KR20200056416A - 전압 조절기 - Google Patents

전압 조절기 Download PDF

Info

Publication number
KR20200056416A
KR20200056416A KR1020207010943A KR20207010943A KR20200056416A KR 20200056416 A KR20200056416 A KR 20200056416A KR 1020207010943 A KR1020207010943 A KR 1020207010943A KR 20207010943 A KR20207010943 A KR 20207010943A KR 20200056416 A KR20200056416 A KR 20200056416A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voltage
terminal
driver circuit
input
input terminal
Prior art date
Application number
KR1020207010943A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102397194B1 (ko
Inventor
빈센트 콜라로시
반킴 파텔
Original Assignee
비오니어 유에스, 인크.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 비오니어 유에스, 인크. filed Critical 비오니어 유에스, 인크.
Publication of KR20200056416A publication Critical patent/KR20200056416A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102397194B1 publication Critical patent/KR102397194B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/16—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to fault current to earth, frame or mass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/01—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents
    • B60R21/017—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents including arrangements for providing electric power to safety arrangements or their actuating means, e.g. to pyrotechnic fuses or electro-mechanic valves
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0007—Details of emergency protective circuit arrangements concerning the detecting means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/02—Details
    • H02H3/027—Details with automatic disconnection after a predetermined time
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/26—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents
    • H02H3/28—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at two spaced portions of a single system, e.g. at opposite ends of one line, at input and output of apparatus
    • H02H3/30—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at two spaced portions of a single system, e.g. at opposite ends of one line, at input and output of apparatus using pilot wires or other signalling channel
    • H02H3/305—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at two spaced portions of a single system, e.g. at opposite ends of one line, at input and output of apparatus using pilot wires or other signalling channel involving current comparison
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/20—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for electronic equipment
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K17/082—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit
    • H03K17/0822—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit in field-effect transistor switches

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Air Bags (AREA)
  • Protection Of Static Devices (AREA)
  • Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

차량 내의 전개 가능 구속장치의 전개를 위한 스퀴브 드라이버 회로. 안전 구속장치는 최소 파이어링 전압을 가질 수 있다. 전압 조절기는, 입력 단자에서 최소 파이어링 전압이 되도록 입력 전압을 조절할 수 있다. 스퀴브 드라이버 회로는 단일 칩 상에 형성될 수 있다. 스퀴브 드라이버 회로는 하이 사이드 드라이버 및 로우 사이드 드라이버를 포함할 수 있다. 전개 가능 구속장치를 파이어링하는 데 사용되는 입력 전압을 수신하기 위한 입력 단자. 하이 사이드 드라이버는 입력 단자로부터 전개 가능 구속장치로 전류를 공급할 수 있다. 로우 사이드 드라이버는 전개 가능 구속장치로부터 전기 접지로 전류를 공급할 수 있다.

