KR101856694B1 - An Apparatus And A Method For Testing A Low-side Driving IC - Google Patents

An Apparatus And A Method For Testing A Low-side Driving IC Download PDF

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최윤호
이지행
임지훈
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Abstract

The present invention relates to a low side driving IC fault diagnosis apparatus and a method thereof. According to an embodiment of the present invention, the low side driving IC fault diagnosis apparatus comprises: a power supply circuit supplying power to a low-side drive IC and a load; and a low side driving IC including a low side driving part driving the load, a current detection part detecting a current of the load, a battery short detection part, and a control part controlling the low side driving part wherein the battery short detection part can detect whether a battery short circuit occurs or a battery short circuit is released between the low side driving IC and the load.

Description

로우 사이드 구동 IC 고장진단 장치 및 방법{An Apparatus And A Method For Testing A Low-side Driving IC}[0001] The present invention relates to a low-side driving IC,

본 발명은 로우 사이드 구동 IC(Integrated Circuit) 고장진단 장치 및 방법에 관한 것으로 더 상세하게는 로우 사이드 구동 IC의 배터리 단락 해제를 검출하는 로우 사이드 구동 IC 고장진단 장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and method for diagnosing a low side drive IC (Integrated Circuit) failure, and more particularly, to an apparatus and method for diagnosing a low side drive IC failure detecting a battery short circuit release of a low side drive IC.

일반적으로, 자동차에서, 전자 제어 연료 분사 장치에 속하는 각종 엑츄에이터들(actuator)은 엔진 제어기(Engine Control Unit)를 통하여 전자적으로 제어되며, 엔진의 사용 환경 또는 운전 조건에 따라 혼합기의 공연비를 변화시켜서 연소 상태를 최적화하는 기능을 수행한다. 이러한 엑츄에이터는 구동회로를 통하여 전류를 제어하고 공급하는 방식으로 구동되며, 엑츄에이터의 안정적인 구동은 차량 안전에 상당히 중요한 영향을 미친다. 따라서, 엑츄에이터를 정확하게 제어하기 위하여 전류가 정밀하게 모니터링되고 제어 되는 것이 중요하다.2. Description of the Related Art In general, in an automobile, various actuators belonging to an electronically controlled fuel injection device are electronically controlled through an engine control unit, and the air-fuel ratio of a mixer is changed according to an operating environment or an operating condition of the engine, It performs the function of optimizing the state. Such an actuator is driven in such a manner that a current is controlled and supplied through a drive circuit, and stable driving of the actuator has a considerable influence on vehicle safety. Therefore, it is important that the current is precisely monitored and controlled in order to accurately control the actuator.

하지만 최근 엔진 제어기(ECU) 및 엑츄에이터 등 차량 내 전자 부품들의 증가로 과전류 고장 등의 문제 등이 빈번하게 발생하여 차량 안전에 영향을 줄 수 있는 경우가 증가하고 있다. 특히, 배터리 단락(SCB, Short Circuit to Battery) 고장으로 인하여 엑츄에이터의 구동전류가 정해진 사양 대비 이상적으로 많이 공급되는 경우에 문제가 될 수 있다. 따라서, 이러한 과전류 이상에 대비하여 엑츄에이터 및 구동회로를 보호하기 위한 과전류 보호 회로 사용이 증가되고 있는 추세이다.However, recently, an increase in the number of electronic components in an automobile such as an engine controller (ECU) and an actuator has caused frequent problems such as an overcurrent failure and the like. Particularly, it may be a problem when the driving current of the actuator is ideally supplied in excess of the predetermined specification due to a short circuit to battery (SCB) failure. Therefore, there is an increasing tendency to use an overcurrent protection circuit for protecting the actuator and the driving circuit against the overcurrent abnormality.

도 3는 종래기술에 대한 회로도이다. 도 3을 참조하면, 종래기술은 로우 사이드 구동 IC(160)의 배터리 단락 해제를 검출하기 위해, 트랜지스터(145)를 주기적으로 턴-온(Turn on)시켜 트랜지스터(145)와 연결되어 있는 전류 감지부(148)에 흐르는 전류량에 따라 달라지는 전압을 검출하여 전압값이 일정 값보다 낮아진 경우에 배터리 단락 해제를 검출하였다.3 is a circuit diagram for the prior art. Referring to FIG. 3, the prior art periodically turns on transistor 145 to detect a short circuit release of low side driver IC 160 so that current sensing < RTI ID = 0.0 > And detects the battery short circuit release when the voltage value becomes lower than a predetermined value.

하지만 이는 로우 사이드 구동 IC(160)에 과전류를 유입되게 만들 수 있으며, 일정 주기마다 과전류가 유입될 경우, 반도체에 과전류가 유입되어 온도가 상승할 수 있고, 이로 인해 수명 및 신뢰성이 낮아질 수 있었다.However, this can cause an overcurrent to flow into the low-side driver IC 160. When an overcurrent flows into the low-side driver IC 160 at a predetermined period, an overcurrent flows into the semiconductor, thereby raising the temperature. As a result, lifetime and reliability can be lowered.

본 발명은 상술한 요구에 부응하기 위하여 안출된 것으로, 로우 사이드 구동 IC의 배터리 단락 해제를 검출하는 로우 사이드 구동 IC 고장진단 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for diagnosing a low-side drive IC failure detecting a battery short-circuit release of a low-side drive IC.

본 발명의 실시예에 따른 로우 사이드 구동 IC 고장 진단 장치는, 로우 사이드 구동 IC 및 부하에 전원을 공급하는 전원회로; 및 상기 부하를 구동 시키는 로우 사이드 구동부, 상기 부하의 전류를 감지하는 전류 감지부, 배터리 단락 감지부, 및 상기 로우 사이드 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 로우 사이드 구동 IC를 포함하며, 상기 배터리 단락 감지부는 상기 로우 사이드 구동 IC와 상기 부하 사이에 배터리 단락 발생 및 배터리 단락 해제 여부를 감지할 수 있다. A low-side drive IC failure diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention includes: a power supply circuit for supplying power to a low-side drive IC and a load; And a low side driver IC including a low side driver for driving the load, a current sensing part for sensing a current of the load, a battery short detection part, and a controller for controlling the low side driver, Can detect whether a battery short circuit or a battery short circuit is released between the low side driver IC and the load.

