JP4715928B2

JP4715928B2 - 昇降圧コンバータ

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Publication number: JP4715928B2
Application number: JP2009011654A
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Inventors: 照基小笠原
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Filing date: 2009-01-22
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Description

本発明は、直流電圧を昇圧し、また、直流電圧を降圧する昇降圧コンバータに関する。

従来、直流電圧を昇圧し、また、直流電圧を降圧する昇降圧コンバータを備えた装置として、例えば特許文献１に開示されている電動パワーステアリング装置がある。この電動パワーステアリング装置は、昇降圧回路を備えている。昇降圧回路は、インダクタと、昇圧スイッチと、降圧スイッチと、昇降圧駆動回路とから構成されている。昇圧時には、昇降圧駆動回路が昇圧スイッチをスイッチングすることにより、バッテリの出力する直流電圧を昇圧して電動機駆動回路に供給する。また、降圧時には、昇降圧駆動回路が降圧スイッチをスイッチングすることにより、電動機駆動回路の出力する直流電圧を降圧してバッテリに供給する。

特開２００３−２６７２４７号公報

ところで、前述した昇降圧回路において、降圧スイッチが短絡故障すると昇圧動作を正常に行うことができなくなる。しかし、降圧スイッチの短絡故障を検出することが困難であるという問題があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、降圧時にスイッチングされる第２スイッチの異常の有無を判定することができる昇降圧コンバータを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段及び発明の効果

そこで、本発明者は、この課題を解決すべく鋭意研究し試行錯誤を重ねた結果、第１コンデンサと第２コンデンサを充電した後、第１スイッチをオンして放電させることで、第１コンデンサの電圧と第２コンデンサの電圧に基づいて第２スイッチの異常の有無を判定できることを思いつき、本発明を完成するに至った。

すなわち、請求項１に記載の昇降圧コンバータは、コイルと、一端がコイルの一端に接続されるとともに、他端が接地される第１スイッチと、第１スイッチに並列接続され、第１スイッチの他端側から一端側に電流を通過させる第１整流素子と、一端がコイルと第１スイッチの接続点に接続される第２スイッチと、第２スイッチに並列接続され、第２スイッチの一端側から他端側に電流を通過させる第２整流素子と、一端がコイルの他端に接続されるとともに、他端が接地され、コイルの他端の直流電圧を平滑する第１コンデンサと、一端が第２スイッチの他端に接続されるとともに、他端が接地され、第２スイッチの他端の直流電圧を保持する第２コンデンサと、コイルの他端の直流電圧を昇圧して第２スイッチの他端から出力する昇圧時には、第１スイッチをスイッチングし、第２スイッチの他端の直流電圧を降圧してコイルの他端から出力する降圧時には、第２スイッチをスイッチングする制御手段と、を備えた昇降圧コンバータにおいて、一端が回路用電源に、他端がコイルと第１スイッチと第２スイッチの接続点にそれぞれ接続される第３スイッチを有し、制御手段は、第１スイッチ及び第２スイッチをオフした状態で第３スイッチをオンし、その後、第３スイッチをオフし、その後、第１スイッチをオンし、第１コンデンサの電圧と第２コンデンサの電圧に基づいて、第２スイッチの異常の有無を判定することを特徴とする。なお、第１〜第３スイッチ、第１及び第２整流素子、並びに、第１及び第２コンデンサは、スイッチ、整流素子及びコンデンサを区別するために便宜的に導入したものである。

この構成によれば、第１スイッチをオフした状態で第３スイッチをオンすると、第１コンデンサが、第３スイッチ及びコイルを介して回路用電源に接続され、充電される。また、第２コンデンサも、第３スイッチ及び第２整流素子を介して回路用電源に接続され、充電される。これにより、第１コンデンサの電圧と第２コンデンサの電圧は、ほぼ等しくなる。その後、第３スイッチをオフし、第１スイッチをオンすると、第１コンデンサは、コイル及び第１スイッチを介して接地され、放電される。そのため、第１コンデンサの電圧は低下する。一方、第２スイッチが正常であれば、第２コンデンサは、第２整流素子によって逆流が抑えられるため、放電されることはない。そのため、第２コンデンサの電圧は、充電されたときの電圧に維持される。しかし、第２スイッチが短絡故障していると、第２コンデンサは、第２スイッチ及び第１スイッチを介して接地され、放電される。そのため、第２コンデンサの電圧は低下する。つまり、第２スイッチの異常の有無によって、第１コンデンサの電圧と第２コンデンサの電圧に、特有の変化が生じることとなる。従って、第１コンデンサの電圧と第２コンデンサの電圧に基づいて、降圧時にスイッチングされる第２スイッチの異常の有無を判定することができる。

