本公开涉及电压转换器，例如直流(dc)到dc转换器。
背景技术：
电压转换器可以用于输出与所接收的电压不同的电压。例如，第一降压转换器接收来自电池的电压，并且将来自电池的电压降低至第一电压。在该示例中，第二降压转换器接收从第一降压转换器输出的第一电压，并且进一步将第一电压进一步降低至适合由微控制器使用或用于激活诸如继电器或螺线管的部件的第二电压。
技术实现要素：
总体上，本公开涉及用于确保系统在安全状态下工作的技术。安全状态可以指从系统的电压转换器输出的电压小于系统的击穿电压的情况。例如，第一电压转换器可以向第二电压转换器输出不安全状态(例如，过电压)的指示而不是将过电压从第一电压转换器传播到第二电压转换器，以使第二电压转换器“跨接(crowbar)”从第一电压转换器输出的电压。如本文所使用的，跨接可以指电路将电压轨快速地短路到电路的接地的情况。
在一个示例中，一种电路包括第一电压转换器和第二电压转换器。第一电压转换器被配置成将第一电压转换为第二电压，确定第一电压转换器是否在不安全状态下工作，并且响应于确定第一电压转换器在不安全状态下工作，输出关于第一电压转换器在不安全状态下工作的指示。第二电压转换器被配置成选择性地激活高边开关和低边开关以将第二电压转换为第三电压。响应于接收到关于第一电压转换器在不安全状态下工作的指示，第二电压转换器还被配置成禁止选择性地激活高边开关和低边开关以将第二电压转换为第三电压，并且激活高边开关和低边开关以在第二电压与电路的参考节点之间建立电路径。
在另一示例中，一种方法包括由被配置成将第一电压转换为第二电压的第一电压转换器来确定第一电压转换器是否在不安全状态下工作。响应于确定第一电压转换器在不安全状态下工作，该方法包括由第一电压转换器向被配置成将第二电压转换为第三电压的第二电压转换器输出关于第一电压转换器在不安全状态下工作的指示。响应于第二电压转换器接收到关于第一电压转换器在不安全状态下工作的指示，该方法包括由第二电压转换器的高边开关和低边开关建立第一电压与参考节点之间的电路径。
在另一示例中，一种系统包括第一电压转换器和第二电压转换器。第一电压转换器被配置成将第一电压转换为第二电压，确定第一电压转换器是否在不安全状态下工作，并且响应于确定第一电压转换器在不安全状态下工作，输出关于第一电压转换器在不安全状态下工作的指示。第二电压转换器被配置成从第一电压转换器接收第二电压和关于第一电压转换器在不安全状态下工作的指示，并且选择性地激活一组高边开关和一组低边开关以将第二电压转换为一组电压。响应于接收到关于第一电压转换器在不安全状态下工作的指示，第二电压转换器还被配置成禁止选择性地激活该组高边开关和该组低边开关以将第二电压转换为一组电压，并且激活该组高边开关和该组低边开关以在第二电压与电路的参考节点之间建立电路径。
所述和其它示例的细节在附图和下面的描述中进行阐述。其它特征、目的和优点将从说明书和附图以及从权利要求书中变得显而易见。
附图说明
图1是示出根据本公开的一个或更多个技术的使用安全跨接的系统的框图；
图2是示出根据本公开的一个或更多个技术的使用安全跨接的电路的框图；
图3是示出根据本公开的一个或更多个技术的使用安全跨接的电路的等效电路图的框图
图4a是示出根据本公开的一个或更多个技术的、当第一电压转换器在安全状态下工作时使用安全跨接的系统的框图；
图4b是示出根据本公开的一个或更多个技术的、当图4a的第一电压转换器在不安全状态下工作时使用安全跨接的系统的框图；
图5是与可以由根据本公开的电路执行的技术一致的流程图。
具体实施方式
一些电路和电路系统可以将过电压从第一电压转换器传播到第二电压转换器。例如，第一电压转换器可能未能减小(即降低(buck))由第一电压转换器接收的电池电压。在该示例中，第二电压转换器接收电池电压并降低电池电压。然而，由于第二电压转换器被配置成接收小于电池电压的电压，因此第二电压转换器输出对于使用从第二电压转换器输出的电压的部件可能不安全的电压。更具体地，微控制器和致动器可能接收来自第二电压转换器的不安全电压，从而导致微控制器和/或致动器中的电介质击穿。此外，在一些系统中，事件数据记录器(例如，“黑匣子”)可能被不安全的电压损坏，这可能会损毁状态信息。因此，将过电压从第一电压转换器传播到第二电压转换器的系统可能导致系统的不安全工作以及适合于确定系统不安全工作的原因的状态信息的损毁。
根据本公开的一个或更多个技术，一些示例可以使用安全跨接来减少由电压转换器输出的不安全电压，而不是将过电压传播到其它电压转换器。如本文所使用的，安全跨接可以指电路激活开关以将输出快速地短路到电路接地的情况。例如，第一电压转换器可以输出关于不安全状态(例如，第一电压转换器输出电池电压)的指示，并且响应于接收到指示，第二电压转换器可以跨接从第一电压转换器输出的电压。以这种方式，即使在第二电压转换器接收到电池电压的情况下，第二电压转换器也输出对于使用从第二电压转换器输出的电压的部件安全的电压。更具体地，微控制器和致动器可以接收大约等于接地的电压，而不是超过微控制器和/或致动器中的电介质击穿的不安全电压。此外，在一些系统中，存储在事件数据记录器(例如，“黑匣子”)中的状态信息可以在第二电压转换器跨接从第一电压转换器输出的电压之后可用。以这种方式，使用安全跨接来减小由电压转换器输出的不安全电压的系统可以确保系统在系统故障期间的安全工作以及用于确定系统故障原因的状态信息的可用性。
