CN109863664B - 电源装置 - Google Patents

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Abstract

电源装置具有蓄电池,将来自蓄电池的电压向电负载供给。电源装置包括:第一通电路径和第二通电路径,所述第一通电路径和第二通电路径在蓄电池与电负载之间并联连接;第一开关,所述第一开关导通、切断第一通电路径;以及第二开关,所述第二开关导通、切断第二通电路径。电源装置包括:第一驱动电路,所述第一驱动电路以电压供给作为条件而动作,驱动第一开关;第二驱动电路,所述第二驱动电路以电压供给作为条件而动作,在通过第一驱动电路将第一开关驱动为导通状态的情况下,将第二开关驱动为导通状态;第一供给路径,所述第一供给路径向第一驱动电路供给电压;以及第二供给路径,所述第二供给路径向第二驱动电路供给电压。

Description

电源装置
相关申请的援引
本申请以2016年10月21日申请的日本专利申请号2016-206755号为基础,在此援引其记载内容。
技术领域
本发明涉及一种装设于车辆等的电源装置。
背景技术
以往,作为装设于车辆的电源装置,存在一种电源装置,使用铅蓄电池、锂离子蓄电池这样的多个蓄电池,通过开关将电力从上述蓄电池向车载的各种电负载供给(参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特许第5541134号公报
发明内容
然而,电源装置供给电力的对象存在包含定电压要求负载的情况,上述定电压要求负载要求由恒定电压进行驱动。在上述情况下,即使电源装置的一部分发生了故障,也希望向定电压要求负载供给的电压不会降低。另外,并不局限于定电压要求负载,即使是一般的电负载,上述情况也大致共通。
本发明鉴于上述技术问题而作,其主要目的在于,提供一种电源装置,即使在一部分发生了故障的情况下,也能抑制向电负载供给的电压降低。
为解决上述技术问题的第一个方式是,一种电源装置,具有蓄电池,将来自上述蓄电池的电压向电负载供给,上述电源装置包括:
第一通电路径和第二通电路径,上述第一通电路径和第二通电路径在上述蓄电池与上述电负载之间并联连接;
第一开关,上述第一开关导通、切断上述第一通电路径;
第二开关,上述第二开关导通、切断上述第二通电路径;
第一驱动电路,上述第一驱动电路以供给有电压作为条件而动作,驱动上述第一开关;
第二驱动电路,上述第二驱动电路以供给有电压作为条件而动作,在通过上述第一驱动电路将上述第一开关驱动为导通状态的情况下,将上述第二开关驱动为导通状态;
第一供给路径,上述第一供给路径向上述第一驱动电路供给电压;以及
第二供给路径,上述第二供给路径向上述第二驱动电路供给电压。
根据上述结构,在蓄电池与电负载之间,并联连接有第一通电路径和第二通电路径。通过第一开关导通、切断第一通电路径,通过第二开关导通、切断第二通电路径。因此,第一开关使第一通电路径导通,从而使蓄电池的电压经由第一通电路径向电负载供给。此外,第二开关使第二通电路径导通,从而使蓄电池的电压经由第二通电路径向电负载供给。
在此,第一开关由将供给有电压作为条件而动作的第一驱动电路驱动。此外,第二开关由将供给有电压作为条件而动作的第二驱动电路驱动。因此,在电压不向第一驱动电路和第二驱动电路供给的情况下,第一驱动电路和第二驱动电路停止动作,从而不能驱动第一开关和第二开关。其结果是,可能导致无法将电压从蓄电池向电负载供给。
关于这点,在利用第一驱动电路将第一开关驱动为导通状态的情况下,利用第二驱动电路将第二开关驱动为导通状态。此外,通过第一供给路径向第一驱动电路供给电压,通过第二供给路径向第二驱动电路供给电压。因此,例如,在通过第一驱动电路和第二驱动电路分别将第一开关和第二开关驱动为导通状态的情况下,即使无法利用第一供给路径向第一驱动电路供给电压,也能通过第二供给路径向第二驱动电路供给电压。因此,能利用第二驱动电路将第二开关驱动为导通状态,从而能使第二通电路径导通。
此外,同样地,即使在第一驱动电路发生故障或者第一开关发生故障,从而不能使第一通电路径导通的情况下,也能经由第二通电路径向电负载供给电压。此外,在不能使第二通电路径导通的情况下,能经由第一通电路径向电负载供给电压。因此,即使在电源装置的一部分发生了故障的情况下,也能抑制向电负载供给的电压降低。
另外,第一个方式也包括具有与上述第一通电路径、第一开关、第一驱动电路及第一供给路径相同的第三通电路径、第三开关、第三驱动电路及第三供给路径等的结构。即,只要是包括至少第一个方式的上述结构的装置即可,包括其它的第三路径、第三路径的装置也属于第一个方式。
第二个方式的电压装置包括第一蓄电池和第二蓄电池,将来自上述第一蓄电池和上述第二蓄电池的电压向电负载供给,上述电源装置包括:
第一通电路径和第二通电路径,上述第一通电路径和第二通电路径在上述第一蓄电池与上述电负载之间并联连接;
第三通电路径和第四通电路径,上述第三通电路径和第四通电路径在上述第二蓄电池与上述电负载之间并联连接;
第一开关,上述第一开关导通、切断上述第一通电路径;
第二开关,上述第二开关导通、切断上述第二通电路径;
第三开关,上述第三开关导通、切断上述第三通电路径;
第四开关,上述第四开关导通、切断上述第四通电路径;
第一驱动电路,上述第一驱动电路以供给有电压作为条件而动作,驱动上述第一开关;
第二驱动电路,上述第二驱动电路以供给有电压作为条件而设置,在通过上述第一驱动电路将上述第一开关驱动为导通状态的情况下,将上述第二开关驱动为导通状态;
