Dc/dc轉(zhuǎn)換器的黑盒故障記錄功能的制作方法
【專利摘要】用于寫入關(guān)于功率轉(zhuǎn)換器（11）的操作的狀態(tài)數(shù)據(jù)的方法，該功率轉(zhuǎn)換器為了將輸入電壓（13）轉(zhuǎn)換成輸出電壓（14）而提供并且其包括用于控制功率轉(zhuǎn)換器的操作的數(shù)字控制器（16），該數(shù)字控制器由輸入電壓供電。根據(jù)方法，重復(fù)接收與功率轉(zhuǎn)換器的操作有關(guān)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，重復(fù)接收輸入電壓的水平的測量，提供閾值電壓水平，在接收時將輸入電壓的每個接收測量與閾值電壓水平比較，以及在輸入電壓的接收測量達(dá)不到閾值電壓水平時將狀態(tài)數(shù)據(jù)中的至少一些寫入非易失性存儲介質(zhì)（24）。
【專利說明】
DC/DC轉(zhuǎn)換器的黑盒故障記錄功能
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]技術(shù)領(lǐng)域涉及數(shù)字控制的功率轉(zhuǎn)換器。
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)字控制的和可配置功率轉(zhuǎn)換器的到來帶來了大量操作狀態(tài)和故障處理的可能性。如果這樣的功率轉(zhuǎn)換器由于任何原因關(guān)閉，知道其原因?qū)嶋H上是不可能的，除非硬件部件損壞。
[0003]現(xiàn)有的解決方案使用依靠外部主機(jī)的方案，其響應(yīng)于關(guān)閉而在例如閃速存儲器等存儲介質(zhì)上存儲狀態(tài)數(shù)據(jù)，借助于其可找到關(guān)閉的原因。不斷在閃速存儲器上存儲狀態(tài)數(shù)據(jù)不是選項，因為這將在短時間內(nèi)用壞閃速存儲器，因為閃速存儲器具有有限數(shù)量的寫周期，例如典型地大約20000個寫周期。
[0004]另一個解決方案是使用保持電容器以在存儲狀態(tài)數(shù)據(jù)期間保持通電，但那些需要空間且昂貴并且在許多應(yīng)用中可能不是選項。
[0005]微控制器提供有稱為“掉電”特征的內(nèi)置特征，從而允許在微控制器由于低電壓供應(yīng)而復(fù)位之前執(zhí)行一些動作，這是常見的。然而，可用時間典型地將太短而不能在閃速存儲器上存儲狀態(tài)數(shù)據(jù)，使得借助于狀態(tài)數(shù)據(jù)可以找到關(guān)閉原因。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]目的是提供這樣的方法，憑借其由到功率轉(zhuǎn)換器的輸入電壓供電的功率轉(zhuǎn)換器的數(shù)字控制器可以在功率轉(zhuǎn)換器-并且從而數(shù)字控制器的任何關(guān)閉之前立即將與功率轉(zhuǎn)換器的操作有關(guān)的狀態(tài)數(shù)據(jù)寫入非易失性存儲介質(zhì)，其中狀態(tài)數(shù)據(jù)可以用于故障檢測和分析目的，并且該方法不需要使用外部主機(jī)或保持電容器。
[0007]第一方面指用于寫入與功率轉(zhuǎn)換器的操作有關(guān)的狀態(tài)數(shù)據(jù)的方法，該功率轉(zhuǎn)換器為了將輸入電壓轉(zhuǎn)換成輸出電壓而提供，并且該功率轉(zhuǎn)換器包括用于控制功率轉(zhuǎn)換器的操作的數(shù)字控制器，其中該數(shù)字控制器由輸入電壓供電。根據(jù)方法，與功率轉(zhuǎn)換器的操作有關(guān)的狀態(tài)數(shù)據(jù)被重復(fù)接收，輸入電壓的輸入電壓的測量被重復(fù)接收，提供閾值電壓水平，在接收時將輸入電壓的每個接收測量與閾值電壓水平比較，并且狀態(tài)數(shù)據(jù)中的至少一些在輸入電壓的接收測量達(dá)不到閾值電壓水平時被寫入非易失性存儲介質(zhì)。
