[发明专利]DC-DC电源转换器以及检测其失效模式的方法和系统

说明书

本发明题为“DC‑DC电源转换器以及检测其失效模式的方法和系统”。本申请涉及DC‑DC电源转换器以及检测其失效模式的方法和系统。操作DC‑DC电源转换器的一种示例性方法包括：由照明微控制器命令电源转换器控制向经由电感器耦接到所述电源转换器的发光二极管(LED)提供的平均电流；由所述照明微控制器从所述电源转换器读取值；以及由所述照明控制器基于所述值来检测所述电源转换器的一种或多种失效模式。

技术领域

本申请涉及电源转换器、特别是DC-DC电源转换器及检测其失效模式的技术领域。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年12月20日提交的名称为“LED Driver Buck DCDC ConvertorDiagnostic”(LED驱动器降压DCDC转换器诊断)的美国临时申请序列号62/608,434的权益。该临时申请以引用方式并入本文，如同在下面完全再现。

背景技术

出于多种原因，发光二极管(LED)对于照明系统的普及性日益增加。普及性增加的原因可包括向LED供应的每单位功率产生更大的光(与例如白炽灯泡进行比较)以及LED的可控性。LED的普及性增加对于汽车工业也是如此。在包括汽车工业的一些工业中，各种功能安全标准(例如，ISO26262)规定LED的驱动器电路能够检测和处理故障条件。例如，就汽车的前灯而言，功能安全系统需要不仅能够检测导致产生过少光的失效(例如，对驾驶员有危险)，而且能够检测导致产生过多光的失效(例如，对迎面而来的驾驶员有危险)。

发明内容

各种实施方案涉及DC-DC电源转换器以及检测DC-DC电源转换器的失效模式的方法和系统。至少一个示例性实施方案是操作DC-DC电源转换器的方法，该方法包括：由通信地耦接到电源转换器的照明微控制器来命令电源转换器控制向经由电感器耦接到电源转换器的发光二极管(LED)提供的平均电流；由照明微控制器从电源转换器读取值；以及由照明控制器基于这些值来检测电源转换器的一种或多种失效模式。

在该示例性方法中从电源转换器读取值可还包括读取电源转换器内实现的一个或多个寄存器，该读取通过耦接在照明微控制器和电源转换器之间的通信总线进行。读取所述一个或多个寄存器可包括通过串行外围接口(SPI)总线进行读取。

在该示例性方法中从电源转换器读取值可还包括：读取指示电源转换器内的电源开关的接通时间的值；读取指示电源转换器的输入电压的值；以及读取指示电源转换器的输出电压的值。检测一种或多种失效模式可还包括：由照明微控制器基于指示输入电压的值和指示输出电压的值来计算预期接通时间；如果指示接通时间的值与预期接通时间相差超过预定量，则由照明微控制器向外部设备发送失效的指示。

在该示例性方法中从电源转换器读取值可还包括由照明微控制器从电源转换器读取指示纹波电流的值。检测所述一种或多种失效模式可还包括：由照明微控制器基于电感器的电感来计算预期纹波电流；以及如果指示纹波电流的值与预期纹波电流相差超过预定阈值，则由照明控制器向外部设备发送失效的指示。

在该示例性方法中读取值以及检测一种或多种失效模式可还包括：由照明微控制器读取指示电源转换器内的电源开关的接通时间的第一值；随后由照明微控制器命令交换电源转换器内的两个电流源的作用；然后由照明微控制器读取指示电源开关的接通时间的第二值；以及如果指示接通时间的第一值与指示接通时间的第二值相差超过预定阈值，则由照明微控制器向外部设备发送失效的指示。

命令电源转换器控制平均电流可还包括将指示平均电流的值写入到电源转换器；并且电源转换器实现控制回路，从而以指示峰值电流的值的形式更新受控变量。在其他情况下，命令电源转换器控制平均电流可还包括将指示平均电流的值写入到电源转换器；将指示纹波电流的值写入到电源转换器；以及从电源转换器递归地读取指示接通时间的值，并且更新指示纹波电流的值，以控制到平衡的接通时间和断开时间。