JP2021019432A - Dc/dc converter system, operation instruction circuit, and control method for dc/dc converter system - Google Patents
Dc/dc converter system, operation instruction circuit, and control method for dc/dc converter system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021019432A JP2021019432A JP2019133821A JP2019133821A JP2021019432A JP 2021019432 A JP2021019432 A JP 2021019432A JP 2019133821 A JP2019133821 A JP 2019133821A JP 2019133821 A JP2019133821 A JP 2019133821A JP 2021019432 A JP2021019432 A JP 2021019432A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- converter
- output
- voltage
- sub
- main
- 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
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 7
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 12
- 101100478309 Neurospora crassa (strain ATCC 24698 / 74-OR23-1A / CBS 708.71 / DSM 1257 / FGSC 987) srdH gene Proteins 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
Description
本発明は、ＤＣ／ＤＣコンバータシステム、動作指示回路、及び、ＤＣ／ＤＣコンバータシステムの制御方法に関する。 The present invention relates to a DC / DC converter system, an operation instruction circuit, and a method for controlling a DC / DC converter system.
従来、２個のＤＣ／ＤＣコンバータを並列に駆動する負荷駆動システムがある（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, there is a load drive system that drives two DC / DC converters in parallel (see, for example, Patent Document 1).
このような従来の負荷駆動システムにおいては、各ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電流を検出して、各ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電流を均等に分担するように制御するようになっている。 In such a conventional load drive system, the output current of each DC / DC converter is detected and controlled so that the output current of each DC / DC converter is evenly shared.
しかしながら、この従来の負荷駆動システムにおいては、同じ効率および動作領域であるＤＣ／ＤＣコンバータを用いているため、効率を向上しつつ、動作範囲の拡大を図ることができない問題がある。 However, since this conventional load drive system uses a DC / DC converter having the same efficiency and operating range, there is a problem that the operating range cannot be expanded while improving the efficiency.
そこで、本発明は、効率を向上しつつ、動作範囲の拡大を図ることが可能なＤＣ／ＤＣコンバータシステムを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a DC / DC converter system capable of expanding the operating range while improving efficiency.
本発明の一態様に係るＤＣ／ＤＣコンバータシステムは、
負荷要求に応じて、複数のＤＣ／ＤＣコンバータを用いて、負荷に電力を供給するＤＣ／ＤＣコンバータシステムであって、
電源電圧が供給され、第１の出力電圧を出力部から出力するメインＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記電源電圧が供給され、第２の出力電圧を出力部から出力する１つ又は複数のサブＤＣ／ＤＣコンバータと、を備え、
前記サブＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧に対する動作領域は、前記メインＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧に対する動作領域よりも、広く設定されている
ことを特徴とする。
The DC / DC converter system according to one aspect of the present invention is
A DC / DC converter system that supplies power to a load using multiple DC / DC converters in response to load requirements.
A main DC / DC converter that supplies power supply voltage and outputs the first output voltage from the output unit,
It comprises one or a plurality of sub-DC / DC converters to which the power supply voltage is supplied and a second output voltage is output from the output unit.
The operating region for the input voltage of the sub DC / DC converter is set wider than the operating region for the input voltage of the main DC / DC converter.
前記ＤＣ／ＤＣコンバータシステムにおいて、
前記メインＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記サブＤＣ／ＤＣコンバータが前記設定領域で動作するように、前記電源電圧の入力範囲が設定されている
ことを特徴とする。
In the DC / DC converter system
The input range of the power supply voltage is set so that the main DC / DC converter and the sub DC / DC converter operate in the set area.
前記ＤＣ／ＤＣコンバータシステムにおいて、
前記メインＤＣ／ＤＣコンバータは、前記電源電圧から生成した第１電圧を整流するセンタータップ整流回路を有し、前記センタータップ整流回路が整流した電圧に基づいて、第１の出力電圧を出力部から出力し、
前記サブＤＣ／ＤＣコンバータは、前記電源電圧から生成した第２電圧を整流するブリッジ整流回路を有し、前記ブリッジ整流回路が整流した電圧に基づいて、前記第２の出力電圧を出力部から出力する
ことを特徴とする。
In the DC / DC converter system
The main DC / DC converter has a center tap rectifier circuit that rectifies a first voltage generated from the power supply voltage, and a first output voltage is output from an output unit based on the voltage rectified by the center tap rectifier circuit. Output and
The sub-DC / DC converter has a bridge rectifier circuit that rectifies the second voltage generated from the power supply voltage, and outputs the second output voltage from the output unit based on the voltage rectified by the bridge rectifier circuit. It is characterized by doing.
前記ＤＣ／ＤＣコンバータシステムにおいて、
前記電源電圧を供給する電源用バッテリが過充電している動作領域において、少なくとも前記サブＤＣ／ＤＣコンバータは、駆動して、電力を供給し続けることが可能となっている
ことを特徴とする。
In the DC / DC converter system
In the operating region where the power supply battery for supplying the power supply voltage is overcharged, at least the sub-DC / DC converter can be driven to continue supplying power.
前記ＤＣ／ＤＣコンバータシステムにおいて、
前記電源電圧を供給する電源用バッテリが過放電している動作領域において、少なくとも前記サブＤＣ／ＤＣコンバータは、駆動して、電力を供給し続けることが可能となっている
ことを特徴とする。
In the DC / DC converter system
In the operating region where the power supply battery for supplying the power supply voltage is over-discharged, at least the sub-DC / DC converter can be driven to continue supplying power.
前記ＤＣ／ＤＣコンバータシステムにおいて、
前記メインＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記サブＤＣ／ＤＣコンバータを制御する動作指示部をさらに備える
ことを特徴とする。
In the DC / DC converter system
It is characterized by further including an operation instruction unit that controls the main DC / DC converter and the sub DC / DC converter.
前記ＤＣ／ＤＣコンバータシステムにおいて、
前記動作指示部は、
前記メインＤＣ／ＤＣコンバータの出力電力と前記サブＤＣ／ＤＣコンバータの出力電力の合計が予め設定された電力閾値に達した場合には、前記メインＤＣ／ＤＣコンバータの前記第１の出力電圧と前記サブＤＣ／ＤＣコンバータの前記第２の出力電圧を低下させて供給する電力を制限する
ことを特徴とする。
In the DC / DC converter system
The operation instruction unit
When the sum of the output power of the main DC / DC converter and the output power of the sub DC / DC converter reaches a preset power threshold, the first output voltage of the main DC / DC converter and the output voltage of the sub DC / DC converter are described. It is characterized in that the second output voltage of the sub-DC / DC converter is lowered to limit the power supplied.
前記ＤＣ／ＤＣコンバータシステムにおいて、
前記動作指示部は、
前記負荷が接続された出力電圧端子に流れる電流が予め設定された過電流閾値を超えた場合には、前記メインＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記サブＤＣ／ＤＣコンバータを停止させる
ことを特徴とする。
In the DC / DC converter system
The operation instruction unit
When the current flowing through the output voltage terminal to which the load is connected exceeds a preset overcurrent threshold value, the main DC / DC converter and the sub DC / DC converter are stopped.
前記ＤＣ／ＤＣコンバータシステムにおいて、
前記メインＤＣ／ＤＣコンバータは、
前記電源電圧に基づいた電圧を変換して出力する第１のフルブリッジ回路と、
前記第１のフルブリッジ回路が出力した電圧が１次側に入力され、２次側から前記第１電圧を前記センタータップ整流回路に出力する第１のトランスと、をさらに有し、
前記サブＤＣ／ＤＣコンバータは、
前記電源電圧に基づいた電圧を変換して出力する第２のフルブリッジ回路と、
前記第２のフルブリッジ回路が出力した電圧が１次側に入力され、２次側から前記第２電圧を前記ブリッジ整流回路に出力する第２のトランスと、をさらに有する
ことを特徴とする。
In the DC / DC converter system
The main DC / DC converter
A first full bridge circuit that converts and outputs a voltage based on the power supply voltage, and
It further has a first transformer in which the voltage output by the first full bridge circuit is input to the primary side and the first voltage is output from the secondary side to the center tap rectifier circuit.
The sub DC / DC converter
A second full bridge circuit that converts and outputs a voltage based on the power supply voltage, and
It is characterized by further having a second transformer in which the voltage output by the second full bridge circuit is input to the primary side and the second voltage is output from the secondary side to the bridge rectifier circuit.