[0008]在輸入電壓的接收測量達(dá)不到閾值電壓水平時，這是功率轉(zhuǎn)換器馬上要關(guān)閉的指示，并且觸發(fā)狀態(tài)數(shù)據(jù)到非易失性存儲介質(zhì)的寫入。稍后可以為了與黑盒或飛行記錄儀的相似的失效和分析目的來檢索狀態(tài)數(shù)據(jù)。
[0009]輸入電壓的每個接收測量與之比較的閾值電壓水平可以在輸入電壓的標(biāo)稱水平的約50%與95%之間、約60%與90%之間或約75%與90%之間。閾值電壓水平設(shè)置為假關(guān)閉檢測的數(shù)量(其隨減小的閾值電壓水平而減小)與在數(shù)字控制器復(fù)位之前沒有足夠時間將狀態(tài)數(shù)據(jù)寫入非易失性存儲介質(zhì)的風(fēng)險(其隨增加的閾值電壓水平而減小)之間的權(quán)衡。
[0010]記錄的狀態(tài)數(shù)據(jù)可包括電流、電壓和/或溫度的感測值;操作參數(shù);和/或錯誤和/或狀態(tài)代碼，例如總操作小時數(shù)、最大溫度和它的持續(xù)時間、感測的最大電壓/電流和失效的本質(zhì)，例如過電壓、欠電壓或過電流。
[0011]寫入非易失性存儲介質(zhì)的狀態(tài)數(shù)據(jù)可包括最后記錄的狀態(tài)數(shù)據(jù)。
[0012]另外或備選地，寫入非易失性存儲介質(zhì)的狀態(tài)數(shù)據(jù)中的至少一些可包括最后記錄的狀態(tài)數(shù)據(jù)，其與功率轉(zhuǎn)換器的無故障操作有關(guān)。
[0013]功率轉(zhuǎn)換器可以是DC-DC降壓轉(zhuǎn)換器，其中輸入和輸出電壓小于約100V、小于約60V或在約10至50V之間。在一個示例實施例中，DC-DC降壓轉(zhuǎn)換器配置成使48V的輸入電壓下降轉(zhuǎn)換成12V的輸出電壓。
[0014]狀態(tài)數(shù)據(jù)中的至少一些寫入的非易失性存儲介質(zhì)可以是EEPROM(電可擦除可編程只讀存儲器)或閃速存儲器。
[0015]第二方面指計算機(jī)程序，其包括計算機(jī)程序代碼，該計算機(jī)程序代碼在數(shù)字控制器上運行時促使該數(shù)據(jù)控制器執(zhí)行第一方面的方法。
[0016]第三方面指計算機(jī)程序產(chǎn)品，其包括第二方面的計算機(jī)程序和其中存儲計算機(jī)程序的計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)。
[0017]第四方面指數(shù)字控制器，其具有其中安裝的第二方面的計算機(jī)程序。
[0018]第五方面指用于控制為了將輸入電壓轉(zhuǎn)換成輸出電壓而提供的功率轉(zhuǎn)換器的操作的數(shù)字控制器。該數(shù)字控制器由輸入電壓供電并且包括非易失性存儲介質(zhì)、狀態(tài)數(shù)據(jù)記錄模塊、輸入電壓監(jiān)測模塊和非易失性存儲介質(zhì)寫入模塊。
[0019]狀態(tài)數(shù)據(jù)記錄模塊配置成重復(fù)接收與功率轉(zhuǎn)換器的操作有關(guān)的狀態(tài)數(shù)據(jù)并且記錄狀態(tài)數(shù)據(jù)。輸入電壓監(jiān)測模塊配置成重復(fù)接收輸入電壓水平的測量、在接收時將輸入電壓的每個接收測量與閾值電壓水平比較以及指示輸入電壓的接收測量何時達(dá)不到閾值電壓水平。非易失性存儲介質(zhì)寫入模塊配置成響應(yīng)于輸入電壓監(jiān)測模塊指示輸入電壓的接收測量達(dá)不到閾值電壓水平而將狀態(tài)數(shù)據(jù)中的至少一些寫入非易失性存儲介質(zhì)。
[0020]數(shù)字控制器可配置成執(zhí)行如在上文參考第一方面公開的方法或功能中的任一個。
[0021]第六方面指用于將輸入電壓轉(zhuǎn)換成輸出電壓的功率轉(zhuǎn)換器，其包括第五方面的數(shù)字控制器。功率轉(zhuǎn)換器可以是例如DC-DC降壓轉(zhuǎn)換器并且輸入和輸出電壓可以小于約100V、小于約60V或在約10與50V之間。
[0022]第七方面指基站，其包括第六方面的功率轉(zhuǎn)換器。
[0023]用于監(jiān)測輸入電壓并且響應(yīng)于此將狀態(tài)數(shù)據(jù)寫入非易失性存儲介質(zhì)的方法高效、簡單、便宜且可靠。此外，它可以是軟件實現(xiàn)的并且不需要使用保持電容器或因此所需要的空間。
