JP3747618B2 - 電源回路 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源からの給電を常時受ける第1給電ライン、及び電源との間に設けられたスイッチング手段が閉じている場合にのみ電源からの給電を受ける第2給電ラインを備えた電源回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、この種の電源回路として、自動車にてエンジン制御等の各種制御を行う電子制御ユニット(ECU)に搭載される電源回路が知られている。
即ち、このような車載用の電源回路100では、図6に示すように、ECUのコネクタCを介して、電源であるバッテリBTに接続されており、バッテリBTから常時給電を受ける給電端子T1に接続された第1給電ラインBATTと、バッテリBTとの間に設けられたリレーRLYの接点が閉じている時にのみ給電を受ける給電端子T2に接続された第2給電ライン+Bと、接地された接地端子T3,T4に接続された接地ラインGとを備えている。なお、リレーRLYは、イグニションスイッチIGの操作に従って、接点が開閉されるように構成されている。
【0003】
つまり、第1給電ラインBATTは、イグニションスイッチIGの操作に関わらず、常時給電の必要な装置や回路への給電に用いられ、一方、第2給電ライン+Bは、イグニションスイッチIGの操作に応じて起動,停止が制御される装置や回路への給電に用いられる。
【0004】
そして、この電源回路100では、第1給電ラインBATT及び第2給電ライン+Bに、それぞれ定電圧回路10,20が接続されている。
このうち、第1給電ラインBATTに接続された定電圧回路10は、一端が第1給電ラインBATTに、他端が当該定電圧回路10の出力端に接続された抵抗12と、カソードがこの出力端に、アノードが接地ラインGに接続されたツェナーダイオード14とにより簡易に構成されている。
【0005】
即ち、この定電圧回路10の出力は、通常、RAM等のデータ保持回路の記憶内容を保持するためのバックアップ電源として用いられるため、その電圧値は、給電対象であるRAM等が正常に動作できる許容範囲内に納まっていればよく、高精度に制御する必要がないからである。
【0006】
一方、第2給電ライン+Bに接続された定電圧回路20は、第2給電ライン+Bにエミッタが接続され、当該定電圧回路20の出力端にコレクタが接続されたPNP型のパワートランジスタ22と、第2給電ライン+Bに接続された許可端子e,第1給電ラインBATTに接続された基準電源端子f,トランジスタ22のコレクタに接続されたモニタ端子m,トランジスタ22のベースに接続された制御端子bを備え、許可端子eへの印加電圧が予め設定された動作しきい値(ここでは、4V)以上である場合に動作して、モニタ端子mへの印加電圧(即ち当該定電圧回路20の出力電圧)が一定(例えば5.0V)となるように、制御端子bを介してトランジスタ22のベース電流を制御する周知の定電圧制御IC(例えば、東芝製TA7900等)24からなり、当該定電圧回路20の出力電圧を精度よく一定に保持できるように構成されている。
【0007】
即ち、この定電圧回路20の出力は、通常、マイクロコンピュータ等の制御回路への給電に用いられるため、その電圧値を、精度よく一定に保持する必要があるからである。
なお、定電圧制御IC24は、高精度な一定電圧を発生させるため、半導体のバンドギャップを利用して温度変動のほとんどない基準電圧を発生させる基準電圧発生回路を内蔵しており、この基準電圧発生回路を動作させるための電源を、基準電源端子fから得ている。そして、バッテリBTから常時給電を受けている第1給電ラインBATTに基準電源端子fを接続しているのは、基準電圧発生回路の電源を第2給電ライン+Bから得るようにすると、リレーRLYが閉じられた直後は、基準電圧が定まらず、定電圧制御IC24が精度よく制御を行うことができないからである。
【0008】
また、電源回路100は、第1及び第2給電ラインBATT,+Bの間に、第2給電ライン+B側から第1給電ラインBATT側に電流を流す方向を順方向として接続されたダイオード4と、第2給電ライン+Bと接地ラインGとの間に接続されたコンデンサ6とを備えている。
【0009】
これらは、エンジン動作時の車両の振動等に基づくコネクタ端子T1〜T4の接触不良やリレー接点のチャタリング等により発生する第1及び第2給電ラインBATT,+Bの瞬断に対処するものであり、例えば、バッテリBTから第1給電ラインBATTへの給電が途絶えた場合は、ダイオード4を介した第2給電ライン+Bからの給電により、第1給電ラインBATTへの給電が継続され、一方、バッテリBTから電源ライン+Bへの給電が途絶えた場合は、コンデンサ6に充電された電荷の放電により、第2給電ライン+Bの給電が継続されるようにされている。なお、接地ラインGについては、コネクタ端子T3,T4を2重化することで、このような瞬断に対処している。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、車両の動力性能や排気ガスの浄化性能等を向上させるため、ECUに搭載される装置や回路の種類や規模が増大する傾向にある。そして、これらの装置や回路は、通常、電圧値の安定した定電圧回路20の出力(第3給電ラインDL)を介して給電する必要があり、即ち定電圧回路20への給電を行う第2給電ライン+Bを介した給電量が増大する傾向にある。
