JP2020005334A - 電流検出回路および電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数の削減を図るとともに電流を精度良く検出する。【解決手段】電流検出回路３０は、ＤＣＤＣコンバータ２０を流れる電流を検出する。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。また、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。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。【選択図】図２

Description

本発明は、電流検出回路および電源装置に関するものである。

車載用の電源装置には、直流電圧を昇圧又は降圧して所望の直流電圧に変換するＤＣＤＣコンバータが用いられている。このようなＤＣＤＣコンバータにおいて、入力側及び出力側の導電路を流れる電流の大きさを、精度良く検出し得る構成が求められている。例えば、特許文献１に開示される過電流検出回路は、トランジスタのベースに、負荷装置の入力電圧をダイオードと分圧用抵抗器で分圧した電圧がベースバイアスとして印加される構成である。電力供給経路に過電流が流れ、電流検出抵抗器の両端電圧が分圧抵抗器の両端電圧より大きくなった場合に、トランジスタは順方向にバイアスされてオン状態になり、過電流検出信号を電源装置に送るようになっている。

特開平９−１１９９４９号公報

しかしながら、特許文献１の構成では、回路内の複数個所における電流を検出しようとした場合、上記同様の構成の電流検出回路を複数設ける必要がある。具体的には、ＤＣＤＣコンバータの入力側導電路および出力側導電路の電流を検出しようとした場合、それぞれの導電路に対して電流検出回路を設けることで、電流検出回路が２つ必要になる。例えば、図５に示すように、異なる導電路にそれぞれ設けられるセンサから出力される信号に基づいて電流を検出しようとした場合、各センサに対応した電流検出回路（抵抗、コンパレータなどを含む回路）が必要になる。そのため、部品点数が増大するという問題が生じる。

そこで、図６に示す電流検出回路のように、ダイオードを用いたＯＲ回路を備える構成として、それぞれの導電路に対して検出回路を一部共通化して設けることが考えられる。しかしながら、ダイオードを用いることで、電圧降下が生じ、その電圧降下が温度特性を有することになる。そのため、ダイオードの電圧降下に基づいて検出する電圧の大きさ（閾値）を設定する構成では、その閾値にばらつきが生じてしまい、電流の検出精度が悪化する虞がある。

本発明は上述した課題の少なくとも一つを解決するためになされたものであり、部品点数の削減を図るとともに電流を精度良く検出し得る構成を提供することを目的とする。

本発明の第１態様である電流検出回路は、
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。

本発明の第２態様である電源装置は、車載用のＤＣＤＣコンバータと、上記電流検出回路と、を含む。

第1態様の電流検出回路は、第１出力部は、第１センサ及び第２センサ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信号路に印加する。そのため、ＤＣＤＣコンバータに接続される第１導電路及び第２導電路のうち、大きい電流が流れる導電路の電流に応じた電圧を、第３信号路に印加することができる。
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。

第２態様の電源装置によれば、第１態様の電流検出回路と同様の効果を奏することができる。

実施例１の車載用電源システムの構成を概略的に例示するブロック図である。 実施例１の電流検出回路の構成を概略的に例示する回路図である。 実施例２の電流検出回路の構成を概略的に例示する回路図である。 実施例３の電流検出回路の構成を概略的に例示する回路図である。 従来例の電流検出回路の構成を概略的に例示する回路図である。 従来例の電流検出回路の構成を概略的に例示する回路図である。

ここで、本発明の望ましい例を示す。但し、本発明は以下の例に限定されない。

第１素子、第１入力端子、及び第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てもよい。第２素子、第２入力端子、及び第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てもよい。第３素子、第３入力端子、及び第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てもよい。
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。

第１素子、第１入力端子、及び第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てもよい。第２素子、第２入力端子、及び第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てもよい。第３素子、第３入力端子、及び第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てもよい。
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。

第１センサによって印加される第１電圧を分圧する第１分圧回路と、第２センサによって印加される第２電圧を分圧する第２分圧回路と、を備えてもよい。第１入力端子は、第１分圧回路によって分圧された電圧が印加され、第２入力端子は、第２分圧回路によって分圧された電圧が印加されてもよい。
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。

＜実施例１＞
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。

主電源部１１、補助電源部１２は、例えば、鉛蓄電池、リチウムイオン電池、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ、その他の蓄電部など、公知の蓄電手段によって構成されている。主電源部１１、補助電源部１２は、高電位側の端子が電力路１４に電気的に接続され、電力路１４に対して所定値（例えば１２Ｖ）の出力電圧を印加する。主電源部１１、補助電源部１２の低電位側の端子は、車両に設けられたグラウンド部に電気的に接続されている。また、主電源部１１は、図示しない発電機に電気的に接続されており、この発電機からの電力によって充電され得る。

負荷１３は、公知の車載用電気部品として構成されている。負荷１３は、例えば、シフトバイワイヤシステムにおけるＥＣＵやアクチュエータ、電子制御ブレーキシステムにおけるＥＣＵやアクチュエータ等である。負荷１３は、上述した正常状態のときには主電源部１１からの電力供給に基づいて動作し、上述した異常状態のときには補助電源部１２らの電力供給に基づいて動作する。

ＤＣＤＣコンバータ２０は、公知のＤＣＤＣコンバータとして構成され、図１に示すように、電力路１４において主電源部１１と補助電源部１２及び補助電源部１２との間に設けられている。電力路１４は、第１導電路１５、第２導電路１６によって構成されている。第１導電路１５は、一端が主電源部１１に接続され、他端がＤＣＤＣコンバータ２０に接続されている。第２導電路１６は、一端がＤＣＤＣコンバータ２０に接続され、他端が補助電源部１２に接続されている。ＤＣＤＣコンバータ２０は、第１導電路１５及び第２導電路１６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、入力側導電路に印加された直流電圧を昇圧又は降圧して出力側導電路に出力する構成をなすものである。

電流検出回路３０は、図１に示すように、電力路１４に設けられ、ＤＣＤＣコンバータ２０を流れる電流を検出するように機能する。電流検出回路３０は、図２に示すように、第１センサ３１、第２センサ３２、第１信号路Ｌ１、第２信号路Ｌ２、第１出力部４０、第２出力部５０、抵抗３３〜３６、コンパレータ３７などを備えている。

第１センサ３１は、図１に示すように、第１導電路１５に設けられている。第１センサ３１は、第１導電路１５を流れる電流に応じた第１電圧を出力するように機能する。第１センサ３１は、例えば、抵抗器、及び差動増幅器を有し、第１導電路１５を流れる電流を示す値（具体的には、第１導電路１５を流れる電流の値に応じたアナログ電圧）を出力する。第１導電路１５を流れる電流によって抵抗器に生じた電圧降下は、差動増幅器で増幅されて出力電流に応じた検出電圧（アナログ電圧）として出力される。

第１信号路Ｌ１は、図２に示すように、一端が第１センサ３１に接続され、他端が後述するトランジスタ４１のベースに接続されている。第１信号路Ｌ１は、第１センサ３１によって出力された第１電圧が印加される。

第２センサ３２は、図１に示すように、第２導電路１６に設けられている。第２センサ３２は、第２導電路１６を流れる電流に応じた第２電圧を出力するように機能する。第２センサ３２は、例えば、抵抗器、及び差動増幅器を有し、第２導電路１６を流れる電流を示す値（具体的には、第２導電路１６を流れる電流の値に応じたアナログ電圧）を出力する。第２導電路１６を流れる電流によって抵抗器に生じた電圧降下は、差動増幅器で増幅されて出力電流に応じた検出電圧（アナログ電圧）として出力される。

第２信号路Ｌ２は、図２に示すように、一端が第２センサ３２に接続され、他端が後述するトランジスタ４２のベースに接続されている。第２信号路Ｌ２は、第２センサ３２によって出力された第２電圧が印加される。

第１出力部４０は、図２に示すように、トランジスタ４１、トランジスタ４２、及び第３信号路Ｌ３を備えている。トランジスタ４１は、第１素子の一例に相当し、ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタとして構成されている。トランジスタ４１は、ベース、コレクタ、及びエミッタを備えている。トランジスタ４１のベースは、第１入力端子の一例に相当し、第１信号路Ｌ１の他端に接続されている。トランジスタ４１のコレクタは、定電圧源Ｖｃｃ、及びトランジスタ４２のコレクタに接続されている。トランジスタ４１のエミッタは、第１出力端子の一例に相当し、第３信号路Ｌ３の一端、及びトランジスタ４２のエミッタに接続されている。

トランジスタ４２は、図２に示すように、第２素子の一例に相当し、ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタとして構成されている。トランジスタ４２は、ベース、コレクタ、及びエミッタを備えている。トランジスタ４２のベースは、第２入力端子の一例に相当し、第２信号路Ｌ２の他端に接続されている。トランジスタ４２のコレクタは、定電圧源Ｖｃｃ、及びトランジスタ４１のコレクタに接続されている。トランジスタ４２のエミッタは、第２出力端子の一例に相当し、第３信号路Ｌ３の一端、及びトランジスタ４１のエミッタに接続されている。

第３信号路Ｌ３は、図２に示すように、一端がトランジスタ４１のエミッタ、及びトランジスタ４２のエミッタに接続され、他端が抵抗３３の一端に接続されている。また、第３信号路Ｌ３は、分岐した信号路の端部が後述するトランジスタ５１のベースに接続されている。

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に印加するように機能する。ここで、検出センサとは、第１導電路１５及び第２導電路１６のうちより大きな電流が流れる方の導電路を検出対象の導電路としたときに、この検出対象の導電路に接続されたセンサを指す。

抵抗３３は、一端が第３信号路Ｌ３に接続され、他端がグラウンドに電気的に接続されている。

第２出力部５０は、図２に示すように、第３信号路Ｌ３における分岐した信号路の端部に接続されている。第２出力部５０は、トランジスタ５１、及び第４信号路Ｌ４を備えている。トランジスタ５１は、第３素子の一例に相当し、ＰＮＰ型のバイポーラトランジスタとして構成されている。トランジスタ５１は、ベース、コレクタ、及びエミッタを備えている。トランジスタ５１のベースは、第３入力端子の一例に相当し、第３信号路Ｌ３における分岐した信号路の端部に接続されている。トランジスタ５１のコレクタは、グラウンドに電気的に接続されている。トランジスタ５１のエミッタは、第３出力端子の一例に相当し、第４信号路Ｌ４に接続されている。

第４信号路Ｌ４は、図２に示すように、一端が第４信号路Ｌ４に接続され、他端が抵抗３４の一端に接続されている。第４信号路Ｌ４において分岐した信号路は、後述するコンパレータ３７の正側入力端子に接続されている。

抵抗３４は、図２に示すように、一端が第４信号路Ｌ４の他端に接続され、他端が定電圧源Ｖｃｃに接続されている。

コンパレータ３７は、公知のコンパレータとして構成されている。コンパレータ３７は、正側入力端子が第４信号路Ｌ４の他端に接続されている。また、コンパレータ３７は、負側入力端子に、定電圧源Ｖｃｃからの出力電圧を抵抗３５，３６で分圧した電圧が入力されるようになっている。具体的には、コンパレータ３７の負側入力端子は、一端が定電圧源Ｖｃｃに接続された抵抗３５の他端と、一端がグラウンドに電気的に接続された抵抗３６の他端と、に接続されている。また、コンパレータ３７は、出力端子が制御部６０に接続されている。コンパレータ３７は、正側入力端子に印加される電圧の方が、負側入力端子に印加される電圧（閾値）よりも大きい場合に、所定のハイレベル信号を出力する。一方で、コンパレータ３７は、正側入力端子に印加される電圧が、負側入力端子に印加される電圧（閾値）以下である場合に、所定のローレベル信号を出力する。

制御部６０は、電流検出回路３０、及びＤＣＤＣコンバータ２０などの動作を制御する部分である。制御部６０は、例えばマイクロコンピュータとして構成され、ＣＰＵ等の演算装置、ＲＯＭ又はＲＡＭ等のメモリ等を有する。制御部６０は、主電源部１１、又は補助電源部１２から供給される電力を用いて動作する。制御部６０は、電流検出回路３０から出力される信号に基づいて、地絡などによって第１導電路１５又は第２導電路１６に過電流が生じているか否か判定する。具体的には、制御部６０は、コンパレータ３７からハイレベル信号が出力される場合に、第１導電路１５又は第２導電路１６に過電流が生じていると判定する。一方で、制御部６０は、コンパレータ３７からローレベル信号が出力される場合に、第１導電路１５及び第２導電路１６に過電流が生じていないと判定する。なお、制御部６０は、第１導電路１５又は第２導電路１６に過電流が生じていると判定する場合に、所定の故障通知（音声による報知などを行う制御）を行ってもよい。

次に、電流検出回路３０による電流検出動作について説明する。
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。

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、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トランジスタ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、印加されるトランジスタ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。

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又はトランジスタ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又は第２導電路１６を流れる電流を、トランジスタ４１又はトランジスタ４２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。

第４信号路Ｌ４に印加された電圧は、コンパレータ３７の正側入力端子に印加される。そして、コンパレータ３７は、正側入力端子に印加された電圧と、負側入力端子に印加された電圧と、を比較して、比較結果を制御部６０に出力する。制御部６０は、コンパレータ３７から出力される比較結果に基づいて、第１導電路１５又は第２導電路１６に過電流が生じているか否か判定する。

以上のように、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。具体的には、正常状態（主電源部１１から負荷１３及び補助電源部１２に電力を供給している状態）では、第１導電路１５を主電源部１１からＤＣＤＣコンバータ２０に向かって流れる電流を第１センサ３１によって検出し、第２導電路１６をＤＣＤＣコンバータ２０から負荷１３及び補助電源部１２に向かって流れる電流を第２センサ３２によって検出することができる。これにより、主電源部１１から負荷１３及び補助電源部１２に向かって流れる電流を、第１導電路１５及び第２導電路１６において検出することができる。一方で、異常状態（補助電源部１２から負荷１３及び主電源部１１に電力を供給している状態）では、第１導電路１５をＤＣＤＣコンバータ２０から主電源部１１に向かって流れる電流を第１センサ３１によって検出し、第２導電路１６を補助電源部１２からＤＣＤＣコンバータ２０に向かって流れる電流を第２センサ３２によって検出することができる。これにより、補助電源部１２から負荷１３及び主電源部１１に向かって流れる電流を、第１導電路１５及び第２導電路１６において検出することができる。したがって、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。

また、電流検出回路３０は、トランジスタ４１又はトランジスタ４２で生じる電圧降下分を、トランジスタ５１で生じる電圧降下で打ち消す構成である。そのため、例えば、トランジスタ４１とトランジスタ４２とをコンプリメンタリとすることで、トランジスタ４１又はトランジスタ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、電流検出回路３０は、トランジスタ４１又はトランジスタ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、本構成の効果を例示する。
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。

＜実施例２＞
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２の電流検出回路３０は、図３に示すように、第１センサ３１、第２センサ３２、第１信号路Ｌ１、第２信号路Ｌ２、第１出力部２４０、第２出力部２５０、抵抗３３〜３６、コンパレータ３７などを備えている。第１出力部２４０は、ダイオード２４１、ダイオード２４２、及び第３信号路Ｌ３を備えている。ダイオード２４１は、第１素子の一例に相当し、アノード、及びカソードを備えている。ダイオード２４１のアノードは、第１入力端子の一例に相当し、第１信号路Ｌ１の他端に接続されている。ダイオード２４１のカソードは、第１出力端子の一例に相当し、第３信号路Ｌ３の一端、及びダイオード２４２のカソードに接続されている。

ダイオード２４２は、図３に示すように、第２素子の一例に相当し、アノード、及びカソードを備えている。ダイオード２４２のアノードは、第２入力端子の一例に相当し、第２信号路Ｌ２の他端に接続されている。ダイオード２４２のカソードは、第２出力端子の一例に相当し、第３信号路Ｌ３の一端、及びダイオード２４１のカソードに接続されている。

第３信号路Ｌ３は、図３に示すように、一端がダイオード２４１のカソード、及びダイオード２４２のカソードに接続され、他端が抵抗３３の一端に接続されている。また、第３信号路Ｌ３は、分岐した信号路の端部が後述するダイオード２５１のカソードに接続されている。

第２出力部２５０は、図３に示すように、第３信号路Ｌ３における分岐した信号路の端部に接続されている。第２出力部２５０は、ダイオード２５１、及び第４信号路Ｌ４を備えている。ダイオード２５１は、第３素子の一例に相当し、アノード、及びカソードを備えている。ダイオード２５１のカソードは、第３入力端子の一例に相当し、第３信号路Ｌ３における分岐した信号路の端部に接続されている。ダイオード２５１のアノードは、第３出力端子の一例に相当し、第４信号路Ｌ４に接続されている。

第４信号路Ｌ４は、図３に示すように、一端が第４信号路Ｌ４に接続され、他端が抵抗３４の一端に接続されている。第４信号路Ｌ４において分岐した信号路は、制御部６０に接続されている。

制御部６０は、第４信号路Ｌ４に出力された電圧信号に基づいて、地絡などによって第１導電路１５又は第２導電路１６に過電流が生じているか否か判定する。例えば、制御部６０は、第４信号路Ｌ４に印加された電圧を所定の閾値と比較して、第４信号路Ｌ４に印加された電圧が所定の閾値よりも大きい場合に、第１導電路１５又は第２導電路１６に過電流が生じていると判定する。一方で、制御部６０は、第４信号路Ｌ４に印加された電圧が所定の閾値以下である場合に、第１導電路１５又は第２導電路１６に過電流が生じていないと判定する。

次に、電流検出回路３０による電流検出動作について説明する。
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。

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、ダイオード２５１におけるアノードとカソード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、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又はダイオード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又は第２導電路１６を流れる電流を、ダイオード２４１又はダイオード２４２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。

第４信号路Ｌ４に印加された電圧は、制御部６０に電圧信号として入力される。そして、制御部６０は、入力された信号の電圧と所定の閾値とを比較して、第１導電路１５又は第２導電路１６に過電流が生じているか否か判定する。

以上のように、実施例２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。したがって、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。
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。

＜実施例３＞
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。

実施例３の電流検出回路３０は、図４に示すように、第１センサ３１、第２センサ３２、第１分圧回路３１１、第２分圧回路３２１、第１信号路Ｌ１、第２信号路Ｌ２、第１出力部２４０、第２出力部２５０、抵抗３３〜３６、コンパレータ３７などを備えている。第１分圧回路３１１は、抵抗３１２、および抵抗３１３を備えている。抵抗３１２は、一端が第１センサ３１に接続され、他端が第１信号路Ｌ１の一端及び抵抗３１３の一端に接続されている。抵抗３１３は、一端が抵抗３１２の他端及び第１信号路Ｌ１の一端に接続され、他端がグラウンドに電気的に接続されている。第１分圧回路３１１は、第１センサ３１によって印加される第１電圧を分圧して第１信号路Ｌ１に印加するように機能する。トランジスタ４１のベースは、第１分圧回路３１１によって分圧された第１電圧が印加される。

第２分圧回路３２１は、抵抗３２２、および抵抗３２３を備えている。抵抗３２２は、一端が第２センサ３２に接続され、他端が第２信号路Ｌ２の一端及び抵抗３２３の一端に接続されている。抵抗３２３は、一端が抵抗３２２の他端及び第２信号路Ｌ２の一端に接続され、他端がグラウンドに電気的に接続されている。第２分圧回路３２１は、第２センサ３２によって印加される第２電圧を分圧して第２信号路Ｌ２に印加するように機能する。トランジスタ４２のベースは、第２分圧回路３２１によって分圧された第２電圧が印加される。

実施例３の電流検出回路３０の構成では、トランジスタ４１及びトランジスタ４２に印加される電圧を、それぞれ第１分圧回路３１１及び第２分圧回路３２１で分圧して調整することができる。そのため、第３信号路Ｌ３及び第４信号路Ｌ４に印加される電圧を所望の大きさの電圧に低減することができる。したがって、コンパレータ３７で、第４信号路Ｌ４に印加された電圧と比較する所定の閾値を、所望の大きさに低減させることができる。また、第１分圧回路３１１と第２分圧回路３２１とで異なる分圧比で分圧を行う構成とすることで、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。

＜他の実施例＞
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。

実施例１〜３では、電流検出回路３０において、第１信号路Ｌ１に定電流回路を接続して、第１導電路１５又は第２導電路１６に過電流が生じるときに、第１信号路Ｌ１に定電流が流れる構成としてもよい。これにより、第４信号路Ｌ４に印加される電圧を安定させて、精度良く電流を検出することができる。

実施例１，３では、第４信号路Ｌ４に印加される電圧をコンパレータ３７で比較判定する構成であったが、実施例２と同様にコンパレータ３７で比較判定することなく、制御部６０で比較判定する構成としてもよい。また、実施例２では、実施例１，３と同様に、第４信号路Ｌ４に印加される電圧をコンパレータ３７で比較判定する構成としてもよい。

実施例１〜３では、制御部６０がマイクロコンピュータを主体として構成されていたが、マイクロコンピュータ以外の複数のハードウェア回路によって実現されてもよい。

１０…電源装置
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

ＤＣＤＣコンバータ２０は、公知のＤＣＤＣコンバータとして構成され、図１に示すように、電力路１４において主電源部１１と補助電源部１２及び負荷１３との間に設けられている。電力路１４は、第１導電路１５、第２導電路１６によって構成されている。第１導電路１５は、一端が主電源部１１に接続され、他端がＤＣＤＣコンバータ２０に接続されている。第２導電路１６は、一端がＤＣＤＣコンバータ２０に接続され、他端が補助電源部１２に接続されている。ＤＣＤＣコンバータ２０は、第１導電路１５及び第２導電路１６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、入力側導電路に印加された直流電圧を昇圧又は降圧して出力側導電路に出力する構成をなすものである。

第４信号路Ｌ４は、図２に示すように、一端がトランジスタ５１のエミッタに接続され、他端が抵抗３４の一端に接続されている。第４信号路Ｌ４において分岐した信号路は、後述するコンパレータ３７の正側入力端子に接続されている。

第４信号路Ｌ４は、図３に示すように、一端がダイオード２５１のアノードに接続され、他端が抵抗３４の一端に接続されている。第４信号路Ｌ４において分岐した信号路は、制御部６０に接続されている。

次に、電流検出回路３０による電流検出動作について説明する。
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。

第２出力部２５０は、第３信号路Ｌ３に印加される電圧に対して、ダイオード２５１におけるアノードとカソード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、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又はダイオード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又は第２導電路１６を流れる電流を、ダイオード２４１又はダイオード２４２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。

実施例３の電流検出回路３０は、図４に示すように、第１センサ３１、第２センサ３２、第１分圧回路３１１、第２分圧回路３２１、第１信号路Ｌ１、第２信号路Ｌ２、第１出力部４０、第２出力部５０、抵抗３３〜３６、コンパレータ３７などを備えている。第１分圧回路３１１は、抵抗３１２、および抵抗３１３を備えている。抵抗３１２は、一端が第１センサ３１に接続され、他端が第１信号路Ｌ１の一端及び抵抗３１３の一端に接続されている。抵抗３１３は、一端が抵抗３１２の他端及び第１信号路Ｌ１の一端に接続され、他端がグラウンドに電気的に接続されている。第１分圧回路３１１は、第１センサ３１によって印加される第１電圧を分圧して第１信号路Ｌ１に印加するように機能する。トランジスタ４１のベースは、第１分圧回路３１１によって分圧された第１電圧が印加される。

Claims (5)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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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