前記ＤＣ／ＤＣコンバータシステムにおいて、
前記メインＤＣ／ＤＣコンバータは、
一端が前記第１のトランスの二次側のコイルの一部分に接続され、他端が、前記負荷が接続された出力電圧端子に電気的に接続された第１の出力チョークと、
一端が前記第１の出力チョークの他端に接続され、他端が前記接地端子に電気的に接続された第１の出力コンデンサと、をさらに有し、
前記サブＤＣ／ＤＣコンバータは、
一端が前記第１のダイオード及び前記第２のダイオードのカソードに接続され、他端が、前記出力電圧端子に電気的に接続された第２の出力チョークと、
一端が前記第２の出力チョークの他端に接続され、他端が前記接地端子に電気的に接続された第２の出力コンデンサと、をさらに有する
ことを特徴とする。
In the DC / DC converter system
The main DC / DC converter
One end is connected to a part of the coil on the secondary side of the first transformer, and the other end is an output choke electrically connected to the output voltage terminal to which the load is connected.
It further comprises a first output capacitor, one end connected to the other end of the first output choke and the other end electrically connected to the ground terminal.
The sub DC / DC converter
A second output choke, one end connected to the cathode of the first diode and the second diode and the other end electrically connected to the output voltage terminal.
One end is connected to the other end of the second output choke, and the other end is further provided with a second output capacitor electrically connected to the ground terminal.
前記ＤＣ／ＤＣコンバータシステムにおいて、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータシステムは、自動運転機能を備えた自動車に積載されている
ことを特徴とする。
In the DC / DC converter system
The DC / DC converter system is characterized in that it is loaded in an automobile having an automatic driving function.
本発明の一態様に係るＤＣ／ＤＣコンバータシステムの制御方法は、
負荷要求に応じて、複数のＤＣ／ＤＣコンバータを用いて、負荷に電力を供給するＤＣ／ＤＣコンバータシステムであって、電源電圧が供給され、第１の出力電圧を出力部から出力するメインＤＣ／ＤＣコンバータと、前記電源電圧が供給され、第２の出力電圧を出力部から出力する１つ又は複数のサブＤＣ／ＤＣコンバータと、を備えたＤＣ／ＤＣコンバータシステムの制御方法であって、
前記負荷要求に応じて、前記メインＤＣ／ＤＣコンバータと前記サブＤＣ／ＤＣコンバータの駆動を制御し、
前記サブＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧に対する動作領域は、前記メインＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧に対する動作領域よりも、広く設定されている
ことを特徴とする。
The control method of the DC / DC converter system according to one aspect of the present invention is
A DC / DC converter system that supplies power to a load using a plurality of DC / DC converters in response to a load request, and is a main DC that supplies a power supply voltage and outputs a first output voltage from an output unit. A method for controlling a DC / DC converter system including a / DC converter and one or a plurality of sub-DC / DC converters to which the power supply voltage is supplied and a second output voltage is output from an output unit.
In response to the load request, the drive of the main DC / DC converter and the sub DC / DC converter is controlled.
The operating region for the input voltage of the sub DC / DC converter is set wider than the operating region for the input voltage of the main DC / DC converter.
本発明の一態様に係る動作指示回路は、
負荷要求に応じて、複数のＤＣ／ＤＣコンバータを用いて、負荷に電力を供給するＤＣ／ＤＣコンバータシステムであって、電源電圧が供給され、第１の出力電圧を出力部から出力するメインＤＣ／ＤＣコンバータと、前記電源電圧が供給され、第２の出力電圧を出力部から出力する１つ又は複数のサブＤＣ／ＤＣコンバータと、を備えたＤＣ／ＤＣコンバータシステムに適用される動作指示回路であって、
前記動作指示回路は、
前記負荷要求に応じて、前記メインＤＣ／ＤＣコンバータと前記サブＤＣ／ＤＣコンバータの駆動を制御し、
前記サブＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧に対する動作領域は、前記メインＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧に対する動作領域よりも、広く設定されている
ことを特徴とする。
The operation instruction circuit according to one aspect of the present invention is
A DC / DC converter system that supplies power to a load using a plurality of DC / DC converters in response to a load request, and is a main DC that supplies a power supply voltage and outputs a first output voltage from an output unit. An operation instruction circuit applied to a DC / DC converter system including a / DC converter and one or a plurality of sub-DC / DC converters to which the power supply voltage is supplied and a second output voltage is output from an output unit. And
The operation instruction circuit is
In response to the load request, the drive of the main DC / DC converter and the sub DC / DC converter is controlled.
The operating region for the input voltage of the sub DC / DC converter is set wider than the operating region for the input voltage of the main DC / DC converter.
本発明の一態様に係るＤＣ／ＤＣコンバータシステムは、負荷要求に応じて、複数のＤＣ／ＤＣコンバータを用いて、負荷に電力を供給するＤＣ／ＤＣコンバータシステムであって、電源電圧が供給され、第１の出力電圧を出力部から出力するメインＤＣ／ＤＣコンバータと、電源電圧が供給され、第２の出力電圧を出力部から出力する１つ又は複数のサブＤＣ／ＤＣコンバータと、を備える。 The DC / DC converter system according to one aspect of the present invention is a DC / DC converter system that supplies electric power to a load by using a plurality of DC / DC converters in response to a load request, and a power supply voltage is supplied. , A main DC / DC converter that outputs a first output voltage from an output unit, and one or a plurality of sub DC / DC converters to which a power supply voltage is supplied and a second output voltage is output from the output unit. ..
そして、サブＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧に対する動作領域は、メインＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧に対する動作領域よりも、広く設定されている。 The operating region for the input voltage of the sub DC / DC converter is set wider than the operating region for the input voltage of the main DC / DC converter.
これにより、本発明の一態様に係るＤＣ／ＤＣコンバータシステムによれば、効率を向上しつつ、動作範囲の拡大を図ることができる。 As a result, according to the DC / DC converter system according to one aspect of the present invention, it is possible to expand the operating range while improving the efficiency.
以下、本発明に係るＤＣ／ＤＣコンバータシステムについて、図面とともに説明する。 Hereinafter, the DC / DC converter system according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は、本発明の実施形態に係るＤＣ／ＤＣコンバータシステム１００の回路構成の一例を示す回路図である。 FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of a circuit configuration of the DC / DC converter system 100 according to the embodiment of the present invention.
［ＤＣ／ＤＣコンバータシステム］
図１に示すＤＣ／ＤＣコンバータシステム１００は、車両負荷ＬＯＡＤの負荷要求に応じて、複数のＤＣ／ＤＣコンバータを用いて、電源用バッテリＢＳから、車両負荷ＬＯＡＤに電力を供給するようになっている。
[DC / DC converter system]
The DC / DC converter system 100 shown in FIG. 1 uses a plurality of DC / DC converters to supply electric power to the vehicle load LOAD from the power supply battery BS in response to the load request of the vehicle load LOAD. There is.
このＤＣ／ＤＣコンバータシステム１００は、例えば、自動運転機能を備えた自動車（図示せず）に積載され、当該自動車に電力を供給するために適用され、電源用バッテリＢＳ及び負荷用バッテリＢＯＵＴは、当該自動車に積載されている。なお、このＤＣ／ＤＣコンバータシステム１００は、自動車以外にも、ドローン等のその他の装置にも適用が可能である。 The DC / DC converter system 100 is loaded on, for example, an automobile (not shown) having an automatic driving function, and is applied to supply electric power to the automobile. The power supply battery BS and the load battery BOUT are It is loaded in the car. The DC / DC converter system 100 can be applied to other devices such as drones as well as automobiles.
このＤＣ／ＤＣコンバータシステム１００は、例えば、図１に示すように、メインＤＣ／ＤＣコンバータ（第１のＤＣ／ＤＣコンバータ）Ｘ１と、サブＤＣ／ＤＣコンバータ（第２のＤＣ／ＤＣコンバータ）Ｘ２と、第１の出力ヒューズＦＯ１と、第２の出力ヒューズＦＯ２と、動作指示部（動作指示回路）ＥＣＵと、を備える。 The DC / DC converter system 100 includes, for example, a main DC / DC converter (first DC / DC converter) X1 and a sub DC / DC converter (second DC / DC converter) X2, as shown in FIG. A first output fuse FO1, a second output fuse FO2, and an operation instruction unit (operation instruction circuit) ECU are provided.
なお、この図１では、一例として、１つのサブＤＣ／ＤＣコンバータＸ２が記載されているが、ＤＣ／ＤＣコンバータシステム１００は、複数のサブＤＣ／ＤＣコンバータＸ２を備えるようにしてもよい。また、メインＤＣ／ＤＣコンバータＸ１の回路構成とサブＤＣ／ＤＣコンバータＸ２の回路構成とを入れ替えるようにしてもよい。 Although one sub-DC / DC converter X2 is shown as an example in FIG. 1, the DC / DC converter system 100 may include a plurality of sub-DC / DC converters X2. Further, the circuit configuration of the main DC / DC converter X1 and the circuit configuration of the sub DC / DC converter X2 may be interchanged.
