einigen Beispielen selektiv über den Aktivierungs(EN)-Pin auf der Grundlage der Spannung des PG-Pins. Falls die Mikrosteuereinrichtung 14 beispielsweise auf der Grundlage der Spannung am PG-Pin feststellt, dass die Ausgabe des Trackers 16 außerhalb eines akzeptablen Bereichs liegt, kann die Mikrosteuereinrichtung 14 den Tracker 16 deaktivieren und an einem späteren Punkt den Tracker 16 aktivieren.
Während es ausreichen kann, sich auf die Mikrosteuereinrichtung 14 zu verlassen, um den Tracker 16 selektiv zu aktivieren und zu deaktivieren, kann es Fälle geben, in denen die Mikrosteuereinrichtung 14 ungeeignet ist, um den Tracker 16 selektiv zu aktivieren und zu deaktivieren. Ferner können einige Beispiele des Trackers 16 den EN-Pin nicht aufweisen, was bedeutet, dass es nicht möglich sein kann, sich auf die Mikrosteuereinrichtung 14 zu verlassen, um den Tracker 16 zu aktivieren oder zu deaktivieren.
Es kann verschiedene Gründe geben, aus denen es unangemessen sein kann, sich auf die Mikrosteuereinrichtung 14 zu verlassen, um den Tracker 16 selektiv zu aktivieren und zu deaktivieren. Ein Grund dafür, dass die Ausgabe des Trackers 16 außerhalb eines gewünschten Bereichs liegt, kann in einer Störung (beispielsweise Rauschen) an der Eingangsversorgungsspannung oder -leistung (beispielsweise VBAT) bestehen. Die Störung kann von schnellen Eingangstransienten, Kaltstarts oder einer anderen hohen Spitze-Spitze-Rauschquelle herrühren. Diese Störung kann sich der Ausgabe des Trackers 16 überlagern, wodurch bewirkt wird, dass die Ausgabe des Trackers 16 außerhalb eines festgelegten Bereichs liegt.
Zusätzlich kann diese Störung bewirken, dass die Spannung am PG-Pin zwischen verschiedenen Spannungen umschaltet (zwischen einem hohen Logikpegel und einem niedrigen Logikpegel oszilliert). Weil die Spannung am PG-Pin zwischen hoch und niedrig umschaltet, statt bei einem niedrigen Logikpegel feststehend zu bleiben, kann die Mikrosteuereinrichtung 14 nicht in der Lage sein, festzustellen, ob die Ausgabe des Trackers 16 innerhalb des gewünschten Bereichs liegt, oder sie kann inkorrekt feststellen, dass die Ausgabe des Trackers 16 innerhalb des gewünschten Bereichs liegt. Zusätzlich kann der VQ-Spannungspegel von der Spannung am ADJ-Pin (beispielsweise 5 V) infolge der Störung zu höheren Werten (beispielsweise 12 V) driften, wodurch der Tracker 16 oder mit dem Ausgang des Trackers 16 verbundene Komponenten beschädigt werden können.
Um das Verhalten des Trackers 16, wenn eine Störung an der Eingangsversorgungsspannung oder -leistung (VBAT) auftritt, zu testen, kann ein LV124-E06-Test implementiert werden. Beim LV124-E06-Test wird eine Spannungsstörung absichtlich hinzugefügt und wird die Spannung am PG-Pin getestet, um festzustellen, ob die Spannung am PG-Pin oszilliert.
Die Störung könnte nicht nur bewirken, dass der PG-Pin umschaltet, sondern die Störung könnte bewirken, dass Komponenten innerhalb des Trackers 16 beschädigt werden oder Vorrichtungen, die mit dem Tracker 16 verbunden sind, beschädigt werden. Es ist jedoch nicht notwendig, dass der gleiche Störungsbetrag in allen Fällen eine Beschädigung hervorruft. Der Betriebszustand des Trackers 16 kann beeinflussen, ob die Störung einen negativen Einfluss hat.
Beispielsweise beeinflussen die Kapazität des Ausgangskondensators (CAUS) und der Eingangskondensatoren (CEIN1, CEIN2) den vom Tracker 16 ausgegebenen Laststrom, und andere Parameter beeinflussen die Konsequenzen der Störung (beispielsweise einen hohen Energierippel bei EIN). Abhängig von diesen Parametern kann der Tracker 16 sehr empfindlich für die Störung sein oder die Störungen gut genug unterdrücken, um kein Fehlerverhalten/schädliches Verhalten zu bewirken. Mit anderen Worten kann die gleiche Störung bewirken, dass der Tracker 16 mit einem möglichen Schaden einen Fehler aufweist, oder sie kann einfach unterdrückt werden, so dass der Tracker 16 innerhalb seiner spezifizierten Betriebsparameter arbeiten kann.
Diese Anmeldung beschreibt als Beispiel dienende Techniken zum selektiven Überführen des Trackers 16 und allgemeiner verschiedener LDO-Typen, Tracker oder anderer Typen integrierter Schaltungen in einen sicheren Modus ansprechend auf eine Störung und zum Festlegen der Ausgabe des Statuspins ansprechend auf die Störung. Beispielsweise verwendet die in dieser Anmeldung beschriebene Sicherer-Modus-Schaltung sowohl Informationen darüber, ob die Eingangsversorgungsspannung oder -leistung größer oder gleich einer ersten Schwelle ist, als auch darüber, ob ein Schaltungsstrom- oder - spannungspegel (beispielsweise der VQ-Pegel), der verwendet wird, um Informationen zu erzeugen, die verwendet werden, um einen Status des Trackers 16 anzugeben (beispielsweise verwendet wird, um die Spannung am PG-Pin zu erzeugen), größer als eine zweite Schwelle ist. Ein Beispiel des Schaltungsstrom- oder -spannungspegels ist die aktuelle Ausgangsspannung des Trackers 16. Ein anderes Beispiel des Schaltungsstrom- oder -spannungspegels ist der durch eine Induktivität an einem Gleichspannungswandler fließende Strom. Im Allgemeinen ist eine Spannung an einem Knoten oder ein Strom durch einen Knoten innerhalb des Trackers 16 ein Beispiel des Schaltungsstroms oder der Schaltungsspannung. Die Schaltung für den sicheren Modus kann die ausgegebene Information, welche den Status des Trackers 16 angibt, bei einem festen Wert halten, der den aktuellen Status des Trackers 16 angibt, bis die Eingangsversorgungsspannung oder -leistung unterhalb der ersten Schwelle liegt.
Bei den in dieser Anmeldung beschriebenen als Beispiel dienenden Techniken kann der Tracker 16 als ein IC-Chip angesehen werden. Wie nachstehend in weiteren Einzelheiten beschrieben wird, weist der IC-Chip, d.h. der Tracker 16, einen ersten Detektor auf, der dafür ausgelegt ist, Informationen zu erzeugen, die angeben, ob eine Eingangsversorgungsspannung oder -leistung größer oder gleich einer ersten Schwelle ist. Beispielsweise erzeugt der erste Detektor Informationen, die angeben, ob die Spannung (beispielsweise der quadratisch gemittelte Wert (RMS-Wert) des AC-Teils der Leistung) oder die Leistung am EIN-Pin des Trackers 16 größer oder gleich einer ersten Schwelle ist. In dieser Anmeldung wird, wenn die Spannung beim Pegel der Eingangsversorgungsspannung beschrieben wird, auf den RMS-Pegel des AC-Teils der Leistung, einen Spitze-Spitze-Pegel des AC-Teils der Leistung oder einen DC-Pegel, falls die Störung größer als ein Transient ist, Bezug genommen. Der RMS-Pegel des AC-Teils der Leistung wird als ein Beispiel bereitgestellt.
Der IC-Chip, d.h. der Tracker 16, weist einen zweiten Detektor auf, der dafür ausgelegt ist, den VQ-Pegel (beispielsweise einen Schaltungsstrom oder eine Schaltungsspannung) zu empfangen und Informationen zu erzeugen, die verwendet werden, um einen Status des IC-Chips auf der Grundlage des empfangenen VQ-Pegels anzugeben. Beispielsweise empfängt der zweite Detektor den VQ-Pegel und gibt eine Spannung (beispielsweise einen analogen Statusindikator) aus, die verwendet wird, um einen Status des IC-Chips anzugeben. Der analoge Statusindikator kann in einen Digitalwert umgewandelt werden und von einer Steuereinrichtung verarbeitet werden, welche einen internen digitalen Statusindikator ausgibt. Der interne digitale Statusindikator wird verwendet, um die Spannung des PG-Pins festzulegen. Auf diese Weise beruht die Spannung am PG-Pin auf dem VQ-Pegel. Falls der VQ-Pegel beispielsweise auf der aktuellen Spannungsausgabe des Trackers 16 (beispielsweise ist die Schaltungsspannung oder der Schaltungsstrom die Ausgangsspannung des Trackers 16) beruht, gibt ein hoher Pegel am PG-Pin an, dass die Leistung gut ist, oder gibt ein niedriger Pegel am PG-Pin an, dass die Leistung nicht gut ist. Der PG-Pin ist ein Statuspin, wobei der VQ-Pegel (beispielsweise ein Schaltungsstrom oder eine Schaltungsspannung) angeben kann, ob der Tracker 16 geeignet funktioniert, und der PG-Pin gibt die Informationen aus, die angeben, ob der Tracker 16 geeignet funktioniert (beispielsweise ob die Ausgangsspannung innerhalb eines gewünschten Bereichs liegt).
