KR20240028213A - 전자 장치 및 이의 제어 방법 - Google Patents

전자 장치 및 이의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

전자장치는 제1 디지털 신호를 출력하는 제1 아날로그-디지털 변환 회로; 제2 디지털 신호를 출력하는 제2 아날로그-디지털 변환 회로; 정상 동작 모드가 수행될 때, 상기 제1 디지털 신호를 제1 전압 측정 회로를 통해 제1 메모리로 출력하고, 상기 제2 디지털 신호를 제2 전압 측정 회로를 통해 제2 메모리로 출력하는 배터리 전압 측정 회로; 및 상기 제1 및 제2 전압 측정 회로 중 적어도 일부의 불량 상태에 따른 페일 세이프 모드가 수행될 때, 상기 제1 및 제2 디지털 신호가 상기 불량 상태에 해당하는 상기 적어도 일부를 우회하여 상기 제1 및 제2 메모리에 각각 출력되도록 제어하는 컨트롤러를 포함한다.

Description

전자 장치 및 이의 제어 방법{ELECTRONIC DEVICE AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 배터리의 전압을 모니터링하는 전자 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.
전기차(EV, Electric Vehicle)나 연료 전지 자동차(FCEV, Fuel Cell EV)와 같은 친환경 자동차는 전압 모니터링 칩(Monitoring IC)을 이용하여 배터리 셀 전압을 측정할 수 있다.
전압 모니터링 칩은 아날로그-디지털 변환 회로(ADC, Analog to Digital Converter)를 통해 연속적으로 변하는 배터리 셀 전압을 디지털 신호로 변환하고, 전압 측정 회로를 통해 디지털 신호를 필터링하여 배터리 셀 전압을 나타내는 데이터를 생성하며, 생성된 데이터를 메모리에 저장할 수 있다.
이때, 전압 모니터링 칩은 배터리 전압 모니터링 시스템의 안정성과 신속성을 고려하여 아날로그-디지털 변환 회로(ADC)와 전압 측정 회로 각각을 이중으로 구성하여 전압 측정 경로를 이중화할 수 있다.
한편, 전압 모니터링 칩은 전압 측정 회로에 불량이 발생할 것을 대비하여 별도의 리던던시 전압 측정 회로를 구비할 수 있으나, 이는 전압 모니터링 칩에 소모되는 면적을 증가시키는 문제가 있다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
이에 본 발명은, 전압 측정 경로가 이중으로 구성된 전압 모니터링 칩에서 별도의 리던던시 전압 측정 경로 없이 전압 측정 경로의 불량 발생 유형에 따라 우회 측정 경로를 생성하는 페일 세이프 모드(Fail Safe Mode)를 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 전자장치는 제1 디지털 신호를 출력하는 제1 아날로그-디지털 변환 회로; 제2 디지털 신호를 출력하는 제2 아날로그-디지털 변환 회로; 정상 동작 모드가 수행될 때, 상기 제1 디지털 신호를 제1 전압 측정 회로를 통해 제1 메모리로 출력하고, 상기 제2 디지털 신호를 제2 전압 측정 회로를 통해 제2 메모리로 출력하는 배터리 전압 측정 회로; 및 상기 제1 및 제2 전압 측정 회로 중 적어도 일부의 불량 상태에 따른 페일 세이프 모드가 수행될 때, 상기 제1 및 제2 디지털 신호가 상기 불량 상태에 해당하는 상기 적어도 일부를 우회하여 상기 제1 및 제2 메모리에 각각 출력되도록 제어하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.
또한, 상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 전자 장치의 제어 방법은 제1 및 제2 전압 측정 회로의 불량 상태를 판단하는 단계; 상기 판단 결과에 따라 정상 동작 모드가 수행될 경우, 제1 아날로그-디지털 변환 회로에서 출력되는 제1 디지털 신호를 제1 전압 측정 회로를 통해 제1 메모리로 출력하고, 제2 아날로그-디지털 변환 회로에서 출력되는 제2 디지털 신호를 제2 전압 측정 회로를 통해 제2 메모리로 출력하는 단계; 및 상기 판단 결과에 따라 페일 세이프 모드가 수행될 경우, 상기 제1 및 제2 디지털 신호가 상기 불량 상태에 해당하는 상기 제1 및 제2 전압 측정 회로의 적어도 일부를 우회하여 상기 제1 및 제2 메모리에 각각 출력되도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
추가로, 상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 전자 장치는 디지털 신호를 각각 출력하는 복수의 디지털 신호 소스; 상기 복수의 디지털 신호 소스 각각에 매칭되는 복수의 메모리; 상기 복수의 디지털 신호 소스와 상기 복수의 메모리 사이에 배치되는 복수의 전압 측정 회로; 및 상기 복수의 전압 측정 회로 중 적어도 일부가 불량 상태에 해당할 경우, 상기 복수의 디지털 신호 소스 각각에서 출력되는 디지털 신호가 상기 불량 상태에 해당하는 상기 적어도 일부를 우회하여 상기 매칭되는 상기 복수의 메모리에 출력되도록 제어하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 별도의 리던던시 전압 측정 경로 없이 전압 측정 경로의 불량 발생 유형에 따라 우회 측정 경로를 생성하는 페일 세이프 모드(Fail Safe Mode)를 제공함으로써, 전압 모니터링 칩에서 소모되는 면적을 줄임과 동시에 전압 측정 경로에 불량이 발생하더라도 배터리 전압을 정상적으로 모니터링할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기 설정된 불량 발생 유형에 대한 테이블이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤러가 페일 세이프 모드에서 디지털 신호를 처리하는 과정의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4, 도 5, 도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 페일 세이프 모드가 수행되는 과정의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
다음의 예들의 기재에 있어서, "기 설정된"이라는 용어는 프로세스나 알고리즘에서 매개변수를 사용할 때 매개변수의 수치가 미리 결정되어 있음을 의미한다. 매개변수의 수치는 예에 따라서 프로세스나 알고리즘이 시작할 때 설정되거나 프로세스나 알고리즘이 수행되는 구간 동안 설정될 수 있다.
