KR102073851B1 - Dc-dc 전압 컨버터의 진단 시스템 - Google Patents

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Abstract

고전압 스위치, 저전압 스위치 및 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로를 구비하는 DC-DC 전압 컨버터의 진단 시스템이 제공된다. 상기 진단 시스템은 제1 3상 버퍼 IC, 제2 3상 버퍼 IC 및 마이크로컨트롤러를 포함한다. 상기 제1 3상 버퍼 IC는 상기 하이 사이드 FET IC 내의 제1 복수의 FET 스위치 및 상기 로우 사이드 FET IC 내의 제2 복수의 FET 스위치가 개방 동작 상태로 전환되었음을 나타내는 제1 셧다운 지표 전압을 상기 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로로부터 수신한다. 상기 제1 3상 버퍼 IC는 상기 제1 복수의 FET 스위치 및 상기 제2 복수의 FET 스위치가 상기 개방 동작 상태로 전환되었음을 나타내는 제2 셧다운 지표 전압을 상기 마이크로컨트롤러에 출력한다.

Description

DC-DC 전압 컨버터의 진단 시스템
본 발명은 DC-DC 전압 컨버터의 진단 시스템에 관한 것이다.
본 출원은 2016년 11월 25일자로 출원된 미국가출원번호 제62/426,401호 및 2017년 11월 10일자로 출원된 미국정규출원번호 제15/808,967호를 우선권 주장하며, 그에 대한 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
DC-DC 전압 컨버터는 입력 전압을 수신하고, 수신된 입력 전압과는 다른 레벨을 가지는 출력 전압을 생성하는 장치로서, 일반적으로 적어도 하나의 스위치를 포함한다. 상기 DC-DC 전압 컨버터는 벅 동작 모드, 부스트 동작 모드 등 간에 모드 전환을 통해 다양한 모드로 동작될 수 있다.
이러한, DC-DC 전압 컨버터를 진단하는데 있어서, 종래에는 단일 진단용 집적 회로를 이용하여 DC-DC 전압 컨버터 내의 복수의 FET 스위치가 단락되었는지 여부를 진단한다. 하지만, 종래의 단일 진단용 집적 회로를 이용하여 DC-DC 전압 컨버터를 진단하는 경우, 해당 진단용 집적 회로가 동작하지 않으면 DC-DC 전압 컨버터 내의 모든 복수의 FET 스위치에 대해 단락 여부를 진단하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명의 발명자는 한 쌍의 3상 버퍼 IC를 이용하여 DC-DC 전압 컨버터 내의 스위치들과 집적 회로들을 독립적으로 제어하고 DC-DC 전압 컨버터로부터 진단 신호들을 수신하는 개선된 DC-DC 전압 컨버터의 진단 시스템의 필요성을 인식하였다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다양한 실시예는 다음과 같다.
본 발명의 일 실시예에 따른 DC-DC 전압 컨버터의 진단 시스템이 제공된다.
상기 진단 시스템은 고전압 스위치, 저전압 스위치 및 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로를 구비한다.
상기 고전압 스위치는 제1 전기 노드 및 제2 전기 노드 사이에 전기적으로 연결된다.
상기 저전압 스위치는 제3 전기 노드 및 제4 전기 노드 사이에 전기적으로 연결된다.
상기 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로는 상기 제2 전기 노드 및 상기 제3 전기 노드 사이에 전기적으로 연결된다.
상기 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로는 내부에 제1 복수의 FET 스위치를 구비하는 하이 사이드 FET IC 및 내부에 제2 복수의 FET 스위치를 구비하는 로우 사이드 FET IC를 구비한다.
상기 제1 복수의 FET 스위치의 FET 스위치 각각은 상기 제2 복수의 FET 스위치의 FET 스위치 각각과 전기적으로 연결된다.
상기 제어 시스템은 제1 핀 및 제2 핀을 구비하는 제1 3상 버퍼 IC, 제1 핀 및 제2 핀을 구비하는 제2 3상 버퍼 IC 및 상기 제1 3상 버퍼 IC 및 상기 제2 3상 버퍼 IC와 전기적으로 연결되는 마이크로컨트롤러를 포함한다.
상기 제1 3상 버퍼 IC는 상기 하이 사이드 FET IC 내의 상기 제1 복수의 FET 스위치 및 상기 로우 사이드 FET IC 내의 상기 제2 복수의 FET 스위치가 개방 동작 상태로 전환되었음을 나타내는 제1 셧다운 지표 전압을 상기 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로로부터 상기 제1 핀에 수신하고, 상기 제1 셧다운 지표 전압의 수신에 응답하여 상기 마이크로컨트롤러에 의해 수신되며 상기 하이 사이드 FET IC 내의 상기 제1 복수의 FET 스위치 및 상기 로우 사이드 FET IC 내의 상기 제2 복수의 FET 스위치가 상기 개방 동작 상태로 전환되었음을 나타내는 제2 셧다운 지표 전압을 상기 제2 핀에서 출력한다.
상기 제2 3상 버퍼 IC는 상기 하이 사이드 FET IC 내의 상기 제1 복수의 FET 스위치 및 상기 로우 사이드 FET IC 내의 상기 제2 복수의 FET 스위치가 상기 개방 동작 상태로 전환되었음을 나타내는 제3 셧다운 지표 전압을 상기 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로로부터 상기 제1 핀에 수신하고, 상기 제3 셧다운 지표 전압의 수신에 응답하여 상기 마이크로컨트롤러에 의해 수신되며 상기 하이 사이드 FET IC 내의 상기 제1 복수의 FET 스위치 및 상기 로우 사이드 FET IC 내의 상기 제2 복수의 FET 스위치가 상기 개방 동작 상태로 전환되었음을 나타내는 제4 셧다운 지표 전압을 상기 제2 핀에서 출력한다.
상기 마이크로컨트롤러는 상기 제2 셧다운 지표 전압 및 상기 제4 셧다운 지표 전압 중 하나 이상의 수신에 응답하여 상기 하이 사이드 FET IC 내의 상기 제1 복수의 FET 스위치 및 상기 로우 사이드 FET IC 내의 상기 제2 복수의 FET 스위치가 상기 개방 동작 상태로 전환되었음을 나타내는 셧다운 지표 플래그를 메모리 장치에 저장한다.
상기 제4 셧다운 지표 전압은 상기 제2 셧다운 지표 전압 보다 크다.
상기 제1 3상 버퍼 IC는 제3 핀 및 제4 핀을 더 구비한다.
상기 제2 3상 버퍼 IC는 제3 핀 및 제4 핀을 더 구비한다.
상기 마이크로컨트롤러는 상기 제1 3상 버퍼 IC의 상기 제3 핀에 수신되어 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 상기 저전압 스위치가 상기 개방 동작 상태로 전환되도록 명령하는 상기 제1 제어 전압을 발생시킨다.
상기 제1 3상 버퍼 IC는 상기 제1 제어 전압의 수신에 응답하여 상기 저전압 스위치에 의해 수신되며 상기 저전압 스위치가 상기 개방 동작 상태로 전환되도록 유도하는 제2 제어 전압을 상기 제4 핀에서 출력한다.
상기 마이크로컨트롤러는 상기 제2 3상 버퍼 IC의 상기 제3 핀에 수신되어 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 상기 고전압 스위치가 상기 개방 동작 상태로 전환되도록 명령하는 상기 제3 제어 전압을 발생시킨다.
상기 제2 3상 버퍼 IC는 상기 제3 제어 전압의 수신에 응답하여 상기 고전압 스위치에 의해 수신되며 상기 고전압 스위치가 상기 개방 동작 상태로 전환되도록 유도하는 제4 제어 전압을 상기 제4 핀에서 출력한다.
상기 제4 제어 전압은 상기 제2 제어 전압 보다 크다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 DC-DC 전압 컨버터의 진단 시스템이 제공된다.
상기 진단 시스템은 고전압 스위치, 저전압 스위치 및 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로를 구비한다.
상기 고전압 스위치는 제1 전기 노드 및 제2 전기 노드 사이에 전기적으로 연결된다.
상기 저전압 스위치는 제3 전기 노드 및 제4 전기 노드 사이에 전기적으로 연결된다.
상기 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로는 상기 제2 전기 노드 및 상기 제3 전기 노드 사이에 전기적으로 연결된다.
상기 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로는 내부에 제1 복수의 FET 스위치를 구비하는 하이 사이드 FET IC 및 내부에 제2 복수의 FET 스위치를 구비하는 로우 사이드 FET IC를 구비한다.
상기 제1 복수의 FET 스위치의 FET 스위치 각각은 상기 제2 복수의 FET 스위치의 FET 스위치 각각과 전기적으로 연결된다.
상기 제어 시스템은 제1 핀 및 제2 핀을 구비하는 제1 3상 버퍼 IC, 제1 핀 및 제2 핀을 구비하는 제2 3상 버퍼 IC 및 상기 제1 3상 버퍼 IC 및 상기 제2 3상 버퍼 IC와 전기적으로 연결되는 마이크로컨트롤러를 포함한다.
상기 제1 3상 버퍼 IC는 상기 하이 사이드 FET IC 내의 상기 제1 복수의 FET 스위치 및 상기 로우 사이드 FET IC 내의 상기 제2 복수의 FET 스위치 중 어느 하나의 제1 FET 스위치가 단락 회로 조건임을 나타내는 제1 전기 단락 회로 지표 전압을 상기 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로로부터 상기 제1 핀에 수신하고, 상기 제1 전기 단락 회로 지표 전압의 수신에 응답하여 상기 마이크로컨트롤러에 의해 수신되며 상기 하이 사이드 FET IC 내의 상기 제1 복수의 FET 스위치 및 상기 로우 사이드 FET IC 내의 상기 제2 복수의 FET 스위치 중 어느 하나의 상기 제1 FET 스위치가 상기 단락 회로 조건임을 나타내는 제2 전기 단락 회로 지표 전압을 상기 제2 핀에서 출력한다.
상기 제2 3상 버퍼 IC는 상기 하이 사이드 FET IC 내의 상기 제1 복수의 FET 스위치 및 상기 로우 사이드 FET IC 내의 상기 제2 복수의 FET 스위치 중 어느 하나의 상기 제1 FET 스위치가 상기 단락 회로 조건임을 나타내는 제3 전기 단락 회로 지표 전압을 상기 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로로부터 상기 제1 핀에 수신하고, 상기 제3 전기 단락 회로 지표 전압의 수신에 응답하여 상기 마이크로컨트롤러에 의해 수신되며 상기 하이 사이드 FET IC 내의 상기 제1 복수의 FET 스위치 및 상기 로우 사이드 FET IC 내의 상기 제2 복수의 FET 스위치 중 어느 하나의 상기 제1 FET 스위치가 상기 단락 회로 조건임을 나타내는 제4 전기 단락 회로 지표 전압을 상기 제2 핀에서 출력한다.
상기 마이크로컨트롤러는 상기 제2 전기 단락 회로 지표 전압 및 상기 제4 전기 단락 회로 지표 전압 중 하나 이상의 수신에 응답하여 상기 하이 사이드 FET IC 내의 상기 제1 복수의 FET 스위치 및 상기 로우 사이드 FET IC 내의 상기 제2 복수의 FET 스위치 중 어느 하나의 상기 제1 FET 스위치가 상기 단락 회로 조건임을 나타내는 전기 단락 회로 지표 플래그를 메모리 장치에 저장한다.
상기 제4 전기 단락 회로 지표 전압은 상기 제2 전기 단락 회로 지표 전압 보다 크다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 DC-DC 전압 컨버터의 진단 시스템이 제공된다.
상기 진단 시스템은 고전압 스위치, 저전압 스위치, 부스트 모드 IC 및 벅 모드 IC를 구비한다.
상기 고전압 스위치는 제1 전기 노드 및 제2 전기 노드 사이에 전기적으로 연결된다.
상기 저전압 스위치는 제3 전기 노드 및 제4 전기 노드 사이에 전기적으로 연결된다.
상기 부스트 모드 IC는 상기 제2 전기 노드 및 상기 제3 전기 노드 사이에 전기적으로 연결된다.
상기 벅 모드 IC는 상기 제2 전기 노드 및 상기 제3 전기 노드 사이에 전기적으로 연결된다.
상기 제어 시스템은 제1 핀 및 제2 핀을 구비하는 제1 3상 버퍼 IC, 제1 핀 및 제2 핀을 구비하는 제2 3상 버퍼 IC 및 상기 제1 3상 버퍼 IC 및 상기 제2 3상 버퍼 IC와 전기적으로 연결되는 마이크로컨트롤러를 포함한다.
상기 마이크로컨트롤러는 상기 제1 3상 버퍼 IC의 상기 제1 핀에 수신되어 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 상기 부스트 모드 IC가 활성화되도록 명령하는 상기 제1 제어 전압을 발생시킨다.
상기 제1 3상 버퍼 IC는 상기 제1 제어 전압의 수신에 응답하여 상기 부스트 모드 IC에 의해 수신되며 상기 벅 모드 IC가 비활성화된 제1 시간에 상기 부스트 모드 IC가 활성화되도록 유도하는 제2 제어 전압을 상기 제2 핀에서 출력한다.
상기 마이크로컨트롤러는 상기 제2 3상 버퍼 IC의 상기 제1 핀에 수신되어 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 상기 벅 모드 IC가 활성화되도록 명령하는 상기 제3 제어 전압을 발생시킨다.
상기 제2 3상 버퍼 IC는 상기 제3 제어 전압의 수신에 응답하여 상기 벅 모드 IC에 의해 수신되며 상기 부스트 모드 IC가 비활성화된 제2 시간에 상기 벅 모드 IC가 활성화되도록 유도하는 제4 제어 전압을 상기 제2 핀에서 출력한다.
상기 제4 제어 전압은 상기 제2 제어 전압 보다 크다.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 따르면, DC-DC 전압 컨버터의 진단 시스템은 한 쌍의 3상 버퍼 IC를 이용하여 DC-DC 전압 컨버터 내의 스위치들과 집적 회로들을 독립적으로 제어하고 DC-DC 전압 컨버터로부터 진단 신호들을 수신함으로써, 한 쌍의 3상 버퍼 IC 중 하나의 3상 버퍼 IC가 동작하지 않더라도 안정적으로 DC-DC 전압 컨버터를 진단할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 DC-DC 전압 컨버터의 진단 시스템을 포함하는 차량의 회로도이다.
도 2는 도 1의 DC-DC- 전압 컨버터에서 이용되는 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로의 일부의 회로도이다.
도 3 및 도 4는 도 1의 본 발명의 다른 실시예에 따른 진단 시스템에 의해 수행되는 제1 진단 방법의 순서도이다.
도 5 및 도 6은 도 1의 본 발명의 다른 실시예에 따른 진단 시스템에 의해 수행되는 제2 진단 방법의 순서도이다.
도 7은 도 1의 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 진단 시스템에 의해 수행되는 제3 진단 방법의 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판정되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 <제어 유닛>과 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
도 1을 참조하면, 차량(10)이 제공된다. 차량(10)은 배터리(40), 접촉기(42), 3상 커패시터 뱅크(48), 배터리 스타터 제너레이터 유닛(starter generator unit, 50), DC-DC 전압 컨버터(54), 배터리(56), 진단 시스템(58), 및 전기 라인(64, 65, 68, 70, 72, 74)을 포함한다.
진단 시스템(58)의 장점은 진단 시스템(58)이 한 쌍의 3상 버퍼 IC를 이용하여 DC-DC 전압 컨버터(54) 내의 스위치들과 직접 회로들을 독립적으로 제어하는 것이다.
이해를 돕기 위하여, 본 명세서 내에서 사용되는 용어를 설명하도록한다.
"노드"라는 용어 또는 "전기 노드"라는 용어는 전기 회로의 일 영역이거나 위치일 수 있다.
"신호"라는 용어는 전압, 전류 또는 이진 값을 의미할 수 있다.
"IC"라는 용어는 집적 회로를 의미할 수 있다.
"FET"라는 용어는 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor)를 의미할 수 있다.
"FET 스위치"라는 용어는 본 명세서 내의 복수의 FET를 의미할 수 있다.
"부스트 동작 모드"라는 용어는 DC-DC 전압 컨버터(54)가 3상 커패시터 뱅크(48)에 전압을 인가하는 DC-DC 전압 컨버터(54)의 동작 모드를 의미할 수 있다. 일 실시예에서, DC-DC 전압 컨버터(54)가 부스트 동작 모드일 때, 접촉기(42)는 개방 동작 상태이고, 고전압 스위치(200)는 폐쇄 동작 상태이고, 프리차지 고전압 스위치(202)는 폐쇄 동작 상태이고, FET 스위치(506, 606)는 요청에 따라 스위치되고, 저전압 스위치(270)는 폐쇄 동작 상태이고, 프리차지 저전압 스위치(272)는 폐쇄 동작 상태이다.
"하이 논리 레벨"라는 용어는 이진수 "1"과 관련된 전압 레벨에 대응되고, "로우 논리 레벨"라는 용어는 이진수 "0"과 관련된 전압 레벨에 대응된다.
"3상 버퍼 IC"라는 용어는 각 핀에 3상 중 어느 하나를 가질 수 있는 버퍼 IC를 의미할 수 있다. 3상 버퍼 IC는 제1 전압 범위 내의 입력 신호를 수신하면, 로우 논리 레벨에 대응되는 신호를 출력한다. 또한, 3상 버퍼 IC는 제2 전압 범위 내의 입력 신호를 수신하면, 하이 논리 레벨에 대응되는 신호를 출력한다. 또한, 3상 버퍼 IC는 제2 전압 범위와 제1 전압 범위 사이의 제3 전압 범위 내의 입력 신호를 수신하면, 신호를 출력하지 않는다.
배터리(40)는 양극 단자(100)와 음극 단자(102)를 포함한다. 일 실시예에서, 배터리(40)는 양극 단자(100)와 음극 단자(102) 사이에서 48Vdc를 생성한다. 양극 단자(100)는 접촉기(42)의 제1 측면 상의 제1 전기 노드(124)와 전기적으로 연결된다. 음극 단자(102)는 배터리(40)의 접지와 전기적으로 연결된다.
접촉기(42)는 접촉기 코일(120), 접점(122), 제1 전기 노드(124) 및 제2 전기 노드(126)를 포함한다. 제1 전기 노드(124)는 배터리(40)의 양극 단자(100)와 전기적으로 연결된다. 제2 전기 노드(126)는 3상 커패시터 뱅크(48) 및 DC-DC 전압 컨버터(54)의 전기 노드(210) 모두와 전기적으로 연결된다.　마이크로컨트롤러(800)가 전압 드라이버(802, 804) 각각에 의해 수신되는 제1 제어 신호 및 제2 제어 신호를 생성할 때, 접촉기 코일(81)이 통전되어 접점(122)이 폐쇄 동작 상태로 변경된다. 반대로, 마이크로컨트롤러(800)가 전압 드라이버(802, 804) 각각에 의해 수신되는 제3 제어 신호 및 제4 제어 신호를 생성할 때, 접촉기 코일(81)이 비통전되어 접점(122)이 개방 동작 상태로 변경된다. 일 실시예에서, 제3 제어 신호 및 제4 제어 신호는 각각 접지 전압 레벨일 수 있다.
3상 커패시터 뱅크(48)는 배터리 스타터 제너레이터 유닛(50), 배터리(40) 및 DC-DC 전압 컨버터(54)로부터의 전기 에너지를 저장 및 방출하는데 이용된다. 3상 커패시터 뱅크(48)는 전기 라인(65)을 이용하여 접촉기(42)의 전기 노드(126) 및 DC-DC 전압 컨버터(54)의 전기 노드(210)와 전기적으로 연결된다. 3상 커패시터 뱅크(48)는 전기 라인(68, 70, 72)을 이용하여 배터리 스타터 제너레이터 유닛(50)과 전기적으로 연결된다.
배터리 스타터 제너레이터 유닛(50)은 전기 라인(68, 70, 72)을 통해 3상 커패시터 뱅크(48)에 의해 수신되는 AC 전압을 생성하도록 제공된다.
DC-DC 전압 컨버터(54)는 고전압 스위치(200), 프리차지 고전압 스위치(202), 전기 노드(210, 212), DC-DC 전압 컨버터 제어 회로(240), 저전압 스위치(270), 프리차지 저전압 스위치(272), 전기 노드(280, 282) 및 전기 라인(310, 312)를 포함한다.
고전압 스위치(200)는 노드(210, 212) 사이에 전기적으로 연결된다. 노드(212)는 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로(240)의 단자(446)와 전기적으로 연결된다. 노드(210)는 접촉기(42)의 노드 126)와 전기적으로 연결된다. 마이크로컨트롤러(800)는 고전압 스위치(200)에 의해 수신되거나 스위치(200)에 동작 가능하게 연결된 DC-DC 전압 컨버터(54)의 컨트롤러 또는 마이크로프로세서에 의해 수신되고, 하이 논리 레벨을 갖는 제어 전압(SWITCH_HV_OFF)을 생성할 때, 마이크로컨트롤러(800)는 스위치(200)가 폐쇄 동작 상태로 전환되도록 유도한다. 마이크로컨트롤러(800)는 로우 논리 레벨(예를 들어, 접지 전압 레벨)을 갖는 제어 전압(SWITCH_HV_OFF)을 생성할 때, 마이크로컨트롤러(800)는 스위치(200)가 개방 동작 상태로 전환되도록 유도한다. 일 실시예에서, 고전압 스위치(200)는 예를 들어, 양방향 MOSFET 스위치와 같은 FET 스위치이다.
프리차지 고전압 스위치(202)는 노드(210)와 노드(212) 사이에 전기적으로 연결된다. 마이크로컨트롤러(800)가 프리차지 고전압 스위치(202)에 의해 수신되거나 프리차지 고전압 스위치(202)에 동작 가능하게 연결된 DC-DC 전압 컨버터(54)의 컨트롤러 또는 마이크로프로세서에 의해 수신되고, 하이 논리 레벨을 갖는 제어 전압(C1)을 생성할 때, 마이크로컨트롤러(800)는 스위치(202)가 폐쇄 동작 상태로 전환되도록 유도한다. 마이크로컨트롤러(800)는 로우 논리 레벨(예를 들어, 접지 전압 레벨)을 갖는 제어 전압(C1)을 생성할 때, 마이크로컨트롤러(800)는 프리차지 고전압 스위치(202)가 개방 동작 상태로 전환되도록 유도한다. 일 실시예에서, 고전압 스위치(202)는 예를 들어, 양방향 MOSFET 스위치와 같은 FET 스위치이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, DC-DC 전압 컨버터 제어 회로(240)는 단자(446), 단자(448), 하이 사이드 FET IC(450), 로우 사이드 FET IC(452), 중간 회로(453), 부스트 모드 IC(454), 벅 모드 IC(456) 및 저항(457)을 구비한다. DC-DC 전압 컨버터 제어 회로(240)는 단자(446)에서 수신된 DC 전압을 단자(448)에서 출력되는 다른 DC 전압으로 변환할 수 있다. 반대로, DC-DC 컨버터 제어 회로(240)는 단자(448)에서 수신된 DC 전압을 단자(446)에서 출력되는 다른 DC 전압으로 변환할 수 있다.
하이 사이드 FET IC(450)는 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로(240)에 의해 수신되는 제어 전압에 의해 동작 상태(예를 들어, 폐쇄 동작 상태 또는 개방 동작 상태)가 제어되는 복수의 FET 스위치(506)를 내부에 포함한다. 일 실시예에서, 복수의 FET 스위치(506)는 일단이 단자(446)와 전기적으로 연결된 FET 스위치(650, 652, 654)를 포함한다. FET 스위치(650)는 단자(446) 및 노드(690) 사이에 전기적으로 연결되고, 로우 사이드 FET IC(452)의 FET 스위치(656)와 전기적으로 직렬 연결된다. FET 스위치(652)는 단자(446) 및 노드(692) 사이에 전기적으로 연결되고, 로우 사이드 FET IC(452)의 FET 스위치(658)와 전기적으로 직렬 연결된다. FET 스위치(654)는 단자(446) 및 노드(694) 사이에 전기적으로 연결되고, 로우 사이드 FET IC(452)의 FET 스위치(660)와 전기적으로 직렬 연결된다.
로우 사이드 FET IC(452)는 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로(240)에 의해 수신되는 제어 전압에 의해 동작 상태(예를 들어, 폐쇄 동작 상태 또는 개방 동작 상태)가 제어되는 복수의 FET 스위치(606)를 내부에 포함한다. 일 실시예에서, 복수의 스위치(606)는 FET 스위치(656, 658, 660)를 포함한다. FET 스위치(656)는 노드(690) 및 저항(457) 사이에 전기적으로 연결되고, 하이 사이드 FET IC(450)의 FET 스위치(650)와 전기적으로 직렬 연결된다. FET 스위치(658)는 단자(446) 및 노드(692) 사이에 전기적으로 연결되고, 하이 사이드 FET IC(450)의 FET 스위치(652)와 전기적으로 직렬 연결된다. FET 스위치(660)는 단자(446) 및 노드(694) 사이에 전기적으로 연결되고, 하이 사이드 FET IC(450)의 FET 스위치(654)와 전기적으로 직렬 연결된다. 저항(457)은 배터리(40)의 접지에 전기적으로 추가 연결된다.
중간 회로(453)는 저항(670, 672, 674) 및 커패시터(678)을 포함한다. 저항(670)은 노드(690) 및 단자(448) 사이에 전기적으로 연결된다. 저항(672)은 노드(692) 및 단자(448) 사이에 전기적으로 연결된다. 또한, 저항(674)은 노드(694) 및 단자(448) 사이에 전기적으로 연결된다. 커패시터(678)은 단자(448) 및 배터리(56)의 접지 사이에 전기적으로 연결된다.
부스트 모드 IC(454)는 FET 스위치(506,606)과 동작 가능하게 연결되고, DC-DC 전압 컨버터(54)의 부스트 동작 모드 동안 FET 스위치(506,606)를 제어하도록 제공된다.
벅 모드 IC(456)는 FET 스위치(506,606)과 동작 가능하게 연결되고, DC-DC 전압 컨버터(54)의 벅 동작 모드 동안 FET 스위치(506,606)를 제어하도록 제공된다.
도 1을 참조하면, 저전압 스위치(270)는 프리차지 저전압 스위치(270)와 전기 노드(280, 282) 사이에 전기적으로 병렬 연결된다. 마이크로컨트롤러(800)는 저전압 양방향 스위치(270)에 의해 수신되거나 스위치(270)에 동작 가능하게 연결된 DC-DC 전압 컨버터(54)의 컨트롤러 또는 마이크로프로세서에 의해 수신되고, 하이 논리 레벨을 갖는 제어 전압(SWITCH_LV_OFF)을 생성할 때, 마이크로컨트롤러(800)는 스위치(270)가 폐쇄 동작 상태로 전환되도록 유도한다. 마이크로컨트롤러(800)는 로우 논리 레벨(예를 들어, 접지 전압 레벨)을 갖는 제어 전압(SWITCH_LV_OFF)을 생성할 때, 마이크로컨트롤러(800)는 스위치(270)가 개방 동작 상태로 전환되도록 유도한다. 일 실시예에서, 저전압 스위치(270)는 예를 들어, 양방향 MOSFET 스위치와 같은 FET 스위치이다.
프리차지 저전압 스위치(272)는 전기 노드(280, 282) 사이에 전기적으로 연결된다. 마이크로컨트롤러(800)가 프리차지 저전압 스위치(272)에 의해 수신되거나 프리차지 저전압 스위치(272)에 동작 가능하게 연결된 DC-DC 전압 컨버터(54)의 컨트롤러 또는 마이크로프로세서에 의해 수신되고, 하이 논리 레벨을 갖는 제어 전압(C2)을 생성할 때, 마이크로컨트롤러(800)는 스위치(272)가 폐쇄 동작 상태로 전환되도록 유도한다. 마이크로컨트롤러(800)는 로우 논리 레벨(예를 들어, 접지 전압 레벨)을 갖는 제어 전압(C2)을 생성할 때, 마이크로컨트롤러(800)는 프리차지 저전압 스위치(272)가 개방 동작 상태로 전환되도록 유도한다. 일 실시예에서, 프리차지 저전압 스위치(272)는 예를 들어, 양방향 MOSFET 스위치와 같은 FET 스위치이다.
배터리(56)는 양극 단자(780)와 음극 단자(782)를 포함한다. 일 실시예에서, 배터리(56)는 양극 단자(780)와 음극 단자(782) 사이에서 12Vdc를 생성한다. 양극 단자(780)는 DC-DC 전압 컨버터(54)의 전기 노드(282)와 전기적으로 연결된다. 음극 단자(782)는 배터리(40)와 연결된 접지와 다를 수 있는 배터리(56)의 접지와 전기적으로 연결된다.
진단 시스템(58)은 요구되지 않은 진단 시스템(58)의 동작이 검출되면 DC-DC 전압 컨버터(54)의 셧다은 동작을 제어하는데 이용된다. 진단 시스템(58)은 마이크로 컨트롤러(800), 전압 드라이버(802, 804) 및 3상 버퍼 IC(810, 812)를 포함한다.
마이크로컨트롤러(800)는 마이크로프로세서(940), 입출력(I/O) 장치(942), 메모리 장치(944) 및 아날로그 디지털 컨버터(946)를 포함한다. 마이크로프로세서(940)는 입출력 장치(942), 메모리 장치(944), 아날로그 디지털 컨버터(946), DC-DC 전압 컨버터(54) 및 전압 드라이버(802, 804)와 동작 가능하게 연결된다.
3상 퍼버 IC(810)은 마이크로프로서세(800)로부터 제어 전압을 수신하고, 미리 정해진 전압 범위(예를 들어, 0Vdc 내지 3.3Vdc) 내에서 연관된 제어 전압을 출력하도록 제공된다. 3상 퍼버 IC(810)은 DC-DC 전압 컨버터(54)로부터 진단 신호를 수신하고, 미리 정해진 전압 범위(예를 들어, 0Vdc 내지 3.3Vdc) 내에서 연관된 진단 신호를 마이크로프로서세(800)에게 출력하도록 제공된다.
3상 버퍼 IC(810)은 적어도 핀(1, 2, 6, 8, 9, 11, 12, 14, 15, 20)을 포함한다.
3상 버퍼 IC(810)의 핀(1)은 접지와 전기적으로 연결된다.
3상 버퍼 IC(810)의 핀(2)은 마이크로컨트롤러(800)의 입출력 장치(942)의 핀(1)과 전기적으로 연결되고, 제어 전압(SWITCH_LV_OFF_SIG)을 수신한다. 제어 전압(SWITCH_LV_OFF_SIG)이 로우 논리 레벨일 때, 제어 전압(SWITCH_LV_OFF_SIG)은 저전압 스위치(270)이 개방 동작 상태로 전환됨을 나타낸다.
3상 버퍼 IC(810)의 핀(15)은 저전압 스위치(270)와 전기적으로 연결된다. 3상 버퍼 IC(810)의 핀(15)은 3상 버퍼 IC(810)가 핀(2)에서 로우 논리 레벨의 제어 전압(SWITCH LV OFF_SIG)을 수신한 것에 응답하여 로우 논리 레벨의 제어 전압(SWITCH LV OFF)을 출력한다. 저전압 스위치(270)는 로우 논리 레벨의 제어 전압(SWITCH LV OFF)에 응답하여 개방 동작 상태로 전환된다.
3상 버퍼 IC(810)의 핀(6)은 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로(240)의 핀(1)과 전기적으로 연결되고, DC-DC 전압 컨버터 제어 회로(240)의 핀(1)으로부터 셧다운 지표 전압(SHUTDOWN_ISG_FETS_1)을 수신한다. 셧다운 지표 전압(SHUTDOWN_ISG_FETS_1)이 하이 논리 레벨일 때, 셧다운 지표 전압(SHUTDOWN_ISG_FETS_1)은 하이 사이드 FET IC(450) 내의 복수의 FET 스위치(506)가 개방 동작 상태로 전환되었음과 로우 사이드 FET IC(452) 내의 복수의 FET 스위치(606)가 개방 동작 상태로 전환되었음을 나타낸다.
3상 버퍼 IC(810)의 핀(14)은 마이크로컨트롤러(800)의 입출력 장치(942)의 핀(2)과 전기적으로 연결되고, 3상 버퍼 IC(810)가 하이 논리 레벨의 셧다운 지표 전압(SHUTDOWN_ISG_FETS_1)을 수신한 것에 응답하여 하이 논리 레벨의 셧다운 지표 전압(SHUTDOWN_ISG_FETS_1_DSP)을 출력한다. 셧다운 지표 전압(SHUTDOWN_ISG_FETS_1_DSP)이 하이 논리 레벨일 때, 셧다운 지표 전압(SHUTDOWN_ISG_FETS_1_DSP)은 하이 사이드 FET IC(450) 내의 복수의 FET 스위치(506)가 개방 동작 상태로 전환되었음과 로우 사이드 FET IC(452) 내의 복수의 FET 스위치(606)가 개방 동작 상태로 전환되었음을 나타낸다.
3상 버퍼 IC(810)의 핀(8)은 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로(240)의 핀(2)과 전기적으로 연결되고, DC-DC 전압 컨버터 제어 회로(240)의 핀(2)으로부터 전기 단락 지표 전압(TRIP_ARM_SHORT_1)을 수신한다. 전기 단락 지표 전압(TRIP_ARM_SHORT_1)이 하이 논리 레벨일 때, 전기 단락 지표 전압(TRIP_ARM_SHORT_1)은 복수의 FET 스위치(506)와 복수의 FET 스위치(606) 중 하나 이상의 FET가 접지에 단락 회로 상태를 가짐을 나타낸다.
3상 버퍼 IC(810)의 핀(12)은 마이크로컨트롤러(800)의 입출력 장치(942)의 핀(3)과 전기적으로 연결되고, 3상 버퍼 IC(810)가 하이 논리 레벨의 전기 단락 지표 전압(TRIP_ARM_SHORT_1)을 수신한 것에 응답하여 하이 논리 레벨의 전기 단락 지표 전압(TRIP_ARM_SHORT_1_DSP)을 출력한다. 전기 단락 지표 전압(TRIP_ARM_SHORT_1_DSP)이 하이 논리 레벨일 때, 전기 단락 지표 전압(TRIP_ARM_SHORT_1_DSP)은 복수의 FET 스위치(506)와 복수의 FET 스위치(606) 중 하나 이상의 FET가 접지에 단락 회로 상태를 가짐을 나타낸다.
3상 버퍼 IC(810)의 핀(11)은 마이크로컨트롤러(800)의 입출력 장치(942)의 핀(4)과 전기적으로 연결되고, 입출력 장치(942)로부터 제어 전압(BOOST_IC_ENABLE_DSP)을 수신한다. 제어 전압(BOOST_IC_ENABLE_DSP)이 하이 논리 레벨일 때, 제어 전압(BOOST_IC_ENABLE_DSP)은 DC-DC 전압 컨버터(54)가 부스트 동작 모드로 동작하도록 부스트 모드 IC(454)가 활성화됨을 나타낸다.
3상 버퍼 IC(810)의 핀(9)은 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로(240)의 핀(3)과 전기적으로 연결되고, 3상 버퍼 IC(810)가 하이 논리 레벨의 제어 전압(BOOST_IC_ENABLE_DSP)을 수신한 것에 응답하여 하이 논리 레벨의 제어 전압(BOOST_IC_ENABLE)을 출력한다. 제어 전압(BOOST_IC_ENABLE_DSP)이 하이 논리 레벨일 때, 제어 전압(BOOST_IC_ENABLE_DSP)은 FET 스위치(506, 606)이 부스트 동작 모드로 동작하기 위해 부스트 모드 IC(454)가 활성화되도록 명령한다.
3상 퍼버 IC(812)은 마이크로프로서세(800)로부터 제어 전압을 수신하고, 미리 정해진 다른 전압 범위(예를 들어, 0Vdc 내지 5.0Vdc) 내에서 연관된 제어 전압을 출력하도록 제공된다. 3상 퍼버 IC(812)은 DC-DC 전압 컨버터(54)로부터 진단 신호를 수신하고, 미리 정해진 다른 전압 범위(예를 들어, 0Vdc 내지 5.0Vdc) 내에서 연관된 진단 신호를 마이크로프로서세(800)에게 출력하도록 제공된다. 3상 버퍼 IC(812)은 적어도 핀(1, 2, 6, 8, 9, 11, 12, 14, 15, 20)을 포함한다.
3상 버퍼 IC(812)의 핀(1)은 접지와 전기적으로 연결된다.
3상 버퍼 IC(812)의 핀(2)은 마이크로컨트롤러(800)의 입출력 장치(942)의 핀(12)과 전기적으로 연결되고, 제어 전압(SWITCH_HV_OFF_SIG)을 수신한다. 제어 전압(SWITCH_HV_OFF_SIG)이 로우 논리 레벨일 때, 제어 전압(SWITCH_LV_OFF_SIG)은 고전압 스위치(200)이 개방 동작 상태로 전환됨을 나타낸다.
3상 버퍼 IC(812)의 핀(15)은 고전압 스위치(200)와 전기적으로 연결된다. 3상 버퍼 IC(812)의 핀(15)은 3상 버퍼 IC(812)가 핀(2)에서 로우 논리 레벨의 제어 전압(SWITCH HV OFF_SIG)을 수신한 것에 응답하여 로우 논리 레벨의 제어 전압(SWITCH HV OFF)을 출력한다. 고전압 스위치(200)는 로우 논리 레벨의 제어 전압(SWITCH HV OFF)에 응답하여 개방 동작 상태로 전환된다.
3상 버퍼 IC(812)의 핀(6)은 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로(240)의 핀(4)과 전기적으로 연결되고, DC-DC 전압 컨버터 제어 회로(240)의 핀(4)으로부터 셧다운 지표 전압(SHUTDOWN_ISG_FETS_2)을 수신한다. 셧다운 지표 전압(SHUTDOWN_ISG_FETS_2)이 하이 논리 레벨일 때, 셧다운 지표 전압(SHUTDOWN_ISG_FETS_2)은 하이 사이드 FET IC(450) 내의 복수의 FET 스위치(506)가 개방 동작 상태로 전환되었음과 로우 사이드 FET IC(452) 내의 복수의 FET 스위치(606)가 개방 동작 상태로 전환되었음을 나타낸다.
3상 버퍼 IC(812)의 핀(14)은 마이크로컨트롤러(800)의 입출력 장치(942)의 핀(5)과 전기적으로 연결되고, 3상 버퍼 IC(812)가 하이 논리 레벨의 셧다운 지표 전압(SHUTDOWN_ISG_FETS_2)을 수신한 것에 응답하여 하이 논리 레벨의 셧다운 지표 전압(SHUTDOWN_ISG_FETS_2_DSP)을 출력한다. 셧다운 지표 전압(SHUTDOWN_ISG_FETS_2_DSP)이 하이 논리 레벨일 때, 셧다운 지표 전압(SHUTDOWN_ISG_FETS_2_DSP)은 하이 사이드 FET IC(450) 내의 복수의 FET 스위치(506)가 개방 동작 상태로 전환되었음과 로우 사이드 FET IC(452) 내의 복수의 FET 스위치(606)가 개방 동작 상태로 전환되었음을 나타낸다.
3상 버퍼 IC(812)의 핀(8)은 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로(240)의 핀(5)과 전기적으로 연결되고, DC-DC 전압 컨버터 제어 회로(240)의 핀(5)으로부터 전기 단락 지표 전압(TRIP_ARM_SHORT_2)을 수신한다. 전기 단락 지표 전압(TRIP_ARM_SHORT_2)이 하이 논리 레벨일 때, 전기 단락 지표 전압(TRIP_ARM_SHORT_2)은 복수의 FET 스위치(506)와 복수의 FET 스위치(606) 중 하나 이상의 FET가 접지에 단락 회로 상태를 가짐을 나타낸다.
3상 버퍼 IC(812)의 핀(12)은 마이크로컨트롤러(800)의 입출력 장치(942)의 핀(6)과 전기적으로 연결되고, 3상 버퍼 IC(812)가 하이 논리 레벨의 전기 단락 지표 전압(TRIP_ARM_SHORT_2)을 수신한 것에 응답하여 하이 논리 레벨의 전기 단락 지표 전압(TRIP_ARM_SHORT_2_DSP)을 출력한다. 전기 단락 지표 전압(TRIP_ARM_SHORT_2_DSP)이 하이 논리 레벨일 때, 전기 단락 지표 전압(TRIP_ARM_SHORT_2_DSP)은 복수의 FET 스위치(506)와 복수의 FET 스위치(606) 중 하나 이상의 FET가 접지에 단락 회로 상태를 가짐을 나타낸다.
3상 버퍼 IC(812)의 핀(11)은 마이크로컨트롤러(800)의 입출력 장치(942)의 핀(7)과 전기적으로 연결되고, 입출력 장치(942)로부터 제어 전압(BUCK_IC_ENABLE_DSP)을 수신한다. 제어 전압(BUCK_IC_ENABLE_DSP)이 하이 논리 레벨일 때, 제어 전압(BUCK_IC_ENABLE_DSP)은 DC-DC 전압 컨버터(54)가 벅 동작 모드로 동작하도록 벅 모드 IC(456)가 활성화됨을 나타낸다.
3상 버퍼 IC(812)의 핀(9)은 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로(240)의 핀(6)과 전기적으로 연결되고, 3상 버퍼 IC(812)가 하이 논리 레벨의 제어 전압(BUCK_IC_ENABLE_DSP)을 수신한 것에 응답하여 하이 논리 레벨의 제어 전압(BUCK_IC_ENABLE)을 출력한다. 제어 전압(BUCK_IC_ENABLE_DSP)이 하이 논리 레벨일 때, 제어 전압(BUCK_IC_ENABLE_DSP)은 FET 스위치(506, 606)이 벅 동작 모드로 동작하기 위해 벅 모드 IC(456)가 활성화되도록 명령한다.
도 1, 도 3 및 도 4를 참조하여 일 실시시예에 따른 DC-DC 전압 컨버터(54)의 제1 진단 방법의 순서도를 설명하도록한다.
단계 1500에서, DC-DC 전압 컨버터 제어 회로(240)는 하이 사이드 FET IC(450) 내의 복수의 FET 스위치(506) 및 로우 사이드 FET IC(452) 내의 복수의 FET 스위치(606)가 개방 동작 상태로 전환되었음을 나타내는 제1 셧다운 지표 전압(SHUTDOWN_ISG_FETS_1)을 핀(1)에서 출력한다. 단계 1500 이후, 상기 방법은 단계 1502로 진행한다.
단계 1502에서, 3상 버퍼 IC(810)는 제1 셧다운 지표 전압(SHUTDOWN_ISG_FETS_1)을 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로(240)로부터 핀(6)에 수신한다. 단계 1502 이후, 상기 방법은 단계 1504로 진행한다.
단계 1504에서, 3상 버퍼 IC(810)는 제1 셧다운 지표 전압(SHUTDOWN_ISG_FETS_1)의 수신에 응답하여 제2 셧다운 지표 전압(SHUTDOWN_ISG_FETS_1_DSP)을 핀(14)에서 출력한다. 제2 셧다운 지표 전압(SHUTDOWN_ISG_FETS_1_DSP)은 마이크로컨트롤러(800)에 의해 수신되며 하이 사이드 FET IC(450) 내의 복수의 FET 스위치(506) 및 로우 사이드 FET IC(452) 내의 복수의 FET 스위치(606)가 개방 동작 상태로 전환되었음을 나타낸다. 단계 1504 이후, 상기 방법은 단계 1506으로 진행한다.
단계 1506에서, DC-DC 전압 컨버터 제어 회로(240)는 하이 사이드 FET IC(450) 내의 복수의 FET 스위치(506) 및 로우 사이드 FET IC(452) 내의 복수의 FET 스위치(606)가 개방 동작 상태로 전환되었음을 나타내는 제3 셧다운 지표 전압(SHUTDOWN_ISG_FETS_2)을 핀(4)에서 출력한다. 단계 1506 이후, 상기 방법은 단계 1508로 진행한다.
단계 1508에서, 3상 버퍼 IC(812)는 제3 셧다운 지표 전압(SHUTDOWN_ISG_FETS_2)을 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로(240)로부터 핀(6)에서 수신한다. 단계 1508 이후, 상기 방법은 단계 1510으로 진행한다.
단계 1510에서, 3상 버퍼 IC(812)는 제3 셧다운 지표 전압(SHUTDOWN_ISG_FETS_2)의 수신에 응답하여 제4 셧다운 지표 전압(SHUTDOWN_ISG_FETS_2_DSP)을 핀(14)에서 출력한다. 제4 셧다운 지표 전압(SHUTDOWN_ISG_FETS_2_DSP)은 마이크로컨트롤러(800)에 의해 수신되며 하이 사이드 FET IC(450) 내의 복수의 FET 스위치(506) 및 로우 사이드 FET IC(452) 내의 복수의 FET 스위치(606)가 개방 동작 상태로 전환되었음을 나타낸다. 단계 1510 이후, 상기 방법은 단계 1520으로 진행한다.
단계 1520에서, 마이크로컨트롤러(800)는 제2 셧다운 지표 전압(SHUTDOWN_ISG_FETS_1_DSP) 및 제4 셧다운 지표 전압(SHUTDOWN_ISG_FETS_2_DSP) 중 하나 이상의 수신에 응답하여 하이 사이드 FET IC(450) 내의 복수의 FET 스위치(506) 및 로우 사이드 FET IC(452) 내의 복수의 FET 스위치(606)가 개방 동작 상태로 전환되었음을 나타내는 셧다운 지표 플래그를 메모리 장치(944)에 저장한다. 단계 1520 이후, 상기 방법은 단계 1522로 진행한다.
단계 1522에서, 마이크로컨트롤러(800)는 3상 버퍼 IC(810)의 핀(2)에서 수신되어 DC-DC 전압 컨버터(54) 내의 저전압 스위치(270)가 개방 동작 상태로 전환되도록 명령하는 제1 제어 전압(SWITCH_LV_OFF_SIG)을 발생시킨다. 단계 1522 이후, 상기 방법은 단계 1524로 진행한다.
단계 1524에서, 3상 버퍼 IC(810)는 제1 제어 전압(SWITCH_LV_OFF_SIG)의 수신에 응답하여 제2 제어 전압(SWITCH_LV_OFF)을 핀(15)에서 출력한다. 제2 제어 전압(SWITCH_LV_OFF)은 저전압 스위치(270)에 의해 수신되며 저전압 스위치(270)가 개방 동작 상태로 전환되도록 유도한다. 단계 1524 이후, 상기 방법은 단계 1526으로 진행한다.
단계 1526에서, 마이크로컨트롤러(800)는 3상 버퍼 IC(812)의 핀(2)에서 수신되어 DC-DC 전압 컨버터(54) 내의 고전압 스위치(200)가 개방 동작 상태로 전환되도록 명령하는 제3 제어 전압(SWITCH_HV_OFF_SIG)을 발생시킨다. 단계 1526 이후, 상기 방법은 단계 1528로 진행한다.
단계 1528에서, 3상 버퍼 IC(812)는 제3 제어 전압(SWITCH_HV_OFF_SIG)의 수신에 응답하여 제4 제어 전압(SWITCH_HV_OFF)을 핀(15)에서 출력한다. 제4 제어 전압(SWITCH_HV_OFF)은 고전압 스위치(200)에 의해 수신되며 고전압 스위치(200)가 개방 동작 상태로 전환되도록 유도한다. 단계 1528 이후, 상기 방법은 종료된다.
도 1, 도 5 및 도 6을 참조하여 다른 실시시예에 따른 DC-DC 전압 컨버터(54)의 제2 진단 방법의 순서도를 설명하도록한다.
단계 1600에서, DC-DC 전압 컨버터 제어 회로(240)는 하이 사이드 FET IC(450) 내의 복수의 FET 스위치(506) 및 로우 사이드 FET IC(452) 내의 복수의 FET 스위치(606) 중 어느 하나의 제1 FET 스위치가 단락 회로 상태를 가짐을 나타내는 제1 전기 단락 회로 지표 전압(TRIP_ARM_SHORT_1)을 핀(2)에서 출력한다. 단계 1600 이후, 상기 방법은 단계 1602로 진행한다.
단계 1602에서, 3상 버퍼 IC(810)는 하이 논리 레벨의 제1 전기 단락 회로 지표 전압(TRIP_ARM_SHORT_1)을 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로(240)로부터 핀(8)에서 수신한다. 단계 1602 이후, 상기 방법은 단계 1604로 진행한다.
단계 1604에서, 3상 버퍼 IC(810)는 하이 논리 레벨의 제1 전기 단락 회로 지표 전압(TRIP_ARM_SHORT_1)의 수신에 응답하여 하이 논리 레벨의 제2 전기 단락 회로 지표 전압(TRIP_ARM_SHORT_1_DSP)을 핀(12)에서 출력한다. 제2 전기 단락 회로 지표 전압(TRIP_ARM_SHORT_1_DSP)은 마이크로컨트롤러(800)에 의해 수신되며 하이 사이드 FET IC(450) 내의 복수의 FET 스위치(506) 및 로우 사이드 FET IC(452) 내의 복수의 FET 스위치(606) 중 어느 하나의 제1 FET 스위치가 단락 회로 상태를 가짐을 나타낸다. 단계 1604 이후, 상기 방법은 단계 1606으로 진행한다.
단계 1606에서, DC-DC 전압 컨버터 제어 회로(240)는 하이 사이드 FET IC(450) 내의 복수의 FET 스위치(506) 및 로우 사이드 FET IC(452) 내의 복수의 FET 스위치(606) 중 어느 하나의 제1 FET 스위치가 단락 회로 상태를 가짐을 나타내는 하이 논리 레벨의 제3 전기 단락 회로 지표 전압(TRIP_ARM_SHORT_2)을 핀(5)에서 출력한다. 단계 1606 이후, 상기 방법은 단계 1608로 진행한다.
단계 1608에서, 3상 버퍼 IC(812)는 제3 전기 단락 회로 지표 전압(TRIP_ARM_SHORT_2)을 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로(240)로부터 핀(8)에 수신한다. 단계 1608 이후, 상기 방법은 단계 1620으로 진행한다.
단계 1620에서, 3상 버퍼 IC(812)는 하이 논리 레벨의 제3 전기 단락 회로 지표 전압(TRIP_ARM_SHORT_2)의 수신에 응답하여 하이 논리 레벨의 제4 전기 단락 회로 지표 전압(TRIP_ARM_SHORT_2_DSP)을 핀(12)에서 출력한다. 제4 전기 단락 회로 지표 전압(TRIP_ARM_SHORT_2_DSP)는 마이크로컨트롤러(800)에 의해 수신되며 하이 사이드 FET IC(450) 내의 복수의 FET 스위치(506) 및 로우 사이드 FET IC(452) 내의 복수의 FET 스위치(606) 중 어느 하나의 제1 FET 스위치가 단락 회로 상태를 가짐을 나타낸다. 단계 1620 이후, 상기 방법은 단계 1622로 진행한다.
단계 1622에서, 마이크로컨트롤러(800)는 제2 전기 단락 회로 지표 전압(TRIP_ARM_SHORT_1_DSP) 및 제4 전기 단락 회로 지표 전압(TRIP_ARM_SHORT_2_DSP) 중 하나 이상의 수신에 응답하여 하이 사이드 FET IC(450) 내의 복수의 FET 스위치(506) 및 로우 사이드 FET IC(452) 내의 복수의 FET 스위치(606) 중 어느 하나의 제1 FET 스위치가 단락 회로 상태를 가짐을 나타내는 전기 단락 회로 지표 플래그를 메모리 장치(944)에 저장한다. 단계 1622 이후, 상기 방법은 종료된다.
도 1 및 도 7을 참조하여 또 다른 실시시예에 따른 DC-DC 전압 컨버터(54)의 제2 진단 방법의 순서도를 설명하도록한다.
단계 1650에서, 마이크로컨트롤러(800)는 3상 버퍼 IC(810)의 핀(9)에서 수신되어 DC-DC 전압 컨버터(54) 내의 부스트 모드 IC(454)가 활성화되도록 명령하는 하이 논리 레벨의 제1 제어 전압(BOOST_IC_ENABLE_DSP)을 발생시킨다. 단계 1650 이후, 상기 방법은 단계 1652로 진행한다.
단계 1652에서, 3상 버퍼 IC(810)는 하이 논리 레벨의 제1 제어 전압(BOOST_IC_ENABLE_DSP)의 수신에 응답하여 하이 논리 레벨의 제2 제어 전압(BOOST_IC_ENABLE)을 핀(9)에서 출력한다. 제2 제어 전압(BOOST_IC_ENABLE)은 부스트 모드 IC(454)에 의해 수신되며 벅 모드 IC(456)가 비활성화된 제1 시간에 부스트 모드 IC(454)가 활성화되도록 유도한다. 단계 1652 이후, 상기 방법은 단계 1654로 진행한다.
단계 1654에서, 마이크로컨트롤러(800)는 3상 버퍼 IC(812)의 핀(11)에서 수신되어 DC-DC 전압 컨버터(54) 내의 벅 모드 IC(456)가 활성화되도록 명령하는 하이 논리 레벨의 제3 제어 전압(BUCK_IC_ENABLE_DSP)을 발생시킨다. 단계 1654 이후, 상기 방법은 단계 1656으로 진행한다.
단계 1656은 3상 버퍼 IC(812)는 하이 논리 레벨의 제3 제어 전압(BUCK_IC_ENABLE_DSP)의 수신에 응답하여 하이 논리 레벨의 제4 제어 전압(BUCK_IC_ENABLE)을 핀(9)에서 출력한다. 제4 제어 전압(BUCK_IC_ENABLE)은 벅 모드 IC(456)에 의해 수신되며 부스트 모드 IC(454)가 비활성화된 제2 시간에 벅 모드 IC(456)가 활성화되도록 유도한다. 단계 1656 이후, 상기 방법은 종료된다.
본 명세서의 DC-DC 전압 컨버터의 진단 시스템은 다른 진단 시스템 보다 상당한 장점을 제공한다. 특히, 상기 진단 시스템은 한 쌍의 3상 버퍼 IC를 이용하여 DC-DC 전압 컨버터 내의 스위치들과 집적 회로들을 독립적으로 제어하고 DC-DC 전압 컨버터로부터 진단 신호들을 수신한다.
특허 청구된 발명은 단지 제한된 수의 실시예들을 참조하여 자세하게 기술되었지만, 본 발명은 그러한 개시된 실시예들에 한정되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 오히려, 특허 청구된 발명은 본 발명의 정신과 범위에 부합되는 범위 내에서 여기에서 설명되지 않은 변형예, 대안예, 대체예 또는 등가예를 포함하도록 변형될 수 있다. 또한, 특허 청구된 발명의 다양한 실시예들이 설명되었지만, 본 발명은 설명된 실시예들 중에서 오직 일부만을 포함할 수도 있음을 이해하여야 한다. 따라서, 특허 청구된 발명은 전술한 설명에 의해 제한되는 것으로 간주되어서는 안 된다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

Claims (10)

  1. 하이 사이드 FET IC와 로우 사이드 FET IC를 구비하는 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로, 고전압 스위치 및 저전압 스위치를 구비하는 DC-DC 전압 컨버터를 위한 진단 시스템에 있어서,
    제1 3상 버퍼 IC;
    제2 3상 버퍼 IC; 및
    상기 제1 3상 버퍼 IC 및 상기 제2 3상 버퍼 IC에 전기적으로 연결되는 마이크로컨트롤러를 포함하고,
    상기 제1 3상 버퍼 IC는, 상기 하이 사이드 FET IC 내의 제1 복수의 FET 스위치 및 상기 로우 사이드 FET IC 내의 제2 복수의 FET 스위치가 개방 동작 상태로 전환되었음을 나타내는 제1 셧다운 지표 전압을 상기 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로로부터 상기 제1 3상 버퍼 IC의 제1 핀에서 수신하고,
    상기 제1 3상 버퍼 IC는, 상기 제1 셧다운 지표 전압의 수신에 응답하여, 제2 셧다운 지표 전압을 상기 제1 3상 버퍼 IC의 제2 핀에서 출력하되, 상기 제2 셧다운 지표 전압은 상기 마이크로컨트롤러에 의해 수신되는 것으로서, 상기 제1 복수의 FET 스위치 및 상기 상기 제2 복수의 FET 스위치가 상기 개방 동작 상태로 전환되었음을 나타내고,
    상기 제2 3상 버퍼 IC는, 상기 제1 복수의 FET 스위치 및 상기 제2 복수의 FET 스위치가 상기 개방 동작 상태로 전환되었음을 나타내는 제3 셧다운 지표 전압을 상기 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로로부터 상기 제2 3상 버퍼 IC의 제1 핀에서 수신하고,
    상기 제2 3상 버퍼 IC는, 상기 제3 셧다운 지표 전압의 수신에 응답하여, 상기 제2 셧다운 지표 전압 보다 큰 제4 셧다운 지표 전압을 상기 제2 3상 버퍼 IC의 제2 핀에서 출력하되, 상기 제4 셧다운 지표 전압은 상기 마이크로컨트롤러에 의해 수신되는 것으로서, 상기 제1 복수의 FET 스위치 및 상기 제2 복수의 FET 스위치가 상기 개방 동작 상태로 전환되었음을 나타내고,
    상기 마이크로컨트롤러는, 상기 제2 셧다운 지표 전압 및 상기 제4 셧다운 지표 전압 중 적어도 하나의 수신에 응답하여, 상기 제1 복수의 FET 스위치 및 상기 제2 복수의 FET 스위치가 상기 개방 동작 상태로 전환되었음을 나타내는 셧다운 지표 플래그를 메모리 장치에 저장하고,
    상기 마이크로컨트롤러는, 상기 셧다운 지표 플래그를 상기 메모리 장치에 저장한 다음, 상기 저전압 스위치가 상기 개방 동작 상태로 전환되도록 명령하기 위해, 상기 제1 3상 버퍼 IC의 제3 핀에서 수신되는 제1 제어 전압을 발생시키고,
    상기 제1 3상 버퍼 IC는, 상기 제1 제어 전압의 수신에 응답하여, 제2 제어 전압을 상기 제1 3상 버퍼 IC의 제4 핀에서 출력하되, 상기 제2 제어 전압은 상기 저전압 스위치가 상기 개방 동작 상태로 전환되도록 유도하고,
    상기 마이크로컨트롤러는, 상기 제1 제어 전압을 발생시킨 다음, 상기 고전압 스위치가 상기 개방 동작 상태로 전환되도록 명령하기 위해, 상기 제2 3상 버퍼 IC의 제3 핀에서 수신되는 제3 제어 전압을 발생시키고,
    상기 제2 3상 버퍼 IC는, 상기 제3 제어 전압의 수신에 응답하여, 상기 제2 제어 전압보다 큰 제4 제어 전압을 상기 제2 3상 버퍼 IC의 제4 핀에서 출력하되, 상기 제4 제어 전압은 상기 고전압 스위치가 상기 개방 동작 상태로 전환되도록 유도하는 진단 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 고전압 스위치는, 상기 DC-DC 전압 컨버터의 제1 전기 노드 및 상기 DC-DC 전압 컨버터의 제2 전기 노드 사이에 전기적으로 연결되고,
    상기 저전압 스위치는, 상기 DC-DC 전압 컨버터의 제3 전기 노드 및 상기 DC-DC 전압 컨버터의 제4 전기 노드 사이에 전기적으로 연결되고,
    상기 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로는, 상기 제2 전기 노드 및 상기 제3 전기 노드 사이에 전기적으로 연결되고,
    상기 제1 복수의 FET 스위치의 각 FET 스위치는, 상기 제2 복수의 FET 스위치의 각 FET 스위치에 전기적으로 연결되는, 진단 시스템.

  10. 삭제
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