用于监测电源开关的控制信号的脉冲计数寄存器的制作方法

1.本公开涉及电源开关，并且更具体地涉及用于标识电源开关的控制信号的潜在问题的技术和电路。


背景技术：

2.电源开关用于各种应用中，以控制向负载输送电力。作为示例，电源开关可以包括场效应晶体管(fet)、双极结晶体管(bjt)、氮化镓(gan)开关或碳化硅(sic)开关，或者可能包括可控硅整流器(scr)。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)、任何其他类型的fet或其任何组合。mosfet的示例可以包括但不限于pmos、nmos、dmos或任何其他类型的mosfet、或其任何组合。mosfet可以由硅、氮化镓、碳化硅或其他材料形成。bjt的示例可以包括但不限于pnp、npn、异质结或任何其他类型的bjt、或其任何组合。
3.电源开关通常由驱动器电路经由脉冲调制(pm)信号来控制，诸如脉冲宽度调制(pwm)、脉冲频率调制(pfm)、脉冲持续时间调制、脉冲密度调制或其他类型的调制控制信号。调制控制信号可以被施加到电源开关的栅极，以便控制电源开关的开/关切换，并且从而控制通过电源开关输送给负载的平均功率量。电源开关的开/关切换有效地将其功率输送切分成分立部分。馈送到负载的电压和/或电流的平均值可以通过以较快速率接通和断开开关来控制。与断开时段相比，开关接通的时间越长，向负载提供的总功率越高。一些类型的电源开关可以被配置为响应于栅极电压而接通，而其他电源开关可以被配置为响应于栅极电压而断开。在很多应用中，两个不同电源开关被配置为高侧和低侧配置，并且两个电源开关的开/关被同步，以便将期望电力输送给位于高侧开关与低侧开关之间的开关节点。
4.处理器(诸如微处理器或其他基于时钟的处理电路)可以向驱动器电路提供控制信号以控制驱动器电路。此外，在很多情况下，驱动器电路可以包括电流隔离屏障，该电流隔离屏障将与处理器相关联的低压域与与电源开关相关联的高压域电流隔离。


技术实现要素：

5.总体上，本公开描述了用于标识电源开关的控制信号的潜在问题的电路和技术。更具体地，本公开描述了寄存器(例如，易失性或非易失性存储元件)的使用，该寄存器被配置为对驱动器电路或其他控制电路内的脉冲调制(pm)信号的上升沿和/或下降沿进行计数。
6.例如，处理器可以向驱动器电路提供pm控制信号，并且驱动器电路可以基于pm控制信号生成pm驱动信号。通过对pm信号的边沿进行计数，可以标识pm信号中的不期望的变化或误差。例如，如果与pm控制信号相关联的计数与与pm驱动信号相关联计数失配，则这可以指示驱动器电路内的一个或多个电路元件存在问题。在一些情况下，计数器失配可以在实际电路故障之后被标识(例如，通过读取和比较寄存器)，以帮助标识或诊断电路故障的原因，或者在其他情况下，计数器失配可以在驱动器电路内被标识为可能导致未来电路故
障的现有pm信令问题的潜在指示符。
7.在一些示例中，本公开描述了一种被配置为控制电源开关的驱动器电路。驱动器电路可以包括被配置为从处理器接收pm控制信号的输入引脚和与输入引脚电流隔离的输出引脚，其中驱动器电路被配置为从输出引脚向电源开关输送pm驱动信号以控制电源开关的开/关切换。根据本公开，驱动器电路还可以包括被配置为存储与pm驱动信号相关联的计数的寄存器。
8.在一些示例中，本公开描述了一种控制电源开关的方法。该方法可以包括经由驱动器电路的输入引脚从处理器接收pm控制信号，从驱动器电路的输出引脚向电源开关输送pm驱动信号以控制电源开关的开/关切换，以及将与pm驱动信号相关联的计数存储在与驱动器电路相关联的寄存器中。
9.在一些示例中，本公开描述了一种系统，该系统包括处理器、电源开关和被配置为控制电源开关的驱动器电路。驱动器电路可以包括被配置为从处理器接收pm控制信号的输入引脚、与输入引脚电流隔离的输出引脚、以及被配置为存储与pm驱动信号相关联的计数的寄存器，其中驱动器电路被配置为从输出引脚向电源开关输送pm驱动信号以控制电源开关的开/关切换，其中寄存器由处理器可读取。
10.这些和其他示例的细节在附图和以下描述中列出。其他特征、目的和优点将从说明书和附图以及权利要求中很清楚。
附图说明
11.图1是根据本公开的包括被配置为控制电源开关的驱动器电路的系统的框图；
12.图2是示出与电源开关控制相关联的不同示例性信号的四个图的图示；
13.图3是示出与电源开关控制相关联的不同示例性信号的四个图的另一图示；
14.图4是示出与本公开一致的系统的电路图；
15.图5是示出与电源开关控制相关联的不同示例性信号的四个图和与这些图中的一些图相关联的计数的另一图示；
16.图6是示出与电源开关控制相关联的不同示例性信号的四个图和与这些图中的一些图相关联的计数的另一图示；
17.图7是示出与电源开关控制相关联的不同示例性信号的四个图和与这些图中的一些图相关联的计数的另一图示；
18.图8是根据本公开的包括被配置为控制电源开关的驱动器电路的系统的另一框图；
19.图9和图10是示出与本公开一致的不同电路系统的电路图；
20.图11a和图11b是示出与以半桥布置的两个不同开关相关联的开关的一组图；
21.图12和图13是示出与本公开一致的不同电路系统的电路图；以及
22.图14和图15是示出与本公开一致的一些技术的流程图。
具体实施方式
23.本公开描述了用于标识电源开关的控制信号的潜在问题的电路和技术。更具体地，本公开描述了寄存器(例如，易失性或非易失性存储元件)的使用，该寄存器被配置为对
驱动器电路或其他控制电路内的脉冲调制(pm)信号的上升沿和/或下降沿进行计数。pm信号可以包括所谓的脉冲宽度调制(pwm)信号或其他类型的调制信号，诸如脉冲频率调制信号、脉冲持续时间调制信号、脉宽密度调制信号或用于控制电源开关的其他类型的调制信号。
24.例如，处理器可以向驱动器电路提供pm控制信号，并且驱动器电路可以生成pm驱动信号并且将其输出到电源开关，其中pm驱动信号基于pm控制信号。通过对pm信号的边沿(例如，上升沿和下降沿)进行计数，可以标识pm信号中的不期望的变化或误差。例如，如果与pm控制信号相关联的计数与与pm驱动信号相关联的计数失配，则这可以指示驱动器电路内的一个或多个电路元件存在问题。在一些情况下，可以使用寄存器来跟踪电源开关系统内的很多不同电路位置的pm信号。
25.在某些情况下，计数器失配可以在实际电路故障之后被标识(例如，通过读取和比较两个或更多个不同寄存器的内容)，以帮助标识或诊断电路故障的原因。在其他情况下，计数器失配可以在驱动器电路内被标识为可能导致未来电路故障的pm信令问题的潜在指示符。因此，在一些情况下，驱动器电路可以被配置为对计数器失配作出反应，诸如通过禁用操作、限制电源开关的操作、或向处理器发送警报。因此，在一些情况下，驱动器电路或将pm控制信号发送给驱动器电路的处理器可以被配置为立即对计数器失配作出反应。然而，在其他示例中，存储在寄存器中的数据可以被存储以供在设备故障之后使用或分析，例如，供技术人员读取，以便帮助标识设备故障的原因或电路内pm信号可能被破坏的位置。
26.电路故障的分析表明，在电源开关电路系统内的pm信号中有时会出现不期望出现的问题。pm信令问题可能由多种原因引起，诸如电路问题、电路布局问题、不良电路设计、电路噪声、印刷电路板(pcb)的问题、电路基板问题、电路系统内的电路元件的定位或其他原因。电路问题也可能由电路元件的效应老化、电路中的过热或可能的环境暴露引起。由于这些和其他原因，通常希望监测一个或多个电路位置的电路参数。例如，dc链路电容器的老化或信号滤波器的陶瓷电容器的老化会导致pm信号发生问题。此外，mosfet沟槽底部的过热电子有时会导致开关速度的不期望的增加。
27.电路内的反向通道通信可能需要通过电流隔离屏障来传送电路信息、电路信号或电路操作参数。例如，在很多情况下，驱动器电路可以包括电流隔离屏障，该电流隔离屏障将与处理器相关联的低压域与与电源开关相关联的高压域电流隔离。在这样的系统中，反向通道通信可以促进跨越电流隔离屏障的通信，诸如通过使用光信号、通过次级变压器进行的数据通信、当pm信号被禁用时通过初级变压器进行的通信或其他技术。在驱动器电路中有时需要实时反向通道通信。实时反向通道通信可以是指与pm信令同步的反向通道通信。
28.然而，从电路的角度来看，反向通道通信、尤其是实时反向通道通信可能成本高昂，通常需要附加的电路引脚或元件以促进通过电流隔离屏障进行的通信。在很多情况下，微控制器位于不同于电源开关栅极驱动器电路的电路板上，在这种情况下，可能需要大型连接器。电路封装也受到钉扎限制。电路封装中的更多引脚可能导致更高的引脚间距，这可能需要电路生产线中更高的清洁度要求。在某些电路中，反向通道也可能需要绝缘，这进一步增加了电路成本。
29.此外，在前向通道出现电路噪声的情况下，反向通道可能会出现同样的问题。滤波
有时会使反向通道难以实时准确地标识或传送电路事件，例如，与pm信令同步。在一些示例中，本公开实现了一种电路跟踪方案，该电路跟踪方案对电路事件进行计数和记录，以供稍后读出或分析，例如，当pm信号被禁用时或者可能在电路发生故障之后，而不是通过电流隔离屏障进行实时门级监测。
30.图1是根据本公开的系统100的框图，该系统100包括被配置为控制电源开关电路104的驱动器电路102。电源开关电路104可以包括功率晶体管。在图1的示例中，电源开关电路104内的功率晶体管可以包括绝缘栅双极晶体管(igbt)或金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)。mosfet可以由硅形成，在这种情况下，mosfet可以称为硅mosfet。备选地，mosfet可以以另一种半导体材料形成，诸如碳化硅(sic)或氮化镓(gan)，在这种情况下，mosfet可以称为sic mosfet或gan mosfet。
31.驱动器电路102可以包括电流隔离屏障101，电流隔离屏障101将第一电压域(例如，低压“lv”域)与第二电压域(例如，高压“hv”域)分离。例如，电流隔离屏障101可以用一个或多个线圈变压器、一个或多个无芯变压器、一个或多个电容器、或能够电流隔离驱动器电路102内的两个不同电压域的其他元件来实现。
32.驱动器电路102可以包括被配置为从处理器106接收pm控制信号的输入引脚112。驱动器电路102还可以包括与输入引脚112电流隔离的输出引脚114，其中驱动器电路被配置为从输出引脚114向电源开关(例如，电源开关电路104)输送pm驱动信号，以控制电源开关的开/关切换。驱动器电路102的输出寄存器120可以被配置为存储与pm驱动信号相关联的计数。以这种方式，驱动器电路102可以存储施加到电源开关电路104的pm驱动信号的至少部分历史，例如，以供稍后读出。
33.在一些示例中，可以在整个系统100中使用多个寄存器来跟踪不同电路位置处的pm信号，这可以促进不同位置处的pm信号之间的比较。在图1的示例中，驱动器电路包括被配置为存储pm驱动信号的计数的第一寄存器(即，输出寄存器120)和被配置为存储从处理器112接收的pm控制信号的计数的第二寄存器(即，输入寄存器122)两者。此外，处理器106可以包括被配置为存储由处理器112发送的pm控制信号的计数的另一寄存器(即，处理器寄存器124)。通过比较寄存器120、122或124中的两个或更多个的内容，可以标识计数器失配以指示系统100内的潜在pm信令问题。
34.如上所述，在一些情况下，计数器失配可以在实际电路故障之后被标识(例如，通过读取和比较系统100的两个或更多个不同寄存器的内容)，以帮助标识或诊断电路故障的原因。在其他情况下，计数器失配可以在驱动器电路102内例如通过周期性地比较输出寄存器120和输入寄存器122的内容而被标识为可能导致未来电路故障的pm信令问题的潜在指示符。因此，在一些情况下，驱动器电路102可以被配置为对计数器失配作出反应，诸如通过禁用或限制电源开关电路104的操作或者通过向处理器112传送警报。然而，在其他示例中，存储在寄存器120、122和124中的数据可以被存储以供在设备故障之后使用或分析，例如，供技术人员读出，以便帮助标识设备故障的原因或电路内pm信号可能被破坏的位置。
35.通常，寄存器120、122和124每个可以包括易失性或非易失性存储器或其他存储元件，并且存储器可以由处理器106可读取。在一些示例中，输出寄存器120可以包括跨越电流隔离屏障101的反向通道连接，以促进由处理器106进行的读出。在根据本公开的一些示例中，可以使用反向通道通信来促进输出寄存器120的读出，但是在通信比pm信令慢并且与pm
信令不同步的意义上，这种反向通道通信可以是非实时的，这可以帮助避免与实时反向通道通信相关联的复杂性和挑战。输入寄存器122和处理器寄存器124可以连接到处理器106并且由处理器106可读取。
36.在一些示例中，驱动器电路102的输出寄存器120和输入寄存器122包括当pm驱动信号被禁用时由处理器106可读取的非易失性存储器。在一些示例中，寄存器120、122和/或124中的每个可以包括所谓的溢出寄存器，该溢出寄存器被配置为以溢出方式存储计数，可能存储最低有效位。溢出寄存器可以有助于限制寄存器的大小，并且可以提供寄存器之间的计数的失配的指示符，而无需实际记录数百万次切换事件。溢出寄存器可以被配置为以先进先出(fif0)方式存储n位数据。8位寄存器可以足以实现计数器失配的跟踪，例如，存储最低有效位。在一些示例中，n可以表示大于3并且小于17的任何整数。
37.寄存器(例如，寄存器120、122和124中的每个)可以包括对pm信号的上升沿和下降沿的数目进行计数的计数器。在一些实现中，计数器可以被配置为仅对上升沿进行计数或仅对下降沿进行计数，但通常需要对上升沿和下降沿两者进行计数。
38.图2是示出与电源开关控制相关联的不同示例性信号的四个图的图示。pm信号22可以包括从微控制器发送的pwm控制信号。pm信号24可以包括由驱动器电路接收的对应pwm控制信号。pm信号22和24是相似的(并且具有相同数目的上升沿和下降沿)，这表示不存在信令问题。图2的细节和本公开的其他示例总体上针对通常处于断开状态的电源开关进行描述，其中栅极电压使电源开关接通。当然，本公开的相同原理也可以用于通常处于接通状态的电源开关的驱动器，其中栅极电压使电源开关断开。
39.pm信号26可以包括驱动器电路内的pwm驱动信号，例如，从驱动器电路发送到电源开关的栅极的pwm驱动信号。pm信号26和24是相似的(并且具有相同数目的上升沿和下降沿)，这表示不存在信令问题。由于通过驱动器电路的信号延迟，pm信号26与pm信号24之间可能存在轻微延迟。信号28可以包括电源开关之上的电压降，例如，将pm信号26施加到电源开关的栅极所引起的栅极到发射极电压。信号28通常对应于信号26，但信号28可以包括电源开关的接通和断开的斜率，也可以包括与电源开关操作相关联的所谓的“米勒”平台。图2中的四个图通常可以表示在没有任何信令问题的情况下与正常开关操作相关联的信号。
