JP2020129907A - Power supply controller - Google Patents

Power supply controller Download PDF

Info

Publication number
JP2020129907A
JP2020129907A JP2019021582A JP2019021582A JP2020129907A JP 2020129907 A JP2020129907 A JP 2020129907A JP 2019021582 A JP2019021582 A JP 2019021582A JP 2019021582 A JP2019021582 A JP 2019021582A JP 2020129907 A JP2020129907 A JP 2020129907A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dead short
switch
power supply
voltage
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019021582A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7181114B2 (en
Inventor
亮 芹澤
Akira Serizawa
亮 芹澤
篤祉 菅沼
Atsushi Suganuma
篤祉 菅沼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yazaki Corp
Original Assignee
Yazaki Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yazaki Corp filed Critical Yazaki Corp
Priority to JP2019021582A priority Critical patent/JP7181114B2/en
Publication of JP2020129907A publication Critical patent/JP2020129907A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7181114B2 publication Critical patent/JP7181114B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

To provide a power supply controller capable of blocking a power supply line quickly upon occurrence of dead short.SOLUTION: A switch SW turns a power supply line between a Li battery 11 and a Pb battery 12 on-off. A first dead short detection circuit 131 detects dead short of the power supply line on the basis of a voltage V1 at one of both ends of the switch SW, and turns the switch SW off. A second dead short detection circuit 132 detects dead short of the power supply line on the basis of a voltage V2 at the other of both ends of the switch SW, and turns the switch SW off. The first dead short detection circuit 131 and the second dead short detection circuit 132 respectively have: two CR circuits 13A, 13B for changing regulation of the voltages V1, V2 respectively and having time-constants different from each other; and a comparison circuit 13C for comparing outputs from the two CR circuits 13A, 13B.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電源ラインをオンオフするスイッチを有する電源制御装置、に関する。 The present invention relates to a power supply control device having a switch for turning on/off a power supply line.

従来から、電源ラインのデッドショートを検知して、電源ラインを遮断することにより電源ラインを保護する電源装置が提案されている（特許文献１）。 BACKGROUND ART Conventionally, there has been proposed a power supply device that protects a power supply line by detecting a dead short circuit in the power supply line and cutting off the power supply line (Patent Document 1).

特開２０００−１６２０１号公報JP, 2000-16201, A

一般的に、デッドショートの検知は電源ラインに流れる電流に基づいて行っている。しかしながら、電流は電源ラインのインダクタンスによってゆっくり上昇するため、デッドショート発生後、デッドショートを検知して遮断するまでの時間がかかる、という問題があった。 In general, dead short detection is performed based on the current flowing in the power supply line. However, since the current slowly rises due to the inductance of the power supply line, there is a problem that it takes time to detect and cut off the dead short after the occurrence of the dead short.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、デッドショート発生後に迅速に電源ラインを遮断することができる電源制御装置、を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a power supply control device that can quickly shut off a power supply line after a dead short circuit occurs.

前述した目的を達成するために、本発明に係る電源制御装置は、下記［１］を特徴としている。
［１］
電源ラインをオンオフするスイッチと、
前記スイッチの両端のうち一方の電圧に基づいて前記電源ラインのデッドショートを検知して前記スイッチをオフする第１デッドショート検知回路と、
前記スイッチの両端のうち他方の電圧に基づいて前記電源ラインのデッドショートを検知して前記スイッチをオフする第２デッドショート検知回路と、を備え、
前記第１デッドショート検知回路及び前記第２デッドショート検知回路は各々、
前記電圧の変動率を各々変化させる、時定数が互いに異なる２つのフィルタ回路と、前記２つのフィルタ回路の出力を比較する比較回路と、を有している、
電源制御装置であること。 In order to achieve the above-mentioned object, the power supply control device according to the present invention is characterized by the following [1].
[1]
A switch that turns the power line on and off,
A first dead short detection circuit that detects a dead short in the power supply line based on the voltage of one of both ends of the switch and turns off the switch;
A second dead short detection circuit that turns off the switch by detecting a dead short in the power supply line based on the voltage of the other of the two ends of the switch,
Each of the first dead short detection circuit and the second dead short detection circuit,
It has two filter circuits having different time constants, each of which changes the fluctuation rate of the voltage, and a comparison circuit for comparing the outputs of the two filter circuits.
Must be a power supply control device.

上記［１］の構成の電源制御装置によれば、デッドショートが発生するとスイッチの両端の電圧は急峻に低下する。また、スイッチの両端のうちデッドショートが発生している箇所に近い方が、より急峻に電圧低下する。これにより、２つのデッドショート検知回路のうちデッドショートが発生した箇所に近い方が早く、比較回路が反転してスイッチを遮断することができるため、デッドショート発生後に迅速に電源ラインを遮断することができる。 According to the power supply control device having the configuration [1], when a dead short circuit occurs, the voltage across the switch sharply drops. Further, the voltage nearer to the place where the dead short has occurred, on both ends of the switch, drops more sharply. As a result, the comparator circuit can be reversed and the switch can be turned off sooner in the dead dead detection circuit, which is closer to the location where the dead short has occurred. Therefore, the power supply line can be turned off quickly after the dead short has occurred. You can

本発明によれば、デッドショート発生後に迅速に電源ラインを遮断することができる。 According to the present invention, it is possible to quickly shut off the power supply line after a dead short circuit occurs.

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。 The present invention has been briefly described above. Further, the details of the present invention will be further clarified by reading through a mode for carrying out the invention described below (hereinafter, referred to as “embodiment”) with reference to the accompanying drawings. ..

図１は、本発明の電源制御装置を組み込んだ電源装置を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a power supply device incorporating the power supply control device of the present invention. 図２は、図１に示す第１、第２デッドショート検知回路の詳細を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing details of the first and second dead short detection circuits shown in FIG. 図３（Ａ）は、デッドショートが発生したときの図２に示す比較回路の＋入力電圧、−入力電圧のタイムチャートであり、図３（Ｂ）は、電源のリセットや電源欠陥が発生したときの図２に示す比較回路の＋入力電圧、−入力電圧のタイムチャートである。FIG. 3A is a time chart of + input voltage and − input voltage of the comparison circuit shown in FIG. 2 when a dead short circuit occurs, and FIG. 3B is a power supply reset or power supply defect. 3 is a time chart of + input voltage and − input voltage of the comparison circuit shown in FIG. 図４は、図１に示す電源制御装置の実装例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an implementation example of the power supply control device illustrated in FIG. 1. 図５は、図１に示す第１、第２デッドショート検知回路の検知原理を説明するための説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the detection principle of the first and second dead short detection circuits shown in FIG. 図６（Ａ）は、Ｐｂバッテリとスイッチとの間の電源ラインでデッドショートが発生したときの第２デッドショート検知回路の比較回路の＋入力電圧、−入力電圧のタイムチャートであり、図６（Ｂ）は、Ｐｂバッテリとスイッチとの間の電源ラインでデッドショートが発生したときの第１デッドショート検知回路の比較回路の＋入力電圧、−入力のタイムチャートである。FIG. 6A is a time chart of the + input voltage and the − input voltage of the comparison circuit of the second dead short detection circuit when a dead short occurs in the power supply line between the Pb battery and the switch, and FIG. (B) is a time chart of + input voltage and-input of the comparison circuit of the first dead short detection circuit when a dead short occurs in the power supply line between the Pb battery and the switch. 図７は、デッドショートが発生したときの電流Ｉ、電圧Ｖ１、Ｖ２のタイムチャートである。FIG. 7 is a time chart of the current I and the voltages V1 and V2 when a dead short circuit occurs.

本発明に関する具体的な実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。 Specific embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１に示すように、本実施形態の電源装置１は、車両に搭載された電源としての２つのＬｉ（リチウム）バッテリ１１、Ｐｂ（鉛）バッテリ１２と、これらＬｉバッテリ１１、Ｐｂバッテリ１２間の電源ラインをオンオフする電源制御装置１３と、を備えている。 As shown in FIG. 1, the power supply device 1 according to the present embodiment includes two Li (lithium) batteries 11 and Pb (lead) batteries 12 as power sources mounted on a vehicle, and between the Li battery 11 and the Pb battery 12. And a power supply control device 13 for turning on and off the power supply line.

上記Ｌｉバッテリ１１、Ｐｂバッテリ１２は、図示しないオルタネータに対して並列に電気接続されている。なお、図示しないオルタネータは、電源制御装置１３よりもＰｂバッテリ１２側に接続されている。これにより、電源制御装置１３内のスイッチＳＷのオンオフにより、オルタネータからＬｉバッテリ１１への充電を制御することができる。 The Li battery 11 and the Pb battery 12 are electrically connected in parallel to an alternator (not shown). The alternator (not shown) is connected to the Pb battery 12 side of the power supply control device 13. As a result, the charging of the Li battery 11 from the alternator can be controlled by turning on/off the switch SW in the power supply control device 13.

電源制御装置１４は、スイッチＳＷと、ドライバＤと、第１、第２デッドショート検知回路１３１、１３２と、制御部１３３と、を備えている。 The power supply control device 14 includes a switch SW, a driver D, first and second dead short detection circuits 131 and 132, and a control unit 133.

スイッチＳＷは、Ｌｉバッテリ１１、Ｐｂバッテリ１２間の電源ラインをオンオフするスイッチである。スイッチＳＷは、Ｌｉバッテリ１１に接続されたＤＣＤＣコンバータ１４と、Ｐｂバッテリ１２と、の間に接続され、オフすると図示しないオルタネータからＬｉバッテリ１１への電源（充電）が遮断される。 The switch SW is a switch that turns on and off the power supply line between the Li battery 11 and the Pb battery 12. The switch SW is connected between the DCDC converter 14 connected to the Li battery 11 and the Pb battery 12, and when turned off, the power (charging) from the not-shown alternator to the Li battery 11 is cut off.

スイッチＳＷは、ソースがバックツーバック接続され、寄生ダイオードの向きが逆向きに接続された２つのＦＥＴＱから構成されている。この２つのＦＥＴＱのソースは、ドライバＤに接続されている。また、２つのＦＥＴＱの一方のドレインがＬｉバッテリ１１又はＰｂバッテリ１２の一方に接続され、他方のドレインがＬｉバッテリ１１又はＰｂバッテリ１２の他方に接続されている。また、２つのＦＥＴＱのゲートは、共通接続され、ドライバＤに接続されている。 The switch SW is composed of two FETs Q whose sources are back-to-back connected and whose parasitic diodes are connected in opposite directions. The sources of the two FETQs are connected to the driver D. Further, one drain of the two FETQ is connected to one of the Li battery 11 and the Pb battery 12, and the other drain is connected to the other of the Li battery 11 and the Pb battery 12. The gates of the two FETs Q are commonly connected and connected to the driver D.

ドライバＤは各々、後述する第１、第２デッドショート検知回路１３１、１３２や制御部１３３からの制御により、２つのＦＥＴＱのゲート−ソース間に電圧を印加する。ゲート及びソースが各々共通接続された２つのＦＥＴＱは、ドライバＤの制御により同時にオンオフする。 The driver D applies a voltage between the gate and source of the two FETQ under the control of the first and second dead short detection circuits 131 and 132 and the control unit 133, which will be described later. The two FETs Q whose gates and sources are commonly connected are turned on and off at the same time under the control of the driver D.

第１デッドショート検知回路１３１は、スイッチＳＷの両端のうちＬｉバッテリ１１側の電圧Ｖ１、Ｖ２に基づいて、電源ラインのデッドショートを検知する回路である。第２デッドショート検知回路１３２は、スイッチＳＷの両端のうちＰｂバッテリ１２側の電圧Ｖ２に基づいて、電源ラインのデッドショートを検知する回路である。 The first dead short detection circuit 131 is a circuit that detects a dead short in the power supply line based on the voltages V1 and V2 on the Li battery 11 side of both ends of the switch SW. The second dead short detection circuit 132 is a circuit that detects a dead short in the power supply line based on the voltage V2 on the Pb battery 12 side of both ends of the switch SW.

次に、第１、第２デッドショート検知回路１３１、１３２の詳細な構成について図２を参照して説明する。第１、第２デッドショート検知回路１３１、１３２は、本実施形態では同様の構成をしている。第１、第２デッドショート検知回路１３１、１３２は各々、２つのＣＲ回路（フィルタ回路）１３Ａ、１３Ｂと、２つのＣＲ回路１３Ａ、１３Ｂの出力を比較する比較回路１３Ｃと、を有している。 Next, a detailed configuration of the first and second dead short detection circuits 131 and 132 will be described with reference to FIG. The first and second dead short detection circuits 131 and 132 have the same configuration in this embodiment. Each of the first and second dead short detection circuits 131 and 132 has two CR circuits (filter circuits) 13A and 13B and a comparison circuit 13C that compares the outputs of the two CR circuits 13A and 13B. ..

２つのＣＲ回路１３Ａ、１３Ｂは、互いに異なる時定数を有していて、電圧Ｖ１、Ｖ２の変動率を各々異なる時定数で変化させる。ＣＲ回路１３Ａは、抵抗Ｒ１１、Ｒ２１及びコンデンサＣ１から構成されている。抵抗Ｒ１１、Ｒ２１は、互いに直列接続され、抵抗Ｒ２１にコンデンサＣ１が並列接続されている。このＣＲ回路１３Ａの出力が比較回路１３Ｃの＋入力に接続される。 The two CR circuits 13A and 13B have different time constants, and change the fluctuation rates of the voltages V1 and V2 with different time constants. The CR circuit 13A is composed of resistors R11, R21 and a capacitor C1. The resistors R11 and R21 are connected in series with each other, and the capacitor C1 is connected in parallel to the resistor R21. The output of the CR circuit 13A is connected to the + input of the comparison circuit 13C.

ＣＲ回路１３Ｂは、抵抗Ｒ１２、Ｒ２２及びコンデンサＣ２から構成されている。抵抗Ｒ１２、Ｒ２２は、互いに直列接続され、抵抗Ｒ２２にコンデンサＣ２が並列接続されている。このＣＲ回路１３Ｂの出力が、比較回路１３Ｃの−入力に接続される。また、抵抗Ｒ１１及びＲ１２の一端は共通接続され、第１デッドショート検知回路１４１の場合は電圧Ｖ１が印加され、第２デッドショート検知回路１４２の場合は電圧Ｖ２が印加される。 The CR circuit 13B is composed of resistors R12 and R22 and a capacitor C2. The resistors R12 and R22 are connected in series with each other, and the capacitor C2 is connected in parallel to the resistor R22. The output of the CR circuit 13B is connected to the-input of the comparison circuit 13C. Further, one ends of the resistors R11 and R12 are commonly connected, and the voltage V1 is applied in the case of the first dead short detection circuit 141, and the voltage V2 is applied in the case of the second dead short detection circuit 142.

なお、本実施形態では、電圧Ｖ１又はＶ２が一定のとき、比較回路１３Ｃの−入力に供給される電圧が＋入力に供給される電圧より高くなるようにＣＲ回路１３Ａ、１３Ｂの抵抗値や容量が設定されている。また、比較回路１３Ｃの−入力に接続されるＣＲ回路１３Ｂの方が、＋入力に接続されるＣＲ回路１３Ａよりも時定数が小さくなるように設定されている。 In this embodiment, when the voltage V1 or V2 is constant, the resistance value or capacitance of the CR circuits 13A and 13B is set so that the voltage supplied to the-input of the comparison circuit 13C becomes higher than the voltage supplied to the + input. Is set. Further, the CR circuit 13B connected to the-input of the comparison circuit 13C is set so that the time constant is smaller than that of the CR circuit 13A connected to the + input.

図１に示すように、比較回路１３Ｃは、出力がドライバＤに接続される。本実施形態では、ドライバＤは、比較回路１３Ｃの−入力電圧が＋入力電圧よりも大きいときにスイッチＳＷをオンする。また、ドライバＤは、−入力電圧が＋入力電圧よりも低くなり、比較回路１３Ｃの出力が反転するとスイッチＳＷをオフする。 As shown in FIG. 1, the output of the comparison circuit 13C is connected to the driver D. In the present embodiment, the driver D turns on the switch SW when the − input voltage of the comparison circuit 13C is higher than the + input voltage. Further, the driver D turns off the switch SW when the − input voltage becomes lower than the + input voltage and the output of the comparison circuit 13C is inverted.

次に、上述した構成の第１、第２デッドショート検知回路１３１、１３２の検知原理について図３を参照して説明する。なお、図３において、点線が比較回路１３Ｃの−入力電圧を示し、実線が比較回路１３Ｃの＋入力電圧を示す。 Next, the detection principle of the first and second dead short detection circuits 131 and 132 having the above-described configuration will be described with reference to FIG. In addition, in FIG. 3, the dotted line shows the − input voltage of the comparison circuit 13C, and the solid line shows the + input voltage of the comparison circuit 13C.

第１、第２デッドショート検知回路１３１、１３２は、電圧Ｖ１又はＶ２の電圧変動（電圧低下）が予め規定した電圧変動範囲内のときにデッドショートを検知する回路である。本実施形態では、デッドショート発生時に生じる電圧Ｖ１又はＶ２の５Ｖ／５μｓ程度の電圧変動を予め規定した電圧変動範囲としている。 The first and second dead short detection circuits 131 and 132 are circuits that detect a dead short when the voltage fluctuation (voltage drop) of the voltage V1 or V2 is within a predetermined voltage fluctuation range. In the present embodiment, the voltage fluctuation of about 5V/5 μs of the voltage V1 or V2 that occurs when a dead short circuit occurs is set as the predetermined voltage fluctuation range.

電圧Ｖ１又はＶ２が一定の正常時は、比較回路１３Ｃの−入力電圧の方が＋入力電圧よりも高くなる。このときの比較回路１３Ｃの出力によりドライバＤはスイッチＳＷをオンする。 When the voltage V1 or V2 is constant, the − input voltage of the comparison circuit 13C is higher than the + input voltage. The driver D turns on the switch SW by the output of the comparison circuit 13C at this time.

一方、デッドショートが発生すると、電圧Ｖ１又はＶ２は、５Ｖ／５μｓ程度で０まで変化する。このとき、時定数が小さいＣＲ回路１３Ｂが接続される−入力電圧の方が、時定数が大きいＣＲ回路１３Ｃが接続される＋入力電圧に比べて電圧低下が早くなる。このために、図３（Ａ）に示すように、電圧Ｖ１又はＶ２が０になるまでの間に、−入力電圧の方が＋入力電圧よりも低くなり、比較回路１３Ｃの出力が反転して、スイッチＳＷをオフすることができる。 On the other hand, when a dead short circuit occurs, the voltage V1 or V2 changes to 0 in about 5V/5 μs. At this time, the voltage drop of the − input voltage to which the CR circuit 13B having a small time constant is connected is faster than the voltage drop of the + input voltage to which the CR circuit 13C having a large time constant is connected. Therefore, as shown in FIG. 3A, the − input voltage becomes lower than the + input voltage until the voltage V1 or V2 becomes 0, and the output of the comparison circuit 13C is inverted. , The switch SW can be turned off.

一方、リセットや電源欠陥などにより電圧Ｖ１又はＶ２が５Ｖ／５μｓよりも緩やかに変動した場合、図３（Ｂ）に示すように、電圧Ｖ１又はＶ２が０になるまでの間に、−入力電圧が＋入力電圧よりも低くなることはない。このため、比較回路１３Ｃの出力は反転せずにデッドショート以外の電圧変化でスイッチがオフすることはない。 On the other hand, when the voltage V1 or V2 fluctuates more slowly than 5 V/5 μs due to reset or power supply defect, as shown in FIG. Is never less than the + input voltage. Therefore, the output of the comparison circuit 13C is not inverted and the switch is not turned off by a voltage change other than dead short.

上述した予め規定した電圧変動範囲は、各ＣＲ回路１３Ａ、１３Ｂの時定数により調整することができる。 The above-mentioned predetermined voltage fluctuation range can be adjusted by the time constant of each CR circuit 13A, 13B.

制御部１３３は、マイクロコンピュータから構成され、外部機器との通信などによりスイッチＳＷのオンオフを制御する。 The control unit 133 is composed of a microcomputer, and controls on/off of the switch SW through communication with an external device or the like.

次に、上述した電源制御装置１３の実装例について図４を参照して説明する。同図に示すように、電源制御装置１３は、１つの基板１３４に、バスバＢ１、Ｂ２と、上述したスイッチＳＷと、上述したドライバＤ、第１、第２デッドショート検知回路１３１、１３２、制御部１３３と、が搭載されている。 Next, an implementation example of the above-described power supply control device 13 will be described with reference to FIG. As shown in the figure, the power supply control device 13 includes, on one board 134, bus bars B1 and B2, the above-mentioned switch SW, the above-mentioned driver D, the first and second dead short detection circuits 131 and 132, and control. The unit 133 is mounted.

バスバＢ１、Ｂ２は、スイッチＳＷと、Ｌｉバッテリ１１とを接続するためのバスバである。バスバＢ１には、図示しない電線を介してＬｉバッテリ１１が接続される。バスバＢ２は、スイッチＳＷと、Ｐｂバッテリ１２とを接続するためのバスバである。バスバＢ２には、図示しない電線を介してＰｂバッテリ１２が接続される。 The bus bars B1 and B2 are bus bars for connecting the switch SW and the Li battery 11. The Li battery 11 is connected to the bus bar B1 via an electric wire (not shown). The bus bar B2 is a bus bar for connecting the switch SW and the Pb battery 12. The Pb battery 12 is connected to the bus bar B2 via an electric wire (not shown).

スイッチは、基板１３４上のバスバＢ１とバスバＢ２との間に配置される。そして、上記バスバＢ２のスイッチＳＷから離れた側に上述したドライバＤ、第１、第２デッドショート検知回路１３１、１３２、制御部１３３が搭載される制御エリアＡ１が設けられている。 The switch is arranged on the board 134 between the bus bar B1 and the bus bar B2. A control area A1 in which the driver D, the first and second dead short detection circuits 131 and 132, and the control unit 133 are mounted is provided on the side of the bus bar B2 away from the switch SW.

上述した第１デッドショート検知回路１３１は、バスバＢ１に接続され、このバスバＢ１の電圧Ｖ１に基づいてバッテリ１１、１２間の電源ラインのデッドショートを検知する。また、第２デッドショート検知回路１３２は、バスバＢ２に接続され、このバスバＢ２の電圧Ｖ２に基づいてバッテリ１１、１２間の電源ラインのデッドショートを検知する。上述した実施形態によれば、２つの第１、第２デッドショート検知回路１３１、１３２を用いてデッドショートを検知することにより、デッドショート発生後に迅速に電源ラインを遮断することができる。 The first dead short detection circuit 131 described above is connected to the bus bar B1 and detects a dead short in the power supply line between the batteries 11 and 12 based on the voltage V1 of the bus bar B1. The second dead short detection circuit 132 is connected to the bus bar B2, and detects a dead short circuit of the power supply line between the batteries 11 and 12 based on the voltage V2 of the bus bar B2. According to the above-described embodiment, by detecting the dead short using the two first and second dead short detection circuits 131 and 132, it is possible to quickly cut off the power supply line after the dead short occurs.

この理由について図５及び図６を参照して以下説明する。今、図５に示すように、Ｐｂバッテリ１２とスイッチＳＷとの間の電源ラインであるバスバＢ２とＰｂバッテリ１２とを接続する電線にデッドショートが発生した場合について説明する。電線にはインダクタンス成分があり、図５に示すように、電線にデッドショートが発生すると、第２デッドショート検知回路１３２の電圧Ｖ２の検知地点Ｐ２においてショート電流Ｉの下流側のインダクタンスが、上流側のインダクタンスに比べて小さくなる。このため、検知地点Ｐ２の電圧Ｖ２が急峻に低下する。なお、電源ラインに流れる電流Ｉはインダクタンスにより立ち上がりが遅れる。 The reason for this will be described below with reference to FIGS. Now, as shown in FIG. 5, a case where a dead short circuit occurs in an electric wire connecting the bus bar B2, which is a power supply line between the Pb battery 12 and the switch SW, and the Pb battery 12 will be described. The electric wire has an inductance component, and as shown in FIG. 5, when a dead short circuit occurs in the electric wire, the inductance on the downstream side of the short current I at the detection point P2 of the voltage V2 of the second dead short detection circuit 132 becomes It becomes smaller than the inductance of. Therefore, the voltage V2 at the detection point P2 drops sharply. The rise of the current I flowing through the power supply line is delayed due to the inductance.

第１デッドショート検知回路１３１の電圧Ｖ１の検知地点Ｐ１においても、ショート電流Ｉの下流側のインダクタンスが上流側のインダクタンスに比べて小さくなる。しかしながら、検知地点Ｐ１は、検知地点Ｐ２に比べてショート発生箇所から遠いため、下流側のインダクタンスが検知地点Ｐ１に比べると大きい。このため、検知地点Ｐ１の電圧Ｖ１も低下するが、電圧Ｖ２の低下に比べて緩やかになる。 Also at the detection point P1 of the voltage V1 of the first dead short detection circuit 131, the inductance on the downstream side of the short current I becomes smaller than the inductance on the upstream side. However, since the detection point P1 is farther from the short circuit occurrence point than the detection point P2, the inductance on the downstream side is larger than that of the detection point P1. Therefore, the voltage V1 at the detection point P1 also decreases, but becomes more gradual than the decrease in the voltage V2.

このため、図６に示すように、デッドショート発生箇所に近い第２デッドショート検知回路１３２の比較回路１３Ｃの出力がデッドショート発生箇所から遠い第１デッドショート検知回路１３１の比較回路１３Ｃの出力よりも早く反転する。これにより、迅速にスイッチＳＷがオフして、デッドショートが発生したバッテリ１１、１２間の電源ラインを遮断することができる。スイッチＳＷがオフされるとデッドショートを遮断できるため、デッドショートから離れた側の電圧Ｖ１は上昇し、図６（Ｂ）に示すように、第１デッドショート検知回路１３１の比較回路１３Ｃの出力は反転しない。 Therefore, as shown in FIG. 6, the output of the comparison circuit 13C of the second dead short detection circuit 132 close to the dead short occurrence location is greater than the output of the comparison circuit 13C of the first dead short detection circuit 131 far from the dead short occurrence location. Also flips quickly. As a result, the switch SW is quickly turned off, and the power supply line between the batteries 11 and 12 in which the dead short has occurred can be cut off. Since the dead short can be cut off when the switch SW is turned off, the voltage V1 on the side away from the dead short rises, and as shown in FIG. 6B, the output of the comparison circuit 13C of the first dead short detection circuit 131. Does not flip.

上述した実施形態によれば、デッドショートが発生すると、電流Ｉはゆっくり立ち上がるのに対して、スイッチＳＷの両端の電圧Ｖ１、Ｖ２は急峻に低下する。また、スイッチＳＷの両端のうちデッドショートが発生している箇所に近い方が、より急峻に電圧低下する。これにより、２つのデッドショート検知回路１３１、１３２のうちデッドショートが発生した箇所に近い方が早く、比較回路１３Ｃが反転してスイッチＳＷを遮断することができるため、デッドショート発生後に迅速に電源ラインを遮断することができる。 According to the above-described embodiment, when a dead short circuit occurs, the current I rises slowly, while the voltages V1 and V2 across the switch SW drop sharply. Further, the voltage nearer to the location where the dead short has occurred on both ends of the switch SW drops sharply. As a result, the one of the two dead short detection circuits 131 and 132 that is closer to the location where the dead short has occurred is faster, and the comparison circuit 13C can be inverted to shut off the switch SW. The line can be cut off.

上述した電源制御装置１４の効果について図７を参照して以下説明する。図７は、図５と同様の電源ラインを１０ｍΩで地絡させてデッドショートを発生させた際の電流Ｉ、電圧Ｖ１、Ｖ２を測定した結果を示すタイムチャートである。同図に示すように、デッドショート（地絡）発生からスイッチＳＷの遮断までの遮断遅延時間Ｔ１を約５０μｓにすることができる。 The effects of the power supply control device 14 described above will be described below with reference to FIG. 7. FIG. 7 is a time chart showing the results of measuring the current I and the voltages V1 and V2 when the same power supply line as in FIG. 5 is grounded to 10 mΩ to cause a dead short. As shown in the figure, the cutoff delay time T1 from the occurrence of a dead short (ground fault) to the cutoff of the switch SW can be set to about 50 μs.

これにより、デッドショート発生時の電流Ｉを１６０Ａ以下に抑えることができる。１０ｍΩで地絡させた場合、Ｐｂバッテリ１２の電圧を１２Ｖとすると、飽和電流は１２Ｖ／１０ｍΩ＝１２００Ａとなる。上述した１６０Ａは、この飽和電流１２００Ａよりも遙かに低い電流であるため、機器へのダメージを低減することができる。 As a result, the current I when a dead short occurs can be suppressed to 160 A or less. When the Pb battery 12 has a voltage of 12 V when the ground fault is 10 mΩ, the saturation current is 12 V/10 mΩ=1200 A. Since 160 A described above is a current much lower than the saturation current 1200 A, damage to the device can be reduced.

また、スイッチＳＷをオフにすると電線のインダクタに蓄えられていたエネルギーがスイッチＳＷに逆起電力としてかかってくるため、電圧Ｖ１は、定常電圧より一瞬高くなった後、定常電圧に戻る。このスイッチＳＷのオフから定常電圧に戻るまでのアバランシェ時間Ｔ２も６μｓと非常に短くすることができる。 Further, when the switch SW is turned off, the energy stored in the inductor of the electric wire is applied to the switch SW as a back electromotive force, so that the voltage V1 momentarily becomes higher than the steady voltage and then returns to the steady voltage. The avalanche time T2 from when the switch SW is turned off to when it returns to the steady voltage can also be made extremely short at 6 μs.

なお、上述した実施形態によれば、フィルタ回路としてＣＲ回路１３Ａ、１３Ｂを用いていたが、これに限ったものではない。フィルタ回路としては、電圧Ｖ１、Ｖ２の変動率を変化できるものであればよく、ＣＬ回路などであってもよい。 According to the above-described embodiment, the CR circuits 13A and 13B are used as the filter circuit, but the present invention is not limited to this. The filter circuit may be any circuit as long as it can change the fluctuation rate of the voltages V1 and V2, and may be a CL circuit or the like.

また、上述した実施形態によれば、スイッチＳＷは２つのバッテリ１１、１２間の電源ラインに設けられていたが、これに限ったものではない。スイッチＳＷは、電源ラインに設けられていればよく、電源と負荷との間に設けてもよい。 Further, according to the above-described embodiment, the switch SW is provided in the power supply line between the two batteries 11 and 12, but the invention is not limited to this. The switch SW has only to be provided in the power supply line, and may be provided between the power supply and the load.

ここで、上述した本発明に係る電源制御装置の実施形態の特徴をそれぞれ以下［１］に簡潔に纏めて列記する。
［１］
電源ラインをオンオフするスイッチ（ＳＷ）と、
前記スイッチ（ＳＷ）の両端のうち一方の電圧（Ｖ１）に基づいて前記電源ラインのデッドショートを検知して前記スイッチ（ＳＷ）をオフする第１デッドショート検知回路（１３１）と、
前記スイッチ（ＳＷ）の両端のうち他方の電圧（Ｖ２）に基づいて前記電源ラインのデッドショートを検知して前記スイッチ（ＳＷ）をオフする第２デッドショート検知回路（１３２）と、を備え、
前記第１デッドショート検知回路（１３１）及び前記第２デッドショート検知回路（１３２）は各々、
前記電圧（Ｖ１、Ｖ２）の変動率を各々変化させる、時定数が互いに異なる２つのフィルタ回路（１３Ａ、１３Ｂ）と、前記２つのフィルタ回路（１３Ａ、１３Ｂ）の出力を比較する比較回路（１３Ｃ）と、を有している、
電源制御装置（１３）。 Here, the features of the above-described embodiment of the power supply control device according to the present invention will be briefly summarized and listed in [1] below.
[1]
A switch (SW) that turns the power line on and off,
A first dead short detection circuit (131) for detecting a dead short of the power supply line based on a voltage (V1) at one end of the switch (SW) and turning off the switch (SW);
A second dead short detection circuit (132) that turns off the switch (SW) by detecting a dead short of the power supply line based on the other voltage (V2) of both ends of the switch (SW),
The first dead short detection circuit (131) and the second dead short detection circuit (132) respectively,
Two filter circuits (13A, 13B) having different time constants for changing the fluctuation rates of the voltages (V1, V2) and a comparison circuit (13C) for comparing the outputs of the two filter circuits (13A, 13B). ), and have,
Power control device (13).

１３１ 第１デッドショート検知回路
１３２ 第２デッドショート検知回路
１３Ａ、１３Ｂ ＣＲ回路（フィルタ回路）
１３Ｃ 比較回路
ＳＷ スイッチ
Ｖ１ 電圧（スイッチの両端のうち一方の電圧）
Ｖ２ 電圧（スイッチの両端のうち他方の電圧） 131 First Dead Short Detection Circuit 132 Second Dead Short Detection Circuit 13A, 13B CR Circuit (Filter Circuit)
13C Comparison circuit SW switch V1 voltage (one voltage of both ends of switch)
V2 voltage (the voltage of the other end of the switch)

Claims (1)

電源ラインをオンオフするスイッチと、
前記スイッチの両端のうち一方の電圧に基づいて前記電源ラインのデッドショートを検知して前記スイッチをオフする第１デッドショート検知回路と、
前記スイッチの両端のうち他方の電圧に基づいて前記電源ラインのデッドショートを検知して前記スイッチをオフする第２デッドショート検知回路と、を備え、
前記第１デッドショート検知回路及び前記第２デッドショート検知回路は各々、
前記電圧の変動率を各々変化させる、時定数が互いに異なる２つのフィルタ回路と、前記２つのフィルタ回路の出力を比較する比較回路と、を有している、
電源制御装置。 A switch that turns the power line on and off,
A first dead short detection circuit that detects a dead short in the power supply line based on the voltage of one of both ends of the switch and turns off the switch;
A second dead short detection circuit that turns off the switch by detecting a dead short in the power supply line based on the voltage of the other of the two ends of the switch,
Each of the first dead short detection circuit and the second dead short detection circuit,
It has two filter circuits having different time constants, each of which changes the fluctuation rate of the voltage, and a comparison circuit for comparing the outputs of the two filter circuits.
Power control device.
JP2019021582A 2019-02-08 2019-02-08 power control unit Active JP7181114B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019021582A JP7181114B2 (en) 2019-02-08 2019-02-08 power control unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019021582A JP7181114B2 (en) 2019-02-08 2019-02-08 power control unit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020129907A true JP2020129907A (en) 2020-08-27
JP7181114B2 JP7181114B2 (en) 2022-11-30

Family

ID=72174997

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019021582A Active JP7181114B2 (en) 2019-02-08 2019-02-08 power control unit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7181114B2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002044872A (en) * 2000-07-25 2002-02-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd Protection device of secondary battery
JP2007043805A (en) * 2005-08-02 2007-02-15 Atsumi Electric Co Ltd Overcurrent protecting circuit of dc power supply
JP2017144860A (en) * 2016-02-17 2017-08-24 株式会社オートネットワーク技術研究所 Switch device for on-vehicle power source and on-vehicle power source device
JP2017216791A (en) * 2016-05-31 2017-12-07 株式会社オートネットワーク技術研究所 Relay device and power supply unit

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002044872A (en) * 2000-07-25 2002-02-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd Protection device of secondary battery
JP2007043805A (en) * 2005-08-02 2007-02-15 Atsumi Electric Co Ltd Overcurrent protecting circuit of dc power supply
JP2017144860A (en) * 2016-02-17 2017-08-24 株式会社オートネットワーク技術研究所 Switch device for on-vehicle power source and on-vehicle power source device
JP2017216791A (en) * 2016-05-31 2017-12-07 株式会社オートネットワーク技術研究所 Relay device and power supply unit

Also Published As

Publication number Publication date
JP7181114B2 (en) 2022-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5851821B2 (en) Charge / discharge control circuit and battery device
US9575110B2 (en) Insulation detecting device and insulation detecting method of non-grounded power supply
US8054605B2 (en) Power supply controller
US9401705B2 (en) Gate driving device
JP4398432B2 (en) Charge / discharge control circuit and rechargeable power supply
US8988053B2 (en) Multiphase DC-to-DC converter
CN106484017B (en) Semiconductor integrated circuit for voltage stabilizer
US20120212871A1 (en) Overcurrent detecting circuit and battery pack
US9748789B2 (en) Charging/discharging control circuit, charging/discharging control device, and battery device
US9712041B2 (en) Apparatuses and methods for over-current protection of DC-DC voltage converters
EP3190680B1 (en) Battery protection circuit
JP2017538390A (en) Battery device
EP3268753B1 (en) Current restriction
US20210006242A1 (en) Current detection circuit, current detection method, and semiconductor module
US9627962B2 (en) Fast blocking switch
US9374077B2 (en) Switch circuit, semiconductor device, and battery device
US9985431B2 (en) Bidirectional current limiter
CN109196751B (en) Charging device and terminal
JP4293197B2 (en) DC power supply holding circuit
JP2020129907A (en) Power supply controller
US11791653B2 (en) Power supply control apparatus
JP2009077610A (en) Charge/discharge protection circuit and battery pack
KR20150005868A (en) Regenerative braking system for fuel cell vehicle and method for controlling the same
JP7182089B2 (en) power control unit
KR101466305B1 (en) Diode monitoring system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220118

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20221028

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20221115

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221117

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7181114

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350