JP2016201914A - Semiconductor device, transformation device, and power supply system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、入力された電圧を変圧し、変圧した電圧を出力する変圧回路に関する異常を検知する半導体装置、並びに、該半導体装置を備える変圧装置及び電源システムに関する。 The present invention relates to a semiconductor device that detects an abnormality related to a transformer circuit that transforms an input voltage and outputs the transformed voltage, and a transformer device and a power supply system including the semiconductor device.
車両に搭載される電源システムとして、車両の運動エネルギーを直流の回生電力に変換する発電機と、発電機が変換した回生電力に係る直流の電圧を変圧し、変圧した電圧を蓄電器に出力する変圧回路とを備える電源システムが提案されている(例えば特許文献1参照)。 As a power supply system mounted on a vehicle, a generator that converts the kinetic energy of the vehicle into DC regenerative power, and a transformer that transforms the DC voltage related to the regenerative power converted by the generator and outputs the transformed voltage to the capacitor. A power supply system including a circuit has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に記載の電源システムには、更に、CPU(Central Processing Unit)を有する半導体装置が搭載されている。半導体装置は、発電機が、回生電力に係る直流の電圧を、出力電圧として出力している場合に変圧回路に変圧を行わせる。半導体装置が変圧回路に変圧を行わせることにより、蓄電器に電圧が印加され、蓄電器は電力を蓄える。蓄電器に蓄えられている電力は車両に搭載されている負荷に供給される。
The power supply system described in
特許文献1に記載されているような電源システムとして、変圧回路から蓄電器に流れる出力電流値に係る値を検出する電流検出器を備え、電流検出器の検出結果が示す出力電流値が所定の電流値となるように、半導体装置が、変圧回路から蓄電器に出力される出力電圧値を制御する電源システムがある。
As a power supply system as described in
この電源システムにおいて、電流検出器の検出結果が示す出力電流値が実際の出力電流値よりも小さい場合、半導体装置は、実際の出力電流値を前述した所定の電流値よりも大きい電流値になるように、変圧回路から出力される出力電圧値を制御する。このため、半導体装置は変圧回路に過大な電圧を蓄電器に出力させ続ける虞がある。 In this power supply system, when the output current value indicated by the detection result of the current detector is smaller than the actual output current value, the semiconductor device has a current value larger than the predetermined current value described above. Thus, the output voltage value output from the transformer circuit is controlled. For this reason, the semiconductor device may continue to output an excessive voltage to the capacitor in the transformer circuit.
また、特許文献1に記載されているような電源システムとして、変圧回路から蓄電器に出力される出力電圧値に係る値を検出する電圧検出器を備え、電圧検出器の検出結果が示す出力電圧値が所定の電圧値となるように、半導体装置が実際の出力電圧値を制御する電源システムもある。
Moreover, as a power supply system as described in
この電源システムおいても、電圧検出器の検出結果が示す出力電圧値が実際の出力電圧値よりも低い場合、半導体装置は、実際の出力電圧値が前述した所定の電圧値よりも高い電圧値となるように制御する。このため、半導体装置は変圧回路に過大な電圧を蓄電器に出力させ続ける虞がある。 Even in this power supply system, when the output voltage value indicated by the detection result of the voltage detector is lower than the actual output voltage value, the semiconductor device has a voltage value in which the actual output voltage value is higher than the predetermined voltage value described above. Control to be For this reason, the semiconductor device may continue to output an excessive voltage to the capacitor in the transformer circuit.
変圧回路から過大な電圧が蓄電器に出力され続けた場合、蓄電器の性能、例えば蓄電器の容量が低下する可能性がある。変圧回路から過大な電圧が出力され続けることを防止するためには、検出結果が示す出力電流値又は出力電圧値が実際の値よりも低いことを適正に検知する必要がある。 When an excessive voltage is continuously output from the transformer circuit to the capacitor, the performance of the capacitor, for example, the capacity of the capacitor may be reduced. In order to prevent an excessive voltage from being continuously output from the transformer circuit, it is necessary to appropriately detect that the output current value or the output voltage value indicated by the detection result is lower than the actual value.
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、検出結果が示す変圧回路の出力電流値又は出力電圧値が実際の値よりも小さいことを適正に検知することができる半導体装置、並びに、該半導体装置を備える変圧装置及び電源システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to properly detect that the output current value or output voltage value of the transformer circuit indicated by the detection result is smaller than the actual value. It is an object to provide a semiconductor device that can be used, and a transformer device and a power supply system including the semiconductor device.
本発明に係る半導体装置は、入力された電圧を変圧し、変圧した電圧を出力する変圧回路に関する異常を検知する半導体装置において、前記変圧回路の入力電流値に係る値を検出する入力電流検出器、該変圧回路の入力電圧値に係る値を検出する入力電圧検出器、該変圧回路の出力電流値に係る値を検出する出力電流検出器、及び、該変圧回路の出力電圧値に係る値を検出する出力電圧検出器の検出結果に基づき、前記変圧回路が行う変圧の効率に係る指標値を算出する算出部と、該算出部が算出した指標値が示す前記効率が所定効率未満であるか否かを判定する効率判定部とを備えることを特徴とする。 The semiconductor device according to the present invention is an input current detector for detecting a value related to an input current value of the transformer circuit in a semiconductor device for detecting an abnormality relating to a transformer circuit that transforms an input voltage and outputs the transformed voltage. An input voltage detector for detecting a value relating to the input voltage value of the transformer circuit, an output current detector for detecting a value relating to the output current value of the transformer circuit, and a value relating to the output voltage value of the transformer circuit Based on the detection result of the output voltage detector to be detected, a calculation unit that calculates an index value related to the efficiency of transformation performed by the transformer circuit, and whether the efficiency indicated by the index value calculated by the calculation unit is less than a predetermined efficiency And an efficiency determination unit for determining whether or not.
本発明にあっては、変圧回路の入力電流値、入力電圧値、出力電流値及び出力電圧値夫々を検出する入力電流検出器、入力電圧検出器、出力電流検出器及び出力電圧検出器の検出結果に基づき、変圧回路が行う変圧の効率に係る指標値を算出する。算出した指標値が示す効率が所定効率未満であるか否かを判定する。これにより、変圧回路に関する異常を検知する。 In the present invention, an input current detector, an input voltage detector, an output current detector, and an output voltage detector that detect an input current value, an input voltage value, an output current value, and an output voltage value of a transformer circuit, respectively. Based on the result, an index value related to the efficiency of the transformation performed by the transformer circuit is calculated. It is determined whether or not the efficiency indicated by the calculated index value is less than a predetermined efficiency. Thereby, the abnormality regarding a transformer circuit is detected.
出力電流検出器の検出結果が示す出力電流値、又は、出力電圧検出器の検出結果が示す出力電圧値が実際の値よりも小さい場合、指標値が示す変圧の効率は所定効率未満であると判定され、検出結果が示す変圧回路の出力電流値又は出力電圧値が実際の値よりも低いことが適正に検知される。 When the output current value indicated by the detection result of the output current detector or the output voltage value indicated by the detection result of the output voltage detector is smaller than the actual value, the transformation efficiency indicated by the index value is less than the predetermined efficiency. It is judged and it is appropriately detected that the output current value or output voltage value of the transformer circuit indicated by the detection result is lower than the actual value.
本発明に係る半導体装置は、前記入力電流検出器、入力電圧検出器、出力電流検出器及び出力電圧検出器の検出結果が示す前記入力電流値、入力電圧値、出力電流値及び出力電圧値夫々をIin、Vin、Iout及びVoutとした場合、前記指標値は、(Iout−(Iin×Vin/Vout))/Ioutであることを特徴とする。 The semiconductor device according to the present invention includes the input current value, the input voltage value, the output current value, and the output voltage value indicated by the detection results of the input current detector, the input voltage detector, the output current detector, and the output voltage detector, respectively. Is Iin, Vin, Iout and Vout, the index value is (Iout− (Iin × Vin / Vout)) / Iout.
本発明にあっては、指標値は(Iout−(Iin×Vin/Vout))/Ioutである。展開によって、式は、1−(Iin×Vin)/(Iout×Vout)と表される。変圧の効率は(Iout×Vout)/(Iin×Vin)であり、ゼロ以上1以下である。(Iin×Vin)/(Iout×Vout)は、変圧の効率が高い程小さく、1以上である。従って、指標値は、変圧の効率が高い程大きく、ゼロ以下である。指標値が所定値未満である場合に、変圧回路が行う変圧の効率が所定効率未満である。 In the present invention, the index value is (Iout− (Iin × Vin / Vout)) / Iout. By expansion, the equation is expressed as 1− (Iin × Vin) / (Iout × Vout). The efficiency of the transformation is (Iout × Vout) / (Iin × Vin), which is not less than zero and not more than 1. (Iin × Vin) / (Iout × Vout) is smaller as the transformation efficiency is higher and is 1 or more. Therefore, the index value is larger as the efficiency of transformation is higher, and is less than zero. When the index value is less than the predetermined value, the efficiency of the transformation performed by the transformer circuit is less than the predetermined efficiency.
本発明に係る半導体装置は、前記出力電流検出器の検出結果が示す前記出力電流値が前記電流閾値を超えていると判定した場合に、前記算出部は前記指標値を算出し、前記効率判定部は判定を行うことを特徴とする。 In the semiconductor device according to the present invention, when it is determined that the output current value indicated by the detection result of the output current detector exceeds the current threshold, the calculation unit calculates the index value, and the efficiency determination The section is characterized by making a determination.
本発明にあっては、出力電流検出器の検出結果が示す出力電流値が電流閾値を超えていると判定した場合に、指標値を算出し、算出した指標値が示す効率が所定効率未満であるか否かを判定する。変圧回路において、実際の出力電流値が小さい場合、通常、実際の変圧の効率も低い。このため、入力電流検出器、入力電圧検出器、出力電流検出器及び出力電圧検出器の検出結果が適正であっても、指標値が示す効率が所定効率未満となる虞がある。本発明では、出力電流値が電流閾値を超えている場合に指標値が算出されるので、誤った検知が行われる確率が低い。 In the present invention, when it is determined that the output current value indicated by the detection result of the output current detector exceeds the current threshold, the index value is calculated, and the efficiency indicated by the calculated index value is less than the predetermined efficiency. It is determined whether or not there is. In the transformer circuit, when the actual output current value is small, the efficiency of the actual transformation is usually low. For this reason, even if the detection results of the input current detector, the input voltage detector, the output current detector, and the output voltage detector are appropriate, the efficiency indicated by the index value may be less than the predetermined efficiency. In the present invention, since the index value is calculated when the output current value exceeds the current threshold, the probability of erroneous detection is low.
本発明に係る半導体装置は、前記効率判定部によって前記効率が前記所定効率未満であると判定した場合に前記変圧回路の変圧を停止する停止部を備えることを特徴とする。 The semiconductor device according to the present invention includes a stop unit that stops transformation of the transformer circuit when the efficiency determination unit determines that the efficiency is less than the predetermined efficiency.
本発明にあっては、算出した指標値が示す変圧の効率が所定効率未満であると判定した場合、変圧回路の変圧を停止する。このため、出力電流検出器又は出力電圧検出器の検出結果が示す値と実際の値との間に生じた差異によって、変圧回路から例えば過大な電圧が出力され続けることはない。 In the present invention, when it is determined that the efficiency of the transformation indicated by the calculated index value is less than the predetermined efficiency, the transformation of the transformer circuit is stopped. For this reason, for example, an excessive voltage is not continuously output from the transformer circuit due to the difference between the value indicated by the detection result of the output current detector or the output voltage detector and the actual value.
本発明に係る半導体装置は、前記算出部が、前記指標値を繰り返し算出し、前記効率判定部は、該算出部が前記指標値を算出する都度、前記効率が前記所定効率未満であるか否かを判定し、前記停止部は、前記効率判定部によって前記効率が前記所定効率未満であると複数回連続して判定された場合に前記変圧回路の変圧を停止することを特徴とする。 In the semiconductor device according to the present invention, the calculation unit repeatedly calculates the index value, and the efficiency determination unit determines whether the efficiency is less than the predetermined efficiency each time the calculation unit calculates the index value. The stopping unit stops the transformation of the transformer circuit when the efficiency determining unit continuously determines that the efficiency is less than the predetermined efficiency a plurality of times.
本発明にあっては、指標値を繰り返し算出し、指標値を算出する都度、算出された指標値が示す効率が所定効率未満であるか否かを判定する。算出された指標値が示す効率が所定効率未満であると複数回連続して判定された場合に変圧回路の変圧を停止する。従って、変圧回路の動作の制御に関する異常が発生している確率が高い場合に変圧回路の変圧が停止される。 In the present invention, the index value is repeatedly calculated, and each time the index value is calculated, it is determined whether or not the efficiency indicated by the calculated index value is less than a predetermined efficiency. When it is determined that the efficiency indicated by the calculated index value is less than the predetermined efficiency, the transformation of the transformer circuit is stopped. Therefore, when there is a high probability that an abnormality relating to the control of the operation of the transformer circuit has occurred, the transformation of the transformer circuit is stopped.
本発明に係る変圧装置は、前述した半導体装置と、前記変圧回路、入力電圧検出器、入力電流検出器、出力電圧検出器及び出力電流検出器とを備えることを特徴とする。 A transformer device according to the present invention includes the semiconductor device described above, and the transformer circuit, an input voltage detector, an input current detector, an output voltage detector, and an output current detector.
本発明にあっては、半導体装置が、入力電圧検出器、入力電流検出器、出力電圧検出器及び出力電流検出器の検出結果に基づいて、変圧回路に関する異常を検知する。 In the present invention, the semiconductor device detects an abnormality related to the transformer circuit based on the detection results of the input voltage detector, the input current detector, the output voltage detector, and the output current detector.
本発明に係る電源システムは、前述した変圧装置と、前記変圧回路が出力した電圧が印加される蓄電器とを備えることを特徴とする。 A power supply system according to the present invention includes the above-described transformer device and a capacitor to which a voltage output from the transformer circuit is applied.
本発明にあっては、変圧装置の変圧回路が他端から出力した電圧が蓄電器に印加され、蓄電器が充電される。 In the present invention, the voltage output from the other end of the transformer circuit of the transformer device is applied to the capacitor, and the capacitor is charged.
本発明によれば、検出結果が示す変圧回路の出力電流値又は出力電圧値が実際の値よりも低いことを適正に検出することができる。 According to the present invention, it is possible to appropriately detect that the output current value or output voltage value of the transformer circuit indicated by the detection result is lower than the actual value.
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は本実施の形態における電源システム1の要部構成を示すブロック図である。電源システム1は、車両に好適に搭載され、DCDCコンバータ10、第1蓄電器11、第2蓄電器12、発電機13、負荷14及び報知部15を備える。DCDCコンバータ10は第1端、第2端及び第3端を有する。
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
DCDCコンバータ10に関して、第1端は第2蓄電器12の正極に接続され、第2端は、第1蓄電器11の正極と、発電機13及び負荷14夫々の一端とに接続され、第3端は報知部15に接続されている。第1蓄電器11及び第2蓄電器12夫々の負極と、発電機13及び負荷14夫々の他端とは接地されている。
Regarding the
DCDCコンバータ10には、第2蓄電器12の充電を指示する充電指示と、第2蓄電器12の放電を指示する放電指示と、変圧の停止を指示する停止指示とが入力される。DCDCコンバータ10には、更に、電源システム1が搭載されている車両の図示しないイグニッションスイッチがオンであるか又はオフであるか否かを示すイグニッション信号が入力される。車両の図示しないエンジンが作動している間、イグニッションスイッチはオンであり、エンジンが動作を停止している間、イグニッションスイッチはオフである。
The
DCDCコンバータ10は、充電指示が入力された場合、第1蓄電器11及び発電機13が接続されている第2端に印加されている電圧を変圧し、変圧した電圧を第1端から第2蓄電器12に出力する。
When a charging instruction is input, the
DCDCコンバータ10は、放電指示が入力された場合、第2蓄電器12が接続されている第1端に印加されている電圧を変圧し、変圧した電圧を第2端から第1蓄電器11及び負荷14に出力する。
DCDCコンバータ10は、停止指示が入力された場合、変圧を停止する。これにより、第2蓄電器12の充電又は放電は停止される。
When a discharge instruction is input, the
The
DCDCコンバータ10は、前述した変圧を行う後述の変圧回路20(図2参照)に関する異常を検知する。DCDCコンバータ10がこの異常を検知した場合、変圧回路20は、変圧を停止し、イグニッション信号がイグニッションスイッチのオフを示して再びオンを示すまで変圧を再開することはない。また、DCDCコンバータ10は、変圧回路20に関する異常を検知した場合、この異常が発生したことを示す報知信号を第3端から報知部15に出力する。
報知部15は、報知信号が入力された場合、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、変圧回路20に関する異常が発生したことを報知する。これにより、ユーザに電源システム1の修理を促すことができる。
The
When the notification signal is input, the
第2蓄電器12は例えば電気二重層キャパシタである。DCDCコンバータ10が第1端から出力した電圧は第2蓄電器12の両端間に電圧が印加され、第2蓄電器12は充電される。DCDCコンバータ10の第1端から電圧が出力されていない場合、第2蓄電器12は出力電圧をDCDCコンバータ10の第1端に印加する。DCDCコンバータ10は、放電指示が入力された場合、第2蓄電器12の出力電圧を変圧する。これにより、第2蓄電器12は放電する。
The
第1蓄電器11は例えば鉛蓄電池である。DCDCコンバータ10が第2端から電圧を出力している場合、又は、発電機13が発電している場合、第1蓄電器11の両端間には電圧が印加され、第1蓄電器11は充電される。DCDCコンバータ10が第2端から電圧を出力しておらず、かつ、発電機13が発電していない場合、第1蓄電器11は、出力電圧を、DCDCコンバータ10の第2端と、負荷14の一端とに印加する。
The
発電機13は、例えば、図示しないアクセルペダルが踏み込まれていない状態で図示しないブレーキペダルが踏み込まれており、かつ、車両が減速している場合に車両の運動エネルギーを交流の回生電力に変換する。発電機13は、交流の回生電力を直流の回生電力に整流し、整流した回生電力に係る直流の電圧を、出力電圧として、DCDCコンバータ10の第2端と、第1蓄電器11の正極と、負荷14の一端とに印加する。
The
負荷14は車両に搭載された電気機器である。負荷14の両端間には、DCDCコンバータ10が第2端から出力した電圧、第1蓄電器11の出力電圧、又は、発電機13の出力電圧が印加される。これにより、負荷14は給電される。
The
図2はDCDCコンバータ10の要部構成を示すブロック図である。DCDCコンバータ10は、変圧回路20、マイクロコンピュータ(以下ではマイコンと記載)21、電流検出器22,23及び電圧検出器24,25を有する。
FIG. 2 is a block diagram showing a main configuration of the
変圧回路20は、マイコン21及び電流検出器22,23に各別に接続されている。電流検出器22は、第2蓄電器12の正極、及び、マイコン21に各別に接続されている。電圧検出器24は、第2蓄電器12及び電流検出器22間の接続ノード、及び、マイコン21に各別に接続されている。電圧検出器24は接地されている。電流検出器23は、第1蓄電器11の正極、及び、マイコン21に各別に接続されている。電圧検出器25は、第1蓄電器11及び電流検出器23間の接続ノード、及び、マイコン21に各別に接続されている。電圧検出器25は接地されている。
The
第2蓄電器12が充電される場合、電流は、電流検出器23、変圧回路20及び電流検出器22の順に流れる。第2蓄電器12が放電する場合、電流は、電流検出器22、変圧回路20及び電流検出器23の順に流れる。
When the
変圧回路20は、電流検出器23を介して入力された電圧を変圧し、変圧した電圧を、電流検出器22を介して第2蓄電器12に出力する。これにより、第2蓄電器12の両端間には、変圧回路20がDCDCコンバータ10の第1端から出力した電圧が印加され、第2蓄電器12は充電される。
更に、変圧回路20は、電流検出器22を介して入力された電圧を変圧し、変圧した電圧を、電流検出器23を介して、第1蓄電器11及び負荷14に出力する。これにより、第2蓄電器12は放電する。
The
Further, the
電流検出器22は抵抗R1及び差動増幅器30を有する。抵抗R1の一端は変圧回路20に接続されている。抵抗R1の他端は、DCDCコンバータ10の第1端に対応し、第2蓄電器12の正極と、電圧検出器24とに接続されている。抵抗R1の一端及び他端夫々には、差動増幅器30のプラス端子及びマイナス端子が接続されている。差動増幅器30の出力端子はマイコン21に接続されている。
The
抵抗R1を介して、電流は変圧回路20からDCDCコンバータ10の第1端へ流れる。また、抵抗R1を介して、電流はDCDCコンバータ10の第1端から変圧回路20へ流れる。差動増幅器30は、抵抗R1の両端間の電圧値を増幅し、増幅した電圧値Vi1をマイコン21へ出力する。このように、電流検出器22は電圧値Vi1を検出する。
A current flows from the
抵抗R1の抵抗値は一定値であり、差動増幅器30が出力する電圧値Vi1は、抵抗R1を介して流れる電流値Icに係る値である。電流値Icは、変圧回路20からDCDCコンバータ10の第1端へ電流が流れている場合、正であり、DCDCコンバータ10の第1端から変圧回路20へ電流が流れている場合、負である。電圧値Vi1は、電流値Icが大きい程高い。
The resistance value of the resistor R1 is a constant value, and the voltage value Vi1 output from the
具体的には、電圧値Vi1は、電流値Icがゼロアンペアである場合に所定の電圧値である。電流値Icが正である場合、所定の電圧値を超えており、電流値Icが大きい程、電圧値Vilは高い。電流値Icが負である場合、所定の電圧値未満であり、電流値Icの絶対値が大きい程、電圧値Vilは低い。ここで、所定の電圧値は、ゼロボルトに限定されず、例えば、ゼロボルトを超える値、例えば3ボルトであってもよい。 Specifically, the voltage value Vi1 is a predetermined voltage value when the current value Ic is zero amperes. When the current value Ic is positive, it exceeds a predetermined voltage value, and the voltage value Vil is higher as the current value Ic is larger. When the current value Ic is negative, the voltage value Vil is lower as the absolute value of the current value Ic is smaller than the predetermined voltage value. Here, the predetermined voltage value is not limited to zero volts, and may be a value exceeding zero volts, for example, 3 volts.
電圧検出器24は抵抗R2,R3を有する。抵抗R2の一端は、抵抗R1の他端、即ち、DCDCコンバータ10の第1端に接続されている。抵抗R2の他端は抵抗R3の一端に接続されている。抵抗R3の他端は接地されている。抵抗R2,R3の接続ノードはマイコン21に接続されている。
The
抵抗R2,R3は、DCDCコンバータ10の第1端における電圧を分圧し、分圧した電圧をマイコン21に出力する。電圧検出器24からマイコン21に出力される電圧値V1は、DCDCコンバータ10の第1端における電圧値Vcの第1定数分の1、例えば10分の1である。電圧値V1は電圧値Vcに係る値である。抵抗R2,R3の合成抵抗値は十分に大きいため、DCDCコンバータ10の第1端から抵抗R2,R3に流れる電流は殆どない。
以上のように、電圧検出器24は、電圧値V1を検出する検出器として機能する。
The resistors R2 and R3 divide the voltage at the first end of the
As described above, the
電流検出器23は抵抗R4及び差動増幅器31を有する。抵抗R4の一端は変圧回路20に接続されている。抵抗R4の他端は、DCDCコンバータ10の第2端に対応し、第1蓄電器11の正極と、電圧検出器25とに接続されている。抵抗R4の一端及び他端夫々には、差動増幅器31のプラス端子及びマイナス端子が接続されている。差動増幅器31の出力端子はマイコン21に接続されている。
The
抵抗R4を介して、電流は変圧回路20からDCDCコンバータ10の第2端へ流れる。また、抵抗R4を介して、電流はDCDCコンバータ10の第2端から変圧回路20へ流れる。差動増幅器31は、抵抗R4の両端間の電圧値を増幅し、増幅した電圧値Vi2をマイコン21へ出力する。このように、電流検出器23は電圧値Vi2を検出する。
A current flows from the
抵抗R4の抵抗値は一定値であり、差動増幅器31が出力する電圧値Vi2は、抵抗R4を介して流れる電流値Ibに係る値である。電流値Ibは、変圧回路20からDCDCコンバータ10の第2端へ電流が流れている場合、正であり、DCDCコンバータ10の第2端から変圧回路20へ電流が流れている場合、負である。電圧値Vi2及び電流値Ibの関係は、電圧値Vi1及び電流値Icの関係と同様であり、電圧値Vi2は電流値Ibが大きい程高い。
The resistance value of the resistor R4 is a constant value, and the voltage value Vi2 output from the
電圧検出器25は抵抗R5,R6を有する。抵抗R5の一端は、抵抗R4の他端、即ち、DCDCコンバータ10の第2端に接続されている。抵抗R5の他端は抵抗R6の一端に接続されている。抵抗R6の他端は接地されている。抵抗R5,R6の接続ノードはマイコン21に接続されている。
The
抵抗R5,R6は、DCDCコンバータ10の第2端における電圧を分圧し、分圧した電圧をマイコン21に出力する。電圧検出器25からマイコン21に出力される電圧値V2は、DCDCコンバータ10の第2端における電圧値Vbの第2定数分の1、例えば10分の1である。電圧値V2は電圧値Vbに係る値である。抵抗R5,R6の合成抵抗値は十分に大きいため、DCDCコンバータ10の第2端から抵抗R5,R6に流れる電流は殆どない。
以上のように、電圧検出器25は、電圧値V2を検出する検出器として機能する。
The resistors R5 and R6 divide the voltage at the second end of the
As described above, the
変圧回路20は、図示しない一又は複数のスイッチと、インダクタとを有する。マイコン21は、インダクタに電流が流れるように、変圧回路20が有する一又は複数のスイッチ夫々のオン及びオフを各別に行うことによって、変圧回路20を作動させる。また、マイコン21は、インダクタに電流が流れないように、変圧回路20が有する一又は複数のスイッチ夫々のオン及びオフを各別に行うことによって、変圧回路に動作を停止させる。更に、マイコン21は、変圧回路20が有する一又は複数のスイッチ夫々のオン及びオフを各別に行うことによって、インダクタに流れる電流の方向と、インダクタに流れる電流値とを調整し、変圧回路20から電流検出器22又23を介して出力される電圧値Vc又はVbを制御する。
The
マイコン21には、充電指示、放電指示、停止指示及びイグニッション信号が入力される。マイコン21は、入力された充電指示、放電指示、停止指示及びイグニッション信号と、電流検出器22,23及び電圧検出器24,25から入力された電圧値Vi1,Vi2,V1,V2とに基づいて、変圧回路20の動作を制御する。マイコン21は、変圧回路20に関する異常を検知するように構成されている。マイコン21は、この異常を検知した場合、報知部15に報知信号を出力する。変圧回路20に関して想定される異常は、電流検出器22,23及び電圧検出器24,25が検出した電圧値Vi1,Vi2,V1,V2が示す電流値Ic,Ib及び電圧値Vc,Vbの少なくとも1つが実際の値よりも小さいことである。
マイコン21は、半導体素子を用いて構成され、半導体装置として機能する。DCDCコンバータ10は変圧装置として機能する。
The
The
マイコン21は、駆動部40、入力部41,42,43,44,45、A(Analog)/D(Digital)変換部46,47,48,49、出力部50、記憶部51及び制御部52を有する。駆動部40、入力部45、A/D変換部46,47,48,49、出力部50、記憶部51及び制御部52はバス53に接続されている。駆動部40は、バス53の他に、変圧回路20に接続されている。A/D変換部46,47,48,49夫々は、バス53の他に、入力部41,42,43,44に接続されている。入力部41,42,43,44夫々は、更に、差動増幅器30の出力端子、抵抗R2,R3の接続ノード、差動増幅器31の出力端子、及び、抵抗R5,R6の接続ノードに接続されている。出力部50は、バス53の他に、報知部15に接続されている。
The
駆動部40は、制御部52の指示に従って、変圧回路20が有する一又は複数のスイッチ夫々のオン及びオフを行う。制御部52は、駆動部40に一又は複数のスイッチ夫々のオン及びオフを行わせることにより、変圧回路20の作動及び停止と、変圧回路が出力する電圧値とを前述したように制御する。
The
入力部41,42,43,44夫々には、電流検出器22、電圧検出器24、電流検出器23及び電圧検出器25夫々からアナログの電圧値Vi1,V1,Vi2,V2が入力される。入力部41,42,43,44夫々は、入力されたアナログの電圧値Vi1,V1,Vi2,V2をA/D変換部46,47,48,49に出力する。
Analog voltage values Vi1, V1, Vi2, and V2 are input from the
A/D変換部46は、入力部41から入力されたアナログの電圧値Vi1をデジタルの電圧値Vi1に変換する。A/D変換部47は、入力部42から入力されたアナログの電圧値V1をデジタルの電圧値V1に変換する。A/D変換部48は、入力部43から入力されたアナログの電圧値Vi2をデジタルの電圧値Vi2に変換する。A/D変換部49は、入力部44から入力されたアナログの電圧値V2をデジタルの電圧値V2に変換する。デジタルの電圧値Vi1,V1,Vi2,V2夫々は、A/D変換部46,47,48,49から制御部52によって取得される。
The A /
入力部45には、充電指示、放電指示、停止指示及びイグニッション信号が入力される。入力部45は、充電指示、放電指示又は停止指示が入力された場合、その旨を制御部52に通知する。入力部45は、イグニッション信号が入力された場合、入力されたイグニッション信号が示す内容を制御部52に通知する。
出力部50は、制御部52の指示に従って、報知信号を報知部15に出力する。
The
The
記憶部51は不揮発性のメモリであり、記憶部51には制御プログラムが記憶されている。制御部52は、図示しないCPUを有し、記憶部51に記憶されている制御プログラムを実行することによって、第2蓄電器12を充電する充電処理と、第2蓄電器12に放電させる放電処理とを実行する。更に、制御部52は、制御プログラムを実行することによって、変圧回路20に関する異常を検知する第1検知処理及び第2検知処理を実行する。制御部52は、第1検知処理を充電処理と並行して実行し、第2検知処理を放電処理と並行して実行する。
The
図3は、制御部52が実行する充電処理を説明するためのタイミングチャートである。図3には、電流値Ic及び電圧値Vc夫々の推移が示されている。以下に示す充電処理の説明では、電圧値V1が示す電圧値Vcと、変圧回路20が出力する電圧値Vcとが一致しており、電圧値Vi1が示す電流値Icと、変圧回路20から流れる電流値Icとが一致しているものとする。
FIG. 3 is a timing chart for explaining the charging process executed by the
制御部52は、入力部45に充電指示が入力された場合に充電処理を実行する。充電処理では、制御部52は、駆動部40に指示して変圧回路20を駆動させる。これにより、充電が開始される。変圧回路20は、電流検出器23の抵抗R4を介して入力された電圧を変圧し、変圧した電圧を電流検出器22の抵抗R1を介して第2蓄電器12に出力する。これにより、第2蓄電器12に電圧が印加され、第2蓄電器12が充電される。
The
更に、制御部52は、駆動部40に指示して、変圧回路20がDCDCコンバータ10の第1端から第2蓄電器12に出力する電圧値Vcを上昇させる。具体的には、制御部52は、A/D変換部46から取得した電圧値Vi1が示す電流値Icが上限電流値Icmとなるか、又は、A/D変換部47から取得した電圧値V1が示す電圧値Vcが上限電圧値Vcmとなるまで、変圧回路20が出力する電圧値Vcを上昇させる。
Further, the
第2蓄電器12の充電が開始された場合、電圧値Vi1が示す電流値Icが上限電流値Icmとなるまで、変圧回路20が出力する電圧値Vcが上昇する。その後、変圧回路20が出力する電圧値Vcは、電圧値Vi1が示す電流値Icが上限電流値Icmとなるように維持される。第2蓄電器12の充電が進むにつれて、第2蓄電器12の両端間の電圧値が上昇し、この電圧値の上昇と共に、変圧回路20が出力する電圧値Vcも上昇する。
When charging of the
ここで、DCDCコンバータ10の第1端と第2蓄電器12の正極とを接続する図示しない導線の抵抗値を0.01オームとし、上限電流値Icmを100アンペアとし、上限電圧値Vcmを20ボルトとする。第2蓄電器12の両端間の電圧値が1ボルトである場合、変圧回路20が出力する電圧値Vcは2(=100×0.01+1)ボルトに制御される。これにより、電流値Icは電流値Icm(=100アンペア)となる。第2蓄電器12の充電が進んで、第2蓄電器12の両端間の電圧値が2ボルトとなった場合、変圧回路20が出力する電圧値Vcは3(=100×0.01+2)ボルトに制御される。このように、変圧回路20が出力する電圧値Vcは、電流値Icが上限電流値Icmに維持された状態で、上限電圧値Vcm(=20ボルト)となるまで上昇する。
Here, the resistance value of a conductor (not shown) connecting the first end of the
制御部52は、電圧値V1が示す電圧値Vcが上限電圧値Vcmに到達した後、変圧回路20が出力している電圧値Vcを現状の値に維持する。その後、第2蓄電器12の充電が進むにつれて、抵抗R1を介して流れる電流値Icは徐々に低下する。制御部52は、充電処理において停止指示が入力部45に入力された場合、DCDCコンバータ10の第1端における電圧値Vcが維持されている状態で、駆動部40に指示して変圧回路20の駆動を停止させる。
上限電流値Icm及び上限電圧値Vcm夫々は、一定値であり、記憶部51に予め記憶されている。
After the voltage value Vc indicated by the voltage value V1 reaches the upper limit voltage value Vcm, the
Each of the upper limit current value Icm and the upper limit voltage value Vcm is a constant value and is stored in the
制御部52は、入力部45に放電指示が入力された場合に放電処理を実行する。放電処理でも、制御部52は、駆動部40に指示して変圧回路20を駆動させる。変圧回路20は、第1電流検出部22の抵抗R1を介して入力された電圧を変圧し、変圧した電圧を電流検出器23の抵抗R4を介して第1蓄電器11及び負荷14に出力する。これにより、第1蓄電器11は充電され、負荷14は給電される。
The
更に、制御部52は、駆動部40を通じて、変圧回路20がDCDCコンバータ10の第2端から第1蓄電器11及び負荷14に出力する電圧値Vbを制御する。放電処理では、制御部52は、充電処理における電圧値Vcと同様に電圧値Vbを制御する。
Further, the
即ち、制御部52は、A/D変換部48から取得した電圧値Vi2が示す電流値Ibが上限電流値Ibmとなるか、又は、A/D変換部49から取得した電圧値V2が示す電圧値Vbが上限電圧値Vbmとなるように、変圧回路20が出力する電圧値Vbを制御する。抵抗R4を介して流れる電流値Ib、及び、変圧回路20が出力する電圧値Vb夫々は、充電処理における電流値Ic及び電圧値Vcと同様に推移する(図3参照)。制御部52は、放電処理においても停止指示が入力部45に入力された場合、DCDCコンバータ10の第2端における電圧値Vbが維持されている状態で、駆動部40に指示して変圧回路20の駆動を停止させる。
上限電流値Ibm及び上限電圧値Vbm夫々も、一定値であり、記憶部51に予め記憶されている。
That is, the
The upper limit current value Ibm and the upper limit voltage value Vbm are both constant values and are stored in advance in the
制御部52は、前述したように、充電処理と並行して第1検知処理を実行し、放電処理と並行して第2検知処理を実行する。制御部52は、充電処理が実行されている間、第1検知処理を周期的に実行し、放電処理が実行されている間、第2検知処理を周期的に実行する。以下では、第1検知処理を説明する。
As described above, the
図4及び図5は制御部52が実行する第1検知処理の手順を示すフローチャートである。制御部52は、充電処理と同様に、充電指示が入力された場合に第1検知処理を実行する。記憶部51にはカウンタ値が記憶されており、充電指示が入力部45に入力された時点ではカウンタ値はゼロに設定されている。
4 and 5 are flowcharts showing the procedure of the first detection process executed by the
まず、制御部52は、A/D変換部46から電圧値Vi1を取得し(ステップS1)、取得した電圧値Vi1に基づき、電流値Icを算出する(ステップS2)。次に、制御部52は、ステップS2で算出した電流値Icが電流閾値Icthを超えているか否かを判定する(ステップS3)。電流閾値Icthは、一定値であり、記憶部51に予め記憶されている。電流閾値Icthは、図3に示すように、ゼロアンペアを超えており、上限電流値Icm未満である。
First, the
制御部52は、電流値Icが電流閾値Icthを超えていると判定した場合(S3:YES)、A/D変換部47から電圧値V1を取得し(ステップS4)、取得した電圧値V1に基づき、電圧値Vcを算出する(ステップS5)。
When determining that the current value Ic exceeds the current threshold value Icth (S3: YES), the
次に、制御部52は、ステップS5で算出した電圧値Vcが電圧閾値Vcthを超えているか否かを判定する(ステップS6)。電圧閾値Vcthは、一定値であり、記憶部51に予め記憶されている。電圧閾値Vcthは、図3に示すように、ゼロボルトを超えており、上限電圧値Vcm未満である。
Next, the
制御部52は、電圧値Vcが電圧閾値Vcthを超えていると判定した場合(S6:YES)、A/D変換部48から電圧値Vi2を取得し(ステップS7)、取得した電圧値Vi2に基づき、電流値Ibを算出する(ステップS8)。次に、制御部52は、A/D変換部49から電圧値V2を取得し(ステップS9)、取得した電圧値V2に基づき、電圧値Vbを算出する(ステップS10)。その後、制御部52は、ステップS2、S5、S8及びS10夫々で算出した電流値Ic、電圧値Vc、電流値Ib及び電圧値Vbを用いて、変圧回路20が行う変圧の効率に係る指標値Gを算出する(ステップS11)。
When it is determined that the voltage value Vc exceeds the voltage threshold value Vcth (S6: YES), the
変圧回路20の入力電流値、入力電圧値、出力電流値及び出力電圧値夫々をIin、Vin、Iout及びVoutとした場合、指標値Gは、下記の(1)式によって表される。
G=(Iout−(Iin×Vin/Vout))/Iout・・・(1)
When the input current value, the input voltage value, the output current value, and the output voltage value of the
G = (Iout− (Iin × Vin / Vout)) / Iout (1)
変圧回路20が行う変圧の効率Eは(Iout×Vout)/(Iin×Vin)であり、ゼロ以上1以下の値である。効率Eを用いて指標値Gは以下のように表される。
G=(1−(1/E))
従って、指標値Gは、効率Eが高い程大きく、ゼロ以下である。変圧回路20が変圧を行う場合に生じる損失がゼロワットである場合、変圧回路20に入力される電力は変圧回路20から出力される電力と一致し、効率Eは1である。このとき、指標値Gはゼロである。
The efficiency E of the transformation performed by the
G = (1- (1 / E))
Therefore, the index value G is larger as the efficiency E is higher and is equal to or less than zero. When the loss generated when the
充電処理と並行して実行される第1検知処理では、出力電流値Iout、出力電圧値Vout、入力電流値Iin及び入力電圧値Vin夫々は、ステップS2、S5、S8及びS10で算出される電流値Ic、電圧値Vc、電流値Ib及び電圧値Vbである。
このように、制御部52は、電流検出器22,23及び電圧検出器24,25の検出結果に基づき、指標値Gを算出する。制御部52は算出部として機能する。
In the first detection process executed in parallel with the charging process, the output current value Iout, the output voltage value Vout, the input current value Iin, and the input voltage value Vin are the currents calculated in steps S2, S5, S8, and S10. The value Ic, the voltage value Vc, the current value Ib, and the voltage value Vb.
As described above, the
次に、制御部52は、ステップS11で算出した指標値Gが指標閾値Gth未満であるか否かを判定する(ステップS12)。指標値Gthは、一定値であり、予め記憶部51に記憶されている。指標値Gthはゼロ未満である。制御部52は、ステップS12を実行することにより、ステップS11で算出した指標値Gが示す効率Eが所定の基準効率Er未満であるか否かを判定する。指標値Gが指標閾値Gth以上である場合、効率Eは基準効率Er以上であり、指標値Gが指標閾値Gth未満である場合、効率Eは基準効率Er未満である。基準効率Erは、1/(1−Gth)である。制御部52は効率判定部としても機能する。
Next, the
制御部52は、電流値Icが電流閾値Icth以下であると判定した場合(S3:NO)、電圧値Vcが電圧閾値Vcth以下であると判定した場合(S6:NO)、又は、指標値Gが指標閾値Gth以上であると判定した場合(S12:NO)、カウンタ値をゼロに設定し(ステップS13)、第1検知処理を終了する。制御部52は、充電処理が継続されている場合において、次の周期が到来したとき、第1検知処理を再び実行する。
The
制御部52は、指標値Gが指標閾値Gth未満であると判定した場合(S12:YES)、カウンタ値を1だけインクリメントする(ステップS14)。次に、制御部52は、カウンタ値が基準値以上であるか否かを判定する(ステップS15)。基準値は、2以上の整数であり、予め記憶部51に記憶されている。
カウンタ値は、指標値Gが指標閾値Gth未満であると連続して判定した回数である。ステップS15は、基準値が示す回数分だけ連続して、指標値Gが指標閾値Gth未満であると判定したか否かを判定する処理に相当する。
When it is determined that the index value G is less than the index threshold Gth (S12: YES), the
The counter value is the number of times that the index value G is continuously determined to be less than the index threshold Gth. Step S15 corresponds to a process of determining whether or not it is determined that the index value G is less than the index threshold Gth continuously for the number of times indicated by the reference value.
制御部52は、カウンタ値が基準値以上であると判定した場合(S15:YES)、駆動部40に変圧回路20の駆動を停止させることによって、変圧回路20の変圧を停止する(ステップS16)。このように、制御部52は、ステップS11で算出した指標値Gが指標閾値Gth未満である、即ち、変圧の効率Eが基準効率Er未満であると判定した場合に変圧回路20の変圧を停止する。制御部52は停止部としても機能する。
制御部52は、ステップS16を実行した後、出力部50に指示して報知信号を報知部15に出力させる(ステップS17)。これにより、変圧回路20に関する異常が報知される。
When it is determined that the counter value is equal to or greater than the reference value (S15: YES), the
After executing Step S16, the
その後、制御部52は、充電処理を強制的に終了し(ステップS18)、カウンタ値をゼロに設定する(ステップS19)。その後、制御部52は第1検知処理を終了する。この場合、制御部52は、入力部45に入力されているイグニッション信号がイグニッションスイッチのオフを示すまで、変圧回路20が行っている変圧を停止させ続け、第1検知処理及び第2検知処理のいずれも実行しない。制御部52は、入力部45に入力されているイグニッション信号に基づいて、イグニッションスイッチがオフからオンに切替わったと判定した後で入力部45に充電指示が入力された場合、変圧回路20に変圧を行わせ、第1検知処理を実行する。
Thereafter, the
制御部52は、カウンタ値が基準値未満であると判定した場合(S15:NO)、第1検知処理を終了する。制御部52は、充電処理が継続されている場合において、次の周期が到来したとき、第1検知処理を再び実行する。このとき、カウンタ値はゼロを超えている。
When it is determined that the counter value is less than the reference value (S15: NO), the
第1検知処理では、制御部52は、図3に示すように、電圧値Vi1が示す電流値Icが電流閾値Icthを超えており、かつ、電圧値V1が示す電圧値Vcが電圧閾値Vcthを超えている期間に、指標値Gを算出する。
In the first detection process, as shown in FIG. 3, the
制御部52は、放電処理と同様に、放電指示が入力された場合に第2検知処理を実行する。放電指示が入力部45に入力された時点でカウンタ値はゼロに設定されている。制御部52は第1検知処理と同様に第2検知処理を実行する。
Similar to the discharge process, the
記憶部51には、電流閾値Icth及び電圧閾値Vcth夫々に対応する電流閾値Ibth及び電圧閾値Vbthが記憶されている。電流閾値Ibthは、ゼロアンペアを超えており、かつ、上限電流値Ibm未満である一定値である。電圧閾値Vbthは、ゼロボルトを超えており、かつ、上限電圧値Vbm未満である一定値である。
The
第1検知処理の説明において、充電指示、充電処理、第1検知処理、A/D変換部46,47,48,49、電圧値Vi1,Vi2,V1,V2,Vc,Vb,Vcth及び電流値Ic,Ib,Icth夫々を、放電指示、放電処理、第2検知処理、A/D変換部48,49,46,47,電圧値Vi2,Vi1,V2,V1,Vb,Vc,Vbth及び電流値Ib,Ic,Ibthに置き換える。これにより、第2検知処理を説明することができる。
In the description of the first detection process, the charging instruction, the charging process, the first detection process, the A /
放電処理と並行して実行される第2検知処理においては、出力電流値Iout、出力電圧値Vout、入力電流値Iin及び入力電圧値Vin夫々は、制御部52によって算出される電流値Ib、電圧値Vb、電流値Ic及び電圧値Vcである。
In the second detection process executed in parallel with the discharge process, the output current value Iout, the output voltage value Vout, the input current value Iin, and the input voltage value Vin are the current value Ib, voltage calculated by the
なお、第1検知処理における指標閾値Gthは、第2検知処理における指標閾値Gthと異なっていてもよい。言い換えると、第1検知処理における基準効率Erは、第2検知処理における基準効率Erと異なっていてもよい。同様に、第1検知処理における基準値は、第2検知処理における基準値と異なっていてもよい。 The index threshold Gth in the first detection process may be different from the index threshold Gth in the second detection process. In other words, the reference efficiency Er in the first detection process may be different from the reference efficiency Er in the second detection process. Similarly, the reference value in the first detection process may be different from the reference value in the second detection process.
第1検知処理では、電流値Ib、電圧値Vb、電流値Ic及び電圧値Vc夫々は、変圧回路20の入力電流値、入力電圧値、出力電流値及び出力電圧値に相当する。このため、第1検知処理では、電流検出器23、電圧検出器25、電流検出器22及び電圧検出器24夫々は、入力電流検出器、入力電圧検出器、出力電流検出器及び出力電圧検出器として機能する。
In the first detection process, the current value Ib, the voltage value Vb, the current value Ic, and the voltage value Vc correspond to the input current value, the input voltage value, the output current value, and the output voltage value of the
第2検知処理では、電流値Ic、電圧値Vc、電流値Ib及び電圧値Vb夫々は、変圧回路20の入力電流値、入力電圧値、出力電流値及び出力電圧値に相当する。このため、第2検知処理では、電流検出器22、電圧検出器24、電流検出器23及び電圧検出器25夫々は、入力電流検出器、入力電圧検出器、出力電流検出器及び出力電圧検出器として機能する。
In the second detection process, the current value Ic, the voltage value Vc, the current value Ib, and the voltage value Vb correspond to the input current value, the input voltage value, the output current value, and the output voltage value of the
以上のように構成されたマイコン21において、電流検出器22が検出した電圧値Vi1が示す電流値Ic、又は、電圧検出器24が検出した電圧値V1が示す電圧値Vcが実際の値よりも小さい場合、第1検知処理において、制御部52は、指標値Gが示す変圧の効率Eが基準効率Er未満であると判定する。これにより、制御部52は、電流検出器22又は電圧検出器24の検出結果が示す電流値Ic又は電圧値Vcが実際の値よりも低いことを適正に検知することができる。
In the
また、電流検出器23が検出した電圧値Vi2が示す電流値Ib、又は、電圧検出器25が検出した電圧値V2が示す電圧値Vbが実際の値よりも小さい場合、第2検知処理において、制御部52は、指標値Gが示す変圧の効率Eが基準効率Er未満であると判定する。これにより、制御部52は、電流検出器23又は電圧検出器25の検出結果が示す電流値Ib又は電圧値Vbが実際の値よりも低いことを適正に検知することができる。
更に、駆動部40が変圧回路20を適正に駆動していないために変圧回路20が行う変圧の効率が小さい場合であっても、第1検知処理又は第2検知処理において駆動部40の動作に異常があることが検知される。
Further, when the current value Ib indicated by the voltage value Vi2 detected by the
Further, even when the efficiency of the transformation performed by the
第1検知処理において、電圧値Vi1が示す電流値Ic、及び、電圧値V1が示す電圧値Vcの少なくとも一方が小さい場合、変圧回路20が行う変圧の実際の効率は低い。この場合、電圧値Vi1が示す電流値Ic、電圧値V1が示す電圧値Vc、電圧値Vi2が示す電流値Ib、及び、電圧値V2が示す電圧値Vbが適正であっても、指標値Gが指標閾値Gth未満となる虞がある。第1検知処理では、制御部52は、電圧値Vi1が示す電流値Icが電流閾値Icthを超えており、かつ、電圧値V1が示す電圧値Vcが電圧閾値Vcthを超えている場合に指標値Gを算出し、算出した指標値Gが示す変圧の効率Eが基準効率Er未満であるか否かを判定する。このため、誤った検知が行われる確率が低い。
In the first detection process, when at least one of the current value Ic indicated by the voltage value Vi1 and the voltage value Vc indicated by the voltage value V1 is small, the actual efficiency of the transformation performed by the
同様に、第2検知処理において、電圧値Vi2が示す電流値Ib、及び、電圧値V2が示す電圧値Vbの少なくとも一方が小さい場合、変圧回路20が行う変圧の実際の効率は低い。第2検知処理では、制御部52は、電圧値Vi2が示す電流値Ibが電流閾値Ibthを超えており、かつ、電圧値V2が示す電圧値Vbが電圧閾値Vbthを超えている場合に指標値Gを算出し、算出した指標値Gが示す変圧の効率Eが基準効率Er未満であるか否かを判定する。このため、誤った検知が行われる確率が低い。
Similarly, in the second detection process, when at least one of the current value Ib indicated by the voltage value Vi2 and the voltage value Vb indicated by the voltage value V2 is small, the actual efficiency of the transformation performed by the
また、第1検知処理及び第2検知処理夫々において、制御部52は、算出した指標値Gが示す変圧の効率Eが基準効率Er未満であると判定した場合に変圧回路20の変圧を停止する。このため、第1検知処理では、電圧値Vi1が示す電流値Icと実際の値との間に生じた差異、又は、電圧値V1が示す電圧値Vcと実際の値との間に生じた差異によって、変圧回路20から過大な電圧が第2蓄電器12に出力され続けることはない。第2検知処理では、電圧値Vi2が示す電流値Ibと実際の値との間に生じた差異、又は、電圧値V2が示す電圧値Vbと実際の値との間に生じた差異によって、変圧回路20から過大な電圧が第1蓄電器11及び負荷14に出力され続けることはない。
In each of the first detection process and the second detection process, the
更に、制御部52は、充電処理又は放電処理が実行されている状態でカウンタ値が基準値未満である場合、第1検知処理又は第2検知処理を繰り返し実行する。従って、制御部52は、指標値Gを繰り返し算出し、指標値Gを算出する都度、効率Eが基準効率Er未満であるか否かを判定する。そして、制御部52は、算出した指標値Gが示す変圧の効率Eが基準効率Er未満であると複数回、具体的には、基準値が示す回数分だけ連続して判定した場合、変圧回路20の変圧を停止する。このため、制御部52は、変圧回路20に関する異常が発生している確率が高い場合に変圧回路20の変圧を停止することができる。
Further, the
なお、制御部52は、算出した指標値Gが示す変圧の効率Eが基準効率Er未満であると、基準値が示す回数分だけ連続して判定した場合、変圧を停止しなくてもよい。制御部52は、例えば、算出した指標値Gが示す変圧の効率Eが基準効率Er未満であると1回判定した場合に、変圧を停止してもよい。この場合であっても、制御部52は、電流検出器22,23及び電圧検出器24,25の検出結果が示す電流値Ic,Id及び電圧値Vc,Vdの少なくとも1つが実際の値よりも低いこと適正に検知することができる。
In addition, the
また、指標値Gを算出する式は、(1)式に限定されず、効率Eに応じた値が算出される式であればよい。効率Eが小さい程、指標値Gが大きい場合、制御部52は、指標値Gが指標閾値Gthを超えるときに効率Eは基準効率Er未満であると判定し、指標値Gが指標閾値Gth以下であるときに効率Eは基準効率Er以上であると判定する。
更に、制御部52は、変圧回路20が行う変圧の効率Eを直接に算出し、算出した効率Eが基準効率Er未満であるか否かを判定してもよい。
Further, the formula for calculating the index value G is not limited to the formula (1), and any formula that calculates a value according to the efficiency E may be used. When the index value G is larger as the efficiency E is smaller, the
Further, the
開示された本実施の形態は、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 embodiment should be considered as illustrative in all points 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.
1 電源システム
10 DCDCコンバータ(変圧装置)
12 第2蓄電器
20 変圧回路
21 マイコン(半導体装置)
22,23 電流検出器(入力電流検出器、出力電流検出器)
24,25 電圧検出器(入力電圧検出器、出力電圧検出器)
52 制御部(算出部、効率判定部、停止部)
1
12
22, 23 Current detector (input current detector, output current detector)
24,25 Voltage detector (input voltage detector, output voltage detector)
52 Control unit (calculation unit, efficiency determination unit, stop unit)
Claims (7)
前記変圧回路の入力電流値に係る値を検出する入力電流検出器、該変圧回路の入力電圧値に係る値を検出する入力電圧検出器、該変圧回路の出力電流値に係る値を検出する出力電流検出器、及び、該変圧回路の出力電圧値に係る値を検出する出力電圧検出器の検出結果に基づき、前記変圧回路が行う変圧の効率に係る指標値を算出する算出部と、
該算出部が算出した指標値が示す前記効率が所定効率未満であるか否かを判定する効率判定部と
を備えることを特徴とする半導体装置。 In a semiconductor device that detects an abnormality related to a transformer circuit that transforms an input voltage and outputs the transformed voltage,
An input current detector for detecting a value related to the input current value of the transformer circuit, an input voltage detector for detecting a value related to the input voltage value of the transformer circuit, and an output for detecting a value related to the output current value of the transformer circuit Based on the detection result of the current detector and the output voltage detector that detects the value related to the output voltage value of the transformer circuit, a calculation unit that calculates an index value related to the efficiency of the transformation performed by the transformer circuit;
An efficiency determination unit that determines whether or not the efficiency indicated by the index value calculated by the calculation unit is less than a predetermined efficiency.
を特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 The input current value, the input voltage value, the output current value, and the output voltage value indicated by the detection results of the input current detector, the input voltage detector, the output current detector, and the output voltage detector are represented by Iin, Vin, Iout, and Vout, respectively. 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the index value is (Iout− (Iin × Vin / Vout)) / Iout.
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の半導体装置。 When it is determined that the output current value indicated by the detection result of the output current detector exceeds the current threshold, the calculation unit calculates the index value, and the efficiency determination unit performs determination. The semiconductor device according to claim 1 or 2.
を特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1つに記載の半導体装置。 4. The apparatus according to claim 1, further comprising a stop unit that stops the transformation of the transformer circuit when the efficiency judging unit judges that the efficiency is less than the predetermined efficiency. Semiconductor device.
前記効率判定部は、該算出部が前記指標値を算出する都度、前記効率が前記所定効率未満であるか否かを判定し、
前記停止部は、前記効率判定部によって前記効率が前記所定効率未満であると複数回連続して判定された場合に前記変圧回路の変圧を停止すること
を特徴とする請求項4に記載の半導体装置。 The calculation unit repeatedly calculates the index value,
The efficiency determination unit determines whether the efficiency is less than the predetermined efficiency each time the calculation unit calculates the index value.
The semiconductor device according to claim 4, wherein the stopping unit stops the transformation of the transformer circuit when the efficiency determining unit continuously determines that the efficiency is less than the predetermined efficiency a plurality of times. apparatus.
前記変圧回路、入力電圧検出器、入力電流検出器、出力電圧検出器及び出力電流検出器と
を備えることを特徴とする変圧装置。 A semiconductor device according to any one of claims 1 to 5;
A transformer apparatus comprising: the transformer circuit, an input voltage detector, an input current detector, an output voltage detector, and an output current detector.
前記変圧回路が出力した電圧が印加される蓄電器と
を備えることを特徴とする電源システム。 A transformer device according to claim 6;
And a capacitor to which the voltage output from the transformer circuit is applied.
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