Dc/dc轉換器的黑盒故障記錄功能的制作方法
【專利摘要】用于寫入關于功率轉換器（11）的操作的狀態數據的方法，該功率轉換器為了將輸入電壓（13）轉換成輸出電壓（14）而提供并且其包括用于控制功率轉換器的操作的數字控制器（16），該數字控制器由輸入電壓供電。根據方法，重復接收與功率轉換器的操作有關的狀態數據，重復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不到閾值電壓水平時將狀態數據中的至少一些寫入非易失性存儲介質（24）。
【專利說明】
DC/DC轉換器的黑盒故障記錄功能
技術領域
[0001 ]技術領域涉及數字控制的功率轉換器。
【背景技術】
[0002]數字控制的和可配置功率轉換器的到來帶來了大量操作狀態和故障處理的可能性。如果這樣的功率轉換器由于任何原因關閉，知道其原因實際上是不可能的，除非硬件部件損壞。
[0003]現有的解決方案使用依靠外部主機的方案，其響應于關閉而在例如閃速存儲器等存儲介質上存儲狀態數據，借助于其可找到關閉的原因。不斷在閃速存儲器上存儲狀態數據不是選項，因為這將在短時間內用壞閃速存儲器，因為閃速存儲器具有有限數量的寫周期，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數據期間保持通電，但那些需要空間且昂貴并且在許多應用中可能不是選項。
[0005]微控制器提供有稱為“掉電”特征的內置特征，從而允許在微控制器由于低電壓供應而復位之前執行一些動作，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數據，使得借助于狀態數據可以找到關閉原因。
【發明內容】
[0006]目的是提供這樣的方法，憑借其由到功率轉換器的輸入電壓供電的功率轉換器的數字控制器可以在功率轉換器-并且從而數字控制器的任何關閉之前立即將與功率轉換器的操作有關的狀態數據寫入非易失性存儲介質，其中狀態數據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或保持電容器。
[0007]第一方面指用于寫入與功率轉換器的操作有關的狀態數據的方法，該功率轉換器為了將輸入電壓轉換成輸出電壓而提供，并且該功率轉換器包括用于控制功率轉換器的操作的數字控制器，其中該數字控制器由輸入電壓供電。根據方法，與功率轉換器的操作有關的狀態數據被重復接收，輸入電壓的輸入電壓的測量被重復接收，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，并且狀態數據中的至少一些在輸入電壓的接收測量達不到閾值電壓水平時被寫入非易失性存儲介質。
[0008]在輸入電壓的接收測量達不到閾值電壓水平時，這是功率轉換器馬上要關閉的指示，并且觸發狀態數據到非易失性存儲介質的寫入。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數據。
[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。閾值電壓水平設置為假關閉檢測的數量(其隨減小的閾值電壓水平而減小)與在數字控制器復位之前沒有足夠時間將狀態數據寫入非易失性存儲介質的風險(其隨增加的閾值電壓水平而減小)之間的權衡。
[0010]記錄的狀態數據可包括電流、電壓和/或溫度的感測值;操作參數;和/或錯誤和/或狀態代碼，例如總操作小時數、最大溫度和它的持續時間、感測的最大電壓/電流和失效的本質，例如過電壓、欠電壓或過電流。
[0011]寫入非易失性存儲介質的狀態數據可包括最后記錄的狀態數據。
[0012]另外或備選地，寫入非易失性存儲介質的狀態數據中的至少一些可包括最后記錄的狀態數據，其與功率轉換器的無故障操作有關。
[0013]功率轉換器可以是DC-DC降壓轉換器，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降壓轉換器配置成使48V的輸入電壓下降轉換成12V的輸出電壓。
[0014]狀態數據中的至少一些寫入的非易失性存儲介質可以是EEPROM(電可擦除可編程只讀存儲器)或閃速存儲器。
[0015]第二方面指計算機程序，其包括計算機程序代碼，該計算機程序代碼在數字控制器上運行時促使該數據控制器執行第一方面的方法。
[0016]第三方面指計算機程序產品，其包括第二方面的計算機程序和其中存儲計算機程序的計算機可讀存儲介質。
[0017]第四方面指數字控制器，其具有其中安裝的第二方面的計算機程序。
[0018]第五方面指用于控制為了將輸入電壓轉換成輸出電壓而提供的功率轉換器的操作的數字控制器。該數字控制器由輸入電壓供電并且包括非易失性存儲介質、狀態數據記錄模塊、輸入電壓監測模塊和非易失性存儲介質寫入模塊。
