CN109075558B - 继电器装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种继电器装置,能够切换蓄电部间的通电路径的导通切断,能够在产生了接地等异常的情况下抑制蓄电部的输出降低并实施保护动作。继电器装置(1)具有:导电路(11),成为在第一蓄电部(91)与第二蓄电部(92)之间流动的电流的路径;开关部(20),在使导电路(11)通电的导通状态与将导电路(11)设为预定的非通电状态的切断状态之间进行切换;线圈(30)(电感部),与构成开关部(20)的MOSFET(21、22)串联,具有电感成分;及控制部(3),在电流检测部(50)的检测值为预定的异常值的情况下,将开关部(20)切换为切断状态。

Description

继电器装置
技术领域
本发明涉及控制蓄电装置的供电的继电器装置。
背景技术
专利文献1中公开有车载用电源装置的一例。在专利文献1中公开的电源装置具备铅蓄电池和锂蓄电池,作为铅蓄电池与锂蓄电池之间的电力路径而设置有供电线。而且,设置有对该供电线的通电和断开进行切换的2个MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor:金属-氧化物半导体场效应晶体管)。该电源装置进行控制,使得例如在非再生时(空转时、加速行驶时、正常行驶时等)根据锂蓄电池的SOC(State ofcharge:充电状态)来切换MOSFET的导通切断,由此使SOC处于最佳范围。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本2012-130108号公报
发明内容
发明所要解决的课题
专利文献1的技术是若例如与铅蓄电池和锂蓄电池连接的供电线产生接地,则在该供电线中瞬间流动大电流。因此,铅蓄电池和锂蓄电池的输出电压从接地产生时起瞬间降低,截至将2个MOSFET切换为切断状态而停止大电流为止的期间处于输出电压大幅降低的状态。若像这样因大电流而导致蓄电池的输出大幅降低,则有可能导致负载的动作停止等不良情况。
本发明基于上述情况而作出,目的在于提供一种继电器装置,能够切换蓄电部间的通电路径的导通切断,能够在产生接地等异常的情况下抑制蓄电部的输出降低并且实施保护动作。
用于解决课题的技术方案
本发明的继电器装置具有:导电路,成为在第一蓄电部与第二蓄电部之间流动的电流的路径;开关部,与所述导电路连接,在使所述导电路通电的导通状态与使所述导电路为预定的非通电状态的切断状态之间进行切换;电感部,与所述开关部串联,具有电感成分;检测部,检测所述导电路的电流;控制部,至少在所述检测部的检测值为预定的异常值的情况下,使所述开关部进行切断动作;及保护电路部,抑制在所述开关部切换为切断动作时在所述电感部产生的反电动势。
发明效果
根据本发明,能够在第一蓄电部与第二蓄电部之间流动的电流的路径(导电路)或者与该导电路电连接的部位处产生接地等而在导电路产生了电流异常的情况下,将开关部切换为切断状态来实现保护。另外,电感部与开关部串联,因此能够在从任一个蓄电部经由电感部和开关部朝向接地位置的电流流动的情况下,抑制该电流的增加速度。由此,能够抑制该蓄电部在截至开关部切断导电路的切断动作(保护动作)为止的期间电压降低,能够不易产生因蓄电部的输出降低所导致的不良情况。
而且,根据该结构,能够实现利用电感部缓和在产生短路等时从蓄电部流动的放电电流的增加速度的结构,并且利用保护电路部抑制在开关部的切断动作时因电感部而产生的反电动势。由此,能够防止因该反电动势所导致的不良情况(开关部的破坏等)。
附图说明
图1是概略地例示具备实施例1的继电器装置的车载用电源系统的电路图。
图2是形成实施例1的继电器装置的一部分的分离继电器的电路图。
图3(A)是例示在实施例1的继电器装置中在副蓄电池(第二蓄电部)侧产生了接地的情况下的接地产生前后的主蓄电池(第一蓄电部)的电压和分离继电器的电流的变化的时序图,图3(B)是比较例的时序图。
