JP2003047150A

JP2003047150A - 電源回路

Info

Publication number: JP2003047150A
Application number: JP2001227680A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Yanagisawa; 章裕柳沢
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-07-27
Filing date: 2001-07-27
Publication date: 2003-02-14
Also published as: US20030020441A1; US6667604B2

Abstract

(57)【要約】【課題】構成の簡素化を図りつつ、所望の定電圧生成を
実現すること。【解決手段】電源回路１０は、第１電源ラインＢＡＴＴ
を介してバッテリ１から常時給電を受けると共に、第２
電源ラインＶＢを介してＩＧスイッチ２のＯＮ時にのみ
バッテリ１から給電を受ける。電源回路１０において、
定電圧回路部２０は、トランジスタ２２を介してトラン
ジスタ２１のベース電流を制御することで定電圧ＶＯＭ
を生成する。タイマ回路部３０は、ＩＧスイッチ２の開
閉状態を検出するためのコンパレータ３３と、該コンパ
レータ３３の出力を一定時間遅らせる遅延回路３５と、
コンパレータ３３及び遅延回路３５の出力が共にＩＧス
イッチ２のＯＮ相当であれば定電圧生成停止の旨の信号
を出力するＯＲ回路３６とから構成される。タイマ回路
部３０によれば、ＩＧスイッチ２がＯＦＦされる時、所
定の設定時間経過後に定電圧回路部２０による定電圧生
成が停止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用制御装置
等に用いられる電源回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の電源回路では、定電圧回路の出
力コンデンサの大容量化の問題やコネクタ端子等の接触
不良の問題があり、これを解決する技術として、特開平
１１−２６６５４７号公報に示すものがある。

【０００３】上記公報の電源回路では、図４に示すよう
に、バッテリ６１から常時給電を受ける第１電源ライン
ＢＡＴＴと、イグニッションスイッチ等からなるスイッ
チ手段６２が閉じている場合にのみバッテリ６１からの
給電を受ける第２電源ラインＶＢとを備え、第２電源ラ
インＶＢに主定電圧回路６３を、第１電源ラインＢＡＴ
Ｔに補助定電圧回路６４をそれぞれ設けている。そし
て、これら定電圧回路６３，６４により第３電源ライン
ＤＬへの給電を行うようにしている。主定電圧回路６３
はトランジスタ６３ａと定電圧制御ＩＣ６３ｂよりな
り、補助定電圧回路６４はトランジスタ６４ａと定電圧
制御ＩＣ６４ｂよりなる。また、停止制御回路６５を設
け、第２電源ラインＶＢへの給電が所定の許容時間以上
途絶えた場合に、停止制御回路６５により補助定電圧回
路６４の動作を停止させるようにしている。

【０００４】上記構成では、通常は主定電圧回路６３か
ら第３電源ラインＤＬへの給電が行われ、スイッチ手段
６２が開いた直後には補助定電圧回路６４から第３電源
ラインＤＬへの給電が行われる。また、例えば電源端子
コネクタの接触不良等により第２電源ラインＶＢが瞬断
された場合には、主定電圧回路６３に代わって補助定電
圧回路６４により定電圧が出力される。この場合、補助
定電圧回路６４の出力電圧は主定電圧回路６３の出力電
圧よりも低く設定されている。

【０００５】しかしながら、上記図４の電源回路を集積
回路で実現する場合、例えばスイッチ手段６２が開いて
主定電圧回路６３の定電圧出力が停止し、その後、補助
定電圧回路６４の定電圧出力が開始される際に、出力電
圧の落ち込みが発生してしまう。その落ち込み電圧によ
っては低電圧リセットがかかる可能性もある。

【０００６】詳しくは図５に示すように、スイッチ手段
６２がＯＮ（閉）からＯＦＦ（開）に切り替えられた
時、それまで作動していた主定電圧回路６３が非作動に
なり、それに代わって補助定電圧回路６４が非作動から
作動状態となる。このとき、スイッチ手段６２の開放後
に補助定電圧回路６４の出力電圧が上昇するまでに時間
を要するため、電源回路としての出力電圧の落ち込みが
発生してしまう。

【０００７】一方、自動車用制御装置では、電源回路に
複数の定電圧回路を設け、各々で定電圧を生成するもの
もある。近年では、車載バッテリの消費電力を低減すべ
く定電圧の低電圧化も図られており、例えばセンサ用の
定電圧とＣＰＵ駆動用の定電圧とを別個に生成し出力す
るものが実用化されている。こうした電源回路では、各
定電圧回路に対し、イグニッションスイッチ等のスイッ
チ手段を介して定電圧生成用の電源電圧が入力され、ス
イッチ手段が開放されることで、定電圧生成が停止され
るようになっていた。しかしながら今後は、低消費電力
化の要求が更に強まり、定電圧の多様化も進むと考えら
れるため、電源回路の構成も更なる簡素化が望まれてい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の電源回路は、
上記問題に着目してなされたものであって、第１の目的
は、構成の簡素化を図りつつ、所望の定電圧生成を実現
することであり、第２の目的は、複数の定電圧出力を行
う電源回路において構成の簡素化を図ることである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明で
は、電源から常時給電を受ける電源ラインの途中に定電
圧回路が設けられており、電源スイッチ手段が閉状態に
ある場合に前記定電圧回路による定電圧生成が行われ
る。また、電源スイッチ手段の開閉状態に応じた電圧を
取り込むタイマ回路が設けられており、このタイマ回路
によれば、電源スイッチ手段が閉状態から開放される
時、所定の設定時間経過後に定電圧回路による定電圧生
成が停止される。

【００１０】要するに、電源端子コネクタの接触不良等
により電源ラインが瞬断されても、電源遮断の時間がタ
イマ回路の設定時間よりも短ければ、定電圧回路の定電
圧生成が停止されることはなく、定電圧が継続的に出力
される。これに対し、電源遮断の時間がタイマ回路の設
定時間に達すると、タイマ回路により定電圧回路の定電
圧生成が停止される。本発明によれば、大容量の出力コ
ンデンサを設けなくとも電源瞬断時に対処できる。ま
た、２つの定電圧回路を切り替えて使用する必要がない
ため、既述の従来技術（特開平１１−２６６５４７号公
報）とは異なり電源スイッチ手段の切り換え時における
不用意な出力電圧の落ち込みが防止できる。その結果、
構成の簡素化を図りつつ、所望の定電圧生成動作を実現
することができる。

【００１１】タイマ回路として具体的には、請求項２に
記載したように、電源スイッチ手段の開閉状態を検出す
る検出回路と、該検出回路の出力を一定時間遅らせる遅
延回路と、前記検出回路及び遅延回路の出力が共に電源
スイッチ手段の開放相当であれば定電圧生成停止の旨の
信号を出力する論理回路とから構成されると良い。この
場合、論理回路の出力により定電圧生成の許可又は停止
が適正に行われるようになる。

【００１２】請求項３に記載の発明では、電源から常時
給電を受ける電源ラインと、電源スイッチ手段を介して
給電を受ける電源ラインとが設けられ、前記定電圧回路
は、前記２系統の電源ラインより各々ダイオードを介し
て電源が供給される。この場合、定電圧回路への電源供
給を２系統で行うことで、より信頼性の高い電源回路が
実現できる。

【００１３】また、請求項４に記載の発明では、第１の
定電圧回路は、電源スイッチ手段が閉状態にある場合に
定電圧生成を行い、第１の定電圧を出力する。第２の定
電圧回路は、電源から常時給電を受ける電源ラインの途
中に設けられ、第２の定電圧を出力する。また特に、第
２の定電圧回路は、第１の定電圧回路による第１の定電
圧出力を取り込み、その第１の定電圧に応じて定電圧生
成が許可又は停止される。

【００１４】つまり、電源スイッチ手段が閉じると、第
１の定電圧回路による定電圧出力が開始され、その定電
圧出力を受けて第２の定電圧回路による定電圧出力も開
始される。また、電源スイッチ手段が開くと、第１の定
電圧回路による定電圧出力が停止され、その定電圧出力
停止を受けて第２の定電圧回路による定電圧出力も停止
される。従って、第２の定電圧回路が常時給電の電源ラ
インの途中に設けられる構成であっても、定電圧生成の
許可又は停止が適正に行われる。かかる場合、第２の定
電圧回路について定電圧生成の許可又は停止を判定する
ための煩雑な回路を必要としない。それ故、複数の定電
圧出力を行う電源回路において、構成の簡素化を図るこ
とができる。

【００１５】なお、第１の定電圧、第２の定電圧は同じ
電圧レベル又は異なる電圧レベルの何れであっても良
く、更に第２の定電圧は単一であること以外に、複数で
あっても良い。

【００１６】上記請求項４の発明では、請求項５に記載
したように、電源スイッチ手段の開閉状態に応じた電圧
を取り込むタイマ回路を設け、該タイマ回路は、前記電
源スイッチ手段が閉状態から開放される時、所定の設定
時間経過後に前記第１の定電圧回路による定電圧生成を
停止すると良い。この場合、電源端子コネクタの接触不
良等により電源ラインが瞬断されても、電源遮断の時間
がタイマ回路の設定時間よりも短ければ、第１の定電圧
回路による定電圧出力が継続的に行われる。これによ
り、構成の簡素化を図りつつ、所望の定電圧生成動作を
実現することができる。

【００１７】或いは、請求項６に記載したように、前記
第１及び第２の定電圧回路は共に、電源から常時給電を
受ける電源ラインを通じて定電圧生成用の電源電圧を入
力するものであると良い。

【００１８】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、この
発明を具体化した第１の実施の形態を図面に従って説明
する。本実施の形態では、車両制御システムに搭載され
る電源回路についてその具体例を説明する。

【００１９】図１に示すように、電源回路１０は、第１
電源ラインＢＡＴＴを介してバッテリ１から常時給電を
受けると共に、第２電源ラインＶＢを介してイグニッシ
ョンスイッチ（以下、ＩＧスイッチという）２のＯＮ時
にのみバッテリ１から給電を受ける。なお、ＩＧスイッ
チ２は「電源スイッチ手段」を構成するものであり、Ｉ
Ｇスイッチ２に代えてリレー等、別のスイッチング手段
を用いても良い。

【００２０】電源回路１０内には、主要な構成として定
電圧回路部２０とタイマ回路部３０とが設けられてい
る。定電圧回路部２０は、ダイオード１１，１２を介し
て第１電源ラインＢＡＴＴ又は第２電源ラインＶＢの何
れかから定電圧生成用の電源電圧を入力し、所定の定電
圧ＶＯＭ（例えば５Ｖ）を生成する。なお、図中の符号
１３は定電圧回路部２０の出力コンデンサである。

【００２１】詳しくは、定電圧回路部２０は、第１電源
ラインＢＡＴＴ上に接続されたｐｎｐ型トランジスタ２
１と、このトランジスタ２１のベースに接続されたｎｐ
ｎ型トランジスタ２２とを備え、トランジスタ２２を介
してトランジスタ２１のベース電流を制御することで定
電圧ＶＯＭが生成される。トランジスタ２２のベースに
はスイッチ２３を介してオペアンプ２４の出力が接続さ
れている。オペアンプ２４の非反転入力端子（＋端子）
には基準電圧電源２５が接続され、反転入力端子（−端
子）には分圧抵抗２６，２７の中間点が接続されてい
る。分圧抵抗２６，２７は、定電圧回路部２０の定電圧
出力をフィードバックするための抵抗である。

【００２２】また、タイマ回路部３０では、第２電源ラ
インＶＢに分圧抵抗３１，３２が接続されている。コン
パレータ３３の非反転入力端子（＋端子）には分圧抵抗
３１，３２の中間点が接続され、反転入力端子（−端
子）には基準電圧電源３４が接続されている。コンパレ
ータ３３の出力は二手に分岐され、一方はそのままＯＲ
回路３６に入力され、他方は遅延回路３５を経由してＯ
Ｒ回路３６に入力される。そして、このＯＲ回路３６の
出力により定電圧回路部２０内のスイッチ２３がＯＮ／
ＯＦＦ（開閉）される。すなわち、このＯＲ回路３６の
出力により定電圧生成が許可又は停止されるようにな
る。

【００２３】遅延回路３５は、入力（コンパレータ３３
の出力）を一定時間遅らせて出力するものであり、フリ
ップフロップ等の周知の回路構成で実現される。遅延回
路３５の遅延時間ＴＨＤは、システム上要求される瞬断
耐量や定電圧回路の出力コンデンサ容量に合わせて設定
されれば良い。なお本実施の形態では、コンパレータ３
３が特許請求の範囲に記載した「検出回路」に相当し、
ＯＲ回路３６が同「論理回路」に相当する。

【００２４】次に、図２のタイムチャートを用い、上記
電源回路１０の動作を説明する。さて、ｔ１のタイミン
グでＩＧスイッチ２がＯＦＦ（開）からＯＮ（閉）に変
化すると、ＶＢ電圧が０Ｖから例えば１４Ｖ程度に上昇
する。このとき、ｔ２のタイミングでＶＢ電圧が所定の
しきい値電圧Ｖｔｈまで上昇すると、タイマ回路部３０
のコンパレータ３３の＋端子入力が−端子入力（基準電
圧）を上回り、コンパレータ出力がＨに立ち上がる。こ
のｔ２のタイミングでは、タイマ回路部３０（ＯＲ回路
３６）の出力がＨとなり、スイッチ２３がＯＮする。こ
れにより、定電圧ＶＯＭが立ち上がる。因みに、遅延回
路３５の出力は、コンパレータ出力の立ち上がりから遅
延時間ＴＨＤ（例えば２０ｍｓｅｃ）だけ遅れて立ち上
がる。

【００２５】また、ｔ３のタイミングでは、ＩＧスイッ
チ２や電源端子コネクタの接触不良等によりＶＢ電圧が
瞬断され、それに伴い図のＴＡの期間でコンパレータ出
力がＬに立ち下がる。但しこの場合、電源の瞬断が一時
的なものであり、ＴＡ期間が遅延回路３５の遅延時間Ｔ
ＨＤよりも短ければタイマ回路部３０（ＯＲ回路３６）
の出力がＨのまま保持され、定電圧ＶＯＭの生成は継続
される。

【００２６】その後、ｔ４のタイミングでＩＧスイッチ
２がＯＦＦされると、ＶＢ電圧が低下し始め、ｔ５のタ
イミングでＶＢ電圧がしきい値電圧Ｖｔｈを下回ると、
タイマ回路部３０のコンパレータ出力がＬに立ち下が
る。そして、ｔ５から遅延時間ＴＨＤが経過したｔ６の
タイミングでは遅延回路３５の出力がＬに立ち下がり、
タイマ回路部３０（ＯＲ回路３６）の出力がＬとなる。
これにより、スイッチ２３がＯＦＦして定電圧生成が停
止され、定電圧ＶＯＭが立ち下がる。

【００２７】なお上記図２の説明では、便宜上ＶＢ電圧
の上昇時と降下時とでしきい値電圧Ｖｔｈを同じ電圧で
説明したが、実際には、ＶＢ電圧の上昇時と降下時とで
しきい値電圧Ｖｔｈにヒステリシスが設けられており、
例えば電圧立ち上がり時はＶｔｈを高く、電圧立ち下が
り時はＶｔｈを低くすると良い。

【００２８】以上詳述した本実施の形態によれば、以下
に示す効果が得られる。大容量の出力コンデンサを設け
なくとも電源瞬断時に対処できる。また、２つの定電圧
回路を切り替えて使用する必要がないため、既述の従来
技術（特開平１１−２６６５４７号公報）とは異なりＩ
Ｇスイッチ２の切り換え時における不用意な出力電圧の
落ち込みが防止できる。その結果、構成の簡素化を図り
つつ、所望の定電圧生成動作を実現することができる。

【００２９】定電圧回路部２０にはダイオード１１，１
２を介して２系統の電源ラインＢＡＴＴ，ＶＢよりバッ
テリ電源が供給されるので、より信頼性の高い電源回路
が実現できる。

【００３０】（第２の実施の形態）次に、本発明におけ
る第２の実施の形態について、上述した第１の実施の形
態との相違点を中心に説明する。本実施の形態では、電
源回路に複数の定電圧回路を設け、各々で定電圧を生成
し出力することとしており、実際には、電源回路は「第
１の定電圧」としての定電圧ＶＯＭ（５Ｖ）と、「第２
の定電圧」としての定電圧ＶＯＳ（３．３Ｖ）とを生成
し出力する。

【００３１】図３は、本実施の形態における電源回路４
０の構成を示す回路図である。図３において、定電圧Ｖ
ＯＭ（５Ｖ）を生成するための定電圧回路部２０とタイ
マ回路部３０とは前述の図１の構成と同一であり、電源
回路４０ではその前述の構成に対し、新たに定電圧回路
部５０を設けている。本実施の形態では、定電圧回路部
２０が「第１の定電圧回路」に相当し、定電圧回路部５
０が「第２の定電圧回路」に相当する。なお図３では便
宜上、各定電圧回路部２０，５０に設けられる出力コン
デンサの図示を省略している。

【００３２】定電圧回路部５０は、定電圧回路部２０と
同様、第１電源ラインＢＡＴＴ上に接続されたｐｎｐ型
トランジスタ５１と、このトランジスタ５１のベースに
接続されたｎｐｎ型トランジスタ５２とを備え、トラン
ジスタ５２を介してトランジスタ５１のベース電流を制
御することで定電圧ＶＯＳ（３．３Ｖ）が生成される。
トランジスタ５２のベースにはスイッチ５３を介してオ
ペアンプ５４の出力が接続されている。オペアンプ５４
の非反転入力端子（＋端子）には基準電圧電源５５が接
続され、反転入力端子（−端子）には分圧抵抗５６，５
７の中間点が接続されている。

【００３３】スイッチ５３は、定電圧回路部２０から出
力される定電圧ＶＯＭによりＯＮ／ＯＦＦ（開閉）され
るものであり、定電圧ＶＯＭ＝５Ｖであれば、スイッチ
５３が閉じ、定電圧ＶＯＳが生成される。また、定電圧
ＶＯＭ＝０Ｖであれば、スイッチ５３が開き、定電圧Ｖ
ＯＳの生成が停止される。

【００３４】以上本実施の形態によれば、定電圧ＶＯＭ
により定電圧回路部５０の定電圧生成の許可又は停止が
適正に行われる。かかる場合、定電圧回路部５０につい
て定電圧生成の許可又は停止を判定するための煩雑な回
路を必要としない。それ故、複数の定電圧出力を行う電
源回路４０において、構成の簡素化を図ることができ
る。

【００３５】また、タイマ回路部３０を設けたため、上
記第１の実施の形態と同様に、電源の瞬断時にも定電圧
回路部２０による定電圧出力を継続的に行わせることが
できる。勿論、定電圧回路部５０としても同様の遅延動
作が実現できる。それ故に、構成の簡素化を図りつつ、
所望の定電圧生成動作を実現することができる。

【００３６】上記第２の実施の形態において、定電圧Ｖ
ＯＭ，ＶＯＳ（第１の定電圧、第２の定電圧）は同じ電
圧レベル又は異なる電圧レベルの何れであっても良い。
また、第２の定電圧としての定電圧ＶＯＳは単一である
こと以外に複数であっても良く、この場合、図３の定電
圧回路部５０と同じ回路が必要分だけ設けられ、何れも
定電圧ＶＯＭをトリガに定電圧生成が許可又は停止され
る。

【００３７】上記図１の構成では、電源ラインＢＡＴ
Ｔ，ＶＢをダイオードオア接続する構成としたが、これ
を変更しても良い。少なくとも、定電圧回路部２０に対
して第１電源ラインＢＡＴＴから定電圧生成用の給電が
行われる構成であれば良い。図３の構成についても同様
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態における電源回路の構成を示
す回路図。

【図２】定電圧の生成動作を説明するためのタイムチャ
ート。

【図３】第２の実施の形態における電源回路の構成を示
す回路図。

【図４】従来技術における電源回路の構成を示す回路
図。

【図５】従来技術の問題を説明するためのタイムチャー
ト。

【符号の説明】

１…バッテリ、２…ＩＧスイッチ、１０…電源回路、１
１，１２…ダイオード、２０…定電圧回路部、３０…タ
イマ回路部、３３…コンパレータ、３５…遅延回路、３
６…ＯＲ回路、４０…電源回路、５０…定電圧回路部、
ＢＡＴＴ…第１電源ライン、ＶＢ…第２電源ライン。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電源から常時給電を受ける電源ラインの途
中に所定の定電圧を生成するための定電圧回路を設け、
電源スイッチ手段が閉状態にある場合に前記定電圧回路
による定電圧生成を行わせる電源回路において、電源スイッチ手段の開閉状態に応じた電圧を取り込むタ
イマ回路を設け、該タイマ回路は、前記電源スイッチ手
段が閉状態から開放される時、所定の設定時間経過後に
前記定電圧回路による定電圧生成を停止することを特徴
とする電源回路。
【請求項２】前記タイマ回路は、前記電源スイッチ手段
の開閉状態を検出する検出回路と、該検出回路の出力を
一定時間遅らせる遅延回路と、前記検出回路及び遅延回
路の出力が共に電源スイッチ手段の開放相当であれば定
電圧生成停止の旨の信号を出力する論理回路とから構成
される請求項１に記載の電源回路。
【請求項３】電源から常時給電を受ける電源ラインと、
電源スイッチ手段を介して給電を受ける電源ラインとが
設けられ、前記定電圧回路には、前記２系統の電源ライ
ンより各々ダイオードを介して定電圧生成用の電源電圧
が入力される請求項１又は２に記載の電源回路。
【請求項４】電源スイッチ手段が閉状態にある場合に定
電圧生成を行い、第１の定電圧を出力する第１の定電圧
回路と、これとは別に電源から常時給電を受ける電源ラ
インの途中に設けられ、第２の定電圧を出力する第２の
定電圧回路とを備え、前記第２の定電圧回路は、前記第
１の定電圧回路による第１の定電圧出力を取り込み、そ
の第１の定電圧に応じて定電圧生成が許可又は停止され
ることを特徴とする電源回路。
【請求項５】請求項４に記載の電源回路において、電源
スイッチ手段の開閉状態に応じた電圧を取り込むタイマ
回路を設け、該タイマ回路は、前記電源スイッチ手段が
閉状態から開放される時、所定の設定時間経過後に前記
第１の定電圧回路による定電圧生成を停止する電源回
路。
【請求項６】前記第１及び第２の定電圧回路には共に、
電源から常時給電を受ける電源ラインを通じて定電圧生
成用の電源電圧が入力される請求項４又は５に記載の電
源回路。