Der IC-Chip, d.h. der Tracker 16, weist auch eine Steuereinrichtung auf (welche von der Mikrosteuereinrichtung 14 verschieden sein kann), welche bewirkt, dass der IC-Chip ansprechend darauf, dass der erste Detektor angibt, dass die Eingangsversorgungsspannung oder -leistung größer oder gleich der ersten Schwelle ist, und dass der VQ-Pegel größer oder gleich einer zweiten Schwelle ist, veranlasst, dass der IC-Chip in einen sicheren Modus eintritt. Im sicheren Modus kann die Steuereinrichtung veranlassen, dass der Ausgang des Trackers 16 ausgeschaltet wird. Die Steuereinrichtung kann ansprechend darauf, dass die Eingangsversorgungsspannung oder -leistung kleiner als die erste Schwelle ist, veranlassen, dass der IC-Chip den sicheren Modus verlässt.
Während des sicheren Modus hält die Steuereinrichtung die Ausgabe des PG-Pins auf einem niedrigen Pegel, wodurch angegeben wird, dass der Tracker 16 nicht geeignet funktioniert. Nachdem die Steuereinrichtung veranlasst hat, dass der IC-Chip den sicheren Modus verlassen hat, gibt die Steuereinrichtung die Ausgabe des PG-Pins frei. Das Freigeben der Ausgabe des PG-Pins bedeutet nicht, dass der PG-Pin angibt, dass der Tracker 16 geeignet funktioniert. Vielmehr bedeutet die Freigabe der Ausgabe des PG-Pins, dass die Ausgabe des PG-Pins nicht gezwungen wird, niedrig zu bleiben. Zum Verlassen des sicheren Modus wird die Eingangsversorgungsspannung oder -leistung kleiner als die erste Schwelle. Der VQ-Pegel kann jedoch noch immer größer oder gleich der zweiten Schwelle sein. In diesem Fall kann die Steuereinrichtung veranlassen, dass der IC-Chip den sicheren Modus verlässt, weil der VQ-Pegel jedoch größer oder gleich der zweiten Schwelle ist, kann der PG-Pin noch niedrig sein. Wenn der VQ-Pegel kleiner als die zweite Schwelle wird, kann der PG-Pin hoch sein.
Anders betrachtet, sei angenommen, dass sowohl der Eingangsspannungspegel oder die Leistung größer oder gleich der ersten Schwelle ist als auch der VQ-Pegel größer oder gleich einer zweiten Schwelle ist. In diesem Fall veranlasst die Steuereinrichtung, dass der IC-Chip in den sicheren Modus eintritt, und hält die Ausgabe des PG-Pins fest. Es sei angenommen, dass der Eingangsspannungspegel oder die Leistung noch größer oder gleich der ersten Schwelle ist, der VQ-Pegel jedoch kleiner als die zweite Schwelle ist. In diesem Fall kann die Ausgabe des PG-Pins noch festgehalten werden, um anzugeben, dass die Leistung nicht gut ist. Wenn die Eingangsspannung oder -leistung kleiner als die erste Schwelle wird, kann die Ausgabe des PG-Pins unter der Annahme, dass der VQ-Pegel noch kleiner als die zweite Schwelle ist, angeben, dass die Leistung gut ist.
Dementsprechend prüft bei einigen Beispielen die Sicherer-Modus-Schaltung, welche den ersten Detektor, den zweiten Detektor und die Steuereinrichtung aufweist, zum Eintreten in den sicheren Modus sowohl die Eingangsversorgungsspannung (VEIN) als auch den Schaltungsstrom- oder -spannungspegel (VQ). Um den sicheren Modus zu verlassen, kann die Sicherer-Modus-Schaltung jedoch die Eingangsversorgungsspannung prüfen und den VQ-Pegel nicht prüfen. Dies liegt daran, dass, wie vorstehend beschrieben wurde, die VQ-Messimplementation für die Störungen anfällig sein kann, der PG-Pinwert umschalten kann und, falls der VQ-Pegel auf der Ausgangsspannung beruht, die Ausgangsspannung aus dem sicheren Modus auf den niedrigen Pegel gezwungen wird und daher keine zusätzlichen Informationen über den Status bereitstellt. Indem sich darauf verlassen wird, dass die Eingangsversorgungsspannung auf den normalen Wert zurückkehrt (beispielsweise nachdem die Störung verschwunden ist), um die Ausgabe des PG-Pins freizugeben, kann das Umschalten durch den sicheren Modus maskiert werden und wird die PG-Pinspannung gehalten, sobald der sichere Modus ausgelöst wurde.
Der VQ-Pegel kann angeben, ob der Tracker 16 nicht geeignet funktioniert (beispielsweise ob er größer oder gleich einer Schwelle ist). Bei einigen Beispielen kann der Tracker 16 selbst dann, wenn die Störung bewirkt, dass die Eingangsversorgungsspannung größer als die Schwelle wird (beispielsweise der erste Detektor angibt, dass die Eingangsversorgungsspannung zu hoch ist), noch geeignet funktionieren (beispielsweise liegt VQ innerhalb eines gewünschten Bereichs). Für solche Fälle kann das Schalten in den sicheren Modus unnötig sein, weil es keine negativen Konsequenzen von der Störung gibt. Indem sich darauf verlassen wird, dass sich sowohl VEIN als auch VQ außerhalb eines Betriebsbereichs befinden, kann die Schaltung für den sicheren Modus veranlassen, dass der Tracker 16 in den sicheren Modus eintritt, wenn es mögliche negative Konsequenzen von der Störung gibt, und verhindern, dass der Tracker 16 in den sicheren Modus eintritt, wenn es keine möglichen negativen Konsequenzen von der Störung gibt.
Einige andere Techniken können anders als jene, die mit den in dieser Anmeldung beschriebenen Techniken übereinstimmen, auf einem unabhängigen Betrieb der als Beispiel dienenden ersten und zweiten Detektoren beruhen, um festzustellen, wann in den sicheren Modus einzutreten ist und wann dieser zu verlassen ist und wann die Spannung am PG-Pin (oder anderen Pintypen in der Art des Statuspins (ST), Über- oder Unterspannung und dergleichen) zu setzen ist, statt auf der Grundlage der Kombination von VEIN und VQ in den sicheren Modus einzutreten, wie in dieser Anmeldung beschrieben. Techniken, bei denen sich nicht auf VEIN und VQ gemeinsam verlassen wird, wie bei diesen anderen Techniken, um in den sicheren Modus einzutreten und diesen zu verlassen und zu bestimmen, wann die Spannung am PG-Pin zu setzen ist, werden in weiteren Einzelheiten mit Bezug auf die 2A und 2B beschrieben.
2A ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für das Eintreten in einen sicheren Modus und das Verlassen eines sicheren Modus zeigt. Wie in 2A dargestellt ist, stellt ein erster Detektor fest, ob die Eingangsversorgungsspannung oder -leistung kleiner als eine erste Schwelle ist (20). Solange die Eingangsversorgungsspannung oder -leistung kleiner als die erste Schwelle ist (JA von 20), stellt der erste Detektor weiter fest, ob die Eingangsversorgungsspannung oder -leistung kleiner als die erste Schwelle ist. Falls die Eingangsversorgungsspannung oder -leistung jedoch größer oder gleich der ersten Schwelle ist (beispielsweise infolge einer Störung an VBAT) (NEIN von 20), tritt der IC-Chip unabhängig davon in den sicheren Modus ein, ob der VQ-Pegel einen Fehler im Betrieb des IC-Chips angibt (beispielsweise unabhängig davon, ob der VQ-Pegel größer oder gleich einer Schwelle ist) (22). In diesem Fall tritt der IC-Chip bei diesen anderen Techniken in den sicheren Modus ein, wenngleich sich aus der Störung keine negativen Konsequenzen ergeben können. Gemäß den in dieser Anmeldung beschriebenen Techniken kann der IC-Chip jedoch, indem die Eingangsspannung und der VQ-Pegel gemeinsam betrachtet werden, in den sicheren Modus eintreten, wenn sich aus der Störung negative Konsequenzen ergeben können.
Bei diesen anderen Techniken stellt der erste Detektor fest, ob die Eingangsversorgungsspannung oder -leistung auf einen Wert zurückgekehrt ist, der kleiner als die erste Schwelle ist (24). Falls die Eingangsversorgungsspannung oder - leistung nicht auf einen Wert zurückgekehrt ist, der kleiner als die erste Schwelle ist (NEIN von 24), bleibt der IC-Chip im sicheren Modus (22). Falls die Eingangsversorgungsspannung oder -leistung auf einen Wert zurückkehrt, der kleiner als die erste Schwelle ist (JA von 24), verlässt der IC-Chip den sicheren Modus (26) und bleibt so lange im Normalmodus wie die Eingangsversorgungsspannung oder -leistung kleiner als die erste Schwelle ist.