[0024]另外的特性和優(yōu)勢將從下文給出的實施例的詳細(xì)描述以及僅通過圖示給出的附圖1-5顯而易見。
【附圖說明】
[0025]圖1示意圖示數(shù)字控制功率轉(zhuǎn)換器的實施例。
[0026]圖2示意圖示數(shù)字控制器的實施例。
[0027]圖3是用于寫入狀態(tài)數(shù)據(jù)的方法的實施例的示意流程圖方案。
[0028]圖4示意圖示計算機(jī)程序產(chǎn)品的實施例。
[0029]圖5不意圖不基站的實施例。
【具體實施方式】
[0030]圖1示意圖示數(shù)字控制功率轉(zhuǎn)換器11，其包括用于將輸入電壓13轉(zhuǎn)換成輸出電壓14的轉(zhuǎn)換器12、用于驅(qū)動轉(zhuǎn)換器12的驅(qū)動器15、用于控制驅(qū)動器15并且從而控制轉(zhuǎn)換器12的操作的數(shù)字控制器16以及另外的轉(zhuǎn)換器17，用于將輸入電壓13下降轉(zhuǎn)換成適合于數(shù)字控制器16的電壓，使得數(shù)字控制器16可以被輸入電壓13供電。
[0031]數(shù)字控制功率轉(zhuǎn)換器可以是DC-DC降壓轉(zhuǎn)換器，其典型地以小于約100V、小于約60V或在約10與50V之間的輸入13和輸出14電壓操作。
[0032]數(shù)字控制器16(其在圖2中更詳細(xì)示出)包括狀態(tài)數(shù)據(jù)記錄模塊21、輸入電壓監(jiān)測模塊22、非易失性存儲介質(zhì)寫入模塊23和非易失性存儲介質(zhì)24。狀態(tài)數(shù)據(jù)記錄模塊21、輸入電壓監(jiān)測模塊22和非易失性存儲介質(zhì)寫入模塊23可以是基于微控制器的數(shù)字控制器16中的軟件實現(xiàn)的模塊。
[0033]非易失性存儲介質(zhì)24是快速存儲介質(zhì)，其甚至可以在到數(shù)字控制器的電力被切斷時存儲數(shù)據(jù)，例如EEPROM或閃速存儲器。
[0034]狀態(tài)數(shù)據(jù)記錄模塊21配置成重復(fù)接收與功率轉(zhuǎn)換器11的操作有關(guān)的狀態(tài)數(shù)據(jù)并且記錄這些狀態(tài)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)可包括感測的電流、電壓和/或溫度;操作參數(shù);和/或錯誤和/或狀態(tài)代碼。
[0035]輸入電壓監(jiān)測模塊22配置成重復(fù)接收輸入電壓13的水平的測量;在接收時將輸入電壓13的每個接收測量與閾值電壓水平比較；以及指示輸入電壓13的接收測量何時達(dá)不到閾值電壓水平。
[0036]非易失性存儲介質(zhì)寫入模塊23配置成響應(yīng)于輸入電壓監(jiān)測模塊22指示輸入電壓13的接收測量達(dá)不到閾值電壓水平而將狀態(tài)數(shù)據(jù)中的至少一些寫入非易失性存儲介質(zhì)24。寫入非易失性存儲介質(zhì)24的數(shù)據(jù)可包括最后接收的狀態(tài)數(shù)據(jù)和/或最后接收的狀態(tài)數(shù)據(jù)，其與功率轉(zhuǎn)換器11的無故障操作有關(guān)。
[0037]輸入電壓監(jiān)測模塊22可配置成將閾值電壓水平作為位于輸入電壓13的標(biāo)稱水平的約50%與95%之間、約60%與90%之間或約75%與90%之間提供。
[0038]憑借上文公開的數(shù)字控制器16，可在功率轉(zhuǎn)換器并且從而數(shù)字控制器關(guān)閉之前將狀態(tài)數(shù)據(jù)寫入非易失性存儲介質(zhì)。監(jiān)測輸入電壓并且輸入電壓一降至閾值電壓水平以下，就將狀態(tài)數(shù)據(jù)寫入非易失性存儲介質(zhì)。選擇閾值電壓水平使得獲得關(guān)閉的合適指示，同時應(yīng)仍然有足夠的時間來寫入狀態(tài)數(shù)據(jù)。
