CN110176751B - 供电控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供供电控制装置，能够根据开关的电流输入端的电压值而适当地将开关切换成断开。在供电控制装置中，在从蓄电池流来的电流的第一电流路径中设置有开关(20)。第一比较器(42)对被输入电流的开关(20)的电流输入端的电压值与电压阈值进行比较。在电流输入端的电压值低于电压阈值的情况下，驱动电路(40)将开关(20)切换成断开。蓄电池经由第二电流路径而将电力供给到使车辆的发动机起动的起动机。电压阈值低于蓄电池将电力供给到起动机的情况下的开关(20)的电流输入端的电压值。

Description

供电控制装置

技术领域

本发明涉及一种供电控制装置。

背景技术

在车辆中，搭载有通过将设置于从直流电源流到负载的电流路径的开关切换成接通或断开来控制向负载的供电的供电控制装置(例如，参照专利文献1)。专利文献1所记载的供电控制装置具备IPD(Intelligent Power Device：智能功率器件)，在IPD内设置有开关。对IPD输入指示向接通或断开切换的控制信号。在IPD内，依照控制信号的指示，将开关切换成接通或断开。

IPD具有GND端子。开关具有被输入电流的电流输入端及被输出电流的电流输出端。在IPD内，在以GND端子的电位为基准的开关的电流输入端的电压值低于电压阈值的情况下，无论控制信号的指示如何，都将开关切换成断开。

直流电源的负极接地。直流电源的正极连接于起动机及开关的电流输入端。在直流电源供给电力的情况下，在直流电源内，经由内部电阻而输出电流。在使发动机起动的起动机工作的情况下，直流电源不经由IPD地将电力供给到起动机。从直流电源流到起动机的电流的电流值大，所以，在内部电阻产生大的压降。因此，在电流从直流电源的正极流到起动机的情况下，以接地电位为基准的直流电源的输出电压值降低，以接地电位为基准的开关的电流输入端的电压值降低。

在GND端子的电位是接地电位的情况下，在起动机工作时，以GND端子的电位为基准的开关的电流输入端的电压值低于电压阈值，在IPD内，有可能将开关切换成断开。在开关切换成断开的情况下，向负载的供电停止，负载停止动作。

然而，负载即使在起动机工作的期间内，也有可能被要求工作。

因此，在专利文献1所记载的供电控制装置中，为了防止由于起动机的工作而负载停止动作，在以接地电位为基准的开关的电流输入端的电压值降低的情况下，使GND端子的电位降低到低于接地电位的电位。由此，在IPD内，即使当在将开关维持成接通的状态下起动机工作的情况下，以GND端子为基准的开关的电流输入端的电压值也不低于电压阈值。其结果，开关维持成接通，继续进行从直流电源向负载的供电。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017－19363号公报

然而，在专利文献1所记载的供电控制装置中，即使在由于与起动机的工作不同的原因而直流电源的输出电压值降低的情况下，GND端子的电位也降低，在IPD内，将开关维持成接通。例如，假定为在开关接通的状态下，负载的两端短路，开关的电流输出端的电位变成接地电位。在该情况下，也与起动机工作的情况同样地，从直流电源流来大电流，直流电源的输出电压值降低。

在这里，大电流不流到起动机，而是经由开关流过。在开关是FET(Field EffectTransistor：场效应晶体管)或双极型晶体管等半导体开关的情况下，由于开关的接通电阻而产生大的热。由此，开关的温度成为设想温度以上，开关有可能故障。因此，在由于负载的两端的短路而直流电源的输出电压值降低的情况下，需要将开关切换成断开。因此，对于专利文献1所记载的供电控制装置，存在无法根据开关的电流输入端的电压值而适当地将开关切换成断开这样的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述情形而完成的，其目的在于，提供一种能够根据开关的电流输入端的电压值而适当地将开关切换成断开的供电控制装置。

本发明的一个方式涉及一种供电控制装置，具备：开关，设置于从直流电源流来的电流的第一电流路径；比较部，对被输入电流的所述开关的电流输入端的电压值与电压阈值进行比较；及切换部，在由所述比较部表示出所述电流输入端的电压值低于所述电压阈值的情况下，将所述开关切换成断开，所述直流电源经由第二电流路径而将电力供给到使车辆的发动机起动的起动机，所述电压阈值低于所述直流电源将电力供给到所述起动机的情况下的所述电流输入端的电压值。

发明效果

根据上述方式，能够根据开关的电流输入端的电压值而适当地将开关切换成断开。

附图说明

图1是示出本实施方式中的电源系统的主要部分结构的框图。

图2是示出供电控制装置的主要部分结构的框图。

图3是示出驱动机的主要部分结构的框图。

图4是用于说明与起动机的动作相应的设备电位电压值的变动的时序图。

图5是用于说明与起动机的动作相应的输入电压值的变动的时序图。

图6是示出设备电位与接地电位一致的情况下的驱动机的动作的时序图。

图7是用于说明负载的两端短路的情况下的设备电位电压值的变动的时序图。

图8是示出负载的两端短路的情况下的驱动机的动作的时序图。

附图标记说明

1 电源系统

10 蓄电池(直流电源)

11 起动机

12 供电控制装置

13 负载

20 开关

21 驱动机

22 微型机

30 输出部

31、32 输入部

33 A/D转换部

34 存储部

35 控制部

36 内部总线

40 驱动电路(切换部)

41 AND电路

42 第一比较器(比较部)

43 第二比较器(第二比较部)

44 锁存电路

45 第一滤波器电路

46 第二滤波器电路

47 电源电路

48 第一电压源

49 第二电压源

50 电流输出电路

100 车辆

A1 存储介质

C1 第一电容器

C2 第二电容器

Cd、Cs 寄生电容

E1 发动机

P1 计算机程序

R1 第一电阻

R2 第二电阻

R3 第三电阻。

具体实施方式

[本发明的实施方式的说明]

首先，列举本发明的实施方式来说明。也可以将以下记载的实施方式的至少一部分任意地组合。

(1)本发明的一个方式涉及一种供电控制装置，具备：开关，设置于从直流电源流来的电流的第一电流路径；比较部，对被输入电流的所述开关的电流输入端的电压值与电压阈值进行比较；及切换部，在由所述比较部表示出所述电流输入端的电压值低于所述电压阈值的情况下，将所述开关切换成断开，所述直流电源经由第二电流路径而将电力供给到使车辆的发动机起动的起动机，所述电压阈值低于所述直流电源将电力供给到所述起动机的情况下的所述电流输入端的电压值。

