针对电池和测试电路的系统和方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明大体涉及电子系统，并且在特定实施例中，涉及针对电池和测试电路的系统和方法。
【背景技术】
[0002]安全气囊辅助约束系统(SRS)因为其在发生撞击时保护车辆乘员免于严重伤害的能力而已经变得日益普遍。典型的安全气囊系统具有安全气囊、充气装置和检测车辆的突然减速的碰撞传感器。为了防止意外的或者不希望的安全气囊充气，安全气囊系统一般要求高安全完整性级别，以防止意外的或者不希望的安全气囊充气。保持高安全完整性级别的一种方式是使用多个传感器。例如，典型的侧面冲击安全气囊系统具有在车门内的压力传感器和位于挨着车门的柱子中的加速度计。如果压力传感器测量到压力方面的突然升高，同时加速度计检测到加速，则SRS系统部署侧面冲击安全气囊。通过设置针对压力传感器和加速度计的适当定时和幅度条件，在撞击的情况下部署安全气囊，而不是例如由人关门所导致的振动而部署安全气囊。一般地，安全气囊系统的必要的感测和触发由耦合到SRS系统的各种元件的微控制器或者微处理器来协调。
[0003]与SRS的安全完整性相关的一个问题是耦合到SRS系统的电路和电路板的电完整性。这种完整性不仅仅对SRS系统的微控制器和组件进行保持，而且对向SRS系统的微控制器和其它元件提供电力的电力供应系统进行保持。
[0004]例如，如果存在与SRS系统相关联的电子设备的电路板或者其它部分上的短路，则存在安全气囊可能在某些条件下在它不应该部署时而部署的可能性。在另一示例中，如果在紧急情况(诸如撞击)期间从电子设备的电路板或者其它部分移除电力，则存在安全气囊可能在它应该部署时未部署的可能性。因此，当设计电子电路用于汽车安全应用时，附加的努力通常是必要的。例如，汽车功能安全要求可以被规定在某些标准(诸如ASEAL-DIS026262)中。
【发明内容】
[0005]按照实施例，系统包括开关调节器和电化学存储测试电路。开关调节器耦合到电力供应输入，并且被配置成向被配置成耦合到装置的调节供应端子供应调节电压。电化学存储测试电路被配置成耦合到电化学存储单元。电化学存储测试电路包括双向开关，该双向开关具有耦合到调节供应端子的第一开关端子、被配置成耦合到电化学存储单元的第二开关端子和开关控制端子。电化学存储测试电路还包括内装自测试(BIST)电路，其被配置成耦合到电化学存储单元和开关控制端子。
【附图说明】
[0006]为了更完整地理解本发明及其优点，现在对结合附图进行的下面描述进行参考，在附图中: 图1图示实施例紧急备用电池系统的系统方框图；
图2图示实施例安全气囊系统的示意图；
图3图示实施例备用电池内装自测试(BIST)的示意图；
图4图示实施例BIST方法的流程图；
图5图示操作的实施例方法的方框图；以及图6图示操作的另一实施例方法的方框图。
[0007]不同图中的对应数字和符号一般指代对应的部分，除非以其它方式指示。图被绘制以清楚地图示实施例的相关方面，并且不一定是按比例绘制的。
【具体实施方式】
[0008]在下文中详细讨论制作和使用各种实施例。然而应该领会的是，本文描述的各种实施例适用于多种多样的特定上下文。所讨论的特定实施例仅仅说明制作和使用各种实施例的特定方式，并且不应该以限制性的范围来解释。
[0009]在特定上下文(即是安全系统，并且更具体地是汽车安全系统)中关于各种实施例做出描述。本文描述的各种实施例中的一些包括安全气囊、安全气囊起动(fire)和控制电路、用于安全气囊系统以及起动和控制电路的备用电池供应和用于备用电池和安全气囊系统的内装自测试(BIST)。在其它实施例中，方面还可以被应用于涉及按照如在本领域中已知的任何种类的任何类型的备用系统或者安全系统的其它应用。
[0010]按照实施例，有时被称为安全气囊辅助约束系统(SRS)的安全气囊系统要求在操作期间的高安全级别。即，安全气囊系统必须在适当的情形期间(诸如在撞击期间)激活，并且必须不在其它情形期间(诸如在关门期间)激活。在各种情形中，可能的是，诸如汽车电池之类的常规系统电池可能与安全气囊系统断开。在这样的情形中，安全气囊系统没有电力，仍必须依然在例如撞击的情况下激活。通常在这样的情形中，用于起动安全气囊的导火管(squib)由备用电容器或者电容器组供应。按照各种实施例，导火管或者其它安全系统组件在主要汽车电池不可用或者与安全气囊系统断开时由备用电池供电。在各种其它实施例中，备用电池可以与各种类型的安全系统一起使用，以在检测到紧急或者不安全事件的情况下激活安全或者紧急组件。在各种实施例中，备用电池耦合到内装自测试(BIST)电路，以便确保在撞击或者其它紧急情况期间的适当操作。BIST电路被配置成监控电池的健康状况，并且在备用电池系统中出现差错的情况下通知人或者系统。