第三驱动电路,上述第三驱动电路以供给有电压作为条件而动作,驱动上述第三开关;
第四驱动电路,上述第四驱动电路以供给有电压作为条件而动作,在通过上述第三驱动电路将上述第三开关驱动为导通状态的情况下,将上述第四开关驱动为导通状态;
第一供给路径,上述第一供给路径向上述第一驱动电路供给电压;
第二供给路径,上述第二供给路径向上述第二驱动电路供给电压;
第三供给路径,上述第三供给路径向上述第三驱动电路供给电压;以及
第四供给路径,上述第四供给路径向上述第四驱动电路供给电压。
根据上述结构,与第一蓄电池和第二蓄电池对应,分别具有与第一个方式相同的结构。因此,能在从第一蓄电池向电负载供给电压的状态、从第二蓄电池向电负载供给电压的状态、从第一蓄电池和第二蓄电池向电负载供给电压的状态之间进行切换。此外,即使在电源装置的一部分发生故障的情况下,也能经由第一~第四通电路径中的任一个向电负载供给电压,能进一步抑制向电负载供给的电压下降。
在第三个方式中,从多个电压供给部向电压输出部供给电压,从上述电压输出部向上述第一供给路径和上述第二供给路径供给电压。
根据上述结构,从多个电压供给部向电压输出部供给电压。因此,即使无法从一个电压供给部向电压输出部供给电压,也能从其它电压供给部向电压输出部供给电压。接着,从电压输出部向第一供给路径和第二供给路径供给电压。因此,能抑制向第一供给路径和第二供给路径供给的电压下降,进而能抑制向第一驱动电路和第二驱动电路供给的电压下降。此外,由于是将从多个电压供给部供给的电压集中于电压输出部,从电压输出部向第一供给路径和第二供给路径供给电压,因此,能简化电路结构。
在第四个方式中,从多个电压供给部向电压输出部供给电压,从上述电压输出部向上述第一供给路径、上述第二供给路径、上述第三供给路径及上述第四供给路径供给电压。
根据上述结构,与第三个方式相同,能抑制向第一~第四供给路径供给的电压下降,进而能抑制向第一~第四驱动电路供给的电压下降。此外,由于是将从多个电压供给部供给的电压集中于电压输出部,从电压输出部向第一~第四供给路径供给电压,因此,能进一步简化电路结构。
在第五个方式中,上述多个电压供给部包括与共用的蓄电池连接的多个共用电压供给部。
根据上述结构,多个电压供给部包括与共用的蓄电池连接的多个共用电压供给部。因此,即使在从共用的蓄电池供给电压的情况下,也能形成多个共用电压供给部。此外,从多个共用电压供给部向电压输出部供给电压,从而即使无法从一个共用电压供给部向电压输出部供给电压,也能从其它共用电压供给部向电压输出部供给电压。因此,即使在从共用的蓄电池供给电压的情况下,也能抑制向电负载供给的电压降低。
在第六个方式中,上述多个共用电压供给部通过连接器分别与上述共用的蓄电池连接。
根据上述结构,多个共用电压供给部通过连接器分别与共用的蓄电池连接。因此,即使在将蓄电池与一个共用电压供给部连接的连接器发生连接不良的情况下,也能从连接器的连接良好即其它共用电压供给部向电压输出部供给电压。因此,即使在一部分连接器发生连接不良的情况下,也能抑制向电负载供给的电压降低。
在第七个方式中,上述多个电压供给部包括与不同蓄电池连接的多个独立电压供给部。
根据上述结构,多个电压供给部包括与不同蓄电池连接的多个独立电压供给部。因此,即使无法从一个蓄电池向独立电压供给部供给电压,也能从与其它蓄电池连接的独立电压供给部向电压输出部供给电压。因此,即使无法从一部分的蓄电池供给电压,也能抑制向电负载供给的电压降低。
在第八个方式中,上述第一供给路径与第一蓄电池连接,上述第二供给路径独立于上述第一供给路径而与第二蓄电池连接。
根据上述结构,第一供给路径和第二供给路径独立地分别与第一蓄电池和第二蓄电池连接。因此,与第一供给路径和第二供给路径包括共用的路径的结构相比,能抑制第一供给路径和第二供给路径同时断路等情况。因此,能进一步抑制向电负载供给的电压降低。
在第九个方式中,从上述第一蓄电池向上述第一供给路径和上述第三供给路径供给电压,从上述第二蓄电池向上述第二供给路径和上述第四供给路径供给电压。
根据上述结构,从第一蓄电池向第一供给路径供给电压,从第二蓄电池向第二供给路径供给电压。因此,分别从第一蓄电池和第二蓄电池向分别驱动并联连接的第一开关和第二开关的第一驱动电路和第二驱动电路供给电压。因此,即使第一蓄电池或者第二蓄电池发生故障,也能经由第一通电路径或者第二通电路径,向电负载供给电压。此外,向电负载供给电压的第一蓄电池和第二蓄电池也兼作分别向第一驱动电路以及第二驱动电路供给电压的蓄电池,因此,能有效地对现有的蓄电池进行利用。另外,对于第三供给路径和第四供给路径也是同样的。
在第十个方式中,包括:第一控制部,上述第一控制部以供给有电压作为条件而动作,对上述第一驱动电路进行控制;第二控制部,上述第二控制部以供给有电压作为条件而动作,对上述第二驱动电路进行控制;第一控制部供给路径,上述第一控制部供给路径向上述第一控制部供给电压;以及第二控制部供给路径,上述第二控制部供给路径向上述第二控制部供给电压。
根据上述结构,利用第一控制部控制第一驱动电路,利用第二控制部控制第二驱动电路。此外,通过第一控制部供给路径向第一控制部供给电压,通过第二控制部供给路径向第二控制部供给电压。因此,例如,即使在无法利用第一控制部供给路径向第一控制部供给电压,或者第一控制部发生了故障的情况下,也能利用第二控制部供给路径向第二控制部供给电压,利用第二控制部控制第二驱动电路。因此,即使在对各驱动电路进行控制的控制部中的一部分的控制部不动作的情况下,也能抑制向电负载供给的电压下降。