在上述一个方式中，电压阈值低于直流电源将电力供给到起动机的情况下的开关的电流输入端的电压值。因此，在起动机工作的情况下，开关的电流输入端的电压值不低于电压阈值。因此，不会由于起动机的工作而将开关错误地切换成断开。另外，在经由开关流过大电流而开关的电流输入端的电压值低于电压阈值的情况下，开关切换成断开，切断经由开关的通电。

如上所述，根据开关的电流输入端的电压值而适当地将开关切换成断开。

(2)在本发明的一个方式的供电控制装置中，具备：电容器，一端连接于所述开关的所述电流输入端；电阻，一端连接于所述电容器的另一端；及直流的电压源，负极连接于所述电容器和电阻之间的连接节点，所述电压阈值是所述电压源的正极的电压值，在由所述比较部在预定期间以上连续地表示出所述电流输入端的电压值低于所述电压阈值的情况下，所述切换部将所述开关切换成断开。

在上述一个方式中，在开关的电流输入端的电压值低于电压阈值的状态在预定期间内持续的情况下，将开关切换成断开。因此，即使由于干扰噪声而开关的电流输入端的电压值临时地低于电压阈值，开关也不切换成断开。

例如，负载的一端连接于输出电流的开关的电流输出端，负载及电阻的另一端接地。另外，假定为装置的结构是在开关的电流输入端的电压值低于恒定电压值的情况下停止向切换部供电的结构。恒定电压值低于电压阈值。电流从直流电源依次流过电容器及电阻，对电容器预先充电。

在负载的两端短路的情况下，电容器经由开关放电，连接节点的电位降低到低于接地电位的电位。与电容器蓄积的电力降低一起，流过电阻的电流的电流值降低，连接节点的电位返回到接地电位。因此，开关的电流输入端的电压值缓缓地降低。其结果，在负载的两端短路的情况下，开关的电流输入端的电压值连续地低于电压阈值的期间到达预定期间之前，向切换部的供电不停止。切换部将开关可靠地切换成断开。

(3)在本发明的一个方式的供电控制装置中，具备对所述切换部进行供电的电源电路，在所述开关的所述电流输入端的电压值低于预定电压值的情况下，所述电源电路停止向所述切换部供电，所述预定电压值低于所述电压阈值。

在上述一个方式中，在开关的电流输入端的电压值低于预定电压值的情况下，电源电路停止向切换部供电，切换部停止动作。如上所述，开关的电流输入端的电压值缓缓地降低。因此，在负载的两端短路的情况下，在电源电路停止向切换部供电之前，切换部将开关可靠地切换成断开。

(4)在本发明的一个方式的供电控制装置中，具备：第二电阻，一端连接于所述连接节点；电流输出电路，将在经由所述开关流过的电流的电流值上升的情况下电流值上升的电流输出到所述第二电阻的另一端；直流的第二电压源，负极连接于所述连接节点；及第二比较部，对所述第二电阻的另一端的电压值与所述第二电压源的正极的电压值进行比较，在由所述第二比较部表示出所述第二电阻的另一端的电压值超过所述第二电压源的正极的电压值的情况下，所述切换部将所述开关切换成断开。

在上述一个方式中，例如在电阻的另一端接地的情况下，在电容器放电时，如上所述，连接节点的电位低于接地电位。然而，第二电阻的一端与第二电压源的负极连接于连接节点，所以，无论以接地电位为基准的连接节点的电压值多少，都对第二电阻的另一端的电压值与第二电压源的正极的电压值适当地进行比较。

[本发明的实施方式的详细内容]

下面，参照附图，说明本发明的实施方式的电源系统的具体例。此外，本发明不限定于这些示例，通过权利要求书来表示，旨在包括与权利要求书等同的含义及范围内的全部变更。

图1是示出本实施方式中的电源系统1的主要部分结构的框图。电源系统1搭载于车辆100。在车辆100中，还搭载有产生车辆100的行驶所需的动力的发动机E1。电源系统1具备蓄电池10、起动机11、供电控制装置12及负载13。蓄电池10是直流电源。蓄电池10的正极连接于起动机11及供电控制装置12的一端。供电控制装置12的另一端连接于负载13的一端。蓄电池10的负极及起动机11和负载13的另一端接地。

蓄电池10将电力供给到起动机11，并且经由供电控制装置12将电力供给到负载13。此时，电流从蓄电池10的正极流到起动机11。该电流路径相当于第二电流路径，蓄电池10经由第二电流路径将电力供给到起动机11。

起动机11是使发动机E1起动的马达，利用蓄积于蓄电池10的电力来工作。在蓄电池10中，经由未图示的内部电阻输出电压。在电流经由内部电阻流过的情况下，在内部电阻处产生压降。经由内部电阻流过的电流的电流值越大，则压降的幅度越大。压降的幅度越大，则蓄电池10的输出电压值越低。在起动机11工作的期间内，从蓄电池10流到起动机11的电流的电流值大。因此，在起动机11工作的期间内，蓄电池10的输出电压值低。

负载13是电气设备。在将电力供给到负载13的情况下，负载13工作。在向负载13的供电停止的情况下，负载13停止动作。从蓄电池10流到负载13的电流的电流值小。因此，即使在负载13工作的情况下，蓄电池10的输出电压值也几乎不降低。

对供电控制装置12输入指示负载13工作的工作信号及指示负载13的动作停止的停止信号。供电控制装置12在被输入了工作信号的情况下，将蓄电池10的正极与负载13的一端电连接。由此，蓄电池10对负载13供给电力，负载13工作。供电控制装置12在被输入了停止信号的情况下，切断蓄电池10和负载13之间的电连接。由此，从蓄电池10向负载13的供电停止，负载13停止动作。

图2是示出供电控制装置12的主要部分结构的框图。供电控制装置12具有开关20、驱动机21、微型计算机(下面称为微型机)22、第一电容器C1、第二电容器C2、分流电阻Rs、第一电阻R1、第二电阻R2及第三电阻R3。

开关20是N沟道型的FET。在制造开关20的情况下，形成寄生电容Cd、Cs。寄生电容Cd连接于开关20的漏极和栅极之间。寄生电容Cs连接于开关20的源极和栅极之间。

微型机22具有输出部30、输入部31、32、A/D转换部33、存储部34及控制部35。

开关20的漏极连接于蓄电池10的正极。开关20的源极连接于分流电阻Rs的一端。分流电阻Rs的另一端连接于负载13的一端。开关20的源极、开关20的栅极及分流电阻Rs的一端和另一端连接于驱动机21。第一电容器C1的一端还连接于开关20的漏极。将第一电阻R1的一端连接于第一电容器C1的另一端。第一电阻R1的另一端接地。

将驱动机21和第二电阻R2的一端连接于第一电容器C1和第一电阻R1之间的连接节点。第二电阻R2的另一端连接于驱动机21和第三电阻R3的一端。驱动机21还连接于微型机22的输出部30。第三电阻R3的另一端连接于微型机22的输入部31和第二电容器C2的一端。第二电容器C2的另一端接地。

在微型机22内，输入部31还连接于A/D转换部33。输出部30、输入部32、A/D转换部33、存储部34及控制部35连接于内部总线36。

下面，将第一电容器C1的另一端和第一电阻R1的一端之间的连接节点的电位记载为设备电位。将以接地电位为基准的该连接节点的电压值记载为设备电位电压值。在图2中，用Vn表示设备电位电压值。

在开关20中，以源极的电位为基准的栅极的电压值越高，则漏极和栅极之间的电阻值越小。关于开关20，在以源极的电位为基准的栅极的电压值为恒定的接通电压值以上的情况下，漏极和源极之间的电阻充分小，电流能够经由漏极及源极流过。此时，开关20接通。关于开关20，在以源极的电位为基准的栅极的电压值低于恒定的断开电压值的情况下，漏极和源极之间的电阻值充分大，电流不经由漏极及源极流过。此时，开关20断开。接通电压值高于断开电压值。

在开关20切换成接通的情况下，对蓄电池10的正极与负载13的一端进行电连接，蓄电池10将电力供给到负载13。此时，电流从蓄电池10的正极依次流过开关20、分流电阻Rs及负载13。该电流路径相当于第一电流路径，将开关20设置于第一电流路径。在开关20中，使电流输入到漏极，使电流从源极输出。开关20的漏极相当于电流输入端。开关20的源极相当于电流输出端。

在开关20切换成断开的情况下，切断蓄电池10的正极和负载13的一端之间的电连接，从蓄电池10向负载13的供电停止。

微型机22的输出部30将高电平电压或低电平电压输出到驱动机21。输出部30依照控制部35的指示，将输出到驱动机21的电压切换成高电平电压或低电平电压。

在以设备电位为基准的开关20的源极的电压值满足电压条件、并且流过分流电阻Rs的电流的电流值满足电流条件的情况下，驱动机21根据输出部30输出的电压，将开关20切换成接通或断开。

下面，将以设备电位为基准的开关20的漏极的电压值记载为输入电压值，将经由开关20及分流电阻Rs流过的电流的电流值记载为开关电流值。

电压条件是输入电压值为第一电压阈值以上、或输入电压值连续地低于第一电压阈值的期间低于恒定的第一基准期间。

电流条件是开关电流值为电流阈值以下、或开关电流值连续地超过电流阈值的期间低于恒定的第二基准期间。

在输入电压值及开关电流值分别满足电压条件及电流条件的情况下，在将输出部30输出到驱动机21的电压从低电平电压切换成高电平电压时，驱动机21将开关20切换成接通。具体来说，驱动机21切断开关20的栅极和第一电阻R1的一端之间的电连接，使以设备电位为基准的开关20的源极的电压升压到预先设定的目标电压。驱动机21将升压后的电压输出到开关20的栅极。由此，对寄生电容Cs、Cd进行充电，在开关20中，以源极的电位为基准的栅极的电压成为接通电压以上。其结果，开关20切换成接通。

在同样的情况下，在将输出部30输出到驱动机21的电压从高电平电压切换成低电平电压时，驱动机21将开关20切换成断开。具体来说，驱动机21使升压停止，将开关20的栅极和第一电阻R1的一端电连接。由此，寄生电容Cd、Cs放电。此时，电流从寄生电容Cd、Cs各自的栅极侧的一端依次流过驱动机21及第一电阻R1。由于寄生电容Cd、Cs的放电，在开关20中，以源极的电位为基准的栅极的电压低于断开电压。其结果，开关20切换成断开。

在输入电压值不再满足电压条件的情况下，即在输入电压值连续地低于第一电压阈值的期间为第一基准期间以上的情况下，驱动机21如上所述将开关20切换成断开。其后，无论输出部30输出的电压、输入电压值及开关电流值多少，驱动机21都将开关20维持成断开。

在开关电流值不再满足电流条件的情况下，即在开关电流值连续地超过电流阈值的期间为第二基准期间以上的情况下，驱动机21如上所述将开关20切换成断开。其后，无论输出部30输出的电压、开关电流值及输入电压值多少，驱动机21都将开关20维持成断开。

驱动机21将电流输出到第二电阻R2的另一端。驱动机21所输出的电流依次流过第二电阻R2及第一电阻R1。驱动机21输出的电流的电流值与将开关电流值除以预定数、例如1000而计算出的值大致一致。将以接地电位为基准的第二电阻R2的另一端的电压经由第三电阻R3施加到第二电容器C2，第二电容器C2使所施加的电压平滑。将第二电容器C2平滑后的电压的模拟的电压值输入到输入部31。

第二电阻R2的电阻值充分大于第一电阻R1的电阻值，例如为第一电阻R1的电阻值的100倍以上。因此，以接地电位为基准的第二电阻R2的另一端的电压值与第二电阻R2的两端间的电压值大致一致，施加到第二电容器C2的电压与第二电阻R2的两端间的电压值大致一致。

输入部31将所输入的模拟的电压值输出到A/D转换部33。A/D转换部33将从输入部31输入的模拟的电压值转换成数字的电压值。A/D转换部33转换而得到的数字的电压值由控制部35从A/D转换部33取得。

