JP2011233100A - Power source circuit - Google Patents
Power source circuit Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011233100A JP2011233100A JP2010105492A JP2010105492A JP2011233100A JP 2011233100 A JP2011233100 A JP 2011233100A JP 2010105492 A JP2010105492 A JP 2010105492A JP 2010105492 A JP2010105492 A JP 2010105492A JP 2011233100 A JP2011233100 A JP 2011233100A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- circuit
- battery
- power
- rated output
- 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
Links
Images
Landscapes
- Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
Abstract
Description
本発明は、電源回路に係り、特に車両に搭載されたバッテリからの電力を車載装置に供給するための電源回路に関する。 The present invention relates to a power supply circuit, and more particularly to a power supply circuit for supplying electric power from a battery mounted on a vehicle to an in-vehicle device.
従来、電源として車両に搭載された車載バッテリに接続されるとともに、車載機器に搭載されて当該車載機器の各部に安定化した電力を供給する電源回路が知られている(例えば、特許文献1参照)。
ところで、車載バッテリとしては、定格出力電圧24V(ダンプなどの大型車両用)、定格出力電圧12V(普通乗用車用)、定格出力電圧6V(二輪車用)のバッテリなど複数種類のバッテリが存在している。
このため、車載用機器(カーナビゲーション装置、カーオーディオ装置など)を製造する場合においては、当該車載用機器が搭載される車両の車載バッテリの定格出力電圧に合わせて作り分けをすることとなっていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a power supply circuit that is connected to an in-vehicle battery mounted on a vehicle as a power source and supplies stabilized power to each part of the on-vehicle device mounted on the on-vehicle device (see, for example, Patent Document 1). ).
By the way, as an in-vehicle battery, there are a plurality of types of batteries such as a battery having a rated output voltage of 24V (for a large vehicle such as a dump truck), a rated output voltage of 12V (for a normal passenger car), and a rated output voltage of 6V (for a motorcycle). .
For this reason, when manufacturing a vehicle-mounted device (such as a car navigation device or a car audio device), the vehicle-mounted device is separately manufactured according to the rated output voltage of the vehicle-mounted battery of the vehicle on which the vehicle-mounted device is mounted. It was.
一方、車載用機器においては、各部に定電圧を供給する定電圧回路が複数搭載されており、これらを各バッテリ用に作り分けするためには、定電圧回路を構成するトランジスタやコンデンサを接続されるバッテリの定格出力電圧に対応させたものを複数種類用意しておく必要があり、管理すべき部品点数が増加し、管理工数が増大してしまうという不具合があった。
そこで、本発明の目的は、定格出力電圧が異なる複数種類のバッテリを接続することができ、ひいては、管理すべき部品種類(部品点数)および管理工数を削減することが可能な電源回路を提供することにある。
On the other hand, in-vehicle devices are equipped with a plurality of constant voltage circuits that supply a constant voltage to each part, and in order to make them separately for each battery, transistors and capacitors that make up the constant voltage circuit are connected. It is necessary to prepare a plurality of types corresponding to the rated output voltage of the battery, which increases the number of parts to be managed and increases the man-hours for management.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a power supply circuit that can connect a plurality of types of batteries having different rated output voltages, and thus can reduce the types of components (number of components) to be managed and the management man-hours. There is.
上記課題を解決するため、本発明の第1態様は、定格出力電圧が互いに異なる複数種類のバッテリの内いずれか一つが入力部に接続され、その出力部に車載機器を構成する車載機器本体が接続される車載用の電源回路であって、前記車載機器本体は、電圧変換用のトランジスタおよびコンデンサを有する定電圧回路を備え、前記トランジスタ及び前記コンデンサは、前記複数種類のバッテリのいずれであっても、その許容電圧範囲内の電圧の印加が可能とされ、前記最も定格出力電圧が低いバッテリが接続された場合には、当該バッテリからの供給電力をそのまま前記定電圧回路に供給し、前記最も定格出力電圧が低いバッテリよりも定格出力電圧が高いバッテリが接続された場合には、前記トランジスタの耐電力を越えないように電力変換を行ってから前記定電圧回路に電力の供給を行う電力変換回路を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, a first aspect of the present invention is that an in-vehicle device main body that configures an in-vehicle device in any one of a plurality of types of batteries having different rated output voltages is connected to the input unit. An in-vehicle power supply circuit to be connected, wherein the in-vehicle device body includes a constant voltage circuit having a voltage conversion transistor and a capacitor, and the transistor and the capacitor are any of the plurality of types of batteries. However, when a voltage within the allowable voltage range can be applied and the battery with the lowest rated output voltage is connected, the power supplied from the battery is supplied to the constant voltage circuit as it is, When a battery with a higher rated output voltage than a battery with a lower rated output voltage is connected, power conversion is performed so that the power resistance of the transistor is not exceeded. Performed and further comprising a power converter circuit for supplying power to the constant voltage circuit from.
