JP3480692B2 - 車載用電源装置及び車載装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車載用電源装置お
よびこの車載用電源装置を含む車載装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気自動車、および、ハイブリッド車に
おいては、車輪を動かすモータおよびモータドライブ回
路の他に、車載機器（以下補機と称する）を駆動するた
めの車載用電源装置を備える。補機には、各種灯器、冷
暖房装置、ラジオ等の各種の機器が含まれている。これ
らの補機は、充電可能なバッテリでなる補機用直流電源
から電力供給を受けて動作する。車載用電源装置は、主
に、上述した補機用直流電源を充電すると共に、補機用
直流電源と一緒になって、補機に電力を供給するために
用いられる。車載用電源装置は、ＤＣーＤＣコンバータ
を含み、車輪駆動モータのための主電源（メインバッテ
リ）から、主電源投入スイッチを経て供給される直流電
力をスイッチングし、かつ、電圧値の異なる直流電圧に
変換して、補機および補機用直流電源に供給する。

【０００３】補機用直流電源の端子電圧および車載用電
源装置の直流出力電圧は、通常は、補機に見合った電圧
値に保たれている。ところが、ＤＣーＤＣコンバータの
故障等で、過電圧状態になることがある。過電圧状態に
なると、補機用直流電源および補機にダメージを与える
ことになるので、通常は、車載用電源装置に過電圧保護
回路を備える。

【０００４】過電圧保護回路としては、種々の回路構成
が提案されているが、基本的には、車載用電源装置の直
流出力電圧を、抵抗分圧回路によって検出し、検出され
た電圧信号を、比較器の入力端の一方（通常は非反転入
力端）に供給する。比較器の入力端の他方（通常は反転
入力端）には、メインバッテリを電源とする基準電圧信
号が供給されており、電圧検出信号が基準電圧信号より
も高くなった時に、比較器の出力を反転させて、過電圧
検出信号を出力する。そして、この過電圧検出信号を、
制御回路に供給し、制御回路によって、ＤＣーＤＣコン
バータの動作を停止させる。

【０００５】上述したように、車載用電源装置は、補機
用直流電源を充電すると共に、補機用直流電源と一緒に
なって、補機に電力を供給するために用いられるもので
あるので、車載用電源装置の直流出力側には、常に、補
機用の補機用直流電源が接続された状態になっている。
従って、比較器の非反転入力端には補機用直流電源の端
子電圧を分圧した電圧信号が供給されている。

【０００６】この回路構成において、車の主電源投入ス
イッチが引き抜かれ、車載用電源装置に対する直流入力
電圧の供給が停止された場合、過電圧保護回路を構成す
る比較器において、反転入力端に供給されている基準電
圧信号が急激に低下するのに対し、比較器の非反転入力
端に供給されている電圧信号は、補機用直流電源の端子
電圧を分圧した電圧信号であるので、ほとんど低下しな
い。このため、比較器の非反転入力端、および、反転入
力端で見た電圧値の関係が、過電圧検出動作の場合と同
じ状態になる。この状態で、主電源投入スイッチが差し
込まれ、メインバッテリから車載用電源装置に直流電圧
が供給された場合、過電圧保護回路は、過電圧を検出し
た状態から動作を開始することになるので、主電源投入
スイッチによる電源投入と同時に、車載用電源装置を構
成するＤＣーＤＣコンバータに対し、動作停止制御が加
わってしまう。

【０００７】しかも、過電圧保護回路は、一旦、過電圧
を検出した後は、その状態を保持する自己保持動作を有
するのが普通であるから、ラッチアップ状態となってし
まう。これを解除するには、主電源投入スイッチを抜い
て、ある時間をおき、再度、主電源投入スイッチを差し
込んで、スタートする外はなくなる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、補機
用直流電源および補機等を、過電圧から保護する過電圧
保護機能を有する車載用電源装置を提供することであ
る。

【０００９】本発明のもう一つの課題は、直流入力電圧
の投入時に過電圧保護回路が誤動作をしない車載用電源
装置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、本発明は、２つの態様に係る車載用電源装置を開
示するとともに、これらを用いた車載装置を開示する。
次に説明する。

【００１１】＜第１の態様に係る車載用電源装置＞第１
の態様に係る車載用電源装置は、少なくとも一対の入力
端と、少なくとも一対の出力端と、ＤＣーＤＣコンバー
タと、制御回路と、過電圧保護回路とを含む。

【００１２】前記ＤＣーＤＣコンバータは、前記一対の
入力端に供給される直流入力電圧を、異なる直流電圧に
変換して前記一対の出力端に供給する。前記制御回路
は、前記ＤＣーＤＣコンバータを制御する。

【００１３】前記過電圧保護回路は、前記ＤＣーＤＣコ
ンバータから前記一対の出力端に供給される直流出力電
圧を検出して電圧検出信号を生成するとともに、前記直
流出力電圧から基準電圧信号を生成し、前記電圧検出信
号を前記基準電圧信号と比較して過電圧検出信号を生成
し、前記過電圧検出信号を前記制御回路に供給する。

【００１４】上述した第１の態様に係る車載用電源装置
において、一対の入力端に供給される直流入力電圧は、
ＤＣーＤＣコンバータにより、異なる電圧値を持つ直流
電圧に変換され、一対の出力端に供給される。一対の入
力端に供給される直流入力電圧は、従来と同様に、車輪
駆動用モータ、および、その駆動回路のために備えられ
た主電源（メインバッテリ）から供給される。一対の出
力端には、通常の構成に従って、補機用直流電源および
補機が接続されている。ＤＣーＤＣコンバータは補機用
直流電源および補機に適した電圧値を持つ直流電圧を出
力する。補機用直流電源はＤＣーＤＣコンバータから供
給される直流出力電圧によって充電される。補機は、主
に、補機用直流電源を電源として動作する。

【００１５】過電圧保護回路は、ＤＣーＤＣコンバータ
から一対の出力端に供給される直流出力電圧を検出して
電圧検出信号を生成する。ＤＣーＤＣコンバータの故障
等で、直流出力電圧が過電圧状態になると、電圧検出信
号が上昇する。そして、電圧検出信号が基準電圧信号よ
りも高くなった時に、過電圧検出信号を出力する。この
過電圧検出信号を、制御回路に供給し、制御回路によっ
て、ＤＣーＤＣコンバータの動作を停止させる。

【００１６】ここで、第１の態様に係る過電圧保護回路
においては、基準電圧信号は、直流出力電圧から生成す
る。即ち、過電圧保護回路に入力されている基準電圧信
号、および、電圧検出信号は、出力端に現れる直流出力
電圧から得ている。従って、車の主電源投入スイッチが
引き抜かれ、車載用電源装置に対する直流入力電圧の供
給が停止された場合、過電圧保護回路に入力されている
基準電圧信号、および、電圧検出信号は、同じように低
下して行く。このため、過電圧保護回路の入力端で見た
基準電圧信号および電圧検出信号の関係が、車載用電源
装置に対する直流入力電圧の供給停止による影響を受け
ることがなくなる。

【００１７】従って、主電源投入スイッチが再投入さ
れ、メインバッテリから車載用電源装置に直流電圧が供
給された場合、車載用電源装置は、ラッチアップを生じ
ることなく、正常に動作を開始することになる。

【００１８】＜第２の態様に係る車載用電源装置＞第２
の態様に係る車載用電源装置は、少なくとも一対の入力
端と、少なくとも一対の出力端と、ＤＣーＤＣコンバー
タと、制御回路と、過電圧保護回路とを含む点で、第１
の態様に係る車載用電源装置と異なるところはない。第
２の態様に係る車載用電源装置が第１の態様に係る車載
用電源装置と異なる点は、補助電源回路から出力される
直流電圧を利用して、過電圧保護回路を動作させるよう
になっていること、及び、過電圧保護回路の構成が異な
ることである。以下に説明する。

【００１９】まず、前記補助電源回路は、前記直流入力
電圧から直流電圧を生成する。前記過電圧保護回路は、
出力電圧検出回路と、第１の比較器と、第２の比較器と
を含む。前記出力電圧検出回路は、前記ＤＣーＤＣコン
バータから前記一対の出力端に供給される直流出力電圧
を検出して電圧検出信号を生成する。

【００２０】前記第１の比較器は、入力端の一方に、前
記電圧検出信号が供給され、入力端の他方に、前記補助
電源回路から基準電圧信号が供給され、前記電圧検出信
号の電圧値が前記基準電圧信号の電圧値よりも高いと
き、反転動作をして、反転信号を出力する。

【００２１】前記第２の比較器は、入力端の一方に、時
定数充放電回路が接続されていて、前記時定数充放電回
路を通して、前記第１の比較器の出力信号、および、前
記補助電源回路で生成された直流電圧が供給される。前
記第２の比較器の入力端の他方には前記補助電源回路で
生成された前記直流電圧が供給される。そして、第２の
比較器は、前記入力端の一方で見た電圧値が、前記入力
端の他方で見た電圧値よりも高いことを条件にして反転
動作を行う。

【００２２】上述した第２の態様に係る車載用電源装置
において、補助電源回路から供給される直流電圧が正常
レベルにあるときは、次のような動作になる。

【００２３】まず、第１の比較器は、電圧検出回路から
入力端の一方に供給された電圧検出信号と、補助電源回
路から入力端の他方に供給された基準電圧信号とを比較
する。そして、電圧検出信号の電圧値が基準電圧信号の
電圧値よりも高いとき、反転動作をして反転信号を出力
する。

【００２４】第２の比較器において、補助電源回路から
供給される直流電圧が正常レベルにあるときは、入力端
の一方には、ほぼ一定の充電電圧が印加される。

【００２５】この状態で、入力端の他方に供給されてい
る基準電圧信号よりも高い反転信号が、入力端の一方に
供給されると、第２の比較器は、第１の比較器から供給
される反転信号により反転動作をして過電圧検出信号を
生成する。過電圧検出信号は制御回路に供給される。制
御回路は、過電圧検出信号の供給を受けたとき、ＤＣー
ＤＣコンバータの動作を停止させる。

【００２６】直流出力電圧が正常電圧範囲にあるとき
は、第１の比較器において、電圧検出信号の電圧値が基
準電圧信号の電圧値よりも低くなる。従って、第１の比
較器が反転動作をすることはない。

【００２７】次に、補助電源回路から供給される直流電
圧が低レベルに降下したときについて説明する。このよ
うな状態は、車の主電源投入スイッチが引き抜かれ、車
載用電源装置に対する直流入力電圧の供給が停止された
場合に発生する。

【００２８】まず、第１の比較器において、補助電源回
路から供給される基準電圧信号が急激に低下するのに対
し、電圧検出回路から供給される電圧検出信号は、補機
用直流電源の端子電圧でもあるので、それほど低下しな
い。このため、第１の比較器の２つの入力端で見た入力
信号の関係が、過電圧検出動作の場合と同じ状態にな
り、第１の比較器が反転動作をし、反転信号が出力され
る。

【００２９】第２の比較器の入力端の一方で見た場合、
補助電源回路で生成された直流電圧は、レベルが急激に
低下する。入力端の一方には、時定数充放電回路が接続
されているので、入力端の一方に供給されている電圧信
号は、時定数充放電回路による放電作用により、時間と
ともに減衰する。

【００３０】一方、補助電源回路から、第２の比較器の
入力端の他方に供給される基準電圧信号のレベルも低下
する。ところが、第２の比較器において、基準電圧信号
と比較される電圧信号も、時間とともに減衰するので、
入力端の一方に供給される電圧信号と、入力端の他方に
供給される基準電圧信号のレベル関係が、逆転すること
はない。このため、第２の比較器は、補助電源回路から
供給される直流電圧が低レベルに降下した場合におい
て、第１の比較器から反転信号が供給されても反転動作
を生じない。従って、主電源投入スイッチが再投入さ
れ、メインバッテリから車載用電源装置に直流電圧が供
給された場合、車載用電源装置は、ラッチアップを生じ
ることなく、正常に動作を開始することになる。

【００３１】＜車載装置＞本発明に係る車載装置は、主
電源と、主電源投入スイッチと、モータドライブ回路
と、モータと、電源装置とを含む。前記主電源は、バッ
テリを含む。前記モータドライブ回路は、前記主電源か
ら、前記主電源投入スイッチを介して供給される直流電
力を前記モータに供給する。前記モータは、車輪駆動源
として用いられる。

【００３２】前記電源装置は、上述した２つの態様の車
載用電源装置の何れかでなる。この電源装置は、主電源
投入スイッチを介して、前記主電源から前記直流入力電
圧が供給される。

【００３３】本発明の他の目的、構成及び利点について
は、添付図面を参照し、更に詳しく説明する。添付図面
は、単に、例示に過ぎない。

【００３４】

【発明の実施の形態】＜第１の態様に係る車載用電源装
置を用いた車載装置＞図１は第１の態様に係る車載用電
源装置を用いた車載装置の電気回路図である。図示され
た車載装置は、主電源１と、主電源投入スイッチ２と、
モータドライブ回路３と、モータ４と、第１の態様に係
る電源装置５とを含む。主電源１はメインバッテリを含
む。主電源投入スイッチ２は、一般には、イグニッショ
ンスイッチと称される。モータドライブ回路３は、主電
源１から、主電源投入スイッチ２を介して供給される直
流電力をモータ４に供給する。モータ４は、車輪駆動源
として用いられる。

【００３５】電源装置５は、第１の態様の車載用電源装
置でなる。この電源装置５は、主電源投入スイッチ２を
介して、主電源１から直流入力電圧Ｖｉｎが供給され
る。電源装置５は、少なくとも一対の入力端６、７と、
少なくとも一対の出力端８、９と、ＤＣーＤＣコンバー
タ１０と、制御回路１１と、過電圧保護回路１２とを含
む。更に、実施例では、補機用直流電源１３および補機
１４が図示されている。補機用直流電源１３は充電可能
な二次バッテリである。

【００３６】ＤＣーＤＣコンバータ１０は、入力端６、
７に供給される直流入力電圧Ｖｉｎを、異なる電圧値を
持つ直流電圧Ｖ０に変換して出力端８、９に供給する。
制御回路１１は、ＤＣーＤＣコンバータ１０を制御す
る。

【００３７】過電圧保護回路１２は、ＤＣーＤＣコンバ
ータ１０から出力端８、９に供給される直流出力電圧Ｖ
０を検出して電圧検出信号Ｖ１を生成するとともに、直
流出力電圧Ｖ０から基準電圧信号Ｖｒ１を生成し、電圧
検出信号Ｖ１を基準電圧信号Ｖｒ１と比較して過電圧検
出信号Ｖ２を生成し、過電圧検出信号Ｖ２を制御回路１
１に供給する。

【００３８】第１の態様に係る車載用電源装置５におい
て、過電圧保護回路１２は、比較器１２１を含むことが
できる。比較器１２１は入力端（＋）に電圧検出信号Ｖ
１が供給され、入力端（−）に基準電圧信号Ｖｒ１が供
給される。そして、電圧検出信号Ｖ１の電圧値が基準電
圧信号Ｖｒ１の電圧値よりも高いとき、即ち、Ｖ１＞Ｖ
ｒ１のとき、過電圧である旨の過電圧検出信号Ｖ２を生
成する。比較器１２１の出力端と、入力端（＋）との間
にはダイオード１２４が接続されている。このダイオー
ド１２４は比較器１２１の自己保持動作のために付加さ
れたものである。

【００３９】実施例において、抵抗１２２、１２３によ
って、直流出力電圧Ｖ０を分圧し、その分圧電圧を、電
圧検出信号Ｖ１として、入力端（＋）に供給する。ま
た、直流出力電圧Ｖ０を出力する高電位側出力ライン７
１と、低電位出力ライン７２との間に基準電圧生成回路
１２５を接続し、直流出力電圧Ｖ０から基準電圧信号Ｖ
ｒ１を生成するようになっている。

【００４０】上述した第１の態様に係る車載用電源装置
５において、入力端６、７に供給される直流入力電圧Ｖ
ｉｎは、ＤＣーＤＣコンバータ１０により、異なる電圧
値を持つ直流電圧Ｖ０に変換され、出力端８、９に供給
される。入力端６、７に供給される直流入力電圧Ｖｉｎ
は、従来と同様に、車輪駆動用モータ４、および、モー
タドライブ回路３等のために備えられた主電源（メイン
バッテリ）１から供給される。出力端８、９には、通常
の構成に従って、補機用直流電源１３および補機１４が
接続されている。ＤＣーＤＣコンバータ１０は補機用直
流電源１３および補機１４に適した電圧値を持つ直流電
圧Ｖ０を出力する、補機用直流電源１３はＤＣーＤＣコ
ンバータ１０から供給される直流出力電圧Ｖ０によって
充電される。補機１４は、主に、補機用直流電源１３を
電源として動作する。補機１４には、各種灯器、冷暖房
装置、ラジオ等の各種の機器が含まれる。

【００４１】次に、図２に図示されたタイムチャートを
参照して、車の主電源投入スイッチ２が閉じている場合
の動作を説明する。過電圧保護回路１２は、ＤＣーＤＣ
コンバータ１０から出力端８、９に供給される直流出力
電圧Ｖ０を検出して電圧検出信号Ｖ１を生成する。直流
出力電圧Ｖ０が正常値にある場合は、電圧検出信号Ｖ１
は基準電圧信号Ｖｒ１よりも低くなっており、比較器１
２１の出力は低レベル（論理値０とする）にある。この
状態は、過電圧が生じていないことに対応する。

【００４２】ＤＣーＤＣコンバータ１０の故障等で、直
流出力電圧Ｖ０が、例えば、ｔ１時（図２（ａ）参照）
に過電圧状態になると、電圧検出信号Ｖ１が上昇する。
そして、電圧検出信号Ｖ１が基準電圧信号Ｖｒ１よりも
高くなった時に、比較器１２１が反転動作をし、論理値
１の過電圧検出信号Ｖ２を出力する。この過電圧検出信
号Ｖ２を、制御回路１１に供給し、制御回路１１によっ
て、ＤＣーＤＣコンバータ１０の動作を停止させる。比
較器１２１の出力端と入力端（＋）との間には、ダイオ
ード１２４が接続されているので、出力端に論理値１の
過電圧検出信号Ｖ２を生じた場合、この論理値１の過電
圧検出信号Ｖ２は、ダイオード１２４を通して、入力端
（＋）に供給される。従って、過電圧検出信号Ｖ２が一
旦出力された後、直流出力電圧Ｖ０が正常値に復帰した
としても、比較器１２１の出力である過電圧検出信号Ｖ
２は、論理値１を維持する（図２（ｂ）参照）。

【００４３】次に、車の主電源投入スイッチ２が引き抜
かれ、車載用電源装置５に対する直流入力電圧Ｖｉｎの
供給が停止された場合について、図３を参照して説明す
る。車の主電源投入スイッチ２がｔ２時に引き抜かれた
場合、車載用電源装置５に対する直流入力電圧Ｖｉｎ
が、ある時定数をもって低下して行く（図３（ａ）参
照）。ここで、過電圧保護回路１２において、基準電圧
信号Ｖｒ１は、直流出力電圧Ｖ０から生成する。即ち、
過電圧保護回路１２に入力されている基準電圧信号Ｖｒ
１、および、電圧検出信号Ｖ１は、出力端８、９に現れ
る直流出力電圧Ｖ０から得ている。従って、車の主電源
投入スイッチ２がｔ２時（図３（ａ）参照）に引き抜か
れ、車載用電源装置５に対する直流入力電圧Ｖｉｎの供
給が停止された場合、過電圧保護回路１２に入力されて
いる基準電圧信号Ｖｒ１、および、電圧検出信号Ｖ１
は、同じように低下して行く（図３（ｂ）参照）。この
ため、比較器１２１の２つの入力端（＋）および（−）
で見た基準電圧信号Ｖｒ１および電圧検出信号Ｖ１の関
係が、車載用電源装置５に対する直流入力電圧Ｖｉｎの
供給停止による影響を受けることがなく、Ｖｒ１＞Ｖ１
の関係を維持することになるので、比較器１２１は、反
転動作をすることなく、論理値０の信号を出力し続ける
ことになる。

【００４４】従って、例えば、ｔ３時に主電源投入スイ
ッチ２が再投入（図３（ｂ）参照）され、主電源１から
車載用電源装置５に直流電圧が供給された場合、車載用
電源装置５は、Ｖｒ１＞Ｖ１の状態から動作を開始する
ことになるから、ラッチアップを生じることがない。初
期起動の場合も同様である。

【００４５】＜第２の態様に係る車載用電源装置５を用
いた車載装置＞図４は第２の態様に係る車載用電源装置
５を用いた車載装置の電気回路図である。図において、
図１に現れた構成部分と同一の構成部分については、同
一の参照符号を付してある。第２の態様に係る車載用電
源装置５は、入力端６、７と、出力端８、９と、ＤＣー
ＤＣコンバータ１０と、制御回路１１と、過電圧保護回
路１２とを含む点で、第１の態様に係る車載用電源装置
５と異なるところはない。第２の態様が第１の態様と異
なる点は、比較器の基準電圧を補助電源回路１５から供
給していること、および、過電圧保護回路１２の構成が
異なることである。以下に説明する。

【００４６】まず、補助電源回路１５は、直流入力電圧
Ｖｉｎから直流電圧Ｖｒ１、Ｖｃ１、Ｖｃ２を生成す
る。過電圧保護回路１２は、分圧抵抗１２２、１２３で
構成された出力電圧検出回路と、第１の比較器１２１
と、第２の比較器１９とを含む。出力電圧検出回路を構
成する分圧抵抗１２２、１２３は、ＤＣーＤＣコンバー
タ１０から出力端８、９に供給される直流出力電圧Ｖ０
を分圧して電圧検出信号Ｖ１を生成する。

【００４７】第１の比較器１２１は、入力端（＋）に電
圧検出信号Ｖ１が供給され、入力端（−）に、補助電源
回路１５から第１の基準電圧信号Ｖｒ１が供給される。
過電圧状態にない正常時は、Ｖｒ１＞Ｖ１の関係にあ
り、このとき、第１の比較器１２１の出力は低レベル
（論理値０とする）にある。過電圧が生じた場合、電圧
検出信号Ｖ１の電圧値が第１の基準電圧信号Ｖｒ１の電
圧値よりも高くなる。即ち、Ｖ１＞Ｖｒ１となる。この
とき、第１の比較器１２１は、反転動作をして、高レベ
ル（論理値１とする）の反転信号を出力する。

【００４８】第２の比較器１９は、入力端（＋）に、時
定数充放電回路が接続されていて、時定数充放電回路を
通して、第１の比較器１２１の出力信号Ｖ２、および、
補助電源回路１５で生成された直流電圧Ｖｃ１が供給さ
れる。時定数充放電回路は、直流電圧Ｖｃ１によって、
抵抗２０、２１を通して、コンデンサ２３を充電する回
路と、コンデンサ２３に蓄積された電荷を、抵抗２２を
通して放電する放電回路とを含んでいる。補助電源回路
１５で生成された直流電圧Ｖｃ１は制御回路１１等にも
供給される。

【００４９】第２の比較器１９の入力端（−）にはツェ
ナーダイオード２５が接続されている。ツェナーダイオ
ード２５は、抵抗２４を通して供給される直流電圧Ｖｃ
１より、第２の基準電圧信号Ｖｒ２を生成し、この第２
の基準電圧信号Ｖｒ２を、第２の比較器１９の入力端
（−）に供給する。

【００５０】第２の比較器１９において、補助電源回路
１５から供給される直流電圧Ｖｃ１が正常レベルである
ときは、第１の比較器１２１から論理値１の信号Ｖ２が
供給される。そして、入力端（−）に供給される第２の
基準電圧信号Ｖｒ２より、入力端（＋）に供給される電
圧信号Ｖ３が高くなったとき、即ち、Ｖ３＞Ｖｒ２のと
き、反転動作をして過電圧検出信号Ｖ４を生成し、過電
圧検出信号Ｖ４を制御回路１１に供給する。第２の比較
器１９において、補助電源回路１５から供給される直流
電圧Ｖｃ１が低レベルに降下したときは、第２の基準電
圧信号Ｖｒ２及び電圧信号Ｖ３が共に低下し、第１の比
較器１２１から反転信号が供給されても反転動作を生じ
ない。

【００５１】次に、図５、６のタイムチャートを参照し
て、図４に示した車載装置、特に、車載用電源装置５の
動作を説明する。図５は補助電源回路１５から供給され
る直流電圧Ｖｃ１が正常レベルであるときの動作を示す
タイムチャートである。

【００５２】まず、第１の比較器１２１は、電圧検出回
路から入力端（＋）に供給された電圧検出信号Ｖ１と、
補助電源回路１５から入力端（−）に供給された第１の
基準電圧信号Ｖｒ１とを比較する。電圧検出信号Ｖ１の
電圧値が第１の基準電圧信号Ｖｒ１の電圧値よりも低い
とき、即ち、Ｖｒ１＞Ｖ１のとき、第１の比較器１２１
は低レベル（論理値０）の信号Ｖ２を出力する。図５の
タイムチャートでは、ｔ１時より前が、この状態に対応
している。このとき、第２の比較器１９の入力端（＋）
の電圧Ｖ３は、信号Ｖ２が０Ｖであるので、０Ｖであ
る。また、第２の比較器１９の入力端（−）には、ツェ
ナーダイオード２５による第２の基準電圧信号Ｖｒ２
（＞Ｖ３）が供給されている。

【００５３】次に、図５（ａ）に示すように、ｔ１時に
過電圧が生じた場合、電圧検出信号Ｖ１の電圧値が第１
の基準電圧信号Ｖｒ１の電圧値よりも高くなる。即ち、
Ｖ１＞Ｖｒ１となる。このとき、第１の比較器１２１
は、反転動作をして、高レベル（論理値１とする）の信
号Ｖ２を出力する（図５（ｂ）参照）。

【００５４】第１の比較器１２１に生じた論理値１の信
号Ｖ２は、第２の比較器１９の入力端（＋）に供給され
る電圧信号Ｖ３を、第２の比較器１９の入力端（−）に
供給されている第２の基準電圧信号Ｖｒ２よりも高い電
圧値まで上昇させる。第２の比較器１９の入力端（−）
に供給されている第２の基準電圧信号Ｖｒ２よりも高い
反転信号Ｖ３が、入力端（＋）に供給されると、第２の
比較器１９は、反転動作をして、図５（ｃ）に示すよう
に、論理値１の過電圧検出信号Ｖ４を生成する。

【００５５】論理値１の過電圧検出信号Ｖ４は制御回路
１１に供給される。制御回路１１は、論理値１の過電圧
検出信号Ｖ４の供給を受けたとき、ＤＣーＤＣコンバー
タ１０の動作を停止させる。

【００５６】直流出力電圧Ｖ０が正常電圧範囲にあると
きは、第１の比較器１２１において、電圧検出信号Ｖ１
の電圧値が第１の基準電圧信号Ｖｒ１の電圧値よりも低
くなる。従って、第１の比較器１２１が反転動作をする
ことはない。

【００５７】次に、図６を参照して、補助電源回路１５
から供給される直流電圧（第１の基準電圧信号）Ｖｒ１
が低レベルに降下したときについて説明する。このよう
な状態は、車の主電源投入スイッチ２が引き抜かれ、車
載用電源装置５に対する直流入力電圧Ｖｉｎの供給が、
例えばｔ２時に停止された場合（図６（ａ）参照）に発
生する。

【００５８】まず、第１の比較器１２１において、補助
電源回路１５から供給される第１の基準電圧信号Ｖｒ１
が急激に低下するのに対し、分圧抵抗１２２、１２３に
よって分圧された電圧検出信号Ｖ１は、補機用直流電源
１３の端子電圧信号であるので、ほとんど低下しない。
このため、第１の比較器１２１の２つの入力端（＋）、
（−）で見た入力信号Ｖ１、Ｖｒ１の関係が、Ｖ１＞Ｖ
ｒ１となる（図６（ｂ）参照）。第１の比較器１２１が
ｔ３時に反転動作をし、論理値１の信号Ｖ２が出力され
る（図６（ｃ）参照）。このタイミングでは、補助電源
回路１５から出力される直流電圧Ｖｃ１も低下している
最中であるので、信号Ｖ２のレベルも低下して行く（図
６（ｃ）参照）。

【００５９】第２の比較器１９の入力端（＋）に印加さ
れる電圧信号Ｖ３は、信号Ｖ２が論理値１に対応するレ
ベルになったｔ３時に、レベルが高くなる（図６（ｄ）
参照）が、補助電源回路１５で生成された直流電圧Ｖｃ
１のレベルが急激に低下するので、それにつれて、電圧
信号Ｖ３も低下する。入力端（＋）には、時定数充放電
回路が接続されているので、電圧信号Ｖ３は、時定数充
放電回路による放電作用により、時間とともに減衰する
（図６（ｄ）参照）。

【００６０】ところが、第２の比較器１９の入力端
（−）に供給される第２の基準電圧信号Ｖｒ２も、補助
電源回路１５から供給される直流電圧Ｖｃ１に基づいて
生成されており、第２の基準電圧信号Ｖｒ２も、補助電
源回路１５から供給される直流電圧Ｖｃ１のレベル低下
とともに、急激にレベルが低下する。従って、入力端
（＋）に供給される電圧信号Ｖ３と、入力端（−）に供
給される第２の基準電圧信号Ｖｒ２とは、Ｖｒ２＞Ｖ３
の関係を保ち続け、この関係が逆転することはない（図
６（ｄ）参照）。

【００６１】このため、第２の比較器１９は、補助電源
回路１５から供給される直流電圧Ｖｃ１のレベルが低下
した場合において、第１の比較器１２１から反転信号が
供給されても、反転動作を生じない（図６（ｅ）参
照）。

【００６２】次に、主電源投入スイッチ２が再投入され
た場合について、図７を参照して説明する。主電源投入
スイッチ２がｔ０時に再投入されると、直流入力電圧Ｖ
ｉｎが上昇する（図７（ａ）参照）ので、補助電源回路
１５から出力される直流電圧Ｖｃ１及びＶｒ１も、ｔ０
時より少し遅れたｔ０１時より上昇し始める（図７
（ｂ）、（ｃ）参照）。

【００６３】第１の比較器１２１において、主電源投入
スイッチ２の再投入直後は、入力端（＋）に供給されて
いる電圧検出信号Ｖ１が、補機用直流電源１３の一定の
端子電圧であるのに対し、入力端（−）に供給される基
準電圧信号Ｖｒ１は上昇過程にあるので、第１の比較器
１２１の２つの入力端（＋）、（−）で見た入力信号Ｖ
１、Ｖｒ１の関係が、Ｖ１＞Ｖｒ１となる（図７（ｃ）
参照）。このため、主電源投入スイッチ２の再投入直後
は、第１の比較器１２１がｔ０１時に反転動作をし、論
理値１の信号Ｖ２が出力される（図７（ｄ）参照）。こ
の論理値１の信号Ｖ２は、Ｖ１＜Ｖｒ１となるｔ０２時
まで継続する。

【００６４】次に、第２の比較器１９において、２つの
入力端（＋）、（−）で見た入力信号Ｖ３、Ｖｒ２のう
ち、入力信号Ｖ３は、入力端（＋）に接続された時定数
充放電回路の充電時定数に従って、緩やかに上昇する。
入力信号Ｖ３の上昇カーブは、入力端（−）に供給され
る入力信号（第２の基準電圧信号）Ｖｒ２の立ち上がり
特性よりも緩やかである。従って、第１の比較器１２１
がｔ３時に反転動作をして論理値１の信号Ｖ２が出力さ
れても、第２の比較器１９の２つの入力端（＋）、
（−）で見た入力信号Ｖ３、Ｖｒ２に関して、Ｖｒ２＞
Ｖ３の関係が維持される（図７（ｅ）参照）。このた
め、主電源投入スイッチ２が再投入された場合、第２の
比較器１９は反転動作をすることがない（図７（ｆ）参
照）。よって、車載用電源装置５は、ラッチアップを生
じることなく、正常に動作を開始することになる。

【００６５】図４に示した車載用電源装置５のもう１つ
の利点は、主電源投入スイッチ２がオフになった場合、
即ち、車を停車させてある場合等に、補機用直流電源１
３に対する電力消費が、分圧抵抗１２２、１２３の直列
回路による消費分だけに低減されることである。従来、
停車時に補機用直流電源１３から流出する電流は、１．
５ｍＡ程度に低減させることが限界であったが、図４に
示した車載用電源装置によれば、流出電流を０．５ｍＡ
程度、またはそれ以下に低減させることが可能である。

【００６６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、次
のような効果を得ることができる。 （ａ）補機用直流電源および補機等を、過電圧から保護
する過電圧保護機能を有する車載用電源装置を提供する
ことができる。 （ｂ）直流入力電圧が投入された場合に過電圧保護回路
が誤動作をしない車載用電源装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の態様に係る車載用電源装置を用いた車載
装置の電気回路図である。

【図２】図１に図示された車載装置において、車の主電
源投入スイッチが閉じている場合の動作を説明するタイ
ムチャートである。

【図３】図１に図示された車載装置において、車の主電
源投入スイッチをオフにした場合の動作を説明するタイ
ムチャートである。

【図４】第２の態様に係る車載用電源装置を用いた車載
装置の電気回路図である。

【図５】図４に図示された車載装置において、車の主電
源投入スイッチが閉じている場合の動作を説明するタイ
ムチャートである。

【図６】図４に図示された車載装置において、車の主電
源投入スイッチをオフにした場合の動作を説明するタイ
ムチャートである。

【図７】図４に図示された車載装置において、車の主電
源投入スイッチを再投入にした場合の動作を説明するタ
イムチャートである。

【符号の説明】

１ 主電源（メインバッテリ） ２ 主電源投入スイッチ ３ モータドライブ回路 ４ モータ ５ 車載用電源装置 ６、７ 入力端 ８、９ 出力端 １０ ＤＣーＤＣコンバータ １１ 制御回路 １２ 過電圧保護回路 １３ 補機用直流電源 １４ 補機 １５ 補助電源回路 １８ 第１の比較器 １９ 第２の比較器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−164709（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−107601（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−46560（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−55783（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02M 3/28

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一対の入力端と、少なくとも
   一対の出力端と、ＤＣーＤＣコンバータと、補機用直流
   電源と、制御回路と、補助電源回路と、過電圧保護回路
   とを含む車載用電源装置であって、前記一対の入力端は、主電源投入スイッチを介して、直
   流入力電圧が供給され、 前記ＤＣーＤＣコンバータは、前記一対の入力端に供給
   される前記直流入力電圧を、異なる電圧値を持つ直流電
   圧に変換して前記一対の出力端に供給し、前記補機用直流電源は、充電可能な二次バッテリであ
   り、前記一対の出力端に接続されており、 前記制御回路は、前記ＤＣーＤＣコンバータを制御し、 前記補助電源回路は、前記一対の入力端に供給される前
   記直流入力電圧から直流電圧を生成し、前記補助電源回路が生成する前記直流電圧は、第１の基
   準電圧信号と、第２の基準電圧信号として用いられ、 前記過電圧保護回路は、出力電圧検出回路と、第１の比
   較器と、第２の比較器と、時定数充放電回路とを含み、 前記出力電圧検出回路は、前記ＤＣーＤＣコンバータか
   ら前記一対の出力端に供給される直流出力電圧を検出し
   て電圧検出信号を生成し、前記電圧検出信号は、前記直流入力電圧の供給が停止さ
   れた場合、前記第１の基準電圧信号よりも電圧レベルの
   低下が少なく、 前記第１の比較器は、入力端の一方に前記電圧検出信号
   が供給され、入力端の他方に、前記補助電源回路から前
   記第１の基準電圧信号が供給され、前記電圧検出信号の
   電圧値が前記第１の基準電圧信号の電圧値よりも高いと
   き、前記一対の出力端に過電圧が生じていると判断し、
   反転動作をして反転信号を出力し、 前記第２の比較器は、 入力端の一方に、前記時定数充放電回路が接続されてい
   て、前記時定数充放電回路を通して、前記第１の比較器
   の出力信号が供給され、入力端の他方に前記第２の基準
   電圧信号が供給され、前記直流入力電圧の供給を停止し
   た後、再び前記直流入力電圧を供給した場合、前記時定
   数充放電回路から前記入力端の一方に供給される電圧値
   が、前記時定数充放電回路の有する時定数により、前記
   入力端の他方で見た電圧値よりも低くなり、 前記入力端の一方で見た電圧値が、前記入力端の他方で
   見た電圧値よりも高いとき、前記一対の出力端に過電圧
   が生じていると判断し、反転動作をして過電圧検出信号
   を生成し、前記過電圧検出信号を前記制御回路に供給
   し、 前記制御回路は、前記過電圧検出信号の供給を受けたと
   き、ＤＣーＤＣコンバータの動作を停止させる 車載用電
   源装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載された車載用電源装置で
   あって、 前記一対の出力端は、車載負荷を接続するために備えら
   れ、 前記車載負荷は、充電可能な補機用直流電源と、補機と
   を含む車載用電源装置。
3. 【請求項３】 主電源と、主電源投入スイッチと、モー
   タドライブ回路と、モータと、電源装置とを含む車載装
   置であって、 前記主電源は、メインバッテリを含み、 前記モータドライブ回路は、前記主電源から、前記主電
   源投入スイッチを介して供給される直流電力を前記モー
   タに供給し、 前記モータは、車輪駆動源として用いられ、 前記電源装置は、請求項１または２の何れかに記載され
   た車載用電源装置でなり、前記主電源投入スイッチを介
   して、前記主電源から前記直流入力電圧が供給される車
   載装置。