JP2015008603A - Step-down device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、印加された電圧を降圧する降圧装置に関する。 The present invention relates to a step-down device that steps down an applied voltage.
現在、車両には、エンジンと連動して発電する発電機の出力電圧を降圧し、降圧した電圧を負荷に印加する電源システム（例えば、特許文献１参照）が搭載されている。 Currently, vehicles are equipped with a power supply system (see, for example, Patent Document 1) that steps down the output voltage of a generator that generates power in conjunction with an engine and applies the reduced voltage to a load.
図６は従来の電源システムの要部構成を示すブロック図である。この電源システム８では、スイッチ８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ夫々の一端は発電機８２の一端に接続している。スイッチ８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ夫々の他端には、コイル８３ａ，８３ｂ，８３ｃ，８３ｄ夫々の一端と、ダイオード８４ａ，８４ｂ，８４ｃ，８４ｄ夫々のカソードとが接続されている。コイル８３ａ，８３ｂ，８３ｃ，８３ｄ夫々の他端はコンデンサ８５及び負荷８６の一端が接続されている。ダイオード８４ａ，８４ｂ，８４ｃ，８４ｄ夫々のアノード、発電機８２の負極端子、並びに、コンデンサ８５及び負荷８６夫々の他端は接地されている。
FIG. 6 is a block diagram showing a main configuration of a conventional power supply system. In the
制御部８７は、スイッチ８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ夫々にハイレベル及びローレベルの電圧からなる４つのＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを出力することによって、スイッチ８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ夫々のオン／オフを繰り返す。具体的には、ＰＷＭ信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ夫々がハイレベルの電圧である場合に、スイッチ８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ夫々はオンであり、ＰＷＭ信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ夫々がローレベルの電圧である場合に、スイッチ８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ夫々はオフである。
The
制御部８７がスイッチ８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ夫々のオン／オフを繰り返すことによって、発電機８２が出力した直流の出力電圧は降圧され、降圧された電圧は、コンデンサ８５によって平滑された後、負荷に印加される。
The
図７は従来の電源システム８の降圧動作を説明するためのタイミングチャートである。図７には、制御部８７が出力するＰＷＭ信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄと、ＰＷＭ信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ夫々に応じてスイッチ８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄをオン／オフすることによって、コイル８３ａ，８３ｂ，８４ｃ，８４ｄ夫々に流れる電流の値Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃ，Ｉｄとが示されている。更に、図７には、電流値Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃ，Ｉｄの合計値Ｉｓが示されている。図７では、ハイレベルの電圧を「Ｈ」で示し、ローレベルの電圧を「Ｌ」で示している。
FIG. 7 is a timing chart for explaining the step-down operation of the conventional
ＰＷＭ信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ夫々の周期及びデューティは同一であり、ＰＷＭ信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ夫々の位相は９０°ずつシフトしている。また、電流値Ｉａは、ＰＷＭ信号Ａがハイレベルである期間、徐々に上昇し、ＰＷＭ信号Ａがローレベルである期間、徐々に低下する。電流値Ｉｂ，Ｉｃ，Ｉｄ夫々も、電流値Ｉａと同様に、ＰＷＭ信号Ｂ，Ｃ，Ｄがハイレベルである期間、徐々に上昇し、ＰＷＭ信号Ｂ，Ｃ，Ｄがローレベルである期間、徐々に低下する。 The periods and duties of the PWM signals A, B, C, and D are the same, and the phases of the PWM signals A, B, C, and D are shifted by 90 °. The current value Ia gradually increases while the PWM signal A is at a high level, and gradually decreases while the PWM signal A is at a low level. Similarly to the current value Ia, the current values Ib, Ic, and Id gradually increase during the period in which the PWM signals B, C, and D are at a high level, and the periods in which the PWM signals B, C, and D are at a low level, Decrease gradually.
ＰＷＭ信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ夫々の周期及びデューティは同一であるため、電流値Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃ，Ｉｄ夫々の最大値及び最小値は一致している。更に、ＰＷＭ信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ夫々の位相は９０°ずつシフトしているので、電流値Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃ，Ｉｄ夫々の最大値及び最小値も４分の１周期ずつずれている。このため、電流値Ｉｓのリップルは小さく、負荷８６に安定した電圧が印加される。このように、電源システム８では、複数のスイッチ８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ夫々のオン／オフを繰り返して発電機８２の出力電圧を降圧することによって、負荷８６に安定した電圧が印加される。
Since the periods and duties of the PWM signals A, B, C, and D are the same, the maximum values and the minimum values of the current values Ia, Ib, Ic, and Id are the same. Further, since the phase of each of the PWM signals A, B, C, and D is shifted by 90 °, the maximum value and the minimum value of each of the current values Ia, Ib, Ic, and Id are also shifted by a quarter period. . For this reason, the ripple of the current value Is is small, and a stable voltage is applied to the
また、ＰＷＭ信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ夫々がハイレベルの電圧からローレベルの電圧へ立ち下がる立ち下がり時点で、電流値Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃ，Ｉｄは同一の最大値となる。このため、スイッチ８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ夫々が正常にオン／オフしている場合、ＰＷＭ信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ夫々の立ち下がり時点で電流値Ｉｓも同一の最大値となる。言い換えると、スイッチ８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ中に故障しているスイッチがある場合、ＰＷＭ信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ夫々の立ち下がり時点における電流値Ｉｓは一致しない。
Further, the current values Ia, Ib, Ic, and Id have the same maximum value when the PWM signals A, B, C, and D each fall from the high level voltage to the low level voltage. For this reason, when each of the
電源システム８では、制御部８７は、ＰＷＭ信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ夫々の立ち下がり時点で、電流値Ｉｓを検出し、連続して検出した４つの電流値Ｉｓが一致していない場合、スイッチ８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ中に常に開放状態となって故障しているスイッチがあると判定する。
In the
制御部８７は、故障しているスイッチがあると判定した場合、発電機８２の出力電圧を低減し、スイッチ８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄの中で故障したスイッチを除く他の３つのスイッチに多量の電流が流れて、他の３つのスイッチが発火することを防止する。
When the
しかしながら、従来の電源システム８では、スイッチ８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ中に故障しているスイッチがある場合に、故障しているスイッチと、故障していないスイッチの個数を特定することができない。このため、制御部８７は、スイッチ８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄの中で正常にオン／オフするスイッチのみにＰＷＭ信号を出力することができず、更には、出力するＰＷＭ信号夫々の位相を、正常にオン／オフするスイッチの個数に応じて変更することができない。
However, in the conventional
従って、制御部８７は、スイッチ８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄの中に故障しているスイッチがあると判定した後であっても、故障しているスイッチがあると判定する前と同じＰＷＭ信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ夫々をスイッチ８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄに出力し続けなければならない。
Therefore, even after determining that there is a malfunctioning switch among the
図８は従来の電源システム８の問題点を説明するためのタイミングチャートである。図８においても、ハイレベルの電圧を「Ｈ」で示し、ローレベルの電圧を「Ｌ」で示している。図８には、スイッチ８１ｃが故障した場合におけるＰＷＭ信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄと、電流値Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｄ，Ｉｓの推移とが示されている。スイッチ８１ｃが故障して電流値Ｉｃが常にゼロＡとなった場合、図８に示すように、電流値Ｉｓは時間の経過と共に大きく変動し、電流値Ｉｓのリップルは大きい。このため、従来の電源システム８には、スイッチ８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ中の少なくとも１個が故障した場合、負荷８６に不安定な電圧が印加されるという問題がある。例えば、負荷８６がライトである場合、不安定な電圧が印加されることによって負荷８６が発している光がちらつくという問題がある。
FIG. 8 is a timing chart for explaining problems of the conventional
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、降圧に用いられる複数のスイッチの中で一又は複数のスイッチが故障した場合であっても、安定した電圧を出力することができる降圧装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the object of the present invention is to provide a stable voltage even when one or more of the switches used for step-down operation fail. An object of the present invention is to provide a step-down device capable of outputting.
