JP2011125101A - Current detector, power supply device and current detection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、負荷への電源供給線路を開閉するスイッチを通過する電流を検出する電流検出装置とそれを備える電源供給装置、及び電流検出方法に関し、特にスイッチにパワーMOSFET等の半導体スイッチを用いたときの電流検出装置とそれを備える電源供給装置、及び電流検出方法に関する。 The present invention relates to a current detection device that detects a current passing through a switch that opens and closes a power supply line to a load, a power supply device including the current detection device, and a current detection method. In particular, the switch uses a semiconductor switch such as a power MOSFET. The present invention relates to a current detection device, a power supply device including the current detection device, and a current detection method.
自動車等に用いられている電源供給装置では、ヘッドライト等の電装品に電源を供給するために、各電装品が電源供給線路であるハーネスを介してバッテリに接続されている。また、各電装品への電源供給線路を開閉するためのスイッチがその途中に設けられている。さらに、スイッチやハーネスを過電流から保護するための過電流保護手段も設けられている。過電流保護手段として、従来はヒューズが用いられていた。 In a power supply device used in an automobile or the like, each electrical component is connected to a battery via a harness that is a power supply line in order to supply power to the electrical component such as a headlight. In addition, a switch for opening and closing the power supply line to each electrical component is provided in the middle. Further, overcurrent protection means for protecting the switch and harness from overcurrent is also provided. Conventionally, fuses have been used as overcurrent protection means.
近年、スイッチや過電流保護手段の電子化が進められており、電源供給線路を開閉するためのスイッチとして半導体スイッチが用いられるようになっている。また、ヒューズに代えて、過電流時に半導体スイッチをオフにして電源供給線路を遮断させるように構成された過電流保護手段も種々提案されている。半導体スイッチを用いた過電流保護手段では、ハーネスに加えて半導体スイッチも過電流から保護することが要求される。 In recent years, electronic switches and overcurrent protection means have been promoted, and semiconductor switches have been used as switches for opening and closing power supply lines. In addition, various overcurrent protection means configured to turn off the semiconductor switch and interrupt the power supply line in the event of an overcurrent have been proposed instead of the fuse. In the overcurrent protection means using the semiconductor switch, it is required to protect the semiconductor switch from the overcurrent in addition to the harness.
半導体スイッチは、周囲温度やそれ自身の発熱の影響を強く受けることが知られており、大電力に対応可能なパワーMOSFETを用いた場合には、周囲温度の変化によってそのオン抵抗が2倍程度も変化することがある。そこで、このような半導体スイッチを用いる場合には、半導体スイッチを通過する電流を精度よく求めて過電流等を適切に判定できるようにするために、検出した電流値に対し半導体スイッチのオン抵抗の温度変化による影響を補償する必要がある。また、半導体スイッチ以外のスイッチを用いた場合でも、スイッチの抵抗値の温度変化による影響を補償してハーネスを保護する必要がある。 Semiconductor switches are known to be strongly affected by the ambient temperature and their own heat generation. When a power MOSFET capable of handling high power is used, the on-resistance of the switch is approximately doubled by changes in the ambient temperature. Can also change. Therefore, when such a semiconductor switch is used, the on-resistance of the semiconductor switch is compared with the detected current value in order to accurately determine the current passing through the semiconductor switch and appropriately determine overcurrent or the like. It is necessary to compensate for the effects of temperature changes. Even when a switch other than a semiconductor switch is used, it is necessary to protect the harness by compensating for the influence of the switch resistance value due to temperature change.
特許文献1には、図11に示すようなモータ901の界磁コイル902に供給される界磁電流を制御する界磁電流補正制御装置900が記載されている。ここでは、電流検出用抵抗903の温度変化による抵抗値の変化量に基づいて、電流補正部904で界磁電流の測定値を補正するようにしている。電流検出用抵抗903の抵抗値の変化量として、電流検出用抵抗903の自己発熱による変化量と周囲温度の変化による変化量の両方を推定している。自己発熱による抵抗値変化量を推定するために、図12に示すような温度補正マップ、又は図13に示すような補正テーブルを用意して用いている。
また、特許文献2には、図14に示すように、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)の主電流を検出する手段を備えた電力変換装置の記載がある。IGBTの電圧、電流特性が非線形であり、かつ温度によって特性が非線形に変わることから、図14に示すIGBT911の主電流とセンスIGBT912のセンス電流との比を、温度依存性のデータテーブルあるいは換算式を用いて推定するようにしている。
さらに、特許文献3には、図15に示すようなスイッチング装置が開示されている。同図に示すスイッチング装置では、ハーネス921に対し、図16に示すような周囲温度に依存して変化する発煙特性が規定されている。特許文献3では、ハーネス921の周囲温度として、半導体スイッチ922がオフの時に温度センサで検出した値を用いている。この周囲温度をもとに、図16に示した発煙特性の温度変化に対応させて検出電流値を補正している。
Further,
しかしながら、特許文献1乃至3に記載されているような温度補正の方法では、周囲温度毎に温度補正用のデータテーブルを用意する必要があり、周囲温度として広範囲の温度をカバーさせる必要がある場合には、データテーブルのデータ量が膨大になってしまうといった問題があった。また、このような膨大なデータテーブルを保存するために大容量のメモリが必要となり、高コストになるといった問題がある。
However, in the temperature correction method described in
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、温度補正用のデータテーブルを2以上の所定の温度点だけで作成し、これを用いて広範囲の周囲温度で電流検出値を高精度に補正する電流検出装置とそれを備える電源供給装置、及び電流検出方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem. A data table for temperature correction is created only at two or more predetermined temperature points, and a current detection value is obtained at a wide range of ambient temperatures using the data table. An object of the present invention is to provide a current detection device that corrects with high accuracy, a power supply device including the current detection device, and a current detection method.
本発明の電流検出装置の第1の態様は、電源からハーネスを介して負荷に供給される負荷電流をオン/オフするスイッチに並列に接続されて前記負荷電流を検出する電流検出装置であって、電流計測用抵抗と、前記電流計測用抵抗による電圧降下を検出して測定電圧として出力する電圧検出回路と、前記スイッチの周囲温度を検出する温度センサーと、前記電圧検出回路及び前記温度センサーからそれぞれ前記測定電圧及び前記周囲温度を入力して前記負荷電流を算出する温度補正部と、を備え、前記温度補正部は、前記電圧検出回路から入力した前記測定電圧をAD変換する第1AD変換手段と、前記温度センサーから入力した前記周囲温度をAD変換する第2AD変換手段と、代表温度点事前に設定された2以上の前記周囲温度のそれぞれに対して事前に作成された前記測定電圧を前記負荷電流に変換するための電圧対電流データからなる電圧−電流変換テーブルを保存するメモリと、前記第2AD変換手段から入力したデジタル値の前記周囲温度を挟む2つの前記代表温度点を求め、前記第1AD変換手段から入力したデジタル値の前記測定電圧と前記メモリから入力した前記2つの代表温度点のそれぞれに対する前記電圧−電流変換テーブルから前記2つの代表温度点のそれぞれにおける2つの電流値を求め、前記2つの電流値を線形補間して前記検出された周囲温度における前記負荷電流を算出する演算手段と、を備えることを特徴とする。 A first aspect of a current detection device of the present invention is a current detection device that detects a load current connected in parallel to a switch that turns on / off a load current supplied to a load from a power source via a harness. A current measurement resistor, a voltage detection circuit that detects a voltage drop due to the current measurement resistor and outputs the voltage as a measurement voltage, a temperature sensor that detects an ambient temperature of the switch, the voltage detection circuit, and the temperature sensor A temperature correction unit that calculates the load current by inputting the measurement voltage and the ambient temperature, respectively, and the temperature correction unit performs first AD conversion on the measurement voltage input from the voltage detection circuit. A second AD converting means for AD converting the ambient temperature input from the temperature sensor, and two or more ambient temperatures set in advance as representative temperature points. A memory for storing a voltage-current conversion table composed of voltage-to-current data for converting the measurement voltage created in advance to the load current, and the surroundings of the digital value input from the second AD conversion means Two representative temperature points sandwiching the temperature are obtained, and the 2 values are obtained from the voltage-current conversion table for each of the measured voltage of the digital value input from the first AD converter and the two representative temperature points input from the memory. And calculating means for calculating the load current at the detected ambient temperature by obtaining two current values at each of the representative temperature points and linearly interpolating the two current values.
本発明の電流検出装置の他の態様は、前記演算手段から前記負荷電流を入力し、前記負荷電流をもとに所定の過電流制限条件が満たされているかを判定し、前記過電流制限条件が満たされていないと判定したときは前記スイッチをオフに制御する異常判定部をさらに備えることを特徴とする。 In another aspect of the current detection device of the present invention, the load current is input from the calculation means, and it is determined whether a predetermined overcurrent limit condition is satisfied based on the load current, and the overcurrent limit condition is determined. When it is determined that is not satisfied, an abnormality determination unit that controls the switch to be turned off is further provided.
本発明の電流検出装置の他の態様は、前記過電流制限条件の判定は、最新の一定期間の前記負荷電流又は前記負荷電流の2乗値を積分又は積算した電流積分値が所定の電流積分閾値以下のときに満たされていると判定し、前記電流積分値が前記電流積分閾値を超えると満たされていないと判定することを特徴とする。 According to another aspect of the current detection device of the present invention, the determination of the overcurrent limiting condition is performed by integrating a current integrated value obtained by integrating or integrating the load current or the square value of the load current in a latest fixed period. When the current integration value exceeds the current integration threshold, it is determined that the current is not satisfied when the current integration value exceeds the current integration threshold.
本発明の電流検出装置の他の態様は、前記電流積分閾値は、前記スイッチを保護するために設定された所定の限界過電流特性に基づいて算出される閾値と、前記ハーネスを保護するために設定された電線限界過電流特性に基づいて算出される別の閾値のいずれか低い値であることを特徴とする。 In another aspect of the current detection device of the present invention, the current integration threshold is a threshold calculated based on a predetermined limit overcurrent characteristic set for protecting the switch, and for protecting the harness. The threshold value is a lower value of another threshold value calculated based on the set electric wire limit overcurrent characteristic.
本発明の電流検出装置の他の態様は、前記電圧−電流変換テーブルは、前記測定電圧に対する前記負荷電流の変化が小さいときは前記電圧対電流データのデータ数を少なくしていることを特徴とする。 Another aspect of the current detection device of the present invention is characterized in that the voltage-current conversion table reduces the number of data of the voltage versus current data when the change in the load current with respect to the measurement voltage is small. To do.
本発明の電流検出装置の他の態様は、前記代表温度点は、少なくとも前記周囲温度に対する前記スイッチの抵抗値の変化が大きい温度点を選択していることを特徴とする。 Another aspect of the current detection device of the present invention is characterized in that the representative temperature point is a temperature point at which a change in the resistance value of the switch with respect to at least the ambient temperature is large.
本発明の電流検出装置の他の態様は、前記電圧検出回路は、前記スイッチの前記電源側にこれと並列に接続された第1抵抗と、非反転入力端子が前記スイッチの前記負荷側に接続され、反転入力端子が前記第1抵抗の下流側に接続された差動増幅器と、エミッタ端子が前記第1抵抗と前記差動増幅器の反転入力端子との間に接続され、コレクタ端子が前記電流計測用抵抗を介して接地され、ゲート端子が前記差動増幅器の出力端子に接続されたトランジスタと、を備えることを特徴とする。 In another aspect of the current detection device of the present invention, the voltage detection circuit includes a first resistor connected in parallel to the power supply side of the switch, and a non-inverting input terminal connected to the load side of the switch. A differential amplifier having an inverting input terminal connected to the downstream side of the first resistor, an emitter terminal connected between the first resistor and the inverting input terminal of the differential amplifier, and a collector terminal being the current And a transistor having a gate terminal connected to the output terminal of the differential amplifier. The transistor is grounded via a measuring resistor.
本発明の電流検出装置の他の態様は、前記温度センサーで検出された前記周囲温度が、前記2以上の代表温度点のうち最も低い温度より低いときは、前記最も低い温度の代表温度点に対する前記電圧−電流変換テーブルから求めた電流値を前記負荷電流とすることを特徴とする。 In another aspect of the current detection device of the present invention, when the ambient temperature detected by the temperature sensor is lower than the lowest temperature among the two or more representative temperature points, the lowest temperature representative temperature point is selected. A current value obtained from the voltage-current conversion table is used as the load current.
本発明の電流検出装置の他の態様は、前記スイッチは、nチャネル型半導体スイッチのパワーMOSFETであることを特徴とする。 In another aspect of the current detection device of the present invention, the switch is a power MOSFET of an n-channel semiconductor switch.
本発明の電源供給装置の第1の態様は、電源と、前記電源からハーネスを介して負荷に供給される負荷電流を通電又は遮断させるスイッチと、上記態様のいずれか1項に記載の電流検出装置と、前記ハーネスへの前記負荷電流の通電又は遮断を指令するための操作スイッチと、前記操作スイッチからの指令を受信して前記電流検出装置に出力する指令受信部と、を備え、前記電流検出装置は、前記指令受信部から前記操作スイッチの指令を入力して前記スイッチを制御するとともに、前記電流検出装置で過電流が検出されると前記スイッチをオフに制御することを特徴とする。 According to a first aspect of the power supply apparatus of the present invention, there is provided a power source, a switch for energizing or interrupting a load current supplied from the power source to a load via a harness, and the current detection according to any one of the above aspects. An operation switch for commanding energization or interruption of the load current to the harness, and a command receiving unit that receives a command from the operation switch and outputs the command to the current detection device. The detection device receives a command of the operation switch from the command receiver and controls the switch, and controls the switch to be turned off when an overcurrent is detected by the current detection device.
本発明の電流検出方法の第1の態様は、スイッチを通電する負荷電流に伴って変化する所定の電圧を測定し、前記測定電圧から前記負荷電流を算出する電流検出方法であって、前記スイッチの代表温度点として事前に設定された2以上の周囲温度のそれぞれに対して前記測定電圧を前記負荷電流に変換するための電圧対電流データからなる電圧−電流変換テーブルを事前に作成し、前記測定電圧及び前記周囲温度を検出し、前記検出された周囲温度を挟む2つの前記代表温度点を求め、前記検出された測定電圧と前記2つの代表温度点のそれぞれに対する前記電圧−電流変換テーブルとから前記2つの代表温度点のそれぞれにおける2つの電流値を求め、前記2つの電流値を線形補間して前記検出された周囲温度における前記負荷電流を算出することを特徴とする。 According to a first aspect of the current detection method of the present invention, there is provided a current detection method for measuring a predetermined voltage that varies with a load current energizing the switch and calculating the load current from the measured voltage. A voltage-current conversion table composed of voltage-to-current data for converting the measurement voltage into the load current for each of two or more ambient temperatures set in advance as representative temperature points of Detecting the measurement voltage and the ambient temperature, obtaining the two representative temperature points sandwiching the detected ambient temperature, and the voltage-current conversion table for each of the detected measurement voltage and the two representative temperature points; To obtain two current values at each of the two representative temperature points, and linearly interpolate the two current values to calculate the load current at the detected ambient temperature And wherein the Rukoto.
本発明の電流検出方法の他の態様は、前記電圧−電流変換テーブルは、前記測定電圧に対する前記負荷電流の変化が小さいときは前記電圧対電流データのデータ数を少なくすることを特徴とする。 Another aspect of the current detection method of the present invention is characterized in that the voltage-current conversion table reduces the number of data of the voltage versus current data when a change in the load current with respect to the measurement voltage is small.
本発明の電流検出方法の他の態様は、前記代表温度点は、少なくとも前記周囲温度に対する前記半導体スイッチの抵抗値の変化が大きい温度点を選択することを特徴とする。 Another aspect of the current detection method of the present invention is characterized in that the representative temperature point is a temperature point at which a change in resistance value of the semiconductor switch with respect to at least the ambient temperature is large.
本発明の電流検出方法の他の態様は、前記周囲温度が前記2以上の代表温度点のうち最も低い温度より低いときは、前記最も低い温度の代表温度点に対する前記電圧−電流変換テーブルから求めた電流値を前記負荷電流とすることを特徴とする。 According to another aspect of the current detection method of the present invention, when the ambient temperature is lower than the lowest temperature among the two or more representative temperature points, the current detection method is obtained from the voltage-current conversion table for the lowest temperature representative temperature point. The measured current value is used as the load current.
本発明によれば、温度補正用のデータテーブルを2以上の所定の温度点だけで作成し、これを用いて広範囲の周囲温度で電流検出値を高精度に補正する電流検出装置とそれを備える電源供給装置、及び電流検出方法を提供することが可能となる。 According to the present invention, a data table for temperature correction is created only at two or more predetermined temperature points, and a current detection device for correcting current detection values with high accuracy at a wide range of ambient temperatures using the data table is provided. A power supply device and a current detection method can be provided.
本発明の好ましい実施の形態における電流検出装置とそれを備える電源供給装置、及び電流検出方法の構成について、図面を参照して以下に詳細に説明する。なお、同一機能を有する各構成部については、図示及び説明簡略化のため、同一符号を付して示す。以下では、電流を通電/遮断するためのスイッチに半導体スイッチを用いた場合を例に説明するが、これに限定されず、それ以外の開閉手段を用いた場合にも適用可能である。 A configuration of a current detection device, a power supply device including the current detection device, and a current detection method according to a preferred embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, about each structural part which has the same function, the same code | symbol is attached | subjected and shown for simplification of illustration and description. In the following, a case where a semiconductor switch is used as a switch for energizing / cutting off current will be described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied when other opening / closing means are used.
(第1実施形態)
本発明の第1の実施の形態に係る電流検出装置及び電流検出方法の構成を、図1を用いて説明する。図1は、本実施形態の電流検出装置100の構成を示すブロック図である。同図では、負荷40がハーネス20及びその途中に設けられた半導体スイッチのパワーMOSFET30を介して電源10に接続された系統において、負荷40に供給される負荷電流Iloadを高精度に測定する本実施形態の電流検出装置100の構成を示している。
(First embodiment)
The configuration of the current detection device and the current detection method according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a
パワーMOSFET30は、nチャネル型のパワーMOSFETであり、ドライバ回路50からの制御によって、電源10から負荷40への電源供給をオン/オフする構成となっている。このような系統として、例えば電源10を車両に搭載されたバッテリとし、負荷40を車載電装品とすることができる。パワーMOSFET30のゲート端子にドライバ回路50からHレベルの駆動電圧が出力されると、パワーMOSFET30がオンになって負荷40に負荷電流Iloadが供給される。一方、ドライバ回路50から出力される駆動電圧がHレベルからLレベルに変更されると、パワーMOSFET30がオン状態からオフ状態に切り替えられて負荷40への負荷電流Iloadが遮断される。
The
本実施形態の電流検出装置100は、電圧検出回路110、温度センサー120、及び温度補正部130を備えている。電圧検出回路110は、差動増幅器111、トランジスタ112、第1抵抗113、及び第2抵抗114を備えている。トランジスタ112にはpnp型のものを用いており、エミッタ端子が第1抵抗113を介して電源10に接続され、コレクタ端子は、第2抵抗114を介して接地されている。
The
差動増幅器111は、非反転入力端子がパワーMOSFET30のソース側(負荷40側)に接続され、反転入力端子が第1抵抗113の下流側、すなわちトランジスタ112のエミッタ端子に接続されている。これにより、非反転入力端子の電圧はパワーMOSFET30のソース側の電圧と等しく、反転入力端子の電圧はトランジスタ112のエミッタ端子の電圧に等しくなっている。また、差動増幅器111の出力端子は、トランジスタ112のゲート端子に接続されている。
The
上記のように構成された電圧検出回路110では、差動増幅器111の反転入力端子に印加される電圧と非反転入力端子に印加される電圧とが等しくなるように差動増幅器111の出力が調整され、これによりトランジスタ112のエミッターコレクタ間電流、すなわち第1抵抗113を流れる電流が制御される。電源10の電圧をV0、パワーMOSFET30のドレイン・ソース間電圧をVds、第1抵抗113の抵抗値をRs、第1抵抗113を流れる電流をIsとしたとき、
V0−Vds=V0−Rs・Is (1)
が成立する。
In the
V0−Vds = V0−Rs · Is (1)
Is established.
これより、電流Isは次式で与えられる。
Is=Vds/Rs (2)
式(2)より、第1抵抗113を流れる電流Isは、ドレイン・ソース間電圧Vdsに比例することがわかる。この電流Isは、トランジスタ112のエミッタ側からコレクタ側に流れ、第2抵抗114で消費される。
Thus, the current Is is given by the following equation.
Is = Vds / Rs (2)
From equation (2), it can be seen that the current Is flowing through the
一方、パワーMOSFET30のオン抵抗をRds(ON)としたとき、ドレイン・ソース間電圧Vdsと負荷電流Iloadとの間に次式が成り立つ。
Vds=Iload・Rds(ON) (3)
式(2)、(3)より、負荷電流Iloadと電流Isとの間には、
Is=Iload・(Rds(ON)/Rs)
あるいは
Iload=Is・(Rs/Rds(ON)) (4)
が成り立つ。すなわち、第1抵抗113には負荷電流Iloadに比例した電流Isが流れることがわかる。
Meanwhile, when the on-resistance of the
Vds = I load · Rds (ON) (3)
From the equations (2) and (3), the load current I load and the current Is are
Is = I load · (Rds (ON) / Rs)
Or I load = Is · (Rs / Rds (ON)) (4)
Holds. That is, it can be seen that a current Is proportional to the load current I load flows through the
本実施形態の電流検出装置100では、電流Isを検出することで負荷電流Iloadを検出する構成となっており、以下では電流Isを測定電流Isと称することとする。測定電流Isは、トランジスタ112のコレクタ側電圧を検出し、これを電流値に変換して検出する。トランジスタ112のコレクタ側電圧は、第2抵抗114の接地側とは反対側の電圧に相当する。この電圧(以下では測定電圧という)をVtとし、第2抵抗114の抵抗値をRtとするとき、測定電流Isは
Is=Vt/Rt (5)
で与えられる。
The
Given in.
式(4)、(5)より、
Iload=(Vt/Rt)・(Rs/Rds(ON))
=Vt・(Rs/{Rds(ON)・Rt)} (6)
が得られる。これより、抵抗Rds(ON)、Rs、Rtが決まると、測定電圧Vtを検出することで負荷電流Iloadを求めることが可能となる。
From equations (4) and (5),
I load = (Vt / Rt) · (Rs / Rds (ON))
= Vt · (Rs / {Rds (ON) · Rt)} (6)
Is obtained. Thus, when the resistances Rds (ON), Rs, and Rt are determined, the load current I load can be obtained by detecting the measurement voltage Vt.
しかしながら、パワーMOSFET30のオン抵抗Rds(on)は、周囲温度の変化によって大きく変化する。式(6)で与えられる測定電圧Vtと負荷電流Iloadとの相関の一例を図2に示す。ここでは、横軸の負荷電流Iloadに対し、縦軸は測定電圧Vtを所定のAD変換器でAD変換したAD変換値AD_Vtを示しており、AD変換器の単位(LSB)で示している。オン抵抗Rds(on)が周囲温度によって変化することから、図2では異なる周囲温度T毎に負荷電流Iloadと測定電圧VtのAD変換値AD_Vtとの相関を示している。
However, the on-resistance Rds (on) of the
図2の縦軸に示すAD変換値AD_Vtは、[V]単位に変換して測定電圧のデジタル値Vtとして用いることができる。あるいは、LSB単位のAD変換値AD_Vtのまま用いてもよい。以下の説明では、[V]単位に変換したデジタル値の測定電圧Vtを用いて説明する。上記のような負荷電流Iloadと測定電圧Vtとの相関を、所定の相関式又はデータテーブル形式の電圧−電流変換テーブルとして周辺温度毎に予め作成し、これを用いて測定電圧Vtから負荷電流Iloadを算出するようにすることができる。 The AD conversion value AD_Vt shown on the vertical axis in FIG. 2 can be converted into [V] units and used as the digital value Vt of the measurement voltage. Alternatively, the AD conversion value AD_Vt in LSB units may be used as it is. In the following description, the measurement value Vt of a digital value converted into [V] units will be used. The correlation between the load current I load and the measurement voltage Vt as described above is created in advance for each ambient temperature as a voltage-current conversion table in a predetermined correlation formula or data table format, and is used to calculate the load current from the measurement voltage Vt. I load can be calculated.
しかしながら、負荷電流Iloadを高精度に算出できるようにするには、従来は、周囲温度Tが異なる多数の温度点で電圧−電流変換テーブルを作成しておく必要があった。そのため、電圧−電流変換テーブルのデータ量が膨大になるといった問題があった。例えば、周辺温度−40℃〜140℃の温度範囲において、5℃毎に温度点を変えて電圧−電流変換テーブルを作成した場合には、1つの温度点に対する電圧−電流変換テーブルのデータ量の37倍のデータが必要となり、データ量が膨大となってしまう。 However, in order to be able to calculate the load current Iload with high accuracy, conventionally, it has been necessary to create a voltage-current conversion table at a number of temperature points with different ambient temperatures T. Therefore, there is a problem that the data amount of the voltage-current conversion table becomes enormous. For example, when the voltage-current conversion table is created by changing the temperature point every 5 ° C. in the temperature range of ambient temperature −40 ° C. to 140 ° C., the data amount of the voltage-current conversion table for one temperature point 37 times as much data is required, and the amount of data becomes enormous.
そこで、本実施形態の電流検出方法では、周囲温度として少数の代表温度点をあらかじめ選択し、この代表温度点における電圧−電流変換テーブルのみを作成して用いるようにしている。周囲温度の代表温度点の選択方法について、以下に説明する。 Therefore, in the current detection method of this embodiment, a small number of representative temperature points are selected in advance as the ambient temperature, and only the voltage-current conversion table at this representative temperature point is created and used. A method for selecting the representative temperature point of the ambient temperature will be described below.
パワーMOSFET30のオン抵抗Rds(ON)は、周囲温度の変化に対し非線形な変化を示す。図3は、横軸を周囲温度Tとし、縦軸をオン抵抗Rds(ON)としたときの周囲温度Tに対するオン抵抗Rds(ON)の変化の一例を示している。同図において、破線A、Bの傾きは、それぞれ周囲温度T1、T2における温度係数TC_Rds(ON)を示している。
The on-resistance Rds (ON) of the
図3に示すように、オン抵抗Rds(ON)の温度係数TC_Rds(ON)は、周囲温度Tによって変化しており、周囲温度Tに対し概略二次曲線で表される変化を示す。そこで本実施形態では、温度係数TC_Rds(ON)を周囲温度で線形補間できる温度範囲を事前に選択し、この温度範囲を基準に周囲温度の代表温度点を適切に選択している。代表温度点は、少なくとも周囲温度に対するオン抵抗Rds(ON)の変化が大きい温度点を選択するのがよい。一例として、パワーMOSFET30を対象とするときの代表温度点として、−40℃、−25℃、25℃、125℃、140℃を選択することができる。これらの代表温度点を、図3に一点鎖線で示す。
As shown in FIG. 3, the temperature coefficient TC_Rds (ON) of the on-resistance Rds (ON) changes with the ambient temperature T, and shows a change represented by a substantially quadratic curve with respect to the ambient temperature T. Therefore, in this embodiment, a temperature range in which the temperature coefficient TC_Rds (ON) can be linearly interpolated with the ambient temperature is selected in advance, and a representative temperature point of the ambient temperature is appropriately selected based on this temperature range. As the representative temperature point, it is preferable to select a temperature point having a large change in on-resistance Rds (ON) with respect to at least the ambient temperature. As an example, −40 ° C., −25 ° C., 25 ° C., 125 ° C., and 140 ° C. can be selected as representative temperature points when the
このようにして選択された周囲温度の各代表温度点に対し、測定電圧を負荷電流に変換するための電圧対電流データからなる電圧−電流変換テーブルを事前に作成して電流検出装置100で用いるようにしている。電圧−電流変換テーブルは、測定電圧に対する負荷電流の変化が小さいときは、電圧対電流データのデータ数を少なくすることができる。
For each representative temperature point of the ambient temperature selected in this way, a voltage-current conversion table composed of voltage-to-current data for converting the measured voltage into the load current is created in advance and used in the
本実施形態の電流検出方法では、事前に作成された各代表温度点に対応する電圧−電流変換テーブルを用いて、以下のようにして周囲温度Tにおける負荷電流Iloadを高精度に算出する。まず、検出された周囲温度Tに対し、これを挟む代表温度点T1、T2を求める。次に、代表温度点T1、T2に対応する電圧−電流変換テーブルを用いて、検出された測定電圧Vtから各代表温度点における負荷電流Iload1、Iload2を求める。さらに、負荷電流Iload1、Iload2を線形補間して周囲温度Tにおける負荷電流Iloadを算出する。 In the current detection method of the present embodiment, the load current I load at the ambient temperature T is calculated with high accuracy using the voltage-current conversion table corresponding to each representative temperature point created in advance as follows. First, representative temperature points T1 and T2 sandwiching the detected ambient temperature T are obtained. Next, using the voltage-current conversion table corresponding to the representative temperature points T1 and T2, load currents I load 1 and I load 2 at each representative temperature point are obtained from the detected measurement voltage Vt. Further, the load current I load 1 and I load 2 are linearly interpolated to calculate the load current I load at the ambient temperature T.
負荷電流Iloadの算出は、次式を用いて行うことができる。
Iload=Iload1+
(Iload2ーIload1)×{(T−T1)/(T2−T1)} (7)
これにより、負荷電流Iloadを高精度に算出することができる。
The load current I load can be calculated using the following equation.
I load = I load 1+
(I load 2−I load 1) × {(T−T1) / (T2−T1)} (7)
As a result, the load current I load can be calculated with high accuracy.
上記の本実施形態の電流検出方法を用いて負荷電流Iloadを高精度に算出するために、本実施形態の電流検出装置100には、温度補正部130が設けられている。温度補正部130は、演算手段131、メモリ132、第1AD変換手段133、及び第2AD変換手段134を備えている。温度補正部130では、上記の周囲温度によるオン抵抗Rds(ON)の変化の影響をデジタル演算処理して補正するために、演算手段131にマイコンを用いている。また、各代表温度点に対応する電圧−電流変換テーブルは、事前に作成されてメモリ132に保存されている。
In order to calculate the load current I load with high accuracy using the current detection method of the present embodiment, a
電圧検出回路110から温度補正部130に入力された測定電圧Vtは、第1AD変換手段133でデジタル値AD_Vtに変換されて演算手段131に入力される。また、温度センサー120で測定されたパワーMOSFETの周辺温度Tも、第2AD変換手段134でデジタル値AD_Tに変換されて演算手段131に入力される。AD変換手段133、134から出力されるデジタル値AD_Vt、AD_Tは、いずれもLSB単位であるが、演算手段131でそれぞれ[V]単位の測定電圧Vt及び[℃]単位の周囲温度Tに変換される。演算手段131では、デジタル値の測定電圧Vt[V]及び周囲温度T[℃]を用いて以下の演算処理を行う。
The measurement voltage Vt input from the
演算手段131では、周囲温度Tをもとに、これを間に挟む低温側の代表温度点T1と高温側の代表温度点T2を選択する。代表温度点T1、T2が選択されると、各代表温度点に対応する電圧−電流変換テーブルをメモリ132から読み出し、それぞれの電圧−電流変換テーブルから測定電圧Vtに対する負荷電流Iload1、Iload2を求める。この負荷電流Iload1、Iload2を用いて、式(7)より周囲温度Tにおける負荷電流Iloadを算出する。
Based on the ambient temperature T, the calculation means 131 selects a representative temperature point T1 on the low temperature side and a representative temperature point T2 on the high temperature side sandwiching the ambient temperature T. When the representative temperature points T1 and T2 are selected, the voltage-current conversion table corresponding to each representative temperature point is read from the
上記のように、本実施形態の電流検出装置100及び電流検出方法によれば、測定電圧Vtと負荷電流Iloadとの相関を表す電圧−電流変換テーブルとして、あらかじめ選択された代表温度点に対応するものだけを用意すればよく、電圧−電流変換テーブルのデータ量を大幅に低減することが可能となる。また、保存させるデータ量が少なくなることから、メモリ132に要求される容量も小さくなり、低コストで負荷電流を高精度に推定することが可能となる。
As described above, according to the
(第2実施形態)
本発明の第2の実施形態に係る電流検出装置及び電流検出方法を、図4を用いて以下に説明する。図4は、第2の実施形態の電流検出装置200の構成を示すブロック図である。本実施形態の電流検出装置200は、第1の実施形態の電流検出装置100に、さらに異常判定部240を追加している。異常判定部240は、演算手段131で算出した負荷電流Iloadが、パワーMOSFET30及びハーネス20を保護するために設定されている負荷電流制限値を超えるか否かを判定するものである。
(Second Embodiment)
A current detection apparatus and a current detection method according to the second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of the
本実施形態では、パワーMOSFET30を保護するために設けられている半導体限界過電流特性と、ハーネス20を保護するために設けられている電線限界過電流特性を、メモリ132に予め保存させている。異常判定部240は、メモリ132から半導体限界過電流特性及び電線限界過電流特性を読み出し、両者のうちいずれか低い方を負荷電流制限値に選択する。そして、演算手段131から入力した負荷電流Iloadが負荷電流制限値を超えるか否かを判定し、負荷電流制限値を超えると判定すると、ドライバ回路50に対し負荷電流Iloadの遮断を要求する信号を出力する。これにより、ドライバ回路50は、負荷電流Iloadを遮断するようにパワーMOSFET30を制御する。
In the present embodiment, the semiconductor limit overcurrent characteristic provided for protecting the
上記のように、本実施形態の電流検出装置200によれば、第1の実施形態と同様に、少ないデータ量の電圧−電流変換テーブルを用いて負荷電流を高精度に推定することができるのに加えて、負荷電流が所定の制限値を超えると判定されると、負荷電流を遮断させてパワーMOSFET及びハーネスの損傷を防止することが可能となる。
As described above, according to the
(第3実施形態)
本発明の第3の実施形態の電流検出装置及び電流検出方法について、以下に説明する。本実施形態の電流検出方法では、パワーMOSFET30及びハーネス20の保護特性に基づき、許容される電流量が大きくなる周囲温度の低温側では、代表温度点を減らして電圧−電流変換テーブルのデータ量をさらに低減するようにしている。
(Third embodiment)
A current detection device and a current detection method according to the third embodiment of the present invention will be described below. In the current detection method of the present embodiment, the data amount of the voltage-current conversion table is reduced by reducing the representative temperature point on the low temperature side of the ambient temperature where the allowable current amount increases based on the protection characteristics of the
パワーMOSFET30の保護特性として、電流の大きさによって通電を許可する時間を制限する半導体限界過電流特性が規定されている。パワーMOSFET30に設定された半導体限界過電流特性の一例を図5に示す。同図に示すように、パワーMOSFET30の半導体限界過電流特性は周辺温度Tに依存して変化し、周辺温度が低下するほど半導体限界過電流特性のラインが高電流側に移動する。従って、例えば電流値が同じであっても、周辺温度が低温になるほど通電が許可される時間が長くなる。また、通電時間が同じであっても、周辺温度が低いほど通電が許可される電流値が高くなる。
As a protection characteristic of the
上記のような限界過電流特性は、ハーネス20に対しても同様に設定されており、電流の大きさによってハーネスを通電する時間を制限する電線限界過電流特性が規定されている。第2の実施形態の電流検出装置200では、異常判定部240において、半導体限界過電流特性と電線限界過電流特性のいずれか低い方を負荷電流制限値としている。
The above limit overcurrent characteristics are set similarly for the
半導体限界過電流特性及び電線限界過電流特性では、図5に例示するように、周囲温度が低温になると、許容する電流値が急激に大きくなる。そのため、周囲温度が低温の場合には、常温又は高温の場合に比べて電流制限値に対し十分大きな余裕を有することになる。そのため、周囲温度が低温時には、温度係数TC_Rds(ON)を周囲温度で高精度に補正しなくても、負荷電流Iloadが半導体限界過電流特性又は電線限界過電流特性で与えられる電流制限値を超えるおそれはない。 In the semiconductor limit overcurrent characteristic and the wire limit overcurrent characteristic, as illustrated in FIG. 5, when the ambient temperature becomes low, the allowable current value increases rapidly. Therefore, when the ambient temperature is low, there is a sufficiently large margin for the current limit value compared to the case of normal temperature or high temperature. Therefore, when the ambient temperature is low, even if the temperature coefficient TC_Rds (ON) is not accurately corrected at the ambient temperature, the load current I load is the current limit value given by the semiconductor limit overcurrent characteristic or the wire limit overcurrent characteristic. There is no risk of exceeding.
そこで、本実施形態の電流検出方法では、周囲温度が所定の温度Tcより低い場合には、周囲温度がTcのときの温度係数TC_Rds(ON)を用いて負荷電流Iloadの補正を行うようにする。すなわち、温度係数TC_Rds(ON)は、周囲温度Tに対し図6に示すように変化するものとしている。図6では、一例としてTc=0℃としている。そこで、本実施形態の電流検出方法及び電流検出装置では、周囲温度Tcを代表温度点とし、この温度Tcに対応する電圧−電流変換テーブルを事前に作成してメモリ132に保存させておき、温度センサー120で検出された周囲温度がTc以下の場合には、周囲温度Tcに対応する電圧−電流変換テーブルから求めた電流を負荷電流Iloadとする。
Therefore, in the current detection method of the present embodiment, when the ambient temperature is lower than the predetermined temperature Tc, the load current I load is corrected using the temperature coefficient TC_Rds (ON) when the ambient temperature is Tc. To do. That is, the temperature coefficient TC_Rds (ON) changes with respect to the ambient temperature T as shown in FIG. In FIG. 6, Tc = 0 ° C. is taken as an example. Therefore, in the current detection method and current detection apparatus of the present embodiment, the ambient temperature Tc is used as a representative temperature point, a voltage-current conversion table corresponding to this temperature Tc is created in advance and stored in the
本実施形態の電流検出方法及び電流検出装置では、周囲温度がTc以下の場合には、周囲温度Tcに対応する電圧−電流変換テーブルを用いて負荷電流Iloadを算出することから、代表温度点を温度Tcより低い温度に設ける必要がなくなり、電圧−電流変換テーブルのデータ量をさらに低減することが可能となる。 In the current detection method and the current detection device of the present embodiment, when the ambient temperature is equal to or lower than Tc, the load current I load is calculated using the voltage-current conversion table corresponding to the ambient temperature Tc. Need not be set at a temperature lower than the temperature Tc, and the data amount of the voltage-current conversion table can be further reduced.
本発明の電源供給装置の実施形態を図7を用いて説明する。図7は、本発明の実施形態に係る電源供給装置の構成を示すブロック図である。本実施形態の電源供給装置300は、電源10、パワーMOSFET30、ドライバ回路50、及び電流検出装置301に加えて、さらに操作スイッチ350と指令受信部360を備えている。
An embodiment of the power supply apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the power supply apparatus according to the embodiment of the present invention. The
操作スイッチ350は、運転者等がパワーMOSFET30のオン(通電)/オフ(遮断)を指令するために設けられているものであり、指令受信部360は、操作スイッチ350の指令内容を電流検出装置301の演算手段331に常時(所定の周期tcで)出力する。本実施形態の電流検出装置301は、負荷電流Iloadの検出に加えて、指令受信部360からの指令内容に従ってパワーMOSFET30の制御を行っている。電流検出装置301における処理の流れを、図8の流れ図を用いて説明する。
The
電流検出装置301における処理は、周期tcで実行される。周期tcは、例えば2ミリ秒とすることができる。まず、演算手段331が、操作スイッチ350の指令内容を指令受信部360から入力し(ステップS1)、操作スイッチ350の指令内容を判定する(ステップS2)。そして、操作スイッチ350の指令内容がパワーMOSFET30に対する通電指令の場合にはステップS3に進み、遮断指令の場合にはステップS4に進む。ステップS4では、演算手段331がドライバ回路50に対し負荷電流Iloadの遮断を要求する信号を出力し、ドライバ回路50がパワーMOSFET30をオフに自動制御する。その後ステップS10に進む。
The processing in the
一方、ステップS3では、負荷電流Iloadが強制遮断されているか否かを判定し、強制遮断されていないときはステップS5に進み、強制遮断されているときはステップS6に進む。ステップS5では、演算手段331がドライバ回路50に対し負荷電流Iloadの通電を要求する信号を出力し、ドライバ回路50がパワーMOSFET30をオンに自動制御する。その後ステップS7に進み、負荷電流Iloadの算出等の処理を行う。ステップS7における処理を、図9の流れ図を用いて詳細に説明する。
On the other hand, in step S3, it is determined whether or not the load current I load is forcibly cut off. If the load current I load is not forcibly cut off, the process proceeds to step S5. In step S5, the calculation means 331 outputs a signal requesting energization of the load current I load to the
本実施形態では、ハーネス20の発煙を防止するために、ハーネス20を通過する電流、すなわち負荷電流Iloadを所定期間で積分又は積算した電流積分値を用いて監視するようにしている。ハーネスを保護するための電線限界過電流特性は、図5に示す半導体限界過電流特性と同様に、ある大きさの電流を通電させることが可能な時間を制限しており、電流が大きくなるほど通電可能な時間が短くなる。そこで、所定期間(tsとする)の電流を積分した電流積分値が所定の電流積分閾値を超えないように監視することで、負荷電流Iloadが電線限界過電流特性の制限を超えないようにさせることができる。
In the present embodiment, in order to prevent smoke from the
図9において、ステップS71で電圧検出回路110及び温度センサー120からそれぞれ測定電圧Vt及び周囲温度Tを入力し、ステップS72で測定電圧Vt及び周囲温度Tから電圧−電流変換テーブルを用いて負荷電流Iloadを算出する。さらにステップS73で、算出した負荷電流Iloadをメモリ132に保存して負荷電流履歴を更新する。メモリ132には、過去ts時間分の負荷電流Iloadが保存されており、最新の負荷電流Iloadが算出される度に、もっとも古い値が破棄されて最新値が保存される。ステップS74では、メモリ132に保存されている負荷電流を積分又は積算して電流積分値を算出する。なお、負荷電流を積分する期間tsは、例えば60秒とすることができる。
9, in step S71, the measurement voltage Vt and the ambient temperature T are input from the
ステップS7で算出された電流積分値は異常判定部340に出力され、異常判定部340でステップS8の処理が行われる。ステップS8では、電流積分値を電線限界過電流特性に基づいて事前に決定された電流積分閾値と比較し、電流積分値が電流積分閾値を超えるときは、ステップS9の処理が行われる。一方、電流積分値が電流積分閾値を超えていないときは、ステップS10に進む。
The current integrated value calculated in step S7 is output to the
ステップS9では、ドライバ回路50に対し負荷電流Iloadの遮断を要求する信号を出力する。これにより、パワーMOSFET30は、負荷電流Iloadを遮断するようにドライバ回路50によって強制的にオフに自動制御される。その後、ステップS10に進む。
In step S9, a signal requesting the
一方、ステップS3で負荷電流Iloadが強制遮断されていると判定されたときには、ステップS6で強制遮断されているときの処理を行う。ステップS6における処理内容を、図10に示す流れ図を用いて詳細に説明する。まずステップS61において、温度センサー120から周囲温度を入力する。ステップS62では、周辺温度が所定の復帰温度より低いか否かを判定し、周辺温度が所定の復帰温度より低いと判定すると、次のステップS63に進んで強制遮断からの復帰処理を行う。一方、周辺温度が所定の復帰温度以上であると判定すると、強制遮断からの復帰処理を行わずに終了する。
On the other hand, when it is determined in step S3 that the load current I load is forcibly cut off, the process for the case of forcible cut-off is performed in step S6. The processing contents in step S6 will be described in detail with reference to the flowchart shown in FIG. First, in step S61, the ambient temperature is input from the
ステップS63では、負荷電流Iloadの強制遮断から復帰させるために、ドライバ回路50に対し負荷電流Iloadの通電を要求する信号を出力し、ドライバ回路50がパワーMOSFET30を再びオンに自動制御する。上記のステップS6の処理が終了すると、ステップS10に進む。
In step S63, in order to return from the forced interruption of the load current I load, and outputs a signal for requesting the energization of the load current I load to the
ステップS10では、電流検出装置301における処理を、次の周期に達するまで時間tcだけ待機させる。上記のように、本実施形態の電源供給装置によれば、負荷電流Iloadを通電/遮断させるパワーMOSFET30を運転者等が操作できるようにするとともに、パワーMOSFET30がオンのときの負荷電流Iloadの電流積分値を監視することで、ハーネス20の発煙を防止することが可能となる。また、ハーネス20の発煙防止のためにパワーMOSFET30が強制遮断された後、周囲温度が再び低下して復帰温度以下になると、パワーMOSFET30をオンに自動制御することで、負荷40への電力供給を効率的に行うことが可能となる。
In step S10, the process in the
なお、本実施の形態における記述は、本発明に係る電流検出装置とそれを備える電源供給装置、及び電流検出方法の一例を示すものであり、これに限定されるものではない。本実施の形態における電流検出装置等の細部構成及び詳細な動作等に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 In addition, the description in this Embodiment shows an example of the electric current detection apparatus concerning this invention, a power supply apparatus provided with the same, and an electric current detection method, It is not limited to this. The detailed configuration and detailed operation of the current detection device and the like in the present embodiment can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
10 電源
20 ハーネス
30 パワーMOSFET
40 負荷
50 ドライバ回路
100、200、301 電流検出装置
110 電圧検出回路
111 差動増幅器
112 トランジスタ
113 第1抵抗
114 第2抵抗
120 温度センサー
130、330 温度補正部
131、331 演算手段
132 メモリ
133 第1AD変換手段
134 第2AD変換手段
240、340 異常判定部
300 電源供給装置
350 操作スイッチ
360 指令受信部
10
40
Claims (14)
電流計測用抵抗と、
前記電流計測用抵抗による電圧降下を検出して測定電圧として出力する電圧検出回路と、
前記スイッチの周囲温度を検出する温度センサーと、
前記電圧検出回路及び前記温度センサーからそれぞれ前記測定電圧及び前記周囲温度を入力して前記負荷電流を算出する温度補正部と、を備え、
前記温度補正部は、
前記電圧検出回路から入力した前記測定電圧をAD変換する第1AD変換手段と、
前記温度センサーから入力した前記周囲温度をAD変換する第2AD変換手段と、
代表温度点として事前に設定された2以上の前記周囲温度のそれぞれに対して事前に作成された前記測定電圧を前記負荷電流に変換するための電圧対電流データからなる電圧−電流変換テーブルを保存するメモリと、
前記第2AD変換手段から入力したデジタル値の前記周囲温度を挟む2つの前記代表温度点を求め、前記第1AD変換手段から入力したデジタル値の前記測定電圧と前記メモリから入力した前記2つの代表温度点のそれぞれに対する前記電圧−電流変換テーブルから前記2つの代表温度点のそれぞれにおける2つの電流値を求め、前記2つの電流値を線形補間して前記検出された周囲温度における前記負荷電流を算出する演算手段と、を備える
ことを特徴とする電流検出装置。 A current detection device for detecting the load current connected in parallel to a switch for turning on / off a load current supplied to a load from a power source via a harness,
Current measurement resistors;
A voltage detection circuit for detecting a voltage drop due to the current measurement resistor and outputting the voltage drop as a measurement voltage;
A temperature sensor for detecting the ambient temperature of the switch;
A temperature correction unit that calculates the load current by inputting the measurement voltage and the ambient temperature from the voltage detection circuit and the temperature sensor, respectively.
The temperature correction unit is
First AD conversion means for AD converting the measurement voltage input from the voltage detection circuit;
A second AD converting means for AD converting the ambient temperature input from the temperature sensor;
A voltage-current conversion table comprising voltage-to-current data for converting the measurement voltage created in advance for each of the two or more ambient temperatures set in advance as representative temperature points into the load current is stored. Memory to
Two representative temperature points sandwiching the ambient temperature of the digital value input from the second AD conversion means are obtained, the measured voltage of the digital value input from the first AD conversion means, and the two representative temperatures input from the memory Two current values at each of the two representative temperature points are obtained from the voltage-current conversion table for each of the points, and the load current at the detected ambient temperature is calculated by linearly interpolating the two current values. A current detecting device comprising: an arithmetic means;
ことを特徴とする請求項1に記載の電流検出装置。 When the load current is input from the computing means, it is determined whether a predetermined overcurrent limit condition is satisfied based on the load current, and when it is determined that the overcurrent limit condition is not satisfied, the switch The current detection device according to claim 1, further comprising an abnormality determination unit that controls the power off.
ことを特徴とする請求項2に記載の電流検出装置。 The determination of the overcurrent limiting condition is determined to be satisfied when a current integral value obtained by integrating or integrating the load current or the square value of the load current in a latest fixed period is equal to or less than a predetermined current integration threshold. The current detection device according to claim 2, wherein when the current integration value exceeds the current integration threshold, it is determined that the current integration value is not satisfied.
ことを特徴とする請求項3に記載の電流検出装置。 The current integration threshold is calculated based on a threshold calculated based on a predetermined limit overcurrent characteristic set to protect the switch and a wire limit overcurrent characteristic set to protect the harness. The current detection device according to claim 3, wherein the current detection device has a lower value of any one of the other threshold values.
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の電流検出装置。 5. The voltage-current conversion table according to claim 1, wherein when the change in the load current with respect to the measurement voltage is small, the number of data of the voltage versus current data is reduced. The current detection device described.
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の電流検出装置。 The current detection device according to claim 1, wherein the representative temperature point is a temperature point at which a change in the resistance value of the switch with respect to at least the ambient temperature is large.
前記スイッチの前記電源側にこれと並列に接続された第1抵抗と、
非反転入力端子が前記スイッチの前記負荷側に接続され、反転入力端子が前記第1抵抗の下流側に接続された差動増幅器と、
エミッタ端子が前記第1抵抗と前記差動増幅器の反転入力端子との間に接続され、コレクタ端子が前記電流計測用抵抗を介して接地され、ゲート端子が前記差動増幅器の出力端子に接続されたトランジスタと、を備える
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の電流検出装置。 The voltage detection circuit includes:
A first resistor connected in parallel to the power supply side of the switch;
A differential amplifier having a non-inverting input terminal connected to the load side of the switch and an inverting input terminal connected to the downstream side of the first resistor;
An emitter terminal is connected between the first resistor and the inverting input terminal of the differential amplifier, a collector terminal is grounded via the current measuring resistor, and a gate terminal is connected to the output terminal of the differential amplifier. The current detection device according to claim 1, further comprising a transistor.
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の電流検出装置。 When the ambient temperature detected by the temperature sensor is lower than the lowest temperature among the two or more representative temperature points, a current value obtained from the voltage-current conversion table for the lowest temperature representative temperature point is obtained. The current detection device according to claim 1, wherein the load current is used.
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の電流検出装置。 The current detection device according to claim 1, wherein the switch is a power MOSFET of an n-channel semiconductor switch.
前記電源からハーネスを介して負荷に供給される負荷電流を通電又は遮断させるスイッチと、
請求項2乃至9のいずれか1項に記載の電流検出装置と、
前記ハーネスへの前記負荷電流の通電又は遮断を指令するための操作スイッチと、
前記操作スイッチからの指令を受信して前記電流検出装置に出力する指令受信部と、を備え、
前記電流検出装置は、前記指令受信部から前記操作スイッチの指令を入力して前記スイッチを制御するとともに、前記電流検出装置で過電流が検出されると前記スイッチをオフに制御する
ことを特徴とする電源供給装置。 Power supply,
A switch for energizing or interrupting a load current supplied from the power source to a load via a harness;
The current detection device according to any one of claims 2 to 9,
An operation switch for commanding energization or interruption of the load current to the harness;
A command receiving unit that receives a command from the operation switch and outputs the command to the current detection device,
The current detection device controls the switch by inputting a command of the operation switch from the command receiver, and controls the switch to be turned off when an overcurrent is detected by the current detection device. Power supply device to do.
前記スイッチの代表温度点として事前に設定された2以上の周囲温度のそれぞれに対して前記測定電圧を前記負荷電流に変換するための電圧対電流データからなる電圧−電流変換テーブルを事前に作成し、
前記測定電圧及び前記周囲温度を検出し、
前記検出された周囲温度を挟む2つの前記代表温度点を求め、
前記検出された測定電圧と前記2つの代表温度点のそれぞれに対する前記電圧−電流変換テーブルとから前記2つの代表温度点のそれぞれにおける2つの電流値を求め、
前記2つの電流値を線形補間して前記検出された周囲温度における前記負荷電流を算出する
ことを特徴とする電流検出方法。 A current detection method for measuring a predetermined voltage that varies with a load current energizing a switch and calculating the load current from the measured voltage,
A voltage-current conversion table including voltage-current data for converting the measurement voltage into the load current is created in advance for each of two or more ambient temperatures set in advance as representative temperature points of the switch. ,
Detecting the measured voltage and the ambient temperature;
Find the two representative temperature points sandwiching the detected ambient temperature,
Obtaining two current values at each of the two representative temperature points from the detected measurement voltage and the voltage-current conversion table for each of the two representative temperature points;
A current detection method comprising: linearly interpolating the two current values to calculate the load current at the detected ambient temperature.
