JP2010086477A

JP2010086477A - 電源制御装置

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Publication number: JP2010086477A
Application number: JP2008257704A
Authority: JP
Inventors: Chihiro Sato; 千尋佐藤; Katsuya Koyama; 克也小山; Yuji Kurimoto; 裕史栗本
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2008-10-02
Filing date: 2008-10-02
Publication date: 2010-04-15
Anticipated expiration: 2028-10-02
Also published as: JP5107852B2

Abstract

【課題】入力電圧が低下した場合でも、所定の電圧のＡ／Ｄ変換用基準電圧を発生できる電源制御装置を提供することにある。
【解決手段】昇降圧制御手段１２は、降圧用スイッチング素子４及び昇圧用スイッチング素子７を制御して、バッテリ電圧が所定電圧よりも高い時はバッテリ電圧を降圧制御し、バッテリ電圧が所定電圧よりも低い時は、バッテリ電圧を昇圧制御して１次電圧を生成する。レファレンス電圧生成手段１０は、バッテリ電圧と１次電圧のいずれか高い電圧から、ＣＰＵのＡ／Ｄポート診断用のレファレンス電圧を生成する。ＡＤＣ出力電圧生成手段１１は、レファレンス電圧生成手段が生成するレファレンス電圧からＡ／Ｄポート診断用電圧を生成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車電装品などに用いられるコントロール制御装置に用いられる電源制御装置に係り、特に、Ａ／Ｄポート診断用電圧出力機能を有するものに好適な電源制御装置に関する。

近年、自動車には、多数のコントロール制御装置が搭載されている。これらに搭載されるコントロール制御装置に電力を供給する電源制御装置は、バッテリ電圧より、マイコンや各種デバイスを動作させるために、５Ｖや３．３Ｖ等の所定の電圧生成を行う。

更に、コントロール制御装置は、各種センサーからの信号をＣＰＵでアナログディジタル変換し、センサーからのレベルを検出し、制御処理を行っている。ここで、これらセンサーからの信号を正しくレベル検出が出来ているか診断する必要がある。そのため、電源制御装置には、ＣＰＵのＡ／Ｄポート診断用に定められた電圧を生成する機能を備える要求がある。

Ａ／Ｄ変換用基準電圧を発生するものとしては、例えば、特許文献１に記載のものが知られている。

特開２００７−３２７４６８号公報

しかしながら、特許文献１に記載のものは、既に安定化された電圧を用いたものであり、自動車用の電源制御装置のように、電圧の不安定なバッテリ電圧を用いたものではない。

近年の自動車に搭載される電源制御装置の動作条件は、ＣＰＵに供給する電圧以下まで要求される。例えば、スタータ起動時のクランキングノイズ発生時のバッテリ電圧が、ＣＰＵや各デバイスへ供給する電圧以下に低下した場合でも、動作保証することが求められる。すなわち、スタータ動作時や負荷動作時による、バッテリ電圧低下が発生した場合でも、安定した基準電圧生成が求められる。

本発明の目的は、入力電圧が低下した場合でも、所定の電圧のＡ／Ｄ変換用基準電圧を発生できる電源制御装置を提供することにある。

（１）上記目的を達成するために、本発明は、入力するバッテリ電圧からレファレンス電圧を生成するレファレンス電圧生成手段と、前記レファレンス電圧生成手段が生成するレファレンス電圧からＡ／Ｄポート診断用電圧を生成するＡＤＣ出力電圧生成手段とを有する電源制御装置であって、前記バッテリ電圧から１次電圧を降圧生成し、また、前記バッテリ電圧から１次電圧を昇圧生成するスイッチングレギュレータと、前記バッテリ電圧が所定電圧よりも高い時は、前記スイッチングレギュレータにより前記バッテリ電圧を降圧制御し、前記バッテリ電圧が所定電圧よりも低い時は、前記スイッチングレギュレータにより前記バッテリ電圧を昇圧制御する昇降圧制御手段とを備え、前記レファレンス電圧生成手段は、前記バッテリ電圧と前記スイッチングレギュレータにより生成された１次電圧のいずれか高い電圧から、ＣＰＵのＡ／Ｄポート診断用のレファレンス電圧を生成するようにしたものである。

