CN103135030A - 用于测试电源控制器的***和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于测试电源控制器的***和方法。根据实施例，测试电源控制器的方法包括探测外部开关是否被耦合在第一供给引脚和第二供给引脚之间。如果外部开关被探测到，那么该方法确定在第二供给引脚与开关输出引脚之间是否存在短路。然而，如果在第二供给引脚与开关输出引脚之间的短路没有被探测到，那么该方法确定在开关控制引脚与第二供给引脚之间是否存在短路。如果在开关控制引脚与第二供给引脚之间的短路没有被探测到，那么该方法确定当开关控制引脚激活外部开关时在第一供给引脚与第二供给引脚之间是否存在导电通路。

Description

用于测试电源控制器的***和方法
技术领域
本发明一般而言涉及一种半导体电路和方法，并且更特别地涉及一种用于测试电源控制器的***和方法。
背景技术
气囊辅助约束***（SRS，supplemental restraint system）由于其在撞击的情况下保护车辆乘员免于严重损害的能力而已经变得日益盛行。通常的气囊***具有气囊、充气装置以及探测车辆的突然减速的碰撞传感器。为了防止意外的或不想要的气囊充气，气囊***一般要求高的安全完整性等级，以防止意外的或不想要的气囊充气。维持高安全完整性等级的一种方式是使用多个传感器。例如，通常的侧面冲击气囊***（side impact airbag system）具有在车门内的压力传感器和加速度计，所述加速度计位于紧挨着车门的柱中。如果压力传感器在加速度计探测到加速度的同时测量到压力的突然上升，那么SRS***展开侧面冲击气囊。通过针对压力传感器和加速度计设置合适的定时和幅度条件，气囊在撞击的情况下被展开，但不是由于例如由人关门所引起的振动而被展开。一般而言，气囊***的必需的感测和触发由被耦合到SRS***的各种元件的微控制器或微处理器来协调。
涉及SRS的安全完整性的一个问题是被耦合到SRS***的电路和电路板的电气完整性。这个完整性不仅被维持到SRS***的微控制器和部件，而且被维持到向SRS***的微控制器和其它元件提供电力的电源***。
例如，如果在与SRS***相关联的电路板或另一件电子设备上存在短路，那么存在气囊可以在某些状况下展开的可能性。一个这样的状况是给微控制器供给电力的电源中的引脚短路。这样的短路可以引起气囊模块的微控制器的电压上升到可能引起对电子部件的物理损害并且潜在地触发无意中的气囊展开的水平。诸如ASEAL-D ISO26262之类的一些汽车功能安全要求要求与安全***的自动化相关联的电子电路（诸如微控制器）被保护，以便防止这样的意外的气囊展开。
发明内容
根据实施例，测试电源控制器的方法包括探测外部开关是否被耦合在第一供给引脚和第二供给引脚之间。如果外部开关被探测到，那么该方法确定在第二供给引脚与开关输出引脚之间是否存在短路。然而，如果在第二供给引脚与开关输出引脚之间的短路没有被探测到，那么该方法确定在开关控制引脚与第二供给引脚之间是否存在短路。如果在开关控制引脚与第二供给引脚之间的短路没有被探测到，那么该方法确定当开关控制引脚激活外部开关时在第一供给引脚与第二供给引脚之间是否存在导电通路。
本发明的一个或多个实施例的细节在下面的所附的附图和描述中被陈述。本发明的其它特征、目的和优点从描述和附图中以及从权利要求书中将是明显的。
附图说明
为了更完整地理解本发明及其优点，现在参照下面的结合所附的附图的描述，在所附的附图中：
图1a-b图示了根据本发明的实施例的电源***；
图2a-b图示了实施例方法的流程图；以及
图3图示了实施例气囊***。
具体实施方式
目前优选的实施例的制作和使用在下面被详细讨论。然而，应意识到的是，本发明提供了在各种各样的特定上下文中可以被具体表现的许多可应用的发明概念。被讨论的特定实施例仅仅是说明作出和使用本发明的特定方式的，并且并不限制本发明的范围。
本发明将关于优选的实施例在特定的上下文中被描述，其中电源控制器电路具有探测可能导致***故障的电路板状况的内建测试（BIST，built-in test）电路。本发明也可以被应用来探测其它类型的电路和***中的短路和其它故障状况。
根据本发明的实施例，针对电源控制器的内建自测试***（BIST）确定是否存在外部保护开关被耦合在高压电源与切换模式降压转换器（switched-mode buck converter）的功率输入之间。如果外部保护开关被探测到，那么BIST***进一步确定在电源控制器的引脚上是否存在短路，其中所述短路可以引起微控制器的电压以不安全的方式上升到危险的水平。如果这样的状况被探测到，那么BIST***接着在点火循环（ignition cycle）内使该开关禁用，否则电源***被允许工作。
本发明的实施例可以被集中到汽车安全***、例如气囊***上。然而，应意识到的是，实施例原理可以朝向其它类型的***、诸如开关模式电源***被应用。本发明的实施例也可以被应用到其它类型的测试***。例如，实施例可以被集中到在其目标***之内的集成电路的现场***测试上。
