JP2010063312A - Method and apparatus for switching control of power supply device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電源装置の制御を切り替える技術に関する。 The present invention relates to a technique for switching control of a power supply device.
従来、電源装置であるコンバータはコンバータ専用の制御部(制御IC)により制御されている。そして、コンバータ専用の制御部は電力を供給する主電源部とバックアップ電源部に接続され、通常は主電源部により制御部に電力が供給される。主電源部に異常が発生すると、コンバータの制御部への電力供給は主電源部とは別に設けられたバックアップ電源部に切り替えられる。このように、コンバータが異常動作または停止しないようにバックアップ電源部は、主電源部の異常(電圧低下など)を検出してその検出結果に基づいてバックアップ電源部に切り替える制御をしている。 Conventionally, a converter that is a power supply device is controlled by a control unit (control IC) dedicated to the converter. The control unit dedicated to the converter is connected to a main power supply unit that supplies power and a backup power supply unit, and power is normally supplied to the control unit by the main power supply unit. When an abnormality occurs in the main power supply unit, power supply to the control unit of the converter is switched to a backup power supply unit provided separately from the main power supply unit. In this way, the backup power supply unit performs control to detect an abnormality (such as a voltage drop) in the main power supply unit and switch to the backup power supply unit based on the detection result so that the converter does not malfunction or stop.
特許文献1によれば、主電源部の主電池に基づいて第1の電源回路により生成される主電源電圧の異常時に、バックアップ電源部の一次電池に基づいて第2の電源回路によって生成されるバックアップ電源電圧が電子装置の回路部に供給され、主電池の電圧が規定値以下に低下したときにだけ第2の電源回路の動作をONさせる。また、主電池電圧が規定値以下に低下したときには、バックアップ電源の供給を必要としない回路部へのバックアップ電源の供給をOFFさせる。このように、バックアップ電源から主電源への漏れ電流を防止してバックアップ電源寿命を延ばすことができるバックアップ電源制御回路が提案されている。 According to Patent Document 1, when the main power supply voltage generated by the first power supply circuit based on the main battery of the main power supply unit is abnormal, the second power supply circuit is generated based on the primary battery of the backup power supply unit. The backup power supply voltage is supplied to the circuit unit of the electronic device, and the operation of the second power supply circuit is turned on only when the voltage of the main battery drops below a specified value. Also, when the main battery voltage drops below a specified value, the supply of the backup power to the circuit unit that does not require the supply of the backup power is turned off. Thus, a backup power supply control circuit that can prevent the leakage current from the backup power supply to the main power supply and extend the life of the backup power supply has been proposed.
しかしながら、上記のような構成ではコンバータの制御に電源部(または制御部)が2セット、実装スペースも約2倍必要になるという問題がある。また、異常時のみしか機能しないバックアップ電源部にかかる費用が大きいという問題がある。
上記のような実情に鑑みてなされたものであり、電源装置用の制御部に異常が発生したとき、電源装置の制御を電源装置用の制御部から既存の別の制御部に切り替えて電源装置を安定に駆動させる電源装置の制御切替方法および制御切替装置を提供することを目的とする。 In view of the above situation, when an abnormality occurs in the control unit for the power supply, the control of the power supply is switched from the control unit for the power supply to another existing control unit. It is an object of the present invention to provide a control switching method and a control switching device for a power supply device that can stably drive the power source.
態様のひとつである電源装置の制御切替方法は、前記電源装置を制御する前記電源装置用制御部の出力する第1のドライブ信号を監視し、前記第1のドライブ信号のレベルが予め設定した監視範囲より低下したことを検出すると前記電源装置の制御を前記電源装置用制御部から正常時の前記電源装置用制御部と同等の動作をする機能を有するバックアップ制御部に切り替える。 According to another aspect of the present invention, there is provided a control switching method for a power supply apparatus, wherein the first drive signal output from the power supply controller that controls the power supply apparatus is monitored, and the level of the first drive signal is set in advance. When it is detected that the voltage is lower than the range, the control of the power supply apparatus is switched from the power supply apparatus control section to a backup control section having a function of performing the same operation as that of the power supply apparatus control section in a normal state.
上記のようにすることで、既存の別の制御部(バックアップ制御部)が電源装置を制御する機能を有しているので、電源装置用の制御部に異常が発生したとき、電源装置の制御を電源装置用の制御部から既存の別の制御部に切り替えて電源装置を安定に駆動させることができる。 As described above, since another existing control unit (backup control unit) has a function of controlling the power supply device, when an abnormality occurs in the control unit for the power supply device, the control of the power supply device is performed. Can be switched from the control unit for the power supply device to another existing control unit to drive the power supply device stably.
また、前記電源装置用制御部の出力する前記第1のドライブ信号のレベルが監視範囲より低下したことを検出すると、前記バックアップ制御部は前記電源装置用制御部の出力する正常時の前記第1のドライブ信号と同じように前記電源装置を制御する第2のドライブ信号及び前記第1のドライブ信号を前記第2のドライブ信号に切り替える制御切替信号を制御切替部に出力し、前記制御切替部は前記制御切替信号を受信すると前記電源装置に出力する信号を前記第1のドライブ信号から前記第2のドライブ信号に切り替える。 In addition, when detecting that the level of the first drive signal output from the power supply controller is lower than the monitoring range, the backup controller is configured to output the first normal output from the power supply controller. The control switching unit outputs a second drive signal for controlling the power supply device and a control switching signal for switching the first drive signal to the second drive signal in the same manner as the drive signal for the control switching unit, When the control switching signal is received, the signal output to the power supply device is switched from the first drive signal to the second drive signal.
また、前記第1のドライブ信号を前記第2のドライブ信号に切り替え制御するときにフェール信号を出力し、前記フェール信号に基づいて運転者に通知する。 In addition, a fail signal is output when switching the first drive signal to the second drive signal, and the driver is notified based on the fail signal.
電源装置用の制御部に異常が発生したとき、電源装置の制御を電源装置用の制御部から既存の別の制御部に切り替えて電源装置を安定に駆動させることができる。 When an abnormality occurs in the control unit for the power supply device, the control of the power supply device can be switched from the control unit for the power supply device to another existing control unit to drive the power supply device stably.
以下図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細を説明する。
図1は、車両に搭載される電源装置としてのコンバータ(図示せず)のドライブ回路1と、コンバータの主制御部となる制御IC2(電源装置用制御部)と、ある一定の条件が成立した場合(例えば、制御IC2の異常時)、制御IC2に替わりコンバータの制御を行うバックアップ制御部4(制御部5)を備えたコンバータ制御切替装置3とを示す図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a drive circuit 1 of a converter (not shown) as a power supply device mounted on a vehicle, a control IC 2 (power supply device control unit) serving as a main control unit of the converter, and certain conditions are satisfied. In this case (for example, when the control IC 2 is abnormal), the converter control switching device 3 including the backup control unit 4 (control unit 5) that controls the converter instead of the control IC 2 is shown.
ドライブ回路1は、ドライブ信号に基づいてコンバータを制御する回路であり、制御IC2および制御部5に対してフィードバック信号を出力する。フィードバック信号はドライブ回路1の制御状態を通知するための信号であり、制御IC2と制御部5とはフィードバック信号に基づいてコンバータを制御する。 The drive circuit 1 is a circuit that controls the converter based on the drive signal, and outputs a feedback signal to the control IC 2 and the control unit 5. The feedback signal is a signal for notifying the control state of the drive circuit 1, and the control IC 2 and the control unit 5 control the converter based on the feedback signal.
制御IC2は、通常時、コンバータを制御する回路である。
コンバータ制御切替装置3は、バックアップ制御部4、監視部8、制御切替部9などを備えている。
The control IC 2 is a circuit that controls the converter in normal times.