이 경우, 상기 배터리 단락 감지부는, 상기 로우 사이드 구동부의 출력단에 연결된 배터리 단락 감지 전압 생성 저항, 풀다운 전류원 및 상기 배터리 단락 감지 전압 생성 저항에 연결된 배터리 단락 신호 전달부를 포함할 수 있다.In this case, the battery short detection unit may include a battery short detection voltage generating resistor connected to the output terminal of the low side driver, a pull down current source, and a battery short signal transmitter connected to the battery short detection voltage generating resistor.

또한, 상기 배터리 단락 감지부는 상기 배터리 단락 감지 전압 생성 저항과 상기 배터리 단락 신호 전달부 사이의 배터리 단락 센싱 노드의 전위에 기초하여 배터리 단락 발생 및 상기 배터리 단락 해제 여부를 나타내는 신호를 생성하여 상기 제어부에 출력할 수 있다.The battery short detection unit generates a signal indicating whether the battery is short-circuited and the battery is short-circuited, based on the potential of the battery short-circuit sensing node between the battery short-circuit detection voltage generating resistor and the battery short- Can be output.

또한, 상기 배터리 단락 신호 전달부는 상기 배터리 단락 센싱 노드의 전위와 기준 전압을 비교하는 비교기를 포함할 수 있다.The battery short circuit signal transmission unit may include a comparator that compares a potential of the battery short circuit sensing node with a reference voltage.

또한, 상기 기준 전압은, 배터리 단락 시의 상기 배터리 단락 센싱 노드의 전위와 정상 상태에서의 배터리 단락 센싱 노드의 최대 전위 값 사이일 수 있다.The reference voltage may be between the potential of the battery shorting sensing node at the time of battery shorting and the maximum potential of the battery shorting sensing node at the steady state.

또한, 상기 풀다운 전류원은 미리 정해진 고정된 전류값의 전류가 흐르도록 구성될 수 있다Further, the pulldown current source may be configured so that a current of a predetermined fixed current value flows

또한, 상기 제어부는 상기 로우 사이드 구동부에 제공되는 구동 신호를 생성하는 구동 신호 생성 모듈, 상기 구동 신호 생성 모듈을 제어하는 구동 제어 모듈, 상기 전류 감지부로부터 과전류 신호를 수신하는 과전류 판단 모듈 및 상기 배터리 단락 감지부로부터 배터리 단락 신호를 수신하는 배터리 단락 판단 모듈을 포함할 수 있다.The controller may further include a drive signal generation module for generating a drive signal to be provided to the low side driver, a drive control module for controlling the drive signal generation module, an overcurrent determination module for receiving the overcurrent signal from the current sensor, And a battery short detection module that receives a battery short signal from the short detection unit.

또한, 상기 배터리 단락 신호는 상기 배터리 단락 발생의 경우 "1", 상기 배터리 단락 해제의 경우 "0" 인 플래그를 포함할 수 있다.In addition, the battery short circuit signal may include a flag "1" in the case of battery short circuit and a "0"

또한, 상기 구동 제어 모듈은 상기 배터리 단락 발생의 경우에 상기 부하에 흐르는 전류를 감소시키거나 상기 부하에 흐르는 전류를 차단하도록 상기 구동 신호 생성 모듈을 제어할 수 있다.In addition, the drive control module may control the drive signal generation module to reduce the current flowing to the load or block the current flowing in the load in the event of battery shortage.

또한, 상기 구동 제어 모듈은 상기 배터리 단락 해제의 경우에 상기 부하에 흐르는 전류를 증가시키거나 차단된 상기 부하에 흐르는 전류를 흐르도록 상기 구동 신호 생성 모듈을 제어할 수 있다.In addition, the drive control module may control the drive signal generation module to increase a current flowing to the load in the case of shorting the battery or to flow a current flowing in the load.

또한, 상기 구동 신호는 PWM 신호이며, 상기 구동 제어 모듈은 상기 배터리 단락 해제의 경우에 상기 PWM 신호의 듀티비를 감소시키고, 상기 배터리 단락 발생의 경우에 상기 PWM 신호의 듀티비를 증가시키도록 상기 구동 신호 생성 모듈을 제어할 수 있다.The driving signal may be a PWM signal, and the drive control module may decrease the duty ratio of the PWM signal when the battery is short-circuited and increase the duty ratio of the PWM signal when the battery is short- The drive signal generation module can be controlled.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 로우 사이드 구동 IC 고장 진단 장치 및 방법은, 로우 사이드 구동 IC의 배터리 단락 해제를 검출할 경우, 배터리 단락 해제를 검출하기 위한 비교신호를 생성하여 배터리 단락을 진단하므로, 전류를 적게 소모하여 회로를 구동시킬 수 있으며, 과전류가 유입되지 않기 때문에 반도체의 온도를 유지하여 신뢰성 등에 악영향을 끼치지 않게 할 수 있다. 물론 이러한 효과들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.An apparatus and method for diagnosing a low-side drive IC failure according to the present invention, as described above, generates a comparison signal for detecting a battery short-circuit release to detect short-circuiting of the battery when the battery short- , The circuit can be driven by consuming a small amount of current. Since the overcurrent does not flow, the temperature of the semiconductor can be maintained, and reliability and the like can be prevented from being adversely affected. Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로우 사이드 구동 IC 고장진단 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로우 사이드 구동 IC 고장진단 장치의 제어부를 나타내는 도면이다.
도 3은 종래기술의 로우 사이드 구동 IC 고장진단 장치를 나타내는 도면이다.1 is a block diagram illustrating a low-side drive IC failure diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a controller of a low-side drive IC failure diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing a prior art low side drive IC failure diagnosis apparatus.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, Is provided to fully inform the user. Also, for convenience of explanation, the components may be exaggerated or reduced in size.