請求項２に記載の昇降圧コンバータは、請求項１に記載の昇降圧コンバータにおいて、制御手段は、第３スイッチがオンしたとき第２スイッチをオンし、第３スイッチがオフしたとき第２スイッチをオフすることを特徴とする。この構成によれば、第３スイッチをオンすると、第２コンデンサは、第３スイッチ及び第２整流素子を介して回路用電源に接続され、充電される。しかし、第２整流素子には、電圧降下がある。そのため、充電された第２コンデンサの電圧が、第２整流素子の電圧降下分だけ低下することとなる。ところで、第２整流素子は、第２スイッチに並列接続されている。第２スイッチの電圧降下は、第２整流素子の電圧降下より低い。そのため、第３スイッチがオンしたとき第２スイッチをオンすることで、電圧降下を低く抑え、第２コンデンサを充電することができる。従って、充電されたときの第２コンデンサの電圧を高くすることができる。

請求項３に記載の昇降圧コンバータは、請求項１又は２のいずれか１項に記載の昇降圧コンバータにおいて、制御手段は、第２コンデンサの電圧が第１コンデンサの電圧より高いとき、第２スイッチは正常であると判定することを特徴とする。この構成によれば、第１スイッチをオンすると、充電された第１コンデンサは、コイル及び第１スイッチを介して接地され、放電される。そのため、第１コンデンサの電圧は低下する。第２スイッチが正常であれば、充電された第２コンデンサは、第２整流素子によって逆流が抑えられるため、放電されることはない。そのため、第２コンデンサの電圧は、充電されたときの電圧に維持される。つまり、第２スイッチが正常であれば、第２コンデンサの電圧は、第１コンデンサの電圧より高くなる。従って、第２コンデンサの電圧が第１コンデンサの電圧より高いとき、第２スイッチは正常であると判定することで、第２スイッチが正常であることを確実に判定することができる。

請求項４に記載の昇降圧コンバータは、請求項１〜３のいずれか１項に記載の昇降圧コンバータにおいて、制御手段は、第２コンデンサの電圧が第１スイッチをオンする直前より低下したとき、第２スイッチが短絡故障していると判定することを特徴とする。この構成によれば、第２スイッチが短絡故障していると、充電された第２コンデンサは、第２スイッチ及び第１スイッチを介して接地され、放電される。そのため、第２コンデンサの電圧は第１スイッチをオンする以前より低下する。従って、第２コンデンサの電圧が第１スイッチをオンする以前より低下したとき、第２スイッチが短絡故障していると判定することで、第２スイッチの短絡故障を確実に判定することができる。

請求項５に記載の昇降圧コンバータは、請求項４に記載の昇降圧コンバータにおいて、制御手段は、第２コンデンサの電圧が電圧閾値以下のとき、第２スイッチが短絡故障していると判定することを特徴とする。この構成によれば、第２コンデンサの電圧が第１スイッチをオンする以前より低下したことを確実に検出することができる。そのため、第２コンデンサの電圧が電圧閾値以下のとき第２スイッチが短絡故障していると判定することで、第２スイッチの短絡故障をより確実に判定することができる。

請求項６に記載の昇降圧コンバータは、請求項４に記載の昇降圧コンバータにおいて、制御手段は、第１スイッチのオン前後の第２コンデンサの電圧変化が電圧変化閾値以上のとき、第２スイッチが短絡故障していると判定することを特徴とする。この構成によれば、第２コンデンサの電圧が、第１スイッチをオンする以前より低下したことを確実に検出することができる。そのため、第１スイッチのオン前後の第２コンデンサの電圧変化が電圧変化閾値以上のとき、第２スイッチが短絡故障していると判定することで、第２スイッチの短絡故障をより確実に判定することができる。