在第十一个方式中,包括:第一控制部,上述第一控制部以供给有电压作为条件而动作,对上述第一驱动电路和第三驱动电路进行控制;第二控制部,上述第二控制部以供给有电压作为条件而动作,对上述第二驱动电路和上述第四驱动电路进行控制;第一控制部供给路径,上述第一控制部供给路径向上述第一控制部供给电压;以及第二控制部供给路径,上述第二控制部供给路径向上述第二控制部供给电压。
根据上述结构,利用第一控制部控制第一驱动电路和第三驱动电路,利用第二控制部控制第二驱动电路和第四驱动电路。在上述情况下,在第三驱动电路和第四驱动电路中,能起到与第十个方式相同的作用效果。
在第十二个方式中,包括:第五供给路径,上述第五供给路径向上述第一驱动电路供给电压;以及第六供给路径,上述第六供给路径向上述第二驱动电路供给电压。
根据上述结构,除了通过第一供给路径向第一驱动电路供给电压以外,还通过第五供给路径向第一驱动电路供给电压。即,从多个供给路径向第一驱动电路供给电压。因此,例如,即使在无法从第一供给路径向第一驱动电路供给电压的情况下,也能从第五供给路径向第一驱动电路供给电压,并通过第一驱动电路驱动第一开关。因此,即使在无法从向第一驱动电路供给电压的多个供给路径中的一部分的供给路径供给电压的情况下,也能抑制第一驱动电路不动作的情况。另外,对于第二驱动电路也是同样的。
在第十三个方式中,包括:第五供给路径,上述第五供给路径向上述第一驱动电路供给电压;第六供给路径,上述第六供给路径向上述第二驱动电路供给电压;第七供给路径,上述第七供给路径向上述第三驱动电路供给电压;以及第八供给路径,上述第八供给路径向上述第四驱动电路供给电压。
根据上述结构,除了通过第三供给路径向第三驱动电路供给电压以外,还通过第七供给路径向第三驱动电路供给电压。此外,除了通过第四供给路径向第四驱动电路供给电压以外,还通过第八供给路径向第四驱动电路供给电压。在上述情况下,在第三驱动电路和第四驱动电路中,能起到与第十二个方式相同的作用效果。
在第十四个方式中,包括:第一延迟电路,上述第一延迟电路以供给有电压作为条件而动作,使向上述第一驱动电路的信号延迟;第二延迟电路,上述第二延迟电路以供给有电压作为条件而动作,使向上述第二驱动电路的信号延迟;第三延迟电路,上述第三延迟电路以供给有电压作为条件而动作,使向上述第三驱动电路的信号延迟;第四延迟电路,上述第四延迟电路以供给有电压作为条件而动作,使向上述第四驱动电路的信号延迟;第一延迟电路供给路径,上述第一延迟电路供给路径向上述第一延迟电路供给电压;第二延迟电路供给路径,上述第二延迟电路供给路径向上述第二延迟电路供给电压;第三延迟电路供给路径,上述第三延迟电路供给路径向上述第三延迟电路供给电压;以及第四延迟电路供给路径,上述第四延迟电路供给路径向上述第四延迟电路供给电压。
根据上述结构,利用第一~第四延迟电路,分别使向第一~第四驱动电路的信号延迟。此外,利用第一~第四延迟电路供给路径,分别向第一~第四延迟电路供给电压。因此,例如,即使在无法利用第一延迟电路供给路径向第一延迟电路供给电压,或者第一延迟电路发生了故障的情况下,也利用第二延迟电路供给路径向第二延迟电路供给电压,利用第二驱动电路驱动第二开关。因此,即使在使向各驱动电路的信号延迟的延迟电路中的一部分的延迟电路不动作的情况下,也能抑制向电负载供给的电压下降。
附图说明
参照附图和以下详细的记述,可以更明确本发明的上述目的、其他目的、特征和优点。附图如下所述。
图1是表示电源装置、电负载及旋转电机的电路图。
图2是表示电源的电路图。
图3是表示电源装置的变形例的电路图。
图4是表示电源的变形例的电路图。
图5是表示电源的其它变形例的电路图。
图6是表示电源装置的其它变形例的电路图。
图7是表示电源装置的又一变形例的电路图。
具体实施方式
以下,参照附图,对在装设于车辆的电源系统中具体化的一实施方式进行说明。车辆将发动机(内燃机)作为驱动源而行驶。此外,车辆具有所谓的怠速停止功能。
如图1所示,电源系统具有旋转电机10、铅蓄电池20、电池单元U及电负载43等。另外,由铅蓄电池20、电池单元U构成电源装置。
电源单元U是将锂离子蓄电池30、各开关51~56、控制部60、信号处理电路部71~74、栅极驱动电路部61~64等收容于框体(收容壳体)而一体化的。各开关51~56、控制部60、信号处理电路部71~74及栅极驱动电路部61~64以安装于同一基板的状态收容于框体内。
旋转电机10的旋转轴通过皮带等与未图示的发动机的曲柄轴驱动连结,旋转电机10的旋转轴随着曲柄轴的旋转而旋转,另一方面,曲柄轴随着旋转电机10的旋转轴的旋转而旋转。在上述情况下,旋转电机10构成为具有利用曲柄轴的旋转而进行发电(再生发电)的发电功能和向曲柄轴施加旋转力的动力输出功能的ISG(Integrated StarterGenerator:集成起动发电机)。此外,提及旋转电机10的动力输出,在通过怠速停止控制进行发动机再起动的情况下,通过旋转电机10使发动机再起动。此外,在车辆行驶时,可以通过旋转电机10进行输出辅助(辅助)。
铅蓄电池20和锂离子蓄电池30相对于旋转电机10并列地电连接,能利用旋转电机10的发电电力对各蓄电池20、30进行充电。此外,旋转电机10由来自各蓄电池20、30的供电而驱动。
铅蓄电池20(相当于第一蓄电池)是例如供给12V电压的、众所周知的通用蓄电池。与此相对,锂离子蓄电池30(相当于第二蓄电池)是与铅蓄电池20相比,充电放电的电力损失少、输出密度及能量密度高的高密度蓄电池。锂离子蓄电池30由多个电池单体串联连接而成的电池组构成,例如供给12V电压。