上記構成によれば、電力変換回路は、最も定格出力電圧が低いバッテリが接続された場合には、当該バッテリからの供給電力をそのまま定電圧回路に供給し、最も定格出力電圧が低いバッテリよりも定格出力電圧が高いバッテリが接続された場合には、トランジスタの耐電力を越えないように電力変換を行ってから定電圧回路に電力の供給を行うので、定格出力電圧が互いに異なる複数種類のバッテリの内いずれか一つを接続する場合でも、トランジスタの耐電力が最も定格出力電圧が低いバッテリが接続された場合に対応するものに共通化することができ、ひいては、管理すべき部品種類(部品点数)および管理工数を削減することができる。 According to the above configuration, when a battery with the lowest rated output voltage is connected, the power conversion circuit supplies the power supplied from the battery as it is to the constant voltage circuit, so that the power conversion circuit is more powerful than the battery with the lowest rated output voltage. When a battery with a high rated output voltage is connected, power conversion is performed so that the power resistance of the transistor is not exceeded, and then power is supplied to the constant voltage circuit. Even when one of these is connected, it can be shared with the one corresponding to the case where the battery with the lowest rated output voltage of the transistor is connected. Points) and management man-hours can be reduced.
本発明の第2態様は、第1態様において、前記電力変換回路は、前記最も定格出力電圧が低いバッテリよりも定格出力電圧が高いバッテリが接続された場合に、前記バッテリからの供給電力の一部を消費してから前記定電圧回路に供給する電力消費回路を備えたことを特徴としている。
上記構成によれば、電力消費回路は、最も定格出力電圧が低いバッテリよりも定格出力電圧が高いバッテリが接続された場合に、バッテリからの供給電力の一部を消費してから定電圧回路に供給するので、定電圧回路を構成するトランジスタには、当該トランジスタの耐電力に応じた電力が供給され、確実にトランジスタを保護し、トランジスタおよびコンデンサを有する定電圧回路から定電圧を安定に供給して車載器本体を安定に動作させることができる。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, when the battery having a higher rated output voltage than the battery having the lowest rated output voltage is connected, the power conversion circuit is configured to And a power consuming circuit that supplies the constant voltage circuit after consuming a part.
According to the above configuration, when a battery having a higher rated output voltage than a battery having the lowest rated output voltage is connected, the power consuming circuit consumes a part of the power supplied from the battery and then becomes a constant voltage circuit. As a result, power is supplied to the transistors constituting the constant voltage circuit according to the withstand power of the transistor, and the transistor is reliably protected, and the constant voltage is stably supplied from the constant voltage circuit having the transistor and the capacitor. Therefore, the vehicle-mounted device body can be operated stably.
本発明の第3態様は、第2態様において、前記電力変換回路は、前記バッテリからの入力電圧を検出する入力電圧検出回路を備え、前記入力電圧検出回路により検出された入力電圧に基づいて、前記最も定格出力電圧が低いバッテリよりも定格出力電圧が高いバッテリが接続された場合に、前記電力消費回路を前記定電圧回路と前記バッテリとの間に介挿する、ことを特徴としている。
上記構成によれば、入力電圧検出回路は、バッテリからの入力電圧を検出し、電力変換回路は、入力電圧検出回路により検出された入力電圧に基づいて、最も定格出力電圧が低いバッテリよりも定格出力電圧が高いバッテリが接続された場合に、電力消費回路を定電圧回路とバッテリとの間に介挿するので、トランジスタに供給される電力は、当該トランジスタの耐電力を考慮したものとなり、確実にトランジスタを保護し、ひいては、定電圧を安定に供給することができる。
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the power conversion circuit includes an input voltage detection circuit that detects an input voltage from the battery, and based on the input voltage detected by the input voltage detection circuit, When a battery having a higher rated output voltage than the battery having the lowest rated output voltage is connected, the power consumption circuit is interposed between the constant voltage circuit and the battery.
According to the above configuration, the input voltage detection circuit detects the input voltage from the battery, and the power conversion circuit is rated more than the battery with the lowest rated output voltage based on the input voltage detected by the input voltage detection circuit. When a battery with a high output voltage is connected, the power consumption circuit is inserted between the constant voltage circuit and the battery, so that the power supplied to the transistor takes into account the withstand power of the transistor and is reliable. Thus, the transistor can be protected, and as a result, a constant voltage can be supplied stably.
本発明の第4態様は、第1態様ないし第3態様のいずれかにおいて、前記車載機器本体は、前記バッテリから車両のアクセサリスイッチを介して電源が供給され、前記定電圧回路を制御するコントローラを備え、前記電力変換回路は、前記定電圧回路が前記コントローラの制御下で動作可能となった段階で、前記定電圧回路への電力供給を開始する、ことを特徴としている。
上記構成によれば、コントローラにバッテリから車両のアクセサリスイッチを介して電源が供給されて、定電圧回路がコントローラの制御下で動作可能となった段階で、定電圧回路への電力供給を開始するので、定電圧回路に確実に定電圧を出力させることができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first aspect to the third aspect, the in-vehicle device body is a controller that controls the constant voltage circuit by supplying power from the battery via a vehicle accessory switch. The power conversion circuit is characterized in that, when the constant voltage circuit becomes operable under the control of the controller, power supply to the constant voltage circuit is started.
According to the above configuration, when power is supplied to the controller from the battery via the accessory switch of the vehicle and the constant voltage circuit becomes operable under the control of the controller, power supply to the constant voltage circuit is started. Therefore, the constant voltage can be reliably output to the constant voltage circuit.
本発明によれば、車載用機器を構成している定電圧回路などに使用されるトランジスタなどの部品を接続するバッテリの定格出力電圧にかかわらず、トランジスタなどの部品を共通とすることができ、管理すべき部品種類(部品点数)および管理工数を削減できるという効果を奏する。 According to the present invention, components such as transistors can be made common regardless of the rated output voltage of the battery that connects the components such as transistors used in the constant voltage circuit constituting the vehicle-mounted device, There is an effect that the types of parts (number of parts) to be managed and the man-hours for management can be reduced.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図1は、実施形態の車載システムの概要構成ブロック図である。
車載システム10は、大別すると、電力を供給する車載バッテリ11と、車載バッテリ11から第1入力端子TIN1を介して電力供給を受けて動作する車載機器12と、車載バッテリ11からの電力を第2入力端子TIN2を介して車載機器12に供給するアクセサリ(ACC)スイッチ14と、を備えている。
車載機器12は、車載機器本体15と、車載バッテリ11から第1入力端子TIN1を介して供給された電力を、車載機器本体15に適した電力に変換して出力端子TOUT1を介して車載機器本体15に供給する共用電源回路16と、を備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration block diagram of an in-vehicle system according to an embodiment.
The in-
The in-
車載機器本体15は、複数の定電圧回路17−1、17−2と、アクセサリスイッチ14がオン状態となった場合に車載バッテリ11から電力が第2入力端子TIN2を介して直接供給されるとともに、定電圧回路17−1、17−2を制御する電源コントローラ18と、を備えている。
ここで、共用電源回路16は、車載バッテリ11として、定格出力電圧12Vのバッテリあるいは定格出力電圧24Vのバッテリのいずれが接続されても車載機器本体15の複数の定電圧回路17−1、17−2が動作可能となるように必要に応じて電力変換を行って、定電圧回路17−1、17−2に電力供給を行っており、定電圧回路17−1、17−2も共用電源回路16から供給される電力範囲および電圧範囲のいずれにおいても動作可能とされている。
共用電源回路16に接続される車載バッテリ11の許容出力電圧範囲としては、車載バッテリ11として定格出力電圧12Vのバッテリを想定した場合には、10.8V(最低許容電圧)〜16V(最大許容電圧)となる。
The in-
Here, the common
The allowable output voltage range of the in-
また、車載バッテリ11として定格出力電圧24Vのバッテリを想定した場合の許容出力電圧範囲は、16V(最低許容電圧)〜31.2V(最大許容電圧)となる。
ところで、定電圧回路17−1、17−2を車載バッテリ11の定格出力電圧が12Vおよび24Vのいずれでも共用可能な構成とする場合、これらの定電圧回路17−1、17−2を構成しているトランジスタおよびコンデンサに要求される仕様(特性)は、同一の定電圧回路であっても異なっている。
これは、トランジスタは、比較的耐圧性が高い部品(例えば、12V仕様で耐圧50Vなど)である一方、耐電力が要求される部品だからである。すなわち、トランジスタは、印加電圧が許容電圧範囲内であっても入力電流が大きいと、自己の耐電力を越えて破壊する可能性があるからである。
Moreover, the allowable output voltage range when a battery with a rated output voltage of 24 V is assumed as the in-
When the constant voltage circuits 17-1 and 17-2 are configured so that the rated output voltage of the in-
This is because the transistor is a component having relatively high withstand voltage (for example, with a withstand voltage of 50V in the 12V specification), and on the other hand, it requires a withstand power. In other words, even if the applied voltage is within the allowable voltage range, the transistor may break beyond its withstand power if the input current is large.
また、コンデンサは、比較的耐圧性の低い部品であるため、想定される最高許容電圧で耐えられる仕様とする必要があるからである。
上述したように、接続される車載バッテリ11として定格出力電圧12Vあるいは24Vのバッテリが接続されるとすると、共用電源回路16に入力される電圧範囲としては、例えば、10.8V〜31.2Vとなる。
ここで、定電圧回路17−1、17−2の構成について説明する。
In addition, since the capacitor is a component having a relatively low withstand voltage, it is necessary to have a specification that can withstand a maximum allowable voltage.
As described above, if a battery having a rated output voltage of 12 V or 24 V is connected as the on-
Here, the configuration of the constant voltage circuits 17-1 and 17-2 will be described.
図2は、定電圧回路の回路構成例の説明図である。
定電圧回路17−1、17−2は、基本的な回路構成は同一であるので、定電圧回路17−1を例として説明する。
定電圧回路17−1は、電圧変換を行うトランジスタQ1と、共用電源回路16の出力端子TOUT1から入力される電圧を分圧してトランジスタQ1のコレクタCに印加する分圧回路を構成する分圧抵抗R11、R12と、分圧抵抗R11、R12により降圧された後の電圧がツェナー電圧を超えると導通状態となるツェナーダイオードZD2と、ツェナーダイオードZD2に並列接続され、ツェナーダイオードZD2のスイッチングノイズを除去するための電解コンデンサEC2およびコンデンサCCと、逆流防止用ダイオードD4と、を備えている。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a circuit configuration example of the constant voltage circuit.
Since the basic circuit configurations of the constant voltage circuits 17-1 and 17-2 are the same, the constant voltage circuit 17-1 will be described as an example.
The constant voltage circuit 17-1 is a voltage dividing resistor that constitutes a voltage dividing circuit that divides the voltage input from the output terminal TOUT1 of the common
次に定電圧回路17−1の定電圧供給動作を説明する。
定電圧回路17−1の共用電源回路16の出力端子TOUT1から入力される電圧が分圧抵抗R11、R12を介してツェナーダイオードZD2に印加された電圧がツェナーダイオードZD2のツェナー電圧を超えると、ツェナーダイオードZD2は、導通状態となる。このとき、ツェナーダイオードZD2のスイッチングに伴うノイズは、高周波成分となるため、電解コンデンサEC2およびコンデンサCC2を介してグランド側に流れ、除去されることとなる。
この場合において、トランジスタQ1のベース電圧は、分圧抵抗R2を流れる電流が少なければ、分圧抵抗R2における電圧降下が小さくなり、トランジスタQ1のベース電位が確保されて、トランジスタQ1のコレクタC−エミッタE間の電圧降下は小さくなるため、トランジスタQ1の出力電圧は上昇することとなる。
Next, the constant voltage supply operation of the constant voltage circuit 17-1 will be described.
When the voltage applied from the output terminal TOUT1 of the common
In this case, if the current flowing through the voltage dividing resistor R2 is small, the voltage drop in the voltage dividing resistor R2 is reduced, the base potential of the transistor Q1 is secured, and the collector C-emitter of the transistor Q1 is secured. Since the voltage drop between E becomes small, the output voltage of the transistor Q1 rises.
一方、分圧抵抗R2を流れる電流が多ければ、分圧抵抗R2の電圧降下が大きくなり、トランジスタQ1のベース電位は低下して、トランジスタQ1のコレクタC−エミッタE間の電圧降下が増大され、トランジスタQ1の出力電圧は下降することとなる。
このとき、抵抗R2を流れる電流は、ツェナーダイオードZD2を流れる電流と等しいので、共用電源回路16の出力端子TOUT1に印加される電圧が高ければ、増加し、共用電源回路16の出力端子TOUT1に印加される電圧が低ければ減少する。
したがって、定電圧回路17−1の出力端子TOUT11における電圧(出力電圧)は、共用電源回路16の出力端子TOUTに印加される電圧が当該定電圧回路17−1の所定の定電圧基準電圧よりも高ければ低下し、共用電源回路16の出力端子TOUTに印加される電圧が当該定電圧回路17−1の所定の定電圧基準電圧よりも低ければ増加して、一定電圧に保たれることとなる。
On the other hand, if the current flowing through the voltage dividing resistor R2 is large, the voltage drop of the voltage dividing resistor R2 increases, the base potential of the transistor Q1 decreases, and the voltage drop between the collector C and the emitter E of the transistor Q1 increases. The output voltage of the transistor Q1 will drop.
At this time, since the current flowing through the resistor R2 is equal to the current flowing through the Zener diode ZD2, the voltage applied to the output terminal TOUT1 of the shared
Therefore, the voltage (output voltage) at the output terminal TOUT11 of the constant voltage circuit 17-1 is such that the voltage applied to the output terminal TOUT of the shared
図3は、定電圧回路に用いるトランジスタおよびコンデンサの使用電圧範囲の説明図である。
まず、定格出力電圧12Vのバッテリの許容電圧範囲は、図3(a)に示すように10.8V(最低許容電圧)〜16V(最大許容電圧)となっている。
また、定格出力電圧24Vのバッテリの許容電圧範囲は、図3(b)に示すように16V(最低許容電圧)〜31.2V(最大許容電圧)となっている。
定電圧回路17−1、17−2を構成する電圧変換用のトランジスタとしては、部品サイズおよびコスト的な観点から定格出力電圧12V仕様のものを用いた場合、単純にトランジスタの耐電圧は、図3(c)に示すように、10.8〜31.2Vの範囲をカバーしており、定格出力電圧24Vのバッテリを使用したとしても問題のない範囲である。
しかしながら、実際のトランジスタの使用においては、耐電圧のみならず、トランジスタの耐電力を考慮する必要があり、耐電力を考慮した実際の使用電圧範囲としては、例えば、図3(d)に示すように、定格出力電圧12Vの車載バッテリ11の最低許容電圧である10.8Vから、24V未満の電圧範囲となる。
FIG. 3 is an explanatory diagram of the operating voltage range of transistors and capacitors used in the constant voltage circuit.
First, the allowable voltage range of a battery with a rated output voltage of 12 V is 10.8 V (minimum allowable voltage) to 16 V (maximum allowable voltage) as shown in FIG.
Further, the allowable voltage range of the battery with the rated output voltage of 24V is 16V (minimum allowable voltage) to 31.2V (maximum allowable voltage) as shown in FIG.
As the voltage conversion transistors constituting the constant voltage circuits 17-1 and 17-2, when a transistor with a rated output voltage of 12V is used from the viewpoint of component size and cost, the withstand voltage of the transistor is simply shown in FIG. As shown in 3 (c), the range of 10.8 to 31.2V is covered, and there is no problem even if a battery with a rated output voltage of 24V is used.
However, in the actual use of the transistor, it is necessary to consider not only the withstand voltage but also the withstand voltage of the transistor. As an actual use voltage range in consideration of the withstand power, for example, as shown in FIG. Furthermore, the voltage range is less than 24V from 10.8V, which is the lowest allowable voltage of the in-
一方、定電圧回路17−1、17−2を構成する電界コンデンサEC2、コンデンサCC2(特にコンデンサCC2)としては、耐電力よりも耐電圧が問題となる。すなわち、電力変換用のトランジスタと比較して耐電圧性が低いので、耐電圧の観点から24V仕様のものを用いるのが好ましい。したがって、24Vの通常仕様のコンデンサにおける使用電圧範囲としては、図3(e)に示すように、定格出力電圧24Vの車載バッテリ11の最大許容電圧31.2V以下、すなわち、定格出力電圧12Vの車載バッテリ11の最低許容電圧である10.8V以上、31.2Vとなる。
すなわち、上記構成の場合、共用電源回路16が定電圧回路17−1、17−2に供給可能な電圧範囲としては、車載バッテリ11として定格出力電圧12Vのバッテリを接続した場合には、定格出力電圧12Vのバッテリの許容出力電圧範囲の全てで定電圧回路17−1、17−2は動作可能であるので、そのまま定格出力電圧12Vのバッテリの許容出力電圧範囲(10.8〜16V)とすればよい。
On the other hand, with regard to the electric field capacitor EC2 and the capacitor CC2 (particularly the capacitor CC2) constituting the constant voltage circuits 17-1 and 17-2, the withstand voltage is more problematic than the withstand power. That is, since the withstand voltage is lower than that of a power conversion transistor, it is preferable to use a 24V specification in terms of withstand voltage. Therefore, as shown in FIG. 3 (e), the usable voltage range in the normal specification capacitor of 24V is the maximum allowable voltage of 31.2V or less of the on-
That is, in the case of the above configuration, the voltage range that the common
これに対し、車載バッテリ11として定格出力電圧24Vのバッテリを接続した場合には、定電圧回路17−1、17−2を構成するコンデンサは、全出力電圧範囲で動作可能であるので、最低電圧は、定格出力電圧24Vの車載バッテリの最低許容電圧である16Vとし、最高許容電圧は、トランジスタの耐電力から定まる最大許容電圧(例えば、24V未満)となるように出力すればよい。
以上をまとめると、本実施形態における共用電源回路16としては、車載バッテリ11が定格出力電圧12Vの場合には、車載バッテリ11の出力電圧をそのまま、定電圧回路17−1、17−2に出力し、車載バッテリ11が定格出力電圧24Vの場合には、車載バッテリ11の出力電圧を定電圧回路17−1、17−2を構成するトランジスタの耐電力から定まる最大許容電圧(本実施形態では、24V)未満とするように動作すればよいこととなる。
On the other hand, when a battery having a rated output voltage of 24 V is connected as the in-
In summary, the common
図4は、共用電源回路の概要構成ブロック図である。
共用電源回路16は、大別すると、第1入力端子TIN1に接続された車載バッテリ11の定格出力電圧が24Vであることを検出した場合に、出力切換制御信号Sを出力する入力電圧検出回路21と、入力電圧検出回路21から出力切換制御信号Sが入力されていない状態では、車載バッテリ11は定格出力電圧12Vのバッテリであるので、車載バッテリ11の出力電圧をそのまま出力し、入力電圧検出回路21から出力切換制御信号Sが入力されている状態では、車載バッテリ11は定格出力電圧24Vのバッテリであるので、内蔵している電力消費回路22により車載バッテリ11の出力電力の電力を消費して出力端子TOUT1を介して定電圧回路17−1、17−2を構成しているトランジスタ(本実施形態におけるトランジスタQ1)の耐電力に応じた電力を供給する電力変換回路23と、を備えている。
FIG. 4 is a schematic configuration block diagram of the shared power supply circuit.
The shared
図5は、共用電源回路の詳細回路構成の説明図である。
入力電圧検出回路21は、エミッタEが第1入力端子TIN1に接続されたPNP型のトランジスタQ11と、第1入力端子TIN1に印加されている電圧が低下した場合に、トランジスタQ11のエミッタE−ベースB間を短絡状態として、トランジスタQ11のオフ状態を維持するためのダイオードD1と、アノードがグランドGNDに接続され第1入力端子TIN1の電圧が車載バッテリ11が定格出力電圧12Vの場合の最大許容電圧(本実施形態では16V)を超えた場合に導通状態となるツェナーダイオードZD1と、ツェナーダイオードZDが導通状態の場合に、第1入力端子TIN1に印加されている電圧を分圧する分圧回路を構成する分圧抵抗R1,R2と、を備えている。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a detailed circuit configuration of the shared power supply circuit.
The input
一方、電力変換回路23は、コレクタCが出力端子TOUT1に接続されたトランジスタQ12と、逆流防止用ダイオードD2、D3と、第1入力端子TIN1に接続された車載バッテリ11が定格出力24Vのバッテリの場合に、電力を消費して、出力端子TOUT1から定電圧回路17−1、17−2を構成しているトランジスタの最大許容電圧未満の電圧として出力するための電力消費用抵抗R3と、入力電圧検出回路21から出力切換制御信号Sが入力されている場合に、トランジスタQ12をオフ状態とするための電圧をトランジスタQ12のエミッタE−ベースB間に印加するための分圧抵抗R4,R5,R6と、出力端子TOUTとグランドGNDとの間に並列接続された電解コンデンサEC1およびコンデンサCC1を備え、出力端子TOUTから出力される電源信号のノイズなどを除去するための平滑動作を行う平滑回路SMと、を備えている。
On the other hand, in the
次に共用電源回路の動作について説明する。
まず、車載バッテリ11として、定格出力電圧24Vのバッテリが接続された場合の動作について説明する。
車載機器本体15の電源コントローラ18は、運転者によりアクセサリスイッチ14がオン状態とされると、第2入力端子TIN2を介して、バッテリ11から電源が供給される。
これにより、電源コントローラ18は、定電圧回路17−1、17−2が当該電源コントローラ18の制御下で動作可能となった段階で、共用電源回路16からの定電圧回路17−1、17−2への電力供給を開始するようにされている。具体的には、共用電源回路16の出力端子TOUT1の前段にスイッチを設けるなどにより電力供給を行わないようにしておく。あるいは、定電圧回路17−1、17−2の入力側にスイッチを設けて共用電源回路16からの電力供給を遮断するように構成しておく。
Next, the operation of the shared power supply circuit will be described.
First, the operation when a battery with a rated output voltage of 24 V is connected as the in-
When the
As a result, the
そして、車載バッテリ11として、定格出力電圧24Vのバッテリが接続され、電源コントローラ18の制御下で定電圧回路17−1、17−2への電力供給が開始されて、正常に電圧が供給された場合には、ツェナーダイオードZD1のツェナー電圧を超える電圧が印加されることとなるため、ツェナーダイオードZD1が導通状態となり、ツェナーダイオードZD1のカソード−アノード間には、定電圧が印加されることとなる。
これにより、トランジスタQ11のエミッタE−ベースB間にも電流が流れ、トランジスタQ11はオン状態となる。すなわち、トランジスタQ11は、車載バッテリ11として、定格出力電圧24Vのバッテリが接続された場合に、出力切換制御信号SをコレクタCを介して電力変換回路23に出力することとなる。
And the battery of the rated output voltage 24V is connected as the vehicle-mounted
As a result, a current also flows between the emitter E and base B of the transistor Q11, and the transistor Q11 is turned on. That is, the transistor Q11 outputs the output switching control signal S to the
出力切換制御信号Sが電力変換回路23に入力され、抵抗R6の端子間電圧が高くなると、電力変換回路23のトランジスタQ12のエミッタE−ベース間の電圧が小さくなり、トランジスタQ12は、開状態(オフ状態)となる。
この結果、第1入力端子TIN1から供給される電流は、電力消費回路22としての抵抗R3を介して流れることとなり、抵抗R3により電力が消費されるとともに、電圧が低下し、出力端子TOUT1から車載機器の定電圧回路17−1,17−2に供給されることとなる。
When the output switching control signal S is input to the
As a result, the current supplied from the first input terminal TIN1 flows through the resistor R3 as the
この結果、定電圧回路17−1、17−2を構成しているトランジスタ(定電圧回路17−1の場合、トランジスタQ1)には電力消費後の電流が流れて、定電圧回路17−1、17−2を構成しているトランジスタの耐電力範囲内の電力(電圧値として24V未満)が供給されることとなり、トランジスタは正常に動作することが可能となる。このとき、定電圧回路17−1、17−2を構成しているコンデンサについては、最大でも31.2Vの電圧が印加されるだけであり、正常に動作することが可能となっている。 As a result, the current after power consumption flows through the transistors constituting the constant voltage circuits 17-1 and 17-2 (in the case of the constant voltage circuit 17-1, the transistor Q1). The power (with a voltage value of less than 24V) within the withstand power range of the transistors constituting the circuit 17-2 is supplied, and the transistors can operate normally. At this time, the capacitors constituting the constant voltage circuits 17-1 and 17-2 are only applied with a voltage of 31.2 V at the maximum, and can operate normally.
次に、車載バッテリ11として、定格出力電圧12Vのバッテリが接続された場合の動作について説明する。
車載機器本体15の電源コントローラ18は、運転者によりアクセサリスイッチ14がオン状態とされると、第2入力端子TIN2を介して、バッテリ11から電源が供給され、電源コントローラ18は、定電圧回路17−1、17−2が当該電源コントローラ18の制御下で動作可能となった段階で、共用電源回路16からの定電圧回路17−1、17−2への電力供給を開始させ、車載バッテリ11として定格出力電圧12Vのバッテリが接続されて入力電圧検出回路21から出力切換制御信号Sが入力されていない場合には、トランジスタQ11は開状態(オフ状態)となるため、分圧抵抗R4,R5,R6を介してトランジスタQ12のベース電圧が低下し、エミッタE−ベースB間電圧が大きくなって、トランジスタQ12は、閉状態(オン状態)となり、第1入力端子TIN1から供給される電力は、トランジスタQ12のエミッタE、コレクタCを介してそのままの電圧で出力端子TOUTから車載機器の定電圧回路17−1,17−2に供給されることとなる。
Next, the operation when a battery having a rated output voltage of 12 V is connected as the in-
When the
この結果、定電圧回路17−1、17−2を構成しているトランジスタ(定電圧回路17−1の場合、トランジスタQ1)には、定格出力電圧12Vのバッテリの電圧(10.8V〜16V)が印加されるだけであり、十分にトランジスタの耐電力未満の電力が供給されることとなり、トランジスタは正常に動作する。このとき、定電圧回路17−1、17−2を構成しているコンデンサについては、最大でも16Vの電圧が印加されるだけであり、正常に動作することが可能となっている。 As a result, the battery voltage (10.8V to 16V) of the rated output voltage 12V is applied to the transistors constituting the constant voltage circuits 17-1 and 17-2 (in the case of the constant voltage circuit 17-1, the transistor Q1). Is applied, and power less than the withstand voltage of the transistor is sufficiently supplied, and the transistor operates normally. At this time, the capacitors constituting the constant voltage circuits 17-1 and 17-2 are only applied with a voltage of 16V at the maximum, and can operate normally.
以上の説明のように、本実施形態によれば、定格出力電圧が互いに異なる複数種類のバッテリの内いずれか一つが入力部に接続され、その出力部に車載機器を構成する車載機器本体が接続される車載用の電源回路において、車載用機器を構成している定電圧回路などに使用されるトランジスタなどの部品を、接続するバッテリの定格出力電圧にかかわらず共通とすることができ、管理すべき部品種類(部品点数)および管理工数を削減できる。 As described above, according to the present embodiment, any one of a plurality of types of batteries having different rated output voltages is connected to the input unit, and the in-vehicle device body constituting the in-vehicle device is connected to the output unit. In a vehicle power supply circuit that is used, components such as transistors used in constant voltage circuits that make up in-vehicle devices can be shared and managed regardless of the rated output voltage of the connected battery. The type of parts (number of parts) and management man-hours can be reduced.
以上の説明は、共用電源回路16に接続するバッテリが2種類の場合であったが、3種類以上の場合であっても、最も定格出力電圧が低いバッテリが接続された場合には、当該バッテリからの供給電力をそのまま定電圧回路に供給し、最も定格出力電圧が低いバッテリよりも定格出力電圧が高いバッテリが接続された場合には、定電圧回路を構成する電力変換用のトランジスタの耐電力を越えないように電力変換を行ってから定電圧回路に電力の供給を行うようにすれば、同様に適用が可能である。
なお、最も定格出力電圧が低いバッテリが接続された場合にも、定電圧回路を構成する電力変換用のトランジスタの耐電力を越えないように電力変換を行うことも可能であるが、無駄に消費電力を増すだけであるので、消費電力の観点からは、好ましくない。
The above explanation is for the case where there are two types of batteries connected to the shared
Even when a battery with the lowest rated output voltage is connected, it is possible to perform power conversion so that it does not exceed the power resistance of the power conversion transistor that constitutes the constant voltage circuit. Since it only increases electric power, it is not preferable from the viewpoint of power consumption.
10 車載システム
11 車載バッテリ
12 車載機器
14 アクセサリスイッチ
15 車載機器本体
16 共用電源回路
17−1、17−2 定電圧回路
18 電源コントローラ
21 入力電圧検出回路
22 電力消費回路
23 電力変換回路
CC1、CC2 コンデンサ
EC1、EC2 電解コンデンサ
Q1 トランジスタ
R3 電力消費用抵抗(電力消費回路)
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記車載機器本体は、電圧変換用のトランジスタおよびコンデンサを有する定電圧回路を備え、
前記トランジスタ及び前記コンデンサは、前記複数種類のバッテリのいずれであっても、その許容電圧範囲内の電圧の印加が可能とされ、
前記最も定格出力電圧が低いバッテリが接続された場合には、当該バッテリからの供給電力をそのまま前記定電圧回路に供給し、前記最も定格出力電圧が低いバッテリよりも定格出力電圧が高いバッテリが接続された場合には、前記トランジスタの耐電力を越えないように電力変換を行ってから前記定電圧回路に電力の供給を行う電力変換回路を備えたことを特徴とする電源回路。 An in-vehicle power supply circuit in which any one of a plurality of types of batteries having different rated output voltages is connected to an input unit, and an in-vehicle device body constituting the in-vehicle device is connected to the output unit,
The in-vehicle device body includes a constant voltage circuit having a voltage conversion transistor and a capacitor,
The transistor and the capacitor can be applied with a voltage within the allowable voltage range of any of the plurality of types of batteries.
When the battery with the lowest rated output voltage is connected, the power supplied from the battery is supplied to the constant voltage circuit as it is, and the battery with the higher rated output voltage than the battery with the lowest rated output voltage is connected. In such a case, the power supply circuit includes a power conversion circuit that performs power conversion so as not to exceed a withstand power of the transistor and then supplies power to the constant voltage circuit.