請求項７に記載の昇降圧コンバータは、請求項１〜３のいずれか１項に記載の昇降圧コンバータにおいて、制御手段は、第１コンデンサと第２コンデンサの電圧差が電圧差閾値以下であるとき、第２スイッチが短絡故障していると判定することを特徴とする。この構成によれば、第１スイッチをオンすると、充電された第１コンデンサは、コイル及び第１スイッチを介して接地され、放電される。第２スイッチが短絡故障していると、充電された第２コンデンサは、第２スイッチ及び第１スイッチを介して接地され、放電される。そのため、第１コンデンサの電圧と第２コンデンサの電圧はともに低下し、ほとんど差がなくなる。従って、第１コンデンサと第２コンデンサの電圧差が電圧差閾値以下であるとき、第２スイッチが短絡故障していると判定することで、第２スイッチの短絡故障を確実に判定することができる。

請求項８に記載の昇降圧コンバータは、請求項１〜７のいずれか１項に記載の昇降圧コンバータにおいて、バッテリとインバータ装置との間に接続され、昇圧時には、バッテリの出力する直流電圧を昇圧してインバータ装置に供給し、降圧時には、インバータ装置の出力する直流電圧を降圧してバッテリに供給することを特徴とする。この構成によれば、バッテリとインバータ装置と間に接続される昇降圧コンバータにおいて、降圧時にスイッチングされる第２スイッチの異常の有無を判定することができる。

請求項９に記載の昇降圧コンバータは、請求項８に記載の昇降圧コンバータにおいて、インバータ装置は、車両に搭載されたモータを制御することを特徴とする。この構成によれば、バッテリと、車両に搭載されたモータを制御するインバータ装置と間に接続される昇降圧コンバータにおいて、降圧時にスイッチングされる第２スイッチの異常の有無を判定することができる。

本実施形態におけるモータ制御装置の回路図である。

次に実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態では、本発明に係る昇降圧コンバータを、車両に搭載された交流モータを制御するためのモータ制御装置に適用した例を示す。

まず、図１を参照してモータ制御装置の構成について説明する。ここで、図１は、モータ制御装置の回路図である。

図１に示すモータ制御装置１は、車両に搭載された交流モータＭ１を制御するための装置である。モータ制御装置１は、昇降圧コンバータ１０と、インバータ装置１１とから構成されている。

昇降圧コンバータ１０は、直流電圧を昇圧、又は、直流電圧を降圧する装置である。昇降圧コンバータ１０は、交流モータＭ１が力行状態のときには、バッテリＢ１の出力する直流電圧を昇圧してインバータ装置１１に供給する。また、交流モータＭ１が回生状態のときには、インバータ装置１１の出力をバッテリＢ１に供給する。昇降圧コンバータ１０は、コイル１００と、ＭＯＳＦＥＴ１０１（第１スイッチ）と、ＭＯＳＦＥＴ１０２（第２スイッチ）と、ＭＯＳＦＥＴ１０３（第３スイッチ）と、コンデンサ１０４（第１コンデンサ）と、コンデンサ１０５（第２コンデンサ）と、制御回路１０６（制御手段）とから構成されている。

ＭＯＳＦＥＴ１０１は、スイッチングすることで、バッテリＢ１の出力する直流電圧を昇圧するための素子である。また、オン、オフすることで、ＭＯＳＦＥＴ１０２の異常の有無を検出するための素子でもある。ＭＯＳＦＥＴ１０１のドレインはコイル１００の一端に接続され、ソースは接地されている。また、ゲートは、制御回路１０６に接続されている。ＭＯＳＦＥＴ１０１は、寄生ダイオード１０１ａ（第１整流素子）を備えている。寄生ダイオード１０１ａは、ＭＯＳＦＥＴ１０１のゲートとソースの間に並列接続されている。具体的には、ＭＯＳＦＥＴ１０１のソースからゲートに電流を通過させるように、アノードがＭＯＳＦＥＴ１０１のソースに、カソードがＭＯＳＦＥＴ１０１のゲートに接続されている。

ＭＯＳＦＥＴ１０２は、スイッチングすることで、インバータ装置１１の回生出力をバッテリＢ１に戻すための素子である。ＭＯＳＦＥＴ１０２のソースは、コイル１００とＭＯＳＦＥＴ１０１の接続点に接続されている。また、ゲートは、制御回路１０６に接続されている。ＭＯＳＦＥＴ１０２は、寄生ダイオード１０２ａ（第２整流素子）を備えている。寄生ダイオード１０２ａは、ＭＯＳＦＥＴ１０２のゲートとソースの間に並列接続されている。具体的には、ＭＯＳＦＥＴ１０２のソースからゲートに電流を通過させるように、アノードがＭＯＳＦＥＴ１０２のソースに、カソードがＭＯＳＦＥＴ１０２のゲートに接続されている。

ＭＯＳＦＥＴ１０３は、オン、オフすることで、ＭＯＳＦＥＴ１０２の異常の有無を検出するための素子である。ＭＯＳＦＥＴ１０３のソースは、コイル１００とＭＯＳＦＥＴ１０１、１０２の接続点に接続されている。ドレインは、回路用電源に接続されている。ゲートは、制御回路１０６に接続されている。ＭＯＳＦＥＴ１０３は、寄生ダイオード１０３ａを備えている。寄生ダイオード１０３ａは、ＭＯＳＦＥＴ１０３のゲートとソースの間に並列接続されている。具体的には、ＭＯＳＦＥＴ１０３のソースからゲートに電流を通過させるように、アノードがＭＯＳＦＥＴ１０３のソースに、カソードがＭＯＳＦＥＴ１０３のゲートに接続されている。

コンデンサ１０４は、コイル１００の他端の直流電圧を平滑するための素子である。コンデンサ１０４の一端はコイル１００の他端に接続され、他端は接地されている。また、コンデンサ１０４の一端は、イグニッションスイッチＩＧを介してバッテリＢ１の正極端子に接続され、バッテリＢ１の負極端子は接地されている。

コンデンサ１０５は、昇圧した電圧を維持するための素子である。コンデンサ１０５の一端はＭＯＳＦＥＴ１０２のドレインに接続され、他端は接地されている。また、コンデンサ１０５の一端は、インバータ装置１１に接続されている。

制御回路１０６は、バッテリＢ１の出力する電圧を昇圧、又は、インバータ装置１１の回生出力をバッテリＢ１に戻すように、ＭＯＳＦＥＴ１０１、１０２をスイッチングさせるための回路である。また、ＭＯＳＦＥＴ１０１、１０３をオン、オフさせ、コンデンサ１０４、１０５の電圧に基づいてＭＯＳＦＥＴ１０２の異常の有無を判定する回路でもある。制御回路１０６は、ＭＯＳＦＥＴ１０１〜１０３のゲートにそれぞれ接続されている。また、コイル１００の一端、及び、コンデンサ１０５の一端にそれぞれ接続されている。

インバータ装置１１は、直流を交流に変換、又は、交流を直流に変換する装置である。インバータ装置１１は、交流モータＭ１が力行状態のときには、昇降圧コンバータ１０の出力を交流に変換して交流モータＭ１に供給する。また、交流モータＭ１が回生状態のときには、交流モータＭ１の出力を直流に変換して昇降圧コンバータに出力する。インバータ装置１１の直流正極端子はコンデンサ１０５の一端に接続され、直流負極端子は接地されている。また、インバータ装置１１の交流端子は、交流モータＭ１に接続されている。

次に、図１を参照してモータ制御装置の動作について説明する。図１において、イグニッションスイッチＩＧがオンすると、昇降圧コンバータ１０は、動作開始直後にＭＯＳＦＥＴ１０２の異常の有無を判定する。具体的には、制御回路１０６が、ＭＯＳＦＥＴ１０１、１０２をオフした状態でＭＯＳＦＥＴ１０３をオンする。コンデンサ１０４は、ＭＯＳＦＥＴ１０３を介して回路用電源に接続され、充電される。また、コンデンサ１０５も、ＭＯＳＦＥＴ１０３及び寄生ダイオード１０２ａを介して回路用電源に接続され、充電される。これにより、コンデンサ１０４、１０５の電圧はほぼ等しくなる。厳密には、コンデンサ１０５の電圧が、コンデンサ１０４の電圧より、寄生ダイオード１０２ａの順方向電圧分だけわずかに低くなる。

コンデンサの充電に必要な所定時間経過後、制御回路１０６は、ＭＯＳＦＥＴ１０２をオフしたままＭＯＳＦＥＴ１０３をオフし、その後、ＭＯＳＦＥＴ１０１をオンする。コンデンサ１０４は、コイル１００及びＭＯＳＦＥＴ１０１を介して接地され、放電される。一方、ＭＯＳＦＥＴ１０２が正常であれば、コンデンサ１０５は、寄生ダイオード１０２ａによって逆流が抑えられるため、放電されることはない。そのため、コンデンサ１０５の電圧は、充電されたときの電圧に維持される。しかし、ＭＯＳＦＥＴ１０２が短絡故障していると、コンデンサ１０５は、ＭＯＳＦＥＴ１０２及びＭＯＳＦＥＴ１０１を介して接地され、放電される。そのため、コンデンサ１０５の電圧が低下し、コンデンサ１０４の電圧とほとんど差がなくなる。

コンデンサの放電に必要な所定時間経過後、制御回路１０６は、コンデンサ１０４、１０５の電圧に基づいてＭＯＳＦＥＴ１０２の異常の有無を判定する。コンデンサ１０５の電圧がＭＯＳＦＥＴ１０１をオンする直前より低下し、電圧閾値以下のとき、制御回路１０６は、ＭＯＳＦＥＴ１０２が短絡故障していると判定する。ここで、電圧閾値は、ＭＯＳＦＥＴ１０１をオンする直前のコンデンサ１０５の電圧より低い所定値に設定されている。そして、異常を表示する等、対応する処理を行う。

一方、コンデンサ１０５の電圧がコンデンサ１０４の電圧より高いとき、制御回路１０６は、ＭＯＳＦＥＴ１０２は短絡故障しておらず正常であると判定する。そして、交流モータＭ１が力行状態のときには、制御回路１０６は、ＭＯＳＦＥＴ１０１をスイッチングさせ、バッテリＢ１が出力する直流電圧を昇圧して、インバータ装置１１に供給する。インバータ装置１１は、昇降圧コンバータ１０が出力する直流電圧を交流電圧に変換して交流モータＭ１に供給する。また、交流モータＭ１が回生状態のときには、インバータ装置１１は、交流モータＭ１の出力する交流電圧を直流電圧に変換して昇降圧コンバータ１０に出力する。制御回路１０６は、ＭＯＳＦＥＴ１０２をスイッチングさせ、インバータ装置１１の出力する直流をバッテリＢ１に供給する。

次に、効果について説明する。本実施形態によれば、ＭＯＳＦＥＴ１０１、１０２をオフした状態でＭＯＳＦＥＴ１０３をオンすると、コンデンサ１０４の電圧とコンデンサ１０５の電圧はほぼ等しくなる。その後、ＭＯＳＦＥＴ１０３をオフしＭＯＳＦＥＴ１０１をオンすると、コンデンサ１０４の電圧は低下する。一方、ＭＯＳＦＥＴ１０２が正常であれば、コンデンサ１０５の電圧は充電されたときの電圧に維持される。しかし、ＭＯＳＦＥＴ１０２が短絡故障していると、コンデンサ１０５の電圧は低下する。つまり、ＭＯＳＦＥＴ１０２の異常の有無によって、コンデンサ１０４の電圧とコンデンサ１０５の電圧に、特有の変化が生じることとなる。そのため、コンデンサ１０４の電圧とコンデンサ１０５の電圧に基づいて、降圧時にスイッチングされるＭＯＳＦＥＴ１０２の異常の有無を判定することができる。