电池单元U与旋转电机10、铅蓄电池20及电负载43连接。铅蓄电池20通过线束H1与电池单元U的连接路径L1连接。线束H1和连接路径L1由连接器81连接。从线束H1分支有线束H2。铅蓄电池20通过线束H2与电池单元U的第一旁通路径B1连接。线束H2和第一旁通路径B1由连接器82连接。
在连接路径L1,设置有P-MOS开关51。在连接路径L1中,在比P-MOS开关51更靠铅蓄电池20侧,连接有连接路径L3。在连接路径L3与连接路径L4之间,并联连接有通电路径11、12。在通电路径11(相当于第一通电路径),设置有S-MOS开关53A(相当于第一开关)。在通电路径12(相当于第二通电路径),设置有S-MOS开关53B(相当于第二开关)。在连接路径L4与连接路径L5之间,并联连接有通电路径13、14。在通电路径13(相当于第三通电路径),设置有S-SMR开关54A(相当于第三开关)。在通电路径14(相当于第四通电路径),设置有S-SMR开关54B(相当于第四开关)。在连接路径L5,连接有锂离子蓄电池30。
在连接路径L1中,在比P-MOS开关51更靠旋转电机10侧,并联连接有上述第一旁通路径B1、连接路径L2及第二旁通路径B2。在第一旁通路径B1,设置有导通、切断第一旁通路径B1的第一旁通开关55。
在连接路径L1中,在比P-MOS开关51更靠旋转电机10侧,连接有连接路径L2的一端。连接路径L2的另一端与连接路径L5连接。在连接路径L2,设置有P-SMR开关52。上述开关51~54B由MOSFET(半导体开关)等构成,导通、切断各自的路径。
在连接路径L1中,在比P-MOS开关51更靠旋转电机10侧,连接有第二旁通路径B2的一端。第二旁通路径B2的另一端与电负载43连接。在第二旁通路径B2,设置有导通、切断第二旁通路径B2的第二旁通开关56。上述连接路径L4和第二旁通路径B2由连接路径L6连接。
第一旁通开关55和第二旁通开关56是常闭式继电器开关。通过第一旁通路径B1,绕过P-MOS开关51而将铅蓄电池20与旋转电机10和锂离子蓄电池30连接。此外,通过将第一旁通路径B1和第二旁通路径B2串联连接,绕过S-MOS开关53A、53B而将铅蓄电池20与电负载43连接。
控制部60执行各开关51~54B的接通(关闭)和断开(打开)的切换。例如,在各蓄电池20、30放电时,基本上将开关51~54B控制成,切断铅蓄电池20和锂离子蓄电池30的连接,抑制电流从铅蓄电池20流向锂离子蓄电池30以及抑制电流从锂离子蓄电池30流向铅蓄电池20。藉此,能抑制随着电流在两方的蓄电池之间流动导致的电力损失。
此外,在控制部60,连接有电池单元以外的ECU(电子控制装置)。也就是说,上述控制部60和ECU通过CAN等通信网络连接并可以相互通信,使存储于控制部60和ECU的各种数据可以相互共用。ECU执行怠速停止控制。众所周知,怠速停止控制是以下控制:根据规定的自动停止条件的成立而使发动机自动停止,且在该自动停止的状态下,根据规定的再起动条件的成立而使发动机再起动。
电负载43是要求供给电力的电压大致恒定或者电压变动在规定范围内稳定的定电压要求电负载。电负载43通过S-MOS开关53A、53B与铅蓄电池20连接,并且通过S-SMR开关54A、54B与锂离子蓄电池30连接,执行来自铅蓄电池20和锂离子蓄电池30中的任一个的供电。
作为电负载43的具体例,可以举出车载导航装置、车载音响装置、仪表装置、发动机ECU等各种ECU。例如,在供给电力的电压不恒定、较大变动的情况下,或者,在超过所述规定范围地较大变动的情况下,电压瞬间下降为低于最低动作电压,从而产生车载导航装置、ECU等的动作重置的不良情况。因此,要求向电负载43供给的电力的电压稳定在不会下降为低于最低动作电压的恒定的值。
旋转电机10通过发动机的曲柄轴的旋转能量而发电。由旋转电机10发电的电力向电负载43供给,并且向铅蓄电池20和锂离子蓄电池30供给。在发动机的驱动停止、不进行旋转电机10的发电的情况下,从铅蓄电池20和锂离子蓄电池30向旋转电机10及电负载43供给电力。从各蓄电池20、30向电负载43的放电量和从旋转电机10向各蓄电池20、30的充电量控制成,各蓄电池20、30的SOC(State Of Charge:充电状态即实际的充电量相对于充满电时的充电量的比例)处于不会过度充电放电的范围(合适范围)。
控制部60将S-MOS开关53A、53B同时(一起)切换为接通状态,并且同时(一起)切换为断开状态。即,控制部60在将S-MOS开关53A切换为接通状态的情况下,也将S-MOS开关53B切换为接通状态。此外,控制部60将S-SMR开关54A、54B同时(一起)切换为接通状态,并且同时(一起)切换为断开状态。即,控制部60在将S-SMR开关54A切换为接通状态的情况下,也将S-SMR开关54B切换为接通状态。
控制部60仅将S-MOS开关53A、53B的组以及S-SMR开关54A、53B的组中的任一组切换为接通状态。此外,在车辆的IG开关(启动开关)接通的情况下,控制部60将P-MOS开关51及P-SMR开关52中的至少一个切换为接通状态。
控制部60输出指令信号,该指令信号指令将S-MOS开关53A、53B、S-SMR开关54A、53B的接通断开状态各自改变。在切换各开关53A~54B的接通断开时,信号处理电路部71~74(相当于第一~第四延迟电路)分别使指令切换接通断开的指令信号迟延(延迟)。在此,信号处理电路部71~74使开关53A~54B从接通状态变为断开状态的情况下的延迟时间(断开延迟时间)比开关53A~54B从断开状态变为接通状态的情况下的延迟时间(接通延迟时间)长。
S-MOS开关53A、53B以及S-SMR开关54A、54B是正逻辑的MOS-FET开关,当驱动电流从各栅极驱动电路部61~64输入,从而栅极电压处于高电平状态时,成为接通状态。此外,当栅极电压处于低电平状态时,成为断开状态。另外,栅极驱动电路部61~64在从各信号处理电路部71~74输入的信号从低电平状态变为高电平状态时,输出驱动电流,在从信号处理电流部70输入的信号从高电平状态变为低电平状态时,使驱动电流停止。
旁通继电器驱动判断部75以输入从控制部60向信号处理电路部71~74输出的指令信号、向开关53A~54B的指令信号全部为断开指令信号作为条件,将旁通开关56切换为接通状态。即,在向开关53A~54B的指令信号中的仅一个是接通指令信号的情况下,旁通继电器驱动判断部75也将旁通开关56切换为断开状态。此外,控制部60将向P-MOS开关51和P-SMR开关52的指令信号全部是断开指令信号作为条件,将第一旁通开关55切换为接通状态。即,在向P-MOS开关51和P-SMR开关52的指令信号中的仅一个是接通指令信号的情况下,控制部60也将第一旁通开关55切换为断开状态。
旁通开关55、56是常闭式继电器开关。常闭式继电器开关称作负逻辑式开关,当对于继电器开关的电抗器,从旁通继电器驱动判断部75输入的电压为高电平状态时,处于断开状态,当对于继电器开关的电抗器,从旁通继电器驱动判断部75输入的电压为低电平状态时,处于接通状态。
在此,控制部60、信号处理电路部71~74、栅极驱动电路部61~64及旁通继电器驱动判断部75以供给规定的电压作为条件而动作。具体而言,控制部60、信号处理电路部71~74及旁通继电器驱动判断部75以供给5V的电压作为条件而动作。栅极驱动电路部61~64以供给12V的电压作为条件而动作。
关于这点,在电池单元U,设置有电压供给部83~85。在连接路径L1,在连接器81(铅蓄电池20)与P-MOS开关51之间,连接有电压供给部83(相当于共用电压供给部)。在连接路径L1与第二旁通路径B2之间的交点,连接有电压供给部84(相当于共用电压供给部)。即,电压供给部83、84分别通过连接器81、82与共用的铅蓄电池20连接。在第二旁通路径B2与连接路径L4之间的交点连接有电压供给部85。电压供给部83、84和电压供给部85分别与铅蓄电池20和锂离子蓄电池30连接,相当于与不同蓄电池连接的、独立电压供给部。
图2是表示向控制部60、信号处理电路部71~74、栅极驱动电路部61~64及旁通继电器驱动判断部75供给电压的电源的电路图。电压供给部83~85各自通过二极管D而与电压输出部88并联连接。二极管D的阳极分别与电压供给部83~85连接,阴极与电压输出部88连接。如图1所示,电压输出部88与分别向栅极驱动电路部61~64供给电压的电压输出部88A~88D连接。即,从电压供给部83~85向电压输出部88供给电压,从电压输出部88向电压输出部88A~88D(相当于第一~第四供给路径)供给电压。
电压输出部88与电源生成部86、87并联连接。电源生成部86、87基于向电压输出部88供给的电压而生成5V的电压,分别向供给路径91、92供给。如图1所示,供给路径91与分别向信号处理电路部71、73供给电压的供给路径91A、91B(相当于第一、第三延迟电路供给路径)连接。供给路径91与向控制部60供给电压的供给路径91C连接。供给路径91与向旁通继电器驱动判断部75供给电压的供给路径91J连接。供给路径92与分别向信号处理电路部72、74供给电压的供给路径92A、92B(相当于第二、第四延迟电路供给路径)连接。
接着,对具有上述结构的电源装置的动作示例进行说明。
在铅蓄电池20与电负载43之间,并联连接有通电路径11和通电路径12。通过S-MOS开关53A使通电路径11导通、切断,通过S-MOS开关53B使通电路径12导通、切断。因此,S-MOS开关53A使通电路径11导通,从而铅蓄电池20的电压经由通电路径11而向电负载43供给。此外,S-MOS开关53B使通电路径12导通,从而铅蓄电池20的电压经由通电路径12而向电负载43供给。
在此,S-MOS开关53A由将电压供给作为条件而动作的栅极驱动电路部61驱动。此外,S-MOS开关53B由将电压供给作为条件而动作的栅极驱动电路部62驱动。因此,在电压不向栅极驱动电路部61和栅极驱动电路部62供给的情况下,栅极驱动电路部61和栅极驱动电路部62停止动作,从而不能驱动S-MOS开关53A和S-MOS开关53B。其结果是,可能导致无法从铅蓄电池20向电负载43供给电压。
关于这点,在通过栅极驱动电路部61将S-MOS开关53A驱动为导通状态的情况下,通过栅极驱动电路部62将S-MOS开关53B驱动为导通状态。接着,通过电压输出部88A向栅极驱动电路部61供给电压,通过电压输出部88B向栅极驱动电路部62供给电压。因此,例如,在通过栅极驱动电路部61、62分别将S-MOS开关53A、53B驱动为导通状态的情况下,即使由于电压输出部88A的断路等,无法向栅极驱动电路部61供给电压,也能通过电压输出部88B向栅极驱动电路部62供给电压。因此,通过栅极驱动电路部62将S-MOS开关53B驱动为导通状态,从而能使通电路径12导通。