将工作信号及停止信号输入到输入部32。输入部32在被输入了工作信号或停止信号的情况下，将所输入的信号通知给控制部35。

存储部34是非易失性存储器。在存储部34中存储有计算机程序P1。控制部35具有一个或多个未图示的CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)。控制部35具有的一个或多个CPU通过执行计算机程序P1，从而执行控制向负载13的供电的供电控制处理。计算机程序P1用于使控制部35具有的一个或多个CPU执行供电控制处理。

此外，计算机程序P1也可以以控制部35具有的一个或多个CPU能够读取的方式存储于存储介质A1中。在该情况下，将通过未图示的读出装置从存储介质A1读出的计算机程序P1存储到存储部34中。存储介质A1是光盘、软盘、磁盘、磁光盘或半导体存储器等。光盘是CD(Compact Disc)－ROM(Read Only Memory：只读存储器)、DVD(Digital VersatileDisc：数字化通用磁盘)－ROM、或BD(Blu-ray(注册商标)Disc)等。磁盘例如是硬盘。另外，也可以从连接于未图示的通信网的未图示的外部装置下载计算机程序P1，将所下载的计算机程序P1存储到存储部34中。

控制部35周期性地执行供电控制处理。在供电控制处理中，首先，控制部35判定是否将工作信号输入到输入部32。控制部35在判定为输入了工作信号的情况下，指示输出部30将输出到驱动机21的电压切换成高电平电压。在该情况下，在输入电压值及开关电流值分别满足电压条件及电流条件时，驱动机21将开关20切换成接通，蓄电池10对负载13供给电力，负载13工作。

控制部35在判定为未输入工作信号的情况下，判定是否将停止信号输入到输入部32。控制部35在判定为输入了停止信号的情况下，指示输出部30将输出到驱动机21的电压切换成低电平电压。由此，驱动机21将开关20切换成断开，向负载13的供电停止，负载13停止动作。

控制部35在指示输出部30将输出到驱动机21的电压切换成高电平电压或低电平电压之后，或在判定为未输入停止信号的情况下，从A/D转换部33取得电压值。控制部35基于所取得的电压值，计算将蓄电池10的正极与负载13的一端连接的电线的电线温度。

接下来，控制部35判定所计算出的电线温度是否为恒定的温度阈值以上。控制部35在判定为所计算出的电线温度为温度阈值以上的情况下，无论输入到输入部32的信号如何，都指示输出部30将输出到驱动机21的电压切换成低电平电压。由此，驱动机21将开关20切换成断开，向负载13的供电停止。其后，控制部35结束供电控制处理。

控制部35在判定为电线温度为温度阈值以上而结束供电控制处理的情况下，例如从结束供电控制处理起直至将停止信号及工作信号按该顺序输入到输入部32为止，不执行供电控制处理，将开关20维持成断开。

控制部35在判定为所计算出的电线温度低于温度阈值的情况下，结束供电控制处理。在该情况下，在接下来的周期到来时，控制部35再次执行供电控制处理。

如上所述，微型机22基于输入到输入部32的信号及所计算出的电线温度，将输出到驱动机21的电压切换成高电平电压或低电平电压，控制向负载13的供电。

驱动机21如上所述在输入电压值及开关电流值分别满足电压条件及电流条件的情况下，根据微型机22的输出部30输出的电压，将开关20切换成接通或断开。在输入电压值不再满足电压条件、或开关电流值不再满足电流条件的情况下，无论输出部30输出的电压多少，都将开关20切换成断开。下面，详细说明驱动机21。

图3是示出驱动机21的主要部分结构的框图。驱动机21具有驱动电路40、AND电路41、第一比较器42、第二比较器43、锁存电路44、第一滤波器电路45、第二滤波器电路46、电源电路47、直流的第一电压源48、直流的第二电压源49及电流输出电路50。AND电路41具有2个输入端及1个输出端。第一比较器42及第二比较器43分别具有正端、负端及输出端。

将驱动电路40连接于开关20的栅极。AND电路41的输出端还连接于驱动电路40。将微型机22的输出部30连接于AND电路41的一个输入端。将锁存电路44连接于AND电路41的另一个输入端。进一步地，将第一滤波器电路45及第二滤波器电路46分别连接于锁存电路44。第一比较器42的输出端还连接于第一滤波器电路45。第一比较器42的正端连接于开关20的漏极。

开关20的漏极还连接于驱动电路40及电源电路47。驱动电路40及电源电路47还连接于第一电容器C1和第一电阻R1之间的连接节点。第一比较器42的负端连接于第一电压源48的正极。第一电压源48的负极连接于第一电容器C1和第一电阻R1之间的连接节点。

第二滤波器电路46还连接于第二比较器43的输出端。第二比较器43的正端连接于第二电压源49的正极。第二电压源49的负极连接于第一电容器C1和第一电阻R1之间的连接节点。第二比较器43的负端连接于电流输出电路50。第二比较器43和电流输出电路50之间的连接节点连接于第二电阻R2的另一端。电流输出电路50还分别连接于分流电阻Rs的一端及另一端。

微型机22的输出部30将高电平电压或低电平电压输出到AND电路41的一个输入端。锁存电路44将高电平电压或低电平电压输出到AND电路41的另一个输入端。在锁存电路44输出高电平电压的情况下，AND电路41将输出部30输出的电压直接从输出端输出到驱动电路40。在锁存电路44输出低电平电压的情况下，无论输出部30输出的电压多少，AND电路41都将低电平电压从输出端输出到驱动电路40。

在AND电路41输出的电压从低电平电压切换成高电平电压的情况下，驱动电路40切断开关20的栅极和第一电阻R1的一端之间的电连接，使以设备电位为基准的开关20的源极的电压升压到目标电压。驱动电路40将升压后的电压输出到开关20的栅极。由此，对寄生电容Cs、Cd进行充电，在开关20中，以源极的电位为基准的栅极的电压成为接通电压以上。其结果，开关20切换成接通。

在AND电路41输出的电压从高电平电压切换成低电平电压的情况下，驱动电路40使升压停止，将开关20的栅极与第一电阻R1的一端电连接。由此，寄生电容Cd、Cs放电。此时，电流从寄生电容Cd、Cs各自的栅极侧的一端依次流过驱动电路40及第一电阻R1。由于寄生电容Cd、Cs的放电，在开关20中，以源极的电位为基准的栅极的电压低于断开电压。其结果，开关20切换成断开。

锁存电路44在输入电压值及开关电流值分别满足电压条件及电流条件的情况下，输出高电平电压。在锁存电路44输出高电平电压的情况下，驱动电路40根据微型机22的输出部30输出的电压，将开关20切换成接通或断开。锁存电路44在输入电压值不再满足电压条件、或开关电流值不再满足电流条件的情况下，输出低电平电压。此时，无论微型机22的输出部30输出的电压多少，AND电路41都输出低电平电压，驱动电路40将开关20切换成断开。

第一比较器42对输入电压值与以设备电位为基准的第一电压源48的正极的电压值进行比较。第一比较器42在输入电压值为以设备电位为基准的第一电压源48的正极的电压值以上的情况下，从输出端将高电平电压输出到第一滤波器电路45。如上所述，输入电压值是以设备电位为基准的开关20的漏极的电压值。以设备电位为基准的第一电压源48的正极的电压值、即第一电压源48的两端间的电压值是第一电压阈值。第一比较器42作为比较部发挥功能。

第一比较器42在输入电压值低于第一电压阈值的情况下，从输出端将低电平电压输出到第一滤波器电路45。

第一滤波器电路45在第一比较器42输出高电平电压的情况下，或在第一比较器42连续输出低电平电压的期间低于第一基准期间的情况下，将高电平电压输出到锁存电路44。第一滤波器电路45在第一比较器42连续输出低电平电压的期间为第一基准期间以上的情况下，将输出到锁存电路44的电压切换成低电平电压。其后，在第一比较器42输出的电压从低电平电压切换成高电平电压的情况下，第一滤波器电路45将输出到锁存电路44的电压从低电平电压切换成高电平电压。第一基准期间例如是几百μs。

如上所述，在输入电压值满足电压条件的情况下，第一滤波器电路45输出高电平电压，在输入电压值不再满足电压条件的情况下，第一滤波器电路45输出低电平电压。

电流输出电路50将电流输出到第二电阻R2的另一端。电流输出电路50所输出的电流依次流过第二电阻R2及第一电阻R1。用Is及N分别表示开关电流值及上述预定数。电流输出电路50输出的电流的电流值用Is/N表示。该电流值在开关电流值上升的情况下上升。如上所述，预定数N例如是1000。用r2表示第二电阻R2的电阻值。此时，以设备电位为基准的第二电阻R2的另一端的电压值用(r2·Is)/N表示。在这里，“·”表示积。

第二比较器43对以设备电位为基准的第二电阻R2的另一端的电压值即(r2·Is)/N与以设备电位为基准的第二电压源49的正极的电压值即第二电压源49的两端间的电压值进行比较。将第二电压源49的两端间的电压值记载为第二电压阈值Vr2。第二电压阈值Vr2是恒定值。在开关电流值Is满足Vr2≥(r2·Is)/N、即Is≤(Vr2·N)/r2的情况下，第二比较器43从输出端将高电平电压输出到第二滤波器电路46。第二比较器43作为第二比较部发挥功能。

在开关电流值Is满足Vr2＜(r2·Is)/N、即Is＞(Vr2·N)/r2的情况下，第二比较器43从输出端将低电平电压输出到第二滤波器电路46。上述电流阈值用(Vr2·N)/r2表示。

在供电控制装置12中，如上所述，第二电阻R2的一端与第二电压源49的负极连接于第一电容器C1和第一电阻R1之间的连接节点。因此，无论设备电位电压值多少，第二比较器43都对以设备电位为基准的第二电阻R2的另一端的电压值与以设备电位为基准的第二电压源49的正极的电压值适当地进行比较。

第二滤波器电路46在第二比较器43输出高电平电压的情况下，或在第二比较器43连续输出低电平电压的期间低于第二基准期间的情况下，将高电平电压输出到锁存电路44。第二滤波器电路46在第二比较器43连续输出低电平电压的期间为第二基准期间以上的情况下，将输出到锁存电路44的电压切换成低电平电压。其后，在第二比较器43输出的电压从低电平电压切换成高电平电压的情况下，第二滤波器电路46将输出到锁存电路44的电压从低电平电压切换成高电平电压。第二基准期间是几百μs。

如上所述，在开关电流值满足电流条件的情况下，第二滤波器电路46输出高电平电压，在开关电流值不再满足电流条件的情况下，第二滤波器电路46输出低电平电压。

在第一滤波器电路45及第二滤波器电路46这两者将高电平电压输出到锁存电路44的情况下，即在输入电压值及开关电流值分别满足电压条件及电流条件的情况下，锁存电路44将高电平电压输出到AND电路41。在该情况下，如上所述，AND电路41将微型机22的输出部30输出的电压直接输出到驱动电路40，驱动电路40根据输出部30输出的电压，将开关20切换成接通或断开。

在第一滤波器电路45及第二滤波器电路46中的至少一方输出了低电平电压的情况下，即在输入电压值不再满足电压条件、或开关电流值不再满足电流条件的情况下，锁存电路44将输出到AND电路41的电压切换成低电平电压。在该情况下，如上所述，无论输出部30输出的电压多少，AND电路41都输出低电平电压，驱动电路40将开关20切换成断开。驱动电路40作为切换部发挥功能。

锁存电路44在将输出到AND电路41的电压切换成低电平电压之后，无论第一滤波器电路45及第二滤波器电路46输出的电压多少，都持续将低电平电压输出到AND电路41。

即使在由于干扰噪声而输入电压值临时地低于第一电压阈值、并且第一比较器42输出了低电平电压的情况下，第一滤波器电路45也持续输出高电平电压。另外，即使在由于干扰噪声而开关电流值临时地超过电流阈值、并且第二比较器43输出了低电平电压的情况下，第二滤波器电路46也持续输出高电平电压。因此，不会由于临时的输入电压值的降低或临时的开关电流值的上升而驱动电路40将开关20切换成断开。