그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.However, it should be understood that the following embodiments are provided so that those skilled in the art will be able to fully understand the present invention, and that various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. It is not.

또한, 이하의 실시예에서 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.In addition, in the following embodiments, the terms first, second, and the like are used for the purpose of distinguishing one element from another element, not the limitative meaning.

또한, 이하의 실시예에서 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.It is also to be understood that the term " comprising " or " including " in the following embodiments means that a feature or element described in the specification is present and does not preclude the possibility of one or more other features or components being added .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로우 사이드 구동 IC 고장진단 장치에 대한 회로도 이다.1 is a circuit diagram of a low-side drive IC failure diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 로우 사이드 구동 IC 고장 진단 장치는 전원회로(100) 및 로우 사이드 구동 IC(160)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a low-side driving IC fault diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention includes a power supply circuit 100 and a low-side driving IC 160.

전원회로(100)는 외부의 부하(110)와 연결되어 있으며, 배터리 전압(VBAT)을 공급 받아 부하(110)에 전원을 공급해 줄 수 있다. 부하(110)는 예컨대, 모터, 솔레노이드 등 로우 사이드 구동 IC(160)를 사용하는 다양한 차량용 엑츄에이터가 이에 해당될 수 있다. 이 경우, 전원회로(100)는 예컨대, 배터리 전압(VBAT)을 정류(Regulating)하고 부하 또는 로우 사이드 구동 IC(160)에서 사용될 수 있는 전압으로 DC/DC 컨버팅할 수 있다. The power supply circuit 100 is connected to an external load 110 and can supply power to the load 110 by receiving the battery voltage VBAT. The load 110 may correspond to various vehicle actuators using, for example, a low-side drive IC 160 such as a motor, a solenoid, or the like. In this case, the power supply circuit 100 may, for example, regulate the battery voltage VBAT and DC / DC convert the voltage to a voltage that can be used in the load or the low side driver IC 160.

한편, 로우 사이드 구동 IC(160)는 로우 사이드 구동부(140), 배터리 단락 감지부(150), 전류 감지부(146) 및 제어부(130)를 포함한다.The low side driver IC 160 includes a low side driver 140, a battery short circuit sensing part 150, a current sensing part 146, and a controller 130.

로우 사이드 구동부(140)는 전류 감지부(146) 및 고장 해제 감지부(150)와 연결되며 버퍼(143) 및 로우사이드 스위치(145)를 포함한다. 로우 사이드 구동부(140)는 제어부(130)의 구동 신호를 수신하여 부하(110)를 구동할 수 있다. 보다 상세하게는, 제어부(130)의 구동 신호는 버퍼(143)를 통하여 로우 사이드 스위치(145)를 턴-온/턴-오프 시킨다. 상기 구동 신호는 예컨대, PWM(Pulse Width Modulation) 신호일 수 있다. The low side driver 140 is connected to the current sensing unit 146 and the failure release sensing unit 150 and includes a buffer 143 and a low side switch 145. The low side driver 140 can drive the load 110 by receiving the driving signal of the controller 130. In more detail, the driving signal of the controller 130 turns on / off the low side switch 145 through the buffer 143. The driving signal may be, for example, a PWM (Pulse Width Modulation) signal.

로우 사이드 스위치(145)의 턴-온/턴-오프에 따라 부하(110)에 전류가 공급되고, 부하(110)가 동작하거나, 동작을 중지할 수 있다. 이 경우, 로우 사이드 스위치(145)는 예컨대, MOSFET(Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) 등으로 구현 가능하다. Current can be supplied to the load 110 according to the turn-on / turn-off of the low side switch 145, the load 110 can be operated, or the operation can be stopped. In this case, the low side switch 145 may be implemented by, for example, a metal-oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET).

전류 감지부(146)는 부하(110)에 흐르는 전류를 검출할 수 있다. 예컨대, 전류 감지부(146)는 션트 저항(148) 및 전류 신호 전달부(149)를 포함할 수 있다. 션트 저항(148)은 상술한 로우 사이드 스위치(145) 턴-온 시, 부하(110)와 직렬로 연결되므로 션트 저항(148)에 흐르는 전류는 부하(110)에 흐르는 전류와 동일하다. 이 때, 전류 신호 전달부(149)는 션트 저항(148)에 흐르는 전류를 측정하기 위하여 션트 저항(148)에 걸린 전압값을 수신하여 제어부(130)에 전달할 수 있다. The current sensing unit 146 can detect a current flowing in the load 110. [ For example, the current sensing portion 146 may include a shunt resistor 148 and a current signal transfer portion 149. [ The shunt resistor 148 is connected in series with the load 110 when the low side switch 145 is turned on so that the current flowing in the shunt resistor 148 is the same as the current flowing in the load 110. [ In this case, the current signal transfer unit 149 may receive the voltage value of the shunt resistor 148 and transmit the voltage value to the controller 130 to measure the current flowing through the shunt resistor 148.

보다 자세하게는, 전류 신호 전달부(149)는 예컨대, 비교기 일 수 있으며, 비교기일 경우 션트 저항(148)에 걸린 전압이 일정값 이상일 경우에 과전류 신호를 생성하여 제어부(130)에 전달할 수 있다. More specifically, the current signal transfer unit 149 may be, for example, a comparator. When the voltage applied to the shunt resistor 148 is a predetermined value or more, the overcurrent signal may be generated and transmitted to the controller 130.