[0039]圖3是用于寫入與功率轉(zhuǎn)換器的操作有關(guān)的狀態(tài)數(shù)據(jù)的方法的示意流程圖方案，該功率轉(zhuǎn)換器為了將輸入電壓轉(zhuǎn)換成輸出電壓而提供并且其包括用于控制功率轉(zhuǎn)換器的操作的數(shù)字控制器，其中該數(shù)字控制器僅僅由輸入電壓供電。功率轉(zhuǎn)換器裝置可以是以100V以下電壓操作的DC-DC轉(zhuǎn)換器裝置。
[0040]根據(jù)在數(shù)字控制器中執(zhí)行的方法，與功率轉(zhuǎn)換器的操作有關(guān)的狀態(tài)數(shù)據(jù)在步驟31中被重復(fù)接收。狀態(tài)數(shù)據(jù)可包括如參考圖1-2公開的數(shù)據(jù)。
[0041 ]輸入電壓水平的測量在步驟32中被重復(fù)接收并且在步驟33中提供閾值電壓水平，例如從存儲器接收或檢索。輸入電壓的每個接收測量在接收時在步驟34中與閾值電壓水平比較并且在輸入電壓的接收測量達(dá)不到閾值電壓水平時在步驟35中將狀態(tài)數(shù)據(jù)中的至少一些寫入非易失性存儲介質(zhì)。寫入非易失性存儲介質(zhì)的數(shù)據(jù)可以是參考圖1-2公開的數(shù)據(jù)。
[0042]非易失性存儲介質(zhì)可以是EEPROM或閃速存儲器。
[0043]接收輸入電壓水平的測量所利用的頻率以及閾值電壓水平可以是如參考圖1-2公開的。
[0044]圖4示意圖示計算機(jī)程序產(chǎn)品41，例如盤，其包括計算機(jī)程序42和其中存儲計算機(jī)程序42的計算機(jī)可讀結(jié)構(gòu)43。計算機(jī)程序包括計算機(jī)程序代碼，其在數(shù)字控制器上運行時促使該數(shù)字控制器執(zhí)行如參考圖3公開的方法。
[0045]圖5示意圖示基站51，其包括提供有數(shù)字控制器的功率轉(zhuǎn)換器11，其中功率轉(zhuǎn)換器和數(shù)字控制器16與如上文公開的這些設(shè)備中的任一個相同。
[0046]本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員將意識到本文公開的實施例可組合來形成落入權(quán)利要求條款內(nèi)的另外的實施例，并且任何細(xì)節(jié)和測量純粹僅僅作為示例給出。
【主權(quán)項】
1.一種用于寫入與功率轉(zhuǎn)換器(I I)的操作有關(guān)的狀態(tài)數(shù)據(jù)的方法，所述功率轉(zhuǎn)換器為了將輸入電壓(13)轉(zhuǎn)換成輸出電壓(14)而提供并且所述功率轉(zhuǎn)換器包括用于控制所述功率轉(zhuǎn)換器的操作的數(shù)字控制器(16)，所述數(shù)字控制器由所述輸入電壓供電并且所述方法包括在所述數(shù)字控制器中執(zhí)行的下列步驟: -重復(fù)接收(31)與所述功率轉(zhuǎn)換器的操作有關(guān)的狀態(tài)數(shù)據(jù)； -重復(fù)接收(32 )所述輸入電壓的水平的測量； -提供(33)閾值電壓水平； -在接收時將所述輸入電壓的每個接收測量與所述閾值電壓水平比較(34);以及 -在所述輸入電壓的接收測量達(dá)不到所述閾值電壓水平時將所述狀態(tài)數(shù)據(jù)中的至少一些寫入(35)非易失性存儲介質(zhì)(24)。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述輸入電壓的每個接收測量與之比較的閾值電壓水平在所述輸入電壓的標(biāo)稱水平的約50%與95%之間、更優(yōu)選地約60%與90%之間并且最優(yōu)選地約75%與90%之間。3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述功率轉(zhuǎn)換器是DC-DC降壓轉(zhuǎn)換器，關(guān)于所述功率轉(zhuǎn)換器所述狀態(tài)數(shù)據(jù)中的所述至少一些被寫入。4.如權(quán)利要求1-3中任一項所述的方法，其中所述輸入和輸出電壓小于約100V、優(yōu)選地小于約60V并且最優(yōu)選地在約10與50V之間。5.如權(quán)利要求1-4中任一項所述的方法，其中寫入所述非易失性存儲介質(zhì)的所述狀態(tài)數(shù)據(jù)中的所述至少一些包括感測的電流、電壓和/或溫度的值;操作參數(shù);和/或錯誤和/或錯誤和/或狀態(tài)代碼。