KR102163760B1 - Voltage regulator and open load diagnosis method thereof - Google Patents

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조원희
박형민
이지행
장동온
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현대오트론 주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 전압 레귤레이터는, 기준 전압과 피드백핀의 피드백 전압을 비교하는 비교기, 상기 비교기의 출력에 응답하여 출력핀으로 출력 전압을 출력하는 트랜지스터, 상기 출력핀에 일단이 연결된 제 1 션트 저항, 상기 제 1 션트 저항의 타단과 접지단 사이에 연결된 제 2 션트 저항, 및 상기 제 1 션트 저항의 타단에 연결된 상기 피드백핀의 피드백 전압을 모니터링 함으로써 단락 진단 혹은 오픈 로드 진단을 수행하는 전압 모니터를 포함하고, 상기 오픈 로드 진단 시, 상기 피드백핀으로 진단 전류를 제공하는 것을 특징으로 한다.The voltage regulator according to the present invention includes a comparator for comparing a reference voltage and a feedback voltage of a feedback pin, a transistor for outputting an output voltage to an output pin in response to an output of the comparator, a first shunt resistor having one end connected to the output pin, A voltage monitor for performing short-circuit diagnosis or open-load diagnosis by monitoring a second shunt resistor connected between the other end of the first shunt resistor and a ground terminal, and a feedback voltage of the feedback pin connected to the other end of the first shunt resistor. And, when diagnosing the open load, a diagnosis current is provided to the feedback pin.

Description

전압 레귤레이터 및 그것의 오픈 로드 진단 방법{VOLTAGE REGULATOR AND OPEN LOAD DIAGNOSIS METHOD THEREOF}Voltage regulator and its open load diagnostic method {VOLTAGE REGULATOR AND OPEN LOAD DIAGNOSIS METHOD THEREOF}

본 발명은 전압 레귤레이터 및 그것의 오픈 로드 진단 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a voltage regulator and a method for diagnosing an open load thereof.

전원 정밀제어장치는 차량 내 전력발전기의 핵심부품으로 입력전압과 출력 부하가 변하더라도 일정 출력 전압을 유지하도록 하는 설계된 장치이다. 이는 차량 내 부하속도의 변동에 의한 발전기 단자 전압의 변동을 정밀하고 일정하게 유지하는 핵심기능을 수행 하며, 자동차에서 사용되는 전기를 배터리에 충전하여 발전이 되지 않을 때 자동차 시동을 걸거나 라디오 등의 전원으로 사용하도록 하고, 또한 전압의 불규칙한 변동을 조율하여 일정전압을 부하(전장부품)에 공급하게 하여 전력의 효율적인 분배가 이루어지도록 한다. The power precision control device is a key component of an in-vehicle power generator and is designed to maintain a constant output voltage even when the input voltage and output load change. This performs a key function to accurately and consistently maintain the fluctuation of the generator terminal voltage due to the fluctuation of the load speed in the vehicle, and when the electricity used in the car is charged to the battery, it is not possible to start a car or start a radio. It is used as a power source, and a constant voltage is supplied to the load (electrical component) by adjusting irregular fluctuations in voltage so that efficient distribution of power is achieved.

등록특허: 10-1651367, 등록일: 2016년 8월 19일, 제목: 프로그래머블 차량용 레귤레이터Patent Registration: 10-1651367, Registration Date: August 19, 2016, Title: Programmable Vehicle Regulator 일본등록특허: JP 4925171, 등록일: 2012년 2월 17일, 제목: 반도체 집적회로 및 그 진단 방법.Japanese Patent Registration: JP 4925171, Registration Date: February 17, 2012, Title: Semiconductor Integrated Circuit and Its Diagnosis Method.

본 발명의 목적은 실시간 오픈 로드 진단을 수행하는 전압 레귤레이터 및 그것의 오픈 로드 진단 방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a voltage regulator for performing real-time open load diagnosis and a method for diagnosing open load thereof.

본 발명의 실시 예에 따른 전압 레귤레이터는, 기준 전압과 피드백핀의 피드백 전압을 비교하는 비교기; 상기 비교기의 출력에 응답하여 출력핀으로 출력 전압을 출력하는 트랜지스터; 상기 출력핀에 일단이 연결된 제 1 션트 저항; 상기 제 1 션트 저항의 타단과 접지단 사이에 연결된 제 2 션트 저항; 및 상기 제 1 션트 저항의 타단에 연결된 상기 피드백핀의 피드백 전압을 모니터링 함으로써 단락 진단 혹은 오픈 로드 진단을 수행하는 전압 모니터를 포함하고, 상기 오픈 로드 진단 시, 상기 피드백핀으로 진단 전류를 제공하고, 상기 진단 전류는, 전원단으로부터 상기 피드백핀으로 제공되는 제 1 진단 전류; 및 상기 피드백핀으로부터 상기 접지단으로 빠지면서 상기 제 1 진단 전류를 상쇄시키는 제 2 진단 전류를 포함하는 것을 특징으로 한다.A voltage regulator according to an embodiment of the present invention includes: a comparator for comparing a reference voltage and a feedback voltage of a feedback pin; A transistor configured to output an output voltage to an output pin in response to the output of the comparator; A first shunt resistor having one end connected to the output pin; A second shunt resistor connected between the other end of the first shunt resistor and a ground terminal; And a voltage monitor that performs short circuit diagnosis or open load diagnosis by monitoring a feedback voltage of the feedback pin connected to the other end of the first shunt resistor, and provides a diagnosis current to the feedback pin when diagnosing the open load, The diagnostic current may include: a first diagnostic current provided from a power terminal to the feedback pin; And a second diagnosis current canceling the first diagnosis current while being discharged from the feedback pin to the ground terminal.

실시 예에 있어서, 상기 제 1 진단 전류는 상기 출력 전압의 변화율이 사전에 결정된 값 이하가 되도록 결정되는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the first diagnostic current is determined such that a rate of change of the output voltage is equal to or less than a predetermined value.

실시 예에 있어서, 전원단과 상기 피드백핀 사이에 연결되고, 제 1 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 1 피모스 트랜지스터; 상기 전원단과 상기 제 1 노드 사이에 연결되고, 상기 제 1 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 2 피모스 트랜지스터; 상기 전원단과 상기 제 1 노드 사이에 연결되고, 풀업 오프 신호를 입력 받는 게이트단을 갖는 제 3 피모스 트랜지스터; 및 상기 제 1 노드에 연결된 제 1 진단 전류원을 더 포함할 수 있다.In an embodiment, a first PMOS transistor connected between a power terminal and the feedback pin and having a gate terminal connected to a first node; A second PMOS transistor connected between the power supply terminal and the first node and having a gate terminal connected to the first node; A third PMOS transistor connected between the power supply terminal and the first node and having a gate terminal receiving a pull-up-off signal; And a first diagnostic current source connected to the first node.

실시 예에 있어서, 상기 피드백핀과 상기 접지단 사이에 연결되고, 제 2 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 1 엔모스 트랜지스터; 상기 제 2 노드와 상기 접지단 사이에 연결되고, 상기 제 2 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 2 엔모스 트랜지스터; 상기 제 2 노드와 상기 접지단 사이에 연결되고, 풀다운 오프 신호를 입력 받는 게이트단을 갖는 제 3 엔모스 트랜지스터; 및 상기 제 2 노드에 연결된 제 2 진단 전류원을 더 포함할 수 있다.In an embodiment, a first NMOS transistor connected between the feedback pin and the ground terminal and having a gate terminal connected to a second node; A second NMOS transistor connected between the second node and the ground terminal and having a gate terminal connected to the second node; A third NMOS transistor connected between the second node and the ground terminal and having a gate terminal receiving a pull-down-off signal; And a second diagnostic current source connected to the second node.

실시 예에 있어서, 전원단과 상기 피드백핀 사이에 연결되고, 제 1 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 1 피모스 트랜지스터; 상기 전원단과 상기 제 1 노드 사이에 연결되고, 상기 제 1 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 2 피모스 트랜지스터; 상기 전원단과 상기 제 1 노드 사이에 연결되고, 풀업 오프 신호를 입력 받는 게이트단을 갖는 제 3 피모스 트랜지스터; 상기 전원단과 제 2 노드 사이에 연결되고, 제 3 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 4 피모스 트랜지스터; 상기 전원단과 상기 제 3 노드 사이에 연결되고, 상기 제 3 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 5 피모스 트랜지스터; 상기 피드백핀과 상기 접지단 사이에 연결되고, 상기 제 2 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 1 엔모스 트랜지스터; 상기 제 2 노드와 상기 접지단 사이에 연결되고, 상기 제 2 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 2 엔모스 트랜지스터; 상기 제 2 노드와 상기 접지단 사이에 연결되고, 풀다운 오프 신호를 입력 받는 게이트단을 갖는 제 3 엔모스 트랜지스터; 상기 제 1 노드와 상기 접지단 사이에 연결되고, 제 4 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 4 엔모스 트랜지스터; 상기 제 3 노드와 상기 접지단 사이에 연결되고, 상기 제 4 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 5 엔모스 트랜지스터; 상기 제 4 노드와 상기 접지단 사이에 연결되고, 상기 제 4 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 6 엔모스 트랜지스터; 및 상기 전원단과 상기 제 4 노드 사이에 연결된 전류원을 더 포함할 수 있다.In an embodiment, a first PMOS transistor connected between a power terminal and the feedback pin and having a gate terminal connected to a first node; A second PMOS transistor connected between the power supply terminal and the first node and having a gate terminal connected to the first node; A third PMOS transistor connected between the power supply terminal and the first node and having a gate terminal receiving a pull-up-off signal; A fourth PMOS transistor connected between the power supply terminal and a second node and having a gate terminal connected to a third node; A fifth PMOS transistor connected between the power supply terminal and the third node and having a gate terminal connected to the third node; A first NMOS transistor connected between the feedback pin and the ground terminal and having a gate terminal connected to the second node; A second NMOS transistor connected between the second node and the ground terminal and having a gate terminal connected to the second node; A third NMOS transistor connected between the second node and the ground terminal and having a gate terminal receiving a pull-down-off signal; A fourth NMOS transistor connected between the first node and the ground terminal and having a gate terminal connected to a fourth node; A fifth NMOS transistor connected between the third node and the ground terminal and having a gate terminal connected to the fourth node; A sixth NMOS transistor connected between the fourth node and the ground terminal and having a gate terminal connected to the fourth node; And a current source connected between the power terminal and the fourth node.

실시 예에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 션트 저항들 중에서 적어도 하나는 가변 저항인 것을 특징으로 한다.In an embodiment, at least one of the first and second shunt resistors is a variable resistor.

실시 예에 있어서, 상기 출력핀에 연결되고, 상기 제 2 진단 전류가 상기 접지단으로 빠질 때 턴 온 되는 제 1 트랜지스터; 및 상기 제 1 트랜지스터의 드레인단과 상기 피드백핀 사이에 연결되는 제 1 가변 션트 저항을 더 포함할 수 있다.In an embodiment, a first transistor connected to the output pin and turned on when the second diagnostic current falls to the ground terminal; And a first variable shunt resistor connected between the drain terminal of the first transistor and the feedback pin.

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실시 예에 있어서, 상기 접지단에 연결되고, 상기 제 1 진단 전류가 상기 피드백핀으로 제공될 때 턴 온 되는 제 2 트랜지스터; 및 상기 제 2 트랜지스터의 드레인단과 상기 피드백핀에 사이에 연결되는 제 2 가변 션트 저항을 더 포함할 수 있다.In an embodiment, a second transistor connected to the ground terminal and turned on when the first diagnostic current is supplied to the feedback pin; And a second variable shunt resistor connected between the drain terminal of the second transistor and the feedback pin.