Description

전압 조절기
관련 출원
본 출원은 2017년 12월 20일자로 출원된, 발명의 명칭이 "전압 조절기(Voltage Regulator)"인 미국 제15/849,456호의 이익을 주장하며, 그것의 내용은 이에 의해 전체적으로 참고로 포함된다.
본 출원은 일반적으로 스퀴브 드라이버 회로(squib driver circuit)에 통합된 전압 조절기에 관한 것이다.
에어백 시스템은 전형적으로 구속장치 제어 모듈(restraint control module), 반응 캐니스터(reaction canister), 에어백, 및 반응 캐니스터 내부에 저장된 점화기(스퀴브)를 갖는 팽창기를 포함한다. 스퀴브를 갖는 팽창기는 전도성 와이어들 및 커넥터들을 통해 구속장치 제어 모듈에 연결된다. 팽창기로의 그리고 팽창기로부터의 이러한 와이어들 및 커넥터들의 전체 전기 경로는 "스퀴브 루프"로 지칭된다. 구속장치 제어 모듈은 에어백 작동을 제공하기 위해 충분한 에너지를 스퀴브 루프를 통해 팽창기에 제공한다. 일단 차량 센서들로부터 수신된 적절한 신호들이 에어백 활성화를 보증하기에 충분하면 구속장치 제어 모듈에 의해 팽창기가 작동된다. 구속장치 제어 모듈은 에어백 시스템의 전체 동작을 제어하며, 에어백 시스템을 위한 주 제어 유닛으로 여겨질 수 있다.
센서들, 에어백, 와이어링 및 커넥터들 등으로 이루어지는 임의의 전기 시스템에서와 같이, 시스템은 적절히 동작하기 위해서는 전기적 연결을 필요로 한다. 구체적으로는, 에어백 안전 시스템들에서, 적절한 스퀴브 루프 저항 값뿐만 아니라 에어백이 부적절하게 활성화되는 것을 방지할 수 있는 다른 특성들에 대해 스퀴브 루프를 조회하기 위해 구속장치 제어 모듈에서 진단 능력이 구현되어야 한다는 것이 고객 요구에 의해 결정된다.
구속장치 제어 모듈에서 스퀴브 루프 드라이버들을 보호하기 위한 방법 및 시스템이 본 출원에서 개시된다. 구속장치 제어 모듈의 전개 기능은 점화기를 통해 지정된 올-파이어 시간(all-fire time) 동안 올-파이어 전류를 전송하기 위한 스퀴브 루프 드라이버들의 활성화에 의해 제공된다. 스퀴브 루프 드라이버들은 하이 사이드(high-side) 및 로우 사이드(low-side) 스퀴브 드라이버 둘 모두로 구성된다. 스퀴브 드라이버 보호 개념은 시스템 장애가 발생할 때까지 전개 기능을 시도하는 것이다. 시스템 장애가 발생하면, 전개 기능은 스퀴브 루프 드라이버들을 보호하기 위해 종료될 것이다. 시스템 장애는 접지 단락, 스퀴브 부하 단락, Vbat(예를 들어, 차량 배터리 전압) 단락, 에너지 예비 공급원 장애 등을 포함할 수 있다.
본 출원의 추가의 목적들, 특징들 및 이점들이 본 명세서에 첨부되고 그의 일부를 이루는 도면들 및 청구항들을 참조하여 다음의 설명을 검토한 후에 이 분야의 기술자들에게 쉽게 명백해질 것이다.
첨부 도면에서 컴포넌트들은 반드시 일정한 축척으로 작성된 것은 아니며, 대신에 본 출원의 원리를 예시하는 것에 주안점을 둔다. 또한, 도면들 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호들은 대응하는 부분들을 지시한다.
도 1은 스퀴브 드라이버 회로의 개략도이다.
도 2는 도 1의 스퀴브 드라이버 회로에 대한 접지 단락 장애(short to ground fault)의 개략도이다.
도 3은 도 1의 스퀴브 드라이버 회로에 대한 접지 단락 장애의 개략도이다.
도 4는 도 1의 스퀴브 드라이버 회로에 대한 스퀴브 부하 단락 장애의 개략도이다.
도 5는 도 1의 스퀴브 드라이버 회로에 대한 배터리 단락 장애의 개략도이다.
도 6은 도 1의 스퀴브 드라이버 회로에 대한 배터리 단락 장애의 개략도이다.
도 7은 도 1의 스퀴브 드라이버 회로에 대한 장애 외부 트랜지스터의 개략도이다.
도 8은 스퀴브 드라이버 회로의 다른 구현의 개략도이다.
도 9는 도 8의 스퀴브 드라이버 회로에 대한 접지 단락 장애의 개략도이다.
도 10은 도 8의 스퀴브 드라이버 회로에 대한 접지 단락 장애의 개략도이다.
도 11은 도 8의 스퀴브 드라이버 회로에 대한 스퀴브 부하 단락 장애의 개략도이다.
도 12는 도 8의 스퀴브 드라이버 회로에 대한 배터리 단락 장애의 개략도이다.
도 13은 도 8의 스퀴브 드라이버 회로에 대한 배터리 단락 장애의 개략도이다.
도 14는 도 8의 스퀴브 드라이버 회로에 대한 장애 외부 트랜지스터의 개략도이다.
에어백 안전 구속장치 시스템들은 전형적으로 충돌 이벤트 시에 차량 탑승자 구속장치 에어백을 팽창시키기 위한 팽창 가스를 생성하기 위해 단일 팽창기 장치를 이용한다. 팽창기 장치는 스퀴브 드라이버 회로에 의해 제어된다. 스퀴브 드라이버 회로는 단일 전개 칩 상에 구현된 하이 사이드 드라이버 및 로우 사이드 드라이버를 포함할 수 있다.
도 1은 스퀴브 드라이버 회로(100)의 개략도이다. 스퀴브 드라이버 회로는 전개 칩(110)을 포함한다. 전개 칩(110)은 단일 실리콘 칩, 예를 들어 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)일 수 있다. 전개 칩(110)은 입력 전압을 수신하기 위한 입력 단자(SSxy)(142)를 포함할 수 있다. 입력 전압은 에어백과 같은 전개 가능 구속장치를 파이어링(firing)하는 데 사용될 수 있다. 입력 단자(SSxy)(142)는 차량 배터리(105)와 같은 배터리로부터 입력 전압을 수신할 수 있다. 전력 트랜지스터와 같은 스위치(116)가 입력 단자(SSxy)(142)와 배터리(105) 사이에 위치될 수 있다. 배터리(105)는 다이오드를 통해 스위치(116)에 연결될 수 있고, 또한 스위치는 다이오드 및 커패시터(CER)(108)를 통해 전기 접지에 연결될 수 있다.
스위치(116)는 인에이블 스위치(114)에 의해 지시되는 바와 같이 배터리(105)로부터 입력 단자(142)에 제공되는 전력을 제어할 수 있다. 인에이블 스위치(114)는 전개 칩(110)의 출력 단자(VSF)(140)로부터 인에이블 전압(138)을 수신할 수 있다. 출력 전압은 출력 단자(140)(VSF)로부터 인에이블 스위치(114)에 제공될 수 있다. 마이크로프로세서 제어 회로(112)는 인에이블 스위치(114)를 제어할 수 있다. 인에이블 스위치(114)가 활성일 때, 인에이블 전압은 스위치(116)를 활성화하여 배터리(105)가 입력 단자(SSxy)(142)에 전력을 제공할 수 있게 하기 위해 제공될 수 있다. 일부 구현들에서, 인에이블 스위치(114)는 전력 트랜지스터의 게이트에 연결되어서 스위치 또는 조절기로서 작용하여 배터리(105)가 입력 단자(SSxy)(142)에 전력을 제공할 수 있게 할 수 있다. 일부 구현들에서, 스위치(116)는 배터리(105)와 연결된 드레인 및 입력 단자(SSxy)(142)와 연결된 소스를 갖는 N 채널 MOSFET일 수 있다. 이 구현에서, 적절한 동작을 가능하게 하기 위해 게이트와 소스 사이에 저항기가 배치될 수 있다. 스위치(116)는 두 가지 기능을 제공하는 MOSFET일 수 있다: 첫째, 스위치(116)는 예를 들어 공통 장애 모드로 인해 스위치(116)가 디스에이블되고 전개 칩(110)의 스위치들(124 및 134)이 활성화되는 시스템 장애의 경우에 전개를 방지할 수 있는 중복 실리콘 제어 경로를 제공할 수 있다. 둘째, 스위치(116)는 폐루프 조절기 제어 경로의 통과 요소 부분으로서 구현될 때 감소된 그리고 더 제어된 V(SSxy,0)(142)를 제공할 수 있고 그에 따라 더 많은 전력을 흡수하고 고가의 ASIC 스퀴브 드라이버 트랜지스터들에서의 더 낮은 레벨의 전력 손실을 제공하여 시스템 비용을 최소화할 수 있다.
입력 단자(SSxy)(142)는 하이 사이드 드라이버 회로(121)에 연결될 수 있다. 하이 사이드 드라이버 회로(121)는 입력 단자(142)와 하이 사이드 피드 단자(144) 사이에 연결될 수 있다. 일 구현에서, 전력 트랜지스터(124)가 입력 단자(SSxy)(142)와 하이 사이드 피드 단자(SFX)(144) 사이에 연결될 수 있다. 전력 트랜지스터(124)는 입력 단자(SSxy)(142)에 연결된 드레인 및 하이 사이드 피드 단자(SFX)(144)에 연결된 소스를 갖는 N 채널 MOSFET일 수 있다. 전력 트랜지스터(124)의 게이트가 하이 사이드 게이트 드라이버 회로(122)에 연결될 수 있다. 일부 구현들에서, 전류 센서(126)가 전류 신호를 하이 사이드 게이트 드라이버 회로(122)에 제공할 수 있다. 게이트 드라이버 회로(122)는 전류 신호를 이용하여 전류 흐름의 양에 응답하여 전력 트랜지스터(124)의 활성화를 제어할 수 있다. 전류 센서(126)는 전력 트랜지스터(124)와 하이 사이드 피드 단자(SFX)(144) 사이에 위치될 수 있다. 하이 사이드 피드 단자(SFX)(144)는 피드 와이어(R_Wire_Feed)(147)를 통해 점화기(R_ignitor)(118)에 연결될 수 있다. 전류는 점화기(118)로부터 리턴 와이어(R_Wire_Return)(148)를 통해 로우 사이드 리턴 단자(SRX)(146)로 리턴될 수 있다.