The converter control switching device 3 includes a backup control unit 4, a monitoring unit 8, a control switching unit 9, and the like.
バックアップ制御部4は、制御部5、メモリ6及び通信部7を備え、例えばCPUやプログラマブルデバイスなどのマイクロコンピュータ(マイコン)にて構成されている。そして、通信部7に備えられた各種I/Oポート(例えば、CPUのインプット、アウトプットなどのような入出力ポート)及び通信ポート(LANなどの汎用通信)による通信を行っている。 The backup control unit 4 includes a control unit 5, a memory 6, and a communication unit 7, and is configured by a microcomputer such as a CPU or a programmable device. Communication is performed using various I / O ports (for example, input / output ports such as CPU input and output) and communication ports (general-purpose communication such as LAN) provided in the communication unit 7.
バックアップ制御部4は、更にコンバータの制御を行う機能を有している。即ち、バックアップ制御部4の制御部5は、監視部8から状態モニタ信号(例えば、ドライブ信号の電圧をA/D変換した値)を取得する。そして、予めメモリ6に記録した条件と状態モニタ信号とを比較し、状態モニタ信号が異常であるか否かを判定する。状態モニタ信号が異常であるか否かは、制御IC2が出力するドライブ信号(第1のドライブ信号)のレベルが予め設定した監視範囲よりも低下しているか否かを判定し、低下していた場合は異常であると判定する。 The backup control unit 4 further has a function of controlling the converter. That is, the control unit 5 of the backup control unit 4 acquires a state monitor signal (for example, a value obtained by A / D converting the voltage of the drive signal) from the monitoring unit 8. Then, the condition previously recorded in the memory 6 is compared with the state monitor signal to determine whether or not the state monitor signal is abnormal. Whether or not the state monitor signal is abnormal is determined by determining whether or not the level of the drive signal (first drive signal) output from the control IC 2 is lower than a preset monitoring range. If it is, it is determined to be abnormal.
制御部5は、状態モニタ信号の異常を検出すると、制御IC2から制御部5へコンバータの制御を切り替えるための制御切替信号を生成して制御切替部9に出力する。また、制御部5は、状態モニタ信号の異常を検出すると、制御IC2が出力していた第1のドライブ信号の代わりに第1のドライブ信号と同等の第2のドライブ信号を制御切替部9に出力する。 When detecting an abnormality of the state monitor signal, the control unit 5 generates a control switching signal for switching the control of the converter from the control IC 2 to the control unit 5 and outputs the control switching signal to the control switching unit 9. Further, when detecting an abnormality in the state monitor signal, the control unit 5 sends a second drive signal equivalent to the first drive signal to the control switching unit 9 instead of the first drive signal output from the control IC 2. Output.
また、制御部5で異常があることを検出すると、外部に異常があることを通知するため、通信部7に通知をする。
メモリ6は、制御切替信号と第2のドライブ信号を出力するために必要な上記条件を記録している。
Further, when the control unit 5 detects that there is an abnormality, it notifies the communication unit 7 in order to notify the outside that there is an abnormality.
The memory 6 records the above-described conditions necessary for outputting the control switching signal and the second drive signal.
通信部7(出力部)は警報装置などと接続され、例えば、音声やLEDなどを点灯させて利用者に通知するフェール信号を出力する。
監視部8は、第1のドライブ信号または第2のドライブ信号を監視して監視結果を制御部5に出力する。
The communication unit 7 (output unit) is connected to an alarm device or the like, and outputs a fail signal for notifying the user by lighting a voice or LED, for example.
The monitoring unit 8 monitors the first drive signal or the second drive signal and outputs the monitoring result to the control unit 5.
制御切替部9は、制御IC2に異常が発生して第1のドライブ信号が異常であるとき、制御切替信号により第1のドライブ信号がドライブ回路1に転送されないようにし、第2のドライブ信号がドライブ回路1に転送されるようにする。 When an abnormality occurs in the control IC 2 and the first drive signal is abnormal, the control switching unit 9 prevents the first drive signal from being transferred to the drive circuit 1 by the control switching signal, and the second drive signal is The data is transferred to the drive circuit 1.
図2に制御切替部9の一例を示す。図2では制御切替部9はスイッチSW−A、SW−Bを備え、第1のドライブ信号が正常であればスイッチSW−Aはオン(クローズ)、スイッチSW−Bはオフ(オープン)して第1のドライブ信号だけがドライブ回路1に出力される。第1のドライブ信号が異常であればスイッチSW−Aはオフ(オープン)、スイッチSW−Bはオン(クローズ)して第2のドライブ信号だけがドライブ回路1に出力される。なお、制御切替部9の構成は図2に示す構成に限るものではなく、トランジスタなどを用いてもよい。 FIG. 2 shows an example of the control switching unit 9. In FIG. 2, the control switching unit 9 includes switches SW-A and SW-B. If the first drive signal is normal, the switch SW-A is on (closed) and the switch SW-B is off (open). Only the first drive signal is output to the drive circuit 1. If the first drive signal is abnormal, the switch SW-A is turned off (open), the switch SW-B is turned on (closed), and only the second drive signal is output to the drive circuit 1. The configuration of the control switching unit 9 is not limited to the configuration shown in FIG. 2, and a transistor or the like may be used.
図3は、制御部5の動作を説明するためのフロー図である。
ステップS1(Power_ON)では車両の電源が供給され、コンバータ、制御IC2、コンバータ制御切替装置3などが動作状態になる。動作開始時は制御IC2から立ち上がる。
FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the control unit 5.
In step S1 (Power_ON), the power of the vehicle is supplied, and the converter, the control IC 2, the converter control switching device 3, and the like are in an operating state. It starts from the control IC 2 at the start of operation.
ステップS2ではイニシャル処理が行われる。イニシャル処理では、制御部5がメモリチェック、通信チェックなどのイニシャライズを行う。
ステップS3、S4では基本処理が行われる。ステップS3では通信部7の各種I/Oポートを用いた入出力通信の制御処理を行う。ステップS4では通信部7の通信ポートを用いた通信の制御処理を行う。なお、基本処理は上記S3、S4以外の処理も含めることができる。
In step S2, initial processing is performed. In the initial process, the control unit 5 performs initialization such as memory check and communication check.
In steps S3 and S4, basic processing is performed. In step S3, input / output communication control processing using various I / O ports of the communication unit 7 is performed. In step S4, communication control processing using the communication port of the communication unit 7 is performed. The basic process can include processes other than S3 and S4.
ステップS5ではドライブ信号切り替えのステータスを監視する。例えば、制御IC2が使用されていればステータスに「00」が設定され、バックアップ制御部4が使用されている場合にはステータスに「01」が設定される。ステータスが「00」であればステップS6に移行し、「01」であればステップS3に移行する。例えば、ステータスの設定はメモリ6に記録する。 In step S5, the status of drive signal switching is monitored. For example, “00” is set in the status if the control IC 2 is used, and “01” is set in the status if the backup control unit 4 is used. If the status is “00”, the process proceeds to step S6. If the status is “01”, the process proceeds to step S3. For example, the status setting is recorded in the memory 6.