2B ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel zum Setzen und Freigeben eines Statusausgangssignals zeigt. Wie in 2B dargestellt ist, stellt ein Detektor fest, ob der VQ-Pegel kleiner als eine zweite Schwelle ist (30). Solange der VQ-Pegel kleiner als die zweite Schwelle ist (JA von 30), stellt der Detektor weiter fest, ob der VQ-Pegel kleiner als die zweite Schwelle ist. Falls der VQ-Pegel jedoch größer oder gleich der zweiten Schwelle ist (beispielsweise weil der IC-Chip nicht geeignet funktioniert) (NEIN von 30), gibt der IC-Chip eine Spannung am PG-Pin (oder anderen als Beispiel dienenden Statuspins) aus, um anzugeben, dass der IC-Chip nicht geeignet funktioniert (er schaltet das durch die Spannung am PG-Pin repräsentierte Hinweiszeichen beispielsweise ein) (32).
Der Detektor stellt fest, ob der VQ-Pegel auf einen Wert zurückgekehrt ist, der kleiner als die zweite Schwelle ist (34). Falls der VQ-Pegel nicht auf einen Wert zurückgekehrt ist, der kleiner als die zweite Schwelle ist (NEIN von 34), gibt der IC-Chip weiter an, dass der IC-Chip nicht geeignet funktioniert (32). Falls der VQ-Pegel auf einen Wert zurückkehrt, der kleiner als die zweite Schwelle ist (JA von 34), gibt der IC-Chip eine Spannung am PG-Pin aus, um anzugeben, dass der IC-Chip geeignet funktioniert (er schaltet das durch die Spannung am PG-Pin repräsentierte Hinweiszeichen beispielsweise aus) (36), und sollte weiter angeben, dass der IC-Chip geeignet funktioniert, solange der VQ-Pegel kleiner als die zweite Schwelle ist.
Wenngleich die Spannung am PG-Pin angeben sollte, ob der IC-Chip geeignet funktioniert, oder nicht, wie vorstehend beschrieben wurde, bewirkt die Störung an der Eingangsversorgungsspannung jedoch, dass die Spannung am PG-Pin umschaltet. Daher kann die Mikrosteuereinrichtung 14 nicht in der Lage sein, geeignet festzustellen, ob der IC-Chip geeignet funktioniert, weil die Ausgabe für die Mikrosteuereinrichtung 14 nicht korrekt ist.
3 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Sicherer-Modus-Schaltung 38 gemäß einer oder mehreren in dieser Anmeldung beschriebenen Techniken zeigt. Die Sicherer-Modus-Schaltung 38 ist eine als Beispiel dienende Sicherer-Modus-Schaltung des Trackers 16. Wie in 3 dargestellt ist, weist die Sicherer-Modus-Schaltung 38 den Leistungs-/Spitzendetektor 40, den Statusdetektor 42, die Steuereinrichtung 44 und einen oder mehrere Aktuatoren 46 auf. Die Steuereinrichtung 44 kann mit einem hohen Netzunterdrückungsfaktor (PSRR) ausgelegt sein, so dass jegliche Störungen an der Eingangsversorgungsspannung die Steuereinrichtung 44 nicht beeinflussen.
Der Leistungs-/Spitzendetektor 40 empfängt die Eingangsversorgungsspannung (VEIN) als Eingabe und stellt fest, ob die Eingangsversorgungsspannung oder -leistung größer oder gleich einer ersten Schwelle ist. Es kann verschiedene Beispiele von Wegen geben, wie der Leistungs-/Spitzendetektor 40 hergestellt werden kann, und ein Herstellungsbeispiel ist in 4 dargestellt. Der Leistungs-/Spitzendetektor 40 ist dafür ausgelegt, Informationen zu erzeugen, die angeben, ob die Eingangsversorgungsspannung oder -leistung größer oder gleich der ersten Schwelle ist. Der Leistungs-/Spitzendetektor 40 gibt die Informationen, die angeben, ob die Eingangsversorgungsspannung oder -leistung größer oder gleich der ersten Schwelle ist, an die Steuereinrichtung 44 aus.
Der Statusdetektor 42 empfängt den Schaltungsspannungs- oder -strompegel (beispielsweise den VQ-Pegel), wobei der Schaltungsspannungs- oder -strompegel eine Spannung an verschiedenen Knoten innerhalb des Trackers 16 oder ein Strom durch verschiedene Knoten innerhalb des Trackers 16 ist, als Eingabe und stellt fest, ob der VQ-Pegel größer oder gleich einer zweiten Schwelle ist. Der VQ-Pegel kann auf einer oder mehreren Ausgaben des Trackers 16 beruhen und repräsentiert den Spannungspegel einer oder mehrerer Ausgaben des Trackers 16. Der VQ-Pegel kann jedoch auf einem anderen Schaltungsspannungspegel als der Ausgabe des Trackers 16 beruhen und/oder auf dem Pegel von Strömen im Tracker 16 beruhen. Es kann verschiedene Beispiele von Wegen geben, wie der Statusdetektor 42 hergestellt werden kann, und ein Herstellungsbeispiel ist in 5 dargestellt. Der Statusdetektor 42 erzeugt auf der Grundlage des empfangenen VQ-Pegels Informationen, die den Status des Trackers 16 angeben.
Der Statusdetektor 42 gibt Informationen, die den Status des Trackers 16 angeben, an die Steuereinrichtung 44 aus. Bei einigen Beispielen ist die Ausgabe des Statusdetektors 42 ein analoger Statusindikator, der angibt, ob der VQ-Pegel größer oder gleich einer Schwelle ist. Die Steuereinrichtung 44 kann diesen analogen Statusindikator empfangen, bei einigen Beispielen kann ein Analog-Digital-Wandler (ADC) jedoch zuerst den analogen Statusindikator in einen Digitalwert umwandeln, den die Steuereinrichtung 44 empfängt.
Die Steuereinrichtung 44 kann eine festverdrahtete analoge und/oder digitale Schaltungsanordnung sein oder eine programmierbare Hardware des Trackers 16 sein. Bei Beispielen, bei denen die Steuereinrichtung 44 eine programmierbare Hardware ist, kann der Objektcode, den die Steuereinrichtung 44 ausführt (beispielsweise als Firmware oder Software) im Speicher gespeichert sein. Zur einfachen Beschreibung wird die Steuereinrichtung 44 als ein festverdrahteter Festfunktions-Schaltungsblock beschrieben, sie kann jedoch bei anderen Beispielen auch ein programmierbarer Schaltungsblock sein.
Die Steuereinrichtung 44 kann dafür ausgelegt sein, den Tracker 16 zu veranlassen, ansprechend sowohl darauf, dass der Leistungs-/Spitzendetektor 40 angibt, dass die Eingangsversorgungsspannung oder -leistung größer oder gleich der ersten Schwelle ist, als auch darauf, dass der VQ-Pegel größer oder gleich einer zweiten Schwelle ist (beispielsweise falls VQ größer als 10 % des Nennwerts von VQ ist), in einen sicheren Modus einzutreten. Im Normalmodus sind Transistoren in den Aktuatoren 46 ausgeschaltet (sie leiten beispielsweise keinen Strom). Im sicheren Modus aktiviert die Steuereinrichtung 44 Transistoren in den Aktuatoren 46, welche den Ausgang des Trackers 16 ausschalten (beispielsweise wird, wenn die Aktuatoren 46 eingeschaltet sind, dem Ausgang des Trackers 16 kein Strom zugeführt oder wird der Ausgang des Trackers 16 auf Masse unterdrückt). Sowohl die Eingangsversorgungsspannung und -leistung als auch der VQ-Pegel sind größer als jeweilige Schwellen, bevor die Steuereinrichtung 44 den Tracker 16 veranlasst, in den sicheren Modus einzutreten. Falls der VQ-Pegel daher angibt, dass der Tracker 16 geeignet funktioniert, kann die Steuereinrichtung 44 selbst dann, wenn die Eingangsversorgungsspannung oder -leistung höher als die Schwelle wird, den Tracker 16 nicht veranlassen, in den sicheren Modus einzutreten. Falls der VQ-Pegel jedoch zu hoch wird und die Eingangsversorgungsspannung oder -leistung zu hoch wird, kann die Steuereinrichtung 44 einen oder mehrere jeweilige Aktuatoren 46 aktivieren, um als Teil des Eintretens in den sicheren Modus den Ausgang des Trackers 16 auszuschalten.
