JP2003209968A - 電源装置 - Google Patents
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
- H02J7/1438—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle in combination with power supplies for loads other than batteries
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高電圧を降圧する低電圧用トランジスタ１５
が故障した際にも、低電圧負荷に低電圧の電力を供給す
る。 【解決手段】 低電圧用トランジスタ１５がオープンモ
ード故障した際には、高電圧電源線Ａに接続した副電源
線Ｄに設けた副トランジスタ１２を、制御素子２１によ
ってデューティ制御で駆動して高電圧電源１が発生する
高電圧の電力を降圧し、これを低電圧負荷６Ａ、６Ｂに
供給する。これにより従来故障時用に必要であった低電
圧バッテリを備える必要がなくなる。
が故障した際にも、低電圧負荷に低電圧の電力を供給す
る。 【解決手段】 低電圧用トランジスタ１５がオープンモ
ード故障した際には、高電圧電源線Ａに接続した副電源
線Ｄに設けた副トランジスタ１２を、制御素子２１によ
ってデューティ制御で駆動して高電圧電源１が発生する
高電圧の電力を降圧し、これを低電圧負荷６Ａ、６Ｂに
供給する。これにより従来故障時用に必要であった低電
圧バッテリを備える必要がなくなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高電圧の電力を降
圧させる電源装置に関する。
圧させる電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、車両用の電源装置として、高電圧
系と低電圧系を備えた多電圧電源装置が提案されてい
る。この多電圧電源装置の電源回路としては、例えば
「ＩＥＥＥＳＰＥＣＴＲＵＭ ２０００年５月 ３４
項：ＡＵＴＯＭＯＴＩＶＥ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ
ＰＯＷＥＲ ＵＰ」記載のようなものが考えられてい
る。
系と低電圧系を備えた多電圧電源装置が提案されてい
る。この多電圧電源装置の電源回路としては、例えば
「ＩＥＥＥＳＰＥＣＴＲＵＭ ２０００年５月 ３４
項：ＡＵＴＯＭＯＴＩＶＥ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ
ＰＯＷＥＲ ＵＰ」記載のようなものが考えられてい
る。
【０００３】この多電圧電源装置の回路図を図１１に示
す。高電圧の電力を出力する高電圧電源１が高電圧電源
線Ａに接続される。高電圧電源１からの高電圧の電力は
高電圧電源線Ａを介して出力される。また高電圧電源線
Ａに電源分配ボックス１０Ｂが備えられ、電源分配ボッ
クス１０Ｂに出力線Ｂ１、Ｂ２を介して高電圧負荷４
Ａ、４Ｂ、および主電源線Ｃを介してＤＣ／ＤＣコンバ
ータ３Ｂが接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ３Ｂと低
電圧負荷６Ａ、６Ｂが出力線Ｂを介して接続される。ま
た出力線Ｂに低電圧バッテリ７が接続され、通常時は出
力線Ｂからの電力により充電される、
す。高電圧の電力を出力する高電圧電源１が高電圧電源
線Ａに接続される。高電圧電源１からの高電圧の電力は
高電圧電源線Ａを介して出力される。また高電圧電源線
Ａに電源分配ボックス１０Ｂが備えられ、電源分配ボッ
クス１０Ｂに出力線Ｂ１、Ｂ２を介して高電圧負荷４
Ａ、４Ｂ、および主電源線Ｃを介してＤＣ／ＤＣコンバ
ータ３Ｂが接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ３Ｂと低
電圧負荷６Ａ、６Ｂが出力線Ｂを介して接続される。ま
た出力線Ｂに低電圧バッテリ７が接続され、通常時は出
力線Ｂからの電力により充電される、
【０００４】次に図１２を用いて、ＤＣ／ＤＣコンバー
タ３Ｂおよび電源分配ボックス１０Ｂの内部構成を説明
する。電源分配ボックス１０Ｂ内の高電圧電源線Ａに出
力線Ｂ１、Ｂ２が接続され、出力線Ｂ１、Ｂ２に負荷用
トランジスタ１４Ａ、１４Ｂが備えられている。さらに
高電圧電源線Ａには主電源線Ｃが接続され、主電源線Ｃ
には主トランジスタ１１を備える。また負荷用トランジ
スタ１４Ａ、１４Ｂと主トランジスタ１１は制御素子２
１Ｂに接続され、制御素子２１Ｂによって各トランジス
タがオンされることによって、高電圧電源線Ａからの高
電圧の電力を各高電圧負荷４Ａ、４ＢおよびＤＣ／ＤＣ
コンバータ３Ｂへ供給する。
タ３Ｂおよび電源分配ボックス１０Ｂの内部構成を説明
する。電源分配ボックス１０Ｂ内の高電圧電源線Ａに出
力線Ｂ１、Ｂ２が接続され、出力線Ｂ１、Ｂ２に負荷用
トランジスタ１４Ａ、１４Ｂが備えられている。さらに
高電圧電源線Ａには主電源線Ｃが接続され、主電源線Ｃ
には主トランジスタ１１を備える。また負荷用トランジ
スタ１４Ａ、１４Ｂと主トランジスタ１１は制御素子２
１Ｂに接続され、制御素子２１Ｂによって各トランジス
タがオンされることによって、高電圧電源線Ａからの高
電圧の電力を各高電圧負荷４Ａ、４ＢおよびＤＣ／ＤＣ
コンバータ３Ｂへ供給する。
【０００５】ＤＣ／ＤＣコンバータ３Ｂの内部には、制
御素子１６によって制御される低電圧用トランジスタ１
５が備えられ、主電源線Ｃから供給された高電圧の電力
は、コンデンサ１９で電圧平滑されて低電圧用トランジ
スタ１５に入力される。入力された高電圧の電力は、低
電圧用トランジスタ１５がデューティ制御で駆動される
ことによって低電圧の電力に降圧され、コンデンサ２
０、チョークコイル１８、ダイオード１７によって電圧
平滑される。降圧された低電圧の電力は、低電圧負荷６
Ａ、６Ｂに供給され、さらに低電圧バッテリ７を充電す
る。
御素子１６によって制御される低電圧用トランジスタ１
５が備えられ、主電源線Ｃから供給された高電圧の電力
は、コンデンサ１９で電圧平滑されて低電圧用トランジ
スタ１５に入力される。入力された高電圧の電力は、低
電圧用トランジスタ１５がデューティ制御で駆動される
ことによって低電圧の電力に降圧され、コンデンサ２
０、チョークコイル１８、ダイオード１７によって電圧
平滑される。降圧された低電圧の電力は、低電圧負荷６
Ａ、６Ｂに供給され、さらに低電圧バッテリ７を充電す
る。
【０００６】上記のように、通常時は高電圧電源１から
の高電圧の電力によって、各高電圧負荷４Ａ、４Ｂを駆
動させるとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ３Ｂによって
低電圧の電力に降圧して、低電圧負荷６Ａ、６Ｂを駆動
させることができる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ３Ｂ
の低電圧用トランジスタ１５または制御素子１６が故障
して、低電圧負荷６Ａ、６Ｂへの出力電圧が低下した場
合でも、低電圧バッテリ７からの電力により低電圧負荷
６Ａ、６Ｂを駆動させることができる。
の高電圧の電力によって、各高電圧負荷４Ａ、４Ｂを駆
動させるとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ３Ｂによって
低電圧の電力に降圧して、低電圧負荷６Ａ、６Ｂを駆動
させることができる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ３Ｂ
の低電圧用トランジスタ１５または制御素子１６が故障
して、低電圧負荷６Ａ、６Ｂへの出力電圧が低下した場
合でも、低電圧バッテリ７からの電力により低電圧負荷
６Ａ、６Ｂを駆動させることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記従来の構成
では、低電圧負荷６Ａ、６Ｂへ適正な電圧の電力を供給
することができなくなった場合、すなわち、低電圧用ト
ランジスタ１５がオフした状態で故障（以下オープンモ
ード故障）した場合の予備電源として低電圧バッテリ７
を備えており、コストアップの要因となる問題があっ
た。
では、低電圧負荷６Ａ、６Ｂへ適正な電圧の電力を供給
することができなくなった場合、すなわち、低電圧用ト
ランジスタ１５がオフした状態で故障（以下オープンモ
ード故障）した場合の予備電源として低電圧バッテリ７
を備えており、コストアップの要因となる問題があっ
た。
【０００８】したがって本発明は上記の問題点に鑑み、
低電圧用トランジスタ１５が故障した際にも、低電圧バ
ッテリ７を備えることなく、低電圧負荷６Ａ、６Ｂに適
正な電圧の電力を供給することができる電源装置の提供
を目的とする。
低電圧用トランジスタ１５が故障した際にも、低電圧バ
ッテリ７を備えることなく、低電圧負荷６Ａ、６Ｂに適
正な電圧の電力を供給することができる電源装置の提供
を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
高電圧の電力を出力する高電圧電源と、該高電圧電源に
接続される主電源線と、該主電源線を介して高電圧の電
力を入力し、入力した高電圧の電力を降圧して、所定の
低電圧の電力を出力する降圧回路と、高電圧電源と降圧
回路の出力側を接続する副電源線と、降圧回路が出力す
る電力の電圧値を検出する電圧検出手段と、副電源線に
設けられた副スイッチング素子と、副スイッチング素子
を制御する制御手段とを備え、降圧回路により降圧した
電圧値よりも低い所定の電圧値を第一の電圧値とし、電
圧検出手段により検出された電圧値が、第一の電圧値以
上である場合は、副スイッチング素子をオフし、また電
圧検出手段により検出された電圧値が、第一の電圧値未
満である場合は、副スイッチング素子をデューティ制御
で駆動することによって高電圧の電力を降圧し、降圧回
路が出力する低電圧の電力とするものとした。
高電圧の電力を出力する高電圧電源と、該高電圧電源に
接続される主電源線と、該主電源線を介して高電圧の電
力を入力し、入力した高電圧の電力を降圧して、所定の
低電圧の電力を出力する降圧回路と、高電圧電源と降圧
回路の出力側を接続する副電源線と、降圧回路が出力す
る電力の電圧値を検出する電圧検出手段と、副電源線に
設けられた副スイッチング素子と、副スイッチング素子
を制御する制御手段とを備え、降圧回路により降圧した
電圧値よりも低い所定の電圧値を第一の電圧値とし、電
圧検出手段により検出された電圧値が、第一の電圧値以
上である場合は、副スイッチング素子をオフし、また電
圧検出手段により検出された電圧値が、第一の電圧値未
満である場合は、副スイッチング素子をデューティ制御
で駆動することによって高電圧の電力を降圧し、降圧回
路が出力する低電圧の電力とするものとした。
【００１０】請求項２記載の発明は、高電圧の電力を出
力する高電圧電源と、該高電圧電源に接続される主電源
線と、該主電源線を介して高電圧の電力を入力し、入力
した高電圧の電力を降圧して、所定の低電圧の電力を出
力する降圧回路と、高電圧電源と降圧回路の出力側を接
続する副電源線と、降圧回路が出力する電力の電圧値を
検出する電圧検出手段と、主電源線に設けられた主スイ
ッチング素子と、副電源線に設けられた副スイッチング
素子と、主スイッチング素子および副スイッチング素子
を制御する制御手段とを備え、降圧回路により降圧した
電圧値よりも低い所定の電圧値を第一の電圧値とし、降
圧回路により降圧した電圧値よりも高い所定の電圧値を
第二の電圧値とし、制御手段は、電圧検出手段により検
出された電圧値が、第二の電圧値以下で第一の電圧値以
上の場合には、主スイッチング素子をオンするととも
に、副スイッチング素子をオフし、電圧検出手段により
検出された電圧値が、第二の電圧値より高い場合には、
主スイッチング素子をデューティ制御で駆動することに
よって高電圧の電力を降圧し、降圧回路が出力する低電
圧の電力とし、また電圧検出手段により検出された電圧
値が、第一の電圧値未満である場合には、副スイッチン
グ素子をデューティ制御で駆動することによって高電圧
の電力を降圧し、降圧回路が出力する低電圧の電力とす
るものとした。
力する高電圧電源と、該高電圧電源に接続される主電源
線と、該主電源線を介して高電圧の電力を入力し、入力
した高電圧の電力を降圧して、所定の低電圧の電力を出
力する降圧回路と、高電圧電源と降圧回路の出力側を接
続する副電源線と、降圧回路が出力する電力の電圧値を
検出する電圧検出手段と、主電源線に設けられた主スイ
ッチング素子と、副電源線に設けられた副スイッチング
素子と、主スイッチング素子および副スイッチング素子
を制御する制御手段とを備え、降圧回路により降圧した
電圧値よりも低い所定の電圧値を第一の電圧値とし、降
圧回路により降圧した電圧値よりも高い所定の電圧値を
第二の電圧値とし、制御手段は、電圧検出手段により検
出された電圧値が、第二の電圧値以下で第一の電圧値以
上の場合には、主スイッチング素子をオンするととも
に、副スイッチング素子をオフし、電圧検出手段により
検出された電圧値が、第二の電圧値より高い場合には、
主スイッチング素子をデューティ制御で駆動することに
よって高電圧の電力を降圧し、降圧回路が出力する低電
圧の電力とし、また電圧検出手段により検出された電圧
値が、第一の電圧値未満である場合には、副スイッチン
グ素子をデューティ制御で駆動することによって高電圧
の電力を降圧し、降圧回路が出力する低電圧の電力とす
るものとした。
【００１１】請求項３記載の発明は、高電圧の電力を出
力する高電圧電源と、該高電圧電源に接続される主電源
線と、該主電源線を介して高電圧の電力を入力し、入力
した高電圧の電力を降圧して、所定の低電圧の電力を出
力する降圧回路と、高電圧電源と降圧回路の出力側を接
続する副電源線と、降圧回路が出力する電力の電圧値を
検出する電圧検出手段と、主電源線に設けられた主スイ
ッチング素子と、副電源線に設けられた副スイッチング
素子と、主スイッチング素子および副スイッチング素子
を制御する制御手段とを備え、降圧回路により降圧した
電圧値よりも低い所定の電圧値を第一の電圧値とし、降
圧回路により降圧した電圧値よりも高い所定の電圧値を
第二の電圧値とし、制御手段は、電圧検出手段により検
出された電圧値が、第二の電圧値以下で第一の電圧値以
上の場合には、主スイッチング素子をオンするととも
に、副スイッチング素子をオフし、また電圧検出手段に
より検出された電圧値が、第二の電圧値より高い、もし
くは第一の電圧値未満である場合には、主スイッチング
素子をオフするとともに、副スイッチング素子をデュー
ティ制御で駆動することによって高電圧の電力を降圧
し、降圧回路が出力する低電圧の電力とするものとし
た。
力する高電圧電源と、該高電圧電源に接続される主電源
線と、該主電源線を介して高電圧の電力を入力し、入力
した高電圧の電力を降圧して、所定の低電圧の電力を出
力する降圧回路と、高電圧電源と降圧回路の出力側を接
続する副電源線と、降圧回路が出力する電力の電圧値を
検出する電圧検出手段と、主電源線に設けられた主スイ
ッチング素子と、副電源線に設けられた副スイッチング
素子と、主スイッチング素子および副スイッチング素子
を制御する制御手段とを備え、降圧回路により降圧した
電圧値よりも低い所定の電圧値を第一の電圧値とし、降
圧回路により降圧した電圧値よりも高い所定の電圧値を
第二の電圧値とし、制御手段は、電圧検出手段により検
出された電圧値が、第二の電圧値以下で第一の電圧値以
上の場合には、主スイッチング素子をオンするととも
に、副スイッチング素子をオフし、また電圧検出手段に
より検出された電圧値が、第二の電圧値より高い、もし
くは第一の電圧値未満である場合には、主スイッチング
素子をオフするとともに、副スイッチング素子をデュー
ティ制御で駆動することによって高電圧の電力を降圧
し、降圧回路が出力する低電圧の電力とするものとし
た。
【００１２】請求項４記載の発明は、高電圧の電力を出
力する高電圧電源と、該高電圧電源に接続される主電源
線と、該主電源線を介して高電圧の電力を入力し、入力
した高電圧の電力を降圧して、所定の低電圧の電力を出
力する降圧回路と、降圧回路が出力する電力の電圧値を
検出する電圧検出手段と、主電源線に設けられた主スイ
ッチング素子と、該主スイッチング素子を制御する制御
手段とを備え、降圧回路により降圧した電圧値よりも高
い所定の電圧値を第二の電圧値とし、制御手段は、電圧
検出手段によって検出された電圧値が、第二の電圧値よ
りも高い場合には、主スイッチング素子をデューティ制
御で駆動することによって高電圧の電力を降圧し、降圧
回路が出力する低電圧の電力とするものとした。
力する高電圧電源と、該高電圧電源に接続される主電源
線と、該主電源線を介して高電圧の電力を入力し、入力
した高電圧の電力を降圧して、所定の低電圧の電力を出
力する降圧回路と、降圧回路が出力する電力の電圧値を