【0011】
しかし、第2給電ライン+Bでの給電量が増大した場合、上述のような瞬断に対応するには、より大容量のコンデンサが必要になり、大容量のコンデンサは非常に大型なものとなるため、電源回路を大型化させてしまうという問題があった。
【0012】
また、車両内の空間を有効利用するために、エンジンルーム内にECUを搭載する要求も高くなっているが、大容量のコンデンサとして一般に使用されるアルミ電解コンデンサは、温度による特性の変化が大きく、エンジンルーム等の高温環境で動作させた場合、しだいに容量が低下して対処できる瞬断の長さが短くなってしまったり、寿命が短くなってしまう等、装置の信頼性を低下させてしまうという問題もあった。
【0013】
更に、コネクタ端子の接触不良に対応するには、接地ラインGと同様に、コネクタ端子T1,T2を2重化する等の対策も考えられるが、コネクタが大型化すると共に、配線用のワイヤハーネスも増加するため、装置が大型化し、配線が複雑化してしまうという問題もあった。
【0014】
本発明は、上記問題点を解決するために、各種装置や回路への給電を安定して行うことができ、しかも小型化が可能な電源回路を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために発明された請求項1に記載の電源回路では、第1給電ラインは電源からの給電を常時受ける第1給電ラインと、スイッチング手段が閉じている場合にのみ電源からの給電を受ける第2給電ラインとを備えており、第2給電ラインに接続された主定電圧回路が、予め設定された一定の主電圧で第3給電ラインへの給電を行い、また、第1給電ラインに接続された補助定電圧回路が、主電圧より低く設定された一定の補助電圧で、第3給電ラインへの給電を行う。
【0016】
そして、スイッチング手段が閉じており、主定電圧回路も補助定電圧回路も動作している場合、通常、第3給電ラインへの給電は、出力電圧(主電圧)の大きい主定電圧回路が行うが、電源から第2給電ラインへの給電が途絶えて、主定電圧回路の出力電圧が補助定電圧回路の出力電圧(補助電圧)より小さくなると、主定電圧回路に代わって補助定電圧回路が行う。
【0017】
そして、停止制御手段は、電源から第2給電ラインへの給電が予め設定された許容時間以上途絶えた場合に、補助定電圧回路の動作を停止させる。
従って、本発明の電源回路によれば、スイッチング手段のチャタリング等に基づく瞬断により、電源から第2給電ラインへの給電が許容時間以内の間だけ一時的に途絶えたとしても、電源から第2給電ラインへの給電が再開されるまでの間、第1給電ラインを介して補助定電圧手段が第3給電ラインへの給電を行うため、第3給電ラインへの給電を安定して継続することができる。
【0018】
また、このように、電源から第2給電ラインへの給電が途絶えた時には、第1給電ラインを介して第3給電ラインへの給電を行っており、従来装置のように大容量のコンデンサを設けたり、第2給電ラインのコネクタ端子を多重化したりする必要がないため、装置を大型化させてしまうことがない。
【0019】
更に、本発明の電源回路によれば、第3給電ラインへの給電の必要がなくなり、スイッチング手段が開放されたのであれば、電源から第2給電ラインへの給電が許容時間を越えて途絶えたままとなり、補助定電圧回路の動作も停止して、第3給電ラインへの給電が停止されるため、補助定電圧回路を介して無駄に電力が消費されてしまうことがない。
【0020】
次に、請求項2に記載の電源回路では、停止制御手段が、第2給電ラインからの給電を受けて充電される充電手段と、充電手段を充電電流より小さな放電電流にて放電すると共に、充電手段の充電電圧が予め設定された下限電圧以上であれば動作許可信号を出力する許可信号生成手段とからなり、補助定電圧回路が、許可信号生成手段からの動作許可信号が入力されている間のみ動作するように構成されている。
【0021】
つまり、電源から第2給電ラインへの給電が行われている時には、充電手段が充電され、その充電電圧が下限電圧以上となるため、許可信号生成手段が出力する動作許可信号により、補助定電圧回路は動作可能な状態となる。
一方、電源からの第2給電ラインへの給電が途絶えると、許可信号生成手段は、充電手段に充電された電荷を徐々に放電し、充電手段の充電電圧が下限電圧に達するまでの間、動作許可信号を出力し続ける。つまり、満充電の状態から、下限電圧の状態に達するのに要する時間が上記許容時間となるように、放電の時定数を設定することにより、停止制御手段を簡単に構成することができる。
