JP2020157907A

JP2020157907A - 車載電源装置

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Publication number: JP2020157907A
Application number: JP2019058820A
Authority: JP
Inventors: 圭弥坂本; Keiya Sakamoto
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2019-03-26
Filing date: 2019-03-26
Publication date: 2020-10-01
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Abstract

【課題】低ゲートソース電圧でのオン抵抗が低いＭＯＳＦＥＴを使わなくても、安定した電圧を出力できる車載電源装置を提供する。【解決手段】スイッチ素子としてＭＯＳＦＥＴを備え、バッテリ２からの電圧が入力され、スイッチ素子のオンオフ動作により、入力された電圧を動作対象装置が動作する電圧に降圧して動作対象装置へ出力する降圧回路１４０と、降圧回路１４０の作動を制御する制御ＩＣ１３０と、降圧回路１４０と並列に設けられ、バッテリ２からの電圧が入力され、入力された電圧を昇圧して制御ＩＣ１３０に出力する昇圧電源部１５０とを備える車載電源装置である。【選択図】図１

Description

車載電源装置に関し、特に、バッテリの電圧を、動作対象機器に必要な電圧に調整して動作対象機器に供給する車載電源装置に関する。

車載電源装置において、アイドルストップからの復帰時など、一時的に電圧が低下するブラウンアウトが生じると、車載電源装置から電子制御装置に供給される電圧がリセット電圧を下回る恐れがある。電子制御装置に供給される電圧がリセット電圧を下回ると、電子制御装置でリセットが発生してしまう。

そこで、電子制御装置に供給する電圧が一時的に低下してしまうことを防ぐために、特許文献１には、バッテリに一次降圧回路を接続する技術が開示されている。特許文献１に記載された技術では、この一次降圧回路が出力する電圧を、アイドルストップからの復帰時のブラウンアウトにて想定される最大の電圧降下量と、ダイオードの電圧ドロップによる最大の電圧降下量との合計量を、電源電圧から減じた電圧よりも低い電圧としている。これにより、一次降圧回路に入力される電圧が、一次降圧回路が出力する電圧よりも低くなってしまうことが抑制される。よって、一次降圧回路が出力する電圧が安定するので、二次の降圧回路あるいは昇圧回路が出力する電圧も安定する。

特開２０１７−４３３４２号公報

特許文献１に記載された技術では、バッテリ電圧の低下時には一次降圧回路の入出力電圧差が小さくなる。バッテリ電圧の低下に伴い、一次降圧回路が備えるＭＯＳＦＥＴのゲートソース電圧も低くなる。ゲートソース電圧が低くなるとＭＯＳＦＥＴは能動領域に近い領域で動作する。ＭＯＳＦＥＴは、能動領域に近い領域ではオン抵抗値が大きくなる。オン抵抗値が大きくなると、同じ電流でもＭＯＳＦＥＴでの電圧降下が大きくなる。ＭＯＳＦＥＴで降下する電圧は、降圧回路の入出力電圧差よりも小さくなっていなければならない。したがって、入出力電圧差が小さい特許文献１の一次降圧回路には、低いゲートソース電圧でもオン抵抗値が大きくならないＭＯＳＦＥＴを使用する必要がある。しかし、このようなＭＯＳＦＥＴは高価である。

本開示は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、低ゲートソース電圧でのオン抵抗が低いＭＯＳＦＥＴを使わなくても、安定した電圧を出力できる車載電源装置を提供することにある。

上記目的は独立請求項に記載の特徴の組み合わせにより達成され、また、下位請求項は更なる有利な具体例を規定する。特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一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、開示した技術的範囲を限定するものではない。

上記目的を達成するための１つの開示は、スイッチ素子としてＭＯＳＦＥＴ（１４１、１４２）を備え、バッテリ（２）からの電圧が入力され、スイッチ素子のオンオフ動作により、入力された電圧を動作対象装置（１７０）が動作する電圧に降圧して動作対象装置へ出力する降圧回路（１４０）と、
降圧回路の作動を制御する制御部（１３０）と、
降圧回路と並列に設けられ、バッテリからの電圧が入力され、入力された電圧を昇圧して制御部に出力する昇圧電源部（１５０）とを備える車載電源装置である。