かかる構成により、入力電圧が低下した場合でも、所定の電圧のＡ／Ｄ変換用基準電圧を発生できるものとなる。

（２）また、上記目的を達成するために、本発明は、入力するバッテリ電圧からレファレンス電圧を生成するレファレンス電圧生成手段と、前記レファレンス電圧生成手段が生成するレファレンス電圧からＡ／Ｄポート診断用電圧を生成するＡＤＣ出力電圧生成手段とを有する電源制御装置であって、前記バッテリ電圧から１次電圧を降圧生成し、また、前記バッテリ電圧から１次電圧を昇圧生成するスイッチングレギュレータと、前記バッテリ電圧が所定電圧よりも高い時は、前記スイッチングレギュレータにより前記バッテリ電圧を降圧制御し、前記バッテリ電圧が所定電圧よりも低い時は、前記スイッチングレギュレータにより前記バッテリ電圧を昇圧制御する昇降圧制御手段とを備え、前記レファレンス電圧生成手段は、前記スイッチングレギュレータにより生成された１次電圧から、ＣＰＵのＡ／Ｄポート診断用のレファレンス電圧を生成するようにしたものである。

（３）上記（１）または（２）において、好ましくは、前記スイッチングレギュレータを構成する降圧用のスイッチング素子や平滑回路と昇圧用のスイッチング素子や平滑回路とは、同一素子からなるものである。

（４）上記（１）または（２）において、好ましくは、前記昇降圧制御手段は、前記バッテリ電圧が前記１次電圧以下に下回っても昇圧生成するようにしたものである。

（５）さらに、上記目的を達成するために、本発明は、入力するバッテリ電圧からレファレンス電圧を生成するレファレンス電圧生成手段と、前記レファレンス電圧生成手段が生成するレファレンス電圧からＡ／Ｄポート診断用電圧を生成するＡＤＣ出力電圧生成手段とを有する電源制御装置であって、入力するバッテリ電圧からレファレンス電圧を生成するレファレンス電圧生成手段と、前記レファレンス電圧生成手段が生成するレファレンス電圧からＡ／Ｄポート診断用電圧を生成するＡＤＣ出力電圧生成手段とを有する電源制御装置であって、前記バッテリ電圧から１次電圧を生成する１次電圧生成手段と、前記バッテリ電圧から１次電圧を昇圧生成するスイッチングレギュレータと、前記バッテリ電圧が所定電圧よりも低い時は、前記スイッチングレギュレータにより前記バッテリ電圧を昇圧制御する昇圧制御手段とを備え、前記レファレンス電圧生成手段は、前記バッテリ電圧と前記スイッチングレギュレータにより生成された１次電圧のいずれか高い電圧からＣＰＵのＡ／Ｄポート診断用のレファレンス電圧を生成するようにしたものである。

（６）上記（５）において、好ましくは、前記昇圧制御手段は、前記バッテリ電圧が前記１次電圧以下に下回っても昇圧生成するようにしたものである。

（７）上記（１），（２），（５）のいずれかにおいて、好ましくは、前記バッテリ電圧又は前記１次電圧のいずれか高い電圧から基準電圧を生成する基準電圧生成手段を備えるようにしたものである。

（８）上記（１），（２），（５）のいずれかにおいて、好ましくは、前記ＡＤＣ出力電圧生成手段は、外部から入力するＡ／Ｄポート診断用電圧の制御指令に応じて、Ａ／Ｄポート診断用電圧を生成するようにしたものである。

本発明によれば、入力電圧が低下した場合でも、所定の電圧のＡ／Ｄ変換用基準電圧を発生できるものとなる。

以下、図１〜図３を用いて、本発明の第１の実施形態による電源制御装置の構成及び動作について説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態による電源制御装置の構成を示すブロック図である。図２は、本発明の第１の実施形態による電源制御装置の動作を示すタイミングチャートである。図３は、従来方式の電源制御装置の動作を示すタイミングチャートである。

最初に、図１を用いて、本実施形態による電源制御装置の構成について説明する。

本実施形態による電源制御装置は、基準電圧生成部３と、降圧用スイッチング素子４と、平滑回路６と、昇圧用スイッチング素子７と、２次電圧生成回路９と、レファレンス電圧生成部１０と、ＡＤＣ出力電圧生成部１１と、昇降圧制御部１２と、３次電圧生成回路１３と、出力バッファ１４と備えている。降圧用スイッチング素子４と、平滑回路６と、昇圧用スイッチング素子７とにより、スイッチングレギュレータを構成している。

本実施形態の電源制御装置には、バッテリ１からのバッテリ電圧Ｖinが入力する。バッテリ１の定格電圧が１４Ｖの場合、通常、バッテリ電圧Ｖinは、１０Ｖ〜１６Ｖ程度の範囲で変動する。しかしなら、スタータ起動時のクランキングノイズ発生時等のスタータ動作時や負荷動作時には、バッテリ電圧Ｖinは、５Ｖ以下まで低下することがある。

一方、本実施形態の電源制御装置の出力電圧は、２次電圧Ｖo1，３次電圧Ｖo2，Ａ／Ｄポート診断用電圧Ｖo3等がある。２次電圧Ｖo1は、ＣＰＵや各デバイスに供給されるものであり、例えば、５Ｖであるが、３．３Ｖの場合もある。３次電圧Ｖo2は、センサに供給されるものであり、例えば、５Ｖである。エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）に接続されるセンサーは車載内に各所に配置されており、ＥＣＵ外の影響（ＶＢショートやＧＮＤショードなどによる障害時の影響）を回避するため、ＣＰＵへ供給する電源と別にしている。Ａ／Ｄポート診断用電圧Ｖo3は、ＡＤＣ出力電圧制御指令に基づいて可変であり、例えば、０Ｖ〜５Ｖが出力する。

バッテリ電圧Ｖinは、５Ｖ以下まで低下した場合、従来の方式では、Ａ／Ｄポート診断用電圧Ｖo3は、５ＶのＡＤＣ出力電圧制御指令が入力された場合でも、５Ｖ出力が得られないものである。

そのため、本実施形態では、昇降圧制御部１２を備えている。昇降圧制御部１２は、バッテリ電圧Ｖinが通常の電圧レベルの場合には、降圧用スイッチング素子４を制御する。しかしながら、バッテリ電圧Ｖinが低下した場合には、昇圧用スイッチング素子７を制御して昇圧制御する。すなわち、昇降圧制御部１２は、バッテリ電圧Ｖinが定められた電圧値Ｖth以上の場合には、降圧制御して、安定化した１次電圧Ｖaを生成し、バッテリ電圧Ｖinが定められた電圧値Ｖthより低い場合には、昇圧制御して、安定化した１次電圧Ｖaを生成する。

最初に、昇降圧制御部１２が降圧制御する場合について説明する。

昇降圧制御部１２が降圧制御する場合、降圧用スイッチング素子４をスイッチング制御し、平滑回路６により平滑化して、１次電圧Ｖaを生成させる。平滑回路６は、ダイオード６ａ，６ｃと、インダクタンス６ｂと、コンデンサ６ｄとが図示のように接続され、構成される。１次電圧Ｖaは、電源制御装置の出力電圧である２次電圧Ｖo1，３次電圧Ｖo2，Ａ／Ｄポート診断用電圧Ｖo3よりも高い電圧である。

一方、基準電圧生成部３は、バッテリ電圧Ｖinと１次電圧Vaの高い方の電圧から、安定化された基準電圧Ｖbを生成し、出力する。

昇降圧制御部１２には、バッテリ電圧Ｖinと、１次電圧Ｖaと、基準電圧Ｖbとを入力する。バッテリ電圧Ｖinが、前述の所定電圧値Ｖthよりも高いか否かを判定するために、昇降圧制御部１２に入力している。１次電圧Ｖaが安定化している状態では、基準電圧Ｖbと、１次電圧Ｖaとの間には、Ｖa＝ｋ１×Ｖb（ここで、ｋ１は、定数）の関係がある。そこで、昇降圧制御部１２は、１次電圧Ｖaを定数ｋ１で分圧した電圧値（Ｖa／ｋ１）と、基準電圧Ｖbとが一致するように、降圧用スイッチング素子４のスイッチングデューティを可変する。例えば、１次電圧Ｖaを定数ｋ１で分圧した電圧値（Ｖa／ｋ１）が、基準電圧Ｖbよりも高ければ、降圧用スイッチング素子４のオンデューティを短くし、電圧値（Ｖa／ｋ１）が、基準電圧Ｖbよりも低ければ、降圧用スイッチング素子４のオンデューティを長くすることで、安定化された１次電圧Ｖaを得る。

