JP2014007791A - Power supply device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電源の出力電圧を変換して負荷に供給するDC/DCコンバータを備える電源装置に関する。 The present invention relates to a power supply apparatus including a DC / DC converter that converts an output voltage of a power supply and supplies the converted voltage to a load.
停車時にエンジンのアイドリングを停止して、燃費を向上させるアイドルストップ車が増加しつつある。このような車両では、アイドルストップ時にオルタネータ(車載発電機)が停止し、電源がバッテリのみとなって電圧が低下する。その為、DC/DCコンバータにより電源電圧を昇圧する電源装置を搭載して、アイドルストップ時にDC/DCコンバータを作動させる車両がある。 There are an increasing number of idle stop vehicles that stop the engine idling when the vehicle is stopped and improve fuel efficiency. In such a vehicle, the alternator (on-vehicle generator) is stopped at the time of idling stop, and the voltage is lowered because the power source is only the battery. Therefore, there is a vehicle in which a power supply device that boosts the power supply voltage by a DC / DC converter is mounted and the DC / DC converter is operated at an idle stop.
このような車両では、車両が備える負荷及び電線を保護するために、例えば、車載電源であるオルタネータ及びバッテリと負荷との間に、DC/DCコンバータ及びバイパススイッチの並列回路と、ヒューズ及びヒューズを保護する保護スイッチの直列回路とを直列に接続している。 In such a vehicle, in order to protect a load and an electric wire included in the vehicle, for example, a parallel circuit of a DC / DC converter and a bypass switch, a fuse and a fuse are provided between an alternator and a battery as a vehicle-mounted power source and the load. A series circuit of protection switches to be protected is connected in series.
特許文献1に記載の電源装置は、リレーケース内に昇圧回路とリレー機能及び/又はヒューズ手段を備えることにより、装置の小型化、及び、車両に搭載するヒューズの数の削減を実現している。 The power supply device described in Patent Document 1 includes a booster circuit and a relay function and / or fuse means in a relay case, thereby realizing a reduction in the size of the device and a reduction in the number of fuses mounted on the vehicle. .
上述したような従来の電源装置では、バイパススイッチ及びDC/DCコンバータと保護スイッチとが、一つの筐体に格納されていたとしても、過電流又は過熱による異常時には、保護スイッチはヒューズのみの保護を行っている。そのため、過電流又は過熱による異常時に、保護スイッチとDC/DCコンバータ側とで統一的に適切な対応ができないという問題がある。 In the conventional power supply device as described above, even if the bypass switch, the DC / DC converter, and the protection switch are housed in one housing, the protection switch protects only the fuse in the event of an abnormality due to overcurrent or overheating. It is carried out. For this reason, there is a problem in that an appropriate response cannot be unified uniformly between the protection switch and the DC / DC converter side when an abnormality occurs due to overcurrent or overheating.
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、過電流又は過熱による異常からDC/DCコンバータを適切に保護する電源装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a power supply apparatus that appropriately protects a DC / DC converter from an abnormality caused by overcurrent or overheating.
本発明に係る電源装置は、電源の出力電圧を変換して負荷に供給する1又は複数のDC/DCコンバータと、該DC/DCコンバータ及び負荷の間に設けられたヒューズ、並びに、前記ヒューズを保護する保護スイッチの直列回路とを備える電源装置において、前記保護スイッチに通流する電流値を検出する検出手段と、前記DC/DCコンバータ、保護スイッチ、ヒューズ、及び、検出手段を収納する筐体とを備え、前記検出手段が検出した電流値が所定の範囲を外れる場合に、前記保護スイッチがオフになるように構成してあることを特徴とする。 A power supply apparatus according to the present invention includes one or more DC / DC converters that convert an output voltage of a power supply and supply the load to a load, a fuse provided between the DC / DC converter and the load, and the fuse A power supply device comprising a series circuit of protection switches to be protected, a detection means for detecting a current value flowing through the protection switch, and a casing that houses the DC / DC converter, the protection switch, a fuse, and the detection means The protection switch is configured to be turned off when the current value detected by the detection means is out of a predetermined range.
本発明の電源装置にあっては、検出手段が、保護スイッチに通流する電流値を検出し、検出手段が検出した電流値が所定の範囲を外れる場合に、前記保護スイッチがオフになる。筐体が、DC/DCコンバータ、迂回回路、スイッチ、検出手段、判定手段、及び、ヒューズを収納している。
これにより、保護スイッチを通流する電流値が所定の範囲を外れる場合に、保護スイッチがオフになるので、DC/DCコンバータの保護を確実にすることができる。
In the power supply device of the present invention, the detection means detects the current value flowing through the protection switch, and the protection switch is turned off when the current value detected by the detection means is out of a predetermined range. The case houses a DC / DC converter, a bypass circuit, a switch, a detection unit, a determination unit, and a fuse.
