JP2018050403A - 負荷駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1の配線に接続される第1の容量と、第2の配線に接続される第2の容量と、第1の容量を充電する電源に接続され、電源の電圧を昇圧することで第2の配線に印加する電圧を生成する第1の昇圧回路と、第1の配線の電圧が低下した場合に、第2の配線から第1の配線への電流を通過させる接続部と、を有する。
【選択図】図1
Description
通常モード(S901)において、バッテリ8の電圧(BATT)が低下した場合、コンデンサ39(C2)が負荷2及び3を駆動するため、コンデンサ39(C2)の放電によって降圧電源12の入力電圧(VB)が低下する。入力電圧(VB)が閾値1より低下したことをVBモニタ15が検出したら(S902:Yes)、入力回路41がCbis放電モードに設定される(S903)。すなわち、容量接続部13が接続状態となり、補助コンデンサ40(Cbis)に蓄積したエネルギーを用いて負荷2及び3を駆動する。
補助コンデンサ40(Cbis)の電圧(Vbis)が閾値3より低下し、かつ、バッテリ8(BATT)の電圧が閾値2より上昇したことをVbisモニタ18及びBATTモニタ19が検出したら(S904:Yes及びS905:Yes)、入力回路41がCbis充電モードに設定される(S906)。すなわち、容量接続部13が遮断状態となり、バッテリ8の電圧(BATT)が負荷2及び3を駆動しながら、補助コンデンサ40(Cbis)の電圧(Vbis)を昇圧回路14によって昇圧する。すなわち、昇圧回路14によって昇圧された電圧で補助コンデンサ40(Cbis)が充電される。
補助コンデンサ40(Cbis)の電圧(Vbis)が閾値3より高く、かつ、バッテリ8(BATT)の電圧が閾値2より上昇したことをVbisモニタ18とBATTモニタ19が検出した場合(S904:Yes及びS905:No)、入力回路41が通常モードに設定される(S901)。すなわち、容量接続部13が遮断状態となり、バッテリ8(BATT)が負荷2及び3を駆動する。
補助コンデンサ40(Cbis)の電圧(Vbis)が閾値4より上昇したことをVbisモニタ18が検出した場合(S907:Yes)、入力回路41が通常モードに設定される(S901)。すなわち、昇圧回路14が昇圧動作を停止し、バッテリ8が負荷2及び3を駆動する。
通常モード(S1201)において、バッテリ8の電圧(BATT)が閾値5より低下した場合(S1202:Yes)、昇圧モードに入る(S1203)。
昇圧モードでは、コンデンサ39(C2)が負荷2及び3を駆動するため、コンデンサ39(C2)の放電によって降圧電源4の入力電圧(VB)が低下する。VB電圧がVbis電圧より低下したら、コンデンサ51(Cbis1)からダイオード47経由で負荷2及び3を駆動する。それによってコンデンサ51(Cbis1)の電圧(Vbis)が低下すると、昇圧回路50による昇圧が開始される。すなわち、バッテリ8の電圧(BATT)が閾値5より低下し、かつ、電圧(Vbis)が閾値6より低下したことをVbisモニタ52及びBATTモニタ54が検出すると、昇圧制御器53は、昇圧回路50に昇圧動作を開始させるための制御信号(CP1_C)を出力し、それに従って昇圧回路50が昇圧を開始する。一方、バッテリ8の電圧(BATT)が閾値5より低下し、かつ、電圧(Vbis)が閾値7より上昇したことをVbisモニタ52及びBATTモニタ54が検出したら、昇圧回路50が昇圧を停止する。
バッテリ8の電圧(BATT)が閾値5より上昇したことをBATTモニタ54で検出したら(S1204:No)、昇圧回路50が昇圧を停止し、通常モードに入る(S1201)。すなわち、VB電圧がVbis電圧より上昇したら、バッテリ8がダイオード5経由で負荷2及び3を駆動する。
Cbis放電モード(S903)において、補助コンデンサ40(Cbis)の電圧(Vbis)が閾値8より低下したことをVbisモニタ2_59が検出すると(S1601:Yes)、入力回路41が昇圧2モードに設定される(S1602)。すなわち、容量接続部13が接続状態となり、昇圧回路2_55が昇圧する。バッテリ8(BATT)が昇圧回路2_55経由で負荷2及び3を駆動する。
補助コンデンサ40(Cbis)の電圧(Vbis)が閾値3より低下し、かつ、バッテリ8(BATT)の電圧が閾値2より上昇したことをVbisモニタ18及びBATTモニタ19が検出すると(S1603:Yes)、入力回路41がCbis充電モードに設定される(S1604)。すなわち、容量接続部13が遮断状態となり、バッテリ8(BATT)が負荷2及び3を駆動しながら、補助コンデンサ40(Cbis)の電圧(Vbis)を昇圧回路14で昇圧する。その後、補助コンデンサ40(Cbis)の電圧(Vbis)が閾値4より上昇したことをVbisモニタ18が検出した場合(S1605:Yes)、入力回路41が通常モードに設定される(S901)。この処理は、実施例1のS907と同様である。
通常モード(S2001)において、バッテリ8の電圧(BATT)が低下した場合、コンデンサ39(C2)が負荷2及び3を駆動するため、コンデンサ39(C2)の放電によって降圧電源12の入力電圧(VB)が低下する。入力電圧(VB)が閾値1より低下したことをVBモニタ15が検出したら(S2002:Yes)、入力回路69がCbis放電モードに設定される(S2003)。すなわち、MOSトランジスタ70(SW1)及びMOSトランジスタ71(SW2)が同時にオンし、補助コンデンサ40(Cbis)とコンデンサ39(C2)とが並列に接続され、補助コンデンサ40(Cbis)に蓄積したエネルギーを用いて負荷2及び3が駆動される。
補助コンデンサ40(Cbis)の電圧(Vbis)が閾値8より低下したことをVbisモニタ2_59が検出したら(S2004:Yes)、入力回路69が昇圧3モードに設定される(S2005)。すなわち、VB及びVbisが同じ電圧になるように昇圧回路2_55がバッテリ8の電圧(BATT)から昇圧する。バッテリ8の電圧(BATT)が昇圧回路2_55経由で負荷2及び3を駆動する。
補助コンデンサ40(Cbis)の電圧(Vbis)が閾値3より低下し、かつ、バッテリ8(BATT)の電圧が閾値2より上昇したことをVbisモニタ18及びBATTモニタ19が検出したら(S2006:Yes)、入力回路69が昇圧4モードに設定される(S2007)。すなわち、バッテリ8(BATT)が負荷2及び3を駆動しながら、補助コンデンサ40(Cbis)の電圧(Vbis)を昇圧回路2_55が昇圧する。
補助コンデンサ40(Cbis)の電圧(Vbis)が閾値8より低下していない場合(S2004:No)であって、補助コンデンサ40(Cbis)の電圧(Vbis)が閾値3より低下し、かつ、バッテリ8の電圧(BATT)が閾値2より上昇したことをVbisモニタ18及びBATTモニタ19が検出したら(S2009:Yes及びS2010:Yes)、入力回路69が昇圧4モードに設定される。すなわち、バッテリ8(BATT)が負荷2及び3を駆動しながら、補助コンデンサ40(Cbis)の電圧(Vbis)を昇圧回路2_55が昇圧する。
補助コンデンサ40(Cbis)の電圧(Vbis)が閾値8より低下していない場合(S2004:No)であって、補助コンデンサ40(Cbis)の電圧(Vbis)が閾値3より高く、かつ、バッテリ8の電圧(BATT)が閾値2より上昇したことをVbisモニタ18及びBATTモニタ19が検出した場合(S2009:Yes及びS2010:No)、入力回路69が通常モードに設定される(S2001)。すなわち、MOSトランジスタ71(SW2)が常時オフの状態となり、バッテリ8(BATT)が負荷2及び3を駆動する。
昇圧4モード(S2007又はS2011)において、補助コンデンサ40(Cbis)の電圧(Vbis)が閾値4より上昇したことをVbisモニタ18で検出した場合(S2008:Yes又はS2012:Yes)、入力回路69が通常モードに設定される(S2001)。すなわち、昇圧回路2_55の昇圧動作が停止し、MOSトランジスタ70(SW1)がオンし、MOSトランジスタ71(SW2)がオフし、バッテリ8(BATT)が負荷2及び3を駆動する。
2、3 負荷
4、12 降圧電源
5 ダイオードD
6 コンデンサC1
7 41、48、56、69、入力回路
8 バッテリ
9 誘導負荷
13 容量接続部
14、50 昇圧回路
15 VBモニタ
16 容量接続制御器
17、53、72 昇圧制御器
18、52 Vbisモニタ
19、54 BATTモニタ
20、27、30、34、35、43、44 入力端子
21、29、33、38、45 出力端子
22 ヒステリシス制御器
23、24 抵抗R1、R2
25 基準電圧(Vref3)
26、31 コンパレータ
28 基準電圧(Vref1)
32 基準電圧(Vref2)
36、37 否定論理積
39 コンデンサC2
40 コンデンサCbis
42 論理積
46 論理否定
47 ダイオード
51 コンデンサCbis1
55 昇圧回路2
58 昇圧制御器2
59 Vbisモニタ2
60〜62 ダイオード
63〜64 コンデンサ
65 位相反転回路
66 インダクタ
67、70、71 MOSトランジスタ
Claims (14)
- 第1の配線に接続される第1の容量と、第2の配線に接続される第2の容量と、前記第1の容量を充電する電源に接続され、前記電源の電圧を昇圧することで前記第2の配線に印加する電圧を生成する第1の昇圧回路と、前記第1の配線の電圧が低下した場合に、前記第2の配線から前記第1の配線への電流を通過させる接続部と、を有することを特徴とする負荷駆動装置。
- 請求項1に記載の負荷駆動装置であって、
前記接続部は、前記第1の配線と前記第2の配線とに接続され、前記第1の配線の電圧が第1の閾値より低下した場合に、前記第2の配線から前記第1の配線への電流を通過させるトランジスタであることを特徴とする負荷駆動装置。 - 請求項2に記載の負荷駆動装置であって、
前記第1の配線は、逆流防止回路を介して前記電源に接続され、
前記第1の昇圧回路は、前記電源の電圧が第2の閾値より高く、かつ、前記第2の配線の電圧が第3の閾値より低い場合に昇圧動作を開始し、前記第2の配線の電圧が前記第3の閾値より高い第4の閾値に達した場合に昇圧動作を停止することを特徴とする負荷駆動装置。 - 請求項3に記載の負荷駆動装置であって、
前記第1の配線は、前記第1の配線の電圧を所定の値まで低下させて負荷に印加する降圧回路に接続され、
前記第1の閾値は、前記降圧回路が動作する最低電圧以上であり、
前記第2の閾値は、前記第1の昇圧回路が動作する最低電圧以上であり、
前記第3の閾値は、前記電源の電圧より高く、
前記第4の閾値は、前記第3の閾値より高く、かつ、前記第2の容量の電荷が前記第1の容量の電荷より大きくなる前記第2の配線の電圧以上であることを特徴とする負荷駆動装置。 - 請求項1に記載の負荷駆動装置であって、
前記接続部は、前記第1の配線と前記第2の配線とに接続され、前記第1の配線の電圧が第1の閾値より低下した場合に、前記第2の配線の電圧を所定の値まで低下させる降圧機能を有することを特徴とする負荷駆動装置。 - 請求項1に記載の負荷駆動装置であって、
前記接続部は、前記第1の配線と前記第2の配線とに接続され、前記第2の配線から前記第1の配線に向かう方向を順方向とする第1のダイオードであることを特徴とする負荷駆動装置。 - 請求項6に記載の負荷駆動装置であって、
前記第1の配線は、逆流防止回路を介して前記電源に接続され、
前記第1の昇圧回路は、マイナス電圧からプラス電圧を生成する昇圧回路であり、前記電源の電圧が第5の閾値より低下し、かつ、前記第2の配線の電圧が第6の閾値まで低下した場合に昇圧動作を開始し、前記第2の配線の電圧が前記第6の閾値より高い第7の閾値まで上昇した場合に昇圧動作を停止することを特徴とする負荷駆動装置。 - 請求項7に記載の負荷駆動装置であって、
前記第1の配線は、前記第1の配線の電圧を所定の値まで低下させて負荷に印加する降圧回路に接続され、
前記第5の閾値は、前記第1の昇圧回路が動作する最高電圧以下であり、
前記第6の閾値は、前記降圧回路が動作する最低電圧以上であることを特徴とする負荷駆動装置。 - 請求項1に記載の負荷駆動装置であって、
前記接続部は、前記第1の配線と前記第2の配線とに接続され、前記第1の配線の電圧が第1の閾値より低下した場合に、前記第2の配線から前記第1の配線への電流を通過させるトランジスタであり、
前記第1の配線は、第2の昇圧回路を介して前記電源に接続され、
前記第1の昇圧回路は、前記電源の電圧が第2の閾値より高く、かつ、前記第2の配線の電圧が第3の閾値より低い場合に昇圧動作を開始し、前記第2の配線の電圧が前記第3の閾値より高い第4の閾値に達した場合に昇圧動作を停止し、
前記第2の昇圧回路は、前記電源の電圧が第8の閾値より高い場合に前記電源の電圧を出力し、前記電源の電圧が前記第8の閾値より低い場合に昇圧動作を行うことを特徴とする負荷駆動装置。 - 請求項9に記載の負荷駆動装置であって、
前記第1の配線は、前記第1の配線の電圧を所定の値まで低下させて負荷に印加する降圧回路に接続され、
前記第1の閾値及び前記第8の閾値は、前記降圧回路が動作する最低電圧以上であり、
前記第2の閾値は、前記第1の昇圧回路が動作する最低電圧以上であり、
前記第3の閾値は、前記電源の電圧より高く、
前記第4の閾値は、前記第3の閾値より高く、かつ、前記第2の容量の電荷が前記第1の容量の電荷より大きくなる前記第2の配線の電圧以上であり、
前記第2の昇圧回路によって昇圧された電圧は、前記降圧回路が動作する最低電圧以上であり、かつ、前記第2の配線の電圧より低いことを特徴とする負荷駆動装置。 - 請求項10に記載の負荷駆動装置であって、
前記第2の昇圧回路が電流を供給する能力は、前記第1の昇圧回路が電流を供給する能力より高いことを特徴とする負荷駆動装置。 - 請求項1に記載の負荷駆動装置であって、
前記第1の配線は、前記第1の昇圧回路を介して前記電源に接続され、
前記接続部は、前記第1の昇圧回路と前記第1の配線との接続及び遮断を切り替える第1のスイッチ素子と、前記第1の昇圧回路と前記第2の配線との接続及び遮断を切り替える第2のスイッチ素子と、を含み、
前記第1の昇圧回路は、コイル、第2のダイオード及び第3のスイッチ素子を有し、
前記コイルの一方の端が前記電源に、他方の端が前記第2のダイオードのアノード及び前記第3のスイッチ素子に接続され、前記第2のダイオードのカソードは前記第1のスイッチ素子及び前記第2のスイッチ素子に接続され、前記第3のスイッチ素子の一方の端が前記第2のダイオードのアノードに、他方の端がグラウンドに接続され、
前記第1の配線の電圧が第1の閾値より高い場合、前記第1のスイッチ素子がオン状態、前記第2のスイッチ素子及び前記第3のスイッチ素子がオフ状態に設定され、
前記第1の配線の電圧が前記第1の閾値まで低下した場合、前記第2のスイッチ素子がオン状態に変更され、
前記第2の配線の電圧が第8の閾値まで低下した場合、前記第1の配線の電圧及び前記第2の配線の電圧を同じ値に昇圧するように、前記第1のスイッチ素子、前記第2のスイッチ素子及び前記第3のスイッチ素子がスイッチング動作を行い、
前記電源の電圧が第2の閾値まで上昇し、かつ、前記第2の配線の電圧が第3の閾値より低い場合、前記第2の配線の電圧を前記第1の配線の電圧より高い値に昇圧するように、前記第1のスイッチ素子、前記第2のスイッチ素子及び前記第3のスイッチ素子がスイッチング動作を行い、
前記第2の配線の電圧が前記第3の閾値より高い閾値4まで上昇した場合、前記第1のスイッチ素子がオン状態、前記第2のスイッチ素子及び前記第3のスイッチ素子がオフ状態に設定されることを特徴とする負荷駆動装置。 - 請求項12に記載の負荷駆動装置であって、
前記第1の配線は、前記第1の配線の電圧を所定の値まで低下させて負荷に印加する降圧回路に接続され、
前記第1の閾値及び前記第8の閾値は、前記降圧回路が動作する最低電圧以上であり、
前記第2の閾値は、前記第1の昇圧回路が動作する最低電圧以上であり、
前記第3の閾値は、前記電源の電圧より高く、
前記第3のスイッチ素子が所定の間隔でオン状態及びオフ状態を繰り返し、前記第3のスイッチ素子がオン状態のときに前記第1のスイッチ素子及び前記第2のスイッチ素子をオフ状態に設定し、前記第3のスイッチ素子がオフ状態のときに前記第1のスイッチ素子及び前記第2のスイッチ素子をオン状態に設定することによって、前記第1の配線の電圧及び前記第2の配線の電圧を同じ値に昇圧し、
前記第3のスイッチ素子が所定の間隔でオン状態及びオフ状態を繰り返し、前記第3のスイッチ素子がオン状態のときに前記第1のスイッチ素子及び前記第2のスイッチ素子をオフ状態に設定し、前記第3のスイッチ素子がオフ状態のときに、前記第1のスイッチ素子及び前記第2のスイッチ素子を交互にオン状態に設定することによって、前記第2の配線の電圧を前記第1の配線の電圧より高い値に昇圧することを特徴とする負荷駆動装置。 - 請求項1に記載の負荷駆動装置であって、
前記第1の容量、前記第2の容量、前記第1の昇圧回路及び前記接続部が一体に樹脂封止されることを特徴とする負荷駆動装置。
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