２次電圧生成部９には、１次電圧Ｖaと、基準電圧Ｖbとが入力する。２次電圧生成部９で生成する２次電圧Ｖo1と、基準電圧Ｖbとの間には、Ｖo1＝ｋ２×Ｖb（ここで、ｋ２は定数）の関係がある。そこで、２次電圧生成部９は、基準電圧Ｖbを基準として、１次電圧Ｖaから生成される２次電圧Ｖo1がｋ２×Ｖbとなるようにして、２次電圧Ｖo1を生成する。

３次電圧生成部１３には、１次電圧Ｖaと、基準電圧Ｖbとが入力する。３次電圧生成部１３で生成する３次電圧Ｖo2と、基準電圧Ｖbとの間には、Ｖo2＝ｋ３×Ｖb（ここで、ｋ３は定数）の関係がある。そこで、３次電圧生成部１３は、基準電圧Ｖbを基準として、１次電圧Ｖaから生成される３次電圧Ｖo2がｋ３×Ｖbとなるようにして、３次電圧Ｖo2を生成する。

Ａ／Ｄポート診断用のレファレンス電圧生成部１０には、バッテリ電圧Ｖinと、１次電圧Ｖaと、基準電圧Ｖbとが入力する。レファレンス電圧生成部１０で生成するレファレンス電圧Ｖcと、基準電圧Ｖbとの間には、Ｖc＝ｋ４×Ｖb（ここで、ｋ４は定数）の関係がある。そこで、レファレンス電圧生成部１０は、基準電圧Ｖbを基準とし、バッテリ電圧Ｖinと１次電圧Ｖaの高い方の電圧から、レファレンス電圧Ｖcを生成する。なお、ここでは、バッテリ電圧Ｖinが所定電圧値Ｖthよりも高い場合の説明であるので、レファレンス電圧生成部１０は、基準電圧Ｖbを基準とし、バッテリ電圧Ｖinから、レファレンス電圧Ｖcを生成する。

ＡＤＣ出力電圧生成部１１は、レファレンス電圧生成部１０により生成されたレファレンス電圧Ｖcから、ＡＤＣ出力制御指令Ｃvにより設定された電圧Ｖdを生成し、出力バッファ１４を介し、Ａ／Ｄポート診断用電圧Ｖo3をＣＰＵに出力する。

次に、昇降圧制御部１２が昇圧制御する場合について説明する。

昇降圧制御部１２が昇圧制御する場合、降圧用スイッチング素子４を降圧制御４ａ、且つ、昇圧用スイッチング素子７を昇圧制御７ａにて駆動し、更に平滑回路６により安定化した１次電圧Ｖaを生成させる。すなわち、昇圧用スイッチング素子７がオン状態からオフ状態に変わる時、平滑回路６のインダクタンス６ｂに発生する逆起電力により昇圧し、平滑化する。

２次電圧生成部９の２次電圧Ｖo1の生成動作と、３次電圧生成部１３の３次電圧Ｖo2の生成動作は、前述の場合と同様である。

Ａ／Ｄポート診断用のレファレンス電圧生成部１０には、バッテリ電圧Ｖinと、１次電圧Ｖaと、基準電圧Ｖbとを入力している。レファレンス電圧生成部１０は、基準電圧Ｖbを基準とし、バッテリ電圧Ｖinと１次電圧Ｖaの高い方の電圧，すなわち、ここでは、１次電圧Ｖaから、レファレンス電圧Ｖcを生成する。このように、バッテリ電圧Ｖinが低下した場合でも、レファレンス電圧生成部１０は、バッテリ電圧Ｖinよりも高い１次電圧Ｖaを用いて、レファレンス電圧Ｖcを生成することができる。