로우 사이드 드라이버 회로(131)가 로우 사이드 리턴 단자(146)와 전기 접지 사이에 연결될 수 있다. 일 구현에서, 전력 트랜지스터(134)가 리턴 단자(SRX)(146)와 전기 접지 사이에 연결될 수 있다. 전력 트랜지스터(134)는 리턴 단자(SRX)(146)에 연결된 드레인 및 전기 접지에 연결된 소스를 갖는 N 채널 MOSFET일 수 있다. 전력 트랜지스터(134)의 게이트가 로우 사이드 게이트 드라이버 회로(132)에 연결될 수 있다. 일부 구현들에서, 전류 센서(136)가 전류 신호를 로우 사이드 게이트 드라이버 회로(132)에 제공할 수 있다. 게이트 드라이버 회로(132)는 전류 신호를 이용하여 전류 흐름의 양에 응답하여 전력 트랜지스터(134)의 활성화를 제어할 수 있다. 전류 센서(136)는 전력 트랜지스터(134)와 전기 접지 사이에 위치될 수 있다.
디지털 제어 회로(120)가 직렬 통신 인터페이스와 같은 통신 인터페이스(130)로부터 커맨드들을 수신할 수 있다. 통신 인터페이스(130)를 통해 디지털 회로(120)에 제공되는 커맨드들은 인에이블 커맨드, 올 파이어 커맨드뿐만 아니라, 하이 사이드 게이트 드라이버(122) 또는 로우 사이드 게이트 드라이버(132)와 같은 다양한 컴포넌트들에 대한 타이머 지속기간들 또는 임계치들을 설정하기 위한 다양한 구성 커맨드들을 포함할 수 있다.
와이어, 커넥터들, 클럭-스프링들, EMI 인덕터들 및 스퀴브는 모두 선형 전도성 컴포넌트들로 구성될 수 있고, R_Wire_Feed(피드 와이어(147)의 저항) 및 R_Wire_Read(리턴 와이어(148)의 저항)의 등가 저항으로 결합되거나 단순화될 수 있다. 점화기를 갖는 불꽃 장치는 RJgnitor(점화기 회로(118)의 저항)에 의해 표현된다. R_Wire_Feed = 0 Ohm, R_Wire_Return = 0 Ohm이라고 가정하면, 하이 사이드 드라이버(HSD) 및 로우 사이드 드라이버(LSD)에 대한 효과들이 추정될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같은 비장애 조건들을 고려하면, HSD에 의해 흡수되는 에너지(E_HSD) 및 LSD에 의해 흡수되는 에너지(E_LSD)는 다음과 같다:
E_HSD=[(V(SSxy,0)-l_AII-Fire*(R_lgnitor + Rdson_LSD))*l_AII-Fire]*T_AII-Fire E_LSD=[l_AII-FireA2*(Rdson_LSD) ]*T_AII-Fire
여기서 V(SSxy,0)[142]는 핀 SSxy와 접지 사이의 전압이고(예를 들어, 33V), I_All-Fire는 전개 가능 장치들을 파이어링하는 데 필요한 전류이고(예를 들어, 1.75A, 1.2A), Rdson_LSD는 로우 사이드 드라이버의 저항이고(예를 들어, 1 Ohm, 트랜지스터(134) 양단의 저항), T_All-Fire는 전개 가능 장치들 모두를 파이어링하는 데 필요한 양이다(예를 들어, 500 마이크로초, 2000 마이크로초).
하나의 장애 조건은 접지로의 SFX(하이 사이드 피드 단자(144))의 단락을 포함할 수 있다. 이 장애의 시뮬레이션된 예시가 도 2에서 접지(190)에 의해 제공된다. 접지로의 SFX 핀 단락의 장애 조건 및 HSD에 대한 영향을 드라이빙할 때의 시스템을 고려하면, HSD 및 LSD에 의해 흡수되는 에너지는 다음과 같다:
E_HSD=[(V(SSxy,0))*l_AII-Fire]*T_AII-Fire
E_LSD=0 줄(joule)
하나의 장애 조건은 접지로의 SRX 핀(로우 사이드 리턴 단자(146))의 단락을 포함할 수 있다. 이 장애의 시뮬레이션된 예시가 도 3에서 접지(191)에 의해 제공된다. 접지로의 SRX 핀 단락의 장애 조건 및 HSD에 대한 영향을 드라이빙하는 시스템을 고려하면, HSD 및 LSD에 의해 흡수되는 에너지는 다음과 같다:
E_HSD=[(V(SSxy,0)-(l_AII-Fire*R_lgnitor))*l_AII-Fire]*T_AII-Fire
E_LSD=0 줄
다른 장애 조건은 SRx 핀(로우 사이드 리턴 단자(146))으로의 SFX 핀(하이 사이드 피드 단자(144))의 단락을 포함할 수 있다. 이 장애의 시뮬레이션된 예시가 도 4에서 분로(192)에 의해 제공된다. SRx 핀으로의 SFX 핀 단락(스퀴브 부하 단락)의 장애 조건 및 HSD에 대한 영향을 드라이빙할 때의 시스템을 고려하면, HSD 및 LSD에 의해 흡수되는 에너지는 다음과 같다:
E_HSD=[(V(SSxy,0)-l_AII-Fire*(Rdson_LSD))*l_AII-Fire]*T_AII-Fire
E_LSD=[l_AII-FireA2*(Rdson_LSD) ]*T_AII-Fire
다른 장애 조건은 배터리 전압으로의 SRx 핀(로우 사이드 리턴 단자(146))의 단락을 포함할 수 있다. 이 장애의 시뮬레이션된 예시가 도 5에서 배터리(193)에 의해 제공된다. Vbat로의 SRx 핀 단락의 장애 조건 및 LSD에 대한 영향을 드라이빙할 때의 시스템을 고려하면, HSD 및 LSD에 의해 흡수되는 에너지는 다음과 같다:
E_HSD=[(V(SSxy,0)-(l_AII-Fire*R_lgnitor)-Vbat)*l_AII-Fire]*T_AII-Fire
E_LSD=[l_LSD*Vbat]*T_AII-Fire
다른 장애 조건은 배터리 전압으로의 SFX 핀(하이 사이드 피드 단자(144))의 단락을 포함할 수 있다. 이 장애의 시뮬레이션된 예시가 도 6에서 배터리(194)에 의해 제공된다. Vbat로의 SFX 핀 단락의 장애 조건 및 LSD에 대한 영향을 드라이빙할 때의 시스템을 고려하면, HSD 및 LSD에 의해 흡수되는 에너지는 다음과 같다:
E_HSD=[(V(SSxy,0)-Vbat)*l_AII-Fire]*T_AII-Fire
E_LSD=[(Vbat-(l_LSD*R_lgnitor))*l_LSD]*T_AII-Fire
다른 장애 조건은 장애 외부 트랜지스터를 포함할 수 있다. 이 장애의 시뮬레이션된 예시가 도 7에서 분로(195)에 의해 제공된다. 외부 트랜지스터의 장애 조건 및 HSD에 대한 영향을 드라이빙할 때의 시스템을 고려하면, HSD 및 LSD에 의해 흡수되는 에너지는 다음과 같다:
E_HSD=[(VER)-l_AII-Fire*(R_lgnitor + Rdson_LSD))*l_AII-Fire]*T_AII-Fire
E_LSD=[l_AII-FireA2*(Rdson_LSD) ]*T_AII-Fire
여기서 VER은 노드(107)에서의 전압이다(예를 들어, 33V).
도 8은 다른 스퀴브 드라이버 회로(200)의 개략도이다. 스퀴브 드라이버 회로는 전개 칩(210)을 포함한다. 전개 칩(210)은 단일 실리콘 칩, 예를 들어 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)일 수 있다. 전개 칩(210)은 입력 전압을 수신하기 위한 입력 단자(242)를 포함할 수 있다. 입력 전압은 에어백과 같은 전개 가능 구속장치를 파이어링하는 데 사용될 수 있다. 입력 단자(242)는 차량 배터리(205)와 같은 배터리로부터 입력 전압을 수신할 수 있다. 전력 트랜지스터와 같은 스위치(216)가 입력 단자(242)와 배터리(205) 사이에 위치될 수 있다.
스위치(216)는 인에이블 스위치(214)에 의해 지시되는 바와 같이 배터리로부터 입력 단자(242)에 제공되는 전력을 제어할 수 있다. 인에이블 스위치(214)는 전개 칩(210)의 출력 단자(240)로부터 인에이블 전압을 수신할 수 있다. 출력 전압은 출력 단자(240)로부터 인에이블 스위치(214)에 제공될 수 있다. 마이크로프로세서 제어 회로(212)는 인에이블 스위치(214)를 제어할 수 있다. 인에이블 스위치(214)가 활성일 때, 인에이블 전압은 스위치(216)를 활성화하여 배터리가 입력 단자(242)에 전력을 제공할 수 있게 하기 위해 제공될 수 있다. 일부 구현들에서, 인에이블 스위치(214)는 전력 트랜지스터의 게이트에 연결되어서 스위치 또는 조절기로서 작용하여 배터리(205)가 입력 단자(242)에 전력을 제공할 수 있게 할 수 있다. 일부 구현들에서, 스위치(216)는 배터리(205)와 연결된 드레인 및 입력 단자(242)와 연결된 소스를 갖는 N 채널 MOSFET일 수 있다. 이 구현에서, 적절한 동작을 가능하게 하기 위해 게이트와 소스 사이에 저항기가 배치될 수 있다. 스위치(216)는 두 가지 기능을 제공하는 MOSFET일 수 있다: 첫째, 스위치(216)는 예를 들어 공통 장애 모드로 인해 스위치(216)가 디스에이블되고 전개 칩(210)의 스위치들(221 및 231)이 활성화되는 시스템 장애의 경우에 전개를 방지할 수 있는 중복 실리콘 제어 경로를 제공할 수 있다. 둘째, 스위치(216)는 폐루프 조절기 제어 경로의 통과 요소 부분으로서 구현될 때 감소된 그리고 더 제어된 V(SSxy,0)(242)를 제공할 수 있고 그에 따라 더 많은 전력을 흡수하고 고가의 ASIC 스퀴브 드라이버 트랜지스터들에서의 더 낮은 레벨의 전력 손실을 제공하여 시스템 비용을 최소화할 수 있다.