다양한 구성요소들을 구별하는데 사용되는 "제1" 및 "제2" 등의 용어는 구성요소들에 의해 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 반대로 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
하나의 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 할 때 직접적으로 연결되거나 중간에 다른 구성요소를 매개로 연결될 수도 있다고 이해되어야 한다. 반면, "직접 연결되어" 및 "직접 접속되어"라는 기재는 하나의 구성요소가 다른 구성요소에 또 다른 구성요소를 사이에 두지 않고 직접 연결된다고 이해되어야 한다.
이하, 예를 통하여 본 개시를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 예는 단지 본 개시를 예시하기 위한 것이며, 본 개시의 권리 보호 범위가 이들 예에 의해 제한되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 전자 장치는 제1 및 제2 아날로그-디지털 변환 회로(101, 102), 배터리 전압 측정 회로(200), 제1 및 제2 메모리(301, 302), 진단 회로(400), 컨트롤러(500) 및 제1 및 제2 디지털 처리 제어기(601, 602)를 포함할 수 있다. 전자 장치는 차량의 BMS(Battery Management System)와 FSVM(Fuel cell Stack Voltage Monitor) 등에 사용되는 전압 모니터링 칩(Monitoring IC)으로 구현될 수 있다.
제1 및 제2 아날로그-디지털 변환 회로(101, 102)는 각각 디지털 신호를 출력하는 복수의 디지털 신호 소스에 해당할 수 있다. 좀 더 구체적으로, 제1 아날로그-디지털 변환 회로(101)는 제1 배터리 셀 전압(Vbatt1)을 제1 디지털 신호(ds1)로 변환하여 출력하고, 제2 아날로그-디지털 변환 회로(102)는 제2 배터리 셀 전압(Vbatt2)을 제2 디지털 신호(ds2)로 변환하여 출력할 수 있다.
제1 배터리 셀의 전압(Vbatt1)과 제2 배터리 셀의 전압(Vbatt2)은 서로 다른 배터리 셀들의 전압에 해당할 수 있다. 예컨대, 제1 배터리 셀 전압(Vbatt1)은 제1 내지 제10 채널을 통해 입력되는 배터리 셀에 대한 전압에 해당하고, 제2 배터리 셀 전압(Vbatt2)은 제11 내지 제20 채널을 통해 입력되는 배터리 셀에 대한 전압에 해당할 수 있다.
이때, 제1 및 제2 아날로그-디지털 변환 회로(101, 102)는 SD ADC(Sigma-Delta Analog to Digital Converter)로 구현되며, 비트 스트림(bit stream)으로 제1 디지털 신호(ds1) 및 제2 디지털 신호(ds2)를 각각 출력할 수 있다.
배터리 전압 측정 회로(200)는 제1 전압 측정 회로(210), 제2 전압 측정 회로(220), 제1 경로 선택 회로(231), 제2 경로 선택 회로(232) 및 제3 경로 선택 회로(233)를 포함할 수 있다.
제1 및 제2 전압 측정 회로(210, 220)는 제1 및 제2 아날로그-디지털 변환 회로(101, 102)와 제1 및 제2 메모리(301, 302) 사이에 배치될 수 있다. 여기서, 제1 메모리(301) 및 제2 메모리(302)는 제1 및 제2 아날로그-디지털 변환 회로(101, 102) 각각에 매칭될 수 있다. 예컨대, 제1 메모리(301)는 제1 아날로그-디지털 변환 회로(101)에서 출력되는 제1 디지털 신호(ds1)를 전달받아 저장하고, 제2 메모리(302)는 제2 아날로그-디지털 변환 회로(102)에서 출력되는 제2 디지털 신호(ds2)를 전달받아 저장할 수 있다.
제1 전압 측정 회로(210)는 제1 디지털 필터(211)와 제1 캘리브레이션 회로(212)를 포함하고, 제2 전압 측정 회로(220)는 제2 디지털 필터(221)와 제2 캘리브레이션 회로(222)를 포함할 수 있다.
배터리 전압 측정 회로(200)는 컨트롤러(500)에 의해 정상 동작 모드가 수행될 때, 제1 디지털 신호(ds1)를 제1 전압 측정 회로(210)를 통해 제1 메모리(301)로 출력하고, 제2 디지털 신호(ds2)를 제2 전압 측정 회로(220)를 통해 제2 메모리(302)로 출력할 수 있다.
