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WO2018135769A1 - Dc-dc 전압 컨버터 내의 불평형 전류 상태 및 과전류 상태를 결정하기 위한 전원 공급 시스템 및 검출 시스템 - Google Patents

Dc-dc 전압 컨버터 내의 불평형 전류 상태 및 과전류 상태를 결정하기 위한 전원 공급 시스템 및 검출 시스템 Download PDF

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WO2018135769A1
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amplified
amplifier
switching
monitoring
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렉사메디
이재삼
장치에카이
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주식회사 엘지화학
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Definitions

  • the present invention relates to a power supply system and a detection system including a DC-DC voltage converter, and more particularly, to a detection system and a detection system for determining an unbalanced current state and an overcurrent state in the DC-DC voltage converter. It relates to a power supply system.
  • the power supply system uses DC-DC voltage converters to generate a DC voltage.
  • the power supply system is unable to detect an overcurrent state in one of the first and second switching banks in the DC-DC voltage converter, the first and second in the DC-DC voltage converter. The unbalanced current state in the switching banks could not be determined.
  • One object of the present invention is to provide a power supply system and a detection system for determining an unbalanced current state and an overcurrent state in a DC-DC voltage converter.
  • the inventors have a DC-DC voltage converter with multiphase switching banks followed by an interleaved current by dividing the entire switching period by the number of interleaved arms in each switching bank.
  • Power supply system was used.
  • the polyphase system uses first and second switching banks each having three arms, each of the first and second switching banks having one current sensing resistor.
  • the power supply system is also unable to detect an overcurrent condition in one of the first and second switching banks, but in either of the first and second switching banks, the power in the DC-DC voltage converter And a detection system capable of determining an unbalanced current state in the first and second switching banks.
  • a detection system for determining an unbalanced current state and an overcurrent state in a DC-DC voltage converter in accordance with one embodiment of the present invention.
  • the DC-DC voltage converter has a first and a second switching bank.
  • the first switching bank has first and second switches that are selectively electrically coupled to a first resistor.
  • the second switching bank has third and fourth switches that are selectively electrically coupled to a second resistor.
  • the detection system includes a detection circuit for receiving a first voltage applied to the first resistor.
  • the first resistor is electrically coupled in series to the first switching bank.
  • the detection circuit receives a second voltage applied to the second resistor.
  • the second resistor is electrically coupled in series to the second switching bank.
  • the detection circuit determines an average voltage based on the first and second voltages.
  • the detection circuit may be configured such that the detection circuit is based on the first voltage and the average voltage based on the first voltage or the unbalanced current state between the first and second switching banks in the DC-DC voltage converter.
  • a first diagnostic voltage indicative of an overcurrent state in the first switching bank is output.
  • the detection circuit is based on the unbalanced current state or the second voltage between the first and second switching banks in the DC-DC voltage converter based on the second voltage and the average voltage.
  • a second diagnostic voltage representing an overcurrent state in the second switching bank is output.
  • a power supply system includes a first switching bank, a second switching bank, a first resistor, a second resistor, a first electric coil, a second electric coil, a first power switch, a second power switch, a first battery, and a second.
  • a DC-DC voltage converter with a battery The first switching bank has first and second switches that are selectively electrically coupled in series with the first resistor.
  • the second switching bank has third and fourth switches that are selectively electrically coupled in series with the second resistor.
  • the first electric coil has a first and a second end. The first end of the first electrical coil is electrically coupled to a first electrical node disposed between the first and second switches.
  • the second end of the first electrical coil is electrically coupled to a second electrical node.
  • the second electric coil has first and second ends.
  • the first end of the second electrical coil is electrically coupled to a third electrical node disposed between the third and fourth switches.
  • the second end of the second electrical coil is electrically coupled to the second electrical node.
  • the power supply system further includes a first power switch having first and second terminals.
  • the first terminal of the first power switch is electrically coupled to the first battery.
  • the second terminal of the first power switch is electrically coupled to the first switch of the first switching bank and the third switch of the second switching bank.
  • the power supply system further includes a second power switch having first and second terminals. The first terminal of the second power switch is electrically coupled to the second electrical node.
  • the second terminal of the second power switch is electrically coupled to the second battery.
  • the power supply system further includes a detection circuit for receiving a first voltage applied to the first resistor.
  • the first resistor is electrically coupled to the first switching bank.
  • the detection circuit receives a second voltage applied to the second resistor.
  • the second resistor is electrically coupled to the second switching bank.
  • the detection circuit determines an average voltage based on the first and second voltages.
  • the detection circuit is configured to provide an unbalanced current state between the first and second switching banks in the DC-DC voltage converter based on the first voltage and the average voltage or within the first switching bank based on the first voltage.
  • a first diagnostic voltage indicative of an overcurrent condition is output.
  • the detection circuit is configured to perform the second switching bank based on the unbalanced current state or the second voltage between the first and second switching banks in the DC-DC voltage converter based on the second voltage and the average voltage.
  • a second diagnostic voltage indicative of the overcurrent condition in the circuit is output.
  • FIG. 1 is a diagram of a power supply system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram of a detection system for a DC-DC voltage converter used in the power supply system of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a circuit schematic of the detection system of FIG.
  • FIG. 4 is a graph of a first amplified voltage versus a trip voltage to indicate an overcurrent state of a first switching bank in the DC-DC voltage converter.
  • FIG. 5 is a graph of third and fourth amplified voltages against trip voltages to indicate an unbalanced current state in the first and second switching banks of the DC-DC voltage converter.
  • the power supply system 10 includes a battery 30, a DC-DC voltage converter 32, a battery 34, a detection system 36 and a microcontroller 38.
  • An advantage of the power supply system 10 is that the system 10 uses an average voltage value even if an overcurrent condition in one of the first and second switching banks in the DC-DC voltage converter 32 is undetectable. Using the detection system 36 to determine an unbalanced current state in the first and second switching banks in the DC-DC voltage converter 32.
  • the second signal may be generated directly from the first signal, or the second signal may be indirect from the first signal using intermediate signals. Can be generated.
  • the battery 30 provides a first operating voltage to the DC-DC voltage converter 32.
  • the battery 30 includes a positive terminal 60 and a negative terminal 62.
  • the positive terminal 60 is electrically coupled to the first terminal of the electrical node 170 and the power switch 90.
  • the negative terminal 62 is electrically coupled to the electrical node 178 and the negative terminal 212 of the battery 34.
  • the battery 30 is a high voltage lithium ion battery.
  • the DC-DC voltage converter 32 is provided to convert the first operating voltage from the battery 30 to a second operating voltage applied to the battery 34 during a buck mode of operation. In addition, the DC-DC voltage converter 32 converts the second operating voltage from the battery 34 to the first operating voltage applied to the battery 30 during the boost operation mode.
  • the DC-DC voltage converter 32 includes a power switch 90, capacitors 92 and 94, switches 100, 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120, 122, resistors 130, 132, electrical coils 140, 142, 144, 146, 148, 150, power switch 160, capacitors 162, 164 and electrical nodes 170, 172, 174, 176, 177, 178, 180, 182, 184, 186, 188, 190, 192).
  • each of the switches 100, 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120, 122 is a transistor.
  • the power switch 90 has first and second terminals.
  • the first terminal of the power switch 90 is electrically coupled to the positive terminal 60 of the battery 30.
  • the second terminal of the power switch 90 is connected to the electrical nodes 172 and the electrical switches 100, 104, 108, of the first, second, third, fourth, fifth and sixth switching banks. Electrical coupling to 112, 116, 120.
  • the power switch 90 switches from the open operating state to the closed operating state in response to the control signal C13 from the microcontroller 38.
  • the power switch 90 switches from the closed operating state to the open operating state when the microcontroller 38 stops generating the control signal C13.
  • the capacitor 92 is electrically coupled between the electrical node 170 and the electrical node 178 (coupled to electrical ground). In addition, the capacitor 92 is electrically coupled between the positive terminal 60 and the negative terminal 62 of the battery 30. The capacitor 94 is electrically coupled between the electrical node 172 and the electrical node 178 (coupled to an electrical ground).
  • the switches 100 and 102 constitute a first switching bank.
  • the switches 100, 102 are optionally electrically coupled in series with the resistor 130.
  • the electrical node 174 is disposed between the switches 100, 102.
  • the electrical coil 140 is electrically coupled between the electrical node 174 and the electrical node 190.
  • the capacitor 162 is electrically coupled between the electrical node 190 and the electrical node 178 (coupled to an electrical ground).
  • each of the switches 100 and 102 is closed. Transitions to a state to energize the electrical coil 140 and allows the flow of current through the resistor 130.
  • the switches 104 and 106 constitute a second switching bank.
  • the switches 104, 106 are optionally electrically coupled in series with the resistor 130.
  • the electrical node 180 is disposed between the switches 104 and 106.
  • the electrical coil 142 is electrically coupled between the electrical node 180 and the electrical node 190.
  • the switches 108 and 110 constitute a third switching bank.
  • the switches 108, 110 are optionally electrically coupled in series with the resistor 130.
  • the electrical node 182 is also disposed between the switches 108 and 110.
  • the electrical coil 144 is electrically coupled between the electrical node 182 and the electrical node 190.
  • each of the switches 108 and 110 is closed. Transition to a state to excite the electrical coil 144 and allow the flow of current through the resistor 130.
  • the switches 112 and 114 constitute a fourth switching bank.
  • the switches 112 and 114 are optionally electrically coupled in series with the resistor 132.
  • the electrical node 184 is disposed between the switches 112 and 114.
  • the electrical coil 146 is electrically coupled between the electrical node 184 and the electrical node 190.
  • each of the switches 112 and 114 is closed. Transitions to a state to energize the electrical coil 146 and allows the flow of current through the resistor 132.
  • the switches 116 and 118 constitute a fifth switching bank.
  • the switches 116, 118 are optionally electrically coupled in series with the resistor 132.
  • the electrical node 186 is disposed between the switches 116, 118.
  • the electrical coil 148 is electrically coupled between the electrical node 186 and the electrical node 190.
  • the switches 120 and 122 constitute a sixth switching bank.
  • the switches 120, 122 are optionally electrically coupled in series with the resistor 132.
  • the electrical node 188 is also disposed between the switches 120 and 122.
  • the electrical coil 150 is electrically coupled between the electrical node 188 and the electrical node 190.
  • the first, second, third, fourth, fifth and sixth switching banks of the DC-DC voltage converter 32 are sequentially activated by the microcontroller 38.
  • the power switch 160 has first and second terminals.
  • the first terminal of the power switch 160 is electrically coupled to the electrical node 190 and the electrical coils 140, 142, 144, 146, 148, 150.
  • the second terminal of the power switch 160 is electrically coupled to the positive electrode terminal 210 of the electric node 192, the capacitor 164, and the battery 34.
  • the capacitor 162 is electrically coupled between the electrical node 190 and the electrical node 178 (coupled to an electrical ground).
  • the power switch 160 switches from the open operation state to the closed operation state in response to the control signal C14 from the microcontroller 38. In addition, the power switch 160 switches from the closed operating state to the open operating state when the microcontroller 38 stops generating the control signal C14.
  • the battery 34 provides a second operating voltage to the DC-DC voltage converter 32.
  • the battery 34 includes a positive terminal 210 and a negative terminal 212.
  • the positive terminal 210 is electrically coupled to the second node of the electric node 192 and the power switch 160.
  • the negative terminal 212 is electrically coupled to the electrical node 178 and the negative terminal 62 of the battery 30.
  • the battery 34 is a low voltage lead acid battery (eg, a 12 volt battery).
  • the detection system 36 may include the first switching bank (eg, switches 100 and 102) coupled to the resistor 130 and the fourth switching bank coupled to the resistor 132. For example, determining an unbalanced current state between switches 112 and 114 and an overcurrent state in the first and fourth switching banks will be described below.
  • the detection circuit 230 may have an unbalanced current state between any one of the first, second and third switching banks with respect to the fourth, fifth and sixth switching banks, and the first, The overcurrent state in the second, third, fourth, fifth and sixth switching banks may be determined.
  • the detection system 36 includes amplifiers 240, 242, averaging circuit 244, amplifier 246, comparators 248, 250, OR logic gate 252, amplifier 254, comparators ( Detection circuitry 230 having 256, 257, and OR logic gates 258.
  • An advantage of the detection circuit 230 is that even if an overcurrent condition in one of the first and fourth switching banks in the DC-DC voltage converter 32 is not detectable, the circuit 230 uses the average voltage value. It is possible to determine an unbalanced current state in the first and fourth switching banks of the DC-DC voltage converter 32.
  • the amplifier 240 is electrically coupled to the electrical node 176 of the DC-DC voltage converter 32 to receive a first voltage applied to the resistor 130 (shown in FIG. 1). In response, is provided to output a first amplified voltage V_1A. The first voltage applied to the resistor 130 indicates a sensing current I_SA flowing through the resistor 130.
  • the amplifier 240 includes operational amplifiers 260, 262, resistors 264, 266, 268, 270, 272, 274 and electrical nodes 280, 282.
  • the operational amplifier 260 includes a non-inverting terminal, an inverting terminal, and an output terminal.
  • the resistor 264 is electrically coupled between the electrical node 176 and the non-inverting terminal of the operational amplifier 264 and receives the first voltage applied to the resistor 130.
  • the first voltage applied to the resistor 130 is an amount of current flowing through the first switching bank when each of the switches 100 and 102 has a closed operating state (eg, an amount of sensing current I_SA). ).
  • the resistor 266 is electrically coupled between an electrical ground and the inverting terminal of the operational amplifier 260.
  • the resistor 268 is electrically coupled between the inverting terminal of the operational amplifier 260 and the output terminal of the operational amplifier 260.
  • the operational amplifier 262 includes a non-inverting terminal, an inverting terminal and an output terminal.
  • the resistor 272 is electrically coupled between a voltage supply (eg, 5 volt DC reference voltage) and the electrical node 280.
  • the resistor 274 is electrically coupled between the electrical node 280 and the electrical ground.
  • the electrical node 280 is electrically coupled to the non-inverting terminal of the operational amplifier 262.
  • the inverting terminal of the operational amplifier 262 is electrically coupled to the output terminal of the operational amplifier 262.
  • the resistor 270 is electrically coupled between the output terminal of the operational amplifier 262 and the non-inverting terminal of the operational amplifier 260.
  • the output terminal of the operational amplifier 260 is electrically coupled to an electrical node 282.
  • the amplifier 240 outputs the first amplified voltage V_1A at the output terminal of the operational amplifier 260 in response to receiving the first voltage applied to the resistor 130.
  • the amplifier 242 is electrically coupled to the electrical node 177 of the DC-DC voltage converter 32 and is configured to receive a second voltage applied to the resistor 132 (shown in FIG. 1). In response, is provided to output a second amplified voltage V_1B. The second voltage applied to the resistor 132 represents a sensing current I_SB flowing through the resistor 132.
  • the amplifier 242 includes operational amplifiers 360, 362, resistors 364, 366, 368, 370, 372, 374 and electrical nodes 380, 382.
  • the operational amplifier 360 includes a non-inverting terminal, an inverting terminal, and an output terminal.
  • the resistor 364 is electrically coupled between the electrical node 177 and the non-inverting terminal of the operational amplifier 364 and receives the second voltage applied to the resistor 132.
  • the second voltage applied to the resistor 132 is an amount of current flowing through the fourth switching bank when each of the switches 112 and 114 has a closed operating state (eg, an amount of sensing current I_SB). ).
  • the resistor 366 is electrically coupled between an electrical ground and the inverting terminal of the operational amplifier 360.
  • the resistor 368 is electrically coupled between the inverting terminal of the operational amplifier 360 and the output terminal of the operational amplifier 360.
  • the operational amplifier 362 includes a non-inverting terminal, an inverting terminal and an output terminal.
  • the resistor 372 is electrically coupled between a voltage supply (eg, 5 volt DC reference voltage) and the electrical node 380.
  • the resistor 374 is electrically coupled between the electrical node 380 and an electrical ground.
  • the electrical node 380 is electrically coupled to the non-inverting terminal of the operational amplifier 362.
  • the inverting terminal of the operational amplifier 362 is electrically coupled to the output terminal of the operational amplifier 362.
  • the resistor 370 is electrically coupled between the output terminal of the operational amplifier 362 and the non-inverting terminal of the operational amplifier 360.
  • the output terminal of the operational amplifier 360 is electrically coupled to an electrical node 382.
  • the amplifier 242 outputs the second amplified voltage V_1B at the output terminal of the operational amplifier 360 in response to receiving the second voltage applied to the resistor 132.
  • the average circuit 244 is electrically coupled to the amplifiers 240 and 242 and the first and second amplified voltages from the amplifiers 240 and 242. In response to receiving (V_1A, V_1B) separately, the average voltage V_AVG is output.
  • the average circuit 244 includes resistors 430 and 432, a buffer 434 and electrical nodes 436 and 438.
  • the buffer 434 includes a non-inverting terminal, an inverting terminal, and an output terminal.
  • the resistor 430 is electrically coupled to the electrical node 282 (electrically coupled to the output terminal of the operational amplifier 260) and the electrical node 436 (electrically coupled to a non-inverting terminal of the buffer 434). It is electrically coupled between.
  • the resistor 432 is electrically coupled between the electrical node 436 and the electrical node 382, which is electrically coupled to the output terminal of the operational amplifier 360.
  • the resistors 430, 432 are electrically coupled in series and are voltage divider circuits.
  • the inverting terminal of the buffer 434 is electrically coupled to the output terminal of the buffer 434 and the electrical node 438.
  • the buffer 434 outputs the average voltage V_AVG at its output terminal.
  • the amplifier 246 is electrically coupled to the electrical nodes 282, 438 and the average voltage V_AVG from the average circuit 244 and the first amplified voltage from the amplifier 240. And in response to receiving V_1A, output a third amplified voltage V_2A.
  • the third amplified voltage V_2A is proportional to the difference between the average voltage V_AVG and the first amplified voltage V_1A.
  • the amplifier 246 includes resistors 450, 452, 454, 456, an operational amplifier 460, and electrical nodes 462, 466.
  • the resistor 450 is electrically coupled between the electrical node 282 and the inverting terminal of the operational amplifier 460.
  • the resistor 452 is electrically coupled between the inverting terminal of the operational amplifier 460 and the output terminal of the operational amplifier 460 (electrically coupled to the electrical node 466).
  • the resistor 454 is electrically coupled between the electrical node 438 and the electrical node 464, which is also electrically coupled to the non-inverting terminal of the operational amplifier 460.
  • the resistor 456 is electrically coupled between the electrical node 464 and the electrical ground.
  • the third amplified voltage V_2A is received at the first input terminal of the comparator 248.
  • the comparator 248 has first and second input terminals and output terminals.
  • the first input terminal of the comparator 248 is electrically coupled to the output terminal of the operational amplifier 460 of the amplifier 246, and the third amplified voltage V_2A from the amplifier 246.
  • Receive The second input terminal of the comparator 248 is electrically coupled to the microcontroller 38 and receives a first reference voltage TRIP_LEVEL1 from the microcontroller 38.
  • the comparator 248 supplies a first monitoring voltage onto its output terminal based on a comparison of the third amplified voltage V_2A from the amplifier 246 and the first reference voltage TRIP_LEVEL1.
  • the comparator 248 is configured such that when the third amplified voltage V_2A is greater than or equal to the first reference voltage TRIP_LEVEL1, the comparator 248 has a high corresponding to a first logic voltage level (eg, binary value “1”). Output a first monitoring voltage having a logic voltage level.
  • the third amplified voltage V_2A may be greater than or equal to the first reference voltage TRIP_LEVEL1 to determine the unbalanced current state between the first and fourth switching banks in the DC-DC voltage converter 32. Indicates.
  • the comparator 248 may further include a low logic voltage corresponding to a second logic voltage level (eg, a binary value “0”) when the third amplified voltage V_2A is smaller than the first reference voltage TRIP_LEVEL1. Output the first monitoring voltage having a level).
  • the third amplified voltage V_2A is smaller than the first reference voltage TRIP_LEVEL1, indicating a balanced current state between the first and fourth switching banks in the DC-DC voltage converter 32.
  • the comparator 250 has first and second input terminals and an output terminal.
  • the first input terminal of the comparator 250 is electrically coupled to the output terminal of the operational amplifier 260 of the amplifier 240, and the first amplified voltage V_1A from the amplifier 240.
  • Receive The second input terminal of the comparator 250 is electrically coupled to the microcontroller 38 and receives a second reference voltage TRIP_LEVEL2 from the microcontroller 38.
  • the comparator 250 supplies a second monitoring voltage onto its output terminal based on a comparison of the first amplified voltage V_1A and the second reference voltage TRIP_LEVEL2 from the amplifier 240.
  • the comparator 250 may have a high voltage corresponding to a first logic voltage level (eg, binary value “1”). Output a second monitoring voltage having a logic voltage level).
  • a first logic voltage level eg, binary value “1”
  • the comparator 250 when the first amplified voltage (V_1A) is less than the second reference voltage (TRIP_LEVEL2), a low logic voltage corresponding to a second logic voltage level (eg, binary value "0") Output the second monitoring voltage having a level).
  • the comparator 250 when the first amplified voltage (V_1A) is less than the second reference voltage (TRIP_LEVEL2), a low logic voltage corresponding to a second logic voltage level (eg, binary value "0") Output the second monitoring voltage having a level).
  • the fact that the first amplified voltage V_1A is less than the second reference voltage TRIP_LEVEL2 indicates an acceptable current condition in the first switching bank in the DC-DC voltage converter 32. .
  • the OR logic gate 252 has first and second input terminals and an output terminal.
  • the first input terminal of the OR logic gate 252 is electrically coupled to the output terminal of the comparator 248 and receives the first monitoring voltage from the comparator 248.
  • the second input terminal of the OR logic gate 252 is electrically coupled to the output terminal of the comparator 250 and receives the second monitoring voltage from the comparator 250.
  • the output terminal of the OR logic gate 252 is electrically coupled to the microcontroller 38.
  • the OR logic gate 252 may include the first logic voltage level (eg, when the first monitoring voltage has the first logic voltage level or when the second monitoring voltage has the first logic voltage level). Outputs a first diagnostic voltage V_DIAG1 having a high logic voltage level corresponding to the binary value " 1 ".
  • the first monitoring voltage has the first logic voltage level or the second monitoring voltage has the first logic voltage level, the first and fourth switching banks in the DC-DC voltage converter 32.
  • the OR logic gate 252 may have a second logic voltage level (eg, binary) when the first monitoring voltage has the second logic voltage level and the second monitoring voltage has the second logic voltage level.
  • Outputs the first diagnostic voltage V_DIAG1 having a low logic voltage level corresponding to the value "0".
  • the first monitoring voltage has the second logic voltage level and the second monitoring voltage has the second logic voltage level between the first and fourth switching banks in the DC-DC voltage converter 32. And an equilibrium current state of and an acceptable current state in the first switching bank.
  • the amplifier 254 is electrically coupled to the electrical nodes 382, 464, and the average voltage V_AVG from the average circuit 244 and the second amplified voltage from the amplifier 242. And in response to receiving (V_1B), output a fourth amplified voltage (V_2B).
  • the fourth amplified voltage V_2B is proportional to a difference between the average voltage V_AVG and the second amplified voltage V_1B.
  • the amplifier 254 includes resistors 454, 456, 470, 472, an operational amplifier 480, and an electrical node 482.
  • the resistor 454 is electrically coupled between the electrical node 438 and the electrical node 464, which is also electrically coupled to the non-inverting terminal of the operational amplifier 480.
  • the resistor 456 is electrically coupled between the electrical node 464 and the electrical ground.
  • the fourth amplified voltage V_2B is received at a first input terminal of the comparator 256.
  • the comparator 256 has first and second input terminals and output terminals.
  • the first input terminal of the comparator 256 is electrically coupled to the output terminal of the operational amplifier 480 of the amplifier 254, and the fourth amplified voltage V_2B from the amplifier 254.
  • Receive The second input terminal of the comparator 256 is electrically coupled to the microcontroller 38 and receives the first reference voltage TRIP_LEVEL1 from the microcontroller 38.
  • the comparator 256 supplies a third monitoring voltage onto its output terminal based on a comparison of the fourth amplified voltage V_2B from the amplifier 254 and the first reference voltage TRIP_LEVEL1.
  • the comparator 256 has a high value corresponding to a first logic voltage level (eg, binary value “1”) when the fourth amplified voltage V_2B is greater than or equal to the first reference voltage TRIP_LEVEL1. Output a third monitoring voltage having a logic voltage level).
  • a first logic voltage level eg, binary value “1”
  • the comparator 256 may have a low logic voltage corresponding to a second logic voltage level (eg, binary value “0”) when the fourth amplified voltage V_2B is smaller than the first reference voltage TRIP_LEVEL1.
  • the third monitoring voltage having a level).
  • the fourth amplified voltage V_2B is smaller than the first reference voltage TRIP_LEVEL1, indicating a balanced current state between the first and fourth switching banks in the DC-DC voltage converter 32.
  • the comparator 257 has first and second input terminals and an output terminal.
  • the first input terminal of the comparator 257 is electrically coupled to the output terminal of the operational amplifier 360 of the amplifier 242, and the second amplified voltage V_1B from the amplifier 242.
  • Receive The second input terminal of the comparator 257 is electrically coupled to the microcontroller 38 and receives the second reference voltage TRIP_LEVEL2 from the microcontroller 38.
  • the comparator 257 supplies a fourth monitoring voltage onto its output terminal based on a comparison of the second amplified voltage V_1B and the second reference voltage TRIP_LEVEL2 from the amplifier 242.
  • the comparator 257 is configured such that when the second amplified voltage V_1B is greater than or equal to the second reference voltage TRIP_LEVEL2, the comparator 257 has a high corresponding to a first logic voltage level (eg, binary value “1”). Output a fourth monitoring voltage having a logic voltage level). The fact that the second amplified voltage V_1B is greater than or equal to the second reference voltage TRIP_LEVEL2 indicates an overcurrent state in the fourth switching bank in the DC-DC voltage converter 32.
  • the comparator 257 may have a low logic voltage corresponding to a second logic voltage level (eg, a binary value “0”) when the second amplified voltage V_1B is smaller than the second reference voltage TRIP_LEVEL2. Output the second monitoring voltage having a level). The fact that the second amplified voltage V_1B is smaller than the second reference voltage TRIP_LEVEL2 indicates an acceptable current state in the fourth switching bank in the DC-DC voltage converter 32.
  • the OR logic gate 258 has first and second input terminals and an output terminal.
  • the first input terminal of the OR logic gate 258 is electrically coupled to the output terminal of the comparator 256 and receives the third monitoring voltage from the comparator 256.
  • the second input terminal of the OR logic gate 258 is electrically coupled to the output terminal of the comparator 257 and receives the fourth monitoring voltage from the comparator 257.
  • the output terminal of the OR logic gate 258 is electrically coupled to the microcontroller 38.
  • the OR logic gate 258 may include the first logic voltage level when the third monitoring voltage has the first logic voltage level or when the fourth monitoring voltage has the first logic voltage level. Outputs a second diagnostic voltage V_DIAG2 having a high logic voltage level corresponding to the binary value " 1 ".
  • the third monitoring voltage has the first logic voltage level or the fourth monitoring voltage has the first logic voltage level, the first and fourth switching banks in the DC-DC voltage converter 32.
  • the OR logic gate 258 may include a second logic voltage level (eg, binary) when the third monitoring voltage has the second logic voltage level and the fourth monitoring voltage has the second logic voltage level. Outputs the second diagnostic voltage V_DIAG2 having a low logic voltage level corresponding to the value " 0 ".
  • the third monitoring voltage has the second logic voltage level and the fourth monitoring voltage has the second logic voltage level between the first and fourth switching banks in the DC-DC voltage converter 32. And an equilibrium current state of and an acceptable current state in the fourth switching bank.
  • the microcontroller 38 may include the switches 100, 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120, 122, and power switches ( 90, 160 and the OR logic gates 252, 254 are operatively coupled.
  • the microcontroller 38 includes a microprocessor 500 and a memory device 502 operably coupled to the microprocessor 500.
  • the microprocessor 500 is programmed to execute software instructions stored within the memory device 502 to implement the related steps described herein.
  • the memory device 502 also stores the calculated values and predetermined values.
  • the microcontroller 38 sequentially generates the control signals for the first, second, third, fourth, fifth and sixth switching banks in the DC-DC voltage converter 32.
  • the microcontroller 38 generates a first control signal for switching the power switch 90 to an open operating state in response to the first front end voltage V_DIAG1 having the first logic voltage level.
  • the microcontroller 38 generates a second control signal for switching the power switch 160 to the open operation state in response to the first front end voltage V_DIAG2 having the first logic voltage level. do.
  • FIG. 4 there is shown a graph 600 showing a first amplified voltage V_1A versus a trip current for determining the overcurrent state of the first switching bank of the DC-DC voltage converter 32.
  • V_1A when the first amplified voltage V_1A is greater than the TRIP_LEVEL2 voltage, the current I_SA flowing through the first switching bank and the resistor 130 has an overcurrent state.
  • third and fourth amplified voltages V_2A and V_2B for trip currents for determining an unbalanced current state in the first and fourth switching banks of the DC-DC voltage converter 32.
  • a graph 650 is shown. As illustrated, when the third amplified voltage V_2A is greater than the TRIP_LEVEL1 voltage, the current I_SA flowing through the first switching bank and the resistor 130 may correspond to the fourth switching bank and the fourth switching bank. Larger than the current I_SB flowing through the resistor 132, which represents an unbalanced current state between the first and fourth switching banks.
  • the current I_SB flowing through the fourth switching bank and the resistor 132 is the first switching bank and the resistor 130. Is greater than the current I_SA flowing through, which represents an unbalanced current state between the first and fourth switching banks.
  • the power supply system described herein offers significant advantages over other systems.
  • the power supply system may use the first voltage in the DC-DC voltage converter using an average voltage value even if an overcurrent condition in one of the first and second switching banks in the DC-DC voltage converter cannot be detected.
  • a detection system capable of determining an unbalanced current state in the second switching banks.

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Abstract

DC-DC 전압 컨버터 내의 불평형 전류 상태와 과전류 상태를 결정하기 위한 검출 시스템을 가지는 전원 공급 시스템이 개시된다. 상기 검출 시스템은, 제1 전압 및 평균 전압을 기초로 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 제1 및 제2 스위칭 뱅크 사이의 불평형 전류 상태 또는 상기 제1 전압을 기초로 상기 제1 스위칭 뱅크 내의 과전류 상태를 나타내는 제1 진단 전압을 출력하는 검출 회로를 가진다. 상기 검출 회로는, 제2 전압 및 상기 평균 전압을 기초로 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 상기 제1 및 제2 스위칭 뱅크 사이의 상기 불평형 전류 상태 또는 상기 제2 전압을 기초로 상기 제2 스위칭 뱅크 내의 과전류 상태를 나타내는 제2 진단 전압을 출력한다.

Description

DC-DC 전압 컨버터 내의 불평형 전류 상태 및 과전류 상태를 결정하기 위한 전원 공급 시스템 및 검출 시스템
본 발명은 DC-DC 전압 컨버터를 포함하는 전원 공급 시스템 및 검출 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 불평형 전류 상태 및 과전류 상태를 결정하기 위한 검출 시스템 및 상기 검출 시스템을 포함하는 전원 공급 시스템에 관한 것이다.
본 출원은 2017년 1월 23일자로 출원된 미국출원번호 제15/413,185호를 우선권 주장하며, 그에 대한 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
전원 공급 시스템은, DC 전압을 생성하기 위해 DC-DC 전압 컨버터들을 사용한다. 그러나, 상기 전원 공급 시스템은, 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 제1 및 제2 스위칭 뱅크들 중 하나의 내의 과전류 상태를 검출하는 것이 불가한 경우, 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 상기 제1 및 제2 스위칭 뱅크들 내의 불평형 전류 상태를 결정할 수 없었다.
본 발명의 일 목적은, DC-DC 전압 컨버터 내의 불평형 전류 상태 및 과전류 상태를 결정하기 위한 전원 공급 시스템 및 검출 시스템을 제공하는 것이다.
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.
본 발명자들은, 전체 스위칭 주기를 각 스위칭 뱅크 내의 인터리브드 암들(interleaved arms)의 개수로 분할함으로써 인터리브드 전류(interleaved current)가 뒤따르는 다상(multiphase)의 스위칭 뱅크들을 가지는 DC-DC 전압 컨버터가 구비된 전원 공급 시스템을 사용하였다. 일 실시예에서, 상기 다상 시스템은, 각각 3개의 암들을 가지는 제1 및 제2 스위칭 뱅크들을 이용하고, 상기 제1 및 제2 스위칭 뱅크들 각각은 하나의 전류 센싱 저항을 가진다. 상기 전원 공급 시스템은 또한, 상기 제1 및 제2 스위칭 뱅크들 중 하나의 내의 과전류 상태를 검출할 수 없더라도, 상기 제1 및 제2 스위칭 뱅크들 중 어느 하나에서, 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 상기 제1 및 제2 스위칭 뱅크들 내의 불평형 전류 상태를 결정할 수 있는 검출 시스템을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 DC-DC 전압 컨버터 내의 불평형 전류 상태 및 과전류 상태를 결정하기 위한 검출 시스템이 제공된다. 상기 DC-DC 전압 컨버터는, 제1 및 제2 스위칭 뱅크를 가진다. 상기 제1 스위칭 뱅크는, 제1 저항에 선택적으로 전기적으로 결합되는 제1 및 제2 스위치를 가진다. 상기 제2 스위칭 뱅크는 제2 저항에 선택적으로 전기적으로 결합되는 제3 및 제4 스위치를 가진다. 상기 검출 시스템은, 상기 제1 저항에 인가된 제1 전압을 수신하는 검출 회로를 포함한다. 상기 제1 저항은, 상기 제1 스위칭 뱅크에 전기적으로 직렬로 결합된다. 상기 검출 회로는, 상기 제2 저항에 인가된 제2 전압을 수신한다. 상기 제2 저항은, 상기 제2 스위칭 뱅크에 전기적으로 직렬로 결합된다. 상기 검출 회로는, 상기 제1 및 제2 전압을 기초로 평균 전압을 결정한다. 상기 검출 회로는, 상기 검출 회로는, 상기 제1 전압 및 상기 평균 전압을 기초로 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 상기 제1 및 제2 스위칭 뱅크 사이의 불평형 전류 상태 또는 상기 제1 전압을 기초로 상기 제1 스위칭 뱅크 내의 과전류 상태를 나타내는 제1 진단 전압을 출력한다. 상기 검출 회로는, 상기 검출 회로는, 상기 제2 전압 및 상기 평균 전압을 기초로 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 상기 제1 및 제2 스위칭 뱅크 사이의 상기 불평형 전류 상태 또는 상기 제2 전압을 기초로 상기 제2 스위칭 뱅크 내의 과전류 상태를 나타내는 제2 진단 전압을 출력한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전원 공급 시스템이 제공된다. 상기 전원 공급 시스템은, 제1 스위칭 뱅크, 제2 스위칭 뱅크, 제1 저항, 제2 저항, 제1 전기 코일, 제2 전기 코일, 제1 파워 스위치, 제2 파워 스위치, 제1 배터리 및 제2 배터리를 가지는 DC-DC 전압 컨버터를 포함한다. 상기 제1 스위칭 뱅크는, 상기 제1 저항에 선택적으로 전기적으로 직렬로 결합되는 제1 및 제2 스위치를 가진다. 상기 제2 스위칭 뱅크는, 상기 제2 저항에 선택적으로 전기적으로 직렬로 결합되는 제3 및 제4 스위치를 가진다. 상기 제1 전기 코일은, 제1 및 제2 엔드를 가진다. 상기 제1 전기 코일의 상기 제1 엔드는 상기 제1 및 제2 스위치의 사이에 배치된 제1 전기 노드에 전기적으로 결합된다. 상기 제1 전기 코일의 상기 제2 엔드는 제2 전기 노드에 전기적으로 결합된다. 상기 제2 전기 코일은, 제1 및 제2 엔드를 가진다. 상기 제2 전기 코일의 상기 제1 엔드는 상기 제3 및 제4 스위치의 사이에 배치된 제3 전기 노드에 전기적으로 결합된다. 상기 제2 전기 코일의 상기 제2 엔드는 상기 제2 전기 노드에 전기적으로 결합된다. 상기 전원 공급 시스템은, 제1 및 제2 단자를 가지는 제1 파워 스위치를 더 포함한다. 상기 제1 파워 스위치의 상기 제1 단자는 상기 제1 배터리에 전기적으로 결합된다. 상기 제1 파워 스위치의 상기 제2 단자는 상기 제1 스위칭 뱅크의 상기 제1 스위치와 상기 제2 스위칭 뱅크의 상기 제3 스위치에 전기적으로 결합된다. 상기 전원 공급 시스템은, 제1 및 제2 단자를 가지는 제2 파워 스위치를 더 포함한다. 상기 제2 파워 스위치의 상기 제1 단자는 상기 제2 전기 노드에 전기적으로 결합된다. 상기 제2 파워 스위치의 상기 제2 단자는 상기 제2 배터리에 전기적으로 결합된다. 상기 전원 공급 시스템은, 상기 제1 저항에 인가된 제1 전압을 수신하는 검출 회로를 더 포함한다. 상기 제1 저항은, 상기 제1 스위칭 뱅크에 전기적으로 결합된다. 상기 검출 회로는, 상기 제2 저항에 인가된 제2 전압을 수신한다. 상기 제2 저항은, 상기 제2 스위칭 뱅크에 전기적으로 결합된다. 상기 검출 회로는, 상기 제1 및 제2 전압을 기초로 평균 전압을 결정한다. 상기 검출 회로는, 상기 제1 전압 및 상기 평균 전압을 기초로 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 상기 제1 및 제2 스위칭 뱅크 사이의 불평형 전류 상태 또는 상기 제1 전압을 기초로 상기 제1 스위칭 뱅크 내의 과전류 상태를 나타내는 제1 진단 전압을 출력한다. 상기 검출 회로는, 상기 제2 전압 및 상기 평균 전압을 기초로 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 상기 제1 및 제2 스위칭 뱅크 사이의 상기 불평형 전류 상태 또는 상기 제2 전압을 기초로 상기 제2 스위칭 뱅크 내의 과전류 상태를 나타내는 제2 진단 전압을 출력한다.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 따르면, DC-DC 전압 컨버터 내의 불평형 전류 상태 및 과전류 상태를 결정할 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 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 시스템의 도이다.
도 2는 도 1의 상기 전원 공급 시스템 내에서 이용되는 DC-DC 전압 컨버터를 위한 검출 시스템의 블록도이다.
도 3은 도 2의 상기 검출 시스템의 회로 개략도이다.
도 4는 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 제1 스위칭 뱅크의 과전류 상태를 나타내기 위한 트립 전압에 대한 제1 증폭된 전압의 그래프이다.
도 5는 상기 DC-DC 전압 컨버터의 제1 및 제2 스위칭 뱅크들 내의 불평형 전류 상태를 나타내기 위한 트립 전압에 대한 제3 및 제4 증폭된 전압의 그래프이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 시스템(10)이 제공된다. 상기 전원 공급 시스템(10)은, 배터리(30), DC-DC 전압 컨버터(32), 배터리(34), 검출 시스템(36) 및 마이크로컨트롤러(38)를 포함한다. 상기 전원 공급 시스템(10)의 장점은, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32) 내의 제1 및 제2 스위칭 뱅크 중 하나의 내의 과전류 상태가 검출 불가하더라도, 상기 시스템(10)이 평균 전압값을 이용하여 상기 DC-DC 전압 컨버터(32) 내에 있는 제1 및 제2 스위칭 뱅크 내의 불평형 전류 상태를 결정하기 위해 상기 검출 시스템(36)을 이용한다는 것이다.
정의를 위해, 제2 신호가 제1 신호에 기초하는 경우, 상기 제2 신호는 상기 제1 신호로부터 직접적으로 생성될 수 있거나, 또는 상기 제2 신호는 중간 신호들을 이용하여 상기 제1 신호로부터 간접적으로 생성될 수 있다.
상기 배터리(30)는, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32)에게 제1 동작 전압을 제공한다. 상기 배터리(30)는, 양극 단자(60) 및 음극 단자(62)를 포함한다. 상기 양극 단자(60)는, 전기 노드(170) 및 파워 스위치(90)의 제1 단자에 전기적으로 결합된다. 상기 음극 단자(62)는, 전기 노드(178) 및 상기 배터리(34)의 음극 단자(212)에 전기적으로 결합된다. 일 실시예에서는, 상기 배터리(30)는 고전압 리튬 이온 배터리이다.
상기 DC-DC 전압 컨버터(32)는, 상기 배터리(30)로부터의 제1 동작 전압을 벅 동작 모드 동안 상기 배터리(34)에게 인가되는 제2 동작 전압으로 변환하도록 제공된다. 또한, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32)는, 상기 배터리(34)로부터의 상기 제2 동작 전압을 부스트 동작 모드 동안 상기 배터리(30)에게 인가되는 상기 제1 동작 전압으로 변환한다. 상기 DC-DC 전압 컨버터(32)는, 파워 스위치(90), 커패시터들(92, 94), 스위치들(100, 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120, 122), 저항들(130, 132), 전기 코일들(140, 142, 144, 146, 148, 150), 파워 스위치(160), 커패시터들(162, 164) 및 전기 노드들(170, 172, 174, 176, 177, 178, 180, 182, 184, 186, 188, 190, 192)을 포함한다. 일 실시예에서, 상기 스위치들(100, 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120, 122) 각각은 트랜지스터이다.
상기 파워 스위치(90)는, 제1 및 제2 단자를 가진다. 상기 파워 스위치(90)의 제1 단자는, 상기 배터리(30)의 상기 양극 단자(60)에 전기적으로 결합된다. 상기 파워 스위치(90)의 제2 단자는, 상기 전기 노드(172) 및 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 및 제6 스위칭 뱅크들의 상기 전기 스위치들(100, 104, 108, 112, 116, 120)에 전기적으로 결합된다. 상기 파워 스위치(90)는, 상기 마이크로컨트롤러(38)로부터의 제어 신호(C13)에 응답하여 열린 동작 상태로부터 닫힌 동작 상태로 전환한다. 또한, 상기 파워 스위치(90)는, 상기 마이크로컨트롤러(38)가 상기 제어 신호(C13)의 생성을 중단하는 경우 상기 닫힌 동작 상태로부터 상기 열린 동작 상태로 전환한다.
상기 커패시터(92)는, 상기 전기 노드(170) 및 상기 전기 노드(178, 전기 그라운드에 결합됨)의 사이에 전기적으로 결합된다. 또한, 상기 커패시터(92)는, 상기 배터리(30)의 상기 양극 단자(60)와 상기 음극 단자(62) 사이에 전기적으로 결합된다. 상기 커패시터(94)는, 상기 전기 노드(172) 및 상기 전기 노드(178, 전기 그라운드에 결합됨)의 사이에 전기적으로 결합된다.
상기 스위치들(100, 102)은, 제1 스위칭 뱅크를 구성한다. 상기 스위치들(100, 102)은, 선택적으로 상기 저항(130)에 직렬로 전기적으로 결합된다. 또한, 상기 전기 노드(174)는, 상기 스위치들(100, 102) 사이에 배치된다. 상기 전기 코일(140)은, 상기 전기 노드(174)와 상기 전기 노드(190) 사이에 전기적으로 결합된다. 상기 커패시터(162)는, 상기 전기 노드(190)와 상기 전기 노드(178, 전기 그라운드에 결합됨)의 사이에 전기적으로 결합된다. 동작하는 동안, 상기 마이크로컨트롤러(38)가 상기 스위치들(100, 102)에 의해 개별적으로 수신되는 제어 신호들(C1, C2)를 생성하는 경우, 상기 스위치들(100, 102) 각각은 닫힌 동작 상태로 전환하여 상기 전기 코일(140)을 여기(energize)시키고, 상기 저항(130)을 통한 전류의 흐름을 허용한다.
상기 스위치들(104, 106)은, 제2 스위칭 뱅크를 구성한다. 상기 스위치들(104, 106)은, 선택적으로 상기 저항(130)에 직렬로 전기적으로 결합된다. 또한, 상기 전기 노드(180)는, 상기 스위치들(104, 106) 사이에 배치된다. 상기 전기 코일(142)은, 상기 전기 노드(180)와 상기 전기 노드(190) 사이에 전기적으로 결합된다. 동작하는 동안, 상기 마이크로컨트롤러(38)가 상기 스위치들(104, 106)에 의해 개별적으로 수신되는 제어 신호들(C3, C4)를 생성하는 경우, 상기 스위치들(104, 106) 각각은 닫힌 동작 상태로 전환하여 상기 전기 코일(142)을 여기시키고, 상기 저항(130)을 통한 전류의 흐름을 허용한다.
상기 스위치들(108, 110)은, 제3 스위칭 뱅크를 구성한다. 상기 스위치들(108, 110)은, 선택적으로 상기 저항(130)에 직렬로 전기적으로 결합된다. 또한, 상기 전기 노드(182)는, 상기 스위치들(108, 110) 사이에 배치된다. 상기 전기 코일(144)은, 상기 전기 노드(182)와 상기 전기 노드(190) 사이에 전기적으로 결합된다. 동작하는 동안, 상기 마이크로컨트롤러(38)가 상기 스위치들(108, 110)에 의해 개별적으로 수신되는 제어 신호들(C5, C6)를 생성하는 경우, 상기 스위치들(108, 110) 각각은 닫힌 동작 상태로 전환하여 상기 전기 코일(144)을 여기시키고, 상기 저항(130)을 통한 전류의 흐름을 허용한다.
상기 스위치들(112, 114)은, 제4 스위칭 뱅크를 구성한다. 상기 스위치들(112, 114)은, 선택적으로 상기 저항(132)에 직렬로 전기적으로 결합된다. 또한, 상기 전기 노드(184)는, 상기 스위치들(112, 114) 사이에 배치된다. 상기 전기 코일(146)은, 상기 전기 노드(184)와 상기 전기 노드(190) 사이에 전기적으로 결합된다. 동작하는 동안, 상기 마이크로컨트롤러(38)가 상기 스위치들(112, 114)에 의해 개별적으로 수신되는 제어 신호들(C7, C8)를 생성하는 경우, 상기 스위치들(112, 114) 각각은 닫힌 동작 상태로 전환하여 상기 전기 코일(146)을 여기(energize)시키고, 상기 저항(132)을 통한 전류의 흐름을 허용한다.
상기 스위치들(116, 118)은, 제5 스위칭 뱅크를 구성한다. 상기 스위치들(116, 118)은, 선택적으로 상기 저항(132)에 직렬로 전기적으로 결합된다. 또한, 상기 전기 노드(186)는, 상기 스위치들(116, 118) 사이에 배치된다. 상기 전기 코일(148)은, 상기 전기 노드(186)와 상기 전기 노드(190) 사이에 전기적으로 결합된다. 동작하는 동안, 상기 마이크로컨트롤러(38)가 상기 스위치들(116, 118)에 의해 개별적으로 수신되는 제어 신호들(C9, C10)를 생성하는 경우, 상기 스위치들(116, 118) 각각은 닫힌 동작 상태로 전환하여 상기 전기 코일(142)을 여기시키고, 상기 저항(132)을 통한 전류의 흐름을 허용한다.
상기 스위치들(120, 122)은, 제6 스위칭 뱅크를 구성한다. 상기 스위치들(120, 122)은, 선택적으로 상기 저항(132)에 직렬로 전기적으로 결합된다. 또한, 상기 전기 노드(188)는, 상기 스위치들(120, 122) 사이에 배치된다. 상기 전기 코일(150)은, 상기 전기 노드(188)와 상기 전기 노드(190) 사이에 전기적으로 결합된다. 동작하는 동안, 상기 마이크로컨트롤러(38)가 상기 스위치들(120, 122)에 의해 개별적으로 수신되는 제어 신호들(C11, C12)를 생성하는 경우, 상기 스위치들(120, 122) 각각은 닫힌 동작 상태로 전환하여 상기 전기 코일(150)을 여기시키고, 상기 저항(132)을 통한 전류의 흐름을 허용한다.
동작하는 동안에, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32)의 상기 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 및 제6 스위칭 뱅크는 상기 마이크로컨트롤러(38)에 의해 순차적으로 활성화된다.
상기 파워 스위치(160)는, 제1 및 제2 단자를 가진다. 상기 파워 스위치(160)의 상기 제1 단자는, 상기 전기 노드(190)와 상기 전기 코일들(140, 142, 144, 146, 148, 150)에 전기적으로 결합된다. 상기 파워 스위치(160)의 상기 제2 단자는, 상기 전기 노드(192), 상기 커패시터(164) 및 상기 배터리(34)의 상기 양극 단자(210)에 전기적으로 결합된다. 상기 커패시터(162)는, 상기 전기 노드(190)와 상기 전기 노드(178, 전기 그라운드에 결합됨)의 사이에 전기적으로 결합된다. 상기 파워 스위치(160)는, 상기 마이크로컨트롤러(38)로부터의 제어 신호(C14)에 응답하여 열린 동작 상태로부터 닫힌 동작 상태로 전환한다. 또한, 상기 파워 스위치(160)는, 상기 마이크로컨트롤러(38)가 상기 제어 신호(C14)의 생성을 중단하는 경우 상기 닫힌 동작 상태로부터 상기 열린 동작 상태로 전환한다.
상기 배터리(34)는, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32)에게 제2 동작 전압을 제공한다. 상기 배터리(34)는, 양극 단자(210) 및 음극 단자(212)를 포함한다. 상기 양극 단자(210)는, 상기 전기 노드(192) 및 상기 파워 스위치(160)의 상기 제2 단자에 전기적으로 결합된다. 상기 음극 단자(212)는, 상기 전기 노드(178) 및 상기 배터리의(30)의 상기 음극 단자(62)에 전기적으로 결합된다. 일 실시예에서, 상기 배터리(34)는, 저전압 납축 배터리(예, 12볼트 배터리)이다.
도 1 내지 도 3을 참조하여, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32) 내의 불평형 전류 상태 및 과전류 상태를 결정하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 검출 시스템(36)이 설명될 것이다. 간소화의 목적으로, 상기 검출 시스템(36)은, 상기 저항(130)에 결합된 상기 제1 스위칭 뱅크(예, 스위치들 100, 102)와 상기 저항(132)에 결합된 상기 제4 스위칭 뱅크(예, 스위치들 112, 114) 사이의 불평형 전류 상태 및 상기 제1 스위칭 뱅크와 상기 제4 스위칭 뱅크 내의 과전류 상태를 결정하는 것으로 이하에서 설명될 것이다. 물론, 검출 회로(230)는, 상기 제4, 제5 및 제6 스위칭 뱅크에 대하여 상기 제1, 제2 및 제3 스위칭 뱅크들 중 어느 하나와의 사이의 불평형 전류 상태, 및 상기 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 및 제6 스위칭 뱅크 내의 과전류 상태를 결정할 수도 있다.
상기 검출 시스템(36)은, 증폭기들(240, 242), 평균 회로(244), 증폭기(246), 비교기들(248, 250), OR 로직 게이트(252), 증폭기(254), 비교기들(256, 257) 및 OR 로직 게이트(258)을 가지는 검출 회로(230)를 포함한다. 상기 검출 회로(230)의 장점은, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32) 내의 제1 및 제4 스위칭 뱅크들 중 하나 내의 과전류 상태가 검출 불가하더라도, 상기 회로(230)가 평균 전압값을 이용하여 상기 DC-DC 전압 컨버터(32)의 상기 제1 및 제4 스위칭 뱅크들 내의 불평형 전류 상태를 결정할 수 있다는 것이다.
상기 증폭기(240)는, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32)의 상기 전기 노드(176)에 전기적으로 결합되고, 상기 저항(130, 도 1에 도시됨)에 인가된 제1 전압을 수신하는 것에 응답하여 제1 증폭된 전압(V_1A)를 출력하도록 제공된다. 상기 저항(130)에 인가된 상기 제1 전압은, 상기 저항(130)을 통해 흐르는 센싱 전류(I_SA)를 나타낸다. 상기 증폭기(240)는, 연산 증폭기들(260, 262), 저항들(264, 266, 268, 270, 272, 274) 및 전기 노드들(280, 282)을 포함한다.
상기 연산 증폭기(260)는, 비반전 단자, 반전 단자 및 출력 단자를 포함한다. 상기 저항(264)은, 상기 전기 노드(176)와 상기 연산 증폭기(264)의 상기 비반전 단자의 사이에 전기적으로 결합되고, 상기 저항(130)에 인가된 상기 제1 전압을 수신한다. 상기 저항(130)에 인가된 상기 제1 전압은, 상기 스위치들(100, 102) 각각이 닫힌 동작 상태를 가지는 경우에 상기 제1 스위칭 뱅크를 통해 흐르는 전류의 양(예, 센싱 전류 I_SA의 양)을 나타낸다. 상기 저항(266)은, 전기 그라운드와 상기 연산 증폭기(260)의 상기 반전 단자 사이에 전기적으로 결합된다. 상기 저항(268)은, 상기 연산 증폭기(260)의 상기 반전 단자와 상기 연산 증폭기(260)의 출력 단자의 사이에 전기적으로 결합된다.
상기 연산 증폭기(262)는, 비반전 단자, 반전 단자 및 출력 단자를 포함한다. 상기 저항(272)은, 전압 서플라이(예, 5볼트 DC 기준 전압) 및 상기 전기 노드(280) 사이에 전기적으로 결합된다. 상기 저항(274)은, 상기 전기 노드(280)와 전기 그라운드 사이에 전기적으로 결합된다. 상기 전기 노드(280)는, 상기 연산 증폭기(262)의 상기 비반전 단자에 전기적으로 결합된다. 상기 연산 증폭기(262)의 상기 반전 단자는, 상기 연산 증폭기(262)의 상기 출력 단자에 전기적으로 결합된다. 상기 저항(270)은, 상기 연산 증폭기(262)의 상기 출력 단자와 상기 연산 증폭기(260)의 상기 비반전 단자의 사이에 전기적으로 결합된다.
상기 연산 증폭기(260)의 상기 출력 단자는, 전기 노드(282)에 전기적으로 결합된다. 상기 증폭기(240)는, 상기 저항(130)에 인가된 상기 제1 전압을 수신하는 것에 응답하여 상기 연산 증폭기(260)의 상기 출력 단자에서 상기 제1 증폭된 전압(V_1A)를 출력한다.
상기 증폭기(242)는, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32)의 상기 전기 노드(177)에 전기적으로 결합되고, 상기 저항(132, 도 1에 도시됨)에 인가된 제2 전압을 수신하는 것에 응답하여 제2 증폭된 전압(V_1B)를 출력하도록 제공된다. 상기 저항(132)에 인가된 상기 제2 전압은, 상기 저항(132)을 통해 흐르는 센싱 전류(I_SB)를 나타낸다. 상기 증폭기(242)는, 연산 증폭기들(360, 362), 저항들(364, 366, 368, 370, 372, 374) 및 전기 노드들(380, 382)을 포함한다.
상기 연산 증폭기(360)는, 비반전 단자, 반전 단자 및 출력 단자를 포함한다. 상기 저항(364)은, 상기 전기 노드(177)와 상기 연산 증폭기(364)의 상기 비반전 단자의 사이에 전기적으로 결합되고, 상기 저항(132)에 인가된 상기 제2 전압을 수신한다. 상기 저항(132)에 인가된 상기 제2 전압은, 상기 스위치들(112, 114) 각각이 닫힌 동작 상태를 가지는 경우에 상기 제4 스위칭 뱅크를 통해 흐르는 전류의 양(예, 센싱 전류 I_SB의 양)을 나타낸다. 상기 저항(366)은, 전기 그라운드와 상기 연산 증폭기(360)의 상기 반전 단자 사이에 전기적으로 결합된다. 상기 저항(368)은, 상기 연산 증폭기(360)의 상기 반전 단자와 상기 연산 증폭기(360)의 출력 단자의 사이에 전기적으로 결합된다.
상기 연산 증폭기(362)는, 비반전 단자, 반전 단자 및 출력 단자를 포함한다. 상기 저항(372)은, 전압 서플라이(예, 5볼트 DC 기준 전압) 및 상기 전기 노드(380) 사이에 전기적으로 결합된다. 상기 저항(374)은, 상기 전기 노드(380)와 전기 그라운드 사이에 전기적으로 결합된다. 상기 전기 노드(380)는, 상기 연산 증폭기(362)의 상기 비반전 단자에 전기적으로 결합된다. 상기 연산 증폭기(362)의 상기 반전 단자는, 상기 연산 증폭기(362)의 상기 출력 단자에 전기적으로 결합된다. 상기 저항(370)은, 상기 연산 증폭기(362)의 상기 출력 단자와 상기 연산 증폭기(360)의 상기 비반전 단자의 사이에 전기적으로 결합된다.
상기 연산 증폭기(360)의 상기 출력 단자는, 전기 노드(382)에 전기적으로 결합된다. 상기 증폭기(242)는, 상기 저항(132)에 인가된 상기 제2 전압을 수신하는 것에 응답하여 상기 연산 증폭기(360)의 상기 출력 단자에서 상기 제2 증폭된 전압(V_1B)를 출력한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 평균 회로(244)는, 상기 증폭기들(240, 242)에 전기적으로 결합되고, 상기 증폭기들(240, 242)로부터 상기 제1 및 제2 증폭된 전압들(V_1A, V_1B)를 개별적으로 수신하는 것에 응답하여 평균 전압(V_AVG)을 출력한다. 상기 평균 회로(244)는, 저항들(430, 432), 버퍼(434) 및 전기 노드들(436, 438)을 포함한다. 상기 버퍼(434)는, 비반전 단자, 반전 단자 및 출력 단자를 포함한다. 상기 저항(430)은, 상기 전기 노드(282, 상기 연산 증폭기(260)의 상기 출력 단자에 전기적으로 결합됨) 및 전기 노드(436, 상기 버퍼(434)의 비반전 단자에 전기적으로 결합됨)의 사이에 전기적으로 결합된다. 상기 저항(432)은, 상기 전기 노드(436)와 상기 전기 노드(382, 상기 연산 증폭기(360)의 상기 출력 단자에 전기적으로 결합됨)의 사이에 전기적으로 결합된다. 상기 저항들(430, 432)은, 전기적으로 직렬로 결합되고, 전압 분배 회로이다. 상기 버퍼(434)의 상기 반전 단자는, 상기 버퍼(434)의 상기 출력 단자 및 상기 전기 노드(438)에 전기적으로 결합된다. 상기 버퍼(434)는, 그것의 상기 출력 단자에서 상기 평균 전압(V_AVG)를 출력한다.
상기 증폭기(246)는, 상기 전기 노드들(282, 438)에 전기적으로 결합되고, 상기 평균 회로(244)로부터의 상기 평균 전압(V_AVG) 및 상기 증폭기(240)로부터의 상기 제1 증폭된 전압(V_1A)을 수신하는 것에 응답하여 제3 증폭된 전압(V_2A)을 출력하도록 제공된다. 상기 제3 증폭된 전압(V_2A)은, 상기 평균 전압(V_AVG)과 상기 제1 증폭된 전압(V_1A) 간의 차이에 비례한다. 상기 증폭기(246)는, 저항들(450, 452, 454, 456), 연산 증폭기(460) 및 전기 노드들(462, 466)을 포함한다.
상기 저항(450)은, 상기 전기 노드(282)와 상기 연산 증폭기(460)의 반전 단자의 사이에 전기적으로 결합된다. 상기 저항(452)는, 상기 연산 증폭기(460)의 상기 반전 단자와 상기 연산 증폭기(460, 전기 노드(466)에 전기적으로 결합됨)의 출력 단자의 사이에 전기적으로 결합된다. 상기 저항(454)은, 상기 전기 노드(438)와 상기 전기 노드(464, 상기 연산 증폭기(460)의 상기 비반전 단자에도 전기적으로 결합됨)의 사이에 전기적으로 결합된다. 상기 저항(456)은, 전기 노드(464)와 전기 그라운드의 사이에 전기적으로 결합된다.
상기 연산 증폭기(460)는, 다음의 방정식: V_2A = AV2(V_AVG - V_1A)에 대응하는 상기 제3 증폭된 전압(V_2A)을 출력한다. AV2는 상기 연산 증폭기(460)의 이득이다. 상기 제3 증폭된 전압(V_2A)는, 상기 비교기(248)의 제1 입력 단자에서 수신된다.
상기 비교기(248)는, 제1 및 제2 입력 단자와 출력 단자를 가진다. 상기 비교기(248)의 상기 제1 입력 단자는, 상기 증폭기(246)의 상기 연산 증폭기(460)의 상기 출력 단자에 전기적으로 결합되고, 상기 증폭기(246)로부터 상기 제3 증폭된 전압(V_2A)을 수신한다. 상기 비교기(248)의 상기 제2 입력 단자는, 상기 마이크로컨트롤러(38)에 전기적으로 결합되고, 상기 마이크로컨트롤러(38)로부터 제1 기준 전압(TRIP_LEVEL1)을 수신한다. 상기 비교기(248)는, 상기 증폭기(246)로부터의 상기 제3 증폭된 전압(V_2A)과 상기 제1 기준 전압(TRIP_LEVEL1)의 비교에 기초하여, 그것의 상기 출력 단자 상으로 제1 모니터링 전압을 출력한다. 특히, 상기 비교기(248)는, 상기 제3 증폭된 전압(V_2A)이 상기 제1 기준 전압(TRIP_LEVEL1)보다 크거나 같은 경우, 제1 로직 전압 레벨(예, 이진값 "1"에 대응하는 높은 로직 전압 레벨)을 가지는 제1 모니터링 전압을 출력한다. 상기 제3 증폭된 전압(V_2A)이 상기 제1 기준 전압(TRIP_LEVEL1)보다 크거나 같다는 것은, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32) 내의 상기 제1 및 제4 스위칭 뱅크들 사이의 상기 불평형 전류 상태를 나타낸다. 또한, 상기 비교기(248)는, 상기 제3 증폭된 전압(V_2A)이 상기 제1 기준 전압(TRIP_LEVEL1)보다 작은 경우, 제2 로직 전압 레벨(예, 이진값 "0"에 대응하는 낮은 로직 전압 레벨)을 가지는 상기 제1 모니터링 전압을 출력한다. 상기 제3 증폭된 전압(V_2A)이 상기 제1 기준 전압(TRIP_LEVEL1)보다 작다는 것은, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32) 내의 상기 제1 및 제4 스위칭 뱅크들 사이의 평형 전류 상태를 나타낸다.
상기 비교기(250)는, 제1 및 제2 입력 단자들과 출력 단자를 가진다. 상기 비교기(250)의 상기 제1 입력 단자는, 상기 증폭기(240)의 상기 연산 증폭기(260)의 상기 출력 단자에 전기적으로 결합되고, 상기 증폭기(240)로부터 상기 제1 증폭된 전압(V_1A)을 수신한다. 상기 비교기(250)의 상기 제2 입력 단자는, 상기 마이크로컨트롤러(38)에 전기적으로 결합되고, 상기 마이크로컨트롤러(38)로부터 제2 기준 전압(TRIP_LEVEL2)을 수신한다. 상기 비교기(250)는, 상기 증폭기(240)로부터의 상기 제1 증폭된 전압(V_1A)과 상기 제2 기준 전압(TRIP_LEVEL2)의 비교에 기초하여, 그것의 상기 출력 단자 상으로 제2 모니터링 전압을 출력한다. 특히, 상기 비교기(250)는, 상기 제1 증폭된 전압(V_1A)이 상기 제2 기준 전압(TRIP_LEVEL2)보다 크거나 같은 경우, 제1 로직 전압 레벨(예, 이진값 "1"에 대응하는 높은 로직 전압 레벨)을 가지는 제2 모니터링 전압을 출력한다. 상기 제1 증폭된 전압(V_1A)이 상기 제2 기준 전압(TRIP_LEVEL2)보다 크거나 같다는 것은, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32) 내의 상기 제1 스위칭 뱅크 내의 과전류 상태를 나타낸다. 또한, 상기 비교기(250)는, 상기 제1 증폭된 전압(V_1A)이 상기 제2 기준 전압(TRIP_LEVEL2)보다 작은 경우, 제2 로직 전압 레벨(예, 이진값 "0"에 대응하는 낮은 로직 전압 레벨)을 가지는 상기 제2 모니터링 전압을 출력한다. 상기 제1 증폭된 전압(V_1A)이 상기 제2 기준 전압(TRIP_LEVEL2)보다 작다는 것은, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32) 내의 상기 제1 스위칭 뱅크 내의 수용 가능한 전류 상태(acceptable current condition)를 나타낸다.
상기 OR 로직 게이트(252)는, 제1 및 제2 입력 단자들과 출력 단자를 가진다. 상기 OR 로직 게이트(252)의 상기 제1 입력 단자는, 상기 비교기(248)의 상기 출력 단자에 전기적으로 결합되고, 상기 비교기(248)로부터 상기 제1 모니터링 전압을 수신한다. 상기 OR 로직 게이트(252)의 상기 제2 입력 단자는, 상기 비교기(250)의 상기 출력 단자에 전기적으로 결합되고, 상기 비교기(250)로부터 상기 제2 모니터링 전압을 수신한다. 상기 OR 로직 게이트(252)의 상기 출력 단자는, 상기 마이크로컨트롤러(38)에 전기적으로 결합된다. 상기 OR 로직 게이트(252)는, 상기 제1 모니터링 전압이 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지는 경우 또는 상기 제2 모니터링 전압이 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지는 경우, 상기 제1 로직 전압 레벨(예, 이진값 "1"에 대응하는 높은 로직 전압 레벨)을 가지는 제1 진단 전압(V_DIAG1)을 출력한다. 상기 제1 모니터링 전압이 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지거나 상기 제2 모니터링 전압이 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지는 것은, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32) 내의 상기 제1 및 제4 스위칭 뱅크들 간의 상기 불평형 전류 상태 또는 상기 제1 스위칭 뱅크 내의 상기 과전류 상태를 나타낸다. 또한, 상기 OR 로직 게이트(252)는, 상기 제1 모니터링 전압이 상기 제2 로직 전압 레벨을 가지고 상기 제2 모니터링 전압이 상기 제2 로직 전압 레벨을 가지는 경우, 제2 로직 전압 레벨(예, 이진값 "0"에 대응하는 낮은 로직 전압 레벨)을 가지는 상기 제1 진단 전압(V_DIAG1)을 출력한다. 상기 제1 모니터링 전압이 상기 제2 로직 전압 레벨을 가지고 상기 제2 모니터링 전압이 상기 제2 로직 전압 레벨을 가지는 것은, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32) 내의 상기 제1 및 제4 스위칭 뱅크들 사이의 평형 전류 상태 및 상기 제1 스위칭 뱅크 내의 수용 가능한 전류 상태를 나타낸다.
상기 증폭기(254)는, 상기 전기 노드들(382, 464)에 전기적으로 결합되고, 상기 평균 회로(244)로부터의 상기 평균 전압(V_AVG) 및 상기 증폭기(242)로부터의 상기 제2 증폭된 전압(V_1B)을 수신하는 것에 응답하여 제4 증폭된 전압(V_2B)를 출력하도록 제공된다. 상기 제4 증폭된 전압(V_2B)은, 상기 평균 전압(V_AVG)과 상기 제2 증폭된 전압(V_1B) 간의 차이에 비례한다. 상기 증폭기(254)는, 저항들(454, 456, 470, 472), 연산 증폭기(480) 및 전기 노드(482)를 포함한다.
상기 저항(454)은, 상기 전기 노드(438)와 상기 전기 노드(464, 상기 연산 증폭기(480)의 상기 비반전 단자에도 전기적으로 결합됨)의 사이에 전기적으로 결합된다. 상기 저항(456)은, 전기 노드(464)와 전기 그라운드의 사이에 전기적으로 결합된다.
상기 연산 증폭기(480)는, 다음의 방정식: V_2B = AV2(V_AVG - V_1B)에 대응하는 상기 제4 증폭된 전압(V_2B)을 출력한다. AV2는 상기 연산 증폭기(480)의 이득이다. 상기 제4 증폭된 전압(V_2B)는, 상기 비교기(256)의 제1 입력 단자에서 수신된다.
상기 비교기(256)는, 제1 및 제2 입력 단자와 출력 단자를 가진다. 상기 비교기(256)의 상기 제1 입력 단자는, 상기 증폭기(254)의 상기 연산 증폭기(480)의 상기 출력 단자에 전기적으로 결합되고, 상기 증폭기(254)로부터 상기 제4 증폭된 전압(V_2B)을 수신한다. 상기 비교기(256)의 상기 제2 입력 단자는, 상기 마이크로컨트롤러(38)에 전기적으로 결합되고, 상기 마이크로컨트롤러(38)로부터 상기 제1 기준 전압(TRIP_LEVEL1)을 수신한다. 상기 비교기(256)는, 상기 증폭기(254)로부터의 상기 제4 증폭된 전압(V_2B)과 상기 제1 기준 전압(TRIP_LEVEL1)의 비교에 기초하여, 그것의 상기 출력 단자 상으로 제3 모니터링 전압을 출력한다. 특히, 상기 비교기(256)는, 상기 제4 증폭된 전압(V_2B)이 상기 제1 기준 전압(TRIP_LEVEL1)보다 크거나 같은 경우, 제1 로직 전압 레벨(예, 이진값 "1"에 대응하는 높은 로직 전압 레벨)을 가지는 제3 모니터링 전압을 출력한다. 상기 제4 증폭된 전압(V_2B)이 상기 제1 기준 전압(TRIP_LEVEL1)보다 크거나 같다는 것은, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32) 내의 상기 제1 및 제4 스위칭 뱅크들 사이의 상기 불평형 전류 상태를 나타낸다. 또한, 상기 비교기(256)는, 상기 제4 증폭된 전압(V_2B)이 상기 제1 기준 전압(TRIP_LEVEL1)보다 작은 경우, 제2 로직 전압 레벨(예, 이진값 "0"에 대응하는 낮은 로직 전압 레벨)을 가지는 상기 제3 모니터링 전압을 출력한다. 상기 제4 증폭된 전압(V_2B)이 상기 제1 기준 전압(TRIP_LEVEL1)보다 작다는 것은, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32) 내의 상기 제1 및 제4 스위칭 뱅크들 사이의 평형 전류 상태를 나타낸다.
상기 비교기(257)는, 제1 및 제2 입력 단자들과 출력 단자를 가진다. 상기 비교기(257)의 상기 제1 입력 단자는, 상기 증폭기(242)의 상기 연산 증폭기(360)의 상기 출력 단자에 전기적으로 결합되고, 상기 증폭기(242)로부터 상기 제2 증폭된 전압(V_1B)을 수신한다. 상기 비교기(257)의 상기 제2 입력 단자는, 상기 마이크로컨트롤러(38)에 전기적으로 결합되고, 상기 마이크로컨트롤러(38)로부터 상기 제2 기준 전압(TRIP_LEVEL2)을 수신한다. 상기 비교기(257)는, 상기 증폭기(242)로부터의 상기 제2 증폭된 전압(V_1B)과 상기 제2 기준 전압(TRIP_LEVEL2)의 비교에 기초하여, 그것의 상기 출력 단자 상으로 제4 모니터링 전압을 출력한다. 특히, 상기 비교기(257)는, 상기 제2 증폭된 전압(V_1B)이 상기 제2 기준 전압(TRIP_LEVEL2)보다 크거나 같은 경우, 제1 로직 전압 레벨(예, 이진값 "1"에 대응하는 높은 로직 전압 레벨)을 가지는 제4 모니터링 전압을 출력한다. 상기 제2 증폭된 전압(V_1B)이 상기 제2 기준 전압(TRIP_LEVEL2)보다 크거나 같다는 것은, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32) 내의 상기 제4 스위칭 뱅크 내의 과전류 상태를 나타낸다. 또한, 상기 비교기(257)는, 상기 제2 증폭된 전압(V_1B)이 상기 제2 기준 전압(TRIP_LEVEL2)보다 작은 경우, 제2 로직 전압 레벨(예, 이진값 "0"에 대응하는 낮은 로직 전압 레벨)을 가지는 상기 제2 모니터링 전압을 출력한다. 상기 제2 증폭된 전압(V_1B)이 상기 제2 기준 전압(TRIP_LEVEL2)보다 작다는 것은, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32) 내의 상기 제4 스위칭 뱅크 내의 수용 가능한 전류 상태를 나타낸다.
상기 OR 로직 게이트(258)는, 제1 및 제2 입력 단자들과 출력 단자를 가진다. 상기 OR 로직 게이트(258)의 상기 제1 입력 단자는, 상기 비교기(256)의 상기 출력 단자에 전기적으로 결합되고, 상기 비교기(256)로부터 상기 제3 모니터링 전압을 수신한다. 상기 OR 로직 게이트(258)의 상기 제2 입력 단자는, 상기 비교기(257)의 상기 출력 단자에 전기적으로 결합되고, 상기 비교기(257)로부터 상기 제4 모니터링 전압을 수신한다. 상기 OR 로직 게이트(258)의 상기 출력 단자는, 상기 마이크로컨트롤러(38)에 전기적으로 결합된다. 상기 OR 로직 게이트(258)는, 상기 제3 모니터링 전압이 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지는 경우 또는 상기 제4 모니터링 전압이 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지는 경우, 상기 제1 로직 전압 레벨(예, 이진값 "1"에 대응하는 높은 로직 전압 레벨)을 가지는 제2 진단 전압(V_DIAG2)을 출력한다. 상기 제3 모니터링 전압이 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지거나 상기 제4 모니터링 전압이 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지는 것은, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32) 내의 상기 제1 및 제4 스위칭 뱅크들 간의 상기 불평형 전류 상태 또는 상기 제4 스위칭 뱅크 내의 상기 과전류 상태를 나타낸다. 또한, 상기 OR 로직 게이트(258)는, 상기 제3 모니터링 전압이 상기 제2 로직 전압 레벨을 가지고 상기 제4 모니터링 전압이 상기 제2 로직 전압 레벨을 가지는 경우, 제2 로직 전압 레벨(예, 이진값 "0"에 대응하는 낮은 로직 전압 레벨)을 가지는 상기 제2 진단 전압(V_DIAG2)을 출력한다. 상기 제3 모니터링 전압이 상기 제2 로직 전압 레벨을 가지고 상기 제4 모니터링 전압이 상기 제2 로직 전압 레벨을 가지는 것은, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32) 내의 상기 제1 및 제4 스위칭 뱅크들 사이의 평형 전류 상태 및 상기 제4 스위칭 뱅크 내의 수용 가능한 전류 상태를 나타낸다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 마이크로컨트롤러(38)는, 상기 스위치들(100, 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120, 122), 파워 스위치들(90, 160) 및 상기 OR 로직 게이트들(252, 254)에 동작 가능하게 결합된다. 상기 마이크로컨트롤러(38)는, 마이크로프로세서(500) 및 상기 마이크로프로세서(500)에 동작 가능하게 결합된 메모리 디바이스(502)를 포함한다. 상기 마이크로프로세서(500)는, 여기에 설명된 상기 관련된 단계들을 구현하기 위하여, 상기 메모리 디바이스(502) 내에 저장된 소프트웨어 명령들을 실행하도록 프로그램된다. 또한, 상기 메모리 다바이스(502)는, 계산된 값들과 소정의 값들을 저장한다.
상기 마이크로컨트롤러(38)는, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32) 내의 상기 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 및 제6 스위칭 뱅크들을 위한 상기 제어 신호들을 순차적으로 생성한다. 또한, 상기 마이크로컨트롤러(38)는, 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지는 상기 제1 전단 전압(V_DIAG1)에 응답하여 상기 파워 스위치(90)를 열린 동작 상태로 전환시키기 위한 제1 제어 신호를 생성한다. 또한, 상기 마이크로컨트롤러(38)는, 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지는 상기 제1 전단 전압(V_DIAG2)에 응답하여 상기 파워 스위치(160)를 상기 열린 동작 상태로 전환시키기 위한 제2 제어 신호를 생성한다.
도 4를 참조하면, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32)의 제1 스위칭 뱅크의 과전류 상태를 결정하기 위한 트립 전류에 대한 제1 증폭된 전압(V_1A)을 보여주는 그래프(600)가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 부스트 모드 동작 중에, 상기 제1 증폭된 전압(V_1A)이 상기 TRIP_LEVEL2 전압보다 큰 경우, 상기 제1 스위칭 뱅크와 상기 저항(130)을 통해 흐르는 상기 전류 I_SA는 과전류 상태를 가진다.
도 5를 참조하면, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32)의 상기 제1 및 제4 스위칭 뱅크들 내의 불평형 전류 상태를 결정하기 위한 트립 전류에 대한 제3 및 제4 증폭된 전압들(V_2A, V_2B)을 보여주는 그래프(650)가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 상기 제3 증폭된 전압(V_2A)이 상기 TRIP_LEVEL1 전압보다 큰 경우, 상기 제1 스위칭 뱅크와 상기 저항(130)을 통해 흐르는 상기 전류(I_SA)는, 상기 제4 스위칭 뱅크와 상기 저항(132)을 통해 흐르는 전류(I_SB)보다 크고, 이는 상기 제1 및 제4 스위칭 뱅크들 간의 불평형 전류 상태를 나타낸다. 또한, 상기 제4 증폭된 전압(V_2B)이 상기 TRIP_LEVEL1 전압보다 큰 경우, 상기 제4 스위칭 뱅크와 상기 저항(132)을 통해 흐르는 상기 전류(I_SB)는, 상기 제1 스위칭 뱅크와 상기 저항(130)을 통해 흐르는 전류(I_SA)보다 크고, 이는 상기 제1 및 제4 스위칭 뱅크들 간의 불평형 전류 상태를 나타낸다.
여기에 설명된 상기 전원 공급 시스템은 다른 시스템에 비하여 상당한 장점을 제공한다. 특히, 상기 전원 공급 시스템은, 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 제1 및 제2 스위칭 뱅크들 중 하나의 내의 과전류 상태가 검출 불가하더라도, 평균 전압값을 이용하여 상기 DC-DC 전압 컨버터 내에 있는 제1 및 제2 스위칭 뱅크들 내의 불평형 전류 상태를 결정할 수 있는 검출 시스템을 이용한다.
특허 청구된 발명은 단지 제한된 수의 실시예들을 참조하여 자세하게 기술되었지만, 본 발명은 그러한 개시된 실시예들에 한정되지 않는다는 것을 쉽게 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 (15)

  1. DC-DC 전압 컨버터-상기 DC-DC 전압 컨버터는 제1 및 제2 스위칭 뱅크를 가지고, 상기 제1 스위칭 뱅크는 제1 저항에 선택적으로 전기적으로 직렬로 결합되는 제1 및 제2 스위치를 가지고, 상기 제2 스위칭 뱅크는 제2 저항에 선택적으로 전기적으로 직렬로 결합되는 제3 및 제4 스위치를 가짐- 내의 불평형 전류 상태 및 과전류 상태를 결정하기 위한 검출 시스템에 있어서,
    상기 제1 스위칭 뱅크에 전기적으로 결합된 상기 제1 저항에 인가된 제1 전압을 수신하는 검출 회로;를 포함하되,
    상기 검출 회로는, 상기 제2 스위칭 뱅크에 전기적으로 결합된 상기 제2 저항에 인가된 제2 전압을 수신하고,
    상기 검출 회로는, 상기 제1 및 제2 전압을 기초로 평균 전압을 결정하고,
    상기 검출 회로는, 상기 제1 전압 및 상기 평균 전압을 기초로 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 상기 제1 및 제2 스위칭 뱅크 사이의 불평형 전류 상태 또는 상기 제1 전압을 기초로 상기 제1 스위칭 뱅크 내의 과전류 상태를 나타내는 제1 진단 전압을 출력하고,
    상기 검출 회로는, 상기 제2 전압 및 상기 평균 전압을 기초로 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 상기 제1 및 제2 스위칭 뱅크 사이의 상기 불평형 전류 상태 또는 상기 제2 전압을 기초로 상기 제2 스위칭 뱅크 내의 과전류 상태를 나타내는 제2 진단 전압을 출력하는, 검출 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 검출 회로는, 제1 증폭기, 제2 증폭기, 제3 증폭기, 평균 회로, 제1 비교기, 제2 비교기 및 제1 OR 로직 게이트를 더 포함하고,
    상기 제1 증폭기는, 상기 제1 저항에 인가된 상기 제1 전압을 수신하는 것에 응답하여 제1 증폭된 전압을 출력하고,
    상기 제2 증폭기는, 상기 제2 저항에 인가된 상기 제2 전압을 수신하는 것에 응답하여 제2 증폭된 전압을 출력하고,
    상기 평균 회로는, 상기 제1 증폭기 및 상기 제2 증폭기 각각으로부터의 상기 제1 증폭된 전압 및 상기 제2 증폭된 전압을 수신하는 것에 응답하여 평균 전압을 출력하고,
    상기 제3 증폭기는, 상기 평균 회로로부터의 상기 평균 전압 및 상기 제1 증폭기로부터의 상기 제1 증폭된 전압을 수신하는 것에 응답하여 제3 증폭된 전압을 출력하되, 상기 제3 증폭된 전압은 상기 평균 전압과 상기 제1 증폭된 전압 간의 차이에 비례하고,
    상기 제1 비교기는, 상기 제3 증폭기로부터의 상기 제3 증폭된 전압과 제1 기준 전압을 수신하는 것에 응답하여 제1 모니터링 전압을 출력하되, 상기 제1 모니터링 전압은 상기 제3 증폭된 전압이 상기 제1 기준 전압 이상인 경우 제1 로직 전압 레벨을 가지고, 상기 제3 증폭된 전압이 상기 제1 기준 전압 이상인 것은 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 상기 제1 및 제2 스위칭 뱅크 사이의 상기 불평형 전류 상태를 나타내고,
    상기 제2 비교기는, 상기 제1 증폭기로부터의 상기 제1 증폭된 전압과 제2 기준 전압을 수신하는 것에 응답하여 제2 모니터링 전압을 출력하되, 상기 제2 모니터링 전압은 상기 제1 증폭된 전압이 상기 제2 기준 전압 이상인 경우 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지고, 상기 제1 증폭된 전압이 상기 제2 기준 전압 이상인 것은 상기 제1 스위칭 뱅크 내의 상기 과전류 상태를 나타내고,
    상기 제1 OR 로직 게이트는, 상기 제1 및 제2 모니터링 전압을 기초로 상기 제1 진단 전압을 출력하되, 상기 제1 진단 전압은 상기 제1 모니터링 전압이 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지는 경우 또는 상기 제2 모니터링 전압이 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지는 경우, 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 상기 제1 및 제2 스위칭 뱅크 사이의 상기 불평형 전류 상태 또는 상기 제1 스위칭 뱅크 내의 상기 과전류 상태를 나타내는 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지는, 검출 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제3 증폭된 전압은,
    상기 제3 증폭기의 제1 전압 이득이 곱해진, 상기 평균 전압과 상기 제1 증폭된 전압의 차이에 대응하는, 검출 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 검출 회로는, 제4 증폭기, 제3 및 제4 비교기 및 제2 OR 로직 게이트;를 더 포함하되,
    상기 제4 증폭기는, 상기 평균 회로로부터의 상기 평균 전압 및 상기 제2 증폭기로부터의 상기 제2 증폭된 전압을 수신하는 것에 응답하여 제4 증폭된 전압을 출력하되, 상기 제4 증폭된 전압은 상기 평균 전압과 상기 제2 증폭된 전압의 차이에 비례하고,
    상기 제3 비교기는, 상기 제4 증폭기로부터의 상기 제4 증폭된 전압과 상기 제1 기준 전압을 수신하는 것에 응답하여 제3 모니터링 전압을 출력하되, 상기 제3 모니터링 전압은 상기 제4 증폭된 전압이 상기 제1 기준 전압 이상이면 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지고, 상기 제4 증폭된 전압이 상기 제1 기준 전압 이상인 것은 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 상기 제1 및 제2 스위칭 뱅크 사이의 상기 불평형 전류 상태를 나타내고,
    상기 제4 비교기는, 상기 제2 증폭기로부터의 상기 제2 증폭된 전압과 상기 제2 기준 전압을 수신하는 것에 응답하여 제4 모니터링 전압을 출력하되, 상기 제4 모니터링 전압은 상기 제2 증폭된 전압이 상기 제2 기준 전압 이상이면 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지고, 상기 제2 증폭된 전압이 상기 제2 기준 전압 이상인 것은 상기 제2 스위칭 뱅크 내의 상기 과전류 상태를 나타내고,
    상기 제2 OR 로직 게이트는, 상기 제3 및 제4 모니터링 전압을 기초로 상기 제2 진단 전압을 출력하되, 상기 제2 진단 전압은 상기 제3 모니터링 전압이 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지는 경우 또는 상기 제4 모니터링 전압이 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지는 경우, 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 상기 제1 및 제2 스위칭 뱅크 사이의 상기 불평형 전류 상태 또는 상기 제2 스위칭 뱅크 내의 상기 과전류 상태를 나타내는 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지는, 검출 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제4 증폭된 전압은,
    상기 평균 전압과 상기 제2 증폭된 전압의 차이에 대응하는, 검출 시스템.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제1 증폭기는,
    상기 제1 스위칭 뱅크의 상기 제1 및 제2 스위치 각각이 제1 시간에 상기 닫힌 동작 상태를 가지는 경우, 상기 제1 전압을 수신하는, 검출 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 증폭기는,
    상기 제1 스위칭 뱅크의 상기 제1 및 제2 스위치 각각이 제1 시간에 상기 닫힌 동작 상태를 가지는 경우, 상기 제2 전압을 수신하는, 검출 시스템.
  8. 전원 공급 시스템에 있어서,
    제1 스위칭 뱅크, 제2 스위칭 뱅크, 제1 저항, 제2 저항, 제1 전기 코일, 제2 전기 코일, 제1 파워 스위치, 제2 파워 스위치, 제1 배터리 및 제2 배터리를 가지는 DC-DC 전압 컨버터;를 포함하고,
    상기 제1 스위칭 뱅크는, 상기 제1 저항에 선택적으로 전기적으로 직렬로 결합되는 제1 및 제2 스위치를 가지고,
    상기 제2 스위칭 뱅크는, 상기 제2 저항에 선택적으로 전기적으로 직렬로 결합되는 제3 및 제4 스위치를 가지고,
    상기 제1 전기 코일은, 제1 및 제2 엔드를 가지고, 상기 제1 전기 코일의 상기 제1 엔드는 상기 제1 및 제2 스위치의 사이에 배치된 제1 전기 노드에 전기적으로 결합되고, 상기 제1 전기 코일의 상기 제2 엔드는 제2 전기 노드에 전기적으로 결합되고,
    상기 제2 전기 코일은, 제1 및 제2 엔드를 가지고, 상기 제2 전기 코일의 상기 제1 엔드는 상기 제3 및 제4 스위치의 사이에 배치된 제3 전기 노드에 전기적으로 결합되고, 상기 제2 전기 코일의 상기 제2 엔드는 상기 제2 전기 노드에 전기적으로 결합되고,
    제1 파워 스위치는, 제1 및 제2 단자를 가지고, 상기 제1 파워 스위치의 상기 제1 단자는 상기 제1 배터리에 전기적으로 결합되고, 상기 제1 파워 스위치의 상기 제2 단자는 상기 제1 스위칭 뱅크의 상기 제1 스위치와 상기 제2 스위칭 뱅크의 상기 제3 스위치에 전기적으로 결합되고,
    제2 파워 스위치는, 제1 및 제2 단자를 가지고, 상기 제2 파워 스위치의 상기 제1 단자는 상기 제2 전기 노드에 전기적으로 결합되고, 상기 제2 파워 스위치의 상기 제2 단자는 상기 제2 배터리에 전기적으로 결합되고,
    상기 제1 스위칭 뱅크에 전기적으로 결합된 상기 제1 저항에 인가된 제1 전압을 수신하는 검출 회로;를 더 포함하고,
    상기 검출 회로는, 상기 제2 스위칭 뱅크에 전기적으로 결합된 상기 제2 저항에 인가된 제2 전압을 수신하고,
    상기 검출 회로는, 상기 제1 및 제2 전압을 기초로 평균 전압을 결정하고,
    상기 검출 회로는, 상기 제1 전압 및 상기 평균 전압을 기초로 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 상기 제1 및 제2 스위칭 뱅크 사이의 불평형 전류 상태 또는 상기 제1 전압을 기초로 상기 제1 스위칭 뱅크 내의 과전류 상태를 나타내는 제1 진단 전압을 출력하고,
    상기 검출 회로는, 상기 제2 전압 및 상기 평균 전압을 기초로 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 상기 제1 및 제2 스위칭 뱅크 사이의 상기 불평형 전류 상태 또는 상기 제2 전압을 기초로 상기 제2 스위칭 뱅크 내의 과전류 상태를 나타내는 제2 진단 전압을 출력하는, 전원 공급 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 검출 회로는, 제1 증폭기, 제2 증폭기, 제3 증폭기, 평균 회로, 제1 비교기, 제2 비교기 및 제1 OR 로직 게이트를 더 포함하고,
    상기 제1 증폭기는, 상기 제1 저항에 인가된 상기 제1 전압을 수신하는 것에 응답하여 제1 증폭된 전압을 출력하고,
    상기 제2 증폭기는, 상기 제2 저항에 인가된 상기 제2 전압을 수신하는 것에 응답하여 제2 증폭된 전압을 출력하고,
    상기 평균 회로는, 상기 제1 증폭기 및 상기 제2 증폭기 각각으로부터의 상기 제1 증폭된 전압 및 상기 제2 증폭된 전압을 수신하는 것에 응답하여 평균 전압을 출력하고,
    상기 제3 증폭기는, 상기 평균 회로로부터의 상기 평균 전압 및 상기 제1 증폭기로부터의 상기 제1 증폭된 전압을 수신하는 것에 응답하여 제3 증폭된 전압을 출력하되, 상기 제3 증폭된 전압은 상기 평균 전압과 상기 제1 증폭된 전압 간의 차이에 비례하고,
    상기 제1 비교기는, 상기 제3 증폭기로부터의 상기 제3 증폭된 전압과 제1 기준 전압을 수신하는 것에 응답하여 제1 모니터링 전압을 출력하되, 상기 제1 모니터링 전압은 상기 제3 증폭된 전압이 상기 제1 기준 전압 이상인 경우 제1 로직 전압 레벨을 가지고, 상기 제3 증폭된 전압이 상기 제1 기준 전압 이상인 것은 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 상기 제1 및 제2 스위칭 뱅크 사이의 상기 불평형 전류 상태를 나타내고,
    상기 제2 비교기는, 상기 제1 증폭기로부터의 상기 제1 증폭된 전압과 제2 기준 전압을 수신하는 것에 응답하여 제2 모니터링 전압을 출력하되, 상기 제2 모니터링 전압은 상기 제1 증폭된 전압이 상기 제2 기준 전압 이상인 경우 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지고, 상기 제1 증폭된 전압이 상기 제2 기준 전압 이상인 것은 상기 제1 스위칭 뱅크 내의 상기 과전류 상태를 나타내고,
    상기 제1 OR 로직 게이트는, 상기 제1 및 제2 모니터링 전압을 기초로 상기 제1 진단 전압을 출력하되, 상기 제1 진단 전압은 상기 제1 모니터링 전압이 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지는 경우 또는 상기 제2 모니터링 전압이 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지는 경우, 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 상기 제1 및 제2 스위칭 뱅크 사이의 상기 불평형 전류 상태 또는 상기 제1 스위칭 뱅크 내의 상기 과전류 상태를 나타내는 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지는, 전원 공급 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제3 증폭된 전압은,
    상기 제3 증폭기의 제1 전압 이득이 곱해진, 상기 평균 전압과 상기 제1 증폭된 전압 사이의 차이에 대응하는, 전원 공급 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 검출 회로는, 제4 증폭기, 제3 및 제4 비교기 및 제2 OR 로직 게이트;를 더 포함하되,
    상기 제4 증폭기는, 상기 평균 회로로부터의 상기 평균 전압 및 상기 제2 증폭기로부터의 상기 제2 증폭된 전압을 수신하는 것에 응답하여 제4 증폭된 전압을 출력하되, 상기 제4 증폭된 전압은 상기 평균 전압과 상기 제2 증폭된 전압의 차이에 비례하고,
    상기 제3 비교기는, 상기 제4 증폭기로부터의 상기 제4 증폭된 전압과 상기 제1 기준 전압을 수신하는 것에 응답하여 제3 모니터링 전압을 출력하되, 상기 제3 모니터링 전압은 상기 제4 증폭된 전압이 상기 제1 기준 전압 이상이면 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지고, 상기 제4 증폭된 전압이 상기 제1 기준 전압 이상인 것은 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 상기 제1 및 제2 스위칭 뱅크 사이의 상기 불평형 전류 상태를 나타내고,
    상기 제4 비교기는, 상기 제2 증폭기로부터의 상기 제2 증폭된 전압과 상기 제2 기준 전압을 수신하는 것에 응답하여 제4 모니터링 전압을 출력하되, 상기 제4 모니터링 전압은 상기 제2 증폭된 전압이 상기 제2 기준 전압 이상이면 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지고, 상기 제2 증폭된 전압이 상기 제2 기준 전압 이상인 것은 상기 제2 스위칭 뱅크 내의 상기 과전류 상태를 나타내고,
    상기 제2 OR 로직 게이트는, 상기 제3 및 제4 모니터링 전압을 기초로 상기 제2 진단 전압을 출력하되, 상기 제2 진단 전압은 상기 제3 모니터링 전압이 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지는 경우 또는 상기 제4 모니터링 전압이 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지는 경우, 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 상기 제1 및 제2 스위칭 뱅크 사이의 상기 불평형 전류 상태 또는 상기 제2 스위칭 뱅크 내의 상기 과전류 상태를 나타내는 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지는, 전원 공급 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제4 증폭된 전압은,
    상기 평균 전압과 상기 제2 증폭된 전압 사이의 차이에 대응하는, 전원 공급 시스템.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 제1 증폭기는,
    상기 제1 스위칭 뱅크의 상기 제1 및 제2 스위치 각각이 제1 시간에 상기 닫힌 동작 상태를 가지는 경우, 상기 제1 전압을 수신하는, 전원 공급 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 증폭기는,
    상기 제1 스위칭 뱅크의 상기 제1 및 제2 스위치 각각이 상기 제1 시간에 상기 닫힌 동작 상태를 가지는 경우, 상기 제2 전압을 수신하는, 전원 공급 시스템.
  15. 제10항에 있어서,
    마이크로컨트롤러;를 더 포함하되,
    상기 마이크로컨트롤러는, 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지는 상기 제1 진단 전압에 응답하여 상기 제1 파워 스위치를 열린 동작 상태로 전이시키기 위하여 제1 제어 신호를 생성하고,
    상기 마이크로컨트롤러는, 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지는 상기 제2 진단 전압에 응답하여 상기 제2 파워 스위치를 열린 동작 상태로 전이시키기 위하여 제2 제어 신호를 생성하는, 전원 공급 시스템.
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