CN116888852A - 电源控制装置 - Google Patents
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Abstract
电源控制装置(10)具备电压转换部(30)、第一开关(51)和降压部(31)。电压转换部(30)在第二导电路径(42)与第三导电路径(43)之间进行电压转换。第一开关(51)在允许电流从第一导电路径(41)流向第二导电路径(42)的接通状态和切断电流从第一导电路径(41)流向第二导电路径(42)的断开状态之间切换。降压部(31)具备将施加到第三导电路径(43)的电压降压并输出的降压电路(32)。在施加到第二导电路径(42)的电压降低到达到降压电路(32)的输出电压以下的规定值的程度的情况下,降压部(31)使基于降压电路(32)的输出电压的电流流到第二导电路径(42)。
Description
技术领域
本公开涉及电源控制装置。
背景技术
在专利文献1公开了一种车辆用电子控制制动器电源系统。在专利文献1所公开的系统中,备用电源具备第一电容器和第二电容器。第一电容器在车辆的点火开关被接通的情况下,由交流发电机充电。第二电容器在车辆的点火开关被断开的情况下,与第一电容器并联连接,接受蓄积在第一电容器中的电荷的一部分而被充电。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-234489号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在不再从电源部(主电池等)向负载供给电力的电源失效时,搭载于车辆的电源系统利用与上述电源部不同的蓄电部的电力进行备用动作。
在这种电源系统中,在进行备用动作时,电压转换部将从蓄电部侧输入的电压转换为所期望的电压并输出,向负载供给电力。但是,在进行这样的电压转换时,若由于向负载的浪涌电流等而电流急剧增大,则电压转换部的输出电压有可能暂时降低。
本公开提供一种即使在从电压转换部经由规定路径向负载供给电力的备用动作期间,向负载的电流大幅增大的情况下,也能够抑制上述规定路径的电压的降低的技术。
用于解决课题的技术方案
作为本公开之一的电源控制装置用于电源系统,该电源系统具备:电源部;蓄电部;第一电力路径,是将基于所述电源部的电力提供给负载的路径;及第二电力路径,是将基于所述蓄电部的电力提供给所述负载的路径,其中,所述电源控制装置具有:
第一导电路径,是传输基于所述电源部的电力的路径;
第二导电路径,是向所述第二电力路径传输电力的路径,并介于所述第二电力路径与所述第一导电路径之间;
第三导电路径,与所述蓄电部电连接;
电压转换部,在所述第二导电路径与所述第三导电路径之间进行电压转换;
开关,设置在所述第一导电路径与所述第二导电路径之间,并在允许电流从所述第一导电路径流向所述第二导电路径的接通状态和切断电流从所述第一导电路径流向所述第二导电路径的断开状态之间切换;及
降压部,具备将施加到所述第三导电路径的电压降压并输出的降压电路,在施加到所述第二导电路径的电压降低到达到所述降压电路的输出电压以下的规定值的程度的情况下,所述降压部使基于所述降压电路的输出电压的电流流到所述第二导电路径。
发明效果
本公开所涉及的技术即使在从电压转换部经由规定路径向负载供给电力的备用动作期间,向负载的电流大幅增大的情况下,也能够抑制上述规定路径的电压的降低。
附图说明
图1是概略地表示包括第一实施方式的电源控制装置的车载系统的一例的电路图。
图2是具体地例示第一实施方式的电源控制装置中的降压部等的电路图。
图3是说明在图1的车载系统中第一实施方式的电源控制装置进行蓄电部的充电的情况下的控制(第一控制)的说明图。
图4是说明在图1的车载系统中第一实施方式的电源控制装置进行备用的准备的情况下的控制(第二控制)的说明图。
图5是对在图1的车载系统中,在第二控制期间发生了电源失效的情况下,电流从第二电力路径流向共用导电路径,并且电流不从降压部向第二电力路径供给的例子进行说明的说明图。
图6是对在图1的车载系统中,在第二控制期间发生了电源失效的情况下,电流从第二电力路径流向共用导电路径,并且电流从降压部流向第二电力路径的例子进行说明的说明图。
图7是说明在图1的车载系统中第一实施方式的电源控制装置进行备用的准备的情况下的控制(第三控制)的说明图。
图8是对在图1的车载系统中,在第三控制期间发生了电源失效的情况下,电流从第二电力路径流向共用导电路径,并且电流不从降压部向第二导电路径供给的例子进行说明的说明图。
图9是对在图1的车载系统中,在第三控制期间发生了电源失效的情况下,电流从第二电力路径流向共用导电路径,并且电流从降压部流向第二导电路径的例子进行说明的说明图。
具体实施方式
[本公开的实施方式的说明]
以下,列举本公开所涉及的实施方式进行例示。另外,以下例示的〔1〕~〔4〕的特征可以以不矛盾的组合进行任意组合。
〔1〕一种电源控制装置,用于电源系统,该电源系统具备:电源部;蓄电部;第一电力路径,是将基于所述电源部的电力提供给负载的路径;及第二电力路径,是将基于所述蓄电部的电力提供给所述负载的路径,其中,所述电源控制装置具有:
第一导电路径,是传输基于所述电源部的电力的路径;
第二导电路径,是向所述第二电力路径传输电力的路径,并介于所述第二电力路径与所述第一导电路径之间;
第三导电路径,与所述蓄电部电连接;
电压转换部,在所述第二导电路径与所述第三导电路径之间进行电压转换;
开关,设置在所述第一导电路径与所述第二导电路径之间,并在允许电流从所述第一导电路径流向所述第二导电路径的接通状态和切断电流从所述第一导电路径流向所述第二导电路径的断开状态之间切换;及
降压部,具备将施加到所述第三导电路径的电压降压并输出的降压电路,在施加到所述第二导电路径的电压降低到达到所述降压电路的输出电压以下的规定值的程度的情况下,所述降压部使基于所述降压电路的输出电压的电流流到所述第二导电路径。
上述〔1〕的电源控制装置在进行电压转换部向第二导电路径施加输出电压的备用动作时,第二导电路径的电压未降低到达到规定值的程度的情况下,使从降压部向第二导电路径的通电停止,能够发挥电压转换部的优点。另一方面,上述〔1〕的电源控制装置在进行上述备用动作时向负载的电流急剧增大而第二导电路径的电压降低到达到规定值的程度的情况下,通过从降压部向第二导电路径流通电流,能够抑制第二导电路径的电压的降低。
例如,作为与〔1〕的电源控制装置进行比较的比较例,还考虑如下结构:在上述电源控制装置中配置电容器来代替降压部,在向负载的电流急剧增大的情况下从电容器向负载放电,由此抑制电压的降低。但是,在这样的结构中,需要的电流越大,越必须使电容器大型化,存在容易导致装置的大型化、成本的增加的问题。但是,〔1〕的电源控制装置容易抑制装置的大型化地实现能够抑制电压转换部的输出电压的降低的结构。
〔2〕在〔1〕所述的电源控制装置中,上述降压电路是低压降稳压器。
上述〔2〕的电源控制装置能够以更小型的结构实现在第二导电路径的电压急剧降低到达到规定值的程度的情况下使电流迅速地流过第二导电路径而能够抑制电压的降低的结构。而且,即使在电压转换部的反馈不能适当地响应的状况下,也容易通过来自低压降稳压器的输出使第二导电路径的电压稳定化。
〔3〕在〔1〕或〔2〕所述的电源控制装置中,上述降压部具有二极管,由上述降压电路输出的电压被施加于上述二极管的阳极,上述二极管的阴极与上述第二导电路径电连接。
上述〔3〕的电源控制装置在第二导电路径的电压降低到二极管的阳极与阴极的电位差超过该二极管的正向电压的程度的情况下,能够将基于降压电路的输出的电流立即提供给第二导电路径。
〔4〕根据〔1〕~〔3〕中任一项所述的电源控制装置,具有以下特征。具有对上述开关和上述电压转换部进行控制的控制部。上述控制部进行第一控制和第二控制。上述第一控制是使上述开关为接通状态并且使上述电压转换部进行第一转换动作的控制,该第一转换动作将施加到上述第二导电路径的电压降压或升压并使输出电压施加到上述第三导电路径。上述第二控制是使上述开关为断开状态并且使上述电压转换部进行第二转换动作的控制,该第二转换动作将施加到上述第三导电路径的电压降压或升压并使目标值的输出电压施加到上述第二导电路径。上述目标值是比上述规定值高的值。上述降压电路输出比上述目标值低的电压。
上述〔4〕的电源控制装置能够通过第一控制使电压转换部进行第一转换动作而进行蓄电部的充电,并通过第二控制使电压转换部进行第二转换动作而进行蓄电部的放电。并且,该电源控制装置在执行第二控制时,容易将第二导电路径和第二电力路径维持在上述目标值附近,能够在输出上述目标值附近的电压的状态下进行待机或向负载的电力供给。另一方面,在执行第二控制时,在流过第二导电路径和第二电力路径的电流急剧上升,第二导电路径的电压急剧降低到达到规定值的程度的情况下,能够从降压部对第二导电路径迅速地流通电流,抑制这以上的电压的降低。
[本公开的实施方式的详细内容]
<第一实施方式>
1.车载系统的概要
图1示出了车载系统2。图1的车载系统2主要具备车载用电源系统3和负载101。车载用电源系统3在以下的说明中也称为电源系统3。车载系统2是利用电源系统3向负载101供给电力,使负载101动作的系统。在图1中,作为车载用的负载的一例而例示了负载101,但也可以在车载系统2设有除此以外的负载。
负载101是搭载于车辆的电气部件。负载101接收经由共用电力路径80供给的电力进行动作。负载101的种类没有限定。作为负载101,可以采用公知的各种车载部件。负载101可以具有多个电气部件,也可以是单个电气部件。
电源系统3是向负载101供给电力的系统。电源系统3将电源部91或蓄电部12作为电力供给源向负载101供给电力。电源系统3能够从电源部91向负载101供给电力,在由于故障等而来自电源部91的电力供给中断的情况下,能够从蓄电部12向负载101供给电力。
2.电源系统的概要
电源系统3具备电源部91、蓄电部12、电源控制装置10、第一电力路径81、第二电力路径82和选择部70。
电源部91是能够向负载101供给电力的车载用电源。电源部91例如构成为铅电池等公知的车载电池。电源部91也可以由铅电池以外的电池构成,还可以代替电池或在电池之外具有电池以外的电源单元。电源部91的正极以与第一电力路径81短路的结构与第一电力路径81电连接。电源部91的负极以与地短路的结构与地电连接。电源部91向第一电力路径81施加恒定值的直流电压。电源部91对第一电力路径81施加的电压也可以从上述恒定值稍微变动。
蓄电部12是至少在来自电源部91的电力供给中断时成为电力供给源的电源。蓄电部12例如由双电层电容器(EDLC)等公知的蓄电单元构成。蓄电部12也可以由双电层电容器以外的电容器构成,还可以代替电容器或在电容器之外具备其他蓄电单元(电池等)。蓄电部12的正极以与第三导电路径43短路的结构与第三导电路径43电连接。蓄电部12的负极以与地短路的结构与地电连接。蓄电部12的输出电压(由蓄电部12施加于第三导电路径43的电压)既可以比电源部91的输出电压(由电源部91施加于第一电力路径81的电压)大,也可以比电源部91的输出电压小。在以下说明的代表例中,蓄电部12的满充电时的输出电压比电源部91的满充电时的输出电压大。
在本说明书中,所谓电压,只要没有特别限定,就是相对于接地电位(例如0V)的电压,是与接地电位之间的电位差。例如,所谓施加于第一电力路径81的电压,是第一电力路径81的电位与接地电位之间的电位差。所谓施加于第三导电路径43的电压,是第三导电路径43的电位与接地电位之间的电位差。
第一电力路径81是传输基于电源部91的电力的路径,是将基于电源部91的电力提供给负载101的路径。在图1的例子中,向第一电力路径81施加与电源部91的输出电压相同或大致相同的电压。第一电力路径81的一端以与电源部91的正极短路的结构与该正极电连接。第一电力路径81的另一端与二极管71的阳极电连接。第一电力路径81以与第一导电路径41短路的结构与第一导电路径41电连接。在第一电力路径81也可以设有继电器、熔断器。
第二电力路径82是传输基于蓄电部12的电力的路径。第二电力路径82作为在电源失效时将基于蓄电部12的电力提供给负载101的路径发挥功能。第二电力路径82的一端与第二开关52的另一端电连接,第二电力路径82的另一端与二极管72的阳极电连接。
选择部70是选择提供给负载101的电力是基于电源部91的电力还是基于蓄电部12的电力的电路。选择部70具备二极管71、72。
二极管71的阳极与第一电力路径81电连接。对二极管71的阳极施加基于电源部91的电压。在图1的例子中,二极管71的阳极的电位与第一电力路径81为相同电位,二极管71的阳极与电源部91的正极短路。二极管72的阳极与第二电力路径82电连接。二极管72的阳极的电位与第二电力路径82的电位为相同电位。二极管71、72的两个阴极与共用电力路径80电连接,两个阴极与共用电力路径80为相同电位。共用电力路径80是与负载101电连接的导电路径。在第一电力路径81的电位比第二电力路径82的电位大的情况下,选择部70使电流从第一电力路径81流向共用电力路径80,不使电流从第二电力路径82流向共用电力路径80。在第二电力路径82的电位比第一电力路径81的电位大的情况下,选择部70使电流从第二电力路径82流向共用电力路径80,不使电流从第一电力路径81流向共用电力路径80。
3.充放电控制装置的详细内容
电源控制装置10是能够输出基于蓄电部12的电力的备用装置。电源控制装置10具备第一导电路径41、第二导电路径42、第三导电路径43、第一开关51、第二开关52、电压转换部30、补充充电部60、降压部31、电压检测部14、控制部16、蓄电部12等。
第一导电路径41是传输基于电源部91的电力的路径。向第一导电路径41施加与电源部91的输出电压相同或大致相同的电压。第一导电路径41的一端与第一电力路径81电连接。第一导电路径41的电位例如与第一电力路径81的一部分或全部为相同电位。第一导电路径41的另一端与第一开关51的一端电连接。
第二导电路径42是介于第二电力路径82与第一导电路径41之间的导电路径,也是介于第一导电路径41与电压转换部30之间的导电路径。第二导电路径42是向第二电力路径82传输电力的路径。在后述的第一开关51为接通状态时,第一导电路径41与第二导电路径42经由开关51短路。在后述的第二开关52为接通状态时,第二导电路径42与第二电力路径82经由开关52短路。
第三导电路径43是与蓄电部12电连接的导电路径,也是与电压转换部30的一端电连接的导电路径。在电压转换部30停止时,蓄电部12的输出电压被施加于第三导电路径43。
第一开关51是设置在第一导电路径41与第二导电路径42之间的开关。第一开关51相当于开关的一例。第一开关51在允许电流从第一导电路径41流向第二导电路径42的接通状态和切断电流从第一导电路径41流向第二导电路径42的断开状态之间切换。例如,在第一开关51为接通状态时,在第一导电路径41与第二导电路径42之间在双方向上允许通电。在第一开关51为断开状态时,在第一导电路径41与第二导电路径42之间在双方向上切断通电。
第二开关52是设置在第二导电路径42与第二电力路径82之间的开关。第二开关52在允许电流从第二导电路径42流向第二电力路径82的接通状态和切断电流从第二导电路径42流向第二电力路径82的断开状态之间切换。例如,在第二开关52为接通状态时,在第二导电路径42与第二电力路径82之间在双方向上允许通电。在第二开关52为断开状态时,在第二导电路径42与第二电力路径82之间在双方向上切断通电。
电压转换部30是在第二导电路径42与第三导电路径43之间进行电压转换的装置。电压转换部30例如由DCDC转换器等公知的电压转换电路构成。电压转换部30能够进行第一转换动作,该第一转换动作将施加于第二导电路径42的直流电压降压或升压并向第三导电路径43施加输出电压。例如,通过在第一开关51成为接通状态时电压转换部30进行第一转换动作而对蓄电部12供给基于来自电源部91的电力的充电电流。电压转换部30能够进行第二转换动作,该第二转换动作将施加于第三导电路径43的直流电压降压或升压并向第二导电路径42施加输出电压。例如,在第一开关51为断开状态且第二开关52为接通状态时,电压转换部30进行第二转换动作,由此基于来自蓄电部12的电力的直流电压被施加于第二导电路径42和第二电力路径82。电压转换部30的动作由控制部16控制。
补充充电部60是通过与经由电压转换部30的路径不同的路径对蓄电部12进行充电的装置。补充充电部60具备第三开关64和补充充电电路62。补充充电部60在基于经由第一导电路径41供给的电力经由与电压转换部30不同的路径向蓄电部12供给电力的供给状态和停止经由该路径(与电压转换部30不同的路径)的向蓄电部12的电力供给的停止状态之间切换。上述的“与电压转换部30不同的路径”是通过第三开关64和补充充电电路62的路径,是不通过第一开关51和电压转换部30的路径。
第三开关64将第一导电路径41与补充充电电路62之间切换为导通状态与切断状态。在第三开关64为接通状态时,从电源部91经由第一导电路径41和第三开关64向补充充电电路62供给电力。在第三开关64为断开状态时,经由第三开关64的通电在双方向上切断,电流不从第一导电路径41流向补充充电电路62。
补充充电电路62是在第三开关64为接通状态时能够向蓄电部12供给充电电流的电路。补充充电电路62可以是低压降稳压器(LDO),也可以是DCDC转换器,还可以是其他充电电路。在使用其他充电电路的情况下,可以采用恒压充电方式、恒流充电方式、恒压恒流充电方式等各种方式。
控制部16是具有信息处理功能、运算功能、控制功能等的信息处理装置。控制部16能够进行使电压转换部30进行上述第一转换动作的控制、和使电压转换部30进行上述第二转换动作的控制。控制部16对第一开关51、第二开关52、第三开关64的接通断开进行控制。控制部16进行后述的第一控制、第二控制、第三控制。
电压检测部14是输出模拟电压值的电路,该模拟电压值是能够确定施加到第一导电路径41的电压的值的值。电压检测部14可以是将与施加到第一导电路径41的电压的值相同的电压值输入到控制部16的电路,也可以是将与施加到第一导电路径41的电压的值成比例的值输入到控制部16的电路。在图1的例子中,例如,电压检测部14为分压电路,利用分压电路对施加到第一导电路径41的电压的值进行分压而得到的值作为检测值被输入到控制部16。控制部16基于从电压检测部14输入的检测值(模拟电压值)确定施加到第一导电路径41的电压的值。
在图1的电源控制装置10中,第一开关51、第二开关52、第三开关64分别可以是FET等半导体开关,也可以是机械式继电器。
降压部31是在施加到第二导电路径42的电压的值V2降低到达到降压电路32的输出电压的值Vb以下的规定值的程度的情况下,使基于降压电路32的输出电压的电流流到第二导电路径42的电路。降压部31具备降压电路32和二极管34。具体而言,从降压电路32的输出电压的值Vb减去二极管34的正向电压的值Vf而得到的值即Vb-Vf相当于上述规定值的一例。
降压电路32是将施加到第三导电路径43的电压作为输入电压,并将该输入电压降压而输出规定电压的电路。降压电路32例如是低压降稳压器。在以下的说明中,输入到降压电路32的电压值用Va表示,从降压电路32输出的电压值用Vb表示。电压值Va是施加于第三导电路径43的电压的值。电压值Vb是施加于二极管34的阳极的电压的值。
图2示出了作为低压降稳压器的降压电路32的一例。降压电路32能够不受控制部16的控制地进行降压动作。在降压部31中,由降压电路32输出的电压被施加于二极管34的阳极,二极管的阴极与第二导电路径42电连接。在降压部31中,在降压电路32的输出电压值Vb被维持在规定值,并且第二导电路径42的电压值V2与降压电路32的输出电压值Vb之间的关系为V2<Vb且Vb-V2超过二极管34的正向电压Vf的情况下,使基于来自蓄电部12的电力的电流经由二极管34流到第二导电路径42。
4.充放电控制装置的动作
(第一控制)
图3是说明第一控制的图。控制部16在预先确定的第一条件成立的情况下开始第一控制。上述的“第一条件”例如可以是“车辆成为启动状态”这样的条件,也可以是其他条件。例如,控制部16在搭载有车载系统2的车辆成为启动状态的情况(点火开关等启动开关成为接通状态的情况)下,判定为上述第一条件成立,开始第一控制。
第一控制是以第一充电方式对蓄电部12进行充电的控制。例如,作为蓄电部12,在使用充电量与输出电压成比例关系的双电层电容器的情况下,蓄电部12的输出电压能够从0V变化至比电源部91的输出电压高的电压。第一控制是使第一开关51为接通状态并且使电压转换部30进行将施加到第二导电路径42的电压升压并施加于第三导电路径43的动作的控制。在图3的例子中,控制部16以不仅第二开关52而且第三开关64也成为断开状态的方式进行第一控制。控制部16将比蓄电部12的满充电时的充电电压大且比电源部91的满充电时的充电电压大的值设为第一目标值,并以使电压转换部30施加于第三导电路径43的输出电压成为上述第一目标值的方式进行第一控制。控制部16执行第一控制直到该第一控制的结束条件成立为止。第一控制的结束条件可以是蓄电部12的充电电压达到了规定值(例如,后述的第二阈值),也可以是从第一控制的开始起经过了一定时间,还可以是其他条件成立。
在控制部16进行第一控制的过程中,如图3所示,第一开关51维持在接通状态,并且第二开关52和第三开关64维持在断开状态,电压转换部30进行上述的第一转换动作。通过这样的动作,如图3所示的粗线的箭头那样,基于来自电源部91的电力的充电电流被供给到蓄电部12。
(第二控制)
图4是说明第二控制的图。控制部16在预先确定的第二条件成立的情况下开始第二控制。上述的“第二条件”例如可以是“第一控制结束”这样的条件,也可以是“第三控制结束”这样的条件,还可以是其他条件。第二控制是使蓄电部12的充电停止并使蓄电部12放电的控制。具体而言,第二控制是使第一开关51为断开状态,使第二开关52为接通状态,使补充充电部60为停止状态,并且使电压转换部30进行将施加到第三导电路径43的电压降压并施加于第二导电路径42的动作的控制。在图4的例子中,控制部16以不仅第一开关51而且第三开关64也成为断开状态的方式进行第二控制。控制部16将比蓄电部12的满充电时的充电电压小且比电源部91的满充电时的充电电压稍小的值设为第二目标值,并以使电压转换部30施加于第二导电路径42的输出电压成为上述第二目标值的方式进行第二控制。另外,第二目标值是比作为上述规定值的Vb-Vf大的值,是比降压电路32的输出电压值Vb大的值。第二目标值相当于“目标值”的一例。
在控制部16进行第二控制的过程中,如图4所示,第二开关52维持在接通状态,并且第一开关51和第三开关64维持在断开状态,电压转换部30进行上述的第二转换动作。通过这样的动作,如图4所示的粗线的箭头那样,基于来自蓄电部12的电力的电压经由电压转换部30施加于第二电力路径82。在控制部16进行第二控制时电压转换部30将第二导电路径42的电压值V2维持在上述第二目标值的期间,由于V2>Vb-Vf,因此电流不流到二极管34。因此,在该情况下,如图4所示,不从降压部31向第二导电路径42输出电流。另外,在第二控制的执行期间第二控制的结束条件成立的情况下,控制部16结束第二控制。第二控制的结束条件可以是搭载有车载系统2的车辆的启动开关成为断开状态,也可以是第三控制的开始条件(第三条件)成立,还可以是其他条件。
根据第二控制电压转换部30施加于第二导电路径42的电压的值(第二目标值)比在电源部91满充电时施加于第一电力路径81的电压的值稍小。因此,如果电源部91处于满充电状态且正常状态(不是失效状态,是基于电源部91的电力能够适当地被提供给负载101的状态),则如图4所示,允许电流从第一电力路径81流到共用电力路径80,不允许电流从第二电力路径82流到共用电力路径80。具体而言,如果施加于第一电力路径81的端部(二极管71的阳极)的电压比施加于第二电力路径82的端部(二极管72的阳极)的电压大,则如图4所示,在第一电力路径81和第二电力路径82中,仅第一电力路径81的电流流到共用电力路径80。
但是,在进行第二控制的过程中,由于任何理由而施加于第一电力路径81的电压比施加于第二电力路径82的电压降低的情况下,如图5所示,电流立即从第二电力路径82流到共用电力路径80。具体而言,如果施加于第一电力路径81的端部(二极管71的阳极)的电压比施加于第二电力路径82的端部(二极管72的阳极)的电压小,则如图5所示,在第一电力路径81和第二电力路径82中,仅第二电力路径82的电流流到共用电力路径80。即使在如上述这样电流从第二电力路径82流到共用电力路径80的情况下,在第二导电路径42的电压值V2大于上述的规定值的情况下(即,在V2>Vb-Vf的情况下),也如图5所示那样,电流不从降压部31输出到第二导电路径42。然而,在第二导电路径42的电压值V2由于负载电流的上升等而降低且低于上述的规定值的情况下(即,在V2<Vb-Vf的情况下),如图6所示,电流从降压部31流向第二导电路径42。因此,抑制了由负载电流的上升等引起的电压值V2的降低。另外,在图5、图6中,例示了在第一电力路径81的一部分发生了接地短路的情况。
(第三控制)
图7是说明第三控制的图。控制部16在预先确定的第三条件成立的情况下开始第三控制。上述的“第三条件”例如可以是“在第二控制的执行期间,蓄电部12向第三导电路径43施加的输出电压达到阈值以下”,也可以是其他条件。在以下说明的代表例中,“在第二控制的执行期间,蓄电部12向第三导电路径43施加的输出电压达到阈值(第一阈值)以下”为第三条件。并且,上述阈值(第一阈值)是大于0且大于蓄电部12的满充电时的输出电压的值。该阈值(第一阈值)可以是预先确定的固定值,也可以是能够更新或变化的值。
第三控制是使第一开关51为断开状态,使第二开关52为接通状态,使补充充电部60为供给状态(向蓄电部12供给充电电流的状态),并且使电压转换部30进行将施加到第三导电路径43的电压降压并施加于第二导电路径42的转换动作的控制。在图7的例子中,控制部16以使第三开关64为接通状态,并且使补充充电电路62进行基于来自电源部91的电力(经由第一导电路径41供给的电力)向蓄电部12供给充电电流的动作的方式执行第三控制。当像这样进行了第三控制时,如图7所示的粗线的箭头那样,基于来自电源部91的电力的电流经由补充充电部60且不经由第一开关51地被供给到蓄电部12,并且基于来自蓄电部12的电力的电压被施加于第二电力路径82。另外,在第三控制的执行期间第三控制的结束条件成立的情况下,控制部16结束第三控制。第三控制的结束条件可以是搭载有车载系统2的车辆的启动开关成为断开状态,也可以是蓄电部12的充电电压达到第二阈值。该情况下的第二阈值是比上述阈值(第一阈值)大的值。第二阈值例如可以是蓄电部12的满充电时的充电电压。在第三控制的执行期间蓄电部12的充电电压达到第二阈值而结束第三控制的情况下,控制部16只要从第三控制切换为第二控制即可。
在第三控制中,根据第三控制电压转换部30施加于第二导电路径42的电压的值(第二目标值)也比在电源部91满充电时施加于第一电力路径81的电压的值稍小。因此,如果电源部91处于满充电状态且正常状态(不是失效状态,是基于电源部91的电力能够适当地提供给负载101的状态),则如图7所示,允许电流从第一电力路径81流到共用电力路径80,不允许电流从第二电力路径82流到共用电力路径80。在该例子中,也是如果施加于第一电力路径81的端部(二极管71的阳极)的电压比施加于第二电力路径82的端部(二极管72的阳极)的电压大,则如图7所示,在第一电力路径81和第二电力路径82中,仅第一电力路径81的电流流到共用电力路径80。
但是,在进行第三控制的过程中,由于任何理由而施加于第一电力路径81的电压比施加于第二电力路径82的电压降低的情况下,如图8所示,电流立即从第二电力路径82流到共用电力路径80。具体而言,如果施加于第一电力路径81的端部(二极管71的阳极)的电压比施加于第二电力路径82的端部(二极管72的阳极)的电压小,则如图8所示,在第一电力路径81和第二电力路径82中,仅第二电力路径82的电流流到共用电力路径80。即使在如上述这样电流从第二电力路径82流到共用电力路径80的情况下,在第二导电路径42的电压值V2大于上述的规定值的情况下(即,在V2>Vb-Vf的情况下),也如图8所示那样,电流不从降压部31输出到第二导电路径42。然而,在第二导电路径42的电压值V2由于负载电流的上升等而降低且低于上述的规定值的情况下(即,在V2<Vb-Vf的情况下),如图9所示,电流从降压部31流向第二导电路径42。因此,抑制了由负载电流的上升等引起的电压值V2的降低。另外,在图8、图9中,例示了在第一电力路径81的一部分发生了接地短路的情况。