또는 전류 신호 전달부(149)는 버퍼 또는 앰프회로 일 수 있으며, 이 경우, 션트 저항(148)에 걸린 전압을 제어부(130)의 입력 허용 범위 내의 전압으로 스케일링(Scaling)하여 제어부(130)에 전달할 수 있다. In this case, the voltage applied to the shunt resistor 148 is scaled to a voltage within an allowable range of the control unit 130, and the current signal is transmitted to the control unit 130 .

배터리 단락 감지부(150)는 부하와 로우 사이드 구동 IC(160) 사이에 배터리 단락 고장이 발생했는지, 배터리 단락 고장이 해제되었는지를 감지한다.The battery short detection unit 150 detects whether a battery short circuit failure occurs and a battery short circuit failure is released between the load and the low side driver IC 160.

이 때, 배터리 단락 감지부(150)는 예를 들어, 배터리 단락 신호 전달부(158), 배터리 단락 감지 전압 생성 저항(153) 및 풀다운 전류원(155)을 포함할 수 있다.In this case, the battery short detection unit 150 may include, for example, a battery short circuit signal transfer unit 158, a battery short detection voltage generation resistor 153, and a pull down current source 155.

배터리 단락 감지부의 배터리 단락 감지 전압 생성 저항(153)은 로우 사이드 구동 IC(160)의 출력핀(125), 로우 사이드 구동부(140) 및 풀다운 전류원(155)과 연결된다. The battery short detection voltage generating resistor 153 of the battery short detection unit is connected to the output pin 125 of the low side driver IC 160, the low side driver 140 and the pull down current source 155.

풀다운 전류원(155)은 예컨대, 수 uA 내지 수십 uA 정도의 미리 정해진 고정된 전류를 흐르게 하므로, 배터리 단락 감지 전압 생성 저항(153)에는 항상 일정한 크기의 전압이 걸리게 된다. 풀다운 전류원(155)의 전류를 작게 하면 할수록 불필요한 전류소모를 줄일 수 있다.Since the pull-down current source 155 flows a predetermined fixed current of, for example, several uA to several tens of uA, the voltage of the battery short detection voltage generating resistor 153 is always constant. As the current of the pulldown current source 155 is reduced, unnecessary current consumption can be reduced.

이 경우, 배터리 단락 감지 전압 생성 저항(153)에 연결된 배터리 단락 감지 노드(159)는 출력핀(125)의 전압에서 역전류 방지 다이오드(120) 및 배터리 단락 감지 전압 생성 저항(153)에서 발생하는 일정한 전압 강하를 뺀 만큼의 전위가 인가된다. 따라서, 출력핀(125)의 전압이 배터리 단락 또는 부하의 구동에 따라 변화하게 되면, 배터리 단락 감지 노드(159)의 전위도 동일한 변화량만큼 변화하게 된다.In this case, the battery short detection node 159 connected to the battery short detection voltage generation resistor 153 generates the short detection voltage 153 generated in the reverse current prevention diode 120 and the battery short detection voltage generation resistor 153 at the voltage of the output pin 125 A potential equal to that obtained by subtracting a constant voltage drop is applied. Therefore, when the voltage of the output pin 125 changes according to the battery short circuit or the driving of the load, the potential of the battery short detection node 159 changes by the same amount of change.

본 발명에 따른 배터리 단락 감지부(150)는 상술한 배터리 단락 감지 노드(159)의 전위를 감지하여 배터리 단락 고장의 발생여부, 배터리 단락 고장 상태가 유지되는지 여부 및 배터리 단락 고장 상태가 해제되었는지 여부를 판단할 수 있다. The battery short detection unit 150 according to the present invention senses the potential of the battery short detection node 159 to determine whether a battery short circuit fault occurs, whether a short circuit fault fault state is maintained, whether a battery short circuit fault state is released Can be determined.

이하에서는 배터리 단락 노드(159)의 전위값을 결정하는 방법 및 본 발명의 실시예에 따른 배터리 단락 감지부(150)의 동작을 상세히 설명한다.Hereinafter, the method of determining the potential value of the battery shorting node 159 and the operation of the battery short detection unit 150 according to the embodiment of the present invention will be described in detail.

정상 상태 즉, 배터리 단락 고장이 일어나지 않은 상태에서 배터리 단락 감지 노드(159)의 전위를 수식으로 표현하면 아래 수학식 1과 같다.In the steady state, that is, when the battery short circuit failure does not occur, the potential of the battery short circuit detecting node 159 can be expressed by Equation 1 below.

Figure 112016118688373-pat00001
Figure 112016118688373-pat00001

단, Vns는 정상 상태에서 배터리 단락 감지 노드(159)의 전위, VDD는 전원 회로(100)의 출력 전압, VLoad는 부하(110)에서의 전압 강하량, Vdiode는 역전류 방지 다이오드(120)의 전압 강하량, Rth는 배터리 단락 감지 전압 생성 저항(153)의 크기, 그리고, Isink는 풀다운 전류원(155)에서 고정적으로 흐르는 전류의 크기를 각각 나타낸다.However, V ns is the potential, VDD is the output voltage, V Load the voltage drop at the load (110), V diode prevents a reverse current diode (120 of the power supply circuit 100 of the battery short circuit sense node 159 is in a steady state R th is the magnitude of the battery short detection voltage generating resistor 153 and I sink is the magnitude of the current flowing fixedly in the pulldown current source 155, respectively.

즉, 정상상태에서는 배터리 단락 감지 노드(159)는 전원에서 공급되는 전압(VDD)에서 부하(110), 역전압 방지 다이오드(120) 및 배터리 단락 감지 전압 생성 저항(153)에서 발생하는 고정적인 전압 강하값을 제외한 값의 전위가 인가되게 된다. That is, in a normal state, the battery short detection node 159 detects a voltage (VDD) supplied from the power source, a fixed voltage generated in the load 110, the reverse voltage prevention diode 120 and the battery short detection voltage generating resistor 153 The potential of the value other than the falling value is applied.