従来の方式では、レファレンス電圧生成部１０は、バッテリ電圧Ｖinから、レファレンス電圧Ｖcを生成しているため、バッテリ電圧Ｖinが低下すると、レファレンス電圧Ｖcも低下する。従って、バッテリ電圧Ｖinが５Ｖ以下となると、レファレンス電圧Ｖcも５Ｖ以下となり、例えば、ＡＤＣ出力制御指令Ｃvにより設定された電圧が５Ｖのとき、レファレンス電圧Ｖcも５Ｖ以下となると、ＡＤＣ出力電圧生成部１１の出力電圧Ｖdは、５Ｖと以下となり、所望の電圧を出力することができなくなるが、本実施形態では、レファレンス電圧生成部１０は、バッテリ電圧Ｖinと１次電圧Ｖaの高い方の電圧から、レファレンス電圧Ｖcを生成しているため、ＡＤＣ出力制御指令Ｃvにより設定された電圧（０Ｖ〜５Ｖ）を、正確に、出力バッファ１４からＣＰＵに出力することができる。

なお、出力バッファ１４には、バッテリ電圧Ｖinと、１次電圧Ｖaとが入力している。出力バッファ１４は、バッテリ電圧Ｖinと１次電圧Ｖaとの内、いずれ高い方の電圧を用いることで、バッテリ電圧の低下時及びノイズによる影響を防ぎ、定電圧化されたＡ／Ｄポート診断用電圧Ｖo3をＣＰＵに提供することができる。

ここで、Ａ／Ｄポート診断用電圧Ｖo3は、例えばＣＰＵへ供給電圧が５Ｖなら、ＣＰＵへ供給のための２次電圧生成部９と別にレファレンス電圧Ｖcを生成しているので、０Ｖから５Ｖまで電圧可変が可能、且つ、２次電圧Ｖo1や３次電圧Ｖo2の変動による影響を受けない診断を可能とする。

次に、図２及び図３を用いて、本実施形態による電源制御装置の動作と、従来方式の電源制御装置の動作をそれぞれ説明する。

最初に、図３により、バッテリ電圧低下時の従来方式における動作内容について説明する。

図３において、横軸は時間を示している。図３（Ａ）の縦軸はバッテリ電圧Ｖinを示し、図３（Ｃ）の縦軸は降圧用スイッチング素子４に対する降圧制御信号を示している。図３（Ｈ）の縦軸は基準電圧Ｖｂ示し、図３（Ｆ）の縦軸はレファレンス電圧Ｖｃ示し、図３（Ｇ）の縦軸はＡＤＣ出力電圧Ｖo3を示している。

時刻ｔ０において、外部ＡＤＣ出力制御指令Ｃvが入力すると、図３（Ａ）に示すバッテリ電圧Ｖinから、図３（Ｆ）に示すレファレンス電圧Ｖcを生成し、さらに、図３（Ｇ）に示す設定された電圧のＡ／Ｄポート診断用電圧Ｖo3をＣＰＵへ出力する。ここで、例えば、設定された電圧が５Ｖとする。

時刻ｔ１において、図３（Ａ）に示すように、バッテリ電圧Ｖinが、設定値Ｖthを下回ると、図３（Ｈ）に示すように、基準電圧Ｖbの低下が生じ、図３（Ｆ）に示すように、レファレンス電圧Ｖcの出力が低下する。そのため、図３（Ｇ）に示すように、Ａ／Ｄポート診断用電圧Ｖo3も低下が発生する。ＡＤＣ出力制御指令Ｃvにより設定された電圧が５Ｖであったとしても、Ａ／Ｄポート診断用電圧Ｖo3は５Ｖ以下となる。そのため、出力電圧精度低下を招き、ＣＰＵのＡ／Ｄポートが、センサーからの出力信号を正しくレベル検出ができているか、診断することができなくなる。

次に、図２により、バッテリ電圧低下時の本実施形態の方式における動作内容について説明する。

図２において、横軸は時間を示している。図２（Ａ）の縦軸はバッテリ電圧Ｖinを示し、図２（Ｂ）の縦軸はバッテリ電圧電流を示し、図２（Ｃ）の縦軸は降圧用スイッチング素子４に対する降圧制御信号を示している。図２（Ｄ）の縦軸は昇圧用スイッチング素子７に対する昇圧制御信号を示し、図２（Ｅ）の縦軸は１次電圧Ｖａを示している。図２（Ｆ）の縦軸はレファレンス電圧Ｖｃ示し、図２（Ｇ）の縦軸はＡＤＣ出力電圧Ｖo3を示している。

