JP2023006042A - 電源装置及び電動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】負荷装置に供給する電圧の変動を抑制可能な電源装置を提供すること。【解決手段】蓄電デバイスと、前記蓄電デバイスの電圧が第１閾値まで低下すると、車両の電力系統からの入力電力に基づいて前記蓄電デバイスの充電を開始し、前記蓄電デバイスの電圧が前記第１閾値よりも高い第２閾値まで上昇すると、前記蓄電デバイスの充電を停止する充電機能と、前記蓄電デバイスの電圧を昇圧する昇圧機能とを有する双方向昇降圧コンバータと、前記蓄電デバイスの電圧よりも高いブースト電圧が一定電圧で負荷装置に供給されるように前記昇圧回路を昇圧動作させる制御回路と、前記電力系統に一端が接続され前記ブースト電圧の出力ノード側に他端が接続された電源経路と、を備える、電源装置。【選択図】図１

Description

本開示は、電源装置及び電動装置に関する。

自動車等の車両のドアのラッチ機構において、ラッチの解除動作を電動アクチュエータにより行う電動ラッチシステムが採用され始めている。電動アクチュエータに供給される電圧は、正常時は、車両の主電源から供給される。しかしながら、車両のドアは、事故等の緊急時にも解除できることが求められる。そのため、事故等の緊急時に主電源から電動アクチュエータへの電力供給が遮断されても、電動アクチュエータが一定時間継続動作できるように、電動ラッチシステムは、予備電源を備える場合が多い。

特許第６５２７４６７号公報

しかしながら、主電源又は予備電源の電圧が変動すると、電動アクチュエータ等の負荷装置に供給する電圧が変動するおそれがある。

本開示は、負荷装置に供給する電圧の変動を抑制可能な電源装置、及び当該電源装置を備える電動装置を提供する。

本開示の一態様では、
蓄電デバイスと、
前記蓄電デバイスの電圧が第１閾値まで低下すると、車両の電力系統からの入力電力に基づいて前記蓄電デバイスの充電を開始し、前記蓄電デバイスの電圧が前記第１閾値よりも高い第２閾値まで上昇すると、前記蓄電デバイスの充電を停止する充電回路と、
前記蓄電デバイスの電圧を昇圧する昇圧回路と、
前記蓄電デバイスの電圧よりも高いブースト電圧が一定電圧で負荷装置に供給されるように前記昇圧回路を昇圧動作させる制御回路と、を備える、電源装置、及び当該電源装置を備える電動装置が提供される。

本開示の一態様によれば、負荷装置に供給する電圧の変動を抑制できる。

第１実施形態に係る電源装置を備える電動装置の構成例を示す図である。 第１実施形態に係る電源装置の動作例を示すタイミングチャートである。 第２実施形態に係る電源装置を備える電動装置の構成例を示す図である。 第２実施形態に係る電源装置の動作例を示すタイミングチャートである。 第３実施形態に係る電源装置を備える電動装置の構成例を示す図である。 第３実施形態に係る電源装置の動作例を示すタイミングチャートである。 第４実施形態に係る電源装置を備える電動装置の構成例を示す図である。 第４実施形態に係る電源装置の動作例を示すタイミングチャートである。 各実施形態の動作例をまとめた表である。

以下、実施形態を説明する。

図１は、第１実施形態に係る電源装置を備える電動装置の構成例を示す図である。図１に示す電動装置１０１は、自動車等の車両に搭載され、車両の電力系統９０からの入力電力に基づいて負荷装置２００を動作させる装置である。電力系統９０は、例えば、車両に搭載される主電源（例えば、１２ボルトの直流バッテリ）と、当該主電源と電動装置１０１の電源端子との間を接続する電源ハーネスとを含む。主電源は、コンバータでもよい。

電動装置１０１は、負荷装置２００及び電源装置１を備える。

負荷装置２００は、ユーザによって操作される装備品（例えば、ドア等の開閉体）の作動を制御する装置であり、電源装置１から供給される直流電力によって動作する。負荷装置２００は、駆動回路２２０及び負荷２１０を備える。駆動回路２２０は、電源装置１から供給される直流電力によって動作するドライバであり、負荷２１０を駆動する。負荷２１０は、ユーザによって操作される装備品の作動を制御可能な装置であり、例えば、モータである。負荷２１０がモータの場合、駆動回路２２０の具体例として、Ｈブリッジ回路などが挙げられる。

電動装置１０１は、例えば、車両のドア等の開閉体の機械的ロック機構であるラッチの解除動作を電動アクチュエータにより行う電動ラッチ装置である。車両のドア等の開閉体は、ユーザによって操作される装備品の一例であり、ドアハンドル、リモコン、接触センサ、非接触センサ等によるユーザの操作によって開閉する。電動装置１０１が電動ラッチ装置の場合、負荷２１０は、例えば、ラッチの解除動作を行う電動アクチュエータにおけるモータである。

なお、電動装置１０１は、電動ラッチ装置に限られない。電動装置１０１は、車両のブレーキ機構のブレーキ動作を電動アクチュエータにより行う電動ブレーキ装置でもよい。ブレーキ機構は、ユーザによって操作される装備品の一例であり、ブレーキペダル等によるユーザの操作によって作動する。電動装置１０１は、車両のシートベルトの巻き取り動作を電動モータにより行う電動リトラクタ装置でもよい。シートベルトは、ユーザによって操作される装備品の一例であり、ユーザの操作によって出し入れされる。

電源装置１は、電力系統９０から供給される電力に基づいて、負荷装置２００に供給する電力を生成する。電源装置１は、電力系統９０からの電力供給が遮断されても、負荷装置２００に電力を一定時間継続して供給できるように、電力系統９０から供給される電力を蓄電する蓄電デバイス１０を備える。

電源装置１は、蓄電デバイス１０、等化回路４０、電源経路８０、双方向昇降圧コンバータ６０、レギュレータ５１、ダイオード５２及び制御回路５０を備える。

蓄電デバイス１０は、電気を蓄えるデバイスである。蓄電デバイス１０は、少なくとも一つのセル（この例では、直列に接続された２つのセル１１，１２）を有する。セル１１，１２は、蓄電する素子であり、例えば、電気二重層コンデンサ（いわゆる、スーパーキャパシタ）である。蓄電デバイス１０は、ニッケル水素電池等の二次電池でもよい。

等化回路４０は、蓄電デバイス１０の等化処理（セル１１，１２のそれぞれに印加される電圧を等しくする処理）を行う。等化回路４０は、この例では、直列に接続された複数の抵抗４１，４２を有する。抵抗４１，４２は、互いに同じ抵抗値を有する。抵抗４１は、セル１１に並列に接続された素子であり、抵抗４２は、セル１２に並列に接続された素子である。

電源経路８０は、電力系統９０に一端が接続され、双方向昇降圧コンバータ６０の出力ノード６５側に他端が接続された配線である。この例では、電源経路８０には、逆流防止回路８１、過電流防止回路８２及び抵抗８３が直列に挿入されている。逆流防止回路８１は、主電源の逆接等によって出力ノード６５から電力系統９０へ逆流する電流の流れを防止する。過電流防止回路８２は、電力系統９０から出力ノード６５への過電流を防止する。

双方向昇降圧コンバータ６０は、蓄電デバイス１０の電圧Ｖｃを昇圧して電圧Ｖｃよりも高い電圧Ｖｂを出力ノード６５へ出力する昇圧機能と、出力ノード６５の電圧Ｖｂを降圧して電圧Ｖｂよりも低い電圧Ｖｃを蓄電デバイス１０へ出力する降圧機能とを有する。昇圧機能によって、蓄電デバイス１０からの放電が生じ、蓄電デバイス１０の電圧Ｖｃよりも高いＶｂ（"ブースト電圧"とも称する）を負荷装置２００の電源電圧として供給できる。降圧機能によって、出力ノード６５の電圧Ｖｂよりも低い電圧で蓄電デバイス１０を充電できる。つまり、双方向昇降圧コンバータ６０は、蓄電デバイス１０の電圧Ｖｃを昇圧する昇圧回路と、蓄電デバイス１０を充電する充電回路とを一体化させた双方向ＤＣ／ＤＣコンバータである。双方向昇降圧コンバータ６０は、公知の回路構成でよく、この例では、インダクタ６１、スイッチング素子６２，６３及び平滑コンデンサ６４を有する。スイッチング素子６２，６３は、例えば半導体素子であり、具体例として、寄生ダイオードを有するＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）がある。

レギュレータ５１は、電力系統９０か蓄電デバイス１０のどちらかから供給される電力に基づいて、制御回路５０の電源電圧Ｖｄを生成する回路である。これにより、電力系統９０からの供給電力が遮断されても、レギュレータ５１は、蓄電デバイス１０からの供給電力に基づいて、制御回路５０の電源電圧Ｖｄを生成できる。また、レギュレータ５１を設けることにより、電力系統９０から入力される電圧Ｖａ又は蓄電デバイス１０の電圧Ｖｃが変動しても、制御回路５０の電源電圧Ｖｄを一定に維持できる。

レギュレータ５１は、例えば、電力系統９０から入力される電圧Ｖａと蓄電デバイス１０の電圧Ｖｃとのうち高い方の電圧（厳密には、ダイオード５２の順方向電圧を考慮）に基づいて、制御回路５０の電源電圧Ｖｄを生成する。レギュレータ５１は、例えば、低ドロップアウトレギュレータである。

ダイオード５２は、蓄電デバイス１０の出力側にアノードが接続され、レギュレータ５１の入力側にカソードが接続された素子である。ダイオード５２によって、電源経路８０から蓄電デバイス１０への電流の逆流を防止できる。

制御回路５０は、蓄電デバイス１０の電圧Ｖｃよりも高い電圧Ｖｂが一定電圧で負荷装置２００に供給されるように双方向昇降圧コンバータ６０を昇圧動作させる。制御回路５０は、例えば、出力ノード６５の電圧Ｖｂが所定の一定電圧に維持されるように、スイッチング素子６２をスイッチングするフィードバック制御を行うことで、一定の電圧Ｖｂを負荷装置２００の駆動回路２２０に供給できる。

制御回路５０は、電源経路８０を経由して出力ノード６５から入力される電力に基づいて、蓄電デバイス１０が充電されるように双方向昇降圧コンバータ６０を充電動作させる。制御回路５０は、スイッチング素子６３をスイッチングさせることで、双方向昇降圧コンバータ６０を充電動作させる。例えば、制御回路５０は、蓄電デバイス１０の電圧Ｖｃが第１閾値Ｖｔｈ１まで低下すると、双方向昇降圧コンバータ６０を充電動作させ、電圧Ｖｃが第２閾値Ｖｔｈ２まで上昇すると、双方向昇降圧コンバータ６０の充電動作を停止させる。これにより、エンジンの始動等の負荷変動により電力系統９０から入力される電圧Ｖａが変動しても、蓄電デバイス１０の電圧Ｖｃの変動範囲を第１閾値Ｖｔｈ１以上第２閾値Ｖｔｈ２以下に抑制できる。

第２閾値Ｖｔｈ２は、第１閾値Ｖｔｈ１よりも大きな値に設定され、電力系統９０からの正常時の電圧Ｖａよりも小さな値に設定される。例えば、正常時の電圧Ｖａが９～１６ボルトであると、第２閾値Ｖｔｈ２は、例えば５ボルト程度に設定され、第１閾値Ｖｔｈ１は、３ボルト程度に設定される。

制御回路５０は、ユーザによる装備品の操作状態を表す操作検出信号Ｓを取得する。電動装置１０１が電動ラッチ装置の場合、操作検出信号Ｓは、ドアハンドル、リモコン、接触センサ、非接触センサ等によるユーザの操作の有無を表す。

制御回路５０は、例えば、メモリ及びＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサを有するマイクロコンピュータである。制御回路５０の機能は、メモリに記憶されたプログラムによってプロセッサが動作することにより実現される。制御回路５０の機能は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）又はＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）によって実現されてもよい。

図２は、第１実施形態に係る電源装置の動作例を示すタイミングチャートである。異常時とは、電力系統９０の故障等により電力系統９０から電動装置１０１への電力供給が遮断された状態、又は、事故等の緊急時に車両衝突検知等の緊急信号が発出されている状態を表す。異常時は、図２では、ハイレベルの期間に相当する（後述の他のタイミングチャートも同様）。タイミングａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅは、正常時である。タイミングｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ，ｋ，ｌ，ｍは、異常時である。

第１実施形態では、制御回路５０は、ドア等の装備品が操作されているとき、双方向昇降圧コンバータ６０を昇圧動作させる。一方、制御回路５０は、ドア等の装備品が操作されていないとき、双方向昇降圧コンバータ６０の昇圧動作を停止させる。制御回路５０は、例えば、正常か異常かの如何にかかわらず（緊急信号をモニタすることなく）、ドア等の装備品が操作されていることを表す操作検出信号Ｓが入力されているときには、双方向昇降圧コンバータ６０を昇圧動作させる。

制御回路５０は、装備品の操作が操作検出信号Ｓにより検出されると、双方向昇降圧コンバータ６０の昇圧動作を開始させてもよい。一方、制御回路５０は、装備品の操作が検出されてから所定の停止条件が成立すると、双方向昇降圧コンバータ６０の昇圧動作を停止させてもよい。所定の停止条件とは、例えば、装備品の操作が停止した又は停止したとみなせる状態が検知された場合、装備品の操作が検出されてから所定の時間が経過した場合などが挙げられる。所定の停止条件は、装備品の操作が操作検出信号Ｓにより検出されなくなった場合でもよい。

第１実施形態では、制御回路５０は、装備品の操作の有無にかかわらず、エンジンＯＮ中（動作中）の蓄電デバイス１０の電圧Ｖｃの大きさに応じて、双方向昇降圧コンバータ６０を降圧動作（充電動作）させるか否かを切り替える。制御回路５０は、蓄電デバイス１０の電圧Ｖｃが第１閾値Ｖｔｈ１まで低下すると、双方向昇降圧コンバータ６０の充電動作を開始させ、電圧Ｖｃが第２閾値Ｖｔｈ２まで上昇すると、双方向昇降圧コンバータ６０の充電動作を停止させる。

例えば、装備品の連続操作等により蓄電デバイス１０の電圧Ｖｃが第１閾値Ｖｔｈ１まで低下すると、制御回路５０は、装備品の操作が操作検出信号Ｓにより検出されていても、双方向昇降圧コンバータ６０の充電動作を強制的に開始させてもよい。

タイミングｂにおいて、車両のエンジン始動等に伴って電力系統９０から電力が入力されると、電源装置１は、起動する。制御回路５０は、電圧Ｖｃが第１閾値Ｖｔｈ１よりも低ければ、双方向昇降圧コンバータ６０を降圧コンバータ（充電回路）として動作させ、電圧Ｖｃが第２閾値Ｖｔｈ２に上昇するまで蓄電デバイス１０を充電する。充電動作により、蓄電デバイス１０の電圧Ｖｃは漸増する。

タイミングｃ，ｄにおいて、ドア等の装備品の操作が操作検出信号Ｓにより検出されると、制御回路５０は、双方向昇降圧コンバータ６０を、蓄電デバイス１０を電源とする昇圧コンバータ（昇圧回路）として動作させる。制御回路５０は、蓄電デバイス１０の電圧Ｖｃよりも高い電圧Ｖｂが一定電圧で負荷装置２００に供給されるように双方向昇降圧コンバータ６０を昇圧動作させることで、負荷装置２００に供給する電圧Ｖｂの変動を抑制できる。昇圧動作により、蓄電デバイス１０の電圧Ｖｃは漸減する。

タイミングｅにおいて、ドア等の装備品の操作が検出されてから所定の停止条件が成立すると、制御回路５０は、双方向昇降圧コンバータ６０の昇圧動作を停止させる。制御回路５０は、電圧Ｖｃが第１閾値Ｖｔｈまで低下すると、蓄電デバイス１０が充電されるように双方向昇降圧コンバータ６０を降圧コンバータとして動作させる。制御回路５０は、電圧Ｖｃが第２閾値Ｖｔｈ２まで上昇すると、双方向昇降圧コンバータ６０の充電動作を停止させる。

タイミングｆ，ｇ，ｈ，ｉは、異常時である。この期間では、電圧Ｖｃは第１閾値Ｖｔｈ１よりも高く（第１閾値Ｖｔｈ１まで低下していなく）、ドア等の装備品の操作も操作検出信号Ｓにより検出されていないので、制御回路５０は、双方向昇降圧コンバータ６０の充電動作及び昇圧動作を停止させる。

タイミングｉ，ｋにおいて、ドア等の装備品の操作が操作検出信号Ｓにより検出されると、制御回路５０は、双方向昇降圧コンバータ６０を、蓄電デバイス１０を電源とする昇圧コンバータ（昇圧回路）として動作させる。制御回路５０は、蓄電デバイス１０の電圧Ｖｃよりも高い電圧Ｖｂが一定電圧で負荷装置２００に供給されるように双方向昇降圧コンバータ６０を昇圧動作させることで、負荷装置２００に供給する電圧Ｖｂの変動を抑制できる。昇圧動作により、蓄電デバイス１０の電圧Ｖｃは漸減する。

タイミングｌにおいて、ドア等の装備品の操作が検出されてから所定の停止条件が成立すると、制御回路５０は、双方向昇降圧コンバータ６０の昇圧動作を停止させる。制御回路５０は、電圧Ｖｃが第１閾値Ｖｔｈまで低下していなければ、双方向昇降圧コンバータ６０を降圧コンバータとして動作させずに、昇圧動作の停止状態を維持する。これにより、蓄電デバイス１０の電圧Ｖｃは、一定に維持される。

このように、第１実施形態では、電力系統９０の故障又は緊急時の如何によらず、制御回路５０は、蓄電デバイス１０の電圧Ｖｃよりも高いブースト電圧が一定電圧で負荷装置２００に供給されるように双方向昇降圧コンバータ６０を昇圧動作させる。これにより、電力系統９０又は蓄電デバイス１０の電圧が変動しても、一定電圧を負荷装置２００に供給できる。

図３は、第２実施形態に係る電源装置を備える電動装置の構成例を示す図である。第２実施形態において、第１実施形態と同様の構成、作用及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで省略又は簡略する。

図３に示す電動装置１０２は、電源装置２と負荷装置２００を備える。電源装置２は、ダイオード７１，７２、充電回路２０及び昇圧回路３０を備える点で、第１実施形態と相違する。つまり、第２実施形態に係る電源装置２は、充電回路（降圧回路）と昇圧回路が一体化された昇降圧コンバータではなく、充電回路（降圧回路）と昇圧回路とを別々に備える。

なお、図１で示した各構成（逆流防止回路８１、過電流防止回路８２、抵抗８３、等化回路４０、レギュレータ５１、ダイオード５２）は、図３に示されていない。しかしながら、第２実施形態に係る電源装置２は、それらの構成の一部又は全部を備えてもよい（後述の他の実施形態についても同様である）。

図３において、ダイオード７１は、電源経路８０に挿入され、出力ノード６５から電力系統９０への逆流を防止する。ダイオード７２は、出力ノード６５から昇圧回路３０への逆流を防止する。ダイオード７１，７２は、ダイオードオア回路を構成する。

なお、昇圧回路３０内のダイオード３３が存在するので、ダイオード７２は無くてもよい。ダイオード７２の存在により、昇圧回路３０内の平滑コンデンサ３４を過電圧から保護できる。また、ダイオード７２が無くても、電力系統９０からの電力入力が遮断されると、負荷装置２００への電力供給経路は、電源経路８０経由から昇圧回路３０経由に自動で切り替わる。

充電回路２０は、電力系統９０から入力される電圧Ｖａを降圧し、電圧Ｖａよりも低い電圧Ｖｃで蓄電デバイス１０を充電する降圧機能（充電機能）を有する。充電回路２０は、蓄電デバイス１０の電圧Ｖｃが第１閾値Ｖｔｈ１まで低下すると、電力系統９０からの入力電力に基づいて蓄電デバイス１０の充電を開始する。一方、充電回路２０は、蓄電デバイス１０の電圧Ｖｃが第１閾値Ｖｔｈ１よりも高い第２閾値Ｖｔｈ２まで上昇すると、蓄電デバイス１０の充電を停止する。充電回路２０は、自身で電圧Ｖｃをモニタして制御回路５０からの指令を受けずに単独で充電動作を行ってもよいし、制御回路５０からの指令に従って充電動作を行ってもよい。充電回路２０は、公知の回路構成でよい。

昇圧回路３０は、蓄電デバイス１０の電圧Ｖｃを昇圧し、電圧Ｖｃよりも高い電圧Ｖｂを出力ノード６５へ出力する昇圧機能を有する。昇圧回路３０は、公知の回路構成でよく、この例では、インダクタ３１、スイッチング素子３２，ダイオード３３及び平滑コンデンサ３４を有する。スイッチング素子３２は、例えば半導体素子であり、具体例として、寄生ダイオードを有するＭＯＳＦＥＴがある。

制御回路５０は、電圧Ｖｂが電源経路８０の電圧Ｖａよりも低くなるように昇圧回路３０を常時運転する。これにより、正常時は、電力系統９０から電源経路８０経由で負荷装置２００に電力を供給できる。

第２実施形態では、制御回路５０は、車両衝突検知等の緊急信号Ｅを取得（モニタ）する。制御回路５０は、ユーザによる装備品の操作状態を表す操作検出信号Ｓを取得（モニタ）してもよい。

図４は、第２実施形態に係る電源装置の動作例を示すタイミングチャートである。

第２実施形態では、制御回路５０は、電圧Ｖｂが電源経路８０の電圧Ｖａよりも低くなるように昇圧回路３０を常時運転する。これにより、正常時は、電力系統９０から電源経路８０経由で負荷装置２００に電力を供給できる。したがって、正常時（タイミングｃ，ｄ）に装備品が操作されることに伴って負荷装置２００で発生する動作電力は、電力系統９０から電源経路８０を介して供給される電力で賄われる。蓄電デバイス１０の電圧Ｖｃは、維持される。

第２実施形態では、制御回路５０は、タイミングｆにおいて車両の異常が緊急信号Ｅにより検出されると、昇圧回路３０から負荷装置２００に電流が供給されるように昇圧回路３０の昇圧動作を開始させる。制御回路５０は、車両の異常が緊急信号Ｅにより検出されると、昇圧回路３０を間欠動作又はＰＦＭ動作で運転を開始させ、タイミングｊで装備品の操作が操作検出信号Ｓにより検出されると、昇圧回路３０をＰＷＭ動作での運転に切り替える。制御回路５０は、ドア等の装備品の操作が検出されてから所定の停止条件がタイミングｌで成立すると、昇圧回路３０の運転をＰＷＭ動作から間欠動作又はＰＦＭ動作に切り替えてもよい。制御回路５０は、エンジンがオフするタイミングｍの後も、昇圧回路３０の運転を間欠動作又はＰＦＭ動作で継続してもよい。

間欠動作又はＰＦＭ（Pulse Frequency Modulation）動作は、単位時間内のスイッチング回数を減らすことで、軽負荷時の昇圧効率を向上できる。ＰＷＭ（Pulse Wide Modulation）動作は、中負荷から高負荷時の昇圧効率を向上できる。したがって、昇圧回路３０を間欠動作又はＰＦＭ動作で運転を開始させることで、異常が検出されてから装備品の操作が検出されるまでの消費電力を抑制でき、装備品の操作により負荷装置２００の消費電力の増大をＰＷＭ動作で対応できる。

また、第２実施形態では、装備品の操作がタイミングｊで検出される前のタイミングｆで、昇圧回路３０は既に起動している。これにより、装備品の操作から負荷装置２００が動くまでの（例えば、ドア操作からラッチ解除までの）待ち時間を削減できる。

図５は、第３実施形態に係る電源装置を備える電動装置の構成例を示す図である。第３実施形態において、第１及び第２実施形態と同様の構成、作用及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで省略又は簡略する。

図５に示す電動装置１０３は、電源装置３と負荷装置２００を備える。電源装置３は、充電回路２０及び昇圧回路３０を備える点及び電源経路８０を備えない点で、第１実施形態と相違する。

図６は、第３実施形態に係る電源装置の動作例を示すタイミングチャートである。第３実施形態では、正常時も異常時も常に、昇圧回路３０から負荷装置２００に電流が供給される。

第３実施形態では、制御回路５０は、電力系統９０からの電力入力の開始直後に昇圧回路３０を起動し、昇圧回路３０から負荷装置２００に電流が常時供給されるように昇圧回路３０を常時運転で昇圧動作させている。制御回路５０は、昇圧回路３０から負荷装置２００に電流が供給されるように昇圧回路３０を昇圧動作させているとき、タイミングｆで車両の異常が緊急信号Ｅにより検出されると、昇圧回路３０の昇圧動作を間欠動作又はＰＦＭ動作の運転に切り替える。制御回路５０は、装備品の操作が操作検出信号Ｓにより検出されると、昇圧回路３０をＰＷＭ動作での運転に切り替える。これにより、電力系統９０からの電力入力が遮断されても、電力系統９０から蓄電デバイス１０への電源切り替え時の瞬断時間を無くすことができる。また、異常検出時に間欠動作又はＰＦＭ動作の運転に切り替えることで、装備品の操作が検出されるまでの消費電力の増大を抑制できる。

図７は、第４実施形態に係る電源装置を備える電動装置の構成例を示す図である。第４実施形態において、第１、第２及び第３実施形態と同様の構成、作用及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで省略又は簡略する。

図７に示す電動装置１０４は、電源装置４と負荷装置２００を備える。電源装置４は、ダイオード７１を備える点で、第１実施形態と相違する。

図８は、第４実施形態に係る電源装置の動作例を示すタイミングチャートである。第４実施形態では、制御回路５０は、電力系統９０からの電力入力の開始直後に双方向昇降圧コンバータ６０を充電モードで起動し、双方向昇降圧コンバータ６０を降圧コンバータ（充電回路）として動作させる。制御回路５０は、電圧Ｖｃが第１閾値Ｖｔｈ１よりも低ければ、電圧Ｖｃが第２閾値Ｖｔｈ２に上昇するまで蓄電デバイス１０を充電する。充電動作により、蓄電デバイス１０の電圧Ｖｃは漸増する。制御回路５０は、電圧Ｖｃが第２閾値Ｖｔｈ２まで上昇すると、双方向昇降圧コンバータ６０の充電動作を停止させる。

第４実施形態では、制御回路５０は、タイミングｆで車両の異常が緊急信号Ｅにより検出されると、双方向昇降圧コンバータ６０を充電モードから昇圧モードに切り替え、双方向昇降圧コンバータ６０を昇圧コンバータ（昇圧回路）として動作させる。制御回路５０は、装備品の操作が操作検出信号Ｓにより検出されると、双方向昇降圧コンバータ６０を充電モードから昇圧モードに切り替え、双方向昇降圧コンバータ６０を昇圧コンバータ（昇圧回路）として動作させてもよい。

第４実施形態では、制御回路５０は、正常時、充電モードで双方向昇降圧コンバータ６０を運転する。これにより、正常時、電源経路８０を経由して入力される電力を、双方向昇降圧コンバータ６０及び負荷装置２００の両方に供給できる。

以上、実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が可能である。

なお、各実施形態の上述の動作例をまとめた表を図９に示す。降圧ＯＮ又は充電ＯＮとは、降圧動作（充電動作）の実行を表し、降圧ＯＦＦ又は充電ＯＦＦとは、降圧動作（充電動作）の停止を表す。昇圧ＯＮとは、昇圧動作の実行を表し、昇圧ＯＦＦとは、昇圧動作の停止を表す。

１，２，３，４ 電源装置
１０ 蓄電デバイス
１１，１２ セル
２０ 充電回路
３０ 昇圧回路
４０ 等化回路
４１，４２ 抵抗
５０ 制御回路
５１ レギュレータ
５２ ダイオード
６０ 双方向昇降圧コンバータ
６５ 出力ノード
７１，７２ ダイオード
８０ 電源経路
８１ 逆流防止回路
８２ 過電流防止回路
８３ 抵抗
９０ 電力系統
１０１，１０２，１０３，１０４ 電動装置
２００ 負荷装置
２１０ 負荷
２２０ 駆動回路

Claims (19)

1. 蓄電デバイスと、
   前記蓄電デバイスの電圧が第１閾値まで低下すると、車両の電力系統からの入力電力に基づいて前記蓄電デバイスの充電を開始し、前記蓄電デバイスの電圧が前記第１閾値よりも高い第２閾値まで上昇すると、前記蓄電デバイスの充電を停止する充電回路と、
   前記蓄電デバイスの電圧を昇圧する昇圧回路と、
   前記蓄電デバイスの電圧よりも高いブースト電圧が一定電圧で負荷装置に供給されるように前記昇圧回路を昇圧動作させる制御回路と、を備える、電源装置。
2. 前記電力系統に一端が接続され前記ブースト電圧の出力ノード側に他端が接続された電源経路を備える、請求項１からに記載の電源装置。
3. 前記昇圧回路は、前記充電回路を備える双方向昇降圧コンバータである、請求項２に記載の電源装置。
4. 前記制御回路は、前記電源経路を経由して前記出力ノードから入力される電力に基づいて、前記蓄電デバイスが充電されるように前記双方向昇降圧コンバータを充電動作させる、請求項３に記載の電源装置。
5. 前記制御回路は、前記蓄電デバイスの電圧が前記第１閾値まで低下すると、前記双方向昇降圧コンバータを充電動作させ、前記蓄電デバイスの電圧が前記第２閾値まで上昇すると、前記双方向昇降圧コンバータの充電動作を停止させる、請求項４に記載の電源装置。
6. 前記負荷装置は、ユーザによって操作される装備品の作動を制御する装置であり、
   前記制御回路は、前記装備品が操作されているとき、前記双方向昇降圧コンバータを昇圧動作させる、請求項３から５のいずれか一項に記載の電源装置。
7. 前記制御回路は、前記装備品が操作されていないとき、前記双方向昇降圧コンバータの昇圧動作を停止させる、請求項６に記載の電源装置。
8. 前記制御回路は、前記車両の異常が検出されると、前記双方向昇降圧コンバータを充電モードから昇圧モードに切り替える、請求項３から５のいずれか一項に記載の電源装置。
9. 前記負荷装置は、ユーザによって操作される装備品の作動を制御する装置であり、
   前記制御回路は、前記装備品の操作が検出されると、前記双方向昇降圧コンバータを充電モードから昇圧モードに切り替える、請求項３から５のいずれか一項に記載の電源装置。
10. 前記制御回路は、前記ブースト電圧が前記電源経路の電圧よりも低くなるように前記昇圧回路を運転する、請求項２に記載の電源装置。
11. 前記制御回路は、前記車両の異常が検出されると、前記昇圧回路から前記負荷装置に電流が供給されるように前記昇圧回路の昇圧動作を開始させる、請求項１０に記載の電源装置。
12. 前記負荷装置は、ユーザによって操作される装備品の作動を制御する装置であり、
    前記制御回路は、前記車両の異常が検出されると、前記昇圧回路を間欠動作又はＰＦＭ動作で運転を開始させ、前記装備品の操作が検出されると、前記昇圧回路をＰＷＭ動作での運転に切り替える、請求項１１に記載の電源装置。
13. 前記負荷装置は、ユーザによって操作される装備品の作動を制御する装置であり、
    前記制御回路は、前記昇圧回路から前記負荷装置に電流が供給されるように前記昇圧回路を昇圧動作させているとき、前記車両の異常が検出されると、前記昇圧回路の昇圧動作を間欠動作又はＰＦＭ動作に切り替え、その後、前記装備品の操作が検出されると、前記昇圧回路の昇圧動作をＰＷＭ動作に切り替える、請求項１に記載の電源装置。
14. 前記電力系統か前記蓄電デバイスかのどちらかから供給される電力に基づいて、前記制御回路の電源電圧を生成するレギュレータを備える、請求項１から１３のいずれか一項に記載の電源装置。
15. 前記蓄電デバイスの出力側にアノードが接続され前記レギュレータの入力側にカソードが接続されたダイオードを備える、請求項１４に記載の電源装置。
16. 蓄電デバイスと、
    車両の電力系統からの入力電力に基づいて前記蓄電デバイスを充電する充電回路と、
    前記蓄電デバイスの電圧を昇圧する昇圧回路と、
    前記電力系統の故障又は緊急時の如何によらず、前記蓄電デバイスの電圧よりも高いブースト電圧が一定電圧で負荷装置に供給されるように前記昇圧回路を昇圧動作させる制御回路と、を備える、電源装置。
17. 請求項１から１６のいずれか一項に記載の電源装置と、前記負荷装置と、を備える、電動装置。
18. 前記負荷装置は、ユーザによって操作される装備品の作動を制御する装置である、請求項１７に記載の電動装置。
19. 前記装備品は、開閉体である、請求項１８に記載の電動装置。

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