[發明專利]一種全覆蓋實時自我診斷的電壓檢測電路、電子設備及汽車

有效

• 申請號: 201310504823.3
• 申請日: 2013-10-24
• 公開（公告）號: CN103529281A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 鄭鯤鯤;李明
• 申請（專利權）人: 鄭鯤鯤
• 主分類號: G01R19/165
• 分類號: G01R19/165;G01R31/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種汽車用品，尤其涉及一種汽車電子產品，尤其涉及一種電壓檢測電路。

背景技術

隨著現代化和科技化的高速發展，各種電子設備廣泛應用于人民的生活生產中。因此實時的電壓監控比較電路也廣泛的應用于幾乎所有的電子設備中。隨著，生活水平的提高，人們對電器設備的安全和故障率提出了越來越高的要求。特別在汽車電子產品的應用中，更是提出了ISO26262安全等級標準，要求不僅是被檢測的電壓異常要被實時檢查出來，而且檢測電路的故障也要實時被檢查出來，進而提高整個電路的安全等級和降低可能導致生命健康危害的故障發生。

傳統的電壓檢測電路，只能檢查出被檢測電壓的異常情況，比如過壓或者欠壓情況。但是如果檢測電路出現故障，就可能導致被檢測電壓的故障不能被檢查出來，比如，在檢測電路輸出信號出現開路情況，那么故障信息就不會被輸出給中央控制器，從而失去了故障檢測功能。在ISO26262中，這種完全不能被監測的故障稱為單點故障(SPFM：single?point?fault?metric)，有監測機制但不能完全監測的故障稱為殘余故障(LFM：latent?fault?metric)。這兩種故障率的下降，對提升整個產品的安全等級是至關重要的。

任何電子系統都會對特定的電壓做檢測，一般都會包括過壓(OVER?VOLTAGE)保護和欠壓(UNDER?VOLATGE)保護，傳統的電壓檢測電路就是電壓比較器，電路結構如圖1所示。該檢測電路包括三個模塊：模塊一：為電壓反饋級，包括R1，R2，R3；模塊二：為電壓檢測級，包括比較器1，比較器2；模塊三：為邏輯運算級，一般為或非門。

該檢測電路對的檢測原理是：

當系統開始工作，馬上會使能芯片，圖1中兩個比較器1(COMPARATOR1)和比較器2(COMPARATOR2)開始工作，當被檢測電壓、例如電池電壓在正常工作范圍內，即VREF電壓小于VUV_FB電壓，會使比較器1(COMARATOR1)輸出為低“0”電平，同時VREF電壓大于VOV_FB電壓，會使比較器2(COMPARATOR2)的輸出也為低“0”電平，即COMP1_OUT和COMP2OUT都為低“0”電平，后級的或非門邏輯輸出一個高“1”電平即OK信號，該信號反饋到控制系統，使系統知道該電池是在正常工作范圍；

如果被檢測電壓、例如電池低于一定值后，即VREF電壓大于VUV_FB電壓，會使比較器1(COMPARATOR1)輸出為高“1”電平，后級的或非門邏輯會輸出一個低“0”電平給出一個低“0”電平即NOT?OK信號；使系統知道該電壓不是在正常工作范圍，然后系統會馬上做出后續的響應；

如果被檢測電壓、例如電池高于一定值后，即VREF電壓小于VOV_FB電壓，會使比較器2(COMPARATOR2)輸出為高“1”電平，后級的或非門邏輯會輸出一個低“0”電平給出一個低“0”電平即NOT?OK信號；使系統知道該電壓不是在正常工作范圍，然后系統會馬上做出后續的響應；

綜上，該電路是可以正常檢測被檢測電壓、例如電池過壓(OV)和欠壓(UV)情況。

但是該電路無法檢測到兩個比較器自身內部是否發生異常和輸出點到下一級邏輯運算輸出之間的連接線是否發生異常，如以下場景：較器1(COMPARATOR1)的輸出或者是比較器2(COMPARATOR2)的輸出由于芯片自身問題(包括內部電路器件或者是連接器件的金屬線)發生內部對參考地(GND)短路時，即CMOP1_OUT和COMP2_OUT其中一個或者都為低“0”電平，這種場景下，電路就失去電壓檢測的功能。這樣，在芯片本身的可靠性和安全性上存在較大隱患。

發明內容

本發明提供了一種故障全覆蓋并實時自我診斷的電壓檢測電路，采用該檢測電路，不論是被檢測電壓還是檢測電路出現任何可能的故障的情況下，中央控制器都能夠實時得到故障信號，該電路可以將單點故障和殘余故障變成了可檢測故障，大大提高了電路的安全等級。

本發明的全覆蓋實時自我診斷的電壓檢測電路包括：電壓反饋模塊、二選一開關切換器、電壓檢測模塊和邏輯運算模塊，二選一開關切換器包括開關S1和S2，其中，

電壓反饋模塊輸出過壓反饋點VOV_FB和欠壓反饋點VUV_FB；

二選一開關切換器的兩個輸入分別接過壓反饋點VOV_FB和欠壓反饋點VUV_FB，二選一開關切換器，的開關S1的控制信號CLOCK為外部引入，開關S2的控制信號是S1的控制信號CLOCK取反，S1，S2的控制信號為高“1”電平表示該開關導通，為低“0”電平表示該開關關斷；