本発明に係る降圧装置は、入力端子に印加された電圧を降圧し、降圧した電圧を出力端子から出力するように構成してあり、夫々の一端が前記入力端子に接続されているｎ（ｎ：３以上の整数）個のスイッチと、夫々の一端が該ｎ個のスイッチ夫々の他端に接続され、夫々の他端が出力端子に接続されているｎ個のコイルとを備え、前記ｎ個のスイッチ夫々のオン／オフを、周期及びデューティが略同じであり、位相が３６０°／ｎずつ異なるｎ個のＰＷＭ信号を用いて各別に繰り返すことによって降圧を行う降圧装置において、前記ｎ個のスイッチ夫々について故障しているか否かを判定する判定手段を備え、前記ｎ個のスイッチ中の少なくとも１個について該判定手段が故障していると判定した場合に、故障していると判定したｋ（ｋ：自然数）個のスイッチを除くｎ−ｋ個のスイッチ夫々のオン／オフを、周期及びデューティが略同じであり、位相が３６０°／（ｎ−ｋ）ずつ異なるｎ−ｋ個のＰＷＭ信号を用いて各別に繰り返すように構成してあることを特徴とする。 The step-down device according to the present invention is configured to step down a voltage applied to an input terminal and output the stepped-down voltage from an output terminal, and one end of each is connected to the input terminal n (n : An integer greater than or equal to 3), and n coils each having one end connected to the other end of each of the n switches and each other end connected to an output terminal. In the step-down device that performs step-down by repeatedly turning on / off each of the individual switches using n PWM signals having substantially the same period and duty and different phases by 360 ° / n. And determining means for determining whether or not each of the switches has failed, and determining that the determining means has failed when determining that the determining means has failed for at least one of the n switches. k (k: Of course, the number of nk switches except for the number of switches is turned on / off by nk PWM signals having the same period and duty and different phases by 360 ° / (nk). It is characterized by being configured to be used and repeated separately.
本発明にあっては、ｎ（ｎ：３以上の整数）個のスイッチ夫々の一端は入力端子に接続され、ｎ個のスイッチ夫々の他端はｎ個のコイル夫々の一端に接続されている。ｎ個のコイル夫々の他端には出力端子が接続されている。周期及びデューティが略同じであって位相が３６０°／ｎずつ異なるｎ個のＰＷＭ信号夫々を用いてｎ個のスイッチのオン／オフを各別に繰り返す。これにより、入力端子に印加された電圧は降圧され、降圧された電圧は出力端子から出力される。 In the present invention, one end of each of the n (n: integer of 3 or more) switches is connected to the input terminal, and the other end of each of the n switches is connected to one end of each of the n coils. . An output terminal is connected to the other end of each of the n coils. The n switches are repeatedly turned on / off separately using n PWM signals having substantially the same period and duty and different phases by 360 ° / n. Thereby, the voltage applied to the input terminal is stepped down, and the stepped down voltage is output from the output terminal.
ｎ個のＰＷＭ信号夫々について、周期及びデューティが略同じであり、位相が３６０°／ｎずつ異なるため、ｎ個のコイル夫々に流れる電流の最大値及び最小値は、同じであり、ｎ個のコイル夫々に流れる電流最大値又は最小値となる時点の間隔はｎ分の１周期ずつ異なる。このため、ｎ個のコイル夫々に流れる電流の値の合計、即ち、出力端子を流れる電流の値は、安定して推移し、出力端子から安定した電圧が出力される。 For each of the n PWM signals, the period and duty are substantially the same, and the phase is different by 360 ° / n. Therefore, the maximum value and the minimum value of the current flowing through each of the n coils are the same, and n The interval at which the current maximum value or minimum value flowing in each coil becomes different varies by 1 / n period. For this reason, the sum of the values of the currents flowing through each of the n coils, that is, the value of the current flowing through the output terminal changes stably, and a stable voltage is output from the output terminal.
