KR20190020150A - Dc-dc 전압 컨버터를 벅 동작 모드에서 안전 동작 모드로 전환하는 제어 시스템 - Google Patents

Dc-dc 전압 컨버터를 벅 동작 모드에서 안전 동작 모드로 전환하는 제어 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 DC-DC 전압 컨버터를 벅 동작 모드에서 안전 동작 모드로 전환하는 제어 시스템이 제공된다. 상기 DC-DC 전압 컨버터는 하이 사이드 집적 회로와 로우 사이드 집적 회로를 갖는 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로를 갖는다. 상기 하이 사이드 집적 회로는 내부에 제1 복수의 FET 스위치를 갖는다. 상기 로우 사이드 집적 회로는 내부에 제2 복수의 FET 스위치를 갖는다. 상기 제어 시스템은 디지털 입출력 장치, 제1 어플리케이션, 제2 어플리케이션 및 하드웨어 추상화 계층을 가지는 마이크로컨트롤러를 포함한다. 상기 제1 어플리케이션은 상기 제1 복수의 FET 스위치와 상기 제2 복수의 FET 스위치를 개방 동작 상태로 전환시키기 위해 제1 명령 값을 상기 하드웨어 추상화 계층으로 송신한다.

Description

DC-DC 전압 컨버터를 벅 동작 모드에서 안전 동작 모드로 전환하는 제어 시스템
본 발명은 DC-DC 전압 컨버터를 벅 동작 모드에서 안전 동작 모드로 전환하는 제어 시스템에 관한 것이다.
본 출원은 2017년 7월 31일자로 출원된 미국가출원번호 제62/538,840호 및 2018년 5월 17일자로 출원된 미국정규출원번호 제15/982,072호를 우선권 주장하며, 그에 대한 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
DC-DC 전압 컨버터는 전력을 입력받아 레벨을 가지는 전력을 생성하여 출력하는 장치로서, 일반적으로 적어도 하나의 스위치를 포함한다. 이때, 상기 DC-DC 전압 컨버터는 외부의 지령에 대응하여 스위치의 듀티 사이클을 변경함으로써, 입력되는 전력과 출력되는 전력의 전압 및 전류를 제어한다. 이러한, DC-DC 전압 컨버터는 지령에 따라 설정된 최대 입력 전압, 최대 출력 전압 및 최대 출력 전류 각각에 입력 전력과 출력 전력이 초과하지 않도록 스위치를 제어한다. 하지만, 하나의 제어 모드를 통해 스위치를 제어하는 경우, 입력 전력과 출력 전력이 최대 입력 전압, 최대 출력 전압 및 최대 출력 전류를 초과하여, DC-DC 전압 컨버터의 내부 회로 및 전기 부하가 파손되는 문제점이 있다.
본 발명의 발명자는 DC-DC 전압 컨버터를 벅 동작 모드에서 안전 동작 모드로 전환하는 개선된 제어 시스템의 필요성을 인식하였다. 특히, 제어 시스템은 마이크로컨트롤러가 DC-DC 전압 컨버터의 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로 내에서 요청된 스위치를 개방 동작 상태로 전환하시키는 제어 신호를 생성하도록 명령하기 위해 별개의 명령 값을 하드웨어 추상화 계층으로 송신하는 다양하며 독립된 어플리케이션을 이용한다. 별개의 명령 값은 하드웨어 추상화 계층에 의해 정확한 명령 값이 수신되는 것이 확실하도록 다른 명령 값으로부터 최소 4 해밍 거리를 갖는다.
그 결과, 본 발명에 따른 제어 시스템은 보다 안정적으로 DC-DC 전압 컨버터를 안전 동작 모드로 전환할 수 있다.
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 컨버터를 벅 동작 모드에서 안전 동작 모드로 전환하는 제어 시스템이 제공된다.
상기 DC-DC 전압 컨버터는 하이 사이드 집적 회로와 로우 사이드 집적 회로를 갖는 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로를 갖는다.
상기 하이 사이드 집적 회로는 내부에 제1 복수의 FET 스위치를 갖는다.
상기 로우 사이드 집적 회로는 내부에 제2 복수의 FET 스위치를 갖는다.
상기 제어 시스템은 디지털 입출력 장치, 제1 어플리케이션, 제2 어플리케이션 및 하드웨어 추상화 계층을 가지는 마이크로컨트롤러를 포함한다.
상기 제1 어플리케이션은 상기 제1 복수의 FET 스위치와 상기 제2 복수의 FET 스위치를 개방 동작 상태로 전환시키기 위해 제1 명령 값을 상기 하드웨어 추상화 계층으로 송신한다.
상기 하드웨어 추상화 계층은 상기 제1 명령 값이 제2 명령 값과 동일하면, 상기 하이 사이드 집적 회로의 제1 입력 핀과 상기 로우 사이드 집적 회로의 제1 입력 핀에 수신되어 상기 제1 복수의 FET 스위치와 상기 제2 복수의 FET 스위치를 상기 개방 동작 상태로 전환시키는 제1 제어 신호를 생성하도록 상기 디지털 입출력 장치에 명령한다.
상기 제2 어플리케이션은 상기 제1 복수의 FET 스위치와 상기 제2 복수의 FET 스위치를 상기 개방 동작 상태로 전환시키기 위해 제3 명령 값을 상기 하드웨어 추상화 계층으로 송신한다.
상기 제3 명령 값은 상기 제1 명령 값으로부터 최소 4 해밍 거리를 가진다.
상기 하드웨어 추상화 계층은 상기 제3 명령 값이 제4 명령 값과 동일하면, 상기 하이 사이드 집적 회로의 제2 입력 핀과 상기 로우 사이드 집적 회로의 제2 입력 핀에 수신되어 상기 제1 복수의 FET 스위치와 상기 제2 복수의 FET 스위치를 상기 개방 동작 상태로 전환시키는 제2 제어 신호를 생성하도록 상기 디지털 입출력 장치에 명령한다.
상기 마이크로컨트롤러는 하이 사이드 집적 회로의 출력 핀과 로우 사이드 집적 회로의 출력 핀 중에서 적어도 어느 하나로부터 제1 확인 신호를 수신한다.
상기 하드웨어 추상화 계층은 상기 제1 복수의 FET 스위치와 상기 제2 복수의 FET 스위치 중에서 적어도 어느 하나가 상기 개방 동작 상태로 전환되었음을 나타내는 상기 제1 확인 신호에 기초하여 제3 어플리케이션으로 제5 명령 값을 송신한다.
상기 마이크로컨트롤러는 하이 사이드 집적 회로의 출력 핀과 로우 사이드 집적 회로의 출력 핀 중에서 적어도 어느 하나로부터 제2 확인 신호를 수신한다.
상기 하드웨어 추상화 계층은 상기 제1 복수의 FET 스위치와 상기 제2 복수의 FET 스위치 중에서 적어도 어느 하나가 상기 개방 동작 상태로 전환되었음을 나타내는 상기 제2 확인 신호에 기초하여 제4 어플리케이션으로 제6 명령 값을 송신한다.
상기 DC-DC 전압 컨버터는 고전압 스위치, 프리차지 고전압 스위치, 저전압 스위치 및 프리차지 저전압 스위치를 더 포함한다.
상기 DC-DC 전압 컨버터는 상기 제1 어플리케이션이 상기 제1 명령 값을 송신하기 전에, 상기 고전압 스위치가 폐쇄 동작 상태를 가지고, 상기 프리차지 고전압 스위치가 폐쇄 동작 상태를 가지며, 상기 저전압 스위치가 폐쇄 동작 상태를 가지고, 상기 프리차지 저전압 스위치가 폐쇄 동작 상태를 가진다.
