JP2011078272A - Power supply device for in-vehicle equipment - Google Patents

Power supply device for in-vehicle equipment Download PDF

Info

Publication number
JP2011078272A
JP2011078272A JP2009229664A JP2009229664A JP2011078272A JP 2011078272 A JP2011078272 A JP 2011078272A JP 2009229664 A JP2009229664 A JP 2009229664A JP 2009229664 A JP2009229664 A JP 2009229664A JP 2011078272 A JP2011078272 A JP 2011078272A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
voltage
power supply
constant voltage
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009229664A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuji Watanabe
哲司 渡辺
Shigenori Suetake
成規 末竹
Katsuya Tsujimoto
勝也 辻本
Kimiaki Taruya
公昭 樽谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2009229664A priority Critical patent/JP2011078272A/en
Publication of JP2011078272A publication Critical patent/JP2011078272A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a power supply device for in-vehicle equipment capable of certainly operating in-vehicle equipment even when a power-supply voltage is lowered largely by starting or the like. <P>SOLUTION: The power supply device for in-vehicle equipment includes a main switch 2 connected to a vehicle power supply 1 loaded on a vehicle, a first constant-voltage circuit 3 supplied with a voltage from the vehicle power supply 1 through the main switch 2, and a second constant-voltage circuit 4 supplied with an output voltage from the first constant-voltage circuit 3. The first constant-voltage circuit 3 is configured for stepping up and down a voltage while the second constant-voltage circuit 4 is configured for stepping down a voltage. The main switch 2, the first constant-voltage circuit 3, and the second constant-voltage circuit 4 are connected in series. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

この発明は、内燃機関の始動時に始動用電動機として動作する車載用発電電動機の制御電源等として用いられる車載機器の電源装置に関するものである。   The present invention relates to a power supply device for an in-vehicle device that is used as a control power source for an in-vehicle generator motor that operates as a starting motor when an internal combustion engine is started.

内燃機関を始動させるに当たり車載用発電電動機を始動用電動機として動作させる際には、バッテリ等の車輌電源から過大な電流が流れるために電源電圧が大きく低下する。この車輌電源の電圧が、車輌を電子制御する電子制御装置の最低動作電圧を下回った場合に電子制御装置は停止する。そして、車載用発電電動機は電子制御装置の動作停止により始動制御が不能となる。このため、車輌電源の電圧が所定値を下回った場合においても電子制御装置を正常に作動させる車載機器の電源装置が必要となる。   When the on-vehicle generator motor is operated as a starter motor for starting the internal combustion engine, an excessive current flows from a vehicle power source such as a battery, so that the power supply voltage is greatly reduced. When the voltage of the vehicle power supply falls below the minimum operating voltage of the electronic control unit that electronically controls the vehicle, the electronic control unit stops. The on-vehicle generator motor becomes incapable of starting control when the operation of the electronic control device is stopped. For this reason, even when the voltage of the vehicle power supply falls below a predetermined value, a power supply device for in-vehicle devices that normally operates the electronic control device is required.

ところで、エンジンの始動時にスタータを作動させるとバッテリ電源が急激に低下する状態となる様な車載用機器の電源装置として、降圧型のチョッパ電源回路とシリーズ電源とを直列接続し、バッテリ電源の電圧が低い場合にはチョッパ電源回路をバイパスするスイッチ素子をオンすることにより、チョッパ電源回路での電圧降下による最低動作電圧の悪化を防止する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   By the way, as a power supply device for in-vehicle equipment that causes the battery power supply to suddenly drop when the starter is activated when the engine is started, a step-down chopper power supply circuit and a series power supply are connected in series. Is low, a technique for preventing deterioration of the minimum operating voltage due to a voltage drop in the chopper power supply circuit by turning on a switching element that bypasses the chopper power supply circuit has been proposed (for example, see Patent Document 1).

特許第2920929号公報Japanese Patent No. 2920929

しかし、前記特許文献1に開示されている技術では、シリーズ電源で出力される所定電圧(通常5V)以下までバッテリ電源の電圧が低下した場合には、定電圧回路は所定電圧(通常5V)を維持できず、バッテリ電圧に従って電圧が低下する。このため、電子制御装置は、電源回路から供給される電圧が最低動作電圧を下回って動作不能となり、制御が停止する。このように、特許文献1に開示された技術においては、電子制御装置の動作停止により車載用発電電動機は始動制御出来ない場合が発生する課題がある。   However, in the technique disclosed in Patent Document 1, when the voltage of the battery power supply is lowered to a predetermined voltage (normally 5 V) output from the series power supply, the constant voltage circuit reduces the predetermined voltage (normally 5 V). It cannot be maintained and the voltage drops according to the battery voltage. For this reason, the electronic control device becomes inoperable because the voltage supplied from the power supply circuit falls below the minimum operating voltage, and the control stops. As described above, in the technique disclosed in Patent Document 1, there is a problem that the on-vehicle generator-motor may not be able to be controlled by stopping the operation of the electronic control device.

この発明は、このような課題を解消するためになされたもので、始動等で急激に電源電圧が大幅に低下しても車載機器を確実に動作させることができる車載機器の電源装置を提供するものである。   The present invention has been made in order to solve such a problem, and provides a power supply device for an in-vehicle device that can reliably operate the in-vehicle device even when the power supply voltage is drastically lowered at the time of starting or the like. Is.

この発明に係る車載機器の電源装置は、車載用発電電動機に接続されるブリッジ整流回路と、上記ブリッジ整流回路に上記車載用発電電動機を制御する制御信号を供給する電子制御装置と、を含む車載機器の電源となる車載機器の電源装置であって、車輌に搭載される車輌電源に接続されるメインスイッチと、上記メインスイッチを介して上記車輌電源からの電圧が供給される第1定電圧回路と、上記第1定電圧回路からの出力電圧が供給される第2定電圧回路と、を備え、上記第1定電圧回路を昇降圧に回路構成すると共に、上記第2定電圧回路を降圧に回路構成し、上記メインスイッチと上記第1定電圧回路、及び上記第2定電圧回路を直列接続するものである。   A power supply device for an in-vehicle device according to the present invention includes a bridge rectifier circuit connected to an in-vehicle generator / motor and an electronic control device that supplies a control signal for controlling the in-vehicle generator / motor to the bridge rectifier circuit. A power supply device for an in-vehicle device serving as a power source for a device, a main switch connected to a vehicle power supply mounted on a vehicle, and a first constant voltage circuit to which a voltage from the vehicle power supply is supplied via the main switch And a second constant voltage circuit to which an output voltage from the first constant voltage circuit is supplied, and the first constant voltage circuit is configured as a step-up / down circuit, and the second constant voltage circuit is stepped down. The circuit configuration is such that the main switch, the first constant voltage circuit, and the second constant voltage circuit are connected in series.

この発明に係る車載機器の電源装置によれば、車輌に搭載される車輌電源に接続される
メインスイッチと、上記メインスイッチを介して上記車輌電源からの電圧が供給される第1定電圧回路と、上記第1定電圧回路からの出力電圧が供給される第2定電圧回路と、を備え、上記第1定電圧回路を昇降圧に回路構成すると共に、上記第2定電圧回路を降圧に回路構成し、上記メインスイッチと上記第1定電圧回路、及び上記第2定電圧回路を直列接続したので、上記車載機器の最低動作電圧を下回る電源電圧時においても、上記車載機器を確実に動作させることができる。
According to the power supply device for an in-vehicle device according to the present invention, a main switch connected to a vehicle power supply mounted on a vehicle, a first constant voltage circuit to which a voltage from the vehicle power supply is supplied via the main switch, And a second constant voltage circuit to which an output voltage from the first constant voltage circuit is supplied, wherein the first constant voltage circuit is configured as a step-up / step-down circuit, and the second constant voltage circuit is configured as a step-down circuit. Since the main switch, the first constant voltage circuit, and the second constant voltage circuit are connected in series, the in-vehicle device is reliably operated even at a power supply voltage lower than the minimum operating voltage of the in-vehicle device. be able to.

この発明の実施の形態1に係る車載機器の電源装置を説明する回路ブロック図である。It is a circuit block diagram explaining the power supply device of the vehicle equipment which concerns on Embodiment 1 of this invention. ブリッジ整流回路とチャージポンプ回路との接続状態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the connection state of a bridge rectifier circuit and a charge pump circuit. 電源電圧に対する第1定電圧回路の出力電圧及び第2定電圧回路の出力電圧の状態を示すチャート図である。It is a chart figure which shows the state of the output voltage of the 1st constant voltage circuit with respect to a power supply voltage, and the output voltage of a 2nd constant voltage circuit.

以下、添付の図面を参照して、この発明に係る車載機器の電源装置について好適な実施の形態を説明する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a power supply device for an in-vehicle device according to the invention will be described with reference to the accompanying drawings.

実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係る車載機器の電源装置を説明する回路ブロック図である。図1において、電源装置100は、バッテリ等の車輌電源1、車輌電源1からの電源供給を遮断するメインスイッチ2、メインスイッチ2と直列接続され、後述する昇降圧回路からなる第1定電圧回路3、第1定電圧回路3の出力電圧を入力として定電圧Vsを出力する降圧回路からなる第2定電圧回路4を備えている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a circuit block diagram illustrating a power supply apparatus for an in-vehicle device according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, a power supply device 100 includes a vehicle power source 1 such as a battery, a main switch 2 that cuts off power supply from the vehicle power source 1, and a first constant voltage circuit that is connected in series with a main switch 2 and includes a step-up / down circuit described later. 3. A second constant voltage circuit 4 comprising a step-down circuit that outputs the constant voltage Vs with the output voltage of the first constant voltage circuit 3 as an input is provided.

第1定電圧回路3は、降圧制御用で昇圧制御時には常時オンとなるスイッチ31、降圧制御時用の転流ダイオード32、コイル33、昇圧制御用のスイッチ34、逆流阻止ダイオード35、コンデンサ36、電圧検出回路37、定電圧制御用の誤差増幅器38、スイッチ31またはスイッチ34をスイッチング制御する第1電圧制御回路(Vm電圧制御回路)39により構成されている。   The first constant voltage circuit 3 is a step-down control switch 31 that is always turned on during step-up control, a commutation diode 32 for step-down control, a coil 33, a switch 34 for step-up control, a reverse current blocking diode 35, a capacitor 36, The voltage detection circuit 37, the constant voltage control error amplifier 38, and the first voltage control circuit (Vm voltage control circuit) 39 that controls the switch 31 or the switch 34 are configured.

また、第2定電圧回路4は、電圧制御用のスイッチ41、安定用コンデンサ42、電圧検出回路43、定電圧制御用の誤差増幅器44、スイッチ41を制御する第2電圧制御回路(Vs電圧制御回路)45により構成されている。   The second constant voltage circuit 4 includes a voltage control switch 41, a stabilization capacitor 42, a voltage detection circuit 43, a constant voltage control error amplifier 44, and a second voltage control circuit (Vs voltage control) that controls the switch 41. Circuit) 45.

図1において、符号VBは車輌電源1の出力電圧(以下、電源電圧という。)を示す電源記号で、符号Vmは第1定電圧回路3の出力電圧を示す電源記号である。また、符号Vsは第2定電圧回路4の出力電圧を示す電源記号である。   In FIG. 1, reference sign VB is a power supply symbol indicating the output voltage of the vehicle power supply 1 (hereinafter referred to as power supply voltage), and reference sign Vm is a power supply symbol indicating the output voltage of the first constant voltage circuit 3. Reference sign Vs is a power supply symbol indicating the output voltage of the second constant voltage circuit 4.

電源装置100は、更に、メインスッチ起動信号5と後述する電子制御装置6からの電源保持信号7を合成するゲート素子8、ゲート素子8からの信号によりメインスイッチ2を駆動制御するメインスイッチ駆動回路9、第1定電圧回路3の出力電圧Vmを入力とする高精度の基準電圧10と電源電圧VBを入力とする低精度ながら出力応答性の高い基準電圧11とを切り換える基準電圧切り換え手段としての基準電圧切り換え回路12、及び電子制御装置6を制御するリセット回路13を備えている。   The power supply device 100 further includes a gate element 8 that synthesizes a main switch activation signal 5 and a power holding signal 7 from an electronic control device 6 to be described later, and a main switch drive circuit 9 that controls the drive of the main switch 2 by a signal from the gate element 8. The reference voltage switching means for switching the high-accuracy reference voltage 10 to which the output voltage Vm of the first constant voltage circuit 3 is input and the low-accuracy but high-accuracy reference voltage 11 to which the power supply voltage VB is input. A voltage switching circuit 12 and a reset circuit 13 for controlling the electronic control device 6 are provided.

電子制御装置6は、MOS−FETで構成されるブリッジ整流回路14にモータ制御信号を供給し、ブリッジ整流回路14は、発電電動機の電機子巻線15へ整流された電力を供給する。これにより発電電動機が駆動制御される。なお、電子制御装置6は、マイコン
で構成されており、第2定電圧回路4の出力電圧Vsが供給されている。
The electronic control unit 6 supplies a motor control signal to the bridge rectifier circuit 14 formed of a MOS-FET, and the bridge rectifier circuit 14 supplies rectified power to the armature winding 15 of the generator motor. Thereby, the generator motor is driven and controlled. The electronic control device 6 is constituted by a microcomputer and is supplied with the output voltage Vs of the second constant voltage circuit 4.

ブリッジ整流回路14のMOS−FETには、第1チャージポンプ回路16と第2チャージポンプ回路17が接続されている。上側アームを構成するMOS−FETは第1チャージポンプ回路16に基づいて駆動され、下側アームを構成するMOS−FETは第2チャージポンプ回路17に基づいて駆動される。   A first charge pump circuit 16 and a second charge pump circuit 17 are connected to the MOS-FET of the bridge rectifier circuit 14. The MOS-FET constituting the upper arm is driven based on the first charge pump circuit 16, and the MOS-FET constituting the lower arm is driven based on the second charge pump circuit 17.

図2は、ブリッジ整流回路14と第1及び第2チャージポンプ回路16、17との接続状態を示すブロック図である。図2において、ブリッジ整流回路14は、ブリッジ上側アームを駆動するプリドライバ回路141、ブリッジ上側アームを構成するMOS−FET142、ブリッジ下側アームを駆動するプリドライバ回路143、ブリッジ下側アームを構成するMOS−FET144を備えている。なお、図2において、図1と同一符号は同一部分を示している。   FIG. 2 is a block diagram showing a connection state between the bridge rectifier circuit 14 and the first and second charge pump circuits 16 and 17. In FIG. 2, a bridge rectifier circuit 14 constitutes a pre-driver circuit 141 that drives the bridge upper arm, a MOS-FET 142 that constitutes the bridge upper arm, a pre-driver circuit 143 that drives the bridge lower arm, and a bridge lower arm. A MOS-FET 144 is provided. In FIG. 2, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same parts.

実施の形態1に係る車載機器の電源装置は上記のように構成されており、次に、その動作について図3を用いて説明する。図3は、電源電圧VBに対する第1定電圧回路3の出力電圧Vm及び第2定電圧回路4の出力電圧Vsの状態を示すチャート図である。   The power supply apparatus for the in-vehicle device according to Embodiment 1 is configured as described above, and the operation thereof will be described next with reference to FIG. FIG. 3 is a chart showing the states of the output voltage Vm of the first constant voltage circuit 3 and the output voltage Vs of the second constant voltage circuit 4 with respect to the power supply voltage VB.

図3において、横軸は電源電圧VBを示し、縦軸は第1定電圧回路3の出力電圧Vm及び第2定電圧回路4の出力電圧Vsを示している。また、破線は第1定電圧回路3の出力電圧Vmの状態であり、実線は第2定電圧回路4の出力電圧Vsの状態である。   In FIG. 3, the horizontal axis indicates the power supply voltage VB, and the vertical axis indicates the output voltage Vm of the first constant voltage circuit 3 and the output voltage Vs of the second constant voltage circuit 4. The broken line is the state of the output voltage Vm of the first constant voltage circuit 3, and the solid line is the state of the output voltage Vs of the second constant voltage circuit 4.

図3に示すように、第1定電圧回路3の出力電圧Vmより電源電圧VBが大きい場合は、第1定電圧回路3の出力電圧はVmに降圧制御され、第1定電圧回路3の出力電圧Vmより電源電圧VBが低い場合は、第1定電圧回路3の出力電圧はVmに昇圧制御される。   As shown in FIG. 3, when the power supply voltage VB is higher than the output voltage Vm of the first constant voltage circuit 3, the output voltage of the first constant voltage circuit 3 is stepped down to Vm and the output of the first constant voltage circuit 3 is output. When the power supply voltage VB is lower than the voltage Vm, the output voltage of the first constant voltage circuit 3 is boosted to Vm.

第2定電圧回路4は第1定電圧回路3の出力電圧Vmを入力として、出力電圧を一定電圧Vsに制御するが、第1定電圧回路3の出力電圧がVmに保たれるために、第2定電圧回路4の出力電圧Vsは電源電圧VBの入力に依存せずに出力可能である。ここで具体的な設定値としては、第2定電圧回路4の出力電圧Vsは5Vが一般的で、第1定電圧回路3の出力電圧Vmは損失最適化と、第2定電圧回路4の出力電圧Vsの安定出力化、さらに後述する第1及び第2チャージポンプ回路16、17の出力電圧設定との関係から7V程度に設定される。   The second constant voltage circuit 4 receives the output voltage Vm of the first constant voltage circuit 3 and controls the output voltage to a constant voltage Vs. However, since the output voltage of the first constant voltage circuit 3 is maintained at Vm, The output voltage Vs of the second constant voltage circuit 4 can be output without depending on the input of the power supply voltage VB. Here, as a specific set value, the output voltage Vs of the second constant voltage circuit 4 is generally 5 V, the output voltage Vm of the first constant voltage circuit 3 is optimized for loss, and the second constant voltage circuit 4 The output voltage Vs is set to about 7 V in view of the stable output and the output voltage setting of first and second charge pump circuits 16 and 17 described later.

図3において、電源電圧VBが3V以下では第1定電圧回路3の出力電圧Vm及び第2定電圧回路4の出力電圧Vsが共に電圧出力を停止している。これは、車輌電源1が正常範囲と判断される下限電圧により設定される値であり、図1における電子制御装置6で電源電圧VBを電圧検出し、電源保持信号7からゲート素子8及びメインスイッチ駆動回路9を経由してメインスイッチ2を制御することにより、第1定電圧回路3への給電を遮断し、第1定電圧回路3の出力電圧Vm及び第2定電圧回路4の出力電圧Vsを停止することを可能にするものである。   In FIG. 3, when the power supply voltage VB is 3 V or less, the output voltage Vm of the first constant voltage circuit 3 and the output voltage Vs of the second constant voltage circuit 4 both stop voltage output. This is a value set by the lower limit voltage at which the vehicle power supply 1 is determined to be in the normal range. The electronic control device 6 in FIG. 1 detects the power supply voltage VB, and from the power holding signal 7 to the gate element 8 and the main switch. By controlling the main switch 2 via the drive circuit 9, power supply to the first constant voltage circuit 3 is cut off, and the output voltage Vm of the first constant voltage circuit 3 and the output voltage Vs of the second constant voltage circuit 4. It is possible to stop.

尚、メインスイッチ2は電源保持信号7からの制御ルート以外に、メインスイッチ起動信号5からの制御も可能にしているために、電源保持信号7とメインスイッチ起動信号5の2つのルートからのオフ指令が同時成立した時にのみメインスイッチ2はオフされる。   Since the main switch 2 can be controlled from the main switch activation signal 5 in addition to the control route from the power holding signal 7, the main switch 2 is turned off from the two routes of the power holding signal 7 and the main switch activation signal 5. The main switch 2 is turned off only when the commands are simultaneously established.

また、メインスイッチ2のオフ指令は、後段の第1定電圧回路3も出力停止するように構成されている。第1定電圧回路3は、メインスイッチ2のオフ指令であるゲート素子8からの信号を取り込み、メインスイッチ2と同時に第1定電圧回路3の出力電圧Vmをも停止する。これによりメインスイッチ2にてオン故障が発生した場合でも、第1定電圧回
路3及び第2定電圧回路4の出力を停止することが可能となる。
Further, the turn-off command of the main switch 2 is configured so that the output of the first constant voltage circuit 3 in the subsequent stage is also stopped. The first constant voltage circuit 3 takes in a signal from the gate element 8 that is an off command of the main switch 2 and stops the output voltage Vm of the first constant voltage circuit 3 simultaneously with the main switch 2. As a result, even when an ON failure occurs in the main switch 2, it is possible to stop the outputs of the first constant voltage circuit 3 and the second constant voltage circuit 4.

次に、第1定電圧回路3の動作について説明する。図3において、電源電圧VBが第1定電圧回路3の出力電圧Vmより高い場合には、スイッチ31、コイル33、ダイオード35、コンデンサ36及びダイオード32により構成される降圧回路により、第1定電圧回路3の出力電圧Vmは一定に保たれる。尚、この時スイッチ34はオフである。   Next, the operation of the first constant voltage circuit 3 will be described. In FIG. 3, when the power supply voltage VB is higher than the output voltage Vm of the first constant voltage circuit 3, the step-down circuit constituted by the switch 31, the coil 33, the diode 35, the capacitor 36 and the diode 32 causes the first constant voltage The output voltage Vm of the circuit 3 is kept constant. At this time, the switch 34 is off.

また、電源電圧VBが第1定電圧回路3の出力電圧Vmより低い場合には、コイル33、スイッチ34、ダイオード35、コンデンサ36及びダイオード32により構成される昇圧回路により第1定電圧回路3の出力電圧Vmは一定に保たれる。尚、この時のスイッチ31はオンである。   When the power supply voltage VB is lower than the output voltage Vm of the first constant voltage circuit 3, the booster circuit composed of the coil 33, the switch 34, the diode 35, the capacitor 36 and the diode 32 causes the first constant voltage circuit 3 to The output voltage Vm is kept constant. At this time, the switch 31 is on.

この第1定電圧回路3における昇降圧回路では、スイッチ31とスイッチ34とがコイル33を経由して直列接続されるため、スイッチ31とスイッチ34とが同時にオンすると過大な電流が流れてスイッチ31、34、またはコイル33が焼損する可能性があるために、スイッチ31とスイッチ34が同時オンして過大な電流が流れる場合には、スイッチ34をオフする様に構成した保護回路を付加する。なお、ここでは保護回路についての具体的な説明は省略する。   In the step-up / step-down circuit in the first constant voltage circuit 3, the switch 31 and the switch 34 are connected in series via the coil 33. Therefore, when the switch 31 and the switch 34 are simultaneously turned on, an excessive current flows and the switch 31. , 34, or the coil 33 may be burned out, and when the switch 31 and the switch 34 are simultaneously turned on and an excessive current flows, a protection circuit configured to turn off the switch 34 is added. Note that a specific description of the protection circuit is omitted here.

次に、第2定電圧回路4の動作について説明する。第2定電圧回路4は、第1定電圧回路3の出力電圧Vmを入力として、定電圧フィードバック制御により出力電圧Vsを定電圧制御するリニア制御型の降圧回路であるが、出力電圧Vsには高い電圧精度が要求されることが多い。そのため第2定電圧回路4の出力電圧Vsの精度を向上するために誤差増幅器44にて比較される基準電圧の精度を改善することが必要になる。   Next, the operation of the second constant voltage circuit 4 will be described. The second constant voltage circuit 4 is a linear control type step-down circuit that takes the output voltage Vm of the first constant voltage circuit 3 as an input and performs constant voltage control of the output voltage Vs by constant voltage feedback control. High voltage accuracy is often required. Therefore, in order to improve the accuracy of the output voltage Vs of the second constant voltage circuit 4, it is necessary to improve the accuracy of the reference voltage compared by the error amplifier 44.

そこで、比較的安定な第1定電圧回路3の出力電圧Vmを入力とする基準電圧10と、電源電圧VBを入力とする低精度ながらも広範囲入力電圧に対して高速な出力が得られる基準電圧11とを基準電圧に設定する。そして、これを基準電圧切り換え回路12で切り換えて、誤差増幅器44に入力することで、定常時には基準電圧10による制御で出力電圧Vsを高精度化すると共に、電源投入直後などの回路動作が不安定な過渡時には低精度ながらも高速な基準電圧11に切り換えて制御する。これにより、安定した出力電圧Vsの目標電圧を得ることができる。尚、基準電圧切り換え回路14より出力される基準電圧は、第1定電圧回路3を制御する誤差増幅回路38にも共用化され、さらには電圧リセット回路13等にも共用できることにより回路の簡素化が計れる。   Therefore, a reference voltage 10 having the relatively stable output voltage Vm of the first constant voltage circuit 3 as an input, and a reference voltage having a low-accuracy and high-speed output for a wide range of input voltages with the power supply voltage VB as an input. 11 is set as a reference voltage. Then, this is switched by the reference voltage switching circuit 12 and input to the error amplifier 44, so that the output voltage Vs is made highly accurate by the control by the reference voltage 10 in a steady state and the circuit operation immediately after the power is turned on is unstable. During a transient, control is performed by switching to a high-speed reference voltage 11 with low accuracy. Thereby, a stable target voltage of the output voltage Vs can be obtained. The reference voltage output from the reference voltage switching circuit 14 is shared by the error amplification circuit 38 that controls the first constant voltage circuit 3, and can also be shared by the voltage reset circuit 13 and the like, thereby simplifying the circuit. Can be measured.

次に、ブリッジ整流回路14と第1チャージポンプ回路16及び第2チャージポンプ回路17の動作について図2を用いて説明する。上側アームを構成するMOS−FET142、及びそのプリドライバ141、下側アームを構成するMOS−FET144、及びそのプリドライバ143において、上側アームを構成するMOS−FET142を駆動するための電圧源は、第1チャージポンプ回路16で、その出力電圧VO1を、プリドライバ141を経由してMOS−FET142のゲートに供給し、MOS−FET142を駆動する。下側アームを構成するMOS−FET144の駆動については、第2チャージポンプ回路17の出力電圧VO2を、プリドライバ143を経由してMS−FET144のゲートに供給し、MS−FET144を駆動する。   Next, operations of the bridge rectifier circuit 14, the first charge pump circuit 16, and the second charge pump circuit 17 will be described with reference to FIG. In the MOS-FET 142 constituting the upper arm and its pre-driver 141, the MOS-FET 144 constituting the lower arm, and the pre-driver 143, the voltage source for driving the MOS-FET 142 constituting the upper arm is The one charge pump circuit 16 supplies the output voltage VO1 to the gate of the MOS-FET 142 via the pre-driver 141 to drive the MOS-FET 142. For driving the MOS-FET 144 constituting the lower arm, the output voltage VO2 of the second charge pump circuit 17 is supplied to the gate of the MS-FET 144 via the pre-driver 143 to drive the MS-FET 144.

第1チャージポンプ回路16には、第2チャージポンプ回路17の出力電圧と電源電圧VBが入力され、第2チャージポンプ回路17には、第1定電圧回路3の出力電圧Vmが入力され、各々のチャージポンプ回路16、17の出力電圧は以下となる。
第1チャージポンプ回路16の出力電圧VO1=VO2+VB=2Vm+VB
第2チャージポンプ回路17の出力電圧VO2=2Vm
The output voltage of the second charge pump circuit 17 and the power supply voltage VB are input to the first charge pump circuit 16, and the output voltage Vm of the first constant voltage circuit 3 is input to the second charge pump circuit 17, respectively. The output voltages of the charge pump circuits 16 and 17 are as follows.
Output voltage VO1 = VO2 + VB = 2Vm + VB of the first charge pump circuit 16
Output voltage VO2 = 2Vm of the second charge pump circuit 17

上記のように第1チャージポンプ回路16の出力電圧で上側アーム用MOS−FET142を駆動し、第2チャージポンプ回路17で下側アーム用MOS−FET144を駆動するので、上側アーム用MOS−FET142と下側アーム用MOS−FET144とは共に第1定電圧回路3の出力電圧Vmの2倍電圧で駆動できる。従って、上下のMOS−FET142、144の駆動電圧は電源電圧VBに依存することなく均一化できるので、MOS−FET142とMOS−FET144とで構成されるスイッチング動作のバランスを取ることができ、安定したブリッジ整流回路14の制御が可能となる。   Since the upper arm MOS-FET 142 is driven by the output voltage of the first charge pump circuit 16 and the lower arm MOS-FET 144 is driven by the second charge pump circuit 17 as described above, Both the lower arm MOS-FET 144 can be driven with a voltage twice the output voltage Vm of the first constant voltage circuit 3. Accordingly, since the driving voltages of the upper and lower MOS-FETs 142 and 144 can be made uniform without depending on the power supply voltage VB, the switching operation composed of the MOS-FET 142 and the MOS-FET 144 can be balanced and stable. The bridge rectifier circuit 14 can be controlled.

以上説明したように、実施の形態1に係る車載機器の電源装置によれば、第1定電圧回路3に昇降圧回路を採用したことにより、電子機器の最低動作電圧を下回る電源電圧時にも電子制御回路6を確実に動作させることができる。   As described above, according to the power supply apparatus for an in-vehicle device according to the first embodiment, by adopting the step-up / down circuit for the first constant voltage circuit 3, even when the power supply voltage is lower than the minimum operating voltage of the electronic device, The control circuit 6 can be operated reliably.

また、MOS−FET142、144で構成されるブリッジ整流回路14において、第1定電圧回路3の出力電圧Vmを基準にしたチャージポンプ電圧が得られるので、MOS−FET142、144のゲート駆動を最適化でき、制御性に優れたブリッジ整流回路14を得ることができる。   Further, in the bridge rectifier circuit 14 composed of the MOS-FETs 142 and 144, the charge pump voltage based on the output voltage Vm of the first constant voltage circuit 3 can be obtained, so that the gate drive of the MOS-FETs 142 and 144 is optimized. The bridge rectifier circuit 14 having excellent controllability can be obtained.

さらに、複数の基準電圧を切り換えることにより、高精度で過渡応答性に優れた車載機器の電源装置を得ることができる。   Furthermore, by switching a plurality of reference voltages, it is possible to obtain a power supply device for an in-vehicle device having high accuracy and excellent transient response.

1 車輌電源
2 メインスイッチ
3 第1定電圧回路
4 第2定電圧回路
5 メインスイッチ起動信号
6 電子制御装置
7 電源保持信号
8 ゲート素子
9 メインスイッチ駆動回路
10、11 基準電圧
12 基準電圧切り換え回路
13 リセット回路
14 ブリッジ整流回路
15 発電電動機の電機子巻線
16 第1チャージポンプ回路
17 第2チャージポンプ回路
31 スイッチ
32 転流ダイオード
33 コイル
34 スイッチ
35 逆流阻止ダイオード
36 コンデンサ
37 電圧検出回路
38 誤差増幅器
39 第1電圧制御回路
41 スイッチ
42 コンデンサ
43 電圧検出回路
44 誤差増幅器
45 第2電圧制御回路
141、143 プリドライバ回路
142、144 MOS−FET
VB 電源記号
Vm 第1定電圧回路3の出力電圧を示す電源記号
Vs 第2定電圧回路4の出力電圧を示す電源記号
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle power supply 2 Main switch 3 1st constant voltage circuit 4 2nd constant voltage circuit 5 Main switch starting signal 6 Electronic controller 7 Power supply holding signal 8 Gate element 9 Main switch drive circuits 10 and 11 Reference voltage 12 Reference voltage switching circuit 13 Reset circuit 14 bridge rectifier circuit 15 armature winding 16 of generator motor first charge pump circuit 17 second charge pump circuit 31 switch 32 commutation diode 33 coil 34 switch 35 reverse current blocking diode 36 capacitor 37 voltage detection circuit 38 error amplifier 39 First voltage control circuit 41 Switch 42 Capacitor 43 Voltage detection circuit 44 Error amplifier 45 Second voltage control circuit 141, 143 Pre-driver circuit 142, 144 MOS-FET
VB Power supply symbol Vm Power supply symbol indicating the output voltage of the first constant voltage circuit 3 Vs Power supply symbol indicating the output voltage of the second constant voltage circuit 4

Claims (6)

車載用発電電動機に接続されるブリッジ整流回路と、
上記ブリッジ整流回路に上記車載用発電電動機を制御する制御信号を供給する電子制御装置と、を含む車載機器の電源となる車載機器の電源装置であって、
上記車載機器の電源装置は、
車輌に搭載される車輌電源に接続されるメインスイッチと、
上記メインスイッチを介して上記車輌電源からの電圧が供給される第1定電圧回路と、
上記第1定電圧回路からの出力電圧が供給される第2定電圧回路と、
を備え、
上記第1定電圧回路を昇降圧に回路構成すると共に、上記第2定電圧回路を降圧に回路構成し、上記メインスイッチと上記第1定電圧回路、及び上記第2定電圧回路を直列接続することを特徴とする車載機器の電源装置。
A bridge rectifier circuit connected to the vehicle generator motor;
An electronic control device for supplying a control signal for controlling the in-vehicle generator-motor to the bridge rectifier circuit, and a power device for the in-vehicle device serving as a power source for the in-vehicle device,
The power supply for the above-mentioned in-vehicle device is
A main switch connected to the vehicle power supply installed in the vehicle;
A first constant voltage circuit to which a voltage from the vehicle power supply is supplied via the main switch;
A second constant voltage circuit to which an output voltage from the first constant voltage circuit is supplied;
With
The first constant voltage circuit is configured as a step-up / step-down circuit, the second constant voltage circuit is configured as a step-down circuit, and the main switch, the first constant voltage circuit, and the second constant voltage circuit are connected in series. A power supply device for an in-vehicle device.
上記ブリッジ整流回路は、MOS−FETで構成されることを特徴とする請求項1に記載の車載機器の電源装置。   The power supply apparatus for an in-vehicle device according to claim 1, wherein the bridge rectifier circuit is configured by a MOS-FET. 上記第1定電圧回路は、第1スイッチとコイル、及び第2スイッチの3者直列接続体を含んで構成されており、昇圧動作と降圧動作が重なる入力電圧範囲においては、上記第1スイッチと上記第2スイッチが同時にオンしないように構成されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の車載機器の電源装置。   The first constant voltage circuit is configured to include a three-part serial connection of a first switch, a coil, and a second switch, and in the input voltage range where the step-up operation and the step-down operation overlap, the first switch The power supply apparatus for an in-vehicle device according to claim 1, wherein the second switches are configured not to be turned on simultaneously. 上記第1定電圧回路と上記第2定電圧回路の基準電圧を複数個設定すると共に共用化することを特徴とする請求項1〜請求項3の何れか一項に記載の車載機器の電源装置。   The power supply device for an in-vehicle device according to any one of claims 1 to 3, wherein a plurality of reference voltages for the first constant voltage circuit and the second constant voltage circuit are set and shared. . 上記基準電圧を入力電圧状態に応じて切り換える基準電圧切り換え手段を備えたことを特徴とする請求項4に記載の車載機器の電源装置。   5. The power supply apparatus for an in-vehicle device according to claim 4, further comprising reference voltage switching means for switching the reference voltage according to an input voltage state. 上記ブリッジ整流回路を駆動するための異なる電圧を出力する第1及び第2チャージポンプ回路を備え、
上記第1チャージポンプ回路は上記車輌電源の電圧に上記第2チャージポンプ回路の出力電圧を加算した電圧を出力し、
上記第2チャージポンプ回路は上記第1定電圧回路の出力電圧の2倍値が出力されることを特徴とする請求項1〜請求項5の何れか一項に記載の車載機器の電源装置。
Comprising first and second charge pump circuits for outputting different voltages for driving the bridge rectifier circuit;
The first charge pump circuit outputs a voltage obtained by adding the output voltage of the second charge pump circuit to the voltage of the vehicle power supply,
6. The on-vehicle apparatus power supply device according to claim 1, wherein the second charge pump circuit outputs a double value of an output voltage of the first constant voltage circuit. 7.
JP2009229664A 2009-10-01 2009-10-01 Power supply device for in-vehicle equipment Pending JP2011078272A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009229664A JP2011078272A (en) 2009-10-01 2009-10-01 Power supply device for in-vehicle equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009229664A JP2011078272A (en) 2009-10-01 2009-10-01 Power supply device for in-vehicle equipment

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011078272A true JP2011078272A (en) 2011-04-14

Family

ID=44021640

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009229664A Pending JP2011078272A (en) 2009-10-01 2009-10-01 Power supply device for in-vehicle equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2011078272A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3217523A1 (en) * 2016-03-09 2017-09-13 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device, charge pump circuit, semiconductor system, vehicle, and control method of semiconductor device
US10277125B1 (en) 2017-12-18 2019-04-30 Landis+Gyr Llc Wide range power supply for use in meters and other devices

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003244966A (en) * 2002-02-18 2003-08-29 Mitsubishi Electric Corp Drive circuit
JP2005117828A (en) * 2003-10-09 2005-04-28 Toshiba Microelectronics Corp Regulator circuit
JP2009159755A (en) * 2007-12-27 2009-07-16 Honda Motor Co Ltd Motor drive circuit

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003244966A (en) * 2002-02-18 2003-08-29 Mitsubishi Electric Corp Drive circuit
JP2005117828A (en) * 2003-10-09 2005-04-28 Toshiba Microelectronics Corp Regulator circuit
JP2009159755A (en) * 2007-12-27 2009-07-16 Honda Motor Co Ltd Motor drive circuit

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3217523A1 (en) * 2016-03-09 2017-09-13 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device, charge pump circuit, semiconductor system, vehicle, and control method of semiconductor device
CN107181406A (en) * 2016-03-09 2017-09-19 瑞萨电子株式会社 Semiconductor devices, system and control method, charge pump circuit, vehicle
US10079596B2 (en) 2016-03-09 2018-09-18 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device, charge pump circuit, semiconductor system, vehicle, and control method of semiconductor device
US10277125B1 (en) 2017-12-18 2019-04-30 Landis+Gyr Llc Wide range power supply for use in meters and other devices
WO2019125888A1 (en) * 2017-12-18 2019-06-27 Landis+Gyr Llc Wide range power supply for use in meters and other devices
CN112119577A (en) * 2017-12-18 2020-12-22 兰迪斯+盖尔有限责任公司 Wide range power supply for use in meters and other devices

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10749217B2 (en) Power source device
CA2810841C (en) Power circuit
JP4788420B2 (en) Power supply
JP4356685B2 (en) Power generation control device and power generation system
JP2007056728A (en) Vehicle electric power unit
JP2010110091A (en) Load driving device
US20160248247A1 (en) Voltage conversion apparatus
JP5510048B2 (en) Power circuit
JPWO2017175381A1 (en) Electric power steering device
CN111630763B (en) Boost type switching power supply circuit
JP5099041B2 (en) Fuel pump control device
JP4218317B2 (en) Electric fluid pump device
JP2011078272A (en) Power supply device for in-vehicle equipment
JP2008193866A (en) Step-up switching regulator
JP4506534B2 (en) In-vehicle motor controller
JP2015035937A (en) Dc-dc converter
JP2018074874A (en) Electronic control device
JP2007020327A (en) Control unit for dc-dc converters
JP6031672B2 (en) In-vehicle power supply device and in-vehicle power supply unit using the same
JP2011244534A (en) Power circuit
JP6372382B2 (en) Power supply
JP2009118657A (en) Power supply device and electronic equipment equipped with the same
JP5029337B2 (en) Power circuit
JPWO2020080029A1 (en) Electronic control device
JP2006129543A (en) Stepping motor driver and driving method

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20111207

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111213

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120130

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20120619

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120829

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20120905

A912 Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20130104