この車載電源装置は、バッテリからの電圧を昇圧する昇圧電源部を備えており、制御部には、昇圧電源部で昇圧された電圧が入力される。この構成により、バッテリ電圧が低下しても、低下した電圧は昇圧電源部により昇圧されて制御部に入力される。したがって、バッテリ電圧が一時的に低下しても、制御部に入力される電圧は、昇圧電源部を介さずに降圧回路にバッテリ電圧が入力される場合に比較して高くなる。

バッテリ電圧の一時的な低下時に降圧回路に入力される電圧を高くできるので、降圧回路が備えるＭＯＳＦＥＴに、低ゲートソース電圧でもオン抵抗が低いものを使用しなくても、制御部は、このＭＯＳＦＥＴをオンオフ制御できる。したがって、低ゲートソース電圧でのオン抵抗が低いＭＯＳＦＥＴを使わなくても、安定した電圧を出力できる。

また、昇圧電源部は降圧回路と並列に設けられているので、昇圧電源部で昇圧された電圧は降圧回路には入力されない。降圧回路は動作対象装置に大電流が流れる場合、降圧回路にも大電流が流れる。したがって、昇圧電源部が降圧回路に直列に接続されている場合、降圧回路に大電流が流れると、昇圧電源部にも大電流が流れることになり、消費電流が大きくなる。しかし、上記車載装置は、昇圧電源部は降圧回路と並列に設けられているので、昇圧電源部における消費電流の増加も抑制される。

車載電源装置１１０を備えたＥＣＵ１００の構成を示す図である。昇圧電源部１５０とメイン降圧電源部１２０の具体的構成の一例を示す図である。比較例の構成を示す図である。実施形態と比較例の点Ａの電圧Ｖ_Ａなどを示す表である。比較例のＥＣＵにおいてオフ、スタンバイ、通常動作状態の消費電流量などを説明する図である。ＥＣＵ１００において、オフ、スタンバイ、通常動作状態の消費電流量などを説明する図である。

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、車載電源装置１１０を備えたＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００の構成を示す図である。このＥＣＵ１００は、車両に搭載される。ＥＣＵ１００が実行する処理は、たとえば、画像表示装置に画像を描画する処理である。

［ＥＣＵ１００の構成］
ＥＣＵ１００には、バッテリ２から電力が供給される。ノード１０１はバッテリ２と電気的に接続されている。以下、「接続」は電気的に接続されている意味で用いる。バッテリ２から供給される電力はノード１０１から、ＥＣＵ１００内の電子部品に供給される。ノード１０１にはダイオード１０２が接続されている。

ダイオード１０２はバッテリ２への電流の逆流を防ぐために設けられている。ダイオード１０２のカソード端子にコンデンサ１０３の一方の端子が接続されている。コンデンサ１０３の他方の端子は接地されている。コンデンサ１０３は、ブラウンアウトや瞬断など、一時的にバッテリ２からの電圧が低下したときに下流に電力を供給する。

ＥＣＵ１００は、車載電源装置１１０、メインコンピュータ１７０、サブコンピュータ１８１、車載通信回路１８２、ＵＳＢポート１９１、カメラポート１９２を備えている。

車載電源装置１１０は、メイン降圧電源部１２０、昇圧電源部１５０、サブ降圧電源部１６０、降圧回路１６１を備えている。メイン降圧電源部１２０は、制御ＩＣ１３０と降圧回路１４０を備えている。制御ＩＣ１３０には、昇圧電源部１５０で昇圧された電圧が入力される。制御ＩＣ１３０は、降圧回路１４０の作動をオンオフ制御する制御部である。降圧回路１４０は、ダイオード１０２を介してバッテリ２に接続されている。降圧回路１４０はＤＣ−ＤＣコンバータであり、入力される電圧を、所定の電圧に降圧してメインコンピュータ１７０に出力する。つまり、メイン降圧電源部１２０が出力する電圧で動作する動作対象装置はメインコンピュータ１７０である。降圧回路１４０が出力する電圧は、本実施形態では３．３Ｖである。