실시 예에 있어서, 전원단과 상기 피드백핀 사이에 연결되고, 제 1 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 1 피모스 트랜지스터; 상기 전원단과 상기 제 1 노드 사이에 연결되고, 상기 제 1 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 2 피모스 트랜지스터; 상기 전원단과 상기 제 1 노드 사이에 연결되고, 풀업 오프단에 연결된 게이트단을 갖는 제 3 피모스 트랜지스터; 상기 전원단과 제 2 노드 사이에 연결되고, 제 3 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 4 피모스 트랜지스터; 상기 전원단과 상기 제 3 노드 사이에 연결되고, 상기 제 3 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 5 피모스 트랜지스터; 상기 피드백핀과 상기 접지단 사이에 연결되고, 상기 제 2 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 1 엔모스 트랜지스터; 상기 제 2 노드와 상기 접지단 사이에 연결되고, 상기 제 2 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 2 엔모스 트랜지스터; 상기 제 2 노드와 상기 접지단 사이에 연결되고, 풀다운 오프단에 연결된 게이트단을 갖는 제 3 엔모스 트랜지스터; 상기 제 1 노드와 상기 접지단 사이에 연결되고, 제 4 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 4 엔모스 트랜지스터; 상기 제 3 노드와 상기 접지단 사이에 연결되고, 상기 제 4 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 5 엔모스 트랜지스터; 상기 제 4 노드와 상기 접지단 사이에 연결되고, 상기 제 4 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 6 엔모스 트랜지스터; 상기 전원단과 상기 제 4 노드 사이에 연결된 전류원; 상기 출력핀에 연결되고, 상기 풀다운 오프단에 연결된 게이트단을 갖는 제 1 트랜지스터; 상기 접지단에 연결되고, 상기 풀업 오프단에 연결된 게이트단을 갖는 제 2 트랜지스터; 상기 제 1 트랜지스터의 드레인단과 상기 피드백핀 사이에 연결되는 제 1 가변 션트 저항; 및 상기 피드백핀과 상기 제 2 트랜지스터의 드레인단 사이에 연결되는 제 2 가변 션트 저항을 더 포함할 수 있다.In an embodiment, a first PMOS transistor connected between a power terminal and the feedback pin and having a gate terminal connected to a first node; A second PMOS transistor connected between the power supply terminal and the first node and having a gate terminal connected to the first node; A third PMOS transistor connected between the power supply terminal and the first node and having a gate terminal connected to a pull-up-off terminal; A fourth PMOS transistor connected between the power supply terminal and a second node and having a gate terminal connected to a third node; A fifth PMOS transistor connected between the power supply terminal and the third node and having a gate terminal connected to the third node; A first NMOS transistor connected between the feedback pin and the ground terminal and having a gate terminal connected to the second node; A second NMOS transistor connected between the second node and the ground terminal and having a gate terminal connected to the second node; A third NMOS transistor connected between the second node and the ground terminal and having a gate terminal connected to a pull-down-off terminal; A fourth NMOS transistor connected between the first node and the ground terminal and having a gate terminal connected to a fourth node; A fifth NMOS transistor connected between the third node and the ground terminal and having a gate terminal connected to the fourth node; A sixth NMOS transistor connected between the fourth node and the ground terminal and having a gate terminal connected to the fourth node; A current source connected between the power terminal and the fourth node; A first transistor connected to the output pin and having a gate terminal connected to the pull-down terminal; A second transistor connected to the ground terminal and having a gate terminal connected to the pull-up-off terminal; A first variable shunt resistor connected between the drain terminal of the first transistor and the feedback pin; And a second variable shunt resistor connected between the feedback pin and the drain terminal of the second transistor.

실시 예에 있어서, 상기 제 1 진단 전류를 상쇄하기 위한 하나의 진단핀을 더 포함할 수 있다.In an embodiment, one diagnostic pin for canceling the first diagnostic current may be further included.

실시 예에 있어서, 전원단과 상기 진단핀 사이에 연결되고, 제 1 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 1 피모스 트랜지스터; 상기 전원단과 상기 제 1 노드 사이에 연결되고, 상기 제 1 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 2 피모스 트랜지스터; 상기 전원단과 제 2 노드 사이에 연결되고, 상기 피드백핀에 연결된 제 5 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 3 피모스 트랜지스터; 상기 전원단과 제 6 노드 사이에 연결되고, 제 3 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 4 피모스 트랜지스터; 상기 전원단과 상기 제 3 노드 사이에 연결되고, 상기 제 3 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 5 피모스 트랜지스터; 상기 전원단과 상기 피드백핀 사이에 연결되고, 상기 제 5 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 6 피모스 트랜지스터; 상기 전원단과 상기 제 5 노드 사이에 연결되고, 상기 제 5 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 7 피모스 트랜지스터; 상기 전원단과 상기 제 5 노드 사이에 연결되고, 풀업 오프 신호를 입력 받는 게이트단을 갖는 제 8 피모스 트랜지스터; 상기 진단핀과 상기 접지단 사이에 연결되고, 상기 제 2 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 1 엔모스 트랜지스터; 상기 제 2 노드와 상기 접지단 사이에 연결되고, 상기 제 2 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 2 엔모스 트랜지스터; 상기 제 1 노드와 상기 접지단 사이에 연결되고, 상기 제 6 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 3 엔모스 트랜지스터; 상기 제 5 노드와 상기 접지단 사이에 연결되고, 제 4 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 4 엔모스 트랜지스터; 상기 제 3 노드와 상기 접지단 사이에 연결되고, 상기 제 4 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 5 엔모스 트랜지스터; 상기 제 4 노드와 상기 접지단 사이에 연결되고, 상기 제 4 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 6 엔모스 트랜지스터; 상기 피드백핀과 상기 접지단 사이에 연결되고, 상기 제 6 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 7 엔모스 트랜지스터; 상기 제 6 노드와 상기 접지단 사이에 연결되고, 상기 제 6 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 8 엔모스 트랜지스터; 상기 제 6 노드와 상기 접지단 사이에 연결되고, 풀다운 오프 신호를 입력 받는 게이트단을 갖는 제 9 엔모스 트랜지스터; 및 상기 전원단과 상기 제 4 노드 사이에 연결된 전류원을 더 포함할 수 있다.In an embodiment, a first PMOS transistor connected between a power terminal and the diagnostic pin and having a gate terminal connected to a first node; A second PMOS transistor connected between the power supply terminal and the first node and having a gate terminal connected to the first node; A third PMOS transistor connected between the power supply terminal and a second node and having a gate terminal connected to a fifth node connected to the feedback pin; A fourth PMOS transistor connected between the power supply terminal and a sixth node and having a gate terminal connected to a third node; A fifth PMOS transistor connected between the power supply terminal and the third node and having a gate terminal connected to the third node; A sixth PMOS transistor connected between the power supply terminal and the feedback pin and having a gate terminal connected to the fifth node; A seventh PMOS transistor connected between the power supply terminal and the fifth node and having a gate terminal connected to the fifth node; An eighth PMOS transistor connected between the power supply terminal and the fifth node and having a gate terminal receiving a pull-up-off signal; A first NMOS transistor connected between the diagnostic pin and the ground terminal and having a gate terminal connected to the second node; A second NMOS transistor connected between the second node and the ground terminal and having a gate terminal connected to the second node; A third NMOS transistor connected between the first node and the ground terminal and having a gate terminal connected to the sixth node; A fourth NMOS transistor connected between the fifth node and the ground terminal and having a gate terminal connected to a fourth node; A fifth NMOS transistor connected between the third node and the ground terminal and having a gate terminal connected to the fourth node; A sixth NMOS transistor connected between the fourth node and the ground terminal and having a gate terminal connected to the fourth node; A seventh NMOS transistor connected between the feedback pin and the ground terminal and having a gate terminal connected to the sixth node; An eighth NMOS transistor connected between the sixth node and the ground terminal and having a gate terminal connected to the sixth node; A ninth NMOS transistor connected between the sixth node and the ground terminal and having a gate terminal receiving a pull-down-off signal; And a current source connected between the power terminal and the fourth node.

실시 예에 있어서, 상기 진단 전류는 풀업 타입의 상기 제 1 진단 전류 및 풀다운 타입의 상기 제 2 진단 전류를 포함하고, 상기 오픈 로드 진단 시 상기 제 2 진단 전류가 항상 흐르도록 상기 제 1 션트 저항의 저항값이 결정되는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the diagnostic current includes the first diagnostic current of a pull-up type and the second diagnostic current of a pull-down type, and the second diagnostic current always flows when the open load is diagnosed. It is characterized in that the resistance value is determined.

실시 예에 있어서, 상기 비교기의 출력을 이용하여 상기 트랜지스터의 온/오프를 제어하는 게이트 드라이버를 더 포함할 수 있다.In an embodiment, a gate driver controlling on/off of the transistor using the output of the comparator may be further included.

본 발명의 실시 예에 따른 전압 레귤레이터의 오픈 로드 진단 방법은: 오프 상태에서 오픈 로드를 진단하는 단계; 및 온 상태에서 오픈 로드를 실시간 진단하는 단계를 포함하고, 상기 실시간 진단하는 단계는, 피드백핀에 제 1 진단 전류를 제공하는 단계; 및 제 2 진단 전류를 제공하여 상기 제 1 진단 전류를 상쇄시키는 단계를 포함할 수 있다.An open load diagnosis method of a voltage regulator according to an embodiment of the present invention includes: diagnosing an open load in an off state; And diagnosing an open load in real time in an on state, wherein the real-time diagnosis includes: providing a first diagnosis current to a feedback pin; And providing a second diagnostic current to cancel the first diagnostic current.

실시 예에 있어서, 상기 제 1 진단 전류를 상쇄시키는 단계는, 출력핀과 접지단 사이에 연결된 션트 저항의 가변 제어를 통하여 상기 제 1 진단 전류를 상쇄시키는 단계를 포함할 수 있다.In an embodiment, the step of canceling the first diagnosis current may include canceling the first diagnosis current through variable control of a shunt resistance connected between the output pin and the ground terminal.

실시 예에 있어서, 상기 제 1 진단 전류를 상쇄시키는 단계는, 진단핀을 이용하여 상기 제 1 진단 전류를 상쇄시키는 상기 제 2 진단 전류를 제공하는 단계를 포함할 수 있다.In an embodiment, the step of canceling the first diagnosis current may include providing the second diagnosis current for canceling the first diagnosis current using a diagnosis pin.

실시 예에 있어서, 상기 제 2 진단 전류가 항상 흐르도록 출력핀과 상기 피드백핀 사이에 연결된 션트 저항의 값이 결정되는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, a value of a shunt resistance connected between an output pin and the feedback pin is determined so that the second diagnostic current always flows.

실시 예에 있어서, 상기 제 1 진단 전류를 제공하는 단계는, 전원단으로부터 상기 피드백핀으로 상기 제 1 진단 전류를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.In an embodiment, the providing of the first diagnosis current may further include providing the first diagnosis current from a power terminal to the feedback pin.

실시 예에 있어서, 상기 제 1 진단 전류를 상쇄시키는 단계는, 상기 피드백핀으로부터 접지단으로 상기 제 2 진단 전류를 빠지게 하는 단계를 더 포함할 수 있다.In an embodiment, the canceling of the first diagnostic current may further include subtracting the second diagnostic current from the feedback pin to a ground terminal.

본 발명의 실시 예에 따른 전압 레귤레이터 및 그것의 오픈 로드 진단 방법은, 진단 시 진단 전류를 상쇄하는 전류를 발생하도록 다양한 방식으로 구현함으로써 실시간 오픈 로드 진단을 수행할 수 있다.The voltage regulator and its open load diagnosis method according to an exemplary embodiment of the present invention may perform real-time open load diagnosis by implementing various methods to generate a current that cancels the diagnosis current during diagnosis.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 전압 레귤레이터 및 그것의 오픈 로드 진단 방법은, 외부 저항, 진단 전류원 등 간단한 구성으로 구현됨으로써 저렴하면서 효율적으로 오픈 로드를 진단할 수 있다.In addition, the voltage regulator and its open load diagnosis method according to an exemplary embodiment of the present invention are implemented in a simple configuration such as an external resistor and a diagnosis current source, so that open load can be diagnosed inexpensively and efficiently.

이하에 첨부되는 도면들은 본 실시 예에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 실시 예들을 제공한다. 다만, 본 실시예의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시 예로 구성될 수 있다.
도 1은 일반적인 리니어 레귤레이터를 보여주는 도면이다.
도 2는 일반적인 스위칭 레귤레이터를 보여주는 도면이다.
도 3은 단선 배선 접촉 등 외부적 요인에 의해 SCG 혹은 SCB 가 발생한 것을 보여주는 도면이다.
도 4는 납땜 불량 등으로 피드백 루프가 단선됨으로써 오픈 로드가 발생한 것을 보여주는 도면이다.
도 5, 도 6 및 도 7은 종래의 오픈 로드 진단 기법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 8은 정상적인 경우 오픈 로드를 진단하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 9, 도 10, 및 도 11은 레귤레이터 동작 중에 OL 진단을 수행할 때, 출력 정확도에 미치는 영향을 보여주는 도면들이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 미세 진단 전류를 사용하여 오픈 로드를 진단하는 전압 레귤레이터를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 13은 도 12의 전류원을 트랜지스터로 구현한 실시 예를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 14는 도 13에 도시된 전압 레귤레이터를 구현한 실시 예를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 15는 외부 저항 가변 제어를 이용하는 본 발명의 실시 예에 따른 전압 레귤레이터를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 16은 외부 저항 가변 제어를 이용하는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전압 레귤레이터를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 17은 가변 저항과 트랜지스터로 구현된 전압 레귤레이터를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 18은 도 17에 도시된 전압 레귤레이터를 구현한 실시 예를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 19는 저항 대신 상호 연동된 전류원 쌍으로 구현된 전압 레귤레이터를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 20는 도 19의 전압 레귤레이터를 구현한 실시 예를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 21은 미세 전류 제어 방식과 외부 저항 제어 방식으로 조합으로 구현된 전압 레귤레이터를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 22는 하나의 외부 핀을 이용하여 진단 전류를 상쇄하는 전압 레귤레이터를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 23은 진단 전류의 전류 패스를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 24는 전류 미러를 이용한 전압 레귤레이터의 구현한 실시 예를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 25는 본 발명의 실시 예에 따른 진단 전류를 항상 구동 가능하게 하는 피드백 저항을 갖는 전압 레귤레이터를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 26은 도 25에 도시된 전압 레귤레이터를 구현한 실시 예를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 27은 도 26에 도시된 전압 레귤레이터의 OL 고장을 가정할 때 시뮬레이션 결과를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 28은 본 발명의 실시 예에 따른 전압 레귤레이터의 오픈 로드 진단 방법을 예시적으로 보여주는 흐름도이다.
The accompanying drawings are provided to aid understanding of the present embodiment, and provide the embodiments together with a detailed description. However, the technical features of the present embodiment are not limited to a specific drawing, and features disclosed in each drawing may be combined with each other to constitute a new embodiment.
1 is a diagram showing a general linear regulator.
2 is a diagram showing a typical switching regulator.
3 is a diagram showing the occurrence of SCG or SCB due to external factors such as disconnection wiring contact.
4 is a diagram showing that an open load is generated by disconnection of a feedback loop due to poor soldering or the like.
5, 6, and 7 are diagrams for explaining a conventional open rod diagnosis technique.
8 is a diagram illustrating a process of diagnosing an open load in a normal case.
9, 10, and 11 are diagrams showing an effect on output accuracy when performing an OL diagnosis during a regulator operation.
12 is a diagram illustrating a voltage regulator for diagnosing an open load using a microdiagnostic current according to an exemplary embodiment of the present invention.
13 is a diagram illustrating an exemplary embodiment in which the current source of FIG. 12 is implemented as a transistor.
14 is a diagram illustrating an exemplary embodiment of implementing the voltage regulator shown in FIG. 13.
15 is a diagram illustrating a voltage regulator according to an embodiment of the present invention using an external resistance variable control.
16 is a diagram illustrating a voltage regulator according to another embodiment of the present invention using an external resistance variable control.
17 is a diagram illustrating a voltage regulator implemented with a variable resistor and a transistor as an example.
18 is a diagram illustrating an exemplary embodiment of implementing the voltage regulator illustrated in FIG. 17.
19 is a diagram illustrating a voltage regulator implemented by a pair of mutually interlocked current sources instead of a resistor.
FIG. 20 is a diagram illustrating an exemplary embodiment implementing the voltage regulator of FIG. 19.
21 is a diagram illustrating a voltage regulator implemented by a combination of a fine current control method and an external resistance control method.
22 is a diagram illustrating a voltage regulator that cancels a diagnosis current using one external pin.
23 is a diagram illustrating an exemplary current path of a diagnostic current.
24 is a diagram illustrating an exemplary embodiment of a voltage regulator using a current mirror.
25 is a diagram exemplarily showing a voltage regulator having a feedback resistor for always driving a diagnostic current according to an embodiment of the present invention.
FIG. 26 is a diagram illustrating an exemplary embodiment implementing the voltage regulator shown in FIG. 25.
FIG. 27 is a diagram illustrating a simulation result when an OL failure of the voltage regulator shown in FIG. 26 is assumed.
28 is a flowchart illustrating a method of diagnosing an open load of a voltage regulator according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 도면들을 이용하여 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 내용을 명확하고 상세하게 기재할 것이다.In the following, the contents of the present invention will be described clearly and in detail to the extent that a person of ordinary skill in the technical field of the present invention can easily implement it using the drawings.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.Since the present invention can apply various changes and have various forms, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific form of disclosure, it is to be understood as including all changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention. Terms such as first and second may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 혹은 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.The terms may be used for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may be referred to as a first component. When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in the middle Should be. On the other hand, when a component is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in the middle.

구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 혹은 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Other expressions describing the relationship between components, such as "between" and "just between" or "adjacent to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well. The terms used in the present application are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 출원에서, "포함하다" 혹은 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 혹은 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 혹은 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 혹은 이들을 조합한 것들의 존재 혹은 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the existence of implemented features, numbers, steps, actions, components, parts, or a combination thereof, and one or more other features or numbers It is to be understood that the possibility of addition or presence of, steps, actions, components, parts, or combinations thereof is not preliminarily excluded. Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning of the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in this application. .

본 발명의 실시 예에 따른 레귤레이터 및 그것의 진단 방법은 오프 상태에서 오픈 로드 진단을 할 뿐 아니라, 실시간 오픈 로드 진단을 수행할 수 있다.The regulator and its diagnosis method according to an exemplary embodiment of the present invention not only perform open load diagnosis in the off state, but also perform real-time open load diagnosis.

일반적인 프로그래머블 전압 레귤레이터는 출력 전압 제어를 위하여 피드백 제어부를 포함한다. A typical programmable voltage regulator includes a feedback controller to control the output voltage.

도 1은 일반적인 리니어 레귤레이터를 보여주는 도면이다. 도 1를 참조하면, 리니어 레귤레이터(10)은 피드백 제어부(12)를 포함한다. 피드백 제어부(12)는 출력핀(OUT)과 접지단(GND) 사이에 연결된 저항들(RS1, RS2)로 출력 전압을 저항 분배하여 피드백핀(FB)으로 전달한다. 리니어 레귤레이터(10)는 기준 전압(REF)와 피드백핀(FB)의 전압을 비교함으로써 배터리 전압(VBAT)을 출력핀(OUT)으로 출력한다.1 is a diagram showing a general linear regulator. Referring to FIG. 1, the linear regulator 10 includes a feedback control unit 12. The feedback controller 12 distributes the output voltage to the resistors R S1 and R S2 connected between the output pin OUT and the ground terminal GND and transfers the resistance to the feedback pin FB. The linear regulator 10 outputs the battery voltage VBAT to the output pin OUT by comparing the reference voltage REF and the voltage of the feedback pin FB.

도 2는 일반적인 스위칭 레귤레이터를 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하면, 스위칭 레귤레이터(20)는 출력핀(OUT)에 연관된 전압을 저항들(RS1, RS2)로 출력 전압을 저항 분배하여 피드백핀(FB)으로 전달하는 피드백 제어부(22)를 포함한다.2 is a diagram showing a typical switching regulator. Referring to FIG. 2, the switching regulator 20 is a feedback controller 22 that distributes the output voltage to the resistors R S1 and R S2 by resistively distributing the voltage associated with the output pin OUT and transfers it to the feedback pin FB. Includes.

최근 차량용 반도체는 다양한 진단 기능을 강화하고 있다. 전압 레귤레이터의 피드백 제어부도 고장 진단이 가능해야 한다. 일반적으로 고장 진단은, SCG (Short Circuit to Ground), SCB (Short Circuit to Battery), OL (Open Load) 등이 있다.Recently, automotive semiconductors are strengthening various diagnostic functions. The voltage regulator's feedback control must also be capable of fault diagnosis. In general, fault diagnosis includes SCG (Short Circuit to Ground), SCB (Short Circuit to Battery), and OL (Open Load).

도 3은 단선 배선 접촉 등 외부적 요인에 의해 SCG 혹은 SCB 가 발생한 것을 보여주는 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, SCB 고장은 피드백 제어에 의해 출력 전압이 높다고 판단하고, 레귤레이터 출력을 오프 시킨다. 따라서, SCB 고장은 SCG/OL에 비해 비교적 안전한 고장이다. 하지만, SCG/OL 고장은 피드백 제어에 의해 레귤레이터 출력 전압이 부족하다고 판단하고, 레귤레이터 출력 전압을 최대치로 올리기 때문에 부하 모듈이 고전압에 의해 손상될 우려가 있다. 특히, 스위칭 레귤레이터 중에서 부스트 컨버터의 경우, 부하 모듈의 고전압 손상 위험이 크다. 이러한 손상 위험으로부터 회로를 보호하기 위하여 고장 진단 회로가 필요하다.3 is a diagram showing the occurrence of SCG or SCB due to external factors such as disconnection wiring contact. As shown in Fig. 3, the SCB failure determines that the output voltage is high by the feedback control, and turns off the regulator output. Therefore, SCB failure is a relatively safe failure compared to SCG/OL. However, in the case of a SCG/OL failure, since it is determined that the regulator output voltage is insufficient by feedback control and the regulator output voltage is raised to a maximum value, there is a risk of damage to the load module by the high voltage. In particular, in the case of a boost converter among switching regulators, there is a high risk of damage to the high voltage of the load module. To protect the circuit from this risk of damage, a fault diagnosis circuit is required.

일반적으로 SCG/SCB 고장은, 비교기를 이용한 전압 모니터링 회로로 비교적 쉽게 실시간 고장 진단을 대응하고 있으나, OL 고장의 경우 실시간 진단에 어려움이 있다. 도 4는 납땜 불량 등으로 피드백 루프가 단선됨으로써 오픈 로드가 발생한 것을 보여주는 도면이다.In general, SCG/SCB failures are relatively easy to deal with real-time failure diagnosis with a voltage monitoring circuit using a comparator, but real-time diagnosis is difficult in case of an OL failure. 4 is a diagram showing that an open load is generated due to a disconnection of a feedback loop due to poor soldering or the like.

일반적인 종래의 OL 진단 기법은 도 5, 도 6 및 도 7에 의해 설명된다. 도 5와 같이 FB 핀이 개방되어 피드백 루프가 끊어져 OL 고장 상황을 가정한다. OL 진단은 레귤레이터를 활성화 시키기 전에 실시되며, 첫 번째 과정으로 도 6와 같이 스위치 S1을 닫아 의도적으로 SCB를 발생시킨다. FB 핀이 개방되어 있기 때문에 FB 노드 전압은 VDD로 상승하게 되고, 전압 모니터(voltage monitor)에 의해 SCB가 감지된다. 다음으로 도 7과 같이 스위치 S1을 다시 개방하고, 스위치 S2를 닫는다. 마찬가지로 FB 핀이 개방되어 있기 때문에 FB 노드 전압은 접지 전압으로 떨어지게 되고, 전압 모니터에 의해 SCG가 감지된다. 상술된 바와 같이 일련의 과정을 통해 S1, S2에 의해 각각 SCB, SCG 신호가 순차적으로 발생하면 신호 처리함으로써 이를 OL로 감지한다.A typical conventional OL diagnosis technique is described with reference to FIGS. 5, 6 and 7. As shown in FIG. 5, it is assumed that the FB pin is opened and the feedback loop is cut, resulting in an OL failure. OL diagnosis is performed before activating the regulator, and as a first process, the switch S 1 is closed as shown in FIG. 6 to intentionally generate the SCB. Because the FB pin is open, the FB node voltage rises to VDD, and the SCB is sensed by a voltage monitor. Next, as shown in FIG. 7, the switch S 1 is opened again and the switch S 2 is closed. Similarly, since the FB pin is open, the FB node voltage drops to ground voltage, and the SCG is sensed by the voltage monitor. As described above, when the SCB and SCG signals are sequentially generated by S 1 and S 2 through a series of processes, the signals are processed to detect them as OL.

도 8은 정상적인 경우 오픈 로드를 진단하는 과정을 설명하는 도면이다. 도 8에 도시된 바와 같이 FB 핀이 개방된 고장이 없다면, RS2가 강하게 GND로 잡아주고 있기 때문에, S1과 S2로 전압을 push-pull하더라도 FB 노드에 전압 변동이 없다(단 RS1, RS2 ≪ RD1, RD2). 이 때문에 S1, S2 스위치 동작에 대해 각각 SCB, SCG로 동일하게 발생된다. 이를 통해 OL 진단은 이상 없음으로 판단한다.8 is a diagram illustrating a process of diagnosing an open load in a normal case. As shown in Fig. 8, if there is no fault with the FB pin open, since R S2 is strongly holding GND, there is no voltage fluctuation in the FB node even if the voltage is push-pulled with S 1 and S 2 (however, R S1 , R S2 << R D1 , R D2 ). For this reason, the S 1 and S 2 switch operations are identically generated in SCB and SCG, respectively. Through this, it is determined that OL diagnosis is not abnormal.

그런데 이와 같은 종래의 OL 진단 방법은 레귤레이터 활성화 전에 1회 실시 가능할 뿐, 레귤레이터 동작 중에 발생하는 OL 고장을 실시간으로 진단을 할 수 없다. 실시간 진단에 적용할 경우 S1, S2 동작이 피드백 저항 RS1, RS2의 전압 분배 값에 영향을 주어 레귤레이터의 정확도를 떨어뜨리기 때문이다.However, such a conventional OL diagnosis method can be performed only once before activation of the regulator, and it is not possible to diagnose OL failures occurring during the operation of the regulator in real time. This is because, when applied to real-time diagnosis, the operation of S 1 and S 2 affects the voltage distribution values of the feedback resistors R S1 and R S2 , reducing the accuracy of the regulator.

도 9, 도 10, 및 도 11은 레귤레이터 동작 중에 OL 진단을 수행할 때, 출력 정확도에 미치는 영향을 보여주는 도면들이다. 도 9의 레귤레이터 출력 VOUT을 3.3V라고 하고, VDD를 3.3V라고 하면, 저항 분배기 RS1, RS2를 통해 흐르는 전류는 33mA이다. 도 10에 도시된 바와 같이 OL 진단을 위해 S1을 켜게 되면 아래와 같이 저항이 합성 되어 IFB=4uA의 추가 전류가 흐르게 된다. 때문이 피드백 전압 VFB 값이 원래 1.22V 이어야 하지만, 추가 누설 전류 IFB로 인해 1.37V로 증가한다. 9, 10, and 11 are diagrams showing an effect on output accuracy when performing an OL diagnosis during a regulator operation. Assuming that the regulator output V OUT of FIG. 9 is 3.3V and VDD is 3.3V, the current flowing through the resistor dividers R S1 and R S2 is 33 mA. As shown in FIG. 10, when S 1 is turned on for OL diagnosis, the resistance is synthesized as follows, and an additional current of I FB =4uA flows. This is because the value of the feedback voltage V FB should be 1.22V originally, but it increases to 1.37V due to the additional leakage current I FB .

Figure 112018087636485-pat00001
Figure 112018087636485-pat00001

Figure 112018087636485-pat00002
Figure 112018087636485-pat00002

Figure 112018087636485-pat00003
Figure 112018087636485-pat00003

따라서 레귤레이터는 VFB 전압을 1.22V로 낮추기 위해 출력 전압 VOUT을 약 2.95V로 조정하게 된다. 이 때문에 출력 왜곡이 발생한다. 결국 OL 진단을 위한 S1의 동작으로 인해 출력 전압이 틀어지게 되고, 출력 전압 정확도는 약 10% 가량 낮아진다. 응용에 따라선 출력전압 정확도를 3% 미만, 대부분 5%로 가져가기 때문에 10%의 오차는 용납할 수 없는 수치이다.도 11에 도시된 바와 같이, OL 진단을 위해 S2가 동작하는 경우에도 VFB가 1.13V로 왜곡되는 문제가 발생하고, 이로 인해 출력 전압 VOUT은 약 3.55V로 변하게 되어 약 7.5%의 출력 전압 오차가 발생하게 된다.Therefore, the regulator adjusts the output voltage V OUT to about 2.95V to reduce the V FB voltage to 1.22V. This causes output distortion. Eventually, due to the operation of S 1 for OL diagnosis, the output voltage is changed, and the output voltage accuracy decreases by about 10%. Depending on the application, an error of 10% is unacceptable because the output voltage accuracy is less than 3% and most of it is 5%. As shown in Fig. 11, even when S2 is operated for OL diagnosis, V FB Is distorted to 1.13V, and as a result, the output voltage V OUT changes to about 3.55V, resulting in an output voltage error of about 7.5%.

Figure 112018087636485-pat00004
Figure 112018087636485-pat00004

Figure 112018087636485-pat00005
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Figure 112018087636485-pat00006
Figure 112018087636485-pat00006

한편, 아래에서는 실시간으로 OL 진단 가능한 전압 레귤레이터를 설명하도록 하겠다. 본 발명의 실시 예에 따른 전압 레귤레이터는, 출력 전압 정확도 허용 한도 내의 미세 진단 전류를 사용하여 OL 진단하거나, 외부 저항 가변 제어를 통하여 진단 전류를 상쇄함으로써 OL 진단하거나, 외부 핀 1개를 이용하여 진단 전류 상쇄용 전류를 공급함으로써 OL 진단하거나, 외부 저항 설계를 통하여 진단 전류 상기 구동 가능하게 함으로써 OL 진단할 수 있다.Meanwhile, below, a voltage regulator capable of real-time OL diagnosis will be described. The voltage regulator according to an embodiment of the present invention diagnoses OL by using a microdiagnostic current within an allowable limit of output voltage accuracy, or by canceling the diagnosis current through variable external resistance control, or diagnoses using one external pin. OL can be diagnosed by supplying a current for canceling current, or by enabling the diagnostic current to be driven through an external resistor design.

첫째, 미세 진단 전류를 사용하여 OL 진단First, OL diagnosis using microdiagnostic current

도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 미세 진단 전류를 사용하여 오픈 로드를 진단하는 전압 레귤레이터를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 12을 참조하면, 전압 레귤레이터(100)는 비교기(COM), 트랜지스터(TR), 전압 모니터(110), 및 전류원(120 130)을 포함할 수 있다.12 is a diagram illustrating a voltage regulator for diagnosing an open load using a microdiagnostic current according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 12, the voltage regulator 100 may include a comparator COM, a transistor TR, a voltage monitor 110, and a current source 120 130.

비교기(COM)는 기준 전압(REF_REG)과 피드백 전압을 비교하도록 구현될 수 있다. 여기서 피드백 전압은 피드백핀(FB)의 전압일 수 있다.The comparator COM may be implemented to compare the reference voltage REF_REG and the feedback voltage. Here, the feedback voltage may be the voltage of the feedback pin FB.

트랜지스터(TR)는 비교기(COM)의 출력에 응답하여 배터리 전압(VBAT)을 출력핀(OUT)으로 출력하도록 구현될 수 있다. 출력핀(OUT)의 전압은 제 1 션트 저항(RS1)과 제 2 션트 저항(RS2)에 의해 전압 분배 될 수 있다. 제 1 션트 저항(RS1)의 일단은 출력핀(OUT)에 연결되고, 제 1 션트 저항(RS1)의 타단은 피드백핀(FB)에 연결될 수 있다. 제 2 션트 저항(RS2)의 일단은 피드백핀(FB)에 연결되고, 제 2 션트 저항(RS2)의 타단은 접지단(GND)에 연결될 수 있다.The transistor TR may be implemented to output the battery voltage VBAT to the output pin OUT in response to the output of the comparator COM. The voltage of the output pin OUT may be divided by the first shunt resistor R S1 and the second shunt resistor R S2 . The first end of the shunt resistor (R S1) is connected to the output pin (OUT), the other end of the first shunt resistor (R S1) may be connected to the feedback pin (FB). One end of the second shunt resistor R S2 may be connected to the feedback pin FB, and the other end of the second shunt resistor R S2 may be connected to the ground terminal GND.

전압 모니터(110)는 피드백핀(FB)의 피드백 전압을 입력 받고, SCG/SCB/OL을 모니터링 하도록 구현될 수 있다.The voltage monitor 110 may be implemented to receive a feedback voltage of the feedback pin FB and monitor SCG/SCB/OL.

실시 예에 있어서, 전압 레귤레이터(100)는 정격 출력전압 범위를 벗어나지 않도록 1μA 이하의 미세 전류를 이용하여 OL 진단하도록 구현될 수 있다. 전류 IS1이 출력전압에 미치는 영향은 다음과 같다.In an embodiment, the voltage regulator 100 may be implemented to diagnose OL using a minute current of 1 μA or less so as not to deviate from the rated output voltage range. The effect of current IS1 on the output voltage is as follows.

Figure 112018087636485-pat00007
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Figure 112018087636485-pat00011
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따라서, 출력전압 변화율 A은 아래의 수학식과 같다.Therefore, the output voltage change rate A is as shown in the following equation.

Figure 112018087636485-pat00012
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따라서 진단 전류 IS1, IS2를 1uA 미만으로 사용하면 출력전압 정확도를 3%를 만족할 수 있다. 예를 들어 100nA의 진단전류를 사용할 경우 출력전압 변화율은 0.3%이다.도 13은 도 12의 전류원(120, 130)을 트랜지스터로 구현한 실시 예를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 13에 도시된 바와 같이 전류원(120, 130; IS1, IS2)은 MOSFET(metal oxide semiconductor filed effect transistor)을 이용하여 구현될 수 있다. 수 백 nA 단위의 미세 전류를 만들기 위해서 저항으로 구현하면, 수 MΩ 단위의 큰 저항이 필요하다. 이는 반도체 공정에서 구현하기엔 비용 면에서 불리할 수 있다. 도 13에 도시된 바와 같이, 기준 전압(REF_REG)을 이용하여 기준 전류를 생성하고, 전류 미러(current mirror)로 미세 전류를 생성함으로써 진단 전류를 공급하는 것이 유리하다. Therefore, if the diagnostic currents I S1 and I S2 are used below 1uA, the output voltage accuracy can be satisfied with 3%. For example, when a diagnostic current of 100nA is used, the rate of change of the output voltage is 0.3%. FIG. 13 is a diagram illustrating an exemplary embodiment in which the current sources 120 and 130 of FIG. 12 are implemented as transistors. As shown in FIG. 13, the current sources 120 and 130; I S1 and I S2 may be implemented using a metal oxide semiconductor filed effect transistor (MOSFET). If implemented as a resistor to make a minute current of several hundred nA units, a large resistance of several MΩ units is required. This can be disadvantageous in terms of cost to implement in a semiconductor process. As shown in FIG. 13, it is advantageous to supply a diagnostic current by generating a reference current using a reference voltage REF_REG and generating a minute current using a current mirror.

도 14는 도 13에 도시된 전압 레귤레이터를 구현한 실시 예를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 14를 참조하면, 전압 레귤레이터(100)는 피모스(PMOS; p-channel MOS) 트랜지스터들(PM1, PM2, PM3, PM4, PM5), 엔모스(NMOS; n-channel MOS) 트랜지스터들(NM1, NM2, NM3, NM4, NM5, NM6), 및 전류원(IDC)을 포함할 수 있다.14 is a diagram illustrating an exemplary embodiment of implementing the voltage regulator shown in FIG. 13. Referring to FIG. 14, the voltage regulator 100 includes PMOS (p-channel MOS) transistors PM1, PM2, PM3, PM4, and PM5, and NMOS (n-channel MOS) transistors NM1. , NM2, NM3, NM4, NM5, NM6), and a current source (I DC ).

제 1 피모스 트랜지스터(PM1)는 전원단(VINT)과 피드백핀(FB) 사이에 연결될 수 있다. 제 2 및 제 3 피모스 트랜지스터들(PM2, PM3)은 전원단(VINT)과 제 1 노드(N1) 사이에 연결될 수 있다. 여기서 제 1 노드(N1)은 제 1 및 제 2 피모스 트랜지스터들(PM1, PM2)의 게이트단들에 연결될 수 있다. 제 3 피모스 트랜지스터(PM2)의 게이트단은 풀업 오프(PU_OFF) 신호를 입력 받을 수 있다.The first PMOS transistor PM1 may be connected between the power terminal VINT and the feedback pin FB. The second and third PMOS transistors PM2 and PM3 may be connected between the power terminal VINT and the first node N1. Here, the first node N1 may be connected to gate terminals of the first and second PMOS transistors PM1 and PM2. The gate terminal of the third PMOS transistor PM2 may receive a pull-up-off (PU_OFF) signal.

제 4 피모스 트랜지스터(PM4)는 전원단(VINT)과 제 2 노드(N2) 사이에 연결될 수 있다. 제 5 피모스 트랜지스터(PM5)는 전원단(VINT)과 제 3 노드(N3) 사이에 연결될 수 있다. 제 4 및 제 5 피모스 트랜지스터들(PM4, PM5)의 게이트단들은 제 3 노드(N3)에 연결될 수 있다.The fourth PMOS transistor PM4 may be connected between the power terminal VINT and the second node N2. The fifth PMOS transistor PM5 may be connected between the power terminal VINT and the third node N3. Gate terminals of the fourth and fifth PMOS transistors PM4 and PM5 may be connected to the third node N3.

제 1 엔모스 트랜지스터(NM1)는 피드백핀(FB)과 접지단(GND) 사이에 연결될 수 있다. 제 2 및 제 3 엔모스 트랜지스터들(NM2, NM3)은 제 2 노드(N2)와 접지단(GND) 사이에 연결될 수 있다. 제 1 및 제 2 엔모스 트랜지스터들(NM1, NM2)의 게이트단들은 제 2 노드(N2)에 연결될 수 있다. 제 3 엔모스 트랜지스터(NM3)의 게이트단은 풀다운 오프(PD_OFF) 신호를 입력 받을 수 있다. The first NMOS transistor NM1 may be connected between the feedback pin FB and the ground terminal GND. The second and third NMOS transistors NM2 and NM3 may be connected between the second node N2 and the ground terminal GND. Gate terminals of the first and second NMOS transistors NM1 and NM2 may be connected to the second node N2. The gate terminal of the third NMOS transistor NM3 may receive a pull-down (PD_OFF) signal.

제 4 엔모스 트랜지스터(NM4)는 제 1 노드(N1)과 접지단(GND) 사이에 연결될 수 있다. 제 4 엔모스 트랜지스터(NM4)의 게이트단은 제 4 노드(N4)에 연결될 수 있다. 제 5 및 제 6 엔모스 트랜지스터들(NM5, NM6)은 제 4 노드(N4)와 접지단(GND) 사이에 연결될 수 있다. 제 5 및 제 6 엔모스 트랜지스터들(NM5, NM6)의 게이트단들은 제 4 노드(N4)에 연결될 수 있다.The fourth NMOS transistor NM4 may be connected between the first node N1 and the ground terminal GND. The gate terminal of the fourth NMOS transistor NM4 may be connected to the fourth node N4. The fifth and sixth NMOS transistors NM5 and NM6 may be connected between the fourth node N4 and the ground terminal GND. Gate terminals of the fifth and sixth NMOS transistors NM5 and NM6 may be connected to the fourth node N4.

전류원(IDC)은 전원단(VINT)와 제 4 노드(N4) 사이에 연결될 수 있다.The current source I DC may be connected between the power terminal VINT and the fourth node N4.

한편, 진단 전류 값은 수학식 7 내지 수학식 12를 이용하여 계산될 수 있다. 시뮬레이션 결과 0.2% 수준으로 추정하였던 바와 같이 출력 전압에 거의 영향을 주지 않는다.Meanwhile, the diagnostic current value may be calculated using Equations 7 to 12. As the simulation result estimated at 0.2%, it hardly affects the output voltage.

둘째, 외부 저항 가변 제어를 통해 진단 전류를 상쇄하여 OL 진단Second, OL diagnosis by offsetting the diagnosis current through variable control of external resistance

본 발명의 실시 예에 따른 전압 레귤레이터는 강한 진단 전류를 사용하는 경우, 외부 저항에 변화를 주어 진단 전류를 상쇄시키는 방법으로 오픈 로드를 진단할 수 있다.In the case of using a strong diagnostic current, the voltage regulator according to an embodiment of the present invention can diagnose an open load by offsetting the diagnostic current by changing an external resistance.

도 15는 외부 저항 가변 제어를 이용하는 본 발명의 실시 예에 따른 전압 레귤레이터를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 15를 참조하면, 전압 레귤레이터(200)는, 도 9에 도시된 그것과 비교하여 가변 저항을 갖는 제 2 션트 저항(RS2)을 포함할 수 있다.15 is a diagram illustrating a voltage regulator according to an embodiment of the present invention using an external resistance variable control. Referring to FIG. 15, the voltage regulator 200 may include a second shunt resistor R S2 having a variable resistance compared to that shown in FIG. 9.

도 16은 외부 저항 가변 제어를 이용하는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전압 레귤레이터를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 16을 참조하면, 전압 레귤레이터(200a)는 도 9에 도시된 그것과 비교하여 가변 저항을 갖는 제 1 션트 저항(RS1)을 포함할 수 있다.16 is a diagram illustrating a voltage regulator according to another embodiment of the present invention using an external resistance variable control. Referring to FIG. 16, the voltage regulator 200a may include a first shunt resistor R S1 having a variable resistance compared to that shown in FIG. 9.

한편, 제 1 및 제 2 션트 저항 모두가 가변 저항으로 구현될 수도 있다.Meanwhile, both the first and second shunt resistors may be implemented as variable resistors.

도 17은 가변 저항과 트랜지스터로 구현된 전압 레귤레이터를 예시적으로 보여주는 도면이다. 전압 레귤레이터(200b)는 가변 시킬 저항 RVS1, RVS2를 부착 후, M1, M2 스위치를 IS1, IS2 동작에 동기화 구동 시킴으로써, RVS1, RVS2 저항이 보이거나 보이지 않게 하여 진단 전류를 상쇄시킬 수 있다.17 is a diagram illustrating a voltage regulator implemented with a variable resistor and a transistor as an example. The voltage regulator 200b attaches resistors R VS1 and R VS2 to be variable, and then drives the M 1 and M 2 switches synchronously to the I S1 and I S2 operations, so that the R VS1 and R VS2 resistances are visible or invisible, and the diagnostic current Can be offset.

여기서 RVS1과 RVS2 값은 다음과 같이 결정될 수 있다.Here, the values of RVS1 and RVS2 can be determined as follows.

Figure 112018087636485-pat00013
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Figure 112018087636485-pat00014
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Figure 112018087636485-pat00015
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Figure 112018087636485-pat00016
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Figure 112018087636485-pat00017
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Figure 112018087636485-pat00018
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Figure 112018087636485-pat00019
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RS1=6.3k, RS2=3.7k, IFB=100u, VOUT=3.3으로 가정하면, RVS1은 아래의 수학식과 같다.Assuming that R S1 =6.3k, R S2 =3.7k, I FB =100u, and V OUT =3.3, R VS1 is as shown in the following equation.

Figure 112018087636485-pat00020
Figure 112018087636485-pat00020

제 2 가변 저항 RVS2도 동일한 접근방법으로 계산될 수 있다.The second variable resistor R VS2 can also be calculated with the same approach.

Figure 112018087636485-pat00021
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Figure 112018087636485-pat00022
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Figure 112018087636485-pat00023
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Figure 112018087636485-pat00024
Figure 112018087636485-pat00024

도 18은 도 17에 도시된 전압 레귤레이터를 구현한 실시 예를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 18을 참조하면, 앞서 계산한 RVS1, RVS2 값을 이용하여 전압 레귤레이터(200b)가 구현될 수 있다. 진단 전류를 제공하기 위한 전압 레귤레이터(200b)의 내부 구성은 도 14에 도시된 그것과 동일하게 구현될 수 있다.18 is a diagram illustrating an exemplary embodiment of implementing the voltage regulator illustrated in FIG. 17. Referring to FIG. 18, a voltage regulator 200b may be implemented using values of R VS1 and R VS2 calculated above. The internal configuration of the voltage regulator 200b for providing the diagnostic current may be implemented in the same manner as that shown in FIG. 14.

풀다운 오프단(PD_OFF)은 진단 전류를 제공하기 위한 제 3 엔모스 트랜지스터(NM3)의 게이트단에 연결될 수 있다. 또한, 풀다운 오프단(PD_OFF)은 제 1 트랜지스터(M1)의 게이트단에 연결될 수 있다. 제 1 트랜지스터(M1)는 출력핀(OUT)과 제 1 가변 저항(RVS1) 사이에 연결될 수 있다. 제 1 가변 저항(RVS1)의 일단은 제 1 트랜지스터(M1)의 드레인단에 연결되고, 제 1 가변 저항(RVS1)의 타단은 피드백핀(FB)에 연결될 수 있다. 실시 예에 있어서, 제 1 트랜지스터(M1)는 피모스 트랜지스터를 포함할 수 있다. 제 1 션트 저항(RS1)은 출력핀(OUT)과 피드백핀(FB) 사이에 연결될 수 있다.The pull-down-off terminal PD_OFF may be connected to a gate terminal of the third NMOS transistor NM3 for providing a diagnostic current. In addition, the pull-down off terminal PD_OFF may be connected to the gate terminal of the first transistor M1. The first transistor M1 may be connected between the output pin OUT and the first variable resistor R VS1 . One end of the first variable resistor R VS1 may be connected to the drain terminal of the first transistor M1, and the other end of the first variable resistor R VS1 may be connected to the feedback pin FB. In an embodiment, the first transistor M1 may include a PMOS transistor. The first shunt resistor R S1 may be connected between the output pin OUT and the feedback pin FB.

풀업 오프단(PU_OFF)은 진단 전류를 제공하기 위한 제 3 피모스 트랜지스터(PM3)의 게이트단에 연결될 수 있다. 또한 풀업 오프단(PU_OFF)은 제 2 트랜지스터(M2)의 게이트단에 연결될 수 있다. 제 2 트랜지스터(M2)는 제 2 가변 저항(RVS2)과 접지단(GND) 사이에 연결될 수 있다. 제 2 가변 저항(RVS2)의 일단은 피드백핀(FB)에 연결되고, 제 2 가변 저항(RVS2)의 타단은 제 2 트랜지스터(M2)의 드레인단에 연결될 수 있다. 실시 예에 있어서, 제 2 트랜지스터(M2)는 엔모스 트랜지스터를 포함할 수 있다. 제 2 션트 저항(RS2)은 피드백핀(FB)과 접지단(GND) 사이에 연결될 수 있다.The pull-up-off terminal PU_OFF may be connected to the gate terminal of the third PMOS transistor PM3 for providing a diagnostic current. Also, the pull-up off terminal PU_OFF may be connected to the gate terminal of the second transistor M2. The second transistor M2 may be connected between the second variable resistor R VS2 and the ground terminal GND. One end of the second variable resistor R VS2 may be connected to the feedback pin FB, and the other end of the second variable resistor R VS2 may be connected to a drain terminal of the second transistor M2. In an embodiment, the second transistor M2 may include an NMOS transistor. The second shunt resistor R S2 may be connected between the feedback pin FB and the ground terminal GND.

본 발명을 적용 전에는 출력전압 VOUT이 크게 변하지만, 적용 후에는 진단 중에도 출력전압 변동이 거의 없는 것을 확인할 수 있다.Before the application of the present invention, the output voltage VOUT changes significantly, but after application, it can be seen that there is almost no change in the output voltage even during diagnosis.

한편, 외부 저항은 상호 연동된 전류원 쌍으로 대체 가능하다.On the other hand, the external resistance can be replaced by a pair of mutually interlocked current sources.

도 19는 저항 대신 상호 연동된 전류원 쌍으로 구현된 전압 레귤레이터를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 19를 참조하면, 전압 레귤레이터(200c)는 저항 대신 상호 연동된 전류원 쌍(IC1, IC2)을 이용하여 진단 전류를 상쇄 시키도록 구현될 수 있다. 이를 통해 RVS1, RVS2 저항을 절감 할 수 있다. VBIAS_M1, VBIAS_M2에서 M1, M2를 구동하기 위한 바이어스 전압을 제공할 수 있다.19 is a diagram illustrating a voltage regulator implemented by a pair of mutually interlocked current sources instead of a resistor. Referring to FIG. 19, the voltage regulator 200c may be implemented to cancel a diagnosis current using a pair of current sources I C1 and I C2 interlocked with each other instead of a resistor. Through this, the resistance of R VS1 and R VS2 can be reduced. A bias voltage for driving M 1 and M 2 in VBIAS_M1 and VBIAS_M2 can be provided.

도 20는 도 19의 전압 레귤레이터(200c)를 구현한 실시 예를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 19를 참조하면, 제 1 트랜지스터(M1)와 제 1 션트 저항(RS1)은 출력핀(OUT)과 피드백핀(FB) 사이에 연결될 수 있다. 제 1 트랜지스터(M1)의 게이트단은 제 1 바이어스단(VBIAS_M1)에 연결될 수 있다.20 is a diagram illustrating an exemplary embodiment of implementing the voltage regulator 200c of FIG. 19. Referring to FIG. 19, a first transistor M1 and a first shunt resistor R S1 may be connected between an output pin OUT and a feedback pin FB. The gate terminal of the first transistor M1 may be connected to the first bias terminal VBIAS_M1.

제 2 트랜지스터(M2)와 제 2 션트 저항(RS2)은 피드백핀(FB)과 접지단(GND) 사이에 연결될 수 있다. 제 2 트랜지스터(M2)의 게이트단은 제 2 바이어스단(VBIAS_M2)에 연결될 수 있다.The second transistor M2 and the second shunt resistor R S2 may be connected between the feedback pin FB and the ground terminal GND. The gate terminal of the second transistor M2 may be connected to the second bias terminal VBIAS_M2.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 전압 레귤레이터는 미세 전류 제어 방식과 외부 저항 제어 방식으로 조합으로 구현될 수도 있다.Meanwhile, the voltage regulator according to an embodiment of the present invention may be implemented in combination with a micro current control method and an external resistance control method.

도 21은 미세 전류 제어 방식과 외부 저항 제어 방식으로 조합으로 구현된 전압 레귤레이터를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 21을 참조하면, 전압 레귤레이터(200d)는 평시에는 미세전류로 진단하고, 강한 진단전류가 필요할 경우엔 PW_U와 PW_D 제어신호를 통해 진단전류를 강화하고 외부저항을 제어하여 상쇄시키는 조합으로 응용 가능하다.21 is a diagram illustrating a voltage regulator implemented by a combination of a fine current control method and an external resistance control method. Referring to FIG. 21, the voltage regulator 200d is diagnosed as a microcurrent in normal times, and when a strong diagnostic current is needed, the diagnostic current is enhanced through the PW_U and PW_D control signals, and the external resistance is controlled to cancel it. Do.

셋째, 외부 핀 1개를 이용해 진단전류 상쇄용 전류 공급Third, supply current for canceling diagnosis current using one external pin

앞에서 상술된 진단 전류를 상쇄하는 방식의 경우 외부 핀(PU_OFF, PN_OFF)을 2개를 사용하였다. 기능안전 등 기능이 많은 반도체 제품일수록 반도체 패키지에서 대부분 die-size-oriented 보다 pin-oriented 패키지의 경우가 많다. 때문에 핀의 개수를 줄이는 것이 원가 절감에 도움이 된다.In the case of canceling the above-described diagnostic current, two external pins (PU_OFF and PN_OFF) were used. As semiconductor products with more functions such as functional safety, most of the semiconductor packages are in the case of pin-oriented packages rather than die-size-oriented. Therefore, reducing the number of pins helps to reduce cost.

도 22는 하나의 외부 핀을 이용하여 진단 전류를 상쇄하는 전압 레귤레이터를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 22를 참조하면, 전압 레귤레이터(300)는 OL 진단할 때 진단 전류를 상쇄하기 위한 진단핀(DIAG)을 포함할 수 있다. 본 발명의 전압 레귤레이터(300)는 저항이나 트랜지스터 등 추가적인 외부 소자도 필요하지 않기 때문에 원가 절감에 유리하다.22 is a diagram illustrating a voltage regulator that cancels a diagnosis current using one external pin. Referring to FIG. 22, the voltage regulator 300 may include a diagnosis pin DIAG for canceling a diagnosis current when performing OL diagnosis. The voltage regulator 300 of the present invention is advantageous in cost reduction because additional external elements such as resistors or transistors are not required.

도 22에 도시된 바와 같이, 제 1 스위치(S1)를 온 시키고 제 2 스위치(S2)를 오프 시키고, 제 3 스위치(S3)를 오프 시키고, 제 4 스위치(S4)를 온 시킬 때, 제 1 진단 전류(IS1)는 피드백핀(FB)과 진단핀(DIAG)을 경유하여 접지단(GND)으로 흐를 수 있다.As shown in Fig. 22, the first switch (S 1 ) is turned on, the second switch (S 2 ) is turned off, the third switch (S 3 ) is turned off, and the fourth switch (S 4 ) is turned on. At this time, the first diagnostic current I S1 may flow to the ground terminal GND through the feedback pin FB and the diagnostic pin DIAG.

도 23은 제 2 진단 전류(IS2)의 전류 패스를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 23을 참조하면, 제 1 스위치(S1)를 오프 시키고 제 2 스위치(S2)를 온 시키고, 제 3 스위치(S3)를 온 시키고, 제 4 스위치(S4)를 오프 시킬 때, 제 2 진단 전류(IS2)는 전원단(VDD)으로부터 피드백핀(FB)과 진단핀(DIAG)을 경유하여 접지단(GND)으로 흐를 수 있다.23 is a diagram illustrating a current path of the second diagnostic current I S2 by way of example. Referring to FIG. 23, when the first switch (S 1 ) is turned off, the second switch (S 2 ) is turned on, the third switch (S 3 ) is turned on, and the fourth switch (S 4 ) is turned off, The second diagnostic current I S2 may flow from the power terminal VDD to the ground terminal GND through the feedback pin FB and the diagnostic pin DIAG.

도 24는 전류 미러를 이용한 전압 레귤레이터(300)의 구현한 실시 예를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 24을 참조하면, 전압 레귤레이터(300)는 피모스 트랜지스터들(PM1 ~ PM8), 및 엔모스 트랜지스터들(NM1 ~ NM9)을 포함할 수 있다.24 is a diagram illustrating an exemplary embodiment of a voltage regulator 300 using a current mirror. Referring to FIG. 24, the voltage regulator 300 may include PMOS transistors PM1 to PM8 and NMOS transistors NM1 to NM9.

제 1 피모스 트랜지스터(PM1)는 전원단(VINT)과 피드백핀(FB) 사이에 연결될 수 있다. 제 2 피모스 트랜지스터(PM2)는 전원단(VINT)과 제 1 노드(N1) 사이에 연결될 수 있다. 제 1 및 제 2 피모스 트랜지스터들(PM1, PM2)의 게이트단들은 제 1 노드(N1)에 연결될 수 있다. 제 3 피모스 트랜지스터(PM3)는 전원단(VINT)과 제 2 노드(N2) 사이에 연결될 수 있다. 제 3 피모스 트랜지스터(PM3)의 게이트단은 제 5 노드(N5)에 연결될 수 있다. 제 4 피모스 트랜지스터(PM4)는 전원단(VINT)과 제 6 노드(N6) 사이에 연결될 수 있다. 제 5 피모스 트랜지스터(PM5)는 전원단(VINT)과 제 3 노드(N3) 사이에 연결될 수 있다. 제 4 및 제 5 피모스 트랜지스터들(PM4, PM5)의 게이트단들은 제 3 노드(N3)에 연결될 수 있다.The first PMOS transistor PM1 may be connected between the power terminal VINT and the feedback pin FB. The second PMOS transistor PM2 may be connected between the power terminal VINT and the first node N1. Gate terminals of the first and second PMOS transistors PM1 and PM2 may be connected to the first node N1. The third PMOS transistor PM3 may be connected between the power terminal VINT and the second node N2. The gate terminal of the third PMOS transistor PM3 may be connected to the fifth node N5. The fourth PMOS transistor PM4 may be connected between the power terminal VINT and the sixth node N6. The fifth PMOS transistor PM5 may be connected between the power terminal VINT and the third node N3. Gate terminals of the fourth and fifth PMOS transistors PM4 and PM5 may be connected to the third node N3.

제 6, 제 7, 및 제 8 피모스 트랜지스터들(PM6, PM7, PM8)은 전원단(VINT)과 제 5 노드(N5) 사이에 연결될 수 있다. 제 6 및 제 7 피모스 트랜지스터들(PM6, PM7)의 게이트단들은 제 5 노드(N5)에 연결될 수 있다. 제 8 피모스 트랜지스터(PM8)의 게이트단은 풀업 오프(PU_OFF) 신호를 입력 받을 수 있다.The sixth, seventh, and eighth PMOS transistors PM6, PM7, and PM8 may be connected between the power terminal VINT and the fifth node N5. Gate terminals of the sixth and seventh PMOS transistors PM6 and PM7 may be connected to the fifth node N5. The gate terminal of the eighth PMOS transistor PM8 may receive a pull-up-off (PU_OFF) signal.

제 1 엔모스 트랜지스터(NM1)은 진단핀(DIAG)과 접지단(GND) 사이에 연결될 수 있다. 제 2 엔모스 트랜지스터(NM2)는 제 2 노드(N2)와 접지단(GND) 사이에 연결될 수 있다. 제 1 및 제 2 엔모스 트랜지스터들(NM1, NM2)의 게이트들은 제 2 노드(N2)에 연결될 수 있다. 제 3 엔모스 트랜지스터(NM3)는 제 1 노드(N1)와 접지단(GND) 사이에 연결될 수 있다. 제 3 엔모스 트랜지스터(NM3)의 게이트단은 제 6 노드(N6)에 연결될 수 있다. 제 4 엔모스 트랜지스터(NM4)는 제 5 노드(N5) 와 접지단(GND) 사이에 연결될 수 있다. 제 4 엔모스 트랜지스터(NM4)의 게이트단은 제 4 노드(N4)에 연결될 수 있다. 제 5 및 제 6 엔모스 트랜지스터들(NM5, NM6)은 제 4 노드(N4)와 접지단(GND) 사이에 연결될 수 있다. 제 5 및 제 6 엔모스 트랜지스터들(NM5, NM6)의 게이트들은 제 4 노드(N4)에 연결될 수 있다.The first NMOS transistor NM1 may be connected between the diagnostic pin DIAG and the ground terminal GND. The second NMOS transistor NM2 may be connected between the second node N2 and the ground terminal GND. Gates of the first and second NMOS transistors NM1 and NM2 may be connected to the second node N2. The third NMOS transistor NM3 may be connected between the first node N1 and the ground terminal GND. The gate terminal of the third NMOS transistor NM3 may be connected to the sixth node N6. The fourth NMOS transistor NM4 may be connected between the fifth node N5 and the ground terminal GND. The gate terminal of the fourth NMOS transistor NM4 may be connected to the fourth node N4. The fifth and sixth NMOS transistors NM5 and NM6 may be connected between the fourth node N4 and the ground terminal GND. Gates of the fifth and sixth NMOS transistors NM5 and NM6 may be connected to the fourth node N4.

제 7, 제 8 및 제 9 엔모스 트랜지스터들(NM7, NM8, NM9)은 제 6 노드(N6)와 접지단(GND) 사이에 연결될 수 있다. 제 7 및 제 8 엔모스 트랜지스터들(NM7, NM8)의 게이트단들은 제 6 노드(N6)에 연결될 수 있다. 제 9 엔모스 트랜지스터(NM9)의 게이트단은 풀다운 오프(PD_OFF) 신호를 입력 받을 수 있다.The seventh, eighth, and ninth NMOS transistors NM7, NM8, and NM9 may be connected between the sixth node N6 and the ground terminal GND. Gate terminals of the seventh and eighth NMOS transistors NM7 and NM8 may be connected to the sixth node N6. The gate terminal of the ninth NMOS transistor NM9 may receive a pull-down (PD_OFF) signal.

도 24에 도시된 바와 같이, 전압 레귤레이터(300)는 외부 핀(DIAG)을 통해 진단 전류 상쇄용 전류를 공급할 수 있다. 전압 레귤레이터(300)는 전류 미러를 이용하여 쉽게 구현할 수 있다. OL 진단을 위해 PU_OFF, PD_OFF가 구동 됨으로써 진단 전류가 흘러도 출력 전압(VOUT)이 거의 변하지 않는다.As shown in FIG. 24, the voltage regulator 300 may supply a current for canceling a diagnosis current through an external pin DIAG. The voltage regulator 300 can be easily implemented using a current mirror. As PU_OFF and PD_OFF are driven for OL diagnosis, the output voltage (VOUT) hardly changes even when the diagnosis current flows.

넷째, 진단 전류를 상시 구동 가능하도록 외부 저항 설계Fourth, external resistance design to be able to drive diagnostic current at all times

도 25는 본 발명의 실시 예에 따른 진단 전류를 항상 구동 가능하게 하는 피드백 저항을 갖는 전압 레귤레이터를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 25를 참조하면, 전압 레귤레이터(400)는 제 1 션트 저항(RS1) 의 저항값을 적절하게 선택할 수 있다. 피드백 저항 설계 할 때, RS1의 저항 값은 제 2 진단 전류(IS2)를 반영하여 설계 될 수 있다. 평상시 전압 레귤레이터 동작 중에 IS2 진단 전류가 지속적으로 흘러도 피드백 전압에는 영향이 없도록 한다. 이러한 방법은 강한 진단 전류를 사용하더라도 진단 전류 상쇄를 위한 별도의 외부 핀을 필요치 않는다.25 is a diagram exemplarily showing a voltage regulator having a feedback resistor for always driving a diagnostic current according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 25, the voltage regulator 400 may appropriately select a resistance value of the first shunt resistor RS1. When designing the feedback resistor, the resistance value of R S1 may be designed by reflecting the second diagnostic current I S2 . During normal voltage regulator operation, even if I S2 diagnostic current continues to flow, the feedback voltage is not affected. This method does not require a separate external pin to cancel the diagnostic current even when using a strong diagnostic current.

본 발명의 실시 예에 따른 전압 레귤레이터(400)의 진단 절차는 다음과 같이 진행될 수 있다. 전압 레귤레이터(400)이 오프 상태에서, 온 상태로 변경될 수 있다. 이때 동시에 제 2 스위치(S2)가 턴 온 됨으로써 진단 전류( IS2)가 지속적으로 흐른다. 제 1 션트 저항(RS1)의 저항값 설계 시, IS2 전류를 감안하여 설계하였으므로 전압 레귤레이터(400)는 정상 작동할 수 있다. 만일, OL 고장 발생(ex. FB 핀 납땜 떨어짐)하였을 때, IS2가 피드백핀(FB)을 풀-다운 시킴으로써 SCG 플래그가 발생될 수 있다.The diagnosis procedure of the voltage regulator 400 according to an embodiment of the present invention may be performed as follows. The voltage regulator 400 may be changed from an off state to an on state. At this time, as the second switch S 2 is turned on at the same time, the diagnosis current I S2 continuously flows. When designing the resistance value of the first shunt resistor R S1 , the voltage regulator 400 can operate normally because it is designed in consideration of the current I S2 . If an OL failure occurs (ex. FB pin soldering off), I S2 pulls down the feedback pin (FB), so that the SCG flag can be generated.

제 2 스위치(S2)를 턴 오프 된 후에, 제 1 스위치 S1가 턴 온 될 수 있다. 이때, 피드백핀(FB)의 노드 전압이 진단 전류(IS1) 의해 풀-업 됨으로써 SCB 플래그가 발생될 수 있다.After the second switch S 2 is turned off, the first switch S 1 may be turned on. At this time, the node voltage of the feedback pin FB is pulled up by the diagnosis current I S1 , thereby generating an SCB flag.

본 발명의 진단 플래그는 진단 전류들(IS1, IS2) 동작에 의존적이므로 신호처리를 통해 OL 고장으로 진단할 수 있다. Since the diagnostic flag of the present invention is dependent on the operation of the diagnostic currents I S1 and I S2 , it can be diagnosed as an OL fault through signal processing.

한편, 도 25에 도시된 상시 동작하는 진단용 전류는 제 2 진단 전류(IS2) 이었다. 하지만 본 발명이 여기에 제한되지 않는다 이해되어야 할 것이다. 본 발명의 상시 동작하는 진단 전류는 IS1 혹은 IS2 둘 중 하나를 선택할 수 있다. 아래에서는 설명의 편의를 위하여, 상시 동작하는 진단 전류는 pull-down 타입 전류인 IS2를 가정하겠다.Meanwhile, the always-operating diagnostic current shown in FIG. 25 was the second diagnostic current I S2 . However, it should be understood that the present invention is not limited thereto. In the present invention, one of I S1 or I S2 may be selected as the diagnostic current that is always operating. In the following, for convenience of explanation, it is assumed that I S2 , which is a pull-down type current, is a diagnostic current that always operates.

IS2를 상시 진단 전류로 이용할 경우, RS1 값은 다음과 같이 계산될 수 있다. 피드백 저항 합산 값 RS은 10kΩ을 기준으로 한다. REF_REG = VFB = 1.22 V는 기준으로 한다.When I S2 is used as the constant diagnostic current, the value of R S1 can be calculated as follows. The sum of feedback resistance R S is based on 10kΩ. REF_REG = V FB = 1.22 V is a reference.

Figure 112018087636485-pat00025
Figure 112018087636485-pat00025

Figure 112018087636485-pat00026
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Figure 112018087636485-pat00027
Figure 112018087636485-pat00027

Figure 112018087636485-pat00028
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Figure 112018087636485-pat00029
Figure 112018087636485-pat00029

Figure 112018087636485-pat00030
Figure 112018087636485-pat00030

Figure 112018087636485-pat00031
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Figure 112018087636485-pat00032
Figure 112018087636485-pat00032

Figure 112018087636485-pat00033
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도 26은 도 25에 도시된 전압 레귤레이터(400)를 구현한 실시 예를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 26을 참조하면, 전압 레귤레이터(400)는 도 14에 도시된 전압 레귤레이터(100)의 내부 구성에 풀-다운 타입 진단 전류를 항상 흐르도록 제 1 션트 저항(RS1)을 포함할 수 있다. FIG. 26 is a diagram illustrating an exemplary embodiment implementing the voltage regulator 400 shown in FIG. 25. Referring to FIG. 26, the voltage regulator 400 may include a first shunt resistor R S1 to always flow a pull-down type diagnostic current in the internal configuration of the voltage regulator 100 shown in FIG. 14.

도 27은 도 26에 도시된 전압 레귤레이터(400)의 OL 고장을 가정할 때 시뮬레이션 결과를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 27을 참조하면, 시뮬레이션 결과로써, ②~④의 과정에서 FB 노드의 SCG와 SCB를 인지함으로써, IS1과 IS2에 따른 FB 노드의 상태 변동을 이용해 OL을 진단할 수 있다.FIG. 27 is a diagram illustrating a simulation result when an OL failure of the voltage regulator 400 illustrated in FIG. 26 is assumed. Referring to FIG. 27, as a result of the simulation, by recognizing the SCG and SCB of the FB node in the processes ② to ④, OL can be diagnosed using the change in the state of the FB node according to I S1 and I S2 .

종래의 전압 레귤레이터는 오프 상태에서만 OL 진단이 가능했다. 반면에 본 발명의 실시 예에 따른 전압 레귤레이터는 실시간 OL 진단을 할 수 있다. 본 발명의 전압 레귤레이터는 실시간 OL 진단이 가능하도록 다양한 방법으로 구현될 수 있다.Conventional voltage regulators can diagnose OL only in the off state. On the other hand, the voltage regulator according to an embodiment of the present invention can perform real-time OL diagnosis. The voltage regulator of the present invention can be implemented in various ways to enable real-time OL diagnosis.

도 28은 본 발명의 실시 예에 따른 전압 레귤레이터의 오픈 로드 진단 방법을 예시적으로 보여주는 흐름도이다. 도 12 내지 도 28을 참조하면, 전압 레귤레이터의 오픈 로드 진단 방법은 다음과 같이 진행될 수 있다.28 is a flowchart illustrating a method of diagnosing an open load of a voltage regulator according to an embodiment of the present invention. 12 to 28, a method for diagnosing an open load of a voltage regulator may proceed as follows.

오프 상태에서 오픈 로드 진단이 수행될 수 있다(S110). 온 상태에서 오픈 로드 진단이 실시간 수행될 수 있다(S110). 실시간 오픈 로드 진단은, 피드백핀에 진단 전류를 제공하고, 진단 전류를 상쇄시키는 것을 포함할 수 있다. 여기서 실시간 오픈 로드 진단 동작은 도 12 내지 도 27에 설명된 바와 같이, 다양한 방법으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시간 오픈 로드 진단 동작은 출력 전압 정확도 허용 한도 내의 미세 진단 전류를 사용하여 OL 진단하거나, 외부 저항 가변 제어를 통하여 진단 전류를 상쇄함으로써 OL 진단하거나, 외부 핀 1개를 이용하여 진단 전류 상쇄용 전류를 공급함으로써 OL 진단하거나, 외부 저항 설계를 통하여 진단 전류 상기 구동 가능하게 함으로써 OL 진단할 수 있다.Open load diagnosis may be performed in the off state (S110). In the on state, open load diagnosis may be performed in real time (S110). Real-time open load diagnosis may include providing a diagnosis current to the feedback pin and canceling the diagnosis current. Here, the real-time open load diagnosis operation may be implemented in various ways, as described in FIGS. 12 to 27. For example, the real-time open load diagnosis operation is performed by diagnosing OL by using a micro-diagnosis current within the allowable limit of output voltage accuracy, or by offsetting the diagnosis current through external resistance variable control, or diagnosing current by using an external pin. OL can be diagnosed by supplying a canceling current, or OL can be diagnosed by enabling the diagnosis current to be driven through an external resistor design.

본 발명에 따른 단계들 및/또는 동작들은 기술분야의 통상의 기술자에 의해 이해될 수 있는 것과 같이, 다른 순서로, 또는 병렬적으로, 또는 다른 에포크(epoch) 등을 위해 다른 실시 예들에서 동시에 일어날 수 있다.The steps and/or actions according to the invention may occur simultaneously in different embodiments in different orders, or in parallel, or in different embodiments for different epochs, etc., as will be appreciated by those skilled in the art. I can.

실시 예에 따라서는, 단계들 및/또는 동작들의 일부 또는 전부는 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체에 저장된 명령, 프로그램, 상호작용 데이터 구조(interactive data structure), 클라이언트 및/또는 서버를 구동하는 하나 이상의 프로세서들을 사용하여 적어도 일부가 구현되거나 또는 수행될 수 있다. 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체는 예시적으로 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/또는 그것들의 어떠한 조합일 수 있다. 또한, 본 명세서에서 논의된 "모듈"의 기능은 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/또는 그것들의 어떠한 조합으로 구현될 수 있다.Depending on the embodiment, some or all of the steps and/or actions drive an instruction, program, interactive data structure, client and/or server stored on one or more non-transitory computer-readable media. At least some may be implemented or performed using one or more processors. The one or more non-transitory computer-readable media may be illustratively software, firmware, hardware, and/or any combination thereof. In addition, the functions of the "module" discussed herein may be implemented in software, firmware, hardware, and/or any combination thereof.

본 발명의 실시 예들의 하나 이상의 동작들/단계들/모듈들을 구현/수행하기 위한 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체 및/또는 수단들은 ASICs(application-specific integrated circuits), 표준 집적 회로들, 마이크로 컨트롤러를 포함하는, 적절한 명령들을 수행하는 컨트롤러, 및/또는 임베디드 컨트롤러, FPGAs(field-programmable gate arrays), CPLDs(complex programmable logic devices), 및 그와 같은 것들을 포함할 수 있지만, 여기에 한정되지는 않는다.One or more non-transitory computer-readable media and/or means for implementing/performing one or more operations/steps/modules of embodiments of the present invention include application-specific integrated circuits (ASICs), standard integrated circuits, Controllers that perform appropriate instructions, including microcontrollers, and/or embedded controllers, field-programmable gate arrays (FPGAs), complex programmable logic devices (CPLDs), and the like, but are not limited thereto. Does not.

한편, 본 발명은 전압 레귤레이터에만 한정되는 것이 아니라 HS(high-side) 스위치, LS (low-side) 스위치, 액추에이터 드라이버 등 실시간 OL 진단이 필요한 모든 곳에 적용될 수 있다. 본 발명은 효율적인 비용으로 실시간 OL 진단을 구현해 낼 수 있다. Meanwhile, the present invention is not limited to a voltage regulator, but can be applied to any place requiring real-time OL diagnosis, such as a high-side (HS) switch, a low-side (LS) switch, and an actuator driver. The present invention can implement real-time OL diagnosis at an efficient cost.

한편, 상술 된 본 발명의 내용은 발명을 실시하기 위한 구체적인 실시 예들에 불과하다. 본 발명은 구체적이고 실제로 이용할 수 있는 수단 자체뿐 아니라, 장차 기술로 활용할 수 있는 추상적이고 개념적인 아이디어인 기술적 사상을 포함할 것이다.On the other hand, the contents of the present invention described above are only specific examples for carrying out the invention. The present invention will include not only specific and practically usable means itself, but also technical ideas that are abstract and conceptual ideas that can be utilized as future technologies.

100, 200, 300, 400: 전압 레귤레이터
110, 210, 310, 410: 전압 모니터
COM: 비교기
TR: 트랜지스터
OUT: 출력핀
FB: 피드백핀
DIAG: 진단핀
RS1: 제 1 션트 저항
RS2: 제 2 션트 저항
RVS1: 제 1 가변 션트 저항
RVS2: 제 2 가변 션트 저항
I1: 제 1 진단 전류
I2: 제 2 진단 전류
100, 200, 300, 400: voltage regulator
110, 210, 310, 410: voltage monitor
COM: comparator
TR: transistor
OUT: output pin
FB: Feedback pin
DIAG: diagnostic pin
R S1 : first shunt resistor
R S2 : second shunt resistor
R VS1 : first variable shunt resistor
R VS2 : 2nd variable shunt resistor
I 1 : first diagnostic current
I 2 : 2nd diagnostic current

Claims (20)

