JP2020162222A - Backup power supply control device and backup power supply apparatus - Google Patents

Backup power supply control device and backup power supply apparatus Download PDF

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Takanobu Yamaki
隆宣 八巻
和隆 瀬野尾
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和隆 瀬野尾
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Abstract

To provide a backup power supply control device capable of controlling a power supply voltage by itself, and a backup power supply apparatus.SOLUTION: A backup power supply control device A adjusts the voltage of battery power inputted from the outside, and supplies the adjusted battery power as backup power to a power reception side B. The backup power supply control device A includes a power transformer 1 having one end of a primary winding to which the battery power is supplied, a rectification circuit 2 that has a pair of input ends respectively connected to both ends of a secondary winding of the power transformer 1 and that generates backup power of a prescribed supply voltage, conversion circuits 4, 5 that each generate a conversion permission signal by electrically isolating a permission signal inputted from the power reception side B, a power switching element 7 having an output end connected to the other end of the primary winding, and a control circuit 6 that generates a PWM signal for driving the power switching element 7 by comparing the supply power voltage with a prescribed target voltage on the basis of the conversion permission signal.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、バックアップ電源制御装置及びバックアップ電源装置に関する。 The present invention relates to a backup power supply control device and a backup power supply device.

下記特許文献1には、コントロール回路から入力されるPWM1信号、PWM2信号及びPWM3信号に基づいてコントロール回路に電力を供給する電圧共振型電源装置が開示されている。すなわち、この電圧共振型電源装置は、PWM1信号に基づいてトランスの一次側電流を制御し、PWM2信号及びPWM3信号に基づいて上記トランスの二次側電流を制御するものである。上記PWM1信号は、コントロール回路が電圧共振型電源装置に給電要求を伝達するための制御信号であり、また上記PWM2信号及びPWM3信号はで給電電圧を制御するための制御信号である。 Patent Document 1 below discloses a voltage resonance type power supply device that supplies electric power to a control circuit based on a PWM1 signal, a PWM2 signal, and a PWM3 signal input from the control circuit. That is, this voltage resonance type power supply device controls the primary side current of the transformer based on the PWM1 signal, and controls the secondary side current of the transformer based on the PWM2 signal and the PWM3 signal. The PWM1 signal is a control signal for the control circuit to transmit a power supply request to the voltage resonance type power supply device, and the PWM2 signal and the PWM3 signal are control signals for controlling the power supply voltage with.

特開2003−009524号公報JP-A-2003-09524

ところで、上述した従来技術では、電圧共振型電源装置(給電側)からコントロール回路(受電側)に供給される電力の電圧(給電電圧)が受電側によって支配される。したがって、受電側におけるPWM2信号及びPWM3信号の生成回路に何らかの故障が発生した場合に給電側は受電側に正常な給電電圧の電力を供給することが困難となるという問題がある。このような問題は、主電源の異常時に受電側に電力を供給するバックアップ電源装置では看過できない重要な技術課題である。 By the way, in the above-mentioned conventional technique, the voltage (feeding voltage) of the electric power supplied from the voltage resonance type power supply device (feeding side) to the control circuit (power receiving side) is controlled by the receiving side. Therefore, there is a problem that it becomes difficult for the power supply side to supply the power of the normal power supply voltage to the power reception side when some failure occurs in the PWM2 signal and PWM3 signal generation circuits on the power reception side. Such a problem is an important technical problem that cannot be overlooked by a backup power supply device that supplies power to the power receiving side when the main power supply is abnormal.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、給電電圧を自ら制御し得るバックアップ電源制御装置及びバックアップ電源装置の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a backup power supply control device and a backup power supply device capable of controlling the power supply voltage by itself.