そして、例えば、図１に示すように、出力電圧端子ＴＯＵＴと接地端子ＴＧＮＤとの間には、車両負荷ＬＯＡＤが接続されている。 Then, for example, as shown in FIG. 1, a vehicle load LOAD is connected between the output voltage terminal TOUT and the ground terminal TGND.
さらに、例えば、図１に示すように、出力電圧端子ＴＯＵＴと接地端子ＴＧＮＤとの間には、バッテリＢＯＵＴが接続されている。 Further, for example, as shown in FIG. 1, a battery BOUT is connected between the output voltage terminal TOUT and the ground terminal TGND.
［メインＤＣ／ＤＣコンバータ］
メインＤＣ／ＤＣコンバータＸ１は、例えば、図１に示すように、電源用バッテリＢＳから第１、第２の入力部ＴＩＮ１ａ、ＴＩＮ１ｂを介して電源電圧ＶＢが供給されるようになっている。
[Main DC / DC converter]
In the main DC / DC converter X1, for example, as shown in FIG. 1, the power supply voltage VB is supplied from the power supply battery BS via the first and second input units TIN1a and TIN1b.
そして、このメインＤＣ／ＤＣコンバータＸ１は、第１の出力部ＴＯ１ａが出力電圧端子ＴＯＵＴに電気的に接続され、第２の出力部ＴＯ１ｂが接地端子ＴＧＮＤに電気的に接続されている。 In the main DC / DC converter X1, the first output unit TO1a is electrically connected to the output voltage terminal TOUT, and the second output unit TO1b is electrically connected to the ground terminal TGND.
そして、メインＤＣ／ＤＣコンバータＸ１は、第１の出力電圧ＶＯ１を第１の出力部ＴＯ１ａから出力するようになっている。
ここで、このメインＤＣ／ＤＣコンバータＸ１は、例えば、図１に示すように、第１のヒューズＦＩ１と、第１のラインフィルタ回路ＬＦ１と、第１のフルブリッジ回路ＦＢＭ１と、第１のトランスＭＴ１と、センタータップ整流回路ＣＴＲと、第１の出力チョークＬＯ１と、第１の出力コンデンサＣＯ１と、第１の制御部Ａ１と、を有する。
Then, the main DC / DC converter X1 outputs the first output voltage VO1 from the first output unit TO1a.
Here, the main DC / DC converter X1 is, for example, as shown in FIG. 1, a first fuse FI1, a first line filter circuit LF1, a first full bridge circuit FBM1, and a first transformer. It has an MT1, a center tap rectifier circuit CTR, a first output choke LO1, a first output capacitor CO1, and a first control unit A1.
そして、第１のヒューズＦＩ１は、第１の入力部ＴＩＮ１ａと第１のラインフィルタ回路ＬＦ１との間に接続されている。 The first fuse FI1 is connected between the first input unit TIN1a and the first line filter circuit LF1.
また、第１のラインフィルタ回路ＬＦ１は、電源用バッテリＢＳから第１、第２の入力部ＴＩＮ１ａ、ＴＩＮ１ｂを介して供給された電源電圧ＶＢを、フィルタリングして、第１のフルブリッジ回路ＦＢＭ１に出力するようになっている。
また、第１のフルブリッジ回路ＦＢＭ１は、電源電圧ＶＢに基づいた電圧を交流に変換して出力するようになっている。
Further, the first line filter circuit LF1 filters the power supply voltage VB supplied from the power supply battery BS via the first and second input units TIN1a and TIN1b to the first full bridge circuit FBM1. It is designed to output.
Further, the first full bridge circuit FBM1 is adapted to convert a voltage based on the power supply voltage VB into alternating current and output it.
この第１のフルブリッジ回路ＦＢＭ１は、第１の制御部Ａ１により、ブリッジ回路を構成するスイッチ素子（ｎＭＯＳトランジスタ）Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４が制御されるようになっている。 In the first full bridge circuit FBM1, the switch elements (nMOS transistors) Q1, Q2, Q3, and Q4 constituting the bridge circuit are controlled by the first control unit A1.
また、第１のトランスＭＴ１は、第１のフルブリッジ回路ＦＢＭ１が出力した電圧が１次側に入力され、２次側から第１電圧ＶＴ１をセンタータップ整流回路ＣＴＲの第１及び第２入力ノードＮ１、Ｎ２に出力するようになっている。 Further, in the first transformer MT1, the voltage output by the first full bridge circuit FBM1 is input to the primary side, and the first voltage VT1 is input from the secondary side to the first and second input nodes of the center tap rectifier circuit CTR. It is designed to output to N1 and N2.
すなわち、この第１のトランスＭＴ１が出力した第１電圧ＶＴ１が、センタータップ整流回路ＣＴＲの第１及び第２入力ノードＮ１、Ｎ２に印加されるようになっている。 That is, the first voltage VT1 output by the first transformer MT1 is applied to the first and second input nodes N1 and N2 of the center tap rectifier circuit CTR.
そして、センタータップ整流回路ＣＴＲは、第１電圧ＶＴ１を整流するようになっている。 The center tap rectifier circuit CTR is designed to rectify the first voltage VT1.
このセンタータップ整流回路ＣＴＲは、例えば、図１に示すように、第１のトランジスタ（スイッチ素子）Ｑ５００、Ｑ５０１と、第２のトランジスタ（スイッチ素子）Ｑ６００、Ｑ６０１と、を有する。 This center tap rectifier circuit CTR has, for example, first transistors (switch elements) Q500 and Q501 and second transistors (switch elements) Q600 and Q601, as shown in FIG.
そして、第１のトランジスタＱ５００、Ｑ５０１は、一端（ドレイン）が第１入力ノードＮ１に接続され、且つ、他端（ソース）が接地端子ＴＧＮＤ（第２の出力部ＴＯ１ｂ）に接続されている。 One end (drain) of the first transistors Q500 and Q501 is connected to the first input node N1, and the other end (source) is connected to the ground terminal TGND (second output unit TO1b).
この第１のトランジスタＱ５００、Ｑ５０１は、例えば、図１に示すように、第１の制御部Ａ１により制御されるｎＭＯＳトランジスタである。 The first transistors Q500 and Q501 are nMOS transistors controlled by the first control unit A1, for example, as shown in FIG.
また、第２のトランジスタＱ６００、Ｑ６０１は、一端（ドレイン）が第２入力ノードＮ２に接続され、且つ、他端（ソース）が接地端子ＴＧＮＤ（第２の出力部ＴＯ１ｂ）に接続されている。 Further, one end (drain) of the second transistors Q600 and Q601 is connected to the second input node N2, and the other end (source) is connected to the ground terminal TGND (second output unit TO1b).
この第２のトランジスタＱ６００、Ｑ６０１は、例えば、図１に示すように、第１の制御部Ａ１により制御されるｎＭＯＳトランジスタである。 The second transistors Q600 and Q601 are nMOS transistors controlled by the first control unit A1, for example, as shown in FIG.
これらの第１のトランジスタＱ５００、Ｑ５０１及び第２のトランジスタＱ６００、Ｑ６０１は、第１の制御部Ａ１により制御されて発振動作するようになっている。 These first transistors Q500 and Q501 and the second transistors Q600 and Q601 are controlled by the first control unit A1 to oscillate.
また、第１の出力チョークＬＯ１は、一端が第１のトランスＭＴ１の二次側のコイルの一部分（例えば、中間部分のタップ）に接続され、他端が、第１の出力部ＴＯ１ａ及び第１の出力ヒューズＦＯ１を介して、出力電圧端子ＴＯＵＴに電気的に接続されている。 Further, one end of the first output choke LO1 is connected to a part of the coil on the secondary side of the first transformer MT1 (for example, a tap of the intermediate part), and the other end is the first output unit TO1a and the first It is electrically connected to the output voltage terminal TOUT via the output fuse FO1 of the above.
また、第１の出力コンデンサＣＯ１は、メインＤＣ／ＤＣコンバータＸ１の第１の出力部ＴＯ１ａと第２の出力部ＴＯ１ｂとの間に接続されている。特に、この第１の出力コンデンサＣＯ１は、一端が第１の出力チョークＬＯ１の他端に接続され、他端が接地端子ＴＧＮＤ（第２の出力部ＴＯ１ｂ）に電気的に接続されている。 Further, the first output capacitor CO1 is connected between the first output unit TO1a and the second output unit TO1b of the main DC / DC converter X1. In particular, one end of the first output capacitor CO1 is connected to the other end of the first output choke LO1, and the other end is electrically connected to the ground terminal TGND (second output unit TO1b).