昇圧電源部１５０は、ダイオード１０２を介してバッテリ２に接続されており、降圧回路１４０とは並列にバッテリ２に接続されている。昇圧電源部１５０は入力される電圧を昇圧して出力する。昇圧電源部１５０が出力する電圧は、本実施形態では１６Ｖである。昇圧電源部１５０は、ＥＣＵ１００が備える高い電圧を必要とする電子部品へ電圧を供給するために設けられている。この高い電圧を必要とする電子部品は、具体的には、ＵＳＢポート１９１とカメラポート１９２である。また、昇圧電源部１５０が出力する電圧は、制御ＩＣ１３０にも入力される。一方、昇圧電源部１５０が出力する電圧は降圧回路１４０には入力されない。

サブ降圧電源部１６０には、昇圧電源部１５０で昇圧された電圧が入力される。サブ降圧電源部１６０は、入力された電圧を降圧してサブコンピュータ１８１および車載通信回路１８２に入力する。サブ降圧電源部１６０が出力する電圧は、本実施形態では３．３Ｖである。サブ降圧電源部１６０は、電圧を降下させる降圧回路とその降圧回路の作動をオンオフ制御する制御部とを備えた構成である。

降圧回路１６１には、昇圧電源部１５０で昇圧された電圧が入力される。降圧回路１６１は、入力された電圧を降圧してＵＳＢポート１９１とカメラポート１９２に入力する。降圧回路１６１が出力する電圧は、本実施形態では９Ｖである。

メインコンピュータ１７０は、描画等を行うコンピュータであり、パワーマネジメントＩＣ（以下、ＰＭＩＣ）１７１、プロセッサ１７２、ＲＡＭ１７３、ＲＯＭ１７４を備える。ＰＭＩＣ１７１は、降圧回路１４０が出力した電圧を、複数種類の電圧に降圧し、降圧した電圧をメインコンピュータ１７０内の種々の電子部品に供給する。また、ＰＭＩＣ１７１は、入力された電圧を降圧しないでそのまま、メインコンピュータ１７０内の一部の電子部品に供給してもよい。ＰＭＩＣ１７１が降圧した後の電圧は、たとえば、１．８Ｖ、１．２５Ｖ、１．０５Ｖである。メインコンピュータ１７０は、スタンバイ状態と通常状態とが可能である。スタンバイ状態では、メインコンピュータ１７０が備える回路のうち、通常状態にて作動する回路の一部の動作が停止する。たとえば、スタンバイ状態では、ＲＡＭの状態を保持したまま、その状態を維持する機能と関係しない回路の作動が停止する。

ＲＯＭ１７４には、プロセッサ１７２が実行するプログラムが記憶されている。ＲＡＭ１７３は、プロセッサ１７２がプログラムを実行する際に、演算結果等を一時的に記憶する。プロセッサ１７２は、ＲＯＭ１７４に記憶されているプログラムを実行して、描画処理等の演算を行う。プロセッサ１７２は演算結果を示す信号を信号線１７５から出力する。この信号線１７５を介して、メインコンピュータ１７０は情報端末等の通信を行うこともできる。

サブコンピュータ１８１は、バックアップ電源を備えており、車載電源装置１１０のオンオフを制御する。詳しくは、車載電源装置１１０をオンさせる場合、サブコンピュータ１８１は、昇圧電源部１５０、サブ降圧電源部１６０、メイン降圧電源部１２０の制御ＩＣ１３０にイネーブル信号ＥＮを入力する。したがって、サブコンピュータ１８１は、昇圧電源部１５０の起動を制御する昇圧制御部である。また、サブコンピュータ１８１は、昇圧電源部１５０へ停止の昇圧動作の停止も指示する。

車載通信回路１８２は、信号線１８３を介してＥＣＵ１００の外部との通信を行う。車載通信回路１８２が外部との通信により受信する信号には、起動信号がある。車載通信回路１８２は受信した信号をサブコンピュータ１８１に提供する。

