DE112020006338T5

DE112020006338T5 - Stromversorgungssteuervorrichtung

Info

Publication number: DE112020006338T5
Application number: DE112020006338.0T
Authority: DE
Inventors: Kota ODA; Masaya Ina; Koki Sakakibara; Masayuki Kato
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2019-12-26
Filing date: 2020-12-09
Publication date: 2022-10-20
Also published as: JP2021106475A; US20230054739A1; CN114788114A; WO2021131698A1; JP7294127B2; US11870427B2

Abstract

Eine Stromversorgungssteuervorrichtung (10) steuert die Stromversorgung durch Ein- oder Ausschalten eines ersten Halbleiterschalters (20a) und eines zweiten Halbleiterschalters (20b), die in einem Strompfad angeordnet sind. Eine erste Diode (21a) und eine zweite Diode (21b) sind zwischen dem Drain und der Source des ersten Halbleiterschalters (20a) bzw. des zweiten Halbleiterschalters (20b) angeschlossen. Die Kathoden der ersten Diode (21a) und der zweiten Diode (21b) sind stromabwärts bzw. stromaufwärts der jeweiligen Anode im Strompfad angeordnet. Wenn Strom durch den Strompfad fließt, obwohl ein Mikrocomputer (26) eine Anweisung gegeben hat, den ersten Halbleiterschalter (20a) und den zweiten Halbleiterschalter (20b) auszuschalten, schaltet eine erste Treiberschaltung (22a) den ersten Halbleiterschalter (20a) ein.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung bezieht sich auf eine Stromversorgungssteuervorrichtung.
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität aus der am 26. Dezember 2019 eingereichten japanischen Patentanmeldung JP 2019-237424 , deren gesamter Inhalt hier durch Verweis aufgenommen sei.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Das Patentdokument 1 offenbart eine Stromversorgungssteuervorrichtung zum Steuern der Stromversorgung von einer Batterie zu einer Last. In dieser Stromversorgungssteuervorrichtung sind ein erster Halbleiterschalter und ein zweiter Halbleiterschalter auf einem Strompfad für Strom angeordnet, der von der Batterie zur Last fließt. Der erste Halbleiterschalter und der zweite Halbleiterschalter weisen jeweils zwei Enden auf, zwischen die eine parasitäre Diode geschaltet ist. Die Kathoden der parasitären Dioden des ersten Halbleiterschalters und des zweiten Halbleiterschalters befinden sich stromabwärts bzw. stromaufwärts der jeweiligen Anode auf dem Strompfad. Die Stromversorgung von der Batterie zur Last wird durch Ein- oder Ausschalten sowohl des ersten als auch des zweiten Halbleiterschalters gesteuert.
Es besteht die Möglichkeit, dass die Benutzer eine Batterie fälschlicherweise so anschließen, dass Strom vor dem ersten Halbleiterschalter und dem zweiten Halbleiterschalter durch die Last fließt. Wenn eine Batterie falsch angeschlossen wird, während der erste Halbleiterschalter nicht vorhanden ist und der zweite Halbleiterschalter ausgeschaltet ist, fließt Strom durch die parasitäre Diode des zweiten Halbleiterschalters. Wenn über einen längeren Zeitraum Strom durch die parasitäre Diode des zweiten Halbleiterschalters fließt, steigt die Temperatur des zweiten Halbleiterschalters auf eine anormale Temperatur an, was zu einem Fehler bzw. Ausfall oder Defekt führen kann.
Gemäß der in Patentdokument 1 beschriebenen Stromversorgungssteuervorrichtung ist jedoch der erste Halbleiterschalter vorgesehen, und daher fließt, wenn der erste Halbleiterschalter und der zweite Halbleiterschalter ausgeschaltet sind, kein Strom durch die parasitäre Diode des ersten Halbleiterschalters oder des zweiten Halbleiterschalters, unabhängig davon, ob die Batterieverbindung normal ist oder nicht.
VORBEKANNTE TECHNISCHE DOKUMENTE
PATENTDOKUMENTE
Patentdokument 1: JP 2019-146414A
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft eine Stromversorgungssteuervorrichtung zum Steuern der Stromversorgung durch Ein- oder Ausschalten sowohl eines ersten Halbleiterschalters als auch eines zweiten Halbleiterschalters, die auf einem Strompfad angeordnet sind und jeweils zwei Enden aufweisen, zwischen denen eine parasitäre Diode angeschlossen ist, und die aufweist: eine Verarbeitungseinheit, die eingerichtet ist, eine Verarbeitung durchzuführen, die eine Anweisung zum Ein- oder Ausschalten des ersten Halbleiterschalters und des zweiten Halbleiterschalters gibt; und einen Schaltstromkreis, der eingerichtet ist, den ersten Halbleiterschalter einzuschalten, wenn Strom durch den Strompfad fließt, obwohl die Verarbeitungseinheit eine Anweisung zum Ausschalten des ersten Halbleiterschalters und des zweiten Halbleiterschalters gegeben hat, wobei die Kathoden der parasitären Dioden des ersten Halbleiterschalters und des zweiten Halbleiterschalters stromabwärts bzw. stromaufwärts der jeweiligen Anode auf dem Strompfad angeordnet sind.
Figurenliste

1 ist ein Blockschaltbild, das die grundlegende Ausgestaltung eines Stromversorgungssystems in Ausführungsform 1 zeigt.
2 ist ein Zeitdiagramm, das die Funktionsweise einer Stromversorgungssteuervorrichtung darstellt.
3 ist ein Blockschaltbild, das die grundlegende Ausgestaltung eines Mikrocomputers zeigt.
4 ist ein Flussdiagramm, das die Prozedur der Stromversorgungssteuerverarbeitung zeigt.
5 ist ein Blockschaltbild, das die grundlegende Ausgestaltung eines Stromversorgungssystems in Ausführungsform 2 zeigt.
6 ist ein Zeitdiagramm, das die Funktionsweise einer Spannungsausgabeschaltung veranschaulicht.
7 ist ein Blockschaltbild, das die grundlegende Ausgestaltung eines Stromversorgungssystems in Ausführungsform 3 zeigt.
8 ist ein Zeitdiagramm, das die Funktionsweise einer Spannungsausgabeschaltung veranschaulicht.
9 ist ein Blockschaltbild, das die grundlegende Ausgestaltung eines Stromversorgungssystems in Ausführungsform 4 zeigt.
10 ist ein Blockschaltbild, das die grundlegende Ausgestaltung eines Mikrocomputers zeigt.
11 ist ein Flussdiagramm, das die Prozedur der Kurzschlusserfassungsverarbeitung zeigt.
12 ist ein Blockschaltbild, das die grundlegende Ausgestaltung eines Stromversorgungssystems in Ausführungsform 5 zeigt.
13 ist ein Blockschaltbild, das die grundlegende Ausgestaltung eines Stromversorgungssystems in Ausführungsform 6 zeigt.
14 ist ein Blockschaltbild, das die grundlegende Ausgestaltung eines Stromversorgungssystems in Ausführungsform 7 zeigt.
15 ist ein Blockschaltbild, das die grundlegende Ausgestaltung eines Stromversorgungssystems in Ausführungsform 8 zeigt.
16 ist ein Zeitdiagramm, das die Funktionsweise einer Spannungsausgabeschaltung veranschaulicht.
17 ist ein Blockschaltbild, das die grundlegende Ausgestaltung eines Stromversorgungssystems in Ausführungsform 9 zeigt.
18 ist ein Blockschaltbild, das die grundlegende Ausgestaltung eines Stromversorgungssystems in Ausführungsform 10 zeigt.
19 ist ein Blockschaltbild, das die grundlegende Ausgestaltung eines Stromversorgungssystems in Ausführungsform 11 zeigt.
20 ist ein Blockschaltbild, das die grundlegende Ausgestaltung eines Stromversorgungssystems in Ausführungsform 12 zeigt.

VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABEN
Es wird angenommen, dass in der in Patentdokument 1 beschriebenen Stromversorgungssteuervorrichtung ein Kurzschluss zwischen den Enden des zweiten Halbleiterschalters in einem Zustand auftritt, in dem der Batterieanschluss normal ist und der erste Halbleiterschalter ausgeschaltet ist. In diesem Fall fließt Strom von der Batterie durch die parasitäre Diode des ersten Halbleiterschalters, den zweiten Halbleiterschalter und die Last in dieser Reihenfolge. Wenn über einen längeren Zeitraum Strom durch die parasitäre Diode des ersten Halbleiterschalters fließt, kann es auch im ersten Halbleiterschalter zu einem Fehler kommen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Stromversorgungssteuervorrichtung bereitzustellen, bei der ein Kurzschluss zwischen den Enden eines der Halbleiterschalter keinen Fehler des anderen Halbleiterschalters verursacht.
VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Offenbarung verursacht ein Kurzschluss zwischen den Enden eines zweiten Halbleiterschalters keinen Fehler in einem ersten Halbleiterschalter.
AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Zunächst werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung aufgeführt und beschrieben. Zumindest Teile der nachstehend beschriebenen Ausführungsformen können in geeigneter Weise kombiniert werden.
(1) Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft eine Stromversorgungssteuervorrichtung zum Steuern der Stromversorgung durch Ein- oder Ausschalten sowohl eines ersten Halbleiterschalters als auch eines zweiten Halbleiterschalters, die auf einem Strompfad angeordnet sind und jeweils zwei Enden aufweisen, zwischen denen eine parasitäre Diode angeschlossen ist, und die aufweist: eine Verarbeitungseinheit, die eingerichtet ist, eine Verarbeitung durchzuführen, die eine Anweisung zum Ein- oder Ausschalten des ersten Halbleiterschalters und des zweiten Halbleiterschalters gibt; und einen Schaltstromkreis, der eingerichtet ist, den ersten Halbleiterschalter einzuschalten, wenn Strom durch den Strompfad fließt, obwohl die Verarbeitungseinheit eine Anweisung zum Ausschalten des ersten Halbleiterschalters und des zweiten Halbleiterschalters gegeben hat, wobei die Kathoden der parasitären Dioden des ersten Halbleiterschalters und des zweiten Halbleiterschalters stromabwärts bzw. stromaufwärts der jeweiligen Anode auf dem Strompfad angeordnet sind.
Gemäß dem oben beschriebenen Aspekt wird, wenn ein Kurzschluss im zweiten Halbleiterschalter auftritt, nur der erste Halbleiterschalter ausgeschaltet, wenn eine Anweisung zum Ausschalten des ersten und des zweiten Halbleiterschalters gegeben wird. Zu diesem Zeitpunkt fließt ein Strom durch die parasitäre Diode des ersten Halbleiterschalters. Fließt ein Strom durch einen Strompfad, obwohl die Anweisung gegeben wurde, den ersten Halbleiterschalter und den zweiten Halbleiterschalter auszuschalten, wird davon ausgegangen, dass ein Kurzschluss zwischen den Enden des zweiten Halbleiterschalters vorliegt, und der erste Halbleiterschalter wird eingeschaltet. Dementsprechend fließt nicht über einen längeren Zeitraum Strom durch die parasitäre Diode des ersten Halbleiterschalters, so dass ein Kurzschluss zwischen den Enden des zweiten Halbleiterschalters nicht zu einem Fehler bzw. Ausfall des ersten Halbleiterschalters führt.
(2) Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist auf die Stromversorgungssteuervorrichtung gerichtet, bei der der erste Halbleiterschalter stromaufwärts des zweiten Halbleiterschalters auf dem Strompfad angeordnet ist und eine Last stromabwärts des zweiten Halbleiterschalters auf dem Strompfad angeordnet ist, und wenn eine Knotenspannung an einem Verbindungsknoten zwischen dem zweiten Halbleiterschalter und der Last größer oder gleich einer Schwellenspannung ist, obwohl die Verarbeitungseinheit eine Anweisung gegeben hat, den ersten Halbleiterschalter und den zweiten Halbleiterschalter auszuschalten, dann schaltet der Schaltstromkreis den ersten Halbleiterschalter ein.
Gemäß dem oben beschriebenen Aspekt fließt Strom von der positiven Elektrode der Gleichstromquelle durch den ersten Halbleiterschalter, den zweiten Halbleiterschalter und die Last in dieser Reihenfolge. Wenn ein Kurzschluss zwischen den Enden des zweiten Halbleiterschalters in einem Zustand auftritt, in dem der erste Halbleiterschalter ausgeschaltet ist, fließt Strom durch die parasitäre Diode des ersten Halbleiterschalters, den zweiten Halbleiterschalter und die Last in dieser Reihenfolge, und die Knotenspannung entspricht der Spannung an der Gleichstromquelle oder einem Wert nahe der Spannung an der Gleichstromquelle. Ist die Knotenspannung hoch, obwohl die Anweisung gegeben wurde, den ersten Halbleiterschalter und den zweiten Halbleiterschalter auszuschalten, wird davon ausgegangen, dass ein Kurzschluss zwischen den Enden des zweiten Halbleiterschalters aufgetreten ist.
(3) Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist auf die Stromversorgungssteuervorrichtung gerichtet, bei der der erste Halbleiterschalter stromabwärts des zweiten Halbleiterschalters auf dem Strompfad angeordnet ist und eine Last stromabwärts des ersten Halbleiterschalters auf dem Strompfad angeordnet ist, und wenn eine Knotenspannung an einem Verbindungsknoten zwischen dem zweiten Halbleiterschalter und der Last größer oder gleich einer Schwellenspannung ist, obwohl die Verarbeitungseinheit eine Anweisung gegeben hat, den ersten Halbleiterschalter und den zweiten Halbleiterschalter auszuschalten, dann schaltet der Schaltstromkreis den ersten Halbleiterschalter ein.
Gemäß dem oben beschriebenen Aspekt fließt Strom von der positiven Elektrode der Gleichstromquelle durch den zweiten Halbleiterschalter, den ersten Halbleiterschalter und die Last in dieser Reihenfolge. Wenn ein Kurzschluss zwischen den Enden des zweiten Halbleiterschalters in einem Zustand auftritt, in dem der erste Halbleiterschalter ausgeschaltet ist, fließt Strom durch den zweiten Halbleiterschalter, die parasitäre Diode des ersten Halbleiterschalters und die Last in dieser Reihenfolge, und die Knotenspannung entspricht der Spannung an der Gleichstromquelle oder einem Wert nahe der Spannung an der Gleichstromquelle. Ist die Knotenspannung hoch, obwohl die Anweisung gegeben wurde, den ersten Halbleiterschalter und den zweiten Halbleiterschalter auszuschalten, wird davon ausgegangen, dass ein Kurzschluss zwischen den Enden des zweiten Halbleiterschalters aufgetreten ist.
(4) Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist auf die Stromversorgungssteuervorrichtung gerichtet, bei der, wenn eine Anweisung zum Ausschalten des ersten Halbleiterschalters und des zweiten Halbleiterschalters gegeben wurde, die Verarbeitungseinheit bestimmt, ob die Knotenspannung größer oder gleich der Schwellenspannung ist oder nicht, und wenn ermittelt wird, dass die Knotenspannung größer oder gleich der Schwellenspannung ist, dann führt die Verarbeitungseinheit eine Verarbeitung durch, die den Schaltstromkreis anweist, den ersten Halbleiterschalter einzuschalten.
Gemäß dem oben beschriebenen Aspekt wird der Schaltstromkreis angewiesen, den ersten Halbleiterschalter einzuschalten, wenn die Knotenspannung hoch ist, obwohl eine Anweisung gegeben wurde, den ersten Halbleiterschalter und den zweiten Halbleiterschalter auszuschalten.
(5) Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist auf die Stromversorgungssteuervorrichtung gerichtet, bei der der erste Halbleiterschalter stromaufwärts des zweiten Halbleiterschalters auf dem Strompfad angeordnet ist und eine Last stromaufwärts des ersten Halbleiterschalters auf dem Strompfad angeordnet ist, und wenn eine Knotenspannung an einem Verbindungsknoten zwischen der Last und dem zweiten Halbleiterschalter unter einer Schwellenspannung liegt, obwohl die Verarbeitungseinheit eine Anweisung zum Ausschalten des ersten Halbleiterschalters und des zweiten Halbleiterschalters gegeben hat, dann schaltet der Schaltstromkreis den ersten Halbleiterschalter ein.
Gemäß dem oben beschriebenen Aspekt fließt der Strom von der positiven Elektrode der Gleichstromquelle durch die Last, den ersten Halbleiterschalter und den zweiten Halbleiterschalter in dieser Reihenfolge. Wenn ein Kurzschluss zwischen den Enden des zweiten Halbleiterschalters in einem Zustand auftritt, in dem der erste Halbleiterschalter ausgeschaltet ist, fließt Strom durch die Last, die parasitäre Diode des ersten Halbleiterschalters und den zweiten Halbleiterschalter in dieser Reihenfolge, und die Knotenspannung ist 0 V oder ein Wert nahe 0 V. Ist die Knotenspannung niedrig, obwohl die Anweisung gegeben wurde, den ersten Halbleiterschalter und den zweiten Halbleiterschalter auszuschalten, wird davon ausgegangen, dass ein Kurzschluss zwischen den Enden des zweiten Halbleiterschalters vorliegt.
(6) Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist auf die Stromversorgungssteuervorrichtung gerichtet, bei der der erste Halbleiterschalter stromabwärts des zweiten Halbleiterschalters auf dem Strompfad angeordnet ist und eine Last stromaufwärts des zweiten Halbleiterschalters auf dem Strompfad angeordnet ist, und wenn eine Knotenspannung an einem Verbindungsknoten zwischen der Last und dem zweiten Halbleiterschalter unter einer Schwellenspannung liegt, obwohl die Verarbeitungseinheit eine Anweisung zum Ausschalten des ersten Halbleiterschalters und des zweiten Halbleiterschalters gegeben hat, dann schaltet der Schaltstromkreis den ersten Halbleiterschalter aus.
Gemäß dem oben beschriebenen Aspekt fließt der Strom von der positiven Elektrode der Gleichstromquelle durch die Last, den zweiten Halbleiterschalter und den ersten Halbleiterschalter in dieser Reihenfolge. Wenn ein Kurzschluss zwischen den Enden des zweiten Halbleiterschalters in einem Zustand auftritt, in dem der erste Halbleiterschalter ausgeschaltet ist, fließt Strom durch die Last, den zweiten Halbleiterschalter und die parasitäre Diode des ersten Halbleiterschalters in dieser Reihenfolge, und die Knotenspannung ist 0 V oder ein Wert nahe 0 V. Ist die Knotenspannung niedrig, obwohl die Anweisung gegeben wurde, den ersten Halbleiterschalter und den zweiten Halbleiterschalter auszuschalten, wird davon ausgegangen, dass ein Kurzschluss zwischen den Enden des zweiten Halbleiterschalters vorliegt.
(7) Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist auf die Stromversorgungssteuervorrichtung gerichtet, bei der, wenn eine Anweisung gegeben wurde, den ersten Halbleiterschalter und den zweiten Halbleiterschalter auszuschalten, die Verarbeitungseinheit bestimmt, ob die Knotenspannung unter der Schwellenspannung liegt oder nicht, und wenn ermittelt wird, dass die Knotenspannung unter der Schwellenspannung liegt, dann führt die Verarbeitungseinheit eine Verarbeitung durch, die den Schaltstromkreis anweist, den ersten Halbleiterschalter einzuschalten.
Gemäß dem oben beschriebenen Aspekt wird der Schaltstromkreis angewiesen, den ersten Halbleiterschalter einzuschalten, wenn die Knotenspannung niedrig ist, obwohl eine Anweisung gegeben wurde, den ersten Halbleiterschalter und den zweiten Halbleiterschalter auszuschalten.
DETAILS VON AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Spezifische Beispiele des Stromversorgungssystems gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt ist, sondern durch die beigefügten Ansprüche angegeben ist und alle Änderungen innerhalb des Schutzbereichs und der Äquivalente der Ansprüche umfassen soll.
Ausführungsform 1
Ausgestaltung des Stromversorgungssystems 1
1 ist ein Blockschaltbild, das die grundlegende Ausgestaltung eines Stromversorgungssystems 1 in Ausführungsform 1 zeigt. Das Stromversorgungssystem 1 ist vorzugsweise in einem Fahrzeug installiert und enthält eine Stromversorgungssteuervorrichtung 10, eine Last 11, eine Batterie 12, einen Anschluss Tp der positiven Elektrode und einen Anschluss Tn der negativen Elektrode. Die Stromversorgungssteuervorrichtung 10 ist mit einem Ende der Last 11 und dem Anschluss Tp der positiven Elektrode verbunden. Das andere Ende der Last 11 und der Anschluss Tn der negativen Elektrode sind geerdet. Die Batterie 12 ist zwischen dem Anschluss Tp der positiven Elektrode und dem Anschluss Tn der negativen Elektrode von einem Benutzer trennbar angeschlossen.
Typischerweise schließt der Benutzer, wie in 1 gezeigt, die positive Elektrode und die negative Elektrode der Batterie 12 an den Anschluss Tp der positiven Elektrode bzw. den Anschluss Tn der negativen Elektrode an. Dieser Anschluss ist der normale Anschluss. Die Stromversorgungssteuervorrichtung 10 steuert die Stromversorgung von der Batterie 12 zur Last 11 durch elektrisches Verbinden oder Trennen des Anschlusses Tp der positiven Elektrode und der Last 11. Wenn der Anschluss der Batterie 12 der normale Anschluss ist, liefert die Batterie 12 Strom an die Last 11, wenn die Stromversorgungssteuervorrichtung 10 den Anschluss Tp der positiven Elektrode und die Last 11 elektrisch verbindet. In einem ähnlichen Fall wird die Stromzufuhr von der Batterie 12 zur Last 11 unterbrochen, wenn die Stromversorgungssteuervorrichtung 10 sie elektrisch trennt.
Es besteht die Möglichkeit, dass ein Benutzer die positive Elektrode und die negative Elektrode der Batterie 12 fälschlicherweise mit dem Anschluss Tn der negativen Elektrode bzw. dem Anschluss Tp der positiven Elektrode verbindet. Dieser Anschluss ist der umgekehrte Anschluss. Wenn der Anschluss der Batterie 12 umgekehrt bzw. verkehrt herum erfolgt, kann die Stromversorgungssteuervorrichtung 10 die Stromversorgung von der Batterie 12 zur Last 11 unterbrechen.
Die Last 11 ist eine elektrische Vorrichtung, die in einem Fahrzeug installiert ist, wie z.B. ein Motor, der einen Ventilator antreibt. Wenn die Last 11 von der Batterie 12 mit Strom versorgt wird, arbeitet die Last 11. Wenn die Stromzufuhr von der Batterie 12 zur Last 11 unterbrochen wird, hört die Last 11 auf zu arbeiten.
Ausgestaltung der Stromversorgungssteuervorrichtung 10
Die Stromversorgungssteuervorrichtung 10 enthält einen ersten Halbleiterschalter 20a, einen zweiten Halbleiterschalter 20b, eine erste Diode 21a, eine zweite Diode 21b, eine erste Treiberschaltung 22a, eine zweite Treiberschaltung 22b, eine ODER-Schaltung 23, eine Spannungsausgabeschaltung 24, einen Vorrichtungswiderstand 25 und einen Mikrocomputer (im Folgenden als „Mikrocomputer“ bezeichnet) 26. Der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b sind N-Kanal-FETs (Feldeffekttransistoren). Die ODER-Schaltung 23 hat zwei Eingangsanschlüsse und einen Ausgangsanschluss. Die Spannungsausgabeschaltung 24 weist Schaltungswiderstände 30 und 31 auf.
Die erste Diode 21a und die zweite Diode 21b sind parasitäre Dioden des ersten Halbleiterschalters 20a bzw. des zweiten Halbleiterschalters 20b. Dementsprechend werden bei der Herstellung des ersten Halbleiterschalters 20a und des zweiten Halbleiterschalters 20b die erste Diode 21a und die zweite Diode 21b am ersten Halbleiterschalter 20a bzw. am zweiten Halbleiterschalter 20b gebildet. Die Kathode und die Anode der ersten Diode 21a sind mit dem Drain bzw. der Source des ersten Halbleiterschalters 20a verbunden. Die Kathode und die Anode der zweiten Diode 21b sind mit dem Drain bzw. der Source des zweiten Halbleiterschalters 20b verbunden.
Die Source des ersten Halbleiterschalters 20a ist mit dem Anschluss Tp der positiven Elektrode verbunden. Der Drain des ersten Halbleiterschalters 20a ist mit dem Drain des zweiten Halbleiterschalters 20b verbunden. Die Source des zweiten Halbleiterschalters 20b ist mit dem einen Ende der Last 11 verbunden. Die Gates des ersten Halbleiterschalters 20a und des zweiten Halbleiterschalters 20b sind mit der ersten Treiberschaltung 22a bzw. der zweiten Treiberschaltung 22b verbunden. Die erste Treiberschaltung 22a ist außerdem mit dem Ausgangsanschluss der ODER-Schaltung 23 verbunden.
Ein Verbindungsknoten zwischen der Source des zweiten Halbleiterschalters 20b und dem einen Ende der Last 11 ist mit einem Ende des Schaltungswiderstands 30 der Spannungsausgabeschaltung 24 verbunden. Das andere Ende des Schaltungswiderstands 30 ist mit einem Ende des Schaltungswiderstands 31 verbunden. Das andere Ende des Schaltungswiderstands 31 ist geerdet. Ein Verbindungsknoten zwischen den Schaltungswiderständen 30 und 31 ist mit einem Eingangsanschluss der ODER-Schaltung 23 verbunden. Die zweite Treiberschaltung 22b und der andere Eingangsanschluss der ODER-Schaltung 23 sind mit einem Ende des Vorrichtungswiderstands 25 verbunden. Das andere Ende des Vorrichtungswiderstands 25 ist mit dem Mikrocomputer 26 verbunden.
In jedem der ersten Halbleiterschalter 20a und zweiten Halbleiterschalter 20b ist der Widerstand zwischen Drain und Source klein genug, wenn die Spannung am Gate in Bezug auf das Potential der Source größer oder gleich einer konstanten Spannung ist. Zu diesem Zeitpunkt sind der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b eingeschaltet, und Strom kann über die Drains und die Sources fließen. Wenn die Spannung am Gate in Bezug auf das Potential der Source unter der konstanten Spannung liegt, ist der Widerstand zwischen Drain und Source in jedem der ersten Halbleiterschalter 20a und zweiten Halbleiterschalter 20b groß genug. Zu diesem Zeitpunkt sind der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b ausgeschaltet, und es fließt kein Strom über die Drains und die Sources.
Die ODER-Schaltung 23 gibt eine Hochpegelspannung oder eine Niederpegelspannung an die erste Treiberschaltung 22a aus. Wenn die von der ODER-Schaltung 23 eingegebene Spannung von der Niederpegelspannung auf die Hochpegelspannung umgeschaltet wird, erhöht die erste Treiberschaltung 22a die Spannung am Gate des ersten Halbleiterschalters 20a in Bezug auf das Erdpotential. Dementsprechend steigt die Spannung am Gate des ersten Halbleiterschalters 20a in Bezug auf das Potential der Source auf eine Spannung, die größer oder gleich einer konstanten Spannung ist, und der erste Halbleiterschalter 20a wird eingeschaltet.
Wenn die von der ODER-Schaltung 23 eingegebene Spannung von der Hochpegelspannung auf die Niederpegelspannung umgeschaltet wird, verringert die erste Treiberschaltung 22a die Spannung am Gate des ersten Halbleiterschalters 20a in Bezug auf das Erdpotential. Dementsprechend sinkt im ersten Halbleiterschalter 20a die Spannung am Gate in Bezug auf das Potential der Source auf eine Spannung unterhalb der konstanten Spannung, und der erste Halbleiterschalter 20a wird ausgeschaltet.
Wie oben beschrieben, schaltet die erste Treiberschaltung 22a den ersten Halbleiterschalter 20a in Abhängigkeit von der von der ODER-Schaltung 23 eingegebenen Spannung ein oder aus.
Der Mikrocomputer 26 gibt über den Vorrichtungswiderstand 25 eine Hochpegelspannung oder eine Niederpegelspannung an die ODER-Schaltung 23 und die zweite Treiberschaltung 22b aus. Wenn die vom Mikrocomputer 26 ausgegebene Spannung von der Niederpegelspannung auf die Hochpegelspannung umgeschaltet wird, schaltet die zweite Treiberschaltung 22b den zweiten Halbleiterschalter 20b wie im Falle der ersten Treiberschaltung 22a ein. Wenn die vom Mikrocomputer 26 ausgegebene Spannung von der Hochpegelspannung auf die Niederpegelspannung umgeschaltet wird, schaltet die zweite Treiberschaltung 22b den zweiten Halbleiterschalter 20b wie im Falle der ersten Treiberschaltung 22a aus.
In der folgenden Beschreibung wird die Spannung an dem Verbindungsknoten, mit dem die Spannungsausgabeschaltung 24 verbunden ist, als „Knotenspannung“ bezeichnet. In Ausführungsform 1 ist die Knotenspannung eine Spannung in Bezug auf das Erdpotential, die an den Verbindungsknoten zwischen dem Drain des zweiten Halbleiterschalters 20b und dem einen Ende der Last 11 angelegt ist. Die Schaltungswiderstände 30 und 31 der Spannungsausgabeschaltung 24 teilen die Knotenspannung. Die durch die Schaltungswiderstände 30 und 31 geteilte Spannung wird der ODER-Schaltung 23 als Ausgangsspannung der Spannungsausgabeschaltung 24 zugeführt. Diese Ausgangsspannung ist durch das Verhältnis zwischen den Widerständen der Schaltungswiderstände 30 und 31 bestimmt. Die Widerstände der Schaltungswiderstände 30 und 31 haben feste Werte. Wenn der Widerstand des Schaltungswiderstands 30 doppelt so groß ist wie der Widerstand des Schaltungswiderstands 31, ist die Ausgangsspannung der Spannungsausgabeschaltung 24 eine Spannung, die sich aus der Teilung der Knotenspannung durch 3 ergibt.
Wenn die Ausgangsspannung der Spannungsausgabeschaltung 24 oder des Mikrocomputers 26 größer oder gleich einer Referenzspannung ist, gibt die ODER-Schaltung 23 eine Hochpegelspannung an die erste Treiberschaltung 22a aus. Wenn die Ausgangsspannungen der Spannungsausgabeschaltung 24 und des Mikrocomputers 26 unter der Referenzspannung liegen, gibt die ODER-Schaltung eine Niederpegelspannung an die erste Treiberschaltung 22a aus. Die Referenzspannung hat einen festen Wert größer als 0 V und wird im Voraus festgelegt. Die von dem Mikrocomputer 26 ausgegebene Hochpegelspannung ist größer oder gleich der Referenzspannung. Die vom Mikrocomputer 26 ausgegebene Niederpegelspannung liegt unter der Referenzspannung.
Die Ausgangsspannung der Spannungsausgabeschaltung 24 ist proportional zur Knotenspannung. Im Folgenden wird die Knotenspannung, bei der die Ausgangsspannung der Spannungsausgabeschaltung 24 die Referenzspannung ist, als „Schwellenspannung“ bezeichnet. Da die Referenzspannung größer als 0 V ist, ist auch die Schwellenspannung größer als 0 V. Liegt die Knotenspannung unter der Schwellenspannung, gibt die Spannungsausgabeschaltung 24 eine Spannung unterhalb der Referenzspannung an die ODER-Schaltung 23 aus. Wenn die Knotenspannung größer oder gleich der Schwellenspannung ist, gibt die Spannungsausgabeschaltung 24 eine Spannung größer oder gleich der Referenzspannung an die ODER-Schaltung 23 aus.
Funktionsweise der Stromversorgungssteuervorrichtung 10
2 ist ein Zeitdiagramm, das die Funktionsweise der Stromversorgungssteuervorrichtung 10 darstellt. 2 zeigt Diagramme der Ausgangsspannung des Mikrocomputers 26, der Knotenspannung, der Ausgangsspannung der Spannungsausgabeschaltung 24, der Ausgangsspannung der ODER-Schaltung 23 sowie der Zustände des ersten Halbleiterschalters 20a und des zweiten Halbleiterschalters 20b. Die horizontalen Achsen geben in diesen Diagrammen die Zeit an. Im Folgenden wird die Spannung an der positiven Elektrode der Batterie 12 in Bezug zum Potential der negativen Elektrode als „Batteriespannung“ bezeichnet. Die Batteriespannung ist größer als die Schwellenspannung. In 2 sind die Hochpegelspannung, die Niederpegelspannung, die Referenzspannung, die Batteriespannung und die Schwellenspannung mit H, L, Vr, Vb bzw. Vth bezeichnet. Auch in anderen Zeichnungen als in 2 sind die Hochpegelspannung, die Niederpegelspannung, die Referenzspannung, die Batteriespannung und die Schwellenspannung jeweils in ähnlicher Weise bezeichnet.
In der folgenden Beschreibung wird davon ausgegangen, dass der Anschluss der Batterie 12 der normale Anschluss ist. Wie in 2 gezeigt, sind der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b ausgeschaltet, wenn die Ausgangsspannung des Mikrocomputers 26 die Niederpegelspannung ist und kein Fehler in der Stromversorgungssteuervorrichtung 10 vorhanden ist. Die Knotenspannung und die Ausgangsspannung der Spannungsausgabespannung sind 0 V. Die Ausgangsspannung der ODER-Schaltung 23 ist die Niederpegelspannung.
Wenn der Mikrocomputer 26 die Ausgangsspannung von der Niederpegelspannung auf die Hochpegelspannung umschaltet, schaltet die ODER-Schaltung 23 die Ausgangsspannung an die erste Treiberschaltung 22a auf die Hochpegelspannung, und die erste Treiberschaltung 22a schaltet den ersten Halbleiterschalter 20a ein. Da die Ausgangsspannung für die zweite Treiberschaltung 22b von der Niederpegelspannung auf die Hochpegelspannung umgeschaltet wird, schaltet die zweite Treiberschaltung 22b ferner den zweiten Halbleiterschalter 20b ein. Dementsprechend werden der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b eingeschaltet, wenn der Mikrocomputer 26 die Ausgangsspannung auf die Hochpegelspannung schaltet.
Wenn der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b eingeschaltet werden, steigt die Knotenspannung auf die Batteriespannung Vb. Dementsprechend steigt die Ausgangsspannung der Spannungsausgabeschaltung 24 auf eine Spannung, die größer oder gleich der Referenzspannung Vr ist. Wenn der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b eingeschaltet sind, sind der Anschluss Tp der positiven Elektrode und das eine Ende der Last 11 elektrisch miteinander verbunden, und die Batterie 12 liefert über den ersten Halbleiterschalter 20a und den zweiten Halbleiterschalter 20b Strom an die Last 11.
Zu diesem Zeitpunkt fließt der Strom vom Anschluss Tp der positiven Elektrode durch den ersten Halbleiterschalter 20a, den zweiten Halbleiterschalter 20b, die Last 11 und den Anschluss Tn der negativen Elektrode in dieser Reihenfolge. Auf diese Weise sind der erste Halbleiterschalter 20a, der zweite Halbleiterschalter 20b und die Last 11 in dieser Reihenfolge auf einem Strompfad für Strom angeordnet, der von dem Anschluss Tp der positiven Elektrode zu dem Anschluss Tn der negativen Elektrode fließt. Die Kathoden der ersten Diode 21a und der zweiten Diode 21b sind stromabwärts bzw. stromaufwärts der jeweiligen Anode im Strompfad angeordnet.
Wenn der erste Halbleiterschalter 20a eingeschaltet ist, beträgt die Spannung zwischen dem Drain und der Source im Wesentlichen 0 V, so dass kein Strom durch die erste Diode 21a fließt. In ähnlicher Weise fließt kein Strom durch die zweite Diode 21b, wenn der zweite Halbleiterschalter 20b eingeschaltet ist.
Wenn der Mikrocomputer 26 die Ausgangsspannung von der Hochpegelspannung auf die Niederpegelspannung umschaltet, schaltet die zweite Treiberschaltung 22b den zweiten Halbleiterschalter 20b aus. Wenn der zweite Halbleiterschalter 20b ausgeschaltet wird, werden der Stromfluss über die Last 11 und der Stromfluss über die Schaltungswiderstände 30 und 31 gestoppt, so dass die Knotenspannung und die Ausgangsspannung der Spannungsausgabeschaltung 24 auf 0 V sinken. Dementsprechend liegen die beiden Eingangsspannungen der ODER-Schaltung 23 unter der Referenzspannung Vr, so dass die Ausgangsspannung der ODER-Schaltung 23 auf die Niederpegelspannung umgeschaltet wird und die erste Treiberschaltung 22a den ersten Halbleiterschalter 20a ausschaltet.
Wie oben beschrieben, werden der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b ausgeschaltet, wenn der Mikrocomputer 26 die Ausgangsspannung von der Hochpegelspannung auf die Niederpegelspannung umschaltet und wenn kein Fehler in der Stromversorgungssteuervorrichtung 10 auftritt. Wenn der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b ausgeschaltet werden, werden der Anschluss Tp der positiven Elektrode und das eine Ende der Last 11 elektrisch getrennt, und die Stromversorgung von der Batterie 12 zur Last 11 wird unterbrochen.
Wenn ein Kurzschluss zwischen dem Drain und der Source des zweiten Halbleiterschalters 20b in einem Zustand auftritt, in dem der Mikrocomputer 26 eine Niederpegelspannung ausgibt, fließt Strom von der positiven Elektrode der Batterie 12 durch die erste Diode 21a des ersten Halbleiterschalters 20a, den zweiten Halbleiterschalter 20b und die Last 11 in dieser Reihenfolge, und die Knotenspannung steigt auf einen Wert nahe der Batteriespannung Vb und wird größer als die Schwellenspannung Vth. Dementsprechend ist die Ausgangsspannung der Spannungsausgabeschaltung 24 größer oder gleich der Referenzspannung Vr, und die Ausgangsspannung der ODER-Schaltung 23 wird von der Niederpegelspannung auf die Hochpegelspannung umgeschaltet. Dementsprechend schaltet die erste Treiberschaltung 22a den ersten Halbleiterschalter 20a ein, und der Stromfluss über die erste Diode 21a wird gestoppt.
Wie oben beschrieben, schaltet die erste Treiberschaltung 22a den ersten Halbleiterschalter 20a ein, wenn der Mikrocomputer 26 eine Anweisung zum Ausschalten des ersten Halbleiterschalters 20a und des zweiten Halbleiterschalters 20b gegeben hat und ein Kurzschluss zwischen dem Drain und der Source des zweiten Halbleiterschalters 20b auftritt.
Ein Kurzschluss zwischen dem Drain und der Source des zweiten Halbleiterschalters 20b bedeutet einen Fehler, bei dem der Schaltungswiderstand zwischen dem Drain und der Source des zweiten Halbleiterschalters 20b unabhängig von der Spannung am Gate auf einen kleinen Wert festgelegt ist. Bei einem Kurzschluss kann ein Strom über den Drain und die Source fließen.
Wenn ein Kurzschluss zwischen dem Drain und der Source des zweiten Halbleiterschalters 20b in einem Zustand auftritt, in dem der Mikrocomputer 26 eine Hochpegelspannung ausgibt, sinkt die Knotenspannung nicht auf eine Spannung unterhalb der Schwellenspannung Vth, selbst wenn der Mikrocomputer 26 die Ausgangsspannung auf die Niederpegelspannung umschaltet. Dementsprechend gibt die ODER-Schaltung 23 auch dann, wenn die Ausgangsspannung des Mikrocomputers 26 auf die Niederpegelspannung umgeschaltet wird, weiterhin die Hochpegelspannung aus, und die erste Treiberschaltung 22a hält den ersten Halbleiterschalter 20a eingeschaltet.
Typischerweise wird die Batterie 12 zwischen dem Anschluss Tp der positiven Elektrode und dem Anschluss Tn der negativen Elektrode in einem Zustand angeschlossen, in dem der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b ausgeschaltet sind. Zu diesem Zeitpunkt werden die Knotenspannung und die Ausgangsspannung der Spannungsausgabeschaltung 24 auf 0 V gehalten, und die Ausgangsspannung der ODER-Schaltung 23 wird nicht von der Niederpegelspannung auf die Hochpegelspannung umgeschaltet, selbst wenn die Batterie 12 umgekehrt angeschlossen ist. Dementsprechend fließt in einem Zustand, in dem der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b ausgeschaltet sind, kein Strom von der Batterie 12, unabhängig davon, ob der Anschluss der Batterie 12 der normale Anschluss ist oder nicht.
Ausgestaltung des Mikrocomputers 26
3 ist ein Blockschaltbild, das die grundlegende Ausgestaltung des Mikrocomputers 26 zeigt. Der Mikrocomputer 26 enthält eine Ausgabeeinheit 40, eine Speichereinheit 41 und eine Steuereinheit 42. Diese Vorrichtungen sind mit einem internen Bus 43 verbunden. Die Ausgabeeinheit 40 ist außerdem über den Vorrichtungswiderstand 25 mit der ODER-Schaltung 23 und der zweiten Treiberschaltung 22b verbunden.
Die Ausgabeeinheit 40 gibt über den Vorrichtungswiderstand 25 eine Niederpegelspannung oder eine Hochpegelspannung an die ODER-Schaltung 23 und die zweite Treiberschaltung 22b aus. Die Ausgabeeinheit 40 schaltet die Ausgangsspannungen für die ODER-Schaltung 23 und die zweite Treiberschaltung 22b entsprechend einer Anweisung der Steuereinheit 42 auf die Niederpegelspannung oder die Hochpegelspannung.
Die Speichereinheit 41 ist ein nichtflüchtiger Speicher. Die Speichereinheit 41 speichert ein Computerprogramm P. Die Steuereinheit 42 verfügt über ein Verarbeitungselement, das die Verarbeitung durchführt, wie z. B. eine CPU (Central Processing Unit). Das Verarbeitungselement der Steuereinheit 42 führt das Computerprogramm P aus und steuert damit die Stromversorgung der Last 11.
Das Computerprogramm P kann in einem Speichermedium A gespeichert sein kann, so dass es von dem in der Steuereinheit 42 enthaltenen Verarbeitungselement gelesen werden kann. In diesem Fall wird das von einem nicht dargestellten Lesegerät vom Speichermedium A gelesene Computerprogramm P in die Speichereinheit 41 geschrieben. Das Speichermedium A ist eine optische Platte, eine flexible Platte, eine magnetische Platte, eine magneto-optische Platte, ein Halbleiterspeicher oder ähnliches. Die optische Platte ist eine CD (Compact Disk)-ROM (Read Only Memory), eine DVD (Digital Versatile Disk)-ROM, eine BD (Blu-ray (eingetragenes Warenzeichen) Disk) oder ähnliches. Die magnetische Platte ist zum Beispiel eine Festplatte. Außerdem kann das Computerprogramm P von einer nicht gezeigten externen Vorrichtung heruntergeladen werden, die mit einem nicht gezeigten Kommunikationsnetz verbunden ist, und das heruntergeladene Computerprogramm P kann in die Speichereinheit 41 geschrieben werden.
Außerdem ist die Anzahl der in der Steuereinheit 42 enthaltenen Verarbeitungselemente nicht auf eines beschränkt, sondern kann zwei oder mehr betragen. In diesem Fall können mehrere Verarbeitungselemente gemeinsam Temperaturberechnungsverarbeitung und Stromversorgungssteuerungsverarbeitung gemäß dem Computerprogramm P durchführen.
Stromversorgungssteuerverarbeitung
4 ist ein Flussdiagramm, das die Prozedur der Stromversorgungssteuerverarbeitung zeigt. In der folgenden Beschreibung wird davon ausgegangen, dass der Anschluss der Batterie 12 der normale Anschluss ist. Bei der Stromversorgungssteuerverarbeitung bestimmt die Steuereinheit 42 zunächst, ob die Last 11 mit Strom versorgt werden soll oder nicht (Schritt S1). Wenn zum Beispiel ein Betriebssignal, das eine Anweisung zum Betreiben der Last 11 gibt, in eine nicht angezeigte Eingabeeinheit eingegeben wird, bestimmt die Steuereinheit 42, dass die Last 11 mit Strom versorgt wird. Wenn ein solches Betriebssignal nicht in die Eingabeeinheit eingegeben wird, bestimmt die Steuereinheit 42, dass die Last 11 nicht mit Strom versorgt wird.
Wenn die Steuereinheit 42 bestimmt, dass keine Stromzufuhr erfolgt (S1: NEIN), bestimmt die Steuereinheit, ob die Stromzufuhr zur Last 11 unterbrochen werden soll oder nicht (Schritt S2). Wenn zum Beispiel ein Stoppsignal, das die Anweisung gibt, die Stromzufuhr zur Last 11 zu stoppen, in eine nicht angezeigte Eingabeeinheit eingegeben wird, bestimmt die Steuereinheit 42, die Stromzufuhr zur Last 11 zu stoppen. Wenn ein solches Stoppsignal nicht in die Eingabeeinheit eingegeben wird, bestimmt die Steuereinheit 42, dass die Stromversorgung der Last 11 nicht unterbrochen wird. Wenn die Steuereinheit 42 bestimmt, dass die Stromzufuhr nicht unterbrochen werden soll (S2: NEIN), beendet die Steuereinheit die Stromversorgungssteuerverarbeitung. Nach Beendigung der Stromversorgungssteuerverarbeitung führt die Steuereinheit 42 erneut die Stromversorgungssteuerverarbeitung durch. Dementsprechend wartet die Steuereinheit 42, bis es notwendig wird, die Last 11 mit Strom zu versorgen oder die Stromversorgung der Last 11 zu unterbrechen.
Wenn die Steuereinheit 42 feststellt, dass Strom zugeführt werden soll (S1: JA), weist die Steuereinheit die Ausgabeeinheit 40 an, die Ausgangsspannung auf die Hochpegelspannung zu schalten (Schritt S3). Dementsprechend schaltet die Ausgabeeinheit 40 die Ausgangsspannungen der ODER-Schaltung 23 und der zweiten Treiberschaltung 22b auf die Hochpegelspannung. Infolgedessen schalten die erste Treiberschaltung 22a und die zweite Treiberschaltung 22b den ersten Halbleiterschalter 20a und den zweiten Halbleiterschalter 20b ein, und die Last 11 wird von der Batterie 12 mit Strom versorgt. Die Steuereinheit 42 führt den Schritt S3 aus und weist damit die erste Treiberschaltung 22a und die zweite Treiberschaltung 22b an, den ersten Halbleiterschalter 20a und den zweiten Halbleiterschalter 20b einzuschalten.
Wenn die Steuereinheit 42 bestimmt, dass die Stromversorgung gestoppt werden soll (S2: JA), weist die Steuereinheit die Ausgabeeinheit 40 an, die Ausgangsspannung auf die Niederpegelspannung zu schalten (Schritt S4). Dementsprechend schaltet die Ausgabeeinheit 40 die Ausgangsspannungen der ODER-Schaltung 23 und der zweiten Treiberschaltung 22b auf die Niederpegelspannung. Wenn kein Kurzschluss zwischen den Enden des zweiten Halbleiterschalters 20b auftritt, schalten die erste Treiberschaltung 22a und die zweite Treiberschaltung 22b den ersten Halbleiterschalter 20a und den zweiten Halbleiterschalter 20b aus, wenn die Ausgabeeinheit 40 die Ausgangsspannung auf die Niederpegelspannung umschaltet, und die Stromzufuhr von der Batterie 12 zur Last 11 wird unterbrochen.
Die Steuereinheit 42 führt den Schritt S4 aus, wodurch die erste Treiberschaltung 22a und die zweite Treiberschaltung 22b angewiesen werden, den ersten Halbleiterschalter 20a und den zweiten Halbleiterschalter 20b auszuschalten. Die Steuereinheit 42 fungiert als Verarbeitungseinheit.
Nach Ausführung eines der Schritte S3 und S4 beendet die Steuereinheit 42 die Stromversorgungssteuerverarbeitung. Wie oben beschrieben, führt die Steuereinheit 42 nach Beendigung der Stromversorgungssteuerverarbeitung die Stromversorgungssteuerverarbeitung erneut durch.
Effekte der Stromversorgungssteuervorrichtung 10
Wie oben beschrieben, weist die Steuereinheit 42 des Mikrocomputers 26 die Ausgabeeinheit 40 an, die Ausgangsspannung auf die Niederpegelspannung zu schalten, wodurch die Anweisung gegeben wird, den ersten Halbleiterschalter 20a und den zweiten Halbleiterschalter 20b auszuschalten. Wenn die Knotenspannung größer oder gleich der Schwellenspannung ist, obwohl die Steuereinheit 42 die Anweisung gegeben hat, den ersten Halbleiterschalter 20a und den zweiten Halbleiterschalter 20b auszuschalten, wird davon ausgegangen, dass zwischen Drain und Source des zweiten Halbleiterschalters 20b ein Kurzschluss aufgetreten ist, und die ODER-Schaltung 23 schaltet die Ausgangsspannung auf die Hochpegelspannung. Dementsprechend schaltet die erste Treiberschaltung 22a den ersten Halbleiterschalter 20a ein. Wenn die Knotenspannung größer oder gleich der Schwellenspannung ist, bedeutet dies, dass Strom durch den Strompfad vom Anschluss Tp der positiven Elektrode zum Anschluss Tn der negativen Elektrode fließt.
Da die erste Treiberschaltung 22a wie oben beschrieben arbeitet, fließt nicht über einen langen Zeitraum Strom über die erste Diode 21a, und die Temperatur des ersten Halbleiterschalters 20a steigt nicht auf eine anormale Temperatur an. Ein Kurzschluss zwischen dem Drain und der Source des zweiten Halbleiterschalters 20b führt nicht zu einem Fehler im ersten Halbleiterschalter 20a. Die erste Treiberschaltung 22a fungiert als Schalteinheit.
Ausführungsform 2
Die Ausgestaltung der Spannungsausgabeschaltung 24 ist nicht auf die in Ausführungsform 1 gezeigte beschränkt.
In der folgenden Beschreibung wird Ausführungsform 2 beschrieben, wobei der Schwerpunkt auf Aspekten liegt, die sich von denen in Ausführungsform 1 unterscheiden. Die Aspekte der Ausgestaltung ähneln denen von Ausführungsform 1 mit Ausnahme der unten beschriebenen Aspekte. Dementsprechend sind Bestandteile, die denen in Ausführungsform 1 ähnlich sind, mit den gleichen Bezugszahlen wie in Ausführungsform 1 bezeichnet, und ihre Beschreibung wurde weggelassen.
Ausgestaltung der Spannungsausgabeschaltung 24
5 ist ein Blockschaltbild, das die grundlegende Ausgestaltung des Stromversorgungssystems 1 gemäß Ausführungsform 2 zeigt. Ausführungsform 2 unterscheidet sich von Ausführungsform 1 durch die Ausgestaltung der Spannungsausgabeschaltung 24. In Ausführungsform 2 enthält die Spannungsausgabeschaltung 24 die Schaltungswiderstände 50 und 51, ..., 54, einen ersten Schaltungsschalter 55 und einen zweiten Schaltungsschalter 56. Der erste Schaltungsschalter 55 ist ein bipolarer npn-Transistor. Der zweite Schaltungsschalter 56 ist ein bipolarer pnp-Transistor.
Ein Ende des Schaltungswiderstands 50 ist mit dem Verbindungsknoten zwischen der Source des zweiten Halbleiterschalters 20b und dem einen Ende der Last 11 verbunden. Das andere Ende des Schaltungswiderstands 50 ist mit der Basis des ersten Schaltungsschalters 55 verbunden. Der Schaltungswiderstand 51 ist zwischen der Basis und dem Emitter des ersten Schaltungsschalters 55 angeschlossen. Der Emitter des ersten Schaltungsschalters 55 ist geerdet. Der Kollektor des ersten Schaltungsschalters 55 ist mit einem Ende des Schaltungswiderstands 52 verbunden. Das andere Ende des Schaltungswiderstands 52 ist mit der Basis des zweiten Schaltungsschalters 56 verbunden.
Der Schaltungswiderstand 53 ist zwischen der Basis und dem Emitter des zweiten Schaltungsschalters 56 angeschlossen. An den Emitter des zweiten Schaltungsschalters 56 wird eine konstante Spannung Vc angelegt. Die konstante Spannung Vc ist eine Spannung in Bezug auf das Erdpotential. Ein Kollektor des zweiten Schaltungsschalters 56 ist mit einem Ende des Schaltungswiderstands 54 verbunden. Das andere Ende des Schaltungswiderstands 54 ist geerdet. Ein Verbindungsknoten zwischen dem Kollektor des zweiten Schaltungsschalters 56 und dem einen Ende des Schaltungswiderstands 54 ist mit dem einen Eingangsanschluss der ODER-Schaltung 23 verbunden.
Beim ersten Schaltungsschalter 55 ist der Widerstand zwischen Kollektor und Emitter klein genug, wenn die Spannung an der Basis in Bezug auf das Potential des Emitters größer oder gleich einer positiven konstanten Spannung ist. Zu diesem Zeitpunkt ist der erste Schaltungsschalter 55 eingeschaltet, und Strom kann über den Kollektor und den Emitter fließen. Im ersten Schaltungsschalter 55 ist der Widerstand zwischen Kollektor und Emitter groß genug, wenn die Spannung an der Basis in Bezug zum Potential des Emitters unter der positiven konstanten Spannung liegt. Zu diesem Zeitpunkt ist der erste Schaltungsschalter 55 ausgeschaltet, und es fließt kein Strom über den Kollektor und den Emitter.
Beim zweiten Schaltungsschalter 56 ist der Widerstand zwischen Kollektor und Emitter klein genug, wenn die Spannung an der Basis in Bezug auf das Potential des Emitters unter einer negativen konstanten Spannung liegt. Zu diesem Zeitpunkt ist der zweite Schaltungsschalter 56 eingeschaltet, und Strom kann über den Emitter und den Kollektor fließen. Im zweiten Schaltungsschalter 56 ist der Widerstand zwischen Kollektor und Emitter groß genug, wenn die Spannung an der Basis in Bezug auf das Potential des Emitters größer oder gleich der negativen konstanten Spannung ist. Zu diesem Zeitpunkt ist der zweite Schaltungsschalter 56 ausgeschaltet, und es fließt kein Strom über den Kollektor und den Emitter.
Funktionsweise der Spannungsausgabeschaltung 24
6 ist ein Zeitdiagramm, das die Funktionsweise der Spannungsausgabeschaltung 24 darstellt. 6 zeigt Diagramme der Knotenspannung, des Zustands des ersten Schaltungsschalters 55, des Zustands des zweiten Schaltungsschalters 56 und der Ausgangsspannung der Spannungsausgabeschaltung 24. Die horizontalen Achsen geben in diesen Diagrammen die Zeit an.
Wenn die Knotenspannung größer als 0 wird, fließt Strom durch die Schaltungswiderstände 50 und 51 in dieser Reihenfolge. Im Schaltungswiderstand 51 fällt die Spannung ab. Im ersten Schaltungsschalter 55 entspricht die Spannung an der Basis in Bezug auf das Potential des Emitters der Breite des Spannungsabfalls am Schaltungswiderstand 51. Je höher die Knotenspannung ist, desto größer ist der Strom, der durch den Schaltungswiderstand 51 fließt, d.h. desto größer ist die Breite des Spannungsabfalls. Die Schwellenspannung Vth ist eine Knotenspannung, wenn die Spannung an der Basis des ersten Schaltungsschalters 55 in Bezug auf das Potential des Emitters eine positive konstante Spannung am ersten Schaltungsschalter 55 ist. Die Schwellenspannung Vth ist größer als 0 V und liegt unter der Batteriespannung Vb.
Wenn der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b ausgeschaltet sind, beträgt die Knotenspannung 0 V und liegt unter der Schwellenspannung Vth. Wenn die Knotenspannung unter der Schwellenspannung Vth liegt, ist die Spannung an der Basis des ersten Schaltungsschalters 55 in Bezug auf das Potential des Emitters niedriger als die positive konstante Spannung. Dementsprechend ist der erste Schaltungsschalter 55 ausgeschaltet.
Wenn der erste Schaltungsschalter 55 ausgeschaltet ist, fließt kein Strom durch die Schaltungswiderstände 53 und 52, so dass im zweiten Schaltungsschalter 56 die Spannung an der Basis in Bezug auf das Potential des Emitters 0 V und größer oder gleich der positiven konstanten Spannung ist. Dementsprechend ist auch der zweite Schaltungsschalter 56 ausgeschaltet. Wenn der zweite Schaltungsschalter 56 ausgeschaltet ist, fließt kein Strom durch den Schaltungswiderstand 54, so dass die Spannungsausgabeschaltung 24 0 V an die ODER-Schaltung 23 ausgibt. 0 V liegt unter der Referenzspannung Vr. Wenn die Knotenspannung 0 V beträgt, gibt die Spannungsausgabeschaltung 24 wie in Ausführungsform 1 demzufolge eine Spannung unterhalb der Referenzspannung Vr aus.
Wenn der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b eingeschaltet sind oder wenn der erste Halbleiterschalter 20a ausgeschaltet ist und ein Kurzschluss zwischen dem Drain und der Source des zweiten Halbleiterschalters 20b auftritt, entspricht die Knotenspannung der Batteriespannung Vb oder einem Wert nahe der Batteriespannung Vb und ist größer oder gleich der Schwellenspannung Vth. Zu diesem Zeitpunkt ist im ersten Schaltungsschalter 55 die Spannung an der Basis in Bezug auf den Emitter größer oder gleich der positiven konstanten Spannung, und der erste Schaltungsschalter 55 ist eingeschaltet. Wenn der erste Schaltungsschalter 55 eingeschaltet ist, fließt Strom durch die Schaltungswiderstände 53 und 52 in dieser Reihenfolge, und die Spannung am Schaltungswiderstand 53 fällt ab.
Zu diesem Zeitpunkt liegt im zweiten Schaltungsschalter 56 die Spannung an der Basis in Bezug auf den Emitter unter der negativen konstanten Spannung, und der zweite Schaltungsschalter 56 ist eingeschaltet. Wenn der zweite Schaltungsschalter 56 eingeschaltet ist, gibt die Spannungsausgabeschaltung 24 die konstante Spannung Vc an die ODER-Schaltung 23 ab. Die konstante Spannung Vc ist größer oder gleich der Referenzspannung Vr an der ODER-Schaltung 23. Wenn die Knotenspannung mit der Batteriespannung Vb oder einem Wert nahe der Batteriespannung Vb übereinstimmt, gibt die Spannungsausgabeschaltung 24 somit eine Spannung aus, die größer oder gleich der Referenzspannung ist, wie in Ausführungsform 1.
Die Batterie 12 wird zwischen dem Anschluss Tp der positiven Elektrode und dem Anschluss Tn der negativen Elektrode in einem Zustand angeschlossen, in dem der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b ausgeschaltet sind. Zu diesem Zeitpunkt wird davon ausgegangen, dass der Anschluss der Batterie 12 der umgekehrte Anschluss ist. In diesem Fall beträgt die Knotenspannung 0 V und liegt unter der Schwellenspannung Vth, so dass der erste Schaltungsschalter 55 und der zweite Schaltungsschalter 56 ausgeschaltet sind und die Spannungsausgabeschaltung 24 0 V ausgibt. Dementsprechend fließt in einem Zustand, in dem der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b ausgeschaltet sind, kein Strom von der Batterie 12, unabhängig davon, ob der Anschluss der Batterie 12 der normale Anschluss ist oder nicht.
Wie oben beschrieben, arbeitet die Spannungsausgabeschaltung 24 in Ausführungsform 2 ähnlich wie die Spannungsausgabeschaltung 24 in Ausführungsform 1. Dementsprechend erzielt die Stromversorgungssteuervorrichtung 10 in Ausführungsform 2 ähnliche Effekte wie die Stromversorgungssteuervorrichtung 10 in Ausführungsform 1.
Ausführungsform 3
Die Ausgestaltung der Spannungsausgabeschaltung 24 ist nicht auf die in den Ausführungsformen 1 und 2 gezeigten beschränkt.
In der folgenden Beschreibung wird Ausführungsform 3 beschrieben, wobei der Schwerpunkt auf Aspekten liegt, die sich von denen in Ausführungsform 1 unterscheiden. Die Aspekte der Ausgestaltung ähneln denen von Ausführungsform 1 mit Ausnahme der unten beschriebenen Aspekte. Dementsprechend sind Bestandteile, die denen in Ausführungsform 1 ähnlich sind, mit den gleichen Bezugszahlen wie in Ausführungsform 1 bezeichnet, und ihre Beschreibung wurde weggelassen.
Ausgestaltung der Spannungsausgabeschaltung 24
7 ist ein Blockschaltbild, das die grundlegende Ausgestaltung des Stromversorgungssystems 1 gemäß Ausführungsform 3 zeigt. Ausführungsform 3 unterscheidet sich von Ausführungsform 1 durch die Ausgestaltung der Spannungsausgabeschaltung 24. In Ausführungsform 3 enthält die Spannungsausgabeschaltung 24 einen Komparator 60, einen Schaltungswiderstand 61 und eine Gleichstromquelle 62. Der Komparator 60 hat einen positiven Anschluss, einen negativen Anschluss und einen Ausgangsanschluss.
Der positive Anschluss des Komparators 60 ist mit dem Verbindungsknoten zwischen der Source des zweiten Halbleiterschalters 20b und dem einen Ende der Last 11 sowie mit einem Ende des Schaltungswiderstands 61 verbunden. Der negative Anschluss des Komparators 60 ist mit einer positiven Elektrode der Gleichstromquelle 62 verbunden. Das andere Ende des Schaltungswiderstands 61 und eine negative Elektrode der Gleichstromquelle 62 sind geerdet. Der Ausgangsanschluss des Komparators 60 ist mit dem einen Eingangsanschluss der ODER-Schaltung 23 verbunden.
Die Spannung an der positiven Elektrode der Gleichstromquelle 62 in Bezug auf das Erdpotential hat einen festen Wert und fungiert als Schwellenspannung Vth. Der Komparator 60 gibt eine Hochpegelspannung an die ODER-Schaltung 23 aus, wenn die Spannung am positiven Anschluss in Bezug auf das Erdpotential, d.h. die Knotenspannung, größer oder gleich der Schwellenspannung Vth ist. Die vom Komparator 60 ausgegebene Hochpegelspannung ist größer oder gleich der Referenzspannung der ODER-Schaltung 23. Der Komparator 60 gibt eine Niederpegelspannung an die ODER-Schaltung 23 aus, wenn die Knotenspannung unter der Schwellenspannung liegt. Die vom Komparator 60 ausgegebene Niederpegelspannung liegt unter der Referenzspannung der ODER-Schaltung 23.
Funktionsweise der Spannungsausgabeschaltung 24
8 ist ein Zeitdiagramm, das die Funktionsweise der Spannungsausgabeschaltung 24 darstellt. 8 zeigt Diagramme der Knotenspannung und der Ausgangsspannung der Spannungsausgabeschaltung 24. Die horizontalen Achsen geben in diesen Diagrammen die Zeit an.
Wenn der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b ausgeschaltet sind, beträgt die Knotenspannung 0 V. Wenn die Knotenspannung 0 V beträgt, gibt der Komparator 60, d.h. die Spannungsausgabeschaltung 24, wie in Ausführungsform 1 eine Spannung unterhalb der Referenzspannung Vr aus.
Wenn der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b eingeschaltet sind oder wenn der erste Halbleiterschalter 20a ausgeschaltet ist und ein Kurzschluss zwischen Drain und Source des zweiten Halbleiterschalters 20b auftritt, entspricht die Knotenspannung der Batteriespannung Vb oder einem Wert nahe der Batteriespannung Vb. Zu diesem Zeitpunkt gibt der Komparator 60 eine Hochpegelspannung aus. Wenn die Knotenspannung mit der Batteriespannung Vb oder einem Wert nahe der Batteriespannung Vb übereinstimmt, gibt die Spannungsausgabeschaltung 24 somit eine Spannung aus, die größer oder gleich der Referenzspannung ist, wie in Ausführungsform 1.
Die Batterie 12 wird zwischen dem Anschluss Tp der positiven Elektrode und dem Anschluss Tn der negativen Elektrode in einem Zustand angeschlossen, in dem der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b ausgeschaltet sind. Zu diesem Zeitpunkt wird davon ausgegangen, dass der Anschluss der Batterie 12 der umgekehrte Anschluss ist. In diesem Fall ist das andere Ende des Schaltungswiderstandes 61 geerdet, so dass die Knotenspannung 0 V beträgt. Wenn die Knotenspannung 0 V beträgt, gibt der Komparator 60, d.h. die Spannungsausgabeschaltung 24, eine Niederpegelspannung aus. Dementsprechend fließt in einem Zustand, in dem der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b ausgeschaltet sind, kein Strom von der Batterie 12, unabhängig davon, ob der Anschluss der Batterie 12 der normale Anschluss ist oder nicht.
Wie oben beschrieben, arbeitet die Spannungsausgabeschaltung 24 in Ausführungsform 3 ähnlich wie die Spannungsausgabeschaltung 24 in Ausführungsform 1. Dementsprechend erzielt die Stromversorgungssteuervorrichtung 10 in Ausführungsform 3 ähnliche Effekte wie die Stromversorgungssteuervorrichtung 10 in Ausführungsform 1.
Ausführungsform 4
In Ausführungsform 1 wird durch die ODER-Schaltung 23 bestimmt, ob die Knotenspannung größer oder gleich der Schwellenspannung ist oder nicht. Die Vorrichtung, die diese Bestimmung vornimmt, ist jedoch nicht auf die ODER-Schaltung 23 beschränkt.
In der folgenden Beschreibung wird Ausführungsform 4 beschrieben, wobei der Schwerpunkt auf Aspekten liegt, die sich von denen in Ausführungsform 1 unterscheiden. Die Aspekte der Ausgestaltung ähneln denen von Ausführungsform 1 mit Ausnahme der unten beschriebenen Aspekte. Dementsprechend sind Bestandteile, die denen in Ausführungsform 1 ähnlich sind, mit den gleichen Bezugszahlen wie in Ausführungsform 1 bezeichnet, und ihre Beschreibung wurde weggelassen.
9 ist ein Blockschaltbild, das die grundlegende Ausgestaltung des Stromversorgungssystems 1 gemäß Ausführungsform 4 zeigt. Die Stromversorgungssteuervorrichtung 10 in Ausführungsform 4 enthält die Bestandteile der Stromversorgungssteuervorrichtung 10 in Ausführungsform 1 mit Ausnahme der ODER-Schaltung 23. In Ausführungsform 4 ist der Verbindungsknoten zwischen den Schaltungswiderständen 30 und 31 in der Spannungsausgabeschaltung 24 mit dem Mikrocomputer 26 verbunden. Der Mikrocomputer 26 ist über den Vorrichtungswiderstand 25 mit der ersten Treiberschaltung 22a und der zweiten Treiberschaltung 22b verbunden.
Eine Ausgangsspannung der Spannungsausgabeschaltung 24 wird in den Mikrocomputer 26 eingegeben. Der Mikrocomputer 26 gibt eine Hochpegelspannung oder eine Niederpegelspannung an die erste Treiberschaltung 22a und die zweite Treiberschaltung 22b aus. Wenn die vom Mikrocomputer 26 eingegebene Spannung von der Niederpegelspannung auf die Hochpegelspannung umgeschaltet wird, schaltet die erste Treiberschaltung 22a den ersten Halbleiterschalter 20a ein. Wenn die vom Mikrocomputer 26 eingegebene Spannung von der Hochpegelspannung auf die Niederpegelspannung umgeschaltet wird, schaltet die erste Treiberschaltung 22a den ersten Halbleiterschalter 20a aus.
Wenn die Ausgangsspannung des Mikrocomputers 26 auf die Hochpegelspannung umgeschaltet wird, schalten die erste Treiberschaltung 22a und die zweite Treiberschaltung 22b den ersten Halbleiterschalter 20a und den zweiten Halbleiterschalter 20b wie in Ausführungsform 1 ein. Wenn die Ausgangsspannung des Mikrocomputers 26 auf die Niederpegelspannung umgeschaltet wird, schalten die erste Treiberschaltung 22a und die zweite Treiberschaltung 22b den ersten Halbleiterschalter 20a und den zweiten Halbleiterschalter 20b unabhängig von der Ausgangsspannung der Spannungsausgabeschaltung 24 aus.
Ausgestaltung des Mikrocomputers 26
10 ist ein Blockschaltbild, das die grundlegende Ausgestaltung des Mikrocomputers 26 zeigt. Der Mikrocomputer 26 in Ausführungsform 4 enthält zusätzlich zu den Bestandteilen des Mikrocomputers 26 in Ausführungsform 1 eine Eingabeeinheit 44 und eine A/D-Wandlereinheit 45. Die Ausgabeeinheit 40 ist mit dem internen Bus 43 verbunden und über den Vorrichtungswiderstand 25 mit der ersten Treiberschaltung 22a und der zweiten Treiberschaltung 22b verbunden. Die A/D-Wandlereinheit 45 ist mit dem internen Bus 43 und der Eingabeeinheit 44 verbunden. Die Eingabeeinheit 44 ist außerdem mit dem Verbindungsknoten zwischen den in der Spannungsausgabeschaltung 24 enthaltenen Schaltungswiderständen 30 und 31 verbunden.
Die Ausgabeeinheit 40 gibt über den Vorrichtungswiderstand 25 eine Hochpegelspannung oder eine Niederpegelspannung an die erste Treiberschaltung 22a und die zweite Treiberschaltung 22b aus. Die Ausgabeeinheit 40 schaltet die Ausgangsspannungen für die erste Treiberschaltung 22a und die zweite Treiberschaltung 22b entsprechend einer Anweisung der Steuereinheit 42 auf die Hochpegelspannung oder die Niederpegelspannung.
Die Spannungsausgabeschaltung 24 gibt eine analoge Spannung an die Eingabeeinheit 44 aus. Wenn die analoge Spannung eingegeben wird, gibt die Eingabeeinheit 44 die eingegebene analoge Spannung an die A/D-Wandlereinheit 45 aus. Die A/D-Wandlereinheit 45 wandelt die von der Eingabeeinheit 44 eingegebene analoge Spannung in eine digitale Spannung um. Die Steuereinheit 42 erhält die von der A/D-Wandlereinheit 45 umgewandelte digitale Spannung von der A/D-Wandlereinheit 45. Die von der Steuereinheit 42 erhaltene Spannung entspricht im Wesentlichen der Spannung, die von der Spannungsausgabeschaltung 24 ausgegeben wird, wenn sie erhalten wird.
Das Verarbeitungselement der Steuereinheit 42 führt das Computerprogramm P aus, wodurch zusätzlich zu der Stromversorgungssteuerverarbeitung eine Kurzschlusserfassungsverarbeitung durchgeführt wird, die einen Kurzschluss zwischen dem Drain und der Source des zweiten Halbleiterschalters 20b erfasst.
Kurzschlusserfassungsverarbeitung
11 ist ein Flussdiagramm, das die Prozedur der Kurzschlusserfassungsverarbeitung zeigt. Die Steuereinheit 42 bestimmt, ob die Ausgangsspannung der Ausgabeeinheit 40 die Niederpegelspannung ist oder nicht (Schritt S11). Wie in Ausführungsform 1 beschrieben, bedeutet die Tatsache, dass die Ausgangsspannung der Ausgabeeinheit 40 die Niederpegelspannung ist, dass die Steuereinheit 42 eine Anweisung gegeben hat, den ersten Halbleiterschalter 20a und den zweiten Halbleiterschalter 20b auszuschalten.
Wenn bestimmt wird, dass die Ausgangsspannung die Niederpegelspannung ist (S11: JA), bestimmt die Steuereinheit 42, ob die Knotenspannung größer oder gleich der Schwellenspannung ist oder nicht (Schritt S12). In Schritt S12 stellt, wenn die Ausgangsspannung der Spannungsausgabeschaltung 24 größer oder gleich der Referenzspannung Vr ist, die Steuereinheit 42 fest, dass die Knotenspannung größer oder gleich der Schwellenspannung ist. Wenn die Ausgangsspannung der Spannungsausgabeschaltung 24 unter der Referenzspannung Vr liegt, wird bestimmt, dass die Knotenspannung unter der Schwellenspannung liegt.
Wenn festgestellt wird, dass die Ausgangsspannung nicht die Niederpegelspannung ist (S11: NEIN) oder wenn festgestellt wird, dass die Knotenspannung unter der Schwellenspannung liegt (S12: NEIN), beendet die Steuereinheit 42 die Kurzschlusserfassungsverarbeitung. Nach Beendigung der Kurzschlusserfassungsverarbeitung führt die Steuereinheit 42 erneut die Kurzschlusserfassungsverarbeitung durch. Dementsprechend wartet die Steuereinheit, bis die Knotenspannung größer oder gleich der Schwellenspannung in einem Zustand wird, in dem die Ausgangsspannung die Niederpegelspannung ist.
Wenn festgestellt wird, dass die Knotenspannung größer oder gleich der Schwellenspannung ist (S12: JA), wird davon ausgegangen, dass ein Kurzschluss zwischen dem Drain und der Source des zweiten Halbleiterschalters 20b aufgetreten ist, und die Steuereinheit 42 weist die Ausgabeeinheit 40 an, die Ausgangsspannungen an die erste Treiberschaltung 22a und die zweite Treiberschaltung 22b auf die Hochpegelspannung zu schalten (Schritt S13). Dementsprechend schaltet die erste Treiberschaltung 22a den ersten Halbleiterschalter 20a ein. Die Steuereinheit 42 führt den Schritt S13 aus und weist damit die erste Treiberschaltung 22a an, den ersten Halbleiterschalter 20a einzuschalten.
Nach der Durchführung von Schritt S13 beendet die Steuereinheit 42 die Kurzschlusserfassungsverarbeitung und führt erneut die Kurzschlusserfassungsverarbeitung durch.
Wie oben beschrieben, schaltet auch in der Stromversorgungssteuervorrichtung 10 in Ausführungsform 4 die erste Treiberschaltung 22a den ersten Halbleiterschalter 20a wie in Ausführungsform 1 ein, wenn die Knotenspannung größer oder gleich der Schwellenspannung ist, obwohl die Steuereinheit 42 eine Anweisung zum Ausschalten des ersten Halbleiterschalters 20a und des zweiten Halbleiterschalters 20b gegeben hat. Die Stromversorgungssteuervorrichtung in Ausführungsform 4 erzielt ähnliche Effekte wie die Stromversorgungssteuervorrichtung 10 in Ausführungsform 1.
Ausführungsform 5
In Ausführungsform 1 ist der erste Halbleiterschalter 20a stromaufwärts vom zweiten Halbleiterschalter 20b angeordnet. Die Anordnung des ersten Halbleiterschalters 20a und des zweiten Halbleiterschalters 20b ist nicht hierauf beschränkt.
In der folgenden Beschreibung wird Ausführungsform 5 beschrieben, wobei der Schwerpunkt auf Aspekten liegt, die sich von denen in Ausführungsform 1 unterscheiden. Die Aspekte der Ausgestaltung ähneln denen von Ausführungsform 1 mit Ausnahme der unten beschriebenen Aspekte. Dementsprechend sind Bestandteile, die denen in Ausführungsform 1 ähnlich sind, mit den gleichen Bezugszahlen wie in Ausführungsform 1 bezeichnet, und ihre Beschreibung wurde weggelassen.
Ausgestaltung der Stromversorgungssteuervorrichtung 10
12 ist ein Blockschaltbild, das die grundlegende Ausgestaltung des Stromversorgungssystems 1 gemäß Ausführungsform 5 zeigt. Ausführungsform 5 unterscheidet sich von Ausführungsform 1 durch die Anordnung des ersten Halbleiterschalters 20a und des zweiten Halbleiterschalters 20b. Bei der Stromversorgungssteuervorrichtung 10 in Ausführungsform 5 ist der Drain des zweiten Halbleiterschalters 20b mit dem Anschluss Tp der positiven Elektrode verbunden. Die Source des zweiten Halbleiterschalters 20b ist mit der Source des ersten Halbleiterschalters 20a verbunden. Der Drain des ersten Halbleiterschalters 20a ist mit dem einen Ende der Last 11 verbunden.
Wenn der Anschluss der Batterie 12 der normale Anschluss ist, fließt bei eingeschaltetem ersten Halbleiterschalter 20a und zweitem Halbleiterschalter 20b Strom durch den Anschluss Tp der positiven Elektrode, den zweiten Halbleiterschalter 20b, den ersten Halbleiterschalter 20a, die Last 11 und den Anschluss Tn der negativen Elektrode in dieser Reihenfolge. Der zweite Halbleiterschalter 20b, der erste Halbleiterschalter 20a und die Last 11 sind in dieser Reihenfolge auf dem Strompfad des Stroms angeordnet, der vom Anschluss Tp der positiven Elektrode zum Anschluss Tn der negativen Elektrode fließt.
Das eine Ende des Schaltungswiderstands 30 der Spannungsausgabeschaltung 24 ist mit dem Verbindungsknoten zwischen den Sources des ersten Halbleiterschalters 20a und des zweiten Halbleiterschalters 20b verbunden. Bei der Knotenspannung in Ausführungsform 5 handelt es sich um eine Spannung in Bezug auf das Erdpotential, die an den Verbindungsknoten zwischen den Sources des ersten Halbleiterschalters 20a und des zweiten Halbleiterschalters 20b angelegt wird.
Wenn der Anschluss der Batterie 12 der normale Anschluss ist, wird angenommen, dass der erste Halbleiterschalter 20a ausgeschaltet ist und ein Kurzschluss zwischen dem Drain und der Source des zweiten Halbleiterschalters 20b auftritt. In diesem Fall fließt der Strom durch den Anschluss Tp der positiven Elektrode, den zweiten Halbleiterschalter 20b, die erste Diode 21a des ersten Halbleiterschalters 20a, die Last 11 und den Anschluss Tn der negativen Elektrode in dieser Reihenfolge.
Wenn der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b ausgeschaltet sind, beträgt die Knotenspannung 0 V wie in Ausführungsform 1. Wenn der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b eingeschaltet sind oder wenn der erste Halbleiterschalter 20a ausgeschaltet ist und ein Kurzschluss zwischen dem Drain und der Source des zweiten Halbleiterschalters 20b auftritt, entspricht die Knotenspannung der Batteriespannung Vb oder einem Wert nahe der Batteriespannung Vb wie in Ausführungsform 1.
Die Batterie 12 wird zwischen dem Anschluss Tp der positiven Elektrode und dem Anschluss Tn der negativen Elektrode in einem Zustand angeschlossen, in dem der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b ausgeschaltet sind. Zu diesem Zeitpunkt wird davon ausgegangen, dass der Anschluss der Batterie 12 der umgekehrte Anschluss ist. In diesem Fall beträgt wie in Ausführungsform 1 die Knotenspannung 0 V.
Dementsprechend erzielt die Stromversorgungssteuervorrichtung 10 in Ausführungsform 5 ähnliche Effekte wie die Stromversorgungssteuervorrichtung 10 in Ausführungsform 1.
In Ausführungsform 5 ist die Ausgestaltung der Spannungsausgabeschaltung 24 nicht auf diejenige mit den Schaltungswiderständen 30 und 31 beschränkt und kann auch eine der Ausgestaltungen der Spannungsausgabeschaltung 24 in den Ausführungsformen 2 und 3 aufweisen.
Ausführungsform 6
In Ausführungsform 5 ist die Knotenspannung nicht auf eine Spannung in Bezug auf das Erdpotential beschränkt, die an den Verbindungsknoten zwischen den Sources des ersten Halbleiterschalters 20a und des zweiten Halbleiterschalters 20b angelegt wird.
In der folgenden Beschreibung wird Ausführungsform 6 beschrieben, wobei der Schwerpunkt auf Aspekten liegt, die sich von denen in Ausführungsform 5 unterscheiden. Die Aspekte der Ausgestaltung ähneln denen von Ausführungsform 5 mit Ausnahme der unten beschriebenen Aspekte. Dementsprechend sind Bestandteile, die denen in Ausführungsform 5 ähnlich sind, mit den gleichen Bezugszahlen wie in Ausführungsform 5 bezeichnet, und ihre Beschreibung wurde weggelassen.
Ausgestaltung der Stromversorgungssteuervorrichtung 10
13 ist ein Blockschaltbild, das die grundlegende Ausgestaltung des Stromversorgungssystems 1 gemäß Ausführungsform 6 zeigt. Ausführungsform 6 unterscheidet sich von Ausführungsform 5 durch den Verbindungsknoten, mit dem die Spannungsausgabeschaltung 24 verbunden ist. Wie in Ausführungsform 5 beschrieben, ist die Ausgestaltung der Spannungsausgabeschaltung 24 nicht auf diejenige mit den Schaltungswiderständen 30 und 31 beschränkt und kann auch eine der Ausgestaltungen der Spannungsausgabeschaltung 24 in den Ausführungsformen 2 und 3 sein.
13 zeigt ein Beispiel, in dem die Ausgestaltung der Spannungsausgabeschaltung 24 diejenige ist, die die Schaltungswiderstände 30 und 31 in Ausführungsform 1 verwendet. In diesem Fall ist das eine Ende des Schaltungswiderstands 30 mit dem Verbindungsknoten zwischen dem Drain des ersten Halbleiterschalters 20a und dem einen Ende der Last 11 verbunden. In der Ausführungsform 6 ist die Knotenspannung eine Spannung in Bezug auf das Erdpotential, die an den Verbindungsknoten zwischen dem Drain des ersten Halbleiterschalters 20a und dem einen Ende der Last 11 angelegt wird.
Wenn der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b ausgeschaltet sind, beträgt die Knotenspannung 0 V wie in Ausführungsform 5. Wenn der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b eingeschaltet sind oder wenn der erste Halbleiterschalter 20a ausgeschaltet ist und ein Kurzschluss zwischen dem Drain und der Source des zweiten Halbleiterschalters 20b auftritt, entspricht die Knotenspannung der Batteriespannung Vb oder einem Wert nahe der Batteriespannung Vb wie in Ausführungsform 5.
Die Batterie 12 wird zwischen dem Anschluss Tp der positiven Elektrode und dem Anschluss Tn der negativen Elektrode in einem Zustand angeschlossen, in dem der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b ausgeschaltet sind. Zu diesem Zeitpunkt wird davon ausgegangen, dass der Anschluss der Batterie 12 der umgekehrte Anschluss ist. In diesem Fall beträgt wie in Ausführungsform 5 die Knotenspannung 0 V.
Dementsprechend erzielt die Stromversorgungssteuervorrichtung 10 in Ausführungsform 6 ähnliche Effekte wie die Stromversorgungssteuervorrichtung 10 in Ausführungsform 5.
Ausführungsform 7
In Ausführungsform 4 ist der erste Halbleiterschalter 20a stromaufwärts vom zweiten Halbleiterschalter 20b angeordnet. Die Anordnung des ersten Halbleiterschalters 20a und des zweiten Halbleiterschalters 20b ist nicht hierauf beschränkt.
In der folgenden Beschreibung wird Ausführungsform 7 beschrieben, wobei der Schwerpunkt auf Aspekten liegt, die sich von denen in Ausführungsform 4 unterscheiden. Die Aspekte der Ausgestaltung ähneln denen von Ausführungsform 4 mit Ausnahme der unten beschriebenen Aspekte. Dementsprechend sind Bestandteile, die denen in Ausführungsform 4 ähnlich sind, mit den gleichen Bezugszahlen wie in Ausführungsform 4 bezeichnet, und ihre Beschreibung wurde weggelassen.
Ausgestaltung der Stromversorgungssteuervorrichtung 10
14 ist ein Blockschaltbild, das die grundlegende Ausgestaltung des Stromversorgungssystems 1 gemäß Ausführungsform 7 zeigt. Ausführungsform 7 unterscheidet sich von Ausführungsform 4 durch die Anordnung des ersten Halbleiterschalters 20a und des zweiten Halbleiterschalters 20b. Bei der Stromversorgungssteuervorrichtung 10 in Ausführungsform 7 ist der Drain des zweiten Halbleiterschalters 20b mit dem Anschluss Tp der positiven Elektrode verbunden. Die Source des zweiten Halbleiterschalters 20b ist mit der Source des ersten Halbleiterschalters 20a verbunden. Der Drain des ersten Halbleiterschalters 20a ist mit dem einen Ende der Last 11 verbunden.
Wenn der Anschluss der Batterie 12 der normale Anschluss ist, fließt bei eingeschaltetem ersten Halbleiterschalter 20a und zweitem Halbleiterschalter 20b Strom durch den Anschluss Tp der positiven Elektrode, den zweiten Halbleiterschalter 20b, den ersten Halbleiterschalter 20a, die Last 11 und den Anschluss Tn der negativen Elektrode in dieser Reihenfolge. Der zweite Halbleiterschalter 20b, der erste Halbleiterschalter 20a und die Last 11 sind in dieser Reihenfolge auf dem Strompfad des Stroms angeordnet, der vom Anschluss Tp der positiven Elektrode zum Anschluss Tn der negativen Elektrode fließt.
Wie in Ausführungsform 4 beschrieben, ist die Ausgestaltung der Spannungsausgabeschaltung 24 nicht auf diejenige mit den Schaltungswiderständen 30 und 31 beschränkt und kann auch eine der Ausgestaltungen der Spannungsausgabeschaltung 24 in den Ausführungsformen 2 und 3 sein. 14 zeigt ein Beispiel, in dem die Ausgestaltung der Spannungsausgabeschaltung 24 diejenige ist, die die Schaltungswiderstände 30 und 31 in Ausführungsform 1 verwendet. In diesem Beispiel ist das eine Ende des Schaltungswiderstands 30 mit dem Verbindungsknoten zwischen den Sources des ersten Halbleiterschalters 20a und des zweiten Halbleiterschalters 20b verbunden. Bei der Knotenspannung in Ausführungsform 7 handelt es sich um eine Spannung in Bezug auf das Erdpotential, die an den Verbindungsknoten zwischen den Sources des ersten Halbleiterschalters 20a und des zweiten Halbleiterschalters 20b angelegt wird.
Wenn der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b ausgeschaltet sind, beträgt die Knotenspannung 0 V wie in Ausführungsform 4. Wenn der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b eingeschaltet sind oder wenn der erste Halbleiterschalter 20a ausgeschaltet ist und ein Kurzschluss zwischen dem Drain und der Source des zweiten Halbleiterschalters 20b auftritt, entspricht die Knotenspannung der Batteriespannung Vb oder einem Wert nahe der Batteriespannung Vb wie in Ausführungsform 4.
Die Batterie 12 wird zwischen dem Anschluss Tp der positiven Elektrode und dem Anschluss Tn der negativen Elektrode in einem Zustand angeschlossen, in dem der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b ausgeschaltet sind. Zu diesem Zeitpunkt wird davon ausgegangen, dass der Anschluss der Batterie 12 der umgekehrte Anschluss ist. In diesem Fall beträgt wie in Ausführungsform 4 die Knotenspannung 0 V. Dementsprechend erzielt die Stromversorgungssteuervorrichtung 10 in Ausführungsform 7 ähnliche Effekte wie die Stromversorgungssteuervorrichtung 10 in Ausführungsform 4.
Anmerkungen
Der Verbindungsknoten, mit dem die Spannungsausgabeschaltung 24 verbunden ist, kann ein Verbindungsknoten zwischen dem Drain des ersten Halbleiterschalters 20a und dem einen Ende der Last 11 sein, wie in Ausführungsform 6. In diesem Fall ist die Knotenspannung eine Spannung in Bezug auf das Erdpotential, die an den Verbindungsknoten zwischen dem Drain des ersten Halbleiterschalters 20a und dem einen Ende der Last 11 angelegt wird.
Ausführungsform 8
In Ausführungsform 2 ist die Last 11 stromabwärts der Stromversorgungssteuervorrichtung 10 angeordnet. Die Anordnung der Last 11 ist jedoch nicht darauf beschränkt.
In der folgenden Beschreibung wird Ausführungsform 8 beschrieben, wobei der Schwerpunkt auf Aspekten liegt, die sich von denen in Ausführungsform 2 unterscheiden. Die Aspekte der Ausgestaltung ähneln denen von Ausführungsform 2 mit Ausnahme der unten beschriebenen Aspekte. Dementsprechend sind Bestandteile, die denen in Ausführungsform 2 ähnlich sind, mit den gleichen Bezugszahlen wie in Ausführungsform 2 bezeichnet, und ihre Beschreibung wurde weggelassen.
Ausgestaltung des Stromversorgungssystems 1
15 ist ein Blockschaltbild, das die grundlegende Ausgestaltung des Stromversorgungssystems 1 gemäß Ausführungsform 8 zeigt. Bei dem Stromversorgungssystem 1 in Ausführungsform 8 ist der Anschluss Tp der positiven Elektrode mit dem einen Ende der Last 11 verbunden. Das andere Ende der Last 11 ist mit der Source des ersten Halbleiterschalters 20a in der Stromversorgungssteuervorrichtung 10 verbunden. Die Source des zweiten Halbleiterschalters 20b ist geerdet.
In der Ausführungsform 8 schaltet die Stromversorgungssteuervorrichtung 10 den ersten Halbleiterschalter 20a und den zweiten Halbleiterschalter 20b ein. Dementsprechend sind das andere Ende der Last 11 und der Anschluss Tn der negativen Elektrode elektrisch miteinander verbunden, und die Last 11 wird von der Batterie 12 mit Strom versorgt. Die Stromversorgungssteuervorrichtung 10 schaltet den ersten Halbleiterschalter 20a und den zweiten Halbleiterschalter 20b aus. Dementsprechend werden das andere Ende der Last 11 und der Anschluss Tn der negativen Elektrode elektrisch getrennt, und die Stromversorgung von der Batterie 12 zur Last 11 wird unterbrochen.
Ausgestaltung der Stromversorgungssteuervorrichtung 10
Die Stromversorgungssteuervorrichtung 10 in Ausführungsform 8 enthält alle Bestandteile der Stromversorgungssteuervorrichtung 10 in Ausführungsform 2. Der erste Halbleiterschalter 20a, der zweite Halbleiterschalter 20b, die erste Treiberschaltung 22a, die zweite Treiberschaltung 22b, die ODER-Schaltung 23, der Vorrichtungswiderstand 25 und der Mikrocomputer 26 sind wie in Ausführungsform 2 angeschlossen. Die Spannungsausgabeschaltung 24 in Ausführungsform 8 enthält die Schaltungswiderstände 52, 53 und 54 und den zweiten Schaltungsschalter 56, wie in Ausführungsform 2. Sie sind wie in Ausführungsform 2 angeschlossen.
Das eine Ende des Schaltungswiderstands 52 ist mit dem Verbindungsknoten zwischen den Drains des ersten Halbleiterschalters 20a und des zweiten Halbleiterschalters 20b verbunden. Die konstante Spannung Vc wird an den Emitter des zweiten Schaltungsschalters 56 angelegt. Der Verbindungsknoten zwischen dem Kollektor des zweiten Schaltungsschalters 56 und dem einen Ende des Schaltungswiderstands 54 ist mit dem einen Eingangsanschluss der ODER-Schaltung 23 verbunden. Bei der Knotenspannung in Ausführungsform 8 handelt es sich um eine Spannung in Bezug auf das Erdpotential, die an den Verbindungsknoten zwischen den Drains des ersten Halbleiterschalters 20a und des zweiten Halbleiterschalters 20b angelegt wird.
Wenn der Anschluss der Batterie 12 der normale Anschluss ist und der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b eingeschaltet sind, fließt der Strom vom Anschluss Tp der positiven Elektrode durch die Last 11, den ersten Halbleiterschalter 20a, den zweiten Halbleiterschalter 20b und den Anschluss Tn der negativen Elektrode in dieser Reihenfolge. Auf diese Weise sind die Last 11, der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b in dieser Reihenfolge auf dem Strompfad des Stroms angeordnet, der vom Anschluss Tp der positiven Elektrode zum Anschluss Tn der negativen Elektrode fließt. In einem ähnlichen Fall wird angenommen, dass der erste Halbleiterschalter 20a ausgeschaltet ist und ein Kurzschluss zwischen dem Drain und der Source des zweiten Halbleiterschalters 20b auftritt. In diesem Fall fließt Strom durch den Anschluss Tp der positiven Elektrode, die Last 11, die erste Diode 21a des ersten Halbleiterschalters 20a, den zweiten Halbleiterschalter 20b und den Anschluss Tn der negativen Elektrode in dieser Reihenfolge.
Funktionsweise der Spannungsausgabeschaltung 24
16 ist ein Zeitdiagramm, das die Funktionsweise der Spannungsausgabeschaltung 24 darstellt. 16 zeigt Diagramme der Knotenspannung und der Ausgangsspannung der Spannungsausgabeschaltung 24. Die horizontalen Achsen geben in diesen Diagrammen die Zeit an.
Wenn die Knotenspannung die konstante Spannung Vc unterschreitet, fließt Strom durch die Schaltungswiderstände 53 und 52 in dieser Reihenfolge, und die Spannung am Schaltungswiderstand 53 fällt ab. Zu diesem Zeitpunkt ist die Spannung an der Basis des zweiten Schaltungsschalters 56 in Bezug auf das Potential des Emitters eine negative Spannung. Der Betragswert der negativen Spannung entspricht der Breite des Spannungsabfalls. Je niedriger die Knotenspannung ist, desto größer ist der Strom, der durch den Schaltungswiderstand 53 fließt, d.h. desto größer ist die Breite des Spannungsabfalls. Die Schwellenspannung Vth ist eine Knotenspannung, wenn die Spannung an der Basis des zweiten Schaltungsschalters 56 in Bezug auf das Potential des Emitters eine negative konstante Spannung am zweiten Schaltungsschalter 56 ist. Die Schwellenspannung Vth ist größer als 0 V und unterhalb der konstanten Spannung Vc.
In Ausführungsform 8 fließt, wenn der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b ausgeschaltet sind, kein Strom durch die Schaltungswiderstände 52 und 53, so dass die Knotenspannung die konstante Spannung Vc und größer oder gleich der Schwellenspannung Vth ist. In diesem Fall ist der zweite Schaltungsschalter 56 ausgeschaltet, und die Spannungsausgabeschaltung 24 gibt 0 V, was unter der Referenzspannung Vr liegt, an die ODER-Schaltung 23 aus. Wenn der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b eingeschaltet sind oder wenn der erste Halbleiterschalter 20a in einem Zustand ausgeschaltet ist, in dem ein Kurzschluss zwischen dem Drain und der Source des zweiten Halbleiterschalters 20b auftritt, beträgt die Knotenspannung 0 V und liegt unter der Schwellenspannung Vth. In diesem Fall ist der zweite Schaltungsschalter 56 eingeschaltet, und die Spannungsausgabeschaltung 24 gibt die konstante Spannung Vc, die größer oder gleich der Referenzspannung Vr ist, an die ODER-Schaltung 23 aus.