前記電力変換回路は、前記最も定格出力電圧が低いバッテリよりも定格出力電圧が高いバッテリが接続された場合に、前記バッテリからの供給電力の一部を消費してから前記定電圧回路に供給する電力消費回路を備えたことを特徴とする電源回路。 The power supply circuit according to claim 1,
When the battery having a higher rated output voltage than the battery having the lowest rated output voltage is connected, the power conversion circuit consumes a part of the power supplied from the battery and then supplies the power to the constant voltage circuit. A power supply circuit comprising a power consumption circuit.
前記電力変換回路は、前記バッテリからの入力電圧を検出する入力電圧検出回路を備え、前記入力電圧検出回路により検出された入力電圧に基づいて、前記最も定格出力電圧が低いバッテリよりも定格出力電圧が高いバッテリが接続された場合に、前記電力消費回路を前記定電圧回路と前記バッテリとの間に介挿する、
ことを特徴とする電源回路。 The power supply circuit according to claim 2,
The power conversion circuit includes an input voltage detection circuit that detects an input voltage from the battery, and based on the input voltage detected by the input voltage detection circuit, the rated output voltage is lower than that of the battery having the lowest rated output voltage. When a battery having a high value is connected, the power consumption circuit is interposed between the constant voltage circuit and the battery.
A power supply circuit characterized by that.
前記車載機器本体は、前記バッテリから車両のアクセサリスイッチを介して電源が供給され、前記定電圧回路を制御するコントローラを備え、
前記電力変換回路は、前記定電圧回路が前記コントローラの制御下で動作可能となった段階で、前記定電圧回路への電力供給を開始する、
ことを特徴とする電源回路。 The power supply circuit according to any one of claims 1 to 3,
The in-vehicle device main body is supplied with power from the battery via a vehicle accessory switch, and includes a controller that controls the constant voltage circuit,
The power conversion circuit starts supplying power to the constant voltage circuit when the constant voltage circuit becomes operable under the control of the controller.
A power supply circuit characterized by that.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010105492A JP2011233100A (en) | 2010-04-30 | 2010-04-30 | Power source circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010105492A JP2011233100A (en) | 2010-04-30 | 2010-04-30 | Power source circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011233100A true JP2011233100A (en) | 2011-11-17 |
Family
ID=45322324
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010105492A Pending JP2011233100A (en) | 2010-04-30 | 2010-04-30 | Power source circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011233100A (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54131753A (en) * | 1978-04-03 | 1979-10-13 | Nec Corp | Dc power source stabilizing circuit |
JPH03201002A (en) * | 1989-05-17 | 1991-09-02 | Nippondenso Co Ltd | Power controller |
JPH04334927A (en) * | 1991-05-09 | 1992-11-24 | Fujikura Ltd | Power source for automotive electric accessory unit |
-
2010
- 2010-04-30 JP JP2010105492A patent/JP2011233100A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54131753A (en) * | 1978-04-03 | 1979-10-13 | Nec Corp | Dc power source stabilizing circuit |
JPH03201002A (en) * | 1989-05-17 | 1991-09-02 | Nippondenso Co Ltd | Power controller |
JPH04334927A (en) * | 1991-05-09 | 1992-11-24 | Fujikura Ltd | Power source for automotive electric accessory unit |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9991783B2 (en) | Method and apparatus for discharging an energy store in a high-voltage power supply system | |
JP5408352B2 (en) | Power supply control circuit and power supply control device | |
US20070075677A1 (en) | Method and system of managing power distribution in switch based circuits | |
US20110115287A1 (en) | Vehicular power supply circuit | |
CN109398267B (en) | Vehicle and vehicle-mounted multimedia power management system thereof | |
US11142150B2 (en) | Apparatus for managing power of vehicle and method of controlling the same | |
KR20090040172A (en) | Protecting circuit for battery reverse connecting for cars | |
JP4597596B2 (en) | Vehicle power supply | |
JP2016213969A (en) | Power supply device | |
JP2011162147A (en) | Vehicular power source supply device and vehicular control device | |
JP2012507964A (en) | Driver circuit for supplying load voltage | |
CN110603699B (en) | Electrical system having a current-consuming circuit for discharging a capacitor, associated motor vehicle and method | |
JP2012245799A (en) | Drive control device | |
JP2011233100A (en) | Power source circuit | |
JP5586554B2 (en) | Load control device | |
JP6541414B2 (en) | Power supply device | |
JP2006018409A (en) | Power supply circuit | |
CN106716766B (en) | Circuit and associated management method | |
CN103151923A (en) | Voltage stabilizer | |
JP2014125117A (en) | Vehicular power supply device | |
JP2011073509A (en) | On-vehicle lamp lighting control circuit | |
JP2016213967A (en) | Power supply device | |
KR101055106B1 (en) | Power conversion circuit of vehicle | |
WO2018066499A1 (en) | In-vehicle apparatus | |
JP2011213321A (en) | Power source supply device for vehicle and control device for vehicle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130430 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140130 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140218 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140624 |