阅读说明：本技术 用于监视二次电力设备的方法、装置以及电子系统 (Method, device and electronic system for monitoring secondary power equipment ) 是由 南锡铉 吉珉成 林亨泽 金相勋 于 2019-04-23 设计创作，主要内容包括：提供了用于监视二次电力设备的方法和装置,用于准确地检查所述二次电力设备的状态,以及包括所述装置的电子系统。监视二次电力设备的方法包括：通过使用所述二次电力设备的至少一个电容器的电压来设置第一参考参数；通过使用所述至少一个电容器的电压和所述第一参考参数来设置第二参考参数；以及通过使用所述第二参考参数来设置用于检查所述二次电力设备的状态的参考电平,其中所述参考电平用于检查所述二次电力设备的状态。(Provided are a method and apparatus for monitoring a secondary power device for accurately checking a state of the secondary power device, and an electronic system including the apparatus. The method of monitoring a secondary power apparatus includes: setting a first reference parameter by using a voltage of at least one capacitor of the secondary power apparatus; setting a second reference parameter by using the voltage of the at least one capacitor and the first reference parameter; and setting a reference level for checking a state of the secondary power apparatus by using the second reference parameter, wherein the reference level is used to check the state of the secondary power apparatus.)

用于监视二次电力设备的方法、装置以及电子系统

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年8月23日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2018-0098767的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明性构思涉及电力设备，更具体而言，涉及二次供电的二次电力设备，以及包括该二次电力设备的电子系统。

背景技术

包括存储器设备和存储器控制器的存储器系统通常通过接收外部供应的电力来操作。同时，在存储器系统的操作期间，可能发生突然断电的突然断电(SPO)事件。存储器控制器通过使用易失性存储器来存储数据，因此存储在易失性存储器中的数据可能丢失，或者存储器设备中正在进行的操作(例如，擦除操作、写入操作等)可能在SPO事件发生时没有完成。为了解决这个问题，存储器系统可以通过使用二次电力设备来完成正在进行的操作，并执行数据备份操作。

发明内容

本发明性构思提供了用于监视二次电力设备的方法和装置，其中可以准确地检查二次电力设备的状态，以及包括该装置的电子系统。

根据本发明性构思的一个方面，提供了一种监视二次电力设备的方法，该方法包括：通过将电力从充电单元供应到二次电力设备，由从充电单元对包括至少一个电容器的二次电力设备进行充电；通过使用所述至少一个电容器的电压，由校准单元在第一校准间隔中设置第一参考参数；通过使用所述至少一个电容器的电压和所述第一参考参数，由校准单元在第二校准间隔中设置第二参考参数；通过使用第二参考参数，由电平设置单元设置用于检查二次电力设备的状态的参考电平；以及由监视单元通过使用参考电平来监视二次电力设备的状态。

根据本发明性构思的另一方面，提供了一种监视二次电力设备的方法，该方法包括：通过将电力从充电单元供应到二次电力设备，由从充电单元对包括至少一个电容器的二次电力设备进行充电；通过使用所述至少一个电容器的电压，由校准单元在第一校准间隔中设置第一参考参数，其中电压在局部最大值和局部最小值之间波动；通过使用所述至少一个电容器的电压和所述第一参考参数，由校准单元在第二校准间隔中设置第二参考参数；通过使用第二参考参数，由电平设置单元设置用于检查二次电力设备的状态的参考电平，其中参考电平被设置为关于被设置为第二参考参数的中心值的±△的范围；以及由监视单元通过使用参考电平来监视二次电力设备的状态，其中从设置第一参考参数到设置参考电平的操作在设定的时段进行重复。

根据本发明性构思的又一方面，提供了一种监视二次电力设备的方法，该方法包括：通过将电力从充电单元供应到二次电力设备，由从充电单元对包括至少一个电容器的二次电力设备进行充电；通过使用所述至少一个电容器的电压，由校准单元在第一校准间隔中设置第一参考参数，其中所述电压在局部最大值和局部最小值之间波动；通过使用所述至少一个电容器的电压和所述第一参考参数，由校准单元在第二校准间隔中设置第二参考参数；设置用于检查二次电力设备的状态的参考电平，其中参考电平被设置为关于被设置为第二参考参数的中心值的±△的范围；以及通过使用参考电平来监视二次电力设备的状态，其中在设置第二参考参数之后，所述至少一个电容器的电压用于进一步设置第二参考参数和设置参考电平，以实时地校准参考电平。

根据本发明性构思的又一方面，提供了一种用于监视二次电力设备的装置，该装置包括：电压测量单元，被配置为测量二次电力设备的至少一个电容器的电压；校准单元，被配置为通过使用所述至少一个电容器的电压来设置第一参考参数和第二参考参数；电平设置单元，被配置为通过使用第二参考参数来设置用于检查二次电力设备的状态的参考电平；以及监视单元，包括放电时间测量单元和确定单元，其中放电时间测量单元被配置为通过使用参考电平测量所述至少一个电容器的放电时间，并且确定单元被配置为通过将放电时间与设定的参考时间进行比较来确定二次电力设备的状态。

根据本发明性构思的另一方面，提供了一种监视二次电力设备的装置电子系统，包括：电力损失保护(PLP)单元，包括：二次电力设备，包括至少一个电容器；以及充电单元，被配置为向二次电力设备供电；主系统单元，包括控制器和至少一个存储器芯片；以及电力单元，可操作地连接在PLP单元和主系统单元之间，电力单元向主系统单元供电，其中用于监视二次电力设备的状态的监视装置布置在PLP单元和主系统单元之一中，其中监视装置包括：电压测量单元，被配置为测量所述至少一个电容器的电压；校准单元，被配置为通过使用所述至少一个电容器的电压来设置第一参考参数和第二参考参数；电平设置单元，被配置为通过使用第二参考参数来设置用于检查二次电力设备的状态的参考电平；以及监视单元，包括放电时间测量单元和确定单元，其中放电时间测量单元被配置为通过使用参考电平测量所述至少一个电容器的放电时间，并且确定单元被配置为通过将放电时间与设定的参考时间进行比较来确定二次电力设备的状态。

根据本发明性构思的又一方面，提供了一种监视二次电力设备的装置方法，包括：充电单元对二次电力设备进行充电；在第一间隔中，测量二次电力设备的电容器电压；检测第一间隔中测得的电容器电压的第一局部最小值和第一局部最大值；基于检测到的局部最小值和局部最大值设置第一参考参数；在第二间隔中，测量二次电力设备的电容器电压；基于第二间隔中测得的电容器电压的值以及第一参考参数来设置第二参考参数；将参考电平设置为以设置为第二参考参数的电压为中心的范围；在第三间隔中，测量二次电力设备的电容器电压；通过使用在第三间隔中测得的电容器电压和参考电平来测量第三间隔中的电容器电压的放电时间；以及将放电时间与设定的参考时间进行比较，以确定二次电力设备是否正在异常操作。

附图说明

通过以下结合附图的详细描述，将更清楚地理解本发明构思的实施例。

图1是二次电力设备的监视方法的实施例的示意性流程图。

图2是示出图1的二次电力设备的监视方法的详细处理的图。

图3是在图1的二次电力设备的监视方法中设置第一参考参数的操作的详细流程图。

图4是在图1的二次电力设备的监视方法中设置第二参考参数的操作的详细流程图。

图5A和5B是用于描述在图1的二次电力设备的监视方法中设置参考电平的操作的详细图。

图6A和6B是在图1的二次电力设备的监视方法中监视二次电力设备的操作的详细流程图。

图7是监视图6B的二次电力设备的操作的详细图。

图8和图9是二次电力设备的监视方法的实施例的示意性流程图。

图10是二次电力设备的监视装置的实施例的示意性结构框图。

图11A和11B是图10的二次电力设备的监视装置的充电单元的DC-DC转换器部分的详细电路图。

图12A和12B是图10的监视装置被布置在包括二次电力设备的电子系统中的位置的结构框图。

图13是包括二次电力设备的监视装置的电子系统的实施例的示意性结构框图。

图14A和14B是图13的电子系统中的供电处理的概念图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述实施例。在附图中，相同的元件标记为相同的标号，并且将省略其重复描述。

图1是二次电力设备的监视方法的实施例的示意性流程图。为了便于理解，在图1的描述中也将参考图10。

参考图1，根据本实施例的二次电力设备的监视方法，首先，通过使用充电单元300对二次电力设备200(参见图10)进行充电(S110)。二次电力设备200可以包括至少两个电容器210，电容器使用串联连接方法、串联和并联连接方法以及并联连接方法中的至少一种来连接。充电单元300可以包括例如DC-DC转换器。将参考图11A和11B更详细地描述DC-DC转换器。充电可以指对二次电力设备200中的电容器210进行充电。此外，充电可以指示通过使用充电单元300周期性地和重复地对二次电力设备200进行充电。此外，充电可以继续，直到监视二次电力设备200的方法结束。

接下来，通过使用二次电力设备200的电容器210的电压来设置第一参考参数Par1(参见图2的Par1)(S120)。可以使用电压测量单元110测量电容器210的电压。因而，可以使用通过使用电压测量单元110获得的电容器210的电压来设置第一参考参数Par1。同时，并非使用电压测量单元110测得的电容器210的所有电压都存储，而是可以仅存储某个电压。例如，在某个区段(section)或时间间隔中，可以经由比较逻辑从电容器210的测得的电压中仅存储最大值和/或最小值。比较逻辑可以指通过其比较两个值的逻辑，以计算较高值或较低值作为结果值，其中将新输入的值连续地与结果值进行比较，以计算相关区段或间隔中的最大值或最小值。第一参考参数Par1可以被设置为在区段或间隔中测得的电容器210的电压中的最大值和最小值的平均值。稍后将参考图2和3更详细地描述设置第一参考参数Par 1的操作。

接下来，通过使用充电单元300的电容器210的电压和第一参考参数Par1来设置第二参考参数Par2(参见图2)(S130)。简要描述的设置第二参考参数Par2的方法如下进行：首先，测量每个区段或间隔的电容器210的电压，并且在这里，检测每个区段或间隔的电容器210的电压的局部最大值和局部最小值。接下来，计算第一平均值和第二平均值，第一平均值是局部最大值的平均值，第二平均值是局部最小值的平均值，并且设置第一平均值和第二平均值的平均值作为第二参考参数Par2。将参考图2和4更详细地描述设置第二参考参数Par2的操作。

在设置第二参考参数Par2之后，通过使用第二参考参数Par2来设置用于检查二次电力设备200的状态的参考电平RL(参见图2)(S140)。参考电平RL可以被设置为例如相对于第二参考参数Par2的±△的范围。换句话说，参考电平RL可以被设置为从“第二参考参数Par2-△”到“第二参考参数Par2+△”的范围。△可以设置为固定值。此外，△可以设置为与特定值成比例。将参考图5A和5B更详细地描述参考电平RL的设置。

在设置参考电平RL之后，通过使用参考电平RL实时地监视二次电力设备200(S150)。监视可以指通过使用二次电力设备200的电容器210的电压来确定二次电力设备200是处于正常状态还是处于异常状态的操作。例如，可以测量二次电力设备200的电容器210的电压下降到参考电平RL内的放电时间，然后可以通过将放电时间与参考时间进行比较来确定二次电力设备200的状态。作为具体示例，当电容器210的放电时间在设定的误差范围内等于参考时间时，可以确定二次电力设备200处于正常状态；当电容器210的放电时间在设定的误差范围内不等于参考时间时，可以确定二次电力设备200处于异常状态。将参考图6A至7更详细地描述对二次电力设备200的监视。

根据二次电力设备的监视方法的实施例，可以通过使用二次电力设备200的电容器210的实际电压来设置第一和第二参考参数Par1和Par2，并且作为用于检查二次电力设备200的状态的检测电平的参考电平还可以通过使用第二参考参数Par2来设置。换句话说，根据二次电力设备的监视方法的实施例，用于检查二次电力设备200的状态的参考电平根据设备的环境(例如，环境或操作温度)自动设置，从而防止检查二次电力设备200的状态中的错误，该错误可以由于根据基于设备的环境的样本变化的充电电压或放电电压的误差而发生。此外，通过使用被实时地连续校准的参考电平实时地监视二次电力设备200，与其中使用在特定时间提取的样本数据的根据现有技术的方法相比，错误率可以最小化。

作为参考，在根据现有技术的二次电力设备的典型监视方法中，提取相对于电容器电压的区段的样本，并且使用固定的检测电平，并且在这里在检查二次电力设备的状态时由于样品变化而可以发生错误。例如，通常可以假设，根据充电单元的充电操作，二次电力设备的电容器的电压在大约20.6V和大约20.0V之间波动。此外，假设检测电平在大约20.5V和大约20.1V之间。当样本变化为大约±5％时，最大电容器电压可以在大约21.53V和大约21V之间波动。最小电容器电压可以在大约19.57V和大约19.0V之间波动。因此，当检测电平维持在大约20.5V和大约20.1V之间时，电容器电压可以在检测电平之外，从而使得不可能检查二次电力设备的状态。换句话说，为了检查二次电力设备的状态，测量电容器电压下降到大约20.5V到大约20.1V的检测电平的放电时间，并且当电容器电压在检测电平之外的范围内波动时，根本不可能测量放电时间，因而，可能无法正确地检查二次电力设备的状态。

样本变化可以由于例如充电单元本身的电路中的误差或由***电路造成的干扰而发生。电压越高，样本变化越大。同时，二次电力设备通常涉及样本变化，并且这种样本变化可以使得二次电力设备被确定为处于异常状态或甚至可以使得无法确定其状态，因此在二次电力设备的监视方法中可以是严重的问题。此外，电容器电压也可以不仅由于样本变化而且由于设备的操作或环境温度的变化造成的温度改变而改变，并且当在这些情况下也应用固定的检测电平时，在检查二次电力设备的状态时可以发生错误。

但是，根据二次电力设备200的监视方法，通过上述处理自动设置用于检查二次电力设备状态的参考电平，并且参考电平用于检查二次电力设备200的状态，从而防止由于样本变化或温度改变而可能发生的二次电力设备200的状态检查中的错误。此外，随着实时地连续校准参考电平，实时地监视二次电力设备200，并且可以相应地最小化二次电力设备200的状态检查的错误率。

图2是示出图1的二次电力设备的监视方法的详细处理的图。图3是在图1的二次电力设备的监视方法中设置第一参考参数的操作的详细流程图。图4是在图1的二次电力设备的监视方法中设置第二参考参数的操作的详细流程图。为了更好地理解，在描述中还将参考图10。

参考图2和3，当电源接通(P-On)时，可以开始对二次电力设备200的电容器210充电。接下来，进行充电直到设定的电平，并且在从接收到满充电信号的开始时间t0延迟某个时间段之后，可以在从时间t1到第二时间t2的第一校准区段或间隔(第一校准)中设置第一参考参数Par1。

电容器210的电压可以具有纹波形状，如由充电单元300的充电操作所示。换句话说，电容器210的电压可以经由充电单元300的充电被充电到某个电压，然后电压经由自然放电降低以降低到低于某个电压，并且在这里电容器210的电压再次由充电单元300充电。以这种方式，电容器210的电压可以具有波纹形状。第一校准区段或间隔(第一校准)可以被设置为包括电容器210的几个到几十个电压纹波(ripple)。

可以通过以下处理设置第一参考参数Par1。

电压测量单元110重复或连续地测量电容器210的电压，并且经由比较逻辑检测第一校准区段或间隔(第一校准)中电容器210的电压的最大值Max。而且，电压测量单元110经由比较逻辑检测第一校准区段或间隔(第一校准)中电容器的电压的最小值Min(S124)。多个波纹可以包括多个局部最大值和多个局部最小值。局部最大值和局部最小值可以分别指示一个纹波中的最大电压和最小电压。因此，最大值Max可以是多个局部最大值中的最大值，并且最小值Min可以是多个局部最小值中的最小值。可以以任意次序执行检测最大值的操作(S122)和检测最小值的操作(S124)。此外，可以组合地执行检测最大值的操作(S122)和检测最小值的操作(S124)。

接下来，将最大值Max和最小值Min的平均值设置为第一参考参数Par1(S126)。在图2的第一校准区段或间隔(第一校准)中，点线中心线可以与第一参考参数Par1对应。可以设置第一参考参数Par1，以在下一个、第二校准区段或间隔(第二校准)中提取局部最大值和局部最小值。

参考图2和4，在设置第一参考参数Par1之后，可以在从第二时间t2到第三时间t3的第二校准区段或间隔(第二校准)中设置第二参考参数Par2。第二校准区段或间隔(第二校准)可以被设置为包括在第二校准区段或间隔(第二校准)中的电容器210的几个到几十个电压纹波。根据一个实施例，在第一校准区段或间隔(第一校准)与第二校准区段或间隔(第二校准)之间可以存在延迟时间。

可以通过以下处理来设置第二参考参数Par2。

通过使用第一参考参数Par1，将第二校准区段或间隔(第二校准)中电容器210的电压分类为高状态或低状态(S132)。换句话说，将电压等于或高于第一参考参数Par1的区段或间隔设置为高状态区段或间隔，并且将电压小于第一参考参数Par1的区段或间隔设置为低状态区段或间隔。基于第一参考参数Par1，第二校准区段或间隔(第二校准)可以通过这种分类被分类为多个高状态区段或间隔和多个低状态区段或间隔。

接下来，可以检测高状态区段或间隔的第一局部最大值，并且可以计算作为第一局部最大值的平均值的第一平均值Max Points AVG(S134)。可以通过将比较逻辑应用于每个高状态区段或间隔的电压测量来检测每一个第一局部最大值。此外，可以检测低状态区段或间隔的第一局部最小值，并且可以计算作为第一局部最小值的平均值的第二平均值Min Points AVG(S136)。可以通过将比较逻辑应用于每个低状态区段或间隔的电压测量来检测每一个第一局部最小值中。在图2的第二校准区段或间隔(第二校准)中，细的上椭圆曲线可以覆盖第一局部最大值的区域，并且细的下椭圆曲线可以覆盖第一局部最小值的区域。

可以以任意次序执行计算第一平均值Max Points AVG的操作(S134)和计算第二平均值Min Points AVG的操作(S136)。此外，可以组合地执行将区段或间隔分类为高状态间隔和低状态间隔的操作(S132)、计算第一平均值的操作(S134)和计算第二平均值的操作(S136)。例如，使用电压测量单元110测得的电容器210的电压可以通过将其与第一参考参数Par1进行比较而分类为高状态区段或间隔、或低状态区段或间隔，并且还可以通过比较逻辑检测每个高状态区段或间隔以及每个低状态区段或间隔中的局部最大值或局部最小值。

接下来，将第一平均值Max Points AVG和第二平均值Min Points AVG的平均值设置为第二参考参数Par2(S138)。在图2的第二校准区段或间隔(第二校准)中，点线中心线可以与第二参考参数Par2对应。

在设置第二参考参数Par2之后，在第三时间t3之后的参考电平设置和监视区段或间隔(RL设置和监视)中，可以执行参考电平RL的设置和二次电力设备200的监视。可以通过使用第二参考参数Par2来设置参考电平RL。例如，参考电平RL可以被设置为±△的范围，其中第二参考参数Par2是中心值。将参考图5A和5B更详细地描述参考电平RL的设置。

可以通过使用参考电平RL测量电容器210的放电时间DCHt以及通过将放电时间DCHt与参考时间Rt进行比较来确定二次电力设备200是否处于正常状态来执行二次电力设备200的监视。将参考图6A至7更详细地描述监视。

图5A和5B是用于描述在图1的二次电力设备的监视方法中设置参考电平的操作的详细图。

参考图5A，参考电平RL1可以被设置在±△1的范围内，其中第二参考参数Par2是中心值。即，参考电平RL1可以被设置在从“Par2-△1”到“Par2+△1”的范围内。在这里，△1可以是固定值。由于△1是固定值，因此不管电容器210的电压的纹波高度如何，参考电平RL1都可以具有均匀的高度。在这里，纹波尺寸可以被定义为例如第一平均值与第二平均值之间的差。例如，可以假设电容器210的电压具有与第二参考参数Par2对应的25V的中心值，并且纹波尺寸为1V，并且△1被设置为0.3V的固定值。参考电平RL1可以被设置为25±0.3V的范围。另一方面，可以假设电容器210的电压具有与第二参考参数Par2对应的25V的中心值并且纹波尺寸为2V。然后，用于△1固定为0.3V，因此参考电平RL1仍然可以设置为25±0.3V的范围。

参考图5B，参考电平RL2可以被设置为±△2的范围，其中第二参考参数Par2是中心值。△2可以是与特定值成比例地变化的值。例如，可以将△2设置为相对于上述第一平均值与第二平均值之间的差(即，相对于纹波尺寸)的百分比(％)。

例如，可以假设电容器210的电压具有与25V的第二参考参数Par2对应的25V的中心值以及1V的纹波尺寸，并且△2被设置为波纹尺寸的30％的变化值。△2可以是0.3V，并且参考电平RL2可以设置在25±0.3V的范围。同时，可以假设电容器210的电压具有与第二参考参数Par2对应的25V的中心值以及2V的纹波尺寸。然后，△2为0.6V，因此参考电平RL2可以设置在25±0.6V的范围。

图6A和6B是在图1的二次电力设备的监视方法中监视二次电力设备的操作的详细流程图。图7是监视图6B的二次电力设备的操作的详细图。为了更好地理解，在这里也参考图2和10。

参考图6A，首先，通过使用参考电平RL来测量电容器210的放电时间DCHt(S151)。电容器210的放电时间DCHt可以指电容器210的电压从参考电平RL的高电压V_H下降到低电压V_L的时间。参考电平RL的高电压V_H可以与“第二参考参数Par2+△”对应，并且低电压V_L可以与“第二参考参数Par2-△”对应。

接下来，确定电容器210的放电时间DCHt是否在设定的误差范围内等于参考时间Rt(S153)。标记“≒”可以指示电容器210的放电时间DCHt在设定的误差范围内等于参考时间Rt。例如，当设定的误差范围为±5％并且电容器210的放电时间DCHt与参考时间Rt之间的差在±5％之内时，可以确定电容器210的放电时间DCHt在设定的误差范围内等于参考时间Rt；当电容器210的放电时间DCHt与参考时间Rt之间的差超过±5％时，电容器210的放电时间DCHt和参考时间Rt可以被确定为不相等。详细地说，例如，当参考时间是3ms并且电容器210的放电时间DCHt在大约2.85ms到大约3.15ms的范围内时，可以确定电容器210的放电时间DCHt和参考时间Rt相等；当电容器210的放电时间DCHt在2.85ms至3.15ms的范围之外时，电容器210的放电时间DCHt和参考时间Rt可以被确定为不相等。设定的范围不限于±5％。例如，当需要精确确定时，设定的范围可以设置为小于±5％。

当电容器210的放电时间DCHt和参考时间Rt在设定的误差范围内相等(是)时，确定二次电力设备200处于正常状态(S155)。

当电容器210的放电时间DCHt和参考时间Rt在设定的误差范围内不相等(否)时，确定二次电力设备200处于异常状态(S157)。接下来，发送警报消息或警告信号以警告二次电力设备200的异常状态，并且分析异常状态的原因(S159)。根据一个实施例，警告和原因分析的操作(S159)可以包括校准充电单元300以尽可能地将二次电力设备200维持在正常状态的操作、或者修复或更换二次电力设备200的操作。

参考图6B和7，首先，通过使用参考电平RL来测量多个电容器210的放电时间DCHt(S151a)。如图7中所示，可以相对于电容器210的每个电压纹波连续地测量电容器210的放电时间DCHt。但是，根据一个实施例，电容器210的放电时间DCHt也可以相对于电容器210的纹波被间歇地测量。虽然在图7中测量了电容器210的十个放电时间DCHt，但是被测量的放电时间DCHt的数量不限于此。

接下来，相对于电容器210的多个放电时间DCHt计算平均放电时间ADCHt(S152)。此外，确定计算出的平均放电时间ADCHt是否在设定的误差范围内等于参考时间Rt(S153a)。确定计算出的平均放电时间ADCHt是否在设定的误差范围内等于参考时间Rt如参考图6A的实施例所描述的。此外，确定(S153a)之后的操作(S155)、(S157)和(S159)与参考图6A的实施例描述的那些操作相同。

作为参考，当在监视二次电力设备200中使用电容器210的多个放电时间DCHt时，可以增加检查二次电力设备200的状态的准确性。例如，即使二次电力设备200处于正常状态，一些因素也会造成电容器210的电压形式在某个区段或间隔中出现异常，因而，电容器210的放电时间DCHt也可以看起来异常。当偶然地针对上述区段或间隔测量电容器210的放电时间DCHt并且用于检查二次电力设备200的状态时，可以发生尽管二次电力设备200处于正常状态、但二次电力设备200被指示为异常的错误。另一方面，当测量电容器210的若干放电时间DCHt并且其平均放电时间ADCHt被用于监视二次电力设备200时，可以显著减少二次电力设备200的状态检查中的错误。

图8和9是二次电力设备的监视方法的实施例的示意性流程图。还将参考图10描述监视方法，其描述已经在上面参考图1至7提供，因此将在此简要地提供或省略。

参考图8，在二次电力设备的监视方法的本实施例中，如上面参考图1所描述的那样执行从对二次电力设备充电的操作S110到监视二次电力设备的操作S150的操作。每个操作的描述如上面参考图1的描述中所提供的。

接下来，确定是否继续监视(S160)。当停止监视时(否)，结束二次电力设备的监视方法。

当继续监视时(是)，确定是否已经过了设定的时间段(S170)。当设定的时段已经过时(是)，再次执行设置第一参考参数的操作S120。根据一个实施例，该方法可以进行到对二次电力设备充电的操作S110。

当设定的时间段还未经过时(否)，执行监视二次电力设备的操作S150。通过再次周期性地执行第一和第二参考参数Par1和Par2的重置，然后根据重置的第一和第二参数Par1和Par2重置参考电平RL，可以增加对二次电力设备的监视的可靠性。

参考图9，根据二次电力设备的监视方法的本实施例，如上面参考图1所描述的那样执行从对二次电力设备充电的操作S110到监视二次电力设备的操作S150的操作。每个操作的描述如上面参考图1的描述中所提供的。

接下来，确定是否继续监视(S160)。当停止监视时(否)，结束二次电力设备的监视方法。

当继续监视时(是)，检测电容器210的电压(S180)。接下来，该方法前进到再次设置第二参考参数Par2的操作S130。同时，在重置第二参考参数的操作S130中，可以使用新检测到的电压来设置第二参考参数Par2。

根据本实施例的二次电力设备的监视方法，在设置参考电平RL之后，由于电容器210的测得的电压用于重置第二参考参数Par2以及根据第二参考参数Par2重置参考电平RL，参考电平RL可以基于电容器210的电压实时校准，并且参考电平RL可以用于检查二次电力设备200的状态。因而，根据本实施例的二次电力设备的监视方法，检查二次电力设备200的状态的准确性可以进一步增加。

图10是二次电力设备的监视装置的实施例的示意性结构框图。

参考图10，根据本实施例的二次电力设备的监视装置100(下文中称为“监视装置”)可以包括电压测量单元110、校准单元130、电平设置单元150以及监视单元170。监视装置100可以执行监视，以检查二次电力设备200的状态。

在描述监视装置100之前，将描述要监视的二次电力设备200和充电单元300。

当发生突然断电(SPO)时，其中用于向电子系统(例如，存储器系统)供电的外部电源被中断，二次电力设备200向所述电子系统(例如，存储器系统)供应在二次电力设备200中累积的能量，以允许完成正在进行的操作并备份数据。但是，当在二次电力设备200中造成缺陷时，在SPO的情况下不向存储器系统供应额定电力电平，因而，可能在存储器系统中造成严重的数据丢失。因此，为了防止SPO情况下存储器系统的数据丢失，要周期性地或实时地监视二次电力设备200以检查二次电力设备200的状态，并且当存在缺陷时，二次电力设备200可以必须被修理或更换。如图10中所示，二次电力设备200可以包括彼此并联连接的至少两个电容器210。但是，二次电力设备200不限于电容器210的并联结构，并且二次电力设备200的电容器210也可以以串行结构或串并联结构布置。

充电单元300可以向二次电力设备200供电以对电容器210充电。当经由通过充电单元300的充电在电容器210中累积电荷并且因此电容器210的电压达到设定的高电压时，通过充电单元的充电300停止。当停止充电时，发生自然放电，其中电荷一点一点地从电容器210漏出，因而，电容器210的电压逐渐降低。电容器210的电压持续降低，直到达到设定的低电压，然后重新开始充电单元300的充电操作，并再次执行二次电力设备200的电容器210中的充电。

在二次电力设备200处于正常状态的某个时段期间重复执行充电单元300的充电操作，因而，电容器210的电压可以具有在高电压和低电压之间波动的形式。但是，当二次电力设备200处于异常状态时，例如，当在二次电力设备200的一些电容器210中发生诸如短路或开路之类的缺陷时，电容器210的电压具有与电容器210处于正常状态时不同的形式。

详细地说，例如，当电容器210处于正常状态时，电容器210的电压可以在放电时间T1和充电时间T2之间周期性地在高电压和低电压之间交替。当在电容器210中发生作为异常状态的开路缺陷时，可以减慢自然放电并且放电时间可以长于放电时间T1。但是，根据情况，当在电容器210中发生开路缺陷时，放电时间可以短于放电时间T1。同时，当在电容器210中发生作为异常状态的短路缺陷时，电容器210的电荷可以被快速放电，并且放电时间可以远远短于放电时间T1。当发生短路缺陷时，电荷不会累积在电容器210中，因此电容器210的电压连续降低并最终降至基态。

因而，通过测量二次电力设备200的电容器210的放电时间并对其进行分析，可以确定二次电力设备200的状态。同时，通过使用DC-DC转换器执行充电单元300中的二次电力设备200的充电操作，并且这将参考图11A和11B更详细地描述。

电压测量单元110可以测量二次电力设备200的电容器210的电压。由于有限的存储器容量，并非使用电压测量单元110测得的电容器210的电压的所有测量都被存储和处理，而是仅存储和处理与某些条件对应的那些电压。例如，如上面关于二次电力设备200的监视方法所描述的，可以经由比较逻辑在第一校准区段或间隔(第一校准)中检测电容器210的电压的最大值和最小值，并且可以在第二校准区段或间隔(第二校准)中检测电容器210的电压的局部最大值和局部最小值。在参考电平设置和监视区段或间隔(RL设置和监视)中，电容器210的电压可以用于通过将电容器210的电压与参考电平RL进行比较来检测放电时间DCHt。此外，参考电平设置和监视区段(RL设置和监视)的电容器210的电压可以用于新设置第二参考参数Par2，如上面参考图9的二次电力设备200的监视方法所描述的。

校准单元130可以基于使用电压测量单元110检测到的二次电力设备200的电容器210的电压来设置第一参考参数Par1和第二参考参数Par2。设置第一参考参数Par1和第二参考参数Par2的方法如参考图2至4的描述中所描述的。

电平设置单元150可以通过使用第二参考参数Par2来设置用于检查二次电力设备200的状态的参考电平RL，其中第二参考参数Par2是使用校准单元130设置的。设置参考电平RL的方法如参考图5A和5B的描述中所描述的。

监视单元170可以通过使用参考电平RL检测二次电力设备200的电容器210的放电时间来检查二次电力设备200的状态，其中参考电平RL是使用电平设定单元150设置的。监视单元170可以包括放电时间检测单元172(DCHt MU)和确定单元174(DET)。

放电时间检测单元172可以通过使用参考电平RL来检测二次电力设备200的电容器210的放电时间DCHt。例如，放电时间检测单元172可以检测放电时间DCHt，在放电时间DCHt期间，电容器210的电压从参考电平RL的高电压V_H放电到低电压V_L。确定单元174可以通过将放电时间DCHt与参考时间Rt进行比较来确定二次电力设备200的状态。由监视单元170执行的放电时间的检测和二次电力设备200的状态的检查如上面参考图6A至图7的描述中所描述的。

根据本实施例的监视装置100根据上述处理自动设置用于检查二次电力设备200的状态的参考电平，并且可以使用参考电平来检查二次电力设备200的状态，从而防止由于样本变化或温度改变而可能发生的检查二次电力设备200的状态的错误。此外，当实时地连续校准参考电平时，实时地监视二次电力设备200，从而最小化检查二次电力设备200的状态的错误率。

图11A和11B是图10的二次电力设备200的监视装置100的充电单元300的DC-DC转换器部分的详细电路图。

参考图11A和11B，在根据本实施例的监视装置100中，对二次电力设备200充电的充电单元300可以包括DC-DC转换器。但是，充电单元300不限于DC-DC转换器。例如，包括开关元件的缓冲器电路也可以用作充电单元300。

DC-DC转换器通常被分类为升压转换器或降压转换器。升压转换器提升输入DC电压电平并输出具有大于输入DC电压电平的提升的DC电压电平的DC电力，而降压转换器降低输入DC电压电平并输出具有小于输入DC电压电平的DC电压电平的DC电力。如图11A中所示，充电单元300可以包括降压转换器300a，并且降压转换器300a可以包括开关310、电感器320、二极管330和电容器340。作为参考，电容器340可以包括在降压转换器300a中，如图11A中所示。但是，电容器340也可以被视为要被充电的二次电力设备200的一部分。

将简要描述降压转换器300b的示例操作。当开关310如图11A的上部所示闭合时，电流从电源301施加到电感器320，从而增加流过电感器320的电流并相应地在电感器320中累积能量。能量被转移到输出端以增加输出电压Vo，即，电容器340的电压。在这里，二极管330被反向偏置，因此没有电流流到二极管330。接下来，如图11A的下部所示，当开关310打开时，经由电感器320、二极管330和电容器340形成闭合电路。在这里，流过电感器320的电流通过该闭合电路逐渐减小，因而，输出电压Vo(即，电容器340的电压)降低。这可以与电容器340方面的自然放电对应。同时，可以基于开关310闭合和打开的时间的比率来控制输出电压Vo的平均电压。此外，当开关310闭合时可以达到最大输出电压，并且输出电压电平可以总是等于或小于来自电源301的输入电压电平。开关310可以由易于控制的场效应晶体管(FET)形成。当描述图11B的降压转换器300b时，将进一步详细地描述开关310的控制。

如图11B中所示，降压转换器300b可以包括一对开关310a和310b、电感器320和电容器340。开关310a和310b可以都是n型FET，如图11B中所示，但不限于此。例如，这对开关310a和310b可以分别是N型FET和P型FET，并且当开关310a和310b处于这种组合时，可以向开关310和310b中的每一个输入完全相同的脉宽调制(PWM)信号。

将简要描述降压转换器300b的操作。降压转换器300b可以基于开关310a和310b的接通/断开状态以两种不同的模式操作。例如，第一模式是其中第一开关310a接通并且第二开关310b断开的操作模式，并且当从电源301向电感器320施加电流时，更多的电流流过电感器320，因而，能量在电感器320中累积，并且能量被转移到输出端，从而增加输出电压Vo，即，电容器340的电压。第二模式是第一开关310a断开并且第二模式开关310b接通的操作模式，并且经由电感器320和电容器340形成闭合电路。流过电感器320的电流流过闭合电路，逐渐减小，直到第一开关310a在下一个周期中接通。因此，输出电压Vo减小。

基于这个原理，控制器400a感测输出电压Vo，并且当输出电压Vo相对低时，可以增加第一开关310a的导通时段并且可以减小第二开关310b的导通时段，从而增加输出电压Vo。此外，当输出电压Vo为高时，可以减小第一开关310a的导通时段，并且可以增加第二开关310b的导通时段，从而降低输出电压Vo。例如，当控制器400a基于输出电压Vo调节输出到第一开关310a和第二开关310b中的每一个的PWM信号的占空比时，可以在电容器340中维持某个范围内的电压。

图12A和12B是图10的监视装置100布置在包括二次电力设备的电子系统中的位置的结构框图。

参考图12A，根据本实施例的监视装置100可以与控制器400一起集成在主系统集成电路(IC)500或主系统块中。二次电力设备200和充电单元300可以布置在电力损失保护(PLP)IC 700或PLP块中。由于监视装置100布置在主系统IC 500中，可以监视二次电力设备200的状态，并且可以立即将关于二次电力设备200的状态的信息传送到控制器400。因而，经由控制器400对充电单元300的控制可以快速执行。

在这里，控制器400可以基于从监视装置100接收的结果来控制充电单元300。例如，在二次电力设备200中造成缺陷的情况下，充电单元300的控制可以包括修改充电单元300的充电条件，以尽可能地将二次电力设备200维持在正常状态。此外，当在二次电力设备200中发生缺陷时，控制器400可以修改要向其供电的电子系统中(例如，在存储器系统中)的存储器写入操作模式，并且允许数据实时地存储在主存储器中。例如，当在二次电力设备200中造成缺陷时，控制器400可以将回写(write-back)(后退)模式修改为存储器系统的直写(write-through)模式。

作为参考，存储器写入操作模式可以包括回写模式和直写模式。在回写模式下，数据首先被记录到高速缓存，并且存储在高速缓存中的数据仅在必要时才被记录到主存储器，即，通过使用CPU的CPU等待状态时间在后台操作中记录数据。在直写模式下，数据写入操作在高速缓存和主存储器中同时地、并行地执行，并且直写模式可以指示立即地且即时地而不是在空闲时间期间执行数据写入操作的模式。在直写模式下，当在高速缓存上的写入操作期间需要对高速缓存进行数据读取操作时，作为同时操作执行写入操作和读取操作。另一方面，在回写模式下，当在写入操作期间需要读取操作时，写入操作被中断，并且在完成读取操作之后恢复写入操作。

当二次电力设备200处于正常状态时，通常可以使用具有高效率的回写模式。但是，当二次电力设备200处于异常状态时，可能在回写模式下造成数据丢失。因此，控制器400可以将存储器写入操作模式改变为直写模式，以最小化数据丢失。

此外，当在二次电力设备200中造成缺陷时，控制器400可以生成例如警告信号以通知用户，使得用户应当修理或更换二次电力设备200。

参考图12B，根据本实施例的监视装置100可以与充电单元300一起布置在PLP IC700a中。当监视装置100布置在PLP IC 700a中时，PLP IC 700a还可以包括事件生成单元450。更详细地说，当监视装置100布置在PLP IC 700a中并且监视二次电力设备200的状态时，通过使用监视装置100获得的关于二次电力设备200的状态的信息将被发送到主系统IC500a中的控制器400。因而，事件生成单元450可以布置在PLP IC 700a中。事件生成单元450可以将关于二次电力设备200的状态的信息作为诸如中断信号之类的事件信号发送到主系统IC500a的控制器400。例如，当在事件生成单元450周期性地向控制器400发送高信号的同时在二次电力设备200中造成缺陷时，事件生成单元450向控制器400发送低信号，从而向控制器400发送关于二次电力设备200的状态的信息。

在图12A和12B中，虽然二次电力设备200与PLP IC 700或PLP IC 700a分开布置，但是这个图示是显示二次电力设备200如何连接到监视装置100和控制器400，并且实际上，二次电力设备200可以布置在PLP IC 700或700a中，以作为PLP IC 700或700a的一部分被包括。但是，二次电力设备200也可以与PLP IC 700或700a分开布置。

图13是包括二次电力设备的监视装置的电子系统1000的实施例的示意性结构框图。

参考图13，根据本实施例的电子系统1000可以包括PLP块或单元700或700a、电源块或单元900，以及主系统块或单元500或500a。PLP块或单元700或700a和主系统块或单元500或500a可以指图12A或12B的PLP IC 700或700a和主系统IC 500或500a。

PLP块或单元700或700a可以防止供给主系统块或单元500或500a的电力的损失。PLP块或单元700或700a可以包括例如二次电力设备200和/或充电单元300。在图13中，二次电力设备200被示为与PLP块700或700a分开布置，这可以允许更容易描述图14A和14B中的PLP块或单元700或700a的操作。如上所述，二次电力设备200可以布置在PLP块或单元700或700a中，并且被视为PLP块700或700a的一部分。

监视装置100和事件生成单元450可以布置在PLP块或单元700或700a中，如图12B中所示。当监视装置100和事件生成单元450布置在PLP块或单元700或700a中时，监视装置100可以不布置在主系统块或单元500或500a中。

电源块或单元900可以执行将从PLP块或单元700或700a接收的电力供给主系统块或单元500或500a的功能。电源块或单元900可以与例如主系统块或单元500或500a的电力输入/输出端对应。

主系统块或单元500或500a可以包括控制器400、第一存储器芯片510和第二存储器芯片520。第一存储器芯片510和第二存储器芯片520中的一个可以是高速缓冲存储器而另一个可以是主存储器。根据一个实施例，与主存储器对应的芯片可以具有多堆叠结构。根据主存储器的类型，电子系统1000可以与固态驱动器(SSD)模块、DRAM模块和闪存模块中的一个对应。在SSD模块中，DRAM可以用作高速缓冲存储器，并且NAND可以用作主存储器。但是，电子系统1000不限于上述存储器模块。例如，电子系统1000可以是使用二次电力设备的任何电子设备。

同时，在根据本实施例的电子系统1000中，主系统块500或500a可以使用相对高的能量作为备用能量。例如，主系统块500或500a可以使用10mJ或更大的能量作为备用能量。例如，根据本实施例的电子系统1000可以是SSD模块，其中主系统块500或500a使用10mJ或更大的能量作为备用能量。但是，根据本实施例的电子系统1000的类型不限于SSD模块。

控制器400可以控制主系统块500或500a的操作，诸如数据读取、写入或擦除，在这种情况下，它也可以被称为存储器控制器。控制器400还可以通过从监视装置100接收关于二次电力设备200的状态的信息来控制PLP块700或700a的充电单元300。

监视装置100可以布置在主系统块500或500a中，如图12A中所示。当监视装置100布置在主系统块500或500a中时，控制器400可以直接从监视装置100接收关于二次电力设备200的状态的信息。当监视装置100布置在主系统块500或500a中时，监视装置100和事件生成单元450可以不布置在PLP块700或700a中。

图14A和14B是图13的电子系统1000中的电力供应处理的概念图。

参考图14A和14B，当正常供应外部电源Ext时，如由图14A中的粗箭头所示，可以通过PLP块700或700a和电源块900从外部电源Ext向主系统块500或500a供电。此外，来自外部电源Ext的电力可以被供给PLP块700或700a中的充电单元300，并且可以周期性且重复地执行通过使用充电单元300对二次电力设备200的充电操作。

当外部电源Ext出于任何原因而异常或不可用并且因此发生SPO情况时，可以通过PLP块700或700a和电源块900从二次电力设备200向主系统块500或500a供电，如由图14B中的粗箭头所示。因而，当SPO情况下的主系统块500或500a通过使用二次电力设备200的电力继续操作时，可以防止数据丢失。当在二次电力设备200中存在缺陷时，主系统块500或500a不能在SPO情况下使用二次电力设备200的电力，因此数据丢失是不可避免的。

根据本实施例的电子系统1000可以包括如上所述的监视装置100。因而，可以通过实时地监视二次电力设备200来检查二次电力设备200的状态，并且当在二次电力设备200中造成缺陷时，可以执行诸如控制充电单元300或者修理或更换二次电力设备200之类的操作。总之，根据本实施例的电子系统1000，可以防止由于二次电力设备200中的缺陷而在SPO情况下可能在主系统块500或500a中发生的数据丢失。

虽然已经参考其实施例具体示出和描述了本发明性构思，但是将理解的是，在不脱离所附权利要求的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。