상기 고전압 스위치는 양방향 모스펫 스위치이고, 상기 저전압 스위치는 양방향 모스펫 스위치이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 DC-DC 전압 컨버터를 벅 동작 모드에서 안전 동작 모드로 전환하는 제어 시스템이 제공된다.
상기 DC-DC 전압 컨버터는 고전압 스위치와 프리차지 고전압 스위치를 갖는다.
상기 제어 시스템은 디지털 입출력 장치, 제1 어플리케이션, 제2 어플리케이션 및 하드웨어 추상화 계층을 가지는 마이크로컨트롤러를 포함한다.
상기 제1 어플리케이션은 상기 고전압 스위치를 개방 동작 상태로 전환시키기 위해 제1 명령 값을 상기 하드웨어 추상화 계층으로 송신한다.
상기 하드웨어 추상화 계층은 상기 제1 명령 값이 제2 명령 값과 동일하면, 상기 고전압 스위치에 수신되어 상기 고전압 스위치를 상기 개방 동작 상태로 전환시키는 제1 제어 신호를 생성하도록 상기 디지털 입출력 장치에 명령한다.
상기 제2 어플리케이션은 상기 프리차지 고전압 스위치를 상기 개방 동작 상태로 전환시키기 위해 상기 제1 명령 값으로부터 최소 4 해밍 거리를 가지는 제3 명령 값을 상기 하드웨어 추상화 계층으로 송신한다.
상기 하드웨어 추상화 계층은 상기 제3 명령 값이 제4 명령 값과 동일하면, 상기 프리차지 고전압 스위치에 수신되어 상기 프리차지 고전압 스위치를 상기 개방 동작 상태로 전환시키는 제2 제어 신호를 생성하도록 상기 디지털 입출력 장치에 명령한다.
상기 DC-DC 전압 컨버터는 저전압 스위치 및 프리차지 저전압 스위치를 더 포함한다.
상기 DC-DC 전압 컨버터는 상기 제1 어플리케이션이 상기 제1 명령 값을 송신하기 전에, 상기 고전압 스위치가 폐쇄 동작 상태를 가지고, 상기 프리차지 고전압 스위치가 폐쇄 동작 상태를 가지며, 상기 저전압 스위치가 폐쇄 동작 상태를 가지고, 상기 프리차지 저전압 스위치가 폐쇄 동작 상태를 가진다.
상기 고전압 스위치는 양방향 모스펫 스위치이고, 상기 프리차지 고전압 스위치는 양방향 모스펫 스위치이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 DC-DC 전압 컨버터를 벅 동작 모드에서 안전 동작 모드로 전환하는 제어 시스템이 제공된다.
상기 DC-DC 전압 컨버터는 저전압 스위치와 프리차지 저전압 스위치를 갖는다.
상기 제어 시스템은 디지털 입출력 장치, 제1 어플리케이션, 제2 어플리케이션 및 하드웨어 추상화 계층을 가지는 마이크로컨트롤러를 포함한다.
상기 제1 어플리케이션은 상기 저전압 스위치를 개방 동작 상태로 전환시키기 위해 제1 명령 값을 상기 하드웨어 추상화 계층으로 송신한다.
상기 하드웨어 추상화 계층은 상기 제1 명령 값이 제2 명령 값과 동일하면, 상기 저전압 스위치에 수신되어 상기 저전압 스위치를 상기 개방 동작 상태로 전환시키는 제1 제어 신호를 생성하도록 상기 디지털 입출력 장치에 명령한다.
상기 제2 어플리케이션은 상기 프리차지 저전압 스위치를 상기 개방 동작 상태로 전환시키기 위해 제3 명령 값을 상기 하드웨어 추상화 계층으로 송신한다.
상기 제3 명령 값은 상기 제1 명령 값으로부터 최소 4 해밍 거리를 가진다.
상기 하드웨어 추상화 계층은 상기 제3 명령 값이 제4 명령 값과 동일하면, 상기 프리차지 저전압 스위치에 수신되어 상기 프리차지 저전압 스위치를 상기 개방 동작 상태로 전환시키는 제2 제어 신호를 생성하도록 상기 디지털 입출력 장치에 명령한다.
상기 DC-DC 전압 컨버터는 고전압 스위치 및 프리차지 고전압 스위치를 더 포함한다.
상기 DC-DC 전압 컨버터는 상기 제1 어플리케이션이 상기 제1 명령 값을 송신하기 전에, 상기 고전압 스위치가 폐쇄 동작 상태를 가지고, 상기 프리차지 고전압 스위치가 폐쇄 동작 상태를 가지며, 상기 저전압 스위치가 폐쇄 동작 상태를 가지고, 상기 프리차지 저전압 스위치가 폐쇄 동작 상태를 가진다.
상기 저전압 스위치는 양방향 모스펫 스위치이고, 상기 프리차지 저전압 스위치는 양방향 모스펫 스위치이다.
본 발명의 실시예들 중에서 적어도 어느 하나에 따르면, 제어 시스템은 마이크로컨트롤러가 DC-DC 전압 컨버터의 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로 내에서 요청된 스위치를 개방 동작 상태로 전환하시키는 제어 신호를 생성하도록 명령하기 위해 별개의 명령 값을 하드웨어 추상화 계층으로 송신하는 다양하며 독립된 어플리케이션을 이용함으로써, 일부의 어플리케이션이 동작하지 않더라도 안정적으로 DC-DC 전압 컨버터를 안전 동작 모드로 전환할 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 컨버터를 위한 제어 시스템을 가지는 자동차의 회로도이다.
도 2는 도 1의 DC-DC 전압 컨버터에서 이용되는 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로 내의 하이 사이드 집적 회로와 로우 사이드 집접 회로의 일부의 회로도이다.
도 3은 도 1의 제어 시스템에서 마이크로컨트롤러에 의해 이용되는 메인 어플리케이션, 제1 어플리케이션, 제2 어플리케이션, 제3 어플리케이션, 제4 어플리케이션, 제5 어플리케이션, 제6 어플리케이션, 제7 어플리케이션, 제8 어플리케이션 및 하드웨어 추상화 계층의 블록도이다.
도 4 내지 도 12는 DC-DC 전압 컨버터를 벅 동작 모드에서 안전 동작 모드로 전환시키는 방법의 흐름도이다.
도 13은 도 3에 도시된 제1 어플리케이션에 의해 이용되는 명령 값의 표이다.
도 14는 도 3에 도시된 제2 어플리케이션에 의해 이용되는 명령 값의 표이다.
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, 자동차(10)가 제공된다. 자동차(10)는 배터리(40), 컨택터(42), 3상 커패시터 뱅크(48), 배터리 스타터 제너레이터 유닛(50), DC-DC 전압 컨버터(54), 배터리(56), 제어 시스템(58), 전기 라인(64, 65, 68, 70, 72, 74)을 포함한다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 제어 시스템(58)의 장점은 더욱 안정적으로 DC-DC 전압 컨버터(54)를 벅 동작 모드에서 안전 동작 모드로 전환할 수 있는 마이크로컨트롤러(800)를 갖는 것이다. 특히, 마이크로컨트롤러(800)는 마이크로컨트롤러(800)가 DC-DC 전압 컨버터(54)의 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로(240) 내에서 요청된 스위치를 개방 동작 상태로 전환하시키는 제어 신호를 생성하도록 명령하기 위해 별개의 명령 값을 하드웨어 추상화 계층(1018)으로 송신하는 다양하며 독립된 어플리케이션을 이용한다. 별개의 명령 값은 하드웨어 추상화 계층에 의해 정확한 명령 값이 수신되는 것이 확실하도록 다른 명령 값으로부터 최소 4 해밍 거리를 갖는다. 그 결과, 본 발명에 따른 제어 시스템(58)은 보다 안정적으로 DC-DC 전압 컨버터(54)를 안전 동작 모드로 전환할 수 있다.
이해를 돕기 위하여, 본 명세서에서 사용된 몇몇 용어를 설명하도록 한다.
"노드" 또는 "전기 노드"는 전기 회로의 일 영역이거나 위치이다. "신호"는 전압, 전류 또는 이진 값이다.
벅 동작 모드는 DC-DC 전압 컨버터(54)가 배터리(56)에 전압을 인가하는 DC-DC 전압 컨버터(54)의 동작 모드이다. 일 실시예에서, DC-DC 전압 컨버터(54)가 벅 동작 모드일 때, 컨택터(42)는 폐쇄 동작 상태이고, 고전압 스위치(200)는 폐쇄 동작 상태이고, FET 스위치(506, 606)는 요청에 따라 스위치되고, 저전압 스위치(270)는 폐쇄 동작 상태이다. 프리차지 고전압 스위치(202)는 폐쇄 동작 상태일 수 있고, 프리차지 저전압 스위치(272)는 폐쇄 동작 상태일 수 있다.
안전 동작 모드는 DC-DC 전압 컨버터(54)가 배터리(56) 또는 배터리(40)에 전압을 인가하지 않는 DC-DC 전압 컨버터(54)의 동작 모드이다. 일 실시예에서, DC-DC 전압 컨버터(54)가 안전 동작 모드일 때, 컨택터(42)는 개방 동작 상태이고, 고전압 스위치(200)는 개방 동작 상태이고, 프리차지 고전압 스위치(202)는 개방 동작 상태이고, FET 스위치(506, 606)는 개방 동작 상태이고, 저전압 스위치(270)는 개방 동작 상태이고, 프리차지 저전압 스위치(272)는 개방 동작 상태이다.
하드웨어 추상화 계층(1018)은 어플리케이션이 상세한 하드웨어 레벨 보다 일반적이거나 추상적인 레벨에서 디지털 입출력 장치(942) 및 아날로그-디지털 컨버터(946)와 상호 작용할 수 있게 하는 프로그래밍(예를 들어, 저레벨 프로그램 또는 어플리케이션)의 계층이다.
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 컨택터(42)의 제1 측면 상의 제1 전기 노드(124)에 전기적으로 연결된다. 음극 단자(102)는 컨택터(42)의 접지에 전기적으로 연결된다.
컨택터(42)는 컨택터 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)에 전기적으로 연결된다. 제2 전기 노드(126)는 3상 커패시터 뱅크(48) 및 DC-DC 전압 컨버터(54)의 전기 노드(210) 모두에 전기적으로 연결된다.　마이크로컨트롤러(800)가 전압 드라이버(802, 804) 각각에 의해 수신되는 제1 제어 신호 및 제2 제어 신호를 생성할 때, 컨택터 코일(81)이 여자되어 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, 컨택터 코일(81)이 비여자되어 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 컨택터(42)의 전기 노드(126) 및 DC-DC 전압 컨버터(54)의 전기 노드(210)에 전기적으로 연결된다. 3상 커패시터 뱅크(48)는 전기 라인(68, 70, 72)을 이용하여 배터리 스타터 제너레이터 유닛(50)에 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), 전압 센서(290, 292, 294, 296) 및 전기 라인(310, 312)를 포함한다.
고전압 스위치(200)는 노드(340) 및 노드(342)를 포함한다. 일 실시예에서, 고전압 스위치(200)는 고전압 양방향 스위치이다. 물론, 다른 실시예에서, 고전압 스위치(200)는 다른 요구되는 전압과 전류 성능을 갖는 다른 유형의 스위치로 대체될 수 있다.
고전압 스위치(200)는 전기 노드(210, 212) 사이에서 프리차지 고전압 스위치(202)에 전기적으로 병렬 연결된다. 노드(340)는 전기 노드(210)에 전기적으로 연결되고, 노드(342)는 전기 노드(212)에 전기적으로 연결된다. 마이크로컨트롤러(800)가 전기 라인(908)을 통해 고전압 스위치(200)에 의해 수신되거나 스위치(200)에 동작 가능하게 연결된 DC-DC 전압 컨버터(54)의 컨트롤러 또는 마이크로프로세서에 수신되는 제어 신호를 생성할 때, 마이크로컨트롤러(800)는 스위치(200)가 폐쇄 동작 상태로 전환되도록 유도한다. 마이크로컨트롤러(800)는 다른 제어 신호(예를 들어, 접지 전압 레벨 제어 신호)를 전기 라인(908)에 생성할 때, 마이크로컨트롤러(800)는 스위치(200)가 개방 동작 상태로 전환되도록 유도한다.
프리차지 고전압 스위치(202)는 전기 노드(210)에 전기적으로 연결된 노드(350)와 전기 노드(212)에 전기적으로 연결된 노드(352)를 갖는다. 마이크로컨트롤러(800)가 전기 라인(910)을 통해 프리차지 고전압 스위치(202)에 의해 수신되거나 프리차지 고전압 스위치(202)에 동작 가능하게 연결된 DC-DC 전압 컨버터(54)의 컨트롤러 또는 마이크로프로세서에 수신되는 제어 신호를 생성할 때, 마이크로컨트롤러(800)는 프리차지 고전압 스위치(202)가 폐쇄 동작 상태로 전환되도록 유도한다. 마이크로컨트롤러(800)는 다른 제어 신호(예를 들어, 접지 전압 레벨 제어 신호)를 전기 라인(910)에 생성할 때, 마이크로컨트롤러(800)는 프리차지 고전압 스위치(202)가 개방 동작 상태로 전환되도록 유도한다. 일 실시예에서, 프리차지 고전압 스위치(202)는 스위치이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, DC-DC 전압 컨버터 제어 회로(240)는 단자(446), 단자(448), 하이 사이드 집적 회로(450), 로우 사이드 집적 회로(452), 벅 모드 집적 회로(454), 노드(540, 542, 544, 545), 저항(636) 및 인덕터(637)를 갖는다. DC-DC 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 집적 회로(450)는 내부에 입력 핀(500), 입력 핀(502), 출력 핀(504) 및 FET 스위치(530, 532, 534)를 포함하는 제1 복수의 FET 스위치(506)를 포함한다. 입력 핀(500)은 전기 라인(900)을 이용하여 마이크로컨트롤러(800)의 입출력 장치(942)에 전기적으로 연결된다. 입력 핀(502)은 전기 라인(902)을 이용하여 마이크로컨트롤러(800)의 디지털 입출력 장치(942)에 전기적으로 연결된다. 출력 핀(504)은 전기 라인(916)을 이용하여 마이크로컨트롤러(800)의 디지털 입출력 장치(942)에 전기적으로 연결된다.
FET 스위치(530, 532, 534)는 벅 모드 집적 회로(454)로부터 FET 스위치(530, 532, 534)에 의해 수신된 제어 전압에 의해 제어되고, 마이크로컨트롤러(800)로부터 핀(500, 502)에 의해 수신된 제어 전압에 의해 제어된 동작 상태(예를 들어, 폐쇄 동작 상태 또는 개방 동작 상태)를 가진다. 일 실시예에서, FET 스위치(530, 532, 534)는 제1 단부에서 고전압 단자(446)에 전기적으로 연결된다. FET 스위치(530)는 고전압 단자(446)와 노드(540) 사이에 전기적으로 연결되고, 로우 사이드 집적 회로(452)의 FET 스위치(630)에 전기적으로 직렬 연결된다. FET 스위치(532)는 고전압 단자(446)와 노드(542) 사이에 전기적으로 연결되고, 로우 사이드 집적 회로(452)의 FET 스위치(632)에 전기적으로 직렬 연결된다. FET 스위치(530)는 고전압 단자(446)와 노드(544) 사이에 전기적으로 연결되고, 로우 사이드 집적 회로(452)의 FET 스위치(634)에 전기적으로 직렬 연결된다.
하이 사이드 집적 회로(450)가 입력 핀(500)에 하이 논리 레벨을 가지는 제어 신호를 수신할 때, 하이 사이드 집적 회로(450)는 제1 복수의 FET 스위치(506)의 동작을 가능하게 한다. 반대로, 하이 사이드 집적 회로(450)가 입력 핀(500)에 로우 논리 레벨을 가지는 제어 신호를 수신할 때, 하이 사이드 집적 회로(450)는 제1 복수의 FET 스위치(506)의 각 스위치를 개방 동작 상태로 전환시킨다. 또한, 하이 사이드 집적 회로(450)가 입력 핀(502)에 로우 논리 레벨을 가지는 제어 신호를 수신할 때, 하이 사이드 집적 회로(450)는 제1 복수의 FET 스위치(506)의 각 스위치를 개방 동작 상태로 전환시킨다. 또한, 하이 사이드 집적 회로(450)가 제1 복수의 FET 스위치(506)의 각 스위치를 개방 동작 상태로 전환시킬 때, 출력 핀(504)은 제1 복수의 FET 스위치(506)의 각 스위치가 개방 동작 상태임을 나타내고, 전기 라인(916)을 이용하여 마이크로컨트롤러(800)의 디지털 입출력 장치(942)에 의해 수신되는 확인 신호를 출력한다.
로우 사이드 집적 회로(452)는 내부에 입력 핀(600), 입력 핀(602), 출력 핀(604) 및 FET 스위치(630, 632, 634)를 포함하는 제2 복수의 FET 스위치(606)를 포함한다. 입력 핀(600)은 전기 라인(900)을 이용하여 마이크로컨트롤러(800)의 디지털 입출력 장치(942)에 전기적으로 연결된다. 입력 핀(602)은 전기 라인(902)을 이용하여 마이크로컨트롤러(800)의 디지털 입출력 장치(942)에 전기적으로 연결된다. 출력 핀(604)은 전기 라인(916)을 이용하여 마이크로컨트롤러(800)의 디지털 입출력 장치(942)에 전기적으로 연결된다.
FET 스위치(630, 632, 634)는 벅 모드 집적 회로(454)로부터 FET 스위치(630, 632, 634)에 의해 수신된 제어 전압에 의해 제어되고, 마이크로컨트롤러(800)로부터 핀(600, 602)에 의해 수신된 제어 전압에 의해 제어된 동작 상태(예를 들어, 폐쇄 동작 상태 또는 개방 동작 상태)를 가진다. FET 스위치(630, 632, 634)는 FET 스위치(530, 532, 534)와 각각 전기적으로 직렬 연결된다. FET 스위치(630, 632, 634)는 전기 접지에 전기적으로 더 연결된 저항(636)에 전기적으로 더 연결된다.
로우 사이드 집적 회로(452)가 입력 핀(600)에 하이 논리 레벨을 가지는 제어 신호를 수신할 때, 로우 사이드 집적 회로(452)는 제2 복수의 FET 스위치(606)의 동작을 가능하게 한다. 반대로, 로우 사이드 집적 회로(452)가 입력 핀(600)에 로우 논리 레벨을 가지는 제어 신호를 수신할 때, 로우 사이드 집적 회로(452)는 제2 복수의 FET 스위치(606)의 각 스위치를 개방 동작 상태로 전환시킨다. 또한, 로우 사이드 집적 회로(452)가 입력 핀(602)에 로우 논리 레벨을 가지는 제어 신호를 수신할 때, 로우 사이드 집적 회로(452)는 복수의 FET 스위치(606)의 각 스위치를 개방 동작 상태로 전환시킨다. 또한, 로우 사이드 집적 회로(452)가 제2 복수의 FET 스위치(606)의 각 스위치를 개방 동작 상태로 전환시킬 때, 출력 핀(604)은 제2 복수의 FET 스위치(606)의 각 스위치가 개방 동작 상태임을 나타내고, 전기 라인(916)을 이용하여 마이크로컨트롤러(800)의 디지털 입출력 장치(942)에 의해 수신되는 확인 신호를 출력한다.
인덕터(637)는 노드(447)와 전기 단자(448) 사이에 전기적으로 연결된다. 노드(540, 542 544)는 노드(447)와 전기적으로 연결된다.
도 1을 참조하면, 저전압 스위치(270)는 전기 노드(280, 282) 사이에서 프리차지 저전압 스위치(272)와 전기적으로 병렬 연결된다. 저전압 스위치(270)는 전기 노드(280)에 전기적으로 연결된 노드(760)와 전기 노드(282)에 전기적으로 연결된 노드(762)를 갖는다. 마이크로컨트롤러(800)가 전기 라인(904)을 통해 저전압 스위치(270)에 의해 수신되거나 저전압 스위치(270)에 동작 가능하게 연결된 DC-DC 전압 컨버터(54)의 컨트롤러 또는 마이크로프로세서에 수신되는 제어 신호를 생성할 때, 마이크로컨트롤러(800)는 저전압 스위치(270)가 폐쇄 동작 상태로 전환되도록 유도한다. 마이크로컨트롤러(800)는 다른 제어 신호(예를 들어, 접지 전압 레벨 제어 신호)를 전기 라인(904)에 생성할 때, 마이크로컨트롤러(800)는 저전압 스위치(270)가 개방 동작 상태로 전환되도록 유도한다. 일 실시예에서, 저전압 스위치(270)는 스위치이다.
프리차지 저전압 스위치(272)는 전기 노드(280)에 전기적으로 연결된 노드(770)와 전기 노드(282)에 전기적으로 연결된 노드(772)를 갖는다. 마이크로컨트롤러(800)가 전기 라인(904)을 통해 프리차지 저전압 스위치(272)에 의해 수신되거나 프리차지 저전압 스위치(272)에 동작 가능하게 연결된 DC-DC 전압 컨버터(54)의 컨트롤러 또는 마이크로프로세서에 수신되는 제어 신호를 생성할 때, 마이크로컨트롤러(800)는 프리차지 저전압 스위치(272)가 폐쇄 동작 상태로 전환되도록 유도한다. 마이크로컨트롤러(800)는 다른 제어 신호(예를 들어, 접지 전압 레벨 제어 신호)를 전기 라인(904)에 생성할 때, 마이크로컨트롤러(800)는 스위치(272)가 개방 동작 상태로 전환되도록 유도한다.
전압 센서(290)는 전기 노드(210)와 마이크로컨트롤러(800)에 전기적으로 연결된다. 전압 센서(290)는 전기 노드(210)의 전압을 나타내고, 전기 라인(926)을 통해 마이크로컨트롤러(800)에 의해 수신되는 전압 측정 신호를 출력한다.
전압 센서(292)는 전기 노드(212)와 마이크로컨트롤러(800)에 전기적으로 연결된다. 전압 센서(292)는 전기 노드(212)의 전압을 나타내고, 전기 라인(928)을 통해 마이크로컨트롤러(800)에 의해 수신되는 전압 측정 신호를 출력한다.
전압 센서(294)는 전기 노드(280)와 마이크로컨트롤러(800)에 전기적으로 연결된다. 전압 센서(294)는 전기 노드(280)의 전압을 나타내고, 전기 라인(922)을 통해 마이크로컨트롤러(800)에 의해 수신되는 전압 측정 신호를 출력한다.
전압 센서(296)는 전기 노드(282)와 마이크로컨트롤러(800)에 전기적으로 연결된다. 전압 센서(296)는 전기 노드(282)의 전압을 나타내고, 전기 라인(924)을 통해 마이크로컨트롤러(800)에 의해 수신되는 전압 측정 신호를 출력한다.
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)에 전기적으로 연결된다. 음극 단자(782)는 배터리(40)와 연결된 접지와 다를 수 있는 접지에 전기적으로 연결된다.
제어 시스템(58)은 DC-DC 전압 컨버터(54)를 벅 동작 모드에서 안전 동작 모드로 전환하는데 이용된다. 제어 시스템(58)은 마이크로컨트롤러(800), 전압 드라이버(802, 804), 전압 센서(290, 292, 294, 296) 및 전기 라인(900, 902, 904, 906, 908, 910, 916, 918, 920, 922, 924, 926, 928)을 포함한다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 마이크로컨트롤러(800)는 마이크로프로세서(940), 입출력 장치(942), 메모리 장치(944) 및 아날로그 디지털 컨버터(946)를 포함한다. 마이크로컨트롤러(800)는 마이크로프로세서(940)에 의해 실행되는 메인 어플리케이션(1000), 제1 어플리케이션(1002), 제2 어플리케이션(1004), 제3 어플리케이션(1006), 제4 어플리케이션(1008), 제5 어플리케이션(1010), 제6 어플리케이션(1012), 제7 어플리케이션(1014), 제8 어플리케이션(1016) 및 하드웨어 추상화 계층(1018)을 더 포함한다. 메인 어플리케이션(1000), 제1 어플리케이션(1002), 제2 어플리케이션(1004), 제3 어플리케이션(1006), 제4 어플리케이션(1008), 제5 어플리케이션(1010), 제6 어플리케이션(1012), 제7 어플리케이션(1014), 제8 어플리케이션(1016) 및 하드웨어 추상화 계층(1018)은 메모리 장치(944)에 저장된다. 마이크로프로세서(940)는 디지털 입출력 장치(942), 메모리 장치(944), 아날로그 디지털 컨버터(946), DC-DC 전압 컨버터(54) 및 전압 드라이버(802, 804)와 동작 가능하게 연결된다.
도 13 내지 도 20을 참조하여 마이크로컨트롤러(800)에 의해 이용되고, 메모리 장치(944)에 저장된 표에 대해 설명하도록 한다.
도 1 및 도 13을 참조하면, 표(1300)는 제1 어플리케이션(1002)에 의해 이용되는 예시적인 명령 값을 가진다. 특히, 표(1300)는 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로(240) 내의 제1 복수의 스위치(506)와 제2 복수의 스위치(606)를 개방 동작 상태로 전환하도록 명령하는 명령 값 "7D"를 포함한다. 또한, 표(1300)는 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로(240) 내의 제1 복수의 스위치(506)와 제2 복수의 스위치(606)를 폐쇄 동작 상태로 전환하도록 명령하는 명령 값 "D7"을 포함한다.
도 1 및 도 14를 참조하면, 표(1310)는 제2 어플리케이션(1004)에 의해 이용되는 예시적인 명령 값을 가진다. 특히, 표(1310)는 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로(240) 내의 제1 복수의 스위치(506)와 제2 복수의 스위치(606)를 개방 동작 상태로 전환하도록 명령하는 명령 값 "B7"를 포함한다. 또한, 표(1310)는 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로(240) 내의 제1 복수의 스위치(506)와 제2 복수의 스위치(606)를 폐쇄 동작 상태로 전환하도록 명령하는 명령 값 "7B"을 포함한다.
도 1 및 도 15를 참조하면, 표(1320)는 제3 어플리케이션(1006)에 의해 이용되는 예시적인 명령 값을 가진다. 특히, 표(1320)는 DC-DC 전압 컨버터(54) 내의 고전압 스위치(200)를 개방 동작 상태로 전환하도록 명령하는 명령 값 "81"을 포함한다. 또한, 표(1320)는 DC-DC 전압 컨버터(54) 내의 고전압 스위치(200)를 폐쇄 동작 상태로 전환하도록 명령하는 명령 값 "18"을 포함한다.
도 1 및 도 16을 참조하면, 표(1330)는 제4 어플리케이션(1008)에 의해 이용되는 예시적인 명령 값을 가진다. 특히, 표(1330)는 DC-DC 전압 컨버터(54) 내의 저전압 스위치(270)를 개방 동작 상태로 전환하도록 명령하는 명령 값 "42"을 포함한다. 또한, 표(1330)는 DC-DC 전압 컨버터(54) 내의 저전압 스위치(270)를 폐쇄 동작 상태로 전환하도록 명령하는 명령 값 "24"를 포함한다.
도 1 및 도 17을 참조하면, 표(1340)는 제5 어플리케이션(1010)에 의해 이용되는 예시적인 명령 값을 가진다. 특히, 표(1340)는 DC-DC 전압 컨버터(54) 내의 프리차지 고전압 스위치(202)를 개방 동작 상태로 전환하도록 명령하는 명령 값 "28"을 포함한다. 또한, 표(1340)는 DC-DC 전압 컨버터(54) 내의 프리차지 고전압 스위치(202)를 폐쇄 동작 상태로 전환하도록 명령하는 명령 값 "82"를 포함한다.
도 1 및 도 18을 참조하면, 표(1350)는 제6 어플리케이션(1012)에 의해 이용되는 예시적인 명령 값을 가진다. 특히, 표(1350)는 DC-DC 전압 컨버터(54) 내의 프리차지 저전압 스위치(272)를 개방 동작 상태로 전환하도록 명령하는 명령 값 "14"를 포함한다. 또한, 표(1350)는 DC-DC 전압 컨버터(54) 내의 프리차지 저전압 스위치(272)를 폐쇄 동작 상태로 전환하도록 명령하는 명령 값 "41"을 포함한다.
도 1 및 도 19를 참조하면, 표(1360)는 제7 어플리케이션(1014)에 의해 이용되는 예시적인 확인 값을 가진다. 특히, 표(1360)는 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로(240) 내의 제1 복수의 스위치(506)와 제2 복수의 스위치(606) 중에서 적어도 어느 하나가 개방 동작 상태로 전환되었음을 나타내는 확인 값 "EB"를 포함한다. 또한, 표(1360)는 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로(240) 내의 제1 복수의 스위치(506)와 제2 복수의 스위치(606) 중에서 적어도 어느 하나가 폐쇄 동작 상태로 전환되었음을 나타내는 확인 값 "BE"를 포함한다.
도 1 및 도 20을 참조하면, 표(1370)는 제8 어플리케이션(1016)에 의해 이용되는 예시적인 확인 값을 가진다. 특히, 표(1370)는 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로(240) 내의 제1 복수의 스위치(506)와 제2 복수의 스위치(606) 중에서 적어도 어느 하나가 개방 동작 상태로 전환되었음을 나타내는 확인 값 "DE"를 포함한다. 또한, 표(1360)는 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로(240) 내의 제1 복수의 스위치(506)와 제2 복수의 스위치(606) 중에서 적어도 어느 하나가 폐쇄 동작 상태로 전환되었음을 나타내는 확인 값 "ED"를 포함한다.