5.效果的例子
电源控制装置10在进行电压转换部30向第二导电路径42施加输出电压的备用动作时,第二导电路径42的电压未降低到达到规定值的程度的情况下,使从降压部31向第二导电路径42的通电停止,能够发挥电压转换部30的优点。另一方面,电源控制装置10在进行上述备用动作时向负载101的电流急剧增大而第二导电路径42的电压降低到达到规定值的程度的情况下,通过从降压部31向第二导电路径42流通电流,能够抑制第二导电路径42的电压的降低。
电源控制装置10使用低压降稳压器作为降压电路32,因此能够以更小型的结构实现在第二导电路径42的电压急剧降低的情况下使电流迅速地流到第二导电路径42而能够抑制电压的下降的结构。而且,即使产生了电压转换部30不能稳定地维持输出的水平的电流的急剧上升,通过来自低压降稳压器的立即的输出,第二导电路径的电压也容易稳定。
电源控制装置10在第二导电路径42的电压降低到二极管34的阳极与阴极的电位差超过该二极管34的正向电压的程度的情况下,能够将基于降压电路32的输出的电流立即提供给第二导电路径42。另一方面,在二极管34的阳极与阴极的电位差小于该二极管34的正向电压的情况下,或者在阴极的电位大于阳极的电位的情况下,使从降压部31向第二导电路径42的通电停止,能够发挥电压转换部30的优点。例如,如果电压转换部30与降压电路32相比为高效率,则通过由电压转换部30供给电力,与使用降压电路32的情况相比更容易提高效率。
电源控制装置10能够通过第一控制使电压转换部30进行第一转换动作而进行蓄电部12的充电,并通过第二控制使电压转换部30进行第二转换动作而进行蓄电部12的放电。并且,该电源控制装置10在执行第二控制时,容易将第二导电路径42和第二电力路径82维持在上述目标值附近,能够在输出上述目标值附近的电压的状态下进行待机或向负载的电力供给。另一方面,在执行第二控制时,在流过第二导电路径42和第二电力路径82的电流急剧上升,第二导电路径42的电压急剧降低到达到规定值的程度的情况下,能够从降压部31对第二导电路径42迅速地流通电流,抑制这以上的电压的降低。
<其他实施方式>
本公开并不限定于通过上述描述和附图所说明的实施方式。例如,上述或后述的实施方式的特征在不矛盾的范围内能够进行任何组合。另外,上述或后述的实施方式的任何特征只要不是作为必要的特征而被明示就能够省略。而且,上述的实施方式也可以以如下方式变更。
在第一实施方式中,电源控制装置10构成为包括蓄电部12,但也可以是蓄电部12设置于电源控制装置10的外部的结构。即,蓄电部12也可以不包含于电源控制装置10。
在第一实施方式中,电源部91的满充电时的输出电压比蓄电部12的满充电时的输出电压小,但电源部91的满充电时的输出电压也可以比蓄电部12的满充电时的输出电压大。在该情况下,第一控制只要是使第一开关51为接通状态并且使电压转换部30进行将施加到第二导电路径42的电压降压并施加于第三导电路径43的动作的控制即可。并且,第二控制只要是使第一开关51为断开状态,使第二开关52为接通状态,使补充充电部60为停止状态(不向蓄电部12供给电流的状态),并且使电压转换部30进行将施加到第三导电路径43的电压升压并施加于第二导电路径42的动作的控制即可。并且,第三控制只要是使第一开关51为断开状态,使第二开关52为接通状态,使补充充电部60为供给状态(向蓄电部12供给电流的状态),并且使电压转换部30进行将施加到第三导电路径43的电压升压并施加于第二导电路径42的转换动作的控制即可。
在电源系统3中,在进行第二控制或第三控制的过程中第一电力路径81的电压成为比第二电力路径82的电压低的规定的电压降低状态的情况下,经由第二电力路径82向负载101供给电力。关于这一点,在第一实施方式中,“规定的电压降低状态”是第一电力路径81的电压比第二电力路径82的电压低的状态,但并不限定于该例子。“规定的电压降低状态”也可以是第一电力路径81的电压比第二电力路径82的电压低一定值以上的状态。无论是哪种情况,在“为不是规定的电压降低状态的正常状态的情况”下,经由第二电力路径82的向负载101的电力供给均被切断。另外,无论是哪种情况,控制部16在进行第二控制的情况下,都只要使电压转换部30以将成为上述正常状态的输出电压(具体而言,是施加于第二电力路径82的电压比施加于第一电力路径81的电压稍低那样的输出电压)施加于第二导电路径42的方式进行转换动作即可。
在第一实施方式中,控制部16能够在根据上述第一条件的成立而进行第一控制的情况下,进行第一控制直到第一控制的结束条件成立为止,并根据第一控制的结束条件的成立而从第一控制切换为第二控制,但并不限定于该例子。例如,也可以进行第一控制直到第一控制的结束条件成立为止,之后从第一控制切换为第三控制。例如,也可以在蓄电部12的充电电压达到上述第二阈值(例如,表示满充电的阈值)之前从第一控制切换为第三控制,在通过第三控制而蓄电部12的充电电压达到上述第二阈值之后,从第三控制切换为第二控制。
在第一实施方式中,举出了选择部的一例,但选择部70并不限定于图1那样的结构(基于二极管71、72的结构),也可以是能够进行与图1的选择部70同样的逆流防止控制的结构。例如,也可以代替二极管71而设置由机械式继电器或半导体继电器构成的第一继电器,并代替二极管72而设置由机械式继电器或半导体继电器构成的第二继电器。这些第一继电器和第二继电器例如以在接通状态时在双方向上允许通电,在断开状态时在双方向上切断通电的结构为宜。在采用这样的结构的情况下,也可以是电源控制装置10或负载101或其他电子控制装置监视电源部91的电压(例如,电力路径81的电压),在电源部91的电压为规定阈值以上的情况下,使第一继电器为接通状态,并使第二继电器为断开状态,在电源部91的电压小于规定阈值的情况下,使第一继电器为断开状态,并使第二继电器为接通状态。或者,也可以是未图示的切换装置在第一电力路径81的电压为第二电力路径82的电压以上的情况下,使第一继电器为接通状态,并使第二继电器为断开状态,在第一电力路径81的电压小于第二电力路径82的电压的情况下,使第一继电器为断开状态,并使第二继电器为接通状态。
在第一实施方式中,选择部70作为与电源控制装置10不同的部件而构成,但选择部70也可以作为电源控制装置10的一部分而组装。或者,选择部70也可以作为负载101的一部分而组装于负载101。
应当认为本次公开的实施方式在所有方面均是例示,而不是限制性的。本发明的范围并不限定于本次公开的实施方式,而是由要求保护的范围示出,并意在包括与要求保护的范围等同的含义和范围内的全部变更。
标号说明
2:车载系统;
3:车载用电源系统;
10:电源控制装置;
12:蓄电部;
14:电压检测部;
16:控制部;
30:电压转换部;
31:降压部;
32:降压电路;
34:二极管;
41:第一导电路径;
42:第二导电路径;
43:第三导电路径;
51:第一开关(开关);
52:第二开关;
60:补充充电部;
62:补充充电电路;
64:第三开关;
70:选择部;
71:二极管;
72:二极管;
80:共用电力路径;
81:第一电力路径;
82:第二电力路径;
91:电源部;
101:负载。
Claims (4)
1.一种电源控制装置,用于电源系统,该电源系统具备:电源部;蓄电部;第一电力路径,是将基于所述电源部的电力提供给负载的路径;及第二电力路径,是将基于所述蓄电部的电力提供给所述负载的路径,其中,所述电源控制装置具有:
第一导电路径,是传输基于所述电源部的电力的路径;
第二导电路径,是向所述第二电力路径传输电力的路径,并介于所述第二电力路径与所述第一导电路径之间;
第三导电路径,与所述蓄电部电连接;
电压转换部,在所述第二导电路径与所述第三导电路径之间进行电压转换;
开关,设置在所述第一导电路径与所述第二导电路径之间,并在允许电流从所述第一导电路径流向所述第二导电路径的接通状态和切断电流从所述第一导电路径流向所述第二导电路径的断开状态之间切换;及
降压部,具备将施加到所述第三导电路径的电压降压并输出的降压电路,在施加到所述第二导电路径的电压降低到达到所述降压电路的输出电压以下的规定值的程度的情况下,所述降压部使基于所述降压电路的输出电压的电流流到所述第二导电路径。
2.根据权利要求1所述的电源控制装置,其中,
所述降压电路是低压降稳压器。
3.根据权利要求1或2所述的电源控制装置,其中,
所述降压部具有二极管,
由所述降压电路输出的电压被施加于所述二极管的阳极,所述二极管的阴极与所述第二导电路径电连接。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电源控制装置,其中,
所述电源控制装置具有对所述开关和所述电压转换部进行控制的控制部,
所述控制部进行第一控制和第二控制,
所述第一控制是使所述开关为接通状态并且使所述电压转换部进行第一转换动作的控制,该第一转换动作将施加到所述第二导电路径的电压降压或升压并使输出电压施加到所述第三导电路径,
所述第二控制是使所述开关为断开状态并且使所述电压转换部进行第二转换动作的控制,该第二转换动作将施加到所述第三导电路径的电压降压或升压并使目标值的输出电压施加到所述第二导电路径,
所述目标值是比所述规定值高的值,
所述降压电路输出比所述目标值低的电压。
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