Wie in 3 dargestellt ist, gibt die Steuereinrichtung 44 auch das VQ-Hinweiszeichen aus, das auch als ein interner digitaler Statusindikator bezeichnet wird. Das VQ-Hinweiszeichen ist eine Spannung, die verwendet werden kann, um den Spannungspegel eines Statuspins (beispielsweise des PG-Pins) festzulegen, oder es kann der aktuelle Spannungspegel des Statuspins sein. Bei diesem Beispiel weist die Steuereinrichtung 44 eine Schaltungsanordnung auf, die veranlasst, dass der Spannungspegel des VQ-Hinweiszeichens festgehalten wird (wobei er beispielsweise in diesem neuen Zustand festgehalten wird oder gezwungen wird, darin zu bleiben), wenn der Tracker 16 in den sicheren Modus eintritt. Weil der Spannungspegel des VQ-Hinweiszeichens festgehalten wird, wird der Spannungspegel des Statuspins festgehalten. Der Spannungspegel des Statuspins wird als externer digitaler Statusindikator bezeichnet.
Dementsprechend kann die Steuereinrichtung 44 veranlassen, dass der Spannungspegel des Statuspins ein Ausgangspegel ist, selbst wenn der VQ-Pegel oder die erzeugten Informationen, die den Status der IC angeben, veranlassen sollten, dass der Spannungspegel am Statuspin geändert wird. Beispielsweise kann die Störung bewirken, dass sich das VQ-Hinweiszeichen ändert, oder bewirken, dass die analoge Ausgabe des Statusdetektors 42 oszilliert. Diese Änderung des VQ-Hinweiszeichens oder dieses Umschalten der Ausgabe des Statusdetektors 42 sollte bewirken, dass der Spannungspegel des Statuspins umschaltet (beispielsweise bewirken, dass der externe digitale Statusindikator umschaltet). Durch Festhalten des Spannungspegels des VQ-Hinweiszeichens (beispielsweise des internen digitalen Statusindikators) lässt die Steuereinrichtung 44 den Spannungspegel des Statuspins jedoch selbst dann nicht ändern, wenn der Tracker 16 in den sicheren Modus eintritt.
Wenn der Leistungs-/Spitzendetektor 40 angibt, dass die Eingangsversorgungsspannung oder -leistung kleiner als die erste Schwelle ist, veranlasst die Steuereinrichtung 44 den Tracker 16 ansprechend darauf, dass die Eingangsversorgungsspannung oder -leistung kleiner als die erste Schwelle ist, den sicheren Modus zu verlassen (sie schaltet die Aktuatoren 46 beispielsweise aus). Zusätzlich kann die Steuereinrichtung 44 den Spannungspegel des Statuspins freigeben, nachdem der Tracker 16 den sicheren Modus verlassen hat. Beispielsweise kann sich der Spannungspegel des Statuspins nun ändern, einschließlich ändern, um anzugeben, dass der Schaltungsspannungs- oder -strompegel kleiner als die zweite Schwelle ist. Der Spannungspegel des Statuspins braucht sich jedoch nicht zu ändern, beispielsweise falls der VQ-Pegel noch immer größer als eine Schwelle ist. Wenn der VQ-Pegel kleiner als die zweite Schwelle wird, kann die Steuereinrichtung 44 die Spannung des VQ-Hinweiszeichens ausgeben (beispielsweise interner digitaler Statusindikator), wodurch veranlasst wird, dass die Spannung am Statuspin (beispielsweise externer digitaler Statusindikator) angibt, dass der Tracker 16 geeignet funktioniert.
4 ist ein Blockdiagramm, das die als Beispiel dienende Sicherer-Modus-Schaltung 38 aus 3 in weiteren Einzelheiten zeigt. 4 zeigt den Analog-Digital-Wandler (ADC) 50A und 50B. Der ADC 50A kann Teil des Statusdetektors 42 sein, und der ADC 50B kann Teil des Leistungs-/Spitzendetektors 40 sein, sie sind jedoch zur Vereinfachung der Darstellung als außerhalb des Statusdetektors 42 und des Leistungs-/Spitzendetektors 40 dargestellt.
Der Leistungs-/Spitzendetektor 40 weist eine Zwischenverbindung von Kondensatoren, Widerständen und einem Transistor auf. Bei diesem Beispiel ist die Spannung an der Source-Elektrode des Transistors des Leistungs-/Spitzendetektors 40 proportional zur Eingangsversorgungsspannung. Der ADC 50B wandelt die analoge Ausgabe vom Leistungs-/Spitzendetektor 40 in einen Digitalwert um (beispielsweise einen ersten Wert, falls die Eingangsspannung oder -leistung größer oder gleich der Schwelle ist, und einen zweiten Wert, falls die Eingangsspannung oder -leistung kleiner als die Schwelle ist). 4 zeigt ein Beispiel des Leistungs-/Spitzendetektors 40, und es kann ein anderes Beispiel einer Schaltungsanordnung für den Leistungs-/Spitzendetektor 40 möglich sein.
Der Statusdetektor 42 gibt Informationen aus, die den Pegel von VQ angeben. Der ADC 50A wandelt den analogen Statusindikator, den der Statusdetektor 42 ausgibt, in einen Digitalwert um (beispielsweise einen ersten Wert, falls der VQ-Pegel größer oder gleich einer Schwelle ist, und einen zweiten Wert, falls der VQ-Pegel kleiner als die Schwelle ist). Ein Beispiel des Statusdetektors 42 ist in 5 in weiteren Einzelheiten dargestellt.
Die Steuereinrichtung 44 weist einen Inverter INV_2 zum Invertieren der Ausgabe des ADC 50A und einen Inverter INV_1 zum Invertieren der Ausgabe des ADC 50B auf. Diese Inverter sind optional und beruhen auf dem Entwurf der ADC 50A und 50B. Der mit dem ADC 50A verbundene Inverter INV_2 ist mit dem UND-Gatter UND_2 der Steuereinrichtung 44 gekoppelt, und das UND-Gatter empfängt eine Leistung-beim-Rücksetzen(POR)-Eingabe. Dieses Gatter UND_2 kann ähnlich optional sein. Beispielsweise kann Leistung beim Rücksetzen nicht vorhanden sein oder nicht in einer Weise implementiert werden, in der es als eine Eingabe für ein UND-Gatter wirkt.
Die Steuereinrichtung 44 weist wie dargestellt ein NOR-Gatter NOR_1 auf, das mit einem Inverter INV_3 verbunden ist, und die Ausgabe von INV_3 ist das VQ-Hinweiszeichen (beispielsweise der interne digitale Statusindikator), das verwendet wird, um den Spannungspegel für den Statuspin zu erzeugen. Ein mit einem Inverter verbundenes NOR-Gatter ist einem ODER-Gatter äquivalent. Daher kann das mit dem Inverter INV_3 verbundene Gatter NOR_1 durch ein ODER-Gatter ersetzt werden.
Nachfolgend wird der Algorithmus des Betriebs der Steuereinrichtung 44 auf der Grundlage des in 4 dargestellten Beispiels beschrieben. Es ist zu verstehen, dass es verschiedene Arten gibt, auf die die digitale und analoge Schaltungsanordnung implementiert wird, um eine bestimmte Funktion auszuführen. Daher sollte das in 4 dargestellte Beispiel nicht als einschränkend angesehen werden, weil andere Wege zur Herstellung der Steuereinrichtung 44 möglich sind.
Wenn das UND _1-Gatter hoch ist, sind der eine oder die mehreren Transistoren in einem oder mehreren Aktuatoren 46 aktiviert, weil UND_1 mit den Gate-Elektroden der Transistoren der Aktuatoren 46 gekoppelt ist. Das UND_1-Gatter ist hoch, wenn das UND _2-Gatter hoch ist, oder das UND_1-Gatter ist hoch, und die Ausgabe von INV_1 ist hoch. Dementsprechend werden ein oder mehrere Aktuatoren 46 aktiviert wenn: $UND_1_hoch = (UND_2_hoch oder UND_1_hoch) & (INV_1_hoch) .$
Wenn die Aktuatoren 46 aktiviert werden, schalten sie einen Transistor aus, der die Zufuhr von Spannung oder Strom am Ausgang des Trackers 16 steuert (beispielsweise ist der Ausgang des Trackers 16 ausgeschaltet, wenn die Aktuatoren 46 aktiviert sind). Bei einem anderen Beispiel können die Aktuatoren 46, wenn sie aktiviert sind, den gesamten Strom, den der Tracker 16 ausgibt, ableiten und veranlassen, dass die Ausgabe des Trackers 16 auf etwa null Volt abfällt, um die Ausgabe des Trackers 16 abzuschalten.
Bei einigen Beispielen können die Aktuatoren 46, wenn sie aktiviert werden, einen Transistor ausschalten, der die Zufuhr von Spannung oder Strom am Ausgang des Trackers 16 steuert, und, wenn die Aktuatoren 46 aktiviert sind, können sie den gesamten Strom, den der Tracker 16 ausgibt, ableiten, um zu veranlassen, dass die Ausgabe des Trackers 16 etwa null Volt beträgt. Durch Ausschalten des Transistors und Ableiten des Stroms kann die Ausgabe des Trackers 16 selbst dann niedrig bleiben, wenn es eine gewisse Kopplung von der Leistungsquelle (beispielsweise VBAT) gibt.