また、第１の制御部Ａ１は、例えば、メインＤＣ／ＤＣコンバータＸ１が所定の電圧を出力するように、第１のフルブリッジ回路ＦＢＭ１及びセンタータップ整流回路ＣＴＲの動作（すなわち各トランジスタの動作）を制御するようになっている。 Further, the first control unit A1 operates, for example, the operation of the first full bridge circuit FBM1 and the center tap rectifier circuit CTR (that is, the operation of each transistor) so that the main DC / DC converter X1 outputs a predetermined voltage. Is designed to control.
以上のように、メインＤＣ／ＤＣコンバータＸ１は、電源電圧ＶＢから生成した第１電圧ＶＴ１を整流するセンタータップ整流回路ＣＴＲを有し、センタータップ整流回路ＣＴＲが整流した電圧に基づいて、第１の出力電圧ＶＯ１を第１の出力部ＴＯ１ａから出力するようになっている。 As described above, the main DC / DC converter X1 has a center tap rectifier circuit CTR that rectifies the first voltage VT1 generated from the power supply voltage VB, and the first DC / DC converter X1 is based on the voltage rectified by the center tap rectifier circuit CTR. The output voltage VO1 of the above is output from the first output unit TO1a.
なお、このメインＤＣ／ＤＣコンバータＸ１は、必要に応じて、このセンタータップ整流回路ＣＴＲに代えて、ブリッジ整流回路を有するようにしてもよい。 The main DC / DC converter X1 may have a bridge rectifier circuit instead of the center tap rectifier circuit CTR, if necessary.
［サブＤＣ／ＤＣコンバータ］
ここで、サブＤＣ／ＤＣコンバータＸ２は、例えば、図１に示すように、電源用バッテリＢＳから第３、第４の入力部ＴＩＮ２ａ、ＴＩＮ２ｂを介して電源電圧ＶＢが供給されるようになっている。
[Sub DC / DC converter]
Here, in the sub DC / DC converter X2, for example, as shown in FIG. 1, the power supply voltage VB is supplied from the power supply battery BS via the third and fourth input units TIN2a and TIN2b. There is.
そして、このサブＤＣ／ＤＣコンバータＸ２は、第３の出力部ＴＯ２ａが出力電圧端子ＴＯＵＴに電気的に接続され、第４の出力部ＴＯ２ｂが接地端子ＴＧＮＤに電気的に接続されている。そして、サブＤＣ／ＤＣコンバータＸ２は、第２の出力電圧ＶＯ２を第３の出力部ＴＯ２ａから出力するようになっている。 In this sub-DC / DC converter X2, the third output unit TO2a is electrically connected to the output voltage terminal TOUT, and the fourth output unit TO2b is electrically connected to the ground terminal TGND. Then, the sub DC / DC converter X2 outputs the second output voltage VO2 from the third output unit TO2a.
また、サブＤＣ／ＤＣコンバータＸ２は、例えば、図１に示すように、第２のヒューズＦＩ２と、第２のラインフィルタ回路ＬＦ２と、第２のフルブリッジ回路ＦＢＭ２と、第２のトランスＭＴ２と、 ブリッジ整流回路ＦＢＲと、第２の出力チョークＬＯ２と、第２の出力コンデンサＣＯ２と、第２の制御部Ａ２と、を有する。 Further, the sub-DC / DC converter X2 includes, for example, a second fuse FI2, a second line filter circuit LF2, a second full bridge circuit FBM2, and a second transformer MT2, as shown in FIG. It has a bridge rectifier circuit FBR, a second output choke LO2, a second output capacitor CO2, and a second control unit A2.
そして、第２のヒューズＦＩ２は、第３の入力部ＴＩＮ２ａと第２のラインフィルタ回路ＬＦ３との間に接続されている。 Then, the second fuse FI2 is connected between the third input unit TIN2a and the second line filter circuit LF3.
また、第２のラインフィルタ回路ＬＦ２は、電源用バッテリＢＳから第３、第４の入力部ＴＩＮ２ａ、ＴＩＮ２ｂを介して供給された電源電圧ＶＢを、フィルタリングして、第２のフルブリッジ回路ＦＢＭ２に出力するようになっている。 Further, the second line filter circuit LF2 filters the power supply voltage VB supplied from the power supply battery BS via the third and fourth input units TIN2a and TIN2b to the second full bridge circuit FBM2. It is designed to output.
また、第２のフルブリッジ回路ＦＢＭ２は、電源電圧ＶＢに基づいた電圧を交流に変換して出力するようになっている。 Further, the second full bridge circuit FBM2 is adapted to convert a voltage based on the power supply voltage VB into alternating current and output it.
この第２のフルブリッジ回路ＦＢＭ２は、第２の制御部Ａ２により、ブリッジ回路を構成するスイッチ素子（ｎＭＯＳトランジスタ）Ｑ５、Ｑ６、Ｑ７、Ｑ８が制御されるようになっている。 In the second full bridge circuit FBM2, the switch elements (nMOS transistors) Q5, Q6, Q7, and Q8 constituting the bridge circuit are controlled by the second control unit A2.
また、第２のトランスＭＴ２は、第２のフルブリッジ回路ＦＢＭ２が出力した電圧が１次側に入力され、２次側から第２電圧ＶＴ２をブリッジ整流回路ＦＢＲの第３及び第４入力ノードＮ３、Ｎ４に出力するようになっている。 Further, in the second transformer MT2, the voltage output by the second full bridge circuit FBM2 is input to the primary side, and the second voltage VT2 is input from the secondary side to the third and fourth input nodes N3 of the bridge rectifier circuit FBR. , It is designed to output to N4.
すなわち、第２のトランスＭＴ２が出力した第２電圧ＶＴ２がブリッジ整流回路ＦＢＲの第３及び第４入力ノードＮ３、Ｎ４に印加されるようになっている。 That is, the second voltage VT2 output by the second transformer MT2 is applied to the third and fourth input nodes N3 and N4 of the bridge rectifier circuit FBR.
そして、ブリッジ整流回路ＦＢＲは、第２電圧ＶＴ２を整流するようになっている。 The bridge rectifier circuit FBR rectifies the second voltage VT2.
このブリッジ整流回路ＦＢＲは、例えば、図１に示すように、第１のダイオード（整流素子）Ｄａと、第２のダイオード（整流素子）Ｄｂと、第３のトランジスタ（スイッチ素子）Ｍａと、第４のトランジスタ（スイッチ素子）Ｍｂと、を有する。 The bridge rectifier circuit FBR includes, for example, a first diode (rectifier element) Da, a second diode (rectifier element) Db, a third transistor (switch element) Ma, and a third transistor (switch element) Ma, as shown in FIG. It has 4 transistors (switch elements) Mb and.
そして、第１のダイオードＤａは、カソードが第２の出力チョークＬＯ２及び第２の出力ヒューズＦＯ２を介して出力電圧端子ＴＯＵＴに電気的に接続され、且つ、アノードが第３入力ノードＮ３に接続されている。 The cathode of the first diode Da is electrically connected to the output voltage terminal TOUT via the second output choke LO2 and the second output fuse FO2, and the anode is connected to the third input node N3. ing.
また、第２のダイオードＤｂは、カソードが第２の出力チョークＬＯ２及び第２の出力ヒューズＦＯ２を介して出力電圧端子ＴＯＵＴに電気的に接続され、且つ、アノードが第４入力ノードＮ４に接続されている。 Further, in the second diode Db, the cathode is electrically connected to the output voltage terminal TOUT via the second output choke LO2 and the second output fuse FO2, and the anode is connected to the fourth input node N4. ing.
また、第３のトランジスタＭａは、一端（ドレイン）が第３入力ノードＮ３に接続され、且つ、他端（ソース）が接地端子ＴＧＮＤに接続されている。 Further, one end (drain) of the third transistor Ma is connected to the third input node N3, and the other end (source) is connected to the ground terminal TGND.
この第３のトランジスタＭａは、例えば、図１に示すように、第２の制御部Ａ２により制御されるｎＭＯＳトランジスタである。 The third transistor Ma is, for example, an nMOS transistor controlled by the second control unit A2, as shown in FIG.
また、第４のトランジスタＭｂは、一端（ドレイン）が第４入力ノードＮ４に接続され、且つ、他端（ソース）が接地端子ＴＧＮＤに接続されている。 Further, one end (drain) of the fourth transistor Mb is connected to the fourth input node N4, and the other end (source) is connected to the ground terminal TGND.
