CN107431432B - Dc-dc转换器 - Google Patents

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Abstract

提供一种在具备多个电压转换部的多相式DC‑DC转换器中能够在某一相发生异常的情况下切实地保护发生故障的相且通过除此以外的相继续进行驱动的结构。DC‑DC转换器(1)将多个电压转换部(4A、4B)并联设置在输入侧导电路(71)与输出侧导电路(72)之间。在各个电压转换部(4A、4B)的单独输入电路(42A、42B)设置有保护用的开关元件(20A、20B),在单独输出电路(52A、52B)设置有保护用的开关元件(24A、24B)。进而,在DC‑DC转换器(1)中设置有对保护用的开关元件异常的范围进行确定的保护异常确定部以及在确定了保护用的开关元件发生异常的范围的情况下使除去该范围之外的剩余的转换部进行电压转换动作的动作控制部。

Description

DC-DC转换器
技术领域
本发明涉及一种DC-DC转换器。
背景技术
在通过开关元件的驱动而使直流电压升压或降压的DC-DC转换器中,公知一种将多个电压转换部并联连接而成的结构的多相DC-DC转换器。作为这种多相DC-DC转换器的例子,例如存在专利文献1那样的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-46541号公报
发明内容
发明要解决的课题
不过,在多相式DC-DC转换器的情况下,还设想到仅某一相发生故障的情况,在某一相发生故障的情况下,也可能存在期望不使DC-DC转换器的动作全部中止而是利用未发生故障的相继续进行动作的情况。专利文献1的电源装置是应对这样的要求的装置,在针对各相斩波器部的开关元件的控制信号的下降沿的边沿定时下,取得由电流检测器检测到的电流值,如果所取得的各电流值不同,则判定为某一方的各相斩波器部发生故障。而且,即使在检测到在某一方的各相斩波器部发生故障的情况下,也使未发生故障的各相斩波器部的动作继续,限制发电机的输出,以避免超过未发生故障的各相斩波器部的耐电流。
然而,专利文献1的电源装置仅仅是在各相斩波器部的开关元件发生开路故障的情况下限制整体的输出,并不存在在准确地确定发生故障的部分之后切实地使该部分的动作停止这样的思想。
本发明是基于上述情形而完成的,其目的在于,提供一种在具备多个电压转换部的多相式DC-DC转换器中能够在某一相发生异常的情况下切实地保护发生故障的相且通过除此以外的相继续进行驱动的结构。
用于解决课题的技术方案
第一发明的DC-DC转换器包括:多相转换部,构成为具备配置在输入侧导电路与输出侧导电路之间的多个电压转换部,各个所述电压转换部具有连接到所述输入侧导电路的单独输入电路、通过驱动用的开关元件的接通和断开动作而对输入到所述单独输入电路的电压进行转换的转换动作部以及作为由所述转换动作部转换而得到的电压的输出路径的单独输出电路,并且,在各个所述电压转换部中,在所述单独输入电路和所述单独输出电路中的至少任一个单独导电路中设置有将该单独导电路在通电状态和非通电状态之间切换的保护用的开关元件;检测部,至少在所述多相转换部正在动作时检测在所述多相转换部中发生异常的情况;停止控制部,当在所述多相转换部正在动作时由所述检测部检测到在所述多相转换部中发生异常的情况下,使所述多相转换部中的全部所述电压转换部的动作停止;驱动异常确定部,至少在通过所述停止控制部使全部所述电压转换部的动作停止之后,从构成所述多相转换部的多个所述电压转换部中确定发生异常的转换部或包括发生异常的转换部的组;以及动作控制部,在由所述驱动异常确定部确定了发生异常的转换部或包括发生异常的转换部的组的情况下,使构成所述多相转换部的多个所述电压转换部中的除去由所述驱动异常确定部确定的转换部或转换部的组之外的剩余的转换部进行电压转换动作。
第二发明的DC-DC转换器包括:多相转换部,构成为具备配置在输入侧导电路与输出侧导电路之间的多个电压转换部,各个所述电压转换部具有连接到所述输入侧导电路的单独输入电路、通过驱动用的开关元件的接通和断开动作而对输入到所述单独输入电路的电压进行转换的转换动作部以及作为由所述转换动作部转换而得到的电压的输出路径的单独输出电路,并且,在各个所述电压转换部中,在所述单独输入电路和所述单独输出电路中的至少任一个单独导电路中设置有将该单独导电路在通电状态和非通电状态之间切换的保护用的开关元件;保护异常确定部,从构成所述多相转换部的多个所述电压转换部中,至少确定所述保护用的开关元件发生异常的转换部或包括所述保护用的开关元件发生异常的转换部的组;以及动作控制部,在通过所述保护异常确定部确定了所述保护用的开关元件发生异常的转换部或包括所述保护用的开关元件发生异常的转换部的组的情况下,使构成所述多相转换部的多个所述电压转换部中的除去由所述保护异常确定部确定的转换部或转换部的组之外的剩余的转换部进行电压转换动作。
在第一发明的DC-DC转换器中,在构成多相转换部的多个电压转换部中,在单独输入电路和单独输出电路中的至少任一个单独导电路中设置有将该单独导电路在通电状态和非通电状态之间切换的保护用的开关元件。这样一来,针对各相单独地设置有保护用的开关元件,因此在各相异常时容易通过保护用的开关元件适当地实现保护。
进而,第一发明的DC-DC转换器包括:检测部,至少在多相转换部正在动作时检测在多相转换部中发生异常的情况;以及停止控制部,当在多相转换部正在动作时由检测部检测到在多相转换部中发生异常的情况下,使多相转换部中的全部电压转换部的动作停止。由于以上述方式构成,当在多相转换部正在动作时发生异常的情况下,能够暂时使全部电压转换部的动作停止而实现紧急保护。
并且,在第一发明的DC-DC转换器中,在停止控制部使全部电压转换部的动作停止之后,能够通过驱动异常确定部从构成多相转换部的多个电压转换部中确定发生异常的转换部或包括发生异常的转换部的组。特别是,由于在暂时使全部电压转换部的动作停止之后转移到异常范围的确定动作,因此在多相转换部更受保护的状态下进行异常范围的确定。而且,在通过驱动异常确定部进行了确定的情况下,动作控制部使构成多相转换部的多个电压转换部中的除去由驱动异常确定部确定的转换部或转换部的组之外的剩余的转换部进行电压转换动作。因此,能够切实地使异常的范围(一个或多个相)的动作持续停止而实现保护,并且通过剩余的转换部继续进行动作。
在第二发明的DC-DC转换器中,在构成多相转换部的多个电压转换部中,在单独输入电路和单独输出电路中的至少任一个单独导电路中设置有将该单独导电路在通电状态和非通电状态之间切换的保护用的开关元件。这样一来,针对各相单独地设置有保护用的开关元件,因此在各相异常时容易通过保护用的开关元件适当地实现保护。
进而,在第二发明的DC-DC转换器中设置有保护异常确定部,该保护异常确定部从构成多相转换部的多个电压转换部中至少确定保护用的开关元件发生异常的转换部或包括保护用的开关元件发生异常的转换部在内的组。因此,能够确定保护用的开关元件发生异常的范围(一个或多个相)。并且,动作控制部构成为,在确定了保护用的开关元件发生异常的转换部或包括保护用的开关元件发生异常的转换部在内的组的情况下,使构成多相转换部的多个电压转换部中的除去由保护异常确定部确定的转换部或转换部的组之外的剩余的转换部进行电压转换动作。因此,能够使保护用的开关元件发生异常的范围(一个或多个相)的动作停止而实现保护,并且通过剩余的转换部而继续进行动作。特别是,能够防止继续使用异常状态的保护用的开关元件,因此,当在多相转换部中的电压转换动作时需要使某一相的保护用的开关元件进行断开动作时,能够防止该保护用的开关元件由于故障而无法进行断开动作的情形。
附图说明
图1是概略地例示出实施例1的DC-DC转换器的电路图。
图2是例示出在实施例1的DC-DC转换器中进行的检查处理的流程的流程图。
图3是概略地例示出其他实施例的DC-DC转换器的电路图。
具体实施方式
以下例示发明的优选方式。
在第二发明中,也可以是,在构成多相转换部的各个电压转换部中,将保护用的开关元件分别设置于单独输入电路和单独输出电路。并且,保护异常确定部也可以构成为,从构成多相转换部的多个电压转换部中,确定至少任一个保护用的开关元件发生异常的转换部或包括至少任一个保护用的开关元件发生异常的转换部的组。
这样一来,在各个电压转换部中,如果在输入侧和输出侧均设置保护用的开关元件,则在保护各电压转换部时,能够将输入侧的单独输入电路和输出侧的单独输出电路分别切换成断开状态。由此,构成为能够进行防止电流从输入侧流入到电压转换部的保护动作以及防止电流从输出侧逆流到电压转换部的保护动作。进而,在确定了输入侧以及输出侧中的至少任一侧的保护用的开关元件发生异常的转换部或包括这样的转换部的组的情况下,能够使该确定的范围的动作停止,并通过剩余的变化部继续进行动作。这样一来,在构成多相转换部的多个转换部中,仅使用在输入侧以及输出侧均未发生异常的转换部,所使用的转换部对于输入侧以及输出侧中的任一侧都易于在需要保护的局面下切实地进行保护动作。
在第二发明中,保护异常确定部也可以构成为,至少在点火开关从断开切换成接通的情况下,将构成多相转换部的多个电压转换部的一部分或全部作为检测对象,确定保护用的开关元件发生异常的转换部或包括保护用的开关元件发生异常的转换部的组。
根据该结构,在点火开关从断开切换成接通之后,在启动后的初始阶段下能够更迅速地确定保护用的开关元件发生异常的范围。
在第二发明中,保护异常确定部也可以构成为,在点火开关从断开切换成接通的情况下,将构成多相转换部的多个电压转换部的一部分作为检测对象,检测保护用的开关元件发生异常的转换部或包括保护用的开关元件发生异常的转换部在内的组,并且构成为,每当点火开关从断开切换成接通时,切换作为检测对象的转换部或作为检测对象的转换部的组。
这样一来,能够抑制伴随着点火开关的一次接通动作的检查时间。另外,由于能够通过多次点火开关的接通动作而全面地检查多个电压转换部,因此能够防止某一个电压转换部长时间地未被检查的情形。
在第二发明中,也可以是,包括:检测部,至少在多相转换部正在动作时检测在多相转换部中发生异常的情况;停止控制部,当在多相转换部正在动作时由检测部检测到在多相转换部中发生异常的情况下,使多相转换部中的全部电压转换部的动作停止;以及驱动异常确定部,至少在通过停止控制部使全部电压转换部的动作停止之后,从构成多相转换部的多个电压转换部中确定发生异常的转换部或包括发生异常的转换部的组。并且,动作控制部也可以构成为,在由驱动异常确定部确定了发生异常的转换部或包括发生异常的转换部的组的情况下,使构成多相转换部的多个电压转换部中的除去由驱动确定部确定的转换部或转换部的组之外的剩余的转换部进行电压转换动作。
根据该结构,当在多相转换部正在动作时发生异常的情况下,能够暂时使全部电压转换部的动作停止而实现紧急保护。并且,由于在暂时使全部电压转换部的动作停止之后转移到异常范围的确定动作,因此,在多相转换部更受保护的状态下进行异常范围的确定。进而,在通过驱动异常确定部进行了确定的情况下,动作控制部使构成多相转换部的多个电压转换部中的除去由驱动异常确定部确定的转换部或转换部的组之外的剩余的转换部进行电压转换动作。因此,能够切实地持续使异常的范围(一个或多个相)的动作停止而实现保护,并且通过剩余的转换部而继续进行动作。
另外,在使用停止控制部的发明中,也可以构成为,当在多相转换部正在动作时由检测部检测到在多相转换部中发生异常的情况下,进行将分别设置于全部电压转换部的保护用的开关元件切换成断开状态的控制。
根据该结构,即使在任一个电压转换部的驱动用的开关元件发生短路等故障的情况下,也能够通过分别设置于各个电压转换部的保护用的开关元件的断开动作来切实地使各电压转换部停止。
另外,在使用停止控制部的发明中,也可以在输出侧导电路连接有蓄电部。
根据该结构,即使在多相转换部正在动作时发生异常而暂时使全部电压转换部的动作停止,也从蓄电部将电压持续地输出到输出侧导电路。因此,构成为,当在多相转换部正在动作时发生异常的情况下能够使全部电压转换部停止,并且即使在该停止中也能够持续向输出侧导电路供给电力。
在任一个发明中都能够设置在动作控制部限制多相转换部的一部分电压转换部的情况下向外部进行通知的通知部。
根据该结构,在多相转换部的一部分电压转换部被限制的情况下,外部装置能够掌握该状态,能够在外部装置中进行与这样的限制相应的处理。
<实施例1>
以下,说明将本发明具体化的实施例1。
图1所示的DC-DC转换器1例如构成为车载用的降压型DC-DC转换器,形成为将施加到输入侧导电路71的直流电压降压并输出到输出侧导电路72的结构。
在图1的DC-DC转换器1中设置有电源导电路70以及基准导电路78,该电源导电路70具备输入侧导电路71和输出侧导电路72,并且作为电源线发挥功能,该基准导电路78保持在比电源导电路70的电位低的恒定的基准电位(地电位)。并且,在输入侧导电路71与输出侧导电路72之间并联设置有使施加到输入侧导电路71的输入电压降压而生成输出电压的多个电压转换部4A、4B。
输入侧导电路71构成为被施加相对较高的电压的初级侧(高压侧)的电源线,形成为与初级侧电源部61的高电位侧的端子导通且被从该初级侧电源部61施加预定的直流电压(例如,48V)的结构。该输入侧导电路71分别连接到后述的多个单独输入电路42A、42B。
初级侧电源部61例如由锂离子电池或双电层电容器等蓄电单元构成,产生第一预定电压。将初级侧电源部61的高电位侧的端子保持于例如48V,将低电位侧的端子保持于地电位(0V)。
输出侧导电路72构成为被施加相对较低的电压的次级侧(低压侧)的电源线。该输出侧导电路72例如形成为与次级侧电源部62的高电位侧的端子导通且被从该次级侧电源部62施加比初级侧电源部61的输出电压小的直流电压(例如,12V)的结构。
次级侧电源部62例如由铅蓄电池等蓄电单元构成,产生比由初级侧电源部61产生的第一预定电压低的第二预定电压。例如,将次级侧电源部62的高电位侧的端子保持于12V,将低电位侧的端子保持于地电位(0V)。此外,在图1的例子中,设置于输出侧导电路72的端子64被连接到次级侧电源部62的正极侧的端子的状态是次级侧电源部62的正确的连接状态。
基准导电路78构成为接地,保持于恒定的地电位(0V)。初级侧电源部61的低电位侧的端子和次级侧电源部62的低电位侧的端子与该基准导电路78导通,进而,将后述的开关元件32A、32B的漏极连接于该基准导电路78。
在输入侧导电路71与输出侧导电路72之间设置有多相转换部4。该多相转换部4具备并联配置于输入侧导电路71与输出侧导电路72之间的多个电压转换部4A、4B。这些电压转换部4A、4B作为同步整流方式的降压型转换器而发挥功能。
电压转换部4A具有单独输入电路42A(单独导电路)、转换动作部19A以及单独输出电路52A(单独导电路),该单独输入电路42A连接到输入侧导电路71,该转换动作部19A通过驱动用的开关元件5A、6A的接通和断开动作而对输入到单独输入电路42A的电压进行转换,该单独输出电路52A作为由转换动作部19A转换而得到的电压的输出路径。并且,在单独输入电路42A设置有将单独输入电路42A在通电状态和非通电状态之间进行切换的保护用的开关元件20A。另外,在单独输出电路52A设置有在逆流时将单独输出电路52A在通电状态和非通电状态之间进行切换的保护用的开关元件24A。
在电压转换部4A中,将从输入侧导电路71分支的单独输入电路42A连接到高侧的开关元件5A的漏极。该开关元件5A的漏极与输入侧电容器8A的一侧的电极导通,在介于单独输入电路42A的开关元件20A处于接通状态时,该开关元件5A的漏极还与初级侧电源部61的高电位侧端子导通。另外,将低侧的开关元件6A的漏极以及线圈12A的一端连接到开关元件5A的源极。将输入侧电容器8A以及输出侧电容器10A的各电极连接到低侧的开关元件6A的源极。另外,线圈12A的另一端连接于输出侧电容器10A的一个电极以及开关元件24A的源极。而且,对开关元件5A的栅极输入来自驱动部3的驱动信号以及非驱动信号,根据来自驱动部3的信号而使开关元件5A在接通状态和断开状态之间进行切换。对低侧的开关元件6A的栅极也输入来自驱动部3的驱动信号以及非驱动信号,根据来自驱动部3的信号而使开关元件6A在接通状态和断开状态之间进行切换。
电压转换部4B与电压转换部4A同样地构成。该电压转换部4B具有单独输入电路42B(单独导电路)、转换动作部19B以及单独输出电路52B(单独导电路),该单独输入电路42B连接到输入侧导电路71,该转换动作部19B通过驱动用的开关元件5B、6B的接通和断开动作而对输入到单独输入电路42B的电压进行转换,该单独输出电路52B作为由转换动作部19B转换而得到的电压的输出路径。并且,在单独输入电路42B设置有将单独输入电路42B在通电状态和非通电状态之间进行切换的保护用的开关元件20B。另外,在单独输出电路52B设置有在逆流时将单独输出电路52B在通电状态和非通电状态之间进行切换的保护用的开关元件24B。
在电压转换部4B中,将从输入侧导电路71分支的单独输入电路42B连接到高侧的开关元件5B的漏极。该开关元件5B的漏极与输入侧电容器8B的一侧的电极导通,在介于单独输入电路42B的开关元件20B处于接通状态时,该开关元件5B的漏极还与初级侧电源部61的高电位侧端子导通。另外,将低侧的开关元件6B的漏极以及线圈12B的一端连接到开关元件5B的源极。将输入侧电容器8B以及输出侧电容器10B的各电极连接到低侧的开关元件6B的源极。另外,线圈12B的另一端连接于输出侧电容器10B的一个电极以及开关元件24B的源极。而且,对开关元件5B的栅极输入来自驱动部3的驱动信号以及非驱动信号,根据来自驱动部3的信号而使开关元件5B在接通状态和断开状态之间进行切换。对低侧的开关元件6B的栅极也输入来自驱动部3的驱动信号以及非驱动信号,根据来自驱动部3的信号而使开关元件6B在接通状态和断开状态之间进行切换。
并且,开关元件6A、6B的源极、输入侧电容器8A、8B的单侧的各电极、输出侧电容器10A、10B的单侧的各电极彼此导通,并经由导电路76连接到开关元件32A、32B的各源极。开关元件24A、24B的漏极彼此导通,并连接到输出侧导电路72。
以上述方式构成的电压转换部4A、4B分别作为同步整流方式的降压型转换器而发挥功能。电压转换部4A通过使高侧的开关元件5A的接通动作和断开动作的切换与低侧的开关元件6A的断开动作和接通动作的切换同步地进行,将施加到单独输入电路42A的直流电压降压并输出到单独输出电路52A。具体来说,通过驱动部3对开关元件5A、6A各自的栅极提供PWM信号,交替地切换成使开关元件5A成为接通状态且使开关元件6A成为断开状态的第一状态以及使开关元件5A成为断开状态且使开关元件6A成为接通状态的第二状态。于是,通过重复进行这样的第一状态与第二状态的切换,将施加到单独输入电路42A的直流电压降压并输出到单独输出电路52A。单独输出电路52A的输出电压根据提供给开关元件5A、6A的栅极的PWM信号的占空比来确定。
电压转换部4B也是同样的,通过使高侧的开关元件5B的接通动作和断开动作的切换与低侧的开关元件6B的断开动作和接通动作的切换同步地进行,将施加到单独输入电路42B的直流电压降压并输出到单独输出电路52B。具体来说,通过驱动部3对开关元件5B、6B各自的栅极提供PWM信号,交替地切换成使开关元件5B成为接通状态且使开关元件6B成为断开状态的第一状态以及使开关元件5B成为断开状态且使开关元件6B成为接通状态的第二状态。于是,通过重复进行这样的第一状态与第二状态的切换,将施加到单独输入电路42B的直流电压降压并输出到单独输出电路52B。单独输出电路52B的输出电压根据提供给开关元件5B、6B的栅极的PWM信号的占空比来确定。此外,提供给两电压转换部4A、4B的驱动信号的定时没有特别限定,例如通过公知的控制方法而使相位错开地进行电压转换部4A的动作和电压转换部4B的动作即可。
进而,图1的DC-DC转换器1具备反接保护电路部30,构成为在次级侧电源部62被反接的情况下切断导电路76的导通,防止在反接时电流流入到次级侧。该反接保护电路部30具备并联配置在两电压转换部4A、4B与基准导电路78之间的导电路76的反接保护用的开关元件32A、32B以及将开关元件32A、32B的栅极电位保持为输出侧导电路72的电位的导电路34。开关元件32A、32B构成为切换成切断导电路76的导通的断开状态和解除该切断的接通状态。
在反接保护电路部30中,在至少次级侧电源部62(低压侧的电源部)的端子处于图1所示的正确的连接状态的条件下,开关元件32A、32B成为接通状态。在该情况下,在多相转换部4未进行动作的状态下,开关元件32A、32B的栅极电位成为与次级侧电源部62的正极电位(例如,12V)大致相同的电位,维持于栅极电位比源极电位高的状态,因此,开关元件32A、32B维持于接通状态。于是,低侧的开关元件6A、6B的源极、输入侧电容器8A、8B、输出侧电容器10A、10B均维持于与基准导电路78导通的状态。另一方面,在次级侧电源部62(低压侧的电源部)的端子是将正负反过来的反接状态的情况下,开关元件32A、32B的栅极电位成为与次级侧电源部62的负极的电位(例如,-12V)大致相同的电位,维持于栅极电位比源极电位低的状态。因此,开关元件32A、32B维持于断开状态。在开关元件32A、32B处于断开状态时,开关元件6A、6B的源极、输入侧电容器8A、8B、输出侧电容器10A、10B均成为与基准导电路78不导通的状态。进而,在图1的结构中,即使在次级侧电源部62与输出侧导电路72之间成为开路状态的情况下,开关元件32A、32B也维持于断开状态。
接下来,说明通常动作中的异常检测。
在DC-DC转换器1中,构成用于对流过输出侧导电路72的电流进行检测的电流检测路径80。该电流检测路径80是通过公知的方法检测流过输出侧导电路72的电流的路径,控制部2根据经由该电流检测路径80输入的值来掌握流过输出侧导电路72的电流的值。此外,在图1中,简略地示出电流检测路径80,但电流检测路径80中的具体的电流检测电路能够使用公知的各种电流检测电路,只要是控制部2能够掌握流过输出侧导电路72的电流的值Io的结构即可。
并且,控制部2判断在输出侧导电路72中是否产生过电流。具体来说,控制部2将流过输出侧导电路72的电流值Io与预先确定的阈值It进行比较,如果Io≤It,则判断为不是过电流状态,如果Io>It,则判断为是过电流状态。
另外,控制部2还被输入输出侧导电路72的电压,并且判断在输出侧导电路72中是否产生过电压。具体来说,将控制部2检测到的输出侧导电路72的电压值Vo与预先确定的阈值Vt进行比较,如果Vo≤Vt,则判断为不是过电压状态,如果Vo>Vt,则判断为是过电压状态。
在本结构中,控制部2相当于检测部的一个例子,通过至少在多相转换部4正在动作时检测Io>It和Vo>Vt中的任一方的状态,检测在多相转换部4中发生异常的情况。
控制部2在检测到过电流和过电压中的任一方的异常的情况下,即在判断为产生Io>It和Vo>Vt中的任一方的状态的情况下,使多个电压转换部4A、4B的全部的电压转换动作停止。具体来说,从控制部2对驱动部3提供PWM信号的输出停止的指示,驱动部3停止向开关元件5A、6A、5B、6B输出PWM信号。进而,从控制部2对开关元件20A、20B、24A、24B的全部的栅极输出断开信号。由此,开关元件20A、20B、24A、24B全部切换成断开状态。
在本结构中,控制部2相当于停止控制部的一个例子,以如下方式发挥功能:在多相转换部4正在动作时由检测部检测到在多相转换部4中发生异常的情况下,使多相转换部4中的多个电压转换部4A、4B的全部的动作停止。
在以上述方式使构成多相转换部4的多个电压转换部4A、4B的全部的动作停止之后,从这些多个电压转换部4A、4B中确定电流以及电压中的至少任一方发生异常的转换部。
首先,控制部2在仅使一个电压转换部4A进行动作且使另一个电压转换部4B的动作停止的状态下,判断在电源导电路70中是否产生过电流和过电压中的任一方。具体来说,将电压转换部4A的保护用的开关元件20A、24A切换成接通状态,分别对驱动用的开关元件5A、6A输出PWM信号,以切换上述的第一状态与第二状态。通过这样的控制,电压转换部4A进行将施加到单独输入电路42A的直流电压降压并输出到单独输出电路52A的电压转换动作。电压转换部4A在进行电压转换动作的期间,使另一个电压转换部4B的驱动停止,将开关元件5B、6B维持于断开状态,并且将保护用的开关元件20B、24B维持于断开状态。控制部2以上述方式按预定时间进行仅驱动电压转换部4A的控制,在该预定时间的期间内,将流过输出侧导电路72的电流值Io与阈值It进行比较,并且将输出侧导电路72的电压值Vo与阈值Vt进行比较。然后,在产生Io>It和Vo>Vt中的任一方的状态的情况下,将电压转换部4A判定为异常。相反地,当在仅驱动电压转换部4A的预定时间的期间内维持为Io≤It以及Vo≤Vt的情况下,判定为电压转换部4A正常。
接下来,控制部2在仅使另一个电压转换部4B进行动作且使电压转换部4A的动作停止的状态下,判断在电源导电路70中是否产生过电流或过电压中的任一方。具体来说,将电压转换部4B的保护用的开关元件20B、24B切换成接通状态,分别对驱动用的开关元件5B、6B输出PWM信号,以切换上述的第一状态与第二状态。通过这样的控制,电压转换部4B进行将施加到单独输入电路42B的直流电压降压并输出到单独输出电路52B的电压转换动作。在电压转换部4B进行电压转换动作的期间,使电压转换部4A的驱动停止,将开关元件5A、6A维持于断开状态,并且将保护用的开关元件20A、24A维持于断开状态。控制部2以上述方式按预定时间进行仅驱动电压转换部4B的控制,在该预定时间的期间内,将流过输出侧导电路72的电流值Io与阈值It进行比较,并且将输出侧导电路72的电压值Vo与阈值Vt进行比较。然后,在产生Io>It和Vo>Vt中的任一方的状态的情况下,将电压转换部4B判定为异常。相反地,当在仅驱动电压转换部4B的预定时间的期间内维持为Io≤It以及Vo≤Vt的情况下,判定为电压转换部4B正常。
在本结构中,控制部2相当于驱动异常确定部的一个例子,以如下方式发挥功能:至少在通过停止控制部使全部电压转换部4A、4B的动作停止之后,从构成多相转换部4的多个电压转换部4A、4B中确定电流以及电压中的至少任一方发生异常的转换部。
在通过这样的控制判定为电压转换部4A、4B中的任一方异常的情况下,控制部2使该被判定为异常的转换部的动作中止,将预定的异常信息经由通信接口90通知给上一级系统。然后,控制部2使构成多相转换部4的多个电压转换部4A、4B中的除去被判定为异常的转换部之外的剩余的转换部进行电压转换动作。例如,在将电压转换部4A判定为异常且将电压转换部4B判定为正常的情况下,控制部2将表示电压转换部4A异常的信息经由通信接口90通知给上一级系统。然后,以使被判定为异常的电压转换部4A的动作中止、且仅使除去电压转换部4A之外的剩余的电压转换部4B进行电压转换动作的方式,再次开始多相转换部4的动作。此外,在将全部电压转换部4A、4B判定为异常的情况下,停止多相转换部4自身的动作。
在本结构中,控制部2相当于动作控制部的一个例子,以如下方式发挥功能:在通过驱动异常确定部确定电流以及电压中的至少任一方发生异常的转换部的情况下,使构成多相转换部4的多个电压转换部4A、4B中的除去由驱动异常确定部确定的转换部之外的剩余的转换部进行电压转换动作。另外,控制部2相当于通知部的一个例子,以如下方式发挥功能:在动作控制部限制多个电压转换部4A、4B的一部分电压转换部的电压转换动作的情况下,向外部进行通知。
接下来,说明保护用的开关元件的检查处理。
如图1所示,对控制部2输入来自未图示的点火开关的点火信号。在点火开关处于接通状态时,将表示接通状态的点火信号(接通信号)输入到控制部2,在点火开关处于断开状态时,将表示断开状态的点火信号(断开信号)输入到控制部2。然后,控制部2每当点火信号从断开信号切换成接通信号时,进行图2所示的检查处理。具体来说,也可以在点火信号从断开信号切换成接通信号之后,并且在连接到输入侧导电路71的未图示的发电机进行动作之前,利用从初级侧电源部61供给的电力来进行图2的检查处理。或者,也可以在点火信号从断开信号切换成接通信号之后,并且在连接到输入侧导电路71的未图示的发电机进行动作之后,进行图2的检查处理。
在图2所示的检查处理中,在最大相数Nmax(在图1的例子中,Nmax=2)的多相转换部4中,针对每个相进行保护用的开关元件的检查。首先,在S1中设为N=1。此外,N是表示在S2~S12的处理中作为检查对象的相的值。在图1的结构中,在N=1时,检查对象是作为第一相的电压转换部4A。
在S2中,在第N相的电压转换部中,在使输入侧的保护用的开关元件(第一开关元件)进行断开动作且使输出侧的保护用的开关元件(第二开关元件)进行接通动作的状态下,仅进行第N相的电压转换动作。例如,在N=1的首次中,在第一相的电压转换部4A中,在使输入侧的保护用的开关元件20A进行断开动作且使输出侧的保护用的开关元件24A进行接通动作的状态下,进行电压转换部4A的电压转换动作,电压转换部4B停止动作。此时的电压转换部4A的电压转换动作是在假设开关元件20A、24A均导通的情况下以对单独输出电路52A输出比次级侧电源部62的输出电压(例如,12V)高的电压V1(例如,14V)的占空比来进行的。
然后,判断在S2的电压转换动作中施加到输出侧导电路72的电压是否为阈值电压V2以上(S3)。该阈值电压V2是大于来自次级侧电源部62的输出电压(例如,12V)且小于上述电压V1(在假设开关元件20A、24A均导通的情况下在S2的电压转换动作中应该对单独输出电路52A输出的电压)的值。以上述方式设定阈值电压V2,并在S2中的电压转换动作中使N相的输入侧的保护用的开关元件(第一开关元件)进行断开动作,因此,如果该开关元件正常地断开,则施加到输出侧导电路72的电压应该成为来自次级侧电源部62的输出电压的程度,低于阈值电压V2。因此,当在S2中的电压转换动作中施加到输出侧导电路72的电压为阈值电压V2以上的情况下,在S3中前进到“是”,判定为N相的输入侧的保护用开关元件(第一开关元件)发生短路故障(S4)。例如在N=1时,判定为电压转换部4A的输入侧的开关元件20A发生短路故障。
当在S2的电压转换动作中施加到输出侧导电路72的电压低于阈值电压V2的情况下,在S3中前进到“否”,进行S5的处理。在S5中,在第N相的电压转换部中,在使输入侧的保护用的开关元件(第一开关元件)进行接通动作且使输出侧的保护用的开关元件(第二开关元件)进行接通动作的状态下,仅进行第N相的电压转换动作。例如在N=1的首次中,在使开关元件20A进行接通动作且使开关元件24A进行接通动作的状态下,进行电压转换部4A的电压转换动作,电压转换部4B停止动作。此时的电压转换部4A的电压转换动作也是在假设开关元件20A、24A均导通的情况下以对单独输出电路52A输出比次级侧电源部62的输出电压(例如,12V)高的电压V1(例如,14V)的占空比来进行的。
然后,判断在S5的电压转换动作中施加到输出侧导电路72的电压是否为阈值电压V2以上(S6)。S5的电压转换动作是在假设开关元件20A、24A均导通的情况下以对单独输出电路52A输出比阈值电压V2高的电压V1的占空比来进行的。然后,在S5中,由于使N相的输入侧以及输出侧的保护用的开关元件(第一、第二开关元件)均进行接通动作,如果这些开关元件正常地成为接通状态,则施加到输出侧导电路72的电压应该成为阈值电压V2以上。因此,当在S5中的电压转换动作中施加到输出侧导电路72的电压低于阈值电压V2的情况下,在S6中前进到“否”,判定为N相的输入侧的保护用开关元件(第一开关元件)和输出侧的保护用开关元件(第二开关元件)中的任一方发生开路故障(S7)。例如在N=1时,判定为电压转换部4A的开关元件20A、24A中的任一方发生开路故障。
当在S5的电压转换动作中施加到输出侧导电路72的电压为阈值电压V2以上的情况下,在S6中前进到“是”,进行S8的处理。在S8中,在第N相的电压转换部中,在使输入侧的保护用的开关元件(第一开关元件)进行接通动作且使输出侧的保护用的开关元件(第二开关元件)进行断开动作的状态下,仅进行第N相的电压转换动作。例如在N=1的首次中,在使开关元件20A进行接通动作且使开关元件24A进行断开动作的状态下,进行电压转换部4A的电压转换动作,电压转换部4B停止动作。此时的电压转换部4A的电压转换动作也是在假设开关元件20A、24A均导通的情况下以对单独输出电路52A输出比次级侧电源部62的输出电压(例如,12V)高的电压V1(例如,14V)的占空比来进行的。
然后,判断在S8的电压转换动作中施加到输出侧导电路72的电压是否为阈值电压V2以上(S9)。在S8中的电压转换动作中,由于使N相的输出侧的保护用的开关元件(第二开关元件)进行断开动作,如果该开关元件正常地断开,则施加到输出侧导电路72的电压应该成为来自次级侧电源部62的输出电压的程度,低于阈值电压V2。因此,当在S8中的电压转换动作中施加到输出侧导电路72的电压为阈值电压V2以上的情况下,在S9中前进到“是”,判定为N相的输出侧的保护用开关元件(第二开关元件)发生短路故障(S10)。例如在N=1时,判定为电压转换部4A的输出侧的开关元件24A发生短路故障。
当在S8的电压转换动作中施加到输出侧导电路72的电压低于阈值电压V2的情况下,在S9中前进到“否”,判定为N相的电压转换部中的输入侧以及输出侧的两保护用开关元件正常(S11)。例如在N=1的情况下,判定为开关元件20A、24A均正常。
在S11之后,判断N是否达到最大相数Nmax(在图1的例子中是2)(S12),在未达到的情况下,在S12中前进到“否”,对N加1(S13),以新的N再次进行S2之后的处理。例如,当在S13中N成为2的情况下,返回到S2,以第二相的电压转换部4B作为对象进行S2~S12的处理。然后,在针对全部的相结束S2~S12的处理并最终在S12中判断为N达到Nmax的情况下,结束图2的检查处理。
在本结构中,执行图2的处理的控制部2相当于保护异常确定部的一个例子,以如下方式发挥功能:从构成多相转换部4的多个电压转换部4A、4B中,至少确定保护用的开关元件异常的转换部。
在图2所示的检查处理中,在判定为任一个转换部的保护用开关元件异常的情况下,控制部2使该被判定为异常的转换部的动作中止,将预定的异常信息经由通信接口90通知给上一级系统。然后,控制部2使构成多相转换部4的多个电压转换部4A、4B中的除去被判定为异常的转换部之外的剩余的转换部进行电压转换动作。例如,当在图2的检查处理中判定为构成电压转换部4B的开关元件20B、24B中的任一个异常且判定为构成电压转换部4A的开关元件20A、24A正常的情况下,控制部2将表示电压转换部4B异常的信息经由通信接口90通知给上一级系统。然后,以使被判定为异常的电压转换部4B的动作中止而仅使除去电压转换部14B之外的剩余的电压转换部4A进行电压转换动作的方式,开始多相转换部4的动作。此外,在全部的电压转换部4A、4B被判定为异常的情况下,停止多相转换部4自身的动作。
在本结构中,控制部2相当于动作控制部的一个例子,以如下方式发挥功能:在通过保护异常确定部确定了保护用的开关元件异常的转换部的情况下,使构成多相转换部4的多个电压转换部4A、4B中的除去由保护异常确定部确定的转换部之外的剩余的转换部进行电压转换动作。而且,控制部2相当于通知部的一个例子,以如下方式发挥功能:在动作控制部限制多个电压转换部4A、4B的一部分电压转换部的电压转换动作的情况下,向外部进行通知。
如上所述,由于本结构的DC-DC转换器1针对各相单独地设置有保护用的开关元件,因此在各相异常时容易通过保护用的开关元件适当地实现保护。特别是,在电压转换部4A、4B的各电压转换部中,在输入侧和输出侧均设置有保护用的开关元件,因此在保护各电压转换部时能够将输入侧的单独输入电路和输出侧的单独输出电路分别切换成断开状态。由此,成为能够进行防止电流从输入侧流入到电压转换部的保护动作以及防止电流从输出侧逆流到电压转换部的保护动作的结构。
进而,本结构的DC-DC转换器1设置有从构成多相转换部4的多个电压转换部4A、4B中确定保护用的开关元件异常的转换部的保护异常确定部。因此,能够确定保护用的开关元件发生异常的转换部。并且,动作控制部构成为,在确定了保护用的开关元件异常的转换部的情况下,使除去所确定的转换部之外的剩余的转换部进行电压转换动作。因此,能够使保护用的开关元件发生异常的范围的动作停止而实现保护,并且通过剩余的转换部继续进行动作。特别是,由于能够防止继续使用异常状态的保护用的开关元件,因此能够防止如下的情形:当在多相转换部4中的电压转换动作时需要使某一相的保护用的开关元件进行断开动作时,该保护用的开关元件由于故障而无法进行断开动作。
特别是构成为,在确定了输入侧以及输出侧中的至少任一侧的保护用的开关元件发生异常的转换部的情况下,使该确定的范围的动作停止,并通过剩余的变化部继续进行动作。这样一来,在构成多相转换部4的多个电压转换部4A、4B中,仅使用在输入侧以及输出侧均未发生异常的转换部,所使用的转换部对于输入侧以及输出侧中的任一侧都易于在需要保护的局面下切实地进行保护动作。
另外,保护异常确定部构成为,至少在点火开关从断开切换成接通的情况下,将构成多相转换部4的多个电压转换部4A、4B作为检测对象,确定保护用的开关元件异常的转换部。根据该结构,在点火开关从断开切换成接通之后,在启动后的初始阶段下能够更迅速地确定保护用的开关元件发生异常的范围。
另外,本结构的DC-DC转换器1设置有停止控制部,因此当在多相转换部4正在动作时发生异常的情况下,能够暂时使全部电压转换部的动作停止而实现紧急保护。特别是,停止控制部构成为,当在多相转换部4正在动作时由检测部检测到在多相转换部4中发生异常的情况下,进行将分别设置于全部电压转换部4A、4B的保护用的开关元件切换成断开状态的控制。根据该结构,即使在某一个电压转换部的驱动用的开关元件发生短路等故障的情况下,也能够通过分别设置于各个电压转换部的保护用的开关元件的断开动作而切实地使各电压转换部停止。
在本结构中,当在多相转换部4正在动作时发生异常的情况下,在停止控制部使全部电压转换部的动作停止之后,驱动异常确定部进行异常范围的确定,因此在多相转换部4更受保护的状态下进行异常范围的确定。并且,动作控制部构成为,在通过驱动异常确定部进行了异常范围的确定的情况下,使构成多相转换部4的多个电压转换部4A、4B中的除去由驱动异常确定部确定的转换部之外的剩余的转换部进行电压转换动作。因此,能够切实地持续停止异常范围的动作而实现保护,并且通过剩余的转换部继续进行动作。
本结构的DC-DC转换器1将次级侧电源部62(蓄电部)连接到输出侧导电路72。根据该结构,即使在多相转换部4正在动作时发生异常而暂时使全部电压转换部4A、4B的动作停止,也从次级侧电源部62(蓄电部)将电压持续输出到输出侧导电路72。因此,构成为当在多相转换部4正在动作时发生异常的情况下能够使全部电压转换部4A、4B停止,并且即使在该停止中也能够持续向输出侧导电路72供给电力。
本结构的DC-DC转换器1具有通知部,在动作控制部限制多个电压转换部4A、4B的一部分电压转换部的电压转换动作的情况下,该通知部向外部进行通知。根据该结构,在多个电压转换部4A、4B的一部分电压转换部的电压转换动作被限制的情况下,外部装置能够掌握该状态,能够在外部装置中进行与这样的限制相应的处理。
<其他实施例>
本发明不限定于通过上述叙述以及附图来说明的实施例,例如以下的实施例也包括在本发明的技术范围中。
(1)上述实施例中的初级侧电源部61、次级侧电源部62的具体例只不过是一个例子,蓄电单元的种类、产生电压不限定于上述例子,能够进行各种变更。
(2)在图1的例子中,省略连接到输入侧导电路、输出侧导电路的发电机、负载等而进行示出,但能够将各种装置、电子部件连接到输入侧导电路、输出侧导电路。
(3)在实施例1中,例示出在低侧设置有开关元件6A、6B的结构,但也可以是将这些元件变更成二极管的结构。
(4)图1所示的控制部2也可以构成为,能够判定流过输出侧导电路72的电流的朝向是从多相转换部4侧朝向次级侧电源部62侧的第一朝向还是从次级侧电源部62侧朝向多相转换部4侧的第二朝向。并且,控制部2也可以构成为,在检测到流过输出侧导电路72的电流的朝向是上述“第二朝向”的情况下(即在判定为电流方向是逆流状态的情况下),将保护用的开关元件24A、24B均切换成断开状态。或者,控制部2也可以构成为,在检测到流过输出侧导电路72的电流的朝向是上述“第二朝向”的情况下,在使全部电压转换部4A、4B的动作暂时停止之后,使各个转换部单独地动作而确定发生异常的转换部。而且,也可以构成为,在确定了发生异常的转换部的情况下,以仅使除去该转换部之外的剩余的转换部进行电压转换动作的方式再次开始动作。
(5)在实施例1中,例示出并联连接有2个电压转换部4A、4B的2相构造的DC-DC转换器1,但也可以是并联连接有3个以上的电压转换部的3相以上的构造。例如,也可以是图3那样的4层构造的DC-DC转换器201。图3的DC-DC转换器201在除了电压转换部4A、4B之外还并联设置有电压转换部4C、4D这一点上与图1的DC-DC转换器1不同,除此以外与图1的DC-DC转换器1相同。电压转换部4C、4D各自为与电压转换部4A、4B各自相同的结构。
(6)在实施例1中,当在多相转换部4正在动作时发生异常的情况下,在相当于停止控制部的控制部2使全部电压转换部的动作停止之后,相当于驱动异常确定部的控制部2从构成多相转换部4的多个电压转换部中确定异常的转换部,但也可以构成为,相当于驱动异常确定部的控制部2确定包括异常的转换部在内的组。以下,示出其一例。
例如,在图3所示的DC-DC转换器201中,当在输出侧导电路72中产生上述过电流和过电压中的任一方的情况下,即如上所述地在产生Io>It和Vo>Vt中的任一方的状态的情况下,相当于停止控制部的控制部2暂时使全部电压转换部4A、4B、4C、4D的动作停止,其后,通过控制部2进行异常范围的确定处理。控制部2在进行该确定处理时,首先,进行使电压转换部4A、4B的组进行电压转换动作且使电压转换部4C、4D的组的电压转换动作停止的第一控制。在进行该第一控制时,当在输出侧导电路72中产生过电流或过电压的情况下,即在产生Io>It和Vo>Vt中的任一方的状态的情况下,将电压转换部4A、4B的组确定为“包括异常的转换部的组”。相反地,在进行第一控制时,当在输出侧导电路72中未产生过电流以及过电压的情况下,将电压转换部4A、4B的组确定为“只有正常的转换部的组”。
然后,在第一控制之后,进行使电压转换部4A、4B的组的电压转换动作停止且进行电压转换部4C、4D的组的电压转换动作的第二控制。在进行该第二控制时,当在输出侧导电路72中产生过电流或过电压的情况下,即在产生Io>It和Vo>Vt中的任一方的状态的情况下,将电压转换部4C、4D的组确定为“包括异常的转换部的组”。相反地,在进行第二控制时,当在输出侧导电路72中未产生过电流以及过电压的情况下,将电压转换部4C、4D的组确定为“只有正常的转换部的组”。控制部2在以上述方式确定了“包括异常的转换部的组”之后,以使除去“包括异常的转换部的组”之外的剩余的转换部进行电压转换动作的方式,再次开始多相转换部4的电压转换动作。
在该结构中,控制部2相当于驱动异常确定部的一个例子,以如下方式发挥功能:在通过停止控制部使全部电压转换部的动作停止之后,从构成多相转换部4的多个电压转换部4A、4B、4C、4D中确定“包括异常的转换部的组”。并且,控制部2相当于动作控制部的一个例子,以如下方式发挥功能:在通过驱动异常确定部确定了“包括异常的转换部的组”的情况下,使构成多相转换部4的多个电压转换部4A、4B、4C、4D中的除去由驱动异常确定部确定的“包括异常的转换部的组”之外的剩余的转换部进行电压转换动作。
(7)在实施例1中,在图2的检查处理中确定了“保护用的开关元件异常的转换部”,但也可以确定“包括保护用的开关元件异常的转换部的组”。具体来说,能够以如下方式进行检查处理。
例如,在进行图3所示的DC-DC转换器201的检查处理的情况下,首先,进行第一检查动作。在该第一检查动作中,在第一相与第二相的电压转换部4A、4B中,在使输入侧的保护用的开关元件(与图1所示的开关元件20A、20B相同的元件)均进行断开动作且使输出侧的保护用的开关元件(与图1所示的开关元件24A、24B相同的元件)均进行接通动作的状态下,进行电压转换部4A、4B的电压转换动作。此时的电压转换部4A、4B的电压转换动作是在假设全部的保护用的开关元件(与图1所示的开关元件20A、20B、24A、24B相同的元件)均导通的情况下以对输出侧导电路72输出比次级侧电源部62的输出电压(例如,12V)高的电压V1(例如,14V)的占空比来进行的。此外,第三相、第四相的电压转换部4C、4D停止动作,它们的保护用的开关元件也全部处于断开状态。在正在以上述方式进行电压转换动作时输出侧导电路72的电压成为阈值电压V2以上的情况下,判定为电压转换部4A、4B中的某一方的输入侧的保护用的开关元件发生短路故障。此外,阈值电压V2是大于来自次级侧电源部62的输出电压(例如,12V)且小于上述电压V1(在假设电压转换部4A、4B的保护用的开关元件均导通的情况下在上述电压转换动作中应该对输出侧导电路72输出的电压)的值。
接下来,进行第二检查动作。在该第二检查动作中,在第一相与第二相的电压转换部4A、4B中,在使输入侧的保护用的开关元件均进行接通动作且使输出侧的保护用的开关元件均进行断开动作的状态下,进行电压转换部4A、4B的电压转换动作。此外,第三相、第四相的电压转换部4C、4D停止动作,它们的保护用的开关元件也全部处于断开状态。第二检查动作中的占空比的设定与第一检查动作相同,阈值电压也与第一检查动作相同。在正在以上述方式进行电压转换动作时输出侧导电路72的电压成为阈值电压V2以上的情况下,判定为电压转换部4A、4B中的某一方的输出侧的保护用的开关元件发生短路故障。
接下来,进行第三检查动作。在该第三检查动作中,在第一相与第二相的电压转换部4A、4B中,在使输入侧以及输出侧的保护用的开关元件全部进行接通动作的状态下,进行电压转换部4A、4B的电压转换动作。此外,第三相、第四相的电压转换部4C、4D停止动作,它们的保护用的开关元件也全部处于断开状态。第三检查动作中的占空比的设定与第一检查动作相同,阈值电压也与第一检查动作相同。在正在以上述方式进行电压转换动作时输出侧导电路72的电压低于阈值电压的情况下,判定为电压转换部4A、4B中的某一方的保护用的开关元件发生开路故障。
作为进行这样的判定的结果,在检测到短路故障以及开路故障中的任一方的情况下,将第一相与第二相的电压转换部4A、4B判定为“包括保护用的开关元件异常的转换部的组”,在未检测到短路故障以及开路故障中的任一方的情况下,将第一相与第二相的电压转换部4A、4B判定为“正常的转换部的组”。通过这样的方法,能够确定第一相与第二相的电压转换部4A、4B的组是不是“包括保护用的开关元件异常的转换部的组”。然后,如果通过相同的方法对第三相与第四相的电压转换部4C、4D进行上述第一~第三检查动作,则能够确定第三相与第四相的电压转换部4C、4D的组是不是“包括保护用的开关元件异常的转换部的组”。在该例子中,控制部2相当于保护异常确定部的一个例子,以确定“包括保护用的开关元件异常的转换部的组”的方式发挥功能。
并且,控制部2相当于动作控制部的一个例子,在通过保护异常确定部确定了“包括保护用的开关元件异常的转换部的组”的情况下,以使构成多相转换部4的多个电压转换部4A、4B、4C、4D中的除去由驱动异常确定部确定的“包括保护用的开关元件异常的转换部的组”之外的剩余的转换部进行电压转换动作的方式,使多相转换部4进行动作。
(8)在实施例1中,构成为每当点火信号从断开信号切换成接通信号时进行图2所示的检查处理,但也可以在除此以外的定时下进行检查处理。例如,也可以当在多相转换部4正在进行通常动作时在多相转换部4中产生过电流、过电压、逆流、过热等异常的定时下,进行图2的检查处理。
(9)在实施例1中,在点火开关从断开切换成接通的情况下,将构成多相转换部4的多个电压转换部4A、4B的全部电压转换部作为检测对象,按图2所示的流程来检测“保护用的开关元件异常的转换部”,但也可以构成为,每当点火开关从断开切换成接通时,切换作为检测对象的转换部或作为检测对象的转换部的组。例如,在点火开关从断开切换成接通的某个时期中,仅将一个电压转换部4A作为检查对象,进行图2的S2~S11的处理,当在S4、S7、S10中判定为异常的情况下,使电压转换部4A的动作中止而仅使电压转换部4B进行动作,当在S11中判定为正常的情况下,使电压转换部4A、4B这两者进行动作。
接下来,在点火开关从断开切换成接通的时期中,不将进行了上次检查的电压转换部4A作为检查对象,而仅将电压转换部4B作为检查对象,进行图2的S2~S11的处理。然后,当在S4、S7、S10中判定为异常的情况下,使电压转换部4B的动作中止,当在上次的检查中判定为电压转换部4A正常的情况下,使电压转换部4A进行动作而进行电压转换。当在上次的检查中判定为电压转换部4A异常的情况下,使多相转换部4自身的动作中止。相反地,当在S11中判定为正常的情况下且在上次的检查中判定为电压转换部4A正常的情况下,使电压转换部4A、4B这两者进行动作。当在上次的检查中判定为电压转换部4A异常的情况下,使电压转换部4A的动作的中止继续,仅使电压转换部4B进行动作。
然后,接下来,在点火开关从断开切换成接通的时期中,不将进行了上次检查的电压转换部4B作为检查对象,而仅将电压转换部4A作为检查对象,进行图2的S2~S11的处理。这样一来,每当点火开关从断开切换成接通时,改变作为检查对象的转换部而检查是不是“保护用的开关元件异常的转换部”。
这样一来,能够抑制伴随着点火开关的一次接通动作的检查时间。另外,能够通过多次点火开关的接通动作来全面地检查多个电压转换部,因此能够防止某一个电压转换部长时间地未被检查的情形。
(10)在实施例1的结构中,也可以设置针对次级侧电源部62(蓄电部)是预定的正常状态进行检测的蓄电状态检测部。蓄电状态检测部可以通过控制部2来实现,也可以另行设置电池传感器等。
例如构成为,在控制部2作为蓄电状态检测部而发挥功能的情况下,在多相转换部4未进行动作的时期的输出侧导电路72的电压为预定电压以上的情况下,判定为次级侧电源部62(蓄电部)处于预定的正常状态,在并非如此的情况下,判定为次级侧电源部62(蓄电部)处于异常状态即可。在这样的结构中,当在多相转换部4正在进行通常动作时检测到过电流或过电压的情况下,即在Io>It或Vo>Vt的情况下,仅限于在判定为次级侧电源部62(蓄电部)处于预定的正常状态的情况下,使多相转换部4中的全部电压转换部4A、4B的动作停止,其后,进行上述“异常的转换部”的确定处理即可。
如果这样构成为以蓄电部处于预定的正常状态作为条件来使多相转换部的全部电压转换部的动作停止,则能够更切实地防止在多相转换部的动作停止时由于蓄电部的异常而使向输出侧导电路的电力供给发生中断的情形。
或者,也可以仅限于在判定为次级侧电源部62(蓄电部)处于上述“预定的正常状态”的情况下,进行多相转换部4的通常动作。在这样的结构中,当在多相转换部4正在进行通常动作时检测到过电流或过电压的情况下,即使停止多相转换部4中的全部电压转换部4A、4B的动作,从蓄电部向输出侧导电路进行电力供给的可能性也变高。
标号说明
1、201…DC-DC转换器
2…控制部(保护异常确定部、动作控制部、检测部、停止控制部、驱动异常确定部、蓄电状态检测部、通知部)
4…多相转换部
4A、4B、4C、4D…电压转换部
5A、5B、6A、6B…驱动用的开关元件
19A、19B…转换动作部
20A、20B…开关元件(保护用的开关元件)
24A、24B…开关元件(保护用的开关元件)
42A、42B、42C、42D…单独输入电路(单独导电路)
52A、52B、52C、52D…单独输出电路(单独导电路)
62…次级侧电源部(蓄电部)
71…输入侧导电路
72…输出侧导电路。

Claims (11)

1.一种DC-DC转换器,其特征在于,包括:
多相转换部,构成为具备配置在输入侧导电路与输出侧导电路之间的多个电压转换部,各个所述电压转换部具有连接到所述输入侧导电路的单独输入电路、通过驱动用的开关元件的接通和断开动作而对输入到所述单独输入电路的电压进行转换的转换动作部以及作为由所述转换动作部转换而得到的电压的输出路径的单独输出电路,并且,在各个所述电压转换部中,在所述单独输入电路和所述单独输出电路中的至少任一个单独导电路中设置有将该单独导电路在通电状态和非通电状态之间切换的保护用的开关元件;
检测部,至少在所述多相转换部正在动作时检测在所述多相转换部中发生异常的情况;
停止控制部,当在所述多相转换部正在动作时由所述检测部检测到在所述多相转换部中发生异常的情况下,使所述多相转换部中的全部所述电压转换部的动作停止;
驱动异常确定部,至少在通过所述停止控制部使全部所述电压转换部的动作停止之后,从构成所述多相转换部的多个所述电压转换部中确定发生异常的转换部或包括发生异常的转换部的组;以及
动作控制部,在由所述驱动异常确定部确定了发生异常的转换部或包括发生异常的转换部的组的情况下,使构成所述多相转换部的多个所述电压转换部中的除去由所述驱动异常确定部确定的转换部或转换部的组之外的剩余的转换部进行电压转换动作。
2.根据权利要求1所述的DC-DC转换器,其中,
所述停止控制部构成为,当在所述多相转换部正在动作时由所述检测部检测到在所述多相转换部中发生异常的情况下,进行将分别设置于全部所述电压转换部的所述保护用的开关元件切换成断开状态的控制。
3.根据权利要求1所述的DC-DC转换器,其中,
在所述输出侧导电路连接有蓄电部。
4.根据权利要求1所述的DC-DC转换器,其中,
所述DC-DC转换器具有通知部,该通知部在所述动作控制部限制所述多相转换部的一部分所述电压转换部的情况下向外部进行通知。
5.一种DC-DC转换器,其特征在于,包括:
多相转换部,构成为具备配置在输入侧导电路与输出侧导电路之间的多个电压转换部,各个所述电压转换部具有连接到所述输入侧导电路的单独输入电路、通过驱动用的开关元件的接通和断开动作而对输入到所述单独输入电路的电压进行转换的转换动作部以及作为由所述转换动作部转换而得到的电压的输出路径的单独输出电路,并且,在各个所述电压转换部中,在所述单独输入电路和所述单独输出电路中的至少任一个单独导电路中设置有将该单独导电路在通电状态和非通电状态之间切换的保护用的开关元件;
保护异常确定部,从构成所述多相转换部的多个所述电压转换部中,至少确定所述保护用的开关元件发生异常的转换部或包括所述保护用的开关元件发生异常的转换部的组;以及
动作控制部,在通过所述保护异常确定部确定了所述保护用的开关元件发生异常的转换部或包括所述保护用的开关元件发生异常的转换部的组的情况下,使构成所述多相转换部的多个所述电压转换部中的除去由所述保护异常确定部确定的转换部或转换部的组之外的剩余的转换部进行电压转换动作,
检测部,至少在所述多相转换部正在动作时检测在所述多相转换部中发生异常的情况;
停止控制部,当在所述多相转换部正在动作时由所述检测部检测到在所述多相转换部中发生异常的情况下,使所述多相转换部中的全部所述电压转换部的动作停止;以及
驱动异常确定部,至少在通过所述停止控制部使全部所述电压转换部的动作停止之后,从构成所述多相转换部的多个所述电压转换部中确定发生异常的转换部或包括发生异常的转换部的组,
所述动作控制部构成为,在由所述驱动异常确定部确定了发生异常的转换部或包括发生异常的转换部的组的情况下,使构成所述多相转换部的多个所述电压转换部中的除去由所述驱动异常确定部确定的转换部或转换部的组之外的剩余的转换部进行电压转换动作。
6.根据权利要求5所述的DC-DC转换器,其中,
在构成所述多相转换部的各个所述电压转换部中,将所述保护用的开关元件分别设置于所述单独输入电路和所述单独输出电路,
所述保护异常确定部构成为,从构成所述多相转换部的多个所述电压转换部中,确定至少任一个所述保护用的开关元件发生异常的转换部或包括至少任一个所述保护用的开关元件发生异常的转换部的组。
7.根据权利要求5或6所述的DC-DC转换器,其中,
所述保护异常确定部至少在点火开关从断开切换成接通的情况下,将构成所述多相转换部的多个所述电压转换部的一部分或全部作为检测对象,确定所述保护用的开关元件发生异常的转换部或包括所述保护用的开关元件发生异常的转换部的组。
8.根据权利要求7所述的DC-DC转换器,其中,
所述保护异常确定部构成为,在点火开关从断开切换成接通的情况下,将构成所述多相转换部的多个所述电压转换部的一部分作为检测对象,检测所述保护用的开关元件发生异常的转换部或包括所述保护用的开关元件发生异常的转换部在内的组,并且构成为,每当点火开关从断开切换成接通时,切换作为检测对象的转换部或作为检测对象的转换部的组。
9.根据权利要求5所述的DC-DC转换器,其中,
所述停止控制部构成为,当在所述多相转换部正在动作时由所述检测部检测到在所述多相转换部中发生异常的情况下,进行将分别设置于全部所述电压转换部的所述保护用的开关元件切换成断开状态的控制。
10.根据权利要求5所述的DC-DC转换器,其中,
在所述输出侧导电路连接有蓄电部。
11.根据权利要求5所述的DC-DC转换器,其中,
所述DC-DC转换器具有通知部,该通知部在所述动作控制部限制所述多相转换部的一部分所述电压转换部的情况下向外部进行通知。
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