DE112017002838T5 - Systemstromversorgungsschaltung, elektronisches gerät und schutzverfahren für elektronisches gerät - Google Patents

Systemstromversorgungsschaltung, elektronisches gerät und schutzverfahren für elektronisches gerät Download PDF

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Takashi Kimura
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Abstract

Eine Systemstromversorgungsschaltung empfängt eine Eingangsspannung VIN und liefert eine Versorgungsspannung an mehrere Lastschaltungen, einschließlich eines Mikrocomputers. Mehrere Stromversorgungsschaltungen unterstützen die mehreren Lastschaltungen. Eine Anomalie-Erkennungsschaltung erzeugt ein Anomalie-Erkennungssignal S1, das negiert wird, wenn sich die Eingangsspannung VIN innerhalb des ersten Spannungsbereichs befindet, und gesetzt wird, wenn sie vom ersten Spannungsbereich abweicht, und gibt dieses Signal an den Mikrocomputer aus. Die Schnittstellenschaltung kann mit dem Mikrocomputer kommunizieren. Die Schnittstellenschaltung empfängt ein Steuersignal S2, das vom Mikrocomputer als Reaktion auf die Setzung des Anomalie-Erkennungssignals erzeugt wird, und unterbricht den Betrieb der Stromversorgungsschaltung eines Kanals, der durch das Steuersignal S2 angezeigt wird. Wenn die Eingangsspannung VIN von einem zweiten Spannungsbereich abweicht, der als größer als der erste Spannungsbereich definiert ist, unterbricht eine interne Schutzschaltung mindestens eine Stromversorgungsschaltung eines vorbestimmten Kanals.

Description

  • [TECHNISCHES GEBIET]
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Systemstromversorgungsschaltung, die mehrere Versorgungsspannungen erzeugt.
  • [HINTERGRUND DER ERFINDUNG]
  • Eine elektronische Vorrichtung beinhaltet verschiedene Arten von Schaltungen (die im Folgenden zusammenfassend als „Lastschaltungen“ (oder Lastkreise) bezeichnet werden), wie beispielsweise einen Mikrocomputer, einen Speicher, eine Schnittstellenschaltung wie einen USB (Universal Serial Bus), eine Flüssigkristallanzeige, eine Audio-Schaltung usw. Um jedem dieser Lastkreise eine geeignete Versorgungsspannung zuzuführen, wird eine Systemstromversorgungsschaltung verwendet.
  • 1 ist ein Blockdiagramm, das eine elektronische Vorrichtung 200r mit einer Systemstromversorgungsschaltung 100r zeigt, die vom vorliegenden Erfinder untersucht wurde. Die Systemstromversorgungsschaltung 100r ist als mehrkanalige (in diesem Beispiel vierkanalige) Stromversorgungsschaltung konfiguriert. Die Systemversorgungsschaltungsschaltung 100r empfängt eine DC-Eingangsspannung (Batteriespannung) VIN von einer Batterie 202, senkt (oder erhöht) die so eingegebene Eingangsspannung und gibt die Versorgungsspannungen VVDD1 bis VVDD4 mit jeweils einem geeigneten Pegel an mehrere Lastschaltungen 204_1 bis 204_4 aus.
  • Bei einer Fahrzeugvorrichtung, wie beispielsweise einem Auto-Audio-Gerät, wird die Spannung der Batterie 202 als Eingangsspannung VIN der Systemversorgungsschaltung 100r verwendet. Dementsprechend wird eine sehr große Schwankung der Batteriespannung direkt in die Systemstromversorgungsschaltung 100r eingespeist. In einem Fall, in dem die Eingangsspannung VIN, die der Systemversorgungsschaltung 100r eingegeben wird, von einem geeigneten Spannungsbereich abweicht, können die Versorgungsspannungen VDD1 bis VDD4 in einen Überspannungszustand oder in einen Unterspannungszustand (der zusammenfassend als „Spannungsabweichungszustand“ bezeichnet wird) geraten. Wenn die elektronische Vorrichtung 200r ihren Betrieb im Zustand der Spannungsabweichung fortsetzt, führt dies zu einem Problem eines instabilen Betriebszustands oder zu einem Problem einer verschlechterten Zuverlässigkeit des Lastkreises 204 oder der Systemenergieversorgungsschaltung 100.
  • Um ein solches Problem zu lösen, ist die Systemversorgungsschaltung 100r mit einer Funktion zum Erfassen eines Anomaliezustands der Eingangsspannung VIN ausgestattet. Der Lastkreis 204_2, der einer der mehreren Lastkreise 204_1 bis 204_4 ist, ist als Mikrocomputer (Host-Prozessor) 206 konfiguriert, der die elektronische Vorrichtung 200r integral steuert. Die System-Stromversorgungsschaltung 100r arbeitet unter einem Steuerbetrieb des Mikrocomputers 206.
  • Die Systemstromversorgungsschaltung 100r und der Mikrocomputer 206 sind über einen seriellen Bus 208 gekoppelt, wodurch sie miteinander kommunizieren können. Darüber hinaus sind die Systemstromversorgungsschaltung 100r und der Mikrocomputer 206 über eine Signalleitung 210 gekoppelt. Nach dem Erkennen eines Spannungsanomaliezustands setzt die Systemversorgungsschaltung 100r ein Anomalieerkennungssignal (Flag) S1 (setzt diese zum Beispiel auf einen hohen Pegel), das über die Signalleitung 210 übertragen wird, um den Mikrocomputer 206 zu benachrichtigen.
  • Als Reaktion auf die Setzung/Negierung des Anomalieerkennungssignals S1 sendet der Mikrocomputer 206 ein Steuersignal S2 über den seriellen Bus 208, um die Systemstromversorungsschaltung 100r anzuweisen, deren Betrieb auszusetzen oder wiederherzustellen.
  • 2 ist ein Diagramm, das eine Anomalie-Schutzsequenz zeigt, die in der in 1 dargestellten elektronischen Vorrichtung 200r verwendet wird. Vor dem Zeitpunkt t0 wird die Eingangsspannung VIN auf einem normalen Pegel (z.B. 14,4 V) gehalten. Zum Zeitpunkt t0 tritt eine Load Dump Surge (Last-Abfall-Spitze) tauf, die zu einem plötzlichen Anstieg der Eingangsspannung VIN führt. Wenn die Eingangsspannung VIN einen in der Systemversorgungsschaltung 100r definierten Schwellenwert VTH1 (z.B. 20 V) zum Zeitpunkt t1 überschreitet, erkennt die Systemversorgungsschaltung 100r einen Überspannungszustand und setzt das Anomalie-Erkennungssignal S1, um den Mikrocomputer 206 zu benachrichtigen. Der Mikrocomputer 206 überträgt das Steuersignal S2 über den seriellen Bus 208 an die Systemstromversorgungsschaltung 100r, um die Systemstromversorgungsschaltung 100r anzuweisen, alle Kanäle CH1, CH3 und CH4 mit Ausnahme eines Kanals (CH2 in 1), der für den Betrieb des Mikrocomputers 206 selbst erforderlich ist, auszusetzen bzw. zu unterbrechen. Als Reaktion auf das Steuersignal S2 unterbricht die Systemversorgungsschaltung 100r den Betrieb der Kanäle CH1, CH2 und CH4 und senkt damit die Versorgungsspannungen VDD1 , VDD3 und VDD4 .