上記目的を達成するために、本発明では、バックアップ電源制御装置に係る第1の解決手段として、外部から入力されるバッテリ電力の電圧を調整し、当該調整後の前記バッテリ電力をバックアップ電力として受電側に供給するバックアップ電源制御装置であって、前記バッテリ電力が一次巻線の一端に供給される電力トランスと、一対の入力端が該電力トランスの二次巻線の両端に各々接続され、所定の給電電圧の前記バックアップ電力を生成する整流回路と、前記受電側から入力される許可信号を電気的にアイソレーションすることにより変換許可信号を生成する変換回路と、出力端が前記一次巻線の他端に接続される電力スイッチング素子と、前記変換許可信号に基づいて前記給電電圧を所定の目標電圧と比較することにより前記電力スイッチング素子を駆動するPWM信号を生成する制御回路とを備える、という手段を採用する。 In order to achieve the above object, in the present invention, as a first solution relating to the backup power supply control device, the voltage of the battery power input from the outside is adjusted, and the adjusted battery power is received as the backup power. A backup power control device that supplies power to the side, in which a power transformer in which the battery power is supplied to one end of the primary winding and a pair of input ends are connected to both ends of the secondary winding of the power transformer. A rectifying circuit that generates the backup power of the power supply voltage of the above, a conversion circuit that generates a conversion permission signal by electrically isolating the permission signal input from the power receiving side, and an output end of the primary winding. It includes a power switching element connected to the other end and a control circuit that generates a PWM signal for driving the power switching element by comparing the power supply voltage with a predetermined target voltage based on the conversion permission signal. Adopt the means.

本発明では、バックアップ電源制御装置に係る第2の解決手段として、上記第1の解決手段において、前記許可信号はパルス信号であり、前記変換回路は、前記パルス信号をアイソレーションして得られる信号を整流して前記変換許可信号を生成するEN信号生成回路を備える、という手段を採用する。 In the present invention, as a second solution for the backup power supply control device, in the first solution, the permission signal is a pulse signal, and the conversion circuit is a signal obtained by isolating the pulse signal. Is provided, and an EN signal generation circuit for generating the conversion permission signal is provided.

本発明では、バックアップ電源制御装置に係る第3の解決手段として、上記第2の解決手段において、前記変換回路は、前記パルス信号をアイソレーションするトランスを備える、という手段を採用する。 In the present invention, as a third solution according to the backup power supply control device, in the second solution, the conversion circuit includes a transformer that isolates the pulse signal.

本発明では、バックアップ電源制御装置に係る第4の解決手段として、上記第1〜第3のいずれかの解決手段において、前記電力トランスは、第2の二次巻線を備え、前記制御回路は、前記第2の二次巻線の出力を第2の整流回路で整流した電圧を前記給電電圧として取り込む、という手段を採用する。 In the present invention, as a fourth solution according to the backup power supply control device, in any one of the first to third solutions, the power transformer includes a second secondary winding, and the control circuit , The means of taking in the voltage obtained by rectifying the output of the second secondary winding by the second rectifier circuit as the feed voltage is adopted.

本発明では、バックアップ電源制御装置に係る第5の解決手段として、上記第1〜第4のいずれかの解決手段において、前記制御回路は前記バッテリ電力を電源とする、という手段を採用する。 In the present invention, as a fifth solution for the backup power supply control device, in any of the first to fourth solutions, the control circuit uses the battery power as a power source.

また、本発明では、バックアップ電源装置に係る解決手段として、バッテリと、該バッテリの出力を前記バッテリ電力として取り込む上記第1〜第5のいずれかの解決手段に係るバックアップ電源制御装置とを備える、という手段を採用する。 Further, the present invention includes a battery and a backup power supply control device according to any one of the first to fifth solutions for capturing the output of the battery as the battery power as a solution for the backup power supply device. The means is adopted.

本発明によれば、給電電圧を自ら制御し得るバックアップ電源制御装置及びバックアップ電源装置を提供することが可能である。 According to the present invention, it is possible to provide a backup power supply control device and a backup power supply device capable of controlling the power supply voltage by itself.

本発明の一実施形態に係るバックアップ電源制御装置の機能構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the functional structure of the backup power supply control device which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るバックアップ電源制御装置の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the operation of the backup power supply control device which concerns on one Embodiment of this invention.

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態に係るバックアップ電源制御装置Aは、図1に示すように、外部のバックアップ用バッテリ(図示略)から正極母線及び負極母線を介して入力されるバッテリ電力の電圧を調整し、当該調整後のバッテリ電力をバックアップ電力として制御装置B(受電側)に供給する装置である。なお、本実施形態に係るバックアップ電源装置は、上記バックアップ用バッテリとバックアップ電源制御装置Aとを備える装置である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the backup power supply control device A according to the present embodiment adjusts the voltage of the battery power input from the external backup battery (not shown) via the positive electrode bus and the negative electrode bus, and adjusts the voltage. It is a device that supplies the later battery power as backup power to the control device B (power receiving side). The backup power supply device according to the present embodiment is a device including the backup battery and the backup power supply control device A.