検出する電圧検出手段と、主電源線に設けられた主スイ
ッチング素子と、該主スイッチング素子を制御する制御
手段とを備え、降圧回路により降圧した電圧値よりも高
い所定の電圧値を第二の電圧値とし、制御手段は、電圧
検出手段によって検出された電圧値が、第二の電圧値よ
りも高い場合には、主スイッチング素子をデューティ制
御で駆動することによって高電圧の電力を降圧し、降圧
回路が出力する低電圧の電力とするものとした。
【００１３】請求項５記載の発明は、ユーザに報知する
報知部を備え、制御手段は電圧検出手段により検出され
た電圧値に基づき報知部に信号を出力し、報知部が報知
するものとした。
報知部を備え、制御手段は電圧検出手段により検出され
た電圧値に基づき報知部に信号を出力し、報知部が報知
するものとした。
【００１４】請求項６記載の発明は、ユーザに報知する
報知部を備え、制御手段は副スイッチング素子を所定の
デューティ比で駆動するとともに、電圧検出手段により
検出された電圧に基づいて、副スイッチング素子の故障
診断を行い、副スイッチング素子が故障していると診断
された場合に、報知部に信号を出力し、報知部が報知す
るものとした。請求項７記載の発明は、故障診断は、電
源装置の電源投入時に行うものとした。
報知部を備え、制御手段は副スイッチング素子を所定の
デューティ比で駆動するとともに、電圧検出手段により
検出された電圧に基づいて、副スイッチング素子の故障
診断を行い、副スイッチング素子が故障していると診断
された場合に、報知部に信号を出力し、報知部が報知す
るものとした。請求項７記載の発明は、故障診断は、電
源装置の電源投入時に行うものとした。
【００１５】請求項８記載の発明は、降圧回路が、デュ
ーティ制御で駆動されることによって高電圧の電力を低
電圧の電力に変換するスイッチング素子を備え、副電源
線は降圧回路のスイッチング素子の出力端に接続され、
電圧検出手段は副電源線に接続され、制御手段は、電圧
検出手段により検出された副電源線の電圧に基づいて、
主スイッチング素子および副スイッチング素子の駆動を
制御するものとした。
ーティ制御で駆動されることによって高電圧の電力を低
電圧の電力に変換するスイッチング素子を備え、副電源
線は降圧回路のスイッチング素子の出力端に接続され、
電圧検出手段は副電源線に接続され、制御手段は、電圧
検出手段により検出された副電源線の電圧に基づいて、
主スイッチング素子および副スイッチング素子の駆動を
制御するものとした。
【００１６】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、降圧回路
が故障し出力電圧値が第一の電圧値未満となる場合に、
副スイッチング素子をデューティ制御で駆動することに
より、高電圧電源からの高電圧の電力を低電圧の電力に
降圧して、降圧回路の出力電力とすることができる。こ
れにより、従来減少した電力を補うために備えられてい
た低電圧負荷用のバッテリが不要となり、電源装置のコ
ストダウンが図られる。
が故障し出力電圧値が第一の電圧値未満となる場合に、
副スイッチング素子をデューティ制御で駆動することに
より、高電圧電源からの高電圧の電力を低電圧の電力に
降圧して、降圧回路の出力電力とすることができる。こ
れにより、従来減少した電力を補うために備えられてい
た低電圧負荷用のバッテリが不要となり、電源装置のコ
ストダウンが図られる。
【００１７】請求項２記載の発明によれば、降圧回路が
故障し、降圧回路の出力電圧値が減少し第一の電圧値未
満となる場合は、副スイッチング素子をデューティ制御
で駆動することにより、また降圧回路の出力電圧値が上
昇し第二の電圧値よりも高くなる場合には、主スイッチ
ング素子をデューティ制御で駆動することにより、高電
圧電源からの高電圧の電力を低電圧の電力に降圧して、
降圧回路の出力電力とすることができる。これにより降
圧回路は、常に適切な電圧の電力を出力することができ
る。
故障し、降圧回路の出力電圧値が減少し第一の電圧値未
満となる場合は、副スイッチング素子をデューティ制御
で駆動することにより、また降圧回路の出力電圧値が上
昇し第二の電圧値よりも高くなる場合には、主スイッチ
ング素子をデューティ制御で駆動することにより、高電
圧電源からの高電圧の電力を低電圧の電力に降圧して、
降圧回路の出力電力とすることができる。これにより降
圧回路は、常に適切な電圧の電力を出力することができ
る。
【００１８】請求項３記載の発明によれば、降圧回路が
故障し、降圧回路の出力電圧値が減少し第一の電圧値未
満となる場合、および降圧回路の出力電圧値が上昇し第
二の電圧値よりも高くなる場合には、制御手段は副スイ
ッチング素子のみをデューティ制御で駆動することによ
り、高電圧電源からの高電圧の電力を低電圧の電力に降
圧して、降圧回路の出力電力とすることができる。副ス
イッチング素子のみをデューティ制御で駆動すればよい
ので、制御手段の制御負荷を低減することができる。
故障し、降圧回路の出力電圧値が減少し第一の電圧値未
満となる場合、および降圧回路の出力電圧値が上昇し第
二の電圧値よりも高くなる場合には、制御手段は副スイ
ッチング素子のみをデューティ制御で駆動することによ
り、高電圧電源からの高電圧の電力を低電圧の電力に降
圧して、降圧回路の出力電力とすることができる。副ス
イッチング素子のみをデューティ制御で駆動すればよい
ので、制御手段の制御負荷を低減することができる。
【００１９】請求項４記載の発明によれば、降圧回路が
故障し、降圧回路の出力電圧値が上昇し第二の電圧値よ
りも高くなる場合には、主スイッチング素子をデューテ
ィ制御で駆動することにより、高電圧電源からの高電圧
の電力を低電圧の電力に降圧して、降圧回路の出力電力
とすることができる。これにより降圧回路に接続される
低電圧負荷に高電圧が印加されて、低電圧負荷が故障す
ることを防止することができる。
故障し、降圧回路の出力電圧値が上昇し第二の電圧値よ
りも高くなる場合には、主スイッチング素子をデューテ
ィ制御で駆動することにより、高電圧電源からの高電圧
の電力を低電圧の電力に降圧して、降圧回路の出力電力
とすることができる。これにより降圧回路に接続される
低電圧負荷に高電圧が印加されて、低電圧負荷が故障す
ることを防止することができる。
【００２０】請求項５記載の発明によれば、電圧検出手
段により検出された電圧値に応じて制御手段が報知部に
信号を出力し報知部が報知することにより、ユーザに降
圧回路の故障を知らせることができる。
段により検出された電圧値に応じて制御手段が報知部に
信号を出力し報知部が報知することにより、ユーザに降
圧回路の故障を知らせることができる。
【００２１】請求項６記載の発明は、電圧検出手段によ
って検出された検出結果に基づいて、副スイッチング素
子の故障診断を行うことにより、副スイッチング素子が
故障していることを報知することができる。
って検出された検出結果に基づいて、副スイッチング素
子の故障診断を行うことにより、副スイッチング素子が
故障していることを報知することができる。
【００２２】請求項７記載の発明は、故障診断が、電源
装置の電源投入時に行われるので、電源装置の作動前に
ユーザに副スイッチング素子が故障していることを報知
することができる。
装置の電源投入時に行われるので、電源装置の作動前に
ユーザに副スイッチング素子が故障していることを報知
することができる。
【００２３】請求項８記載の発明は、副電源線が降圧回
路内のスイッチング素子の出力端に接続されていること
により、電圧検出手段を副電源線のどこに接続しても降
圧回路内のスイッチング素子の出力電圧値を検出するこ
とができる。これにより電圧検出手段の設置場所の設計
自由度が向上する。
路内のスイッチング素子の出力端に接続されていること
により、電圧検出手段を副電源線のどこに接続しても降
圧回路内のスイッチング素子の出力電圧値を検出するこ
とができる。これにより電圧検出手段の設置場所の設計
自由度が向上する。
【００２４】
【発明の実施の形態】次に発明の実施の形態を実施例に
より説明する。図１は第１の実施例を示す回路図であ
り、高電圧系（４２Ｖ）と低電圧系（１４Ｖ）を備える
多電圧電源装置である。高電圧（４２Ｖ）の電力を出力
する高電圧電源１の端子の一端がアースに接続され、他
端は高電圧電源線Ａに接続される。また高電圧電源線Ａ
に電源分配ボックス１０が備えられ、電源分配ボックス
１０に出力線Ｂ１、Ｂ２を介して高電圧負荷４Ａ、４Ｂ
が接続される。さらに電源分配ボックス１０に主電源線
Ｃおよび副電源線Ｄを介してＤＣ／ＤＣコンバータ３が
接続される。
より説明する。図１は第１の実施例を示す回路図であ
り、高電圧系（４２Ｖ）と低電圧系（１４Ｖ）を備える
多電圧電源装置である。高電圧（４２Ｖ）の電力を出力
する高電圧電源１の端子の一端がアースに接続され、他
端は高電圧電源線Ａに接続される。また高電圧電源線Ａ
に電源分配ボックス１０が備えられ、電源分配ボックス
１０に出力線Ｂ１、Ｂ２を介して高電圧負荷４Ａ、４Ｂ
が接続される。さらに電源分配ボックス１０に主電源線
Ｃおよび副電源線Ｄを介してＤＣ／ＤＣコンバータ３が
接続される。
【００２５】ＤＣ／ＤＣコンバータ３は、出力線Ｂを介
して低電圧負荷６Ａ、６Ｂに接続される。また出力線Ｂ
に電圧センサ５が接続され、検出結果は破線で示した信
号線Ｅを通じて電源分配ボックス１０へ出力される。さ
らに警告灯８が電源分配ボックス１０に接続される。本
発明において、ＤＣ／ＤＣコンバータ３が降圧回路を構
成し、電圧センサ５が電圧検出手段を構成する。
して低電圧負荷６Ａ、６Ｂに接続される。また出力線Ｂ
に電圧センサ５が接続され、検出結果は破線で示した信
号線Ｅを通じて電源分配ボックス１０へ出力される。さ
らに警告灯８が電源分配ボックス１０に接続される。本
発明において、ＤＣ／ＤＣコンバータ３が降圧回路を構
成し、電圧センサ５が電圧検出手段を構成する。
【００２６】次に図２を用いてＤＣ／ＤＣコンバータ３
および電源分配ボックス１０の内部構成を説明する。電
源分配ボックス１０内では高電圧電源線Ａに、出力線Ｂ
１、Ｂ２が接続されている。また出力線Ｂ１、Ｂ２には
電源スイッチとして機能し、制御素子２１によって制御
される負荷用トランジスタ１４Ａ、１４Ｂが備えられて
いる。負荷用トランジスタ１４Ａ、１４Ｂは制御素子２
１によってオン／オフされることによって、高電圧電源
線Ａからの４２Ｖ電力を高電圧負荷４Ａ、４Ｂに供給ま
たは遮断することができる。
および電源分配ボックス１０の内部構成を説明する。電
源分配ボックス１０内では高電圧電源線Ａに、出力線Ｂ
１、Ｂ２が接続されている。また出力線Ｂ１、Ｂ２には
電源スイッチとして機能し、制御素子２１によって制御
される負荷用トランジスタ１４Ａ、１４Ｂが備えられて
いる。負荷用トランジスタ１４Ａ、１４Ｂは制御素子２
１によってオン／オフされることによって、高電圧電源
線Ａからの４２Ｖ電力を高電圧負荷４Ａ、４Ｂに供給ま
たは遮断することができる。
【００２７】さらに電源分配ボックス１０内では高電圧
電源線Ａに、主電源線Ｃおよび副電源線Ｄが接続されて
いる。また主電源線Ｃ、副電源線Ｄには電源スイッチと
して機能し、制御素子２１によって制御される主トラン
ジスタ１１、副トランジスタ１２が備えられている。主
トランジスタ１１、副トランジスタ１２は制御素子２１
によってオン／オフされることによって、高電圧電源線
Ａからの４２Ｖ電力を主電源線Ｃ、副電源線Ｄを通じて
ＤＣ／ＤＣコンバータ３の入力端子３０、３１へ入力す
ることができる。本発明において、主トランジスタ１１
が主スイッチング素子を構成し、また副トランジスタ１
２が副スイッチング素子を構成する
電源線Ａに、主電源線Ｃおよび副電源線Ｄが接続されて
いる。また主電源線Ｃ、副電源線Ｄには電源スイッチと
して機能し、制御素子２１によって制御される主トラン
ジスタ１１、副トランジスタ１２が備えられている。主
トランジスタ１１、副トランジスタ１２は制御素子２１
によってオン／オフされることによって、高電圧電源線
Ａからの４２Ｖ電力を主電源線Ｃ、副電源線Ｄを通じて
ＤＣ／ＤＣコンバータ３の入力端子３０、３１へ入力す
ることができる。本発明において、主トランジスタ１１
が主スイッチング素子を構成し、また副トランジスタ１
２が副スイッチング素子を構成する
【００２８】通常時において、ＤＣ／ＤＣコンバータ３
に入力される４２Ｖ電力は、主トランジスタ１１が制御
されることによって入力端子３０に対してのみ供給また
は遮断され、入力端子３１に対しては、副トランジスタ
１２をオフして電源供給を行わない状態にしている。副
トランジスタ１２の動作については後で述べる。
に入力される４２Ｖ電力は、主トランジスタ１１が制御
されることによって入力端子３０に対してのみ供給また
は遮断され、入力端子３１に対しては、副トランジスタ
１２をオフして電源供給を行わない状態にしている。副
トランジスタ１２の動作については後で述べる。
【００２９】ＤＣ／ＤＣコンバータ３では低電圧用トラ
ンジスタ１５を用いて高電圧（４２Ｖ）を低電圧（１４
Ｖ）に降圧する。すなわち、入力端子３０から入力され
た４２Ｖ電力はコンデンサ１９によって電圧平滑され、
制御素子１６によってデューティ制御で駆動される低電
圧用トランジスタ１５によって、低電圧負荷６Ａ，６Ｂ
へ電力供給する際の所定電圧値である１４Ｖの電圧に降
圧される。また降圧された電力は、コンデンサ２０、チ
ョークコイル１８、ダイオード１７によって電圧平滑さ
れ、出力端子３２から出力される。入力端子３１は低電
圧用トランジスタ１５の出力側とチョークコイル１８と
の間に設けられている。
ンジスタ１５を用いて高電圧（４２Ｖ）を低電圧（１４
Ｖ）に降圧する。すなわち、入力端子３０から入力され
た４２Ｖ電力はコンデンサ１９によって電圧平滑され、
制御素子１６によってデューティ制御で駆動される低電
圧用トランジスタ１５によって、低電圧負荷６Ａ，６Ｂ
へ電力供給する際の所定電圧値である１４Ｖの電圧に降
圧される。また降圧された電力は、コンデンサ２０、チ
ョークコイル１８、ダイオード１７によって電圧平滑さ
れ、出力端子３２から出力される。入力端子３１は低電
圧用トランジスタ１５の出力側とチョークコイル１８と
の間に設けられている。
【００３０】一般に、トランジスタを用いて電圧を降圧
させる際には、 出力電圧＝入力電圧×デューティ比（＝ＯＮ時間／（Ｏ
Ｎ時間＋ＯＦＦ時間）） となることが知られている。
させる際には、 出力電圧＝入力電圧×デューティ比（＝ＯＮ時間／（Ｏ
Ｎ時間＋ＯＦＦ時間）） となることが知られている。
【００３１】出力端子３２から出力された１４Ｖ電力
は、出力線Ｂを通じて低電圧負荷６Ａ、６Ｂに入力され
る。また出力線Ｂに、出力端子３２からの出力電圧を検
出する電圧センサ５を設け、検出結果は信号線Ｅを介し
て制御素子２１に出力される。また制御素子２１は電圧
センサ５の検出結果に基づき、警告灯８を点灯させる。
は、出力線Ｂを通じて低電圧負荷６Ａ、６Ｂに入力され
る。また出力線Ｂに、出力端子３２からの出力電圧を検
出する電圧センサ５を設け、検出結果は信号線Ｅを介し
て制御素子２１に出力される。また制御素子２１は電圧
センサ５の検出結果に基づき、警告灯８を点灯させる。
【００３２】次に、ＤＣ／ＤＣコンバータ３内の低電圧
用トランジスタ１５がオープンモード故障した場合につ
いて説明する。オープンモード故障すると、低電圧用ト
ランジスタ１５がオフした状態となり、ＤＣ／ＤＣコン
バータ３の出力電圧は０Ｖまで低下する。制御素子２１
は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の出力電圧を電圧センサ５
からの出力信号により常時監視しており、図３に示すよ
うに低電圧負荷６Ａ、６Ｂへ電力供給する際の許容電圧
値である９〜１６Ｖの範囲を下回った時刻ｔ１で、オー
プンモード故障が発生したと判断する。
用トランジスタ１５がオープンモード故障した場合につ
いて説明する。オープンモード故障すると、低電圧用ト
ランジスタ１５がオフした状態となり、ＤＣ／ＤＣコン
バータ３の出力電圧は０Ｖまで低下する。制御素子２１
は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の出力電圧を電圧センサ５
からの出力信号により常時監視しており、図３に示すよ
うに低電圧負荷６Ａ、６Ｂへ電力供給する際の許容電圧
値である９〜１６Ｖの範囲を下回った時刻ｔ１で、オー
プンモード故障が発生したと判断する。
【００３３】オープンモード故障が発生したと判断する
と、制御素子２１は、オフ状態であった副トランジスタ
１２をデューティ制御で駆動する。副トランジスタ１２
はデューティ制御で駆動されることによって、高電圧電
源線Ａからの高電圧の電力を降圧し、副電源線Ｄを通じ
て入力端子３１からＤＣ／ＤＣコンバータ３へ電力供給
する。入力された電力は、コンデンサ２０、ダイオード
１７、チョークコイル１８によって電圧平滑されて出力
端子３２から出力される。副トランジスタ１２をデュー
ティ制御する際のデューティ比は、ＤＣ／ＤＣコンバー
タ３からの出力電圧値が１４Ｖになるように制御する。
と、制御素子２１は、オフ状態であった副トランジスタ
１２をデューティ制御で駆動する。副トランジスタ１２
はデューティ制御で駆動されることによって、高電圧電
源線Ａからの高電圧の電力を降圧し、副電源線Ｄを通じ
て入力端子３１からＤＣ／ＤＣコンバータ３へ電力供給
する。入力された電力は、コンデンサ２０、ダイオード
１７、チョークコイル１８によって電圧平滑されて出力
端子３２から出力される。副トランジスタ１２をデュー
ティ制御する際のデューティ比は、ＤＣ／ＤＣコンバー
タ３からの出力電圧値が１４Ｖになるように制御する。
【００３４】さらに、低電圧用トランジスタ１５の故障
は、オープンモード故障のほかにショート状態の故障が
ある。ショートモード故障すると、低電圧用トランジス
タ１５がオンした状態となりスイッチング駆動すること
ができなくなるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の出力電
圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の入力電圧（４２Ｖ）ま
で上昇する。制御素子２１は、図４に示すようにＤＣ／
ＤＣコンバータ３の出力電圧が低電圧負荷６Ａ、６Ｂへ
電力供給する際の許容電圧値である９〜１６Ｖの範囲を
超えた時刻ｔ２で、ショートモード故障が発生したと判
断する。
は、オープンモード故障のほかにショート状態の故障が
ある。ショートモード故障すると、低電圧用トランジス
タ１５がオンした状態となりスイッチング駆動すること
ができなくなるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の出力電
圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の入力電圧（４２Ｖ）ま
で上昇する。制御素子２１は、図４に示すようにＤＣ／
ＤＣコンバータ３の出力電圧が低電圧負荷６Ａ、６Ｂへ
電力供給する際の許容電圧値である９〜１６Ｖの範囲を
超えた時刻ｔ２で、ショートモード故障が発生したと判
断する。
【００３５】ショートモード故障が発生したと判断する
と、主トランジスタ１１をオフさせるとともに上記オー
プンモード故障と同様に制御素子２１は、オフ状態であ
った副トランジスタ１２をデューティ制御で駆動する。
これによりＤＣ／ＤＣコンバータ３の出力端子３２から
１４Ｖの電圧が出力される。オープンモード、またはシ
ョートモード故障が発生したときに、制御素子２１は警
告灯８を点灯させ、ユーザに低電圧用トランジスタ１５
の故障を知らせる。
と、主トランジスタ１１をオフさせるとともに上記オー
プンモード故障と同様に制御素子２１は、オフ状態であ
った副トランジスタ１２をデューティ制御で駆動する。
これによりＤＣ／ＤＣコンバータ３の出力端子３２から
１４Ｖの電圧が出力される。オープンモード、またはシ
ョートモード故障が発生したときに、制御素子２１は警
告灯８を点灯させ、ユーザに低電圧用トランジスタ１５
の故障を知らせる。
【００３６】図５に制御素子２１が行う制御の流れを示
す。ステップ１０１において、主トランジスタ１１がオ
ンされると、ＤＣ／ＤＣコンバータ３に主電源線Ｃを通
じて電力が供給される。ＤＣ／ＤＣコンバータ３では、
低電圧用トランジスタ１５を制御素子１６によってデュ
ーティ制御で駆動することによって、出力端子３２から
１４Ｖの電力が出力される。
す。ステップ１０１において、主トランジスタ１１がオ
ンされると、ＤＣ／ＤＣコンバータ３に主電源線Ｃを通
じて電力が供給される。ＤＣ／ＤＣコンバータ３では、
低電圧用トランジスタ１５を制御素子１６によってデュ
ーティ制御で駆動することによって、出力端子３２から
１４Ｖの電力が出力される。
【００３７】制御素子２１はステップ１０２において、
電圧センサ５で検出された電圧値を参照し、ステップ１
０３で電圧値が９Ｖ未満かどうか判断する。９Ｖ未満の
ときはステップ１０４へ進み、９Ｖ以上の時はステップ
１０７へ進む。ステップ１０４において、制御素子２１
は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３内の低電圧用トランジスタ
１５がオープンモード故障したと判断する。
電圧センサ５で検出された電圧値を参照し、ステップ１
０３で電圧値が９Ｖ未満かどうか判断する。９Ｖ未満の
ときはステップ１０４へ進み、９Ｖ以上の時はステップ
１０７へ進む。ステップ１０４において、制御素子２１
は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３内の低電圧用トランジスタ
１５がオープンモード故障したと判断する。
【００３８】ステップ１０５において、制御素子２１は
警告灯８を点灯させ、ユーザにＤＣ／ＤＣコンバータ３
が故障したことを知らせる。ステップ１０６において、
副トランジスタ１２を、ＤＣ／ＤＣコンバータ３からの
出力電圧が１４Ｖになるようにデューティ制御で駆動す
る。これにより、低電圧負荷６Ａ、６Ｂに出力する低電
圧の電力を確保することができる。
警告灯８を点灯させ、ユーザにＤＣ／ＤＣコンバータ３
が故障したことを知らせる。ステップ１０６において、
副トランジスタ１２を、ＤＣ／ＤＣコンバータ３からの
出力電圧が１４Ｖになるようにデューティ制御で駆動す
る。これにより、低電圧負荷６Ａ、６Ｂに出力する低電
圧の電力を確保することができる。
【００３９】一方、ステップ１０７においては、電圧セ
ンサ５で検出された電圧値が、１６Ｖより高いかどうか
判断する。１６Ｖより高い場合はステップ１０８へ進
む。１６Ｖ以下のときはステップ１０２へ戻る。ステッ
プ１０８において、制御素子２１は、ＤＣ／ＤＣコンバ
ータ３内の低電圧用トランジスタ１５がショートモード
故障したと判断する。ステップ１０９において、主トラ
ンジスタ１１をオフして、主電源線Ｃを経由してのＤＣ
／ＤＣコンバータ３への電力供給を止める。その後ステ
ップ１０５、１０６へ進む。
ンサ５で検出された電圧値が、１６Ｖより高いかどうか
判断する。１６Ｖより高い場合はステップ１０８へ進
む。１６Ｖ以下のときはステップ１０２へ戻る。ステッ
プ１０８において、制御素子２１は、ＤＣ／ＤＣコンバ
ータ３内の低電圧用トランジスタ１５がショートモード
故障したと判断する。ステップ１０９において、主トラ
ンジスタ１１をオフして、主電源線Ｃを経由してのＤＣ
／ＤＣコンバータ３への電力供給を止める。その後ステ
ップ１０５、１０６へ進む。
【００４０】これにより、低電圧負荷６Ａ、６Ｂに高電
圧の電力が印加されることがなくなり、破損を防止する
ことができるとともに、副トランジスタ１２を駆動させ
ることにより常に適正な低電圧の電力を供給することが
できる。本発明において、ステップ１０１〜１０４およ
び１０６〜１０９が制御手段を構成する。またステップ
１０５が報知部を構成する。
圧の電力が印加されることがなくなり、破損を防止する
ことができるとともに、副トランジスタ１２を駆動させ
ることにより常に適正な低電圧の電力を供給することが
できる。本発明において、ステップ１０１〜１０４およ
び１０６〜１０９が制御手段を構成する。またステップ
１０５が報知部を構成する。
【００４１】本実施例は以上のように構成され、ＤＣ／
ＤＣコンバータ３内の低電圧用トランジスタ１５に、オ
ープンモードもしくはショートモード故障が生じ、低電
圧負荷６Ａ、６Ｂに所定の低電圧の電力供給できなくな
ったとしても、副トランジスタ１２を駆動することによ
り、低電圧負荷６Ａ、６Ｂへの出力電圧を確保すること
ができる。これにより、従来故障時の予備として設けら
れていた低電圧バッテリ７が不要となり、バッテリ分の
コスト低減、重量減が可能となる。
ＤＣコンバータ３内の低電圧用トランジスタ１５に、オ
ープンモードもしくはショートモード故障が生じ、低電
圧負荷６Ａ、６Ｂに所定の低電圧の電力供給できなくな
ったとしても、副トランジスタ１２を駆動することによ
り、低電圧負荷６Ａ、６Ｂへの出力電圧を確保すること
ができる。これにより、従来故障時の予備として設けら
れていた低電圧バッテリ７が不要となり、バッテリ分の
コスト低減、重量減が可能となる。
【００４２】また低電圧用トランジスタ１５にショート
モード故障が生じた際には、主トランジスタ１１をオフ
するので、低電圧負荷６Ａ、６Ｂに高電圧の電力が印加
されることを防止できる。
モード故障が生じた際には、主トランジスタ１１をオフ
するので、低電圧負荷６Ａ、６Ｂに高電圧の電力が印加
されることを防止できる。
【００４３】さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータ３故障時に
スイッチング駆動させる副トランジスタ１２が故障して
いないかどうかの診断を、適切なタイミング（例えば装
置の電源が入れられた時など）で行うことにより、電源
装置の信頼性をより高めることができる。
スイッチング駆動させる副トランジスタ１２が故障して
いないかどうかの診断を、適切なタイミング（例えば装
置の電源が入れられた時など）で行うことにより、電源
装置の信頼性をより高めることができる。
【００４４】制御素子２１を用いて副トランジスタ１２
の故障診断を行う際の、制御素子２１が行う制御の流れ
を図６に示す。ステップ２０１において、主トランジス
タ１１がオフかどうか判断する。主トランジスタ１１が
オフでないときはステップ２０７へ進み、オフのときは
ステップ２０２へ進む。
の故障診断を行う際の、制御素子２１が行う制御の流れ
を図６に示す。ステップ２０１において、主トランジス
タ１１がオフかどうか判断する。主トランジスタ１１が
オフでないときはステップ２０７へ進み、オフのときは
ステップ２０２へ進む。
【００４５】ステップ２０７では、主トランジスタ１１
をオフし、ステップ２０２へ進む。ステップ２０２で
は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３故障時に用いる副トランジ
スタ１２をデューティ制御（例えばデューティ比３３
％）でスイッチング駆動させる。ステップ２０３では、
電圧センサ５で検出された電圧値を参照する。
をオフし、ステップ２０２へ進む。ステップ２０２で
は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３故障時に用いる副トランジ
スタ１２をデューティ制御（例えばデューティ比３３
％）でスイッチング駆動させる。ステップ２０３では、
電圧センサ５で検出された電圧値を参照する。
【００４６】ステップ２０４では、ＤＣ／ＤＣコンバー
タ３からの出力電圧値が、９Ｖ以上１６Ｖ以下かどうか
を判断する。出力電圧値が９Ｖ以上１６Ｖ以下であると
きはステップ２０５へ進み、出力電圧値が９Ｖ以上１６
Ｖ以下でないときは、ステップ２０８へ進む。ステップ
２０５では、副トランジスタ１２は正常であると判断
し、ステップ２０６で、副トランジスタ１２のスイッチ
ング駆動をオフして診断を終了する。
タ３からの出力電圧値が、９Ｖ以上１６Ｖ以下かどうか
を判断する。出力電圧値が９Ｖ以上１６Ｖ以下であると
きはステップ２０５へ進み、出力電圧値が９Ｖ以上１６
Ｖ以下でないときは、ステップ２０８へ進む。ステップ
２０５では、副トランジスタ１２は正常であると判断
し、ステップ２０６で、副トランジスタ１２のスイッチ
ング駆動をオフして診断を終了する。
【００４７】一方、ステップ２０８では、副トランジス
タ１２が故障していると判断する。この場合ステップ２
０９で、副トランジスタ１２のスイッチング駆動をオフ
するとともに、ステップ２１０で、警告灯８へ信号を送
り、警告灯８を点灯させてユーザに副トランジスタ１２
の故障を知らせる。警告灯８は、副トランジスタ１２の
診断時は点滅、診断結果が正常なときは消灯、副トラン
ジスタ１２が故障と判断されたときは点灯するなどの方
法によりユーザに知らせる。
タ１２が故障していると判断する。この場合ステップ２
０９で、副トランジスタ１２のスイッチング駆動をオフ
するとともに、ステップ２１０で、警告灯８へ信号を送
り、警告灯８を点灯させてユーザに副トランジスタ１２
の故障を知らせる。警告灯８は、副トランジスタ１２の
診断時は点滅、診断結果が正常なときは消灯、副トラン
ジスタ１２が故障と判断されたときは点灯するなどの方
法によりユーザに知らせる。
【００４８】上記のように、副トランジスタ１２の故障
診断を装置の電源投入時に行い、事前に副トランジスタ
１２の状態を把握することにより、ＤＣ／ＤＣコンバー
タ３故障時における副トランジスタ１２の対応の信頼性
を向上させることができる。
診断を装置の電源投入時に行い、事前に副トランジスタ
１２の状態を把握することにより、ＤＣ／ＤＣコンバー
タ３故障時における副トランジスタ１２の対応の信頼性
を向上させることができる。
【００４９】上記実施例では、低電圧用トランジスタ１
５がショートモード故障した際に、副トランジスタ１２
をデューティ制御することによって、低電圧負荷６Ａ、
６Ｂに電力を供給するようにしたが、変形例として、主
トランジスタ１１をデューティ制御で駆動することによ
って、高電圧電源１から出力される高電圧を降圧して低
電圧負荷６Ａ、６Ｂに出力するようにしてもよい。
５がショートモード故障した際に、副トランジスタ１２
をデューティ制御することによって、低電圧負荷６Ａ、
６Ｂに電力を供給するようにしたが、変形例として、主
トランジスタ１１をデューティ制御で駆動することによ
って、高電圧電源１から出力される高電圧を降圧して低
電圧負荷６Ａ、６Ｂに出力するようにしてもよい。
【００５０】図７に第２の実施例を示す。これは、第１
の実施例に対して電圧センサの位置を異ならせたもので
ある。電源分配ボックス１０に代る電源分配ボックス１
０Ａは、第１の実施例と同様に高電圧負荷４Ａ、４Ｂと
接続され、また主電源線Ｃ、副電源線Ｄを介してＤＣ／
ＤＣコンバータ３と接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ
３は出力線Ｂを介して低電圧負荷６Ａ、６Ｂに接続され
る。
の実施例に対して電圧センサの位置を異ならせたもので
ある。電源分配ボックス１０に代る電源分配ボックス１
０Ａは、第１の実施例と同様に高電圧負荷４Ａ、４Ｂと
接続され、また主電源線Ｃ、副電源線Ｄを介してＤＣ／
ＤＣコンバータ３と接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ
３は出力線Ｂを介して低電圧負荷６Ａ、６Ｂに接続され
る。
【００５１】電源分配ボックス１０Ａ内には電圧センサ
５Ａが備えられ、副電源線Ｄに接続される。電圧センサ
５Ａは、低電圧用トランジスタ１５がデューティ制御で
駆動されることによっておこる電圧値の変化を検出す
る。また検出結果は信号線Ｆを介して制御素子２１Ａに
入力される。制御素子２１Ａは、電圧センサ５Ａからの
検出結果に応じて主トランジスタ１１、副トランジスタ
１２を制御する。他の構成および作用については、上記
第１の実施例と同じであり同じ番号をつけ説明を省略す
る。
５Ａが備えられ、副電源線Ｄに接続される。電圧センサ
５Ａは、低電圧用トランジスタ１５がデューティ制御で
駆動されることによっておこる電圧値の変化を検出す
る。また検出結果は信号線Ｆを介して制御素子２１Ａに
入力される。制御素子２１Ａは、電圧センサ５Ａからの
検出結果に応じて主トランジスタ１１、副トランジスタ
１２を制御する。他の構成および作用については、上記
第１の実施例と同じであり同じ番号をつけ説明を省略す
る。
【００５２】ＤＣ／ＤＣコンバータ３内の低電圧用トラ
ンジスタ１５がショートモードで故障すると、低電圧用
トランジスタ１５がオンした状態となりスイッチング駆
動することができなくなる。これにより電圧センサ５Ａ
は図８に示すように、電圧変化の途絶えたＤＣ／ＤＣコ
ンバータ３の入力電圧値（４２Ｖ）を検出する。電圧セ
ンサ５Ａでの検出結果は信号線Ｆを介して制御素子２１
Ａに入力され、所定のＸ時間電圧センサ５Ａで４２Ｖの
電圧値が検出されると、制御素子２１Ａは低電圧用トラ
ンジスタ１５がショートモード故障したと判断する。所
定のＸ時間は例えば、低電圧用トランジスタ１５のオ
ン、オフの１周期よりも短く、オン時間よりも長い時間
に設定する。
ンジスタ１５がショートモードで故障すると、低電圧用
トランジスタ１５がオンした状態となりスイッチング駆
動することができなくなる。これにより電圧センサ５Ａ
は図８に示すように、電圧変化の途絶えたＤＣ／ＤＣコ
ンバータ３の入力電圧値（４２Ｖ）を検出する。電圧セ
ンサ５Ａでの検出結果は信号線Ｆを介して制御素子２１
Ａに入力され、所定のＸ時間電圧センサ５Ａで４２Ｖの
電圧値が検出されると、制御素子２１Ａは低電圧用トラ
ンジスタ１５がショートモード故障したと判断する。所
定のＸ時間は例えば、低電圧用トランジスタ１５のオ
ン、オフの１周期よりも短く、オン時間よりも長い時間
に設定する。
【００５３】次に、低電圧用トランジスタ１５がオープ
ンモードで故障すると、低電圧用トランジスタ１５がオ
フした状態となりスイッチング駆動することができなく
なる。図９に示すように電圧センサ５Ａは、電圧変化の
途絶えた電圧値０Ｖを検出する。電圧センサ５Ａでの検
出結果は制御素子２１Ａに入力され、所定のＸ’時間電
圧センサ５Ａで０Ｖの電圧値が検出されると、制御素子
２１Ａは低電圧用トランジスタ１５がオープンモード故
障したと判断する。所定のＸ’時間は例えば、低電圧用
トランジスタ１５のオン、オフの１周期よりも短く、オ
フ時間よりも長い時間に設定する。
ンモードで故障すると、低電圧用トランジスタ１５がオ
フした状態となりスイッチング駆動することができなく
なる。図９に示すように電圧センサ５Ａは、電圧変化の
途絶えた電圧値０Ｖを検出する。電圧センサ５Ａでの検
出結果は制御素子２１Ａに入力され、所定のＸ’時間電
圧センサ５Ａで０Ｖの電圧値が検出されると、制御素子
２１Ａは低電圧用トランジスタ１５がオープンモード故
障したと判断する。所定のＸ’時間は例えば、低電圧用
トランジスタ１５のオン、オフの１周期よりも短く、オ
フ時間よりも長い時間に設定する。
【００５４】図１０を用いて、制御素子２１Ａが行う制
御の流れを示す。ステップ３０１において、主トランジ
スタ１１がオンされると、ＤＣ／ＤＣコンバータ３に高
電圧の電力が主電源線Ｃを通じて入力される。入力され
た電力は、低電圧用トランジスタ１５が駆動されること
によって、低電圧の電力に降圧される。ステップ３０２
において、電圧センサ５Ａによって検出される電圧値を
参照して、ステップ３０３において、電圧値４２Ｖが所
定のＸ時間以上継続しているかどうか判断する。電圧値
４２ＶがＸ時間以上継続している場合は、ステップ３０
４へ進み、電圧値４２ＶがＸ時間以上継続していない場
合はステップ３０８へ進む。
御の流れを示す。ステップ３０１において、主トランジ
スタ１１がオンされると、ＤＣ／ＤＣコンバータ３に高
電圧の電力が主電源線Ｃを通じて入力される。入力され
た電力は、低電圧用トランジスタ１５が駆動されること
によって、低電圧の電力に降圧される。ステップ３０２
において、電圧センサ５Ａによって検出される電圧値を
参照して、ステップ３０３において、電圧値４２Ｖが所
定のＸ時間以上継続しているかどうか判断する。電圧値
４２ＶがＸ時間以上継続している場合は、ステップ３０
４へ進み、電圧値４２ＶがＸ時間以上継続していない場
合はステップ３０８へ進む。
【００５５】ステップ３０４において、制御素子２１
は、低電圧用トランジスタ１５がショートモード故障し
たと判断する。ステップ３０５において、主トランジス
タ１１をオフして、ＤＣ／ＤＣコンバータ３への電力供
給を止める。ステップ３０６において、制御素子２１は
警告灯８を点灯させ、ユーザに低電圧用トランジスタ１
５が故障していることを知らせる。ステップ３０７にお
いて、副トランジスタ１２をデューティ制御で駆動させ
て、低電圧負荷６Ａ、６Ｂへの出力電圧を確保する。
は、低電圧用トランジスタ１５がショートモード故障し
たと判断する。ステップ３０５において、主トランジス
タ１１をオフして、ＤＣ／ＤＣコンバータ３への電力供
給を止める。ステップ３０６において、制御素子２１は
警告灯８を点灯させ、ユーザに低電圧用トランジスタ１
５が故障していることを知らせる。ステップ３０７にお
いて、副トランジスタ１２をデューティ制御で駆動させ
て、低電圧負荷６Ａ、６Ｂへの出力電圧を確保する。
【００５６】ステップ３０８では、電圧値０Ｖが所定の
Ｘ’時間以上継続しているかどうか判断する。電圧値０
ＶがＸ’時間以上継続している場合は。ステップ３０９
へ進み、電圧値０ＶがＸ’時間以上継続していない場合
はステップ３０２へ戻る。ステップ３０９において、制
御素子２１は、低電圧用トランジスタ１５がオープンモ
ード故障したと判断する。その後ステップ３０６、３０
７へ進む。このように、低電圧用コンデンサ１５によっ
て発生する電圧変化を、副電源線Ｄを介して検出するこ
とにより、低電圧用コンデンサ１５の故障を判断するこ
とができる。
Ｘ’時間以上継続しているかどうか判断する。電圧値０
ＶがＸ’時間以上継続している場合は。ステップ３０９
へ進み、電圧値０ＶがＸ’時間以上継続していない場合
はステップ３０２へ戻る。ステップ３０９において、制
御素子２１は、低電圧用トランジスタ１５がオープンモ
ード故障したと判断する。その後ステップ３０６、３０
７へ進む。このように、低電圧用コンデンサ１５によっ
て発生する電圧変化を、副電源線Ｄを介して検出するこ
とにより、低電圧用コンデンサ１５の故障を判断するこ
とができる。
【００５７】本実施例は以上のように構成され、低電圧
用トランジスタ１５が故障し、低電圧負荷６Ａ、６Ｂに
電力供給できなくなったとしても、副トランジスタ１２
を用いてＤＣ／ＤＣコンバータ３に電力供給することに
より、低電圧負荷６Ａ、６Ｂに供給する所定の低電圧の
電力を確保することができる。また低電圧用トランジス
タ１５の故障判断を、低電圧用トランジスタ１５が駆動
される際のスイッチング波形から行うものとし、その電
圧を検出する電圧センサ５Ａを電源分配ボックス１０Ａ
内に備えることにより、電圧センサと制御素子との間の
信号線を短くすることができる。
用トランジスタ１５が故障し、低電圧負荷６Ａ、６Ｂに
電力供給できなくなったとしても、副トランジスタ１２
を用いてＤＣ／ＤＣコンバータ３に電力供給することに
より、低電圧負荷６Ａ、６Ｂに供給する所定の低電圧の
電力を確保することができる。また低電圧用トランジス
タ１５の故障判断を、低電圧用トランジスタ１５が駆動
される際のスイッチング波形から行うものとし、その電
圧を検出する電圧センサ５Ａを電源分配ボックス１０Ａ
内に備えることにより、電圧センサと制御素子との間の
信号線を短くすることができる。
【００５８】なお上記各実施例において、電源分配ボッ
クス１０、１０Ａに接続される高電圧負荷４Ａ、４Ｂを
２個としたがこれに限定されず、適宜任意の数の負荷を
接続することができる。また、同様にＤＣ／ＤＣコンバ
ータ３に接続される低電圧負荷６Ａ、６Ｂの数も適宜所
定の数とすることができる。さらに、スイッチング素子
としてトランジスタを用いたがこれに限定されず、他の
ものを用いてもよい。
クス１０、１０Ａに接続される高電圧負荷４Ａ、４Ｂを
２個としたがこれに限定されず、適宜任意の数の負荷を
接続することができる。また、同様にＤＣ／ＤＣコンバ
ータ３に接続される低電圧負荷６Ａ、６Ｂの数も適宜所
定の数とすることができる。さらに、スイッチング素子
としてトランジスタを用いたがこれに限定されず、他の
ものを用いてもよい。
【００５９】また、副トランジスタ１２の他の故障診断
の方法として、主トランジスタ１１をオフにして、副ト
ランジスタ１２をデューティ比スイープ（例えば２５％
から４０％へ上昇）させ、ＤＣ／ＤＣコンバータ３から
所定のスイープ電圧（例えば９Ｖから１６Ｖへ上昇）が
出力されるかどうかを確認する方法を用いてもよい。
の方法として、主トランジスタ１１をオフにして、副ト
ランジスタ１２をデューティ比スイープ（例えば２５％
から４０％へ上昇）させ、ＤＣ／ＤＣコンバータ３から
所定のスイープ電圧（例えば９Ｖから１６Ｖへ上昇）が
出力されるかどうかを確認する方法を用いてもよい。
【図１】本発明の第１の実施例を示す図である。
【図２】電源分配ボックスおよびＤＣ／ＤＣコンバータ
内部の詳細を示す図である。
内部の詳細を示す図である。
【図３】ＤＣ／ＤＣコンバータがオープンモード故障し
た際の出力電圧を示す図である。
た際の出力電圧を示す図である。
【図４】ＤＣ／ＤＣコンバータがショートモード故障し
た際の出力電圧を示す図である。
た際の出力電圧を示す図である。
【図５】第１の実施例における制御の流れを示す図であ
る。
る。
【図６】副トランジスタの故障診断の流れを示す図であ
る。
る。
【図７】第２の実施例を示す図である。
【図８】ショートモード故障時における低電圧用トラン
ジスタの出力電圧を示す図である。
ジスタの出力電圧を示す図である。
【図９】オープンモード故障時における低電圧用トラン
ジスタの出力電圧を示す図である。
ジスタの出力電圧を示す図である。
【図１０】第２の実施例における制御の流れを示す図で
ある。
ある。
【図１１】従来の多電圧電源装置の例を示す図である。
【図１２】従来の例の詳細を示す図である。
１ 高電圧電源
３ ＤＣ／ＤＣコンバータ
４Ａ、４Ｂ 高電圧負荷
５、５Ａ 電圧センサ
６Ａ、６Ｂ 低電圧負荷
７ 低電圧バッテリ
８ 警告灯
１０、１０Ａ 電圧分配ボックス
１１ 主トランジスタ
１２ 副トランジスタ
１４Ａ、１４Ｂ 負荷用トランジスタ
１５ 低電圧用トランジスタ
１６、２１ 制御素子
Ａ 高電圧電源線
Ｂ、Ｂ１、Ｂ２ 出力線
Ｃ 主電源線
Ｄ 副電源線
Ｅ、Ｆ 信号線
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5G003 BA01 CC02 DA02 DA16 DA17
FA06 GA01 GB03
5H730 AS05 BB13 DD04 EE08 EE59
EE65 FD01 FG05 XX04 XX15
XX23 XX32 XX33 XX43 XX45
Claims (8)
- 【請求項１】 高電圧の電力を出力する高電圧電源と、
該高電圧電源に接続される主電源線と、該主電源線を介
して高電圧の電力を入力し、入力した前記高電圧の電力
を降圧して、所定の低電圧の電力を出力する降圧回路
と、前記高電圧電源と前記降圧回路の出力側を接続する
副電源線と、前記降圧回路が出力する電力の電圧値を検
出する電圧検出手段と、前記副電源線に設けられた副ス
イッチング素子と、前記副スイッチング素子を制御する
制御手段とを備え、前記降圧回路により降圧した電圧値
よりも低い所定の電圧値を第一の電圧値とし、前記電圧
検出手段により検出された電圧値が、前記第一の電圧値
以上である場合は、前記副スイッチング素子をオフし、
また前記電圧検出手段により検出された電圧値が、前記
第一の電圧値未満である場合は、前記副スイッチング素
子をデューティ制御で駆動することによって前記高電圧
の電力を降圧し、前記降圧回路が出力する低電圧の電力
とすることを特徴とする電源装置。 - 【請求項２】 高電圧の電力を出力する高電圧電源と、
該高電圧電源に接続される主電源線と、該主電源線を介
して高電圧の電力を入力し、入力した前記高電圧の電力
を降圧して、所定の低電圧の電力を出力する降圧回路
と、前記高電圧電源と前記降圧回路の出力側を接続する
副電源線と、前記降圧回路が出力する電力の電圧値を検
出する電圧検出手段と、前記主電源線に設けられた主ス
イッチング素子と、前記副電源線に設けられた副スイッ
チング素子と、前記主スイッチング素子および前記副ス
イッチング素子を制御する制御手段とを備え、前記降圧
回路により降圧した電圧値よりも低い所定の電圧値を第
一の電圧値とし、前記降圧回路により降圧した電圧値よ
りも高い所定の電圧値を第二の電圧値とし、前記制御手
段は、前記電圧検出手段により検出された電圧値が、前
記第二の電圧値以下で前記第一の電圧値以上の場合に
は、前記主スイッチング素子をオンするとともに、前記
副スイッチング素子をオフし、前記電圧検出手段により
検出された電圧値が、前記第二の電圧値より高い場合に
は、前記主スイッチング素子をデューティ制御で駆動す
ることによって前記高電圧の電力を降圧し、前記降圧回
路が出力する低電圧の電力とし、また前記電圧検出手段
により検出された電圧値が、前記第一の電圧値未満であ
る場合には、前記副スイッチング素子をデューティ制御
で駆動することによって前記高電圧の電力を降圧し、前
記降圧回路が出力する低電圧の電力とすることを特徴と
する電源装置。 - 【請求項３】 高電圧の電力を出力する高電圧電源と、
該高電圧電源に接続される主電源線と、該主電源線を介
して高電圧の電力を入力し、入力した前記高電圧の電力
を降圧して、所定の低電圧の電力を出力する降圧回路
と、前記高電圧電源と前記降圧回路の出力側を接続する
副電源線と、前記降圧回路が出力する電力の電圧値を検
出する電圧検出手段と、前記主電源線に設けられた主ス
イッチング素子と、前記副電源線に設けられた副スイッ
チング素子と、前記主スイッチング素子および前記副ス
イッチング素子を制御する制御手段とを備え、前記降圧
回路により降圧した電圧値よりも低い所定の電圧値を第
一の電圧値とし、前記降圧回路により降圧した電圧値よ
りも高い所定の電圧値を第二の電圧値とし、前記制御手
段は、前記電圧検出手段により検出された電圧値が、前
記第二の電圧値以下で前記第一の電圧値以上の場合に
は、前記主スイッチング素子をオンするとともに、前記
副スイッチング素子をオフし、また前記電圧検出手段に
より検出された電圧値が、前記第二の電圧値より高い、
もしくは前記第一の電圧値未満である場合には、前記主
スイッチング素子をオフするとともに、前記副スイッチ
ング素子をデューティ制御で駆動することによって前記
高電圧の電力を降圧し、前記降圧回路が出力する低電圧
の電力とすることを特徴とする電源措置。 - 【請求項４】 高電圧の電力を出力する高電圧電源と、
該高電圧電源に接続される主電源線と、該主電源線を介
して高電圧の電力を入力し、入力した前記高電圧の電力
を降圧して、所定の低電圧の電力を出力する降圧回路
と、前記降圧回路が出力する電力の電圧値を検出する電
圧検出手段と、前記主電源線に設けられた主スイッチン
グ素子と、該主スイッチング素子を制御する制御手段と
を備え、前記降圧回路により降圧した電圧値よりも高い
所定の電圧値を第二の電圧値とし、前記制御手段は、前
記電圧検出手段によって検出された電圧値が、前記第二
の電圧値よりも高い場合には、前記主スイッチング素子
をデューティ制御で駆動することによって前記高電圧の
電力を降圧し、前記降圧回路が出力する低電圧の電力と
することを特徴とする電源装置。 - 【請求項５】 ユーザに報知する報知部を備え、前記制
御手段は前記電圧検出手段により検出された電圧値に基
づき前記報知部に信号を出力し、前記報知部が報知する
ことを特徴とする請求項１、２、３または４記載の電源
装置。 - 【請求項６】 ユーザに報知する報知部を備え、前記制
御手段は前記副スイッチング素子を所定のデューティ比
で駆動するとともに、前記電圧検出手段により検出され
た電圧に基づいて、前記副スイッチング素子の故障診断
を行い、前記副スイッチング素子が故障していると診断
された場合に、前記報知部に信号を出力し、前記報知部
が報知することを特徴とする請求項１、２または３記載
の電源装置。 - 【請求項７】 前記故障診断は、電源装置の電源投入時
に行われることを特徴とする請求項６記載の電源装置。 - 【請求項８】 前記降圧回路は、デューティ制御で駆動
されることによって前記高電圧の電力を前記低電圧の電
力に変換するスイッチング素子を備え、前記副電源線は
前記降圧回路のスイッチング素子の出力端に接続され、
前記電圧検出手段は前記副電源線に接続され、前記制御
手段は、前記電圧検出手段により検出された前記副電源
線の電圧に基づいて、前記主スイッチング素子および前
記副スイッチング素子の駆動を制御することを特徴とす
る請求項１、２または３記載の電源装置。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
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| EP02258406A EP1328053B1 (en) | 2002-01-11 | 2002-12-05 | Power supply system |
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|---|---|---|---|
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2002
- 2002-01-11 JP JP2002005118A patent/JP3610950B2/ja not_active Expired - Fee Related
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- 2002-12-05 EP EP02258406A patent/EP1328053B1/en not_active Expired - Fee Related
-
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- 2003-01-08 US US10/337,735 patent/US6803749B2/en not_active Expired - Fee Related
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