此外,同样地,即使在栅极驱动电路部61发生故障或者S-MOS开关53A发生故障,从而不能使通电路径11导通的情况下,也能经由通电路径12向电负载43供给电压。因此,即使在电源装置的一部分发生了故障的情况下,也能抑制向电负载43供给的电压降低。
此外,当S-MOS开关53A、53B处于接通状态,S-SMR开关54A、54B处于断开状态时,电源生成部86发生故障的情况下,如下所示地动作。在上述情况下,无法从供给路径91C向控制部60供给电压,从而控制部60不能动作。因此,从控制部60向信号处理电路部71~74、P-MOS开关51、P-SMR开关52的指令信号全部为断开状态。因此,第一旁通开关55处于接通状态。此外,无法从供给路径91A、91B向信号处理电路部73、73供给电压,从而信号处理电路部71、73不能动作。因此,从信号处理电路部71、73向栅极驱动电路部61、63输入的信号处于低电平状态,从栅极驱动电路部61、63向S-MOS开关53A、S-SMR开关54A输入的栅极电压处于低电平状态。因此,S-MOS开关53A、S-SMR开关54A处于断开状态。
然而,分别从供给路径92A、92B向信号处理电路部72、74供给电压,使从控制部60向信号处理电路部72、74的断开指令延迟。此外,无法从供给路径91J向旁通继电器驱动判断部75供给电压,从而旁通继电器驱动判断部75不能动作。因此,从旁通继电器驱动判断部75向旁通开关56输入的电压处于低电平状态,常闭式旁通开关56成为接通状态。因此,在向S-MOS开关53B、S-SMR开关54B的断开状态的切换延迟的期间,旁通开关55、56处于接通状态,电压从铅蓄电池20经由旁通路径B1、B2向电负载43供给。
此外,当S-MOS开关53A、53B处于接通状态,S-SMR开关54A、54B处于断开状态时,电源生成部87发生故障的情况下,如下所示地动作。在上述情况下,无法从供给路径92A、92B向信号处理电路部72、74供给电压,从而信号处理电路部72、74不能动作。因此,从信号处理电路部72、74向栅极驱动电路部62、64输入的信号处于低电平状态,从栅极驱动电路部62、64向S-MOS开关53B、S-SMR开关54B输入的栅极电压处于低电平状态。因此,S-MOS开关53B、S-SMR开关54B处于断开状态。
然而,通过控制部60,使S-MOS开关53A的接通状态持续。因此,电压经由连接路径L1、S-MOS开关53A、连接路径L4及连接路径L6,从铅蓄电池20向电负载43供给。
以上详述的本实施方式具有以下优点。
·与铅蓄电池20和锂离子蓄电池30对应,具有通电路径11、12和通电路径13、14。因此,能在从铅蓄电池20向电负载43供给电压的状态和从锂离子蓄电池30向电负载43供给电压的状态之间进行切换。此外,即使在电源装置的一部分发生故障的情况下,也能经由通电路径11~14中的任一个向电负载43供给电压,能抑制向电负载43供给的电压下降。
·从多个电压供给部83~85向电压输出部88供给电压。因此,即使无法从一个电压供给部向电压输出部88供给电压,也能从其它电压供给部向电压输出部88供给电压。接着,从电压输出部88向电压输出部88A~88D供给电压。因此,能抑制向电压输出部88A~88D供给的电压下降,进而能抑制向栅极驱动电路部61~64供给的电压下降。此外,由于是将从多个电压供给部83~85供给的电压集中于电压输出部88,从电压输出部88向电压输出部88A~88D供给电压,因此,能简化电路结构。
·多个电压供给部83~85具有与共用的铅蓄电池20连接的电压供给部83、84。因此,即使在从共用的铅蓄电池20供给电压的情况下,也能形成多个电压供给部83、84。此外,从多个电压供给部83、84向电压输出部88供给电压,从而即使无法从一个电压供给部向电压输出部88供给电压,也能从其它电压供给部向电压输出部88供给电压。因此,即使在从共用的铅蓄电池20供给电压的情况下,也能抑制向电负载43供给的电压降低。
·多个电压供给部83、84分别通过连接器81、82与共用的铅蓄电池20连接。因此,即使在将铅蓄电池20与一个电压供给部连接的连接器发生连接不良的情况下,也能从连接器的连接良好即其它电压供给部向电压输出部88供给电压。因此,即使在一部分连接器发生连接不良的情况下,也能抑制向电负载43供给的电压降低。
·多个电压供给部83~85具有与不同蓄电池连接的多个电压供给部83、85(84、85)。因此,即使无法从一个蓄电池向电压供给部供给电压,也能从与不同蓄电池连接的电压供给部向电压输出部88供给电压。因此,即使无法从一部分的蓄电池供给电压,也能抑制向电负载43供给的电压降低。
·利用信号处理电路部71~74,分别使向栅极驱动电路部61~64的信号延迟。此外,利用供给路径91A~92B,分别向信号处理电路部71~74供给电压。因此,例如,即使在无法通过供给路径91A向信号处理电路部71供给电压,或者信号处理电路部71发生了故障的情况下,也能通过供给路径92A向信号处理电路部75供给电压,通过栅极驱动电路部62驱动S-MOS开关53B。因此,即使在使向各栅极驱动电路部61~64的信号延迟的信号处理电路部71~74中的一部分的信号处理电路部无法动作的情况下,也能抑制向电负载43供给的电压下降。
另外,也可以对上述实施方式进行以下变形并实施。对于与上述实施方式相同的部分,标注相同的符号并省略说明。