時刻ｔ０において、外部ＡＤＣ出力制御指令Ｃvが入力すると、図２（Ａ）に示すバッテリ電圧Ｖinから、図２（Ｆ）に示すレファレンス電圧Ｖcを生成し、図２（Ｇ）に示す設定された電圧のＡ／Ｄポート診断用電圧Ｖo3をＣＰＵに出力する。

時刻ｔ１において、図２（Ａ）に示すように、バッテリ電圧Ｖinが、設定値Ｖthを下回ると、昇降圧制御部１２は、図２（C）及び図２（D）に示すように、降圧制御から昇圧制御に切替る。これによって、図２（E）に示すように、安定した１次電圧Ｖaを生成することができる。

この昇圧制御によって、図２（B）に示すようにバッテリから大電流を要し、バッテリラインのインピーダンスにより、図２（Ａ）に示すように、バッテリ電圧Ｖinにリップルが生じる。

そのため、図２（Ｆ）に示すように、レファレンス電圧生成部１０ａは、時刻ｔ１よりも前の期間Ｔ１においては、バッテリ電圧からレファレンス電圧を生成しているのに対して、時刻ｔ１以降の期間Ｔ２において、バッテリ電圧を使用せず、安定化された１次電圧Ｖaからレファレンス電圧から生成を行うことにより、安定したレファレンス電圧Ｖｃの出力が可能になる。

図２（Ｇ）に示すように、ＣＰＵへ出力する出力バッファもバッテリ電圧Ｖinから１次電圧Ｖaに切替えることで、Ａ／Ｄポート診断用電圧Ｖo3も、バッテリ低下による影響や、バッテリに発生したリップルの影響を受けずに、出力精度を保つことが可能となる。

以上説明したように、本実施形態によれば、エンジンスタート時に発生するノイズによる電圧低下の影響を防ぎ、ＣＰＵのＡ／Ｄポートを診断するために使用する、診断用電圧を定電圧安定化された電圧供給することができる。

次に、図４及び図５を用いて、本発明の第２の実施形態による電源制御装置の構成及び動作について説明する。

図４は、本発明の第２の実施形態による電源制御装置の構成を示すブロック図である。図５は、本発明の第２の実施形態による電源制御装置の動作を示すタイミングチャートである。なお、図４において、図１と同一符号は、同一部分を示している。また、図５において、横軸は時間を示し、図５（Ａ）〜（Ｇ）の縦軸は、図２（Ａ）〜（Ｇ）の縦軸と同様である。

図４において、図１に示した実施形態と相違する点は、次のとおりである。図１に示した例では、レファレンス電圧生成部１０は、バッテリ電圧Ｖinと１次電圧Ｖaの高い方の電圧から、レファレンス電圧Ｖcを生成している。出力バッファ１４は、バッテリ電圧Ｖinと１次電圧Ｖaとの内、いずれ高い方の電圧を用いて、Ａ／Ｄポート診断用電圧Ｖo3を出力している。

それに対して、本実施形態では、レファレンス電圧生成部１０は、１次電圧Ｖaのみから、レファレンス電圧Ｖcを生成している。また、出力バッファ１４は、１次電圧Ｖaのみにより、Ａ／Ｄポート診断用電圧Ｖo3を出力している。

車載負荷はバッテリ電圧に接続されているため、図５（Ａ）の期間Ｔ３に示すように、負荷動作時にノイズが発生し、バッテリ電圧Ｖinに、そのノイズが重畳する。

このノイズの影響を除くため、レファレンス電圧生成部１０や出力バッファ部１４は、バッテリ電圧Ｖinから生成を行わず、昇降圧制御部１２にて昇圧及び降圧制御、更に平滑回路によって安定化された１次電圧Ｖaのみを用いている。レファレンス電圧生成部１０は、１次電圧Ｖaからレファレンス電圧Ｖcを生成し、出力バッファ部１４は、１次電圧Ｖaにより、Ａ／Ｄポート診断用電圧Ｖo3を出力している。これにより、バッテリ電圧低下時及びバッテリ電圧に発生するノイズの影響を受けずに、出力精度を保つことが可能となる。