图1a图示了根据本发明的实施例的电源***100。电源***100具有电源控制器集成电路（IC）和各种外部部件。集成电路102具有控制升压开关模式（boosting switch mode）电源的升压控制器104。升压控制器104被耦合到开关晶体管128和感应电阻126。开关晶体管126被耦合到电感器130、整流二极管132和输出滤波电容器134。在实施例中，升压转换器把电压VIN转换为电压VBOOST。在一些实施例中，输出节点VBOOST处的电压可以比在VIN处的电压大。在其它环境中，VBOOST处的电压可以比节点VIN处的电压小。在还有另外的实施例中，节点VBOOST处的电压可以在外部由另一源来供给。应进一步意识到的是，被耦合到升压转换器104的外部部件的拓扑可以是不同的。在可替换的实施例中，各种部件布局可以根据在现有技术中公知的电源拓扑而被使用。
IC 102还具有控制第二开关模式电源的降压控制器110。在图1a中所图示的***中，第二电源是降压转换器。降压控制器110被耦合到高压侧PMOS器件118和低压侧n沟道PMOS器件120。晶体管118和120的漏极被耦合到引脚BCK2_SW，所述引脚BCK2_SW被耦合到电感器136和输出滤波电容器138。输出电压VBUCK被反馈到降压控制器110，使得降压转换器110通过使用在现有技术中公知的反馈技术来调节电压VBUCK。限流器112和114限制被供给到降压转换器的电流，以保护IC 102以及以给内建自测试块108提供输入。在本发明的一些实施例中，输出电压VBUCK被用来给被使用在气囊模块中的微控制器供电。
在本发明的实施例中，在VBOOST处产生的电压被用作降压转换器的输入。在一个实施例中，外部开关晶体管124串联地被放置在VBOOST与VBCK2_IN之间，以便给降压转换器提供保护。这个外部开关晶体管124可以被用来保护被耦合到VBUCK的微控制器或者其它类型的电路免受过压状况。在一个实施例中，外部开关晶体管124由开关驱动器块106来激活。在租借（tenant）VBCK2_IN上的感测过压状况的情况下，开关驱动器106可以被用来使开关晶体管124禁用。此外，当IC 102正在被加电时或者IC 102存在于其中的***正在被加电时，开关晶体管124可以被放置在截止状态。
在实施例中，BIST块108被用来验证开关晶体管124的存在以及确保某些输入引脚没有被短接在一起。特别地，BIST块108可以确定趋向（tends）SWP_CTRL和VBCK2_IN是否被短接在一起，或者引脚VBCK2_IN和BCK2_SW是否被短接在一起。如果例如确定引脚VBCK2_IN和BCK2_SW被短接在一起，那么降压转换器在工作期间停止运转，以便防止降压转换器上的过压状况，所述降压转换器上的过压状况可能损害被耦合到VBUCK的电路（诸如被用来展开汽车气囊的微控制器）。在一些实施例中，电阻122被耦合在晶体管124的栅极和源极之间，以便使晶体管128的栅电容放电，因而使其断开，使得在SWP_CTRL处的引脚敞开的情况下，晶体管128并不接通。
转向图1b，电源***150被图示，在所述电源***150中，BIST块108的更多细节被图示。可切换的电流源162被耦合到降压转换器供给引脚VBCK2_IN，并且经由信号IDISCH由BIST逻辑和控制定时器块164来控制。可切换的电流源162在测试期间被用来在各种测试情形下使节点VBCK2_IN放电。比较器152被用来比较在节点VBCK1_IN和VBCK2_IN与阈值电压158之间的电压差，比较器154被用来比较在节点SWP_CTRL与阈值电压160之间的电压差，并且比较器156被用来比较在节点VBCK2_IN和BCK2_SW与阈值电压165之间的电压差。在图1b中所示的实施例中，阈值电压158、160和165全部被设置为2V。在本发明的可替换的实施例中，根据***和***的规格，阈值电压158、160和165可以被设置为不同的电压。
在一个实施例中，比较器152的输出和比较器154的输出以及比较器156的输出被输入到BIST逻辑和控制定时器块164中。这些比较器的输出被用来确定在这些比较器的被连接的各种引脚上是否存在短路。在比较器152的输出处的信号SWP_SWITCHOFF可以被BIST逻辑和控制使用，验证在节点VBCK1_IN与VBCK2_IN之间存在电势差，比较器154的信号SWP_SHORT可以被用来控制以确定在开关驱动器输出引脚SWP_CTRL与降压转换器电源引脚VBCK2_IN之间是否存在短接，并且比较器156可以被用来确定在VBCK2_IN与BCK2_SW之间是否存在短路。通过轮询与降压转换器开关晶体管118和114串联的限流块112和114，在VBCK2_IN与BCK2_SW之间的短路也可以被确定。
在一些实施例中，降压转换器输出晶体管118和120可以被控制来帮助确定在IC 102的引脚之中是否存在各种短路。例如，在一些实施例中，晶体管120被接通，使得在引脚BCK2_SW与地之间存在外部通路，并且PMOS晶体管118被关断。这个比较器156感测在引脚VBCK2_IN与BCK2_SW之间的电势差是否小于阈值（例如2V）。如果是，那么BIST逻辑和控制定时器块164可以确定PMOS 118被短路。
图2a和2b图示了实施例方法的流程图。转向图2a，方法开始于步骤202，在步骤202中，芯片被上电，并且某些芯片诊断程序被执行。在步骤204中，方法暂停持续时间tSTART_DLY，所述持续时间tSTART_DLY在一些实施例中在约1ms到约5ms之间，然而在可替换的实施例中，不同的延迟时间可以被使用。在步骤206中，实施例电源集成电路被选择用于激活。这样的激活步骤可以包括芯片选择引脚的主张（assertion）、寄存器的写或在现有技术中公知的其它方法，以启动集成电路内的功能。在步骤208中，被配置为被耦合到外部开关的控制信号SWP_CTRL被撤销（de-assert）。如果外部开关被连接，则撤销SWP_CTRL将断开外部开关。同样，在步骤208中，电流源162（参见图1b）被激活，从而使被配置为被耦合到外部开关的端子之一的节点放电。紧接着，在步骤210，该方法被暂停近似300μs。可替换地，更长的或更短的时间段可以在这个暂停状态下被使用，或者步骤210可以被省略。这个延迟给电流源162使被配置为被耦合到外部开关的节点之一放电的机会。
在实施例中，步骤212到222被用来确定外部开关是否存在。在步骤212中，针对152的比较器输出被轮询，以确定在外部开关的两个端子两端的电压是否大于阈值。在被描绘的情况下，该阈值被设置为约2V；然而，在本发明的可替换的实施例中，其它阈值可以被使用。如果SWP_SWITCHOFF没有被主张，从而表明在开关两端的电压小于阈值，那么该方法怀疑开关不存在。在步骤214中，来自电流源162的放电电流射出（shot off），并且栅极控制节点被激活。紧接着，在步骤216中，该方法被延迟时间tSWPONMAX。这个时间在约300μs之间。在本发明的一些实施例中，步骤216中的延迟的目的是允许被连接到引脚的任何外部电容被放电。
紧接着在步骤218中，通过轮询比较器154的输出，该方法确定在开关的栅极节点和被耦合到降压转换器的电源输入的开关输出节点之间是否存在短路。如果信号SWP_SHORT是低的，从而表明这两个相邻的引脚之间的电压小于阈值，那么该方法假设在这两个相邻的引脚之间有短接。如果步骤218探测到在这两个相邻的引脚之间的短路，那么在步骤220中，在一些实施例中，开关控制节点SWP_CTRL被关断，变量PSWP和PSWFT被设置为零，IRST_Q被释放并且降压转换器被使能。在实施例中，变量PSWP和PSWFT是被存储在寄存器中的经由数字接口（诸如SPI总线）来报告的变量。PSWP的状态指示SWP开关是否存在，并且PSWFT的状态指示是否存在故障。IRST_Q是复位信号，当被主张时，所述复位信号把所有电源放置在非工作的复位状态。如果在另一方面没有探测到跨越这两个相邻的引脚的短路，那么在步骤222中，在一些实施例中，开关控制节点SWP_CTRL被关断，变量PSWFT被设置为零，PSWFT被设置为一，IRST_Q被释放，并且降压转换器被使能。在实施例中，故障被用信号通知，但是电源***仍然工作，因为尽管引脚SWP_CTRL可能敞开或者在晶体管124的漏极与源极之间有短接，使能安全***（诸如气囊***）仍可能是必需的。
在一些实施例中，即使降压转换器被使能而不管测试的输出如何，步骤218也可以被执行，以便确定两个状况中的哪个存在。在一个状况中，SWP开关可以被耦合到该***，但是在引脚VBCK2_IN与VBCK1_IN/VBOOST之间存在短接，但是引脚SWP_CTRL是敞开的。在另一状况中，可能不存在SWP开关，但是在名义上会被短接到VBCK2_IN的引脚SWP_CTRL是敞开的，并且因而微控制器可能确定这里是否存在敞开的引脚。
在另一方面，如果SWP_SWITCHOFF给出SWP开关存在的信息，那么状态机向前移动到确定在引脚VBCK2_IN与BCK2_SW之间是否存在短接的步骤224至238。为了验证这个，在一个实施例中，降压转换器的低压侧DMOS（LSDMOS）120首先被接通，以便在测试的这个部分期间使微控制器的电压降低到地，以便保护该微控制器。接着，SWP_SWITCH信号被接通。LSDMOS器件120的电流限制也经由限流器112和114被使能，使得如果该LSDMOS器件120的电流限制被触发，那么该电流限制将立即使外部开关和LSDMOS器件120停止工作。在一个实施例中，如果电流限制被触发或者如果PMOS_SHORT比较器156被触发，那么BIST的这个部分将被重复三次。在三次连续的失败之后，BIST递送失败（FAIL）标记，禁止***开动，并且保证外部开关在汽车实施例中在整个点火循环内保留在“断开（OFF）”中。
通过感测到信号SWP_SWITCH_OFF被主张，步骤212探测到外部开关的存在，并且在图2b中的步骤224至236中，确定在引脚VBCK2_IN与BCK2_SW（参见图1b）之间是否存在短路。在步骤224中，低压侧DMOS器件120被接通，这在引脚BCK_GND与引脚BCK2_SW之间创建电流通路。同样地，高压侧PMOS器件118被关断。在某个延迟之后，引脚SWP_CTRL被激活，从而接通外部开关。在步骤226中的另一延迟tSWPONMAX之后，比较器156的输出PMOS_SHORT在步骤228中被轮询。在步骤226中的另一延迟tSWPONMAX考虑到输出电容器在LSDMOS 120被接通之后放电。在实施例中，tSWPONMAX为约370μs。可替换地，其它延迟值可以被使用。另外，电流限制感测块（current limiting sensing block）112和114被轮询，以在步骤232确定是否存在从引脚VBCK2_IN流向BCK2_GND的短路电流。
如果经由PMOS_SHORT和/或限流块112和114的状态怀疑在引脚VBCK2_IN与BCK2_SW之间的短路，那么该方法的控制传到框230。在步骤230中，低压侧DMOS器件被接通，并且在某个延迟（例如40μs）之后，引脚SWP_CTRL被激活。可替换地，其它延迟值可以被使用。控制接着再传到步骤234。针对在引脚VBCK2_IN与BCK2_SW之间的短路的测试被尝试三次。如果这个短路总共三次被探测到，那么该方法的控制从框234传到框236。应意识到的是，在可替换的实施例中，针对短路的测试被执行的次数的数目可以大于或少于三。在框236中，引脚SWP_CTRL被停用，低压侧LDMOS器件被切断，并且信号PSWFT被设置为一。由于被探测到的在引脚VBCK2_IN与BCK2_SW之间的短路，降压转换器随后被停用。
如果步骤228并没有探测到在引脚VBCK2_IN与BCK2_SW之间的短路，那么该方法紧接着在步骤238至248中确定在引脚SWP_CTRL与引脚 BCK2_SW之间是否存在短路。在步骤238，电流源162被接通，LDMOS器件120被接通，并且外部开关经由信号SWP_CTRL被激活。紧接着，延迟tSWPONMAX被应用。在步骤242中，比较器154的输出SWP_SHORT被轮询，以确定在引脚SWP_CTRL与BCK2_SW之间是否存在短路。如果短接被探测到，那么外部开关和LDMOS器件120被停用，并且重试计数在步骤244中被递增。紧接着，在步骤246中，重试计数与阈值（例如三）相比。如果重试计数小于三，那么控制被传到延迟框240。如果在引脚SWP_CTRL与BCK2_SW之间的短接被探测到三次之后，那么接着降压转换器不被使能。在框248中，引脚SWP_CTRL被停用，低压侧LDMOS器件被断开，并且信号PSWFT被设置为一。应意识到的是，在本发明的可替换的实施例中，重试计数可以大于或小于三。
如果在步骤242中没有探测到在引脚SWP_CTRL与BCK2_SW之间的短路，那么该方法紧接着在步骤250至262中确定外部开关是否形成在引脚VBCK1_IN/VBOOST与引脚VBCK2_IN之间（参见图1b）的导电通路。在步骤250中，电流源162被激活，并且外部开关经由SWP_CTL被激活，而且方法在步骤252中等待时间段，以允许引脚VBCK2_IN的电压上升到引脚VBCK1_IN/VBOOST上的电势。在一个实施例中，步骤252强加约300μs的等待时间，然而在本发明的可替换的实施例中，该方法可以等待更长或更短的时间。在步骤254中，输出SWP_SWITCH_OFF被轮询，以确定在引脚VBCK1_IN/VBOOST和引脚VBCK2_IN两端的电压是否大于阈值。如果SWP_SWITCH_OFF指示在引脚VBCK1_IN/VBOOST和引脚VBCK2_IN两端的电压大于阈值，那么外部开关和LDMOS器件120被停用，并且重试计数在步骤256中被递增。
在实施例中，当LDMOS 120被接通时，电流正被监控。同时PMOS_SHORT比较器156也正在被监控。在一些实施例中，***等待某个时间，以便可能的放电并不引起PMOS_SHORT比较器的误触发。同时，LSDMOS限流电路114总是正监控该电流。这一被触发，SWP_SWITCH和LSDMOS 120就都被断开。这接着被再尝试三次。然而，如果存在短接，那么PMOS短路比较器也被触发。
在步骤258中，重试计数与阈值（例如三）相比。如果重试计数小于三，那么控制被传到延迟框250。如果在三次之后，在引脚VBCK1_IN/VBOOST和引脚VBCK2_IN两端的电压仍然大于阈值，那么接着降压转换器不被使能。在框260中，引脚SWP_CTRL被停用，低压侧LDMOS器件被断开，并且信号PSWFT被设置为一。应意识到的是，在可替换的实施例中，重试计数可以大于或小于三。如果在另一方面在引脚VBCK1_IN/VBOOST和引脚VBCK2_IN两端的电压小于阈值，从而指示外部开关具有跨越其端子的导电通路，那么在步骤262中，降压转换器被使能，PSWFT被设置为零，并且PSWP被设置为一。
应意识到的是，在图2a和2b中所示的实施例方法仅仅是实施例方法的一个例子。在可替换的实施例中，不同的变量、阈值和不同的延迟时间可以被使用，以及不同的操作顺序可以被使用。应意识到的是，在可替换的实施例中，电源控制器集成电路的引脚输出（out）可以与在图1a和1b中所示的不同。在这样的情况下，实施例方法可以被用来确定在各种引脚之间是否存在短路和开路。
在实施例中，降压转换器的输出电压利用两个不同引脚上的两个分开的比较器182和184（参见图1b）恒定地被监控。这些比较器的阈值水平V_OL1 和V_OL2可以被设置在过压复位水平以上，所述过压复位水平也被用于对降压转换器的电压进行钳位。如果例如SWP比较器的水平针对小的抗尖峰脉冲滤波时间被达到，那么针对这样的事件的原因可以是由于外部短接，而不是由于正常工作状况。在这样的情况下，外部开关可以被关断，并且内部复位被执行。在这样的情况下，在一些实施例中，只有BIST在内部复位时间之后被重复。如果这个被重复的BIST失败，那么外部开关被断开，并且该***在整个点火循环内被禁用。
图3图示了根据本发明的实施例的气囊***300。气囊***300具有被耦合到微控制器304的电源***302。微控制器304被耦合到传感器306和气囊爆轰爆管（airbag detonation squib）308。爆管308被耦合到气囊310。微控制器304基于来自传感器306的输入确定爆管308何时激活气囊310。在一些实施例中，传感器306位于汽车的不同部分中，例如位于门中或者位于汽车框架的其它部分上。气囊310可以位于乘客舱的不同部分中，例如在方向盘中、在前面的乘客舱中、在门中等等。电源302把电池电压VBAT转换为在针对微控制器304的合适的工作电压范围内的电压VBUCK。在本发明的实施例中，电源302根据在上文所描述的原理工作。应意识到的是，在图3中所示的汽车气囊***仅仅是实施例电源***的应用的一个例子。实施例BIST***也可以在诸如安全***、点火***、发动机控制***、娱乐***等之类的其它类型的汽车***中被实施。此外，实施例BIST***也可以被用在其它非汽车环境中。
在一个实施例中，BIST***确定外部保护开关是否被耦合在第一电源与第二电源的输入之间，如一些实施例、诸如在一些环境中的低成本实施例可以不实施外部开关。如果BIST并没有探测到外部开关的存在，那么电源***工作。然而，如果BIST确定开关存在，那么BIST***确定是否存在安全的引脚短接，使得微控制器上的电压并不超过可以引起对***的损害的水平。一旦该测试被验证，BIST就检查开关的控制端子（诸如外部FET）是否没有被短接，并且接着还检查，当接通电压存在时，外部开关被接通。一旦所有这些测试都通过，那么外部开关被接通并且该***被启动。
然而，一旦***正在工作，就存在如下可能性：正浮置在***的PCB板上的一块焊料可以引起在降压转换器的高压侧晶体管的两个引脚之间的短路短接。本发明的实施例还包括比较器，以探测微控制器上的过分高的电压。在抗尖峰脉冲滤波器之后，它将使保护开关（SWP开关）禁用，以保护微控制器。
根据实施例，测试电源控制器的方法包括探测外部开关是否被耦合在第一供给引脚和第二供给引脚之间。如果外部开关被探测到，那么该方法确定在第二供给引脚与开关输出引脚之间是否存在短路。然而，如果在第二供给引脚与开关输出引脚之间的短路没有被探测到，那么该方法确定在开关控制引脚与第二供给引脚之间是否存在短路。开关控制引脚被配置为被耦合到开关的控制端子。如果在开关控制引脚与第二供给引脚之间的短路没有被探测到，那么该方法确定当开关控制引脚激活外部开关时在第一供给引脚与第二供给引脚之间是否存在导电通路。
在实施例中，探测外部开关包括将断开信号施加到开关引脚以及将测量电流施加到第二供给引脚。在测量电流被施加之后，在第一供给引脚和第二供给引脚两端的电压与第一阈值相比。该方法确定：如果在第一供给引脚和第二供给引脚两端的电压大于第一阈值，那么外部开关被探测到。
在实施例中，确定在第二供给引脚与开关输出引脚之间是否存在短路的步骤包括接通被耦合到开关输出引脚的第一开关晶体管、将接通信号施加到开关控制引脚以及把在第二供给引脚和开关输出引脚两端的电压与第二阈值相比较。接着，通过确定在第二供给引脚和开关输出引脚两端的电压是否小于第二阈值或者与第一开关晶体管串联的限流电路是否探测到过流状况，该方法确定在第二供给引脚与开关输出引脚之间是否存在短路。在一些实施例中，该方法包括断开被耦合在第二供给引脚与开关输出引脚之间的第二开关晶体管。
在实施例中，确定在开关的控制端子与第二供给引脚之间是否存在短路包括将测量电流施加到第二供给引脚以及将接通信号施加到开关控制引脚。在施加测量电流之后，在开关控制引脚和第二供给引脚两端的电压与第三阈值相比。确定的是，如果在开关控制引脚和第二供给引脚两端的电压小于第三阈值，那么在开关控制引脚与第二供给引脚之间存在短路。在一些实施例中，被耦合到开关输出引脚的第一开关晶体管进一步被接通。
在实施例中，确定当开关控制引脚激活外部开关时在第一供给引脚与第二供给引脚之间是否存在导电通路的步骤包括将断开信号施加到开关引脚以及将测量电流施加到第二供给引脚。在施加测量电流之后，在第一供给引脚和第二供给引脚两端的电压与第一阈值相比。如果在第一供给引脚和第二供给引脚两端的电压小于第一阈值，那么该方法确定在第一供给引脚与第二供给引脚之间是否存在导电通路。
在实施例中，该方法进一步包括：如果当开关控制引脚激活外部开关时确定在第一供给引脚与第二供给引脚之间存在导电通路，那么操作被耦合到第二引脚的切换模式电源。在一些实施例中，该方法包括：如果外部开关没有被探测到，那么确定在外部开关的控制端子与第二供给引脚之间是否存在短接。该方法还可以包括：如果外部开关没有被探测到，那么使能被耦合到第二供给引脚的电源。
在实施例中，该方法进一步包括：当开关控制引脚激活外部开关时，如果外部引脚被探测到并且如果在第二供给引脚与开关输出引脚之间的短路被探测到，或者如果探测到在开关控制引脚与第二供给引脚之间的短路，或者如果在第一供给引脚与第二供给引脚之间的导电通路没有被探测到，那么使被耦合到第二供给引脚的电源禁用。
在实施例中，探测外部开关的步骤包括将断开信号施加到开关引脚和将测量电流施加到第二供给引脚。在施加测量电流之后，在第一供给引脚和第二供给引脚两端的电压与第一阈值相比。如果在第一供给引脚和第二供给引脚两端的电压大于第一阈值，那么该方法确定外部开关被探测到。此外，通过接通被耦合到开关输出引脚的第一晶体管和将接通信号施加到开关控制引脚，该方法确定在第二供给引脚与开关输出引脚之间存在短路。在第二供给引脚和开关输出引脚两端的电压与第二阈值相比。如果在第二供给引脚和开关输出引脚两端的电压小于第二阈值，或者如果与第一开关晶体管串联的限流电路探测到过流状况，那么该方法确定在第二供给引脚与开关输出引脚之间存在短路。在实施例中，通过将测量电流施加到第二供给引脚以及将接通信号施加到开关控制引脚，该方法确定在开关控制引脚与第二供给引脚之间存在短路。在施加测量电流之后，在开关控制引脚和第二供给引脚两端的电压与第三阈值相比。如果在开关控制引脚和第二供给引脚两端的电压小于第三阈值，那么该方法确定在开关控制引脚与第二供给引脚之间存在短路。通过将断开信号施加到开关引脚以及将测量电流施加到第二供给引脚，该方法接着确定当开关控制引脚激活外部开关时在第一供给引脚与第二供给引脚之间是否存在导电通路。在施加了测量电流之后，在第一供给引脚和第二供给引脚两端的电压与第一阈值相比。如果在第一供给引脚和第二供给引脚两端的电压小于第一阈值，那么确定在第一供给引脚与第二供给引脚之间存在导电通路。
根据另一实施例，测试集成电路的方法包括探测外部开关是否被耦合在第一引脚与第二引脚之间。如果外部开关被探测到，那么该方法确定在第二引脚和第三引脚之间是否存在短路。然而，如果在第二引脚与第三引脚之间的短路没有被探测到，那么该方法确定在被配置为被耦合到外部开关的控制端子的第四引脚与第二引脚之间是否存在短路。在另一方面，如果在第四引脚与第二引脚之间的短路没有被探测到，那么当第四引脚激活外部开关时，该方法确定在第一引脚与第二引脚之间是否存在导电通路。
在实施例中，探测外部开关的步骤包括尝试断开外部开关、把电流源耦合到第二引脚以及把在第一引脚与第二引脚之间的电压与第一阈值相比。如果在第一引脚与第二引脚之间的电压大于第一阈值，那么确定外部开关被连接。
在实施例中，确定在第二引脚与第三引脚之间是否存在短路的步骤包括接通被耦合到第三引脚的第一开关晶体管、接通外部开关以及把在第二引脚和第三引脚两端的电压与第二阈值相比较。如果在第二引脚和第三引脚两端的电压小于第二阈值，那么确定在第二引脚与第三引脚之间存在短路。通过把电流源耦合到第二引脚、接通外部开关以及在把电流源耦合到第二引脚之后把在第四引脚和第二引脚两端的电压与第三阈值相比，该方法确定在第四引脚与第二引脚之间是否存在短路。如果在第四引脚和第二引脚两端的电压小于第三阈值，那么该方法确定在第四引脚与第二引脚之间存在短路。
根据另一实施例，电源控制器集成电路包括被配置为接收第一电源电压的第一引脚、被配置为接收第二电源电压的第二引脚、被配置为驱动被耦合在第一引脚与第二引脚之间的外部开关的控制引脚的第三引脚、被配置为驱动切换模式功率转换器的切换电压的第四引脚和测试电路，所述测试电路被配置为探测外部开关是否被耦合到第一引脚、第二引脚和第三引脚以及在第二引脚与第四引脚之间是否存在短路和在第二引脚与第三引脚之间是否存在短路。
在实施例中，测试电路包括被耦合到第二引脚的可切换的电流源、被耦合到第一引脚和第二引脚的第一比较器。第一比较器被配置为把在第一引脚与第二引脚之间的电压与第一阈值相比。集成电路进一步包括被耦合到第二引脚和第三引脚的第二比较器，不足的（poor），第二比较器被配置为把在第二引脚与第三引脚之间的电压与第二阈值相比。被耦合到第二引脚和第四引脚的第三比较器被配置为把在第二引脚与第四引脚之间的电压与第三阈值相比。控制器进一步被耦合到可切换的电流源、第一比较器、第二比较器和第三比较器。
在实施例中，通过开启（switch on）可切换的电流源以及将接通电压施加到第三引脚，该控制器被配置为确定外部开关是否被耦合到第一引脚、第二引脚和第三引脚。如果第一比较器感测到在第一引脚与第二引脚之间的电压大于第一阈值，那么控制器确定外部开关被耦合到第一引脚、第二引脚和第三引脚。通过接通被耦合到第四引脚的第一开关晶体管以及将接通电压施加到第三引脚，控制器被进一步配置为确定在第二引脚与第三引脚之间是否存在短路。如果第二比较器感测到在第二引脚与第三引脚之间的电压小于第二阈值，那么控制器确定在第二引脚与第三引脚之间存在短路。
在实施例中，控制器进一步被配置为通过开启可切换的电流源以及将接通电压施加到第三引脚来确定在第二引脚与第四引脚之间是否存在短路。如果第三比较器感测到在第二引脚与第四引脚之间的电压小于第三阈值，那么该控制器确定在第二引脚与第四引脚之间存在短路。在实施例中，第一阈值、第二阈值和第三阈值为约2V。
在实施例中，控制器进一步被配置为：如果外部开关被探测到并且如果在第二引脚与第四引脚之间存在短路，或者如果外部开关被探测到并且在第二引脚与第三引脚之间存在短路，那么使被耦合到第二引脚和第四引脚的切换模式电源禁用。控制器可以进一步被配置为：如果外部开关没有被探测到，那么使能被耦合到第二引脚和第四引脚的切换模式电源。
在实施例中，第二引脚被布置为直接邻近于第三引脚，并且第三引脚被布置为直接邻近于第四引脚。
本发明的并入内建自测试的实施例的优点包括：一旦内建自测试被执行，外部开关就也被验证为正在正确地起作用。如果内建自测试的两个部分（也就是外部开关的探测和外部开关正在正确地起作用的事实）都通过了，那么通过使能外部开关和被耦合到正在被测试的节点的切换模式电源，电源***被允许被接通。
实施例的另一优点包括确定问题的根本原因（如果有在的话）。
虽然本发明已经参照说明性的实施例被描述，但是本说明书并不意图在限制意义上被解释。在参照说明书时，说明性的实施例的各种修改和组合以及本发明的其它实施例对于本领域技术人员将是明显的。因此，意图的是，所附的权利要求书包括任何这样的修改或实施例。

Claims (24)

1.一种测试电源控制器的方法，所述方法包括：
探测被耦合在第一供给引脚与第二供给引脚之间的外部开关；
如果外部开关被探测到，那么确定在第二供给引脚与开关输出引脚之间是否存在短路；
如果在第二供给引脚与开关输出引脚之间的短路没有被探测到，那么确定在被配置为被耦合到开关的控制端子的开关控制引脚与第二供给引脚之间是否存在短路；以及
如果在开关控制引脚与第二供给引脚之间的短路没有被探测到，那么当开关控制引脚激活外部开关时，确定在第一供给引脚与第二供给引脚之间是否存在导电通路。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，探测外部开关包括：
将断开信号施加到开关引脚；
将测量电流施加到第二供给引脚；以及
在施加测量电流之后，把在第一供给引脚和第二供给引脚两端的电压与第一阈值相比；以及
如果在第一供给引脚和第二供给引脚两端的电压大于第一阈值，那么确定外部开关被探测到。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，确定在第二供给引脚与开关输出引脚之间是否存在短路包括：
接通被耦合到开关输出引脚的第一开关晶体管；
将接通信号施加到开关控制引脚；
把在第二供给引脚和开关输出引脚两端的电压与第二阈值相比较；以及
确定在第二供给引脚与开关输出引脚之间存在短路包括确定在第二供给引脚和开关输出引脚两端的电压是否小于第二阈值或者与第一开关晶体管串联的限流电路是否探测到过流状况。
4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括断开被耦合在第二供给引脚与开关输出引脚之间的第二开关晶体管。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，确定在开关的控制端子与第二供给引脚之间是否存在短路包括：
将测量电流施加到第二供给引脚；
将接通信号施加到开关控制引脚；
在施加测量电流之后，把在开关控制引脚和第二供给引脚两端的电压与第三阈值相比；以及
如果在开关控制引脚和第二供给引脚两端的电压小于第三阈值，那么确定在开关控制引脚与第二供给引脚之间存在短路。
6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括接通被耦合到开关输出引脚的第一开关晶体管。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，当开关控制引脚激活外部开关时确定在第一供给引脚与第二供给引脚之间是否存在导电通路包括：
将断开信号施加到开关引脚；
将测量电流施加到第二供给引脚；以及
在施加测量电流之后，把在第一供给引脚和第二供给引脚两端的电压与第一阈值相比；以及
当在第一供给引脚和第二供给引脚两端的电压小于第一阈值时，确定在第一供给引脚与第二供给引脚之间存在导电通路。
8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：如果当开关控制引脚激活外部开关时确定在第一供给引脚与第二供给引脚之间存在导电通路，那么操作被耦合到第二供给引脚的切换模式电源。
9.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：如果外部开关没有被探测到，那么确定在外部开关的控制端子与第二供给引脚之间是否存在短接。
10.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：如果外部开关没有被探测到，则使能被耦合到第二供给引脚的电源。
11.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：如果外部引脚被探测到并且如果在第二供给引脚与开关输出引脚之间的短路被探测到，或者如果探测到在开关控制引脚与第二供给引脚之间的短路，或者如果当开关控制引脚激活外部开关时没有探测到在第一供给引脚与第二供给引脚之间的导电通路，那么禁用被耦合到第二供给引脚的电源。
12.根据权利要求1所述的方法，其中：
探测外部开关包括：
       将断开信号施加到开关引脚，
       将测量电流施加到第二供给引脚，
       在施加测量电流之后，把在第一供给引脚和第二供给引脚两端的电压与第一阈值相比，以及
       如果在第一供给引脚和第二供给引脚两端的电压大于第一阈值，那么确定外部开关被探测到；
确定在第二供给引脚与开关输出引脚之间是否存在短路包括：
       接通被耦合到开关输出引脚的第一开关晶体管，
       将接通信号施加到开关控制引脚，
       把在第二供给引脚和开关输出引脚两端的电压与第二阈值相比较，以及
       确定在第二供给引脚与开关输出引脚之间存在短路包括确定在第二供给引脚和开关输出引脚两端的电压是否小于第二阈值或者与第一开关晶体管串联的限流电路是否探测到过流状况；
确定在开关控制引脚与第二供给引脚之间是否存在短路包括：
       将测量电流施加到第二供给引脚，
       将接通信号施加到开关控制引脚，