【0022】
なお、充電手段は、その電荷を第2給電ラインの給電に用いるわけではないため、小容量のものを用いることができ、装置を大型化させてしまうことはない。
次に、請求項3に記載の電源回路では、第1給電ラインを複数備えると共に、第1給電ライン毎に補助定電圧回路を備え、各補助定電圧回路の補助電圧が互いに異なるように設定されている。
【0023】
この場合、主定電圧回路の動作が停止した場合、動作可能な複数の補助定電圧回路のうち、補助電圧が最も大きな値に設定されたものが給電を引き継ぐ。つまり、複数の給電ラインで瞬断が同時に起こったとしても、少なくとも一つの補助定電圧回路が動作可能であれば、第3給電ラインへの給電を継続することができ、当該電源回路を備えた装置の信頼性をより一層向上させることができる。
【0024】
なお、本発明の電源回路は、例えば、請求項4に記載のように、電源として車載用バッテリを用い、スイッチング手段は、イグニションスイッチの操作に応じて開閉されるように構成することにより、車載用電子装置に搭載する電源回路として好適に用いることができる。
【0025】
ところで、上記請求項1〜請求項4に記載の電源回路では、第2給電ラインと電源との間に設けられたスイッチング手段の開閉制御は、当該電源回路の外部にて行うように構成されているが、請求項5に記載の電源回路のように、第2給電ラインによる給電の要否を指示する給電指令が入力される制御ラインと、制御ラインからの給電指令に応じて、スイッチング手段を開閉制御するスイッチ制御手段とを設けて、当該電源回路がスイッチング手段の開閉を制御するように構成してもよい。
【0026】
この場合、停止制御手段は、制御ラインを介して入力される給電指令が、予め設定された許容時間以上給電停止を示している場合に、補助定電圧回路の動作を停止させるように構成することができる。つまり本発明の電源回路では、第2給電ラインによる給電の要否を、上述の電源回路のように、第2電源ラインの給電状態から間接的に確認するのではなく、制御ラインを介して入力される給電指令にて直接的に確認することにより、補助定電圧回路の停止を制御すればよいのである。
【0027】
そして、このようにスイッチング手段の開閉を制御するように構成された電源回路の場合でも、請求項6に記載のように、第1給電ラインを複数備えると共に、第1給電ライン毎に補助定電圧回路を備え、各補助定電圧回路の補助電圧が互いに異なるように設定してもよい。
【0028】
また、請求項7に記載のように、電源として車載用バッテリを用い、制御ラインには、イグニションスイッチの操作に応じた給電指令が入力されるように構成すれば、車載用電子装置に搭載する電源回路として用いることができる。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例を図面と共に説明する。
[第1実施例]
図1は、第1実施例の電源回路、及びその周辺回路の構成を表す回路図である。
【0030】
なお、本実施例の電源回路2は、先に図6に沿って説明した従来の電源回路100とは、一部構成が異なるだけであるため、同一の構成については同一の符号を付して、その詳細な説明は省略し、ここでは構成の相違する部分を中心に説明する。
【0031】
即ち、本実施例の電源回路2は、従来の電源回路100と同様に、コネクタCの給電端子T1に接続される第1給電ラインBATTと、同じく給電端子T2に接続される第2給電ライン+Bと、同じく接地端子T3,T4に接続される接地ラインGと、第1給電ラインBATTに接続された定電圧回路10と、第2給電ライン+Bに接続された定電圧回路20と、第1及び第2給電ラインBATT,+Bの間に接続されたダイオード4とを備えている。
【0032】
そして、本実施例の電源回路2では、第2給電ライン+Bに接続された定電圧回路(以下、主定電圧回路という)20と同様に構成された定電圧回路(以下、補助定電圧回路という)30が、第1給電ラインBATTにも接続されており、更に、コンデンサ6(図6参照)の代わりに、停止制御手段としての停止制御回路40が設けられている。
【0033】
なお、補助定電圧回路30を構成するトランジスタ32は、エミッタが第1給電ラインBATT、コレクタが第3給電ラインDLに接続されており、また、定電圧制御IC34は、制御端子bがトランジスタ32のベース、モニタ端子mがトランジスタ32のコレクタ、基準電源端子fが第1給電ラインBATT,許可端子eが停止制御回路40に接続されている。また、定電圧制御IC34は、第3給電ラインDLの電圧を、主定電圧回路20を構成する定電圧制御IC24よりわずかに小さな一定値(例えば4.9V)となるよう制御するように設定されている。
【0034】
一方、停止制御回路40は、ダイオード42と、一端が第2給電ライン+B,他端がダイオード42のアノードに接続された抵抗44と、一端がダイオード42のカソード、他端が接地ラインGに接続されたコンデンサ46と、エミッタが接地ラインGに接続されたNPN型のトランジスタ48と、一端がダイオード42のカソード,他端がトランジスタ48のベースに接続された抵抗50とを備えている。
【0035】
また停止制御回路40は、エミッタが第1給電ラインBATTに接続され、コレクタが定電圧制御IC34の許可端子eに接続されたPNP型トランジスタ52と、一端が第1給電ラインBATT,他端がトランジスタ52のベースに接続された抵抗54と、一端がトランジスタ52のベース,他端がトランジスタ48のコレクタに接続された抵抗56とを備えている。
【0036】
なお、ダイオード42,抵抗44,コンデンサ46が充電手段に相当し、トランジスタ48,52、抵抗50,54,56が許可信号生成手段に相当する。
このように構成された停止制御回路40では、第2給電ライン+Bが、バッテリBTからの給電を受けると、抵抗44,ダイオード42を介してコンデンサ46が充電され、その充電電圧がトランジスタ48をターンオンさせるオン電圧Vbe(≒0.7)に達すると、トランジスタ48がオン状態になる。そして、これら抵抗44,50の抵抗値をR1,R2、及びダイオード42での順電圧降下をVf、第2電源ライン+Bの電圧をVBとすると、コンデンサ46が満充電された定常状態の充電電圧VCmax は、次の(1)式で表すことができる。
【0037】
VCmax=(VB1−Vf−Vbe)・R2/(R1+R2)+Vbe (1)
また、トランジスタ48がオン状態にある時には、抵抗54,56に電流が流れ、トランジスタ52のベース−エミッタ間にバイアス電圧が印加されるため、トランジスタ52もオン状態となり、その結果、定電圧制御IC34の許可端子eには、Highレベルの許可信号ENsが入力されることになる。
【0038】
一方、バッテリBTから第2給電ライン+Bへの給電が途絶えると、コンデンサ46に充電された電荷が、抵抗50,トランジスタ48を介して除々に放電され、コンデンサ46の充電電圧VCが、トランジスタ48のオン電圧Vbeを下回ると、トランジスタ48がターンオフする。
【0039】
そして、トランジスタ48がオフ状態にある時には、抵抗54,56に電流が流れず、トランジスタ52のベース電位は、第1給電ラインBATTの電位、即ちトランジスタ52のエミッタ電位と等しくなるため、トランジスタ52もオフ状態となり、その結果、定電圧制御IC34の許可端子eには、Low レベルの許可信号ENsが入力されることになる。
【0040】
なお、コンデンサ46の放電は、コンデンサ46の容量と抵抗50の抵抗値にて決まる時定数に従ったペースで行われるため、この時定数の設定により、第2給電ライン+Bへの給電が途絶えた後、許可信号ENsをHighレベルに保持し続ける許容時間Tdの長さが決まる。
【0041】
ここで、本実施例の電源回路2の全体動作を、電源回路2各部の波形を表す図2に沿って説明する。
図2に示すように、リレーRLYが遮断状態にある時刻t1以前では、第2給電ライン+Bの電圧は0Vであり、第1給電ラインBATTのみバッテリBTからの給電を受ける。このとき、第2給電ライン+Bの電圧値を許可信号ENmとする主定電圧回路20が停止状態にあるだけでなく、コンデンサ46が未充電であり、停止制御回路40が出力する許可信号ENsはLow レベル(以下、禁止レベルという)となるため、補助定電圧回路30も停止状態にある。従って、第3給電ラインDLへの給電は行われない。
【0042】
そして、イグニションスイッチIGが操作され、リレーRLYが導通状態になると(時刻t1)、バッテリBTから第2給電ライン+Bへの給電が開始され、第2給電ライン+Bの給電電圧VB2が上昇する。そして、この給電電圧VB2が、定電圧制御IC24の許可端子eにて、動作しきい値Vthを越えた時点で、主定電圧回路20による第3給電ラインDLへの給電が開始される。
【0043】
また、停止制御回路40では、コンデンサ46の充電電圧VCが除々に増大し、トランジスタ48のオン電圧Vbeを越えた時点(時刻t2)で、許可信号ENsがHighレベル(以下、許可レベルという)となり、補助定電圧回路30も動作可能な状態となる。
【0044】
その後、リレー接点のチャタリングや、コネクタ端子T2の接触不良等により、第2給電ライン+Bにて瞬断(時刻t3)が発生すると、バッテリBTからの給電が途絶えている間は、主定電圧回路20が動作を停止してその出力電圧(主電圧)が、補助定電圧回路30の出力電圧(補助電圧)より小さくなるため、補助定電圧回路30による第3給電ラインDLへの給電が行われる。
【0045】