기준 전압과 피드백핀의 피드백 전압을 비교하는 비교기;
상기 비교기의 출력에 응답하여 출력핀으로 출력 전압을 출력하는 트랜지스터;
상기 출력핀에 일단이 연결된 제 1 션트 저항;
상기 제 1 션트 저항의 타단과 접지단 사이에 연결된 제 2 션트 저항; 및
상기 제 1 션트 저항의 타단에 연결된 상기 피드백핀의 피드백 전압을 모니터링 함으로써 단락 진단 혹은 오픈 로드 진단을 수행하는 전압 모니터를 포함하고,
상기 오픈 로드 진단 시, 상기 피드백핀으로 진단 전류를 제공하고,
상기 진단 전류는,
전원단으로부터 상기 피드백핀으로 제공되는 제 1 진단 전류; 및
상기 피드백핀으로부터 상기 접지단으로 빠지면서 상기 제 1 진단 전류를 상쇄시키는 제 2 진단 전류를 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 레귤레이터.
A comparator for comparing the reference voltage and the feedback voltage of the feedback pin;
A transistor configured to output an output voltage to an output pin in response to the output of the comparator;
A first shunt resistor having one end connected to the output pin;
A second shunt resistor connected between the other end of the first shunt resistor and a ground terminal; And
A voltage monitor for performing short-circuit diagnosis or open-load diagnosis by monitoring a feedback voltage of the feedback pin connected to the other end of the first shunt resistor,
When diagnosing the open load, a diagnosis current is provided to the feedback pin,
The diagnostic current is,
A first diagnostic current provided from a power terminal to the feedback pin; And
And a second diagnostic current to cancel the first diagnostic current while being discharged from the feedback pin to the ground terminal.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 진단 전류는 상기 출력 전압의 변화율이 사전에 결정된 값 이하가 되도록 결정되는 것을 특징으로 하는 전압 레귤레이터.
The method of claim 1,
The first diagnostic current is a voltage regulator, characterized in that the rate of change of the output voltage is determined to be less than a predetermined value.
제 1 항에 있어서,
전원단과 상기 피드백핀 사이에 연결되고, 제 1 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 1 피모스 트랜지스터;
상기 전원단과 상기 제 1 노드 사이에 연결되고, 상기 제 1 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 2 피모스 트랜지스터;
상기 전원단과 상기 제 1 노드 사이에 연결되고, 풀업 오프 신호를 입력 받는 게이트단을 갖는 제 3 피모스 트랜지스터; 및
상기 제 1 노드에 연결된 제 1 진단 전류원을 더 포함하는 전압 레귤레이터.
The method of claim 1,
A first PMOS transistor connected between a power supply terminal and the feedback pin and having a gate terminal connected to a first node;
A second PMOS transistor connected between the power supply terminal and the first node and having a gate terminal connected to the first node;
A third PMOS transistor connected between the power supply terminal and the first node and having a gate terminal receiving a pull-up-off signal; And
A voltage regulator further comprising a first diagnostic current source connected to the first node.
제 1 항에 있어서,
상기 피드백핀과 상기 접지단 사이에 연결되고, 제 2 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 1 엔모스 트랜지스터;
상기 제 2 노드와 상기 접지단 사이에 연결되고, 상기 제 2 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 2 엔모스 트랜지스터;
상기 제 2 노드와 상기 접지단 사이에 연결되고, 풀다운 오프 신호를 입력 받는 게이트단을 갖는 제 3 엔모스 트랜지스터; 및
상기 제 2 노드에 연결된 제 2 진단 전류원을 더 포함하는 전압 레귤레이터.
The method of claim 1,
A first NMOS transistor connected between the feedback pin and the ground terminal and having a gate terminal connected to a second node;
A second NMOS transistor connected between the second node and the ground terminal and having a gate terminal connected to the second node;
A third NMOS transistor connected between the second node and the ground terminal and having a gate terminal receiving a pull-down-off signal; And
A voltage regulator further comprising a second diagnostic current source connected to the second node.
제 1 항에 있어서,
전원단과 상기 피드백핀 사이에 연결되고, 제 1 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 1 피모스 트랜지스터;
상기 전원단과 상기 제 1 노드 사이에 연결되고, 상기 제 1 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 2 피모스 트랜지스터;
상기 전원단과 상기 제 1 노드 사이에 연결되고, 풀업 오프 신호를 입력 받는 게이트단을 갖는 제 3 피모스 트랜지스터;
상기 전원단과 제 2 노드 사이에 연결되고, 제 3 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 4 피모스 트랜지스터;
상기 전원단과 상기 제 3 노드 사이에 연결되고, 상기 제 3 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 5 피모스 트랜지스터;
상기 피드백핀과 상기 접지단 사이에 연결되고, 상기 제 2 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 1 엔모스 트랜지스터;
상기 제 2 노드와 상기 접지단 사이에 연결되고, 상기 제 2 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 2 엔모스 트랜지스터;
상기 제 2 노드와 상기 접지단 사이에 연결되고, 풀다운 오프 신호를 입력 받는 게이트단을 갖는 제 3 엔모스 트랜지스터;
상기 제 1 노드와 상기 접지단 사이에 연결되고, 제 4 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 4 엔모스 트랜지스터;
상기 제 3 노드와 상기 접지단 사이에 연결되고, 상기 제 4 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 5 엔모스 트랜지스터;
상기 제 4 노드와 상기 접지단 사이에 연결되고, 상기 제 4 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 6 엔모스 트랜지스터; 및
상기 전원단과 상기 제 4 노드 사이에 연결된 전류원을 더 포함하는 전압 레귤레이터.
The method of claim 1,
A first PMOS transistor connected between a power supply terminal and the feedback pin and having a gate terminal connected to a first node;
A second PMOS transistor connected between the power supply terminal and the first node and having a gate terminal connected to the first node;
A third PMOS transistor connected between the power supply terminal and the first node and having a gate terminal receiving a pull-up-off signal;
A fourth PMOS transistor connected between the power supply terminal and a second node and having a gate terminal connected to a third node;
A fifth PMOS transistor connected between the power supply terminal and the third node and having a gate terminal connected to the third node;
A first NMOS transistor connected between the feedback pin and the ground terminal and having a gate terminal connected to the second node;
A second NMOS transistor connected between the second node and the ground terminal and having a gate terminal connected to the second node;
A third NMOS transistor connected between the second node and the ground terminal and having a gate terminal receiving a pull-down-off signal;
A fourth NMOS transistor connected between the first node and the ground terminal and having a gate terminal connected to a fourth node;
A fifth NMOS transistor connected between the third node and the ground terminal and having a gate terminal connected to the fourth node;
A sixth NMOS transistor connected between the fourth node and the ground terminal and having a gate terminal connected to the fourth node; And
A voltage regulator further comprising a current source connected between the power terminal and the fourth node.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 션트 저항들 중에서 적어도 하나는 가변 저항인 것을 특징으로 하는 전압 레귤레이터.
The method of claim 1,
At least one of the first and second shunt resistors is a variable resistor.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 출력핀에 연결되고, 상기 제 2 진단 전류가 상기 접지단으로 빠질 때 턴 온 되는 제 1 트랜지스터; 및
상기 제 1 트랜지스터의 드레인단과 상기 피드백핀 사이에 연결되는 제 1 가변 션트 저항을 더 포함하는 전압 레귤레이터.
The method of claim 1,
A first transistor connected to the output pin and turned on when the second diagnostic current falls to the ground terminal; And
A voltage regulator further comprising a first variable shunt resistor connected between the drain terminal of the first transistor and the feedback pin.
제 1 항에 있어서,
상기 접지단에 연결되고, 상기 제 1 진단 전류가 상기 피드백핀으로 제공될 때 턴 온 되는 제 2 트랜지스터; 및
상기 제 2 트랜지스터의 드레인단과 상기 피드백핀에 사이에 연결되는 제 2 가변 션트 저항을 더 포함하는 전압 레귤레이터.
The method of claim 1,
A second transistor connected to the ground terminal and turned on when the first diagnostic current is supplied to the feedback pin; And
A voltage regulator further comprising a second variable shunt resistor connected between the drain terminal of the second transistor and the feedback pin.
제 1 항에 있어서,
전원단과 상기 피드백핀 사이에 연결되고, 제 1 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 1 피모스 트랜지스터;
상기 전원단과 상기 제 1 노드 사이에 연결되고, 상기 제 1 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 2 피모스 트랜지스터;
상기 전원단과 상기 제 1 노드 사이에 연결되고, 풀업 오프단에 연결된 게이트단을 갖는 제 3 피모스 트랜지스터;
상기 전원단과 제 2 노드 사이에 연결되고, 제 3 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 4 피모스 트랜지스터;
상기 전원단과 상기 제 3 노드 사이에 연결되고, 상기 제 3 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 5 피모스 트랜지스터;
상기 피드백핀과 상기 접지단 사이에 연결되고, 상기 제 2 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 1 엔모스 트랜지스터;
상기 제 2 노드와 상기 접지단 사이에 연결되고, 상기 제 2 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 2 엔모스 트랜지스터;
상기 제 2 노드와 상기 접지단 사이에 연결되고, 풀다운 오프단에 연결된 게이트단을 갖는 제 3 엔모스 트랜지스터;
상기 제 1 노드와 상기 접지단 사이에 연결되고, 제 4 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 4 엔모스 트랜지스터;
상기 제 3 노드와 상기 접지단 사이에 연결되고, 상기 제 4 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 5 엔모스 트랜지스터;
상기 제 4 노드와 상기 접지단 사이에 연결되고, 상기 제 4 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 6 엔모스 트랜지스터;
상기 전원단과 상기 제 4 노드 사이에 연결된 전류원;
상기 출력핀에 연결되고, 상기 풀다운 오프단에 연결된 게이트단을 갖는 제 1 트랜지스터;
상기 접지단에 연결되고, 상기 풀업 오프단에 연결된 게이트단을 갖는 제 2 트랜지스터;
상기 제 1 트랜지스터의 드레인단과 상기 피드백핀 사이에 연결되는 제 1 가변 션트 저항; 및
상기 피드백핀과 상기 제 2 트랜지스터의 드레인단 사이에 연결되는 제 2 가변 션트 저항을 더 포함하는 전압 레귤레이터.
The method of claim 1,
A first PMOS transistor connected between a power supply terminal and the feedback pin and having a gate terminal connected to a first node;
A second PMOS transistor connected between the power supply terminal and the first node and having a gate terminal connected to the first node;
A third PMOS transistor connected between the power supply terminal and the first node and having a gate terminal connected to a pull-up-off terminal;
A fourth PMOS transistor connected between the power supply terminal and a second node and having a gate terminal connected to a third node;
A fifth PMOS transistor connected between the power supply terminal and the third node and having a gate terminal connected to the third node;
A first NMOS transistor connected between the feedback pin and the ground terminal and having a gate terminal connected to the second node;
A second NMOS transistor connected between the second node and the ground terminal and having a gate terminal connected to the second node;
A third NMOS transistor connected between the second node and the ground terminal and having a gate terminal connected to a pull-down-off terminal;
A fourth NMOS transistor connected between the first node and the ground terminal and having a gate terminal connected to a fourth node;
A fifth NMOS transistor connected between the third node and the ground terminal and having a gate terminal connected to the fourth node;
A sixth NMOS transistor connected between the fourth node and the ground terminal and having a gate terminal connected to the fourth node;
A current source connected between the power terminal and the fourth node;
A first transistor connected to the output pin and having a gate terminal connected to the pull-down terminal;
A second transistor connected to the ground terminal and having a gate terminal connected to the pull-up-off terminal;
A first variable shunt resistor connected between the drain terminal of the first transistor and the feedback pin; And
A voltage regulator further comprising a second variable shunt resistor connected between the feedback pin and the drain terminal of the second transistor.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 진단 전류를 상쇄하기 위한 하나의 진단핀을 더 포함하는 전압 레귤레이터.
The method of claim 1,
The voltage regulator further comprises one diagnostic pin for canceling the first diagnostic current.
제 11 항에 있어서,
전원단과 상기 진단핀 사이에 연결되고, 제 1 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 1 피모스 트랜지스터;
상기 전원단과 상기 제 1 노드 사이에 연결되고, 상기 제 1 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 2 피모스 트랜지스터;
상기 전원단과 제 2 노드 사이에 연결되고, 상기 피드백핀에 연결된 제 5 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 3 피모스 트랜지스터;
상기 전원단과 제 6 노드 사이에 연결되고, 제 3 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 4 피모스 트랜지스터;
상기 전원단과 상기 제 3 노드 사이에 연결되고, 상기 제 3 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 5 피모스 트랜지스터;
상기 전원단과 상기 피드백핀 사이에 연결되고, 상기 제 5 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 6 피모스 트랜지스터;
상기 전원단과 상기 제 5 노드 사이에 연결되고, 상기 제 5 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 7 피모스 트랜지스터;
상기 전원단과 상기 제 5 노드 사이에 연결되고, 풀업 오프 신호를 입력 받는 게이트단을 갖는 제 8 피모스 트랜지스터;
상기 진단핀과 상기 접지단 사이에 연결되고, 상기 제 2 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 1 엔모스 트랜지스터;
상기 제 2 노드와 상기 접지단 사이에 연결되고, 상기 제 2 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 2 엔모스 트랜지스터;
상기 제 1 노드와 상기 접지단 사이에 연결되고, 상기 제 6 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 3 엔모스 트랜지스터;
상기 제 5 노드와 상기 접지단 사이에 연결되고, 제 4 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 4 엔모스 트랜지스터;
상기 제 3 노드와 상기 접지단 사이에 연결되고, 상기 제 4 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 5 엔모스 트랜지스터;
상기 제 4 노드와 상기 접지단 사이에 연결되고, 상기 제 4 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 6 엔모스 트랜지스터;
상기 피드백핀과 상기 접지단 사이에 연결되고, 상기 제 6 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 7 엔모스 트랜지스터;
상기 제 6 노드와 상기 접지단 사이에 연결되고, 상기 제 6 노드에 연결된 게이트단을 갖는 제 8 엔모스 트랜지스터;
상기 제 6 노드와 상기 접지단 사이에 연결되고, 풀다운 오프 신호를 입력 받는 게이트단을 갖는 제 9 엔모스 트랜지스터; 및
상기 전원단과 상기 제 4 노드 사이에 연결된 전류원을 더 포함하는 전압 레귤레이터.
The method of claim 11,
A first PMOS transistor connected between a power supply terminal and the diagnostic pin and having a gate terminal connected to a first node;
A second PMOS transistor connected between the power supply terminal and the first node and having a gate terminal connected to the first node;
A third PMOS transistor connected between the power supply terminal and a second node and having a gate terminal connected to a fifth node connected to the feedback pin;
A fourth PMOS transistor connected between the power supply terminal and a sixth node and having a gate terminal connected to a third node;
A fifth PMOS transistor connected between the power supply terminal and the third node and having a gate terminal connected to the third node;
A sixth PMOS transistor connected between the power supply terminal and the feedback pin and having a gate terminal connected to the fifth node;
A seventh PMOS transistor connected between the power supply terminal and the fifth node and having a gate terminal connected to the fifth node;
An eighth PMOS transistor connected between the power supply terminal and the fifth node and having a gate terminal receiving a pull-up-off signal;
A first NMOS transistor connected between the diagnostic pin and the ground terminal and having a gate terminal connected to the second node;
A second NMOS transistor connected between the second node and the ground terminal and having a gate terminal connected to the second node;
A third NMOS transistor connected between the first node and the ground terminal and having a gate terminal connected to the sixth node;
A fourth NMOS transistor connected between the fifth node and the ground terminal and having a gate terminal connected to a fourth node;
A fifth NMOS transistor connected between the third node and the ground terminal and having a gate terminal connected to the fourth node;
A sixth NMOS transistor connected between the fourth node and the ground terminal and having a gate terminal connected to the fourth node;
A seventh NMOS transistor connected between the feedback pin and the ground terminal and having a gate terminal connected to the sixth node;
An eighth NMOS transistor connected between the sixth node and the ground terminal and having a gate terminal connected to the sixth node;
A ninth NMOS transistor connected between the sixth node and the ground terminal and having a gate terminal receiving a pull-down-off signal; And
A voltage regulator further comprising a current source connected between the power terminal and the fourth node.
제 1 항에 있어서,
상기 진단 전류는 풀업 타입의 상기 제 1 진단 전류 및 풀다운 타입의 상기 제 2 진단 전류를 포함하고,
상기 오픈 로드 진단 시 상기 제 2 진단 전류가 항상 흐르도록 상기 제 1 션트 저항의 저항값이 결정되는 것을 특징으로 하는 전압 레귤레이터.
The method of claim 1,
The diagnostic current includes the first diagnostic current of a pull-up type and the second diagnostic current of a pull-down type,
And a resistance value of the first shunt resistor is determined so that the second diagnostic current always flows during the open load diagnosis.
제 1 항에 있어서,
상기 비교기의 출력을 이용하여 상기 트랜지스터의 온/오프를 제어하는 게이트 드라이버를 더 포함하는 전압 레귤레이터.
The method of claim 1,
A voltage regulator further comprising a gate driver for controlling on/off of the transistor using the output of the comparator.
전압 레귤레이터의 오픈 로드 진단 방법에 있어서:
오프 상태에서 오픈 로드를 진단하는 단계; 및
온 상태에서 오픈 로드를 실시간 진단하는 단계를 포함하고,
상기 실시간 진단하는 단계는,
피드백핀에 제 1 진단 전류를 제공하는 단계; 및
제 2 진단 전류를 제공하여 상기 제 1 진단 전류를 상쇄시키는 단계를 포함하는 방법.
In the voltage regulator open load diagnostic method:
Diagnosing an open load in an off state; And
In the on state, including the step of real-time diagnosis of open load,
The real-time diagnosis step,
Providing a first diagnostic current to the feedback pin; And
Providing a second diagnostic current to cancel the first diagnostic current.
제 15 항에 있어서,
상기 제 1 진단 전류를 상쇄시키는 단계는,
출력핀과 접지단 사이에 연결된 션트 저항의 가변 제어를 통하여 상기 제 1 진단 전류를 상쇄시키는 단계를 포함하는 방법.
The method of claim 15,
The step of canceling the first diagnostic current,
And canceling the first diagnostic current through variable control of a shunt resistance connected between an output pin and a ground terminal.
제 15 항에 있어서,
상기 제 1 진단 전류를 상쇄시키는 단계는,
진단핀을 이용하여 상기 제 1 진단 전류를 상쇄시키는 상기 제 2 진단 전류를 제공하는 단계를 포함하는 방법.
The method of claim 15,
The step of canceling the first diagnostic current,
And providing the second diagnostic current canceling the first diagnostic current using a diagnostic pin.
제 15 항에 있어서,
상기 제 2 진단 전류가 항상 흐르도록 출력핀과 상기 피드백핀 사이에 연결된 션트 저항의 값이 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 15,
The method of claim 1, wherein a value of a shunt resistor connected between the output pin and the feedback pin is determined so that the second diagnostic current always flows.
제 15 항에 있어서,
상기 제 1 진단 전류를 제공하는 단계는,
전원단으로부터 상기 피드백핀으로 상기 제 1 진단 전류를 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
The method of claim 15,
Providing the first diagnostic current,
The method further comprising providing the first diagnostic current from a power terminal to the feedback pin.
제 15 항에 있어서,
상기 제 1 진단 전류를 상쇄시키는 단계는,
상기 피드백핀으로부터 접지단으로 상기 제 2 진단 전류를 빠지게 하는 단계를 더 포함하는 방법.
The method of claim 15,
The step of canceling the first diagnostic current,
And subtracting the second diagnostic current from the feedback pin to a ground terminal.
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