[0019]狀態數據記錄模塊配置成重復接收與功率轉換器的操作有關的狀態數據并且記錄狀態數據。輸入電壓監測模塊配置成重復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不到閾值電壓水平。非易失性存儲介質寫入模塊配置成響應于輸入電壓監測模塊指示輸入電壓的接收測量達不到閾值電壓水平而將狀態數據中的至少一些寫入非易失性存儲介質。
[0020]數字控制器可配置成執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換成輸出電壓的功率轉換器，其包括第五方面的數字控制器。功率轉換器可以是例如DC-DC降壓轉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換器。
[0023]用于監測輸入電壓并且響應于此將狀態數據寫入非易失性存儲介質的方法高效、簡單、便宜且可靠。此外，它可以是軟件實現的并且不需要使用保持電容器或因此所需要的空間。
[0024]另外的特性和優勢將從下文給出的實施例的詳細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示意圖示數字控制功率轉換器的實施例。
[0026]圖2示意圖示數字控制器的實施例。
[0027]圖3是用于寫入狀態數據的方法的實施例的示意流程圖方案。
[0028]圖4示意圖示計算機程序產品的實施例。
[0029]圖5不意圖不基站的實施例。
【具體實施方式】
[0030]圖1示意圖示數字控制功率轉換器11，其包括用于將輸入電壓13轉換成輸出電壓14的轉換器12、用于驅動轉換器12的驅動器15、用于控制驅動器15并且從而控制轉換器12的操作的數字控制器16以及另外的轉換器17，用于將輸入電壓13下降轉換成適合于數字控制器16的電壓，使得數字控制器16可以被輸入電壓13供電。
[0031]數字控制功率轉換器可以是DC-DC降壓轉換器，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]數字控制器16(其在圖2中更詳細示出)包括狀態數據記錄模塊21、輸入電壓監測模塊22、非易失性存儲介質寫入模塊23和非易失性存儲介質24。狀態數據記錄模塊21、輸入電壓監測模塊22和非易失性存儲介質寫入模塊23可以是基于微控制器的數字控制器16中的軟件實現的模塊。
[0033]非易失性存儲介質24是快速存儲介質，其甚至可以在到數字控制器的電力被切斷時存儲數據，例如EEPROM或閃速存儲器。
[0034]狀態數據記錄模塊21配置成重復接收與功率轉換器11的操作有關的狀態數據并且記錄這些狀態數據。數據可包括感測的電流、電壓和/或溫度;操作參數;和/或錯誤和/或狀態代碼。
[0035]輸入電壓監測模塊22配置成重復接收輸入電壓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的接收測量何時達不到閾值電壓水平。
[0036]非易失性存儲介質寫入模塊23配置成響應于輸入電壓監測模塊22指示輸入電壓13的接收測量達不到閾值電壓水平而將狀態數據中的至少一些寫入非易失性存儲介質24。寫入非易失性存儲介質24的數據可包括最后接收的狀態數據和/或最后接收的狀態數據，其與功率轉換器11的無故障操作有關。
[0037]輸入電壓監測模塊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]憑借上文公開的數字控制器16，可在功率轉換器并且從而數字控制器關閉之前將狀態數據寫入非易失性存儲介質。監測輸入電壓并且輸入電壓一降至閾值電壓水平以下，就將狀態數據寫入非易失性存儲介質。選擇閾值電壓水平使得獲得關閉的合適指示，同時應仍然有足夠的時間來寫入狀態數據。
[0039]圖3是用于寫入與功率轉換器的操作有關的狀態數據的方法的示意流程圖方案，該功率轉換器為了將輸入電壓轉換成輸出電壓而提供并且其包括用于控制功率轉換器的操作的數字控制器，其中該數字控制器僅僅由輸入電壓供電。功率轉換器裝置可以是以100V以下電壓操作的DC-DC轉換器裝置。
[0040]根據在數字控制器中執行的方法，與功率轉換器的操作有關的狀態數據在步驟31中被重復接收。狀態數據可包括如參考圖1-2公開的數據。
[0041 ]輸入電壓水平的測量在步驟32中被重復接收并且在步驟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不到閾值電壓水平時在步驟35中將狀態數據中的至少一些寫入非易失性存儲介質。寫入非易失性存儲介質的數據可以是參考圖1-2公開的數據。
[0042]非易失性存儲介質可以是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示意圖示計算機程序產品41，例如盤，其包括計算機程序42和其中存儲計算機程序42的計算機可讀結構43。計算機程序包括計算機程序代碼，其在數字控制器上運行時促使該數字控制器執行如參考圖3公開的方法。