［昇圧電源部１５０の具体的構成］
図２には、昇圧電源部１５０とメイン降圧電源部１２０の具体的構成の一例を示している。昇圧電源部１５０は、コイル１５１とダイオード１５２とが直列に接続された構成を備えている。ダイオード１５２のカソード端子には、コンデンサ１５３の一端が接続されている。このコンデンサ１５３の他端は接地されている。また、コイル１５１とダイオード１５２との間の点にＭＯＳＦＥＴ１５４のドレイン端子が接続されている。このＭＯＳＦＥＴ１５４は、制御ＩＣ１５５によりオンオフが制御される。また、制御ＩＣ１５５は、サブコンピュータ１８１からイネーブル信号ＥＮが入力される。

制御ＩＣ１５５は、イネーブル信号が入力されることでオンする。ダイオード１５２のカソード端子には、抵抗１５６が接続されており、その抵抗１５６の他端には、別の抵抗１５７の一端が接続されている。この抵抗１５７の他端は接地されている。制御ＩＣ１５５は、これら２つの抵抗１５６、１５７により分圧された電圧が入力されて動作する。このように構成された昇圧電源部１５０は、ＭＯＳＦＥＴ１５４のオンオフ動作によりコイル１５１に生じた誘導電圧がコンデンサ１５３にチャージされる。コンデンサ１５３によりチャージされた電圧がバッテリ２の電圧に加算されることにより、バッテリ２の電圧が昇圧される。

制御ＩＣ１５５がＭＯＳＦＥＴ１５４をオンオフ作動させることで、昇圧電源部１５０は入力された電圧を昇圧して出力する。この状態が、昇圧電源部１５０の昇圧動作状態である。一方、ＭＯＳＦＥＴ１５４がオフしたままの状態では、昇圧電源部１５０は、昇圧動作はオフになっており、入力された電圧を変換せずに出力する通電状態である。

［メイン降圧電源部１２０の具体的構成］
図２に示すように、降圧回路１４０は、ハイサイドＭＯＳＦＥＴ１４１と、ローサイドＭＯＳＦＥＴ１４２の２つのスイッチ素子を備えている。降圧回路１４０は、さらに、コイル１４３と、２つのコンデンサ１４４、１４５を備えている。ハイサイドＭＯＳＦＥＴ１４１がオンのときには、コンデンサ１４４には、ダイオード１０２が出力する電圧と、コイル１４３が発生する自己誘導電圧の差分がチャージされる。ローサイドＭＯＳＦＥＴ１４２がオンのときには、コンデンサ１４４にチャージされた電圧が降圧回路１４０の出力電圧Ｖ_Ｏとなる。

制御ＩＣ１３０は、定電圧回路であるＬＤＯ（Low Dropout）１３１と、２つのドライバ１３２、１３３、ダイオード１３４を備えている。ＬＤＯ１３１は、低い入出力間電位差で動作するリニアレギュレータである。ＬＤＯ１３１にて一定とされた電圧は、ダイオード１３４を介して２つのドライバ１３２、１３３に入力される。ドライバ１３２は、チャージポンプを備えており、ＬＤＯ１３１が出力した電圧を昇圧し、その電圧でハイサイドＭＯＳＦＥＴ１４１のオンオフを制御する。ドライバ１３３は、ＬＤＯ１３１が出力した電圧でローサイドＭＯＳＦＥＴ１４２のオンオフを制御する。これらのドライバ１３２、１３３には、サブコンピュータ１８１からイネーブル信号が入力される。

なお、サブ降圧電源部１６０も、メイン降圧電源部１２０と同様、降圧回路と、その降圧回路を制御する制御ＩＣとを備えている。

［ＥＣＵ１００の通常起動時の作動］
スタンバイ状態ではない通常動作状態で、サブコンピュータ１８１は車載通信回路１８２から起動信号を受信すると、昇圧電源部１５０の制御ＩＣ１５５と、サブ降圧電源部１６０が備える制御ＩＣへイネーブル信号ＥＮを出力する。これにより、昇圧電源部１５０とサブ降圧電源部１６０がオンになり、サブコンピュータ１８１および車載通信回路１８２へ、バッテリ２からの電力が供給される。

サブコンピュータ１８１と車載通信回路１８２は、起動処理が終了すると、メイン降圧電源部１２０の制御ＩＣ１３０へイネーブル信号ＥＮを出力する。制御ＩＣ１３０は、そのイネーブル信号ＥＮを受信すると、昇圧電源部１５０により昇圧された電圧で、降圧回路１４０の制御を開始する。これにより、メインコンピュータ１７０への電力供給が開始される。

