DE19524616A1 - Verfahren zur Testung einer Übertemperaturerkennung in einem integrierten Schaltkreis - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Testung einer Übertemperaturerkennung in einem integrierten Schaltkreis gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine solche Übertemperaturerkennung kann im Falle einer Überhitzung des integrierten Schaltkreises durch thermische Verluste, z. B. in einem Laststromkreis, zu dessen Schutz bestimmte Funktionen starten.

Ein Anwendungsbeispiel dessen ist in integrierten Schaltkreisen zur Steuerung von Aufladevorgängen von Akkumulatoren gegeben.

Bisher wurden einzelne Schaltkreise getestet, indem sie derart erhitzt wurden, daß in Inneren Übertemperaturen auftraten und dadurch die Übertemperaturerkennung ausgelöst wurde. Dies ist für den automatisierten Einsatz in der Produktion, insbesondere bei der Testung jedes produzierten Schaltkreises, nicht tragbar.

Daher ist es Aufgabe der Erfindung, ein einfaches Testverfahren für die Testung der Übertemperaturerkennung zu finden, welches insbesondere ohne Erzeugung von Übertemperaturen auskommt.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst; indem zur Testung über ein im Normalbetrieb einen Anzeigesteuerstrom liefernder Anschlußpin ein höherer Strom eingeprägt wird, dessen Wert über demjenigen des Anzeigestromes liegt und so zur Auslösung der Stromerkennung und zur Weitergabe an die Übertemperaturerkennung führt, welche bei korrekter Arbeitsweise ein Übertemperatursignal setzt.

Dadurch wird es möglich, die Übertemperaturerkennung ohne thermische Belastung der Schaltkreise und in kürzester Zeit zu testen, indem das Übertemperatursignal geprüft wird. Im normalen Betrieb dient der Anschlußpin zur Steuerung einer Anzeige, beispielsweise einer LED-Anzeige, wodurch dieses Verfahren auf einfache Art realisierbar wird.

Die Erfindung soll nun anhand von Ausführungsbeispielen in bezug auf die Zeichnungen erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 Blockschaltbild mit den zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens notwendigen Funktionsgruppen

Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens mit einem Schaltelement, welches auf das Übertemperatursignal reagiert

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens mit einer, über einen Zähler angesteuerten Spannungsregelung.

In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines integrierten Schaltkreises IC gezeigt, wobei der IC folgende Baugruppen und Anschlüsse beinhaltet:

• - Stromeinstellschaltung 1, die einen definierten Anzeigesteuerstrom I_LED liefert,
• - ein Anschlußpin 6, der sowohl mit der Stromeinstellschaltung 1 als auch mit einer Stromerkennung 2 verbunden ist und über den im Normalbetrieb der Anzeigesteuerstrom I_LED fließt und im Testfall ein Prüfstrom I_P eingeprägt wird und
• - eine Übertemperaturerkennung 3, welche bei Überschreiten einer definierten Temperaturschwelle ein Übertemperatursignal S setzt.

Während also im Normalbetrieb die Übertemperaturerkennung durch Überschreiten einer Chipinnentemperatur ausgelöst wird, kann dies zur Testung mittels des Prüfstromes I_P am Anschlußpin 6 über die Stromerkennung 2 auch auf elektrischen Wege realisiert werden.

In Fig. 2 wird ein erstes Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens gezeigt. Die Stromeinstellung 1 ist als Stromquelle I_LED dargestellt, wobei der Strom über dem Anschlußpin 6 an eine LED fließt. Die Stromerkennung 2 erfolgt am Transistor T₁, wobei ein Widerstand R₁ derart einen Spannungsabfall U_R1 erzeugt, daß im Normalbetrieb U_R1 < U_V und damit der Transistor T₁ geschlossen ist, während zur Prüfung ein Strom I_P der Größe eingeprägt wird, daß U_R1 = I_P · R₁ < U_V + 0,7 V ist.

Wird in der Prüfung also I_P eingeprägt, schaltet T₁ und damit auch ein zweiter Transistor T₂, dessen Kollektor in die Übertemperaturerkennung 3 eingreift.