40.图3是示出与电源开关控制相关联的不同示例性信号的四个图的另一图示。pm信号32可以包括从微控制器发送的pwm控制信号。pm信号34可以包括由驱动器电路接收的对应pwm控制信号。pm信号22和24是不同的(并且具有不同数目的上升沿和下降沿)，这表示可能存在信号问题，例如，由于毛刺301。
41.pm信号36可以包括驱动器电路内的pwm驱动信号，例如，从驱动器电路发送到电源开关的栅极的pwm驱动信号。pm信号36和34是相似的(并且具有相同数目的上升沿和下降沿)，这表示存在毛刺302。由于通过驱动器电路的信号延迟，pm信号36与pm信号34之间可能存在轻微延迟。信号38可以包括电源开关之上的电压降，例如，将pm信号36施加到电源开关的栅极所引起的栅极到发射极电压。信号38可以包括电源开关的接通和断开的斜率，也可以包括与电源开关操作相关联的所谓的“米勒”平台。由于毛刺301和302，信号38可能包括不期望的信号伪影303，这会给电源开关带来不期望的压力。图3中的四个图通常可以表示在存在信令问题(可能是未知原因)的情况下与开关操作相关联的信号。因此，通过跟踪和计数pm信号的边沿，计数器失配可以用于标识毛刺301和302的存在。
42.本公开的信号监测和计数技术相对于电源开关的直接栅极监测可以具有优势。在这种情况下，可以更容易地标识错误的根本原因，并且可以比较不同信号的相对独立性。在一些示例中，这样的计数器可以仅用于调试目的，而不用于现场，尽管根据本公开，使用计数器来跟踪现场的电路性能通常是可取的。计数寄存器在栅极驱动器电路系统中实现起来可能非常便宜，并且在一些情况下，由于其他原因，存储器可能已经在一个或多个不同电路位置处可用。
43.电源开关电路可能因与电源开关或栅极驱动器电路无关的原因而发生故障。例如，故障可能由电路噪声或不期望的电路布局引起，并且客户可能会遇到电路故障，而没有证据表明发送到电源开关的pwm信号实际上是正确的。这种情况可能会让客户和电路供应商感到沮丧，因为电路出现故障，但是无法确定故障原因。
44.根据本公开，栅极驱动器电路和与电源开关控制相关的其他电路(诸如向栅极驱动器电路发送控制信号的微控制器)可以包括脉冲计数器，例如脉冲计数寄存器，以跟踪和存储pm信号的上升沿和下降沿的指示。微控制器可以对微控制器输出处的每个pwm脉冲进行计数，并且栅极驱动器输入可以类似地对栅极驱动器输入处的每个脉冲进行计数。此外，栅极驱动器可以对栅极驱动器输出处以及可能对其他位置(诸如在栅极箝位引脚上)的每个pwm脉冲进行计数。
45.计数寄存器可以由微控制器可读取，诸如当pm信号被禁用时。在pm信号未发送的任何时间或在驱动器信号未启用时，pm信号可以被视为被禁用，诸如经由单独引脚上的启用信号。在一些示例中，作为故障分析的一部分，处理器可以读出dump故障报告。计数寄存器的读出可以在驱动器未激活的任何时间执行，诸如在停止操作时(例如，enable＝low)，或者可能在驱动器电路未发送或接收pm信号的停机时间期间执行。在一些示例中，电路或技术人员可以使用计数器失配来帮助查明错误原因或设备故障原因。
46.图4是根据本公开的包括被配置为控制电源开关电路403的驱动器电路402的系统的电路图。驱动器电路402可以包括电流隔离屏障430，电流隔离屏障430将第一电压域(例如，与处理器401相关联的低压域)与第二电压域(例如，与电源开关电路403相关联的高压域)分离。例如，电流隔离屏障430可以用一个或多个线圈变压器、一个或多个无芯变压器、一个或多个电容器、或能够电流隔离驱动器电路402内的两个不同电压域的其他元件来实现。
47.驱动器电路402可以包括被配置为从处理器401接收pm控制信号(pwm_in)的输入引脚。一个或多个输入元件410(诸如放大器、滤波器或其他信号调节组件)可以对所接收的输入进行滤波、放大或以其他方式调节，例如，以去除不期望的噪声。驱动器电路402还可以包括与输入引脚电流隔离的输出引脚，其中驱动器电路被配置为从输出引脚向电源开关电路403的栅极输送pm驱动信号(pwm_out)，以控制电源开关的开/关切换。一个或多个输出元件420(诸如放大器、滤波器或其他信号调节组件)可以对信号进行滤波、放大或以其他方式调节，例如，以去除不期望的噪声。栅极电阻器405可以被包括在驱动器电路402与电源开关电路403之间。输出计数器(c3)可以包括被配置为存储与pm驱动信号相关联的计数的存储寄存器。以这种方式，驱动器电路402可以存储施加到电源开关电路403的pm驱动信号的至少部分历史，例如，以供稍后读出。
48.图4的系统可以包括多个计数器以跟踪不同电路位置处的pm信号，这可以促进不
同位置处的pm信号之间的比较。在图4的示例中，驱动器电路包括被配置为存储pm驱动信号的计数的输出计数器(c3)和被配置为存储从处理器401接收的pm控制信号的计数的输入计数器(c2)(即，输入寄存器)两者。此外，处理器401可以包括被配置为存储由处理器401发送的pm控制信号的计数的另一寄存器(即，处理器计数器(c1))。通过比较计数器c1、c2和/或c3中的两个或更多个的内容，可以标识计数器失配，以指示系统内的潜在pm信令问题。
49.图5是示出与电源开关控制相关联的不同示例性信号的四个图和与这些图中的一些图相关联的计数的另一图示。图5类似于图2，但图5还示出了计数器c1、c2和c3，它们可以对应于图4的计数器c1、c1和c3。如图5所示，对于c1、c2和c3中的每个，c1、c2、和c3的计数都是相同的，即，计数＝n。在这种情况下，系统内没有信令问题。
50.图6是示出与电源开关控制相关联的不同示例性信号的四个图和与这些图中的一些图相关联的计数的另一图示。图6类似于图5，除了在图5中，pwm_out信号提前终止，例如，由于去饱和(desat)事件。因此，由于desat事件，vge信号也提前终止(如粗体所示)。图6所示的计数器(即，c1、c2和c3)(它们可以对应于图4的计数器c1、c2、c3)都是同步的，这与图5类似。换言之，如图6所示，对于c1、c2和c3中的每个，c1、c2、和c3的计数都是相同的，即，计数＝n。在这种情况下，系统内没有信令问题。desat事件不影响计数，而仅影响计数发生的时间。
51.图7是示出与电源开关控制相关联的不同示例性信号的四个图和与这些图中的一些图相关联的计数的另一图示。图7类似于图3，但图7还示出了计数器c1、c2和c3，它们可以对应于图4的计数器c1、c1和c3。如图7所示，c1的计数不同于c2和c3的计数，即，c1的计数＝n，c2和c3计数＝n+x。在这种情况下，系统内存在信令问题。位置701和702处的毛刺导致c2和c2的额外计数，并且导致电源开关之上的vge中的不期望的伪影，如703所示。
52.图8是根据本公开的包括被配置为控制电源开关电路804的驱动器电路802的系统800的框图。驱动器电路802可以包括电流隔离屏障801，电流隔离屏障801将第一电压域(例如，低压“lv”域)与第二电压域(例如，高压“hv”域)分离。例如，电流隔离屏障801可以用一个或多个线圈变压器、一个或多个无芯变压器、一个或多个电容器、或能够电流隔离驱动器电路802内的两个不同电压域的其他元件来实现。
53.驱动器电路802可以包括被配置为从处理器806接收pm控制信号的输入引脚812。驱动器电路802还可以包括与输入引脚812电流隔离的输出引脚814，其中驱动器电路被配置为从输出引脚816向电源开关(例如，电源开关电路804)输送pm驱动信号，以控制电源开关电路806内的电源开关的开/关切换。驱动器电路802的输出寄存器820可以被配置为存储与pm驱动信号相关联的计数。以这种方式，驱动器电路802可以存储施加到电源开关电路804的pm驱动信号的至少部分历史。
54.在图8的示例中，输出寄存器820与对应“影子”输出寄存器825相关联。尽管输出寄存器820位于高压域中，但影子输出寄存器825位于低压域中。影子输出寄存器825可以存储输出寄存器820的影子，并且当驱动器电路802被禁用时或当pm信号不活动或被禁用时，影子输出寄存器825可以经由反向通道850用输出寄存器820的内容来更新。在一些示例中，驱动器电路802可以包括被配置为从处理器806或从另一系统级组件接收启用或禁用信号的启用引脚。当驱动器电路802被禁用时或当pm信号不活动或被禁用时，影子输出寄存器825可以被更新以存储输出寄存器820的内容。这允许容易地访问由驱动器电路802输出的pm驱
动信号的计数，只要影子输出寄存器825可以位于与处理器806相同的电压域中并且可以由处理器806可读取。在图8中，反向通道850被示出为在驱动器电路802内，但在其他示例中，反向通道850也可以相对于驱动器电路802在外部。
55.在一些示例中，影子输出寄存器825可以被视为第一寄存器，输入寄存器822可以被视为第二寄存器，输出寄存器820可以被视为是第三寄存器。影子输出寄存器825位于第一电压域(即，lv域)中，并且被配置为当pm驱动信号被禁用时存储输出寄存器820的影子。输入寄存器822与输出寄存器820电流隔离，并且输入寄存器822位于第一电压域(即，lv域)中，并且输出寄存器820位于第二电压域(即，hv域)中。
56.pm驱动信号可以经由启用引脚826来启用或禁用。启用引脚826可以被配置为从处理器或另一电路接收启用或禁用信号。备选地，pm驱动信号也可以经由驱动器复位信号或可能经由在处理器806上运行的软件来启用。在任何情况下，影子输出寄存器825可以响应于pm驱动信号被禁用而用输出寄存器820的内容来更新。处理器806然后可以读取输入寄存器822和影子输出寄存器825的输出，以确定计数器是否存在失配。处理器还可以将输入寄存器822和影子输出寄存器825的内容与处理器寄存器824的内容进行比较，以标识任何失配。在一些示例中，处理器806可以响应于寄存器之间的失配而使驱动器电路802禁用电源开关电路804的操作，但是在其他情况下，寄存器之间的失配可以在驱动器电路802或电源开关电路806发生故障之后标识，以便允许技术人员标识故障的原因。
57.在一些示例中，可以在整个系统800中使用多个寄存器来跟踪不同电路位置处的pm信号，这可以促进不同位置处的pm信号之间的比较。在图8的示例中，驱动器电路802包括被配置为存储pm驱动信号的计数的第一寄存器(即，影子输出寄存器825)和被配置为存储从处理器812接收的pm控制信号的计数的第二寄存器(即，输入寄存器822)两者。驱动器电路802还包括第三寄存器(即，输出寄存器820)。此外，处理器806可以包括被配置为存储由处理器812发送的pm控制信号的计数的另一寄存器(即，处理器寄存器824)。通过比较寄存器825、822或824中的两个或更多个(它们都位于同一电压域中)的内容，可以标识计数器失配以指示系统800内的潜在pm信令问题。
58.同样，在一些情况下，计数器失配可以在实际电路故障之后被标识(例如，通过读取和比较系统800的两个或更多个不同寄存器的内容)，以帮助标识或诊断电路故障的原因。在其他情况下，计数器失配可以在驱动器电路802内例如通过在pm驱动信号被禁用时周期性地比较影子输出寄存器825和输入寄存器822的内容而被标识为可能导致未来电路故障的pm信令问题的潜在指示符。因此，在一些情况下，驱动器电路802或处理器806可以被配置为对计数器失配作出反应，诸如通过禁用或限制电源开关电路804的操作。然而，在其他示例中，存储在寄存器825、822和824中的数据可以被存储以供在设备故障之后使用或分析，例如，供技术人员读出，以便帮助标识设备故障的原因或电路内pm信号可能被破坏的位置。
59.通常，寄存器820、822、824和825中的每个可以包括易失性或非易失性存储器或其他存储元件。寄存器820、822、824和825中的一些或全部可以由处理器806可读取。在一些示例中，输出寄存器820可以包括跨越电流隔离屏障801的反向通道连接，以促进由处理器806进行的读出。寄存器822、825和824可以连接到处理器806并且由处理器806可读取。在一些示例中，输出寄存器820可以由处理器806直接可读取，但是影子输出寄存器825可以周期性
地存储输出寄存器820的内容，使得例如当pm信号被禁用时，处理器806可以访问数据。
60.在一些示例中，驱动器电路802的影子输出寄存器825和输入寄存器822包括当pm驱动信号被禁用时由处理器806可读取的非易失存储器。在一些示例中，寄存器820、822、824和/或825中的每个可以包括所谓的溢出寄存器，该溢出寄存器被配置为以溢出方式存储计数，可能存储最低有效位。溢出寄存器可以有助于限制寄存器的大小，并且可以提供寄存器之间的计数的失配的指示符，而无需实际记录数百万次切换事件。溢出寄存器可以被配置为以先进先出(fif0)方式存储n位数据。8位寄存器可以足以实现计数器失配的跟踪，例如，存储最低有效位。在一些示例中，n可以表示大于3并且小于17的任何整数。
61.寄存器(例如，寄存器820、822、824和825中的每个)可以包括对pm信号的上升沿和下降沿的数目进行计数的计数器。在一些实现中，计数器可以被配置为仅对上升沿进行计数或仅对下降沿进行计数。然而，在很多情况下，需要对上升沿和下降沿两者进行计数。位于低压域中的寄存器可以包括当pm驱动信号被禁用时由处理器可读取的非易失性存储器。高压域中的寄存器可以包括当pm驱动信号被禁用时更新为低压域中的对应影子寄存器的非易失性存储器。
62.再次，在一些示例中，驱动器电路802可以被配置为在用输出寄存器820的内容更新影子输出寄存器825之后，响应于标识出影子输出寄存器825与输入寄存器822之间的失配而禁用pm驱动信号。在其他示例中，寄存器读出可以在设备故障之后发生，例如由技术人员进行，以帮助诊断设备故障的原因。
63.图9是根据本公开的系统的另一电路图。图9的系统包括根据本公开的被配置为控制高侧电源开关电路903a的第一驱动器电路902a。此外，在图9的系统中，第二驱动器电路902b被配置为控制低侧电源开关电路903b。高侧电源开关电路903a和低侧电源开关电路903b可以形成半桥，该半桥被配置为在位于高侧电源开关电路903a与低侧电源开关电路903b之间的开关节点904处输送功率。
64.驱动器电路902a、902b每个可以包括分离第一电压域的电流隔离屏障905a、905b。例如，电流隔离屏障905a、905b可以用一个或多个线圈变压器、一个或多个无芯变压器、一个或多个电容器、或能够电流隔离驱动器电路903a、903b内的两个不同电压域的其他元件来实现。
65.驱动器电路902a、902b每个可以包括被配置为从处理器901接收pm控制信号(pwm_in)的输入引脚。一个或多个输入元件(诸如放大器、滤波器或其他信号调节组件)可以对所接收的输入进行滤波、放大或以其他方式调节，例如，以去除不期望的噪声。驱动器电路902a、902b每个还可以包括与相应输入引脚电流隔离的输出引脚，其中每个驱动器电路902b、902a被配置为从相应输出引脚向相应电源开关电路903a、903b的栅极输送pm驱动信号(pwm_out)，以控制相应电源开关的开/关切换。一个或多个输出元件(诸如放大器、滤波器或其他信号调节组件)可以对输出进行滤波、放大或以其他方式调节，例如，以去除不期望的噪声。栅极电阻器可以被包括在驱动器电路902a与电源开关电路903a之间以及驱动器电路902b与电源开关电路903b之间。输出计数器(c3和c3')可以包括被配置为存储与驱动器902a和驱动器902b的pm驱动信号相关联的计数的存储寄存器。以这种方式，驱动器电路902a和902b每个可以存储施加到电源开关电路903a、903b的pm驱动信号的至少部分历史，例如，以供稍后读出。
66.可以在图9的整个系统中使用多个计数器来跟踪不同电路位置处的pm信号，这可以促进不同位置处的pm信号之间的比较。在图9的示例中，每个驱动器电路包括被配置为存储pm驱动信号的计数的输出计数器(c3和c3')和被配置为存储从处理器901接收的pm控制信号的计数的输入计数器(c2_1、c2_2和c2_1'和c2_2')(即，输入寄存器)。在这种情况下，驱动器902a和驱动器902b都可以分别接收用于两个驱动器电路的输入pm控制信号，这可以帮助确保两个电源开关不同时接通。此外，处理器401可以包括被配置为存储由处理器901发送的pm控制信号的计数的附加寄存器(即，处理器计数器(c1_p1和c1_p2))。通过比较计数器c1_p1、c2_1和c3_1中的两个或更多个的内容，可以为驱动器902a标识计数器失配，以指示系统内的潜在pm信令问题。类似地，通过比较计数器c1_p2、c2_2和c3_2中的两个或更多个的内容，可以为驱动器902b标识计数器失配，以指示系统内的潜在pm信令问题。
67.图10是根据本公开的系统的另一电路图。图10在很多方面与图9类似。图10的系统包括根据本公开的被配置为控制高侧电源开关电路1003a的第一驱动器电路1002a。此外，在图9的系统中，第二驱动器电路1002b被配置为控制低侧电源开关电路1003b。高侧电源开关电路1003a和低侧电源开关电路1003b可以形成半桥，该半桥被配置为在位于高侧电源开关电路1003a与低侧电源开关电路1003b之间的开关节点1004处输送功率。
68.驱动器电路1002a、1002b每个可以包括分离第一电压域的电流隔离屏障1005a、1005b。例如，电流隔离屏障1005a、1005b可以用一个或多个线圈变压器、一个或多个无芯变压器、一个或多个电容器、或能够电流隔离驱动器电路1003a、1003b内的两个不同电压域的其他元件来实现。
69.驱动器电路1002a、1002b每个可以包括被配置为从处理器1001接收pm控制信号(pwm_in)的输入引脚。一个或多个输入元件(诸如放大器、滤波器或其他信号调节组件)可以对所接收的输入进行滤波、放大或以其他方式调节，例如，以去除不期望的噪声。驱动器电路1002a、1002b每个还可以包括与相应输入引脚电流隔离的输出引脚，其中每个驱动器电路1002b、1002a被配置为从相应输出引脚向相应电源开关电路1003a、1003b的栅极输送pm驱动信号(pwm_out)，以控制相应电源开关的开/关切换。一个或多个输出元件(诸如放大器、滤波器或其他信号调节组件)可以对输出进行滤波、放大或以其他方式调节，例如，以去除不期望的噪声。栅极电阻器可以被包括在驱动器电路1002a与电源开关电路1003a之间以及驱动器电路1002b与电源开关电路1003b之间。输出计数器(c3和c3')可以包括被配置为存储与驱动器1002a和驱动器1002b的pm驱动信号相关联的计数的存储寄存器。以这种方式，驱动器电路1002a和1002b每个可以存储施加到电源开关电路1003a、1003b的pm驱动信号的至少部分历史，例如，以供稍后读出。
70.可以在图10的整个系统中使用多个计数器来跟踪不同电路位置处的pm信号，这可以促进不同位置处的pm信号之间的比较。计数器c1_p1、c1_p2、c2_1、c2_2、c2_1'、c2_2'、c3和c3'与图9中所示的计数器类似，并且可以以上面结合图9所解释的方式操作。此外，驱动器电路1002a和1002b每个可以包括所谓的互锁计数器。例如，驱动器电路1002a包括计数器c_interlock，并且驱动器电路1002b包括计数器c_interlock'。互锁计数器可以被配置为对高侧pm信号和低侧pm信号都同时为高的情况进行计数。本公开的细节总体上关于通常处于断开状态的电源开关进行描述，其中栅极电压使电源开关接通。当然，互锁计数器也可以被配置为对通常处于接通状态的电源的接通状态进行计数，其中栅极电压使电源开关断
开。
71.图11a是可以对应于pm控制信号或pm驱动信号的高侧pm信号和低侧pm信号的图示。如图11a所示，高侧pm信号和低侧pm信号通常是互补的，即，当低侧断开时，高侧接通，而当高侧断开时，低侧接通。然而，有时会出现高侧pm信号和低侧pm信号同时例如可能在短时段内接通的问题。图11b示出了高侧pm信号和低侧pm信号同时接通的可能情况(如位置1101和1102处所示)。互锁计数器(c_interlock和c_interlock')可以被配置为对高侧pm信号和低侧pm信号同时为高的情况(诸如位置1101和1102处所示的情况)进行计数。互锁计数器(c_interlock和c_interlock')可以包括信号逻辑，以标识pm控制信号中的这些情况。备选地，在一些情况下，互锁电路系统可能已经存在于驱动器电路内，以确保pm驱动信号不会同时激活两个电源开关电路1103a、1103b。如果驱动器电路中已经存在互锁电路系统，则互锁计数器(c_interlock和c_interlock')可以被配置为对互锁电路系统被激活的情况进行计数。除了pm控制信号和pm驱动信号的计数之外，对互锁情况或pm控制信号重叠的情况进行计数(诸如图11b的位置1101和1102处所示)可以有助于诊断驱动器电路1002a和1002b中的电路问题。
72.图12是与本公开一致的系统的另一电路图。图12所示的系统在很多方面与图4的系统类似。图12的系统包括根据本公开的被配置为控制电源开关电路1203的驱动器电路1202。驱动器电路1202可以包括电流隔离屏障1230，电流隔离屏障1230将第一电压域(例如，与处理器1201相关联的低压域)与第二电压域(例如，与电源开关电路1203相关联的高压域)分离。例如，电流隔离屏障1230可以用一个或多个线圈变压器、一个或多个无芯变压器、一个或多个电容器、或能够电流隔离驱动器电路1202内的两个不同电压域的其他元件来实现。
73.驱动器电路1202可以包括被配置为从处理器1201接收pm控制信号(pwm_in)的输入引脚。一个或多个输入元件(诸如放大器、滤波器或其他信号调节组件)可以对所接收的输入进行滤波、放大或以其他方式调节，例如，以去除不期望的噪声。驱动器电路1202还可以包括与输入引脚电流隔离的输出引脚，其中驱动器电路被配置为从输出引脚向电源开关电路1203的栅极输送pm驱动信号(pwm_out)，以控制电源开关的开/关切换。一个或多个输出元件(诸如放大器、滤波器或其他信号调节组件)可以对信号进行滤波、放大或以其他方式调节，例如，以去除不期望的噪声。栅极电阻器可以被包括在驱动器电路1202与电源开关电路1203之间。输出计数器(c3)可以包括被配置为存储与pm驱动信号相关联的计数的存储寄存器。以这种方式，驱动器电路1202可以存储施加到电源开关电路1203的pm驱动信号的至少部分历史，例如，以供稍后读出。
74.与其他示例类似，在图12所示的示例中，可以在整个系统中使用多个计数器来跟踪不同电路位置处的pm信号，这可以促进不同位置处的pm信号之间的比较。在图12的示例中，驱动器电路包括被配置为存储pm驱动信号的计数的输出计数器(c3)和被配置为存储从处理器1201接收的pm控制信号的计数的输入计数器(c2)(即，输入寄存器)两者。此外，处理器1201可以包括被配置为存储由处理器1201发送的pm控制信号的计数的另一寄存器(即，处理器计数器(c1))。计数器c1、c2和c3可以包括诸如本文中所述的存储寄存器。
75.如图12进一步所示，驱动器1202可以包括被配置为存储与驱动器电路1202的栅极箝位引脚上的pm信号相关联的计数的附加计数器c4(即，系统内的第四寄存器)。例如，一些
驱动器电路包括用于监测电源开关1203之上的栅极到发射极电压“vge”的栅极箝位引脚。这样的驱动器设计提供了实现计数器c4以对与栅极箝位引脚上的pm信号相关联的上升沿和下降沿进行计数的机会。与本文中的其他示例一样，通过比较计数器c1、c2、c3和/或c4中的两个或更多个的内容，可以标识计数器失配，以指示系统内的潜在pm信令问题。计数器c4是用于计数器跟踪系统内的pm信号的期望位置的另一示例。
76.图13是与本公开一致的系统的另一电路图。图13所示的系统在很多方面与图4的系统类似。图13的系统包括根据本公开的被配置为控制电源开关电路1303的驱动器电路1302。驱动器电路1302可以包括电流隔离屏障1330，电流隔离屏障1330将第一电压域(例如，与处理器1301相关联的低压域)与第二电压域(例如，与电源开关电路1303相关联的高压域)分离。例如，电流隔离屏障1330可以用一个或多个线圈变压器、一个或多个无芯变压器、一个或多个电容器、或能够电流隔离驱动器电路1302内的两个不同电压域的其他元件来实现。
77.驱动器电路1202可以包括被配置为从处理器1301接收pm控制信号(pwm_in)的输入引脚。一个或多个输入元件(诸如放大器、滤波器或其他信号调节组件)可以对所接收的输入进行滤波、放大或以其他方式调节，例如，以去除不期望的噪声。驱动器电路1302还可以包括与输入引脚电流隔离的输出引脚，其中驱动器电路被配置为从输出引脚向电源开关电路1303的栅极输送pm驱动信号(pwm_out)，以控制电源开关的开/关切换。一个或多个输出元件(诸如放大器、滤波器或其他信号调节组件)可以对信号进行滤波、放大或以其他方式调节，例如，以去除不期望的噪声。栅极电阻器可以被包括在驱动器电路1302与电源开关电路1303之间。输出计数器(c3)可以包括被配置为存储与pm驱动信号相关联的计数的存储寄存器。以这种方式，驱动器电路1302可以存储施加到电源开关电路1303的pm驱动信号的至少部分历史，例如，以供稍后读出。
78.在图13的示例中，输出计数器c3靠近电流隔离屏障1330实现，例如，尽可能远离电源开关1303，这有助于避免设备故障时输出计数器c3出现问题或损坏。当然，也可以将图4所示的输出计数器c3与图13所示的计数器c3相结合(可能与本文中描述的其他计数器一起)来实现。在任何情况下，图13示出了输出计数器c3的位置的可能的替代方案(或附加方案)。
79.诸如本文中描述的电源开关控制和驱动系统内的计数器寄存器可以在易失性或非易失性存储器中实现。非易失性存储器可以更可取，因为即使存在限制计数器功率的电源问题，它也允许读出。在一些示例中，在尽可能接近输出级的位置处对pm信号进行计数。在其他示例中，计数器寄存器可以在尽可能远离输出级的管芯中实现，以在电源开关故障的情况下限制损坏。在一些示例中，驱动器电路可以被配置为将输出寄存器从高侧复制到低侧的对应影子寄存器，以在hv电源故障之后启用读出。
80.计数器可以足够长，以存储期望数目的n个脉冲，这些脉冲因不同情况而异。4位到16位之间的计数器可以具有足够的容量来对pm信号进行计数，并且溢出计数以及最低有效位的跟踪可以用于在计数器中存储数据。计数器的读出可能发生在pwm_off模式期间，例如，当栅极驱动器启用引脚为低时，在驱动器复位期间，或者在pm信号被禁用的其他情况下。
81.在一些示例中，微控制器可以被配置为从高侧驱动器电路和低侧驱动器电路读出
并且比较高侧开关计数器和低侧开关计数器。在一些示例中，驱动器电路(例如，c2)上的输入计数器可以在输入滤波器之后实现(例如，直接在信号传输lv到hv处实现)。在一些示例中，计数器寄存器可以由工程师手动分析(例如，经由转储报告)以进行电路故障分析。这可以确保这些技术不会导致错误的电路故障。然而，在其他情况下，可能需要驱动器电路对计数器失配作出反应，这可以提高安全性，但如果在电路仍处于良好操作状态的情况下标识出失配，则可能导致错误的电路故障。
82.半桥配置可以使用互锁特征的栅极驱动器脉冲计数。在这种情况下，只能一个开关接通，以防止桥接器击穿，并且如果互锁用于防止同时接通，则可以对该事件进行计数以供稍后分析。在一些示例中，c2计数器可以用于对高侧和低侧的脉冲进行计数，以标识互锁情况。
83.很多栅极驱动器包括栅极箝位引脚，在这种情况下，可能需要在栅极箝位引脚上设置c4计数寄存器。计数器失配可以是信号错误的结果，但计数器失配也可能是由于不能对短脉冲做出适当反应的缓慢切换造成的。因此，在一些情况下，本公开的电路和技术对于控制单元标识脉冲模式对于电源开关是否太快是有益的。
84.在一些示例中，一个或多个c3计数器可以直接位于lv/hv通信线之后，使得信号接近数字信号，并且在输出级，信号为慢斜坡。
85.计数器数据传输或读出可以通过多种方式实现。如上所述，在一些情况下，驱动器电路或处理器可以被配置为对计数器失配作出反应。然而，在其他情况下，没有向处理器传输活动数据。在这种情况下，寄存器只是可读的。在任何情况下，微处理器(或技术人员)都可以决定何时读取计数器寄存器。pwm操作期间的读出存在并非所有寄存器都同步的风险(数据完整性)。pwm停止期间的读出(例如，驱动器启用信号为低、去饱和事件、复位、或pm信号被禁用的其他情况)可以有助于确保数据完整性。
86.备选地，连续数据传输可以具有以下优点：在故障之后，数据被捕获和存储的可能性更高，但这可能具有更高的成本和复杂性，在pwm停止操作的情况下，数据完整性改善有限。
87.在定义驱动器电路中要计数的脉冲时也可能存在挑战。通常，该系统可以被配置为仅对栅极驱动器本身应当解释为信号的脉冲进行计数。因此，在一些示例中，输入和输出级中的毛刺(例如，1纳秒量级(例如，小于5纳秒)的转变)可以被忽略并且不被计数。
88.图14是从栅极驱动器电路的角度来看的流程图。将从图1的驱动器电路102的角度描述图14，尽管其他驱动器电路可以执行类似的技术。如图14所示，在控制电源开关时，驱动器电路102可以被配置为经由驱动器电路102的输入引脚112从处理器106接收pm控制信号(1401)。在一些情况下，处理器106包括被配置为对发送给驱动器电路102的pm控制信号的边沿进行计数的处理器寄存器124。
89.驱动器电路的输入寄存器122被配置为对pm控制信号的边沿进行计数(1402)。基于pm控制信号，驱动器电路102被配置为生成pm驱动信号(1403)，并且基于pm驱动信号驱动电源开关电路104内的电源开关(1404)。特别地，驱动器电路可以从驱动器电路102的输出引脚114向电源开关电路104内的电源开关输送pm驱动信号，以控制电源开关的开/关切换。根据本公开，驱动器电路102还包括被配置为对pm驱动信号的边沿进行计数的输出寄存器120(1405)。换言之，输出寄存器120被配置为存储与pm驱动信号相关联的计数。
90.在一些示例中，如图8所示，输出寄存器820可以位于驱动器电路802的高侧，并且驱动器电路802可以在低侧具有对应影子输出寄存器825。例如，当pm信号在驱动器电路802中被禁用时，影子输出寄存器825可以用输出寄存器820的内容周期性地被更新。这可以促进由处理器806容易地读出输入寄存器822和影子输出寄存器825，使得计数比较可以例如出于电路分析目的而进行。
91.图15是示出根据本公开的pm计数寄存器的分析的一个示例的流程图。例如，图15的过程可以在电路或设备故障之后执行，以帮助诊断故障的原因。如图15所示，技术人员可以从与电源开关系统相关联的两个或更多个不同寄存器获取计数值(1501)。技术人员可以将与pm驱动信号相关联的第一计数值与与pm控制信号相关联的第二计数值进行比较(1502)，以标识计数器之间是否存在失配(1503)。如果不存在失配(1503的“否”分支)，则pm信令正常(1504)。然而，如果计数器之间存在失配(1503的“是”分支)，则该失配可以指示信令问题(1505)。此外，如果有三个或更多个计数器位于驱动器电路系统的特定位置，则失配的位置可以帮助精确定位电路问题发生的位置。
92.因此，一种分析电源开关的操作的方法可以包括将与与驱动器电路相关联的pm驱动信号相关联的第一计数值与与来自处理器的pm控制信号相关联的第二计数值进行比较，以及基于该比较指示第一计数值与第二计数值之间的失配，标识电源开关的操作的潜在问题。该方法可以包括将与来自驱动器电路的pm驱动信号相关联的第一计数值与第二计数值和第三计数值进行比较，其中第三计数值对应于与驱动器电路的栅极箝位引脚相关联的栅极钳位信号。
93.以下条款可以说明本公开的一个或多个方面。
94.条款1：一种驱动器电路，被配置为控制电源开关，所述驱动器电路包括：
95.输入引脚，被配置为从处理器接收pm控制信号；
96.输出引脚，与所述输入引脚电流隔离，其中所述驱动器电路被配置为从所述输出引脚向所述电源开关输送pm驱动信号以控制所述电源开关的开/关切换；以及
97.寄存器，被配置为存储与所述pm驱动信号相关联的计数。
98.条款2：根据条款1所述的驱动器电路，其中所述寄存器包括能够由所述处理器读取的非易失性存储器。
99.条款3：根据条款1或2所述的驱动器电路，其中所述寄存器包括第一寄存器，所述驱动器电路还包括被配置为存储与所述pm控制信号相关联的计数的第二寄存器。
100.条款4：根据条款3所述的驱动器电路，还包括被配置为存储与所述pm驱动信号相关联的计数的第三寄存器，
101.其中所述第二寄存器与所述第三寄存器电流隔离，
102.其中所述第二寄存器位于第一电压域中并且所述第三寄存器位于第二电压域中，并且
103.其中所述第一寄存器是影子寄存器，所述影子寄存器位于所述第一电压域中并且被配置为当所述pm驱动信号被禁用时存储所述第三寄存器的影子。
104.条款5：根据条款3或4所述的驱动器电路，其中所述第一寄存器和所述第二寄存器包括当所述pm驱动信号被禁用时能够由所述处理器读取的非易失性存储器。
105.条款6：根据条款1至5中任一项所述的驱动器电路，还包括栅极箝位引脚和栅极箝
位电阻器(例如，第四寄存器)，所述栅极箝位电阻器(例如，第四寄存器)被配置为存储与所述栅极箝位引脚上的pm信号相关联的计数。
106.条款7：根据条款3至6中任一项所述的驱动器电路，其中所述驱动器电路被配置为响应于标识出所述第一寄存器与所述第二寄存器之间的失配而禁用所述pm驱动信号。
107.条款8：根据条款1至7中任一项所述的驱动器电路，其中所述寄存器包括被配置为存储n位数据的溢出寄存器，其中n是大于3并且小于17的整数。
108.条款9：根据条款1至8中任一项所述的驱动器电路，其中所述计数标识所述pm驱动信号的上升沿和下降沿的数目。
109.条款10：一种控制电源开关的方法，所述方法包括：
110.经由驱动器电路的输入引脚从处理器接收pm控制信号；
111.从所述驱动器电路的输出引脚向所述电源开关输送pm驱动信号以控制所述电源开关的开/关切换；以及
112.将与所述pm驱动信号相关联的计数存储在与所述驱动器电路相关联的寄存器中。
113.条款11：根据条款10所述的方法，其中所述寄存器包括第一寄存器，所述方法还包括：
114.将与所述pm控制信号相关联的计数存储在第二寄存器中。
115.条款12：根据条款11所述的方法，
116.其中第三寄存器与所述第二寄存器电流隔离，
117.其中所述第二寄存器位于第一电压域中并且所述第三寄存器位于第二电压域中，所述方法还包括：
118.响应于禁用所述pm驱动信号而将所述第三寄存器的影子存储在所述第一寄存器中，其中所述第一寄存器是与所述第三寄存器相关联的影子寄存器并且所述第一寄存器位于所述第一电压域中。
119.条款13：根据条款10至12中任一项所述的方法，还包括将与栅极箝位引脚上的pm信号相关联的计数存储在栅极箝位寄存器(例如，第四寄存器)中。
120.条款14：根据条款11至13中任一项所述的方法，还包括响应于禁用所述pm驱动信号而启用所述第一寄存器和所述第二寄存器的读出。
121.条款15：一种系统，包括：
122.处理器；
123.电源开关；以及
124.驱动器电路，被配置为控制所述电源开关，所述驱动器电路包括：
125.输入引脚，被配置为从所述处理器接收脉冲调制(pm)控制信号；
126.输出引脚，与所述输入引脚电流隔离，其中所述驱动器电路被配置为从所述输出引脚向所述电源开关输送pm驱动信号以控制所述电源开关的开/关切换；以及
127.寄存器，被配置为存储与所述pm驱动信号相关联的计数，其中所述寄存器能够由所述处理器读取。
128.条款16：根据条款15所述的系统，其中所述寄存器包括第一寄存器，所述驱动器电路还包括被配置为存储与所述pm控制信号相关联的计数的第二寄存器。
129.条款17：根据条款16所述的系统，
130.其中所述第一寄存器包括位于第一电压域中的影子寄存器，所述影子寄存器响应于所述pm驱动信号被禁用而存储位于第二电压域中的第三寄存器的影子，并且
131.其中所述第一寄存器和所述第二寄存器包括响应于所述pm驱动信号被禁用而能够由所述处理器读取的非易失性存储器。
132.条款18：根据条款15至17中任一项所述的系统，其中所述驱动器电路还包括栅极箝位引脚和栅极箝位寄存器(例如，第四寄存器)，所述栅极箝位寄存器(例如，第四寄存器)被配置为存储与所述栅极箝位引脚上的pm信号相关联的计数。
133.条款19：根据条款15至18中任一项所述的系统，其中所述寄存器包括驱动器寄存器，并且其中所述处理器包括被配置为存储与所述pm控制信号相关联的计数的处理器寄存器。
134.条款20：根据条款15至19中任一项所述的系统，其中所述驱动器电路包括第一驱动器电路并且所述电源开关包括高侧电源开关，所述系统还包括：
135.低侧电源开关，其中所述低侧电源开关和所述高侧电源开关形成半桥电路；以及
136.第二驱动器电路，被配置为控制所述低侧电源开关，所述第二驱动器电路包括：
137.低侧输入引脚，被配置为从所述处理器接收低侧pm控制信号；
138.与所述低侧输入引脚电流隔离的低侧输出引脚，其中所述第二驱动器电路被配置为从所述低侧输出引脚向所述低侧电源开关输送低侧pm驱动信号以控制所述低侧电源开关的开/关切换；以及
139.低侧寄存器，被配置为存储与所述低侧pm驱动信号相关联的计数，其中所述低侧寄存器能够由所述处理器读取。
140.条款21：根据条款20所述的系统，还包括互锁寄存器，所述互锁寄存器被配置为存储与如下实例相关联的计数：所述高侧pm控制信号和所述低侧pm控制信号二者同时为高。
141.条款22：一种分析电源开关的操作的方法，所述方法包括：
142.比较与脉冲调制(pm)驱动信号相关联的第一计数值和与来自处理器的pm控制信号相关联的第二计数值，所述脉冲调制(pm)驱动信号与驱动器电路相关联；以及
143.基于所述比较指示所述第一计数值与所述第二计数值之间的失配，标识所述电源开关的操作的潜在问题。
144.条款23：根据条款22所述的方法，其中所述比较包括：
145.将与来自所述驱动器电路的所述pm驱动信号相关联的所述第一计数值与所述第二计数值和第三计数值进行比较，其中所述第三计数值对应于与所述驱动器电路的栅极箝位引脚相关联的栅极钳位信号。
146.本公开中描述了各个方面。这些和其他方面在所附权利要求的范围内。

技术特征：
1.一种驱动器电路，被配置为控制电源开关，所述驱动器电路包括：输入引脚，被配置为从处理器接收脉冲调制pm控制信号；输出引脚，与所述输入引脚电流隔离，其中所述驱动器电路被配置为从所述输出引脚向所述电源开关输送pm驱动信号，以控制所述电源开关的开/关切换；以及寄存器，被配置为存储与所述pm驱动信号相关联的计数。2.根据权利要求1所述的驱动器电路，其中所述寄存器包括能够由所述处理器读取的非易失性存储器。3.根据权利要求1所述的驱动器电路，其中所述寄存器包括第一寄存器，所述驱动器电路还包括被配置为存储与所述pm控制信号相关联的计数的第二寄存器。4.根据权利要求3所述的驱动器电路，还包括被配置为存储与所述pm驱动信号相关联的计数的第三寄存器，其中所述第二寄存器与所述第三寄存器电流隔离，其中所述第二寄存器位于第一电压域中并且所述第三寄存器位于第二电压域中，并且其中所述第一寄存器是影子寄存器，所述影子寄存器位于所述第一电压域中并且被配置为当所述pm驱动信号被禁用时存储所述第三寄存器的影子。5.根据权利要求4所述的驱动器电路，其中所述第一寄存器和所述第二寄存器包括当所述pm驱动信号被禁用时能够由所述处理器读取的非易失性存储器。6.根据权利要求4所述的驱动器电路，还包括栅极箝位引脚和第四寄存器，所述第四寄存器被配置为存储与所述栅极箝位引脚上的pm信号相关联的计数。7.根据权利要求4所述的驱动器电路，其中所述驱动器电路被配置为响应于标识出所述第一寄存器与所述第二寄存器之间的失配而禁用所述pm驱动信号。8.根据权利要求1所述的驱动器电路，其中所述寄存器包括被配置为存储n位数据的溢出寄存器，其中n是大于3并且小于17的整数。9.根据权利要求1所述的驱动器电路，其中所述计数标识所述pm驱动信号的上升沿和下降沿的数目。10.一种控制电源开关的方法，所述方法包括：经由驱动器电路的输入引脚，从处理器接收脉冲调制pm控制信号；从所述驱动器电路的输出引脚，向所述电源开关输送pm驱动信号以控制所述电源开关的开/关切换；以及将与所述pm驱动信号相关联的计数存储在与所述驱动器电路相关联的寄存器中。11.根据权利要求10所述的方法，其中所述寄存器包括第一寄存器，所述方法还包括：将与所述pm控制信号相关联的计数存储在第二寄存器中。12.权利要求11的方法，其中第三寄存器与所述第二寄存器电流隔离，其中所述第二寄存器位于第一电压域中并且所述第三寄存器位于第二电压域中，所述方法还包括：响应于禁用所述pm驱动信号而将所述第三寄存器的影子存储在所述第一寄存器中，其中所述第一寄存器是与所述第三寄存器相关联的影子寄存器并且所述第一寄存器位于所述第一电压域中。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括将与栅极箝位引脚上的pm信号相关联的计数存储在第四寄存器中。14.根据权利要求12所述的方法，还包括响应于禁用所述pm驱动信号而启用所述第一寄存器和所述第二寄存器的读出。15.一种系统，包括：处理器；电源开关；以及驱动器电路，被配置为控制所述电源开关，所述驱动器电路包括：输入引脚，被配置为从所述处理器接收脉冲调制pm控制信号；输出引脚，与所述输入引脚电流隔离，其中所述驱动器电路被配置为从所述输出引脚向所述电源开关输送pm驱动信号，以控制所述电源开关的开/关切换；以及寄存器，被配置为存储与所述pm驱动信号相关联的计数，其中所述寄存器能够由所述处理器读取。16.根据权利要求15所述的系统，其中所述寄存器包括第一寄存器，所述驱动器电路还包括被配置为存储与所述pm控制信号相关联的计数的第二寄存器。17.根据权利要求16所述的系统，其中所述第一寄存器包括位于第一电压域中的影子寄存器，所述影子寄存器响应于所述pm驱动信号被禁用而存储位于第二电压域中的第三寄存器的影子，并且其中所述第一寄存器和所述第二寄存器包括响应于所述pm驱动信号被禁用而能够由所述处理器读取的非易失性存储器。18.根据权利要求17所述的系统，其中所述驱动器电路还包括栅极箝位引脚和第四寄存器，所述第四寄存器被配置为存储与所述栅极箝位引脚上的pm信号相关联的计数。19.根据权利要求15所述的系统，其中所述寄存器包括驱动器寄存器，并且其中所述处理器包括被配置为存储与所述pm控制信号相关联的计数的处理器寄存器。20.根据权利要求15所述的系统，其中所述驱动器电路包括第一驱动器电路并且所述电源开关包括高侧电源开关，所述系统还包括：低侧电源开关，其中所述低侧电源开关和所述高侧电源开关形成半桥电路；以及第二驱动器电路，被配置为控制所述低侧电源开关，所述第二驱动器电路包括：低侧输入引脚，被配置为从所述处理器接收低侧pm控制信号；低侧输出引脚，与所述低侧输入引脚电流隔离，其中所述第二驱动器电路被配置为从所述低侧输出引脚向所述低侧电源开关输送低侧pm驱动信号以控制所述低侧电源开关的开/关切换；以及低侧寄存器，被配置为存储与所述低侧pm驱动信号相关联的计数，其中所述低侧寄存器能够由所述处理器读取。21.根据权利要求20所述的系统，还包括互锁寄存器，所述互锁寄存器被配置为存储与如下实例相关联的计数：所述高侧pm控制信号和所述低侧pm控制信号二者同时为高。

技术总结
本公开涉及一种用于监测电源开关的控制信号的脉冲计数寄存器。本公开描述了用于标识电源开关的控制信号的潜在问题的电路和技术。更具体地，本公开描述了寄存器(例如，易失性或非易失性存储元件)的使用，该寄存器被配置为对驱动器电路或其他控制电路内的脉冲调制(PM)信号的上升沿和/或下降沿进行计数。通过对驱动器电路内的PM信号的边沿进行计数，可以基于不同计数器之间的失配来标识信令问题。这些技术可以由驱动器电路用来检测电路问题，或者可以在设备故障之后进行寄存器的读出，以便帮助标识信令问题是否已经导致设备故障。帮助标识信令问题是否已经导致设备故障。帮助标识信令问题是否已经导致设备故障。


技术研发人员：T
受保护的技术使用者：英飞凌科技股份有限公司
技术研发日：2023.03.23
技术公布日：2023/9/26