此外，电流输出电路50输出到第二电阻R2的另一端的电流的电流值受蓄电池10的输出电压值限制。因此，以接地电位为基准的第二电阻R2的另一端的电压值低于蓄电池10的输出电压，不为蓄电池10的输出电压值以上。因此，在蓄电池10的输出电压值低的情况下，第二电阻R2的两端间的电压值所表示的开关电流值有可能小于实际的开关电流值。其结果，尽管开关电流值超过电流阈值，第二比较器43仍有可能将高电平电压输出到第二滤波器电路46。

例如，在从由于负载的两端的短路而蓄电池10的输出电压降低起经过第二基准时间之前，在蓄电池10的输出电压充分地降低的情况下，第二比较器43无法在第二基准时间内连续输出低电平电压。因此，第二滤波器电路46不输出高电平电压，保护开关20免受过电流影响的功能停止。

蓄电池10将电力供给到电源电路47。电源电路47连接于驱动电路40、AND电路41、第一比较器42、第二比较器43、锁存电路44、第一滤波器电路45、第二滤波器电路46及电流输出电路50。由于附图会变得复杂，所以，在图3中省略它们的连接线的记载。

电源电路47监视输入电压值。电源电路47在输入电压值为预先设定的切断电压值以上的情况下，将电力供给到驱动电路40、AND电路41、第一比较器42、第二比较器43、锁存电路44、第一滤波器电路45、第二滤波器电路46及电流输出电路50。这些结构部利用从电源电路47供给的电力来工作。

电源电路47在输入电压值低于切断电压值的情况下，认为驱动机21的动作有可能变得不稳定，停止向驱动电路40、AND电路41、第一比较器42、第二比较器43、锁存电路44、第一滤波器电路45、第二滤波器电路46及电流输出电路50供电。由此，这些结构部停止动作。

第一电压阈值及切断电压值是以设备电位为基准的电压值，切断电压值低于第一电压阈值。

下面，说明驱动机21的动作。

图4是用于说明与起动机11的动作相应的设备电位电压值的变动的时序图。设备电位电压值如上所述是以接地电位为基准的连接节点的电压值。该连接节点是第一电容器C1和第一电阻R1之间的连接节点。从第一电容器C1的一端或另一端流来的电流的电流值记载为充放电电流值。在图4中，示出充放电电流值及设备电位电压值的推移。关于这些推移，横轴表示时间。在第一电容器C1放电的情况下，充放电电流值为正。在对第一电容器C1进行充电的情况下，充放电电流值为负。

在负载13的两端未短路、并且起动机11未工作的情况下，电流从蓄电池10的正极依次流过第一电容器C1及第一电阻R1，蓄电池10对第一电容器C1进行充电。第一电容器C1进行充电直至第一电容器C1的两端间的电压值与蓄电池10的输出电压值一致为止。在第一电容器C1的两端间的电压值与蓄电池10的输出电压值一致的情况下，电流不经由第一电容器C1及第一电阻R1流过，充放电电流值是零A。通常，充放电电流值是零A。此时，设备电位与接地电位一致，设备电位电压值是零V。

在起动机11工作的情况下，如上所述，蓄电池10的输出电压值降低，电流从第一电容器C1的一端流到蓄电池10，第一电容器C1放电。因此，在起动机11工作的时刻下，充放电电流值上升。由于第一电容器C1的放电，第一电容器C1的两端间的电压值降低。第一电容器C1的两端间的电压值降低，并且充放电电流值也降低。在第一电容器C1的两端间的电压值与蓄电池10的输出电压一致的情况下，充放电电流值为零A。在充放电电流值是正的电流值的期间内，即在第一电容器C1放电的期间内，电流依次流过第一电阻R1及第一电容器C1，所以，设备电位电压值为负，设备电位低于接地电位。

设备电位电压值的绝对值由第一电阻R1的两端间的电压值、即第一电阻R1的电阻值与充放电电流值的绝对值之积表示。第一电阻R1的电阻值恒定，所以，设备电位电压值的绝对值与充放电电流值的绝对值成比例。在起动机11工作的时刻下，充放电电流值的绝对值上升，并且设备电位电压值降低。其后，充放电电流值的绝对值降低，并且设备电位电压值上升。在充放电电流值为零A的情况下，设备电位电压值为零V，设备电位与接地电位一致。

在起动机11停止动作的情况下，如上所述，蓄电池10的输出电压值上升，电流从蓄电池10的正极流到第一电容器C1，蓄电池10对第一电容器C1进行充电。在起动机11工作的时刻下，充放电电流值为负值，充放电电流值的绝对值上升。通过第一电容器C1的充电，第一电容器C1的两端间的电压值上升。第一电容器C1的两端间的电压值上升，并且充放电电流值的绝对值也降低。在第一电容器C1的两端间的电压值与蓄电池10的输出电压一致的情况下，充放电电流值为零A。在充放电电流值是负的电流值的期间内，即在蓄电池10对第一电容器C1进行充电的期间内，电流依次流过第一电容器C1及第一电阻R1，所以，设备电位电压值为正，设备电位高于接地电位。

如上所述，设备电位电压值的绝对值与充放电电流值成比例。在起动机11停止动作的时刻下，充放电电流值的绝对值上升，并且设备电位电压值上升。其后，充放电电流值的绝对值降低，并且设备电位电压值降低。在充放电电流值为零A的情况下，设备电位电压值为零V，设备电位与接地电位一致。

图5是用于说明与起动机11的动作相应的输入电压值的变动的时序图。在图5中，示出输入电压值及设备电位电压值的推移。关于这些推移，横轴表示时间。设备电位电压值如上所述紧接在起动机11工作之后临时地降低，其后，返回到零V。进一步地，设备电位电压值紧接在起动机11停止动作之后临时地上升，其后，返回到零V。

在起动机11工作的情况下，以接地电位为基准的蓄电池10的输出电压值降低，输入电压值降低。在起动机11工作的期间内，输入电压值低于紧接在起动机11工作之前的输入电压值。另外，在起动机11停止动作的情况下，以接地电位为基准的蓄电池10的输出电压值上升，输入电压值上升。

如上所述，输入电压值是以设备电位为基准的电压值。在起动机11工作的情况下，设备电位电压值临时地成为负的电压值。因此，在设备电位电压值是负的电压值的期间内，以紧接在起动机11工作之前的输入电压值为基准的降低幅度小。

另外，在起动机11停止动作的情况下，设备电位电压值临时地成为正的电压值。因此，在设备电位电压值是正的电压值的期间内，输入电压值低于紧接在起动机11工作之前的输入电压值。