Diese besteht aus einem Diodenzweig D₁ und einem Diodenzweig D₂, die jeweils von einer Stromquelle I₂, I₂ angesteuert werden. Im Diodenzweig D₁ liegen vier Dioden vor, allerdings mit größerer Fläche als im Diodenzweig D₂. Außerdem wird der Strom I₁ < I₂ gewählt und zwar genau so, daß bei Normaltemperatur der Spannungsabfall über den Diodenzweig D₂ mit drei Dioden kleinerer Fläche gleich dem Spannungsabfall über dem Diodenzweig D₁ ist. Steigt nun die Chiptemperatur, so führt dies zu einer Verschiebung des Spannungspotentials aufgrund der unterschiedlichen Temperaturkoeffizienten der Diodenzweige D₁/D₂, bedingt durch ihre Flächenunterschiede. Bei einer Chiptemperatur von in diesem Beispiel 130° Celsius wird die Potentialdifferenz, die mittels einem Komparator K jeweils zwischen Diodenzweig D_i und Stromquelle I_i abgegriffen wird, so groß, daß über den Komparator K₁ der Schwellwertregler schaltet, das Übertemperatursignal S setzt und somit den Zähler 5 vom Oszillator OSC am Logikelement 4 trennt.

Wird in der Prüfung der Transistor T₁ und damit der Transistor T₂ durchgesteuert, werden im Diodenzweig D₁ zwei der vier Dioden faktisch über die durchgesteuerte Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors T₂ kurzge­ schlossen, so daß sich automatisch das Potential am Komparator K₁ verschiebt und so die Übertemperaturabschaltung 3 getestet werden kann, wobei dazu einfach das Anhalten des Zähler 5 beobachtet wird.

Eine weitere Schaltungsanordnung zur Verwendung des Verfahrens zeigt Fig. 3. Dabei wird analog vom Übertemperatursignal S eine Spannungsregelung 11 angesprochen. Diese besteht aus einem Transistor T₃, welcher einen Laststromkreis zwischen den Anschlußpins 7 und 8 steuert. Der Laststrom I_LAST, in diesem Fall der Ladestrom für ein Akkumulator-Ladegerät, wird dabei von einem Shunt-Widerstand R_S eingestellt. Der Transistor T₃ wird dabei von einem zweiten Komparator K₂ angesteuert, an dessen nichtinvertierenden Eingang über einen Widerstand R_U eine interne Referenzspannungsquelle U_ref geschaltet ist. Der invertierende Eingang des Komparators K₂ ist über den Anschlußpin 9, der als Istwert-Eingang der Spannung über dem Shunt-Widerstand R_S dient, mit einem Widerstand R_t verbunden. Dieser ist mit einem Kondensator C_t verbunden, wodurch eine bestimmte Oszillatorfrequenz eingestellt wird, welche den Zähler 5 über den Oszillator OSC anspricht. Der Zähler 5 schaltet beim Erreichen des Überlaufs vom hochohmigen Zustand auf einen "Low"-Pegel, so daß dieser nun über einen Koppelwiderstand R_K auf den nichinvertierenden Eingang überlagert wird und so der Komparator K₂ den Transistor T₃ ausschaltet. Damit kann auch der Kondensator C_t nicht mehr über den Widerstand R_t aufgeladen werden, so daß auch der Zähler nicht mehr angesteuert wird.

Wird nun die Übertemperaturerkennung, egal ob über Erwärmung im Normalbetrieb oder per Ansteuerung der Stromerkennung mittels eines Prüfstromes I_P, angesprochen, so wird durch das Übertemperatursignal S der nichtinvertierende Eingang des Komparators K₂ über die Kollektor-Emitter- Strecke eines Transistors T₄ auf Masse geschlossen. Analog zu oben wird auch hier der Laststromkreis I_LAST getrennt und der Kondensator C_t nicht mehr geladen, so daß der Zähler 5 seinen momentanen Zustand beibehält.

Claims (2)

1. Verfahren zur Testung einer Übertemperaturerkennung (3) in einem integrierten Schaltkreis (IC), der eine, einen Anzeigesteuerstrom (I_LED) liefernde Stromeinstellschaltung (1) über einem Anschluß-Pin (6) aufweist, welche mit einer Schaltungsanordnung zur Stromerkennung (2) verbunden ist, der eine Schaltungsanordnung zur Übertemperaturerkennung (3) nachgeschaltet ist, welche ihrerseits bei Erkennung einer Übertemperatur ein Übertemperatursignal (S) setzt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Testung über den Anschluß-Pin (6) ein Prüfstrom (I_P) eingeprägt wird, der größer als der Anzeigesteuerstrom (I_LED) ist, so daß die Stromerkennung (2) ausgelöst wird, die ihrerseits die Übertemperaturerkennung (3) derart ansteuert, daß diese das Übertemperatursignal (S) setzt.

2. Verwendung des Verfahrens gemäß Patentanspruch 1 zur Testung der Übertemperaturerkennung in integrierten Schaltkreisen zur Steuerung von Aufladevorgängen von Akkumulatoren.