JP2001078356A - 電源供給装置 - Google Patents
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- Electronic Switches (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体スイッチをオフ時に該半導体スイッチ
を破壊せずに、４２Ｖ系用の特殊なリレーを用いること
なく、１４Ｖ系用のリレーを４２Ｖ系の電源で利用する
ことができる電源供給装置を提供する。 【解決手段】 ４２Ｖ系電源Ｂ１からスイッチ回路１５
に電力を供給するとともに、１４Ｖ系電源Ｂ２から負荷
１９に電力を供給する多電圧化の電源供給装置であっ
て、モータ２５に直列に接続され且つ１４Ｖ系電源Ｂ２
の電圧対応の第１のリレー２１ａと、この第１のリレー
２１ａに直列に接続され且つ４２Ｖ系電源Ｂ１に接続さ
れたトランジスタＴＲ１と、第１のリレーを閉成すると
きにはＴＲ１の両端電圧を第１のリレーが閉成状態にあ
るときのＴＲ１の両端電圧よりも大きくした後に第１の
リレーをオンさせ、第１のリレーを開成するときにはＴ
Ｒ１の両端電圧を第１のリレーが開成状態にあるときの
ＴＲ１の両端電圧よりも大きくした後に第１のリレーを
オフさせるＣＰＵ２７とを備える。
を破壊せずに、４２Ｖ系用の特殊なリレーを用いること
なく、１４Ｖ系用のリレーを４２Ｖ系の電源で利用する
ことができる電源供給装置を提供する。 【解決手段】 ４２Ｖ系電源Ｂ１からスイッチ回路１５
に電力を供給するとともに、１４Ｖ系電源Ｂ２から負荷
１９に電力を供給する多電圧化の電源供給装置であっ
て、モータ２５に直列に接続され且つ１４Ｖ系電源Ｂ２
の電圧対応の第１のリレー２１ａと、この第１のリレー
２１ａに直列に接続され且つ４２Ｖ系電源Ｂ１に接続さ
れたトランジスタＴＲ１と、第１のリレーを閉成すると
きにはＴＲ１の両端電圧を第１のリレーが閉成状態にあ
るときのＴＲ１の両端電圧よりも大きくした後に第１の
リレーをオンさせ、第１のリレーを開成するときにはＴ
Ｒ１の両端電圧を第１のリレーが開成状態にあるときの
ＴＲ１の両端電圧よりも大きくした後に第１のリレーを
オフさせるＣＰＵ２７とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電源を半導体スイ
ッチ及びリレーを介して負荷に供給する電源供給装置に
関し、特に、半導体スイッチをオフ時に該半導体スイッ
チを破壊せずに、４２Ｖ系用の特殊なリレーを用いるこ
となく、１４Ｖ系用のリレーを４２Ｖ系の電源で利用す
ることができる電源供給装置に関する。
ッチ及びリレーを介して負荷に供給する電源供給装置に
関し、特に、半導体スイッチをオフ時に該半導体スイッ
チを破壊せずに、４２Ｖ系用の特殊なリレーを用いるこ
となく、１４Ｖ系用のリレーを４２Ｖ系の電源で利用す
ることができる電源供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車等の車両には、各負荷に電流を供
給するための電源供給装置が搭載されている。この電源
供給装置は、１４Ｖ系電源からの出力電圧を例えば、半
導体スイッチとしての電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）
のドレインＤ−ソースＳを介して負荷に供給している。
給するための電源供給装置が搭載されている。この電源
供給装置は、１４Ｖ系電源からの出力電圧を例えば、半
導体スイッチとしての電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）
のドレインＤ−ソースＳを介して負荷に供給している。
【０００３】また、従来の電源供給装置として、図４に
示すような多電圧化の電源供給装置が知られている。図
４において、オールタネータ１２１で発生した交流電圧
は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２２により直流電圧に変換
されて４２Ｖ系電源Ｂ１に供給され、４２Ｖ系電源Ｂ１
の電力が駆動モータ等の負荷１２３に供給される。
示すような多電圧化の電源供給装置が知られている。図
４において、オールタネータ１２１で発生した交流電圧
は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２２により直流電圧に変換
されて４２Ｖ系電源Ｂ１に供給され、４２Ｖ系電源Ｂ１
の電力が駆動モータ等の負荷１２３に供給される。
【０００４】また、４２Ｖ系電源Ｂ１の直流電圧は、Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータ１２５により降圧されて１４Ｖ系電
源Ｂ２に供給され、１４Ｖ系電源Ｂ２の電力がランプ等
の負荷１２７に供給される。
Ｃ／ＤＣコンバータ１２５により降圧されて１４Ｖ系電
源Ｂ２に供給され、１４Ｖ系電源Ｂ２の電力がランプ等
の負荷１２７に供給される。
【０００５】このように、４２Ｖ系電源Ｂ１と１４Ｖ系
電源Ｂ２とに多電圧化して、駆動モータ等の４２Ｖ系の
負荷１２３に電力を供給できるとともに、ランプ等の１
４Ｖ系の負荷１２７にも電力を供給することができる。
電源Ｂ２とに多電圧化して、駆動モータ等の４２Ｖ系の
負荷１２３に電力を供給できるとともに、ランプ等の１
４Ｖ系の負荷１２７にも電力を供給することができる。
【０００６】この場合、４２Ｖ系電源Ｂ１は、１４Ｖ系
電源Ｂ２に対して電圧が３倍であるため、電流は１／３
倍で済む。このため、４２Ｖ系では、ワイヤーハーネス
（Ｗ／Ｈ）径を１４Ｖ系に対して約１／３倍とすること
ができ、Ｗ／Ｈを軽量化することができるとともに負荷
効率を向上することができるという効果がある。このた
め、車両に搭載された複数の負荷を、４２Ｖ系電源Ｂ１
で極力動作させる傾向が強くなってきている。
電源Ｂ２に対して電圧が３倍であるため、電流は１／３
倍で済む。このため、４２Ｖ系では、ワイヤーハーネス
（Ｗ／Ｈ）径を１４Ｖ系に対して約１／３倍とすること
ができ、Ｗ／Ｈを軽量化することができるとともに負荷
効率を向上することができるという効果がある。このた
め、車両に搭載された複数の負荷を、４２Ｖ系電源Ｂ１
で極力動作させる傾向が強くなってきている。
【０００７】また、４２Ｖ系電源Ｂ１で例えばリレーを
介してモータを駆動する場合にも、新たな４２Ｖ系用リ
レーを用いると、コストアップとなるため、４２Ｖ系電
源Ｂ１で１４Ｖ系用リレーを介してモータを駆動するこ
とが考えられている。
介してモータを駆動する場合にも、新たな４２Ｖ系用リ
レーを用いると、コストアップとなるため、４２Ｖ系電
源Ｂ１で１４Ｖ系用リレーを介してモータを駆動するこ
とが考えられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、４２Ｖ
系電源を従来の１４Ｖ系用リレーに直接的に印加させた
場合には、この１４Ｖ系用リレーに高電圧が印加される
ため、リレー開閉時にアーク（スパーク）が発生し、接
点消耗や接点溶着が起こりやすい。
系電源を従来の１４Ｖ系用リレーに直接的に印加させた
場合には、この１４Ｖ系用リレーに高電圧が印加される
ため、リレー開閉時にアーク（スパーク）が発生し、接
点消耗や接点溶着が起こりやすい。
【０００９】そこで、図５に示すような多電圧化の電源
供給装置が考案されている。この電源供給装置は、モー
タ２５の正転及び逆転により図示しないウィンドガラス
を開閉するパワーウィンドウ装置に適用したものであ
り、第１のリレー２１ａ，第２のリレー２１ｂ、これら
のリレーに接続されるモータ２５、これらのリレーの上
流に配置され且つベースに第１のオン／オフ信号を入力
する半導体スイッチとしてのトランジスタＴＲ１、ベー
スに第２のオン／オフ信号を入力するトランジスタＴＲ
２、ベースに第３のオン／オフ信号を入力するトランジ
スタＴＲ３を有し、トランジスタＴＲ１のエミッタ及び
電磁コイル２２ａ，２２ｂの一端に４２Ｖ系電源Ｂ１が
印加されている。
供給装置が考案されている。この電源供給装置は、モー
タ２５の正転及び逆転により図示しないウィンドガラス
を開閉するパワーウィンドウ装置に適用したものであ
り、第１のリレー２１ａ，第２のリレー２１ｂ、これら
のリレーに接続されるモータ２５、これらのリレーの上
流に配置され且つベースに第１のオン／オフ信号を入力
する半導体スイッチとしてのトランジスタＴＲ１、ベー
スに第２のオン／オフ信号を入力するトランジスタＴＲ
２、ベースに第３のオン／オフ信号を入力するトランジ
スタＴＲ３を有し、トランジスタＴＲ１のエミッタ及び
電磁コイル２２ａ，２２ｂの一端に４２Ｖ系電源Ｂ１が
印加されている。
【００１０】このような電源供給装置によれば、第１の
リレー２１ａ及び第２のリレー２１ｂの開閉を行う場合
であって、モータ２５に通電する際には、まず、トラン
ジスタＴＲ２のベースに入力された第２のオン信号によ
り、トランジスタＴＲ２がオンし、電磁コイル２２ａに
励磁電流が流れて、接点部２３ａが付勢されて第２の端
子ｂに接触する。すなわち、第１のリレー２１ａがオン
する。その後、トランジスタＴＲ１のベースに入力され
た第１のオン信号により、トランジスタＴＲ１がオンす
る。このため、４２Ｖ系電源からトランジスタＴＲ１、
第１のリレー２１ａ、モータ２５、第２のリレー２１
ｂ、アースと電流が流れて、モータ２５が例えば正転す
る。
リレー２１ａ及び第２のリレー２１ｂの開閉を行う場合
であって、モータ２５に通電する際には、まず、トラン
ジスタＴＲ２のベースに入力された第２のオン信号によ
り、トランジスタＴＲ２がオンし、電磁コイル２２ａに
励磁電流が流れて、接点部２３ａが付勢されて第２の端
子ｂに接触する。すなわち、第１のリレー２１ａがオン
する。その後、トランジスタＴＲ１のベースに入力され
た第１のオン信号により、トランジスタＴＲ１がオンす
る。このため、４２Ｖ系電源からトランジスタＴＲ１、
第１のリレー２１ａ、モータ２５、第２のリレー２１
ｂ、アースと電流が流れて、モータ２５が例えば正転す
る。
【００１１】次に、第１のリレー２１ａ及び第２のリレ
ー２１ｂの開閉を行う場合であって、モータ２５への電
流を遮断する際には、まず、トランジスタＴＲ１のベー
スに入力された第１のオフ信号により、トランジスタＴ
Ｒ１がオフする。その後、トランジスタＴＲ２のベース
に入力された第２のオフ信号により、トランジスタＴＲ
２がオフし、電磁コイル２２ａへの励磁電流が停止され
て、接点部２３ａが第１の端子ａに復帰する。すなわ
ち、第１のリレー２１ａがオフするため、モータ２５へ
の電流供給が遮断されて、モータ２５の回転が停止す
る。
ー２１ｂの開閉を行う場合であって、モータ２５への電
流を遮断する際には、まず、トランジスタＴＲ１のベー
スに入力された第１のオフ信号により、トランジスタＴ
Ｒ１がオフする。その後、トランジスタＴＲ２のベース
に入力された第２のオフ信号により、トランジスタＴＲ
２がオフし、電磁コイル２２ａへの励磁電流が停止され
て、接点部２３ａが第１の端子ａに復帰する。すなわ
ち、第１のリレー２１ａがオフするため、モータ２５へ
の電流供給が遮断されて、モータ２５の回転が停止す
る。
【００１２】このように、半導体スイッチであるトラン
ジスタＴＲ１を設け、リレーの開閉を行う場合に、トラ
ンジスタＴＲ１をオフさせることにより、４２Ｖ系電源
が第１のリレー２１ａ及び第２のリレー２１ｂに直接的
に印加されないので、第１のリレー２１ａ及び第２のリ
レー２１ｂのアーク発生を低減することができる。
ジスタＴＲ１を設け、リレーの開閉を行う場合に、トラ
ンジスタＴＲ１をオフさせることにより、４２Ｖ系電源
が第１のリレー２１ａ及び第２のリレー２１ｂに直接的
に印加されないので、第１のリレー２１ａ及び第２のリ
レー２１ｂのアーク発生を低減することができる。
【００１３】しかしながら、図５に示した半導体スイッ
チであるトランジスタＴＲ１を設けた電源供給装置にあ
っては、モータなどの誘導性負荷を駆動する場合に、上
流に設けた半導体スイッチの単純なオンからオフへの制
御では、半導体スイッチのオフ時に大きな逆起電圧が発
生し、発生した逆起電圧により半導体スイッチが破壊さ
れてしまうという問題点があった。
チであるトランジスタＴＲ１を設けた電源供給装置にあ
っては、モータなどの誘導性負荷を駆動する場合に、上
流に設けた半導体スイッチの単純なオンからオフへの制
御では、半導体スイッチのオフ時に大きな逆起電圧が発
生し、発生した逆起電圧により半導体スイッチが破壊さ
れてしまうという問題点があった。
【００１４】一方、この種の従来の技術として、特開昭
５９−２２１９２１号公報に記載された半導体スイッチ
とリレーのオンオフ制御回路が知られている。このオン
オフ制御回路は、図６に示すように、ドライバ２０５、
アンド回路２０９を有するとともに、半導体スイッチ２
０６とリレー２０７とを直列に接続し、半導体スイッチ
２０６をオンオフさせるタイミングと、リレー２０７を
オンオフさせるタイミングを制御するタイミング回路２
０８を備え、リレーをオンオフさせるときはタイミング
回路２０８により半導体スイッチ２０６をオフにしてか
ら、リレー２０６をオンオフさせるようにしたものであ
る。
５９−２２１９２１号公報に記載された半導体スイッチ
とリレーのオンオフ制御回路が知られている。このオン
オフ制御回路は、図６に示すように、ドライバ２０５、
アンド回路２０９を有するとともに、半導体スイッチ２
０６とリレー２０７とを直列に接続し、半導体スイッチ
２０６をオンオフさせるタイミングと、リレー２０７を
オンオフさせるタイミングを制御するタイミング回路２
０８を備え、リレーをオンオフさせるときはタイミング
回路２０８により半導体スイッチ２０６をオフにしてか
ら、リレー２０６をオンオフさせるようにしたものであ
る。
【００１５】この回路によれば、リレー２０６をオンオ
フさせるときは半導体スイッチがオフになっており、リ
レー接点には電流がほとんど流れないので、リレーの寿
命を長くすることができる。
フさせるときは半導体スイッチがオフになっており、リ
レー接点には電流がほとんど流れないので、リレーの寿
命を長くすることができる。
【００１６】また、この種の従来の技術として、特開昭
５６−１１６２３８号公報に記載されたスイッチ装置が
知られている。このスイッチ装置は、図７に示すよう
に、直列接続した電磁型リレー３０２及びトライアック
３０５と、このトライアック３０５を電磁型リレー３０
２のオン以後にオンするとともに、電磁型リレー３０２
のオフ以前にオフする開閉制御手段としての常開型押釦
スイッチ３０３，常閉型押釦スイッチ３０４，常開接点
３０２ａ，常閉接点３０２ｂを備えているので、接点溶
着や接点消耗を低減できる。
５６−１１６２３８号公報に記載されたスイッチ装置が
知られている。このスイッチ装置は、図７に示すよう
に、直列接続した電磁型リレー３０２及びトライアック
３０５と、このトライアック３０５を電磁型リレー３０
２のオン以後にオンするとともに、電磁型リレー３０２
のオフ以前にオフする開閉制御手段としての常開型押釦
スイッチ３０３，常閉型押釦スイッチ３０４，常開接点
３０２ａ，常閉接点３０２ｂを備えているので、接点溶
着や接点消耗を低減できる。
【００１７】しかしながら、図６に示すオンオフ制御回
路及び図７に示すスイッチ装置にあっては、図５に示す
電源供給装置の問題点を解決するものではなかった。
路及び図７に示すスイッチ装置にあっては、図５に示す
電源供給装置の問題点を解決するものではなかった。
【００１８】そこで、本発明は、半導体スイッチをオフ
時に該半導体スイッチを破壊せずに、４２Ｖ系用の特殊
なリレーを用いることなく、１４Ｖ系用のリレーを４２
Ｖ系の電源で利用することができる電源供給装置を提供
することを課題とする。
時に該半導体スイッチを破壊せずに、４２Ｖ系用の特殊
なリレーを用いることなく、１４Ｖ系用のリレーを４２
Ｖ系の電源で利用することができる電源供給装置を提供
することを課題とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、以下の構成とした。請求項１の発明は、第
１の電源から第１の負荷に電力を供給するとともに、前
記第１の電源の電圧を降圧して得られた第２の電源から
第２の負荷に電力を供給する多電圧化の電源供給装置で
あって、前記第１の負荷に直列に接続され且つ前記第２
の電源の電圧対応のリレーと、このリレーに直列に接続
され且つ前記第１の電源に接続された半導体スイッチ
と、前記リレーを閉成するときには前記半導体スイッチ
の両端電圧を前記リレーが閉成状態にあるときの前記半
導体スイッチの両端電圧よりも大きくした後に前記リレ
ーをオンさせ、前記リレーを開成するときには前記半導
体スイッチの両端電圧を前記リレーが開成状態にあると
きの前記半導体スイッチの両端電圧よりも大きくした後
に前記リレーをオフさせる制御手段とを備えることを特
徴とする。
に本発明は、以下の構成とした。請求項１の発明は、第
１の電源から第１の負荷に電力を供給するとともに、前
記第１の電源の電圧を降圧して得られた第２の電源から
第２の負荷に電力を供給する多電圧化の電源供給装置で
あって、前記第１の負荷に直列に接続され且つ前記第２
の電源の電圧対応のリレーと、このリレーに直列に接続
され且つ前記第１の電源に接続された半導体スイッチ
と、前記リレーを閉成するときには前記半導体スイッチ
の両端電圧を前記リレーが閉成状態にあるときの前記半
導体スイッチの両端電圧よりも大きくした後に前記リレ
ーをオンさせ、前記リレーを開成するときには前記半導
体スイッチの両端電圧を前記リレーが開成状態にあると
きの前記半導体スイッチの両端電圧よりも大きくした後
に前記リレーをオフさせる制御手段とを備えることを特
徴とする。
【００２０】請求項１の発明によれば、制御手段は、リ
レーを閉成するときには半導体スイッチの両端電圧をリ
レーが閉成状態にあるときの半導体スイッチの両端電圧
よりも大きくした後にリレーをオンさせ、リレーを開成
するときには半導体スイッチの両端電圧をリレーが開成
状態にあるときの半導体スイッチの両端電圧よりも大き
くした後にリレーをオフさせるので、リレーに印加され
る電圧が第１の電源の電圧よりも十分に低下されてリレ
ーの開閉が行われる。このため、第１の負荷がモータな
どの誘導性負荷であっても、この誘導性負荷に発生し得
る逆起電圧が小さくなり、半導体スイッチが破壊されな
くなる。また、リレーの開閉時にリレーに印加される電
圧が低下されるので、第２の電源の電圧対応のリレーの
アークの発生を低減することができるとともに、第１の
電源の電圧対応の特殊なリレーを用いることなく、第２
の電源の電圧対応のリレーを第１の電源で利用すること
ができる。
レーを閉成するときには半導体スイッチの両端電圧をリ
レーが閉成状態にあるときの半導体スイッチの両端電圧
よりも大きくした後にリレーをオンさせ、リレーを開成
するときには半導体スイッチの両端電圧をリレーが開成
状態にあるときの半導体スイッチの両端電圧よりも大き
くした後にリレーをオフさせるので、リレーに印加され
る電圧が第１の電源の電圧よりも十分に低下されてリレ
ーの開閉が行われる。このため、第１の負荷がモータな
どの誘導性負荷であっても、この誘導性負荷に発生し得
る逆起電圧が小さくなり、半導体スイッチが破壊されな
くなる。また、リレーの開閉時にリレーに印加される電
圧が低下されるので、第２の電源の電圧対応のリレーの
アークの発生を低減することができるとともに、第１の
電源の電圧対応の特殊なリレーを用いることなく、第２
の電源の電圧対応のリレーを第１の電源で利用すること
ができる。
【００２１】請求項２の発明の前記制御手段は、請求項
１記載の電源供給装置において、前記リレーを閉成から
開成に移行するとき、及び前記リレーを開成から閉成に
移行するときには前記半導体スイッチを能動領域で動作
させることを特徴とする。
１記載の電源供給装置において、前記リレーを閉成から
開成に移行するとき、及び前記リレーを開成から閉成に
移行するときには前記半導体スイッチを能動領域で動作
させることを特徴とする。
【００２２】請求項２の発明によれば、請求項１記載の
効果に加え、制御手段は、リレーを閉成から開成に移行
するとき、及びリレーを開成から閉成に移行するときに
は半導体スイッチを能動領域で動作させるので、半導体
スイッチの両端電圧が大きくなり、第１の電源の電圧が
半導体スイッチで十分に低下されてリレーに印加され
る。このため、半導体スイッチが破壊されなくなる。ま
た、リレーの開閉時にリレーに印加される電圧が低下さ
れるので、第２の電源の電圧対応のリレーのアークの発
生を低減することができるとともに、第１の電源の電圧
対応の特殊なリレーを用いることなく、第２の電源の電
圧対応のリレーを第１の電源で利用することができる。
効果に加え、制御手段は、リレーを閉成から開成に移行
するとき、及びリレーを開成から閉成に移行するときに
は半導体スイッチを能動領域で動作させるので、半導体
スイッチの両端電圧が大きくなり、第１の電源の電圧が
半導体スイッチで十分に低下されてリレーに印加され
る。このため、半導体スイッチが破壊されなくなる。ま
た、リレーの開閉時にリレーに印加される電圧が低下さ
れるので、第２の電源の電圧対応のリレーのアークの発
生を低減することができるとともに、第１の電源の電圧
対応の特殊なリレーを用いることなく、第２の電源の電
圧対応のリレーを第１の電源で利用することができる。
【００２３】請求項３の発明の前記制御手段は、請求項
１または請求項２記載の電源供給装置において、前記リ
レーが閉成状態にあるとき、及び前記リレーが開成状態
にあるときには前記半導体スイッチを飽和領域で動作さ
せることを特徴とする。
１または請求項２記載の電源供給装置において、前記リ
レーが閉成状態にあるとき、及び前記リレーが開成状態
にあるときには前記半導体スイッチを飽和領域で動作さ
せることを特徴とする。
【００２４】請求項３の発明によれば、請求項１または
請求項２記載の効果に加え、制御手段は、リレーが閉成
状態にあるとき、及びリレーが開成状態にあるときには
半導体スイッチを飽和領域で動作させるので、リレーが
閉成状態にあるときには、第１の負荷にほぼ第１の電源
の電圧が印加されるから、第１の負荷を第１の電源で駆
動させることができる。
請求項２記載の効果に加え、制御手段は、リレーが閉成
状態にあるとき、及びリレーが開成状態にあるときには
半導体スイッチを飽和領域で動作させるので、リレーが
閉成状態にあるときには、第１の負荷にほぼ第１の電源
の電圧が印加されるから、第１の負荷を第１の電源で駆
動させることができる。
【００２５】請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３
のいずれか１項記載の電源供給装置において、前記第１
の負荷が、モータであり、前記リレーは、第１の接点部
の第１の共通端子が前記モータの一端に接続され第１の
端子がアースされ第２の端子が前記半導体スイッチに接
続される第１のリレーと、第２の接点部の第２の共通端
子が前記モータの他端に接続され第３の端子が前記半導
体スイッチに接続され第４の端子がアースされる第２の
リレーとからなり、前記制御手段は、前記第１のリレー
を閉成するときには前記半導体スイッチの両端電圧を前
記第１のリレーが閉成状態にあるときの前記半導体スイ
ッチの両端電圧よりも大きくした後に前記第１のリレー
をオンさせ、前記第１のリレーを開成するときには前記
半導体スイッチの両端電圧を前記第１のリレーが開成状
態にあるときの前記半導体スイッチの両端電圧よりも大
きくした後に前記第１のリレーをオフさせることを特徴
とする。
のいずれか１項記載の電源供給装置において、前記第１
の負荷が、モータであり、前記リレーは、第１の接点部
の第１の共通端子が前記モータの一端に接続され第１の
端子がアースされ第２の端子が前記半導体スイッチに接
続される第１のリレーと、第２の接点部の第２の共通端
子が前記モータの他端に接続され第３の端子が前記半導
体スイッチに接続され第４の端子がアースされる第２の
リレーとからなり、前記制御手段は、前記第１のリレー
を閉成するときには前記半導体スイッチの両端電圧を前
記第１のリレーが閉成状態にあるときの前記半導体スイ
ッチの両端電圧よりも大きくした後に前記第１のリレー
をオンさせ、前記第１のリレーを開成するときには前記
半導体スイッチの両端電圧を前記第１のリレーが開成状
態にあるときの前記半導体スイッチの両端電圧よりも大
きくした後に前記第１のリレーをオフさせることを特徴
とする。
【００２６】請求項４の発明によれば、請求項１乃至請
求項３のいずれか１項記載の効果に加え、制御手段が、
第１のリレーを閉成するときには半導体スイッチの両端
電圧を第１のリレーが閉成状態にあるときの半導体スイ
ッチの両端電圧よりも大きくした後に第１のリレーをオ
ンさせ、第１のリレーを開成するときには半導体スイッ
チの両端電圧を第１のリレーが開成状態にあるときの半
導体スイッチの両端電圧よりも大きくした後に第１のリ
レーをオフさせるので、第１のリレーに印加される電圧
が第１の電源の電圧よりも十分に低下されて第１のリレ
ーの開閉が行われる。このため、第１の負荷がモータな
どの誘導性負荷であっても、この誘導性負荷に発生し得
る逆起電圧が小さくなり、半導体スイッチが破壊されな
くなる。また、第１のリレーの開閉時に第１のリレーに
印加される電圧が低下されるので、第２の電源の電圧対
応の第１のリレーのアークの発生を低減することができ
るとともに、第１の電源の電圧対応の特殊なリレーを用
いることなく、第２の電源の電圧対応の第１のリレーを
第１の電源で利用することができる。
求項３のいずれか１項記載の効果に加え、制御手段が、
第１のリレーを閉成するときには半導体スイッチの両端
電圧を第１のリレーが閉成状態にあるときの半導体スイ
ッチの両端電圧よりも大きくした後に第１のリレーをオ
ンさせ、第１のリレーを開成するときには半導体スイッ
チの両端電圧を第１のリレーが開成状態にあるときの半
導体スイッチの両端電圧よりも大きくした後に第１のリ
レーをオフさせるので、第１のリレーに印加される電圧
が第１の電源の電圧よりも十分に低下されて第１のリレ
ーの開閉が行われる。このため、第１の負荷がモータな
どの誘導性負荷であっても、この誘導性負荷に発生し得
る逆起電圧が小さくなり、半導体スイッチが破壊されな
くなる。また、第１のリレーの開閉時に第１のリレーに
印加される電圧が低下されるので、第２の電源の電圧対
応の第１のリレーのアークの発生を低減することができ
るとともに、第１の電源の電圧対応の特殊なリレーを用
いることなく、第２の電源の電圧対応の第１のリレーを
第１の電源で利用することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の電源供給装置の実
施の形態を図面を参照して詳細に説明する。電源供給装
置は、例えば自動車において適用した例について説明す
る。
施の形態を図面を参照して詳細に説明する。電源供給装
置は、例えば自動車において適用した例について説明す
る。
【００２８】図１は本発明の実施の形態の電源供給装置
の回路構成図である。図２は実施の形態の電源供給装置
に設けられた半導体スイッチ及びリレーのタイミングチ
ャートである。図３は実施の形態の電源供給装置を車両
に搭載したときの構成例を示す図である。
の回路構成図である。図２は実施の形態の電源供給装置
に設けられた半導体スイッチ及びリレーのタイミングチ
ャートである。図３は実施の形態の電源供給装置を車両
に搭載したときの構成例を示す図である。
【００２９】この実施の形態では、電源供給装置をパワ
ーウィンド装置に適用した例を説明する。ここでは、モ
ータ２５は、例えば、パワーウィンドモータであり、ウ
ィンドガラスをアップ／ダウンさせるために、モータ２
５を正回転／逆回転させるものとする。
ーウィンド装置に適用した例を説明する。ここでは、モ
ータ２５は、例えば、パワーウィンドモータであり、ウ
ィンドガラスをアップ／ダウンさせるために、モータ２
５を正回転／逆回転させるものとする。
【００３０】図１に示す電源供給装置は、多電圧化され
た電源供給装置であって、交流電圧を発生するオールタ
ネータ１１、このオールタネータ１１で発生した交流電
圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ１３、こ
のＡＣ／ＤＣコンバータ１３で得られた直流電圧を充電
する４２Ｖ系電源Ｂ１、この４２Ｖ系電源Ｂ１により動
作するスイッチ回路１５、ＡＣ／ＤＣコンバータ１３で
得られた直流電圧を降圧するＤＣ／ＤＣコンバータ１
７、このＤＣ／ＤＣコンバータ１７で得られた直流電圧
を充電する１４Ｖ系電源Ｂ２、この１４Ｖ系電源Ｂ２に
より動作する負荷１９を備えて構成される。
た電源供給装置であって、交流電圧を発生するオールタ
ネータ１１、このオールタネータ１１で発生した交流電
圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ１３、こ
のＡＣ／ＤＣコンバータ１３で得られた直流電圧を充電
する４２Ｖ系電源Ｂ１、この４２Ｖ系電源Ｂ１により動
作するスイッチ回路１５、ＡＣ／ＤＣコンバータ１３で
得られた直流電圧を降圧するＤＣ／ＤＣコンバータ１
７、このＤＣ／ＤＣコンバータ１７で得られた直流電圧
を充電する１４Ｖ系電源Ｂ２、この１４Ｖ系電源Ｂ２に
より動作する負荷１９を備えて構成される。
【００３１】これによって、４２Ｖ系電源Ｂ１からスイ
ッチ回路１５に電力が供給されるとともに、１４Ｖ系電
源Ｂ２から１４Ｖ系用のランプ等の負荷１９に電力が供
給されるようになっている。
ッチ回路１５に電力が供給されるとともに、１４Ｖ系電
源Ｂ２から１４Ｖ系用のランプ等の負荷１９に電力が供
給されるようになっている。
【００３２】次に、スイッチ回路１５の構成を説明す
る。半導体スイッチとしてのトランジスタＴＲ１のエミ
ッタには４２Ｖ系電源Ｂ１が供給され、トランジスタＴ
Ｒ１のベースには抵抗Ｒ４を介して中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）２７から第１の制御電圧信号Ｖｂ1／第２の制御電
圧信号Ｖｂ2が入力されるようになっている。
る。半導体スイッチとしてのトランジスタＴＲ１のエミ
ッタには４２Ｖ系電源Ｂ１が供給され、トランジスタＴ
Ｒ１のベースには抵抗Ｒ４を介して中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）２７から第１の制御電圧信号Ｖｂ1／第２の制御電
圧信号Ｖｂ2が入力されるようになっている。
【００３３】トランジスタＴＲ１のコレクタは、１４Ｖ
系電源Ｂ２の電圧対応の第１のリレー２１ａの第２の端
子ｂ及び１４Ｖ系電源Ｂ２の電圧対応の第２のリレー２
１ｂの第４の端子ｅに接続されている。
系電源Ｂ２の電圧対応の第１のリレー２１ａの第２の端
子ｂ及び１４Ｖ系電源Ｂ２の電圧対応の第２のリレー２
１ｂの第４の端子ｅに接続されている。
【００３４】第１のリレー２１ａは、電磁コイル２２
ａ、接点部２３ａ、この接点部２３ａの一端を固定した
第１の共通端子ｃ、接点部２３ａの他端が接触可能な第
１の端子ａ及び第２の端子ｂを有する。第２のリレー２
１ｂは、電磁コイル２２ｂ、接点部２３ｂ、この接点部
２３ｂの一端を固定した第２の共通端子ｆ、接点部２３
ｂの他端が接触可能な第３の端子ｄ及び第４の端子ｅを
有する。
ａ、接点部２３ａ、この接点部２３ａの一端を固定した
第１の共通端子ｃ、接点部２３ａの他端が接触可能な第
１の端子ａ及び第２の端子ｂを有する。第２のリレー２
１ｂは、電磁コイル２２ｂ、接点部２３ｂ、この接点部
２３ｂの一端を固定した第２の共通端子ｆ、接点部２３
ｂの他端が接触可能な第３の端子ｄ及び第４の端子ｅを
有する。
【００３５】負荷としてのモータ２５の一端は、第１の
リレー２１ａの第１の共通端子ｃに接続され、モータ２
５の他端は、第２のリレー２１ｂの第２の共通端子ｆに
接続されている。第１のリレー２１ａの第１の端子ａ及
び第２のリレー２１ｂの第３の端子ｄは、アースされて
いる。
リレー２１ａの第１の共通端子ｃに接続され、モータ２
５の他端は、第２のリレー２１ｂの第２の共通端子ｆに
接続されている。第１のリレー２１ａの第１の端子ａ及
び第２のリレー２１ｂの第３の端子ｄは、アースされて
いる。
【００３６】電磁コイル２２ａの一端は、抵抗Ｒ１を介
して４２Ｖ系電源Ｂ１の＋側に接続され、電磁コイル２
２ａの他端は、トランジスタＴＲ２のコレクタに接続さ
れている。トランジスタＴＲ２のベースはＣＰＵ２７に
接続されＣＰＵ２７から第２のオン／オフ信号を入力
し、エミッタは、アースされている。電磁コイル２２ｂ
の一端は、抵抗Ｒ２を介して４２Ｖ系電源Ｂ１の＋側に
接続され、電磁コイル２２ｂの他端は、トランジスタＴ
Ｒ３のコレクタに接続されている。トランジスタＴＲ３
のベースはＣＰＵ２７に接続されＣＰＵ２７から第３の
オン／オフ信号を入力し、エミッタは、アースされてい
る。
して４２Ｖ系電源Ｂ１の＋側に接続され、電磁コイル２
２ａの他端は、トランジスタＴＲ２のコレクタに接続さ
れている。トランジスタＴＲ２のベースはＣＰＵ２７に
接続されＣＰＵ２７から第２のオン／オフ信号を入力
し、エミッタは、アースされている。電磁コイル２２ｂ
の一端は、抵抗Ｒ２を介して４２Ｖ系電源Ｂ１の＋側に
接続され、電磁コイル２２ｂの他端は、トランジスタＴ
Ｒ３のコレクタに接続されている。トランジスタＴＲ３
のベースはＣＰＵ２７に接続されＣＰＵ２７から第３の
オン／オフ信号を入力し、エミッタは、アースされてい
る。
【００３７】抵抗Ｒ１の抵抗値は、電磁コイル２２ａの
巻線抵抗値とほぼ等しく、また、抵抗Ｒ２の抵抗値は、
電磁コイル２２ｂの巻線抵抗値にほぼ等しくなってい
る。このため、電磁コイル２２ａ及び電磁コイル２２ｂ
のそれぞれには４２Ｖの半分である２１Ｖ程度の電圧が
印加されるようになっている。
巻線抵抗値とほぼ等しく、また、抵抗Ｒ２の抵抗値は、
電磁コイル２２ｂの巻線抵抗値にほぼ等しくなってい
る。このため、電磁コイル２２ａ及び電磁コイル２２ｂ
のそれぞれには４２Ｖの半分である２１Ｖ程度の電圧が
印加されるようになっている。
【００３８】また、ＣＰＵ２７は、第１のリレー２１ａ
を閉成するときにはトランジスタＴＲ１のエミッタ−コ
レクタ間の電圧を、第１のリレー２１ａが閉成状態にあ
るときのトランジスタＴＲ１のエミッタ−コレクタ間の
電圧よりも大きくした後に第１のリレー２１ａをオンさ
せ、第１のリレー２１ａを開成するときにはトランジス
タＴＲ１のエミッタ−コレクタ間の電圧を、第１のリレ
ー２１ａが開成状態にあるときのトランジスタＴＲ１の
エミッタ−コレクタ間の電圧よりも大きくした後に第１
のリレー２１ａをオフさせるようになっている。
を閉成するときにはトランジスタＴＲ１のエミッタ−コ
レクタ間の電圧を、第１のリレー２１ａが閉成状態にあ
るときのトランジスタＴＲ１のエミッタ−コレクタ間の
電圧よりも大きくした後に第１のリレー２１ａをオンさ
せ、第１のリレー２１ａを開成するときにはトランジス
タＴＲ１のエミッタ−コレクタ間の電圧を、第１のリレ
ー２１ａが開成状態にあるときのトランジスタＴＲ１の
エミッタ−コレクタ間の電圧よりも大きくした後に第１
のリレー２１ａをオフさせるようになっている。
【００３９】このため、ＣＰＵ２７は、第１のリレー２
１ａを閉成から開成に移行するとき、及び第１のリレー
２１ａを開成から閉成に移行するときには、第１の制御
電圧信号Ｖｂ1をトランジスタＴＲ１のベースに印加し
て、トランジスタＴＲ１を能動領域で動作させ、第１の
リレー２１ａが閉成状態にあるとき、及び第１のリレー
２１ａが開成状態にあるときには、第１の制御電圧信号
Ｖｂ1の値よりも大きい値を有する第２の制御電圧信号
Ｖｂ2をトランジスタＴＲ１のベースに印加して、トラ
ンジスタＴＲ１を飽和領域で動作させるようになってい
る。
１ａを閉成から開成に移行するとき、及び第１のリレー
２１ａを開成から閉成に移行するときには、第１の制御
電圧信号Ｖｂ1をトランジスタＴＲ１のベースに印加し
て、トランジスタＴＲ１を能動領域で動作させ、第１の
リレー２１ａが閉成状態にあるとき、及び第１のリレー
２１ａが開成状態にあるときには、第１の制御電圧信号
Ｖｂ1の値よりも大きい値を有する第２の制御電圧信号
Ｖｂ2をトランジスタＴＲ１のベースに印加して、トラ
ンジスタＴＲ１を飽和領域で動作させるようになってい
る。
【００４０】ここで、トランジスタＴＲ１を飽和領域で
動作させるために、トランジスタＴＲ１での損失が最小
となるように十分なベース電圧を印加し、トランジスタ
ＴＲ１のエミッタ−コレクタ間の電圧を略零電圧とす
る。また、トランジスタＴＲ１を能動領域で動作させる
ために、例えば、トランジスタＴＲ１のエミッタ−コレ
クタ間の電圧が約２８Ｖとなるようにベース電圧を印加
し、第１のリレー２１ａに約１４Ｖを印加させる。
動作させるために、トランジスタＴＲ１での損失が最小
となるように十分なベース電圧を印加し、トランジスタ
ＴＲ１のエミッタ−コレクタ間の電圧を略零電圧とす
る。また、トランジスタＴＲ１を能動領域で動作させる
ために、例えば、トランジスタＴＲ１のエミッタ−コレ
クタ間の電圧が約２８Ｖとなるようにベース電圧を印加
し、第１のリレー２１ａに約１４Ｖを印加させる。
【００４１】次に、このように構成された実施の形態の
電源供給装置の動作を図１に示す回路構成図及び図２に
示す半導体スイッチ及びリレーのタイミングチャートを
参照して説明する。なお、図２中において、半導体スイ
ッチは、トランジスタＴＲ１に対応し、リレーは、第１
のリレー２１ａに対応する。
電源供給装置の動作を図１に示す回路構成図及び図２に
示す半導体スイッチ及びリレーのタイミングチャートを
参照して説明する。なお、図２中において、半導体スイ
ッチは、トランジスタＴＲ１に対応し、リレーは、第１
のリレー２１ａに対応する。
【００４２】まず、モータ２５が停止状態にある場合、
すなわち、時刻ｔ1前では、第１のリレー２１ａをオフ
させるとともに、ＣＰＵ２７から第２の制御電圧信号Ｖ
ｂ2をトランジスタＴＲ１のベースに出力し、トランジ
スタＴＲ１を飽和領域で動作させる。このため、トラン
ジスタＴＲ１のコレクターエミッタ間の電圧が略零電圧
となり、４２Ｖ系電源Ｂ１の電圧がほぼ第１のリレー２
１ａに印加されるが、第１のリレー２１ａがオフ状態で
あるので、特に問題はない。
すなわち、時刻ｔ1前では、第１のリレー２１ａをオフ
させるとともに、ＣＰＵ２７から第２の制御電圧信号Ｖ
ｂ2をトランジスタＴＲ１のベースに出力し、トランジ
スタＴＲ１を飽和領域で動作させる。このため、トラン
ジスタＴＲ１のコレクターエミッタ間の電圧が略零電圧
となり、４２Ｖ系電源Ｂ１の電圧がほぼ第１のリレー２
１ａに印加されるが、第１のリレー２１ａがオフ状態で
あるので、特に問題はない。
【００４３】次に、モータ２５を動作させる場合には、
時刻ｔ1において、ＣＰＵ２７から第２の制御電圧信号
Ｖｂ2よりも小さい第１の制御電圧信号Ｖｂ1をトランジ
スタＴＲ１に出力すると、トランジスタＴＲ１が能動領
域で動作する。このため、トランジスタＴＲ１のコレク
ターエミッタ間の電圧が例えば、約２８Ｖ程度となる。
すなわち、４２Ｖ系電源Ｂ１の電圧がトランジスタＴＲ
１のコレクターエミッタ間の電圧降下分だけ低下し、ト
ランジスタＴＲ１のコレクタ電圧が約１４Ｖ程度に制限
される。
時刻ｔ1において、ＣＰＵ２７から第２の制御電圧信号
Ｖｂ2よりも小さい第１の制御電圧信号Ｖｂ1をトランジ
スタＴＲ１に出力すると、トランジスタＴＲ１が能動領
域で動作する。このため、トランジスタＴＲ１のコレク
ターエミッタ間の電圧が例えば、約２８Ｖ程度となる。
すなわち、４２Ｖ系電源Ｂ１の電圧がトランジスタＴＲ
１のコレクターエミッタ間の電圧降下分だけ低下し、ト
ランジスタＴＲ１のコレクタ電圧が約１４Ｖ程度に制限
される。
【００４４】その後、時刻ｔ2において、ＣＰＵ２７か
らトランジスタＴＲ２のベースに入力された第２のオン
信号により、トランジスタＴＲ２がオンする。このた
め、電磁コイル２２ａに励磁電流が流れて、接点部２３
ａが付勢されて第２の端子ｂに接触することで、第１の
リレー２１ａがオンする。
らトランジスタＴＲ２のベースに入力された第２のオン
信号により、トランジスタＴＲ２がオンする。このた
め、電磁コイル２２ａに励磁電流が流れて、接点部２３
ａが付勢されて第２の端子ｂに接触することで、第１の
リレー２１ａがオンする。
【００４５】従って、この制限された電圧（例えば、１
４Ｖ）が第１のリレー２１ａに印加されるので、第１の
リレー２１ａのオン時のアークの発生を低減することが
できる。
４Ｖ）が第１のリレー２１ａに印加されるので、第１の
リレー２１ａのオン時のアークの発生を低減することが
できる。
【００４６】その後、時刻ｔ3において、ＣＰＵ２７か
ら第２の制御電圧信号Ｖｂ2をベースに出力し、トラン
ジスタＴＲ１を飽和領域で動作させる。このため、４２
Ｖ系電源Ｂ１からトランジスタＴＲ１、第１のリレー２
１ａ、モータ２５、第２のリレー２１ｂ、アースと電流
が流れて、モータ２５が例えば正転する。この場合に
は、モータ２５には約４２Ｖが供給され、モータ２５を
４２Ｖ系で動作させることができる。
ら第２の制御電圧信号Ｖｂ2をベースに出力し、トラン
ジスタＴＲ１を飽和領域で動作させる。このため、４２
Ｖ系電源Ｂ１からトランジスタＴＲ１、第１のリレー２
１ａ、モータ２５、第２のリレー２１ｂ、アースと電流
が流れて、モータ２５が例えば正転する。この場合に
は、モータ２５には約４２Ｖが供給され、モータ２５を
４２Ｖ系で動作させることができる。
【００４７】次に、モータ２５を停止させる場合には、
時刻ｔ4において、ＣＰＵ２７から第１の制御電圧信号
Ｖｂ1をトランジスタＴＲ１に出力すると、トランジス
タＴＲ１が能動領域で動作する。このため、トランジス
タＴＲ１のコレクターエミッタ間の電圧が例えば、約２
８Ｖ程度となる。すなわち、４２Ｖ系電源Ｂ１の電圧が
トランジスタＴＲ１のコレクターエミッタ間の電圧降下
分だけ低下し、トランジスタＴＲ１のコレクタ電圧が約
１４Ｖ程度に制限される。
時刻ｔ4において、ＣＰＵ２７から第１の制御電圧信号
Ｖｂ1をトランジスタＴＲ１に出力すると、トランジス
タＴＲ１が能動領域で動作する。このため、トランジス
タＴＲ１のコレクターエミッタ間の電圧が例えば、約２
８Ｖ程度となる。すなわち、４２Ｖ系電源Ｂ１の電圧が
トランジスタＴＲ１のコレクターエミッタ間の電圧降下
分だけ低下し、トランジスタＴＲ１のコレクタ電圧が約
１４Ｖ程度に制限される。
【００４８】このため、モータ２５には約１４Ｖ程度の
電圧が印加されるから、このモータ２５である誘導性負
荷に発生し得る逆起電圧が小さくなり、半導体スイッチ
であるトランジスタＴＲ１が破壊されなくなる。
電圧が印加されるから、このモータ２５である誘導性負
荷に発生し得る逆起電圧が小さくなり、半導体スイッチ
であるトランジスタＴＲ１が破壊されなくなる。
【００４９】その後、時刻ｔ5において、ＣＰＵ２７か
らトランジスタＴＲ２のベースに入力された第２のオフ
信号により、トランジスタＴＲ２がオフし、電磁コイル
２２ａへの励磁電流が停止されて、接点部２３ａが第１
の端子ａに復帰する。この場合、第１のリレー２１ａに
は制限された電圧（例えば１４Ｖ）が印加されているの
で、第１のリレー２１ａのオフ時のアークの発生を低減
することができる。
らトランジスタＴＲ２のベースに入力された第２のオフ
信号により、トランジスタＴＲ２がオフし、電磁コイル
２２ａへの励磁電流が停止されて、接点部２３ａが第１
の端子ａに復帰する。この場合、第１のリレー２１ａに
は制限された電圧（例えば１４Ｖ）が印加されているの
で、第１のリレー２１ａのオフ時のアークの発生を低減
することができる。
【００５０】その後、時刻ｔ6において、ＣＰＵ２７か
ら第２の制御電圧信号Ｖｂ2をトランジスタＴＲ１のベ
ースに出力し、トランジスタＴＲ１を飽和領域で動作さ
せる。また、このとき、第１のリレー２１ａは、オフし
ているので、モータ２５への電流供給が遮断されて、モ
ータ２５の回転が停止する。
ら第２の制御電圧信号Ｖｂ2をトランジスタＴＲ１のベ
ースに出力し、トランジスタＴＲ１を飽和領域で動作さ
せる。また、このとき、第１のリレー２１ａは、オフし
ているので、モータ２５への電流供給が遮断されて、モ
ータ２５の回転が停止する。
【００５１】このように、実施の形態の電源供給装置に
よれば、負荷がモータなどの誘導性負荷であっても、こ
の誘導性負荷に発生し得る逆起電圧が小さくなり、半導
体スイッチであるトランジスタＴＲ１が破壊されなくな
る。また、リレーの開閉時にリレーに印加される電圧が
低下されるので、１４Ｖ系電源Ｂ２の電圧対応の第１の
リレー２１ａのアークの発生を低減することができると
ともに、４２Ｖ系電源Ｂ１の電圧対応の特殊なリレーを
用いることなく、１４Ｖ系電源Ｂ２の電圧対応の第１の
リレー２１ａを４２Ｖ系電源Ｂ１で利用することができ
る。
よれば、負荷がモータなどの誘導性負荷であっても、こ
の誘導性負荷に発生し得る逆起電圧が小さくなり、半導
体スイッチであるトランジスタＴＲ１が破壊されなくな
る。また、リレーの開閉時にリレーに印加される電圧が
低下されるので、１４Ｖ系電源Ｂ２の電圧対応の第１の
リレー２１ａのアークの発生を低減することができると
ともに、４２Ｖ系電源Ｂ１の電圧対応の特殊なリレーを
用いることなく、１４Ｖ系電源Ｂ２の電圧対応の第１の
リレー２１ａを４２Ｖ系電源Ｂ１で利用することができ
る。
【００５２】前述した説明では、モータ２５を正転させ
る場合であり、第１のリレー２１ａをオンオフさせ、第
２のリレー２１ｂ（アース側）をオフ状態のままとし
た。例えば、モータ２５を逆転させる場合には、第２の
リレー２１ｂをオンオフさせ、第１のリレー２１ａ（ア
ース側）をオフ状態のままとするように、ＣＰＵ２７が
制御するようにすればよい。
る場合であり、第１のリレー２１ａをオンオフさせ、第
２のリレー２１ｂ（アース側）をオフ状態のままとし
た。例えば、モータ２５を逆転させる場合には、第２の
リレー２１ｂをオンオフさせ、第１のリレー２１ａ（ア
ース側）をオフ状態のままとするように、ＣＰＵ２７が
制御するようにすればよい。
【００５３】モータ２５の逆転の動作を以下に説明する
と、まず、モータ２５が停止状態にある場合、すなわ
ち、時刻ｔ1前では、第２のリレー２１ｂをオフさせる
とともに、ＣＰＵ２７から第２の制御電圧信号Ｖｂ2を
トランジスタＴＲ１のベースに出力し、トランジスタＴ
Ｒ１を飽和領域で動作させる。
と、まず、モータ２５が停止状態にある場合、すなわ
ち、時刻ｔ1前では、第２のリレー２１ｂをオフさせる
とともに、ＣＰＵ２７から第２の制御電圧信号Ｖｂ2を
トランジスタＴＲ１のベースに出力し、トランジスタＴ
Ｒ１を飽和領域で動作させる。
【００５４】次に、モータ２５を動作させる場合には、
時刻ｔ1において、ＣＰＵ２７から第１の制御電圧信号
Ｖｂ1をトランジスタＴＲ１に出力すると、トランジス
タＴＲ１が能動領域で動作する。
時刻ｔ1において、ＣＰＵ２７から第１の制御電圧信号
Ｖｂ1をトランジスタＴＲ１に出力すると、トランジス
タＴＲ１が能動領域で動作する。
【００５５】その後、時刻ｔ2において、ＣＰＵ２７か
らトランジスタＴＲ３のベースに入力された第３のオン
信号により、トランジスタＴＲ３がオンする。このた
め、電磁コイル２２ｂに励磁電流が流れて、接点部２３
ｂが付勢されて第４の端子ｅに接触することで、第２の
リレー２１ｂがオンする。従って、制限された電圧（例
えば、１４Ｖ）が第２のリレー２１ｂに印加されるの
で、第２のリレー２１ｂのオン時のアークの発生を低減
することができる。
らトランジスタＴＲ３のベースに入力された第３のオン
信号により、トランジスタＴＲ３がオンする。このた
め、電磁コイル２２ｂに励磁電流が流れて、接点部２３
ｂが付勢されて第４の端子ｅに接触することで、第２の
リレー２１ｂがオンする。従って、制限された電圧（例
えば、１４Ｖ）が第２のリレー２１ｂに印加されるの
で、第２のリレー２１ｂのオン時のアークの発生を低減
することができる。
【００５６】その後、時刻ｔ3において、ＣＰＵ２７か
ら第２の制御電圧信号Ｖｂ2をベースに出力し、トラン
ジスタＴＲ１を飽和領域で動作させる。このため、４２
Ｖ系電源Ｂ１からトランジスタＴＲ１、第２のリレー２
１ｂ、モータ２５、第１のリレー２１ａ、アースと電流
が流れて、モータ２５が逆転する。この場合には、モー
タ２５には約４２Ｖが供給され、モータ２５を４２Ｖ系
で動作させることができる。
ら第２の制御電圧信号Ｖｂ2をベースに出力し、トラン
ジスタＴＲ１を飽和領域で動作させる。このため、４２
Ｖ系電源Ｂ１からトランジスタＴＲ１、第２のリレー２
１ｂ、モータ２５、第１のリレー２１ａ、アースと電流
が流れて、モータ２５が逆転する。この場合には、モー
タ２５には約４２Ｖが供給され、モータ２５を４２Ｖ系
で動作させることができる。
【００５７】次に、モータ２５を停止させる場合には、
時刻ｔ4において、ＣＰＵ２７から第１の制御電圧信号
Ｖｂ1をトランジスタＴＲ１に出力すると、トランジス
タＴＲ１が能動領域で動作する。このため、モータ２５
には約１４Ｖ程度の電圧が印加されるから、このモータ
２５である誘導性負荷に発生し得る逆起電圧が小さくな
り、半導体スイッチであるトランジスタＴＲ１が破壊さ
れなくなる。
時刻ｔ4において、ＣＰＵ２７から第１の制御電圧信号
Ｖｂ1をトランジスタＴＲ１に出力すると、トランジス
タＴＲ１が能動領域で動作する。このため、モータ２５
には約１４Ｖ程度の電圧が印加されるから、このモータ
２５である誘導性負荷に発生し得る逆起電圧が小さくな
り、半導体スイッチであるトランジスタＴＲ１が破壊さ
れなくなる。
【００５８】その後、時刻ｔ5において、ＣＰＵ２７か
らトランジスタＴＲ３のベースに入力された第３のオフ
信号により、トランジスタＴＲ３がオフし、電磁コイル
２２ｂへの励磁電流が停止されて、接点部２３ｂが第３
の端子ｄに復帰する。この場合、第２のリレー２１ｂに
は制限された電圧（例えば１４Ｖ）が印加されているの
で、第２のリレー２１ｂのオフ時のアークの発生を低減
することができる。
らトランジスタＴＲ３のベースに入力された第３のオフ
信号により、トランジスタＴＲ３がオフし、電磁コイル
２２ｂへの励磁電流が停止されて、接点部２３ｂが第３
の端子ｄに復帰する。この場合、第２のリレー２１ｂに
は制限された電圧（例えば１４Ｖ）が印加されているの
で、第２のリレー２１ｂのオフ時のアークの発生を低減
することができる。
【００５９】その後、時刻ｔ6において、ＣＰＵ２７か
ら第２の制御電圧信号Ｖｂ2をベースに出力し、トラン
ジスタＴＲ１を飽和領域で動作させる。また、このと
き、第２のリレー２１ｂは、オフしているので、モータ
２５への電流供給が遮断されて、モータ２５の回転が停
止する。
ら第２の制御電圧信号Ｖｂ2をベースに出力し、トラン
ジスタＴＲ１を飽和領域で動作させる。また、このと
き、第２のリレー２１ｂは、オフしているので、モータ
２５への電流供給が遮断されて、モータ２５の回転が停
止する。
【００６０】このように、１４Ｖ系電源Ｂ２の電圧対応
の第２のリレー２１ｂを４２Ｖ系電源Ｂ１で利用するこ
とができ、また、モータ２５を逆転させた場合にも、モ
ータ２５を正転させたときの効果と同様な効果が得られ
る。
の第２のリレー２１ｂを４２Ｖ系電源Ｂ１で利用するこ
とができ、また、モータ２５を逆転させた場合にも、モ
ータ２５を正転させたときの効果と同様な効果が得られ
る。
【００６１】次に、図３を参照して電源供給装置が車両
に搭載された場合の実装例を説明する。図３において、
車両１の前部２には、図示しないエンジンの駆動力によ
り交流電圧を発生するオールタネータ１１、ＡＣ／ＤＣ
コンバータ１３、４２Ｖ系電源Ｂ１、ＤＣ／ＤＣコンバ
ータ１７、及び１４Ｖ系電源Ｂ２が配置される。また、
車両１の後部３には、電線１８を介して１４Ｖ系電源Ｂ
２が供給されるテールランプ１９ａが配置される。
に搭載された場合の実装例を説明する。図３において、
車両１の前部２には、図示しないエンジンの駆動力によ
り交流電圧を発生するオールタネータ１１、ＡＣ／ＤＣ
コンバータ１３、４２Ｖ系電源Ｂ１、ＤＣ／ＤＣコンバ
ータ１７、及び１４Ｖ系電源Ｂ２が配置される。また、
車両１の後部３には、電線１８を介して１４Ｖ系電源Ｂ
２が供給されるテールランプ１９ａが配置される。
【００６２】このように、車両１に実施の形態の電源供
給装置を搭載することで、半導体スイッチであるトラン
ジスタＴＲ１を破壊させず、４２Ｖ系用の特殊なリレー
を用いることなく、１４Ｖ系用のリレーを４２Ｖ系の電
源で利用することができ、しかもワイヤーハーネスを小
径化及び軽量化することができる。これによって、安価
で極めて簡単で且つ超小型な電源供給装置を提供するこ
とができる。
給装置を搭載することで、半導体スイッチであるトラン
ジスタＴＲ１を破壊させず、４２Ｖ系用の特殊なリレー
を用いることなく、１４Ｖ系用のリレーを４２Ｖ系の電
源で利用することができ、しかもワイヤーハーネスを小
径化及び軽量化することができる。これによって、安価
で極めて簡単で且つ超小型な電源供給装置を提供するこ
とができる。
【００６３】また、前述した実施の形態の電源供給装置
では、電源供給装置をパワーウィンドウ装置に適用した
が、この電源供給装置は、パワーウィンド装置以外に、
ワイパ装置にも適用可能である。
では、電源供給装置をパワーウィンドウ装置に適用した
が、この電源供給装置は、パワーウィンド装置以外に、
ワイパ装置にも適用可能である。
【００６４】なお、本発明は、前述した実施の形態の電
源供給装置に限定されるものではない。前述した実施の
形態の電源供給装置では、半導体スイッチとしてのトラ
ンジスタＴＲ１を第１のリレー２１ａ及び第２のリレー
２１ｂの上流に配置したが、例えば、トランジスタＴＲ
１を第１のリレー２１ａ及び第２のリレー２１ｂの下流
に配置するようにしても良い。
源供給装置に限定されるものではない。前述した実施の
形態の電源供給装置では、半導体スイッチとしてのトラ
ンジスタＴＲ１を第１のリレー２１ａ及び第２のリレー
２１ｂの上流に配置したが、例えば、トランジスタＴＲ
１を第１のリレー２１ａ及び第２のリレー２１ｂの下流
に配置するようにしても良い。
【００６５】また、前述した実施の形態の電源供給装置
では、半導体スイッチとしてバイポーラトランジスタを
例示したが、このバイポーラトランジスタに代えて、例
えば、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を用いても良
い。
では、半導体スイッチとしてバイポーラトランジスタを
例示したが、このバイポーラトランジスタに代えて、例
えば、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を用いても良
い。
【００６６】また、実施の形態では、４２Ｖ系電源と１
４Ｖ系電源とを例示したが、これらの電源電圧に限定さ
れることなく、その他の電源電圧であっても良い。この
ほか、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で種々変形
して実施可能であるのは勿論である。
４Ｖ系電源とを例示したが、これらの電源電圧に限定さ
れることなく、その他の電源電圧であっても良い。この
ほか、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で種々変形
して実施可能であるのは勿論である。
【００６７】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、制御手段は、
リレーを閉成するときには半導体スイッチの両端電圧を
リレーが閉成状態にあるときの半導体スイッチの両端電
圧よりも大きくした後にリレーをオンさせ、リレーを開
成するときには半導体スイッチの両端電圧をリレーが開
成状態にあるときの半導体スイッチの両端電圧よりも大
きくした後にリレーをオフさせるので、リレーに印加さ
れる電圧が第１の電源の電圧よりも十分に低下されてリ
レーの開閉が行われる。このため、第１の負荷がモータ
などの誘導性負荷であっても、この誘導性負荷に発生し
得る逆起電圧が小さくなり、半導体スイッチが破壊され
なくなる。また、リレーの開閉時にリレーに印加される
電圧が低下されるので、第２の電源の電圧対応のリレー
のアークの発生を低減することができるとともに、第１
の電源の電圧対応の特殊なリレーを用いることなく、第
２の電源の電圧対応のリレーを第１の電源で利用するこ
とができる。
リレーを閉成するときには半導体スイッチの両端電圧を
リレーが閉成状態にあるときの半導体スイッチの両端電
圧よりも大きくした後にリレーをオンさせ、リレーを開
成するときには半導体スイッチの両端電圧をリレーが開
成状態にあるときの半導体スイッチの両端電圧よりも大
きくした後にリレーをオフさせるので、リレーに印加さ
れる電圧が第１の電源の電圧よりも十分に低下されてリ
レーの開閉が行われる。このため、第１の負荷がモータ
などの誘導性負荷であっても、この誘導性負荷に発生し
得る逆起電圧が小さくなり、半導体スイッチが破壊され
なくなる。また、リレーの開閉時にリレーに印加される
電圧が低下されるので、第２の電源の電圧対応のリレー
のアークの発生を低減することができるとともに、第１
の電源の電圧対応の特殊なリレーを用いることなく、第
２の電源の電圧対応のリレーを第１の電源で利用するこ
とができる。
【００６８】請求項２の発明によれば、請求項１記載の
効果に加え、制御手段は、リレーを閉成から開成に移行
するとき、及びリレーを開成から閉成に移行するときに
は半導体スイッチを能動領域で動作させるので、半導体
スイッチの両端電圧が大きくなり、第１の電源の電圧が
半導体スイッチで十分に低下されてリレーに印加され
る。このため、半導体スイッチが破壊されなくなる。ま
た、リレーの開閉時にリレーに印加される電圧が低下さ
れるので、第２の電源の電圧対応のリレーのアークの発
生を低減することができるとともに、第１の電源の電圧
対応の特殊なリレーを用いることなく、第２の電源の電
圧対応のリレーを第１の電源で利用することができる。
効果に加え、制御手段は、リレーを閉成から開成に移行
するとき、及びリレーを開成から閉成に移行するときに
は半導体スイッチを能動領域で動作させるので、半導体
スイッチの両端電圧が大きくなり、第１の電源の電圧が
半導体スイッチで十分に低下されてリレーに印加され
る。このため、半導体スイッチが破壊されなくなる。ま
た、リレーの開閉時にリレーに印加される電圧が低下さ
れるので、第２の電源の電圧対応のリレーのアークの発
生を低減することができるとともに、第１の電源の電圧
対応の特殊なリレーを用いることなく、第２の電源の電
圧対応のリレーを第１の電源で利用することができる。
【００６９】請求項３の発明によれば、請求項１または
請求項２記載の効果に加え、制御手段は、リレーが閉成
状態にあるとき、及びリレーが開成状態にあるときには
半導体スイッチを飽和領域で動作させるので、リレーが
閉成状態にあるときには、第１の負荷にほぼ第１の電源
の電圧が印加されるから、第１の負荷を第１の電源で駆
動させることができる。
請求項２記載の効果に加え、制御手段は、リレーが閉成
状態にあるとき、及びリレーが開成状態にあるときには
半導体スイッチを飽和領域で動作させるので、リレーが
閉成状態にあるときには、第１の負荷にほぼ第１の電源
の電圧が印加されるから、第１の負荷を第１の電源で駆
動させることができる。
【００７０】請求項４の発明によれば、請求項１乃至請
求項３のいずれか１項記載の効果に加え、制御手段が、
第１のリレーを閉成するときには半導体スイッチの両端
電圧を第１のリレーが閉成状態にあるときの半導体スイ
ッチの両端電圧よりも大きくした後に第１のリレーをオ
ンさせ、第１のリレーを開成するときには半導体スイッ
チの両端電圧を第１のリレーが開成状態にあるときの半
導体スイッチの両端電圧よりも大きくした後に第１のリ
レーをオフさせるので、第１のリレーに印加される電圧
が第１の電源の電圧よりも十分に低下されて第１のリレ
ーの開閉が行われる。このため、第１の負荷がモータな
どの誘導性負荷であっても、この誘導性負荷に発生し得
る逆起電圧が小さくなり、半導体スイッチが破壊されな
くなる。また、第１のリレーの開閉時に第１のリレーに
印加される電圧が低下されるので、第２の電源の電圧対
応の第１のリレーのアークの発生を低減することができ
るとともに、第１の電源の電圧対応の特殊なリレーを用
いることなく、第２の電源の電圧対応の第１のリレーを
第１の電源で利用することができる。
求項３のいずれか１項記載の効果に加え、制御手段が、
第１のリレーを閉成するときには半導体スイッチの両端
電圧を第１のリレーが閉成状態にあるときの半導体スイ
ッチの両端電圧よりも大きくした後に第１のリレーをオ
ンさせ、第１のリレーを開成するときには半導体スイッ
チの両端電圧を第１のリレーが開成状態にあるときの半
導体スイッチの両端電圧よりも大きくした後に第１のリ
レーをオフさせるので、第１のリレーに印加される電圧
が第１の電源の電圧よりも十分に低下されて第１のリレ
ーの開閉が行われる。このため、第１の負荷がモータな
どの誘導性負荷であっても、この誘導性負荷に発生し得
る逆起電圧が小さくなり、半導体スイッチが破壊されな
くなる。また、第１のリレーの開閉時に第１のリレーに
印加される電圧が低下されるので、第２の電源の電圧対
応の第１のリレーのアークの発生を低減することができ
るとともに、第１の電源の電圧対応の特殊なリレーを用
いることなく、第２の電源の電圧対応の第１のリレーを
第１の電源で利用することができる。
【図１】本発明の実施の形態の電源供給装置の回路構成
図である。
図である。
【図２】実施の形態の電源供給装置に設けられた半導体
スイッチ及びリレーのタイミングチャートである。
スイッチ及びリレーのタイミングチャートである。
【図３】実施の形態の電源供給装置を車両に搭載したと
きの構成例を示す図である。
きの構成例を示す図である。
【図４】従来の多電圧化の電源供給装置の回路構成図で
ある。
ある。
【図５】従来の半導体スイッチとリレーとを含む多電圧
化の電源供給装置の回路構成図である。
化の電源供給装置の回路構成図である。
【図６】従来の半導体スイッチとリレーのオンオフ制御
回路の回路構成図である。
回路の回路構成図である。
【図７】従来のスイッチ装置の回路構成図である。
１ 車両 １１ オールタネータ １３ ＡＣ／ＤＣコンバータ １５ スイッチ回路 １７ ＤＣ／ＤＣコンバータ １９ 負荷 ２１ａ 第１のリレー ２１ｂ 第２のリレー ２２ａ，２２ｂ 電磁コイル ２３ａ，２３ｂ 接点部 ２５ モータ ２７ ＣＰＵ（中央処理装置） Ｒ１〜Ｒ４ 抵抗 ＴＲ１〜ＴＲ３ トランジスタ Ｂ１ ４２Ｖ系電源 Ｂ２ １４Ｖ系電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5G065 AA08 BA01 EA02 EA04 FA02 GA04 GA09 HA01 JA02 MA10 NA04 NA10 5J055 AX32 AX41 AX44 AX52 BX16 CX09 CX13 CX20 CX21 CX28 DX04 DX05 DX55 EX02 EX13 EY01 EZ00 EZ39 EZ42 EZ57 GX01 GX04 GX09
Claims (4)
- 【請求項１】 第１の電源から第１の負荷に電力を供給
するとともに、前記第１の電源の電圧を降圧して得られ
た第２の電源から第２の負荷に電力を供給する多電圧化
の電源供給装置であって、 前記第１の負荷に直列に接続され且つ前記第２の電源の
電圧対応のリレーと、 このリレーに直列に接続され且つ前記第１の電源に接続
された半導体スイッチと、 前記リレーを閉成するときには前記半導体スイッチの両
端電圧を前記リレーが閉成状態にあるときの前記半導体
スイッチの両端電圧よりも大きくした後に前記リレーを
オンさせ、前記リレーを開成するときには前記半導体ス
イッチの両端電圧を前記リレーが開成状態にあるときの
前記半導体スイッチの両端電圧よりも大きくした後に前
記リレーをオフさせる制御手段と、を備えることを特徴
とする電源供給装置。 - 【請求項２】 前記制御手段は、前記リレーを閉成から
開成に移行するとき、及び前記リレーを開成から閉成に
移行するときには前記半導体スイッチを能動領域で動作
させることを特徴とする請求項１記載の電源供給装置。 - 【請求項３】 前記制御手段は、前記リレーが閉成状態
にあるとき、及び前記リレーが開成状態にあるときには
前記半導体スイッチを飽和領域で動作させることを特徴
とする請求項１または請求項２記載の電源供給装置。 - 【請求項４】 前記第１の負荷は、モータであり、前記
リレーは、第１の接点部の第１の共通端子が前記モータ
の一端に接続され第１の端子がアースされ第２の端子が
前記半導体スイッチに接続される第１のリレーと、第２
の接点部の第２の共通端子が前記モータの他端に接続さ
れ第３の端子が前記半導体スイッチに接続され第４の端
子がアースされる第２のリレーとからなり、 前記制御手段は、前記第１のリレーを閉成するときには
前記半導体スイッチの両端電圧を前記第１のリレーが閉
成状態にあるときの前記半導体スイッチの両端電圧より
も大きくした後に前記第１のリレーをオンさせ、前記第
１のリレーを開成するときには前記半導体スイッチの両
端電圧を前記第１のリレーが開成状態にあるときの前記
半導体スイッチの両端電圧よりも大きくした後に前記第
１のリレーをオフさせることを特徴とする請求項１乃至
請求項３のいずれか１項記載の電源供給装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25058999A JP3660168B2 (ja) | 1999-09-03 | 1999-09-03 | 電源供給装置 |
| US09/654,568 US6522034B1 (en) | 1999-09-03 | 2000-09-01 | Switching circuit and multi-voltage level power supply unit employing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25058999A JP3660168B2 (ja) | 1999-09-03 | 1999-09-03 | 電源供給装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001078356A true JP2001078356A (ja) | 2001-03-23 |
| JP3660168B2 JP3660168B2 (ja) | 2005-06-15 |
Family
ID=17210146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25058999A Expired - Fee Related JP3660168B2 (ja) | 1999-09-03 | 1999-09-03 | 電源供給装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6522034B1 (ja) |
| JP (1) | JP3660168B2 (ja) |
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