此外，紧接在起动机11工作之后设备电位电压值是负的电压值的期间及紧接在起动机11停止动作之后设备电位电压值是正的电压值的期间是几微秒。另一方面，起动机11工作的期间是几秒。因此，设备电位电压值是负的电压值的期间及设备电位电压值是正的电压值的期间各自与起动机11工作的期间相比，非常短。

第一电压阈值Vr1如上所述是第一电压源48的两端间的电压值，是以设备电位为基准的电压值。第一电压阈值Vr1低于起动机11工作的期间内的输入电压值的最小值。因此，在起动机11工作的情况下，输入电压值不低于第一电压阈值Vr1。因此，不会由于起动机11的工作而驱动电路40错误地将开关20切换成断开。

如上所述，切断电压值Vc低于第一电压阈值Vr1。

接下来，说明负载13的两端短路的情况下的驱动机21的动作。首先，说明未设置第一电容器C1及第一电阻R1、并且设备电位与接地电位一致的供电控制装置12中的驱动机21的动作。通过使驱动电路40、电源电路47、第一电压源48的负极、第二电压源49的负极及第二电阻R2的一端接地，从而设备电位与接地电位一致。

图6是示出设备电位与接地电位一致的情况下的驱动机21的动作的时序图。在图6中，示出输入电压值的推移、第一比较器42、第一滤波器电路45和锁存电路44的输出电压的推移及开关20的接通和断开的推移。关于这些推移，横轴表示时间。图6所示的时间的刻度小于图4及图5所示的时间的刻度。图6所示的时间的刻度是微秒量级的刻度，图4及图5所示的时间的刻度是秒量级的刻度。在图6中，用“H”表示高电平电压，用“L”表示低电平电压。

假定为微型机22的输出部30输出高电平电压。在输入电压值及开关电流值分别满足电压条件及电流条件的情况下，驱动电路40将开关20维持成接通。在负载13的两端未短路的情况下，输入电压值为第一电压阈值Vr1以上，第一比较器42、第一滤波器电路45及锁存电路44输出高电平电压。

在负载13的两端短路的情况下，从蓄电池10的正极经由开关20流过大电流。由此，蓄电池10的输出电压值降低，输入电压值降低。在这里，假定为蓄电池10的输出电压值迅速降低。在负载13的两端短路的情况下，开关电流值超过电流阈值。然而，蓄电池10的输出电压值迅速降低，如上所述，电流输出电路50输出的电流的电流值受蓄电池10的输出电压值限制。因此，尽管开关电流值超过电流阈值，第二比较器43仍无法在第二基准时间内连续输出高电平电压。

其结果，第二滤波器电路46持续输出高电平电压。在该情况下，第二比较器43、第二滤波器电路46及电流输出电路50不适当地动作，所以，为了保护开关20免受过电流影响，需要基于输入电压值而将开关20切换成断开。

在输入电压值低于第一电压阈值Vr1的情况下，第一比较器42将输出到第一滤波器电路45的电压切换成低电平电压。其后，第一比较器42持续输出低电平电压。但是，输入电压值迅速降低，所以，在第一比较器42将低电平电压输出到第一滤波器电路45的期间成为第一基准期间以上之前，输入电压值低于切断电压值。

在输入电压值低于切断电压值的情况下，电源电路47认为驱动机21的动作有可能变得不稳定，停止供电。由此，驱动电路40、AND电路41、第一比较器42、第二比较器43、锁存电路44、第一滤波器电路45、第二滤波器电路46及电流输出电路50停止动作。

在驱动电路40停止动作的情况下，驱动电路40使输入电压值的升压停止。然而，驱动电路40不将开关20的栅极和第一电阻R1的一端连接，维持开关20的栅极和第一电阻R1的一端之间的切断。因此，寄生电容Cs、Cd不放电，在开关20中，以源极的电位为基准的栅极的电压维持成接通电压值以上，开关20维持成接通。其结果，无法保护开关20免受过电流影响。第一电压阈值Vr1和切断电压值Vc之差越小，则第一比较器42输出低电平电压的期间越短，所以，难以保护开关20免受过电流影响。

在设备电位与接地电位不同的供电控制装置12中，即使在蓄电池10的输出电压值迅速降低的情况下，驱动机21也保护开关20免受过电流影响。下面，说明供电控制装置12中的驱动机21的动作。

图7是用于说明负载13的两端短路的情况下的设备电位电压值的变动的时序图。在图7中，示出充放电电流值及设备电位电压值的推移。在这些推移中，横轴表示时间。与图4同样地，在第一电容器C1放电的情况下，充放电电流值为正。在对第一电容器C1进行充电的情况下，充放电电流值为负。时间的刻度与图6相同，是微秒量级的刻度。

在第一电容器C1的两端间的电压值与蓄电池10的输出电压值一致的情况下，无论开关20是否接通，充放电电流值都是零A，设备电位电压值都是零V，设备电位与接地电位一致。当在开关20接通的状态下负载13的两端间短路的情况下，电流从第一电容器C1的蓄电池10侧的一端依次流过开关20及分流电阻Rs，第一电容器C1放电。因此，在负载13的两端间短路的时刻下，充放电电流值上升。

由于第一电容器C1的放电，第一电容器C1的两端间的电压值降低。第一电容器C1的两端间的电压值降低，并且充放电电流值也降低。在第一电容器C1的两端间的电压值为零V的情况下，充放电电流值为零A。在充放电电流值是正的电流值的期间内，即在第一电容器C1放电的期间内，电流依次流过第一电阻R1及第一电容器C1，所以，设备电位电压值为负，设备电位低于接地电位。

如上所述，设备电位电压值的绝对值由第一电阻R1的电阻值与充放电电流值之积表示。第一电阻R1的电阻值恒定，所以，设备电位电压值的绝对值与充放电电流值成比例。

在负载13的两端间短路的时刻下，充放电电流值上升，并且设备电位电压值降低。其后，充放电电流值降低，并且设备电位电压值上升。在充放电电流值为零A的情况下，设备电位电压值为零V，设备电位与接地电位一致。

图8是示出负载13的两端短路的情况下的驱动机21的动作的时序图。图8对应于图6。在图8中，与图6同样地，示出输入电压值的推移、第一比较器42、第一滤波器电路45和锁存电路44的输出电压的推移及开关20的接通和断开的推移。关于这些推移，横轴表示时间。时间的刻度与图6相同，是微秒量级的刻度。在图8中，也用“H”表示高电平电压，用“L”表示低电平电压。

假定为微型机22的输出部30输出高电平电压。在输入电压值及开关电流值分别满足电压条件及电流条件的情况下，驱动电路40将开关20维持成接通。在负载13的两端未短路的情况下，输入电压值为第一电压阈值Vr1以上，第一比较器42、第一滤波器电路45及锁存电路44输出高电平电压。

在负载13的两端短路的情况下，从蓄电池10的正极经由开关20流过大电流。由此，蓄电池10的输出电压值降低，输入电压值降低。在供电控制装置12中，在负载13的两端短路的情况下，如图7所示，第一电容器C1放电，设备电位电压值为负的电压值。其后，随着时间经过，设备电位电压值缓缓地上升，返回到零V。因此，从负载13的两端短路起，输入电压值缓缓地降低。

在输入电压值低于第一电压阈值Vr1的情况下，第一比较器42将输出到第一滤波器电路45的电压切换成低电平电压。其后，第一比较器42持续输出低电平电压。另外，输入电压值缓缓地降低，所以，在输入电压值低于切断电压值之前，第一比较器42将低电平电压输出到第一滤波器电路45的期间可靠地成为第一基准期间以上。

在第一比较器42将低电平电压输出到第一滤波器电路45的期间为第一基准期间以上的情况下，第一滤波器电路45将输出到锁存电路44的电压切换成低电平电压。由此，锁存电路44将输出到AND电路41的电压切换成低电平电压，无论微型机22的输出部30输出的电压多少，AND电路41都将输出到驱动电路40的电压切换成低电平电压。驱动电路40与开关20的栅极和第一电阻R1的一端电连接。由此，寄生电容Cd、Cs放电，在开关20中，以源极的电位为基准的栅极的电压值低于断开电压值，开关20切换成断开。

在开关20切换成断开的情况下，从蓄电池10输出的电流的电流值降低，所以，在蓄电池10内的内部电阻处产生的压降的幅度降低，蓄电池10的输出电压值成为第一电压阈值Vr1以上。由此，第一比较器42将输出到第一滤波器电路45的电压切换成高电平电压，第一滤波器电路45将输出到锁存电路44的电压切换成高电平电压。

锁存电路44在如上所述将输出到AND电路41的电压切换成低电平电压之后，无论第一滤波器电路45及第二滤波器电路46输出的电压多少，都将输出到AND电路41的电压维持成低电平电压。因此，驱动电路40将开关20维持成断开。

在供电控制装置12中，如上所述，第一电压阈值Vr1低于起动机11工作的期间内的输入电压值的最小值，所以，不会由于起动机11的工作而驱动电路40错误地将开关20切换成断开。进一步地，例如在由于负载13的短路而经由开关20流过大电流、并且输入电压值低于第一电压阈值的情况下，开关20切换成断开，切断经由开关20的通电。保护开关20免受过电流影响。这样，在供电控制装置12中，驱动电路40根据输入电压值而适当地将开关20切换成断开。

另外，在负载13的两端短路的情况下，在输入电压值连续地低于电压阈值的期间到达第一基准期间之前，电源电路47不停止向驱动电路40供电。驱动电路40在电源电路47停止向驱动电路40供电之前，将开关20可靠地切换成断开。

此外，开关20不限定于N沟道型的FET，也可以是P沟道型的FET或双极型晶体管等。在开关20是P沟道型的FET的情况下，开关20的源极连接于蓄电池10的正极，开关20的漏极连接于分流电阻Rs的一端。

在该情况下，开关20的源极是电流输入端，以设备电位为基准的开关20的源极的电压值是输入电压值。驱动电路40通过对寄生电容Cs、Cd进行充电，从而将开关20切换成断开，通过使寄生电容Cs、Cd放电，从而将开关20切换成接通。当在开关20接通的状态下停止向驱动电路40供电的情况下，不对寄生电容Cs、Cd进行充电，所以，开关20维持接通。

应该认为，所公开的实施方式在所有方面都是示例性的，而非限制性的。本发明的范围不通过上述含义来表示，而通过权利要求书来表示，旨在包括与权利要求书等同的含义及范围内的全部变更。

Claims (3)

1.一种供电控制装置，具备：

开关，设置于从直流电源流来的电流的第一电流路径；

比较部，对被输入电流的所述开关的电流输入端的电压值与电压阈值进行比较；及

切换部，在由所述比较部表示出所述电流输入端的电压值低于所述电压阈值的情况下，将所述开关切换成断开，

所述直流电源经由第二电流路径而将电力供给到使车辆的发动机起动的起动机，

所述电压阈值低于所述直流电源将电力供给到所述起动机的情况下的所述电流输入端的电压值，

所述供电控制装置具备：

电容器，一端连接于所述开关的所述电流输入端；

电阻，一端连接于所述电容器的另一端；及

直流的电压源，负极连接于所述电容器和电阻之间的连接节点，

所述电压阈值是所述电压源的正极的电压值，

在由所述比较部在预定期间以上连续地表示出所述电流输入端的电压值低于所述电压阈值的情况下，所述切换部将所述开关切换成断开。

2.根据权利要求1所述的供电控制装置，其中，

所述供电控制装置具备对所述切换部进行供电的电源电路，

在所述开关的所述电流输入端的电压值低于预定电压值的情况下，所述电源电路停止向所述切换部供电，

所述预定电压值低于所述电压阈值。

3.根据权利要求1或2所述的供电控制装置，其中，具备：

第二电阻，一端连接于所述连接节点；

电流输出电路，将在经由所述开关流过的电流的电流值上升的情况下电流值上升的电流输出到所述第二电阻的另一端；

直流的第二电压源，负极连接于所述连接节点；及

第二比较部，对所述第二电阻的另一端的电压值与所述第二电压源的正极的电压值进行比较，

在由所述第二比较部表示出所述第二电阻的另一端的电压值超过所述第二电压源的正极的电压值的情况下，所述切换部将所述开关切换成断开。

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