여기서, 정상 동작 모드는 제1 디지털 필터(211), 제1 캘리브레이션 회로(212), 제2 디지털 필터(221)와 제2 캘리브레이션 회로(222)가 모두 정상 상태에 해당하는 경우에 수행될 수 있다.
제1 디지털 필터(211) 및 제2 디지털 필터(221) 각각은 데시메이터(Decimatior)와 로우 패스 필터(Low Pass Filter)를 이용하여 비트 스트림(bit stream)으로 입력되는 제1 디지털 신호(ds1) 또는 제2 디지털 신호(ds2)로부터 배터리 셀 전압에 대응하는 비트들을 가지는 데이터를 생성할 수 있다.
제1 캘리브레이션 회로(212) 및 제2 캘리브레이션 회로(222) 각각은 전자 장치의 공급 전원 및 온도 등에 따른 배터리 셀 전압의 오차를 보정하기 위해 제1 및 제2 디지털 필터(211, 221)에서 생성되는 데이터에 포함된 비트들의 값을 교정할 수 있다.
제1, 제2 및 제3 경로 선택 회로(231, 232, 233)는 컨트롤러(500)에 의해 페일 세이프 모드가 수행될 때, 제1 디지털 신호(ds1) 및 제2 디지털 신호(ds2)가 불량 상태에 해당하는 제1 전압 측정 회로(210) 및 제2 전압 측정 회로(220) 중 적어도 일부를 우회하여 제1 메모리(301) 및 제2 메모리(302)에 각각 출력되도록 우회 경로를 제공할 수 있다.
여기서, 페일 세이프 모드는 제1 전압 측정 회로(210) 및 제2 전압 측정 회로(220) 중 적어도 일부에 불량이 발생한 상태에서, 제1 디지털 필터(211) 및 제2 디지털 필터(221) 중 적어도 하나가 정상 상태에 해당하고, 제1 캘리브레이션 회로(212) 및 제2 캘리브레이션 회로(222) 중 적어도 하나가 정상 상태에 해당하는 경우에 수행될 수 있다.
제1 경로 선택 회로(231)는 컨트롤러(500)에 의해 제1 디지털 신호(ds1) 및 제2 디지털 신호(ds2)가 제1 디지털 필터(211) 및 제2 디지털 필터(221)로 출력되는 경로를 선택할 수 있다. 또한, 제1 경로 선택 회로(231)는 컨트롤러(500)에 의해 제1 디지털 처리 제어기(601) 및 제2 디지털 처리 제어기(602)에서 각각 출력되는 제어 신호가 제1 디지털 필터(211) 및 제2 디지털 필터(221)로 출력되는 경로를 선택할 수 있다. 이때, 제1 디지털 처리 제어기(601) 및 제2 디지털 처리 제어기(602)는 컨트롤러(500)의 하위 제어기로 구현될 수 있다.
좀 더 구체적으로, 제1 경로 선택 회로(231)는 디지털 필터(211, 221) 각각의 입력단에 출력단이 연결되는 복수의 제1 멀티플렉서를 포함할 수 있다. 복수의 제1 멀티플렉서 각각은 아날로그-디지털 변환 회로(101, 102) 각각에서 출력되는 디지털 신호 또는 디지털 처리 제어기(601, 602) 각각에서 출력되는 제어 신호를 입력받아 디지털 필터(211, 221)의 입력단에 선택적으로 출력할 수 있다.
제2 경로 선택 회로(232)는 컨트롤러(500)에 의해 제1 디지털 필터(211) 및 제2 디지털 필터(221)에서 출력되는 데이터들이 제1 캘리브레이션 회로(212) 및 제2 캘리브레이션 회로(222)로 출력되는 경로를 선택할 수 있다.
좀 더 구체적으로, 제2 경로 선택 회로(232)는 캘리브레이션 회로(212, 222) 각각의 입력단에 출력단이 연결되는 복수의 제2 멀티플렉서를 포함할 수 있다. 복수의 제2 멀티플렉서 각각은 디지털 필터(211, 221) 각각에서 출력되는 데이터를 입력받아 캘리브레이션 회로(212, 222)의 입력단에 선택적으로 출력할 수 있다.
제3 경로 선택 회로(233)는 컨트롤러(500)에 의해 제1 캘리브레이션 회로(212) 및 제2 캘리브레이션 회로(222)에서 출력되는 데이터들이 제1 메모리(301) 및 제2 메모리(302)로 출력되는 경로를 선택할 수 있다.
좀 더 구체적으로, 제3 경로 선택 회로(233)는 메모리(301, 302) 각각의 입력단에 출력단이 연결되는 복수의 제3 멀티플렉서를 포함할 수 있다. 복수의 제3 멀티플렉서 각각은 캘리브레이션 회로(212, 222) 각각에서 출력되는 데이터를 입력받아 메모리(301, 302)의 입력단에 선택적으로 출력할 수 있다.
진단 회로(400)는 테스트 패턴을 제1 디지털 필터(211), 제2 디지털 필터(221), 제1 캘리브레이션 회로(212) 및 제2 캘리브레이션 회로(222) 각각에 인가하여 불량 테스트를 수행하고, 불량 테스트의 수행 결과에 따른 불량 플래그(Flag)를 컨트롤러(500)에 전송할 수 있다.
컨트롤러(500)는 불량 플래그(Flag)를 수신하여 제1 디지털 필터(211), 제2 디지털 필터(221), 제1 캘리브레이션 회로(212) 및 제2 캘리브레이션 회로(222) 각각의 불량 상태를 판단할 수 있다.
또한, 컨트롤러(500)는 불량 상태의 판단 결과를 기 설정된 불량 발생 유형에 따른 테이블과 비교하여 정상 동작 모드의 수행 여부, 페일 세이프 모드의 수행 여부, 페일 세이프 모드에서 경로 제어 모드의 설정 및 전압 측정 경로에 대한 에러 이벤트 신호의 출력 여부를 결정할 수 있다. 이는 도 2를 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기 설정된 불량 발생 유형에 대한 테이블이다.
도 2를 참조하면, 'Filter 1'과 'Filter 2'는 각각 제1 디지털 필터(211) 및 제2 디지털 필터(221)에 해당하고, 'Calibration 1'과 'Calibration 2'는 각각 제1 캘리브레이션 회로(212), 제2 캘리브레이션 회로(222)에 해당한다. 또한, 'Normal', 'Fail safe' 및 'Path Error'는 각각 정상 동작 모드, 페일 세이프 모드 및 전압 측정 경로에 대한 에러를 나타낸다. 'Fail safe'에 병기된 숫자('X')는 페일 세이프 모드에서 설정되는 제'X' 경로 제어 모드를 나타낸다.
컨트롤러(500)는 제1 디지털 필터(211) 및 제2 디지털 필터(221)와 제1 캘리브레이션 회로(212) 및 제2 캘리브레이션 회로(222)가 모두 정상 상태로 판단될 경우, 정상 동작 모드(Normal)를 수행할 것으로 결정할 수 있다.
컨트롤러(500)는 제1 전압 측정 회로(210) 및 제2 전압 측정 회로(220) 중 적어도 일부에 불량이 발생한 상태에서, 제1 디지털 필터(211) 및 제2 디지털 필터(221) 중 적어도 하나가 정상 상태로 판단되고, 제1 캘리브레이션 회로(212) 및 제2 캘리브레이션 회로(222) 중 적어도 하나가 정상 상태로 판단될 경우, 페일 세이프 모드(Fail safe)를 수행할 것으로 결정할 수 있다.
컨트롤러(500)는 페일 세이프 모드(Fail safe)가 수행될 때, 제1 디지털 신호(ds1) 및 제2 디지털 신호(ds2)가 불량 상태에 해당하는 제1 전압 측정 회로(210) 및 제2 전압 측정 회로(220) 중 적어도 일부를 우회하여 제1 메모리(301) 및 제2 메모리(302)에 각각 출력되도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 컨트롤러(500)는 페일 세이프 모드(Fail safe)에서 디지털 신호를 매칭되는 메모리에 전달되도록 제어할 수 있다.
여기서, 페일 세이프 모드(Fail safe)는 제1 전압 측정 회로(210) 및 제2 전압 측정 회로(220)의 불량 상태에 따라 제1 경로 제어 모드(Fail safe 1), 제2 경로 제어 모드(Fail safe 2), 제3 경로 제어 모드(Fail safe 3), 제4 경로 제어 모드(Fail safe 4) 중 하나로 설정될 수 있다.
제1 경로 제어 모드(Fail safe 1)는 제1 디지털 필터(211) 또는 제1 캘리브레이션 회로(212) 중 적어도 하나가 불량 상태에 해당하고, 제2 디지털 필터(221) 및 제2 캘리브레이션 회로(222)가 모두 정상 상태에 해당할 때, 설정될 수 있다. 페일 세이프 모드(Fail safe)가 제1 경로 제어 모드(Fail safe 1)로 설정될 때, 컨트롤러(500)는 제1 디지털 신호(ds1) 및 제2 디지털 신호(ds2)가 제2 디지털 필터(221) 및 제2 캘리브레이션 회로(222)를 통해 제1 메모리(301) 및 제2 메모리(302)에 각각 출력되도록 제어할 수 있다.
제2 경로 제어 모드(Fail safe 2)는 제2 디지털 필터(221) 또는 제2 캘리브레이션 회로(222) 중 적어도 하나가 불량 상태에 해당하고, 제1 디지털 필터(211) 및 제1 캘리브레이션 회로(212)가 모두 정상 상태에 해당할 때, 설정될 수 있다. 페일 세이프 모드(Fail safe)가 제2 경로 제어 모드(Fail safe 2)로 설정될 때, 컨트롤러(500)는 제1 디지털 신호(ds1) 및 제2 디지털 신호(ds2)가 제1 디지털 필터(211) 및 제1 캘리브레이션 회로(212)를 통해 제1 메모리(301) 및 제2 메모리(302)에 각각 출력되도록 제어할 수 있다.
제3 경로 제어 모드(Fail safe 3)는 제1 디지털 필터(211) 및 제2 캘리브레이션 회로(222)가 모두 불량 상태에 해당하고, 제2 디지털 필터(221) 및 제1 캘리브레이션 회로(212)가 모두 정상 상태에 해당할 때, 설정될 수 있다. 페일 세이프 모드(Fail safe)가 제3 경로 제어 모드(Fail safe 3)로 설정될 때, 컨트롤러(500)는 제1 디지털 신호(ds1) 및 제2 디지털 신호(ds2)가 제2 디지털 필터(221) 및 제1 캘리브레이션 회로(212)를 통해 제1 메모리(301) 및 제2 메모리(302)에 각각 출력되도록 제어할 수 있다.
제4 경로 제어 모드(Fail safe 4)는 제2 디지털 필터(221) 및 제1 캘리브레이션 회로(212)가 모두 불량 상태에 해당하고, 제1 디지털 필터(211) 및 제2 캘리브레이션 회로(222)가 모두 정상 상태에 해당할 때, 설정될 수 있다. 페일 세이프 모드(Fail safe)가 제4 경로 제어 모드(Fail safe 4)로 설정될 때, 컨트롤러(500)는 제1 디지털 신호(ds1) 및 제2 디지털 신호(ds2)가 제1 디지털 필터(211) 및 제2 캘리브레이션 회로(222)를 통해 제1 메모리(301) 및 제2 메모리(302)에 각각 출력되도록 제어할 수 있다.
컨트롤러(500)는 제1 디지털 필터(211) 및 제2 디지털 필터(221)가 모두 불량 상태에 해당하거나, 제1 캘리브레이션 회로(212) 및 제2 캘리브레이션 회로(222)가 모두 불량 상태에 해당할 경우, 전압 측정 경로에 대한 에러(Path Error)가 발생한 것으로 판단하고, 전압 측정 경로에 대한 에러 이벤트 신호를 출력할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤러가 아날로그-디지털 변환 회로에서 출력되는 디지털 신호를 처리하는 과정의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 제1 아날로그-디지털 변환 회로(ADC1, 101)는 제1 내지 제10 채널(channel 1~10)을 통해 입력되는 배터리 셀에 대한 전압을 제1 디지털 신호(ds1)로 출력한다. 또한, 제2 아날로그-디지털 변환 회로(ADC2, 102)는 제11 내지 제20 채널(channel 11~20)을 통해 입력되는 배터리 셀에 대한 전압을 제2 디지털 신호(ds2)로 출력한다.
컨트롤러(500)는 정상 동작 모드(Normal)가 수행될 경우, 제1 디지털 신호(ds1)와 제2 디지털 신호(ds2)가 배터리 전압 측정 회로(200)에 병렬로 출력되도록 제어할 수 있다.
이와 달리, 컨트롤러(500)는 페일 세이프 모드(Fail safe)가 수행될 경우, 제1 디지털 신호(ds1) 및 제2 디지털 신호(ds2)가 배터리 전압 측정 회로(200)에 출력되는 순서를 제어할 수 있다. 이에 따라, 제1 디지털 신호(ds1) 및 제2 디지털 신호(ds2)는 배터리 전압 측정 회로(200)에 직렬로 출력될 수 있다.
도 4, 도 5, 도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 페일 세이프 모드가 수행되는 과정의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5는 제1 디지털 필터(211)가 불량 상태인 경우에 해당한다. 이때, 컨트롤러(500)는 페일 세이프 모드를 제1 경로 제어 모드로 설정할 수 있다. 도 4를 참조하면, 컨트롤러(500)는 제1 디지털 신호(ds1)가 제2 디지털 필터(221) 및 제2 캘리브레이션 회로(222)를 통해 제1 메모리(301)로 출력되도록 제어할 수 있다. 도 5를 참조하면, 컨트롤러(500)는 제2 디지털 신호(ds2)가 제2 디지털 필터(221) 및 제2 캘리브레이션 회로(222)를 통해 제2 메모리(302)로 출력되도록 제어할 수 있다.
도 6 및 도 7은 제1 디지털 필터(211)와 제2 캘리브레이션 회로(222)가 불량 상태인 경우에 해당한다. 이때, 컨트롤러(500)는 페일 세이프 모드를 제3 경로 제어 모드로 설정할 수 있다. 도 6을 참조하면, 컨트롤러(500)는 제1 디지털 신호(ds1)가 제2 디지털 필터(221) 및 제1 캘리브레이션 회로(212)를 통해 제1 메모리(301)로 출력되도록 제어할 수 있다. 도 7을 참조하면, 컨트롤러(500)는 제2 디지털 신호(ds2)가 제2 디지털 필터(221) 및 제1 캘리브레이션 회로(212)를 통해 제2 메모리(302)로 출력되도록 제어할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 8을 참조하면, 진단 회로(400)는 제1 디지털 필터(211), 제2 디지털 필터(221), 제1 캘리브레이션 회로(212) 및 제2 캘리브레이션 회로(222) 각각에 테스트 패턴을 인가하여 불량 테스트를 수행하고, 불량 테스트의 수행 결과에 따른 불량 플래그(Flag)를 출력할 수 있다(S101).
컨트롤러(500)는 불량 플래그(Flag)를 기반으로 제1 전압 측정 회로(210) 및 제2 전압 측정 회로(220)의 불량 상태를 판단할 수 있다(S103).
불량 상태의 판단 결과에 따라 제1 및 제2 디지털 필터(211, 221)와 제1 및 제2 캘리브레이션 회로(221, 222)가 모두 정상 상태로 판단될 경우(S103의 NO), 컨트롤러(500)는 정상 동작 모드를 수행할 것으로 결정할 수 있다(S105).
배터리 전압 측정 회로(200)는 정상 동작 모드가 수행될 경우, 제1 아날로그-디지털 변환 회로(101)에서 출력되는 제1 디지털 신호(ds1)를 제1 전압 측정 회로(210)를 통해 제1 메모리(301)로 출력하고, 제2 아날로그-디지털 변환 회로(102)에서 출력되는 제2 디지털 신호(ds2)를 제2 전압 측정 회로(220)를 통해 제2 메모리(302)로 출력할 수 있다.
불량 상태의 판단 결과에 따라 제1 전압 측정 회로(210) 및 제2 전압 측정 회로(220) 중 적어도 일부에 불량이 발생했을 경우(S103의 YES), 컨트롤러(500)는 기 설정된 불량 발생 유형에 따른 테이블을 참조하여 전압 측정 경로에 대한 에러(Path Error)가 발생했는지 여부를 판단할 수 있다(S109). 전술한 바와 같이, 컨트롤러(500)는 제1 및 제2 디지털 필터(211, 221)가 모두 불량 상태로 판단되거나, 제1 및 제2 캘리브레이션 회로(221, 222)가 모두 불량 상태로 판단될 경우, 전압 측정 경로에 대한 에러(Path Error)가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
전압 측정 경로에 대한 에러(Path Error)가 발생할 경우(S109의 YES), 컨트롤러(500)는 전압 측정 경로에 대한 에러 이벤트 신호를 출력할 수 있다(S111).
전압 측정 경로에 대한 에러(Path Error)가 발생하지 않았을 경우(S109의 NO), 컨트롤러(500)는 페일 세이프 모드를 수행할 것으로 결정하고, 기 설정된 불량 발생 유형에 따른 테이블을 참조하여 페일 세이프 모드에서 경로 제어 모드를 설정할 수 있다(S113). 즉, 컨트롤러(500)는 제1 및 제2 전압 측정 회로(210, 220) 중 적어도 일부에 불량이 발생한 상태에서(S103의 YES), 제1 및 제2 디지털 필터(211, 221) 중 적어도 하나가 정상 상태로 판단되고, 제1 및 제2 캘리브레이션 회로(221, 222) 중 적어도 하나가 정상 상태로 판단되는 경우(S109의 NO), 페일 세이프 모드를 수행할 것으로 결정할 수 있다.
컨트롤러(500)는 페일 세이프 모드가 수행될 경우, 제1 디지털 신호(ds1) 및 제2 디지털 신호(ds2)가 불량 상태에 해당하는 제1 및 제2 전압 측정 회로(210, 220) 중 적어도 일부를 우회하여 제1 및 제2 메모리(301, 302) 각각에 출력되도록 제어할 수 있다(S115, S117, S119, S121).
좀 더 구체적으로, 컨트롤러(500)는 페일 세이프 모드가 수행될 경우, 경로 제어 모드에 따라 제1 아날로그-디지털 변환 회로(101)에서 출력되는 제1 디지털 신호(ds1)를 제1 메모리(301)로 출력하기 위한 경로를 설정한 후(S115), 설정된 경로를 통해 제1 디지털 신호(ds1)를 제1 메모리(301)로 출력할 수 있다(S117).
그 후, 컨트롤러(500)는 경로 제어 모드에 따라 제2 아날로그-디지털 변환 회로(102)에서 출력되는 제2 디지털 신호(ds2)를 제2 메모리(302)로 출력하기 위한 경로를 설정한 후(S119), 설정된 경로를 통해 제2 디지털 신호(ds2)를 제2 메모리(302)로 출력할 수 있다(S121).