この第４のトランジスタＭｂは、例えば、図１に示すように、第２の制御部Ａ２により制御されるｎＭＯＳトランジスタである。 The fourth transistor Mb is, for example, an nMOS transistor controlled by the second control unit A2, as shown in FIG.
そして、第３、第４のトランジスタＭａ、Ｍｂは、第１のダイオードＤａ、Ｄｂにそれぞれ直列に接続されている。この第３、第４のトランジスタＭａ、Ｍｂは、第２の制御部Ａ２により制御されて発振動作するようになっている。 The third and fourth transistors Ma and Mb are connected in series to the first diodes Da and Db, respectively. The third and fourth transistors Ma and Mb are controlled by the second control unit A2 to oscillate.
また、第２の出力チョークＬＯ２は、例えば、図１に示すように、第１のダイオードＤａ及び第２のダイオードＤｂのカソードと、サブＤＣ／ＤＣコンバータＸ２の第３の出力部ＴＯ２ａとの間に接続されている。 Further, the second output choke LO2 is, for example, between the cathodes of the first diode Da and the second diode Db and the third output unit TO2a of the sub DC / DC converter X2, as shown in FIG. It is connected to the.
特に、この第２の出力チョークＬＯ２は、一端が第１のダイオードＤａ及び第２のダイオードＤｂのカソードに接続され、他端が、第３の出力部ＴＯ２ａ及び第２の出力ヒューズＦＯ２を介して、出力電圧端子ＴＯＵＴに電気的に接続されている。 In particular, one end of the second output choke LO2 is connected to the cathodes of the first diode Da and the second diode Db, and the other end is via the third output unit TO2a and the second output fuse FO2. , Is electrically connected to the output voltage terminal TOUT.
また、第２の出力コンデンサＣＯ２は、例えば、図１に示すように、サブＤＣ／ＤＣコンバータＸ２の第３の出力部ＴＯ２ａと第４の出力部ＴＯ２ｂとの間に接続されている。特に、この第２の出力コンデンサＣＯ２は、一端が第２の出力チョークＬＯ２の他端に接続され、他端が接地端子ＴＧＮＤ（第４の出力部ＴＯ２ｂ）に電気的に接続されている。 Further, the second output capacitor CO2 is connected between the third output unit TO2a and the fourth output unit TO2b of the sub DC / DC converter X2, for example, as shown in FIG. In particular, one end of the second output capacitor CO2 is connected to the other end of the second output choke LO2, and the other end is electrically connected to the ground terminal TGND (fourth output unit TO2b).
また、第２の制御部Ａ２は、例えば、サブＤＣ／ＤＣコンバータＸ２が所定の電圧を出力するように、第２のフルブリッジ回路ＦＢＭ２及びブリッジ整流回路ＦＢＲの動作（すなわち各トランジスタの動作）を制御するようになっている。 Further, the second control unit A2 operates, for example, the operation of the second full bridge circuit FBM2 and the bridge rectifier circuit FBR (that is, the operation of each transistor) so that the sub DC / DC converter X2 outputs a predetermined voltage. It is designed to be controlled.
以上のように、サブＤＣ／ＤＣコンバータＸ２は、電源電圧ＶＢから生成した第２電圧ＶＴ２を整流するブリッジ整流回路ＦＢＲを有し、このブリッジ整流回路ＦＢＲが整流した電圧に基づいて、第２の出力電圧ＶＯ２を第３の出力部ＴＯ３ａから出力するようになっている。 As described above, the sub DC / DC converter X2 has a bridge rectifier circuit FBR that rectifies the second voltage VT2 generated from the power supply voltage VB, and the second bridge rectifier circuit FBR is based on the voltage rectified by the bridge rectifier circuit FBR. The output voltage VO2 is output from the third output unit TO3a.
なお、このサブＤＣ／ＤＣコンバータＸ２は、必要に応じて、ブリッジ整流回路ＦＢＲに代えて、センタータップ整流回路を有するようにしてもよい。 The sub DC / DC converter X2 may have a center tap rectifier circuit instead of the bridge rectifier circuit FBR, if necessary.
［メインＤＣ／ＤＣコンバータ及びサブＤＣ／ＤＣコンバータの特性］
ここで、図２は、図１に示すＤＣ／ＤＣコンバータシステム１００のメインＤＣ／ＤＣコンバータＸ１の入出力特性Ｘ１Ａ及びサブＤＣ／ＤＣコンバータＸ２の入出力特性Ｘ２Ａの一例を示す図である。
[Characteristics of main DC / DC converter and sub DC / DC converter]
Here, FIG. 2 is a diagram showing an example of the input / output characteristics X1A of the main DC / DC converter X1 and the input / output characteristics X2A of the sub DC / DC converter X2 of the DC / DC converter system 100 shown in FIG.
例えば、図２に示すように、サブＤＣ／ＤＣコンバータＸ２の入力電圧に対する動作領域Ｘ２Ｒは、メインＤＣ／ＤＣコンバータＸ１の入力電圧に対する動作領域Ｘ１Ｒよりも、広く設定されている。 For example, as shown in FIG. 2, the operating region X2R with respect to the input voltage of the sub DC / DC converter X2 is set wider than the operating region X1R with respect to the input voltage of the main DC / DC converter X1.
なお、メインＤＣ／ＤＣコンバータＸ１及びサブＤＣ／ＤＣコンバータＸ２が設定領域Ｚで動作するように、電源電圧ＶＢの入力範囲が設定されている。 The input range of the power supply voltage VB is set so that the main DC / DC converter X1 and the sub DC / DC converter X2 operate in the setting area Z.
また、電源電圧ＶＢを供給する電源用バッテリＢＳが過放電している動作領域（設定領域Ｚの低電圧側の領域）において、少なくともサブＤＣ／ＤＣコンバータＸ２は、駆動して、電力を供給し続けることが可能となっている。 Further, in the operating region (the region on the low voltage side of the setting region Z) in which the power supply battery BS that supplies the power supply voltage VB is over-discharged, at least the sub DC / DC converter X2 is driven to supply power. It is possible to continue.
［第１、第２の出力ヒューズ］
また、第１の出力ヒューズＦＯ１は、メインＤＣ／ＤＣコンバータＸ１の第１の出力部ＴＯ１ａと、車両負荷ＬＯＡＤ及びバッテリＢＯＵＴが接続された出力電圧端子ＴＯＵＴと、の間に電気的に接続されている。
[First and second output fuses]
Further, the first output fuse FO1 is electrically connected between the first output unit TO1a of the main DC / DC converter X1 and the output voltage terminal TOUT to which the vehicle load LOAD and the battery BOUT are connected. There is.
また、第２の出力ヒューズＦＯ２は、サブＤＣ／ＤＣコンバータＸ２の第３の出力部ＴＯ２ａと、該出力電圧端子ＴＯＵＴと、の間に電気的に接続されている。 Further, the second output fuse FO2 is electrically connected between the third output unit TO2a of the sub DC / DC converter X2 and the output voltage terminal TOUT.
［動作指示部］
また、動作指示部（動作指示回路）ＥＣＵは、当該ＤＣ／ＤＣコンバータシステム１００が積載される車両（自動車）を制御するようになっている。
[Operation indicator]
Further, the operation instruction unit (operation instruction circuit) ECU controls the vehicle (automobile) on which the DC / DC converter system 100 is loaded.
特に、この動作指示部ＥＣＵは、負荷要求に応じて、メインＤＣ／ＤＣコンバータＸ１の第１の制御部Ａ１及びサブＤＣ／ＤＣコンバータＸ２の第２の制御部Ａ２に、出力電圧を設定するための制御信号を出力して、メインＤＣ／ＤＣコンバータＸ１とサブＤＣ／ＤＣコンバータＸ２の駆動を制御するようになっている。 In particular, this operation instruction unit ECU sets the output voltage to the first control unit A1 of the main DC / DC converter X1 and the second control unit A2 of the sub DC / DC converter X2 in response to the load request. The control signal of the above is output to control the drive of the main DC / DC converter X1 and the sub DC / DC converter X2.
そして、例えば、この動作指示部ＥＣＵは、メインＤＣ／ＤＣコンバータＸ１の出力電力とサブＤＣ／ＤＣコンバータＸ２の出力電力の合計が予め設定された電力閾値に達していない場合には、制御信号を出力して、メインＤＣ／ＤＣコンバータＸ１の第１の出力電圧ＶＯ１とサブＤＣ／ＤＣコンバータＸ２の第２の出力電圧ＶＯ２を所定の目標値に設定するようになっている。 Then, for example, when the total of the output power of the main DC / DC converter X1 and the output power of the sub DC / DC converter X2 does not reach the preset power threshold, the operation instruction unit ECU sends a control signal. By outputting, the first output voltage VO1 of the main DC / DC converter X1 and the second output voltage VO2 of the sub DC / DC converter X2 are set to predetermined target values.