입력 단자(242)는 하이 사이드 드라이버 회로(221)에 연결될 수 있다. 하이 사이드 드라이버 회로(221)는 입력 단자(242)와 하이 사이드 피드 단자(244) 사이에 연결될 수 있다. 일 구현에서, 전력 트랜지스터(224)가 입력 단자(242)와 하이 사이드 피드 단자(244) 사이에 연결될 수 있다. 전력 트랜지스터(224)는 입력 단자(242)에 연결된 드레인 및 하이 사이드 피드 단자(244)에 연결된 소스를 갖는 N 채널 MOSFET일 수 있다. 전력 트랜지스터(224)의 게이트가 하이 사이드 게이트 드라이버 회로(222)에 연결될 수 있다. 일부 구현들에서, 전류 센서(226)가 전류 신호를 하이 사이드 게이트 드라이버 회로(222)에 제공할 수 있다. 게이트 드라이버 회로(222)는 전류 신호를 이용하여 전류 흐름의 양에 응답하여 전력 트랜지스터(224)의 활성화를 제어할 수 있다. 전류 센서(226)는 전력 트랜지스터(224)와 하이 사이드 피드 단자(244) 사이에 위치될 수 있다. 하이 사이드 피드 단자(244)는 피드 와이어를 통해 점화기(218)에 연결될 수 있다. 전류는 점화기(218)로부터 리턴 와이어를 통해 로우 사이드 리턴 단자(246)로 리턴될 수 있다.
로우 사이드 드라이버 회로(231)가 로우 사이드 리턴 단자(246)와 전기 접지 사이에 연결될 수 있다. 일 구현에서, 전력 트랜지스터(234)가 리턴 단자(246)와 전기 접지 사이에 연결될 수 있다. 전력 트랜지스터(234)는 리턴 단자(246)에 연결된 드레인 및 전기 접지에 연결된 소스를 갖는 N 채널 MOSFET일 수 있다. 전력 트랜지스터(234)의 게이트가 로우 사이드 게이트 드라이버 회로(232)에 연결될 수 있다. 일부 구현들에서, 전류 센서(236)가 전류 신호를 로우 사이드 게이트 드라이버 회로(232)에 제공할 수 있다. 게이트 드라이버 회로(232)는 전류 신호를 이용하여 전류 흐름의 양에 응답하여 전력 트랜지스터(234)의 활성화를 제어할 수 있다. 전류 센서(236)는 전력 트랜지스터(234)와 전기 접지 사이에 위치될 수 있다.
디지털 제어 회로(220)가 직렬 통신 인터페이스와 같은 통신 인터페이스(230)로부터 커맨드들을 수신할 수 있다. 통신 인터페이스(230)를 통해 디지털 회로(220)에 제공되는 커맨드들은 인에이블 커맨드, 올 파이어 커맨드뿐만 아니라, 하이 사이드 게이트 드라이버(222) 또는 로우 사이드 게이트 드라이버(232)와 같은 다양한 컴포넌트들에 대한 타이머 지속기간들 또는 임계치들을 설정하기 위한 다양한 구성 커맨드들을 포함할 수 있다.
전압 조절기(282)가 출력 단자(240)와 입력 단자(242) 사이에 제공될 수 있다. 전압 조절기는 증폭기(280)를 포함하며, 이때 증폭기(280)의 하나의 입력에 분압기가 연결되고, 다른 입력은 전기 접지에 연결된다. 증폭기(280)의 출력은 출력 단자(240)에 연결된다.
전압 조절기(282)의 역할은 이중적일 수 있다. 첫째, 전압 조절기(282)는 전개 기능을 제공하기 위해 스퀴브 드라이버 SSxy 핀(입력 단자(242))에 감소된 레벨의 전압을 제공할 수 있다. 이것은 또한 정상 상태에서 예상되는 조건들에서는 물론 일부 장애 조건들 동안에도 전개 기능을 제공하면서 스퀴브 드라이버들의 흡수 에너지를 감소시킨다. 조절기의 두 번째 역할은 스퀴브 드라이버 SSxy 핀(입력 단자(242))의 예상 값에 있어서의 더 적은 변동을 제공하여 스퀴브 드라이버들의 흡수 에너지를 또 다시 감소시키는 것일 수 있다. 그렇기 때문에, 전압 조절기(282)는 입력 단자(242)에서의 전압을 안전 장치를 파이어링하는 데 필요한 최소 레벨로 유지할 수 있다. 일부 구현들에서 최소 전압 레벨은 파이어링 전류 및 루프 저항에 따라 10-20V일 수 있다.
배터리 하이 사이드 단락 및 장애 SSxy 보호 회로(284)가 비교기(250)를 포함할 수 있다. 비교기(250)는 입력 단자(242)에서의 전압을 기준 전압(252)과 비교하도록 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 입력 단자(242)에서의 전압은 분압기(251)를 사용하여 스케일링될 수 있다. 그렇기 때문에, 비교기(250)는 입력 단자(242)에서의 전압이 기준 전압(252)을 초과하는지를 결정하고, 단자(242)에서의 전압이 기준 전압(252)을 초과했다는 것을 나타내는 전압 제한 신호를 생성할 수 있다. 또한, 하이 사이드 게이트 드라이버 회로(222)는 전력 트랜지스터(224)를 통한 전류가 전류 임계치를 초과했다는 것을 나타내는 전류 제한 신호를 생성할 수 있다. 또한, 하이 사이드 게이트 드라이버 회로(222)는 하이 사이드 게이트 드라이버가 예를 들어 디지털 제어 회로(220)에 의해 활성화되었다는 것을 나타내는 활성 신호를 생성할 수 있다. AND 회로(254)가 전압 제한 신호, 전류 제한 신호 및 활성 신호를 수신할 수 있다. AND 회로(254)는 지연 타이머(256)에 제공되는 조건 신호를 생성할 수 있다. AND 회로(254)는 활성 신호, 전류 제한 신호 및 전압 제한 신호 중 하나 또는 이들의 조합에 기초하여 조건 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, AND 회로(254)는 전류 제한 신호 및 전압 제한 신호, 또는 전압 제한 및 활성 신호에 기초하여 조건 신호를 생성할 수 있다. 하나의 특정 구현에서, AND 회로는 활성 신호, 전류 제한 신호 및 전압 제한 신호 모두가 (예를 들어, 동시에) 존재하는 것에 응답하여 조건 신호를 생성할 수 있다.
일부 구현들에서, 전개 칩(210)은 하이 사이드 트랜지스터(224)의 온도를 측정하는 온도 센서를 포함할 수 있다. 초과 온도 신호(over temperature signal)가 온도 센서로부터 AND 회로(254)에 제공될 수 있다. AND 회로(254)는 초과 온도 신호, 활성 신호, 전류 제한 신호 및 전압 제한 신호 중 하나 또는 이들의 조합에 기초하여 조건 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, AND 회로(254)는 전류 제한 신호 및 초과 온도 신호, 또는 전압 제한 및 초과 온도 신호에 기초하여 조건 신호를 생성할 수 있다. 하나의 특정 구현에서, AND 회로(254)는 초과 온도 신호, 활성 신호, 전류 제한 신호 및 전압 제한 신호 모두가 (예를 들어, 동시에) 존재하는 것에 응답하여 조건 신호를 생성할 수 있다.
지연 타이머(256)는 조건 신호가 활성인 것에 기초하여 타이밍을 시작할 수 있다. 지연 타이머(256)는 캐니스터의 페탈링(petaling)이 예를 들어 정상 전개 동안 팽창기 하우징으로의 단락을 유발할 수 있는 상황들에서 도움이 될 수 있다. 지연 타이머(256) 카운트는 일단 카운팅 조건이 더 이상 충족되지 않으면(예를 들어, 활성 신호, 전류 제한 신호 및 전압 제한 신호 중 하나가 존재하지 않는 경우) 재설정될 수 있다. 대안적으로 일부 구현들에서, 지연 타이머는 트리거링 신호들(활성 신호, 전류 제한 신호 및/또는 전압 제한 신호)이 존재하는 다수의 기간에 걸쳐 누적할 수 있다. 지연 타이머(256)에 의해 카운트된 지연 시간은 전개 시간의 분수 부분일 수 있다(예를 들어, 전개 시간의 1/10 미만일 수 있다). 그렇기 때문에 일부 구현들에서, 지연 타이머(256)가 카운트하는 시간의 양은 120 마이크로초 미만일 수 있다. 지연 타이머(256)가 카운트하는 시간의 양은 예를 들어 통신 인터페이스(230)를 통해 수신된 커맨드들에 기초하여 디지털 제어 회로(220)에 의해 설정될 수 있다. 일단 지연 타이머가 미리 결정된 양의 시간 동안 카운트하면, 지연 타이머(256)는 OR 회로(258)에 제공될 디스에이블 신호를 생성할 수 있다. OR 회로(258)가 지연 타이머(256)로부터 디스에이블 신호를 수신하는 경우, OR 회로(258)는 디스에이블 신호를 생성할 수 있고, 이어서 이 디스에이블 신호는 하이 사이드 게이트 회로(222)에 제공되어 전력 트랜지스터(224)를 디스에이블한다.
배터리 하이 사이드 단락 및 장애 SSxy 보호 회로(284)의 역할은 정의 가능한 기간 - 이 기간 후에, 검출된 장애는 전개를 종료하고 스퀴브 드라이버들이 파괴되거나 손상되는 것을 방지할 것임 - 동안 Vbat로의 HSD 단락 또는 장애 SSxy 조절 시스템(예를 들어, 전압 조절기(282)에서의 장애)으로 인해 스퀴브 드라이버들이 예상되거나 허용되는 것보다 더 높은 SSxy 핀 전압으로 전개를 시도할 수 있게 하는 것일 수 있다.