ステップS6では、制御IC2から出力される第1のドライブ信号を監視する。制御部5は、監視部8から状態モニタ信号を取得して、第1のドライブ信号が異常であるかを判定する。例えば、第1のドライブ信号のレベルがメモリ6に予め設定した電圧値より低いときに異常と判断してステップS7に移行し、正常であればステップS3に移行する。なお、本例では予め設定した監視範囲を電圧としたが、特に限定するものではなく特定の周波数範囲や波形パターンなどをメモリ6に記録し監視範囲としてもよい。 In step S6, the first drive signal output from the control IC 2 is monitored. The control unit 5 acquires the state monitor signal from the monitoring unit 8 and determines whether the first drive signal is abnormal. For example, when the level of the first drive signal is lower than a voltage value set in advance in the memory 6, it is determined that there is an abnormality and the process proceeds to step S7, and if normal, the process proceeds to step S3. In this example, the preset monitoring range is a voltage. However, the voltage is not particularly limited, and a specific frequency range, waveform pattern, or the like may be recorded in the memory 6 to be a monitoring range.
ステップS7(制御切替処理)では、制御部5が制御切替信号を制御切替部9に出力し、制御切替部9は第1のドライブ信号に替わって第2のドライブ信号を出力する経路を構築する。例えば、図2の例であればスイッチSW−Aをオンからオフにし、スイッチSW−Bをオフからオンにする。 In step S7 (control switching process), the control unit 5 outputs a control switching signal to the control switching unit 9, and the control switching unit 9 constructs a path for outputting the second drive signal instead of the first drive signal. . For example, in the example of FIG. 2, the switch SW-A is turned off from on, and the switch SW-B is turned on from off.
ステップS8ではS7の切替処理が完了すると、制御部5が第1のドライブ信号の替わりに第2のドライブ信号の出力を開始する。
ステップS9ではフェール信号を出力して外部に通知をする。例えば、音声やLEDなどを点灯させる。制御部5が通信部7にフェール信号出力の指示を通知し、通信部7(出力部)から外部にフェール信号が出力される。
In step S8, when the switching process of S7 is completed, the control unit 5 starts outputting the second drive signal instead of the first drive signal.
In step S9, a fail signal is output to notify the outside. For example, a voice or LED is turned on. The control unit 5 notifies the communication unit 7 of a fail signal output instruction, and a fail signal is output from the communication unit 7 (output unit) to the outside.
ステップS10では、ステータスを「01」に設定しステップS3に移行する。その後、制御部5によりドライブ回路1は制御される。その後、ステータスが「01」が設定されているため、基本処理(S3、S4などの処理)を、例えばマシンサイクルごとに実行する。 In step S10, the status is set to “01”, and the process proceeds to step S3. Thereafter, the drive circuit 1 is controlled by the controller 5. Thereafter, since the status is set to “01”, basic processing (processing such as S3 and S4) is executed for each machine cycle, for example.
なお、利用者はこの時点で車両の異常に気づくため修理(制御IC2が正常に戻る)を行うことができる。その場合には再度イニシャライズ処理などを行い、ステータスは「00」に設定する。 Note that the user can make repairs (the control IC 2 returns to normal) in order to notice the abnormality of the vehicle at this point. In that case, initialization processing and the like are performed again, and the status is set to “00”.
既存の別の制御部であるバックアップ制御部4の制御部5に、上記のような追加機能(コンバータを制御する機能)を持たせることで、安価に電源装置のバックアップ機能を構成することができる。 By providing the control unit 5 of the backup control unit 4, which is another existing control unit, with the above additional function (function to control the converter), the backup function of the power supply device can be configured at low cost. .
また、CPUなどを搭載しているコンバータであれば、バックアップ機能を安価に追加することができるため、付加価値を高めるとともに信頼性向上ができる。
また、制御IC2などを他に追加する必要がないため、基板実装スペースなども縮小することができる。
In addition, a converter equipped with a CPU or the like can add a backup function at low cost, thereby increasing added value and improving reliability.
Further, since there is no need to add another control IC 2 or the like, the board mounting space can be reduced.
なお、車両搭載型以外のコンバータや電源装置の主制御部や内部電源回路などにも流用可能である。
また状態モニタの手法により、バックアップ対象範囲についても変更可能である。
It can be used for converters other than those mounted on vehicles, main control units of power supply devices, internal power supply circuits, and the like.