  • Wenn die Eingangsspannung VIN unter den Schwellenwert VTH1 fällt, so dass sie zum Zeitpunkt t2 in den Normalzustand zurückkehrt, negiert (setzt auf den Niedrigwert) die Systemversorgungsschaltung 100r das Anomalie-Erfassungssignal S1, um den Mikrocomputer 206 zu benachrichtigen. Als Reaktion auf die Negation des Anomalie-Erkennungssignals S1 sendet der Mikrocomputer 206 das Steuersignal S2. Die Systemstromversorgungsschaltung 100r stellt die Versorgungsspannungen VDD1 , VDD3 und VDD4 der jeweiligen Kanäle CH1, CH3 und CH4 gemäß dem Steuersignal S2 wieder her.
  • [Dokumente zum verwandten Sachstand]
  • [Patentdokumente]
  • [Patentdokument 1]
  • Japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 2013-08906060
  • [OFFENBARUNG DER ERFINDUNG]
  • [VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEM]
  • Durch die Untersuchung der in 1 dargestellten elektronischen Vorrichtung 200r hat der jetzige Erfinder das folgende Problem erkannt. In dem in 2 dargestellten Zeitdiagramm ist die Systemversorgungsschaltung 100r nicht in der Lage, das Steuersignal S2 zu empfangen, wenn bei serieller Kommunikation, die ein nachgeschalteter Schritt der Setzung des Anomalieerkennungssignals S1 ist, eine Anomalie auftritt. In diesem Fall ist die Systemversorgungsschaltung 100r nicht in der Lage, die vom Mikrocomputer 206 angezeigten Kanäle auszusetzen. Dadurch wird die Versorgung der Energieversorgungsspannung VDD fortgesetzt, wie die Linie der abwechselnd langen und kurzen Striche zeigt. Steigt die Eingangsspannung VDD in diesem Zustand weiter an, führt dies zum Auftreten einer Anomalie oder Fehlfunktion in der Systemstromversorgungsschaltung 100r. Alternativ kann dies negative Auswirkungen auf den Lastkreis 204 haben.
  • In einem Fall, bei dem die Eingangsspannung VIN so weit fällt, dass sie sich in einem Unterspannungszustand befindet, wenn die Systemversorgungsschaltung 100r das Steuersignal S2 nicht empfangen hat, das die Systemversorgungsschaltung 100r anweist, ihren Betrieb auszusetzen, tritt das gleiche Problem auf. Es ist zu beachten, dass zusätzlich zu einer solchen Fahrzeugvorrichtung ein solches Problem bei verschiedenen Arten von Plattformen auftreten kann, die das Potenzial haben, eine große Variation der Eingangsspannung VIN zu verursachen.
  • Die vorliegende Erfindung wurde durchgeführt, um ein solches Problem zu lösen. Dementsprechend ist es ein beispielhafter Zweck einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, einer Systemstromversorgungsschaltung eine verbesserte Zuverlässigkeit zu verleihen.
  • (MITTEL ZUM LÖSEN DES PROBLEMS)
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine Systemversorgungsschaltung, die so aufgebaut ist, dass sie eine Eingangsspannung empfängt und eine Versorgungsspannung an mehrere Lastschaltungen einschließlich eines Mikrocomputers liefert. Die System-Stromversorgungsschaltung umfasst: mehrere Kanäle von Stromversorgungsschaltungen, die jeweils den mehreren Lastschaltungen entsprechen; eine Anomalie-Erfassungsschaltung, die strukturiert ist, um ein Anomalie-Erfassungssignal zu erzeugen, das negiert wird, wenn die Eingangsspannung innerhalb eines ersten Spannungsbereichs liegt, und behauptet bzw. gesetzt wird, wenn die Eingangsspannung vom ersten Spannungsbereich abweicht, und um das Anomalie-Erfassungssignal an den Mikrocomputer auszugeben; eine Schnittstellenschaltung, die so aufgebaut ist, dass sie in der Lage ist, mit dem Mikrocomputer zu kommunizieren, ein vom Mikrocomputer als Reaktion auf eine Behauptung/Setzung des Anomalie-Erfassungssignals erzeugtes Steuersignal zu empfangen und die Stromversorgungsschaltung eines bestimmten Kanals, der durch das Steuersignal angezeigt wird, zu unterbrechen; und eine interne Schutzschaltung, die so aufgebaut ist, dass sie mindestens eine Stromversorgungsschaltung eines vorbestimmten Kanals unterbricht, wenn die Eingangsspannung von einem zweiten Spannungsbereich abweicht, der als breiter als der erste Spannungsbereich definiert ist.
  • Mit dieser Ausführungsform wird auch bei Ausfall des Schutzbetriebs über den Mikrocomputer ein weiterer Schutzbetrieb über die interne Schutzschaltung realisiert. Dies bietet eine verbesserte Zuverlässigkeit.
  • Auch wenn die Eingangsspannung innerhalb des zweiten Spannungsbereichs zu liegen kommt, nachdem die Stromversorgungsschaltung des vorbestimmten Kanals aufgrund der Überschreitung eines oberen Schwellenwerts des zweiten Spannungsbereichs unterbrochen bzw. aufgehoben wurde, kann die interne Schutzschaltung den Betrieb der Stromversorgungsschaltung des vorbestimmten Kanals wieder aufnehmen.
  • Auf diese Weise kann das Gesamtsystem automatisch wieder in den Ursprungszustand versetzt werden.
  • Außerdem kann die Stromversorgungsschaltung des vorbestimmten Kanals, der infolge der Unterschreitung eines unteren Schwellenwerts des zweiten Spannungsbereichs durch die Eingangsspannung ausgesetzt ist, als Reaktion auf ein vom Mikrocomputer empfangenes Steuersignal wiederhergestellt werden.
  • Im Unterspannungszustand, in dem die Eingangsspannung gefallen ist, kann diese Anordnung zu einer Situation führen, bei der der Mikrocomputer aufgrund einer unzureichenden Versorgungsspannung des Mikrocomputers abschaltet. In dieser Situation tritt in einem Fall, bei dem die Stromversorgungsschaltung des vorbestimmten Kanals unabhängig von der Systemversorgungsschaltung neu gestartet wird, eine Inkonsistenz zwischen dem Zustand des Mikrocomputers und dem Zustand der Systemversorgungsschaltung auf. Um ein solches Problem zu lösen, wird durch die Anweisung an den Mikrocomputer, den Wiederanlaufvorgang zu steuern, nachdem der Spannungszustand aus dem Unterspannungszustand wiederhergestellt wurde, eine solche Inkonsistenz zwischen ihnen verhindert.
  • Außerdem kann die Systemversorgungsschaltung weiterhin ein Register umfassen. Außerdem können die Ein-/Ausschaltzustände der mehreren Kanäle der Stromversorgungsschaltung entsprechend einem an einer entsprechenden Adresse im Register gespeicherten Steuerwert geschaltet werden. Außerdem kann das Steuersignal mehrere Steuerwerte umfassen, die jeweils den mehreren Kanälen entsprechen und die jeweils den Ein/Aus-Zustand der Stromversorgungsschaltungsschaltung des entsprechenden Kanals angeben. Außerdem kann die Schnittstellenschaltung jeden der mehreren Steuerwerte in das Register schreiben.