また、ｎ個のスイッチ夫々について故障しているか否かを判定する。ｎ個のスイッチ中の少なくとも１個について故障していると判定した場合、故障していると判定したｋ（ｋ：自然数）個のスイッチを除くｎ−ｋ個のスイッチ夫々のオン／オフを、周期及びデューティが略同じであり、位相が３６０°／（ｎ−ｋ）ずつ異なるｎ−ｋ個のＰＷＭ信号を用いて各別に繰り返す。従って、ｎ−ｋ個のコイル夫々に流れる電流の最大値及び最小値は同じであり、ｎ−ｋ個のコイル夫々に流れる電流の値が最大値又は最小値となる時点の間隔は（ｎ−ｋ）分の１周期ずつ異なる。このため、ｎ個のスイッチ中のｋ個が故障した場合であっても、ｎ−ｋ個のコイル夫々に流れる電流の合計値のリップルは小さく、出力端子から安定した電圧が出力される。 Further, it is determined whether or not each of the n switches has failed. When it is determined that at least one of the n switches has failed, the on / off state of each of the n−k switches excluding k (k: natural number) switches determined to have failed, The cycle and the duty are substantially the same, and the phase is repeated separately using n−k PWM signals whose phases are different by 360 ° / (n−k). Therefore, the maximum value and the minimum value of the current flowing through each of the nk coils are the same, and the interval at which the value of the current flowing through each of the nk coils becomes the maximum value or the minimum value is (n− k) Different by one period. For this reason, even when k of n switches fail, the ripple of the total value of the current flowing through each of the n−k coils is small, and a stable voltage is output from the output terminal.
本発明に係る降圧装置は、前記ｎ個のコイル夫々に流れる電流の値を検出する検出手段を備え、前記判定手段は、該検出手段が検出した電流値が所定値未満である場合、前記検出手段が前記所定値未満の電流値を検出したコイルの一端に接続しているスイッチが故障していると判定するように構成してあることを特徴とする。 The step-down device according to the present invention includes a detection unit that detects a value of a current flowing through each of the n coils, and the determination unit detects the detection value when the current value detected by the detection unit is less than a predetermined value. The means is configured to determine that a switch connected to one end of the coil that has detected a current value less than the predetermined value has failed.
本発明にあっては、ｎ個のコイル夫々に流れる電流の値を検出し、検出した電流値が所定値未満である場合、所定値未満の電流値を検出したコイルの一端に接続しているスイッチが故障していると判定する。
スイッチが故障して常に開放状態である場合、故障しているスイッチの他端に接続されているコイルに流れる電流の値は低いため、ｎ個のスイッチ中の故障しているスイッチが特定される。
In the present invention, the value of the current flowing through each of the n coils is detected, and when the detected current value is less than a predetermined value, the current value less than the predetermined value is connected to one end of the coil. Determine that the switch has failed.
When a switch fails and is always open, the value of the current flowing through the coil connected to the other end of the failed switch is low, so that the failed switch among the n switches is identified. .
本発明に係る降圧装置は、前記入力端子には発電機の出力電圧が印加されており、前記ｎ個のスイッチ中の少なくとも１個について前記判定手段が故障していると判定した場合に前記出力電圧を低減する低減手段を備えることを特徴とする。 In the step-down device according to the present invention, an output voltage of a generator is applied to the input terminal, and the output is determined when it is determined that the determination unit has failed for at least one of the n switches. A reduction means for reducing the voltage is provided.
本発明にあっては、ｎ個のスイッチ中の少なくとも１個について故障していると判定した場合、入力端子に印加されている発電機の出力電圧を低減するので、故障していると判定されたスイッチを除くｎ−ｋ個のスイッチに多量の電流が流れて発火することが防止される。 In the present invention, when it is determined that at least one of the n switches has failed, the output voltage of the generator applied to the input terminal is reduced. It is possible to prevent a large amount of current from flowing through the n−k switches other than the switches and ignite.
本発明に係る降圧装置は、前記低減手段は、前記判定手段が故障していると判定したスイッチの個数が多い程、前記出力電圧を大きく低減するように構成してあることを特徴とする。 The step-down device according to the present invention is characterized in that the reduction means is configured to greatly reduce the output voltage as the number of switches determined that the determination means has failed.
本発明にあっては、ｎ個のスイッチ中の少なくとも１個について故障していると判定した場合、故障していると判定したスイッチの個数が多い程、入力端子に印加されている発電機の出力電圧を大きく低減する。このため、故障していると判定されたスイッチを除くｎ−ｋ個のスイッチに多量の電流が流れて発火することがより確実に防止される。 In the present invention, when it is determined that at least one of the n switches is malfunctioning, the larger the number of switches determined to be malfunctioning, the more the generator applied to the input terminal. The output voltage is greatly reduced. For this reason, it is more reliably prevented that a large amount of current flows through the n−k switches excluding the switch determined to be in failure and ignites.
本発明によれば、降圧に用いられる複数のスイッチの中で一又は複数のスイッチが故障した場合であっても、安定した電圧を出力することができる。 According to the present invention, a stable voltage can be output even when one or a plurality of switches out of a plurality of switches used for step-down are broken.
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。
図１は本発明に係る電源システムの要部構成を示すブロック図である。この電源システム１は、好適に車両に搭載され、降圧装置２、発電機３及び負荷４を備える。降圧装置２は入力端子Ｔ１及び出力端子Ｔ２を有する。降圧装置２について、入力端子Ｔ１には、発電機３の正極端子が接続され、出力端子Ｔ２には負荷４の一端が接続されている。発電機３の負極端子、及び、負荷４の他端は接地されている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of a power supply system according to the present invention. The
発電機３は、図示しないエンジンと連動して交流電圧を発生し、発生した交流電圧を直流電圧に整流する。発電機３は、整流した直流電圧を出力電圧として入力端子Ｔ１に印加する。発電機３は、更に、降圧装置２から発電機３が出力すべき出力電圧を示す電圧情報を受け付けた場合、電圧情報が示す出力電圧を出力する。
The
降圧装置２は、入力端子Ｔ１に印加された発電機３の出力電圧を降圧し、降圧した電圧を出力端子Ｔ２から出力して負荷４に印加する。また、降圧装置２は、後述するスイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎの動作状態に応じて、電圧情報を発電機３に出力して発電機３の出力電圧を調整する。
負荷４は、ランプ又はワイパー等の電気機器であり、降圧装置２によって降圧された電圧を印加され、給電される。
The step-down
The
降圧装置２は、端子Ｔ１，Ｔ２の他に、制御部２１、記憶部２２、報知部２３、コンデンサＣ１、ｎ（ｎ：３以上の整数）個のコイルＬ１，Ｌ２，・・・，Ｌｎ、ｎ個のダイオードＤ１，Ｄ２，・・・，Ｄｎ及びｎ個のスイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎを備える。スイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎ夫々の一端は入力端子Ｔ１に接続され、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎ夫々の他端は、コイルＬ１，Ｌ２，・・・，Ｌｎ夫々の一端に接続され、更に、ダイオードＤ１，Ｄ２，・・・，Ｄｎ夫々のカソードに接続されている。
In addition to the terminals T1 and T2, the step-down
コイルＬ１，Ｌ２，・・・，Ｌｎ夫々の他端は、出力端子Ｔ２と、コンデンサＣ１の一端とに接続されている。コンデンサＣ１の他端と、ダイオードＤ１，Ｄ２，・・・，Ｄｎ夫々のアノードとは接地されている。出力端子Ｔ２は制御部２１に接続されており、制御部２１は、更に、記憶部２２及び報知部２３夫々に接続されている。
The other ends of the coils L1, L2,..., Ln are connected to the output terminal T2 and one end of the capacitor C1. The other end of the capacitor C1 and the anodes of the diodes D1, D2,..., Dn are grounded. The output terminal T <b> 2 is connected to the
スイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎ夫々は、例えば、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）又はバイポーラトランジスタ等の半導体トランジスタである。スイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎ夫々は、制御部２１から、ハイレベル及びローレベルの電圧からなるＰＷＭ信号１，２，・・・，ｎを入力され、入力されたＰＷＭ信号１，２，・・・，ｎに応じてオン／オフされる。 Each of the switches SW1, SW2,..., SWn is, for example, a semiconductor transistor such as an FET (Field Effect Transistor) or a bipolar transistor. Each of the switches SW1, SW2,..., SWn receives PWM signals 1, 2,. ,..., N are turned on / off.