[0045]圖5示意圖示基站51，其包括提供有數字控制器的功率轉換器11，其中功率轉換器和數字控制器16與如上文公開的這些設備中的任一個相同。
[0046]本領域內技術人員將意識到本文公開的實施例可組合來形成落入權利要求條款內的另外的實施例，并且任何細節和測量純粹僅僅作為示例給出。
【主權項】
1.一種用于寫入與功率轉換器(I I)的操作有關的狀態數據的方法，所述功率轉換器為了將輸入電壓(13)轉換成輸出電壓(14)而提供并且所述功率轉換器包括用于控制所述功率轉換器的操作的數字控制器(16)，所述數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字控制器中執行的下列步驟: -重復接收(31)與所述功率轉換器的操作有關的狀態數據； -重復接收(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不到所述閾值電壓水平時將所述狀態數據中的至少一些寫入(35)非易失性存儲介質(24)。2.如權利要求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稱水平的約50%與95%之間、更優選地約60%與90%之間并且最優選地約75%與90%之間。3.如權利要求1或2所述的方法，其中所述功率轉換器是DC-DC降壓轉換器，關于所述功率轉換器所述狀態數據中的所述至少一些被寫入。4.如權利要求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、優選地小于約60V并且最優選地在約10與50V之間。5.如權利要求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的所述狀態數據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;和/或錯誤和/或錯誤和/或狀態代碼。6.如權利要求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的所述狀態數據中的所述至少一些包括最后接收的狀態數據。7.如權利要求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的所述狀態數據中的所述至少一些包括最后接收的狀態數據，其與所述功率轉換器的無故障操作有關。8.如權利要求1-7中任一項所述的方法，其中所述狀態數據中的至少一些寫入的所述非易失性存儲介質是EEPROM或閃速存儲器。9.一種計算機程序，其包括計算機程序代碼，所述計算機程序代碼在數字控制器上運行時促使所述數字控制器執行如權利要求1-8中任一項所述的方法。10.—種計算機程序產品(41)，其包括如權利要求9所述的計算機程序(42)和其中存儲所述計算機程序的計算機可讀結構(43)。11.一種數字控制器(16)，其具有其中安裝的如權利要求9所述的計算機程序。12.—種用于控制功率轉換器(11)的操作的數字控制器(16)，所述功率轉換器為了將輸入電壓(13)轉換成輸出電壓(14)而提供，其中所述數字控制器由所述輸入電壓供電并且所述數字轉換器包括: -非易失性存儲介質(24); -狀態數據記錄模塊(21)，其配置成重復接收與所述功率轉換器的操作有關的狀態數據并且記錄所述狀態數據； -輸入電壓監測模塊(22)，其配置成重復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不到所述閾值電壓水平；以及 -非易失性存儲介質寫入模塊(23)，其配置成響應于所述輸入電壓監測模塊指示所述輸入電壓的接收測量達不到所述閾值電壓水平而將所述狀態數據中的至少一些寫入所述非易失性存儲介質。13.如權利要求12所述的數字控制器，其中所述非易失性存儲介質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稱水平的約50%與95%之間、更優選地約60%與90%之間以及最優選地約75%與90%之間提供。14.如權利要求12或13所述的數字控制器，其中所述狀態數據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;和/或錯誤和/或狀態代碼。15.—種用于將輸入電壓(I3)轉換成輸出電壓(14)的功率轉換器(11)，其包括如權利要求12-14中任一項所述的數字控制器。16.如權利要求15所述的功率轉換器，其中所述功率轉換器是DC-DC降壓轉換器并且所述輸入和輸出電壓小于約100V、優選地小于約60V并且最優選地在約1V與50V之間。17.—種基站(51)，其包括如權利要求15或16所述的功率轉換器。
【文檔編號】H02M1/00GK105900322SQ201480073200
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年1月14日
【發明人】F.瓦勒多
【申請人】瑞典愛立信有限公司