JP2020005334A - 電流検出回路および電源装置 - Google Patents
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Abstract
Description
第1導電路及び第2導電路に電気的に接続されるとともに前記第1導電路及び前記第2導電路のいずれか一方を入力側導電路とし、他方を出力側導電路とし、前記入力側導電路に印加された電圧を昇圧又は降圧して前記出力側導電路に出力する車載用のDCDCコンバータを流れる電流を検出する電流検出回路であって、
前記第1導電路を流れる電流に応じた第1電圧を出力する第1センサと、
前記第1電圧に応じた電圧が印加される第1信号路と、
前記第2導電路を流れる電流に応じた第2電圧を出力する第2センサと、
前記第2電圧に応じた電圧が印加される第2信号路と、
前記第1信号路に接続される第1入力端子と、第1出力端子と、を有する第1素子と、前記第2信号路に接続される第2入力端子と、第2出力端子と、を有する第2素子と、前記第1出力端子及び前記第2出力端子に接続される第3信号路と、を具備し、前記第1センサ及び前記第2センサのうちの大きい電流を検出した検出センサからの出力に応じた電圧を前記第3信号路に印加する第1出力部と、
前記第3信号路に接続される第3入力端子と、第3出力端子と、を有する第3素子と、前記第3出力端子に接続される第4信号路と、を具備する第2出力部と、
を備え、
前記第1出力部は、前記検出センサからの出力電圧に対して、前記第1素子及び前記第2素子のうちの前記検出センサに接続される素子での電圧降下を反映した電圧を前記第3信号路に印加し、
前記第2出力部は、前記第3信号路に印加される電圧に対して、前記第3素子における前記第3入力端子と前記第3出力端子との間で生じる電圧降下を反映した電圧を前記第4信号路に印加する。
そして、第1出力部は、検出センサからの出力電圧に対して、第1素子及び第2素子のうち検出センサに接続される素子での電圧降下を反映した電圧を第3信号路に印加する。また、第2出力部は、第3信号路に印加される電圧に対して、第3素子における第3入力端子と第3出力端子との間で生じる電圧降下を反映した電圧を第4信号路に印加する。そのため、第3入力端子に印加される電圧に対して、第1素子または第2素子の電圧降下分を、第3素子における電圧降下によって打ち消すことができる。したがって、第1導電路または第2導電路を流れる電流を、素子の電圧降下の影響を受けることなく、第4信号路に印加される電圧に基づいて検出することができる。
この電流検出回路は、第1センサ及び第2センサが、それぞれ車載用のDCDCコンバータに接続される第1導電路及び第2導電路を流れる電流を検出するため、第1導電路及び第2導電路のそれぞれに流れる異なる方向の電流を検出することができる。そのため、第1導電路及び第2導電路に対してそれぞれ別個に電流検出回路を設ける構成に比べて、部品点数を削減することができる。
その上で、第1素子または第2素子の電圧降下の温度変化を、第3素子の電圧降下の温度変化によって相殺することができる。そのため、第1素子または第2素子の温度特性に影響されずに精度良く電流を検出することができる。
このようにすれば、バイポーラトランジスタとして構成される第1素子または第2素子の温度特性による電圧降下の変動を、バイポーラトランジスタとして構成される第3素子の温度特性による電圧降下によって打ち消すことができる。そのため、素子の温度特性に影響されずに精度良く電流を検出することができる。
このようにすれば、ダイオードとして構成される第1素子または第2素子の温度特性による電圧降下の変動を、ダイオードとして構成される第3素子の温度特性による電圧降下によって打ち消すことができる。そのため、素子の温度特性に影響されずに電流を検出することができる。
このようにすれば、第1素子及び第2素子に印加される電圧を、それぞれ第1分圧回路及び第2分圧回路で分圧して調整することができる。また、第1導電路と第2導電路の間において、検出される電流の大きさの程度を調整することができる。
以下、本発明を具体化した実施例1について説明する。
図1で示す車載用電源システム100(以下、システム100ともいう)は、車載用負荷13(以下、負荷13ともいう)への電力供給を行う電源システムとして構成されている。システム100は、図1に示すように、主電源部11、補助電源部12、負荷13、電力路14、電源装置10、及び制御部などを備えている。主電源部11は、負荷13に対する主たる電力供給源である。補助電源部12は、主電源部11とは異なる電力供給源である。電力路14は、主電源部11と補助電源部12と負荷13との間における電力の供給経路である。電源装置10は、車載用のDCDCコンバータ20(以下、DCDCコンバータ20ともいう)、電流検出回路30、及び制御部60を備えている。DCDCコンバータ20は、電力路14に設けられている。電流検出回路30は、DCDCコンバータ20に流れる電流を検出する。制御部60は、DCDCコンバータ20、及び電流検出回路30などの動作を制御する。システム100は、例えば、主電源部11からの電力供給が正常状態のときには、主電源部11から負荷13及び補助電源部12に対して電力供給を行い、主電源部11からの電力供給が異常状態となったときには、補助電源部12から負荷13及び主電源部11に対して電力供給を行う。
制御部60は、DCDCコンバータ20が入力側導電路(第1導電路15及び第2導電路16の一方)に印加された電圧を昇圧又は降圧して出力側導電路(第1導電路15及び第2導電路16の他方)に出力する動作を行なうように制御する。そして、第1センサ31は、第1導電路15に流れる電流を検出し、検出した電流に応じた電圧(第1電圧)を第1信号路L1に印加する。同様に、第2センサ32は、第2導電路16に流れる電流を検出し、検出した電流に応じた電圧(第2電圧)を第2信号路L2に印加する。第1信号路L1に印加された第1電圧、及び第2信号路L2に印加された第2電圧は、第1出力部40に入力される。
上述した電流検出回路30では、第1出力部40は、第1センサ31及び第2センサ32のうち大きい電流を検出した検出センサからの出力に応じた電圧を第3信号路L3に印加する。そのため、DCDCコンバータ20に接続される第1導電路15及び第2導電路16のうち、大きい電流が流れる導電路の電流に応じた電圧を、第3信号路L3に印加することができる。
そして、第1出力部40は、検出センサからの出力電圧に対して、トランジスタ41及びトランジスタ42のうち検出センサに接続される素子での電圧降下を反映した電圧を第3信号路L3に印加する。また、第2出力部50は、第3信号路L3に印加される電圧に対して、トランジスタ51におけるベースとエミッタとの間で生じる電圧降下を反映した電圧を第4信号路L4に印加する。そのため、トランジスタ51のベースに印加される電圧に対して、トランジスタ41またはトランジスタ42の電圧降下分を、トランジスタ51における電圧降下によって打ち消すことができる。したがって、第1導電路15または第2導電路16を流れる電流を、素子の電圧降下の影響を受けることなく、第4信号路L4に印加される電圧に基づいて検出することができる。
この電流検出回路30は、第1センサ31及び第2センサ32が、それぞれDCDCコンバータ20に接続される第1導電路15及び第2導電路16を流れる電流を検出するため、第1導電路15及び第2導電路16のそれぞれに流れる異なる方向の電流を検出することができる。そのため、第1導電路15及び第2導電路16に対してそれぞれ別個に電流検出回路30を設ける構成に比べて、部品点数を削減することができる。
その上で、トランジスタ41またはトランジスタ42の電圧降下の温度変化を、トランジスタ51の電圧降下の温度変化によって相殺することができる。そのため、トランジスタ41またはトランジスタ42の温度特性に影響されずに精度良く電流を検出することができる。
次に、実施例2について説明する。
実施例2のシステム100は、主に電流検出回路30の第1出力部240、及び第2出力部250の構成が実施例1と異なっている。なお、これら以外の構成は、実施例1と同様である。したがって、以下では実施例1と同一の構成をなす部分については実施例1と同一の符号を付して詳細な説明を省略し、実施例1と相違する点を重点的に説明する。
実施例1と同様に、第1出力部40は、第1センサ31及び第2センサ32のうち大きい電流を検出した検出センサからの出力に応じた電圧を第3信号路L3に印加する。そして、第1出力部40は、検出センサからの出力電圧に対して、ダイオード241及びダイオード242のうち検出センサに接続されるダイオードでの電圧降下を反映した電圧を第3信号路L3に印加する。すなわち、第1電圧、及び第2電圧のうち大きい方の電圧が、印加されるダイオードの電圧降下を反映した状態で、第3信号路L3に印加される。
また、電流検出回路30は、ダイオード251のカソードに印加される電圧に対して、ダイオード241またはダイオード242の電圧降下分を、ダイオード251における電圧降下によって打ち消すことができる。したがって、第1導電路15または第2導電路16を流れる電流を、素子の電圧降下の影響を受けることなく、第4信号路L4に印加される電圧に基づいて検出することができる。
また、電流検出回路30は、ダイオード241又はダイオード242の電圧降下の温度変化を、ダイオード251の電圧降下の温度変化によって相殺することができる。そのため、電流検出回路30は、ダイオード241又はダイオード242の温度特性に影響されずに精度良く電流を検出することができる。
次に、実施例3について説明する。
実施例3のシステム100は、主に第1センサ31と第1信号路L1との間に第1分圧回路311が設けられ、第2センサ32と第2信号路L2との間に第2分圧回路321が設けられている点が実施例1と異なっている。なお、これら以外の構成は、実施例1と同様である。したがって、以下では実施例1と同一の構成をなす部分については実施例1と同一の符号を付して詳細な説明を省略し、実施例1と相違する点を重点的に説明する。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
15…第1導電路
16…第2導電路
20…車載用のDCDCコンバータ
30…電流検出回路
31…第1センサ
32…第2センサ
40…第1出力部
41…トランジスタ(第1素子)
42…トランジスタ(第2素子)
50…第2出力部
51…トランジスタ(第3素子)
241…ダイオード(第1素子)
242…ダイオード(第2素子)
251…ダイオード(第3素子)
311…第1分圧回路
321…第2分圧回路
L1…第1信号路
L2…第2信号路
L3…第3信号路
L4…第4信号路
実施例1と同様に、第1出力部240は、第1センサ31及び第2センサ32のうち大きい電流を検出した検出センサからの出力に応じた電圧を第3信号路L3に印加する。そして、第1出力部240は、検出センサからの出力電圧に対して、ダイオード241及びダイオード242のうち検出センサに接続されるダイオードでの電圧降下を反映した電圧を第3信号路L3に印加する。すなわち、第1電圧、及び第2電圧のうち大きい方の電圧が、印加されるダイオードの電圧降下を反映した状態で、第3信号路L3に印加される。
Claims (5)
- 第1導電路及び第2導電路に電気的に接続されるとともに前記第1導電路及び前記第2導電路のいずれか一方を入力側導電路とし、他方を出力側導電路とし、前記入力側導電路に印加された電圧を昇圧又は降圧して前記出力側導電路に出力する車載用のDCDCコンバータを流れる電流を検出する電流検出回路であって、
前記第1導電路を流れる電流に応じた第1電圧を出力する第1センサと、
前記第1電圧に応じた電圧が印加される第1信号路と、
前記第2導電路を流れる電流に応じた第2電圧を出力する第2センサと、
前記第2電圧に応じた電圧が印加される第2信号路と、
前記第1信号路に接続される第1入力端子と、第1出力端子と、を有する第1素子と、前記第2信号路に接続される第2入力端子と、第2出力端子と、を有する第2素子と、前記第1出力端子及び前記第2出力端子に接続される第3信号路と、を具備し、前記第1センサ及び前記第2センサのうちの大きい電流を検出した検出センサからの出力に応じた電圧を前記第3信号路に印加する第1出力部と、
前記第3信号路に接続される第3入力端子と、第3出力端子と、を有する第3素子と、前記第3出力端子に接続される第4信号路と、を具備する第2出力部と、
を備え、
前記第1出力部は、前記検出センサからの出力電圧に対して、前記第1素子及び前記第2素子のうちの前記検出センサに接続される素子での電圧降下を反映した電圧を前記第3信号路に印加し、
前記第2出力部は、前記第3信号路に印加される電圧に対して、前記第3素子における前記第3入力端子と前記第3出力端子との間で生じる電圧降下を反映した電圧を前記第4信号路に印加する電流検出回路。 - 前記第1素子、前記第1入力端子、及び前記第1出力端子は、それぞれバイポーラトランジスタ、ベース、及びエミッタとして構成され、
前記第2素子、前記第2入力端子、及び前記第2出力端子は、それぞれバイポーラトランジスタ、ベース、及びエミッタとして構成され、
前記第3素子、前記第3入力端子、及び前記第3出力端子は、それぞれバイポーラトランジスタ、ベース、及びエミッタとして構成される請求項1に記載の電流検出回路。 - 前記第1素子、前記第1入力端子、及び前記第1出力端子は、それぞれダイオード、アノード、及びカソードとして構成され、
前記第2素子、前記第2入力端子、及び前記第2出力端子は、それぞれダイオード、アノード、及びカソードとして構成され、
前記第3素子、前記第3入力端子、及び前記第3出力端子は、それぞれダイオード、カソード、及びアノードとして構成される請求項1に記載の電流検出回路。 - 前記第1センサによって印加される前記第1電圧を分圧する第1分圧回路と、
前記第2センサによって印加される前記第2電圧を分圧する第2分圧回路と、
を備え、
前記第1入力端子は、前記第1分圧回路によって分圧された電圧が印加され、
前記第2入力端子は、前記第2分圧回路によって分圧された電圧が印加される請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の電流検出回路。 - 前記車載用のDCDCコンバータと、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の電流検出回路と、を含む電源装置。
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