具体的には、ＰＷＭ信号１がハイレベルの電圧である場合、スイッチＳＷ１はオンであり、ＰＷＭ信号１がローレベルの電圧である場合、スイッチＳＷ１はオフである。スイッチＳＷ２，ＳＷ３，・・・，ＳＷｎ夫々も、スイッチＳＷ１と同様に、ＰＷＭ信号２，３，・・・，ｎに応じてオン／オフされる。
Specifically, when the
降圧装置２では、制御部２１は、ＰＷＭ信号１，２，・・・，ｎを出力することによって、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎ夫々のオン／オフを繰り返す。そして、制御部２１は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎ夫々のオン／オフを、ＰＷＭ信号１，２，・・・，ｎを用いて各別に繰り返すことによって、入力端子Ｔ１に印加された電圧発電機３の出力電圧を降圧し、降圧した電圧を出力端子Ｔ２から出力する。
In the step-down
以下では、降圧装置２の降圧動作を説明する。図２は、降圧装置２の降圧動作を説明するためのタイミングチャートである。図２には、ｎ＝４である場合、即ち、降圧装置２が４つのスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４を備える場合におけるタイミングチャートが示されている。具体的には、図２には、制御部２１が出力するＰＷＭ信号１，２，３，４の波形と、コイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４夫々に流れる電流の電流値Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４と、電流値Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４の合計値Ｉｔとが示されている。また、図２においては、ハイレベルの電圧が「Ｈ」で示され、ローレベルの電圧が「Ｌ」で示されている。
Hereinafter, the step-down operation of the step-down
降圧装置２では、スイッチＳＷｐ、ダイオードＤｐ及びコイルＬｐ（ｐ＝１，２，・・・，ｎ）からなる回路夫々は、入力端子Ｔ１に印加された発電機３の出力電圧を降圧し、降圧した電圧を出力端子Ｔ２から出力する回路として機能する。
以下では、スイッチＳＷ１、ダイオードＤ１及びコイルＬ１からなる回路の作用を説明する。スイッチＳＷｐ、ダイオードＤｐ及びコイルＬｐ（ｐ＝２，３，・・・，ｎ）からなる他の回路の作用については、スイッチＳＷ１、ダイオードＤ１及びコイルＬ１からなる回路の作用と同様であるため説明を省略する。
In the step-down
Hereinafter, the operation of the circuit including the switch SW1, the diode D1, and the coil L1 will be described. The operation of the other circuit including the switch SWp, the diode Dp, and the coil Lp (p = 2, 3,..., N) is the same as the operation of the circuit including the switch SW1, the diode D1, and the coil L1, and thus will be described. Is omitted.
ＰＷＭ信号１がハイレベルの電圧であってスイッチＳＷ１がオンである場合、電流が発電機３の正極端子からスイッチＳＷ１及びコイルＬ１を介して負荷４に流れ、発電機３の負極端子に戻り、電流値Ｉ１は徐々に上昇する。このとき、コイルＬ１にはエネルギーが蓄積され、コンデンサＣ１の両端には発電機３の出力電圧が印加される。
When the
ＰＷＭ信号１がハイレベルの電圧からローレベルの電圧に切替わって、スイッチＳＷ１がオンからオフに切替わった場合、コイルＬ１に流れる電流が途絶えるため、コイルＬ１は自身に流れる電流を維持すべく、エネルギーを放出する。これにより、電流がコイルＬ１の他端から負荷４及びダイオードＤ１の順に流れ、コイルＬ１の一端に戻る。このとき、コンデンサＣ１の両端には電圧が印加される。コイルＬ１のエネルギーが放出されるにつれて、コイルＬ１に流れる電流の電流値Ｉ１は徐々に低下し、コンデンサＣ１の両端に印加される電圧は低下する。
When the
コンデンサＣ１は、ＰＷＭ信号１が示すハイレベル及びローレベル夫々の電圧に応じてスイッチＳＷ１のオン／オフが繰り返されている間に印加された電圧を平滑化し、平滑化した電圧を出力端子Ｔ２から出力し、負荷４に印加する。スイッチＳＷ１、ダイオードＤ１及びコイルＬ１からなる回路によって出力端子Ｔ２から出力される電圧は、ＰＷＭ信号１のデューティ、即ち、１周期間中にＰＷＭ信号１がハイレベルの電圧である期間の割合が大きい程、スイッチＳＷ１のオン期間が長くなるため、高い。
以上のように、スイッチＳＷ１、ダイオードＤ１及びコイルＬ１からなる回路は、入力端子Ｔ１に印加された電圧を降圧し、降圧した電圧を出力端子Ｔ２から出力する。
The capacitor C1 smoothes the voltage applied while the switch SW1 is repeatedly turned on / off according to the high-level and low-level voltages indicated by the
As described above, the circuit composed of the switch SW1, the diode D1, and the coil L1 steps down the voltage applied to the input terminal T1, and outputs the stepped down voltage from the output terminal T2.
前述したように、スイッチＳＷｐ、ダイオードＤｐ及びコイルＬｐ（ｐ＝２，３，・・・，ｎ）からなる回路は、スイッチＳＷ１，ダイオードＤ１及びコイルＬ１からなる回路と同様に作用する。このため、電流値Ｉ２，Ｉ３，・・・，Ｉｎ夫々も、電流値Ｉ１と同様に、ＰＷＭ信号２，３，・・・ｎ夫々が示すハイレベル及びローレベルの電圧に応じて推移する。 As described above, the circuit including the switch SWp, the diode Dp, and the coil Lp (p = 2, 3,..., N) operates in the same manner as the circuit including the switch SW1, the diode D1, and the coil L1. Therefore, the current values I2, I3,..., In also change in accordance with the high level and low level voltages indicated by the PWM signals 2, 3,.
制御部２１が出力するＰＷＭ信号１，２，・・・，ｎ夫々の周期及びデューティは略同じであり、ＰＷＭ信号１，２，・・・，ｎ夫々の位相は３６０°／ｎずつ異なっており、ＰＷＭ信号１，２，・・・，ｎ夫々の波形はｎ分の１周期ずつシフトしている。図２では、ＰＷＭ信号１，２，３，４夫々の位相は９０°ずつ異なっており、ＰＷＭ信号１，２，３，４夫々の波形は４分の１周期ずつシフトしている。
The periods and duties of the PWM signals 1, 2,..., N output from the
このため、電流値Ｉ１，Ｉ２，・・・，Ｉｎ夫々の最大値及び最小値は略同一である。また、ｎ分の１周期ごとに電流値Ｉ１，Ｉ２，・・・，Ｉｎ夫々が順番に最大値となり、ｎ分の１周期ごとに電流値Ｉ１，Ｉ２，・・・，Ｉｎ夫々が順番に最小値となる。図２では、４分の１周期ごとに電流値Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４夫々が順番に最大値となり、４分の１周期ごとに電流値Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４夫々が順番に最小値となっている。 Therefore, the maximum and minimum values of the current values I1, I2,. In addition, the current values I1, I2,..., In each in turn every 1 / n cycles in turn, and the current values I1, I2,. Minimum value. In FIG. 2, the current values I1, I2, I3, and I4 are sequentially maximum values every quarter cycle, and the current values I1, I2, I3, and I4 are sequentially minimum values every quarter cycle. It has become.
従って、電流値Ｉ１，Ｉ２，・・・，Ｉｎの合計値Ｉｔのリップルは、電流値Ｉ１，Ｉ２，・・・，Ｉｎのリップルよりも小さい。このため、出力端子Ｔ２から出力される電圧のリップルも小さく、出力端子Ｔ２から安定した電圧が出力される。 Therefore, the ripple of the total value It of the current values I1, I2,..., In is smaller than the ripple of the current values I1, I2,. For this reason, the ripple of the voltage output from the output terminal T2 is small, and a stable voltage is output from the output terminal T2.
制御部２１は、出力端子Ｔ２の電圧を検出し、検出した電圧値の高低に応じて、ＰＷＭ信号１，２，・・・，ｎ夫々のデューティを小大に調整する。これにより、降圧装置２が出力端子Ｔ２から所定の電圧を出力することができる。
The
制御部２１は、更に、ｎ個のコイルＬ１，Ｌ２，・・・，Ｌｎ夫々に流れる電流の値を、電流センサＡ１，Ａ２，・・・，Ａｎを用いて検出し、検出した電流値に基づいて、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎ夫々について、故障して常に開放状態であるか否かを判定する。制御部２１は、判定結果に基づいて、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎ夫々に出力するＰＷＭ信号１，２，・・・，ｎの位相を変更する位相変更処理を行う。制御部２１は検出手段及び判定手段として機能する。制御部２１は、位相変更処理を行う過程で、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎ夫々についての故障の判定結果に基づく出力電圧を示す電圧情報を発電機３に出力して、発電機３の出力電圧を低減する。
The
記憶部２２には、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎ中の故障しているスイッチを示す故障情報が記憶されており、記憶部２２に記憶してある故障情報は制御部２１によって書き換えられる。また、記憶部２２には、降圧装置２が備えるスイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎの総数ｎが記憶されている。更に、記憶部２２には、位相シフト量ΔＰが記憶されており、記憶部２２に記憶してある位相シフト量ΔＰは故障情報と同様に、制御部２１によって書き換えられる。
The
報知部２３は、外部への報知を指示する報知指示を制御部２１から受け付けた場合、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎ中の少なくとも１個が故障した旨を外部に報知する。報知部２３は、図示しないランプの点灯、又は、図示しない表示部へのメッセージの表示等によって報知を行う。
When the notification unit 23 receives a notification instruction to instruct external notification from the
図３及び図４は、制御部２１が実行する位相変更処理の手順を示すフローチャートである。位相変更処理では、制御部２１は変数ｉ，ｍを用い、変数ｉ，ｍは記憶部２２に記憶されている。変数ｉ，ｍ夫々は自然数である。
3 and 4 are flowcharts showing the procedure of the phase changing process executed by the
まず、制御部２１は、変数ｉを１に設定し（ステップＳ１）、変数ｉがスイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎの総数ｎ以下であるか否かを判定する（ステップＳ２）。制御部２１は、変数ｉが総数ｎ以下であると判定した場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、電流センサＡｉを用いてコイルＬｉに流れる電流の値を検出し（ステップＳ３）、検出した電流値が予め設定されている基準値未満であるか否かを判定する（ステップＳ４）。
First, the
これにより、制御部２１は、コイルＬｉの一端に接続されているスイッチＳＷｉが故障して常に開放状態であるか否かを判定する。ＰＷＭ信号ｉが示すハイレベル及びローレベル夫々の電圧に応じてスイッチＳＷｉのオン／オフが正常に繰り返されている場合、前述したように、スイッチＳＷｉがオフである期間もコイルＬｉに一定の電流値以上の電流が流れる。
Thereby, the
一方で、スイッチＳＷｉが故障して常に開放状態である場合、コイルＬｉが全てのエネルギーを放出した後、コイルＬｉには電流は流れず、ゼロＡとなる。従って、前述した一定の電圧値未満であり、ゼロＡを超える基準値を予め設定し、制御部２１は、ステップＳ３で検出した電流値が基準値未満であるか否かに基づいてスイッチＳＷｉが故障しているか否かを判定することができる。制御部２１は、ステップＳ３で検出した電流値が基準値未満である場合にスイッチＳＷｉは故障であると判定し、ステップＳ３で検出した電流値が基準値以上である場合にスイッチＳＷｉは故障していないと判定する。
On the other hand, if the switch SWi fails and is always open, the coil Li releases all energy, and then no current flows through the coil Li, resulting in zero A. Therefore, a reference value that is less than the predetermined voltage value and exceeds zero A is set in advance, and the
制御部２１は、ステップＳ３で検出した電流値が基準値未満であると判定した場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、スイッチＳＷｉが故障しているとして、記憶部２２に記憶してある故障情報が示すスイッチにスイッチＳＷｉを追加する（ステップＳ５）。制御部２１は、ステップＳ３で検出した電流値が基準値以上であると判定した場合（ステップＳ４：ＮＯ）、又は、ステップＳ５を実行した後、変数ｉを１だけインクリメントする（ステップＳ６）。
When the
制御部２１は、ステップＳ６を実行した後、処理をステップＳ２に戻す。制御部２１は、変数ｉが総数ｎを超えるまで、ステップＳ３からステップＳ６の処理を行う。これにより、制御部２１は、ｎ個のコイルＬ１，Ｌ２，・・・，Ｌｎ夫々に流れる電流の値を検出し、ｎ個のスイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎ夫々について故障しているか否かを判定する。
After executing step S6, the
制御部２１は、変数ｉが総数ｎを超えている、即ち、変数ｉがｎ＋１であると判定した場合（ステップＳ２：ＮＯ）、記憶部２２に記憶してある故障情報に基づいて、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎ中に故障しているスイッチがあるか否かを判定する（ステップＳ７）。
When the
ここで、制御部２１は、記憶部２２に記憶してある故障情報に、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎ中の少なくとも１個が示されている場合には、故障しているスイッチがあると判定し、記憶部２２に記憶してある故障情報がスイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎ中のいずれも示していない場合、故障しているスイッチはないと判定する。
Here, when the failure information stored in the
制御部２１は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎ中に故障しているスイッチがあると判定した場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、電圧情報を発電機３に出力することによって発電機３の出力電圧を低減する（ステップＳ８）。ここで、制御部２１は、故障情報が示しているスイッチ、即ち、ステップＳ４で故障していると判定したスイッチの個数が多い程、低い出力電圧を示す電圧情報を発電機３に出力し、発電機３の出力電圧を大きく低減する。
When it is determined that there is a malfunctioning switch in the switches SW1, SW2,..., SWn (step S7: YES), the
このように、降圧装置２では、ｎ個のスイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎ中の少なくとも１個について故障していると判定した場合に発電機３の出力電圧を低減し、出力電圧の低減幅は、故障していると判定したスイッチの個数が多い程大きい。このため、故障していると判定されたスイッチを除く他のスイッチに多量の電流が流れて発火することが確実に防止される。制御部２１は低減手段としても機能する。
Thus, the step-down
制御部２１は、ステップＳ８を実行した後、報知指示を報知部２３に与えることによって、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎ中の少なくとも１個が故障した旨を外部に報知する（ステップＳ９）。これにより、使用者にスイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎ中の少なくとも１個が故障していることを通知することができる。
次に、制御部２１は、記憶部２２に記憶してある位相シフト量ΔＰを３６０°／（ｎ−ｋ）に設定する（ステップＳ１０）。ここで、ｋは、故障情報が示すスイッチの個数、即ち、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎの中で故障しているスイッチの個数を示す自然数である。
After executing step S8, the
Next, the
次に、制御部２１は、変数ｉを再び１に設定し（ステップＳ１１）、記憶部２２に記憶してある故障情報を参照することによって、スイッチＳＷｉが故障しているか否かを判定する（ステップＳ１２）。制御部２１は、スイッチＳＷｉが故障していると判定した場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、ＰＷＭ信号ｉの出力を停止し（ステップＳ１３）、変数ｉを１だけインクリメントし（ステップＳ１４）、処理をステップＳ１２に戻す。制御部２１は、故障していないスイッチＳＷｉが見つかるまで、ステップＳ１２，Ｓ１３，Ｓ１４を実行する。
Next, the
制御部２１は、ステップＳＷｉが故障していないと判定した場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、ＰＷＭ信号ｉを、位相シフトを行う場合に基準とする基準ＰＷＭ信号に設定する（ステップＳ１５）。ステップＳ１１からＳ１５の処理では、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎ夫々が故障しているか否かを順番に判定し、最初に故障していないと判定したスイッチをオン／オフするＰＷＭ信号を基準ＰＷＭ信号に設定する。例えば、スイッチＳＷ１が故障していない場合、ＰＷＭ信号１が基準ＰＷＭ信号に設定される。
When it is determined that step SWi has not failed (step S12: NO), the
次に制御部２１は、変数ｍを１に設定し（ステップＳ１６）、変数ｉを１だけインクリメントし（ステップＳ１７）、変数ｉが総数ｎ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１８）。制御部２１は、変数ｉが総数ｎ以下であると判定した場合（ステップＳ１８：ＹＥＳ）、記憶部２２に記憶してある故障情報を参照することによって、スイッチＳＷｉが故障しているか否かを判定する（ステップＳ１９）。
Next, the
制御部２１は、スイッチＳＷｉが故障していると判定した場合（ステップＳ１９：ＹＥＳ）、ＰＷＭ信号ｉの出力を停止し（ステップＳ２０）、処理をステップＳ１７に戻し、ステップＳ１７で変数ｉを１だけインクリメントした後、再びステップＳ１８を実行する。また、制御部２１は、スイッチＳＷｉが故障していないと判定した場合（ステップＳ１９：ＮＯ）、ＰＷＭ信号ｉの位相をステップＳ１５で設定した基準ＰＷＭ信号の位相に対して、ｍ×ΔＰだけシフトする（ステップＳ２１）。その後、制御部２１は、変数ｍを１だけインクリメントし（ステップＳ２２）、処理をステップＳ１７に戻し、ステップＳ１７で変数ｉを１だけインクリメントした後、再びステップＳ１８を実行する。
When it is determined that the switch SWi has failed (step S19: YES), the
変数ｉが総数ｎを超えるまで、ステップＳ１８の判定が繰り返され、ステップＳ１９からＳ２２の処理が行われる。これにより、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎの中で、故障していないｎ−ｋ個のスイッチのオン／オフに用いられるｎ−ｋ個のＰＷＭ信号夫々の位相がΔＰずつ異なるように変更される。 Until the variable i exceeds the total number n, the determination in step S18 is repeated, and the processes in steps S19 to S22 are performed. Thereby, among the switches SW1, SW2,..., SWn, the phase of each of the n−k PWM signals used for turning on / off the non-failed n−k switches is different by ΔP. Be changed.