       在施加测量电流之后，把在开关控制引脚和第二供给引脚两端的电压与第三阈值相比，以及
       如果在开关控制引脚和第二供给引脚两端的电压小于第三阈值，那么确定在开关控制引脚与第二供给引脚之间存在短路；并且
当开关控制引脚激活外部开关时确定在第一供给引脚与第二供给引脚之间是否存在导电通路包括：
       将断开信号施加到开关引脚，
       将测量电流施加到第二供给引脚， 
       在施加测量电流之后，把在第一供给引脚和第二供给引脚两端的电压与第一阈值相比，以及
       当在第一供给引脚和第二供给引脚两端的电压小于第一阈值时，确定在第一供给引脚与第二供给引脚之间存在导电通路。
13.一种测试集成电路的方法，所述方法包括：
探测外部开关是否被耦合在第一引脚与第二引脚之间；
如果外部开关被探测到，那么确定在第二引脚与第三引脚之间是否存在短路；
如果在第二引脚与第三引脚之间的短路没有被探测到，那么确定在被配置为被耦合到外部开关的控制端子的第四引脚与第二引脚之间是否存在短路；以及
如果在第四引脚与第二引脚之间的短路没有被探测到，那么当第四引脚激活外部开关时，确定在第一引脚与第二引脚之间是否存在导电通路。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，探测外部开关包括：
尝试断开外部开关；
把电流源耦合到第二引脚；
把在第一引脚与第二引脚之间的电压与第一阈值相比；以及
如果在第一引脚与第二引脚之间的电压大于第一阈值，那么确定外部开关被连接。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，
确定在第二引脚与第三引脚之间是否存在短路包括：
       接通被耦合到第三引脚的第一开关晶体管，
       接通外部开关，
       把在第二引脚和第三引脚两端的电压与第二阈值相比较，以及
       如果在第二引脚和第三引脚两端的电压小于第二阈值，那么确定在第二引脚与第三引脚之间存在短路；并且
确定在第四引脚与第二引脚之间是否存在短路包括：
       把电流源耦合到第二引脚，
       接通外部开关，
       在耦合电流源之后，把在第四引脚和第二引脚两端的电压与第三阈值相比，以及
       如果在第四引脚和第二引脚两端的电压小于第三阈值，那么确定在第四引脚与第二引脚之间存在短路。
16.一种电源控制器集成电路，其包括：
被配置为接收第一电源电压的第一引脚；
被配置为接收第二电源电压的第二引脚；
被配置为驱动被耦合在第一引脚与第二引脚之间的外部开关的控制引脚的第三引脚；
被配置为驱动切换模式功率转换器的切换电压的第四引脚；以及
测试电路，所述测试电路被配置为探测外部开关是否被耦合到第一引脚、第二引脚和第三引脚以及在第二引脚与第四引脚之间是否存在短路和在第二引脚与第三引脚之间是否存在短路。
17.根据权利要求16所述的集成电路，其中，测试电路包括：
被耦合到第二引脚的可切换的电流源；
被耦合到第一引脚和第二引脚的第一比较器，第一比较器被配置为把在第一引脚与第二引脚之间的电压与第一阈值相比；
被耦合到第二引脚和第三引脚的第二比较器，第二比较器被配置为把在第二引脚与第三引脚之间的电压与第二阈值相比；
被耦合到第二引脚和第四引脚的第三比较器，第三比较器被配置为把在第二引脚与第四引脚之间的电压与第三阈值相比；以及
被耦合到可切换的电流源、第一比较器、第二比较器和第三比较器的控制器。
18.根据权利要求17所述的集成电路，其中，控制器被配置为通过如下方式确定外部开关是否被耦合到第一引脚、第二引脚和第三引脚：
开启可切换的电流源；
将接通电压施加到第三引脚；以及
如果第一比较器感测到在第一引脚与第二引脚之间的电压大于第一阈值，那么确定外部开关被耦合到第一引脚、第二引脚和第三引脚。
19.根据权利要求17所述的集成电路，其中，控制器被配置为通过如下方式确定在第二引脚与第三引脚之间是否存在短路：
接通被耦合到第四引脚的第一开关晶体管；
将接通电压施加到第三引脚；以及
如果第二比较器感测到在第二引脚与第三引脚之间的电压小于第二阈值，那么确定在第二引脚与第三引脚之间存在短路。
20.根据权利要求17所述的集成电路，其中，控制器被配置为通过如下方式确定在第二引脚与第四引脚之间是否存在短路：
开启可切换的电流源；
将接通电压施加到第三引脚；以及
如果第三比较器感测到在第二引脚与第四引脚之间的电压小于第三阈值，那么确定在第二引脚与第四引脚之间存在短路。
21.根据权利要求17所述的集成电路，其中，第一阈值、第二阈值和第三阈值为约2伏特。
22.根据权利要求17所述的集成电路，其中，控制器被配置为：如果外部开关被探测到并且在第二引脚与第四引脚之间存在短路，或者如果外部开关被探测到并且在第二引脚与第三引脚之间存在短路，那么使被耦合到第二引脚和第四引脚的切换模式电源禁用。
23.根据权利要求17所述的集成电路，其中，控制器可以被配置为：如果外部开关没有被探测到，那么使能被耦合到第二引脚和第四引脚的切换模式电源。
24.根据权利要求16所述的集成电路，其中，第二引脚被布置为直接邻近于第三引脚，并且第三引脚被布置为直接邻近于第四引脚。
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