ことを特徴とする請求項11に記載の電流検出方法。 The current detection method according to claim 11, wherein the voltage-current conversion table reduces the number of data of the voltage versus current data when a change in the load current with respect to the measurement voltage is small.
ことを特徴とする請求項11又は12に記載の電流検出装置。 The current detection device according to claim 11, wherein the representative temperature point is a temperature point at which a change in resistance value of the semiconductor switch with respect to at least the ambient temperature is large.
ことを特徴とする請求項11乃至13のいずれか1項に記載の電流検出方法。 When the ambient temperature is lower than the lowest temperature among the two or more representative temperature points, a current value obtained from the voltage-current conversion table for the lowest temperature representative temperature point is used as the load current. The current detection method according to any one of claims 11 to 13.
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Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20150108268A (en) * | 2014-03-17 | 2015-09-25 | 엘에스산전 주식회사 | Current measuring device and operating method thereof |
JP2016200570A (en) * | 2015-04-14 | 2016-12-01 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | Semiconductor device current detection method and semiconductor device |
CN106771540A (en) * | 2016-12-23 | 2017-05-31 | 建荣半导体(深圳)有限公司 | A kind of current detection circuit and its method, chip and power-supply device |
CN106855588A (en) * | 2016-12-23 | 2017-06-16 | 建荣半导体(深圳)有限公司 | A kind of current detecting chip, power-supply device and electronic equipment |
JP2017129528A (en) * | 2016-01-22 | 2017-07-27 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | Current detection circuit and semiconductor device comprising the same |
JP2017195758A (en) * | 2016-04-19 | 2017-10-26 | エルエス産電株式会社Lsis Co., Ltd. | Parameter determining apparatus for estimating temperature of switching element of inverter |
WO2018101012A1 (en) * | 2016-12-02 | 2018-06-07 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | Power supply control device, power supply control method, and computer program |
CN108730041A (en) * | 2017-04-25 | 2018-11-02 | 罗伯特·博世有限公司 | Position sensor for the positioning to the air system adjuster for internal combustion engine carries out the method for adapting to processing |
KR20190137488A (en) * | 2018-06-01 | 2019-12-11 | 주식회사 엘지화학 | Apparatus and method for diagnosing MOSFET |
JP2020048035A (en) * | 2018-09-18 | 2020-03-26 | 株式会社デンソー | Circuit abnormality detection device |
JP2020048036A (en) * | 2018-09-18 | 2020-03-26 | 株式会社デンソー | Circuit abnormality detection device |
WO2021205816A1 (en) * | 2020-04-10 | 2021-10-14 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | Power feed control device |
CN114336499A (en) * | 2021-11-25 | 2022-04-12 | 河南嘉晨智能控制股份有限公司 | Scheme for adaptively adjusting over-current protection point |
WO2022102233A1 (en) * | 2020-11-13 | 2022-05-19 | 日立Astemo株式会社 | Power conversion apparatus and method for controlling power conversion apparatus |
KR20220079260A (en) * | 2020-12-04 | 2022-06-13 | 현대모비스 주식회사 | Apparatus and method for monitoring current of power semiconductor device |
WO2023088827A1 (en) * | 2021-11-17 | 2023-05-25 | Hkr Automotive Gmbh | Method for determining an on-resistance of a field-effect transistor, module for sensing current having a field-effect transistor, and electronic circuit breaker having the module |
-
2009
- 2009-12-09 JP JP2009279120A patent/JP2011125101A/en active Pending
Cited By (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20150108268A (en) * | 2014-03-17 | 2015-09-25 | 엘에스산전 주식회사 | Current measuring device and operating method thereof |
KR102111557B1 (en) | 2014-03-17 | 2020-05-15 | 엘에스일렉트릭(주) | Current measuring device and operating method thereof |
JP2016200570A (en) * | 2015-04-14 | 2016-12-01 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | Semiconductor device current detection method and semiconductor device |
JP2017129528A (en) * | 2016-01-22 | 2017-07-27 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | Current detection circuit and semiconductor device comprising the same |
US10466114B2 (en) | 2016-04-19 | 2019-11-05 | Lsis Co., Ltd. | Parameter determining apparatus for estimating temperature of switching element of inverter |
JP2017195758A (en) * | 2016-04-19 | 2017-10-26 | エルエス産電株式会社Lsis Co., Ltd. | Parameter determining apparatus for estimating temperature of switching element of inverter |
WO2018101012A1 (en) * | 2016-12-02 | 2018-06-07 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | Power supply control device, power supply control method, and computer program |
CN106855588A (en) * | 2016-12-23 | 2017-06-16 | 建荣半导体(深圳)有限公司 | A kind of current detecting chip, power-supply device and electronic equipment |
CN106855588B (en) * | 2016-12-23 | 2023-10-03 | 建荣半导体(深圳)有限公司 | Current detection chip, power supply equipment and electronic equipment |
CN106771540B (en) * | 2016-12-23 | 2023-09-29 | 建荣半导体(深圳)有限公司 | Current detection circuit and method thereof, chip and power supply equipment |
CN106771540A (en) * | 2016-12-23 | 2017-05-31 | 建荣半导体(深圳)有限公司 | A kind of current detection circuit and its method, chip and power-supply device |
CN108730041A (en) * | 2017-04-25 | 2018-11-02 | 罗伯特·博世有限公司 | Position sensor for the positioning to the air system adjuster for internal combustion engine carries out the method for adapting to processing |
KR20190137488A (en) * | 2018-06-01 | 2019-12-11 | 주식회사 엘지화학 | Apparatus and method for diagnosing MOSFET |
KR102452596B1 (en) * | 2018-06-01 | 2022-10-06 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Apparatus and method for diagnosing MOSFET |
WO2020059287A1 (en) * | 2018-09-18 | 2020-03-26 | 株式会社デンソー | Circuit abnormality detection device |
WO2020059288A1 (en) * | 2018-09-18 | 2020-03-26 | 株式会社デンソー | Circuit abnormality detection device |
JP2020048036A (en) * | 2018-09-18 | 2020-03-26 | 株式会社デンソー | Circuit abnormality detection device |
JP2020048035A (en) * | 2018-09-18 | 2020-03-26 | 株式会社デンソー | Circuit abnormality detection device |
WO2021205816A1 (en) * | 2020-04-10 | 2021-10-14 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | Power feed control device |
JP7404983B2 (en) | 2020-04-10 | 2023-12-26 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | Power supply control device |
WO2022102233A1 (en) * | 2020-11-13 | 2022-05-19 | 日立Astemo株式会社 | Power conversion apparatus and method for controlling power conversion apparatus |
KR20220079260A (en) * | 2020-12-04 | 2022-06-13 | 현대모비스 주식회사 | Apparatus and method for monitoring current of power semiconductor device |
KR102460421B1 (en) * | 2020-12-04 | 2022-10-31 | 현대모비스 주식회사 | Apparatus and method for monitoring current of power semiconductor device |
WO2023088827A1 (en) * | 2021-11-17 | 2023-05-25 | Hkr Automotive Gmbh | Method for determining an on-resistance of a field-effect transistor, module for sensing current having a field-effect transistor, and electronic circuit breaker having the module |
CN114336499A (en) * | 2021-11-25 | 2022-04-12 | 河南嘉晨智能控制股份有限公司 | Scheme for adaptively adjusting over-current protection point |
CN114336499B (en) * | 2021-11-25 | 2023-09-15 | 河南嘉晨智能控制股份有限公司 | Scheme for adaptively adjusting overcurrent protection point |
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