접지 하이 사이드 단락 보호 회로(286)가 비교기(260)를 포함할 수 있다. 비교기(260)는 하이 사이드 피드 단자(244)에서의 전압을 기준 전압(262)과 비교하도록 구성될 수 있다. 그렇기 때문에, 비교기(260)는 하이 사이드 피드 단자(244)에서의 전압이 기준 전압보다 낮은지를 결정하고, 단자(244)에서의 전압이 기준 전압보다 작다는 것을 나타내는 전압 제한 신호를 생성할 수 있다. 또한, 하이 사이드 게이트 드라이버 회로(222)는 전력 트랜지스터(224)를 통한 전류가 전류 임계치를 초과했다는 것을 나타내는 전류 제한 신호를 생성할 수 있다. 또한, 하이 사이드 게이트 드라이버 회로(222)는 하이 사이드 게이트 드라이버가 예를 들어 디지털 제어 회로(220)에 의해 활성화되었다는 것을 나타내는 활성 신호를 생성할 수 있다. AND 회로(264)가 전압 제한 신호, 전류 제한 신호 및 활성 신호를 수신할 수 있다. AND 회로(264)는 지연 타이머(266)에 제공되는 조건 신호를 생성할 수 있다. AND 회로(264)는 활성 신호, 전류 제한 신호 및 전압 제한 신호 중 하나 또는 이들의 조합에 기초하여 조건 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, AND 회로(264)는 전류 제한 신호 및 전압 제한 신호, 또는 전압 제한 및 활성 신호에 기초하여 조건 신호를 생성할 수 있다. 하나의 특정 구현에서, AND 회로(264)는 활성 신호, 전류 제한 신호 및 전압 제한 신호 모두가 (예를 들어, 동시에) 존재하는 것에 응답하여 조건 신호를 생성할 수 있다.
일부 구현들에서, 전개 칩(210)은 하이 사이드 트랜지스터(224)의 온도를 측정하는 온도 센서를 포함할 수 있다. 초과 온도 신호가 온도 센서로부터 AND 회로(264)에 제공될 수 있다. AND 회로(264)는 초과 온도 신호, 활성 신호, 전류 제한 신호 및 전압 제한 신호 중 하나 또는 이들의 조합에 기초하여 조건 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, AND 회로(264)는 전류 제한 신호 및 초과 온도 신호, 또는 전압 제한 및 초과 온도 신호에 기초하여 조건 신호를 생성할 수 있다. 하나의 특정 구현에서, AND 회로(264)는 초과 온도 신호, 활성 신호, 전류 제한 신호 및 전압 제한 신호 모두가 (예를 들어, 동시에) 존재하는 것에 응답하여 조건 신호를 생성할 수 있다.
지연 타이머(266)는 조건 신호가 활성인 것에 기초하여 타이밍을 시작할 수 있다. 지연 타이머(266)는 캐니스터의 페탈링이 예를 들어 정상 전개 동안 팽창기 하우징으로의 단락을 유발할 수 있는 상황들에서 도움이 될 수 있다. 지연 타이머(266) 카운트는 일단 카운팅 조건이 더 이상 충족되지 않으면(예를 들어, 활성 신호, 전류 제한 신호 및 전압 제한 신호 중 하나가 존재하지 않는 경우) 재설정될 수 있다. 대안적으로, 일부 구현들에서, 지연 타이머는 트리거링 신호들(활성 신호, 전류 제한 신호 및/또는 전압 제한 신호)이 존재하는 다수의 기간에 걸쳐 누적할 수 있다. 지연 타이머(266)에 의해 카운트된 지연 시간은 전개 시간의 분수 부분일 수 있다(예를 들어, 전개 시간의 1/10 미만일 수 있다). 그렇기 때문에, 일부 구현들에서, 지연 타이머(266)가 카운트하는 시간의 양은 120 마이크로초 미만일 수 있다. 지연 타이머(266)가 카운트하는 시간의 양은 예를 들어 통신 인터페이스(230)를 통해 수신된 커맨드들에 기초하여 디지털 제어 회로(220)에 의해 설정될 수 있다. 일단 지연 타이머가 미리 결정된 양의 시간 동안 카운트하면, 지연 타이머(266)는 OR 회로(258)에 제공될 디스에이블 신호를 생성할 수 있다. OR 회로(258)가 지연 타이머(266)로부터 디스에이블 신호를 수신하는 경우, OR 회로(258)는 디스에이블 신호를 생성할 수 있고, 이어서 이 디스에이블 신호는 하이 사이드 게이트 회로(222)에 제공되어 전력 트랜지스터(224)를 디스에이블한다.
접지 하이 사이드 단락 보호 회로(286)의 역할은 정의 가능한 기간 - 이 기간 후에, 검출된 장애가 전개를 종료하고 스퀴브 드라이버들이 파괴되거나 손상되는 것을 방지할 것임 - 동안 접지로의 HSD SFX 단락으로 인해 스퀴브 드라이버들이 예상되거나 허용되는 것보다 더 낮은 SFX 핀 전압으로 전개를 시도할 수 있게 하는 것일 수 있다.
배터리 로우 사이드 단락 보호 회로(288)가 비교기(270)를 포함할 수 있다. 비교기(270)는 로우 사이드 리턴 단자(246)에서의 전압을 기준 전압(272)과 비교하도록 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 로우 사이드 리턴 단자(246)에서의 전압은 분압기(271)를 사용하여 스케일링될 수 있다. 그렇기 때문에, 비교기(270)는 로우 사이드 리턴 단자(246)에서의 전압이 기준 전압을 초과하는지를 결정하고, 단자(246)에서의 전압이 기준 전압을 초과했다는 것을 나타내는 전압 제한 신호를 생성할 수 있다. 일부 구현들에서, 기준 전압은 5 볼트 이상일 수 있다. 또한, 로우 사이드 게이트 드라이버 회로(232)는 전력 트랜지스터(234)를 통한 전류가 전류 임계치를 초과했다는 것을 나타내는 전류 제한 신호를 생성할 수 있다. 또한, 로우 사이드 게이트 드라이버 회로(232)는 로우 사이드 게이트 드라이버가 예를 들어 디지털 제어 회로(220)에 의해 활성화되었다는 것을 나타내는 활성 신호를 생성할 수 있다. AND 회로(274)가 전압 제한 신호, 전류 제한 신호 및 활성 신호를 수신할 수 있다. AND 회로(274)는 지연 타이머(276)에 제공되는 조건 신호를 생성할 수 있다. AND 회로(274)는 활성 신호, 전류 제한 신호 및 전압 제한 신호 중 하나 또는 이들의 조합에 기초하여 조건 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, AND 회로(274)는 전류 제한 신호 및 전압 제한 신호, 또는 전압 제한 및 활성 신호에 기초하여 조건 신호를 생성할 수 있다. 하나의 특정 구현에서, AND 회로(274)는 활성 신호, 전류 제한 신호 및 전압 제한 신호 모두가 (예를 들어, 동시에) 존재하는 것에 응답하여 조건 신호를 생성할 수 있다.
일부 구현들에서, 전개 칩(210)은 로우 사이드 트랜지스터(234)의 온도를 측정하는 온도 센서를 포함할 수 있다. 초과 온도 신호가 온도 센서로부터 AND 회로(274)에 제공될 수 있다. AND 회로(274)는 초과 온도 신호, 활성 신호, 전류 제한 신호 및 전압 제한 신호 중 하나 또는 이들의 조합에 기초하여 조건 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, AND 회로(274)는 전류 제한 신호 및 초과 온도 신호, 또는 전압 제한 및 초과 온도 신호에 기초하여 조건 신호를 생성할 수 있다. 하나의 특정 구현에서, AND 회로(274)는 초과 온도 신호, 활성 신호, 전류 제한 신호 및 전압 제한 신호 모두가 (예를 들어, 동시에) 존재하는 것에 응답하여 조건 신호를 생성할 수 있다.
지연 타이머(276)는 조건 신호가 활성인 것에 기초하여 타이밍을 시작할 수 있다. 지연 타이머(276) 카운트는 일단 카운팅 조건이 더 이상 충족되지 않으면(예를 들어, 활성 신호, 전류 제한 신호 및 전압 제한 신호 중 하나가 존재하지 않는 경우) 재설정될 수 있다. 대안적으로, 일부 구현들에서, 지연 타이머는 트리거링 신호들(활성 신호, 전류 제한 신호 및/또는 전압 제한 신호)이 존재하는 다수의 기간에 걸쳐 누적할 수 있다. 지연 타이머(276)에 의해 카운트된 지연 시간은 전개 시간의 분수 부분일 수 있다(예를 들어, 전개 시간의 1/10 미만일 수 있다). 그렇기 때문에, 일부 구현들에서, 지연 타이머(276)가 카운트하는 시간의 양은 120 마이크로초 미만일 수 있다. 지연 타이머(276)가 카운트하는 시간의 양은 예를 들어 통신 인터페이스(230)를 통해 수신된 커맨드들에 기초하여 디지털 제어 회로(220)에 의해 설정될 수 있다. 일단 지연 타이머(276)가 미리 결정된 양의 시간 동안 카운트하면, 지연 타이머(276)는 전력 트랜지스터(234)를 디스에이블하기 위해 로우 사이드 게이트 회로(232)에 제공될 디스에이블 신호를 생성할 수 있다.
배터리 로우 사이드 단락 보호 회로(288)의 역할은 정의 가능한 기간 - 이 기간 후에, 검출된 단락이 전개를 종료하고 스퀴브 드라이버들이 파괴되거나 손상되는 것을 방지할 것임 - 동안 Vbat로의 LSD 단락으로 인해 스퀴브 드라이버들이 예상되거나 허용되는 것보다 더 높은 SFx 핀 전압으로 전개를 시도할 수 있게 하는 것일 수 있다.
이전의 장애 모드들(접지 단락, 스퀴브 부하 단락, 배터리 단락) 모두를 고려하면, 도 8에 예시된 보호 회로들은 도 1에 예시된 시스템에 비해 상당한 이점들을 제공한다. HSD 및 LSD에 의해 흡수되는 에너지는 장애가 없는 시스템에 대해 도 1에 예시된 시스템과 동일하다.
E_HSD=[(V(SSxy,0)-l_AII-Fire*(R_lgnitor + Rdson_LSD))*l_AII-Fire]*T_AII-Fire
E_LSD=[l_AII-FireA2*(Rdson_LSD) ]*T_AII-Fire
하나의 장애 조건은 접지로의 SFX(하이 사이드 피드 단자(244))의 단락을 포함할 수 있다. 이 장애의 시뮬레이션된 예시가 도 9에서 접지(290)에 의해 제공된다. 접지로의 SFX 핀 단락의 장애 조건 및 HSD에 대한 영향을 드라이빙할 때의 시스템을 고려하면, HSD 및 LSD에 의해 흡수되는 에너지는 다음과 같다:
E_HSD=[(V(SSxy,0)-l_AII-Fire*(R_lgnitor+Rdson_LSD))*l_AII-Fire] *T_Digital_Delay2
