JP2015231269A - Backup power supply circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バックアップ電源回路に関する。 The present invention relates to a backup power supply circuit.
近年、様々な分野において電子化が進み、何らかの理由により、電源の供給が絶たれた場合に備えて、非常用の電源を供給するバックアップ電源回路が用いられている。 In recent years, computerization has progressed in various fields, and a backup power supply circuit that supplies an emergency power supply is used in preparation for the case where the power supply is cut off for some reason.
例えば、自動車においては、ドアロックスイッチの操作に応答してドアロックスイッチに接続されたコントローラ(マイクロコンピュータ)がロック指示あるいはロック解除指示(アンロック指示)に対応する指示信号(制御パルス信号)を出力して、ドアロック用のモータに車載バッテリから電力を供給し、ドアロック及びドアロック解除を行うドアロック制御装置が知られている。 For example, in an automobile, a controller (microcomputer) connected to a door lock switch in response to an operation of the door lock switch sends an instruction signal (control pulse signal) corresponding to a lock instruction or unlock instruction (unlock instruction). There is known a door lock control device that outputs and supplies power from a vehicle-mounted battery to a door lock motor to perform door lock and door lock release.
このようなドアロック制御装置においては、車両の衝突時等において、車載バッテリが破損し、あるいは、電力供給線が断線するなどにより、車載バッテリから電力が供給されない場合には、手動によりドアロックを解除することができなくなってしまう。
このような場合には、バックアップ電源回路が車載バッテリに代わって電力を供給することにより、ドアロックを解除することとなっていた。
In such a door lock control device, when the vehicle battery is damaged or the power supply line is disconnected due to a vehicle collision or the like, the door lock is manually locked when power is not supplied from the vehicle battery. It becomes impossible to cancel.
In such a case, the backup power supply circuit supplies power instead of the vehicle-mounted battery to release the door lock.
バックアップ電源回路に用いる蓄電装置として、従来、電気二重層コンデンサ(EDLC:Electric Double Layer Capacitor)が知られている。
電気二重層コンデンサは、電気二重層という物理現象を利用するコンデンサであり、容積に比して蓄電量が大きく、装置の小型化が容易に図れる。
また、内部抵抗が低いため、急速な充放電が可能である。
Conventionally, an electric double layer capacitor (EDLC) is known as a power storage device used in a backup power supply circuit.
An electric double layer capacitor is a capacitor that utilizes the physical phenomenon of an electric double layer, and has a large amount of stored electricity compared to its volume, and can be easily downsized.
Moreover, since internal resistance is low, rapid charge / discharge is possible.
ところで、電気二重層コンデンサは、高電圧の充電状態で放置すると、電解液あるいは電極が劣化して、内部抵抗が上昇し、実効的に充電可能な容量が減るので、適時に放電を行うのが好ましい。
したがって、車両に搭載する場合等には、キーオフ時等に放電を行うのが望まれる。
また、省エネルギーの観点からは、急速に電気二重層コンデンサの放電を行って、放電を制御するコントローラも早期に電源を遮断することが望まれる。
By the way, if the electric double layer capacitor is left in a high voltage charged state, the electrolytic solution or electrode deteriorates, the internal resistance increases, and the effective charge capacity decreases. preferable.
Therefore, when mounted on a vehicle or the like, it is desirable to discharge at a key-off time.
Further, from the viewpoint of energy saving, it is desired that the controller for controlling the discharge by rapidly discharging the electric double layer capacitor also shuts off the power supply at an early stage.
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、バックアップ電源回路に用いられている電気二重層コンデンサの放電を短時間で実行可能なバックアップ電源回路を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a backup power supply circuit capable of performing discharge of an electric double layer capacitor used in the backup power supply circuit in a short time.
上記課題を解決するため、実施形態のバックアップ電源回路は、外部電源から電力供給を受けて充電を行い、前記外部電源の異常遮断時に所定の負荷に電力を供給する電気二重層コンデンサと、電気二重層コンデンサに蓄えられた電力の電圧を所定の電圧まで昇圧して出力する昇圧回路と、外部電源の正常遮断時に電気二重層コンデンサに蓄えた電力を昇圧回路を介して放電を行う放電回路と、を備える。 In order to solve the above-described problem, the backup power supply circuit according to the embodiment is charged with power supplied from an external power supply, and an electric double layer capacitor that supplies power to a predetermined load when the external power supply is abnormally cut off, A booster circuit that boosts and outputs the voltage of the power stored in the multilayer capacitor to a predetermined voltage; a discharge circuit that discharges the power stored in the electric double layer capacitor via the booster circuit when the external power supply is normally shut off; Is provided.