なお、バッテリBTから第2給電ライン+Bへの給電が途絶えている間、コンデンサ46は放電されるため、その充電電圧VCが低下するが、ここでは、満充電電圧VCmax からオン電圧Vbeまで放電するのに要する許容時間Tdに比べて、瞬断時間が充分に短いため、許可信号ENsは、Highレベルのまま保持される。
【0046】
そして、バッテリBTから第2給電ライン+Bへの給電が回復し、主定電圧回路20が動作を再開すると、主定電圧回路20による第3給電ラインDLへの給電が再開される。このため、このような第2給電ライン+Bの瞬断があった場合、第3給電ラインDLの給電電圧VDDは、主定電圧回路20と補助定電圧回路30との出力電圧の差分だけ、わずかなばたつきを生じることになるが、第3給電ラインDLへの給電は安定して継続される。
【0047】
一方、第1給電ラインBATTで瞬断等が生じた場合(時刻t4)は、ダイオード4を介して第2給電ライン+Bから給電が行われるため、バッテリBTからの給電が途絶えている間、第1給電ラインBATTの給電電圧VB1は、ダイオード4での順電圧降下Vf分だけ小さくなる。この時、これに応じて、許可信号ENsもばたつくが、許可信号ENsの許可レベルと動作しきい値との電圧差を、ダイオード4の順電圧降下Vfより充分に大きくしておけば動作に問題はない。
【0048】
その後、イグニションスイッチIGが操作され、リレーRLYが遮断状態になると(時刻t5)、第2給電ライン+Bの給電電圧は速やかに降下し、定電圧制御IC24の動作しきい値Vthを下回った時点(時刻t6)で、主定電圧回路20の動作が停止するため、以後、補助定電圧回路30が第3給電ラインDLへの給電を継続する。そして、コンデンサ46の放電が進み、オン電圧Vbeに達すると(時刻t7)、即ち主定電圧回路20が動作を停止してから許容時間Tdが経過すると、停止制御回路40が出力する許可信号ENsが禁止レベルとなって、補助定電圧回路30の動作も停止し、第3給電ラインDLへの給電を停止する。
【0049】
以上、説明したように、本実施例の電源回路2においては、バッテリBTから第2給電ライン+Bへの給電が途絶え、第3給電ラインDLへの給電を行う主定電圧回路20が動作を停止した場合、許容時間Tdの間に限り、第1給電ラインBATTに接続された補助定電圧回路30から第3給電ラインDLへの給電を行うようにされている。
【0050】
従って、本実施例の電源回路2によれば、第2給電ライン+Bが瞬断したとしても、第3給電ラインDLへの給電を安定して継続することができると共に、リレーRLYが遮断状態に保持された時には、第3給電ラインDLへの給電を確実に停止させることができる。
【0051】
しかも、本実施例の電源回路2では、このような瞬断への対処を、従来の電源回路100のように大容量のコンデンサ6(図6参照)を必要とせず、また、コネクタCの端子も増大させることなく行っているので、当該電源回路2が搭載されるECUの小型化を図ることができる。
【0052】
また、停止制御回路40は、集積回路化することが容易であるため、定電圧制御IC24,34に組み込むことが可能であり、また、これら停止制御回路40及び定電圧制御IC24,34のすべてを単一のICとして構成することも可能であるため、電源回路2自体、ひいてはECUの更なる小型化を図ることができる。
【0053】
更に、本実施例の電源回路2では、補助定電圧回路30の出力電圧(補助電圧)を、主定電圧回路20の出力電圧(主電圧)より低く設定しており、主定電圧回路20が第3給電ラインDLへの給電を行っている時には、補助定電圧回路30は電流を流さないようにされているので、補助定電圧回路30にて、電力が無駄に消費されてしまうことがない。
【0054】
また更に、本実施例の電源回路2では、大容量のコンデンサを必要とせず、従って、高温環境に弱いアルミ電解コンデンサを用いる必要がないため、エンジンルーム内に配置される等、高温環境にて使用されるECUの電源回路として好適に使用できる。
[第2実施例]
次に、第2実施例について説明する。
【0055】
本実施例の電源回路2aは、第1実施例とは、停止制御回路の構成が異なるだけであるため、この構成の相違部分を中心に説明する。
即ち、本実施例の電源回路2aでは、図3に示すように、停止制御回路40aが、第1実施例と同様に、直列接続された抵抗44,ダイオード42,コンデンサ46を備えており、また抵抗50はコンデンサ46と並列に接続されている。
【0056】
これに加えて、停止制御回路40aでは、許可信号ENsを生成するコンパレータ58を備えており、このコンパレータ58は、第1給電ラインBATTからの給電をうけて動作すると共に、その非反転入力は、ダイオード42のカソードに接続され、反転入力は、主定電圧回路20を構成する定電圧制御IC24の基準電圧出力端子hに接続されている。
【0057】