부하(110)에 흐르는 전류는 로우 사이드 구동부(140)의 구동 여부에 따라 변화하게 되며 부하(110)에 흐르는 전류값이 0에 가까울 경우, 즉, 로우 사이드 스위치(145)가 턴 오프 된 경우에 부하(110)에 걸리는 전압이 최소가 되므로, 배터리 단락 감지 노드(159)에 최대 전위가 인가되게 된다.The current flowing in the load 110 changes depending on whether the low side driver 140 is driven or not. When the current flowing in the load 110 is close to zero, that is, when the low side switch 145 is turned off Since the voltage applied to the load 110 is minimized, the maximum potential is applied to the battery short detection node 159.

이러한 경우, 정상 상태에서 배터리 단락 감지 노드(159)의 최대 전위는 아래 수학식 2와 같다. 즉, 정상 상태에서는 아래 수학식 2의 VMAX 이하의 전위가 배터리 단락 감지 노드(159)에 인가되게 된다.In this case, the maximum potential of the battery short detection node 159 in a normal state is expressed by the following equation (2). That is, in the steady state, a potential equal to or lower than V MAX in Equation (2) is applied to the battery short detection node 159.

Figure 112016118688373-pat00002
Figure 112016118688373-pat00002

단, VMAX는 배터리 단락 감지 노드(159)의 최대 전위를 나타내며, 나머지 부호는 수학식 1의 부호와 동일하다. Here, V MAX represents the maximum potential of the battery short detection node 159, and the remaining codes are the same as those in Equation (1).

한편, 배터리 단락 고장(115)이 발생한 경우에는 로우 사이드 구동 회로(160)의 출력핀(125)에는 배터리 전압(VBAT)이 직접적으로 걸리게 되므로, 아래 수학식 3과 같은 전위가 배터리 단락 감지 노드(159)에 걸리게 된다. When the battery short circuit fault 115 occurs, the battery voltage VBAT is directly applied to the output pin 125 of the low side drive circuit 160. Therefore, 159).

Figure 112016118688373-pat00003
Figure 112016118688373-pat00003

여기서, VSCB는 배터리 단락 고장 시 배터리 단락 감지 노드(159)에 인가되는 전위를 의미하며, VBAT는 배터리 전압을 의미한다.Here, V SCB denotes a potential applied to the battery short detection node 159 in the event of a battery short circuit failure, and V BAT denotes a battery voltage.

한편, 배터리 단락 신호 전달부(158)는 예컨대, 기준 전압(156)과 배터리 단락 센싱 노드(159)의 전위를 비교하는 비교기일 수 있다. 이 경우, 기준 전압(156)은 아래 수학식 4와 같이 설정하는 것이 바람직하다.Meanwhile, the battery short circuit signal transmitter 158 may be, for example, a comparator that compares the potential of the reference voltage 156 and the battery short circuit sensing node 159 with each other. In this case, the reference voltage 156 is preferably set as shown in Equation (4) below.

Figure 112016118688373-pat00004
Figure 112016118688373-pat00004

여기서, Vth는 기준 전압(156)을 의미한다.Here, V th means the reference voltage 156.

즉, 기준 전압(156)은 배터리 단락 시의 배터리 단락 센싱 노드(159)의 전위와 정상 상태에서의 배터리 단락 센싱 노드(159)의 최대 전위 값 사이의 적절한 값으로 정해지게 된다.That is, the reference voltage 156 is set to an appropriate value between the potential of the battery shorting sensing node 159 at the time of battery shorting and the maximum potential of the battery shorting sensing node 159 at the steady state.

이러한 구성에서 배터리 단락 신호 전달부(158)는 배터리 단락 센싱 노드(159)의 전위가 기준 전압(156)을 초과하는지 여부에 따라서, 배터리 단락 신호를 제어부(130)에 인가할 수 있다. 예컨대, 배터리 단락 신호는 플래그 (Flag)를 포함할 수 있으며, 이 경우, 예를 들어, 배터리 단락 시 플래그 값은 "1" 이 되고, 배터리 단락 해제시 플래그 값은 "0" 이 되도록 구성할 수 있다. In this configuration, the battery short circuit signal transmitter 158 can apply the battery short circuit signal to the controller 130, depending on whether the potential of the battery short circuit sensing node 159 exceeds the reference voltage 156 or not. For example, the battery short circuit signal may include a flag. In this case, for example, the battery short circuit flag value may be set to "1" and the battery short circuit release flag may be set to "0" have.

한편, 본 실시예에서는 배터리 단락 신호 전달부(158)를 비교기로 구현하였으나, 예를 들어, 배터리 단락 신호 전달부(158)는 버퍼 또는 앰프 회로로 구현하고, 배터리 단락 센싱 노드(159)의 전위를 제어부(130) 입력 가능 범위의 전압으로 스케일링하여 전달한 후, 제어부(130)에서 배터리 단락 상태를 판단하도록 구현하는 것도 가능하다. For example, the battery short-circuit signal transmitter 158 may be implemented as a buffer or an amplifier circuit, and the battery short-circuit signal transmitter 158 may be implemented as a battery short- The controller 130 scales the voltage to a voltage within a range in which the controller 130 can be input and transmits the scaled voltage to the controller 130,

한편, 제어부(130)는 로우 사이드 구동부(140)에 구동 신호를 인가하여 부하(110)의 구동을 제어할 수 있으며, 특히, 배터리 단락 감지부(150) 및 전류 감지부(146)로부터 수신하는 신호에 기초하여 부하(110)의 구동을 중지하거나, 다시 재개하도록 제어하는 것이 가능하다. 제어부(130)의 상세 구성 및 동작에 대해서는 도 2를 참조하여 설명한다.The control unit 130 may control the driving of the load 110 by applying a driving signal to the low side driver 140. The controller 130 may control the operation of the load 110 by receiving a signal from the battery short detection unit 150 and the current detection unit 146 It is possible to stop or restart the driving of the load 110 based on the signal. The detailed configuration and operation of the control unit 130 will be described with reference to FIG.