Thereby, when the value of the current flowing through the protection switch is out of the predetermined range, the protection switch is turned off, so that the protection of the DC / DC converter can be ensured.
また、本発明に係る電源装置は、前記筐体に収納され前記DC/DCコンバータの温度を測定する測定手段をさらに備え、該測定手段が測定した温度が所定温度より高い場合に、前記保護スイッチがオフになるように構成してあることを特徴とする。 The power supply apparatus according to the present invention further includes a measuring unit that is housed in the casing and measures the temperature of the DC / DC converter, and the protection switch is turned on when the temperature measured by the measuring unit is higher than a predetermined temperature. Is configured to be turned off.
本発明の電源装置にあっては、測定手段が、DC/DCコンバータの温度を測定し、測定した温度が所定温度より高い場合に、保護スイッチがオフになる。
これにより、DC/DCコンバータの温度が所定温度より高い場合に、DC/DCコンバータに通流する電流値を低くするか、又は、遮断するので、DC/DCコンバータの保護を確実にすることができる。
In the power supply device of the present invention, the measuring means measures the temperature of the DC / DC converter, and the protection switch is turned off when the measured temperature is higher than a predetermined temperature.
Thereby, when the temperature of the DC / DC converter is higher than the predetermined temperature, the value of the current flowing through the DC / DC converter is lowered or cut off, so that the protection of the DC / DC converter can be ensured. it can.
また、本発明に係る電源装置は、前記保護スイッチは、前記検出手段を有する半導体リレーであり、前記検出手段から与えられた電流値に基づいて、前記半導体リレーを駆動制御するプロセッサを備えることを特徴とする。 Moreover, the power supply device according to the present invention is such that the protection switch is a semiconductor relay having the detection means, and includes a processor that drives and controls the semiconductor relay based on a current value given from the detection means. Features.
本発明の電源装置にあっては、プロセッサが、検出手段から与えられた電流値に基づいて、半導体リレーとして構成される保護スイッチを駆動制御する。
これにより、プロセッサが駆動する半導体リレーにより電流の遮断又は電流値の低減を行うので、DC/DCコンバータの保護を復帰可能に実現し、さらに、ヒューズの保護を実現することができる。
In the power supply device of the present invention, the processor drives and controls the protection switch configured as a semiconductor relay based on the current value given from the detection means.
As a result, since the current is cut off or the current value is reduced by the semiconductor relay driven by the processor, the protection of the DC / DC converter can be restored and the protection of the fuse can be realized.
また、本発明に係る電源装置は、前記保護スイッチは、前記測定手段を有する半導体リレーであり、前記測定手段から与えられた温度に基づいて、前記半導体リレーを駆動制御するプロセッサを備えることを特徴とする。 Further, the power supply device according to the present invention is characterized in that the protection switch is a semiconductor relay having the measurement unit, and includes a processor that drives and controls the semiconductor relay based on a temperature given from the measurement unit. And
本発明の電源装置にあっては、プロセッサが、測定手段から与えられた温度に基づいて、半導体リレーとして構成される保護スイッチを駆動制御する。
これにより、プロセッサが駆動する半導体リレーにより電流の遮断又は電流値の低減を行うので、DC/DCコンバータの保護を復帰可能に実現し、さらに、ヒューズの保護を実現することができる。
In the power supply device of the present invention, the processor drives and controls the protection switch configured as a semiconductor relay based on the temperature given from the measuring means.
As a result, since the current is cut off or the current value is reduced by the semiconductor relay driven by the processor, the protection of the DC / DC converter can be restored and the protection of the fuse can be realized.
本発明によれば、過電流又は過熱による異常からDC/DCコンバータを適切に保護する電源装置を実現することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the power supply device which protects a DC / DC converter appropriately from the abnormality by overcurrent or overheating is realizable.