  • Dies ermöglicht es dem Systementwickler, den Zustand jedes Kanals in einem Zustand der Spannungsabweichung gemäß den in das Register geschriebenen Werten frei auszulegen.
  • Außerdem kann das Register einen Einstellwert speichern, der den unteren Schwellenwert des zweiten Spannungsbereichs definiert. Der zulässige Spannungsabfall der Versorgungsspannungen, der durch den Unterspannungszustand der Eingangsspannung auftreten kann, ist in Abhängigkeit von den Lastschaltungen einschließlich des Mikrocomputers auszulegen. Dementsprechend bietet diese Anordnung, indem sie es dem Systementwickler ermöglicht, den unteren Schwellenwert des zweiten Spannungsbereichs festzulegen, einen optimalen Schutz für jedes System.
  • Auch wenn die Stromversorgungsschaltung des vorbestimmten Kanals unterbrochen ist, weil die Eingangsspannung niedriger als ein niedrigerer Schwellenwert des zweiten Spannungsbereichs wird, kann das Register initialisiert werden.
  • Außerdem kann die Eingangsspannung eine Batteriespannung sein, die von einer Fahrzeugbatterie ausgegeben wird. Außerdem kann die Systemstromversorgungsschaltung für elektronische Vorrichtungen verwendet werden, die in einem Fahrzeug installiert sind.
  • Außerdem kann die Systemstromversorgungsschaltung auf einem einzelnen Halbleitersubstrat integriert oder anderweitig als Modul konfiguriert sein. Eine „integrierte“ Anordnung stellt eine Anordnung dar, bei der Hauptkomponenten monolithisch integriert sind. Außerdem kann ein Induktor eines DC/DC-Wandlers, eines Glättungskondensators oder dergleichen als externe Komponente eines Halbleitersubstrats vorgesehen sein. Durch die Integration der Hauptkomponenten der Systemstromversorgungsschaltung auf einem einzigen Chip oder anderweitig durch die Konfiguration dieser Hauptkomponenten in Form eines Moduls, ermöglicht diese Anordnung eine Reduzierung der Schaltungsfläche und ermöglicht einheitliche Eigenschaften der Schaltungselemente.
  • Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Vorrichtung. Die elektronische Vorrichtung umfasst: eine Gleichstromversorgung; mehrere Lastschaltungen, die einen Mikrocomputer beinhalten; und eine Systemstromversorgungsschaltung, die so aufgebaut ist, dass sie eine Eingangsspannung von der Gleichstromversorgung empfängt und eine Stromversorgungsspannung an die mehreren Lastschaltungen liefert.
  • Die Gleichstromversorgung kann eine Batterie im Fahrzeug sein. Außerdem kann die Gleichstromversorgung als elektronische Vorrichtung im Fahrzeug konfiguriert werden. Die Batterie im Fahrzeug ist mit großen Spannungsschwankungen verbunden. Dementsprechend kann der Schutz durch die interne Schutzschaltung effektiv angewendet werden.
  • Es ist darauf hinzuweisen, dass alle gewünschten Kombinationen der vorgenannten Komponenten und der Komponenten oder die Darstellung der vorliegenden Erfindung gegenseitig zwischen einem Verfahren, einer Vorrichtung, einem System usw. ersetzt werden können, die auch als Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wirksam sind.
  • [VORTEIL DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG]
  • Mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet diese Anordnung eine Systemstromversorgungsschaltung mit verbesserter Zuverlässigkeit.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Blockdiagramm, das eine elektronische Vorrichtung mit einer System-Stromversorgungsschaltung zeigt, die vom vorliegenden Erfinder untersucht wurde;
    • 2 ist ein Diagramm, das eine Anomalie-Schutzsequenz der in 1 dargestellten elektronischen Vorrichtung darstellt;
    • 3 ist ein Schaltplan, der eine elektronische Vorrichtung mit einer Systemversorgungsschaltung gemäß einer Ausführungsform darstellt;
    • 4 ist ein Pegeldiagramm, das eine Eingangsspannung VIN darstellt;
    • 5A und 5B sind Betriebswellenformdiagramme, die jeweils einen Betrieb der in FIg. 2 dargestellten elektronischen Vorrichtung in einem Überspannungszustand zeigen;
    • 6A und 6B sind Betriebswellenformdiagramme, die jeweils einen Betrieb der in 2 dargestellten elektronischen Vorrichtung in einem Unterspannungszustand zeigen; und
    • 7 ist ein Blockdiagramm, das eine fahrzeuginterne Audiovorrichtung mit einer Systemstromversorgungsschaltung darstellt.
  • (BEVORZUGTE VORGEHENSWEISE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG)
  • Im Folgenden wird auf die bevorzugten Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eingegangen. Dieselben oder ähnliche Komponenten, Elemente und Prozesse werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und eine redundante Beschreibung derselben entfällt gegebenenfalls. Die Ausführungsformen wurden nur zu exemplarischen Zwecken beschrieben und sollen die vorliegende Erfindung keineswegs einschränken. Außerdem ist es für die vorliegende Erfindung nicht unbedingt erforderlich, dass alle Merkmale oder eine Kombination derselben wie in den Ausführungsformen beschrieben bereitgestellt werden.
  • In der vorliegenden Spezifikation beinhaltet der durch den Ausdruck „das Element A ist mit dem Element B gekoppelt“ dargestellte Zustand einen Zustand, in dem das Element A indirekt mit dem Element B über ein anderes Element verbunden ist, das die elektrische Verbindung zwischen ihnen nicht wesentlich beeinflusst oder die Funktionen der Verbindung zwischen ihnen nicht beeinträchtigt, sowie einen Zustand, in dem sie physisch und direkt verbunden sind. Ebenso beinhaltet der durch den Satz „das Element C wird zwischen dem Element A und dem Element B bereitgestellt“ dargestellte Zustand einen Zustand, in dem das Element A indirekt mit dem Element C verbunden ist, oder das Element B indirekt mit dem Element C über ein anderes Element verbunden ist, das die elektrische Verbindung zwischen ihnen nicht wesentlich beeinflusst oder die Funktionen der Verbindung zwischen ihnen nicht beeinträchtigt, sowie einen Zustand, in dem sie direkt verbunden sind.
  • 3 ist ein Schaltplan, der eine elektronische Vorrichtung 200 mit einer Systemversorgungsschaltung 100 gemäß einer Ausführungsform darstellt. Die elektronische Vorrichtung 200 beinhaltet eine Batterie 202, die als Gleichstromversorgung konfiguriert ist, eine Systemstromversorgungsschaltung 100 und mehrere M (M stellt eine ganze Zahl von 2 oder mehr dar) Lastschaltungen bzw. Lastkreise 204_1 bis 204_M. Einer der mehreren Lastkreise 204_1 bis 204_M, d.h. der Lastkreis 204_2, ist als Mikrocomputer 206 konfiguriert, der die elektronische Vorrichtung 200 integral steuert. Die anderen Lastkreise 204 sind nicht besonders eingeschränkt. Als solche Lastkreise 204 können je nach Verwendung und Funktion der elektronischen Vorrichtung 200 verschiedene Arten von Schaltungen verwendet werden.
  • Die Systemstromversorgungsschaltung 100 empfängt eine Eingangsspannung VIN von der Batterie 202 und versorgt die mehreren Lastschaltungen 204_1 bis 204_M jeweils mit Versorgungsspannungen VDD1 bis VDDM. Die Systemstromversorgungsschaltung 100 ist als Funktions-IC (Integrated Circuit) so konfiguriert, dass ihre Hauptkomponenten auf einem einzigen Halbleitersubstrat integriert sind. Die Eingangsspannung VIN wird an eine Eingangsklemme (VIN) der Systemstromversorgungsschaltung 100 angelegt. Darüber hinaus sind mehrere Ausgangsklemmen OUT1 bis OUTM mit den entsprechenden Lastkreisen 204_1 bis 204_M gekoppelt. In 3 werden zur Vereinfachung der Beschreibung und zum besseren Verständnis externe Chip-Komponenten, die die Stromversorgungsschaltung bilden, weggelassen. In der folgenden Beschreibung wird das Symbol „_#“, das die Kanalnummer darstellt, entsprechend weggelassen, wenn keine Notwendigkeit besteht, zwischen den Kanälen zu unterscheiden.
  • Die Systemstromversorgungsschaltung 100 beinhaltet die Stromversorgungsschaltungen 102_1 bis 102_M der mehreren Kanäle CH1 bis CHM, eine Anomalieerkennungsschaltung 104, eine Schnittstellenschaltung 106, eine interne Schutzschaltung 108 und ein Register 110.
  • Die Stromversorgungsschaltungen 102_1 bis 102_M der mehreren Kanäle entsprechen den mehreren Lastschaltungen (Lastkreisen) 204_1 bis 204_M. Die Stromversorgungsschaltung 102_i für jeden Kanal CHi (i = 1, 2„..., M) liefert eine Versorgungsspannung VDDi an die entsprechende Lastschaltung 204_i. Die Konfiguration des Stromversorgungskreises 102 kann für jeden Kanal geändert werden. Insbesondere kann die Stromversorgungsschaltung 102 eines bestimmten Kanals als DC/DC-Wandler konfiguriert werden. Die Stromversorgungsschaltung 102 eines anderen Kanals kann als Linearregler konfiguriert werden. Außerdem kann der DC/DC-Wandler als Step-down(Abwärts)-DC/DC-Wandler oder Step-up(Aufwärts)-DC/DC-Wandler konfiguriert werden.
  • Die Beschreibung unter Bezugnahme auf 3 ist bezüglich einer Anordnung vorgenommen worden, bei der die Stromversorgungskreise 102 aller Kanäle jeweils die Eingangsspannung VIN über die Eingangsleitung 112 empfangen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf eine solche Anordnung beschränkt. So kann beispielsweise die Stromversorgungsschaltung 102 eines bestimmten Kanals über ihren Eingang die Ausgangsspannung der Stromversorgungsschaltung 102 eines anderen Kanals empfangen.
  • Die Anomalie-Erfassungsschaltung 104 empfängt die Eingangsspannung VIN über die Eingangsleitung 112. Die Anomalie-Erfassungsschaltung 104 erzeugt das Anomalie-Erfassungssignal S1, das negiert wird, wenn die Eingangsspannung VIN innerhalb eines ersten Spannungsbereichs VRNG1 liegt, und das gesetzt wird, wenn es vom ersten Spannungsbereich VRNG1 abweicht. Die Beschreibung erfolgt mit dem oberen Schwellenwert des ersten Spannungsbereichs VRNG1 als VH1 und mit dem unteren Schwellenwert als VL1 . Das Anomalieerkennungssignal S1 wird über eine Flag-Klemme (FLG) und die Signalleitung 210 in den Mikrocomputer 206 eingegeben.
  • Die Schnittstellenschaltung 106 ist über den seriellen Bus 208, der eine serielle Kommunikation unterstützt, mit dem Mikrocomputer 206 gekoppelt. Insbesondere das Format der seriellen Schnittstelle ist nicht eingeschränkt. So kann beispielsweise der I2C (Inter IC) Bus, SPI (Serial Peripheral Interface) oder ähnliches verwendet werden.
  • Als Reaktion auf die Setzung des Anomalie-Erkennungssignals S1 erzeugt der Mikrocomputer 206 ein Steuersignal S2a, das den Kanal CH anzeigt, dessen Stromversorgungsschaltung 102 unterbrochen werden soll, und sendet das Steuersignal S2a über den seriellen Bus 208 an die Schnittstellenschaltung 106. Darüber hinaus erzeugt der Mikrocomputer 206 als Reaktion auf die Negation des Anomalie-Erfassungssignals S1 ein Steuersignal S2b, das angibt, welcher Kanal der Stromversorgungsschaltung 102 betrieben werden soll, und überträgt das Steuersignal S2b über den seriellen Bus 208 an die Schnittstellenschaltung 106.
  • Die Schnittstellenschaltung 106 empfängt das vom Mikrocomputer 206 als Reaktion auf die Setzung des Anomalieerkennungssignals S1 erzeugte Steuersignal S2a. In diesem Fall unterbricht die Schnittstellenschaltung 106 den Betrieb der Stromversorgungsschaltung 102 des Kanals CH, der durch das Steuersignal S2a angezeigt wird.
  • Darüber hinaus empfängt die Schnittstellenschaltung 106 das vom Mikrocomputer 206 als Reaktion auf die Negation des Anomalieerkennungssignals S1 erzeugte Steuersignal S2b. In diesem Fall betreibt die Schnittstellenschaltung 106 die Stromversorgungsschaltung 102 des durch das Steuersignal S2b angezeigten Kanals.
  • Die interne Schutzschaltung 108 ist als Schutzunterstützungs(backup)-Schaltung vorgesehen, die basierend auf dem vom Mikrocomputer 206 empfangenen Steuersignal S2 arbeitet. Wenn die Eingangsspannung VIN von einem zweiten Spannungsbereich VRNG2 abweicht, der breiter als der erste Spannungsbereich VRNG1 definiert ist, setzt die interne Schutzschaltung 108 ein internes Komponentenschutzsignal S3 (setzt es auf den hohen Pegel), um so die Stromversorgungsschaltung von mindestens einem vorbestimmten Kanal auszusetzen bzw. zu unterbrechen. Der vorgegebene Kanal kann ohne Bezug auf einen Befehl des Mikrocomputers 206 ausgewählt werden. Es ist zu beachten, dass in einem Fall, in dem die für den Betrieb des Mikrocomputers 206 erforderliche Versorgungsspannung unterbrochen ist, der Betrieb des Gesamtsystems dadurch unterbrochen wird. Dementsprechend werden in diesem Beispiel der Kanal CH2, der den Mikrocomputer 206 unterstützt, und ein Kanal (z.B. der Kanal CH3), der eine periphere Schaltung (z.B. einen Speicher) des Mikrocomputers 206 unterstützt, aus den Kandidaten der zu unterbrechenden Kanäle eliminiert. In diesem Fall können beispielsweise die übrigen Kanäle, d.h. die Kanäle CH1 und CH4 bis CHM, als die vorgegebenen Kanäle definiert werden. Die Beschreibung erfolgt mit dem oberen Schwellenwert des zweiten Spannungsbereichs VRNG2 als VH2 und mit dem unteren Schwellenwert davon als VL2 .