なお、基準電圧出力端子hは、定電圧制御IC24内にて半導体のバンドギャップに基づいて生成された基準電圧Vgを、外部に取り出すための端子である。このように構成された停止制御回路40aでは、第2給電ライン+Bが、バッテリBTからの給電を受けると、抵抗44,ダイオード42を介してコンデンサ46が充電され、その充電電圧VCが基準電圧Vgより大きくなると、コンパレータ58が生成する許可信号ENsはHighレベル(許可レベル)となる。
【0058】
なお、本実施例では、コンデンサ46が満充電された定常状態の充電電圧VCmax は、次の(2)式で表される。
VCmax=(VB1−Vf)・R2/(R1+R2) (2)
但し、VB1,Vf,R1,R2は、第1実施例の場合と同様である。
【0059】
一方、バッテリBTから第2給電ライン+Bへの給電が途絶えると、コンデンサ46に充電された電荷が抵抗50を介して除々に放電され、コンデンサ46の充電電圧VCが、基準電圧Vgを下回ると、コンパレータ58が生成する許可信号ENsがLow レベル(禁止レベル)となる。
【0060】
つまり、このような停止制御回路40aを備える電源回路2aでは、第1実施例の電源回路2とは、許可信号ENsを生成するためのしきい値としてオン電圧Vbeの代わりに基準電圧Vgを用いる点が異なるだけで、それ以外は全く同様に動作する。
【0061】
以上説明したように、本実施例の電源回路2aでは、第1実施例の電源回路2と同様に動作するため、同様の効果を得ることができる。
また本実施例の電源回路2aでは、許可信号ENsを生成するためのしきい値として、温度による電圧変化のない基準電圧Vgを用いているので、主定電圧回路20の停止後、補助定電圧回路30の動作を許容する許容時間Tdの長さを、より安定したものとすることができる。
[第3実施例]
次に、第3実施例について説明する。
【0062】
本実施例では、第1実施例とは、一部構成が異なるだけであるため、同一の構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略し、構成の異なる部分を中心に説明する。
なお、第1,第2実施例は、第2給電ライン+Bに接続されたリレーRLYの導通/遮断を、イグニションスイッチIGが直接制御し、ECUはリレーRLYの駆動制御を行わない場合に適用する電源回路として構成されているが、ここでは、ECUが、イグニションスイッチIGの操作状態を検出し、その検出状態に応じてリレーRLYの駆動制御を行う場合に適用する電源回路として構成された実施例について説明する。
【0063】
このため、図4に示すように、本実施例の電源回路2bを搭載するECUのコネクタCには、上述の端子T1〜T4に加えて、イグニションスイッチIGを介してバッテリBTに接続された検出端子T5、及びリレーRLYの励磁コイルを介してバッテリBTに接続された駆動端子T6が設けられている。
【0064】
そして、本実施例の電源回路2bは、第1及び第2実施例の電源回路2,2aと同様に、コネクタCの給電端子T1に接続される第1給電ラインBATTと、同じく給電端子T2に接続される第2給電ライン+Bと、同じく接地端子T3,T4に接続される接地ラインGと、第1給電ラインBATTに接続された定電圧回路10,補助定電圧回路30と、第2給電ライン+Bに接続された主定電圧回路20と、第1及び第2給電ラインBATT,+Bの間に接続されたダイオード4とを備えている。
【0065】
また、本実施例の電源回路2bは、第1及び第2実施例の停止制御回路40,40aに代えて、次の構成を備えている。
即ち、本実施例の電源回路2bは、抵抗r1,r2及びコンデンサc1からなり検出端子T5に接続されたローパスフィルタ60と、ローパスフィルタ60の出力を抵抗66を介して入力ポートINに取り込むマイクロコンピュータ(以下、マイコンという)70と、カソードが共通に接続された一対のダイオードd1,d2からなり、ローパスフィルタ60からの出力及び出力ポートOUTからの出力のうち、少なくともいずれか一方がHighレベルの時にHighレベルとなる駆動信号SDを生成するOR回路62と、コレクタが駆動端子T6,エミッタが接地ラインGに接続され、抵抗68を介してベースに印加される駆動信号SDに従って、リレーRLYの励磁コイルを駆動するNPN型のトランジスタ64とを備えている。
【0066】
なお、駆動信号SDは、抵抗67を介して、補助定電圧回路30を構成する定電圧制御IC34の許可端子eにも、許可信号ENsとして印加されている。また、マイコン70は、図示しないが、第3給電ラインDLから給電を受けるように接続されている。
【0067】
このように構成された電源回路2bにおいて、ローパスフィルタ60の出力は、イグニションスイッチIGがオフ状態であればLow レベル、同じくオン状態であればHighレベルとなり、これが入力ポートINを介してマイコン70にも取り込まれる。
【0068】
また、駆動信号SDがLow レベル、即ちローパスフィルタ60の出力及び出力ポートOUTからの出力がいずれもLow レベルの時には、トランジスタ64がオフ状態となり、リレーRLYが遮断され、バッテリBTから第2給電ライン+Bへの給電が行われないため、主定電圧回路20が停止すると共に、許可信号ENsもLow レベル(禁止レベル)となるため、補助定電圧回路30も停止する。このため、第3給電ラインDLへの給電は行われない。
【0069】
逆に、駆動信号SDがHighレベル、即ちローパスフィルタ60の出力及び出力ポートOUTからの出力のうち、いずれか一方でもHighレベルの時には、トランジスタ64がオン状態となり、リレーRLYが導通して、バッテリBTから第2給電ライン+Bへの給電が行われるため、主定電圧回路20が動作すると共に、許可信号ENsもHighレベル(許可レベル)となるため、補助定電圧回路30も動作する。このため、主定電圧回路20及び補助定電圧回路30による第3給電ラインDLへの給電が行われる。
【0070】
ここで、マイコン70にて実行される出力ポートOUTの設定処理を、図5に示すフローチャートに沿って説明する。
なお、本処理は、イグニションスイッチIGがオン状態にされ、第3給電ラインDLを介したマイコン70への給電が開始されることにより起動される。
【0071】
図5に示すように、本処理が起動されると、まず、S110では、出力ポートOUTをHighレベルに設定する。
続くS120では、入力ポートINの信号レベルがLow レベルであるか否かを判断し、否定判定された場合は、S120を繰り返し実行することにより待機する。そして、S120にて肯定判定された場合は、続くS130にて、予め設定された許容時間Td(本実施例では、2ms)だけ待機した後、S140にて、S120と同様に、入力ポートINの信号レベルがLow レベルであるか否かを判断する。
【0072】
そして、このS140にて否定判定された場合は、S120に戻って上述の処理を繰り返し実行し、一方、肯定判定された場合は、S150に移行して、出力ポートOUTをLow レベルに設定した後、本処理を終了する。
つまり、本処理が起動されれば、イグニションスイッチIGが閉じられたことがわかるため、出力ポートOUTをHighレベルに設定する(S110)ことにより、駆動信号SDを確実にHighレベルに保持する。これにより、以後、イグニションスイッチIGのチャタリングやコネクタ端子T5の接触不良により、コネクタ端子T5に接続された制御ラインに瞬断が発生しても、その瞬断により直ちにリレーRLYが遮断状態に変化してしまうことが防止される。
【0073】
なお、瞬断が充分に短ければローパスフィルタ60の作用により、入力ポートINの信号レベルはHighレベルに保持されるが、瞬断がある程度長くなると、その影響をローパスフィルタ60では除去できなくなるため、入力ポートINの信号レベルは一時的にLow レベルとなる。また、イグニションスイッチIGが意識的に開放された場合にも、入力ポートINの信号レベルはLow レベルとなる。
【0074】
このため、入力ポートINの信号レベルがLow レベルであることを検出した場合(S120−YES)、これが、イグニションスイッチIGの開放によるものか、制御ラインの瞬断によるものかを確認する必要があるため、入力ポートINの信号レベルが許容時間Tdを経過した後でもLow レベルのままであるか否かを判断する(S130,S140)ことにより確認している。
【0075】
つまり、許容時間Td経過後もLow レベルであれば、瞬断ではなく、イグニションスイッチIGが開放されたものとして、出力ポートOUTをLow レベルに戻し(S150)、駆動信号SDをLow レベルとして、バッテリBTから第2給電ライン+Bへの給電を停止させることにより、主定電圧回路20及び補助定電圧回路30の動作を停止させ、ひいては第3給電ラインDLへの給電を停止させているのである。
【0076】
以上、説明したように、本実施例の電源回路2bによれば、第1実施例と同様に、バッテリBTから第2給電ライン+Bへの給電が途絶え、第3給電ラインDLへの給電を行う主定電圧回路20が動作を停止した場合、許容時間Tdの間に限り、第1給電ラインBATTに接続された補助定電圧回路30から第3給電ラインDLへの給電を行うようにされているので、第1実施例と全く同様の効果を得ることができる。
【0077】
特に、本実施例の電源回路2bでは、許容時間Tdがマイコン70のプログラムにより設定されるため、使用環境に応じて許容時間Tdの設定を適宜簡単に変更することができる。
なお、本実施例では、ローパスフィルタ60の出力と出力ポートOUTからの出力との論理和により生成された信号を、駆動信号SD及び許可信号ENsとし共通に使用しているが、ローパスフィルタ60の出力をトランジスタ64への駆動信号SDとし、出力ポートOUTの出力を定電圧制御IC34への許可信号ENsとすることにより、駆動信号SDと許可信号ENsとが別信号となるように構成してもよい。
【0078】