また、負荷動作時に発生するノイズによる電圧低下の影響を防ぎ、ＣＰＵのＡ／Ｄポートを診断するために使用する、診断用電圧を定電圧安定化された電圧供給することができる。

次に、図６及び図７を用いて、本発明の第３の実施形態による電源制御装置の構成及び動作について説明する。

図６は、本発明の第３の実施形態による電源制御装置の構成を示すブロック図である。図７は、本発明の第３の実施形態による電源制御装置の動作を示すタイミングチャートである。なお、図６において、図１と同一符号は、同一部分を示している。また、図７において、横軸は時間を示し、図７（Ａ），（Ｄ）〜（Ｇ）の縦軸は、図２（Ａ），（Ｄ）〜（Ｇ）の縦軸と同様である。図７（Ｊ）は、リニアレギュレータの出力電圧を示している。

図６に示す本実施形態においては、図１に示した昇降圧制御部１２に代えて、１次電圧生成部（リニアレギュレータ）１５と、ダイオード１６と、昇圧制御部１７とを備えている。

１次電圧生成部１５は、基準電圧Ｖbを基準として、バッテリ電圧Ｖinから１次電圧Ｖaを生成する。昇圧制御部１７は、昇圧用スイッチング素子７，７ｂを駆動し、安定化した１次電圧Ｖaを生成する。

バッテリ電圧Ｖinが所定の電圧値Ｖthまでは、１次電圧生成部１５から１次電圧Ｖaを生成させる。バッテリ電圧Ｖinが所定の電圧値Ｖthを下回った場合、昇圧制御部１７から昇圧用スイッチング素子７，７ｂを駆動し、安定化した１次電圧Ｖaを生成させる。シリーズに接続されたダイオード６ｃ，１６は逆流を防ぐための働きを持ち、安定した１次電圧Ｖaを生成可能とする。

図７（Ａ）に示すように、バッテリ電圧Ｖinが、定められた電圧値Ｖth以上の場合、図７（Ｅ）の期間Ｔ４に示すように、１次電圧生成部１５で生成されたリニアレギュレータ出力電圧１５ａが１次電圧Ｖaとなる。バッテリ電圧Ｖinが、定められた電圧値Ｖthを下回った時刻ｔ１から、図７（Ｊ）に示すように、リニアレギュレータ出力電圧１５ａも低下するため、図７（Ｄ）に示すように、昇降圧制御部１７は、昇圧制御信号７ａを出力し、昇圧用スイッチング素子７，７ｂを駆動させ、図７（Ｅ）の期間Ｔ５に示すように、安定した１次電圧Ｖa生成を行う。

これにより、図７（Ｆ）に示すように、レファレンス電圧生成部１０は、所定のバッテリ電圧値Ｖth以上時は、バッテリ電圧からレファレンス電圧生成し、バッテリ電圧値Ｖth以下時は、１次電圧Ｖaからレファレンス電圧生成することにより、安定したレファレンス電圧の出力が可能になる。

本発明の第１の実施形態による電源制御装置の構成を示すブロック図である。本発明の第１の実施形態による電源制御装置の動作を示すタイミングチャートである。従来方式の電源制御装置の動作を示すタイミングチャートである。本発明の第２の実施形態による電源制御装置の構成を示すブロック図である。本発明の第２の実施形態による電源制御装置の動作を示すタイミングチャートである。本発明の第３の実施形態による電源制御装置の構成を示すブロック図である。本発明の第３の実施形態による電源制御装置の動作を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１…バッテリ
３…基準電圧生成回路
４…降圧用スイッチング素子
５…降圧制御回路（１次電圧生成回路）
６…平滑回路
６ａ，６ｃ，１６…ダイオード
６ｂ…インダクタンス
６ｄ…平滑用コンデンサ
７，７ｂ…昇圧用スイッチング素子
９…２次電圧生成回路
１０…レファレンス電圧生成回路
１１…ＡＤＣ出力電圧生成回路
１２…昇降圧制御回路（１次電圧生成回路）
１３…３次電圧生成回路
１４…出力バッファ
１５…１次電圧生成回路（リニアレギュレータ）
１７…昇圧制御回路