E_LSD=0 줄
여기서 T_Digital_Delay2는 스위치 제어기(222)가 비활성화되기 전에 타이머(266)에 의해 장애 조건이 검출되는 시간의 양이다(예를 들어, 10-250 마이크로초).
이 E_HSD 결과는 이제 도 1에 예시된 시스템과 비교할 때 T_All-Fire로부터 T_Digital_Delay2로 감소된다. (25E-06/500E-06=에너지의 1/20).
하나의 장애 조건은 접지로의 SRx 핀(로우 사이드 리턴 단자(246))의 단락을 포함할 수 있다. 이 장애의 시뮬레이션된 예시가 도 10에서 접지(291)에 의해 제공된다. 접지로의 SRx 핀 단락의 장애 조건 및 HSD에 대한 영향을 드라이빙할 때의 시스템을 고려하면, HSD 및 LSD에 의해 흡수되는 에너지는 다음과 같다:
E_HSD=[(V(SSxy,0)-l_AII-Fire*(R_lgnitor+Rdson_LSD))*l_AII-Fire] *T_Digital_Delay2
E_LSD=0 줄
이 E_HSD 결과는 이제 도 1에 예시된 시스템과 비교할 때 T_All-Fire로부터 T_Digital_Delay2로 감소된다. (25E-06/500E-06=에너지의 1/20).
다른 장애 조건은 SRx 핀(로우 사이드 리턴 단자(146))으로의 SFX 핀(하이 사이드 피드 단자(244))의 단락을 포함할 수 있다. 이 장애의 시뮬레이션된 예시가 도 11에서 분로(292)에 의해 제공된다. SRx 핀으로의 SFX 핀 단락(스퀴브 부하 단락)의 장애 조건 및 HSD에 대한 영향을 드라이빙할 때의 시스템을 고려하면, HSD 및 LSD에 의해 흡수되는 에너지는 다음과 같다:
E_HSD=[(V(SSxy,0)-l_AII-Fire*(R_lgnitor+Rdson_LSD))*l_AII-Fire] *T_Digital_Delay2
E_LSD=0 줄
이 E_HSD 결과는 이제 도 1에 예시된 시스템과 비교할 때 T_All-Fire로부터 T_Digital_Delay2로 감소된다. (25E-06/500E-06=에너지의 1/20).
다른 장애 조건은 배터리 전압으로의 SRX 핀(로우 사이드 리턴 단자(246))의 단락을 포함할 수 있다. 이 장애의 시뮬레이션된 예시가 도 12에서 배터리(293)에 의해 제공된다. Vbat로의 SRX 핀 단락의 장애 조건 및 LSD에 대한 영향을 드라이빙할 때의 시스템을 고려하면, HSD 및 LSD에 의해 흡수되는 에너지는 다음과 같다:
E_HSD=[(V(SSXy,0)-(l_AII-Fire*R_lgnitor)-Vbat)*I_AII-Fire] *T_Digital_Delay2
E_LSD=[l_LSD*Vbat]*T_Digital_Delay3
여기서 T_Digital_Delay3은 스위치 제어기(232)가 비활성화되기 전에 타이머(276)에 의해 장애 조건이 검출되는 시간의 양이다(예를 들어, 10-250 마이크로초).
E_HSD 결과는 이제 도 1에 예시된 시스템과 비교해 T_All-Fire로부터 T_Digital_Delay3으로 감소된다. (25E-06/500E-06=에너지의 1/20). E_LSD 결과는 이제 도 1에 예시된 시스템과 비교해 T_All-Fire로부터 T_Digital_Delay3으로 감소된다. (25E-06/500E-06=에너지의 1/20)
다른 장애 조건은 배터리 전압으로의 SFX 핀(하이 사이드 피드 단자(244))의 단락을 포함할 수 있다. 이 장애의 시뮬레이션된 예시가 도 13에서 배터리(294)에 의해 제공된다. Vbat로의 SFX 핀 단락의 장애 조건 및 LSD에 대한 영향을 드라이빙할 때의 시스템을 고려하면, HSD 및 LSD에 의해 흡수되는 에너지는 다음과 같다:
E_HSD=[(V(SSXy,0)-Vbat)*l_AII-Fire]*[T_AII_Fire]
E_LSD=[(Vbat-(l_LSD*R_lgnitor))*l_LSD]*T_Digital_Delay3
E_HSD 결과는 도 1에 예시된 시스템과 비교할 때 T_All-Fire로부터 T_All-Fire로 동일하다. (500E-06/500E-06=에너지의 1/1). E_LSD 결과는 이제 도 1에 예시된 시스템과 비교해 T_All-Fire로부터 T_Digital_Delay3으로 감소된다. (25E-06/500E-06=에너지의 1/20).
다른 장애 조건은 장애 외부 트랜지스터를 포함할 수 있다. 이 장애의 시뮬레이션된 예시가 도 14에서 분로(295)에 의해 제공된다. 외부 트랜지스터의 장애 조건 및 HSD에 대한 영향을 드라이빙할 때의 시스템을 고려하면, HSD 및 LSD에 의해 흡수되는 에너지는 다음과 같다:
E_HSD=[((VER)-l_AII-Fire*(R_lgnitor + Rdson_LSD)) *I_AII-Fire]*T_Digital_Delay1
E_LSD=[l_AII-Fire^2*(Rdson_LSD) ]*T_Digital_Delay3
여기서 VER은 노드(207)에서의 전압이고(예를 들어, 33V), Digital_Delay1은 스위치 제어기(222)가 비활성화되기 전에 타이머(256)에 의해 장애 조건이 검출되는 시간의 양이다(예를 들어, 10-250 마이크로초).
E_HSD 결과는 이제 도 1에 예시된 시스템과 비교해 T_All-Fire로부터 T_Digital_Delay1로 감소된다. (25E-06/500E-06=에너지의 1/20). E_LSD 결과는 이제 도 1에 예시된 시스템과 비교해 T_All-Fire로부터 T_Digital_Delay3으로 감소된다. (25E-06/500E-06=에너지의 1/20).
전술된 방법들, 장치들, 처리 및 논리는 많은 상이한 방식으로 그리고 하드웨어와 소프트웨어의 많은 상이한 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 구현들의 전부 또는 부분들은 명령어 프로세서, 예를 들어 CPU(Central Processing Unit), 마이크로컨트롤러 또는 마이크로프로세서를 포함하는 회로; ASIC(Application Specific Integrated Circuit), PLD(Programmable Logic Device) 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array); 또는 아날로그 회로 컴포넌트들, 디지털 회로 컴포넌트들 또는 둘 모두를 포함하는, 개별 논리 또는 다른 회로 컴포넌트들을 포함하는 회로; 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다. 회로는 개별적인 상호 연결된 하드웨어 컴포넌트들을 포함할 수 있고/있거나, 예로서 단일 집적 회로 다이 상에 결합되거나, 다수의 집적 회로 다이 사이에 분산되거나, 공통 패키지 내의 다수의 집적 회로 다이의 MCM(Multiple Chip Module) 내에 구현될 수 있다.
회로는 회로에 의한 실행을 위한 명령어들을 추가로 포함하거나 그들에 액세스할 수 있다. 명령어들은 플래시 메모리, RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)과 같은, 일시적인 신호가 아닌 유형적인 저장 매체 내에; 또는 CDROM(Compact Disc Read Only Memory), HDD(Hard Disk Drive) 또는 다른 자기 또는 광 디스크(disk)와 같은, 자기 또는 광 디스크(disc) 상에; 또는 다른 기계 판독 가능 매체 내에 또는 상에 저장될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품과 같은 제품이 저장 매체 및 매체 내에 또는 상에 저장된 명령어들을 포함할 수 있고, 명령어들은 장치 내의 회로에 의해 실행될 때 장치로 하여금 전술된 또는 도면들에 예시된 처리 중 임의의 것을 구현하게 할 수 있다.
구현들은 다수의 시스템 컴포넌트 사이에, 예를 들어 선택적으로 다수의 분산 처리 시스템을 포함하는, 다수의 프로세서 및 메모리 사이에 회로로서 분산될 수 있다. 파라미터들, 데이터베이스들 및 다른 데이터 구조들이 개별적으로 저장 및 관리될 수 있고, 단일 메모리 또는 데이터베이스에 통합될 수 있고, 많은 상이한 방식으로 논리적으로 그리고 물리적으로 구성될 수 있고, 링크된 리스트들, 해시 테이블들, 어레이들, 레코드들, 객체들 또는 암시적 저장 메커니즘들과 같은 데이터 구조들을 포함하는, 많은 상이한 방식으로 구현될 수 있다. 프로그램들은 단일 프로그램의 부분들(예를 들어, 서브루틴들), 별개의 프로그램들이거나, 수 개의 메모리 및 프로세서에 걸쳐 분산되거나, 공유 라이브러리(예를 들어, DLL(Dynamic Link Library))와 같은 라이브러리에서와 같은, 많은 상이한 방식으로 구현될 수 있다. DLL은 예를 들어, 회로에 의해 실행될 때, 전술된 또는 도면들에 예시된 처리 중 임의의 것을 수행하는 명령어들을 저장할 수 있다.
이 분야의 기술자가 쉽게 인식할 바와 같이, 위의 설명은 본 개시의 원리들의 예시로서 의도된다. 본 설명은 이하의 청구항들에 정의된 바와 같은 본 개시의 사상으로부터 벗어남이 없이 시스템들 및 방법들이 수정, 변형 및 변경 가능하다는 점에서 본 개시의 범위 또는 응용을 제한하도록 의도되지 않는다.