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
図1は、本発明に係る電源装置の実施の形態の要部構成を示す回路図である。図1の構成は、車両用電源装置1、ヒューズボックス2、ヒューズボックス3、バッテリ91、オルタネータ92、負荷23a,23b,23c,23d,23e、及び、23fを含む。ヒューズボックス2は、保護スイッチ21e,21f,ヒューズ22e,22f、及び、制御部29を備える。保護スイッチ21e,21fは、IPD(Intelligent Power Device)等の半導体リレーである。ヒューズボックス3は、ヒューズ31a,31b,31e,31fを格納している。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a main configuration of an embodiment of a power supply device according to the present invention. 1 includes a vehicle power supply device 1, a
図2は、車両用電源装置1の詳細な構成を示す回路図である。車両用電源装置1は、電圧変換部10、保護スイッチ21a、保護スイッチ21b、保護スイッチ21c、保護スイッチ21d、ヒューズ22a、ヒューズ22b、制御部19、及び、筐体100を備える。筐体100を除く各部は、筐体100に収納されている。電圧変換部10は、DC/DCコンバータ50a、DC/DCコンバータ50b、バイパススイッチ40a、及び、バイパススイッチ40bを備える。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the vehicle power supply device 1. The vehicle power supply device 1 includes a
保護スイッチ21a,21b,21c,21dは、IPD等の半導体リレーであり、保護スイッチ21aは、電流値検出手段81a、及び、温度測定手段82aを備え、保護スイッチ21bは、電流値検出手段81b、及び、温度測定手段82bを備え、保護スイッチ21cは、電流値検出手段81c、及び、温度測定手段82cを備え、保護スイッチ21dは、電流値検出手段81d、及び、温度測定手段82dを備える。
The protection switches 21a, 21b, 21c, and 21d are semiconductor relays such as IPD. The
バッテリ91及びオルタネータ92(以下、「車載電源9」という。)の正極は、ヒューズ31aを通じて、バイパススイッチ40a及びDC/DCコンバータ50aのそれぞれ一方の端子に接続され、また、ヒューズ31bを通じて、バイパススイッチ40b及びDC/DCコンバータ50bのそれぞれ一方の端子に接続されている。
The positive electrode of the
バイパススイッチ40a及びDC/DCコンバータ50aのそれぞれ他方の端子は、保護スイッチ21a及びヒューズ22aを通じて、負荷23aに接続され、保護スイッチ21c及びヒューズ22cを通じて、負荷23cに接続されている。バイパススイッチ40b及びDC/DCコンバータ50bのそれぞれ他方の端子は、保護スイッチ21b及びヒューズ22bを通じて、負荷23bに接続され、保護スイッチ21d及びヒューズ22dを通じて、負荷23dに接続されている。
The other terminals of the bypass switch 40a and the DC / DC converter 50a are connected to the load 23a through the
車載電源9の正極は、また、ヒューズ31e、保護スイッチ21e、及び、ヒューズ22eを通じて、負荷23eに接続され、ヒューズ31f、保護スイッチ21f、及び、ヒューズ22fを通じて、負荷23fに接続されている。
The positive electrode of the in-
負荷23aは、アクセサリ系の負荷(ラジオ等)であり、負荷23bは、イグニッションキー信号により起動可能となるIG系の負荷(空調装置、パワーウインドウ等)である。
The load 23a is an accessory load (radio or the like), and the
電流値検出手段81aは、保護スイッチ21aを通流する電流値を検出する。温度測定手段82aは、保護スイッチ21aの温度を測定する。電流値検出手段81bは、保護スイッチ21bを通流する電流値を検出する。温度測定手段82bは、保護スイッチ21bの温度を測定する。
The current value detection means 81a detects the current value flowing through the
制御部19は、電流値検出手段81aが検出する電流値を取得し、取得した電流値が所定の範囲を外れる場合に、保護スイッチ21aをオフにする。
The
下流に設けられている保護スイッチ21aが、DC/DCコンバータ50aと一つの筐体100に収納されているので、制御部19から保護スイッチ21aによる電流の遮断を実行することができ、より堅固にDC/DCコンバータ50aの保護を行うことができる。
なお、昇圧中に保護スイッチ21aをオフにすることに代えて、バイパススイッチ40aをオンにすることにより、DC/DCコンバータ50aに通流する電流値を低下させることができる。
Since the
Note that the value of the current flowing through the DC / DC converter 50a can be reduced by turning on the bypass switch 40a instead of turning off the
保護スイッチ21aをオフにした後、制御部19は、保護スイッチ21aをオンにする信号を間欠的に出力する。その都度、電流値検出手段81aが電流値を取得し、取得した電流値が所定の範囲を外れる場合は、保護スイッチ21aのオフを継続し、所定の範囲に含まれる場合は、保護スイッチ21aをオンに切り替える。
After turning off the
制御部19は、また、温度測定手段82aから入力される温度が所定の値を超える場合に、保護スイッチ21aをオフにする。温度測定手段82aが測定した温度に基づく、保護スイッチ21aの制御は、過熱が過電流により生じることから、電流値に基づく制御と同様であるので、ここでは説明を省略する。
なお、電流値及び温度に基づくDC/DCコンバータ50bの保護も、同様に実現することができる。
The
The protection of the DC /
なお、バイパススイッチ40bが故障しているか否かの判定は、次の通りである。制御部19が、バイパススイッチ40bをオンにする信号を出力した後に、DC/DCコンバータ50bの入力電圧と出力電圧との差が0又は極めて0に近い値にならない場合に、制御部19は、バイパススイッチ40bが故障していると判定する。
The determination as to whether or not the
ヒューズボックス2が備える保護スイッチ21e,21fには、車載電源9からの電流が昇圧されることなく通流する。保護スイッチ21e,21fの機能は、保護スイッチ21a,21b,21c,21dと同様である。すなわち、通流する電流の電流値が所定の範囲を外れる場合、又は、検出する温度が所定温度以上の場合に、制御部29が、保護スイッチ21e,21fに電流を遮断させる。
The current from the in-
図3は、車両用電源装置1が備えるバイパススイッチ40a,40b及び保護スイッチ21a、21bのオン/オフ動作を示すタイミングチャートである。Bのアクセサリ信号(ACC信号)が、オフからオンに切り替わる時点t1に、Cの保護スイッチ21a及びDのバイパススイッチ40aがオンになる。続いて、Eのイグニッションキー信号(IG信号)が、オフからオンに切り替わる時点t11に、Fの保護スイッチ21b及びGのバイパススイッチ40bがオンになる。この状態で車両は走行状態となっており、オルタネータ92が発電しているので、DC/DCコンバータ50a,50bは昇圧していない。負荷23aには車載電源9からの電流が通流している。
FIG. 3 is a timing chart showing on / off operations of the bypass switches 40a and 40b and the protection switches 21a and 21b included in the vehicle power supply device 1. At the time t1 when the accessory signal (ACC signal) of B switches from off to on, the
車両が停止し、アイドリングストップが開始され、オルタネータ92が停止し、車載電源9の出力電圧が低下した時点t2で、バイパススイッチ40a(D)がオフになり、DC/DCコンバータ50aが昇圧を開始し、昇圧された電圧が保護スイッチ21a及びヒューズ22aを通じて、負荷23aに供給される。
At time t2 when the vehicle is stopped, idling stop is started, the
時点t2では、同様に、バイパススイッチ40b(G)がオフになり、DC/DCコンバータ50bが昇圧を開始し、昇圧された電圧が保護スイッチ21b及びヒューズ22bを通じて、負荷23bに供給される。
Similarly, at time t2, the
ここで時点ta1において、電流値検出手段81aの検出値が一時的に異常に大きくなった場合に、制御部19が保護スイッチ21a(C)をオフにすることにより、DC/DCコンバータ50a及び負荷23aの保護を復帰可能に実現する。
Here, when the detected value of the current value detecting means 81a becomes temporarily abnormal at the time point ta1, the
アイドリングストップが終了し、図示しないエンジンが始動し、オルタネータ92が発電することにより車載電源9の出力電圧が通常の値に復帰した時点t3に、バイパススイッチ40a(D)はオンになり、DC/DCコンバータ50aが昇圧を停止する。しかしながら、保護スイッチ21a(C)がオフになっているので、車載電源9の出力電圧は、負荷23aに供給されない。
At the time point t3 when the idling stop is completed, the engine (not shown) is started, and the output voltage of the in-
制御部19は、保護スイッチ21a(C)を所定の間隔でオンにする信号を間欠的に出力し続け、出力する都度、電流値検出手段81aが検出する電流値が所定の範囲を外れる場合は、保護スイッチ21aのオフを継続し、所定の範囲に含まれる場合は、保護スイッチ21a(C)をオンに切り替える。
The
時点t3では、同様に、バイパススイッチ40b(G)はオンになり、DC/DCコンバータ50bが昇圧を停止し、車載電源9の出力電圧が、保護スイッチ21b(F)及びヒューズ22bを通じて負荷23bに供給される。時点t3を過ぎた後、電流値検出手段81aが検出する電流値が所定の範囲に含まれるようになった時点ta2に、保護スイッチ21a(C)がオンになる。
Similarly, at time t3, the
以上の制御部19及び保護スイッチ21aの動作により、保護スイッチ21aがオフになり、負荷23aへの電流が遮断されていても、負荷23cへはDC/DCコンバータ50aにより昇圧された電圧の電流及び/又はバイパススイッチ40aを経由した電流が通流する。また、負荷23b及び負荷23dへは、DC/DCコンバータ40b及び/又はバイパススイッチ40bを経由した電流が通流する。
これにより、負荷23aを除く他の負荷へは、昇圧された電圧又は車載電源9からの電圧を、正常に印加することができる。
Even if the
Thereby, the boosted voltage or the voltage from the vehicle-mounted
ここで、時点tb1において、電流値検出手段81aが測定している保護スイッチ21aを通流する電流値が所定の範囲を外れた場合、保護スイッチ21a(C)がオフになる。これにより、ヒューズ22aを溶断することなく、ヒューズ22a及び負荷23aを保護することができる。電流値検出手段81aの検出値が所定の範囲内に戻った時点tb2で、保護スイッチ21a(C)が再びオンに切り替わる。
Here, at time tb1, when the current value flowing through the
時点tc1において、電流値検出手段81bが測定している保護スイッチ21b(F)を通流する電流値が所定の範囲を外れた場合、保護スイッチ21bがオフになる。これにより、ヒューズ22bを溶断することなく、ヒューズ22b及び負荷23bを保護することができる。車載電源9の出力電圧が通常の値に低下した時点tc2に、保護スイッチ21b(F)が再びオンに切り替わる。
At time tc1, when the current value flowing through the
ACC信号がオンからオフに切り替わる時点t4に、保護スイッチ21a(C)、及び、バイパススイッチ40a(D)がオフになる。