Wenn die Knotenspannung unter der Schwellenspannung liegt, obwohl die Steuereinheit 42 des Mikrocomputers 26 die Ausgabeeinheit 40 veranlasst, die Niederpegelspannung auszugeben, wird somit davon ausgegangen, dass ein Kurzschluss zwischen dem Drain und der Source des zweiten Halbleiterschalters 20b aufgetreten ist, und die ODER-Schaltung 23 schaltet die Ausgangsspannung auf die Hochpegelspannung. Dementsprechend schaltet die erste Treiberschaltung 22a den ersten Halbleiterschalter 20a ein. Wenn die Knotenspannung unter der Schwellenspannung Vth liegt, bedeutet dies, dass Strom durch den Strompfad vom Anschluss Tp der positiven Elektrode zum Anschluss Tn der negativen Elektrode fließt.
Die Batterie 12 wird zwischen dem Anschluss Tp der positiven Elektrode und dem Anschluss Tn der negativen Elektrode in einem Zustand angeschlossen, in dem der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b ausgeschaltet sind. Zu diesem Zeitpunkt wird davon ausgegangen, dass der Anschluss der Batterie 12 der umgekehrte Anschluss ist. In diesem Fall ist die Knotenspannung die konstante Spannung Vc und größer oder gleich der Schwellenspannung Vth, so dass der zweite Schaltungsschalter 56 ausgeschaltet ist und die Spannungsausgabeschaltung 24 0 V ausgibt. Dementsprechend fließt in einem Zustand, in dem der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b ausgeschaltet sind, kein Strom von der Batterie 12, unabhängig davon, ob der Anschluss der Batterie 12 der normale Anschluss ist oder nicht.
Die Stromversorgungssteuervorrichtung 10 in Ausführungsform 8 arbeitet ähnlich wie die Stromversorgungssteuervorrichtung 10 in Ausführungsform 2 und erzielt ähnliche Effekte wie die Stromversorgungssteuervorrichtung 10 in Ausführungsform 2.
Ausführungsform 9
In Ausführungsform 8 ist die Knotenspannung nicht auf eine Spannung in Bezug auf das Erdpotential beschränkt, die an den Verbindungsknoten zwischen den Drains des ersten Halbleiterschalters 20a und des zweiten Halbleiterschalters 20b angelegt wird.
In der folgenden Beschreibung wird Ausführungsform 9 beschrieben, wobei der Schwerpunkt auf Aspekten liegt, die sich von denen in Ausführungsform 8 unterscheiden. Die Aspekte der Ausgestaltung ähneln denen von Ausführungsform 8 mit Ausnahme der unten beschriebenen Aspekte. Dementsprechend sind Bestandteile, die denen in Ausführungsform 8 ähnlich sind, mit den gleichen Bezugszahlen wie in Ausführungsform 8 bezeichnet, und ihre Beschreibung wurde weggelassen.
Ausgestaltung der Stromversorgungssteuervorrichtung 10
17 ist ein Blockschaltbild, das die grundlegende Ausgestaltung des Stromversorgungssystems 1 gemäß Ausführungsform 9 zeigt. Ausführungsform 9 unterscheidet sich von Ausführungsform 8 durch den Verbindungsknoten, mit dem das eine Ende des Schaltungswiderstands 52 der Spannungsausgabeschaltung 24 verbunden ist. Das eine Ende des Schaltungswiderstands 52 ist mit dem Verbindungsknoten zwischen dem anderen Ende der Last 11 und der Source des ersten Halbleiterschalters 20a verbunden. In der Ausführungsform 9 ist die Knotenspannung eine Spannung in Bezug auf das Erdpotential, die an den Verbindungsknoten zwischen dem anderen Ende der Last 11 und der Source des ersten Halbleiterschalters 20a angelegt wird.
Wenn der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b ausgeschaltet sind, ist die Knotenspannung die konstante Spannung Vc und größer oder gleich der Schwellenspannung Vth, wie in Ausführungsform 8. Wenn der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b eingeschaltet sind oder wenn der erste Halbleiterschalter 20a ausgeschaltet ist und ein Kurzschluss zwischen dem Drain und der Source des zweiten Halbleiterschalters 20b auftritt, ist die Knotenspannung 0 V oder ein Wert nahe 0 V und liegt unterhalb der Schwellenspannung Vth, wie in Ausführungsform 8.
Die Batterie 12 wird zwischen dem Anschluss Tp der positiven Elektrode und dem Anschluss Tn der negativen Elektrode in einem Zustand angeschlossen, in dem der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b ausgeschaltet sind. Zu diesem Zeitpunkt wird davon ausgegangen, dass der Anschluss der Batterie 12 der umgekehrte Anschluss ist. In diesem Fall ist die Knotenspannung die konstante Spannung Vc und größer oder gleich der Schwellenspannung Vth, wie in Ausführungsform 8.
Dementsprechend erzielt die Stromversorgungssteuervorrichtung 10 in Ausführungsform 9 ähnliche Effekte wie die Stromversorgungssteuervorrichtung 10 in Ausführungsform 8.
Ausführungsform 10
In Ausführungsform 8 wird durch die ODER-Schaltung 23 bestimmt, ob die Knotenspannung größer oder gleich der Schwellenspannung ist oder nicht. Die Vorrichtung, die diese Bestimmung vornimmt, ist jedoch nicht auf die ODER-Schaltung 23 beschränkt. In der folgenden Beschreibung wird Ausführungsform 10 beschrieben, wobei der Schwerpunkt auf Aspekten liegt, die sich von denen in Ausführungsform 8 unterscheiden. Die Aspekte der Ausgestaltung ähneln denen von Ausführungsform 8 mit Ausnahme der unten beschriebenen Aspekte. Dementsprechend sind Bestandteile, die denen in Ausführungsform 8 ähnlich sind, mit den gleichen Bezugszahlen wie in Ausführungsform 8 bezeichnet, und ihre Beschreibung wurde weggelassen.
18 ist ein Blockschaltbild, das die grundlegende Ausgestaltung des Stromversorgungssystems 1 gemäß Ausführungsform 10 zeigt. Die Stromversorgungssteuervorrichtung 10 in Ausführungsform 10 enthält die Bestandteile der Stromversorgungssteuervorrichtung 10 in Ausführungsform 8 mit Ausnahme der ODER-Schaltung 23. Der Mikrocomputer 26 in Ausführungsform 10 ist ähnlich aufgebaut wie der Mikrocomputer 26 in Ausführungsform 4. In Ausführungsform 10 ist der Verbindungsknoten zwischen dem Kollektor des zweiten Schaltungsschalters 56 und dem Schaltungswiderstand 54 in der Spannungsausgabeschaltung 24 mit der Eingabeeinheit 44 des Mikrocomputers 26 verbunden. Die Ausgabeeinheit 40 des Mikrocomputers 26 ist über den Vorrichtungswiderstand 25 mit der ersten Treiberschaltung 22a und der zweiten Treiberschaltung 22b verbunden.
Die Ausgangsspannung der Spannungsausgabeschaltung 24 wird in die Eingabeeinheit 44 des Mikrocomputers 26 eingegeben. Die Ausgabeeinheit 40 des Mikrocomputers 26 gibt eine Hochpegelspannung oder eine Niederpegelspannung an die erste Treiberschaltung 22a und die zweite Treiberschaltung 22b aus. Wenn die von der Ausgabeeinheit 40 eingegebene Spannung von der Niederpegelspannung auf die Hochpegelspannung umgeschaltet wird, schaltet die erste Treiberschaltung 22a den ersten Halbleiterschalter 20a ein. Wenn die von der Ausgabeeinheit 40 des Mikrocomputers 26 eingegebene Spannung von der Hochpegelspannung auf die Niederpegelspannung umgeschaltet wird, schaltet die erste Treiberschaltung 22a den ersten Halbleiterschalter 20a aus.
Wenn die Ausgangsspannung der Ausgabeeinheit 40 auf die Hochpegelspannung umgeschaltet wird, schalten die erste Treiberschaltung 22a und die zweite Treiberschaltung 22b den ersten Halbleiterschalter 20a und den zweiten Halbleiterschalter 20b ein, wie in Ausführungsform 8. Wenn die Ausgangsspannung der Ausgabeeinheit 40 auf die Niederpegelspannung umgeschaltet wird, schalten die erste Treiberschaltung 22a und die zweite Treiberschaltung 22b den ersten Halbleiterschalter 20a und den zweiten Halbleiterschalter 20b unabhängig von der Ausgangsspannung der Spannungsausgabeschaltung 24 aus.
In Ausführungsform 10 gibt, wenn der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b ausgeschaltet sind, die Spannungsausgabeschaltung 24 eine Spannung unterhalb der Referenzspannung Vr aus, wie in Ausführungsform 4. Wenn der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b eingeschaltet sind oder wenn der erste Halbleiterschalter 20a in einem Zustand ausgeschaltet ist, in dem ein Kurzschluss zwischen dem Drain und der Source des zweiten Halbleiterschalters 20b auftritt, gibt die Spannungsausgabeschaltung 24 eine Spannung aus, die größer oder gleich der Referenzspannung Vr ist.
Da die Steuereinheit 42 des Mikrocomputers 26 die Kurzschlusserfassungsverarbeitung wie in Ausführungsform 4 durchführt, erzielt die Stromversorgungssteuervorrichtung 10 in Ausführungsform 10 ähnliche Effekte wie die Stromversorgungssteuervorrichtung 10 in Ausführungsform 4.
In Schritt S12 der Kurzschlusserfassungsverarbeitung in Ausführungsform 10 bestimmt die Steuereinheit 42, wenn die Ausgangsspannung der Spannungsausgabeschaltung 24 unter der Referenzspannung Vr liegt, dass die Knotenspannung größer oder gleich der Schwellenspannung ist. Wenn die Ausgangsspannung der Spannungsausgabeschaltung 24 größer oder gleich der Referenzspannung Vr ist, bestimmt die Steuereinheit 42, dass die Knotenspannung unterhalb der Schwellenspannung liegt. Wenn bestimmt wird, dass die Knotenspannung unter der Schwellenspannung liegt (S12: NEIN), wird davon ausgegangen, dass ein Kurzschluss zwischen dem Drain und der Source des zweiten Halbleiterschalters 20b aufgetreten ist, und die Steuereinheit 42 führt den Schritt S13 aus. Wenn bestimmt wird, dass die Knotenspannung größer oder gleich der Schwellenspannung ist (S12: JA), beendet die Steuereinheit 42 die Kurzschlusserfassungsverarbeitung.
Anmerkungen
Das eine Ende des Schaltungswiderstands 52 der Spannungsausgabeschaltung 24 kann mit einem Verbindungsknoten zwischen dem anderen Ende der Last 11 und der Source des ersten Halbleiterschalters 20a verbunden sein, wie in Ausführungsform 9. In diesem Fall ist die Knotenspannung eine Spannung in Bezug auf das Erdpotential, die an den Verbindungsknoten zwischen dem anderen Ende der Last 11 und der Source des ersten Halbleiterschalters 20a angelegt wird, wie in Ausführungsform 9.
Ausführungsform 11
In Ausführungsform 8 ist der erste Halbleiterschalter 20a stromaufwärts vom zweiten Halbleiterschalter 20b angeordnet. Die Anordnung des ersten Halbleiterschalters 20a und des zweiten Halbleiterschalters 20b ist nicht hierauf beschränkt.
In der folgenden Beschreibung wird Ausführungsform 11 beschrieben, wobei der Schwerpunkt auf Aspekten liegt, die sich von denen in Ausführungsform 8 unterscheiden. Die Aspekte der Ausgestaltung ähneln denen von Ausführungsform 8 mit Ausnahme der unten beschriebenen Aspekte. Dementsprechend sind Bestandteile, die denen in Ausführungsform 1 ähnlich sind, mit den gleichen Bezugszahlen wie in Ausführungsform 1 bezeichnet, und ihre Beschreibung wurde weggelassen.
Ausgestaltung der Stromversorgungssteuervorrichtung 10
19 ist ein Blockschaltbild, das die grundlegende Ausgestaltung des Stromversorgungssystems 1 gemäß Ausführungsform 11 zeigt. Ausführungsform 11 unterscheidet sich von Ausführungsform 8 durch die Anordnung des ersten Halbleiterschalters 20a und des zweiten Halbleiterschalters 20b. In der Stromversorgungssteuervorrichtung 10 in Ausführungsform 11 ist der Drain des zweiten Halbleiterschalters 20b mit dem anderen Ende der Last 11 verbunden. Die Source des zweiten Halbleiterschalters 20b ist mit der Source des ersten Halbleiterschalters 20a verbunden. Der Drain des ersten Halbleiterschalters 20a ist geerdet.
Wenn der Anschluss der Batterie 12 der normale Anschluss ist und der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b eingeschaltet sind, fließt Strom durch den Anschluss Tp der positiven Elektrode, die Last 11, den zweiten Halbleiterschalter 20b, den ersten Halbleiterschalter 20a und den Anschluss Tn der negativen Elektrode in dieser Reihenfolge. Die Last 11, der zweite Halbleiterschalter 20b und der erste Halbleiterschalter 20a sind in dieser Reihenfolge auf dem Strompfad des Stroms angeordnet, der vom Anschluss Tp der positiven Elektrode zum Anschluss Tn der negativen Elektrode fließt. In einem ähnlichen Fall wird angenommen, dass der erste Halbleiterschalter 20a ausgeschaltet ist und ein Kurzschluss zwischen dem Drain und der Source des zweiten Halbleiterschalters 20b auftritt. In diesem Fall fließt der Strom durch den Anschluss Tp der positiven Elektrode, die Last 11, den zweiten Halbleiterschalter 20b, die erste Diode 21a des ersten Halbleiterschalters 20a und den Anschluss Tn der negativen Elektrode in dieser Reihenfolge.
Das eine Ende des Schaltungswiderstands 52 der Spannungsausgabeschaltung 24 ist mit dem Verbindungsknoten zwischen dem anderen Ende der Last 11 und dem Drain des ersten Halbleiterschalters 20a verbunden. Bei der Knotenspannung in Ausführungsform 11 handelt es sich um eine Spannung in Bezug auf das Erdpotential, die an den Verbindungsknoten zwischen dem anderen Ende der Last 11 und dem Drain des ersten Halbleiterschalters 20a angelegt wird.
Wenn der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b ausgeschaltet sind, ist die Knotenspannung die konstante Spannung Vc und größer oder gleich der Schwellenspannung Vth, wie in Ausführungsform 8. Wenn der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b eingeschaltet sind oder wenn der erste Halbleiterschalter 20a ausgeschaltet ist und ein Kurzschluss zwischen dem Drain und der Source des zweiten Halbleiterschalters 20b auftritt, ist die Knotenspannung 0 V oder ein Wert nahe 0 V und liegt unterhalb der Schwellenspannung Vth, wie in Ausführungsform 8.
Die Batterie 12 wird zwischen dem Anschluss Tp der positiven Elektrode und dem Anschluss Tn der negativen Elektrode in einem Zustand angeschlossen, in dem der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b ausgeschaltet sind. Zu diesem Zeitpunkt wird davon ausgegangen, dass der Anschluss der Batterie 12 der umgekehrte Anschluss ist. In diesem Fall ist die Knotenspannung die konstante Spannung Vc und größer oder gleich der Schwellenspannung Vth, wie in Ausführungsform 8.
Dementsprechend erzielt die Stromversorgungssteuervorrichtung 10 in Ausführungsform 11 ähnliche Effekte wie die Stromversorgungssteuervorrichtung 10 in Ausführungsform 8.
Ausführungsform 12
In Ausführungsform 10 ist der erste Halbleiterschalter 20a stromaufwärts vom zweiten Halbleiterschalter 20b angeordnet. Die Anordnung des ersten Halbleiterschalters 20a und des zweiten Halbleiterschalters 20b ist nicht hierauf beschränkt.
In der folgenden Beschreibung wird Ausführungsform 12 beschrieben, wobei der Schwerpunkt auf Aspekten liegt, die sich von denen in Ausführungsform 10 unterscheiden. Die Aspekte der Ausgestaltung ähneln denen von Ausführungsform 10 mit Ausnahme der unten beschriebenen Aspekte.
Dementsprechend sind Bestandteile, die denen in Ausführungsform 10 ähnlich sind, mit den gleichen Bezugszahlen wie in Ausführungsform 10 bezeichnet, und ihre Beschreibung wurde weggelassen.
Ausgestaltung der Stromversorgungssteuervorrichtung 10
20 ist ein Blockschaltbild, das die grundlegende Ausgestaltung des Stromversorgungssystems 1 gemäß Ausführungsform 12 zeigt. Ausführungsform 12 unterscheidet sich von Ausführungsform 10 durch die Anordnung des ersten Halbleiterschalters 20a und des zweiten Halbleiterschalters 20b. In der Stromversorgungssteuervorrichtung 10 in Ausführungsform 12 ist der Drain des zweiten Halbleiterschalters 20b mit dem anderen Ende der Last 11 verbunden. Die Source des zweiten Halbleiterschalters 20b ist mit der Source des ersten Halbleiterschalters 20a verbunden. Der Drain des ersten Halbleiterschalters 20a ist geerdet.
Wenn der Anschluss der Batterie 12 der normale Anschluss ist und der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b eingeschaltet sind, fließt Strom durch den Anschluss Tp der positiven Elektrode, die Last 11, den zweiten Halbleiterschalter 20b, den ersten Halbleiterschalter 20a und den Anschluss Tn der negativen Elektrode in dieser Reihenfolge. Die Last 11, der zweite Halbleiterschalter 20b und der erste Halbleiterschalter 20a sind in dieser Reihenfolge auf dem Strompfad des Stroms angeordnet, der vom Anschluss Tp der positiven Elektrode zum Anschluss Tn der negativen Elektrode fließt.
Wenn der Anschluss der Batterie 12 der normale Anschluss ist, wird angenommen, dass der erste Halbleiterschalter 20a ausgeschaltet ist und ein Kurzschluss zwischen dem Drain und der Source des zweiten Halbleiterschalters 20b auftritt. In diesem Fall fließt der Strom durch den Anschluss Tp der positiven Elektrode, die Last 11, den zweiten Halbleiterschalter 20b, die erste Diode 21a des ersten Halbleiterschalters 20a und den Anschluss Tn der negativen Elektrode in dieser Reihenfolge.
Das eine Ende des Schaltungswiderstands 52 ist mit dem Verbindungsknoten zwischen dem anderen Ende der Last 11 und dem Drain des ersten Halbleiterschalters 20a verbunden. Bei der Knotenspannung in Ausführungsform 12 handelt es sich um eine Spannung in Bezug auf das Erdpotential, die an den Verbindungsknoten zwischen dem anderen Ende der Last 11 und dem Drain des ersten Halbleiterschalters 20a angelegt wird.
Wenn der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b ausgeschaltet sind, ist die Knotenspannung die konstante Spannung Vc und ist größer oder gleich der Schwellenspannung Vth, wie in Ausführungsform 10. Wenn der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b eingeschaltet sind oder wenn der erste Halbleiterschalter 20a ausgeschaltet ist und ein Kurzschluss zwischen dem Drain und der Source des zweiten Halbleiterschalters 20b auftritt, ist die Knotenspannung 0 V oder ein Wert nahe 0 V und liegt unterhalb der Schwellenspannung Vth, wie in Ausführungsform 10.
Die Batterie 12 wird zwischen dem Anschluss Tp der positiven Elektrode und dem Anschluss Tn der negativen Elektrode in einem Zustand angeschlossen, in dem der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b ausgeschaltet sind. Zu diesem Zeitpunkt wird davon ausgegangen, dass der Anschluss der Batterie 12 der umgekehrte Anschluss ist. In diesem Fall ist die Knotenspannung die konstante Spannung Vc und ist größer oder gleich der Schwellenspannung Vth, wie in Ausführungsform 10.
Dementsprechend erzielt die Stromversorgungssteuervorrichtung 10 in Ausführungsform 12 ähnliche Effekte wie die Stromversorgungssteuervorrichtung 10 in Ausführungsform 10.
Modifizierte Beispiele
In den Ausführungsformen 1 bis 12 reicht es aus, dass der erste Halbleiterschalter 20a und der zweite Halbleiterschalter 20b Halbleiterschalter mit parasitären Dioden sind und somit nicht auf N-Kanal-FETs beschränkt sind. Der erste Halbleiterschalter 20a kann auch ein P-Kanal-FET sein. In diesem Fall sind die Kathode und die Anode der ersten Diode 21a mit der Source bzw. dem Drain des ersten Halbleiterschalters 20a verbunden.
Wenn der erste Halbleiterschalter 20a ein P-Kanal-FET ist, werden die Punkte, mit denen der Drain und die Source des ersten Halbleiterschalters 20a jeweils verbunden sind, in die Punkte geändert, mit denen die Source und der Drain des ersten Halbleiterschalters 20a verbunden sind, wenn der erste Halbleiterschalter 20a ein N-Kanal-FET ist. Die erste Treiberschaltung 22a senkt die Spannung am Gate des ersten Halbleiterschalters 20a und schaltet dadurch den ersten Halbleiterschalter 20a ein. Die erste Treiberschaltung 22a erhöht die Spannung am Gate des ersten Halbleiterschalters 20a und schaltet dadurch den ersten Halbleiterschalter 20a aus.
In ähnlicher Weise kann der zweite Halbleiterschalter 20b auch ein P-Kanal-FET sein. Auch in diesem Fall sind die Kathode und die Anode der zweiten Diode 21b mit der Source bzw. dem Drain des zweiten Halbleiterschalters 20b verbunden. Handelt es sich bei dem zweiten Halbleiterschalter 20b um einen P-Kanal-FET, werden die Punkte, mit denen Drain und Source des zweiten Halbleiterschalters 20b verbunden sind, in die Punkte geändert, mit denen Source und Drain des zweiten Halbleiterschalters 20b verbunden sind, wenn der zweite Halbleiterschalter 20b ein N-Kanal-FET ist. Die zweite Treiberschaltung 22b senkt die Spannung am Gate des zweiten Halbleiterschalters 20b und schaltet dadurch den zweiten Halbleiterschalter 20b ein. Die zweite Treiberschaltung 22b erhöht die Spannung am Gate des zweiten Halbleiterschalters 20b und schaltet dadurch den zweiten Halbleiterschalter 20b aus.
In den Ausführungsformen 1 bis 12 ist der Mikrocomputer 26 über den Vorrichtungswiderstand 25 mit der ODER-Schaltung 23 und der zweiten Treiberschaltung 22b oder mit der ersten Treiberschaltung 22a und der zweiten Treiberschaltung 22b verbunden. Verfügt die Stromversorgungssteuervorrichtung 10 über zwei Vorrichtungswiderstände 25, kann der Mikrocomputer 26 über einen der Vorrichtungswiderstände 25 mit der ODER-Schaltung 23 oder der ersten Treiberschaltung 22a und über den anderen Vorrichtungswiderstand 25 mit der zweiten Treiberschaltung 22b verbunden sein. In diesem Fall gibt der Mikrocomputer 26 eine Hochpegelspannung oder eine Niederpegelspannung an die ODER-Schaltung 23 oder die erste Treiberschaltung 22a und eine Hochpegelspannung oder eine Niederpegelspannung an die zweite Treiberschaltung 22b aus. In der Ausgestaltung, in der der Mikrocomputer 26 direkt eine Hochpegelspannung oder eine Niederpegelspannung an die erste Treiberschaltung 22a ausgibt, schaltet der Mikrocomputer 26 die an die erste Treiberschaltung 22a ausgegebene Spannung auf die Hochpegelspannung um, wenn die Ausgangsspannung der Spannungsausgabeschaltung 24 größer oder gleich der Referenzspannung Vr ist.
In den Ausführungsformen 1 bis 3, 5 und 6 kann der eine Eingangsanschluss der ODER-Schaltung 23 mit einem Verbindungsknoten auf dem Strompfad verbunden sein, ohne über die Spannungsausgabeschaltung 24 verbunden zu sein. In diesem Fall entspricht die Referenzspannung der Spannung, die an dem einen Eingangsanschluss der ODER-Schaltung 23 anliegt, der Schwellenspannung. In ähnlicher Weise kann in den Ausführungsformen 1 bis 3, 5 und 6 der eine Eingangsanschluss der ODER-Schaltung 23 ggf. nicht über die Spannungsausgabeschaltung 24, sondern über eine Diode mit einem Verbindungsknoten im Strompfad verbunden sein. Auch in diesem Fall entspricht die Referenzspannung der Spannung, die an dem einen Eingangsanschluss der ODER-Schaltung 23 anliegt, der Schwellenspannung. Die Kathode der Diode ist auf der Seite der ODER-Schaltung 23 angeordnet.
In den Ausführungsformen 2 und 5 bis 7 reicht es aus, dass der erste Schaltungsschalter 55 ein Schalter ist, der eingeschaltet wird, wenn die Spannung an der Steuerseite größer oder gleich einer konstanten Spannung ist, und ist somit nicht auf einen npn-Bipolartransistor beschränkt, sondern kann beispielsweise auch ein N-Kanal-FET sein.
In den Ausführungsformen 2 und 5 bis 12 reicht es aus, dass der zweite Schaltungsschalter 56 ein Schalter ist, der eingeschaltet wird, wenn die Spannung an der Steuerseite unter einer konstanten Spannung liegt, und ist somit nicht auf einen pnp-Bipolartransistor beschränkt, sondern kann z.B. auch ein P-Kanal-FET sein.
Die offenbarten Ausführungsformen 1 bis 12 sind in jeder Hinsicht als beispielhaft und in keiner Weise einschränkend anzusehen. Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung wird durch den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche und nicht durch die obige Beschreibung definiert, und alle Änderungen, die im Wesentlichen unter den Schutzbereich der Ansprüche fallen, sind darin enthalten.
Bezugszeichenliste

1: Stromversorgungssystem
10: Stromversorgungssteuervorrichtung
11: Last
12: Batterie
20a: Erster Halbleiterschalter
20b: Zweiter Halbleiterschalter
21a: Erste Diode
21b: Zweite Diode
22a: Erste Treiberschaltung (Schalteinheit)
22b: Zweite Treiberschaltung
23: ODER-Schaltung
24: Spannungsausgabeschaltung
25: Vorrichtungswiderstand
26: Mikrocomputer
30, 31, 50, 51, 52, 53, 54, 61: Schaltungswiderstand
40: Ausgabeeinheit
41: Speichereinheit
42: Steuereinheit (Verarbeitungseinheit)
43: Interner Bus
44: Eingabeeinheit
45: A/D-Wandlereinheit
55: Erster Schaltungsschalter
56: Zweiter Schaltungsschalter
60: Komparator
62: Gleichstromquelle
A: Speichermedium
P: Computerprogramm
Tn: Anschluss der negativen Elektrode
Tp: Anschluss der positiven Elektrode

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2019237424 [0002]
JP 2019146414 A [0006]

Claims

Stromversorgungssteuervorrichtung zum Steuern der Stromversorgung durch Ein- oder Ausschalten sowohl eines ersten Halbleiterschalters als auch eines zweiten Halbleiterschalters, die auf einem Strompfad angeordnet sind und jeweils zwei Enden aufweisen, zwischen die eine parasitäre Diode geschaltet ist, aufweisend: eine Verarbeitungseinheit, die eingerichtet ist, eine Verarbeitung durchzuführen, die eine Anweisung zum Ein- oder Ausschalten des ersten Halbleiterschalters und des zweiten Halbleiterschalters gibt; und einen Schaltstromkreis, der eingerichtet ist, den ersten Halbleiterschalter einzuschalten, wenn Strom durch den Strompfad fließt, obwohl die Verarbeitungseinheit eine Anweisung zum Ausschalten des ersten Halbleiterschalters und des zweiten Halbleiterschalters gegeben hat, wobei die Kathoden der parasitären Dioden des ersten Halbleiterschalters und des zweiten Halbleiterschalters stromabwärts bzw. stromaufwärts der jeweiligen Anode auf dem Strompfad angeordnet sind.
Stromversorgungssteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Halbleiterschalter stromaufwärts des zweiten Halbleiterschalters auf dem Strompfad angeordnet ist, eine Last stromabwärts des zweiten Halbleiterschalters auf dem Strompfad angeordnet ist, und wenn eine Knotenspannung an einem Verbindungsknoten zwischen dem zweiten Halbleiterschalter und der Last größer oder gleich einer Schwellenspannung ist, obwohl die Verarbeitungseinheit eine Anweisung zum Ausschalten des ersten Halbleiterschalters und des zweiten Halbleiterschalters gegeben hat, dann schaltet der Schaltstromkreis den ersten Halbleiterschalter ein.
Stromversorgungssteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Halbleiterschalter stromabwärts des zweiten Halbleiterschalters auf dem Strompfad angeordnet ist, eine Last stromabwärts des ersten Halbleiterschalters auf dem Strompfad angeordnet ist, und wenn eine Knotenspannung an einem Verbindungsknoten zwischen dem zweiten Halbleiterschalter und der Last größer oder gleich einer Schwellenspannung ist, obwohl die Verarbeitungseinheit eine Anweisung zum Ausschalten des ersten Halbleiterschalters und des zweiten Halbleiterschalters gegeben hat, dann schaltet der Schaltstromkreis den ersten Halbleiterschalter ein.
Stromversorgungssteuervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei, wenn eine Anweisung gegeben worden ist, den ersten Halbleiterschalter und den zweiten Halbleiterschalter auszuschalten, die Verarbeitungseinheit bestimmt, ob die Knotenspannung größer oder gleich der Schwellenspannung ist oder nicht, und wenn festgestellt wird, dass die Knotenspannung größer oder gleich der Schwellenspannung ist, dann führt die Verarbeitungseinheit eine Verarbeitung durch, die den Schaltstromkreis anweist, den ersten Halbleiterschalter einzuschalten.
Stromversorgungssteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Halbleiterschalter stromaufwärts des zweiten Halbleiterschalters auf dem Strompfad angeordnet ist, eine Last stromaufwärts des ersten Halbleiterschalters auf dem Strompfad angeordnet ist, und wenn eine Knotenspannung an einem Verbindungsknoten zwischen der Last und dem zweiten Halbleiterschalter unter einer Schwellenspannung liegt, obwohl die Verarbeitungseinheit eine Anweisung zum Ausschalten des ersten Halbleiterschalters und des zweiten Halbleiterschalters gegeben hat, dann schaltet der Schaltstromkreis den ersten Halbleiterschalter ein.
Stromversorgungssteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Halbleiterschalter stromabwärts des zweiten Halbleiterschalters auf dem Strompfad angeordnet ist, eine Last stromaufwärts des zweiten Halbleiterschalters auf dem Strompfad angeordnet ist, und wenn eine Knotenspannung an einem Verbindungsknoten zwischen der Last und dem zweiten Halbleiterschalter unter einer Schwellenspannung liegt, obwohl die Verarbeitungseinheit eine Anweisung zum Ausschalten des ersten Halbleiterschalters und des zweiten Halbleiterschalters gegeben hat, dann schaltet der Schaltstromkreis den ersten Halbleiterschalter aus.
Stromversorgungssteuervorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei, wenn eine Anweisung zum Ausschalten des ersten Halbleiterschalters und des zweiten Halbleiterschalters gegeben worden ist, die Verarbeitungseinheit bestimmt, ob die Knotenspannung unter der Schwellenspannung liegt oder nicht, und wenn festgestellt wird, dass die Knotenspannung unter der Schwellenspannung liegt, dann führt die Verarbeitungseinheit eine Verarbeitung durch, die den Schaltstromkreis anweist, den ersten Halbleiterschalter einzuschalten.