101: 제1 아날로그-디지털 변환 회로
102: 제2 아날로그-디지털 변환 회로
200: 배터리 전압 측정 회로
210: 제1 전압 측정 회로
211: 제1 디지털 필터
212: 제1 캘리브레이션 회로
220: 제2 전압 측정 회로
221: 제2 디지털 필터
222: 제2 캘리브레이션 회로
231: 제1 경로 선택 회로
232: 제2 경로 선택 회로
233: 제3 경로 선택 회로
301: 제1 메모리
302: 제2 메모리
400: 진단 회로
500: 컨트롤러
601: 제1 디지털 처리 제어기
602: 제2 디지털 처리 제어기

Claims (25)

  1. 제1 디지털 신호를 출력하는 제1 아날로그-디지털 변환 회로;
    제2 디지털 신호를 출력하는 제2 아날로그-디지털 변환 회로;
    정상 동작 모드가 수행될 때, 상기 제1 디지털 신호를 제1 전압 측정 회로를 통해 제1 메모리로 출력하고, 상기 제2 디지털 신호를 제2 전압 측정 회로를 통해 제2 메모리로 출력하는 배터리 전압 측정 회로; 및
    상기 제1 및 제2 전압 측정 회로 중 적어도 일부의 불량 상태에 따른 페일 세이프 모드가 수행될 때, 상기 제1 및 제2 디지털 신호가 상기 불량 상태에 해당하는 상기 적어도 일부를 우회하여 상기 제1 및 제2 메모리에 각각 출력되도록 제어하는 컨트롤러를 포함하는, 전자 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 아날로그-디지털 변환 회로는,
    서로 다른 배터리 셀들의 전압을 입력받아 비트 스트림으로 상기 제1 및 제2 디지털 신호를 각각 출력하는, 전자 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 페일 세이프 모드가 수행될 때 제1 및 제2 디지털 신호가 상기 배터리 전압 측정 회로로 출력되는 순서를 제어하는, 전자 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전압 측정 회로는,
    제1 디지털 필터와 제1 캘리브레이션 회로를 포함하고,
    상기 제2 전압 측정 회로는,
    제2 디지털 필터와 제2 캘리브레이션 회로를 포함하는, 전자 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 페일 세이프 모드가 제1 경로 제어 모드로 설정될 때 상기 제1 및 제2 디지털 신호가 상기 제2 디지털 필터 및 상기 제2 캘리브레이션 회로를 통해 상기 제1 및 제2 메모리에 각각 출력되도록 제어하고,
    상기 페일 세이프 모드가 제2 경로 제어 모드로 설정될 때 상기 제1 및 제2 디지털 신호가 상기 제1 디지털 필터 및 상기 제1 캘리브레이션 회로를 통해 상기 제1 및 제2 메모리에 각각 출력되도록 제어하는, 전자 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 경로 제어 모드는,
    상기 제1 디지털 필터 또는 상기 제1 캘리브레이션 회로 중 적어도 하나가 상기 불량 상태에 해당하고, 상기 제2 디지털 필터 및 상기 제2 캘리브레이션 회로가 정상 상태에 해당할 때, 설정되는, 전자 장치.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 제2 경로 제어 모드는,
    상기 제2 디지털 필터 또는 상기 제2 캘리브레이션 회로 중 적어도 하나가 상기 불량 상태에 해당하고, 상기 제1 디지털 필터 및 상기 제1 캘리브레이션 회로가 정상 상태에 해당할 때, 설정되는, 전자 장치.
  8. 제4 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 페일 세이프 모드가 제3 경로 제어 모드로 설정될 때 상기 제1 및 제2 디지털 신호가 상기 제2 디지털 필터 및 상기 제1 캘리브레이션 회로를 통해 상기 제1 및 제2 메모리에 각각 출력되도록 제어하고,
    상기 페일 세이프 모드가 제4 경로 제어 모드로 설정될 때 상기 제1 및 제2 디지털 신호가 상기 제1 디지털 필터 및 상기 제2 캘리브레이션 회로를 통해 상기 제1 및 제2 메모리에 각각 출력되도록 제어하는, 전자 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제3 경로 제어 모드는,
    상기 제1 디지털 필터 및 상기 제2 캘리브레이션 회로가 상기 불량 상태에 해당하고, 상기 제2 디지털 필터 및 상기 제1 캘리브레이션 회로가 정상 상태에 해당할 때, 설정되는, 전자 장치.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 제4 경로 제어 모드는,
    상기 제2 디지털 필터 및 상기 제1 캘리브레이션 회로가 상기 불량 상태에 해당하고, 상기 제1 디지털 필터 및 상기 제2 캘리브레이션 회로가 정상 상태에 해당할 때, 설정되는, 전자 장치.
  11. 제4 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 제1 및 제2 디지털 필터가 상기 불량 상태에 해당하거나, 상기 제1 및 제2 캘리브레이션 회로가 상기 불량 상태에 해당할 경우, 전압 측정 경로에 대한 에러 이벤트 신호를 출력하는, 전자 장치.
  12. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 디지털 필터 각각은,
    비트 스트림으로 입력되는 상기 제1 디지털 신호 또는 제2 디지털 신호로부터 배터리 셀 전압에 대응하는 비트들을 가지는 데이터를 생성하고,
    상기 제1 및 제2 캘리브레이션 회로 각각은,
    상기 배터리 셀 전압의 오차를 보정하기 위해 상기 데이터에 포함된 비트들의 값을 교정하는, 전자 장치.
  13. 제4 항에 있어서,
    상기 배터리 전압 측정 회로는,
    상기 컨트롤러에 의해 상기 제1 및 제2 디지털 신호가 상기 제1 및 제2 디지털 필터로 출력되는 경로를 선택하는 제1 경로 선택 회로;
    상기 컨트롤러에 의해 상기 제1 및 제2 디지털 필터에서 출력되는 데이터들이 상기 제1 및 제2 캘리브레이션 회로로 출력되는 경로를 선택하는 제2 경로 선택 회로; 및
    상기 컨트롤러에 의해 상기 제1 및 제2 캘리브레이션 회로에서 출력되는 데이터들이 상기 제1 및 제2 메모리로 출력되는 경로를 선택하는 제3 경로 선택 회로를 포함하는, 전자 장치.
  14. 제4 항에 있어서,
    테스트 패턴을 상기 제1 및 제2 디지털 필터와 상기 제1 및 제2 캘리브레이션 회로에 각각 인가하여 불량 테스트를 수행하고, 상기 불량 테스트의 수행 결과에 따른 상기 불량 플래그를 상기 컨트롤러로 전송하는 진단 회로를 더 포함하는, 전자 장치
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 불량 플래그를 기반으로 상기 제1 및 제2 전압 측정 회로의 상기 불량 상태를 판단하고, 판단 결과를 기 설정된 불량 발생 유형에 따른 테이블과 비교하여 상기 정상 동작 모드의 수행 여부, 상기 페일 세이프 모드의 수행 여부, 상기 페일 세이프 모드에서 경로 제어 모드의 설정 및 전압 측정 경로에 대한 에러 이벤트 신호의 출력 여부를 결정하는, 전자 장치.
  16. 제1 및 제2 전압 측정 회로의 불량 상태를 판단하는 단계;
    상기 판단 결과에 따라 정상 동작 모드가 수행될 경우, 제1 아날로그-디지털 변환 회로에서 출력되는 제1 디지털 신호를 제1 전압 측정 회로를 통해 제1 메모리로 출력하고, 제2 아날로그-디지털 변환 회로에서 출력되는 제2 디지털 신호를 제2 전압 측정 회로를 통해 제2 메모리로 출력하는 단계; 및
    상기 판단 결과에 따라 페일 세이프 모드가 수행될 경우, 상기 제1 및 제2 디지털 신호가 상기 불량 상태에 해당하는 상기 제1 및 제2 전압 측정 회로의 적어도 일부를 우회하여 상기 제1 및 제2 메모리에 각각 출력되도록 제어하는 단계를 포함하는, 전자 장치의 제어 방법.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 전압 측정 회로는,
    제1 디지털 필터와 제1 캘리브레이션 회로를 포함하고,
    상기 제2 전압 측정 회로는,
    제2 디지털 필터와 제2 캘리브레이션 회로를 포함하는, 전자 장치의 제어 방법.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 디지털 필터와 상기 제1 및 제2 캘리브레이션 회로가 정상 상태로 판단되는 경우, 상기 정상 동작 모드를 수행할 것으로 결정하는 단계를 더 포함하는, 전자 장치의 제어 방법.
  19. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 디지털 필터가 불량 상태로 판단되거나, 상기 제1 및 제2 캘리브레이션 회로가 불량 상태로 판단되는 경우, 전압 측정 경로에 대한 에러 이벤트 신호를 출력하는 단계를 더 포함하는, 전자 장치의 제어 방법.
  20. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 전압 측정 회로 및 상기 제2 전압 측정 회로에 불량이 발생한 상태에서, 상기 제1 및 제2 디지털 필터 중 적어도 하나가 정상 상태로 판단되고, 상기 제1 및 제2 캘리브레이션 회로 중 적어도 하나가 정상 상태로 판단되는 경우, 상기 페일 세이프 모드를 수행할 것으로 결정하는 단계를 더 포함하는, 전자 장치의 제어 방법.
  21. 디지털 신호를 각각 출력하는 복수의 디지털 신호 소스;
    상기 복수의 디지털 신호 소스 각각에 매칭되는 복수의 메모리;
    상기 복수의 디지털 신호 소스와 상기 복수의 메모리 사이에 배치되는 복수의 전압 측정 회로; 및
    상기 복수의 전압 측정 회로 중 적어도 일부가 불량 상태에 해당할 경우, 상기 복수의 디지털 신호 소스 각각에서 출력되는 디지털 신호가 상기 불량 상태에 해당하는 상기 적어도 일부를 우회하여 상기 매칭되는 상기 복수의 메모리에 출력되도록 제어하는 컨트롤러를 포함하는, 전자 장치.
  22. 제21 항에 있어서,
    상기 복수의 전압 측정 회로 각각은,
    디지털 필터 및 캘리브레이션 회로를 포함하는, 전자 장치.
  23. 제22 항에 있어서,
    상기 디지털 필터는,
    각각의 입력단에 제1 멀티플렉서의 출력단이 연결되고,
    상기 제1 멀티플렉서는,
    상기 복수의 디지털 신호 소스 각각에서 출력되는 상기 디지털 신호를 입력받아 상기 디지털 필터의 입력단에 선택적으로 출력하는, 전자 장치.
  24. 제22 항에 있어서,
    상기 캘리브레이션 회로는,
    각각의 입력단에 제2 멀티플렉서의 출력단이 연결되고,
    상기 제2 멀티플렉서는,
    상기 디지털 필터 각각에서 출력되는 데이터를 입력받아 상기 캘리브레이션의 입력단에 선택적으로 출력하는, 전자 장치.
  25. 제22 항에 있어서,
    상기 복수의 메모리는,
    각각의 입력단에 제3 멀티플렉서의 출력단이 연결되고,
    상기 제3 멀티플렉서는,
    상기 캘리브레이션 회로 각각에서 출력되는 데이터를 입력받아 상기 메모리의 입력단에 선택적으로 출력하는, 전자 장치.
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