At time t4 when the ACC signal is switched from on to off, the
IG信号がオンからオフに切り替わる時点t14に、保護スイッチ21b(F)、及び、バイパススイッチ40b(G)がオフになる。
At time t14 when the IG signal switches from on to off, the
なお、上記の例では、時点tb1で、電流値検出手段81a,81bの検出値が通常値を超えた場合について説明したが、温度測定手段82a,82bの測定値が所定温度以上の場合についても、上記と同様に、保護スイッチ21a,21bがオフになることにより、ヒューズを用いることなく、DC/DCコンバータ50aの保護を確実にすることができる。他の保護スイッチ21c,21dに係る動作についても同様である。
In the above example, the case where the detection value of the current value detection means 81a, 81b exceeds the normal value at the time point tb1 has been described, but the case where the measurement value of the temperature measurement means 82a, 82b is equal to or higher than the predetermined temperature is also described. Similarly to the above, the protection switches 21a and 21b are turned off, so that the protection of the DC / DC converter 50a can be ensured without using a fuse. The same applies to the operations related to the
以上、発明を実施するための形態について説明を行ったが、本発明は、この発明を実施するための形態で述べた実施形態に限定されるものではない。本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することが可能である。 As mentioned above, although the form for inventing was demonstrated, this invention is not limited to embodiment described in the form for implementing this invention. Modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
1 車両用電源装置
10 電圧変換部
100 筐体
19 制御部
2 ヒューズボックス
21a、21b、21c、21d、21e、21f 保護スイッチ
22a、22b、22c、22d、22e、22f ヒューズ
23a、23b、23c、23d、23e、23f 負荷
29 制御部
3 ヒューズボックス
31a、31b、31e、31f ヒューズ
40a、40b バイパススイッチ
50a、50b DC/DCコンバータ
81a、81b、81c、81d 電流値検出手段
82a、82b、82c、82d 温度測定手段
9 車載電源
91 バッテリ
92 オルタネータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle
Claims (4)
前記保護スイッチに通流する電流値を検出する検出手段と、
前記DC/DCコンバータ、保護スイッチ、ヒューズ、及び、検出手段を収納する筐体とを備え、
前記検出手段が検出した電流値が所定の範囲を外れる場合に、前記保護スイッチがオフになるように構成してあることを特徴とする電源装置。 One or a plurality of DC / DC converters that convert the output voltage of the power supply and supply it to the load, a fuse provided between the DC / DC converter and the load, and a series circuit of protection switches that protect the fuse In a power supply device comprising:
Detecting means for detecting a current value flowing through the protection switch;
A housing for housing the DC / DC converter, a protection switch, a fuse, and a detection means;
A power supply apparatus, wherein the protection switch is turned off when a current value detected by the detection means is out of a predetermined range.
該測定手段が測定した温度が所定温度より高い場合に、前記保護スイッチがオフになるように構成してあることを特徴とする請求項1に記載の電源装置。 A measuring means for measuring the temperature of the DC / DC converter housed in the housing;
2. The power supply apparatus according to claim 1, wherein the protection switch is turned off when the temperature measured by the measuring means is higher than a predetermined temperature.
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CN104113057A (en) * | 2014-07-01 | 2014-10-22 | 西安交通大学 | Combined type direct current switch equipment and control method thereof |
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