도 2를 참조하면, 제어부(130)는 예컨대 구동 신호 생성모듈(132), 구동 제어 모듈(134), 과전류 판단모듈(138) 및 배터리 단락 판단모듈(136)을 포함할 수 있다. 여기서 각 모듈은 로직 회로로 구현된 하드웨어 또는 마이크로프로세서에서 구동되는 소프트웨어 모듈로 구현 가능하며, 당업자는 목적에 따라 각 모듈을 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현 가능하다.2, the controller 130 may include a drive signal generation module 132, a drive control module 134, an overcurrent determination module 138, and a battery shortage determination module 136, for example. Here, each module may be implemented by hardware implemented as a logic circuit or software module driven by a microprocessor, and those skilled in the art can implement each module as hardware or software depending on the purpose.

또한, 본 실시예에서는 제어부(130)가 로우 사이드 구동 IC 내부의 컨트롤 로직 등으로 구현되는 것을 예로서 설명하였으나, 제어부(130)는 로우 사이드 구동 IC 외부에도 예컨대, 마이크로컨트롤러 유닛(MCU) 등의 마이크로프로세서 형태로 구현할 수도 있다.Although the control unit 130 is implemented as a control logic in the low side drive IC, the control unit 130 may be connected to the outside of the low side drive IC, for example, a microcontroller unit It can also be implemented in the form of a microprocessor.

구동 신호 생성 모듈(132)은 구동 제어 모듈(134)의 제어하에 구동 신호, 예컨대, PWM 신호를 생성하고, 로우 사이드 구동부(140)에 제공할 수 있다. The drive signal generation module 132 generates a drive signal, for example, a PWM signal under the control of the drive control module 134, and provides the generated drive signal to the low side driver 140.

한편, 구동 제어 모듈(136)은 배터리 단락 판단 신호, 과전류 판단 신호 및 외부 센서에서 센싱된 정보에 기초하여 구동 신호 생성을 제어할 수 있다. 예를 들어, 구동 제어 모듈(136)은 과전류 판단 모듈(138)가 부하(110)에 과전류가 흐르는 것을 나타내는 과전류 판단 신호를 전송하면, 이에 기초하여 부하(110)의 구동을 중단하거나, 또는 부하(110)에 흐르는 전류가 감소하도록 구동 신호 생성 모듈(132)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 과전류가 부하에 흐르는 경우, 구동 제어 모듈(134)는 구동 신호가 PWM 신호인 경우에 듀티비(Duty Ratio)를 낮추거나, 듀티비가 0이되도록 구동 신호 생성 모듈을 제어할 수 있다.On the other hand, the drive control module 136 can control the generation of the drive signal based on the battery short detection signal, the over current determination signal, and the information sensed by the external sensor. For example, when the overcurrent determination module 138 transmits an overcurrent determination signal indicating that an overcurrent flows to the load 110, the drive control module 136 stops the drive of the load 110 based on the overcurrent determination signal, The driving signal generating module 132 may be controlled such that the current flowing in the driving signal generating module 110 decreases. For example, when the overcurrent flows in the load, the drive control module 134 may control the drive signal generation module such that the duty ratio is reduced or the duty ratio is 0 when the drive signal is the PWM signal .

과전류 판단 모듈(138)은 도 1의 전류 신호 전달부(149)로부터 신호를 수힌하여 부하(110)에 과전류가 흐르는지 여부를 판단할 수 있다. 예컨대, 전류 신호 전달부(149)가 비교기 인 경우, 비교기로부터 예를 들어 "1" 신호가 인가되는 경우 과전류로 판단하여, 구동 제어 모듈(138)에 과전류가 흐르고 있다는 것을 나타내는 신호를 출력할 수 있다. The overcurrent determination module 138 can determine whether an overcurrent flows in the load 110 by receiving a signal from the current signal transfer unit 149 of FIG. For example, when the current signal transfer unit 149 is a comparator, it may determine that the overcurrent is present when a signal of "1" is applied from the comparator and output a signal indicating that an overcurrent flows to the drive control module 138 have.

또는 전류 신호 전달부(149)가 버퍼 또는 앰프 회로인 경우, 과전류 판단모듈(138)은 아날로그-디지털 변환기를 통하여 전류값을 디지털로 변형하여 구동 신호 제어부(134)에 공급할 수도 있다. Or the current signal transfer unit 149 is a buffer or an amplifier circuit, the overcurrent determination module 138 may convert the current value to digital through the analog-to-digital converter and supply it to the drive signal controller 134.

단, 과전류 판단 모듈(138) 없이, 전류 신호 전달부(149)로부터 구동 제어 모듈(134)로 바로 과전류 신호를 전달하도록 구성하는 것도 가능하다.However, it is also possible to transmit the overcurrent signal directly from the current signal transfer unit 149 to the drive control module 134 without the overcurrent determination module 138.

한편, 배터리 단락 판단 모듈(136)은 도 1의 배터리 단락 감지부(150)의 배터리 단락 신호 전달부(158)로부터 배터리 단락 신호를 전달 받아, 부하(110)와 로우 사이드 구동 IC(160) 사이에 배터리 단락이 발생하였는지 여부를 판단할 수 있다. 또한, 배터리 단락이 발생한 후에 배터리 단락 상태가 유지되고 있는지 여부도 판단할 수 있다. The battery short circuit determining module 136 receives the battery short signal from the battery short circuit signal transmitter 158 of the battery short circuit detector 150 of FIG. It is possible to determine whether a battery short circuit has occurred. It is also possible to determine whether or not the battery is short-circuited after the battery is short-circuited.