6.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的方法，其中寫入所述非易失性存儲介質(zhì)的所述狀態(tài)數(shù)據(jù)中的所述至少一些包括最后接收的狀態(tài)數(shù)據(jù)。7.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的方法，其中寫入所述非易失性存儲介質(zhì)的所述狀態(tài)數(shù)據(jù)中的所述至少一些包括最后接收的狀態(tài)數(shù)據(jù)，其與所述功率轉(zhuǎn)換器的無故障操作有關(guān)。8.如權(quán)利要求1-7中任一項所述的方法，其中所述狀態(tài)數(shù)據(jù)中的至少一些寫入的所述非易失性存儲介質(zhì)是EEPROM或閃速存儲器。9.一種計算機(jī)程序，其包括計算機(jī)程序代碼，所述計算機(jī)程序代碼在數(shù)字控制器上運行時促使所述數(shù)字控制器執(zhí)行如權(quán)利要求1-8中任一項所述的方法。10.—種計算機(jī)程序產(chǎn)品(41)，其包括如權(quán)利要求9所述的計算機(jī)程序(42)和其中存儲所述計算機(jī)程序的計算機(jī)可讀結(jié)構(gòu)(43)。11.一種數(shù)字控制器(16)，其具有其中安裝的如權(quán)利要求9所述的計算機(jī)程序。12.—種用于控制功率轉(zhuǎn)換器(11)的操作的數(shù)字控制器(16)，所述功率轉(zhuǎn)換器為了將輸入電壓(13)轉(zhuǎn)換成輸出電壓(14)而提供，其中所述數(shù)字控制器由所述輸入電壓供電并且所述數(shù)字轉(zhuǎn)換器包括: -非易失性存儲介質(zhì)(24); -狀態(tài)數(shù)據(jù)記錄模塊(21)，其配置成重復(fù)接收與所述功率轉(zhuǎn)換器的操作有關(guān)的狀態(tài)數(shù)據(jù)并且記錄所述狀態(tài)數(shù)據(jù)； -輸入電壓監(jiān)測模塊(22)，其配置成重復(fù)接收所述輸入電壓的水平的測量;在接收時將所述輸入電壓的每個接收測量與閾值電壓水平比較；以及指示所述輸入電壓的接收測量何時達(dá)不到所述閾值電壓水平；以及 -非易失性存儲介質(zhì)寫入模塊(23)，其配置成響應(yīng)于所述輸入電壓監(jiān)測模塊指示所述輸入電壓的接收測量達(dá)不到所述閾值電壓水平而將所述狀態(tài)數(shù)據(jù)中的至少一些寫入所述非易失性存儲介質(zhì)。13.如權(quán)利要求12所述的數(shù)字控制器，其中所述非易失性存儲介質(zhì)寫入模塊配置成將閾值電壓水平作為位于所述輸入電壓的標(biāo)稱水平的約50%與95%之間、更優(yōu)選地約60%與90%之間以及最優(yōu)選地約75%與90%之間提供。14.如權(quán)利要求12或13所述的數(shù)字控制器，其中所述狀態(tài)數(shù)據(jù)中的所述至少一些包括電流、電壓和/或溫度的感測值;操作參數(shù);和/或錯誤和/或狀態(tài)代碼。15.—種用于將輸入電壓(I3)轉(zhuǎn)換成輸出電壓(14)的功率轉(zhuǎn)換器(11)，其包括如權(quán)利要求12-14中任一項所述的數(shù)字控制器。16.如權(quán)利要求15所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中所述功率轉(zhuǎn)換器是DC-DC降壓轉(zhuǎn)換器并且所述輸入和輸出電壓小于約100V、優(yōu)選地小于約60V并且最優(yōu)選地在約1V與50V之間。17.—種基站(51)，其包括如權(quán)利要求15或16所述的功率轉(zhuǎn)換器。
【文檔編號】H02M1/00GK105900322SQ201480073200
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年1月14日
【發(fā)明人】F.瓦勒多
【申請人】瑞典愛立信有限公司