Claims (20)

  1. 차량 내의 전개 가능 구속장치(deployable restraint)의 전개를 위한 스퀴브 드라이버 회로(squib driver circuit)로서, 상기 차량은 전기 접지, 및 배터리 전압을 갖는 배터리를 갖고, 상기 안전 구속장치는 최소 파이어링 전압(firing voltage)을 갖고, 상기 스퀴브 드라이버 회로는 단일 칩 상에 형성된 집적 회로이고, 상기 스퀴브 드라이버 회로는,
    상기 전개 가능 구속장치를 파이어링하는 데 사용되는 입력 전압을 수신하기 위한 입력 단자;
    상기 전개 가능 구속장치와 통신하는 하이 사이드 피드 단자(high side feed terminal);
    상기 전개 가능 구속장치와 통신하는 로우 사이드 리턴 단자(low side return terminal);
    상기 입력 단자로부터 상기 하이 사이드 피드 단자로 전류를 공급하도록 구성된 하이 사이드 드라이버;
    상기 로우 사이드 리턴 단자로부터 상기 전기 접지로 전류를 공급하도록 구성된 로우 사이드 드라이버; 및
    상기 입력 단자에서 상기 입력 전압을 상기 최소 파이어링 전압으로 조절하도록 구성된 전압 조절기를 포함하는, 스퀴브 드라이버 회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전압 조절기의 입력은 상기 입력 단자에 연결되는, 스퀴브 드라이버 회로.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전압 조절기는 증폭기를 포함하는, 스퀴브 드라이버 회로.
  4. 제3항에 있어서, 상기 증폭기는 외부 스위칭을 제어하기 위해 출력 단자에 연결된 출력을 갖는, 스퀴브 드라이버 회로.
  5. 제4항에 있어서, 상기 증폭기는 분압기를 통해 상기 입력 단자에 연결된 입력을 갖는, 스퀴브 드라이버 회로.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전압 조절기는 상기 입력 단자에서 상기 입력 전압의 변동을 감소시키도록 구성되는, 스퀴브 드라이버 회로.
  7. 차량 내의 전개 가능 구속장치의 전개를 위한 시스템으로서, 상기 차량은 전기 접지, 및 배터리 전압을 갖는 배터리를 갖고, 상기 전개 가능 구속장치는 최소 파이어링 전압을 갖고,
    스퀴브 드라이버 회로가 단일 칩 상에 형성된 집적 회로이고, 상기 스퀴브 드라이버 회로는,
    상기 전개 가능 구속장치를 파이어링하는 데 사용되는 입력 전압을 수신하기 위한 입력 단자;
    상기 입력 단자로부터 상기 전개 가능 구속장치로 전류를 공급하도록 구성된 하이 사이드 드라이버;
    상기 전개 가능 구속장치로부터 상기 전기 접지로 전류를 공급하도록 구성된 로우 사이드 드라이버;
    상기 입력 단자에서 상기 입력 전압을 상기 최소 파이어링 전압으로 조절하도록 구성된 전압 조절기; 및
    상기 단일 칩으로부터 격리된 트랜지스터 - 상기 트랜지스터는 상기 배터리와 상기 입력 단자 사이에 연결됨 - 를 포함하는, 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 전압 조절기의 입력은 상기 입력 단자에 연결되는, 시스템.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 전압 조절기의 출력은 상기 트랜지스터에 연결되는, 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 전압 조절기의 출력은 상기 트랜지스터의 게이트에 연결되는, 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 전압 조절기의 상기 출력과 상기 트랜지스터 사이에 연결된 인에이블 스위치를 추가로 포함하는, 시스템.
  12. 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전압 조절기는 증폭기를 포함하는, 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 증폭기는 외부 스위칭을 제어하기 위해 출력 단자에 연결된 출력을 갖는, 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 증폭기는 분압기를 통해 상기 입력 단자에 연결된 입력을 갖는, 시스템.
  15. 제7항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전압 조절기는 상기 입력 단자에서 상기 입력 전압의 변동을 감소시키도록 구성되는, 시스템.
  16. 차량 내의 전개 가능 구속장치의 전개를 위한 스퀴브 드라이버 회로로서, 상기 차량은 전기 접지, 및 배터리 전압을 갖는 배터리를 갖고, 상기 안전 구속장치는 최소 파이어링 전압을 갖고, 상기 스퀴브 드라이버 회로는 단일 칩 상에 형성된 집적 회로이고, 상기 스퀴브 드라이버 회로는,
    상기 전개 가능 구속장치를 파이어링하는 데 사용되는 입력 전압을 수신하기 위한 입력 단자;
    상기 전개 가능 구속장치와 통신하는 하이 사이드 피드 단자;
    상기 전개 가능 구속장치와 통신하는 로우 사이드 리턴 단자;
    상기 입력 단자로부터 상기 하이 사이드 피드 단자로 전류를 공급하도록 구성된 하이 사이드 드라이버;
    상기 로우 사이드 리턴 단자로부터 상기 전기 접지로 전류를 공급하도록 구성된 로우 사이드 드라이버;
    미리 결정된 기간 동안 상기 하이 사이드 피드 단자와 상기 배터리 전압 사이에서 단락이 검출될 때까지 상기 하이 사이드 피드 단자로부터의 올 파이어 신호(all fire signal)를 허용하고, 상기 단락이 검출되고 상기 미리 결정된 기간이 경과한 후에 상기 하이 사이드 드라이버를 디스에이블하도록 구성된 배터리 전압 하이 사이드 단락 보호 회로(high side short to battery voltage protection circuit); 및
    상기 입력 단자에서 상기 입력 전압을 상기 최소 파이어링 전압으로 조절하도록 구성된 전압 조절기를 포함하는, 스퀴브 드라이버 회로.
  17. 제16항에 있어서, 상기 전압 조절기의 입력은 상기 입력 단자에 연결되는, 스퀴브 드라이버 회로.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 전압 조절기는 증폭기를 포함하는, 스퀴브 드라이버 회로.
  19. 제18항에 있어서, 상기 증폭기는 외부 스위칭을 제어하기 위해 출력 단자에 연결된 출력을 갖는, 스퀴브 드라이버 회로.
  20. 제19항에 있어서, 상기 증폭기는 분압기를 통해 상기 입력 단자에 연결된 입력을 갖는, 스퀴브 드라이버 회로.
KR1020207010943A 2017-12-20 2018-12-18 전압 조절기 KR102397194B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/849,456 2017-12-20
US15/849,456 US11101636B2 (en) 2017-12-20 2017-12-20 Voltage regulator for a squib driver circuit
PCT/US2018/066324 WO2019126233A1 (en) 2017-12-20 2018-12-18 Voltage regulator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200056416A true KR20200056416A (ko) 2020-05-22
KR102397194B1 KR102397194B1 (ko) 2022-05-13