도 13 내지 도 20을 참조하면, 표(1300, 1310, 1320, 1330, 1340, 1350, 1360, 1370) 내의 모든 값은 다른 값들로부터 최소 4 해밍 거리를 갖는다.
도 1 및 도 3 내지 12를 참조하여 DC-DC 전압 컨버터(54)를 벅 동작 모드에서 안전 동작 모드로 전환하는 방법의 흐름도를 설명하도록 한다.
흐름도는 메인 어플리케이션(1000), 제1 어플리케이션(1002), 제2 어플리케이션(1004), 제3 어플리케이션(1006), 제4 어플리케이션(1008), 제5 어플리케이션(1010), 제6 어플리케이션(1012), 제7 어플리케이션(1014) 및 제8 어플리케이션(1016)을 포함한다.
도 4를 참조하여 메인 어플리케이션(1000)을 설명하도록 한다.
단계 1030에서, 마이크로컨트롤러(800)는 DC-DC 전압 컨버터(54)를 벅 동작 모드에서 안전 동작 모드로 전환시킬지 여부를 결정한다. 단계 1030의 값이 "예"이면, 상기 방법은 단계 1032로 진행한다. 그렇지 않으면, 상기 방법은 종료된다.
단계 1032에서, 마이크로컨트롤러(800)는 제1 어플리케이션(1002)을 실행한다. 단계 1032 이후, 상기 방법은 단계 1034로 진행한다.
단계 1034에서, 마이크로컨트롤러(800)는 제2 어플리케이션(1004)을 실행한다. 단계 1034 이후, 상기 방법은 단계 1036으로 진행한다.
단계 1036에서, 마이크로컨트롤러(800)는 제3 어플리케이션(1006)을 실행한다. 단계 1036 이후, 상기 방법은 단계 1038로 진행한다.
단계 1038에서, 마이크로컨트롤러(800)는 제4 어플리케이션(1008)을 실행한다. 단계 1038 이후, 상기 방법은 단계 1040으로 진행한다.
단계 1040에서, 마이크로컨트롤러(800)는 제5 어플리케이션(1010)을 실행한다. 단계 1040 이후, 상기 방법은 단계 1042로 진행한다.
단계 1042에서, 마이크로컨트롤러(800)는 제6 어플리케이션(1012)을 실행한다. 단계 1042 이후, 상기 방법은 단계 1044으로 진행한다.
단계 1044에서, 마이크로컨트롤러(800)는 제7 어플리케이션(1014)을 실행한다. 단계 1044 이후, 상기 방법은 단계 1046로 진행한다.
단계 1046에서, 마이크로컨트롤러(800)는 제8 어플리케이션(1016)을 실행한다. 단계 1046 이후, 상기 방법은 종료된다.
도 1 및 도 5를 참조하여 제1 어플리케이션(1002)을 설명하도록 한다.
단계 1070에서, 제1 어플리케이션(1002)은 제1 복수의 FET 스위치(506)와 제2 복수의 FET 스위치(606)를 개방 동작 상태로 전환시키기 위해 제1 명령 값(예를 들어, 도 13에 도시된 "7D")을 하드웨어 추상화 계층(1018)으로 송신한다. 단계 1070 이후, 상기 방법은 단계 1072로 진행한다.
단계 1072에서, 하드웨어 추상화 계층(1018)은 제1 명령 값이 제2 명령 값과 동일한지 여부를 결정한다. 단계 1072의 값이 "예"이면, 상기 방법은 단계 1074로 진행한다. 그렇지 않으면, 상기 방법은 메인 어플리케이션(1000)으로 복귀한다.
단계 1074에서, 하드웨어 추상화 계층(1018)은 하이 사이드 집적 회로(450)의 제1 입력 핀(500)과 로우 사이드 집적 회로(452)의 제1 입력 핀(600)에 수신되어 제1 복수의 FET 스위치(506)와 제2 복수의 FET 스위치(606)를 개방 동작 상태로 전환시키는 제1 제어 신호를 생성하도록 디지털 입출력 장치(942)에 명령한다. 단계 1074 이후, 상기 방법은 메인 어플리케이션(1000)으로 복귀한다.
도 1 및 도 6을 참조하여 제2 어플리케이션(1004)을 설명하도록 한다.
단계 1090에서, 제2 어플리케이션(1004)은 제1 복수의 FET 스위치(506)와 제2 복수의 FET 스위치(606)를 개방 동작 상태로 전환시키기 위해 제3 명령 값(예를 들어, 도 14에 도시된 "B7")을 하드웨어 추상화 계층(1018)으로 송신한다. 제3 명령 값은 제1 명령 값으로부터 최소 4 해밍 거리를 가진다. 단계 1090 이후, 상기 방법은 단계 1092로 진행한다.
단계 1092에서, 하드웨어 추상화 계층(1018)은 제3 명령 값이 제4 명령 값과 동일한지 여부를 결정한다. 단계 1092의 값이 "예"이면, 상기 방법은 단계 1094로 진행한다. 그렇지 않으면, 상기 방법은 메인 어플리케이션(1000)으로 복귀한다.
단계 1094에서, 하드웨어 추상화 계층(1018)은 하이 사이드 집적 회로(450)의 제2 입력 핀(502)과 로우 사이드 집적 회로(452)의 제2 입력 핀(602)에 수신되어 제1 복수의 FET 스위치(506)와 제2 복수의 FET 스위치(606)를 개방 동작 상태로 전환시키는 제2 제어 신호를 생성하도록 디지털 입출력 장치(942)에 명령한다. 단계 1094 이후, 상기 방법은 메인 어플리케이션(1000)으로 복귀한다.
도 1 및 도 7을 참조하여 제3 어플리케이션(1006)을 설명하도록 한다.
단계 1100에서, 제3 어플리케이션(1006)은 고전압 스위치(200)를 개방 동작 상태로 전환시키기 위해 제5 명령 값(예를 들어, 도 15에 도시된 "81")을 하드웨어 추상화 계층(1018)으로 송신한다. 단계 1100 이후, 상기 방법은 단계 1102로 진행한다.
단계 1102에서, 하드웨어 추상화 계층(1018)은 제5 명령 값이 제6 명령 값과 동일한지 여부를 결정한다. 단계 1102의 값이 "예"이면, 상기 방법은 단계 1104로 진행한다. 그렇지 않으면, 상기 방법은 메인 어플리케이션(1000)으로 복귀한다.
단계 1104에서, 하드웨어 추상화 계층(1018)은 고전압 스위치(200)에 수신되어 고전압 스위치(200)를 개방 동작 상태로 전환시키는 제3 제어 신호를 생성하도록 디지털 입출력 장치(942)에 명령한다. 단계 1104 이후, 상기 방법은 메인 어플리케이션(1000)으로 복귀한다.
도 1 및 도 8을 참조하여 제4 어플리케이션(1008)을 설명하도록 한다.
단계 1120에서, 제4 어플리케이션(1008)은 저전압 스위치(270)를 개방 동작 상태로 전환시키기 위해 제7 명령 값(예를 들어, 도 16에 도시된 "16")을 하드웨어 추상화 계층(1018)으로 송신한다. 제7 명령 값은 제5 명령 값으로부터 최소 4 해밍 거리를 가진다. 단계 1120 이후, 상기 방법은 단계 1122로 진행한다.
단계 1122에서, 하드웨어 추상화 계층(1018)은 제7 명령 값이 제8 명령 값과 동일한지 여부를 결정한다. 단계 1122의 값이 "예"이면, 상기 방법은 단계 1124로 진행한다. 그렇지 않으면, 상기 방법은 메인 어플리케이션(1000)으로 복귀한다.
단계 1124에서, 하드웨어 추상화 계층(1018)은 저전압 스위치(270)에 수신되어 저전압 스위치(270)를 개방 동작 상태로 전환시키는 제4 제어 신호를 생성하도록 디지털 입출력 장치(942)에 명령한다. 단계 1124 이후, 상기 방법은 메인 어플리케이션(1000)으로 복귀한다.
도 1 및 도 9를 참조하여 제5 어플리케이션(1010)을 설명하도록 한다.
단계 1140에서, 제5 어플리케이션(1010)은 프리차지 고전압 스위치(202)를 개방 동작 상태로 전환시키기 위해 제9 명령 값(예를 들어, 도 17에 도시된 "28")을 하드웨어 추상화 계층(1018)으로 송신한다. 단계 1140 이후, 상기 방법은 단계 1142로 진행한다.
단계 1142에서, 하드웨어 추상화 계층(1018)은 제9 명령 값이 제10 명령 값과 동일한지 여부를 결정한다. 단계 1142의 값이 "예"이면, 상기 방법은 단계 1144로 진행한다. 그렇지 않으면, 상기 방법은 메인 어플리케이션(1000)으로 복귀한다.
단계 1144에서, 하드웨어 추상화 계층(1018)은 프리차지 고전압 스위치(202)에 수신되어 프리차지 고전압 스위치(202)를 개방 동작 상태로 전환시키는 제5 제어 신호를 생성하도록 디지털 입출력 장치(942)에 명령한다. 단계 1144 이후, 상기 방법은 메인 어플리케이션(1000)으로 복귀한다.
도 1 및 도 10을 참조하여 제6 어플리케이션(1012)을 설명하도록 한다.
단계 1160에서, 제6 어플리케이션(1012)은 프리차지 저전압 스위치(272)를 개방 동작 상태로 전환시키기 위해 제11 명령 값(예를 들어, 도 18에 도시된 "14")을 하드웨어 추상화 계층(1018)으로 송신한다. 제11 명령 값은 제9 명령 값으로부터 최소 4 해밍 거리를 가진다. 단계 1160 이후, 상기 방법은 단계 1162로 진행한다.
단계 1162에서, 하드웨어 추상화 계층(1018)은 제9 명령 값이 제11 명령 값과 동일한지 여부를 결정한다. 단계 1162의 값이 "예"이면, 상기 방법은 단계 1164로 진행한다. 그렇지 않으면, 상기 방법은 메인 어플리케이션(1000)으로 복귀한다.
단계 1164에서, 하드웨어 추상화 계층(1018)은 프리차지 저전압 스위치(272)에 수신되어 프리차지 저전압 스위치(272)를 개방 동작 상태로 전환시키는 제6 제어 신호를 생성하도록 디지털 입출력 장치(942)에 명령한다. 단계 1164 이후, 상기 방법은 메인 어플리케이션(1000)으로 복귀한다.
도 1 및 도 11을 참조하여 제7 어플리케이션(1014)을 설명하도록 한다.
단계 1180에서, 마이크로컨트롤러(800)는 하이 사이드 집적 회로(450)의 출력 핀(504)과 로우 사이드 집적 회로(452)의 출력 핀(604) 중에서 적어도 어느 하나로부터 제1 복수의 FET 스위치(506)와 제2 복수의 FET 스위치(606) 중에서 적어도 어느 하나가 개방 동작 상태로 전환되었음을 나타내는 제1 확인 신호를 수신한다. 단계 1180 이후, 상기 방법은 단계 1182로 진행한다.
단계 1182에서, 하드웨어 추상화 계층(1018)은 제1 복수의 FET 스위치(506)와 제2 복수의 FET 스위치(606) 중에서 적어도 어느 하나가 개방 동작 상태로 전환되었음을 나타내는 제1 확인 신호에 기초하여 제7 어플리케이션(1014)으로 제1 확인 값(도 19에 도시된 "EB")을 송신한다. 단계 1182 이후, 상기 방법은 메인 어플리케이션(1000)으로 복귀한다.
도 1 및 도 12를 참조하여 제8 어플리케이션(1016)을 설명하도록 한다.
단계 1200에서, 마이크로컨트롤러(800)는 하이 사이드 집적 회로(450)의 출력 핀(504)과 로우 사이드 집적 회로(452)의 출력 핀(604) 중에서 적어도 어느 하나로부터 제1 복수의 FET 스위치(506)와 제2 복수의 FET 스위치(606) 중에서 적어도 어느 하나가 개방 동작 상태로 전환되었음을 나타내는 제2 확인 신호를 수신한다. 단계 1200 이후, 상기 방법은 단계 1202로 진행한다.
단계 1202에서, 하드웨어 추상화 계층(1018)은 제1 복수의 FET 스위치(506)와 제2 복수의 FET 스위치(606) 중에서 적어도 어느 하나가 개방 동작 상태로 전환되었음을 나타내는 제2 확인 신호에 기초하여 제8 어플리케이션(1016)으로 제2 확인 값(도 20에 도시된 "DE")을 송신한다. 단계 1202 이후, 상기 방법은 메인 어플리케이션(1000)으로 복귀한다.
상기 DC-DC 전압 컨버터를 벅 동작 모드에서 안전 동작 모드로 전환하는 제어 시스템은 다른 제어 시스템 보다 실적적인 장점을 제공한다. 특히, 제어 시스템은 마이크로컨트롤러가 DC-DC 전압 컨버터의 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로 내에서 요청된 스위치를 개방 동작 상태로 전환하시키는 제어 신호를 생성하도록 명령하기 위해 별개의 명령 값을 하드웨어 추상화 계층으로 송신하는 다양하며 독립된 어플리케이션을 이용한다. 별개의 명령 값은 하드웨어 추상화 계층에 의해 정확한 명령 값이 수신되는 것이 확실하도록 다른 명령 값으로부터 최소 4 해밍 거리를 갖는다. 그 결과, 본 발명에 따른 제어 시스템은 보다 안정적으로 DC-DC 전압 컨버터를 안전 동작 모드로 전환할 수 있다.
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 (11)

  1. 내부에 제1 복수의 FET 스위치를 가지는 하이 사이드 집적 회로와 내부에 제2 복수의 FET 스위치를 가지는 로우 사이드 집적 회로를 갖는 DC-DC 전압 컨버터 제어 회로를 가지는 DC-DC 전압 컨버터를 벅 동작 모드에서 안전 동작 모드로 전환시키는 제어 시스템에 있어서,
    디지털 입출력 장치, 제1 어플리케이션, 제2 어플리케이션 및 하드웨어 추상화 계층을 가지는 마이크로컨트롤러를 포함하고,
    상기 제1 어플리케이션은
    상기 제1 복수의 FET 스위치와 상기 제2 복수의 FET 스위치를 개방 동작 상태로 전환시키기 위해 제1 명령 값을 상기 하드웨어 추상화 계층으로 송신하고,
    상기 하드웨어 추상화 계층은
    상기 제1 명령 값이 제2 명령 값과 동일하면, 상기 하이 사이드 집적 회로의 제1 입력 핀과 상기 로우 사이드 집적 회로의 제1 입력 핀에 수신되어 상기 제1 복수의 FET 스위치와 상기 제2 복수의 FET 스위치를 상기 개방 동작 상태로 전환시키는 제1 제어 신호를 생성하도록 상기 디지털 입출력 장치에 명령하고,
    상기 제2 어플리케이션은
    상기 제1 복수의 FET 스위치와 상기 제2 복수의 FET 스위치를 상기 개방 동작 상태로 전환시키기 위해 제3 명령 값을 상기 하드웨어 추상화 계층으로 송신하고,
    상기 제3 명령 값은
    상기 제1 명령 값으로부터 최소 4 해밍 거리를 가지고,
    상기 하드웨어 추상화 계층은
    상기 제3 명령 값이 제4 명령 값과 동일하면, 상기 하이 사이드 집적 회로의 제2 입력 핀과 상기 로우 사이드 집적 회로의 제2 입력 핀에 수신되어 상기 제1 복수의 FET 스위치와 상기 제2 복수의 FET 스위치를 상기 개방 동작 상태로 전환시키는 제2 제어 신호를 생성하도록 상기 디지털 입출력 장치에 명령하는 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로컨트롤러는
    하이 사이드 집적 회로의 출력 핀과 로우 사이드 집적 회로의 출력 핀 중에서 적어도 어느 하나로부터 제1 확인 신호를 수신하고,
    상기 하드웨어 추상화 계층은
    상기 제1 복수의 FET 스위치와 상기 제2 복수의 FET 스위치 중에서 적어도 어느 하나가 상기 개방 동작 상태로 전환되었음을 나타내는 상기 제1 확인 신호에 기초하여 제3 어플리케이션으로 제5 명령 값을 송신하는 제어 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 마이크로컨트롤러는
    하이 사이드 집적 회로의 출력 핀과 로우 사이드 집적 회로의 출력 핀 중에서 적어도 어느 하나로부터 제2 확인 신호를 수신하고,
    상기 하드웨어 추상화 계층은
    상기 제1 복수의 FET 스위치와 상기 제2 복수의 FET 스위치 중에서 적어도 어느 하나가 상기 개방 동작 상태로 전환되었음을 나타내는 상기 제2 확인 신호에 기초하여 제4 어플리케이션으로 제6 명령 값을 송신하는 제어 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 DC-DC 전압 컨버터는
    고전압 스위치, 프리차지 고전압 스위치, 저전압 스위치 및 프리차지 저전압 스위치를 더 포함하고,
    상기 DC-DC 전압 컨버터는
    상기 제1 어플리케이션이 상기 제1 명령 값을 송신하기 전에, 상기 고전압 스위치가 폐쇄 동작 상태를 가지고, 상기 프리차지 고전압 스위치가 폐쇄 동작 상태를 가지며, 상기 저전압 스위치가 폐쇄 동작 상태를 가지고, 상기 프리차지 저전압 스위치가 폐쇄 동작 상태를 가지는 상기 벅 동작 모드에 있는 제어 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 고전압 스위치는
    양방향 모스펫 스위치이고,
    상기 저전압 스위치는
    양방향 모스펫 스위치인 제어 시스템.
  6. 고전압 스위치 및 프리차지 고전압 스위치를 가지는 DC-DC 전압 컨버터를 벅 동작 모드에서 안전 동작 모드로 전환시키는 제어 시스템에 있어서,
    디지털 입출력 장치, 제1 어플리케이션, 제2 어플리케이션 및 하드웨어 추상화 계층을 가지는 마이크로컨트롤러를 포함하고,
    상기 제1 어플리케이션은
    상기 고전압 스위치를 개방 동작 상태로 전환시키기 위해 제1 명령 값을 상기 하드웨어 추상화 계층으로 송신하고,
    상기 하드웨어 추상화 계층은
    상기 제1 명령 값이 제2 명령 값과 동일하면, 상기 고전압 스위치에 수신되어 상기 고전압 스위치를 상기 개방 동작 상태로 전환시키는 제1 제어 신호를 생성하도록 상기 디지털 입출력 장치에 명령하고,
    상기 제2 어플리케이션은
    상기 프리차지 고전압 스위치를 상기 개방 동작 상태로 전환시키기 위해 제3 명령 값을 상기 하드웨어 추상화 계층으로 송신하고,
    상기 제3 명령 값은
    상기 제1 명령 값으로부터 최소 4 해밍 거리를 가지고,
    상기 하드웨어 추상화 계층은
    상기 제3 명령 값이 제4 명령 값과 동일하면, 상기 프리차지 고전압 스위치에 수신되어 상기 프리차지 고전압 스위치를 상기 개방 동작 상태로 전환시키는 제2 제어 신호를 생성하도록 상기 디지털 입출력 장치에 명령하는 제어 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 DC-DC 전압 컨버터는
    저전압 스위치 및 프리차지 저전압 스위치를 더 포함하고,
    상기 DC-DC 전압 컨버터는
    상기 제1 어플리케이션이 상기 제1 명령 값을 송신하기 전에, 상기 고전압 스위치가 폐쇄 동작 상태를 가지고, 상기 프리차지 고전압 스위치가 폐쇄 동작 상태를 가지며, 상기 저전압 스위치가 폐쇄 동작 상태를 가지고, 상기 프리차지 저전압 스위치가 폐쇄 동작 상태를 가지는 상기 벅 동작 모드에 있는 제어 시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 고전압 스위치는
    양방향 모스펫 스위치이고,
    상기 프리차지 고전압 스위치는
    양방향 모스펫 스위치인 제어 시스템.
  9. 저전압 스위치 및 프리차지 저전압 스위치를 가지는 DC-DC 전압 컨버터를 벅 동작 모드에서 안전 동작 모드로 전환시키는 제어 시스템에 있어서,
    디지털 입출력 장치, 제1 어플리케이션, 제2 어플리케이션 및 하드웨어 추상화 계층을 가지는 마이크로컨트롤러를 포함하고,
    상기 제1 어플리케이션은
    상기 저전압 스위치를 개방 동작 상태로 전환시키기 위해 제1 명령 값을 상기 하드웨어 추상화 계층으로 송신하고,
    상기 하드웨어 추상화 계층은
    상기 제1 명령 값이 제2 명령 값과 동일하면, 상기 저전압 스위치에 수신되어 상기 저전압 스위치를 상기 개방 동작 상태로 전환시키는 제1 제어 신호를 생성하도록 상기 디지털 입출력 장치에 명령하고,
    상기 제2 어플리케이션은
    상기 프리차지 저전압 스위치를 상기 개방 동작 상태로 전환시키기 위해 제3 명령 값을 상기 하드웨어 추상화 계층으로 송신하고,
    상기 제3 명령 값은
    상기 제1 명령 값으로부터 최소 4 해밍 거리를 가지고,
    상기 하드웨어 추상화 계층은
    상기 제3 명령 값이 제4 명령 값과 동일하면, 상기 프리차지 저전압 스위치에 수신되어 상기 프리차지 저전압 스위치를 상기 개방 동작 상태로 전환시키는 제2 제어 신호를 생성하도록 상기 디지털 입출력 장치에 명령하는 제어 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 DC-DC 전압 컨버터는
    고전압 스위치 및 프리차지 고전압 스위치를 더 포함하고,
    상기 DC-DC 전압 컨버터는
    상기 제1 어플리케이션이 상기 제1 명령 값을 송신하기 전에, 상기 고전압 스위치가 폐쇄 동작 상태를 가지고, 상기 프리차지 고전압 스위치가 폐쇄 동작 상태를 가지며, 상기 저전압 스위치가 폐쇄 동작 상태를 가지고, 상기 프리차지 저전압 스위치가 폐쇄 동작 상태를 가지는 상기 벅 동작 모드에 있는 제어 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 저전압 스위치는
    양방향 모스펫 스위치이고,
    상기 프리차지 저전압 스위치는
    양방향 모스펫 스위치인 제어 시스템.
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