Claims

入力するバッテリ電圧からレファレンス電圧を生成するレファレンス電圧生成手段と、
前記レファレンス電圧生成手段が生成するレファレンス電圧からＡ／Ｄポート診断用電圧を生成するＡＤＣ出力電圧生成手段とを有する電源制御装置であって、
前記バッテリ電圧から１次電圧を降圧生成し、また、前記バッテリ電圧から１次電圧を昇圧生成するスイッチングレギュレータと、
前記バッテリ電圧が所定電圧よりも高い時は、前記スイッチングレギュレータにより前記バッテリ電圧を降圧制御し、前記バッテリ電圧が所定電圧よりも低い時は、前記スイッチングレギュレータにより前記バッテリ電圧を昇圧制御する昇降圧制御手段とを備え、
前記レファレンス電圧生成手段は、前記バッテリ電圧と前記スイッチングレギュレータにより生成された１次電圧のいずれか高い電圧から、ＣＰＵのＡ／Ｄポート診断用のレファレンス電圧を生成することを特徴とする電源制御装置。
入力するバッテリ電圧からレファレンス電圧を生成するレファレンス電圧生成手段と、
前記レファレンス電圧生成手段が生成するレファレンス電圧からＡ／Ｄポート診断用電圧を生成するＡＤＣ出力電圧生成手段とを有する電源制御装置であって、
前記バッテリ電圧から１次電圧を降圧生成し、また、前記バッテリ電圧から１次電圧を昇圧生成するスイッチングレギュレータと、
前記バッテリ電圧が所定電圧よりも高い時は、前記スイッチングレギュレータにより前記バッテリ電圧を降圧制御し、前記バッテリ電圧が所定電圧よりも低い時は、前記スイッチングレギュレータにより前記バッテリ電圧を昇圧制御する昇降圧制御手段とを備え、
前記レファレンス電圧生成手段は、前記スイッチングレギュレータにより生成された１次電圧から、ＣＰＵのＡ／Ｄポート診断用のレファレンス電圧を生成することを特徴とする電源制御装置。
請求項１若しくは請求項２のいずれかに記載の電源制御装置において、
前記スイッチングレギュレータを構成する降圧用のスイッチング素子や平滑回路と昇圧用のスイッチング素子や平滑回路とは、同一素子からなることを特徴とする電源制御装置。
請求項１若しくは請求項２のいずれかに記載の電源制御装置において、
前記昇降圧制御手段は、前記バッテリ電圧が前記１次電圧以下に下回っても昇圧生成することを特徴とする電源制御装置。
入力するバッテリ電圧からレファレンス電圧を生成するレファレンス電圧生成手段と、
前記レファレンス電圧生成手段が生成するレファレンス電圧からＡ／Ｄポート診断用電圧を生成するＡＤＣ出力電圧生成手段とを有する電源制御装置であって、
前記バッテリ電圧から１次電圧を生成する１次電圧生成手段と、
前記バッテリ電圧から１次電圧を昇圧生成するスイッチングレギュレータと、
前記バッテリ電圧が所定電圧よりも低い時は、前記スイッチングレギュレータにより前記バッテリ電圧を昇圧制御する昇圧制御手段とを備え、
前記レファレンス電圧生成手段は、前記バッテリ電圧と前記スイッチングレギュレータにより生成された１次電圧のいずれか高い電圧からＣＰＵのＡ／Ｄポート診断用のレファレンス電圧を生成することを特徴とする電源制御装置。
請求項５記載の電源制御装置において、
前記昇圧制御手段は、前記バッテリ電圧が前記１次電圧以下に下回っても昇圧生成することを特徴とする電源制御装置。
請求項１，請求項２若しくは請求項５のいずれかに記載の電源制御装置において、
前記バッテリ電圧又は前記１次電圧のいずれか高い電圧から基準電圧を生成する基準電圧生成手段を備えることを特徴とする電源制御装置。
請求項１，請求項２若しくは請求項５のいずれかに記載の電源制御装置において、
前記ＡＤＣ出力電圧生成手段は、外部から入力するＡ／Ｄポート診断用電圧の制御指令に応じて、Ａ／Ｄポート診断用電圧を生成することを特徴とする電源制御装置。