  • Die vorangehende Beschreibung ist die Konfiguration der Systemenergieversorgungschaltung 100. Anschließend wird die Funktionsweise beschrieben. 4 ist ein Pegeldiagramm mit der Eingangsspannung VIN . Der erste Spannungsbereich VRNG1 stellt einen normalen Spannungsbereich dar, in dem kein Schutz erforderlich ist. Die Bereiche außerhalb der ersten Spannungsbereiche VRNG1 , d.h. der Bereich VIN > VH1 und der Bereich VIN < VL1 , sind jeweils ein Bereich, in dem bei einem Steuerbetrieb des Mikrocomputers ein Schutz erforderlich ist. Darüber hinaus sind die Bereiche außerhalb des zweiten Spannungsbereichs VRNG2 , d.h. der Bereich VIN > VH2 und der Bereich VIN < VL2 , jeweils ein Bereich, in dem ein Schutz durch die Systemversorgung 100 selbst erforderlich ist. Selbst wenn der Schutz durch den Mikrocomputer ausgefallen ist, bietet diese Anordnung demnach einen Schutz durch die interne Schutzschaltung und damit eine verbesserte Zuverlässigkeit.
  • Die 5A und 5B sind Betriebswellenformdiagramme, die jeweils einen Betrieb der in 2 dargestellten elektronischen Vorrichtung 200 in einem Überspannungszustand zeigen. 5A ist ein Diagramm, das den Abschalt- und Wiederherstellungsbetrieb zeigt, der durch den Steuerbetrieb des Mikrocomputers unterstützt wird. Dieser Betrieb ist derselbe wie in 2, und entsprechend entfällt die Beschreibung. In diesem Beispiel wird der Kanal CH1 als der vorgegebene Kanal verwendet.
  • 5B zeigt den Betrieb, wenn ein Fehler in der seriellen Kommunikation aufgetreten ist. Wenn die Schnittstellenschaltung 106 das Steuersignal S2 nicht unmittelbar nach dem Zeitpunkt t1 empfangen hat, ist die Stromversorgungsschaltung 102_1 des vorgegebenen Kanals nicht unterbrochen. Dementsprechend bleibt die Versorgungsspannung VDD1 auf dem gleichen Spannungsniveau.
  • Anschließend steigt die Eingangsspannung VIN weiter an. Überschreitet die Eingangsspannung VIN zum Zeitpunkt t3 den oberen Schwellenwert VH2 des zweiten Spannungsbereichs VRNG2 , wird das interne Komponentenschutzsignal S3 ausgegeben. In diesem Zustand unterbricht die interne Schutzschaltung 108 den Betrieb der Stromversorgungsschaltung 102_1 des vorgegebenen Kanals. Dadurch wird die Versorgungsspannung VDD1 gesenkt. Wenn die Eingangsspannung VIN anschließend zum Zeitpunkt t4 auf einen Wert innerhalb des zweiten Spannungsbereichs VRNG2 zurückkehrt, wird das interne Komponentenschutzsignal S3 negiert. In diesem Zustand bringt die interne Schutzschaltung 108 die Stromversorgungsschaltung 102_1 des vorgegebenen Kanals in den Betriebszustand zurück, wodurch die Versorgungsspannung VDD1 . angehoben wird.
  • Mit diesem Vorgang ist diese Anordnung in der Lage, die Stromversorgungsschaltung des vorgegebenen Kanals im Überspannungszustand auch dann auszusetzen bzw. zu unterbrechen, wenn ein Fehler in der Kommunikation mit dem Mikrocomputer aufgetreten ist. Dadurch kann die Schaltung geschützt werden.
  • Die 6A und 6B sind Betriebswellenform-Diagramme, die jeweils einen Betrieb der in 2 dargestellten elektronischen Vorrichtung 200 im Unterspannungszustand zeigen. 6A ist ein Diagramm, das den Abschaltvorgang und den Wiederherstellungsvorgang durch den Steuerbetrieb des Mikrocomputers darstellt. Vor dem Zeitpunkt t0 wird die Eingangsspannung VIN auf einem normalen Pegel (z.B. 14,4 V) gehalten. Zum Zeitpunkt t0 erfolgt in der Batterie eine Trennung oder dergleichen, und die Eingangsspannung VIN fällt ab. Wenn die Eingangsspannung VIN zum Zeitpunkt t1 unter den unteren Schwellenwert VL1 des ersten Spannungsbereichs VRNG1 fällt, wird das Anomalie-Erkennungssignal S1 gesetzt. Als Reaktion auf die Setzung des Anomalie-Erkennungssignals S1 sendet der Mikrocomputer 206 das Steuersignal S2 an die Schnittstellenschaltung 106. Die Schnittstellenschaltung 106 unterbricht den Betrieb der Stromversorgungsschaltung 102_1 des Kanals (z.B. CH1), der durch das Steuersignal S2 angezeigt wird.
  • Wenn die Eingangsspannung VIN den Schwellenwert VL1 überschreitet und zum Zeitpunkt t2 in den Normalzustand zurückkehrt, negiert (setzt auf den niedrigen Pegel) die Systemversorgungsschaltung 100 das Anomalie-Erfassungssignal S1, um den Mikrocomputer 206 zu benachrichtigen. Als Reaktion auf die Negation des Anomalie-Erkennungssignals S1 sendet der Mikrocomputer 206 das Steuersignal S2. Die Systemversorgungsschaltung 100r stellt die Stromversorgungsschaltung 102 des Kanals CH1, die durch das Steuersignal S2 angezeigt wird, in den Betriebszustand zurück.
  • 6B zeigt den Betrieb bei einem Fehler in der seriellen Kommunikation. Wenn die Schnittstellenschaltung 106 das Steuersignal S2 nicht unmittelbar nach dem Zeitpunkt t1 empfangen hat, kann der Betrieb der Stromversorgungsschaltung 102_1 des vorgegebenen Kanals nicht unterbrochen werden. In diesem Zustand wird die Versorgungsspannung VDD1 auf dem ursprünglichen Spannungsniveau gehalten.
  • Wenn die Eingangsspannung VIN weiter sinkt und unter den unteren Schwellenwert VL2 des zweiten Spannungsbereichs VRNG2 zum Zeitpunkt t3 fällt, wird das interne Komponentenschutzsignal S3 gesetzt. In diesem Zustand unterbricht die interne Schutzschaltung 108 den Betrieb der Stromversorgungsschaltung 102_1 des vorgegebenen Kanals, wodurch die Versorgungsspannung VDD1 gesenkt wird.
  • Wenn die Eingangsspannung VIN anschließend zum Zeitpunkt t4 auf einen Wert innerhalb des zweiten Spannungsbereichs VRNG2 zurückkehrt, wird das interne Komponentenschutzsignal S3 negiert. Im in 5B dargestellten Überspannungsschutz-Betrieb wird der Betrieb des Stromversorgungskreises 102_1 wiederhergestellt, nachdem das interne Komponentenschutzsignal S3 negiert wurde. Im Gegensatz dazu wird im Unterspannungsschutz-Betrieb die Aussetzung bzw. Unterbrechung des Betriebs des Stromversorgungskreises 102_1 auch nach der Negierung des internen Komponentenschutzsignals S3 beibehalten. Wenn die Eingangsspannung VIN den Schwellenwert VL1 zum Zeitpunkt t2 überschreitet, wird anschließend das Anomalieerkennungssignal S1 negiert und der Mikrocomputer 206 über diese Negation informiert. Der Mikrocomputer 206 erzeugt das Steuersignal S2. Die Schnittstellenschaltung 106 stellt den Betrieb der Stromversorgungsschaltung 102_1 gemäß dem Steuersignal S2 wieder her.
  • Es ist zu beachten, dass in einigen Fällen die dem Mikrocomputer 206 zugeführte Versorgungsspannung VDD2 nicht auf der minimalen Betriebsspannung gehalten werden kann. Dieser Vorgang wird durch die Linie der abwechselnd langen und kurzen Striche dargestellt. Wenn der Mikrocomputer 206 nicht arbeiten kann, kann das Steuersignal S2 nicht unmittelbar nach dem Zeitpunkt t2 übertragen werden. In diesem Fall sendet der Mikrocomputer 206 das Steuersignal S2, das durch die Linie der abwechselnd langen und kurzen Striche zum Zeitpunkt t5 angezeigt wird, nach dem Neustart des Mikrocomputers 206. Als Reaktion auf das Steuersignal S2 startet die Systemstromversorgungsschaltung 100 die Stromversorgung 102_1 neu.
  • Dieser Betrieb ermöglicht es, den Betrieb der Stromversorgungsschaltung des vorgegebenen Kanals auszusetzen d.h. zu unterbrechen, auch wenn bei der Kommunikation mit dem Mikrocomputer im Unterspannungszustand ein Fehler aufgetreten ist. Diese Anordnung ermöglicht es, die Schaltung zu schützen.
  • Als nächstes wird beschrieben, warum es einen Unterschied in den Auslösern für die Wiederherstellung des Betriebs des unterbrochenen Kanals zwischen dem Überspannungszustand und dem Unterspannungszustand gibt.
  • Wie die Linie der abwechselnd langen und kurzen Striche in 6B zeigt, hat diese Anordnung im Unterspannungszustand, in dem die Eingangsspannung VIN fällt, das Potenzial, eine Situation hervorzurufen, bei der der Mikrocomputer 206 aufgrund einer unzureichenden Versorgungsspannung VDD2 , die dem Mikrocomputer 206 zugeführt wird, abgeschaltet wird. In dieser Situation führt dies in einem Fall, bei dem die Systemversorgungsschaltung 100 die Stromversorgungsschaltung 102_1 des vorbestimmten Kanals zum Zeitpunkt t4 unabhängig neu startet, zu einer Inkonsistenz zwischen dem Zustand des Mikrocomputers 206 und dem Zustand der Systemstromversorgungsschaltung 100. Insbesondere arbeitet ein Teil der Stromversorgungsschaltungen, d.h. die Stromversorgungsschaltung 102_1, obwohl der Mikrocomputer 206 keine Betriebsanweisung übertragen hat. Um ein derartiges Problem zu lösen, weist diese Anordnung den Mikrocomputer 206 an, nach Wiederherstellung des Spannungszustandes aus dem Unterspannungszustand, den Neustartbetrieb zu steuern und so eine solche Inkonsistenz d.h. fehlende Übereinstimmung, zu verhindern.
  • Als nächstes, zurück zu 3, wird eine weitere Beschreibung der Eigenschaften der Systemstromversorgungsschaltung 100 vorgenommen.
  • Die Systemstromversorgungsschaltung 100 beinhaltet das Register 110, das für jeden Kanal einen Steuerwert speichert. Der Ein/Aus-Zustand der Stromversorgungsschaltung 102 jedes Kanals wird entsprechend dem im Register 110 gespeicherten Steuerwert eingestellt. So wird beispielsweise der Steuerwert eines bestimmten Kanals durch Ein-Bit-Daten dargestellt, die auf 1 oder 0 gesetzt werden können. Wenn der Steuerwert „1“ ist, wird die Stromversorgungsschaltung 102 des entsprechenden Kanals in den EIN-Zustand versetzt. Wenn der Steuerwert „0“ ist, wird die Stromversorgungsschaltung 102 des entsprechenden Kanals in den Aus-Zustand versetzt.
  • Das vorstehend beschriebene Steuersignal S2 beinhaltet mehrere Steuerwerte, die den mehreren jeweiligen Kanälen CH1 bis CHM entsprechen. Das heißt, das Steuersignal S2 wird durch M-Bit-Binärdaten dargestellt. So stellt beispielsweise das MSB (Most Significant Bit; höchstwertige Bit) den ersten Kanal CH1 dar und das LSB (Least Significant Bit; niedrigstwertige Bit) den M-ten Kanal dar. Es wird eine Beschreibung zu einem Beispiel gemacht, bei dem M = 6 ist.
  • Wenn S2 = [111111] ist, stellt das Steuersignal S2 einen Zustand dar, bei dem alle Kanäle CH1 bis CH6 eingeschaltet sind.
  • Wenn S2 = [00000000] ist, stellt das Steuersignal S2 einen Zustand dar, bei dem alle Kanäle CH1 bis CH6 ausgeschaltet sind.
  • Wenn S2 = [011000] ist, stellt das Steuersignal S2 einen Zustand dar, bei dem nur der zweite Kanal CH2 und der dritte Kanal CH3 eingeschaltet sind und die übrigen Kanäle ausgeschaltet sind.
  • Infolge der Unterschreitung des unteren Schwellenwerts VL2 des zweiten Spannungsbereichs VRNG2 durch die Eingangsspannung VIN , wie in 6B dargestellt, wird die Stromversorgungsschaltung des vorbestimmten Kanals unterbrochen. An dieser Stufe initialisiert die System-Stromversorgungsschaltung 100 die im Register 110 gespeicherten mehreren Steuerwerte und wartet auf das Schreiben des vom Mikrocomputer 206 aktualisierten Steuersignals S2. Dadurch kann das Gesamtsystem einschließlich der System-Stromversorgungsschaltung 100 und des Mikrocomputers 206 gemäß einer Anweisung des Mikrocomputers 206 auf einen gewünschten Zustand wiederhergestellt werden, auch wenn der Mikrocomputer 206 abgeschaltet ist.
  • Darüber hinaus speichert das Register 110 einen Einstellwert, der den unteren Schwellenwert VL2 des zweiten Spannungsbereichs VRNG2 definiert. Diese Anordnung ermöglicht es dem Mikrocomputer 206, den Einstellwert in das Register 110 zu schreiben. Der zulässige Spannungsabfall der Versorgungsspannungen VDD1 bis VDDM, der durch den Unterspannungszustand der Eingangsspannung VIN auftreten kann, ist abhängig von den Lastkreisen 204_1 bis 204_M einschließlich des Mikrocomputers 206 ausgelegt.
  • Bei einem gegebenen System, z.B. einem ersten System, führt dies bei VIN < 5 V zu einem schwerwiegenden Systemfehler. Bei einem anderen System, z.B. einem zweiten System, führt dies bei einer VIN < 3 V zu einem schweren Systemfehler. In diesem Fall, in einem Fall, in dem der untere Schwellenwert VL2 des zweiten Spannungsbereichs VRNG2 auf 5 V festgelegt ist, und in einem Fall der Verwendung des zweiten Systems, wenn VIN = 4 V, wird das zweite System durch die interne Schutzschaltung 108 zwangsweise geschützt, obwohl das zweite System unter dieser Bedingung normal arbeiten kann. Das heißt, in einigen Fällen ist eine solche Anordnung unerwünscht. Um ein solches Problem zu lösen, unterstützt diese Anordnung, indem ermöglicht wird, dass der Konstrukteur des Gesamtsystems den unteren Schwellwert VL2 des zweiten Spannungsbereichs VRNG2 einstellen kann, den optimalen Schutz für jedes System.
  • ANWENDUNG
  • Die System-Stromversorgungsschaltung 100 wird in geeigneter Weise in einer Fahrzeugvorrichtung eingesetzt, die das Potenzial hat, eine große Variation der Eingangsspannung zu bewirken. Insbesondere wird die System-Stromversorgungsschaltung 100 geeignet für elektronische Geräte im Fahrzeug, wie beispielsweise Audiogeräte im Fahrzeug, etc. eingesetzt. 7 ist ein Blockdiagramm, das eine fahrzeuginterne Audiovorrichtung 300 mit einer Systemstromversorgungsschaltung 100a darstellt. Die Systemversorgungsschaltung 100a ist 7-kanalig konfiguriert und beinhaltet die Stromversorgungsschaltungen 102_1 bis 102_7. Der erste Kanal und der zweite Kanal sind jeweils als Abwärts-DC/DC-Wandler konfiguriert. Die dritten bis siebten Kanäle sind jeweils als Linearregler konfiguriert. Einige der Linearregler sind konfiguriert, um die Ausgangsspannung des DC/DC-Wandlers eines anderen Kanals abzusenken (herunterzustufen; step-down).
  • Die Lastkreise (Lastschaltungen) 204_1 bis 204_7 sind als CD-Laufwerk, der Mikrocomputer (206), RAM (Random Access Memory) für den Mikrocomputer, eine Audio-Schaltung, ein Tunerblock, eine USB-Schnittstellenschaltung bzw. eine Flüssigkristallanzeige konfiguriert.
  • Eine VIN0-Klemme der Systemstromversorgungsschaltung 100a entspricht der oben beschriebenen VIN-Klemme. Die Batteriespannung VBAT , die der Eingangsspannung VIN entspricht, wird an der Klemme VIN0 eingegeben. Darüber hinaus wird die Batteriespannung VBAT über eine Diode D1 in einen BCAP-Anschluss eingegeben. Die interne Schutzschaltung 108 kann anhand der Spannung an der BCAP-Klemme beurteilen, ob die Eingangsspannung VIN (VBAT ) im zweiten Spannungsbereich VRNG2 enthalten ist oder anderweitig davon abweicht. Das oben beschriebene Anomalieerkennungssignal S1 wird über den BSENS-Pin ausgegeben. Die Schnittstellenschaltung 106 ist als I2C-Schnittstelle konfiguriert, die das Steuersignal S2 vom Mikrocomputer 206 über den SDA-Pin und den SCL-Pin empfängt.
  • Im Ein-Zustand versorgt ein High-Side-Schalter 120 eine Beleuchtungsvorrichtung 205 mit der Eingangsspannung VIN .
  • Der zweite Kanal CH2 ist mit einem Standby-Regler 122 parallel zum DC/DC-Wandler ausgestattet. Wenn das Gesamtsystem in den Standby-Modus versetzt wird, wird der DC/DC-Wandler unterbrochen und die Versorgungsspannung wird dem Mikrorechner 206 vom Standby-Regler 122 zugeführt. So wird beispielsweise der Betrieb des Standby-Reglers 122 über einen Signaleingang am ECO-Pin gesteuert.
  • Wenn der DC/DC-Wandler des zweiten Kanals CH2 nicht im Überspannungs- oder Unterspannungszustand arbeiten kann, ermöglicht diese Anordnung den Betrieb des Standby-Reglers 122 als Backup-Stromversorgung.
  • Ein Oszillator 124 erzeugt ein zyklisches Signal, das für jeden DC/DC-Wandler benötigt wird. Nach dem Erkennen bzw. Erfassen eines Überhitzungszustands in der Systemstromversorgungsschaltung 100a führt eine thermische Abschaltschaltung 126 einen entsprechenden Abschaltvorgang durch. Ein interner Regler erzeugt eine stabilisierte Spannung, die innerhalb der Systemversorgungsschaltung 100a verwendet werden soll.
  • Ein Freigabesignal wird einem EN-Pin eingegeben, um den gesamten Ein/Aus-Betrieb der Systemversorgungsschaltung 100a zu steuern. Wenn der REG4EN-Pin auf den hohen Pegel eingestellt wird oder wenn die Schnittstellenschaltung 106 ein Signal empfängt, das eine Anweisung zum Einschalten ist, arbeitet die Stromversorgungsschaltung 102_6 des sechsten Kanals.
  • Es wurde vorstehend eine Beschreibung bezüglich einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Ausführungsformen gemacht. Die oben beschriebenen Ausführungsformen wurden nur zu exemplarischen Zwecken beschrieben und sind keineswegs dazu bestimmt, restriktiv interpretiert zu werden. Vielmehr ist es für den Fachmann leicht vorstellbar, dass durch verschiedene Kombinationen der vorgenannten Komponenten oder Verfahren, die auch in den technischen Umfang der vorliegenden Erfindung fallen, verschiedene Modificationen vorgenommen werden können. Im Folgenden wird auf diese Änderungen eingegangen.
  • ERSTE MODIFICATION
  • Mit der Ausführungsform, wie in 4 dargestellt, wird der Schutzbereich, der von der internen Schutzschaltung 108 des Systemnetzteils 100 zu unterstützen ist, sowohl der Überspannungs- als auch der Unterspannungsseite zugeführt. Außerdem kann ein solcher Schutzbereich nur einem von beiden Seiten zur Verfügung gestellt werden. So wird beispielsweise in einem Fall, bei dem die untere Grenze des zweiten Spannungsbereichs VRNG2 nicht verwendet wird, der Schutzbetrieb der internen Schutzschaltung 108 nur im Überspannungszustand wirksam unterstützt. Umgekehrt wird in einem Fall, in dem die Obergrenze des zweiten Spannungsbereichs VRNG2 nicht verwendet wird, der Schutzbetrieb der internen Schutzschaltung 108 nur im Unterspannungszustand wirksam unterstützt.
  • ZWEITE MODIFIKATION
  • Der Wiederherstellungsvorgang nach dem in 6B dargestellten Unterspannungszustand kann unabhängig von der internen Schutzschaltung 108 allein unter Verwendung der Negation des internen Komponentenschutzsignals S3 als Auslöser erfolgen, ohne dass das Steuersignal S2 vom Mikrocomputer 206 empfangen werden muss, wie der Wiederherstellungsvorgang, der nach dem in 5A dargestellten Überspannungszustand vorgesehen wird.
  • DRITTE MODIFIKATION
  • Die in 7 dargestellte fahrzeuginterne Audiovorrichtung 300 wurde zu exemplarischen Zwecken nur als Beispiel für eine elektronische Vorrichtung oder eine fahrzeuginterne elektronische Vorrichtung beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist geeignet für Stromversorgungen für Autonavigationssysteme, Fernseher im Fahrzeug, Computer im Fahrzeug usw. Auch ist die Nutzung der vorliegenden Erfindung nicht auf Vorrichtungen im Fahrzeug beschränkt. Außerdem ist die vorliegende Erfindung auf verschiedene Arten von Anwendungen und Plattformen anwendbar, die das Potenzial haben, eine große Variation der Eingangsspannung zu beinhalten.
  • Es wurde eine Beschreibung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Ausführungsformen unter Verwendung bestimmter Begriffe vorgenommen. Die oben beschriebenen Ausführungsformen zeigen jedoch nur die Mechanismen und Anwendungen der vorliegenden Erfindung nur zu exemplarischen Zwecken und sind keineswegs dazu bestimmt, restriktiv ausgelegt zu werden. Vielmehr können verschiedene Modifikationen und verschiedene Layout-Änderungen vorgenommen werden, ohne von Grundgedanken und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, die in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.
  • Bezugszeichenliste
  • 100 Systemversorgungsschaltung, 102 Stromversorgungsschaltung, 104 Anomalieerkennungsschaltung, 106 Schnittstellenschaltung, 108 interne Schutzschaltung, 110 Register, 200 elektronische Vorrichtung, 202 Batterie, 204 Lastschaltung, 206 Mikrocomputer, 208 serieller Bus, 210 Signalleitung, S1 Anomalieerkennungssignal, S2 Steuersignal, S3 internes Komponentenschutzsignal.
  • [GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT]
  • Die vorliegende Erfindung ist weitläufig auf verschiedene Arten von elektronischen Geräten anwendbar.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 201308906060 [0010]

Claims (11)

  1. System-Stromversorgungsschaltung, die so aufgebaut ist, dass sie eine Eingangsspannung empfängt und eine Stromversorgungsspannung an eine Vielzahl von Lastschaltungen liefert, die einen Mikrocomputer beinhalten, wobei die System-Stromversorgungsschaltung umfasst: eine Vielzahl von Kanälen von Stromversorgungsschaltungen, die jeweils der Vielzahl von Lastschaltungen entsprechen; eine Anomalie-Erfassungsschaltung, die so aufgebaut ist, um ein Anomalie-Erfassungssignal zu erzeugen, das negiert wird, wenn die Eingangsspannung innerhalb eines ersten Spannungsbereichs liegt, und gesetzt wird, wenn die Eingangsspannung vom ersten Spannungsbereich abweicht, und um das Anomalie-Erfassungssignal an den Mikrocomputer auszugeben; eine Schnittstellenschaltung, die so aufgebaut ist, dass sie in der Lage ist, mit dem Mikrocomputer zu kommunizieren, um ein vom Mikrocomputer als Reaktion auf eine Setzung des Anomalie-Erfassungssignals erzeugtes Steuersignal zu empfangen und um die Stromversorgungsschaltung eines bestimmten Kanals, der durch das Steuersignal angezeigt wird, zu unterbrechen; und eine interne Schutzschaltung, die so aufgebaut ist, dass sie mindestens eine Stromversorgungsschaltung mit mindestens einem vorbestimmten Kanal unterbricht, wenn die Eingangsspannung von einem zweiten Spannungsbereich abweicht, der als breiter als der erste Spannungsbereich definiert ist.
  2. System-Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 1, wobei, wenn die Eingangsspannung innerhalb des zweiten Spannungsbereichs liegt, nachdem die Stromversorgungsschaltung des vorbestimmten Kanals infolge des Überschreitens einer oberen Seitenschwelle des zweiten Spannungsbereichs durch die Eingangsspannung unterbrochen wurde, die interne Schutzschaltung einen Betrieb der Stromversorgungsschaltung des vorbestimmten Kanals neu startet.
  3. System-Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Stromversorgungsschaltung des vorbestimmten Kanals, der infolge einer Unterschreitung der Eingangsspannung unter einen unteren Schwellenwert des zweiten Spannungsbereichs ausgesetzt wird, als Reaktion auf ein vom Mikrocomputer empfangenes Steuersignal wiederhergestellt wird.
  4. System-Stromversorgungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend ein Register, wobei Ein/Aus-Zustände der Vielzahl von Kanälen der Stromversorgungsschaltungen gemäß einem an einer entsprechenden Adresse im Register gespeicherten Steuerwert geschaltet werden, wobei das Steuersignal eine Vielzahl von Steuerwerten umfasst, die jeweils der Vielzahl von Kanälen entsprechen und von denen jeder den Ein/Aus-Zustand der Stromversorgungsschaltung des entsprechenden Kanals, und wobei die Schnittstellenschaltung jeden der Vielzahl von Steuerwerten an eine entsprechende Adresse in dem Register schreibt.
  5. System-Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 4, wobei, wenn die Stromversorgungsschaltung des vorbestimmten Kanals infolge einer Unterschreitung der Eingangsspannung unter einen unteren Schwellenwert des zweiten Spannungsbereichs unterbrochen wird, die Vielzahl der in dem Register gespeicherten Steuerwerte initialisiert werden.
  6. System-Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 4 oder 5, wobei das Register so aufgebaut ist, dass es eine Adresse aufweist, unter der ein Einstellwert, der den unteren Schwellenwert des zweiten Spannungsbereichs definiert, zu speichern ist.
  7. System-Stromversorgungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Eingangsspannung eine Batteriespannung ist, die von einer Fahrzeugbatterie ausgegeben wird, und wobei die Systemstromversorgungsschaltung für elektronische Vorrichtungen verwendet wird, die in einem Fahrzeug installiert sind.
  8. System-Stromversorgungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, integriert auf einem einzelnen Halbleitersubstrat oder anderweitig als Modul konfiguriert.
  9. Eine elektronische Vorrichtung, umfassend: eine Gleichstromversorgung; eine Vielzahl von Lastschaltungen, einschließlich eines Mikrocomputers; und die System-Stromversorgungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, die so aufgebaut ist, dass sie eine Eingangsspannung von der Gleichstromversorgung empfängt und eine Stromversorgungsspannung an die Vielzahl von Lastschaltungen liefert.
  10. Die elektronische Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Gleichstromversorgung als Fahrzeugbatterie konfiguriert ist, und wobei die elektronische Vorrichtung als eine elektronische Vorrichtung im Fahrzeug strukturiert ist.
  11. Schutzverfahren für eine elektronische Vorrichtung, umfassend: mittels einer Systemversorgungsschaltung, Hoch- oder Herunterfahren einer Eingangsspannung und Zuführen einer Versorgungsspannung an eine Vielzahl von Lastschaltungen, einschließlich eines Mikrocomputers; mittels der Systemversorgungsschaltung, Erzeugen eines Anomalie-Erfassungssignal, das negiert wird, wenn sich die Eingangsspannung innerhalb eines ersten Spannungsbereichs befindet, und das gesetzt wird, wenn die Eingangsspannung vom ersten Spannungsbereich abweicht; mittels des Mikrocomputers, Erzeugen eines Steuersignals, das einen Kanal anzeigt, der als Reaktion auf eine Behauptung des Anomalie-Erkennungssignals unterbrochen werden soll, und Übertragen des Steuersignals an die Systemstromversorgung; mittels der System-Versorgungsschaltung, Unterbrechen einer Stromversorgungsschaltung eines bestimmten Kanals, der durch das Steuersignal spezifiziert wird, als Reaktion auf das empfangene Steuersignal; und mittels der Systemversorgungsschaltung, Unterbrechen mindestens einer Stromversorgungsschaltung mindestens eines vorbestimmten Kanals, wenn die Eingangsspannung von einem zweiten Spannungsbereich abweicht, der als breiter als der erste Spannungsbereich definiert ist.
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