Family

ID=66814769

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207010943A KR102397194B1 (ko) 2017-12-20 2018-12-18 전압 조절기

Country Status (6)

Country Link
US (2) US11101636B2 (ko)
EP (1) EP3727947A4 (ko)
JP (1) JP7285831B2 (ko)
KR (1) KR102397194B1 (ko)
CN (1) CN111344195B (ko)
WO (1) WO2019126233A1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10840692B2 (en) * 2017-12-20 2020-11-17 Veoneer Us, Inc. Squib circuit low side battery short protection
US11101636B2 (en) * 2017-12-20 2021-08-24 Veoneer Us, Inc. Voltage regulator for a squib driver circuit
US10840900B2 (en) * 2017-12-20 2020-11-17 Veoneer Us, Inc. Squib circuit high side ground short protection
US10892613B2 (en) * 2017-12-20 2021-01-12 Veoneer Us, Inc. Squib circuit high side battery short protection
US11239835B2 (en) * 2019-07-16 2022-02-01 Veoneer Us, Inc. Integrated duplex deployment function with safety diagnostics for restraint control module

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020050826A1 (en) * 2000-10-31 2002-05-02 Boran Colm Peter High and low side driver tests for airbag module
US20070103001A1 (en) * 2005-09-30 2007-05-10 Giorgio Chiozzi Power Switch Circuit for Driving an Airbag Squib Module
US20080136151A1 (en) * 2006-12-11 2008-06-12 Denso Corporation Device for protecting passenger in vehicle

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5656991A (en) * 1995-05-22 1997-08-12 Trw Inc. Apparatus for testing an actuatable restraint system
US5872460A (en) * 1996-10-04 1999-02-16 Delco Electronics Corp. Fast acting FET test circuit with current detection for SIR diagnostics
JP3532760B2 (ja) * 1998-04-01 2004-05-31 松下電器産業株式会社 放電ランプ点灯装置
JP2002023867A (ja) 2000-07-04 2002-01-25 Toyota Motor Corp 電圧レギュレータ装置
TW563010B (en) 2001-06-25 2003-11-21 Em Microelectronic Marin Sa High-voltage regulator including an external regulating device
DE10255115B3 (de) * 2002-11-26 2004-07-15 Infineon Technologies Ag Ansteuerschaltung für eine Zündpille eines Fahrzeugrückhaltesystems
JP2004255911A (ja) 2003-02-24 2004-09-16 Denso Corp エアバッグシステム
JP2005229712A (ja) 2004-02-12 2005-08-25 Denso Corp 昇圧回路及び乗員保護システム
EP1582417A1 (en) 2004-03-30 2005-10-05 Dialog Semiconductor GmbH Squib driver for airbag application
EP1582418A1 (en) * 2004-03-30 2005-10-05 Dialog Semiconductor GmbH Squib driver for airbag application
ES2295729T3 (es) * 2004-05-28 2008-04-16 Catem Develec Gmbh Interruptor electronico para la proteccion de baterias.
DE102004030840A1 (de) * 2004-06-25 2006-01-19 Siemens Ag Schaltregler
JP4375198B2 (ja) * 2004-10-26 2009-12-02 株式会社デンソー 負荷駆動用半導体装置
US7940513B2 (en) * 2005-07-18 2011-05-10 Freescale Semiconductor, Inc. Switch arrangement, integrated circuit, activation system
US20080086250A1 (en) 2006-10-05 2008-04-10 Renesas Technology America, Inc. Squib driver circuit diagnostic system and method
DE102006057042B4 (de) * 2006-12-04 2008-07-24 Infineon Technologies Ag Sicherheitsgerichtete Schaltungsanordnung zur Ansteuerung einer Last
JP4947361B2 (ja) 2007-04-23 2012-06-06 株式会社デンソー 車両用乗員保護装置
CN101674960B (zh) * 2007-05-11 2013-08-21 飞思卡尔半导体公司 数字电爆驱动器电路
JP2009067289A (ja) 2007-09-14 2009-04-02 Fujitsu Ten Ltd インフレータの点火制御回路、半導体集積回路、及び乗員保護制御装置
JP2010241184A (ja) 2009-04-01 2010-10-28 Fujitsu Ten Ltd エアバッグ点火回路および集積回路装置
US9250051B1 (en) * 2011-03-25 2016-02-02 The Boeing Company Squib initiation sequencer
DE102012201049A1 (de) * 2012-01-25 2013-07-25 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen einer Einsatzfähigkeit einer Ansteuervorrichtung
JP2014090357A (ja) 2012-10-31 2014-05-15 Renesas Electronics Corp 半導体装置、電子回路、及びエアバック制御システム
JP5942902B2 (ja) * 2013-03-12 2016-06-29 株式会社デンソー エアバッグ装置
JP2017129929A (ja) 2016-01-18 2017-07-27 エスアイアイ・セミコンダクタ株式会社 ボルテージレギュレータ
US10170994B1 (en) * 2017-08-22 2019-01-01 Advanced Micro Devices, Inc. Voltage regulators for an integrated circuit chip
US10840900B2 (en) * 2017-12-20 2020-11-17 Veoneer Us, Inc. Squib circuit high side ground short protection
US10892613B2 (en) * 2017-12-20 2021-01-12 Veoneer Us, Inc. Squib circuit high side battery short protection
US11101636B2 (en) * 2017-12-20 2021-08-24 Veoneer Us, Inc. Voltage regulator for a squib driver circuit
US10840692B2 (en) * 2017-12-20 2020-11-17 Veoneer Us, Inc. Squib circuit low side battery short protection
US11125834B2 (en) * 2018-02-20 2021-09-21 Veoneer Us, Inc. Diagnosis of squib loop leakage resistance

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020050826A1 (en) * 2000-10-31 2002-05-02 Boran Colm Peter High and low side driver tests for airbag module
US20070103001A1 (en) * 2005-09-30 2007-05-10 Giorgio Chiozzi Power Switch Circuit for Driving an Airbag Squib Module
US20080136151A1 (en) * 2006-12-11 2008-06-12 Denso Corporation Device for protecting passenger in vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
US20190190249A1 (en) 2019-06-20
US11101636B2 (en) 2021-08-24
CN111344195A (zh) 2020-06-26
JP7285831B2 (ja) 2023-06-02
KR102397194B1 (ko) 2022-05-13
EP3727947A1 (en) 2020-10-28
EP3727947A4 (en) 2021-11-24
US11682893B2 (en) 2023-06-20
CN111344195B (zh) 2022-12-13
WO2019126233A1 (en) 2019-06-27
US20210344189A1 (en) 2021-11-04
JP2020536793A (ja) 2020-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102397194B1 (ko) 전압 조절기
EP3727949B1 (en) Squib circuit high side ground short protection
EP3727948B1 (en) Squib circuit high side battery short protection
CN111344194B (zh) 发火管电路低侧电池短路保护
US11208067B2 (en) Airbag control device and semiconductor device
US7209819B2 (en) Drive circuit for a firing cap of a vehicle restraint system
EP1582417A1 (en) Squib driver for airbag application
CN111565979B (zh) 使用约束控制模块的瞬态响应特性安全诊断发火管回路部件的方法和系统
US11239835B2 (en) Integrated duplex deployment function with safety diagnostics for restraint control module
US10358103B2 (en) Control device and control method for occupant protection device
KR102356501B1 (ko) 점화 전류 제어 기능을 구비하는 에어백 시스템
US20200286882A1 (en) Semiconductor integrated circuit
JP2009196541A (ja) エアバッグ点火回路及びエアバッグ点火ユニット

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant