JP2019004622A - Electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
この明細書の開示は、コンデンサを有する昇圧回路を備えた電子装置に関する。 The disclosure of this specification relates to an electronic device including a booster circuit having a capacitor.
負荷に対して電源電圧以上の電圧を印加するために、昇圧回路を備えた電子装置がある。例えば、特許文献1には、インダクタとコンデンサとで入力電圧の昇圧を実現する昇圧回路が開示されている。 In order to apply a voltage higher than a power supply voltage to a load, there is an electronic device including a booster circuit. For example, Patent Document 1 discloses a booster circuit that realizes boosting of an input voltage with an inductor and a capacitor.
このような昇圧回路を備えた電子装置にあっては、昇圧回路を構成する昇圧コンデンサとデカップリングコンデンサ(フィルタコンデンサ)が、電源ライン−グランド間に並列に接続される場合がある。フィルタコンデンサは、直流電源の電圧変動を抑制するほか、ノイズの低減などの目的で、電源ラインとグランドレベルとの間に挿入される。 In an electronic device including such a booster circuit, a booster capacitor and a decoupling capacitor (filter capacitor) constituting the booster circuit may be connected in parallel between the power supply line and the ground. The filter capacitor is inserted between the power supply line and the ground level in order to suppress voltage fluctuation of the DC power supply and reduce noise.
例えば車両において、昇圧コンデンサを含む昇圧回路を備えた電子装置が採用されるとき、昇圧回路への電圧の入力を制御するメインリレーがオンされ、電力の供給が開始された直後に、フィルタコンデンサおよび昇圧コンデンサに突入電流が流れることがある。フィルタコンデンサおよび昇圧コンデンサの静電容量によっては、この突入電流がメインリレーの定格を超えてしまう虞がある。 For example, when an electronic device including a booster circuit including a booster capacitor is adopted in a vehicle, a main capacitor that controls input of a voltage to the booster circuit is turned on, and immediately after power supply is started, a filter capacitor and Inrush current may flow through the boost capacitor. Depending on the capacitances of the filter capacitor and the boost capacitor, this inrush current may exceed the rating of the main relay.
そこで、この明細書の開示は上記問題点に鑑み、突入電流を抑制することのできる電子装置を提供することを目的とする。 Accordingly, in view of the above problems, an object of the present disclosure is to provide an electronic device that can suppress inrush current.
ここに開示される発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。 The invention disclosed herein employs the following technical means to achieve the above object. Note that the reference numerals in parentheses described in the claims and in this section indicate a corresponding relationship with specific means described in the embodiments described later as one aspect, and limit the technical scope of the invention. Not what you want.
上記目的を達成するために、この明細書に開示される電子装置は、出力端子(P)と基準電位との間に昇圧コンデンサ(11)が挿入された昇圧回路(10)と、昇圧回路の入力端子(Q)への電源の供給を制御するメインリレースイッチ(20)と、昇圧回路の入力端子とメインリレースイッチとの中間点と基準電位との間に挿入されたフィルタコンデンサ(30)と、を備える電子装置であって、フィルタコンデンサが接続された中間点と昇圧回路の入力端子との間に、フィルタコンデンサと昇圧回路との電気的な接続を分離する分離スイッチ(40)を備える。 In order to achieve the above object, an electronic device disclosed in this specification includes a booster circuit (10) in which a booster capacitor (11) is inserted between an output terminal (P) and a reference potential, A main relay switch (20) for controlling the supply of power to the input terminal (Q), and a filter capacitor (30) inserted between an intermediate point between the input terminal of the booster circuit and the main relay switch and a reference potential; Is provided with a separation switch (40) for separating the electrical connection between the filter capacitor and the booster circuit between the intermediate point to which the filter capacitor is connected and the input terminal of the booster circuit.
これによれば、フィルタコンデンサと昇圧回路を電気的に分離することができるので、例えばメインリレースイッチをオンするときに分離スイッチによってフィルタコンデンサと昇圧コンデンサとを電気的に切断しておくことで、昇圧コンデンサへの突入電流に流入を抑制可能な構成を実現することができる。 According to this, since the filter capacitor and the boost circuit can be electrically separated, for example, when the main relay switch is turned on, the filter capacitor and the boost capacitor are electrically disconnected by the separation switch, It is possible to realize a configuration that can suppress the inflow of the inrush current to the boost capacitor.
以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても形態同士を部分的に組み合せることも可能である。 Hereinafter, a plurality of modes for carrying out the present disclosure will be described with reference to the drawings. In each embodiment, parts corresponding to the matters described in the preceding embodiment may be denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted. When only a part of the configuration is described in each mode, the other modes described above can be applied to the other parts of the configuration. Not only combinations of parts that clearly indicate that combinations are possible in each form, but also forms may be partially combined even if they are not clearly specified, as long as there is no problem with the combination. Is possible.
(第1実施形態)
最初に、図1を参照して、本実施形態に係る電子装置の概略構成について説明する。以下の説明において、スイッチがオンするとはその両端を通電させることを意味し、スイッチがオフとするとはその両端が電気的に切断されることを意味する。
(First embodiment)
Initially, with reference to FIG. 1, schematic structure of the electronic device which concerns on this embodiment is demonstrated. In the following description, when the switch is turned on, it means that both ends are energized, and when the switch is turned off, both ends are electrically disconnected.
本実施形態における電子装置は、例えば車両に搭載され、インジェクタの制御に係る電圧を発生させるための電源回路の一部を構成する。 The electronic device in the present embodiment is mounted on a vehicle, for example, and constitutes a part of a power supply circuit for generating a voltage related to the control of the injector.
図1に示すように、電子装置100は、イグニッションスイッチ200のオンにより入力されるバッテリ電圧VBが入力され、昇圧されて出力電圧Voutを出力する装置である。なお、図1では、バッテリ電圧VBと電子装置100とがイグニッションスイッチ200を介して直接的に接続されるように図示しているが、イグニッションスイッチ200のオンに基づいて電子装置100に入力電圧としてのバッテリ電圧VBが供給されるようになっていれば足りる。
As shown in FIG. 1, the
電子装置100は、昇圧回路10と、メインリレースイッチ20と、フィルタコンデンサ30と、分離スイッチ40と、制御部50と、を備えている。
The
昇圧回路10は、昇圧コンデンサ11と、インダクタ12と、昇圧スイッチング素子13と、ダイオード14とを有するとともに、後述の分離スイッチ40の設置にともなってダイオード15を備えている。
The step-
昇圧コンデンサ11は、例えば負極側が基準電位であるGNDに接続され、正極側が出力端子Pと同電位にされている。インダクタ12は、ダイオード14を介して昇圧コンデンサ11の正極側端子に接続されている。ダイオード14は、インダクタ12から昇圧コンデンサ11に向かって順方向である。すなわち、インダクタ12、ダイオード14、昇圧コンデンサ11は、この順で昇圧回路10の入力端子Qと基準電位であるGNDとの間で直列に接続されているのであり、ダイオード14と昇圧コンデンサ11との間の中間点が昇圧回路10の出力端子Pとなっている。
For example, the
昇圧スイッチング素子13は例えばMOSトランジスタである。昇圧スイッチング素子13はインダクタ12とダイオード14との中間点とGNDとの間に接続されている。
The step-
以上説明した、昇圧コンデンサ11、インダクタ12、昇圧スイッチング素子13およびダイオード14により構成される回路は一般的に知られた昇圧回路である。昇圧回路10は、入力端子Qに入力される電圧に対して、昇圧スイッチング素子13をオンにすることによるインダクタ12へのエネルギの蓄積と、昇圧スイッチング素子13をオフにすることによるインダクタ12のエネルギの解放に伴う昇圧コンデンサ11への電荷の蓄積により、出力端子Pでの昇圧を実現する。
The circuit constituted by the
なお、ダイオード15は、後述の分離スイッチ40をオフにした際のインダクタに蓄えられたエネルギによって発生する還流電流を流すために、昇圧回路10の入力端子Qと基準電位であるGNDとの間に接続されている。ダイオード15は昇圧回路10に含まれている必要はなく、昇圧回路10の外部において別途設けられる態様とされても良い。
The diode 15 flows between the input terminal Q of the
メインリレースイッチ20は、2つのスイッチング素子21,22により構成されている。本実施形態におけるスイッチング素子11およびスイッチング素子12は、いずれもMOSトランジスタである。メインリレースイッチ20は、イグニッションスイッチ200と昇圧回路10の間に挿入されており、イグニッションスイッチ200がオンの状態で、2つのスイッチング素子21,22が同時にオンされることによってバッテリから電流が供給されるようになっている。なお、MOSトランジスタではドレイン−ソース間に寄生ダイオードが形成される。本実施形態における2つのスイッチング素子21,22は、ともにNチャネルMOSトランジスタであり、ドレイン端子が互いに接続されることによって、寄生ダイオードの順方向が互いに対向するように設置されている。これにより、意図しないバッテリの逆接続に対して意図しない大電流が流れないようになっている。メインリレースイッチ20よりもイグニッションスイッチ200側に接続されたツェナーダイオード23も同様の目的で設置されている。
The
フィルタコンデンサ30は、いわゆるデカップリングコンデンサであり、昇圧回路10の入力端子Qとメインリレースイッチ20との中間点と、基準電位GNDとの間に挿入されている。すなわち、フィルタコンデンサ30は、昇圧回路10にバッテリ電圧VBを印加するための電源ラインと基準電位間に接続されている。フィルタコンデンサ30は、電源ラインの電位に基づいた電荷が蓄積可能な状態になっており、バッテリ電圧VB(直流電源)の電圧変動などが生じた場合でも、昇圧回路10の入力端子Qにおける電圧変動を抑制する効果を奏し、また、ノイズの低減に対しても有効である。なお、フィルタコンデンサ30の静電容量は、昇圧コンデンサ11の静電容量よりも小さくされている。
The
分離スイッチ40は、MOSトランジスタであり、昇圧回路10とメインリレースイッチ20との間に介在している。フィルタコンデンサ30は、メインリレースイッチ20と分離スイッチ40の中間点とGNDとの間に挿入されている。分離スイッチ40は、これがオフされることによってメインリレースイッチ20と昇圧回路10とを電気的に分離することが可能になっている。
The
制御部50は、各スイッチング素子の駆動を制御する部分である。具体的には、制御部50は、メインリレースイッチ20を構成するスイッチング素子11,12のゲート端子、昇圧スイッチング素子13のゲート端子、分離スイッチ40のゲート端子に各スイッチのオンオフを制御するためのゲート電圧を印加可能に接続されている。また、制御部50は、昇圧コンデンサ11の正極側の電圧Vaと、フィルタコンデンサ30の正極側の電圧Vbが入力されている。本実施形態では、電圧Vaは出力電圧Voutに等しく、電圧Vbはメインリレースイッチ20と分離スイッチ40の中間点の電圧である。
The
制御部50は、電圧Vaおよび電圧Vbの値に基づいて各スイッチ13,21,22,40のオンオフを制御する。
The
次に、図2および図3を参照して、本実施形態に係る電子装置100の動作について説明する。とくに、制御部50の制御について説明する。
Next, the operation of the
図2に示すように、先ず、ステップS101が実行される。ステップS101は、制御部50が、イグニッションスイッチ200がオンされているか否かを判定するステップである。イグニッションスイッチ200がオンされていればステップS102に進む。なお、イグニッションスイッチ200がオフ状態の場合には、ステップS102以降に進まない。
As shown in FIG. 2, step S101 is first executed. Step S101 is a step in which the
ステップS102は、制御部50が、昇圧回路10の出力電圧Vout、すなわち、昇圧コンデンサ11の正極側の電圧Vaが第1閾値Vth1以下であるか否かを判定するステップである。Va≦Vth1の条件を満たすときにはステップS102がYES判定となり、ステップS103に進む。Va>Vth1のときにはステップS109に進んで通常通りの昇圧動作に移行するが、詳細は追って説明する。
Step S102 is a step in which the
ステップS103は、制御部50が分離スイッチ40をオフするステップである。ステップS103の実行タイミングは、図3に示す時刻t1に相当する。
Step S <b> 103 is a step in which the
次いで、ステップS104が実行される。ステップS104は、制御部50がメインリレースイッチ20をオンするステップである。ステップS104は、ステップS103の実行タイミングの直後に、若干の時間差をもって実行されるが、便宜上、図3においては時刻t1に実行されるように記載している。
Next, step S104 is executed. Step S104 is a step in which the
分離スイッチ40がオフされた状態でメインリレースイッチ20がオンされると、バッテリ電圧VBは昇圧回路10の入力端子Qに印加されず、フィルタコンデンサ30にのみ電荷の蓄積が行われる。バッテリからフィルタコンデンサ30への電流の供給により、メインリレースイッチ20に流れる電流が増加するとともに、フィルタコンデンサ30の正極の電圧Vaが増加していく。
When the
次いで、ステップS105が実行される。ステップS105は、制御部50が、フィルタコンデンサ30の正極側の電圧Vbが第2閾値Vth2以上であるか否かを判定するステップである。Vb≧Vth2を満たすときYES判定となる。本実施形態における第2閾値Vth2はバッテリ電圧VBと同一に設定されている。つまり、フィルタコンデンサ30がフル充電されるとステップS105がYES判定になる。一方、NO判定の場合には先のステップに進まず、ステップS105を繰り返す。すなわち、現状を維持する。
Next, step S105 is executed. Step S105 is a step in which the
フィルタコンデンサ30の正極側の電圧Vbが第2閾値Vth2以上になると、ステップS106が実行される。図3においてVb≧Vth2を満たすのは時刻t2の時点であり、ステップS106の実行によりメインリレースイッチ20がオフされる。
When the voltage Vb on the positive electrode side of the
次いで、ステップS107が実行される。ステップS107は、制御部50が分離スイッチ40をオンしてフィルタコンデンサ30と昇圧回路10とを電気的に接続するステップである。ステップS107は、ステップS106の実行後、所定のフィルタ時間後に実行されるのであり、その実行タイミングは、図3における時刻t3に相当する時刻である。
Next, step S107 is executed. In step S107, the
メインリレースイッチ20がオフされた状態、かつ、フィルタコンデンサ30に電荷が蓄積された状態で分離スイッチ40がオンされると、フィルタコンデンサ30から昇圧コンデンサ11に電荷が移動する。このため、分離スイッチ40には電流が流れ、フィルタコンデンサの蓄積電荷量は減少する。すなわち、電圧Vbは減少する。一方、昇圧コンデンサ11の正極側の電圧Va(=Vout)は上昇する。
When the
次いで、ステップS108が実行される。ステップS108は、制御部50が、フィルタコンデンサ30の正極側の電圧Vbが第3閾値Vth3を下回ったか否かを判定するステップである。Vb<Vth3を満たすときYES判定となる。フィルタコンデンサ30から昇圧コンデンサ11に電荷が移動することによりVbが減少するが、所定値(第3閾値)より小さな値まで減少した時点でステップS102に戻る。Vb≧Vth3の条件では現状を維持してステップS108を繰り返す。
Next, step S108 is executed. Step S108 is a step in which the
図3に示す時刻t4のように、Vb<Vth3を満たすとき、ステップS108はYES判定となり、制御部50は、昇圧回路10の出力電圧であるVout(=Va)が所定の第4閾値以上の電圧に昇圧されているか否かを確認するステップを実行する。本実施形態では第4閾値Vth4を第1閾値Vth1と同一に設定していることを想定し、当該ステップはステップS102と同一である。すなわち、制御フローはステップS102に戻る。ここで、突入電流が許容される電流値に収まる程度に、出力端子Pの電位が高くなっていれば、すなわち、Va>Vth4(=Vth1)を満たせば、ステップS109に進んで通常の昇圧動作に移行する。
When Vb <Vth3 is satisfied as at time t4 shown in FIG. 3, step S108 is YES, and the
一方、例えば図3に示す例にあっては、時刻t4においてVb<Vth3を満たし、制御フローはステップS102に戻るが、時刻t4においてはVa>Vth1を満たさないから、ステップS102はYES判定となり、制御部50は、ステップS103〜ステップS107を再び実行する。
On the other hand, in the example shown in FIG. 3, for example, Vb <Vth3 is satisfied at time t4 and the control flow returns to step S102, but Va> Vth1 is not satisfied at time t4, so step S102 is YES, The
2回目のステップS108においてYES判定となるのは時刻t7の時点である。制御フローはステップS102に戻るが、時刻t7においてもVa>Vth1を満たさないから、3回目のステップS103〜ステップS107が実行される。時刻t7において分離スイッチ40のオフ操作とメインリレースイッチ20のオン操作が行われ、フィルタコンデンサ30の充電がなされる。そして、フィルタコンデンサ30の正極側の電圧Vbが第2閾値Vth2に達した時刻t8においてメインリレースイッチ20がオフされ、フィルタ時間後の時刻t9において分離スイッチ40がオンされる。この結果、時刻t10において、昇圧コンデンサ11の正極側の電圧Vaが第1閾値Vth1を超える。
The second determination in step S108 is YES at time t7. The control flow returns to step S102, but Va> Vth1 is not satisfied even at time t7, so the third step S103 to step S107 are executed. At time t7, the
その後、ステップS108が実行され、時刻t11においてVb<Vth3を満たすから、ステップS102に戻るが、時刻t10以降はVout(=Va)>Vth1であり、ステップS102はNO判定となる。つまり、制御フローはステップS109に進む。 Thereafter, step S108 is executed, and Vb <Vth3 is satisfied at time t11, and the process returns to step S102. However, after time t10, Vout (= Va)> Vth1, and step S102 is NO. That is, the control flow proceeds to step S109.
ステップS109は、制御部50がメインリレースイッチ20をオンにするステップである。さらにステップS110が実行される。ステップS110は、制御部50が分離スイッチ40をオンにするステップである。ステップS109およぶステップS110を経ることにより、バッテリ電圧Vbが直接的に昇圧回路10の入力端子Qに入力されるようになる。続いて、制御部50はステップS111を実行する。ステップS111は、制御部50が昇圧スイッチング素子13のオンオフを制御して昇圧動作を行うステップである。ステップS111を経ることにより、電子装置100は、所望の電圧値を出力することができる。例えば図3に示す例では、時刻t12において昇圧スイッチング素子13の周期的なオンオフ動作が開始して昇圧が行われる。
Step S109 is a step in which the
次に、本実施形態に係る電子装置100が採用されることによる作用効果について説明する。
Next, the operation effect by adopting the
電子装置100は、昇圧回路10とメインリレースイッチ20との間に分離スイッチ40を備えているので、昇圧回路10とメインリレースイッチ20とを電気的に分離することができる。この電気的な分離により、メインリレースイッチ20がオンされた場合でも、昇圧コンデンサ11への突入電流の流入を防止することができる。
Since the
分離スイッチ40をオフして昇圧回路10を分離した状態でメインリレースイッチ20をオンするとバッテリ電圧VBに起因する電流はフィルタコンデンサ30を流れ、昇圧コンデンサ11への突入電流を抑制できる。とくに、昇圧コンデンサ11はフィルタコンデンサ30よりも静電容量が大きく設定されることが多く、この場合は昇圧コンデンサ11への突入電流が大きくなるため、本実施形態のように昇圧回路10を分離した状態でメインリレースイッチ20をオンすることは、昇圧回路10の突入電流の耐性を向上する点で有効である。
When the
そして、フィルタコンデンサ30が所定の充電量に達したときにメインリレースイッチ20をオフしたうえで分離スイッチ40をオンするので、バッテリ電圧VBを直接的に昇圧コンデンサ11に接続することなく、フィルタコンデンサ30の電荷を昇圧コンデンサ11に転送することができる。すなわち、フィルタコンデンサ30は昇圧コンデンサ11に対する緩衝となる。
Since the
このように、分離スイッチ40による分離と接続を繰り返すことによって、昇圧コンデンサ11へのバッテリからの直接的な電流の流入を防止しつつ、段階的に昇圧コンデンサ11に充電することができる。つまり、昇圧コンデンサ11への突入電流を抑制することができ、昇圧回路10の電気的な信頼性を向上することができる。
In this manner, by repeating the separation and connection by the
なお、電子装置100が昇圧動作を開始した後は、イグニッションスイッチ200がオフされるまでは、昇圧回路10の出力電圧Vout(=Va)が第1閾値Vth1を下回った場合であっても、分離スイッチ40がオンされた状態を維持することが好ましい。例えばバッテリの瞬断やノイズによってVoutがVth1を下回ったとき、バッテリと昇圧回路10とが意図せず切断されてしまうと、昇圧動作が維持されずにVoutが維持できない虞があるためである。
In addition, after the
(第2実施形態)
上記した実施形態では、分離スイッチ40とメインリレースイッチ20のオンオフのトリガが、フィルタコンデンサ30の正極側の電圧Vbに依存する例について説明した。つまり、電圧Vbと閾値電圧Vth2およびVth3との関係に基づいて分離スイッチ40とメインリレースイッチ20のオンオフが制御される例について説明した。
(Second Embodiment)
In the above-described embodiment, the example in which the on / off trigger of the
一方、本実施形態における制御部50は、タイマを有し、時間に基づいて分離スイッチ40とメインリレースイッチ20のオンオフを制御する。図4および図5を参照して、本実施形態における電子装置100の動作について説明する。以下、主に第1実施形態との相違点について説明していく。
On the other hand, the
図4に示すように、制御部50は、ステップS201を実行してイグニッションスイッチ200のオンオフの状態を判定する。このステップは第1実施形態におけるステップS101と同様である。
As shown in FIG. 4, the
次いで、制御部50は、ステップS202を実行して昇圧コンデンサ11の正極側の電圧、すなわち、昇圧回路10の出力電圧Voutが第1閾値Vth1以下であるか否かを判定する。このステップは第1実施形態におけるステップS102と同様である。ここで、Voutの電圧がVth1を超えていれば過剰な突入電流は流れないため、ステップS209に進む。ステップS209〜ステップS211は第1実施形態におけるステップS109〜ステップS111に相当する昇圧動作である。一方、ステップS202においてVout≦Vth1を満たせばYES判定となり、ステップS203に進む。
Next, the
ステップS203およびステップS204は、それぞれステップS103およびステップS104と同様であり、分離スイッチ40がオフ状態にされ、メインリレースイッチ20がオンにされる。ステップS203およびステップS204の実行タイミングは、図5に示す時刻t1に相当する。時刻t1にメインリレースイッチ20がオンされると、フィルタコンデンサ30への電荷の蓄積が開始され、電圧Vbが上昇する。
Step S203 and step S204 are the same as step S103 and step S104, respectively, the
ステップS204の後、制御部50は、ステップS205を実行する。ステップS205は、制御部50が、ステップS204が実行されてから所定の時間T1が経過したか否かを判定するステップである。所定時間T1は、分離スイッチ40がオフの状態でフィルタコンデンサ30がフル充電、あるいはフル充電相当に蓄電される時間に基づいて決定されるのであり、例えばフィルタコンデンサ30特有の時定数に基づく。所定時間T1は特許請求の範囲に記載の第1期間に相当する。
After step S204, the
時刻t1から所定時間T1が経過した時刻t2において、ステップS206が実行され、続いてステップS207が実行される。 At time t2 when the predetermined time T1 has elapsed from time t1, step S206 is executed, and then step S207 is executed.
ステップS206およびステップS207は、それぞれステップS106およびステップS107と同様であり、メインリレースイッチ20がオフ状態にされ、分離スイッチ40がオンにされる。ステップS203の実行タイミングは、図5に示す時刻t2に相当し、ステップS204の実行タイミングは、図5に示す時刻t3に相当する。時刻t3に分離スイッチ40がオンされると、フィルタコンデンサ30の電荷が昇圧コンデンサ11に転送され、電圧Va(=Vout)が上昇する。
Step S206 and step S207 are the same as step S106 and step S107, respectively, the
次いで、制御部50は、ステップS208を実行する。ステップS208は、制御部50が、ステップS207が実行されてから所定の時間T2が経過したか否かを判定するステップである。所定時間T2は、メインリレースイッチ20がオフの状態でフィルタコンデンサ30から昇圧コンデンサ11へ電荷が転送される時間に基づいて決定されるのであり、例えばフィルタコンデンサ30特有の時定数および昇圧コンデンサ11特有の時定数に基づく。所定時間T2は特許請求の範囲に記載の第2期間に相当する。
Next, the
ステップS203からステップS208の各ステップは、ステップS202がNO判定になるまで繰り返される。すなわち、昇圧回路10の出力電圧Voutが所定の第4閾値(本実施形態では第1閾値と同値)を超えるまで、フィルタコンデンサ30への蓄電と昇圧コンデンサ11への転送の動作が繰り返される。図5に示す例では、時刻t4から時刻t5までの間の時間はT1であり、時刻t6から時刻t7までの間の時間はT2である。また、時刻t7から時刻t8までの間の時間はT1であり、時刻t9から時刻t11までの間の時間はT2である。
Each step from step S203 to step S208 is repeated until step S202 is NO. That is, until the output voltage Vout of the
この例では、時刻t10において、Vout>Vth1となるので、時刻t10以降はステップS202がNO判定となり、ステップS209に進む。よって、時刻t11以降はメインリレースイッチ20および分離スイッチ40がともにオンとなり、時刻t12において制御部50が通常の昇圧動作を開始する。
In this example, since Vout> Vth1 at time t10, step S202 is NO and the process proceeds to step S209 after time t10. Therefore, after time t11, both the
このように、本実施形態では、フィルタコンデンサ30の正極側電圧によらず、フィルタコンデンサ30の蓄電と、昇圧コンデンサ11への電荷の転送を行うことができるのであり、第1実施形態に較べて制御部50の処理付加を軽減しつつ、昇圧コンデンサ11への突入電流を抑制することによる昇圧回路10の電気的な信頼性を向上することができる。
As described above, in the present embodiment, the storage of the
(その他の実施形態)
以上、好ましい実施形態について説明したが、上記した実施形態になんら制限されることなく、この明細書に開示する主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
(Other embodiments)
The preferred embodiment has been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist disclosed in this specification.
上記した各実施形態では、昇圧動作に移行する条件として、ステップS108あるいはステップS208の実行後にVoutと第1閾値Vth1とを比較する例について示したが、ここで採用される閾値は、ステップS103あるいはステップS203の実行条件として用いられる第1閾値Vth1である必要はなく、別値の第4閾値Vth4を採用することができる。 In each of the embodiments described above, an example in which Vout and the first threshold value Vth1 are compared after the execution of step S108 or step S208 is shown as a condition for shifting to the boosting operation. It is not necessary to use the first threshold value Vth1 used as the execution condition of step S203, and another value of the fourth threshold value Vth4 can be adopted.
また、上記した各実施形態では、昇圧コンデンサ11の静電容量が、フィルタコンデンサ30よりも大きい例を想定した。しかしながら、昇圧コンデンサ11とフィルタコンデンサ30の静電容量の大小は限定されるものではない。フィルタコンデンサ30の静電容量が昇圧コンデンサ11と同一あるいは大きい場合でも、電子装置100が分離スイッチ40を有することにより、昇圧回路10側への突入電流の流入を抑制することができる。ただし、昇圧コンデンサ11の静電容量がフィルタコンデンサ30よりも大きい場合には、突入電流が昇圧回路10側に大きく流れるので、分離スイッチ40を備えることによる突入電流の抑制効果は、昇圧コンデンサ11の静電容量がフィルタコンデンサ30よりも大きい場合に、より効果的である。
In each of the above-described embodiments, an example in which the capacitance of the
上記した各実施形態では、スイッチング素子21,22、分離スイッチ40および昇圧スイッチング素子13にMOSトランジスタを採用する例について説明したが、スイッチングの機能を有していればMOSトランジスタに限定されるものではない。これらスイッチには、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタやバイポーラトランジスタを採用することもできる。
In each of the above-described embodiments, the example in which the MOS transistors are employed as the switching
上記実施形態の制御部50の機能は、例えばECUによって果たすことができる。しかし、制御部50の機能を発揮する構成は、例えば車両に搭載された種々の演算装置、又は車両と通信可能に設けられた種々の演算装置であってよい。さらに、複数の演算装置が協働で制御部50の機能を発揮してもよい。また、各演算装置に設けられたフラッシュメモリ及びハードディスク等の種々の非遷移的実体的記憶媒体が、制御部50の実行するプログラムを記憶する記憶媒体として採用可能である。
The function of the
10…昇圧回路,11…昇圧コンデンサ,20…メインリレースイッチ,30…フィルタコンデンサ,40…分離スイッチ,50…制御部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記昇圧回路の入力端子(Q)への電源の供給を制御するメインリレースイッチ(20)と、
前記昇圧回路の入力端子と前記メインリレースイッチとの中間点と前記基準電位との間に挿入されたフィルタコンデンサ(30)と、を備える電子装置であって、
前記フィルタコンデンサが接続された前記中間点と前記昇圧回路の入力端子との間に、前記フィルタコンデンサと前記昇圧回路との電気的な接続を分離する分離スイッチ(40)を備える電子装置。 A booster circuit (10) having a booster capacitor (11) inserted between the output terminal (P) and a reference potential;
A main relay switch (20) for controlling the supply of power to the input terminal (Q) of the booster circuit;
An electronic device comprising: a filter capacitor (30) inserted between an intermediate point between the input terminal of the booster circuit and the main relay switch and the reference potential;
An electronic apparatus comprising a separation switch (40) for separating an electrical connection between the filter capacitor and the booster circuit between the intermediate point to which the filter capacitor is connected and an input terminal of the booster circuit.
イグニッションスイッチ(200)がオンされるとき、前記制御部は、
前記昇圧回路の出力電圧が所定の第1閾値(Vth1)以下であることを条件に、前記分離スイッチをオフするとともに、前記メインリレースイッチをオンする、請求項1に記載の電子装置。 A control unit (50) for controlling on / off of the main relay switch and the separation switch;
When the ignition switch (200) is turned on, the control unit
2. The electronic device according to claim 1, wherein the separation switch is turned off and the main relay switch is turned on on condition that an output voltage of the booster circuit is equal to or lower than a predetermined first threshold value (Vth1).
前記フィルタコンデンサにおける電源ライン側の電圧が所定の第2閾値(Vth2)以上となることを条件に、前記メインリレースイッチをオフするとともに、前記分離スイッチをオンし、
前記フィルタコンデンサにおける電源ライン側の電圧が所定の第3閾値(Vth3)を下回ることを条件に、分離スイッチをオフするとともに、前記メインリレースイッチをオンする、請求項2に記載の電子装置。 The controller is
On the condition that the voltage on the power supply line side in the filter capacitor is equal to or higher than a predetermined second threshold (Vth2), the main relay switch is turned off, and the separation switch is turned on,
3. The electronic device according to claim 2, wherein the separation switch is turned off and the main relay switch is turned on on condition that the voltage on the power supply line side of the filter capacitor is lower than a predetermined third threshold (Vth3).
所定の時間間隔を有する第1期間(T1)だけ前記メインリレースイッチをオフの状態で維持するとともに、前記分離スイッチをオンの状態で維持し、
前記第1期間の後に、所定の時間間隔を有する第2期間(T2)だけ分離スイッチをオフの状態で維持するとともに、前記メインリレースイッチをオンの状態で維持する、請求項2に記載の電子装置。 The controller is
Maintaining the main relay switch in an off state for a first period (T1) having a predetermined time interval, and maintaining the separation switch in an on state;
3. The electron according to claim 2, wherein after the first period, the separation switch is maintained in an off state and the main relay switch is maintained in an on state for a second period (T2) having a predetermined time interval. apparatus.
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JP2016200036A (en) * | 2015-04-08 | 2016-12-01 | 株式会社デンソー | Power supply circuit for fuel injection device |
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