·也可以采用线束H1和连接路径L1不经由连接器81而直接连接的结构、线束H2和第一旁通路径B1不经由连接器82而直接连接的结构。
·图3所示的电源装置包括:控制部160A(第一控制部),上述控制部160A以电压供给作为条件而动作,对驱动电路161(第一驱动电路)和驱动电路163(第三驱动电路)进行控制;控制部160B(第二控制部),上述控制部160B以电压供给作为条件而动作,对驱动电路162(第二驱动电路)和驱动电路164(第四驱动电路)进行控制;供给路径91C(第一控制部供给路径),上述供给路径91C向控制部160A供给电压;以及供给路径92C(第二控制部供给路径),上述供给路径92C向控制部160B供给电压。另外,驱动电路161~164可以分别具有上述栅极驱动电路部61~64以及信号处理电路部71~74,也可以分别仅具有驱动电路部61~64。
根据上述结构,通过控制部160A控制驱动电路161、163,通过控制部160B控制驱动电路162、164。此外,通过供给路径91C向第一控制部供给电压,通过供给路径92C向控制部160B供给电压。因此,例如,即使在无法利用供给路径91C向控制部160A供给电压,或者控制部160A发生了故障的情况下,也能利用供给路径92C向控制部160B供给电压,利用控制部160B控制驱动电路162、164。因此,即使在对各驱动电路161~164进行控制的控制部160A、160B中的一部分的控制部无法动作的情况下,也能抑制向电负载43供给的电压下降。
·作为向图3的电源装置供给电压的电源,能采用图4所示的电源。铅蓄电池20(第一蓄电池)和锂离子蓄电池30(第二蓄电池)并联连接。此外,在铅蓄电池20和锂离子蓄电池30,通过二极管D并联连接有电源生成部86、87。二极管D的阳极分别与铅蓄电池20和锂离子蓄电池30连接,阴极与电源生成部86、87连接。在此,电源生成部86基于从铅蓄电池20和锂离子蓄电池30供给的电压而生成规定的电压,向供给路径91供给。电源生成部87基于从铅蓄电池20和锂离子蓄电池30供给的电压而生成规定的电压,向供给路径92供给。此外,如图3所示,供给路径91与分别向控制部160A、驱动电路161、163供给电压的供给路径91C、91D、91E连接。供给路径92与分别向控制部160B、驱动电路162、164供给电压的供给路径92C、92D、92E连接。
·作为向图3的电源装置供给电压的电源,也能采用图5所示的电源。在铅蓄电池20(第一蓄电池)以及锂离子蓄电池30(第二蓄电池),分别连接有电源生成部86、87。即,供给路径92(电源生成部87)与供给路径91(电源生成部86)独立地和锂离子蓄电池30连接。根据上述结构,供给路径91(91C、91D、91E)以及供给路径92(92C、92D、92E)独立地分别与铅蓄电池20和锂离子蓄电池30连接。因此,与供给路径91和供给路径92包括共用路径的结构相比,能抑制供给路径91和供给路径92同时断路等情况。因此,能进一步抑制向电负载43供给的电压降低。
此外,即使铅蓄电池20或者锂离子蓄电池30发生故障,也能经由供给路径91(91C、91D、91E)或者供给路径92(92C、92D、92E),向电负载43供给电压。此外,向电负载43供给电压的铅蓄电池20和锂离子蓄电池30也兼作分别向驱动电路161、163以及驱动电路162、164供给电压的蓄电池,因此,能有效地对现有的蓄电池20、30进行利用。
·在图2中,电压供给部83、84和电压供给部85分别与铅蓄电池20和锂离子蓄电池30连接。对此,也能采用不具有电压供给部85的结构,即不具有与不同蓄电池连接的独立电压供给部的结构。
·图6所示的电源装置包括:供给路径91F(第五供给路径),上述供给路径91F向驱动电路161(第一驱动电路)供给电压;供给路径91G(第六供给路径),上述供给路径91G向驱动电路162(第二驱动电路)供给电压;供给路径91H(第七供给路径),上述供给路径91H向驱动电路163(第三驱动电路)供给电压;以及供给路径91I(第八供给路径),上述供给路径91I向驱动电路164(第四驱动电路)供给电压。
根据上述结构,例如,除了通过电压输出部88A(第一供给路径)向驱动电路161供给电压以外,还通过供给路径91F向驱动电路161供给电压。即,从多个供给路径向驱动电路161供给电压。因此,例如,即使在无法从电压输出部88A向驱动电路161供给电压的情况下,也能从供给路径91F向驱动电路161供给电压,并通过驱动电路161驱动S-MOS开关53A(第一开关)。因此,即使在无法从向驱动电路161供给电压的多个供给路径中的一部分的供给路径供给电压的情况下,也能抑制驱动电路161不动作的情况。另外,对于驱动电路162~164也是同样的。
·上述实施方式和各变形例也能应用于如图7所示的、将仅来自一个铅蓄电池20(蓄电池)的电压向电负载43供给的电源装置。作为电源186,能采用图2的电压输出部88、供给路径91、电源生成部86、铅蓄电池20、通过IG开关与铅蓄电池20连接的IG电压输出部等任意电源。此外,作为电源187,能采用图2的电压输出部88、供给路径92、电源生成部87、锂离子蓄电池30、通过IG开关与锂离子电池30连接的IG电压输出部等任意电源。另外,作为电负载43,并不局限于定电压要求负载,也能采用一般的电负载。
·作为蓄电池,并不局限于铅蓄电池20和锂离子蓄电池30,也能采用NiH蓄电池等,还能将上述蓄电池任意组合来使用。此外,上述蓄电池供给的电压也不局限于12V,也可以适当供给其它的电压。