图1是示出根据本公开的一个或更多个技术的使用安全跨接的系统100的框图。如图1的示例所示，系统100可以包括电压源102、电压转换器104、电压转换器106、控制器108、传感器110、负载112、日志114和安全模块116。电压转换器106可以被配置成例如通过被配置成激活高边开关和低边开关来提供安全跨接，该安全跨接将电压转换器104的输出快速地短路到系统100的接地。
电压源102可以被配置成向开关系统100的一个或更多个其它部件提供电力。例如，电压源102可以被配置成向负载112和/或控制器108提供电力。在一些示例中，电压源102可以是一个或更多个电池单元的输出。电池单元的示例可以包括铅酸电池单元、镍金属氢化物电池单元、锂离子电池单元或其它类型的电池单元。在一些示例中，电压源102可以是诸如整流器的功率转换器的输出。例如，电压源102可以是经整流的ac(交流)输出。示例性整流器可以包括但不限于单相整流器(例如，半波、全波等)、三相整流器(例如，半波、全波、桥式等)或其它类型的整流器。在一些示例中，电压源102可以表示到电网的连接。例如，电压源102可以是从电网接收vac(例如，60hz的120vac、50hz的230vac或来自电网的另一输出)的ac到dc功率转换器的整流输出。
电压转换器104可以包括开关模式功率转换器、线性调节器或其它转换器。开关模式功率转换器的示例可以包括但不限于反激式、降压-升压式、降压式、
如本文所使用的，开关可以包括，但不限于，可控硅整流器(scr)、场效应晶体管(fet)和双极结型晶体管(bjt)。fet的示例可以包括，但不限于，结型场效应晶体管(jfet)、金属氧化物半导体fet(mosfet)、双栅极mosfet、绝缘栅双极晶体管(igbt)、任何其它类型的fet、或这些fet的任何组合。mosfet的示例可以包括，但不限于，pmos、nmos、dmos或任何其它类型的mosfet、或这些mosfet的任何组合。bjt的示例可以包括，但不限于，pnp、npn、异质结、或任何其它类型的bjt，或这些bjt的任何组合。应当理解，开关可以是高边开关或低边开关。此外，开关可以是电压控制型和/或电流控制型。电流控制型开关元件的示例可以包括但不限于氮化镓(gan)mosfet、bjt或其它电流控制型元件。
电压转换器106可以包括一个或更多个开关模式功率转换器，其包括，但不限于，反激式、降压-升压式、降压式、
控制器108可以被配置成激活负载112。例如，控制器108可以使开关基于从传感器110接收的传感器数据而在负载112与由电压转换器106输出的电压之间建立电路径。在一些示例中，控制器108可以将状态信息存储在日志114中。例如，控制器108可以使日志114将关于系统100的一个或更多个电气特性的指示存储在日志114中。例如，控制器108可以使日志114存储关于由电压转换器104输出的电压和由电压转换器106输出的一个或更多个电压的指示。在一些示例中，控制器108可以是包含处理器核、存储器、输入端和输出端的单个集成电路上的微控制器。例如，控制器108可以包括一个或更多个处理器，该一个或更多个处理器包括一个或更多个微处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或任何其它等效的集成或分立逻辑电路以及这样的部件的任何组合。术语“处理器”或“处理电路”通常可以指单独的或与其它逻辑电路组合的前述逻辑电路中的任何一种。或者任何其它等效电路。在一些示例中，控制器108可以是一个或更多个模拟部件和一个或更多个数字部件的组合。
传感器110可以包括适用于系统100的任何传感器。例如，传感器110可以包括磁传感器、光学传感器、电压传感器、电流传感器或其它类型的传感器。磁传感器的示例可以包括，但不限于，x磁阻(xmr)式、霍尔效应式或其它类型的磁传感器。在一些示例中，传感器110可以包括多个传感器。例如，传感器110可以包括用于负载112中的每个负载的至少一个传感器。
负载112可以包括用于系统100的任何合适的负载。在一些示例中，负载112可以包括至少一个致动器。例如，负载112可以包括继电器、螺线管、电动机、泵或另一致动器。在一些示例中，负载112通常可以表示多个负载。例如，负载112可以包括针对由电压转换器106输出的每个电压的至少一个负载。
日志114可以包括被配置成存储状态信息的存储器。如本文所使用的，状态信息可以包括与系统100的工作相关联的数据。状态信息的示例可以包括，但不限于，由电压转换器104输出的电压、由电压转换器106输出的一个或更多个电压、由电压转换器104输出的电流、由电压转换器106输出的一个或更多个电流、输出至负载112的电流、来自传感器110的传感器数据、由电压源102输出的电压或其它状态信息。日志114可以是只读存储器(rom)。rom的示例可以包括，但不限于，可擦除可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)、可编程rom(prom)、闪速rom或另一rom中的一种或其组合。
安全模块116被配置成为电压转换器104提供安全路径。例如，当安全模块116关断(例如，禁用)时，安全模块116禁止将电压转换器104的输入端从系统100的电压源102(例如，电池)断开。然而，当安全模块116接通(例如，激活)时，安全模块116将电压转换器104的输入端从系统100的电压源102(例如，电池)断开。以这种方式，可以保护系统100的部件免受来自电压源102的不安全电压的影响。
根据本公开的一个或更多个技术，系统100可以在线路120至124上输出不安全状态的指示以激活安全跨接，而不是将过电压传播到其它电压转换器。例如，响应于确定电压转换器104在不安全状态下工作，电压转换器104可以在线路120处向电压转换器106输出关于电压转换器104在不安全状态下工作的指示(例如，逻辑“1”)。
在一些示例中，响应于确定电压转换器104在不安全状态下工作，电压转换器104可以在线路124处向控制器108输出关于电压转换器104在不安全状态下工作的指示(例如，逻辑“1”)。在该示例中，控制器108可以使日志114存储关于电压转换器104在不安全状态下工作的指示以及相应的时间指示(例如，时间戳)。类似地，响应于确定电压转换器106在不安全状态下工作，电压转换器106可以在线路122处向控制器108输出关于电压转换器106在不安全状态下工作的指示(例如，逻辑“1”)。在电压转换器106中发生过电压的情况下，控制器108可以向电压转换器104通信以进行关断，从而确保电压转换器106在安全状态下工作。在该示例中，控制器108可以使日志114存储关于电压转换器106在不安全状态下工作的指示以及相应的时间指示(例如，时间戳)。以这种方式，可以改善系统100的安全性，因为电压转换器104的不安全状态可以使用线路120至124、通过电压转换器106的安全跨接操作来被减轻。另外，与系统100的工作相关的状态信息可以被保存，因为电压转换器106的安全跨接操作可以减小日志114中数据丢失的可能性。
图2是示出根据本公开的一个或更多个技术的使用安全跨接的电路200的框图。下面在图1的系统100的背景下描述图2。然而，下面描述的技术可以被用于电压源102、电压转换器104、电压转换器106、控制器108、传感器110、负载112、日志114和安全模块116的任何排列和任何组合。如图2的示例所示，电路200可以包括高电压转换器204、低电压降压转换器206、微控制器208、传感器210、致动器212、事件数据记录器214和安全模块216。传感器210可以是图1的传感器110的示例，致动器212可以是图1的负载112的示例，并且事件数据记录器214可以是图1的日志114的示例。
高电压转换器204可以是图1的电压转换器104的示例。例如，高电压转换器204可以是降低电压(例如，vbatt)的降压转换器。如图所示，高电压转换器204可以包括开关控制器232、诊断模块234、电感元件236和电容元件238。
开关控制器232可以被配置成选择性地激活高电压转换器204的一个或更多个开关，以将由高电压转换器204接收的电压(例如，vbatt)转换为另一电压(例如，vcc)。例如，高电压转换器204可以通过在占空比(dutycycle)的第一部分期间在由高电压转换器204接收的电压(例如，vbatt)与电感元件236的第一节点237之间建立电路径(例如，激活开关)并且在占空比的第二部分期间禁止在由高电压转换器204接收的电压(例如，vbatt)与电感元件236的第一节点237之间建立电路径(例如，禁用开关)，来将由高电压转换器204接收的电压(例如，vbatt)转换为另一电压(例如，vcc)。如图所示，电容元件238具有耦接至电感元件236的第二节点239的第一节点和耦接至电路200的参考节点240的第二节点。如本文所使用的，参考节点可以指大地接地、公共接地，或电路的其它参考节点。在图2的示例中，电容元件238输出由高电压转换器204转换的电压(例如，vcc)。在一些示例中，开关控制器232可以被配置成通过向开关输出指示目标占空比的信号来将由高电压转换器204接收的电压(例如，vbatt)转换为另一个电压(例如，vcc)，该信号选择性地激活开关以将由高电压转换器204接收的电压(例如，vbatt)转换为另一电压(例如，vcc)。例如，开关控制器232可以向开关输出指示50％的目标占空比的信号，该信号选择性地激活开关(例如，占空比50％)以将由高电压转换器204接收的电压(例如，vbatt)转换为等于由高电压转换器204接收的电压的一半的电压。
诊断模块234可以确定高电压转换器204是否在不安全状态下工作。例如，诊断模块234可以确定由高电压转换器204输出的电压(例如，vcc)是否超过阈值电压。阈值电压可以被预先定义为例如由高电压转换器204接收的电压(例如，vbatt)的百分比(例如，大于70％)、要由高电压转换器204输出的目标电压(例如，vcc)的百分比(大于110％)、或另一阈值电压。在一些示例中，诊断模块234中的一个或更多个比较器可以确定由高电压转换器204输出的电压(例如，vcc)是否超过阈值电压。在任何情况下，响应于确定由高电压转换器204输出的电压(例如，vcc)超过阈值电压，诊断模块234可以确定高电压转换器204在不安全状态下工作。
在一些示例中，当开关控制器232禁止在由高电压转换器204接收的电压(例如，vbatt)与电感元件236的第一节点237之间建立电路径(例如，禁用开关)时，诊断模块234可以基于电感元件236的第一节点237处的电压来确定高电压转换器204是否在不安全状态下工作。例如，当开关控制器232禁止在由高电压转换器204接收的电压(例如，vbatt)与电感元件236的第一节点237之间建立电路径(例如，禁用开关)时，诊断模块234可以确定在占空比的第二部分期间电感元件236的第一节点237处的电压是否超过阈值电压。阈值电压可以被预先定义为例如由高电压转换器204接收的电压(例如，vbatt)的百分比(例如，大于50％、60％、70％或另一百分比)。在该示例中，响应于确定在占空比的第二部分期间电感元件236的第一节点237处的电压超过阈值电压，诊断模块234确定高电压转换器204在不安全状态下工作。
在一些示例中，诊断模块234可以基于由开关控制器232输出的目标占空比来确定高电压转换器204是否在不安全状态下工作。例如，诊断模块234可以检测由开关控制器232输出的占空比控制的高电压转换器204的开关的占空比。在该示例中，诊断模块234可以基于所检测的开关的占空比来确定高电压转换器204在不安全状态下工作。在该示例中，诊断模块234可以基于所检测的开关的占空比的比较来确定高电压转换器204在不安全状态下工作。例如，当所检测的开关的占空比与由开关控制器232输出的目标占空比基本上不同时，诊断模块234可以确定高电压转换器204在不安全状态下工作。如本文所使用的，当所检测的占空比不在目标占空比的10％以内时，所检测的占空比和目标占空比可以为基本上不同。另外地或可替选地，在当由开关控制器232输出的目标占空比指示禁用开关(例如，断开状态)的指令时所检测的开关的占空比指示开关被激活(例如，闭合状态)的情况下，诊断模块234可以确定高电压转换器204在不安全状态下工作。在一些示例中，诊断模块234可以基于比较器的输出来确定高电压转换器204是否在不安全状态下工作。例如，当比较器的输出指示高电压转换器204在不安全状态下工作时，诊断模块234可以确定高电压转换器204在不安全状态下工作。
响应于确定高电压转换器204在不安全状态下工作，诊断模块234可以输出关于高电压转换器204在不安全状态下工作的指示。例如，响应于确定高电压转换器204在不安全状态下工作，诊断模块234可以经由线路220输出逻辑“1”以指示高电压转换器204在不安全状态下工作。另外地或可替选地，响应于确定高电压转换器204在不安全状态下工作，诊断模块234可以经由线路224输出逻辑“1”以指示高电压转换器204在不安全状态下工作。
在一些示例中，诊断模块234可以被配置成向微控制器208输出高电压转换器204的状态信息，并且微控制器208被配置成接收高电压转换器204的状态信息。例如，如图所示，诊断模块234可以经由线路224与微控制器208通信。在一些示例中，线路224可以是双向的。例如，诊断模块234可以经由线路224与微控制器208通信，并且微控制器208也可以与诊断模块234(例如，同时)通信。在一些示例中，线路224可以是单向的。例如，诊断模块234可以经由线路224与微控制器208通信。在该示例中，诊断模块234可以被配置成向微控制器208输出高电压转换器204的状态信息，并且微控制器208被配置成接收高电压转换器204的状态信息。例如，如图所示，诊断模块234可以经由线路224与微控制器208通信。另外地或者可替选地，当低电压降压转换器206未能提供期望的电压(例如，低电压降压转换器206在不安全状态下工作)时，微控制器208可以控制高电压转换器204(例如，关断高电压转换器204)。
低电压降压转换器206可以是电压转换器106的示例。例如，低电压降压转换器206可以是降低电压(例如，vcc)的降压转换器。如图所示，低电压降压转换器206可以输出电压v1、v2、v3、v4。在一些示例中，低电压降压转换器206可以输出更少的电压(例如，1个、2个或3个)或更多的电压(例如，大于5个)。在图2的示例中，输出电压v1、v2、v3、v4中的两个或更多个可以不同。例如，输出电压v1可以是0.8伏，v2可以是1.2伏，v3可以是2伏，而v4可以是4伏。另外地或可替选地，输出电压v1、v2、v3、v4中的两个或更多个可以相同。例如，v1可以是0.8伏，v2可以是0.8伏，v3可以是2伏，而v4可以是4伏。
低电压降压转换器206可以被配置成选择性地激活高边开关和低边开关以将第二电压(例如，vcc)转换为第三电压(例如，输出电压v1、v2、v3、v4)。例如，低电压降压转换器206可以通过使用第一占空比(例如，50％)将由低电压降压转换器206接收的电压(例如，vcc)转换为v1，使得v1等于由低电压降压转换器206接收的电压的一半。在该示例中，低电压降压转换器206可以通过使用第二占空比(例如，60％)将由低电压降压转换器206接收的电压(例如，vcc)转换为v2，使得v2等于由低电压降压转换器206接收的电压的60％。以这种方式，低电压降压转换器206可以进一步降低由高电压转换器204输出的电压，以供微控制器208和/或致动器212使用。
低电压降压转换器206可以被配置成基于高电压转换器204是否在不安全状态下工作来提供安全跨接。例如，响应于接收到关于高电压转换器204在不安全状态下工作的指示，低压降压转换器206可以被配置成禁止选择性地激活高边开关和低边开关以将第二电压(例如，vcc)转换为第三电压(例如，输出电压v1、v2、v3、v4)，并且激活高边开关和低边开关以在第二电压与电路200的参考节点240之间建立电路径。
在一些示例中，低电压降压转换器206可以经由线路222与微控制器208通信，线路222可以是双向的或单向的。例如，低压降压转换器206可以被配置成向微控制器208输出低电压降压转换器206的状态信息，并且微控制器208被配置成接收低电压降压转换器206的状态信息。
微控制器208可以是图1的控制器108的示例。微控制器208可以被配置成选择性地激活致动器212。例如，微控制器208可以使开关基于来自传感器210的传感器数据而在输出电压v1、v2、v3、v4中的一个或更多个与致动器212之间建立电路径。在一些示例中，微控制器208可以被配置成将高电压转换器204和/或低电压降压转换器206的状态信息存储在事件数据记录器214中。例如，微控制器208可以使事件数据记录器214存储与高电压转换器204和/或低电压降压转换器206相对应的状态信息。
在一些示例中，微控制器208可以被配置成确定高电压转换器204是否在不安全状态下工作。例如，微控制器208可以基于来自高电压转换器204和/或低电压降压转换器206的状态信息来确定高电压转换器204的工作状态。在该示例中，微控制器208可以向高电压转换器204输出工作状态的指示。例如，微控制器208可以经由线路224向高电压转换器204输出工作状态的指示，其中逻辑“1”指示安全状态而逻辑“0”指示不安全状态。在该示例中，高电压转换器204基于工作状态的指示来确定高电压转换器204在不安全状态下工作。例如，当高电压转换器204经由线路224从微控制器208接收逻辑“1”时，高电压转换器204确定高电压转换器204在安全状态下工作，而当高电压转换器204经由线路224从微控制器208接收逻辑“0”时，高电压转换器204确定高电压转换器204在不安全状态下工作。
在一些示例中，微控制器208可以实现重启电路200的握手过程。更具体地，响应于确定“伪警报”，其中当微控制器208确定高电压转换器204未在不安全状态下工作时诊断模块234(例如，经由线路220和224)输出关于高电压转换器204在不安全状态下工作的指示，微控制器208可以实现重启电路200的握手过程。例如，当高电压转换器204经由线路224指示高电压转换器204在不安全状态下工作时并且当微控制器208基于经由线路222和224接收的状态信息确定高电压转换器204未在不安全状态下工作时，微控制器208可以确定“伪警报”。在该示例中，微控制器208可以在确定“伪警报”之后经由线路224向高电压变换器204输出重启的指令。以这种方式，与省略线路224的电路相比，可以使用握手功能来改善电路200的功能。
根据本公开的一个或更多个技术，电路200可以在线路220至224上输出不安全状态的指示以激活安全跨接，而不是将过电压传播到其它电压转换器。例如，高电压转换器204可以将第一电压(例如，vbatt)转换为第二电压(例如，vcc)，并且确定高电压转换器204是否在不安全状态下工作。响应于确定高电压转换器204在不安全状态下工作，高电压转换器204可以输出关于高电压转换器204在不安全状态下工作的指示。例如，高电压转换器204可以在线路220处向低电压降压转换器206输出关于高电压转换器204在不安全状态下工作的指示(例如，逻辑“1”)。另外地或可替选地，响应于确定高电压转换器204在不安全状态下工作，高电压转换器204可以在线路224处向微控制器208输出关于高电压转换器204在不安全状态下工作的指示(例如，逻辑“1”)，并且微控制器208可以在确定“伪警报”之后使用握手功能经由线路224向高电压转换器204输出重启的指令。
图3是示出根据本公开的一个或更多个技术的使用安全跨接的电路300的等效电路图的框图。下面在图1的系统100和/或图2的电路200的背景下描述图3。然而，下面描述的技术可以用于图1的电压源102、电压转换器104、电压转换器106、控制器108、传感器110、负载112、日志114和安全模块116以及图2的电路200的高电压转换器204、低电压降压转换器206、微控制器208、传感器210、致动器212、事件数据记录器214和安全模块216的任何排列和任何组合。如图3的示例所示，电路300可以包括电压转换器304、电压转换器306。电压转换器304可以是图1的电压转换器104和/或图2的高电压转换器204的示例。电压转换器306可以是图1的电压转换器106和/或图2的低电压降压转换器206的示例。
如图所示，电压转换器304可以包括电感元件356(其可以是图2的电感元件236的示例)和电容元件358(其可以是图2的电容元件238的示例)。在图3的示例中，有效电阻352对应于电压转换器304的高边开关的电阻。在一些情况下，电压转换器304的高边开关未能关断(例如，在闭合状态下工作)。类似地，有效电阻354对应于电感元件356的电阻。
如图所示，电压转换器306可以包括高边开关360a、360b、360c、360d(统称为“高边开关360”)和低边开关362a、362b、362c、362d(统称为“低边开关362”)。电压转换器306可以选择性地激活高边开关360和低边开关362，以将由电压转换器304输出的电压转换为一组电压。然而，响应于接收到关于电压转换器304在不安全状态下工作的指示，电压转换器306可以禁止选择性地激活高边开关360和低边开关362以将由电压转换器304输出的电压转换为一组电压，并且激活高边开关360和低边开关362以在由电压转换器304输出的电压与电路300的参考节点340之间建立电路径。
根据本公开的一个或更多个技术，电路300可以使用电压转换器306来激活安全跨接，而不是使用另外的部件来向电路300提供安全跨接。在图3的示例中，高边开关360和低边开关362可以具有非常低的有效电阻。例如，高边开关360和低边开关362均可以具有小于10毫欧的有效电阻。更具体地，当所有高边开关360和低边开关362被激活时，高边开关360和低边开关362形成5毫欧的总电阻。然而，电压转换器304的总电阻为100毫欧，其中有效电阻352为50毫欧且有效电阻354为50毫欧。以这种方式，虽然电压转换器306可以激活安全跨接，但是有效电阻352和354会耗散被输送到电路300的功率(例如，来自vbatt)的大部分。如本文所使用的，所输送的功率的大部分可以大于存储的功率的80％。
图4a是示出根据本公开的一个或更多个技术的、当第一电压转换器404在安全状态下工作时使用安全跨接的系统400a的框图。下面在图1的系统100、图2的电路200和图3的电路300的背景下描述图4a。然而，下面描述的技术可以被用于图1的电压源102、电压转换器104、电压转换器106、控制器108、传感器110、负载112、日志114和安全模块116、图2的电路200的高电压转换器204、低电压降压转换器206、微控制器208、传感器210、致动器212、事件数据记录器214和安全模块216以及图3的电压转换器304和306的任何排列和任何组合。如图4a的示例所示，系统400a可以包括电池402、第一电压转换器404、第二电压转换器406和控制器408。电池402可以是图1的电压源102的示例，并且控制器408可以是图1的控制器108和/或图2的微控制器208的示例。
第一电压转换器404可以是图1的电压转换器104、图2的高电压转换器204和/或图3的电压转换器304的示例。在图4a的示例中，第一电压转换器404将第一电压(例如，v1)转换为第二电压(例如，v2)(474)。此外，第一电压转换器404确定第一电压转换器404是否在不安全状态下工作。如图所示，第一电压转换器404确定第一电压转换器404未在不安全状态下工作(例如，在安全状态下工作)(476a)。响应于确定第一电压转换器404未在不安全状态下工作，第一电压转换器404向第二电压转换器406输出关于第一电压转换器404在安全状态下工作的指示(例如，逻辑“1”)。
第二电压转换器406可以是图1的电压转换器106、图2的低电压降压转换器206和/或图3的电压转换器306的示例。如图所示，第二电压转换器406可以包括高边开关460(其可以是图3的高边开关360的示例)和低边开关462(其可以是图3的低边开关362的示例)。在图4a的示例中，第二电压转换器406选择性地激活高边开关460和低边开关462，以将第二电压(例如，v2)转换为第三电压(例如，v3)(480a)。更具体地，响应于第二电压转换器406从第一电压转换器404接收关于第一电压转换器404在安全状态下工作的指示，第二电压转换器406选择性地激活高边开关460和低边开关462以将第二电压转换为第三电压(480a)。
图4b是示出根据本公开的一个或更多个技术的、当图4a的第一电压转换器404在不安全状态下工作时使用安全跨接的系统400b的框图。在图4b的示例中，第一电压转换器404确定第一电压转换器404在不安全状态下工作(476b)，而不是确定第一电压转换器404未在不安全状态下工作。例如，第一电压转换器404确定由第一电压转换器404输出的电压是不安全的(例如，vunsafe大于第一电压(例如v1)的80％)。响应于确定第一电压转换器404在不安全状态下工作，第一电压转换器404向第二电压转换器406输出关于第一电压转换器404在不安全状态下工作的指示(例如，逻辑“0”)。
响应于接收关于第一电压转换器404在不安全状态下工作的指示，第二电压转换器406禁止选择性地激活高边开关460和低边开关462以将第二电压(例如，v2)转换为第三电压(例如，v3)，如图4a所示，并且激活高边开关460和低边开关462以在第二电压转换器406(例如，v2)与系统400b的参考节点440之间建立电路径(480b)。以这种方式，第一电压转换器404，可以输出不安全状态的指示以使第二电压转换器406激活安全跨接，而不是将过电压(vunsafe)传播到第二电压转换器406，该安全跨接保护控制器408和/或黑匣子(例如，图1的日志114、图2的事件数据记录器214等)免受不安全电压的影响。
图5是与可以由根据本公开的电路执行的技术一致的流程图。下面在图1的系统100、图2的电路200、图3的电路300、图4a的系统400a和图4b的系统400b的背景下描述图5。然而，下面描述的技术可以用于图1的电压源102、电压转换器104、电压转换器106、控制器108、传感器110、负载112、日志114和安全模块116、图2的电路200的高电压转换器204、低电压降压转换器206、微控制器208、传感器210、致动器212、事件数据记录器214和安全模块216、图3的电压转换器304和306、以及图4a和图4b的第一电压转换器404和第二电压转换器406的任何排列和任何组合。
根据本公开的一个或更多个技术，第一电压转换器可以确定第一电压转换器在不安全状态下工作(502)。例如，电压转换器104可以基于由电压转换器104输出的电压、电压转换器104的电感元件处的电压和/或所检测的电压转换器104处的占空比来确定电压转换器104在不安全状态下工作。
第一电压转换器向第二电压转换器输出关于第一电压转换器在不安全状态下工作的指示(504)。例如，电压转换器104经由线路120向电压转换器106输出关于电压转换器104在不安全状态下工作的指示。第二电压转换器在第一电压转换器的输出端与接地之间建立电路径(506)。例如，电压转换器306激活高边开关360和低边开关362，以提供将电压转换器304的输出快速地短路到接地340的安全跨接。在一些示例中，图4a和图4b中的第二电压转换器406激活高边开关460和低边开关462，以提供将第二电压转换器404的输出快速地短路到接地440的安全跨接。
第一电压转换器向控制器输出不安全状态的状态信息(508)。例如，电压转换器104经由线路124向控制器108输出关于电压转换器104在不安全状态下工作的指示。控制器将状态信息存储在事件数据记录器中(510)。例如，控制器108将状态信息存储在图1的日志114和/或图2的事件数据记录器214中。
以下示例可以说明本公开的一个或更多个方面。
示例1.一种电路，包括：第一电压转换器，其被配置成：将第一电压转换为第二电压；确定第一电压转换器是否在不安全状态下工作；以及响应于确定第一电压转换器在不安全状态下工作，输出关于第一电压转换器在不安全状态下工作的指示；以及第二电压转换器，其被配置成：选择性地激活高边开关和低边开关以将第二电压转换为第三电压；以及响应于接收关于第一电压转换器在不安全状态下工作的指示：禁止选择性地激活高边开关和低边开关以将第二电压转换为第三电压；以及激活高边开关和低边开关以在第二电压与电路的参考节点之间建立电路径。
示例2.根据示例1的电路，其中，第一电压转换器还被配置成确定第二电压是否超过阈值电压，其中，第一电压转换器响应于确定第二电压超过阈值电压而确定第一电压转换器在不安全状态下工作。
示例3.根据示例1至2中任一项或其组合的电路，其中：第一电压是电路的电池处的电池电压；以及电压阈值小于电池处的电池电压。
示例4.根据示例1至3中任一项或其组合的电路，还包括具有第一节点和第二节点的电感元件，第一电压转换器还被配置成：通过在占空比的第一部分期间在第一电压转换器与电感元件的第一节点之间建立电路径并且在占空比的第二部分期间禁止在第一电压转换器与电感元件的第一节点之间建立电路径，来将第一电压转换为第二电压；以及确定电感元件的第一节点处的电压在占空比的第二部分期间是否超过阈值电压，其中，第一电压转换器响应于确定电感元件的第一节点处的电压在占空比的第二部分期间超过阈值电压而确定第一电压转换器在不安全状态下工作。
示例5.根据示例1至4中任一项或其组合的电路，还包括：电容元件，电容元件具有耦接至电感元件的第二节点的第三节点和耦接至电路的参考节点的第四节点，其中，电容元件输出第二电压。
示例6.根据示例1至5中任一项或其组合的电路，其中，第一电压转换器还被配置成：通过向开关输出指示目标占空比的信号来将第一电压转换为第二电压，所述信号在开关中进行选择性切换以将第一电压转换为第二电压；以及检测开关的占空比，其中，第一电压转换器基于所检测的开关的占空比来确定第一电压转换器在不安全状态下工作。
示例7.根据示例1至6中任一项或其组合的电路，其中，第一电压转换器进一步基于目标占空比与所检测的占空比的比较来确定第一电压转换器在不安全状态下工作。
示例8.根据示例1至7中任一项或其组合的电路，还包括控制器，控制器被配置成使用第三电压来选择性地激活负载装置，其中，第一电压转换器还被配置成向控制器输出第一电压转换器的状态信息，以及其中，控制器还被配置成接收第一电压转换器的状态信息。
示例9.根据示例1至8中任一项或其组合的电路，其中，控制器还被配置成将第一电压转换器的状态信息存储在日志中。
示例10.根据示例1至9中任一项或其组合的电路，其中：第一电压转换器的状态信息是第一状态信息；第二电压转换器还被配置成向控制器输出第一电压转换器的第二状态信息；控制器还被配置成：基于第一状态信息和第二状态信息来确述第一电压转换器的工作状态；以及向第一电压转换器输出工作状态的指示；以及第一电压转换器基于工作状态的指示来确定第一电压转换器在不安全状态下工作。
示例11.一种方法，包括：由被配置成将第一电压转换为第二电压的第一电压转换器确定第一电压转换器是否在不安全状态下工作；响应于确定第一电压转换器在不安全状态下工作，由第一电压转换器向被配置成将第二电压转换为第三电压的第二电压转换器输出关于第一电压转换器在不安全状态下工作的指示；以及响应于第二电压转换器接收关于第一电压转换器在不安全状态下工作的指示，通过第二电压转换器的高边开关和低边开关来建立第一电压与参考节点之间的电路径。
示例12.根据示例11的方法，还包括：由第一电压转换器确定第二电压是否超过阈值电压，其中，第一电压转换器响应于确定第二电压超过阈值电压而确定第一电压转换器在不安全状态下工作。
示例13.根据示例11至12中任一项或其组合的方法，还包括：由第一电压转换器通过在占空比的第一部分期间在第一电压转换器与电感元件的第一节点之间建立电路径并且在占空比的第二部分期间禁止在第一电压转换器与电感元件的第一节点之间建立电路径，来将第一电压转换为第二电压；以及由第一电压转换器确定电感元件的第一节点处的电压在占空比的第二部分期间是否超过阈值电压，其中，第一电压转换器响应于确定电感元件的第一节点处的电压在占空比的第二部分期间超过阈值电压而确定第一电压转换器在不安全状态下工作。
示例14.根据示例11至13中任一项或其组合的方法，还包括：由第一电压转换器通过向开关输出指示目标占空比的信号来将第一电压转换为第二电压，所述信号在开关中进行切换以将第一电压转换为第二电压；以及由第一电压转换器检测开关的占空比，其中，第一电压转换器基于所检测的开关的占空比来确定第一电压转换器在不安全状态下工作。
示例15.根据示例11至14中任一项或其组合的方法，还包括：由控制器使用第三电压来选择性地激活负载装置；以及由第一电压转换器向控制器输出第一电压转换器的第一状态信息；由第二电压转换器向控制器输出第一电压转换器的第二状态信息；由控制器基于第一状态信息和第二状态信息来确定第一电压转换器的工作状态；以及由控制器向第一电压转换器输出工作状态的指示，其中，第一电压转换器基于工作状态的指示来确定第一电压转换器在不安全状态下工作。
示例16.根据示例11至15中任一项或其组合的方法，其中，控制器还被配置成将第一状态信息和第二状态信息存储在日志中。
示例17.一种系统，包括：第一电压转换器，其被配置成：将第一电压转换为第二电压；确定第一电压转换器是否在不安全状态下工作；以及响应于确定第一电压转换器在不安全状态下工作，输出关于第一电压转换器在不安全状态下工作的指示；以及第二电压转换器，其被配置成：从第一电压转换器接收第二电压和关于第一电压转换器在不安全状态下工作的指示；选择性地激活一组高边开关和一组低边开关，以将第二电压转换为一组电压；以及响应于接收关于第一电压转换器在不安全状态下工作的指示：禁止选择性地激活该组高边开关和该组低边开关以将第二电压转换为该组电压；以及激活该组高边开关和该组低边开关以在第二电压与电路的参考节点之间建立电路径。
示例18.根据示例17的系统，还包括控制器，控制器被配置成：通过在一组负载装置中的每个负载装置与该组电压中的相应电压之间建立电路径来选择性地激活该组负载装置。
示例19.根据示例17至18中任一项或其组合的系统，其中，控制器还被配置成：从第一电压转换器接收关于第一电压转换器在不安全状态下工作的指示和第一状态信息；从第二电压转换器接收第二状态信息；以及响应于接收关于第一电压转换器在不安全状态下工作的指示，将第一状态信息和第二状态信息存储在事件数据记录器中。
示例20.根据示例17至19中任一项或其组合的系统，其中，控制器还被配置成：基于第一状态信息和第二状态信息来确定第一电压转换器的工作状态；以及向第一电压转换器输出工作状态的指示，其中，第一电压转换器基于工作状态的指示来确定第一电压转换器在不安全状态下工作。
本公开中描述的技术可以至少部分地在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。例如，所描述的技术的各个方面可以在一个或更多个处理器内实现，一个或更多个处理器包括一个或更多个微处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或任何其它等效的集成或分立逻辑电路、以及这样的部件的任何组合。术语“处理器”或“处理电路”通常可以指单独的或与其它逻辑电路组合的前述逻辑电路中的任何一种，或者任何其它等效电路。包括硬件的控制单元还可以执行本公开的技术中的一个或更多个技术。
这样的硬件、软件和固件可以在同一装置内或在单独的装置内实现，以支持本公开中描述的各种技术。另外，所描述的单元、模块或部件中的任何一个可以一起实现或分别实现为分立的但可互相协作的逻辑装置。将不同特征描述为模块或单元旨在突显不同的功能方面，而不一定意味着这样的模块或单元必须由分离的硬件、固件或软件部件来实现。相反，与一个或更多个模块或单元相关联的功能可以由分离的硬件、固件或软件部件来执行，或者可以被集成在公共的或单独的硬件、固件或软件部件中。
在本公开中已经描述了各个方面。所述和其它方面在所附权利要求的范围内。