Wie vorstehend beschrieben wurde, ist VQ oder der Statusdetektor 42 für Störungen in der Eingangsversorgungsspannung (VBAT oder VEIN) empfindlich und veranlasst das Umschalten des VQ-Hinweiszeichens, wodurch veranlasst wird, dass die Spannung am Statuspin (beispielsweise PG-Pin) umschaltet. Um dieses Umschalten zu vermeiden, wird bei der in 4 dargestellten Schaltung, wenn das UND_2-Gatter zum ersten Mal hoch ist, das UND_1-Gatter hoch geschaltet. Wenn das UND_1-Gatter hoch geschaltet ist und INV_1 hoch ist, ist es unerheblich, was die Ausgabe von UND_2 ist (beispielsweise selbst beim Umschalten), weil dadurch, dass die Ausgabe des UND_1-Gatters hoch ist, die Ausgabe von INV_3 auf einen hohen Pegel gezwungen wird und das VQ-Hinweiszeichen festgehalten wird, so dass es EINGESCHALTET bleibt. Beispielsweise ist die Ausgabe eines ODER-Gatters (beispielsweise die Kombination von NOR_1 und INV_3) stets ein hoher Logikpegel, falls eine der Eingaben ein hoher Logikpegel ist, unabhängig davon, was die andere Eingabe in das ODER-Gatter ist. Algorithmisch kann die Art, in der das VQ-Hinweiszeichen festgehalten wird, folgendermaßen repräsentiert werden: $\begin{matrix} (INV_1_hoch) & (UND_2 hoch beim ersten Mal) \to UND_1_hoch \to \\ VQ - Hinweiszeichen wird festgehalten, so dass es EINGESCHALTET \\ bleibt . \end{matrix}$
Dieses Festhalten verringert stark die Empfindlichkeit von VQ und des Statusdetektors 42 für die Störung. Beispielsweise geht das UND_1-Gatter nur dann auf den niedrigen Pegel (Freigeben des VQ-Hinweiszeichens), wenn die Störung vom Leistungs-/Spitzendetektor 40 nicht mehr erkannt wird. Wie dargestellt ist, treibt das UND_1-Gatter einige n-Kanal-MOSFET der Aktuatoren 46, welche den Ausgang des Trackers 16 ausschalten und den Tracker 16 in den sicheren Modus versetzen. Beispielsweise werden die Aktuatoren 46 im Normalmodus deaktiviert (beispielsweise ist ihre Gate-Spannung nicht hoch), und wenn sie deaktiviert sind, ermöglichen die Aktuatoren 46, dass Strom vom Tracker 16 ausgegeben wird, oder sie leiten die Ausgabe des Trackers 16 nicht ab. Im sicheren Modus werden die Aktuatoren 46 aktiviert (beispielsweise ist ihre Gate-Spannung hoch), und wenn sie aktiviert sind, schalten die Aktuatoren 46 den Tracker 16 aus, so dass er keinen Strom ausgibt oder jeder Strom, den der Tracker 16 ausgibt, abgeleitet wird und der Ausgang des Trackers 16 auf etwa null Volt heruntergezogen wird.
Auf diese Weise beschreibt diese Anmeldung den Leistungs-/Spitzendetektor 40, der dafür ausgelegt ist, Informationen zu erzeugen, die angeben, ob eine Eingangsversorgungsspannung oder -leistung größer oder gleich einer ersten Schwelle ist. Der Statusdetektor 42 ist dafür ausgelegt, einen Schaltungsspannungs- oder -strompegel (VQ-Pegel) zu empfangen und Informationen (beispielsweise den analogen Statusindikator) zu erzeugen, die verwendet werden, um einen Status des Trackers 16 auf der Grundlage des empfangenen VQ-Pegels anzugeben. Die Steuereinrichtung 44 ist dafür ausgelegt, ansprechend sowohl darauf, dass der Leistungs-/Spitzendetektor 40 angibt, dass die Eingangsversorgungsspannung oder -leistung größer oder gleich der ersten Schwelle ist, als auch dass der VQ-Pegel größer oder gleich einer zweiten Schwelle ist, zu veranlassen, dass der Tracker 16 in einen sicheren Modus eintritt. Wenn der Tracker 16 im sicheren Modus ist, ist die Steuereinrichtung 44 dafür ausgelegt, ansprechend darauf, dass die Eingangsversorgungsspannung oder -leistung kleiner als die erste Schwelle ist, zu veranlassen, dass der Tracker 16 den sicheren Modus verlässt.
Der Tracker 16 weist einen Statuspin (beispielsweise PG-Pin) auf. Die Informationen, die den Status des Trackers 16 angeben, sind Informationen, die angeben, ob der Tracker 16 geeignet funktioniert. Der Statuspin gibt die Informationen aus, die angeben, ob der Tracker 16 geeignet funktioniert.
Die Informationen, die den Status des Trackers 16 angeben (beispielsweise das VQ-Hinweiszeichen, das auch als interner digitaler Statusindikator bezeichnet wird), legen teilweise einen Spannungspegel des Statuspins fest, der einen Status des Trackers 16 angibt. Beispielsweise ist die Ausgabe des Statusdetektors 42 eine der Eingaben des durch NOR_1 und INV_3 gebildeten ODER-Gatters und ist die Ausgabe von INV_3 das VQ-Hinweiszeichen und legt das VQ-Hinweiszeichen den Spannungspegel des Statuspins fest. Daher legt die Ausgabe des Statusdetektors 42 teilweise den Spannungspegel des Statuspins fest. Bei diesem Beispiel ist die Steuereinrichtung 44 dafür ausgelegt, einen internen digitalen Statusindikator (beispielsweise das VQ-Hinweiszeichen) als ein Rückkopplungssignal an ein UND-Gatter (beispielsweise UND_1) innerhalb der Steuereinrichtung 44 auszugeben.
Wenn sich der Tracker 16 im sicheren Modus befindet, ist die Steuereinrichtung 44 dafür ausgelegt, zu veranlassen, dass der Spannungspegel des Statuspins bei einem Ausgangspegel festgehalten wird, selbst wenn der VQ-Pegel bewirken sollte, dass sich der Spannungspegel am Statuspin ändert. Wiederum kann der Statusdetektor 42 ohne die in dieser Anmeldung beschriebenen als Beispiel dienenden Techniken für Störungen empfindlich sein und möglicherweise bewirken, dass das VQ-Hinweiszeichen umschaltet. Daher hält die Steuereinrichtung 44 das ausgegebene VQ-Hinweiszeichen bei einem festen Ausgabepegel, so dass der Spannungspegel des Statuspins im sicheren Modus konstant ist.
Wenn sich der Tracker 16 im sicheren Modus befindet, kann die Steuereinrichtung 44 ansprechend darauf, dass die Eingangsversorgungsspannung oder -leistung kleiner als die erste Schwelle ist, veranlassen, dass der Tracker 16 den gleichen Modus verlässt. Bei diesen Beispielen gibt die Steuereinrichtung 44, nachdem der Tracker 16 den sicheren Modus verlassen hat, den Spannungspegel des Statuspins frei. Sobald er freigegeben wurde, kann sich der Spannungspegel des Statuspins dann ändern, wenn vom Statusdetektor 42 festgestellt wird, dass der VQ-Pegel bis unter die zweite Schwelle fällt.
Beim Beispiel aus 3 empfängt die Steuereinrichtung 44, wie in 4 dargestellt, einen Digitalwert, der angibt, dass die Eingangsversorgungsspannung größer oder gleich der ersten Schwelle ist (beispielsweise die digitale Ausgabe vom ADC 50B). Bei diesem Beispiel kann die Steuereinrichtung 44 veranlassen, dass der Spannungspegel des Statuspins beim Ausgangspegel auf der Grundlage des Digitalwerts festgehalten wird (beispielsweise hält das UND _1-Gatter das VQ-Hinweiszeichen auf der Grundlage des vom ADC 50B ausgegebenen Digitalwerts fest).
5 ist ein Schaltungsdiagramm eines Beispiels eines Statusdetektors 42 gemäß einer oder mehreren in dieser Anmeldung beschriebenen Techniken. 5 zeigt ein Beispiel des Statusdetektors 42, und es sind auch andere Beispiele des Statusdetektors 42 möglich. Wie dargestellt ist, beruht die Ausgabe des Statusdetektors 42 darauf, ob der Transistor M1 ein- oder ausgeschaltet ist (wenn er ausgeschaltet ist, ist die Ausgabe in etwa gleich VINTSUP, und wenn er eingeschaltet ist, ist die Ausgabe in etwa null).