·也可以采用在图1中,在连接路径L3和连接路径L4之间,除了通电路径11、12以外,还并联连接有其它通电路径的结构。在上述情况下,在其它通电路径中,设置S-MOS开关,由与栅极驱动电路部61相同的驱动电路驱动。根据上述结构,能进一步抑制向电负载43供给的电压降低。
虽然根据实施例对本发明进行了记述,但是应当理解为本发明并不限定于上述实施例、结构。本发明也包含各种各样的变形例、等同范围内的变形。除此之外,各种各样的组合、方式、进一步包含有仅一个要素、一个以上或一个以下的其它组合、方式也属于本发明的范畴、思想范围。

Claims (11)

1.一种电源装置,包括第一蓄电池和第二蓄电池,将来自所述第一蓄电池和所述第二蓄电池的电压向电负载供给,
所述电源装置的特征在于,包括:
第一通电路径和第二通电路径,所述第一通电路径和第二通电路径在所述第一蓄电池与所述电负载之间并联连接;
第三通电路径和第四通电路径,所述第三通电路径和第四通电路径在所述第二蓄电池与所述电负载之间并联连接;
第一开关,所述第一开关导通、切断所述第一通电路径;
第二开关,所述第二开关导通、切断所述第二通电路径;
第三开关,所述第三开关导通、切断所述第三通电路径;
第四开关,所述第四开关导通、切断所述第四通电路径;
第一驱动电路,所述第一驱动电路以供给有电压作为条件而动作,驱动所述第一开关;
第二驱动电路,所述第二驱动电路以供给有电压作为条件而动作,在通过所述第一驱动电路将所述第一开关驱动为导通状态的情况下,将所述第二开关驱动为导通状态;
第三驱动电路,所述第三驱动电路以供给有电压作为条件而动作,驱动所述第三开关;
第四驱动电路,所述第四驱动电路以供给有电压作为条件而动作,在通过所述第三驱动电路将所述第三开关驱动为导通状态的情况下,将所述第四开关驱动为导通状态;
第一供给路径,所述第一供给路径向所述第一驱动电路供给电压;
第二供给路径,所述第二供给路径向所述第二驱动电路供给电压;
第三供给路径,所述第三供给路径向所述第三驱动电路供给电压;以及
第四供给路径,所述第四供给路径向所述第四驱动电路供给电压,
所述第一蓄电池和所述第二蓄电池与所述电负载并联连接。
2.如权利要求1所述的电源装置,其特征在于,
从多个电压供给部向电压输出部供给电压,从所述电压输出部向所述第一供给路径、所述第二供给路径、所述第三供给路径及所述第四供给路径供给电压。
3.如权利要求2所述的电源装置,其特征在于,
所述多个电压供给部包括与共用的蓄电池连接的多个共用电压供给部。
4.如权利要求3所述的电源装置,其特征在于,
所述多个共用电压供给部通过连接器分别与所述共用的蓄电池连接。
5.如权利要求2~4中任一项所述的电源装置,其特征在于,
所述多个电压供给部包括与不同的蓄电池连接的多个独立电压供给部。
6.如权利要求1所述的电源装置,其特征在于,
从所述第一蓄电池向所述第一供给路径和所述第三供给路径供给电压,
从所述第二蓄电池向所述第二供给路径和所述第四供给路径供给电压。
7.如权利要求1~4中任一项所述的电源装置,其特征在于,包括:
第一控制部,所述第一控制部以供给有电压作为条件而动作,对所述第一驱动电路进行控制;
第二控制部,所述第二控制部以供给有电压作为条件而动作,对所述第二驱动电路进行控制;
第一控制部供给路径,所述第一控制部供给路径向所述第一控制部供给电压;以及
第二控制部供给路径,所述第二控制部供给路径向所述第二控制部供给电压。
8.如权利要求1、2、6中任一项所述的电源装置,其特征在于,包括:
第一控制部,所述第一控制部以供给有电压作为条件而动作,对所述第一驱动电路和所述第三驱动电路进行控制;
第二控制部,所述第二控制部以供给有电压作为条件而动作,对所述第二驱动电路和所述第四驱动电路进行控制;
第一控制部供给路径,所述第一控制部供给路径向所述第一控制部供给电压;以及
第二控制部供给路径,所述第二控制部供给路径向所述第二控制部供给电压。
9.如权利要求1~4中任一项所述的电源装置,其特征在于,包括:
第五供给路径,所述第五供给路径向所述第一驱动电路供给电压;以及
第六供给路径,所述第六供给路径向所述第二驱动电路供给电压。
10.如权利要求1、2、6中任一项所述的电源装置,其特征在于,包括:
第五供给路径,所述第五供给路径向所述第一驱动电路供给电压;
第六供给路径,所述第六供给路径向所述第二驱动电路供给电压;
第七供给路径,所述第七供给路径向所述第三驱动电路供给电压;以及
第八供给路径,所述第八供给路径向所述第四驱动电路供给电压。
11.如权利要求1、2、6中任一项所述的电源装置,其特征在于,包括:
第一延迟电路,所述第一延迟电路以供给有电压作为条件而动作,使向所述第一驱动电路的信号延迟;
第二延迟电路,所述第二延迟电路以供给有电压作为条件而动作,使向所述第二驱动电路的信号延迟;
第三延迟电路,所述第三延迟电路以供给有电压作为条件而动作,使向所述第三驱动电路的信号延迟;
第四延迟电路,所述第四延迟电路以供给有电压作为条件而动作,使向所述第四驱动电路的信号延迟;
第一延迟电路供给路径,所述第一延迟电路供给路径向所述第一延迟电路供给电压;
第二延迟电路供给路径,所述第二延迟电路供给路径向所述第二延迟电路供给电压;
第三延迟电路供给路径,所述第三延迟电路供给路径向所述第三延迟电路供给电压;以及
第四延迟电路供给路径,所述第四延迟电路供给路径向所述第四延迟电路供给电压。
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