このようなバックアップ電源制御装置Aは、図1に示すように、電力トランス1、第1の整流回路2、第2の整流回路3、トランス4、EN信号生成回路5、制御回路6及びトランジスタ7を備えている。 As shown in FIG. 1, such a backup power supply control device A includes a power transformer 1, a first rectifier circuit 2, a second rectifier circuit 3, a transformer 4, an EN signal generation circuit 5, a control circuit 6, and a transistor 7. It has.

なお、このバックアップ電源制御装置Aの構成要素のうち、トランジスタ7は本発明の電力スイッチング素子に相当するものである。また、トランス4及びEN信号生成回路5は、本発明の変換回路を構成している。 Among the components of the backup power supply control device A, the transistor 7 corresponds to the power switching element of the present invention. Further, the transformer 4 and the EN signal generation circuit 5 constitute the conversion circuit of the present invention.

電力トランス1は、一次巻線m1、第1の二次巻線m2及び第2の二次巻線m3を備える変圧器であり、正極母線つまりバックアップ用バッテリの正電極が一次巻線m1の一端に接続されている。すなわち、電力トランス1における一次巻線m1の一端には正極母線を介してバッテリ電力が供給される。 The power transformer 1 is a transformer including a primary winding m1, a first secondary winding m2, and a second secondary winding m3, and a positive electrode bus, that is, a positive electrode of a backup battery is one end of the primary winding m1. It is connected to the. That is, battery power is supplied to one end of the primary winding m1 in the power transformer 1 via the positive electrode bus.

上記一次巻線m1は、他端がトランジスタ7のコレクタ端子に接続されている。また、第1の二次巻線m2は、両端が第1の整流回路2の一対の入力端に各々接続されている。さらに、第2の二次巻線m3は、両端が第2の整流回路3の一対の入力端に各々接続されている。 The other end of the primary winding m1 is connected to the collector terminal of the transistor 7. Further, both ends of the first secondary winding m2 are connected to a pair of input ends of the first rectifier circuit 2. Further, both ends of the second secondary winding m3 are connected to a pair of input ends of the second rectifier circuit 3.

第1の整流回路2は、一対の入力端と一対の出力端とを備え、一対の入力端が上記第1の二次巻線m2の両端に各々接続され、一対の出力端が制御装置BのBU電源端子及びGND端子に各々接続されている。この第1の整流回路2は、第1の二次巻線m2から入力される交流電力を整流することにより所定の給電電圧のバックアップ電力を生成し、当該バックアップ電力を制御装置Bに供給する。 The first rectifier circuit 2 includes a pair of input ends and a pair of output ends, the pair of input ends are connected to both ends of the first secondary winding m2, and the pair of output ends is the control device B. It is connected to the BU power supply terminal and the GND terminal of the above. The first rectifier circuit 2 generates backup power having a predetermined feed voltage by rectifying the AC power input from the first secondary winding m2, and supplies the backup power to the control device B.

第2の整流回路3は、一対の入力端と一対の出力端とを備え、一対の入力端が上記第2の二次巻線m3の両端に各々接続され、一対の出力端の一方が制御回路6の第1制御端子に接続され、一対の出力端の他方が負極母線つまりバックアップ用バッテリの負電極に接続されている。この第2の整流回路3は、第2の二次巻線m3から入力される交流電力を整流することにより、制御回路6に電源を供給かつ上記給電電圧に相当する検出電圧を制御回路6に出力する。 The second rectifier circuit 3 includes a pair of input ends and a pair of output ends, the pair of input ends are connected to both ends of the second secondary winding m3, and one of the pair of output ends controls. It is connected to the first control terminal of the circuit 6, and the other of the pair of output ends is connected to the negative electrode bus, that is, the negative electrode of the backup battery. The second rectifier circuit 3 supplies power to the control circuit 6 by rectifying the AC power input from the second secondary winding m3, and supplies a detection voltage corresponding to the feed voltage to the control circuit 6. Output.