[0011]图1图示实施例紧急备用电池系统100的系统方框图，所述实施例紧急备用电池系统100包括开关调节器102、控制和BIST电路104、备用电池106、开关108、导火管110、降压转换器112、微控制器114和卫星116。按照各种实施例，开关调节器102从电力供应线PW接收电力，并且在节点118处生成调节电压VREG。在替换实施例中，开关调节器102可以被实施为非开关调节器。控制和BIST电路104生成用于开关108的开关控制SWC，以使得在典型的或非紧急操作期间，开关108将电力从开关调节器102供应到电池系统100内的备用电池106和其它组件。在各种实施例中，控制和BIST电路104在紧急操作期间(诸如汽车撞击期间)也生成用于开关108的开关控制SWC，以使得电池106向例如导火管110、微控制器114、卫星116和其它系统组件供应电力。此外，在测试操作期间，控制和BIST 104生成用于开关108的开关控制SWC以便于对备用电池106执行自测试，并且确保备用电池106的正确操作。
[0012]按照各种实施例，备用电池106由多个能量存储单元形成。在所示出的实施例中，备用电池106由四个单元形成。在其它特定实施例中，备用电池106由三个或者五个单元形成。在又其它实施例中，备用电池106可以由任何数目的单元形成。
[0013]进一步地，按照一些实施例，备用电池106由具有高稳定性和非常长寿命的电池单元形成。具体地，备用电池106可以具有20年的寿命，这取决于充电循环。进一步地，备用电池106可以被实施使得电池的单元诸如例如在极端条件或者故障条件下将不会爆炸。在一个特定实施例中，备用电池106由磷酸铁锂(LiFeP04)单元形成。在另一特定实施例中，备用电池106由钛酸锂(Li2Ti03)单元形成。在其它实施例中，备用电池106可以使用其它电池类型或者任何其它适当类型的电化学存储单元来实施。例如，备用电池106可以使用超级电容器或者其它等同物来实施。
[0014]按照各种实施例，导火管110可以包含用于起动一个或者多个安全气囊的许多导火管。在其它实施例中，导火管110可以被在检测到的紧急事件期间由备用电池106供电的任何其它紧急安全装置代替。降压转换器112是用于调节和向下转换调节电压VREG以便供应微控制器114的可选组件。在一些实施例中，微控制器114被实施为微控制器、现场可编程门阵列(FPGA)、或者完全或者部分定制的专用集成电路(ASIC)。在可替换实施例中，微控制器114可以采用其它等同的控制电路来实施。
[0015]在各种实施例中，卫星116包括用于检测诸如例如汽车撞击之类的紧急事件的任何数目的传感器。在一些实施例中，卫星116可以包括加速度计、陀螺仪、压力传感器或者用于检测撞击或者其它事件的其它类型的传感器。在特定实施例中，卫星116被实施为按照微型品制造技术而形成的微机电系统(MEMS)传感器。例如，在一些实施例中，备用电池系统100的所有组件可以被包含在单个安全气囊模块或者单元中。电路组件(即，除了导火管110之外的每个组件)可以被附接到相同的印刷电路板(PCB)。在一些实施例中，卫星116被分布在车辆或者结构中的各种位置处，以便检测诸如撞击之类的紧急事件。
[0016]按照与汽车应用中的安全气囊系统相关的特定实施例，微控制器114基于从卫星116接收的数据来检测撞击，并且确定将一个或者多个安全气囊(未示出，耦合到一个或者多个导火管110)起动是必要的。在这样的实施例中，微控制器114控制导火管110起动，并且还供应控制信号以闭合开关108并且将备用电池106连接到导火管110。在各种实施例中，微控制器114可以直接耦合到开关108、另一个控制单元或者控制和BIST 104 (出于简化的目的没有示出连接)以便控制开关108在激活导火管110时闭合。系统组件、操作和BIST的进一步描述在下文中参考其它图来提供。
[0017]图2图示实施例安全气囊系统200的示意图，所述实施例安全气囊系统200包括除了其它组件之外的降压升压控制器202、安全开关控制电路212、降压控制器214、低压调节器(LVR)控制电路216以及电压测量和通道选择电路218。按照各种实施例，降压升压控制器202控制开关204a、204b、204c和204d，以便转换和调节供应电压VIGN并且从其生成调节电压VREG。降压升压控制器202从开关模式电力供应(S