これにより、当該ＤＣ／ＤＣコンバータシステム１００は、所定の電力を供給するようになっている。 As a result, the DC / DC converter system 100 is adapted to supply a predetermined power.
一方、この動作指示部ＥＣＵは、メインＤＣ／ＤＣコンバータＸ１の出力電力とサブＤＣ／ＤＣコンバータＸ２の出力電力の合計が既述の電力閾値に達した場合には、メインＤＣ／ＤＣコンバータＸ１の第１の出力電圧ＶＯ１とサブＤＣ／ＤＣコンバータＸ２の第２の出力電圧ＶＯ２を所定の目標値から低下させるようになっている。 On the other hand, when the total of the output power of the main DC / DC converter X1 and the output power of the sub DC / DC converter X2 reaches the above-mentioned power threshold, the operation instruction unit ECU of the main DC / DC converter X1. The first output voltage VO1 and the second output voltage VO2 of the sub-DC / DC converter X2 are lowered from a predetermined target value.
これにより、当該ＤＣ／ＤＣコンバータシステム１００は、供給する電力を制限するようになっている。 As a result, the DC / DC converter system 100 limits the power supplied.
なお、例えば、動作指示部ＥＣＵは、出力電圧端子ＴＯＵＴに流れる電流が予め設定された過電流閾値を超えた場合には、メインＤＣ／ＤＣコンバータＸ１及びサブＤＣ／ＤＣコンバータＸ２を停止させるようになっている。 For example, the operation instruction unit ECU stops the main DC / DC converter X1 and the sub DC / DC converter X2 when the current flowing through the output voltage terminal TOUT exceeds a preset overcurrent threshold value. It has become.
次に、以上のような構成を有するＤＣ／ＤＣコンバータシステム１００の制御方法の例について説明する。 Next, an example of a control method of the DC / DC converter system 100 having the above configuration will be described.
既述のように、メインＤＣ／ＤＣコンバータＸ１の第１の制御部Ａ１は、例えば、メインＤＣ／ＤＣコンバータＸ１が所定の電圧を出力するように、第１のフルブリッジ回路ＦＢＭ１及びセンタータップ整流回路ＣＴＲの動作を制御する。 As described above, the first control unit A1 of the main DC / DC converter X1 is, for example, the first full bridge circuit FBM1 and the center tap rectifier so that the main DC / DC converter X1 outputs a predetermined voltage. Controls the operation of the circuit CTR.
同様に、サブＤＣ／ＤＣコンバータＸ１の第２の制御部Ａ２は、例えば、サブＤＣ／ＤＣコンバータＸ２が所定の電圧を出力するように、第２のフルブリッジ回路ＦＢＭ２及びブリッジ整流回路ＦＢＲの動作を制御する。 Similarly, the second control unit A2 of the sub DC / DC converter X1 operates, for example, the second full bridge circuit FBM2 and the bridge rectifier circuit FBR so that the sub DC / DC converter X2 outputs a predetermined voltage. To control.
そして、動作指示部ＥＣＵは、負荷要求に応じて、メインＤＣ／ＤＣコンバータＸ１の第１の制御部Ａ１及びサブＤＣ／ＤＣコンバータＸ２の第２の制御部Ａ２に、出力電圧を設定するための制御信号を出力して、メインＤＣ／ＤＣコンバータＸ１とサブＤＣ／ＤＣコンバータＸ２の駆動を制御する。 Then, the operation instruction unit ECU sets the output voltage in the first control unit A1 of the main DC / DC converter X1 and the second control unit A2 of the sub DC / DC converter X2 in response to the load request. A control signal is output to control the drive of the main DC / DC converter X1 and the sub DC / DC converter X2.
そして、例えば、この動作指示部ＥＣＵは、メインＤＣ／ＤＣコンバータＸ１の出力電力とサブＤＣ／ＤＣコンバータＸ２の出力電力の合計が予め設定された電力閾値に達していない場合には、制御信号を出力して、メインＤＣ／ＤＣコンバータＸ１の第１の出力電圧ＶＯ１とサブＤＣ／ＤＣコンバータＸ２の第２の出力電圧ＶＯ２を所定の目標値に設定する。 Then, for example, when the total of the output power of the main DC / DC converter X1 and the output power of the sub DC / DC converter X2 does not reach the preset power threshold, the operation instruction unit ECU sends a control signal. By outputting, the first output voltage VO1 of the main DC / DC converter X1 and the second output voltage VO2 of the sub DC / DC converter X2 are set to predetermined target values.
これにより、当該ＤＣ／ＤＣコンバータシステム１００は、所定の電力を供給する。 As a result, the DC / DC converter system 100 supplies a predetermined power.
一方、この動作指示部ＥＣＵは、メインＤＣ／ＤＣコンバータＸ１の出力電力とサブＤＣ／ＤＣコンバータＸ２の出力電力の合計が既述の電力閾値に達した場合には、メインＤＣ／ＤＣコンバータＸ１の第１の出力電圧ＶＯ１とサブＤＣ／ＤＣコンバータＸ２の第２の出力電圧ＶＯ２を所定の目標値から低下させる。 On the other hand, when the total of the output power of the main DC / DC converter X1 and the output power of the sub DC / DC converter X2 reaches the above-mentioned power threshold, the operation instruction unit ECU of the main DC / DC converter X1. The first output voltage VO1 and the second output voltage VO2 of the sub-DC / DC converter X2 are lowered from a predetermined target value.
これにより、当該ＤＣ／ＤＣコンバータシステム１００は、供給する電力を制限する。 As a result, the DC / DC converter system 100 limits the power supplied.
なお、例えば、動作指示部ＥＣＵは、出力電圧端子ＴＯＵＴに流れる電流が予め設定された過電流閾値を超えた場合には、メインＤＣ／ＤＣコンバータＸ１及びサブＤＣ／ＤＣコンバータＸ２を停止させる。 For example, the operation instruction unit ECU stops the main DC / DC converter X1 and the sub DC / DC converter X2 when the current flowing through the output voltage terminal TOUT exceeds a preset overcurrent threshold value.
ここで、既述の図２に示すように、サブＤＣ／ＤＣコンバータＸ２の入力電圧に対する動作領域Ｘ２Ｒは、メインＤＣ／ＤＣコンバータＸ１の入力電圧に対する動作領域Ｘ１Ｒよりも、広く設定されている。 Here, as shown in FIG. 2 described above, the operating region X2R with respect to the input voltage of the sub DC / DC converter X2 is set wider than the operating region X1R with respect to the input voltage of the main DC / DC converter X1.
これにより、入力電圧がメインＤＣ／ＤＣコンバータＸ１の動作領域Ｘ１Ｒの範囲を超えた場合であっても、当該入力電圧がサブＤＣ／ＤＣコンバータＸ２の動作領域Ｘ２Ｒの範囲にある場合には、少なくともサブＤＣ／ＤＣコンバータＸ２が動作して、電力を供給することができる。 As a result, even if the input voltage exceeds the range of the operating region X1R of the main DC / DC converter X1, if the input voltage is within the range of the operating region X2R of the sub DC / DC converter X2, at least The sub DC / DC converter X2 can operate to supply electric power.
これにより、入力電圧がメインＤＣ／ＤＣコンバータＸ１の動作領域Ｘ１Ｒの範囲にある場合には、メインＤＣ／ＤＣコンバータＸ１も動作して、高効率に電力を供給することができる。 As a result, when the input voltage is within the operating region X1R of the main DC / DC converter X1, the main DC / DC converter X1 also operates, and power can be supplied with high efficiency.
なお、メインＤＣ／ＤＣコンバータＸ１及びサブＤＣ／ＤＣコンバータＸ２が設定領域Ｚで動作するように、電源電圧ＶＢの入力範囲が設定されている。 The input range of the power supply voltage VB is set so that the main DC / DC converter X1 and the sub DC / DC converter X2 operate in the setting area Z.
これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータシステム１００は、電源電圧ＶＢに基づいて、所定の電力を供給することができる。 As a result, the DC / DC converter system 100 can supply a predetermined power based on the power supply voltage VB.
また、電源電圧ＶＢを供給する電源用バッテリＢＳが過放電している動作領域（設定領域Ｚの低電圧側の領域）において、少なくともサブＤＣ／ＤＣコンバータＸ２は、駆動して、電力を供給し続けることが可能となっている。 Further, in the operating region (the region on the low voltage side of the setting region Z) in which the power supply battery BS that supplies the power supply voltage VB is over-discharged, at least the sub DC / DC converter X2 is driven to supply power. It is possible to continue.