［ＥＣＵ１００のスタンバイ状態での作動］
次に、ＥＣＵ１００のスタンバイ状態での作動を説明する。スタンバイ状態へ移行する条件は、種々に設定することができる。たとえば、車両に搭乗者が不在になったなど、スタンバイ状態へ移行条件が成立したことを示す信号が、信号線１８３を介して、車載通信回路１８２に入力されたことを、スタンバイ状態への移行条件とする。

サブコンピュータ１８１は、スタンバイ状態への移行条件が成立したと判断した場合、メインコンピュータ１７０と通信を行う。メインコンピュータ１７０のスタンバイ状態への移行準備が完了した後、サブコンピュータ１８１は、車載電源装置１１０をスタンバイ状態へ移行させる。

スタンバイ状態では、メイン降圧電源部１２０およびサブ降圧電源部１６０はオンである。一方、昇圧電源部１５０はオフである。これらのオンオフは、サブコンピュータ１８１により制御される。あるいはメインコンピュータ１７０により制御されてもよい。昇圧電源部１５０がオフであると、制御ＩＣ１３０には、バッテリ２の電圧が昇圧されずに入力される。制御ＩＣ１３０にバッテリ２の電圧が昇圧されずに入力されると、ハイサイドＭＯＳＦＥＴ１４１、ローサイドＭＯＳＦＥＴ１４２が能動領域に近い領域で動作することになり、オン抵抗の増加と、それに伴う消費電力増大が懸念される。

しかし、スタンバイ状態では、メインコンピュータ１７０の消費電力が少ない。消費電力が小さいほど、ブラウンアウトや瞬断によって電圧が下がる程度は小さい。したがって、スタンバイ状態では、ブラウンアウトや瞬断が生じても、昇圧電源部１５０や降圧回路１４０に入力される電圧は、通常動作状態ほどは低下しない。

［比較例］
次に、本実施形態の効果を理解しやすくするために、比較例を説明する。図３に示す比較例は、実施形態と同じ昇圧電源部１５０を備える。

比較例の構成では、昇圧電源部１５０で昇圧された電圧は、制御ＩＣ１３０には入力されず、サブ降圧電源部１６０と降圧回路１６１に入力されるだけである。比較例では、制御ＩＣ１３０へは、昇圧電源部１５０と同様、バッテリ２からの電圧がダイオード１０２を介して入力される。

［実施形態の効果］
図４に、実施形態と比較例、それぞれにおいて、ブラウンアウトや瞬電などによりＥＣＵ１００に一時的な電圧低下が生じたときの点Ａの電圧Ｖ_Ａなどを示している。この図４を用いて、本実施形態の１つの効果を説明する。

点Ａは、昇圧電源部１５０および降圧回路１４０の入力電圧である。また、比較例では、点Ａは、制御ＩＣ１３０の入力電圧でもある。まず、比較例における通常動作を説明する。通常動作状態では、メインコンピュータ１７０が大電流を消費しているため、ブラウンアウトや瞬断時には、Ａ点の電圧Ｖ_Ａすなわち降圧回路１４０の入力電圧は、３．４〜３．７Ｖまで低下する可能性がある。降圧回路１４０は出力電圧Ｖ_Ｏを３．３Ｖとする必要がある。したがって、降圧回路１４０が備えるハイサイドＭＯＳＦＥＴ１４１などの素子での電圧降下として許容される電圧降下量ΔＶは、０．１〜０．３Ｖである。

ここで、通常動作状態では、降圧回路１４０に流れる電流Ｉは大電流である。図４には、大電流の一例として５Ａを示している。このような大電流が流れる状態において電圧降下を小さくするためには、ハイサイドＭＯＳＦＥＴ１４１のオン抵抗Ｒｏｎを小さくする必要がある。さらに、比較例では、制御ＩＣ１３０にも点Ａの電圧Ｖ_Ａが入力される。点Ａの電圧Ｖ_Ａが低い場合、点Ｂの電圧、すなわち、ドライバ１３２がハイサイドＭＯＳＦＥＴ１４１に印加する電圧、および、ドライバ１３３がローサイドＭＯＳＦＥＴ１４２に印加する電圧も低下する。その結果、ハイサイドＭＯＳＦＥＴ１４１、ローサイドＭＯＳＦＥＴ１４２のゲートソース電圧は低い電圧になる。

ハイサイドＭＯＳＦＥＴ１４１、ローサイドＭＯＳＦＥＴ１４２には、このような低い電圧において低いオン抵抗Ｒｏｎが要求される。つまり、比較例では、ハイサイドＭＯＳＦＥＴ１４１、ローサイドＭＯＳＦＥＴ１４２に、能動領域となるような低いゲートソース電圧においてオン抵抗Ｒｏｎが低くなる特性が要求される。このような特性を持つＭＯＳＦＥＴは高価であるという問題がある。

これに対して、本実施形態は昇圧電源部１５０で昇圧された電圧を制御ＩＣ１３０に入力している。したがって、一時的な電圧低下時にも、制御ＩＣ１３０に入力される電圧を、比較例よりも高い電圧にすることができる。その結果、一時的な電圧低下時にも、ハイサイドＭＯＳＦＥＴ１４１、ローサイドＭＯＳＦＥＴ１４２のゲートソース電圧を高い値にすることができる。よって、比較例と異なり、ハイサイドＭＯＳＦＥＴ１４１、ローサイドＭＯＳＦＥＴ１４２は、能動領域となるような低いゲートソース電圧においてオン抵抗Ｒｏｎが低くなる特性は必要ない。

次に、図４を用いてスタンバイ状態でのＥＣＵの作動を説明する。まず、比較例のＥＣＵについてスタンバイ状態での作動を説明する。スタンバイ状態では、メインコンピュータ１７０の消費電流が少ない。したがって、ブラウンアウトや瞬電などが起きても、点Ａの電圧Ｖ_Ａは通常動作時ほどには低下しない。

降圧回路１４０の出力電圧Ｖ_Ｏは通常動作時と同じ３．３Ｖである。そのため、スタンバイ状態では、降圧回路１４０で許容される電圧降下量ΔＶは２．０Ｖになる。加えて、スタンバイ状態では、降圧回路１４０に流れる電流も少ない。図４には、スタンバイ状態で降圧回路１４０に流れる電流Ｉの一例として０．１Ａを示している。スタンバイ状態では、降圧回路１４０で許容される電圧降下量ΔＶが通常動作時よりも大きいこと、および、降圧回路１４０に流れる電流が少ないことから、スタンバイ状態では、ハイサイドＭＯＳＦＥＴ１４１のオン抵抗Ｒｏｎは大きくてもよい。

また、スタンバイ状態では、点Ａの電圧Ｖ_Ａが通常動作時ほどには低下しないことから、点Ａの電圧Ｖ_Ａをもとに生成される点Ｂの電圧も、通常動作時よりも高い電圧にできる。よって、スタンバイ状態では、一時的な電圧低下時にも、ハイサイドＭＯＳＦＥＴ１４１、ローサイドＭＯＳＦＥＴ１４２のゲートソース電圧を高い値にすることができる。したがって、スタンバイ状態だけを考慮すれば、ハイサイドＭＯＳＦＥＴ１４１、ローサイドＭＯＳＦＥＴ１４２は、能動領域となるような低いゲートソース電圧においてオン抵抗Ｒｏｎが低くなる特性は必要ない。

実施形態のＥＣＵ１００は、スタンバイ状態では、バッテリ２の電圧が昇圧電源部１５０にて昇圧されずに制御ＩＣ１３０に入力される。したがって、図４にも示すように、スタンバイ状態では、点Ａの電圧Ｖ_Ａ、降圧回路１４０で許容される電圧降下量ΔＶ等は、比較例と同じである。よって、実施形態の車載電源装置１１０は、スタンバイ状態を考慮しても、ハイサイドＭＯＳＦＥＴ１４１、ローサイドＭＯＳＦＥＴ１４２は、能動領域となるような低いゲートソース電圧においてオン抵抗Ｒｏｎが低くなる特性は必要ない。

つまり、実施形態では、通常動作時およびスタンバイ状態、いずれにおいても、ハイサイドＭＯＳＦＥＴ１４１、ローサイドＭＯＳＦＥＴ１４２は、能動領域となるような低いゲートソース電圧においてオン抵抗Ｒｏｎが低くなる特性は必要ない。したがって、実施形態のＥＣＵ１００では、ハイサイドＭＯＳＦＥＴ１４１、ローサイドＭＯＳＦＥＴ１４２に、安価なものを使用することができる。

上述したように、本実施形態のＥＣＵ１００は、ＵＳＢポート１９１、カメラポート１９２に供給する電圧を得るために備えられている昇圧電源部１５０が出力する電圧を制御ＩＣ１３０に入力する。これにより、点Ａの電圧Ｖ_Ａが一時的に低下しても、制御ＩＣ１３０に入力される電圧が低下してしまうことを抑制できる。

ただし、本実施形態の構成では、通常動作時およびスタンバイ状態ともに昇圧電源部１５０における消費電力の増大が懸念される。そこで、本実施形態のＥＣＵ１００は、スタンバイ状態では、昇圧電源部１５０の昇圧動作をオフにして、単なる通電状態にしている。前述したように、スタンバイ状態であれば、昇圧電源部１５０を単なる通電状態にしても、ブラウンアウトや瞬断等による一時的な電圧低下時にも、降圧回路１４０が出力する出力電圧Ｖ_Ｏを所定の電圧に維持することができる。

スタンバイ状態では昇圧電源部１５０を単なる通電状態にしているので、スタンバイ状態での消費電力の増大は防止できる。残る懸念は通常動作時である。図５には比較例のＥＣＵについて、オフ、スタンバイ、通常動作の３つの状態における昇圧電源部１５０、サブ降圧電源部１６０、制御ＩＣ１３０のオンオフ状態とＥＣＵの消費電流量を示している。

ＥＣＵがオフのときは、昇圧電源部１５０は通電状態ではあるが、昇圧動作はオフである。また、サブ降圧電源部１６０、制御ＩＣ１３０はオフである。したがって、ＥＣＵの消費電流はない。スタンバイ状態でも、昇圧電源部１５０は、昇圧動作がオフの通電状態である。また、スタンバイ状態では、サブ降圧電源部１６０と制御ＩＣ１３０はオンである。したがって、スタンバイ状態での消費電流量は、サブ降圧電源部１６０と制御ＩＣ１３０で消費される電流と、スタンバイ状態で使用されている素子での使用電流の合計値になる。通常動作状態では、消費電流量は、昇圧電源部１５０、サブ降圧電源部１６０、制御ＩＣ１３０での消費電流と、車載電源装置１１０から電力が供給されて動作する回路において使用される電流の合計ＳＵＭである。

次に、実施形態の場合のＥＣＵ１００について、オフ、スタンバイ、通常動作の３つの状態における消費電流を説明する。図６には、ＥＣＵ１００について、オフ、スタンバイ、通常動作の３つの状態における昇圧電源部１５０、サブ降圧電源部１６０、制御ＩＣ１３０のオンオフ状態とＥＣＵ１００の消費電流量を示している。

オフ状態では、昇圧電源部１５０は昇圧動作がオフの通電状態であり、また、サブ降圧電源部１６０、制御ＩＣ１３０はいずれもオフである。したがって、消費電流はない。スタンバイ状態では、昇圧電源部１５０は昇圧動作がオフの通電状態であり、サブ降圧電源部１６０と制御ＩＣ１３０はオンである。したがって、スタンバイ状態のＥＣＵ１００の消費電流量は、比較例のＥＣＵと同じである。

通常動作状態では、ＥＣＵ１００は、昇圧電源部１５０の昇圧動作がオンになる。また、サブ降圧電源部１６０と制御ＩＣ１３０もオンになる。したがって、オンオフの状態は比較例のＥＣＵと同じである。ただし、本実施形態では、制御ＩＣ１３０に昇圧電源部１５０で昇圧された電圧が入力される。そのため、制御ＩＣ１３０における消費電流は比較例よりも多い。よって、本実施形態のＥＣＵ１００は、通常動作時に制御ＩＣ１３０に昇圧された電圧が入力される分が、比較例と比較した場合の損失分となる。

しかし、通常動作時は、アンペアオーダーの電流が流れるのに対して、この損失分は数ミリ〜数十ミリアンペアである。したがって、通常動作時に、数ミリ〜数十ミリアンペア余分に電流を消費することは、ほとんど問題にならない。

以上のことから、本実施形態のＥＣＵ１００は、ハイサイドＭＯＳＦＥＴ１４１、ローサイドＭＯＳＦＥＴ１４２に安価なＭＯＳＦＥＴを使用することを可能にしつつ、かつ、消費電流量の増加も抑制できる。

以上、実施形態を説明したが、開示した技術は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の変形例も開示した範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。なお、以下の説明において、それまでに使用した符号と同一番号の符号を有する要素は、特に言及する場合を除き、それ以前の実施形態における同一符号の要素と同一である。また、構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分については先に説明した実施形態を適用できる。

＜変形例１＞
たとえば、実施形態では、車載電源装置１１０と、その車載電源装置１１０から供給されるメインコンピュータ１７０が、同じＥＣＵ１００の構成要素となっていた。しかし、車載電源装置１１０と、その車載電源装置１１０がＥＣＵ１００の外部に設けられてもよい。

＜変形例２＞
車載電源装置１１０が電圧を供給する装置はコンピュータ以外の装置であってもよい。

＜変形例３＞
本開示に記載の制御部およびその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサを構成する専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部およびその手法は、専用ハードウエア論理回路により、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部およびその手法は、コンピュータプログラムを実行するプロセッサと一つ以上のハードウエア論理回路との組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。ハードウエア論理回路は、たとえば、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡである。

また、コンピュータプログラムを記憶する記憶媒体はＲＯＭに限られず、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていればよい。たとえば、フラッシュメモリに上記プログラムが記憶されていてもよい。

２：バッテリ１００：ＥＣＵ１０１：ノード１０２：ダイオード１０３：コンデンサ１１０：車載電源装置１２０：メイン降圧電源部１３０：制御ＩＣ（制御部）１３２：ドライバ１３３：ドライバ１３４：ダイオード１４０：降圧回路１４３：コイル１４４：コンデンサ１４５：コンデンサ１５０：昇圧電源部１５１：コイル１５２：ダイオード１５３：コンデンサ１５５：制御ＩＣ１５６：抵抗１５７：抵抗１６０：サブ降圧電源部１６１：降圧回路１７０：メインコンピュータ（動作対象装置）１７２：プロセッサ１７３：ＲＡＭ１７４：ＲＯＭ１７５：信号線１８１：サブコンピュータ（昇圧制御部）１８２：車載通信回路１８３：信号線１９１：ＵＳＢポート１９２：カメラポート１４１：ハイサイドＭＯＳＦＥＴ１４２：ローサイドＭＯＳＦＥＴ

Claims

スイッチ素子としてＭＯＳＦＥＴ（１４１、１４２）を備え、バッテリ（２）からの電圧が入力され、前記スイッチ素子のオンオフ動作により、入力された電圧を動作対象装置（１７０）が動作する電圧に降圧して前記動作対象装置へ出力する降圧回路（１４０）と、
前記降圧回路の作動を制御する制御部（１３０）と、
前記降圧回路と並列に設けられ、前記バッテリからの電圧が入力され、入力された電圧を昇圧して前記制御部に出力する昇圧電源部（１５０）とを備える車載電源装置。
前記動作対象装置は、コンピュータであって、通常状態と前記通常状態にて動作する回路の一部を停止させたスタンバイ状態とが可能であり、
前記車載電源装置は、前記昇圧電源部の昇圧動作をオフにした通電状態と、前記昇圧電源部を昇圧動作させる昇圧動作状態とを切り替える昇圧制御部（１８１）を備え、
前記昇圧制御部は、前記コンピュータが前記スタンバイ状態になっているときは、前記昇圧電源部を、昇圧動作をオフにした通電状態とし、前記コンピュータが前記通常状態になっているときは、前記昇圧電源部を昇圧動作させる、請求項１に記載の車載電源装置。