Also, the backup target range can be changed by a state monitoring method.
また、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various improvements and modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
1 ドライブ回路、
2 制御IC(電源装置用制御部)、
3 コンバータ制御切替装置(電源装置の制御切替装置)、
4 バックアップ制御部、
5 制御部、
6 メモリ、
7 通信部(出力部)、
8 監視部、
9 制御切替部、
1 drive circuit,
2 control IC (control unit for power supply device),
3 Converter control switching device (control switching device for power supply device),
4 Backup control unit,
5 Control unit,
6 memory,
7 Communication part (output part),
8 monitoring department,
9 Control switching part,
Claims (6)
前記電源装置を制御する電源装置用制御部の出力する第1のドライブ信号を監視して、
前記第1のドライブ信号のレベルが予め設定した監視範囲より低下したことを検出すると前記電源装置の制御を前記電源装置用制御部から正常時の前記電源装置用制御部と同等の動作をする機能を有するバックアップ制御部に切り替える、
ことを特徴とする電源装置の制御切替方法。 A method for switching control of a power supply,
Monitoring the first drive signal output from the power supply controller for controlling the power supply;
A function of controlling the power supply apparatus from the power supply apparatus control section to an operation equivalent to that of the power supply apparatus control section in a normal state when detecting that the level of the first drive signal is lower than a preset monitoring range. Switch to the backup controller with
A control switching method for a power supply device.
前記バックアップ制御部は、前記電源装置用制御部の出力する正常時の前記第1のドライブ信号と同じように前記電源装置を制御する第2のドライブ信号及び前記第1のドライブ信号を前記第2のドライブ信号に切り替える制御切替信号を制御切替部に出力し、
前記制御切替部は、前記制御切替信号を受信すると前記電源装置に出力する信号を前記第1のドライブ信号から前記第2のドライブ信号に切り替える、
ことを特徴とする請求項1に記載の電源装置の制御切替方法。 When detecting that the level of the first drive signal output from the power supply controller is lower than the monitoring range,
The backup control unit outputs the second drive signal and the first drive signal for controlling the power supply device in the same manner as the first drive signal in the normal state output from the power supply device control unit. Output a control switching signal for switching to the drive signal to the control switching unit,
The control switching unit switches a signal to be output to the power supply device from the first drive signal to the second drive signal when receiving the control switching signal.
The method for switching control of a power supply device according to claim 1.
前記電源装置を制御する機能を有し、前記電源装置用制御部の出力する第1のドライブ信号を監視して前記第1のドライブ信号のレベルが予め設定した監視範囲より低下したことを検出すると、前記電源装置用制御部に替わり前記電源装置の制御を行うバックアップ制御部と、
を備えることを特徴とする電源装置の制御切替装置。 A power supply control switching device controlled by a power supply control unit,
A function of controlling the power supply device, and monitoring the first drive signal output from the power supply controller, and detecting that the level of the first drive signal has fallen below a preset monitoring range. A backup control unit that controls the power supply device instead of the power supply device control unit;
A control switching device for a power supply device comprising:
前記制御部から出力された前記制御切替信号を受信すると前記電源装置に出力する信号を前記第1のドライブ信号から前記第2のドライブ信号に切り替える制御切替部
を備えることを特徴とする請求項4に記載の電源装置の制御切替装置。 When the backup control unit detects that the level of the first drive signal output from the power supply device control unit is lower than a monitoring range, the first control signal output from the power supply device control unit is normal. A control unit for outputting a second drive signal for controlling the power supply device in the same manner as the drive signal and a control switching signal for switching the first drive signal to the second drive signal;
The control switching part which switches the signal output to the said power supply device from the said 1st drive signal to the said 2nd drive signal is received when the said control switching signal output from the said control part is received. The control switching device of the power supply device described in 1.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2015133773A (en) * | 2014-01-09 | 2015-07-23 | シオン電機株式会社 | power delivery system |
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