예컨대, 배터리 단락 감지부(150)에서 배터리 단락 정보 플래그가 "1" 신호를 전달 받은 경우에는, 구동 제어 모듈(138)에 배터리 단락 상태가 유지되고 있다는 것을 나타내는 신호를 출력 할 수 있다. For example, when the battery short detection flag 150 receives the signal "1" in the battery short detection unit 150, the drive control module 138 may output a signal indicating that the battery short status is maintained.

또는 배터리 단락 신호 전달부(158)가 버퍼 또는 앰프 회로인 경우, 배터리 단락 판단 모듈(136)은 아날로그-디지털 변환기를 통하여 수신한 배터리 단락 센싱 노드의 전위값을 디지털로 변형하여 구동 신호 제어부(134)에 공급할 수도 있다. The battery shortage determination module 136 digitally converts the potential value of the battery shorting sensing node received through the analog-to-digital converter and outputs the digital signal to the driving signal controller 134 .

단, 배터리 단락 판단 모듈(136) 없이, 배터리 단락 신호 전달부(158)로부터 구동 제어 모듈(134)로 바로 배터리 단락 신호를 전달하도록 구성하는 것도 가능하다.However, it is also possible to transmit the battery short circuit signal directly from the battery short circuit signal transfer unit 158 to the drive control module 134 without the battery short circuit determination module 136. [

또는 구동 제어 모듈(134)은 외부 센서로부터 센싱된 정보에 기초하여 구동 신호 생성 모듈(132)을 제어할 수도 있다. 예컨대, 외부 속도 센서에서 제공하는 정보에 기초하여, 일정 속도 이하로 모터(부하)를 구동하도록 구동 신호 생성 모듈(132)을 제어하는 것도 가능하다. Or the drive control module 134 may control the drive signal generation module 132 based on the information sensed by the external sensor. For example, based on the information provided by the external speed sensor, it is also possible to control the drive signal generation module 132 to drive the motor (load) at a constant speed or less.

한편, 배터리 단락 신호 전달부(158)로부터 배터리 단락이 해제되었음을 나타내는 신호를 수신하는 경우, 예컨대, 배터리 단락 플래그 "0" 을 포함하는 신호를 수신하였을 경우에, 배터리 단락 판단 모듈(136)은 배터리 단락 해제신호를 상술한 구동 제어 모듈(134)에 출력하여 다시 부하를 구동할 수 있도록 구동 신호 생성 모듈(132)을 제어할 수도 있다. On the other hand, when receiving a signal indicating that the battery short circuit has been released from the battery short circuit signal transmitter 158, for example, when receiving a signal including the battery short circuit flag "0 & A short circuit release signal may be output to the drive control module 134 to control the drive signal generation module 132 to drive the load again.

도 3을 참조하면, 종래기술은 배터리 단락 해제를 검출하기 위해, 로우 사이드 구동 스위치(145)를 주기적으로 턴 온(Turn-on)시켜 전류 감지부(146)에 흐르는 전류량에 따라 달라지는 전압을 검출하여 전압값이 일정 값보다 낮아진 경우에만 배터리 단락 해제를 검출하였다.Referring to FIG. 3, in order to detect a battery short circuit release, the prior art periodically turns on the low side drive switch 145 to detect a voltage that varies depending on the amount of current flowing through the current sensing part 146 And the battery short circuit release is detected only when the voltage value becomes lower than a predetermined value.

하지만 이는 로우 사이드 구동 IC(160)에 과전류를 유입되게 만들 수 있으며, 일정 주기마다 과전류가 유입될 경우, 반도체에 과전류가 유입되어 온도가 상승할 수 있고, 이로 인해 수명 및 신뢰성이 낮아질 수 있었다.However, this can cause an overcurrent to flow into the low-side driver IC 160. When an overcurrent flows into the low-side driver IC 160 at a predetermined period, an overcurrent flows into the semiconductor, thereby raising the temperature. As a result, lifetime and reliability can be lowered.

그러나, 본 발명에 따르면, 로우 사이드 구동 IC(160)의 배터리 단락 해제를 검출할 경우, 배터리 단락 해제를 검출하기 위한 신호를 생성하여 배터리 단락을 진단하므로, 전류를 적게 소모하여 회로를 구동시킬 수 있으며, 과전류가 유입되지 않기 때문에 반도체의 온도를 유지하여 신뢰성 등에 악영향을 끼치지 않게 할 수 있다. However, according to the present invention, when the battery short circuit release of the low side driver IC 160 is detected, a signal for detecting the battery short circuit release is generated to diagnose a short circuit of the battery, so that the circuit can be driven Since the overcurrent does not flow, the temperature of the semiconductor can be maintained, and reliability and the like can be prevented from being adversely affected.

한편, 본 발명의 상세한 설명 및 첨부도면에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명은 개시된 실시예에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다. 따라서, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들을 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and similarities. Accordingly, the scope of the present invention should be construed as being limited to the embodiments described, and it is intended that the scope of the present invention encompasses not only the following claims, but also equivalents thereto.

100: 전원회로
110: 부하
130: 제어부
140: 로우 사이드 구동부
150: 배터리 단락 감지부
158: 배터리 단락 신호 전달부100: power supply circuit
110: Load
130:
140: Low side driver
150: Battery short detection unit
158: Battery short circuit signal transmission part

Claims (11)

로우 사이드 구동 IC 및 부하에 전원을 공급하는 전원회로; 및
상기 부하를 구동 시키는 로우 사이드 구동부, 상기 부하에 흐르는 전류를 감지하는 전류 감지부, 배터리 단락 감지부, 및 상기 로우 사이드 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 로우 사이드 구동 IC를 포함하며,
상기 배터리 단락 감지부는 상기 로우 사이드 구동 IC와 상기 부하 사이의 배터리 단락 발생 및 배터리 단락 해제 여부를 감지하며,
상기 배터리 단락 감지부는, 상기 로우 사이드 구동부의 출력단에 연결된 배터리 단락 감지 전압 생성 저항, 풀다운 전류원 및 상기 배터리 단락 감지 전압 생성 저항에 연결된 배터리 단락 신호 전달부를 포함하며,
상기 풀다운 전류원은 상기 배터리 단락 감지 전압 생성 저항에 동일한 크기의 전압을 공급하도록 조절하는,
로우 사이드 구동 IC 고장 진단 장치.
A power supply circuit for supplying power to the low-side drive IC and the load; And
A low side driver IC including a low side driver for driving the load, a current sensing unit for sensing a current flowing in the load, a battery short detection unit, and a controller for controlling the low side driver,
The battery short detection unit detects whether a battery short circuit between the low side driver IC and the load and a battery short circuit are released.
The battery short detection unit includes a battery short detection voltage generation resistor connected to an output terminal of the low side driver, a pull down current source, and a battery short signal delivery unit connected to the battery short detection voltage generation resistor,
And the pull-down current source adjusts the voltage to be supplied to the battery short-
Low-side drive IC fault diagnosis device.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 배터리 단락 감지부는 상기 배터리 단락 감지 전압 생성 저항과 상기 배터리 단락 신호 전달부 사이의 배터리 단락 센싱 노드의 전위에 기초하여 상기 배터리 단락 발생 및 상기 배터리 단락 해제 여부를 나타내는 신호를 생성하여 상기 제어부에 출력하는,
로우 사이드 구동 IC 고장 진단 장치.
The method according to claim 1,
The battery short detection unit generates a signal indicating whether the battery short circuit and the battery short circuit are released based on the potential of the battery short circuit sensing node between the battery short circuit detecting voltage generating resistor and the battery short circuit signal transmitting unit, doing,
Low-side drive IC fault diagnosis device.
제 3 항에 있어서,
상기 배터리 단락 신호 전달부는 상기 배터리 단락 센싱 노드의 전위와 기준 전압을 비교하는 비교기를 포함하는,
로우 사이드 구동 IC 고장 진단 장치.
The method of claim 3,
Wherein the battery short circuit signal transmitter includes a comparator for comparing a potential of the battery short circuit sensing node with a reference voltage,
Low-side drive IC fault diagnosis device.
제 4 항에 있어서,
상기 기준 전압은, 배터리 단락 시의 상기 배터리 단락 센싱 노드의 전위와 정상 상태에서의 배터리 단락 센싱 노드의 최대 전위 값 사이인,
로우 사이드 구동 IC 고장 진단 장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the reference voltage is between a potential of the battery shorting sensing node at the time of battery shorting and a maximum potential value of the battery shorting sensing node at a steady state,
Low-side drive IC fault diagnosis device.
제 1 항에 있어서,
상기 풀다운 전류원은 미리 정해진 고정된 전류값의 전류가 흐르도록 구성되는,
로우 사이드 구동 IC 고장 진단 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the pulldown current source is configured to flow a current having a predetermined fixed current value,
Low-side drive IC fault diagnosis device.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 로우 사이드 구동부에 제공되는 구동 신호를 생성하는 구동 신호 생성 모듈, 상기 구동 신호 생성 모듈을 제어하는 구동 제어 모듈, 상기 전류 감지부로부터 과전류 신호를 수신하는 과전류 판단 모듈 및 상기 배터리 단락 감지부로부터 배터리 단락 신호를 수신하는 배터리 단락 판단 모듈을 포함하는,
로우 사이드 구동 IC 고장 진단 장치.
The method according to claim 1,
The control unit includes a drive signal generation module for generating a drive signal provided to the low side drive unit, a drive control module for controlling the drive signal generation module, an overcurrent determination module for receiving an overcurrent signal from the current detection unit, And a battery short detection module for receiving a battery short detection signal from the battery short detection module.
Low-side drive IC fault diagnosis device.
제 7 항에 있어서,
상기 배터리 단락 신호는 상기 배터리 단락 발생의 경우 "1", 상기 배터리 단락 해제의 경우 "0"인 플래그를 포함하는,
로우 사이드 구동 IC 고장 진단 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the battery short-circuit signal includes a flag that is "1" in the case of battery short-circuit occurrence and "0 &
Low-side drive IC fault diagnosis device.
제 7 항에 있어서,
상기 구동 제어 모듈은 상기 배터리 단락 발생의 경우에 상기 부하에 흐르는 전류를 감소시키거나 상기 부하에 흐르는 전류를 차단하도록 상기 구동 신호 생성 모듈을 제어하는,
로우 사이드 구동 IC 고장 진단 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the drive control module controls the drive signal generation module to reduce a current flowing in the load or to block a current flowing in the load in the event of battery shortage,
Low-side drive IC fault diagnosis device.
제 7 항에 있어서,
상기 구동 제어 모듈은 상기 배터리 단락 해제의 경우에 상기 부하에 흐르는 전류를 증가시키거나 차단된 상기 부하에 흐르는 전류를 흐르도록 상기 구동 신호 생성 모듈을 제어하는,
로우 사이드 구동 IC 고장 진단 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the drive control module controls the drive signal generation module to increase a current flowing to the load or to flow a current flowing in the load when the battery is short-
Low-side drive IC fault diagnosis device.
제 7 항에 있어서,
상기 구동 신호는 PWM 신호이며,
상기 구동 제어 모듈은 상기 배터리 단락 해제의 경우에 상기 PWM 신호의 듀티비를 감소시키고, 상기 배터리 단락 발생의 경우에 상기 PWM 신호의 듀티비를 증가시키도록 상기 구동 신호 생성 모듈을 제어하는,
로우 사이드 구동 IC 고장 진단 장치.
8. The method of claim 7,
The drive signal is a PWM signal,
Wherein the drive control module controls the drive signal generation module to decrease the duty ratio of the PWM signal when the battery is short-circuited and increase the duty ratio of the PWM signal in the event of battery shortage,
Low-side drive IC fault diagnosis device.
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