具体实施方式
在本发明中,可以是,开关部具有:第一半导体开关,具备在导通状态与切断状态之间进行切换的第一元件部和与第一元件部并联的第一二极管部;及第二半导体开关,具备在导通状态与切断状态之间进行切换的第二元件部和与第二元件部并联并且与第一二极管部反向配置的第二二极管部。
根据该结构,能够在导电路中断开双向通电。而且,在导电路或者与该导电路电连接的部位中的第二蓄电部侧的位置产生了接地等的情况下,由于利用电感部缓和要从第一蓄电部向接地位置流动的放电电流的增加速度,因此抑制第一蓄电部的电压急剧降低。在该情况下,能够抑制第一蓄电部在截至开关部切断导电路的切断动作(保护动作)为止的期间电压降低,能够不易产生因第一蓄电部的输出降低所导致的不良情况。另外,在导电路或者与该导电路电连接的部位中的第一蓄电部侧的位置处产生了接地等的情况下,由于利用电感部缓和要从第二蓄电部向接地位置流动的放电电流的增加速度,因此抑制第二蓄电部的电压的急剧降低。在该情况下,能够抑制第二蓄电部在截至开关部切断导电路的切断动作(保护动作)为止的期间电压降低,能够不易产生因第二蓄电部的输出降低所导致的不良情况。
在本发明中,可以是,电感部在第一半导体开关与第二半导体开关之间与第一半导体开关及第二半导体开关串联。
保护电路部可以构成为,抑制在电流在导电路中沿从第一蓄电部和第二蓄电部中的任一方侧向另一方侧的第一方向流动的状态下开关部切换为切断状态时在电感部产生的反电动势,并抑制在电流在导电路中沿与第一方向相反的第二方向流动的状态下开关部切换为切断状态时在电感部产生的反电动势。
根据该结构,无论在导电路中流动的电流为第一方向和第二方向中的哪个方向都能断开电流,在断开了任一方向的电流时都能抑制反电动势,因此能够更加可靠地防止因反电动势所导致的不良情况(开关部的破坏等)。
本发明可以是,开关部与电感部串联而成的串联结构部在第一蓄电部与第二蓄电部之间并联有多个。
根据该结构,能够以抑制开关部、电感部的各尺寸的形式实现能够在第一蓄电部与第二蓄电部之间流动更大的电流的结构。
<实施例1>
下面说明将本发明具体化了的实施例1。
图1中示出的车载电源系统100构成为具备多个电源(第一蓄电部91和第二蓄电部92)的车载用电源系统。继电器装置1形成车载电源系统100的一部分,具有将第一蓄电部91(主蓄电池)与第二蓄电部92(副蓄电池)之间切换为通电状态或非通电状态的功能。
下面,作为车载电源系统100的例子,以具备作为第一负载的主负载81和作为第二负载的副负载82、且主负载81和副负载82具有同等功能的结构为代表例,进行说明。但是,只不过为代表例,继电器装置1的适用对象并非仅局限于该结构。
主负载81例如是电动式动力转向系统,形成接受来自第一蓄电部91的供电而使电动机等电气元件动作的结构。副负载82是具有与主负载81相同结构和功能的电动式动力转向系统。车载电源系统100构成为,通过在主负载81产生了异常的情况下使副负载82替代主负载81进行动作而在主负载81异常时也能够维持主负载81的功能的系统。
第一蓄电部91是能够向主负载81供给电力的电源部,例如由铅蓄电池等公知电源构成。第二蓄电部92是能够向副负载82供给电力的电源部,例如由锂离子电池、电偶极子层电容器等公知电源构成。
第一蓄电部91和主负载81与设置于继电器装置1的外部的配线71连接,在该配线71连接有未图示的发电机。第二蓄电部92和副负载82与设置于继电器装置1的外部的配线72连接。配线71与后述的导电路11中的共用导电路13连接,配线72与后述的导电路11中的共用导电路14连接。第一蓄电部91利用因发电机的发电而产生的电力进行充电。在分离继电器5处于导通状态(可通电状态)时,利用因发电机的发电所产生的电力或者来自第一蓄电部91的电力而对第二蓄电部92进行充电。
继电器装置1具备导电路11、多个分离继电器5(各分离继电器5A、5B、5C)、电流检测部50及控制部3。
导电路11是成为在第一蓄电部91与第二蓄电部92之间流动的电流的路径的部分。导电路11具备第一蓄电部91侧的共用导电路13、第二蓄电部92侧的共用导电路14及连接于共用导电路13、14之间的多个并联导电路12(独立的导电路)。导电路11是输电线,成为用于使来自第一蓄电部91、未图示的发电机的电流向第二蓄电部92流动的通电路径。另外,根据情况,也能够成为使来自第二蓄电部92的放电电流向配线71侧流动的路径。共用导电路13与第一蓄电部91侧的配线71连接,经由配线71而与第一蓄电部91电连接。共用导电路14与第二蓄电部92侧的配线72连接,经由配线72而与第二蓄电部92电连接。并联导电路12是并联于共用导电路13、14之间的通电路径,是供在导电路11流动的电流分流的部分。
3个分离继电器5并联于共用导电路13与共用导电路14之间,各分离继电器5由上述并联导电路12和相关的多个电子元件构成。3个分离继电器5都具有在处于导通状态时使共用导电路13与共用导电路14之间导通、并且在处于切断状态时断开共用导电路13与共用导电路14之间的通电的功能。在图1中,使用附图标记5A示出3个分离继电器5中的第一分离继电器,使用附图标记5B示出3个分离继电器5中的第二分离继电器,使用附图标记5C示出3个分离继电器5中的第三分离继电器。这3个分离继电器5都是相同的电路结构,图2示出3个分离继电器5的共用的电路结构。另外,在图1中,用附图标记12A示出并联设置的并联导电路12中的、形成第一分离继电器5A的一部分的并联导电路12,用附图标记12B示出并联设置的并联导电路12中的、形成第二分离继电器5B的一部分的并联导电路12,用附图标记12C示出并联设置的并联导电路12中的、形成第三分离继电器5C的一部分的并联导电路12。
如图2所示,分离继电器5具有:由开关部20和线圈30(电感部)串联而成的串联结构部42;及在开关部20实施切断切换时产生保护作用的保护电路部40。串联结构部42具备2个N沟道型MOSFET21、22和配置于这2个MOSFET21、22之间的线圈30(电感部),是形成由2个MOSFET21、22和线圈30串联而成的结构的部分。如图1所示,有关继电器装置1,由开关部20(2个MOSFET21、22)和线圈30串联而成的串联结构部42在第一蓄电部91与第二蓄电部92之间并联有多个。
在继电器装置1中,由分别设置于多个分离继电器5的2个MOSFET21、22构成各开关部20。具体而言,在全部开关部20处于切断状态时,即,在多个分离继电器5分别设置的各组2个MOSFET21、22全部处于切断状态时,导电路11的通电断开。这样,各组2个MOSFET21、22全部正在实施切断动作的状态相当于将导电路11设为预定的非通电状态的切断状态,在该状态下,配线71与配线72之间的导通断开。另外,至少任一个MOSFET21、22的组实施导通动作的状态、即至少任一个分离继电器5实施导通动作的状态相当于使导电路11通电的导通状态,在该状态下,配线71与配线72之间导通。
如图2所示,MOSFET21具备在导通状态与切断状态之间进行切换的第一元件部21A和与第一元件部21A并联的体二极管21B(寄生二极管)。具体而言,在MOSFET21中,体二极管21B以外的部分相当于第一元件部21A。第一元件部21A的导通状态是电流能够经由沟道流到MOSFET21的漏极源极间的状态,第一元件部21A的切断状态是电流不经由沟道流动的状态。体二极管21B相当于第一二极管部的一例。MOSFET22具有在导通状态与切断状态之间进行切换的第二元件部22A和与第二元件部22A并联的体二极管22B(寄生二极管)。具体而言,在MOSFET22中,体二极管22B以外的部分相当于第二元件部22A。第二元件部22A的导通状态是电流能够经由沟道流到MOSFET22的漏极源极间的状态,第二元件部22A的切断状态是电流不经由沟道流动的状态。体二极管22B相当于第二二极管部的一例。
线圈30相当于具有电感成分的电感部的一例。线圈30(电感部)在MOSFET21与MOSFET22之间,与这些MOSFET21、22串联。线圈30的作用、功能将在后面阐述。
图2所示的保护电路部40构成为抑制在将开关部20切换为切断状态时在线圈30(电感部)产生的反电动势的电路。保护电路部40具备电阻部R1、R2、二极管D1、D2及电容器C1、C2,构成为缓冲电路。具体而言,将由二极管D1和电阻部R1串联而成的第一电路部40A及将由二极管D2和电阻部R2串联而成的第二电路部40B与线圈30并联。在线圈30的一端部与接地之间连接有电容器C1,在线圈30的另一端部与接地之间连接有电容器C2。第一电路部40A的二极管D1的阳极与线圈的一端连接,第二电路部40B的二极管D2的阳极与线圈的另一端连接。
在图2中示出的分离继电器5中,若在MOSFET21、22都维持导通状态、电流在并联导电路12中沿从第一蓄电部91侧向第二蓄电部92侧的方向(第一方向)流动的状态下将MOSFET21、22都切换为切断状态,则在线圈30(电感部)产生反电动势。此时,能够利用第二电路部40B使线圈30的电流回流,抑制反电动势。相反,若在电流在并联导电路12中沿从第二蓄电部92侧向第一蓄电部91侧的方向(第二方向)流动的状态下将MOSFET21、22都切换为切断状态,则在线圈30(电感部)产生反电动势。此时,能够利用第一电路部40A使线圈30的电流回流,抑制反电动势。
图1示出的电流检测部50构成为公知的电流检测电路(电流监视器)。该电流检测部50输出在共用导电路14中流动的电流的值作为检测值,由电流检测部50检测出的电流值向控制部3输入。
控制部3具有例如具备CPU、ROM、RAM、A/D转换器等的微型计算机而构成。向控制部3输入来自电流检测部50的检测值(在共用导电路14中流动的电流值),所输入的电流值由控制部3内的A/D转换器转换为数字值。控制部3具有对各分离继电器5的开关部20(MOSFET21、22)的导通切断进行控制的功能,例如,在电流检测部50的检测值(电流值)为预定的异常值的情况下,发挥功能以将各分离继电器5的开关部20全部切换为切断状态,从而使导电路11的通电断开。
这里,对通常时的继电器装置1的基本动作进行说明。
在继电器装置1中,由控制部3控制各开关部20(具体而言,分别设置于各分离继电器5的MOSFET21、22的组)的导通切断。控制部3在预定的导通条件成立的情况下将设置于全部分离继电器5的MOSFET21、22的组全部控制为导通状态。在像这样控制为导通状态时,第一蓄电部91与第二蓄电部92之间导通。控制部3将多个开关部20控制为导通状态的时机并不特别限定。例如,控制部3可以构成为,持续监视第二蓄电部92的输出电压,在第二蓄电部92的输出电压降低到小于预定的电压阈值的情况下,将设置于全部分离继电器5的全部开关部20(MOSFET21、22)控制为导通状态。即,可以在第二蓄电部92的输出电压降低了的情况下,将导电路11切换为导通状态,实施控制以利用发电机或者第一蓄电部91的电力对第二蓄电部92进行充电。当然,将开关部20控制为导通状态的时期也可以是除此以外的时期。
另外,控制部3在预定的切断条件成立的情况下,将设置于全部分离继电器5的MOSFET21、22的组全部控制为切断状态。控制部3将全部开关部20控制为切断状态的条件并非局限于一个。例如,控制部3可以构成为,在第二蓄电部92的输出电压为预定的电压阈值以上的情况下(即,第二蓄电部92被充分充电的情况下),将设置于全部分离继电器5的全部开关部20(MOSFET21、22)控制为切断状态。当然,将开关部20控制为切断状态的时期也可以是除此以外的时期。
接下来,对异常时的继电器装置1的动作进行说明。
控制部3在产生了预定的异常状态的情况下,将设置于全部分离继电器5的全部开关部20(MOSFET21、22)强制控制为切断状态。具体而言,控制部3持续监视从电流检测部50输入的检测值(电流值),在从电流检测部50输入的电流值超过了预定的电流阈值的情况下(即,导电路11处于预定的过电流状态的情况下),实施将在全部分离继电器5分别设置的MOSFET21、22的组全部切换为切断状态的控制。
例如,在与第二蓄电部92(副蓄电池)连接的配线72产生接地且在接地电位附近配线72的预定部位的电位发生了变化的情况下,从第一蓄电部91(主蓄电池)侧经由导电路11向接地部位流入较大的电流。在该情况下,在导电路11中流动的电流比接地产生前上升,因此电流检测部50的检测值(电流值)也上升,成为超过电流阈值的异常值。在像这样电流检测部50的检测值(电流值)为异常值的情况下,控制部3将设置于全部分离继电器5的MOSFET21、22的组全部切换为切断状态,断开导电路11的通电。
而且,继电器装置1构成为在产生了这样的接地时不会瞬间产生较大的电流,抑制截至由控制部3将全部开关部20切换为切断状态为止的期间(即,截至将分别设置于全部分离继电器5的MOSFET21、22全部切换为切断状态为止的期间)在导电路11流动的电流量。具体而言,在多个分离继电器5的各并联导电路12(电力线)设置有线圈30,由该线圈30的电感成分抑制接地产生时的瞬间电流增大。
在图3(A)中,示出在与第二蓄电部92(副蓄电池)连接的配线72中产生了接地的情况下的第一蓄电部91(主蓄电池)的电压V1和从配线71通过导电路11向配线72流动的电流I(在多个分离继电器5中流动的电流)的关系。图3(A)示出在接地产生时间T1之前的时期全部开关部20处于导通状态、在像这样全部开关部20处于导通状态时的时间T1在第二蓄电部92(副蓄电池)侧的配线72产生了接地的情况。在该情况下,在接地产生时间T1之后,电流从第一蓄电部91(主蓄电池)侧向配线72的接地产生部位流入,因此在接地产生时间T1之后,电流I上升。但是,由于由设置于各并联导电路12的各线圈30抑制在各并联导电路12中流动的电流的瞬间急剧上升,因此在多个分离继电器5流动的电流(在导电路11中流动的电流I)缓缓上升。而且,当在导电路11中流动的电流I达到预定的电流阈值Ith时,由控制部3实施对全部开关部20的切断控制,在时间T2,将全部开关部20切换为切断状态。在该结构中,在接地产生时间T1之后至全部开关部20的切断动作结束的时间T2为止的期间,在导电路11中流动的电流I不急剧上升,而是缓缓地上升,第一蓄电部91(主蓄电池)的电压在从接地产生时间T1至全部开关部20的切断动作结束的时间T2为止的期间,不急剧降低而是缓缓地降低。即,抑制第一蓄电部91(主蓄电池)的电压在刚刚产生接地之后急剧降低,能够避免在全部开关部20切换为切断状态之前、第一蓄电部91(主蓄电池)的电压大幅降低的情况,因此能够消除因第一蓄电部91(主蓄电池)的电压大幅降低所引发的问题(ECU复位等)。
此外,图3(B)中示出在从图1所示的继电器装置1的分离继电器5中省略了线圈30和保护电路部40并简单地将各MOSFET21、22之间直接连结的结构中产生了同样的接地的情况下的、第一蓄电部91(主蓄电池)的电压V1与从配线71通过导电路11向配线72流动的电流I之间的关系。如图3(B)所示,在不存在线圈30的结构中,在配线72产生了接地的情况下,电流量从接地产生时瞬间急剧上升,第一蓄电部91(主蓄电池)的电压V1瞬间急剧降低。在该结构中,在通过控制部的控制将全部开关部切换为切断状态之前,第一蓄电部的电压大幅降低,因此有可能导致ECU复位等不良情况。这样的不良情况在高级驾驶功能车(例如自动驾驶汽车)等中尤其应该避免。针对于此,在本结构的继电器装置1中,成为图3(A)所示的关系,因此能够消除这样的问题。