これにより電源電圧ＶＢを供給する電源用バッテリＢＳが過放電している場合であっても、当該入力電圧がサブＤＣ／ＤＣコンバータＸ２の動作領域Ｘ２Ｒの範囲にある場合には、少なくともサブＤＣ／ＤＣコンバータＸ２が動作して、電力を供給することができる。 As a result, even when the power supply battery BS that supplies the power supply voltage VB is over-discharged, if the input voltage is within the operating region X2R of the sub-DC / DC converter X2, at least the sub-DC / The DC converter X2 can operate to supply electric power.
以上のように、本発明の一態様に係るＤＣ／ＤＣコンバータシステムは、負荷要求に応じて、複数のＤＣ／ＤＣコンバータを用いて、負荷に電力を供給するＤＣ／ＤＣコンバータシステムであって、電源電圧が供給され、第１の出力電圧を出力部から出力するメインＤＣ／ＤＣコンバータと、電源電圧が供給され、第２の出力電圧を出力部から出力するサブＤＣ／ＤＣコンバータと、を備える。 As described above, the DC / DC converter system according to one aspect of the present invention is a DC / DC converter system that supplies electric power to a load by using a plurality of DC / DC converters in response to a load request. It includes a main DC / DC converter to which a power supply voltage is supplied and outputs a first output voltage from an output unit, and a sub DC / DC converter to which a power supply voltage is supplied and a second output voltage is output from an output unit. ..
そして、サブＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧に対する動作領域は、メインＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧に対する動作領域よりも、広く設定されている。 The operating region for the input voltage of the sub DC / DC converter is set wider than the operating region for the input voltage of the main DC / DC converter.
これにより、本発明の一態様に係るＤＣ／ＤＣコンバータシステムによれば、効率を向上しつつ、動作範囲の拡大を図ることができる。 As a result, according to the DC / DC converter system according to one aspect of the present invention, it is possible to expand the operating range while improving the efficiency.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, as well as in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
１００ ＤＣ／ＤＣコンバータシステム
Ｘ１ メインＤＣ／ＤＣコンバータ
Ｘ２ サブＤＣ／ＤＣコンバータ
ＦＯ１ 第１の出力ヒューズ
ＦＯ２ 第２の出力ヒューズ
ＥＣＵ 動作指示部（動作指示回路）
ＢＳ 電源用バッテリ
ＴＯＵＴ 出力電圧端子
ＴＧＮＤ 接地端子
ＴＩＮ１ａ 第１の入力部
ＴＩＮ１ｂ 第２の入力部
ＴＯ１ａ 第１の出力部
ＴＯ１ｂ 第２の出力部
ＦＩ１ 第１のヒューズ
ＬＦ１ 第１のラインフィルタ回路
ＦＢＭ１ 第１のフルブリッジ回路
ＭＴ１ 第１のトランス
ＣＴＲ センタータップ整流回路
ＬＯ１ 第１の出力チョーク
ＣＯ１ 第１の出力コンデンサ
Ａ１ 第１の制御部
ＴＩＮ２ａ 第３の入力部
ＴＩＮ２ｂ 第４の入力部
ＴＯ２ａ 第３の出力部
ＴＯ２ｂ 第４の出力部
ＦＩ２ 第２のヒューズ
ＬＦ２ 第２のラインフィルタ回路
ＦＢＭ２ 第２のフルブリッジ回路
ＭＴ２ 第２のトランス
ＦＢＲ ブリッジ整流回路
ＬＯ２ 第２の出力チョーク
ＣＯ２ 第２の出力コンデンサ
Ａ２ 第２の制御部
100 DC / DC converter system X1 Main DC / DC converter X2 Sub DC / DC converter FO1 First output fuse FO2 Second output fuse ECU Operation instruction unit (operation instruction circuit)
BS power supply battery TOUT Output voltage terminal TGND Ground terminal TIN1a 1st input unit TIN1b 2nd input unit TO1a 1st output unit TO1b 2nd output unit FI1 1st fuse LF1 1st line filter circuit FBM1 1st Full bridge circuit MT1 1st transformer CTR center tap rectifier circuit LO1 1st output choke CO1 1st output capacitor A1 1st control unit TIN2a 3rd input unit TIN2b 4th input unit TO2a 3rd output unit TO2b 4th output unit FI2 2nd fuse LF2 2nd line filter circuit FBM2 2nd full bridge circuit MT2 2nd transformer FBR bridge rectifier circuit LO2 2nd output choke CO2 2nd output capacitor A2 2nd Control unit
Claims (13)
電源電圧が供給され、第１の出力電圧を出力部から出力するメインＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記電源電圧が供給され、第２の出力電圧を出力部から出力する１つ又は複数のサブＤＣ／ＤＣコンバータと、を備え、
前記サブＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧に対する動作領域は、前記メインＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧に対する動作領域よりも、広く設定されている
ことを特徴とするＤＣ／ＤＣコンバータシステム。 A DC / DC converter system that supplies power to a load using multiple DC / DC converters in response to load requirements.
A main DC / DC converter that supplies power supply voltage and outputs the first output voltage from the output unit,
It comprises one or a plurality of sub-DC / DC converters to which the power supply voltage is supplied and a second output voltage is output from the output unit.
A DC / DC converter system characterized in that the operating region for the input voltage of the sub DC / DC converter is set wider than the operating region for the input voltage of the main DC / DC converter.
ことを特徴とする請求項１に記載のＤＣ／ＤＣコンバータシステム。 The DC / DC converter system according to claim 1, wherein an input range of the power supply voltage is set so that the main DC / DC converter and the sub DC / DC converter operate in the set area. ..
前記サブＤＣ／ＤＣコンバータは、前記電源電圧から生成した第２電圧を整流するブリッジ整流回路を有し、前記ブリッジ整流回路が整流した電圧に基づいて、前記第２の出力電圧を出力部から出力する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のＤＣ／ＤＣコンバータシステム。 The main DC / DC converter has a center tap rectifier circuit that rectifies a first voltage generated from the power supply voltage, and a first output voltage is output from an output unit based on the voltage rectified by the center tap rectifier circuit. Output and
The sub-DC / DC converter has a bridge rectifier circuit that rectifies the second voltage generated from the power supply voltage, and outputs the second output voltage from the output unit based on the voltage rectified by the bridge rectifier circuit. The DC / DC converter system according to claim 1 or 2, wherein the DC / DC converter system is used.
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載のＤＣ／ＤＣコンバータシステム。 A claim characterized in that at least the sub-DC / DC converter can be driven and continuously supplied with power in an operating region in which the power supply battery for supplying the power supply voltage is overcharged. The DC / DC converter system according to any one of Items 1 to 3.
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載のＤＣ／ＤＣコンバータシステム。 A claim characterized in that at least the sub-DC / DC converter can be driven and continuously supplied with power in an operating region in which the power supply battery for supplying the power supply voltage is over-discharged. The DC / DC converter system according to any one of Items 1 to 4.
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載のＤＣ／ＤＣコンバータシステム。 The DC / DC converter system according to any one of claims 1 to 5, further comprising an operation instruction unit for controlling the main DC / DC converter and the sub DC / DC converter.
前記メインＤＣ／ＤＣコンバータの出力電力と前記サブＤＣ／ＤＣコンバータの出力電力の合計が予め設定された電力閾値に達した場合には、前記メインＤＣ／ＤＣコンバータの前記第１の出力電圧と前記サブＤＣ／ＤＣコンバータの前記第２の出力電圧を低下させて供給する電力を制限する
ことを特徴とする請求項６に記載のＤＣ／ＤＣコンバータシステム。 The operation instruction unit
When the sum of the output power of the main DC / DC converter and the output power of the sub DC / DC converter reaches a preset power threshold, the first output voltage of the main DC / DC converter and the output voltage of the sub DC / DC converter are described. The DC / DC converter system according to claim 6, wherein the second output voltage of the sub-DC / DC converter is lowered to limit the power supplied.
前記負荷が接続された出力電圧端子に流れる電流が予め設定された過電流閾値を超えた場合には、前記メインＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記サブＤＣ／ＤＣコンバータを停止させる
ことを特徴とする請求項６又は７に記載のＤＣ／ＤＣコンバータシステム。 The operation instruction unit
The claim is characterized in that the main DC / DC converter and the sub DC / DC converter are stopped when the current flowing through the output voltage terminal to which the load is connected exceeds a preset overcurrent threshold. The DC / DC converter system according to 6 or 7.