トランス4は、一次巻線m4と二次巻線m5とを備え、一次巻線m4の両端が制御装置B(受電側)に各々接続され、二次巻線m5の両端がEN信号生成回路5の一対の入力端に各々接続されている。このトランス4は、制御装置B(受電側)から一次巻線m4に入力される連続パルス状の許可信号(パルス信号)を電気的にアイソレーションして二次巻線m5に伝達する。すなわち、トランス4は、電気的なアイソレーションが施された許可信号に相当するパルス信号を二次巻線m5からEN信号生成回路5に出力する。 The transformer 4 includes a primary winding m4 and a secondary winding m5, both ends of the primary winding m4 are connected to the control device B (power receiving side), and both ends of the secondary winding m5 are EN signal generation circuits 5. It is connected to each of the pair of input ends of. The transformer 4 electrically isolates a continuous pulse-shaped permission signal (pulse signal) input from the control device B (power receiving side) to the primary winding m4 and transmits it to the secondary winding m5. That is, the transformer 4 outputs a pulse signal corresponding to the electrically isolated permission signal from the secondary winding m5 to the EN signal generation circuit 5.

EN信号生成回路5は、一対の入力端と一対の出力端とを備え、一対の入力端がトランス4の二次巻線m5に各々接続され、一対の出力端の一方が制御回路6の第2制御端子に接続されて、一対の出力端の他方が負極母線つまりバックアップ用バッテリの負電極に接続されている。このEN信号生成回路5は、図示しない整流回路と放電回路とを備え、トランス4の二次巻線m5から入力される許可信号(パルス信号)を整流回路によって整流することにより変換許可信号(EN信号)を生成し、当該EN信号を制御回路6の第2制御端子に出力する。 The EN signal generation circuit 5 includes a pair of input ends and a pair of output ends, the pair of input ends are each connected to the secondary winding m5 of the transformer 4, and one of the pair of output ends is the first of the control circuit 6. 2 Connected to the control terminal, the other of the pair of output ends is connected to the negative electrode bus, that is, the negative electrode of the backup battery. The EN signal generation circuit 5 includes a rectifier circuit and a discharge circuit (not shown), and a conversion permission signal (EN) is obtained by rectifying the permission signal (pulse signal) input from the secondary winding m5 of the transformer 4 by the rectification circuit. (Signal) is generated, and the EN signal is output to the second control terminal of the control circuit 6.

例えば、整流回路はダイオードとコンデンサとから構成されており、制御装置Bの信号端子から出力される変換許可信号(パルス信号)をダイオードによって整流し、整流された変換許可信号(パルス信号)をコンデンサに充電する。制御回路6はコンデンサの電圧が所定の電圧以上である場合に変換許可信号(EN信号)がON状態であると判断する。また、放電回路はコンデンサに充電された電荷をによって放電し、コンデンサの電圧が所定の電圧未満になった場合に、制御回路6はEN信号がOFF状態であると判断する。このように制御回路6は、コンデンサに蓄積された電圧に基づいて変換許可信号(EN信号)が制御装置Bから送信されたと判断する。 For example, the rectifier circuit is composed of a diode and a capacitor, the conversion permission signal (pulse signal) output from the signal terminal of the control device B is rectified by the diode, and the rectified conversion permission signal (pulse signal) is a capacitor. Charge to. The control circuit 6 determines that the conversion permission signal (EN signal) is in the ON state when the voltage of the capacitor is equal to or higher than a predetermined voltage. Further, the discharge circuit discharges the electric charge charged in the capacitor, and when the voltage of the capacitor becomes less than a predetermined voltage, the control circuit 6 determines that the EN signal is in the OFF state. In this way, the control circuit 6 determines that the conversion permission signal (EN signal) has been transmitted from the control device B based on the voltage stored in the capacitor.

制御回路6は、第1制御端子及び第2制御端子並びに1つの出力端子を備え、第1制御端子が第2の整流回路3の出力端子の一方に接続され、第2制御端子がEN信号生成回路5の出力端子の一方に接続され、出力端子がトランジスタ7のベース端子に接続されている。この制御回路6は、第2制御端子に入力されるEN信号に基づいてトランジスタ7を制御する。すなわち、この制御回路6は、EN信号が所定のしきい値電圧を超えると、トランジスタ7のON/OFF駆動を開始する。 The control circuit 6 includes a first control terminal, a second control terminal, and one output terminal, the first control terminal is connected to one of the output terminals of the second rectifier circuit 3, and the second control terminal generates an EN signal. It is connected to one of the output terminals of the circuit 5, and the output terminal is connected to the base terminal of the transistor 7. The control circuit 6 controls the transistor 7 based on the EN signal input to the second control terminal. That is, when the EN signal exceeds a predetermined threshold voltage, the control circuit 6 starts ON / OFF drive of the transistor 7.

また、この制御回路6は、第1制御端子に入力される検出電圧を所定の目標電圧と比較することにより、トランジスタ7をON/OFF駆動するPWM信号を生成する。すなわち、この制御回路6は、検出電圧つまりバックアップ電力の給電電圧が目標電圧と等しくなるようにPWM信号のデューティ比を設定する。 Further, the control circuit 6 generates a PWM signal for driving the transistor 7 ON / OFF by comparing the detection voltage input to the first control terminal with a predetermined target voltage. That is, the control circuit 6 sets the duty ratio of the PWM signal so that the detection voltage, that is, the feed voltage of the backup power becomes equal to the target voltage.

さらに、制御回路6は電源端子を備えている。この電源端子は、図示するように正極母線つまりバックアップ用バッテリの正電極に接続されている。すなわち、制御回路6は、バッテリ電力を電源として作動する電子回路である。なお、上述したしきい値電圧及び目標電圧は、制御回路6が内部に保持(記憶)している制御パラメータである。 Further, the control circuit 6 includes a power supply terminal. As shown in the figure, this power supply terminal is connected to the positive electrode bus, that is, the positive electrode of the backup battery. That is, the control circuit 6 is an electronic circuit that operates using battery power as a power source. The above-mentioned threshold voltage and target voltage are control parameters held (stored) inside the control circuit 6.

トランジスタ7は、ベース端子、エミッタ端子及びコレクタ端子を備えるバイポーラ・トランジスタである。ベース端子は、制御回路6の出力端子に接続され、エミッタ端子は、負極母線つまりバックアップ用バッテリの負電極に接続され、またコレクタ端子は電力トランス1の一次巻線m1の他端に接続されている。 The transistor 7 is a bipolar transistor including a base terminal, an emitter terminal, and a collector terminal. The base terminal is connected to the output terminal of the control circuit 6, the emitter terminal is connected to the negative electrode bus, that is, the negative electrode of the backup battery, and the collector terminal is connected to the other end of the primary winding m1 of the power transformer 1. There is.

このトランジスタ7は、PWM信号に基づいてON/OFFする電子スイッチである。すなわち、トランジスタ7は、ON状態において電力トランス1の一次巻線m1にバッテリ電力に起因する一時電流を通電させ、OFF状態において上記一時電流の通電を遮断する。 The transistor 7 is an electronic switch that turns ON / OFF based on a PWM signal. That is, the transistor 7 energizes the primary winding m1 of the power transformer 1 in the ON state to energize a temporary current due to battery power, and cuts off the energization of the temporary current in the OFF state.

さらに、上述した制御装置Bは、電源端子、IGA端子、BU電源端子、信号端子及び2つのGND端子を少なくとも備えており、車両を統括的に制御する。上記電源端子はメインバッテリCの出力端子に接続され、IGA端子はIGAスイッチDの一対の出力端子の一方に接続されている。 Further, the control device B described above includes at least a power supply terminal, an IGA terminal, a BU power supply terminal, a signal terminal, and two GND terminals, and controls the vehicle in an integrated manner. The power supply terminal is connected to the output terminal of the main battery C, and the IGA terminal is connected to one of the pair of output terminals of the IGA switch D.

また、BU電源端子は,第1の整流回路2の一対の出力端子の一方に接続され、信号端子は、トランス4の一次巻線m4の一端に接続されている。さらに、2つのGND端子のうち一方のGND端子は、第1の整流回路2の一対の出力端子の他方に接続され、他方のGND端子は、トランス4の一次巻線m4の他端に接続されている。 Further, the BU power supply terminal is connected to one of the pair of output terminals of the first rectifier circuit 2, and the signal terminal is connected to one end of the primary winding m4 of the transformer 4. Further, one of the two GND terminals is connected to the other of the pair of output terminals of the first rectifier circuit 2, and the other GND terminal is connected to the other end of the primary winding m4 of the transformer 4. ing.

このような制御装置Bは、通常時にはメインバッテリCから電源端子に供給される主電力に基づいて作動する電子回路であり、IGAスイッチDからIGA端子にIGA信号が入力されると、信号端子から許可信号を出力することによってバックアップ電源制御装置Aにバックアップ電力の供給を要求し、バックアップ電源制御装置AからBU電源端子に入力されるバックアップ電力に基づいて作動する。 Such a control device B is an electronic circuit that normally operates based on the main power supplied from the main battery C to the power supply terminal, and when an IGA signal is input from the IGA switch D to the IGA terminal, the signal terminal By outputting the permission signal, the backup power supply control device A is requested to supply the backup power, and the backup power supply control device A operates based on the backup power input to the BU power supply terminal.

IGAスイッチDは、衝突検知部Eから入力される検知信号に基づいてON/OFFする制御スイッチである。衝突検知部Eは、車両の衝突を検知するバッテリECU内の機能構成要素である。すなわち、上述した制御装置Bは、車両が衝突した際に許可信号をバックアップ電源制御装置Aに出力してバックアップ電力の供給を受ける。 The IGA switch D is a control switch that turns ON / OFF based on a detection signal input from the collision detection unit E. The collision detection unit E is a functional component in the battery ECU that detects a vehicle collision. That is, the above-mentioned control device B outputs a permission signal to the backup power supply control device A when the vehicle collides, and receives the backup power supply.

次に、本実施形態に係るバックアップ電源制御装置A及びバックアップ電源装置の動作について、図2をも参照して詳しく説明する。 Next, the operations of the backup power supply control device A and the backup power supply device according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIG.

バックアップ電源制御装置Aには、バックアップ用バッテリから図2の最上段の波形に示す所定のバッテリ電圧のバッテリ電力が常時入力されている。このバッテリ電力は、電力トランス1の一次巻線m1の一端に供給されており、この一次巻線m1には他端に接続されたトランジスタ7のON/OFFに基づいてパルス状の一次電流が流れる。そして、この一次電流が流れることによって電力トランス1の第1の二次巻線m2には電磁誘導に基づく起電力が発生し、所定の給電電圧のバックアップ電力が制御装置Bに出力される。 The backup power supply control device A is constantly input with the battery power of a predetermined battery voltage shown in the waveform at the top of FIG. 2 from the backup battery. This battery power is supplied to one end of the primary winding m1 of the power transformer 1, and a pulsed primary current flows through the primary winding m1 based on ON / OFF of the transistor 7 connected to the other end. .. Then, when this primary current flows, an electromotive force based on electromagnetic induction is generated in the first secondary winding m2 of the power transformer 1, and the backup power of a predetermined feed voltage is output to the control device B.

ここで、上記電力トランス1における一次電流は、トランジスタ7が一次巻線m1には他端にPWM信号を供給することによって通電が開始される。そして、このPWM信号のトランジスタ7への出力は、制御回路6に入力されるEN信号がしきい値電圧を超えることによって開始される。そして、EN信号は、図2の第2段目及び第2段目の波形に示すように、制御装置Bからトランス4への許可信号(パルス信号)の出力が開始され、当該許可信号(パルス信号)がEN信号生成回路5で整流されることによって生成される。 Here, the primary current in the power transformer 1 is energized by the transistor 7 supplying a PWM signal to the other end of the primary winding m1. Then, the output of the PWM signal to the transistor 7 is started when the EN signal input to the control circuit 6 exceeds the threshold voltage. Then, as shown in the waveforms of the second stage and the second stage of FIG. 2, the EN signal starts to output the permission signal (pulse signal) from the control device B to the transformer 4, and the permission signal (pulse) is started. The signal) is generated by being rectified by the EN signal generation circuit 5.

さらに、制御回路6は、図2の第4段目の波形に示すように、EN信号のレベルがしきい値電圧を超えると、PWM信号のトランジスタ7への出力を開始する。そして、この結果として、電力トランス1に一次電流が流れて、所定の給電電圧のバックアップ電力が制御装置Bに供給される。すなわち、バックアップ電力は、EN信号のレベルがしきい値電圧を超える期間、つまり時刻t1から時刻t2に亘って制御装置Bに供給される。 Further, as shown in the waveform of the fourth stage of FIG. 2, the control circuit 6 starts outputting the PWM signal to the transistor 7 when the level of the EN signal exceeds the threshold voltage. Then, as a result, a primary current flows through the power transformer 1, and backup power having a predetermined feed voltage is supplied to the control device B. That is, the backup power is supplied to the control device B from the period when the level of the EN signal exceeds the threshold voltage, that is, from the time t1 to the time t2.

また、このようなバックアップ電力の給電電圧は、電電力トランス1における一次電流の時間平均値に依存するので、トランジスタ7のON/OFFにおけるデューティ比つまりPWM信号のデューティ比によって調節される。このデューティ比について、制御回路6は第2の整流回路3から入力される検出電圧が目標電圧と等しくなるように設定する。この結果として、バックアップ電力の給電電圧は、目標電圧と等しくなるように制御される。 Further, since the feed voltage of such backup power depends on the time average value of the primary current in the power transformer 1, it is adjusted by the duty ratio in ON / OFF of the transistor 7, that is, the duty ratio of the PWM signal. With respect to this duty ratio, the control circuit 6 sets the detection voltage input from the second rectifier circuit 3 to be equal to the target voltage. As a result, the feed voltage of the backup power is controlled to be equal to the target voltage.

すなわち、バックアップ電力の制御装置Bへの供給開始は、トランス4とEN信号生成回路5とによって生成されたEN信号と制御回路6が固有に保持しているしきい値電圧とによって決定される。また、バックアップ電力の給電電圧は、電力トランス1における第2の二次巻線m3と第2の整流回路3とによって生成される検出電圧と制御回路6が固有に保持している目標電圧とによって調節される。 That is, the start of supply of the backup power to the control device B is determined by the EN signal generated by the transformer 4 and the EN signal generation circuit 5 and the threshold voltage uniquely held by the control circuit 6. Further, the feed voltage of the backup power depends on the detection voltage generated by the second secondary winding m3 and the second rectifier circuit 3 in the power transformer 1 and the target voltage uniquely held by the control circuit 6. Be adjusted.

このような本実施形態によれば、制御回路6が第2の整流回路3から入力される検出電圧と自らが保持している目標電圧とに基づいてバックアップ電力の給電電圧を制御するので、バックアップ電力の給電電圧を自ら制御し得るバックアップ電源制御装置A及びバックアップ電源装置を提供することが可能である。 According to this embodiment, the control circuit 6 controls the feed voltage of the backup power based on the detection voltage input from the second rectifier circuit 3 and the target voltage held by the control circuit 6, so that the backup power is backed up. It is possible to provide a backup power supply control device A and a backup power supply device that can control the power supply voltage by themselves.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
(1)上記実施形態では、車両に搭載されるバックアップ電源制御装置A及びバックアップ電源装置について説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明は、車両以外の用途にも適用可能である。
The present invention is not limited to the above embodiment, and for example, the following modifications can be considered.
(1) In the above embodiment, the backup power supply control device A and the backup power supply device mounted on the vehicle have been described, but the present invention is not limited thereto. The present invention is also applicable to applications other than vehicles.

(2)上記実施形態では、第2の二次巻線m3及び第2の整流回路3を用いてバックアップ電力の給電電圧を示す検出電圧を生成したが、本発明はこれに限定されない。例えば第2の二次巻線m3及び第2の整流回路3を省略し、第1の整流回路2の出力電圧つまりバックアップ電力の給電電圧を検出電圧として制御回路6に取り込んでもよい。 (2) In the above embodiment, the second secondary winding m3 and the second rectifier circuit 3 are used to generate a detection voltage indicating the feed voltage of the backup power, but the present invention is not limited to this. For example, the second secondary winding m3 and the second rectifier circuit 3 may be omitted, and the output voltage of the first rectifier circuit 2, that is, the feed voltage of the backup power may be incorporated into the control circuit 6 as a detection voltage.

(3)上記実施形態では、トランス4及びEN信号生成回路5を備える変換回路を採用したが、本発明はこれに限定されない。 (3) In the above embodiment, a conversion circuit including a transformer 4 and an EN signal generation circuit 5 is adopted, but the present invention is not limited thereto.

A バックアップ電源制御装置
B 制御装置(受電側)
C メインバッテリ
D IGAスイッチ
E バッテリECU
1 電力トランス
2 第1の整流回路
3 第2の整流回路
4 トランス(変換回路)
5 EN信号生成回路(変換回路)
6 制御回路
7 トランジスタ(電力スイッチング素子)
A Backup power supply control device B Control device (power receiving side)
C Main battery D IGA switch E Battery ECU
1 Power transformer 2 1st rectifier circuit 3 2nd rectifier circuit 4 Transformer (conversion circuit)
5 EN signal generation circuit (conversion circuit)
6 Control circuit 7 Transistor (power switching element)

Claims (6)

外部から入力されるバッテリ電力の電圧を調整し、当該調整後の前記バッテリ電力をバックアップ電力として受電側に供給するバックアップ電源制御装置であって、
前記バッテリ電力が一次巻線の一端に供給される電力トランスと、
一対の入力端が該電力トランスの二次巻線の両端に各々接続され、所定の給電電圧の前記バックアップ電力を生成する整流回路と、
前記受電側から入力される許可信号を電気的にアイソレーションすることにより変換許可信号を生成する変換回路と、
出力端が前記一次巻線の他端に接続される電力スイッチング素子と、
前記変換許可信号に基づいて前記給電電圧を所定の目標電圧と比較することにより前記電力スイッチング素子を駆動するPWM信号を生成する制御回路と
を備えることを特徴とするバックアップ電源制御装置。
A backup power supply control device that adjusts the voltage of battery power input from the outside and supplies the adjusted battery power to the power receiving side as backup power.
A power transformer in which the battery power is supplied to one end of the primary winding,
A rectifier circuit in which a pair of input ends are connected to both ends of the secondary winding of the power transformer to generate the backup power of a predetermined feed voltage.
A conversion circuit that generates a conversion permission signal by electrically isolating the permission signal input from the power receiving side, and
A power switching element whose output end is connected to the other end of the primary winding,
A backup power supply control device including a control circuit that generates a PWM signal for driving the power switching element by comparing the feed voltage with a predetermined target voltage based on the conversion permission signal.
前記許可信号はパルス信号であり、
前記変換回路は、前記パルス信号をアイソレーションして得られる信号を整流して前記変換許可信号を生成するEN信号生成回路を備える
ことを特徴とする請求項1に記載のバックアップ電源制御装置。
The permission signal is a pulse signal and
The backup power supply control device according to claim 1, wherein the conversion circuit includes an EN signal generation circuit that rectifies a signal obtained by isolating the pulse signal to generate the conversion permission signal.
前記変換回路は、前記パルス信号をアイソレーションするトランスを備えることを特徴とする請求項2に記載のバックアップ電源制御装置。 The backup power supply control device according to claim 2, wherein the conversion circuit includes a transformer that isolates the pulse signal. 前記電力トランスは、第2の二次巻線を備え、
前記制御回路は、前記第2の二次巻線の出力を第2の整流回路で整流した電圧を前記給電電圧として取り込むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のバックアップ電源制御装置。
The power transformer comprises a second secondary winding.
The backup according to any one of claims 1 to 3, wherein the control circuit takes in a voltage obtained by rectifying the output of the second secondary winding by the second rectifier circuit as the feed voltage. Power control device.
前記制御回路は、前記バッテリ電力を電源とすることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のバックアップ電源制御装置。 The backup power supply control device according to any one of claims 1 to 4, wherein the control circuit uses the battery power as a power source. バッテリと、
該バッテリの出力を前記バッテリ電力として取り込む請求項1〜4のいずれか一項に記載のバックアップ電源制御装置とを備えることを特徴とするバックアップ電源装置。
With the battery
A backup power supply device comprising the backup power supply control device according to any one of claims 1 to 4, wherein the output of the battery is taken in as the battery power.
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