また、上記第1〜第3実施例では、バッテリBTから常時給電を受ける第1給電ラインBATT、及びリレーRLYを介して給電を受ける第2給電ライン+Bを一つずつ設けたが、これらを複数設け、各給電ライン毎に補助定電圧回路30と同様な補助定電圧回路を接続し、これら全てで第3給電ラインDLへの給電を行うようにしてもよい。この場合、各補助定電圧回路の出力電圧が、いずれも主定電圧回路20の出力電圧よりも低く、且つ互いに少しずつ電圧値が異なるように設定することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1実施例の電源回路の構成を表す回路図である。
【図2】 電源回路各部の動作を表す波形図である。
【図3】 第2実施例の電源回路の構成を表す回路図である。
【図4】 第3実施例の電源回路の構成を表す回路図である。
【図5】 マイクロコンピュータが実行する処理を表すフローチャートである。
【図6】 従来の電源回路の構成を表す回路図である。
【符号の説明】
2,2a,2b…電源回路 4,42…ダイオード
6,46…コンデンサ 10…定電圧回路 14…ツェナーダイオード
12,44,50,54,56,64,66,67,68…抵抗
22,32,48,52,64…トランジスタ 20…主定電圧回路
24,34…定電圧制御IC 30…補助定電圧回路
40,40a…停止制御回路 42…ダイオード 58…コンパレータ
60…ローパスフィルタ 62…OR回路 70…マイクロコンピュータ
BATT…第1給電ライン +B…第2給電ライン DL…第3給電ライン
G…接地ライン BT…バッテリ IG…イグニションスイッチ
RLY…リレー C…コネクタ T1,T2…給電端子
T3,T4…接地端子 T5…検出端子 T6…駆動端子
Claims (7)
- 電源からの給電を常時受ける第1給電ラインと、
前記電源との間に設けられたスイッチング手段が閉じている場合にのみ前記電源からの給電を受ける第2給電ラインと、
を備えた電源回路において、
前記第2給電ラインに接続され、予め設定された一定の主電圧で第3給電ラインへの給電を行う主定電圧回路と、
前記第1給電ラインに接続され、前記主電圧より低く設定された一定の補助電圧で、前記第3給電ラインへの給電を行う補助定電圧回路と、
前記第2給電ラインへの給電が予め設定された許容時間以上途絶えた場合に、前記補助定電圧回路の動作を停止させる停止制御手段と、
を設けたことを特徴とする電源回路。 - 前記停止制御手段は、
前記第2給電ラインからの給電を受けて充電される充電手段と、
該充電手段を充電電流より小さな放電電流にて放電すると共に、該充電手段の充電電圧が予め設定された下限電圧以上であれば動作許可信号を出力する許可信号生成手段と、
からなり、前記補助定電圧回路は、前記許可信号生成手段からの動作許可信号が入力されている間のみ動作することを特徴とする請求項1に記載の電源回路。 - 前記第1給電ラインを複数備えると共に、該第1給電ライン毎に前記補助定電圧回路を備え、
各補助定電圧回路の前記補助電圧が互いに異なるように設定されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電源回路。 - 前記電源は車載用バッテリであり、前記スイッチング手段は、イグニションスイッチの操作に応じて開閉されることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の電源回路。
- 電源からの給電を常時受ける第1給電ラインと、
前記電源との間に設けられたスイッチング手段が閉じている場合にのみ前記電源からの給電を受ける第2給電ラインと、
前記第2給電ラインによる給電の要否を指示する給電指令が入力される制御ラインと、
該制御ラインからの前記給電指令に応じて、前記スイッチング手段を開閉制御するスイッチ制御手段と、
を備えた電子制御装置の電源回路において、
前記第2給電ラインに接続され、予め設定された一定の主電圧で第3給電ラインへの給電を行う主定電圧回路と、
前記第1給電ラインに接続され、前記主電圧より低く設定された一定の補助電圧で、前記第3給電ラインへの給電を行う補助定電圧回路と、
前記制御ラインを介して入力される給電指令が、予め設定された許容時間以上給電停止を示している場合に、前記補助定電圧回路の動作を停止させる停止制御手段と、
を設けたことを特徴とする電源回路。 - 前記第1給電ラインを複数備えると共に、該第1給電ライン毎に前記補助定電圧回路を備え、
各補助定電圧回路の前記補助電圧が互いに異なるように設定されていることを特徴とする請求項5に記載の電源回路。 - 前記電源は車載用バッテリであり、前記給電指令は、イグニションスイッチの操作に応じて入力されることを特徴とする請求項5または請求項6に記載の電源回路。
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