前記電源電圧に基づいた電圧を変換して出力する第１のフルブリッジ回路と、
前記第１のフルブリッジ回路が出力した電圧が１次側に入力され、２次側から前記第１電圧を前記センタータップ整流回路に出力する第１のトランスと、をさらに有し、
前記サブＤＣ／ＤＣコンバータは、
前記電源電圧に基づいた電圧を変換して出力する第２のフルブリッジ回路と、
前記第２のフルブリッジ回路が出力した電圧が１次側に入力され、２次側から前記第２電圧を前記ブリッジ整流回路に出力する第２のトランスと、をさらに有する
ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載のＤＣ／ＤＣコンバータシステム。 The main DC / DC converter
A first full bridge circuit that converts and outputs a voltage based on the power supply voltage, and
It further has a first transformer in which the voltage output by the first full bridge circuit is input to the primary side and the first voltage is output from the secondary side to the center tap rectifier circuit.
The sub DC / DC converter
A second full bridge circuit that converts and outputs a voltage based on the power supply voltage, and
A claim comprising a second transformer in which the voltage output by the second full bridge circuit is input to the primary side and the second voltage is output from the secondary side to the bridge rectifier circuit. The DC / DC converter system according to any one of Items 1 to 8.
一端が前記第１のトランスの二次側のコイルの一部分に接続され、他端が、前記負荷が接続された出力電圧端子に電気的に接続された第１の出力チョークと、
一端が前記第１の出力チョークの他端に接続され、他端が前記接地端子に電気的に接続された第１の出力コンデンサと、をさらに有し、
前記サブＤＣ／ＤＣコンバータは、
一端が前記第１のダイオード及び前記第２のダイオードのカソードに接続され、他端が、前記出力電圧端子に電気的に接続された第２の出力チョークと、
一端が前記第２の出力チョークの他端に接続され、他端が前記接地端子に電気的に接続された第２の出力コンデンサと、をさらに有する
ことを特徴とする請求項９に記載のＤＣ／ＤＣコンバータシステム。 The main DC / DC converter
One end is connected to a part of the coil on the secondary side of the first transformer, and the other end is an output choke electrically connected to the output voltage terminal to which the load is connected.
It further comprises a first output capacitor, one end connected to the other end of the first output choke and the other end electrically connected to the ground terminal.
The sub DC / DC converter
A second output choke, one end connected to the cathode of the first diode and the second diode and the other end electrically connected to the output voltage terminal.
The DC according to claim 9, wherein one end is connected to the other end of the second output choke, and the other end is further provided with a second output capacitor electrically connected to the ground terminal. / DC converter system.
ことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか一項に記載のＤＣ／ＤＣコンバータシステム。 The DC / DC converter system according to any one of claims 1 to 10, wherein the DC / DC converter system is mounted on an automobile having an automatic driving function.
前記負荷要求に応じて、前記メインＤＣ／ＤＣコンバータと前記サブＤＣ／ＤＣコンバータの駆動を制御し、
前記サブＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧に対する動作領域は、前記メインＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧に対する動作領域よりも、広く設定されている
ことを特徴とするＤＣ／ＤＣコンバータシステムの制御方法。 A DC / DC converter system that supplies power to a load using a plurality of DC / DC converters in response to a load request, and is a main DC that supplies a power supply voltage and outputs a first output voltage from an output unit. A method for controlling a DC / DC converter system including a / DC converter and one or a plurality of sub-DC / DC converters to which the power supply voltage is supplied and a second output voltage is output from an output unit.
In response to the load request, the drive of the main DC / DC converter and the sub DC / DC converter is controlled.
A control method for a DC / DC converter system, wherein the operating region for the input voltage of the sub-DC / DC converter is set wider than the operating region for the input voltage of the main DC / DC converter.
前記動作指示回路は、
前記負荷要求に応じて、前記メインＤＣ／ＤＣコンバータと前記サブＤＣ／ＤＣコンバータの駆動を制御し、
前記サブＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧に対する動作領域は、前記メインＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧に対する動作領域よりも、広く設定されている
ことを特徴とする動作指示回路。 A DC / DC converter system that supplies power to a load using a plurality of DC / DC converters in response to a load request, and is a main DC that supplies a power supply voltage and outputs a first output voltage from an output unit. An operation instruction circuit applied to a DC / DC converter system including a / DC converter and one or a plurality of sub-DC / DC converters to which the power supply voltage is supplied and a second output voltage is output from an output unit. And
The operation instruction circuit is
In response to the load request, the drive of the main DC / DC converter and the sub DC / DC converter is controlled.
An operation instruction circuit characterized in that the operating region with respect to the input voltage of the sub DC / DC converter is set wider than the operating region with respect to the input voltage of the main DC / DC converter.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019133821A JP7340975B2 (en) | 2019-07-19 | 2019-07-19 | DC/DC converter system, operation instruction circuit, and DC/DC converter system control method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019133821A JP7340975B2 (en) | 2019-07-19 | 2019-07-19 | DC/DC converter system, operation instruction circuit, and DC/DC converter system control method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2021019432A true JP2021019432A (en) | 2021-02-15 |
| JP7340975B2 JP7340975B2 (en) | 2023-09-08 |
Family
ID=74563775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019133821A Active JP7340975B2 (en) | 2019-07-19 | 2019-07-19 | DC/DC converter system, operation instruction circuit, and DC/DC converter system control method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7340975B2 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002238257A (en) * | 2001-02-06 | 2002-08-23 | Toshiba Corp | Control method for resonance dc-dc converter |
| JP2009136137A (en) * | 2007-10-30 | 2009-06-18 | Tdk Corp | Switching power supply device |
| JP2016189650A (en) * | 2015-03-30 | 2016-11-04 | トヨタ自動車株式会社 | Power supply system |
| JP2017229184A (en) * | 2016-06-23 | 2017-12-28 | 株式会社ダイヘン | Power supply system, power supply device, control method, and control program |
| JP2018157737A (en) * | 2017-03-21 | 2018-10-04 | 株式会社デンソー | Control device and control system |
-
2019
- 2019-07-19 JP JP2019133821A patent/JP7340975B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002238257A (en) * | 2001-02-06 | 2002-08-23 | Toshiba Corp | Control method for resonance dc-dc converter |
| JP2009136137A (en) * | 2007-10-30 | 2009-06-18 | Tdk Corp | Switching power supply device |
| JP2016189650A (en) * | 2015-03-30 | 2016-11-04 | トヨタ自動車株式会社 | Power supply system |
| JP2017229184A (en) * | 2016-06-23 | 2017-12-28 | 株式会社ダイヘン | Power supply system, power supply device, control method, and control program |
| JP2018157737A (en) * | 2017-03-21 | 2018-10-04 | 株式会社デンソー | Control device and control system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP7340975B2 (en) | 2023-09-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9602007B2 (en) | Power conversion apparatus | |
| JP5807649B2 (en) | Power conversion device and power conversion method | |
| JP5855133B2 (en) | Charger | |
| KR102659239B1 (en) | Apparatus incorporating non-isolated charger and dc converter | |
| US11463007B2 (en) | Power supply circuit with multiple stages for converting high voltage to low voltage and power train having the same | |
| JP7340975B2 (en) | DC/DC converter system, operation instruction circuit, and DC/DC converter system control method | |
| US9252678B2 (en) | Power conversion apparatus | |
| US20230124775A1 (en) | Power supply circuit | |
| JP6552774B1 (en) | Power converter | |
| JP6620945B2 (en) | Voltage converter | |
| US20080079315A1 (en) | Semiconductor integrated circuit and multi-output power supply apparatus using the same | |
| WO2016190031A1 (en) | Power conversion device and power supply system using same | |
| KR101769335B1 (en) | Dc/dc converter for using multi topology | |
| JP7340977B2 (en) | Vehicle DC/DC converter system, operation instruction circuit, and control method for vehicle DC/DC converter system | |
| JPWO2007116481A1 (en) | Power supply | |
| JP6908065B2 (en) | Power converter | |
| US20090027923A1 (en) | Power supply device and power supply control method | |
| JP2022069834A (en) | Power supply controller | |
| JP2006067692A (en) | Dc-dc converter for control power supply device of power switching device | |
| US20080205108A1 (en) | Power Converter Apparatus | |
| JP6668056B2 (en) | Power conversion device, power supply system using the same, and automobile | |
| US9385607B2 (en) | Safe electric power regulating circuit | |
| US20230278442A1 (en) | Traction Network for a Motor Vehicle | |
| JP7100954B2 (en) | Power converter and control device | |
| WO2016158031A1 (en) | Voltage balance correction circuit |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220714 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230411 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230609 |
|
| 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: 20230801 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230829 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7340975 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |