JP2015008612A - Dc−dcコンバータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】DC−DCコンバータ100は、FET1を有する電圧変換回路2と、FET1またはコンデンサC1〜C3が短絡故障した場合に、電圧変換回路2に大電流が流れるのを阻止する短絡保護用のFET3と、FET1またはコンデンサC1〜C3の短絡故障を検出して、FET3をオフさせる検出手段とを備えている。FET1の一端は電源ラインXに接続され、FET3は、FET1の他端側でFET1と直列に接続されている。コンデンサC1〜C3の一端は電源ラインXに接続され、他端はFET1とFET3との接続点Pに接続されている。検出手段は、接続点Pの電圧に基づいて故障を検出する。
【選択図】図1
Description
Vp=Io・(r2+r3)
となる。この電圧Vpは、短絡故障検出ラインbを介して、短絡検出回路8へ与えられる。短絡検出回路8では、抵抗R4およびR5からなる分圧回路により、電圧Vpが分圧される。このため、トランジスタQ3のベースには、抵抗R4と抵抗R5とで分圧された電圧が印加される。このときのトランジスタQ3のベース電圧Vbは、
Vb=Vp・R5/(R4+R5)
となる。この電圧Vbは、トランジスタQ3がオンするために必要なベース電圧以上に設定されているため、図5に示すように、トランジスタQ3がオンする。その結果、FET2およびFET3の各ゲートgが、トランジスタQ3を介して、グランドに接続される。したがって、FET2およびFET3は、ゲート電圧の低下によって共にオフとなる。
4 制御部
7 FET制御回路
8 短絡検出回路
10 入力端子
20 出力端子
50 直流電源
70 負荷
100 DC−DCコンバータ
a、b 短絡故障検出ライン
C1 ノイズ除去用のコンデンサ(第1のコンデンサ)
C2 平滑用のコンデンサ(第3のコンデンサ)
C3 ノイズ除去用のコンデンサ(第2のコンデンサ)
FET1 スイッチング用のFET(第1のスイッチング素子)
FET2 逆接続保護用のFET(第5のスイッチング素子)
FET3 短絡保護用のFET(第2のスイッチング素子)
P 接続点
R4、R5 分圧抵抗
Q3 トランジスタ(第3のスイッチング素子)
Q1 トランジスタ(第4のスイッチング素子)
X 直流電源の正極側の電源ライン
Claims (9)
- 直流電源の正極が接続される入力端子と、
負荷が接続される出力端子と、
前記入力端子から前記出力端子へ至る、前記直流電源の電源ラインと、
前記入力端子と前記出力端子との間に設けられ、一端が前記電源ラインに接続された第1のスイッチング素子を有し、前記第1のスイッチング素子のオン・オフ動作により、前記直流電源の電圧を昇圧または降圧して前記負荷へ供給する電圧変換回路と、
一端が前記電源ラインに接続されたコンデンサと、
を備えたDC−DCコンバータにおいて、
前記第1のスイッチング素子の他端側で、当該第1のスイッチング素子と直列に接続された、短絡保護用の第2のスイッチング素子と、
前記第1のスイッチング素子または前記コンデンサの短絡故障を検出して、前記第2のスイッチング素子をオフさせる検出手段と、をさらに備え、
前記コンデンサの他端は、前記第1のスイッチング素子と前記第2のスイッチング素子との接続点に接続されており、
前記検出手段は、前記接続点の電圧に基づいて故障を検出する、ことを特徴とするDC−DCコンバータ。 - 請求項1に記載のDC−DCコンバータにおいて、
前記入力端子と前記電圧変換回路との間に設けられた入力フィルタをさらに備え、
前記コンデンサは、前記入力フィルタに含まれるノイズ除去用のコンデンサである、ことを特徴とするDC−DCコンバータ。 - 請求項1に記載のDC−DCコンバータにおいて、
前記電圧変換回路と前記出力端子との間に設けられた出力フィルタをさらに備え、
前記コンデンサは、前記出力フィルタに含まれるノイズ除去用のコンデンサである、ことを特徴とするDC−DCコンバータ。 - 請求項1に記載のDC−DCコンバータにおいて、
前記コンデンサは、前記第1のスイッチング素子でスイッチングされた電圧を平滑化する、前記電圧変換回路に含まれる平滑用のコンデンサである、ことを特徴とするDC−DCコンバータ。 - 請求項1に記載のDC−DCコンバータにおいて、
前記入力端子と前記電圧変換回路との間に設けられた入力フィルタと、
前記電圧変換回路と前記出力端子との間に設けられた出力フィルタと、をさらに備え、
前記コンデンサは、
前記入力フィルタに含まれるノイズ除去用の第1のコンデンサと、
前記出力フィルタに含まれるノイズ除去用の第2のコンデンサと、
前記第1のスイッチング素子でスイッチングされた電圧を平滑化する、前記電圧変換回路に含まれる平滑用の第3のコンデンサとを含む、ことを特徴とするDC−DCコンバータ。 - 請求項1ないし請求項5のいずれかに記載のDC−DCコンバータにおいて、
前記検出手段は、
前記接続点の電圧を分圧する分圧抵抗と、
前記分圧抵抗で分圧された電圧が一定値以上のときにオンまたはオフする第3のスイッチング素子と、を含み、
前記第3のスイッチング素子のオンまたはオフによって、前記第2のスイッチング素子がオフする、ことを特徴とするDC−DCコンバータ。 - 請求項1ないし請求項5のいずれかに記載のDC−DCコンバータにおいて、
前記検出手段は、
前記接続点の電圧に基づいて故障の有無を判定し、当該故障が発生したと判定した場合に、制御信号を出力する制御部と、
前記制御信号に基づいてオンまたはオフする第4のスイッチング素子と、を含み、
前記第4のスイッチング素子のオンまたはオフによって、前記第2のスイッチング素子がオフする、ことを特徴とするDC−DCコンバータ。 - 請求項1ないし請求項5のいずれかに記載のDC−DCコンバータにおいて、
前記検出手段は、第1の検出手段および第2の検出手段からなり、
前記第1の検出手段は、
前記接続点の電圧を分圧する分圧抵抗と、
前記分圧抵抗で分圧された電圧が一定値以上のときにオンまたはオフする第3のスイッチング素子と、を含み、
前記第2の検出手段は、
前記接続点の電圧に基づいて故障の有無を判定し、当該故障が発生したと判定した場合に、制御信号を出力する制御部と、
前記制御信号に基づいてオフまたはオフする第4のスイッチング素子と、を含み、
前記第1の検出手段における前記第3のスイッチング素子のオンまたはオフによって、あるいは、前記第2の検出手段における前記第4のスイッチング素子のオンまたはオフによって、前記第2のスイッチング素子がオフする、ことを特徴とするDC−DCコンバータ。 - 請求項1ないし請求項8のいずれかに記載のDC−DCコンバータにおいて、
前記入力端子に前記直流電源の負極が接続された場合に、前記電圧変換回路に大電流が流れるのを阻止する、逆接続保護用の第5のスイッチング素子をさらに備え、
前記第5のスイッチング素子は、前記第2のスイッチング素子と直列に接続されていて、当該第2のスイッチング素子とグランドとの間に設けられている、ことを特徴とするDC−DCコンバータ。
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