例えば、５個のスイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷ５夫々のオン／オフを５つのＰＷＭ信号１，２，３，４，５用いて繰り返す降圧装置２において、スイッチＳＷ１，ＳＷ４が故障した場合、ＰＷＭ信号３，５夫々の位相が、ステップＳ１５で基準ＰＷＭ信号に設定されたＰＷＭ信号２の位相に対してΔＰ及び２×ΔＰだけシフトされる。これにより、故障していない３個のスイッチＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ５のオン／オフに用いられる３個のＰＷＭ信号２，３，５夫々の位相がΔＰずつ異なるように変更される。
For example, when the switches SW1, SW4 fail in the step-down
従って、ステップＳ７でスイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎ中の少なくとも１個について故障していると判定した場合に、故障していると判定したｋ個のスイッチを除くｎ−ｋ個のスイッチ夫々のオン／オフが、周期及びデューティが略同じであり、位相がΔＰずつ異なるｎ−ｋ個のＰＷＭ信号を用いて各別に繰り返される。 Therefore, when it is determined in step S7 that at least one of the switches SW1, SW2,..., SWn has failed, n−k switches excluding the k switches determined to have failed. Each on / off operation is repeated separately using n−k PWM signals having substantially the same period and duty and different phases by ΔP.
制御部２１は、故障しているスイッチがないと判定した場合（ステップＳ７：ＮＯ）、又は、変数ｉが総数ｎを超えていると判定した場合（ステップＳ１８：ＮＯ）、位相変更処理を終了する。
When it is determined that there is no malfunctioning switch (step S7: NO), or when it is determined that the variable i exceeds the total number n (step S18: NO), the
制御部２１は、位相変更処理を所定期間ごとに繰り返し実行する。
なお、制御部２１は、位相変更処理の開始時点で、記憶部２２に記憶してある故障情報にスイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎ中の少なくとも１個を示している場合には、ステップＳ７で故障情報に示されているスイッチの個数が増加したときにステップＳ８を実行し、該スイッチの個数が変わらないときに処理を終了するように制御部２１を構成してもよい。
The
When the phase change process is started, the
図５は降圧装置２における位相変更処理の効果を示すタイミングチャートである。図５には、（ｎ＝）４個のスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４中のスイッチＳＷ３が故障した場合に制御部２１が出力するＰＷＭ信号１，２，３，４と、電流値Ｉ１，Ｉ２，Ｉ４と、電流値Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４の合計値Ｉｔとが示されている。図５においても、ハイレベルの電圧が「Ｈ」で示され、ローレベルの電圧が「Ｌ」で示されている。
FIG. 5 is a timing chart showing the effect of the phase change process in the step-down
位相が３６０°／４（＝９０°）ずつ異なる図２に示すようなＰＷＭ信号１，２，３，４が出力されてスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４夫々のオン／オフが正常に繰り返されている状態で、スイッチＳＷ３が故障して電流値Ｉ３がゼロＡとなった場合、ＰＷＭ信号１，２，４夫々の位相は、３６０°／３（＝１２０°）ずつ異なる位相に変更される。ＰＷＭ信号１，２，４夫々の周期及びデューティは、スイッチＳＷ３が故障する前と同様に、略同じであるため、電流値Ｉ１，Ｉ２，Ｉ４夫々の最大値及び最小値は略同じである。更に、電流値Ｉ１，Ｉ２，Ｉ４夫々は、順番に、３分の１周期ごとに最大値となり、３分の１周期ごとに最小値となる。このため、スイッチＳＷ３が故障して電流値Ｉ３がゼロＡとなった後であっても、電流値Ｉｔのリップルは小さく、降圧装置２は出力端子Ｔ２から安定した電圧が出力される。
The PWM signals 1, 2, 3, and 4 as shown in FIG. 2 are output with different phases by 360 ° / 4 (= 90 °), and the switches SW1, SW2, SW3, and SW4 are normally turned on / off repeatedly. When the switch SW3 fails and the current value I3 becomes zero A, the phase of each of the PWM signals 1, 2, and 4 is changed to a different phase by 360 ° / 3 (= 120 °). . Since the cycle and duty of each of the PWM signals 1, 2 and 4 are substantially the same as before the switch SW3 fails, the maximum value and the minimum value of each of the current values I1, I2 and I4 are substantially the same. Furthermore, each of the current values I1, I2, and I4 is, in turn, a maximum value every 1/3 period and a minimum value every 1/3 period. For this reason, even after the switch SW3 fails and the current value I3 becomes zero A, the ripple of the current value It is small, and the step-down
以上のように、降圧装置２では、ｎ個のスイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎの中でｋ個のスイッチが故障した場合であっても、故障していないｎ−ｋ個のスイッチ夫々の他端に接続してあるｎ−ｋ個のコイル夫々に流れる電流の最大値及び最小値は同じである。更には、ｎ−ｋ個のコイル夫々に流れる電流の値が最大値又は最小値となる時点の間隔は（ｎ−ｋ）分の１周期ずつ異なる。このため、ｎ個のスイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎ中のｋ個が故障した場合であっても、故障していないｎ−ｋ個のスイッチ夫々の他端に接続してあるｎ−ｋ個のコイル夫々に流れる電流の合計値のリップルは小さく、出力端子Ｔ２から安定した電圧が出力される。
As described above, in the step-down
なお、制御部２１がＰＷＭ信号１，２，・・・，ｎ夫々のデューティを調整する構成は、検出した出力端子Ｔ２の電圧の高低に応じて調整する構成に限定されない。例えば、制御部２１は、出力端子Ｔ２を流れる電流を検出し、検出した電流値の高低に応じて、ＰＷＭ信号１，２，・・・，ｎ夫々のデューティを小大に調整してもよい。これにより、降圧装置２が出力端子Ｔ２から所定の電流を流すことができる。
The configuration in which the
また、電源システム１は、正極端子が発電機３の正極端子に接続され、負極端子が接地される蓄電池、例えばバッテリを備えてもよい。この場合、発電機３が出力電圧を出力している間、蓄電池は充電され、発電機３が発電していない間、蓄電池の出力電圧は降圧装置２の入力端子Ｔ２に印加される。降圧装置２は、入力端子Ｔ１に印加された発電機３又は蓄電池の出力電圧を降圧し、降圧した電圧を出力端子Ｔ２から負荷４に印加する。
The
また、制御部２１は、ステップＳ８で、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎ中の故障しているスイッチの個数が多い程、発電機３の出力電圧を大きく低減しなくてもよい。制御部２１は、ステップＳ８で、例えば、故障しているスイッチの個数に無関係に発電機３の出力電圧を所定の幅だけ低減してもよい。この場合であっても、出力電圧の低減幅を大きく設定することによって、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎ中の故障しているｋ個のスイッチを除くｎ−ｋ個のスイッチに多量の電流が流れて発火することを防止することができる。
Moreover, the
また、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎ夫々が、ｋ個のスイッチが故障して自身に流れる電流が増加した場合であっても発火しないように構成してある場合には、制御部２１は、ステップＳ８で発電機３の出力電圧を低減しなくてもよい。
Further, when each of the switches SW1, SW2,..., SWn is configured not to ignite even when k switches have failed and the current flowing through them increases, the
更に、制御部２１は、コイルＬ１，Ｌ２，・・・，Ｌｎ夫々について検出した電流値が基準値以下であるか否かに基づいて、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎ夫々が故障しているか否かを判定しなくてもよい。前述したように、電流値Ｉ１，Ｉ２，・・・，Ｉｎ夫々は、ＰＷＭ信号１，２，・・・，ｎ夫々がハイレベルの電圧からローレベルの電圧への立ち下がり時点で同一の最大値になり、ＰＷＭ信号１，２，・・・，ｎ夫々がローレベルの電圧からハイレベルの電圧への立ち上がり時点で同一の最小値になる。
Furthermore, the
従って、制御部２１は、ＰＷＭ信号１，２，・・・，ｎ夫々の立ち下がり時点（又は立ち上がり時点）で、ＰＷＭ信号１，２，・・・，ｎ夫々に対応するコイルＬ１，Ｌ２，・・・，Ｌｎに流れる電流の値を検出し、検出したｎ個の電流値の中から、同一でない電流値の電流が流れているコイルの一端に接続してあるスイッチが故障していると判定してもよい。
Therefore, the
また、制御部２１は、コイルＬ１，Ｌ２，・・・，Ｌｎ夫々について検出した電流値を用いて、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎ夫々の故障を判定しなくてもよい。制御部２１は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎ夫々の故障を各別に判定することができればよい。
Moreover, the
開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 The disclosed embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
２ 降圧装置
２１ 制御部（判定手段、検出手段、低減手段）
Ｌ１，Ｌ２，・・・，Ｌｎ コイル
ＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎ スイッチ
Ｔ１ 入力端子
Ｔ２ 出力端子
2 Step-
L1, L2,..., Ln Coil SW1, SW2,..., SWn Switch T1 input terminal T2 output terminal
Claims (4)
前記ｎ個のスイッチ夫々について故障しているか否かを判定する判定手段を備え、
前記ｎ個のスイッチ中の少なくとも１個について該判定手段が故障していると判定した場合に、故障していると判定したｋ（ｋ：自然数）個のスイッチを除くｎ−ｋ個のスイッチ夫々のオン／オフを、周期及びデューティが略同じであり、位相が３６０°／（ｎ−ｋ）ずつ異なるｎ−ｋ個のＰＷＭ信号を用いて各別に繰り返すように構成してあること
を特徴とする降圧装置。 The voltage applied to the input terminal is stepped down, and the stepped down voltage is output from the output terminal. Each end is connected to the input terminal (n: an integer of 3 or more). A switch, and n coils each having one end connected to the other end of each of the n switches and each other end connected to an output terminal, each of the n switches being turned on / off In a step-down device that performs step-down by repeating each using n PWM signals having substantially the same period and duty and different phases by 360 ° / n,
Determining means for determining whether or not each of the n switches is faulty;
Each of the n−k switches excluding k (k: natural number) switches determined to have failed when it is determined that the determination unit has failed for at least one of the n switches. ON / OFF is configured to be repeated separately using n−k PWM signals having substantially the same period and duty and different phases by 360 ° / (n−k). Step-down device.
前記判定手段は、該検出手段が検出した電流値が所定値未満である場合、前記検出手段が前記所定値未満の電流値を検出したコイルの一端に接続しているスイッチが故障していると判定するように構成してあること
を特徴とする請求項１に記載の降圧装置。 Detecting means for detecting a value of a current flowing through each of the n coils;
When the current value detected by the detection means is less than a predetermined value, the determination means has a failure in a switch connected to one end of the coil where the detection means has detected a current value less than the predetermined value. The step-down device according to claim 1, wherein the step-down device is configured to make a determination.
前記ｎ個のスイッチ中の少なくとも１個について前記判定手段が故障していると判定した場合に前記出力電圧を低減する低減手段を備えること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の降圧装置。 The output voltage of the generator is applied to the input terminal,
3. The step-down circuit according to claim 1, further comprising: a reduction unit that reduces the output voltage when it is determined that the determination unit has failed for at least one of the n switches. apparatus.
を特徴とする請求項３に記載の降圧装置。 The step-down device according to claim 3, wherein the reduction unit is configured to greatly reduce the output voltage as the number of switches determined that the determination unit has failed is larger.
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| JP2013133012A JP2015008603A (en) | 2013-06-25 | 2013-06-25 | Step-down device |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018007357A (en) * | 2016-06-29 | 2018-01-11 | ローム株式会社 | Dc/dc converter and control circuit thereof, method for detecting short of inductor, control method, and electronic device |
-
2013
- 2013-06-25 JP JP2013133012A patent/JP2015008603A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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