这样的作用在第一蓄电部91(主蓄电池)侧产生了接地的情况下也同样。例如,在与第一蓄电部91(主蓄电池)连接的配线71中产生了接地且配线71的预定部位的电位在接地电位附近产生了变化的情况下,从第二蓄电部92(副蓄电池)侧经由导电路11向接地部位流入较大的电流。在该情况下,在导电路11中流动的电流比接地产生前上升,因此电流检测部50的检测值(电流值)也上升,成为超过电流阈值的异常值。在像这样电流检测部50的检测值(电流值)为异常值的情况下,控制部3将设置于全部分离继电器5的MOSFET21、22的组全部切换为切断状态,断开导电路11的通电。
而且,在像这样在第一蓄电部91(主蓄电池)侧产生了接地的情况下,也能利用线圈30的电感成分抑制在接地产生时的瞬间电流增大。在第一蓄电部91(主蓄电池)侧产生了接地的情况下,在接地产生后电流从第二蓄电部92(副蓄电池)侧向配线71的接地产生部位流入,因此在接地产生后,电流I上升。但是,由于利用在各并联导电路12设置的各线圈30抑制在各并联导电路12中流动的电流的瞬间急剧上升,因此在导电路11中流动的电流I(在多个分离继电器5中流动的电流)缓缓上升。而且,若在导电路11中流动的电流I达到预定的电流阈值Ith,则由控制部3实施对全部开关部20的切断控制,将全部开关部20切换为切断状态。这样,能够抑制第二蓄电部92(副蓄电池)的电压在接地刚刚产生之后急剧降低,避免第二蓄电部92(副蓄电池)的电压在将全部开关部20切换为切断状态之前大幅降低的情况。
如上所述,本结构的继电器装置1能够在第一蓄电部91与第二蓄电部92之间流动的电流的路径(导电路)或者与该导电路电连接的部位产生了接地等而在导电路11产生了电流异常的情况下,将开关部20切换为切断状态,实现保护。另外,由于线圈30(电感部)与开关部20串联,因此在要从任一蓄电部经由线圈30和开关部20向接地位置流动的电流流动的情况下,能够抑制该电流的增加速度。由此,能够抑制该蓄电部在截至开关部20切断导电路11的切断动作(保护动作)为止的期间电压降低,能够不易产生因蓄电部的输出降低所导致的不良情况。
在构成导电路11的各并联导电路12设置的开关部20具有MOSFET21和MOSFET22。MOSFET21具备在导通状态与切断状态之间进行切换的第一元件部21A和与第一元件部21A并联的体二极管21B(第一二极管部)。MOSFET22具备在导通状态与切断状态之间进行切换的第二元件部22A和与第二元件部22A并联并且与体二极管21B(第一二极管部)反向配置的体二极管22B(第二二极管部)。根据该结构,能够在导电路11中断开双向通电。而且,在导电路11中第二蓄电部92侧的位置处产生了接地等的情况下,利用线圈30(电感部)缓和要从第一蓄电部91向接地位置流动的放电电流的增加速度,因此能够抑制第一蓄电部91的急剧的电压降低。在该情况下,能够抑制第一蓄电部91在截至开关部20切断导电路11的切断动作(保护动作)为止的期间电压降低,能够不易产生因第一蓄电部91的输出降低所导致的不良情况(例如ECU复位等)。另外,在导电路11中第一蓄电部91侧的位置处产生了接地等的情况下,利用线圈30(电感部)缓和要从第二蓄电部92向接地位置流动的放电电流的增加速度,因此能够抑制第二蓄电部92的急剧的电压降低。在该情况下,能够抑制第二蓄电部92在截至开关部20切断导电路11的切断动作(保护动作)为止的期间电压降低,能够不易产生因第二蓄电部92的输出降低所导致的不良情况。
继电器装置1具有抑制在将开关部20切换为切断状态时在线圈30(电感部)产生的反电动势的保护电路部40。根据该结构,能够实现利用线圈30(电感部)缓和在产生短路等时从蓄电部流动的放电电流的增加速度的结构,并能够利用保护电路部40抑制在开关部20的切断动作时因线圈30(电感部)所产生的反电动势。由此,能够防止因该反电动势所导致的不良情况(开关部20的破坏等)。
具体而言,保护电路部40具有抑制在电流在导电路11中沿第一方向流动的状态下开关部20切换为切断状态时在线圈30(电感部)中产生的反电动势的功能。而且,保护电路部40还具有抑制在电流在导电路11中沿与第一方向相反的第二方向流动的状态下开关部20切换为切断状态时在线圈30(电感部)产生的反电动势的功能。根据该结构,在导电路11中流动的电流为第一方向和第二方向中的哪个方向都能断开电流,在断开任一方向的电流时,都能抑制反电动势,因此能够更加可靠地防止因反电动势所导致的不良情况(开关部的破坏等)。
继电器装置1中,由开关部20和线圈30(电感部)串联而成的串联结构部42在第一蓄电部91与第二蓄电部92之间并联有多个。根据该结构,能够以抑制了开关部20、线圈30(电感部)的各尺寸的形式实现能够在第一蓄电部91与第二蓄电部92之间流动更大的电流的结构。
<其他实施例>
本发明并不局限于通过上述阐述和附图所说明的实施例,例如如下的实施例也包含于本发明的技术范围中。
(1)在实施例1中,作为主负载81和副负载82,例示了要求冗余性的促动器(例如电动动力转向系统),但是也可以是除此以外的例子。例如,主负载81可以构成为雷达、超声波传感器、照相机等传感检测装置,副负载82可以构成为具有与主负载81同等功能的备用传感检测装置。另外,与第一蓄电部91侧连接的负载和与第二蓄电部92侧连接的负载也可以具有不同的功能。
(2)在实施例1中,示出了分离继电器5的数量为3的例子,但分离继电器5的数量也可以是1,还可以是3以外的多个。
(3)在实施例1中,示出了配置于分离继电器5的开关部20由2个MOSFET21、22构成的例子,但开关部20也可以由MOSFET以外的半导体开关构成。另外,分离继电器5并不局限于将2个半导体开关元件与线圈30串联配置的结构,也可以将一个半导体开关元件与线圈30串联,还可以将3个以上半导体开关元件与线圈30串联。另外,开关部20也可以是机械式继电器。
附图标记说明
1…继电器装置
3…控制部
11…导电路
20…开关部
21…MOSFET(第一半导体开关)
21A…第一元件部
21B…体二极管(第一二极管部)
22…MOSFET(第二半导体开关)
22A…第二元件部
22B…体二极管(第二二极管部)
30…线圈(电感部)
40…保护电路部
42…串联结构部
50…电流检测部(检测部)
91…第一蓄电部
92…第二蓄电部
100…电源系统

Claims (6)

1.一种继电器装置,具有:
导电路,成为在第一蓄电部与第二蓄电部之间流动的电流的路径;
开关部,与所述导电路连接,在使所述导电路通电的导通状态与使所述导电路为预定的非通电状态的切断状态之间进行切换;
电感部,与所述开关部串联,具有电感成分;
检测部,检测所述导电路的电流;
控制部,至少在所述检测部的检测值为预定的异常值的情况下,使所述开关部进行切断动作;及
保护电路部,抑制在所述开关部切换为切断动作时在所述电感部产生的反电动势,
所述保护电路部具备电阻部、二极管及电容器,通过使所述电感部的电流回流来抑制所述反电动势。
2.根据权利要求1所述的继电器装置,其中,
所述开关部具有:
第一半导体开关,具备在导通状态与切断状态之间进行切换的第一元件部和与所述第一元件部并联的第一二极管部;及
第二半导体开关,具备在导通状态与切断状态之间进行切换的第二元件部和与所述第二元件部并联并且与所述第一二极管部反向配置的第二二极管部。
3.根据权利要求2所述的继电器装置,其中,
所述电感部在所述第一半导体开关与所述第二半导体开关之间与所述第一半导体开关及所述第二半导体开关串联。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的继电器装置,其中,
所述保护电路部抑制在电流在所述导电路中沿从所述第一蓄电部和所述第二蓄电部中的任一方侧向另一方侧的第一方向流动的状态下所述开关部切换为切断状态时在所述电感部产生的反电动势,并抑制在电流在所述导电路中沿与所述第一方向相反的第二方向流动的状态下所述开关部切换为切断状态时在所述电感部产生的反电动势。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的继电器装置,其中,
所述开关部与所述电感部串联而成的串联结构部在所述第一蓄电部与第二蓄电部之间并联有多个。
6.根据权利要求4所述的继电器装置,其中,
所述开关部与所述电感部串联而成的串联结构部在所述第一蓄电部与第二蓄电部之间并联有多个。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6750288B2 (ja) * 2016-04-15 2020-09-02 株式会社オートネットワーク技術研究所 リレー装置
US11121564B2 (en) * 2018-02-06 2021-09-14 Electronics And Telecommunications Research Institute Power supply device having hierarchical structure
JP7067504B2 (ja) * 2019-02-14 2022-05-16 株式会社デンソー 通電制御装置
JP7437231B2 (ja) 2020-05-14 2024-02-22 株式会社Subaru 電源システムの制御装置および制御方法
JP2023066688A (ja) * 2021-10-29 2023-05-16 株式会社オートネットワーク技術研究所 地絡検出装置
CN114204535B (zh) * 2022-02-18 2022-07-08 上海维安半导体有限公司 一种具有加速关断的阻断型浪涌保护器

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10136564A (ja) * 1996-10-30 1998-05-22 Unisia Jecs Corp サージ吸収回路
US6232674B1 (en) * 1996-11-07 2001-05-15 Robert Bosch Gmbh Control device for a vehicle electric system

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08251711A (ja) * 1995-03-09 1996-09-27 Toshiba Corp ハイブリッド自動車用バッテリ装置
DE10346325A1 (de) * 2003-10-06 2005-05-04 Siemens Ag Schaltvorrichtung zum bidirektionalen Ladungsausgleich zwischen Energiespeichern
JP5956330B2 (ja) * 2012-12-28 2016-07-27 株式会社Nttファシリティーズ 系統接続制御装置
JP2015144525A (ja) * 2014-01-31 2015-08-06 ダイハツ工業株式会社 車両用電源装置
US10807547B2 (en) * 2016-02-10 2020-10-20 Denso Corporation On-board power supply apparatus
JP6750288B2 (ja) * 2016-04-15 2020-09-02 株式会社オートネットワーク技術研究所 リレー装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10136564A (ja) * 1996-10-30 1998-05-22 Unisia Jecs Corp サージ吸収回路
US6232674B1 (en) * 1996-11-07 2001-05-15 Robert Bosch Gmbh Control device for a vehicle electric system

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