また、上記バックアップ電源回路において、前記放電回路は、前記電気二重層コンデンサの定電力放電を行わせるようにしてもよい。 In the backup power supply circuit, the discharge circuit may cause the electric double layer capacitor to perform a constant power discharge.
また、上記バックアップ電源回路において、前記昇圧回路を前記負荷に接続する電源切換回路と、前記電源切換回路により前記昇圧回路を前記負荷に接続するのに先だって、前記外部電源を前記負荷から切り離す逆流防止回路と、を備えるようにしてもよい。 In the backup power supply circuit, a power supply switching circuit for connecting the booster circuit to the load, and a backflow prevention for disconnecting the external power supply from the load prior to connecting the booster circuit to the load by the power supply switching circuit. And a circuit.
また、上記バックアップ電源回路において、前記外部電源の電圧を降圧して、前記電気二重層コンデンサに充電電圧として出力する降圧回路を備えるようにしてもよい。 The backup power supply circuit may further include a step-down circuit that steps down the voltage of the external power source and outputs the voltage as a charging voltage to the electric double layer capacitor.
また、上記バックアップ電源回路において、当該バックアップ電源回路全体を制御するコントローラと、前記コントローラへ供給する駆動電力の電圧を安定化するレギュレータと、を備え、前記降圧回路は、前記コントローラに前記レギュレータを介して駆動電力を供給するのに適した電圧範囲の電圧に降圧する、ようにしてもよい。 The backup power supply circuit includes a controller that controls the entire backup power supply circuit, and a regulator that stabilizes the voltage of the drive power supplied to the controller, and the step-down circuit includes the regulator via the regulator. The voltage may be stepped down to a voltage in a voltage range suitable for supplying drive power.
前記外部電源は、車両に搭載されたバッテリであり、
前記負荷は、車載機器としてのドアロック装置であり、
前記コントローラは、前記車両の衝突を検出する外部の衝突検出センサの出力に基づいて、前記バッテリの異常遮断を検出し、前記電気二重層コンデンサに蓄えた電力を前記昇圧回路を介して前記ドアロック装置に供給させる、ようにしてもよい。
The external power source is a battery mounted on the vehicle,
The load is a door lock device as an in-vehicle device,
The controller detects an abnormal interruption of the battery based on an output of an external collision detection sensor that detects a collision of the vehicle, and the electric power stored in the electric double layer capacitor is connected to the door lock via the booster circuit. You may make it supply to an apparatus.
実施形態のバックアップ電源回路によれば、外部電源の正常遮断時に電気二重層コンデンサに蓄えた電力を昇圧回路を介して昇圧して放電を行うので、電気二重層コンデンサの電圧低下の影響を受けることなく放電を継続でき、放電時間を短くすることができる、という効果を奏する。 According to the backup power supply circuit of the embodiment, the electric power stored in the electric double layer capacitor is boosted via the booster circuit and discharged when the external power supply is normally cut off. There is an effect that the discharge can be continued and the discharge time can be shortened.
次に図面を参照して好適な実施形態について説明する。
以下の説明においては、バックアップ電源回路の一例として、車載バッテリから供給された電力を蓄え、車両の衝突時等に電源供給ラインの断線等により車載バッテリからの電力が供給できない場合(異常遮断時)に、車載バッテリに代わり、ドアロック装置にロック解除用(アンロック用)の電源を供給するバックアップ電源回路に適用した場合を説明する。
Next, preferred embodiments will be described with reference to the drawings.
In the following description, as an example of a backup power supply circuit, when electric power supplied from an in-vehicle battery is stored, and electric power from the in-vehicle battery cannot be supplied due to disconnection of the power supply line at the time of a vehicle collision, etc. Next, a case will be described in which the present invention is applied to a backup power supply circuit that supplies power for unlocking (unlocking) to the door lock device instead of the vehicle-mounted battery.
図1は、バックアップ電源回路の概要構成ブロック図である。
バックアップ電源回路10は、車載バッテリBTが接続されて車載バッテリBTからの電力が供給されるバッテリ接続端子T1と、バッテリ接続端子T1の電圧を検出し、バッテリ電圧検出信号VBTを出力するバッテリモニタ回路11と、車載バッテリBTに対し、イグニションスイッチIGswを介して接続されるイグニション接続端子T2と、イグニション接続端子T2を介して供給される車載バッテリBTの供給電力の電圧を所定の降圧電圧まで降圧して出力する降圧回路12と、降圧回路12により降圧された電力を蓄える電気二重層コンデンサ(EDLC)13と、を備えている。
FIG. 1 is a schematic configuration block diagram of a backup power supply circuit.
The backup
また、バックアップ電源回路10は、イグニション接続端子T2を介して供給される車載バッテリBTの電力あるいは電気二重層コンデンサ13の蓄電電力が供給され、供給されている電力の電圧変動を抑制して出力するレギュレータ14と、電気二重層コンデンサ13の蓄電電力の電圧を昇圧し、電源供給端子T11を介して負荷であるドアロック装置DCLKに供給する昇圧回路15と、バックアップ電源回路10全体の制御を行うコントローラ16と、コントローラ16が出力した放電制御信号Cdisに基づいてキーオフ時(イグニションスイッチIGswオフ時)に電気二重層コンデンサ13の蓄電電力を昇圧回路15を介して定電力放電するスイッチングトランジスタ及びスイッチングトランジスタに直列に接続された電流制限抵抗を有する放電回路17と、を備えている。
Further, the backup
また、バックアップ電源回路10は、コントローラ16が出力した切換制御信号Cswに基づいて電気二重層コンデンサ13を昇圧回路15を介して電源供給端子T11に接続する電源切換回路18と、コントローラ16が出力した遮断制御信号Ccutに基づいて、電源切換回路18が電気二重層コンデンサ13を電源供給端子T11に接続している場合に車載バッテリBTを電気的に切り離し、電気二重層コンデンサ13の蓄電電力の車載バッテリBT側への逆流を防止するスイッチ(スイッチングトランジスタ)を備えた逆流防止回路19と、コントローラ16が出力したドライブ制御信号Cdrvに基づいて、ドアロック装置DLCKにドアロック制御端子T12を介してドアロック信号Sdl及びドアロック解除信号Sudlを出力するドライブ回路20と、を備えている。
Further, the backup
上記構成において、降圧回路12は、レギュレータ14により電気二重層コンデンサ13の耐圧を超えないように降圧している(例えば、6V)。またレギュレータ14は、電気二重層コンデンサ13の蓄電電圧が低下してもコントローラに対して安定的な電圧(例えば、3V)を提供できるように出力している。
さらに本実施形態においては、バックアップ電源回路10の衝突検出端子T3には、衝突検出センサCDSが接続され、接地端子T4には外部のグランド電位が接続されている。
In the above configuration, the step-
Furthermore, in the present embodiment, the collision detection sensor CDS is connected to the collision detection terminal T3 of the backup
コントローラ16は、MPU、ROM、RAM等を備えたマイクロコンピュータとして構成されており、予めROMに格納された制御プログラムに基づいてバックアップ電源回路10における各種制御を行っている。
The
図2は、降圧回路の概要構成図である。
降圧回路12は、大別すると、イグニション接続端子T2を介して入力された車載バッテリBTからの電力の電圧を降圧して出力する降圧チョッパ回路21と、降圧チョッパ回路21の出力した電力の電流を検出するための電流検出用抵抗22と、電流検出用抵抗22の両端電圧に基づいて、降圧チョッパ回路21の出力した電力の電流を検出し、電流検出信号IDET1を降圧チョッパ回路21にフィードバック信号として出力する電流検出回路23と、逆流防止ダイオード24と、降圧チョッパ回路21の出力した電力の電圧を検出するための分圧を行って、電圧検出信号VDET1を出力する分圧回路25と、を備えている。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the step-down circuit.
The step-down
降圧チョッパ回路21は、一般的な降圧チョッパ回路として構成されており、図2に示すように、大別すると、入力コンデンサ30と、降圧コントローラ31と、ダイオード32と、コイル33と、出力コンデンサ34と、を備えている。
The step-down
上記構成において、降圧コントローラ31は、フィードバック信号として入力される電流検出信号IDET1、電圧検出信号VDET1及び検出したイグニション接続端子T2を介して入力された車載バッテリBTからの電力の電圧に基づいて、内蔵したスイッチングトランジスタのスイッチングを制御し、イグニション接続端子T2を介して入力された車載バッテリBTからの電力を断続的に出力することにより、電気二重層コンデンサ13を充電するための所定の電圧に降圧している。
In the above configuration, the step-
また降圧コントローラ31は、MOSトランジスタを内蔵したスイッチングレギュレータICとして構成されている。
The step-down
図3は、昇圧回路の概要構成図である。
昇圧回路15は、大別すると、電気二重層コンデンサ13からの電力の電圧を昇圧して出力する昇圧チョッパ回路41と、抵抗R11〜抵抗R13を有し、昇圧チョッパ回路41の出力した電力の電圧を検出するための分圧を行って、電圧検出信号VDET2を出力する分圧回路42と、を備えている。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the booster circuit.
The
昇圧チョッパ回路41は、一般的な昇圧チョッパ回路として構成されており、図3に示すように、大別すると、入力コンデンサ50と、昇圧コントローラ51と、コイル52と、逆流防止ダイオード53と、出力コンデンサ54と、スイッチングトランジスタ55と、電流制限抵抗57と、を備えている。
The step-up
上記構成において、昇圧コントローラ51は、電気二重層コンデンサ13の出力電圧である入力電圧Vin、フィードバック信号として入力される電流検出信号IDET2及び分圧回路42が出力した電圧検出信号VDET2に基づいて、スイッチングトランジスタ55のスイッチングを制御し、電気二重層コンデンサ13の出力電圧を所定の一定電圧に昇圧して出力する。
In the above configuration, the
また昇圧コントローラ51は、スイッチングレギュレータICとして構成されている。
The
図4は、放電回路の具体例の説明図である。
放電回路17は、昇圧回路15を介した電気二重層コンデンサ13の放電時の放電電流を制限する電流制限抵抗61と、電流制限抵抗61に直列に接続されたスイッチングトランジスタ62と、コントローラ16が出力した放電制御信号Cdisに基づき、電気二重層コンデンサ13の蓄電電力でスイッチングトランジスタ62を駆動するドライブ回路63と、を備えている。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a specific example of the discharge circuit.
The
図5は、電源切換回路の具体例の説明図である。
電源切換回路18は、ドレイン端子がバックツーバック接続された一対のPチャネルMOSトランジスタで構成されたスイッチ部71と、一組のNPNバイポーラトランジスタを備え、コントローラ16から入力される切換制御信号Cswに基づいて、スイッチ部71を構成している一対のPチャネルMOSトランジスタを同時にオン状態(閉状態)として、昇圧回路15を電源供給端子T11に接続して、電気二重層コンデンサ13の蓄電電力を負荷であるドアロック装置DLCKに供給可能とする切換駆動部72と、を備えている。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a specific example of the power supply switching circuit.
The power
次に実施形態の動作を説明する。
以下においては、(1)通常時キースイッチオン時動作、(2)通常時キースイッチオフ時動作、(3)異常時動作の三つの場合について説明する。
Next, the operation of the embodiment will be described.
In the following, three cases of (1) normal key switch on operation, (2) normal key switch off operation, and (3) abnormal operation will be described.
(1)通常時キースイッチオン時動作
まず、通常時におけるキースイッチオン時の動作について説明する。
この場合において、電気二重層コンデンサ13は、レギュレータ14を介してコントローラ16を駆動可能な電力を蓄えているものとする。
バックアップ電源回路10のコントローラ16は、通常時、すなわち、車載バッテリBTから電源供給可能な状態(電圧VBUが所定の電圧レベルにある状態)においては、バッテリ接続端子T1から供給される車載バッテリBTの電力に基づいて動作する。
(1) Normal-time key switch-on operation First, the normal-time key switch-on operation will be described.
In this case, it is assumed that the electric
The
そして、この状態において、コントローラ16は、バッテリモニタ回路11が出力したバッテリ電圧検出信号VBTに基づいてバッテリ接続端子T1の電圧、ひいては、車載バッテリBTの出力電圧が通常範囲(正常範囲)である場合には、切換駆動部72を構成している一組のNPNバイポーラトランジスタをオフ状態に維持する切換制御信号Cswを電源切換回路18に出力する。
And in this state, the
これにより、スイッチ部71を構成している一対のPチャネルMOSトランジスタはオフ状態(開状態)を維持し、電気二重層コンデンサ13が、昇圧回路15を介して電源供給端子T11に接続されることはない。
上記動作と並行して、コントローラ16は、逆流防止回路19に対し、逆流防止回路19を構成するスイッチ(スイッチングトランジスタ)を閉状態のまま維持させるための遮断制御信号Ccutを出力する。
As a result, the pair of P-channel MOS transistors constituting the
In parallel with the above operation, the
上記動作の結果、車載バッテリBTの電力は、バッテリ接続端子T1、逆流防止回路19、電源切換回路18及び電源供給端子T11を介して負荷であるドアロック装置DLCKに供給される。
したがって、ドアロック/ドアロック解除スイッチDSWの操作により、図示しない外部のコントロールユニットがドアロック制御信号をドアロック装置DLCに出力すると、ドアロック装置DLCKは、図示しないドアをロックし、あるいは、ロックを解除する。
As a result of the above operation, the electric power of the in-vehicle battery BT is supplied to the door lock device DLCK, which is a load, via the battery connection terminal T1, the
Therefore, when an external control unit (not shown) outputs a door lock control signal to the door lock device DLC by operating the door lock / door lock release switch DSW, the door lock device DLCK locks or locks the door (not shown). Is released.
一方、イグニションスイッチIGswは、オン状態(閉状態)であるので、イグニション接続端子T2を介して供給される車載バッテリBTの電力は、降圧回路12に供給される。
On the other hand, since the ignition switch IGsw is in the on state (closed state), the electric power of the in-vehicle battery BT supplied via the ignition connection terminal T2 is supplied to the step-
降圧回路12の降圧コントローラ31は、フィードバック信号として電流検出回路23から入力される電流検出信号IDET1、分圧回路25から入力される電圧検出信号VDET1及び検出したイグニション接続端子T2を介して入力された車載バッテリBTからの電力の電圧に基づいて、内蔵したスイッチングトランジスタのスイッチング周波数を制御し、イグニション接続端子T2を介して入力された車載バッテリBTからの電力を断続的に出力することにより、電気二重層コンデンサ13を充電するための所定の電圧に降圧して出力する。
The step-down
この結果、電気二重層コンデンサ13は、所定の電圧まで充電(蓄電)されて、異常時に備えることとなる。
As a result, the electric
(2)通常時キースイッチオフ時動作
次に、通常時におけるキースイッチオフ時の動作について説明する。
この場合においては、電気二重層コンデンサ13は、通常満充電状態となっている。
上述したように、電気二重層コンデンサ13は、高電圧の充電状態で放置すると、電解液あるいは電極が劣化して、内部抵抗が上昇し、実効的に充電可能な容量が減るので、本実施形態においては、キースイッチオフ時に放電を行うように構成している。
(2) Normal Key Switch Off Operation Next, a normal key switch off operation will be described.
In this case, the electric
As described above, when the electric
コントローラ16は、イグニション接続端子T2を介して印加される電圧が所定の電圧以下となり、イグニションスイッチIGswがオフされたことを検出する。
The
これにより、コントローラ16からの放電回路17に対する放電制御信号Cdisの出力が途絶えると、放電回路17のドライブ回路63は、電気二重層コンデンサ13の蓄電電力でスイッチングトランジスタ62を駆動し、オン状態(閉状態)とする。
これに伴い、電気二重層コンデンサ13の蓄電電力は、昇圧回路15を介して放電される。このときの放電経路は、図1に示した電流Idisの流路となる。
As a result, when the output of the discharge control signal Cdis from the
Accordingly, the stored electric power of the electric
そして昇圧回路15の昇圧コントローラ51は、電気二重層コンデンサ13の出力電圧である入力電圧Vin、フィードバック信号として入力される電流検出信号IDET2及び分圧回路42が出力した電圧検出信号VDET2に基づいて、スイッチングトランジスタ55のスイッチングを制御する。この結果、昇圧回路15は、電気二重層コンデンサ13の出力電圧を所定の一定電圧(=ドアロック装置DLCKの駆動電圧に等しい電圧)に昇圧してから放電回路17に出力して放電を行うように機能する。
The
このとき、昇圧コントローラ51は、放電回路17で消費される電力が一定となるように制御を行うため、実効的には、電気二重層コンデンサ13の蓄電電圧が放電とともに低下するほど、放電電流が増加するように制御することとなる。なお、電流検出信号IDET2は、過電流を検出するために用いられる。
At this time, the
このように本実施形態では、電気二重層コンデンサ13の蓄電電圧を昇圧して、一定電力で放電を行う定電力放電を行っているため、定抵抗放電と比較して、電気二重層コンデンサ13の蓄電電力量が少なくなり、蓄電電圧が低下するほど放電電流が大きくなり、放電時間を短縮することができる。
さらに定抵抗放電と比較して定格電流の小さい電流制限抵抗及びドライバで放電できるため、コストダウンが図れるとともに、小型化を図ることが可能となる。
As described above, in the present embodiment, the electric storage voltage of the electric
Furthermore, since the current can be discharged by a current limiting resistor and driver having a smaller rated current compared to the constant resistance discharge, the cost can be reduced and the size can be reduced.
また、定電力放電を行っているため、電気二重層コンデンサ13の電圧が下がれば下がるほど、電気二重層コンデンサ13から急速に放電がなされることとなり、放電時間をより短時間とすることができ、コントローラをより迅速に停止状態(スリープ状態)に移行させることができ、消費電力の低減が図れるようになっている。
Further, since constant power discharge is performed, the lower the voltage of the electric
(3)異常時動作
次に車両の衝突時等の異常時において、車載バッテリBTが損傷したり、電源供給経路の配線が断線したり、車載バッテリBTからの電力供給が途絶えた場合の動作について説明する。
この場合において、初期状態において電気二重層コンデンサ13は、満充電状態であるものとする。
(3) Operation at the time of abnormality Next, in the event of an abnormality such as a vehicle collision, the operation when the in-vehicle battery BT is damaged, the power supply path wiring is disconnected, or the power supply from the in-vehicle battery BT is interrupted. explain.
In this case, the electric
以下の説明においては、衝突検出センサCDSにおいて衝突が検出され、衝突検出端子T3を介して、バックアップ電源回路10のコントローラ16に衝突検出信号Scdsが入力されたものとする。
In the following description, it is assumed that a collision is detected by the collision detection sensor CDS, and a collision detection signal Scds is input to the
ところで、コントローラ16としては、衝突検出信号Scdsが入力されたことを検出したとしても、当該衝突検出信号Scdsが正しく入力されるとは限らないものと仮定して、バッテリモニタ回路11から入力されたバッテリ電圧検出信号VBTに基づいて、バッテリ接続端子T1に正常な電圧が供給されているか否かを判別する。
By the way, the
そしてコントローラ16は、バッテリ電圧検出信号VBTに基づいて、バッテリ接続端子T1に正常な電圧が供給されている場合には、バックアップ電源の供給は行わないように制御する。
Based on the battery voltage detection signal VBT, the
一方、バックアップ電源回路10のコントローラ16は、バッテリ電圧検出信号VBTに基づいて、バッテリ接続端子T1に正常な電圧が供給されていない場合(低電圧の電力が供給されている場合及び全く供給されていない場合を含む)には、バックアップ電源の供給を行うように制御を行う。
On the other hand, the
ところで、コントローラ16が正常に動作するためには、電源が必要となる。
そこで、本実施形態においては、バッテリ接続端子T1に正常な電圧が供給されていない場合には、レギュレータ14が電気二重層コンデンサ13の蓄電電力の電圧変動を抑制してコントローラ16の駆動電力を供給している。
By the way, in order for the
Therefore, in this embodiment, when the normal voltage is not supplied to the battery connection terminal T1, the
まず、コントローラ16は、逆流防止回路19に遮断制御信号Ccutを出力し、逆流防止回路19をオフ状態(開状態)として、電源切換回路18、ひいては、電気二重層コンデンサ13を車載バッテリBTから電気的に切り離す。
First, the
その後、コントローラ16は、電源切換回路18により、電気二重層コンデンサ13及び昇圧回路15を電源供給端子T11に接続する。
この結果、電気二重層コンデンサ13の蓄電電力は、昇圧回路15及び電源切換回路18を介して負荷であるドアロック装置DCLKに供給される。このときの電力供給経路は、図1に示した電流Iemgの流路となる。
Thereafter, the
As a result, the stored electric power of the electric
そして昇圧回路15の昇圧コントローラ51は、電気二重層コンデンサ13の出力電圧である入力電圧Vin、フィードバック信号として入力される電流検出信号IDET2及び分圧回路42が出力した電圧検出信号VDET2に基づいて、スイッチングトランジスタ55のスイッチングを制御する。この結果、昇圧回路15は、電気二重層コンデンサ13の出力電圧を所定の一定電圧(=ドアロック装置DLCKの駆動電圧に等しい電圧)に昇圧してからドアロック装置DLCKに供給するように機能する。
The
したがって、衝突検出信号Scdsが入力され、かつ、バッテリ接続端子T1に正常な電圧が供給されていない場合には、衝突検出信号Scdsが入力されてから一定時間が経過すると、コントローラ16は、ドアロック解除操作に対応するドライブ制御信号Cdrvをドライブ回路20に出力する。
そして、ドライブ回路20は、ドライブ制御信号Cdrvに基づいて、ドアロック装置DLCKにドアロック解除信号Sudlを出力する。
Therefore, when the collision detection signal Scds is input and a normal voltage is not supplied to the battery connection terminal T1, the
Then, the
この結果、ドアロック装置DLCKは、車載バッテリBTから電力が供給されないにもかかわらず、解除される。 As a result, the door lock device DLCK is released even though power is not supplied from the in-vehicle battery BT.
以上の説明のように、本実施形態によれば、衝突等により車載バッテリBTから電力が供給されない状態に至ったとしても、電気二重層コンデンサ13の蓄電電力によりドアロック装置DLCKを動作させて、ドアロックを解除することができる。
As described above, according to the present embodiment, even when power is not supplied from the in-vehicle battery BT due to a collision or the like, the door lock device DLCK is operated by the stored electric power of the electric
ここで、バックアップ電源回路は、上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。 Here, the backup power supply circuit is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope described in the claims.
以上の説明においては、昇圧回路15において、放電回路17を用いた放電時と、異常時のドアロック装置DLCKへの電源供給時と、で昇圧電圧を同じとしていたが、放電時の昇圧電圧をドアロック装置DLCKへの電源供給時の昇圧電圧よりも高く設定することにより、より短時間で放電を行うことができ、コントローラ16の消費電力をより低減することが可能となる。
In the above description, in the
図6は、分圧回路の構成の説明図である。
図6において、図3の実施形態と同様の部分には、同一の符号を付している。
図6において、図3の実施形態と異なる点は、分圧回路42に代わる分圧回路42Aとして、分圧回路42を構成していた抵抗R11、抵抗R12と並列に抵抗R21、抵抗R22を設け、抵抗R12及び抵抗R22と抵抗R13との間にコントローラ16からの切換制御信号CSW1に基づいて切換を行う切換スイッチ81を設けた点である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of the configuration of the voltage dividing circuit.
In FIG. 6, the same parts as those in the embodiment of FIG.
6 is different from the embodiment of FIG. 3 in that a resistor R21 and a resistor R22 are provided in parallel with the resistors R11 and R12 constituting the
この場合において、抵抗R11、抵抗R12、抵抗R21、抵抗R22の抵抗値の関係は、以下のようになっている。
抵抗R11+抵抗R12<抵抗R21+抵抗R22
In this case, the relationship among the resistance values of the resistor R11, the resistor R12, the resistor R21, and the resistor R22 is as follows.
Resistance R11 + resistance R12 <resistance R21 + resistance R22
また、コントローラ16は、放電回路17を介した放電時に、抵抗R21、抵抗R22側に切り換えるように切換制御信号CSW1を出力する。
すなわち、昇圧回路15における昇圧倍率を放電時において、異常時の昇圧倍率よりも高くするのである。
この結果、昇圧回路15は、抵抗R21及び抵抗R22を接続した場合の方が、より高い電圧まで昇圧してより高い電圧で定電力放電を行うので、より短時間で放電を完了させることができる。
Further, the
In other words, the boosting factor in the boosting
As a result, the
以上の説明においては、外部電源として、車載バッテリBTを用い、負荷としてドアロック装置DLCKを用いる場合について説明したが、車載バッテリBT以外の外部電源(商用電源、外部バッテリ等)を用いたり、ドアロック装置DLCK以外の負荷(車載機器に限らない)を用いたりするように構成することも可能である。 In the above description, the case where the in-vehicle battery BT is used as the external power source and the door lock device DLCK is used as the load has been described. However, an external power source (commercial power source, external battery, etc.) other than the in-vehicle battery BT is used. It is also possible to use a load (not limited to an on-vehicle device) other than the lock device DLCK.
10 バックアップ電源回路
11 バッテリモニタ回路
12 降圧回路
13 電気二重層コンデンサ
14 レギュレータ
15 昇圧回路
16 コントローラ
17 放電回路
18 電源切換回路
19 逆流防止回路
20 ドライブ回路
21 降圧チョッパ回路
22 電流検出用抵抗
23 電流検出回路
24 逆流防止ダイオード
25 分圧回路
31 降圧コントローラ
32 ダイオード
33 コイル
34 コンデンサ
41 昇圧チョッパ回路
42、42A 分圧回路
51 昇圧コントローラ
52 コイル
53 逆流防止ダイオード
54 コンデンサ
55 スイッチングトランジスタ
57 電流制限抵抗
61 電流制限抵抗
62 スイッチングトランジスタ
63 ドライブ回路
71 スイッチ部
72 切換駆動部
81 切換スイッチ
BT 車載バッテリ
CDS 衝突検出センサ
Ccut 遮断制御信号
Cdis 放電制御信号
Cdrv ドライブ制御信号
Csw、CSW1 切換制御信号
DLCK ドアロック装置
DSW ドアロック/ドアロック解除スイッチ
IGsw イグニションスイッチ
R11、R12、R13 抵抗(分圧回路)
R21、R22 抵抗(分圧回路)
Scds 衝突検出信号
Sdl ドアロック信号
Sudl ドアロック解除信号
DESCRIPTION OF
R21, R22 resistance (voltage divider)
Scds Collision detection signal Sdl Door lock signal Sudl Door lock release signal
Claims (6)
前記電気二重層コンデンサに蓄えられた電力の電圧を所定の電圧まで昇圧して出力する昇圧回路と、
前記外部電源の正常遮断時に前記電気二重層コンデンサに蓄えた電力を前記昇圧回路を介して放電を行う放電回路と、
を備えたバックアップ電源回路。 An electric double layer capacitor that receives power from an external power supply and performs charging, and supplies power to a predetermined load when the external power supply is abnormally shut off;
A booster circuit that boosts and outputs a voltage of power stored in the electric double layer capacitor to a predetermined voltage;
A discharge circuit that discharges the electric power stored in the electric double layer capacitor through the booster circuit when the external power supply is normally shut off;
Backup power supply circuit with
請求項1記載のバックアップ電源回路。 The discharge circuit causes the electric double layer capacitor to perform a constant power discharge through the booster circuit.
The backup power supply circuit according to claim 1.
前記電源切換回路により前記昇圧回路を前記負荷に接続するのに先だって、前記外部電源を前記負荷から切り離す逆流防止回路と、
を備えた請求項1又は請求項2記載のバックアップ電源回路。 A power supply switching circuit for connecting the booster circuit to the load;
Prior to connecting the booster circuit to the load by the power supply switching circuit, a backflow prevention circuit that disconnects the external power supply from the load;
The backup power supply circuit according to claim 1, further comprising:
請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のバックアップ電源回路。 A step-down circuit that steps down the voltage of the external power supply and outputs the electric double layer capacitor as a charging voltage is provided.
The backup power supply circuit according to any one of claims 1 to 3.
前記コントローラへ供給する駆動電力の電圧を安定化するレギュレータと、を備え、
前記降圧回路は、前記コントローラに前記レギュレータを介して駆動電力を供給するのに適した電圧範囲の電圧に降圧する、
請求項4記載のバックアップ電源回路。 A controller that controls the entire backup power supply circuit;
A regulator for stabilizing the voltage of the driving power supplied to the controller,
The step-down circuit steps down to a voltage in a voltage range suitable for supplying drive power to the controller via the regulator;
The backup power supply circuit according to claim 4.
前記負荷は、車載機器としてのドアロック装置であり、
前記コントローラは、前記車両の衝突を検出する外部の衝突検出センサの出力に基づいて、前記バッテリの異常遮断を検出し、前記電気二重層コンデンサに蓄えた電力を前記昇圧回路を介して前記ドアロック装置に供給させる、
請求項5記載のバックアップ電源回路。 The external power source is a battery mounted on the vehicle,
The load is a door lock device as an in-vehicle device,
The controller detects an abnormal interruption of the battery based on an output of an external collision detection sensor that detects a collision of the vehicle, and the electric power stored in the electric double layer capacitor is connected to the door lock via the booster circuit. Let the equipment supply,
The backup power supply circuit according to claim 5.
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