Der Transistor M1 schaltet auf der Grundlage der Kollektorspannung am Transistor Q3 ein oder aus. Bei einigen Beispielen kann der Transistor M1 jedoch infolge der Störung zwischen eingeschaltet und ausgeschaltet umschalten, was bedeutet, dass das VQ-Hinweiszeichen zwischen eingeschaltet und ausgeschaltet umschalten kann. Der Leistungs-/Spitzendetektor 40 und der Statusdetektor 42 können unzureichend sein, um zu gewährleisten, dass sich der Tracker 16 in den korrekten Fällen im sicheren Modus befindet und dass die Spannung am Statuspin (beispielsweise PG-Pin) nicht umschaltet. Bei den in dieser Anmeldung beschriebenen Techniken kann die Steuereinrichtung 44 sowohl die Ausgabe des Leistungs-/Spitzendetektors 40 als auch des Statusdetektors 42 verwenden, um festzustellen, wann in den sicheren Modus einzutreten ist, und um die Spannung am Statuspin (beispielsweise PG-Pin) am Umschalten zu hindern.
Die Spannung am Q3-Transistor ist eine Funktion davon, ob die VQ-Spannung größer oder kleiner als eine Schwelle ist. Beim in 5 dargestellten Beispiel bilden die Spannung am ADJ-Pin (VADJ) und der VQ-Spannungspegel Eingaben in ein differenzielles Paar von Transistoren Q1 und Q2. Weil der Widerstand RSD mit dem Emitter des Transistors Q1 verbunden ist, legt der Widerstandswert des Widerstands RSD die Schwellenspannung fest, die benötigt wird, um den Transistor Q1 einzuschalten. Ob der Transistor Q1 ein- oder ausgeschaltet ist, steuert, ob der Transistor Q4 oder Q3 ein- oder ausgeschaltet ist, wodurch wiederum gesteuert wird, ob der Transistor M1 ein- oder ausgeschaltet ist. Die Ausgabe des Statusdetektors 42 ist eine Funktion davon, ob der Transistor M1 ein- oder ausgeschaltet ist. Auf diese Weise beruht die Ausgabe des Statusdetektors 42 darauf, ob die Spannung von VQ größer als oder kleiner oder gleich der Schwellenspannung ist. Beispielsweise kann der Statusdetektor 42 einen analogen Statusindikator ausgeben, welcher den Status des VQ-Pegels (beispielsweise den Status einer Schaltungsspannung oder eines Schaltungsstroms) angibt.
6 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein Beispiel einer Statusangabe-Treiberschaltung 52 gemäß einer oder mehreren in dieser Anmeldung beschriebenen Techniken zeigt. Die Statusangabe-Treiberschaltung 52 ist optional und nicht in jedem Beispiel notwendig. Bei einigen Beispielen treibt das VQ-Hinweiszeichen, das die Steuereinrichtung 44 ausgibt, den PG-Pin des Trackers 16 (beispielsweise gleicht der interne digitale Statusindikator dem externen digitalen Statusindikator, den der PG-Pin ausgibt). Bei einigen Beispielen kann jedoch eine Zwischentreiberschaltung in der Art der Statusangabe-Treiberschaltung 52 verwendet werden, um den PG-Pin der Trackers 16 anzusteuern. Die Ausgabe des PG-Pins ist der externe digitale Statusindikator. Das in 6 dargestellte Beispiel kann auch eine Verzögerungszeit zwischen Ereignissen hinzufügen, um den eingehenden Ausgabeverlust zu signalisieren, bevor der Tracker 16 in einen sicheren Zustand versetzt wird, mit der Logik des Trackers 16 zusammenwirken, um weitere Optionen zu implementieren, diese exakte Situation der Mikrosteuereinrichtung 14 anzuzeigen, statt ein allgemeines Fehlerereignis anzuzeigen, und/oder die gesamte Funktionalität beim Hochfahren durch ein POR-Signal zu deaktivieren.
7 ist ein Flussdiagramm eines Beispiels zum Eintreten in den sicheren Modus und zum Verlassen des sicheren Modus und zum Setzen und Freigeben eines Statushinweiszeichens gemäß einer oder mehreren in dieser Anmeldung beschriebenen als Beispiel dienenden Techniken. Bei diesem Beispiel befindet sich der Tracker 16 im Normalmodus und gibt die Spannung am Statuspin an, dass der Tracker 16 geeignet funktioniert (70). Der Leistungs-/Spitzendetektor 40 kann feststellen, ob die Eingangsversorgungsspannung kleiner als eine erste Schwelle ist (72). Falls die Eingangsversorgungsspannung kleiner als die erste Schwelle ist (JA von 72), kann der Statusdetektor 42 feststellen, ob der Schaltungsspannungs- oder -strompegel (VQ-Pegel) kleiner als eine zweite Schwelle ist (74). Falls der VQ-Pegel kleiner als die zweite Schwelle ist (JA von 74), bleibt der Tracker 16 im Normalmodus und gibt die Spannung am Statuspin an, dass der Tracker 16 geeignet funktioniert (70). Falls der VQ-Pegel größer oder gleich der zweiten Schwelle ist (NEIN von 74), gibt der Tracker 16 eine Spannung am Statuspin aus, um anzugeben, dass der Tracker 16 nicht geeignet funktioniert (80). Der Tracker 16 braucht jedoch nicht notwendigerweise in den sicheren Modus einzutreten, falls lediglich festgestellt wird, dass der Tracker 16 nicht geeignet funktioniert.
Falls die Eingangsversorgungsspannung größer oder gleich der ersten Schwelle ist (NEIN von 72), kann der Statusdetektor 42 feststellen, ob der VQ-Pegel kleiner als eine zweite Schwelle ist (76). Falls der VQ-Pegel kleiner als die zweite Schwelle ist (JA von 76), bleibt der Tracker 16 im Normalmodus und gibt die Spannung am Statuspin an, dass der Tracker 16 geeignet funktioniert (70). In diesem Beispiel ist der Tracker 16, wenngleich die Eingangsversorgungsspannung größer oder gleich der ersten Schwelle ist, noch nicht im sicheren Modus, weil der VQ-Pegel kleiner als die zweite Schwelle ist.
Falls sowohl die Eingangsversorgungsspannung größer oder gleich der ersten Schwelle ist als auch der VQ-Pegel größer oder gleich der zweiten Schwelle ist (beispielsweise normale Ausgangsspannung + 10 %) (NEIN von 76), kann die Steuereinrichtung 44 veranlassen, dass der Tracker 16 in den sicheren Modus eintritt (78) und dass der Tracker 16 am Statuspin angibt, dass er nicht geeignet funktioniert (80). Der Spitzen-/Leistungsdetektor 40 kann feststellen, ob die Eingangsversorgungsspannung kleiner als die erste Schwelle ist (82). Falls die Eingangsversorgungsspannung größer oder gleich der ersten Schwelle ist (NEIN von 82), bleibt der Tracker 16 im sicheren Modus (78). Falls die Eingangsversorgungsspannung kleiner als die erste Schwelle ist (JA von 82), veranlasst die Steuereinrichtung 44, dass der Tracker 16 den sicheren Modus verlässt (84). Falls der VQ-Pegel dann kleiner als die zweite Schwelle ist (JA von 74), gibt die Spannung am Statuspin an, dass der Tracker 16 geeignet funktioniert.
Auf diese Weise reagiert der Tracker 16 nur dann mit dem Eintreten in den sicheren Modus, wenn dies notwendig ist (beispielsweise wenn sowohl die Eingangsversorgungsspannung größer oder gleich einer ersten Schwelle ist als auch der VQ-Pegel größer oder gleich einer zweiten Schwelle ist). Indem nur dann in den sicheren Modus eingetreten wird, wenn dies erforderlich ist, verbessern die als Beispiel dienenden Techniken erheblich das Dynamikverhalten des Trackers 16. Beispielsweise veranlassen Rauschen/Störungen, die bewirken, dass VQ angibt, dass der Tracker 16 nicht geeignet funktioniert, dass der Tracker 16 in den sicheren Modus eintritt (beispielsweise kann eine einzige Laststufe zur Batterie nicht das Risiko mit sich bringen, das unerwünschte Eintreten in den sicheren Modus auszulösen). Auch werden Schaltungsblöcke, die für Störungen an der Eingangsversorgungsspannung empfindlich sind, welche nicht durch eine interne Versorgung versorgt werden können, jedoch unter dieser fehlerhaften Bedingung arbeiten sollten, durch Parallelisierung und Integration mit Digitalschaltungen robust gemacht.
Die in dieser Anmeldung beschriebenen Techniken stellen On-Chip-Schaltungen zum Steuern bereit, wann in den sicheren Modus einzutreten ist und wann dieser zu verlassen ist, ohne sich übermäßig auf externe Komponenten für den Schutz zu verlassen. Beispielsweise kann das Filtern der hohen Störungen auf der Ebene des Systems 10 das Hinzufügen von Komponenten bedeuten oder kann auf der Eingangsseite einfach nicht möglich sein und auf der Ausgangsseite nicht steuerbar/möglich sein (eine zu hohe Kapazität ist ein Problem für die Stabilität, Reaktionszeit usw.). Andererseits bedeutet die Handhabung dieser Wobbelsituation (beispielsweise Umschalten) am Tracker 16 keine Probleme für den Kunden, ein sichereres, vorgegebenes Ansprechen des Trackers 16 und eine bessere Integration mit dem System 10, die Möglichkeit, den Fehlerstatus korrekt zur Mikrosteuereinrichtung 14 zu übertragen und die vom Tracker 16 getriebenen Lasten aktiv zu schützen, indem die Ausgangsspannung auf einem sicheren Pegel (beispielsweise 0 + 10 % VQ_NOM) gehalten wird. Eine On-Chip-Lösung ist auch sicherer bei anderen Fehlern in der Art gelöster Eingangskondensatoren.
Beispiel 1. Integrierter Schaltungschip, welcher Folgendes umfasst: einen ersten Detektor, der eingerichtet ist, erste Informationen zu erzeugen, die angeben, ob eine Eingangsversorgungsspannung oder -leistung größer oder gleich einer ersten Schwelle ist, einen zweiten Detektor, der eingerichtet ist, einen Schaltungsspannungs- oder -strompegel zu empfangen und zweite Informationen zu erzeugen, die verwendet werden, um einen Status des integrierten Schaltungschips auf der Grundlage des empfangenen Schaltungsspannungs- oder -strompegels anzugeben, und eine Steuereinrichtung, die eingerichtet ist, zu bewirken, dass der integrierte Schaltungschip in Antwort darauf, dass sowohl der erste Detektor angibt, dass die Eingangsversorgungsspannung oder -leistung größer oder gleich der ersten Schwelle ist, als auch dass der Schaltungsspannungs- oder -strompegel größer oder gleich einer zweiten Schwelle ist, in einen sicheren Modus eintritt.
Beispiel 2. Beispiel nach Beispiel 1, wobei, wenn sich der integrierte Schaltungschip im sicheren Modus befindet, die Steuereinrichtung eingerichtet ist, zu bewirken, dass der integrierte Schaltungschip in Antwort darauf, dass die Eingangsversorgungsspannung oder -leistung kleiner als die erste Schwelle ist, den sicheren Modus verlässt.
Beispiel 3. Beispiel nach einer Kombination der Beispiele 1 bis 2, wobei die Eingangsversorgungsspannung oder -leistung infolge einer Spannungsstörung an der Leistungsquelle größer oder gleich der ersten Schwelle ist.
Beispiel 4. Beispiel nach einer Kombination der Beispiele 1 bis 3, welches ferner einen oder mehrere Aktuatoren umfasst, wobei die Steuereinrichtung eingerichtet ist, im sicheren Modus den einen oder die mehreren Aktuatoren zu aktivieren, die einen oder mehrere Ausgänge des integrierten Schaltungschips ausschalten.
Beispiel 5. Beispiel nach einer Kombination der Beispiele 1 bis 4, welches ferner einen Statuspin umfasst, wobei die zweiten Informationen, die verwendet werden, um den Status des integrierten Schaltungschips anzugeben, einen analogen Statusindikator, der teilweise einen Spannungspegel des Statuspins festlegt, der einen Status des integrierten Schaltungschips angibt, umfassen und wobei, wenn sich der integrierte Schaltungschip im sicheren Modus befindet, die Steuereinrichtung eingerichtet ist, zu bewirken, dass der Spannungspegel des Statuspins selbst dann bei einem Ausgangspegel festgehalten wird, wenn der Schaltungsspannungs- oder -strompegel bewirken sollte, dass sich der Spannungspegel am Statuspin ändert.
Beispiel 6. Beispiel nach einer Kombination der Beispiele 1 bis 5, wobei die Steuereinrichtung eingerichtet ist, Folgendes auszuführen: Empfangen eines Digitalwerts, der angibt, dass die Eingangsversorgungsspannung größer oder gleich der ersten Schwelle ist, und Bewirken, dass der Spannungspegel des Statuspins auf der Grundlage des Digitalwerts beim Ausgangspegel festgehalten wird.
Beispiel 7. Beispiel nach einer Kombination der Beispiele 1 bis 6, wobei die Steuereinrichtung, um zu bewirken, dass der Spannungspegel des Statuspins beim Ausgangspegel festgehalten wird, eingerichtet ist, einen internen digitalen Statusindikator als Rückkopplungssignal an ein UND-Gatter innerhalb der Steuereinrichtung auszugeben.
Beispiel 8. Beispiel nach einer Kombination der Beispiele 5 bis 7, wobei, wenn sich der integrierte Schaltungschip im sicheren Modus befindet, die Steuereinrichtung eingerichtet ist, zu bewirken, dass der integrierte Schaltungschip in Antwort darauf, dass die Eingangsversorgungsspannung oder - leistung kleiner als die erste Schwelle ist, den sicheren Modus verlässt, und wobei die Steuereinrichtung eingerichtet ist, den Spannungspegel des Statuspins freizugeben, nachdem die IC den sicheren Modus verlassen hat.
Beispiel 9. Beispiel nach einer Kombination der Beispiele 1 bis 4, welches ferner einen Statuspin umfasst, wobei die Informationen, die verwendet werden, um den Status des integrierten Schaltungschips anzugeben, Informationen sind, die verwendet werden, um anzugeben, ob der integrierte Schaltungschip geeignet funktioniert, und wobei der Statuspin auf der Grundlage der zum Angeben des Status des integrierten Schaltungschips verwendeten Informationen einen Digitalwert ausgibt, der angibt, ob der integrierte Schaltungschip geeignet funktioniert.
Beispiel 10. Verfahren zum Betrieb eines integrierten Schaltungschips, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Erzeugen von ersten Informationen, die angeben, ob eine Eingangsversorgungsspannung oder -leistung größer oder gleich einer ersten Schwelle ist, Erzeugen von zweiten Informationen, die verwendet werden, um einen Status des integrierten Schaltungschips auf der Grundlage des Empfangs eines Schaltungsspannungs- oder -strompegels anzugeben, und Bewirken, dass der integrierte Schaltungschip in Antwort darauf, dass sowohl die Eingangsversorgungsspannung oder - leistung größer oder gleich der ersten Schwelle ist als auch der Schaltungsspannungs- oder -strompegel größer oder gleich einer zweiten Schwelle ist, in einen sicheren Modus eintritt.
Beispiel 11. Beispiel nach Beispiel 10, welches ferner Folgendes umfasst: Bewirken, dass der integrierte Schaltungschip in Antwort darauf, dass die Eingangsversorgungsspannung oder -leistung kleiner als die erste Schwelle ist, den sicheren Modus verlässt, wenn sich der integrierte Schaltungschip im sicheren Modus befindet.
Beispiel 12. Beispiel nach einer Kombination der Beispiele 10 und 11, wobei der integrierte Schaltungschip einen Statuspin umfasst, wobei die zweiten Informationen, die verwendet werden, um den Status des integrierten Schaltungschips anzugeben, einen analogen Statusindikator umfassen, der teilweise einen Spannungspegel des Statuspins festlegt, der einen Status des integrierten Schaltungschips angibt, wobei das Verfahren ferner Folgendes umfasst: Bewirken, wenn sich der integrierte Schaltungschip im sicheren Modus befindet, dass der Spannungspegel des Statuspins selbst dann bei einem Ausgangspegel festgehalten wird, wenn der Schaltungsspannungs- oder -strompegel bewirken sollte, dass sich der Spannungspegel am Statuspin ändert.
Beispiel 13. Beispiel nach einer Kombination der Beispiele 10 bis 12, welches ferner Folgendes umfasst: Empfangen eines Digitalwerts, der angibt, dass die Eingangsversorgungsspannung größer oder gleich der ersten Schwelle ist, wobei beim Bewirken, dass der Spannungspegel des Statuspins festgehalten wird, bewirkt wird, dass der Spannungspegel des Statuspins auf der Grundlage des Digitalwerts beim Ausgangspegel festgehalten wird.
Beispiel 14. Beispiel nach einer Kombination der Beispiele 10 bis 13, wobei das Bewirken, dass der Spannungspegel des Statuspins beim Ausgangspegel festgehalten wird, Folgendes umfasst: Ausgeben eines internen digitalen Statusindikators als Rückkopplungssignal an ein UND-Gatter, und Festhalten des Spannungspegels des Statuspins auf der Grundlage des Rückkopplungssignals.
Beispiel 15. Beispiel nach einer Kombination der Beispiele 12 bis 14, welches ferner Folgendes umfasst: Bewirken, dass der integrierte Schaltungschip in Antwort darauf, dass die Eingangsversorgungsspannung oder -leistung kleiner als die erste Schwelle ist, den sicheren Modus verlässt, wenn sich der integrierte Schaltungschip im sicheren Modus befindet, und Freigeben des Spannungspegels des Statuspins.
Beispiel 16. Beispiel nach einer Kombination der Beispiele 10 bis 15, wobei die Eingangsversorgungsspannung oder - leistung infolge einer Spannungsstörung an der Leistungsquelle größer oder gleich der ersten Schwelle ist.
Beispiel 17. Beispiel nach einer Kombination der Beispiele 10 bis 16, welches ferner Folgendes umfasst: Aktivieren eines oder mehrerer Aktuatoren, um die Ausgabe des integrierten Schaltungschips auszuschalten, wenn er sich im sicheren Modus befindet.
Es wurden verschiedene Beispiele beschrieben. Diese und andere Beispiele liegen innerhalb des Schutzumfangs der folgenden Ansprüche.

Claims

Integrierter Schaltungschip (16, 38), welcher Folgendes umfasst: einen ersten Detektor (40), der eingerichtet ist, erste Informationen zu erzeugen, die angeben, ob eine Eingangsversorgungsspannung oder -leistung (VEIN) größer oder gleich einer ersten Schwelle ist, einen zweiten Detektor (42), der eingerichtet ist, einen Schaltungsspannungs- oder -strompegel (VQ) zu empfangen und zweite Informationen zu erzeugen, die verwendet werden, um einen Status des integrierten Schaltungschips (16, 38) auf der Grundlage des empfangenen Schaltungsspannungs- oder -strompegels (VQ) anzugeben, und eine Steuereinrichtung (44), die eingerichtet ist, zu bewirken, dass der integrierte Schaltungschip (16, 38) in Antwort darauf, dass sowohl der erste Detektor (40) angibt, dass die Eingangsversorgungsspannung oder -leistung (VEIN) größer oder gleich der ersten Schwelle ist, als auch dass der Schaltungsspannungs- oder -strompegel (VQ) größer oder gleich einer zweiten Schwelle ist, in einen sicheren Modus eintritt.
Integrierter Schaltungschip (16, 38) nach Anspruch 1, wobei, wenn sich der integrierte Schaltungschip (16, 38) im sicheren Modus befindet, die Steuereinrichtung (44) eingerichtet ist, zu bewirken, dass der integrierte Schaltungschip (16, 38) in Antwort darauf, dass die Eingangsversorgungsspannung oder -leistung (VEIN) kleiner als die erste Schwelle ist, den sicheren Modus verlässt.
Integrierter Schaltungschip (16, 38) nach einem der Ansprüche 1-2, welcher ferner einen oder mehrere Aktuatoren (46) umfasst, wobei die Steuereinrichtung (44) eingerichtet ist, im sicheren Modus den einen oder die mehreren Aktuatoren (46) zu aktivieren, um einen oder mehrere Ausgänge (AUS1...AUSN) des integrierten Schaltungschips (16, 38) auszuschalten.
Integrierter Schaltungschip (16, 38) nach einem der Ansprüche 1-3, welcher ferner einen Statuspin umfasst, wobei die zweiten Informationen, die verwendet werden, um den Status des integrierten Schaltungschips (16, 38) anzugeben, einen analogen Statusindikator, der teilweise einen Spannungspegel des Statuspins festlegt, der einen Status des integrierten Schaltungschips (16, 38) angibt, umfassen und wobei, wenn sich der integrierte Schaltungschip (16, 38) im sicheren Modus befindet, die Steuereinrichtung (44) eingerichtet ist, zu bewirken, dass der Spannungspegel des Statuspins selbst dann bei einem Ausgangspegel festgehalten wird, wenn der Schaltungsspannungs- oder -strompegel (VQ) bewirken sollte, dass sich der Spannungspegel am Statuspin ändert.
Integrierter Schaltungschip (16, 38) nach Anspruch 4, wobei die Steuereinrichtung (44) eingerichtet ist, Folgendes auszuführen: Empfangen eines Digitalwerts, der angibt, dass die Eingangsversorgungsspannung (VEIN) größer oder gleich der ersten Schwelle ist, und Bewirken, dass der Spannungspegel des Statuspins auf der Grundlage des Digitalwerts beim Ausgangspegel festgehalten wird.
Integrierter Schaltungschip (16, 38) nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Steuereinrichtung (44), um zu bewirken, dass der Spannungspegel des Statuspins beim Ausgangspegel festgehalten wird, eingerichtet ist, einen internen digitalen Statusindikator als Rückkopplungssignal an ein UND-Gatter (UND_1) innerhalb der Steuereinrichtung (44) auszugeben.
Integrierter Schaltungschip (16, 38) nach einem der Ansprüche 4-6, wobei, wenn sich der integrierte Schaltungschip (16, 38) im sicheren Modus befindet, die Steuereinrichtung (44) eingerichtet ist, zu bewirken, dass der integrierte Schaltungschip (16, 38) in Antwort darauf, dass die Eingangsversorgungsspannung oder -leistung (VEIN) kleiner als die erste Schwelle ist, den sicheren Modus verlässt, und wobei die Steuereinrichtung (44) eingerichtet ist, den Spannungspegel des Statuspins freizugeben, nachdem der integrierte Schaltungschip (16, 38) den sicheren Modus verlassen hat.
Integrierter Schaltungschip (16, 38) nach einem der Ansprüche 1-3, welcher ferner einen Statuspin umfasst, wobei die Informationen, die verwendet werden, um den Status des integrierten Schaltungschips (16, 38) anzugeben, Informationen sind, die verwendet werden, um anzugeben, ob der integrierte Schaltungschip (16, 38) geeignet funktioniert, und wobei der Statuspin auf der Grundlage der zum Angeben des Status des integrierten Schaltungschips (16, 38) verwendeten Informationen einen Digitalwert ausgibt, der angibt, ob der integrierte Schaltungschip (16, 38) geeignet funktioniert.
Verfahren zum Betrieb eines integrierten Schaltungschips (16, 38), wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Erzeugen von ersten Informationen, die angeben, ob eine Eingangsversorgungsspannung oder -leistung (VEIN) größer oder gleich einer ersten Schwelle ist, Erzeugen von zweiten Informationen, die verwendet werden, um einen Status des integrierten Schaltungschips (16, 38) auf der Grundlage des Empfangs eines Schaltungsspannungs- oder -strompegels (VQ) anzugeben, und Bewirken, dass der integrierte Schaltungschip (16, 38) in Antwort darauf, dass sowohl die Eingangsversorgungsspannung oder -leistung (VEIN) größer oder gleich der ersten Schwelle ist als auch der Schaltungsspannungs- oder -strompegel (VQ) größer oder gleich einer zweiten Schwelle ist, in einen sicheren Modus eintritt.
Verfahren nach Anspruch 9, welches ferner Folgendes umfasst: Bewirken, dass der integrierte Schaltungschip (16, 38) in Antwort darauf, dass die Eingangsversorgungsspannung oder -leistung (VEIN) kleiner als die erste Schwelle ist, den sicheren Modus verlässt, wenn sich der integrierte Schaltungschip (16, 38) im sicheren Modus befindet.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei der integrierte Schaltungschip (16, 38) einen Statuspin umfasst, wobei die zweiten Informationen, die verwendet werden, um den Status des integrierten Schaltungschips (16, 38) anzugeben, einen analogen Statusindikator umfassen, der teilweise einen Spannungspegel des Statuspins festlegt, der einen Status des integrierten Schaltungschips (16, 38) angibt, wobei das Verfahren ferner Folgendes umfasst: Bewirken, wenn sich der integrierte Schaltungschip (16, 38) im sicheren Modus befindet, dass der Spannungspegel des Statuspins selbst dann bei einem Ausgangspegel festgehalten wird, wenn der Schaltungsspannungs- oder -strompegel (VQ) bewirken sollte, dass sich der Spannungspegel am Statuspin ändert.
Verfahren nach Anspruch 11, welches ferner Folgendes umfasst: Empfangen eines Digitalwerts, der angibt, dass die Eingangsversorgungsspannung (VEIN) größer oder gleich der ersten Schwelle ist, wobei beim Bewirken, dass der Spannungspegel des Statuspins festgehalten wird, bewirkt wird, dass der Spannungspegel des Statuspins auf der Grundlage des Digitalwerts beim Ausgangspegel festgehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei das Bewirken, dass der Spannungspegel des Statuspins beim Ausgangspegel festgehalten wird, Folgendes umfasst: Ausgeben eines internen digitalen Statusindikators als Rückkopplungssignal an ein UND-Gatter (UND_1), und Festhalten des Spannungspegels des Statuspins auf der Grundlage des Rückkopplungssignals.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11-13, welches ferner Folgendes umfasst: Bewirken, dass der integrierte Schaltungschip (16, 38) in Antwort darauf, dass die Eingangsversorgungsspannung oder -leistung (VEIN) kleiner als die erste Schwelle ist, den sicheren Modus verlässt, wenn sich der integrierte Schaltungschip (16, 38) im sicheren Modus befindet, und Freigeben des Spannungspegels des Statuspins.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9-14, wobei die Eingangsversorgungsspannung oder -leistung (VEIN) infolge einer Spannungsstörung an der Leistungsquelle größer oder gleich der ersten Schwelle ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9-15, welches ferner Folgendes umfasst: Aktivieren eines oder mehrerer Aktuatoren (46), um die Ausgabe des integrierten Schaltungschips (16, 38) auszuschalten, wenn er sich im sicheren Modus befindet.