また、本実施形態によれば、ＭＯＳＦＥＴ１０１をオンすると、充電されたコンデンサ１０４は放電される。そのため、コンデンサ１０４の電圧は低下する。ＭＯＳＦＥＴ１０２が正常であれば、充電されたコンデンサ１０５は放電されることはない。そのため、コンデンサ１０５の電圧は充電されたときの電圧に維持される。つまり、ＭＯＳＦＥＴ１０２が正常であれば、コンデンサ１０５の電圧はコンデンサ１０４の電圧より高くなる。従って、コンデンサ１０５の電圧がコンデンサ１０４の電圧より高いとき、ＭＯＳＦＥＴ１０２は短絡故障しておらず正常であると判定することで、ＭＯＳＦＥＴ１０２が正常であることを確実に判定することができる。

さらに、本実施形態によれば、ＭＯＳＦＥＴ１０２が短絡故障していると、充電されたコンデンサ１０５は放電される。そのため、コンデンサ１０５の電圧はＭＯＳＦＥＴ１０１をオンする以前より低下する。従って、コンデンサ１０５の電圧がＭＯＳＦＥＴ１０１をオンする以前より低下したとき、ＭＯＳＦＥＴ１０２が短絡故障していると判定することで、ＭＯＳＦＥＴ１０２の短絡故障を確実に判定することができる。具体的には、コンデンサ１０５の電圧が電圧閾値以下のとき、ＭＯＳＦＥＴ１０２が短絡故障していると判定することで、ＭＯＳＦＥＴ１０２の短絡故障をより確実に判定することができる。

加えて、本実施形態によれば、バッテリＢ１と、車両に搭載された交流モータＭ１を制御するインバータ装置１１と間に接続される昇降圧コンバータ１０において、降圧時にスイッチングされるＭＯＳＦＥＴ１０２の異常の有無を判定することができる。

なお、本実施形態では、制御回路１０６が、ＭＯＳＦＥＴ１０１、１０２をオフした状態でＭＯＳＦＥＴ１０３オンし、所定時間経過後、ＭＯＳＦＥＴ１０２をオフしたままＭＯＳＦＥＴ１０３をオフし、その後、ＭＯＳＦＥＴ１０１をオンする例を挙げているが、これに限られるものではない。ＭＯＳＦＥＴ１０３をオンしたときにＭＯＳＦＥＴ１０２をオンし、ＭＯＳＦＥＴ１０３がオフしたときにＭＯＳＦＥＴ１０２をオフしてもよい。つまり、ＭＯＳＦＥＴ１０２を、ＭＯＳＦＥＴ１０３と同期してオン、オフしてもよい。これにより、コンデンサ１０５は、ＭＯＳＦＥＴ１０２を介して充電されることとなる。そのため、寄生ダイオード１０２ａを介して充電される本実施形態に比べ、充電されたときのコンデンサ１０５の電圧を、寄生ダイオード１０２ａの順方向電圧程度高くすることができる。

また、本実施形態では、コンデンサ１０５の電圧が電圧閾値以下のとき、制御回路１０６が、ＭＯＳＦＥＴ１０２が短絡故障していると判定する例を挙げているが、これに限られるものではない。ＭＯＳＦＥＴ１０１のオン前後のコンデンサ１０５の電圧変化が電圧変化閾値以上のとき、ＭＯＳＦＥＴ１０２が短絡故障していると判定するようにしてもよい。この場合も、コンデンサ１０５の電圧がＭＯＳＦＥＴ１０１をオンする直前より低下したことを知ることができる。そのため、ＭＯＳＦＥＴ１０２の短絡故障を確実に判定することができる。

さらに、コンデンサ１０４、１０５の電圧差が電圧差閾値以下であるとき、制御回路１０６が、ＭＯＳＦＥＴ１０２が短絡故障していると判定するようにしてもよい。ＭＯＳＦＥＴ１０２が短絡故障していると、ＭＯＳＦＥＴ１０１がオンした後、コンデンサ１０４、１０５の電圧はともに低下しほとんど差がなくなる。そのため、コンデンサ１０４、１０５の電圧差が電圧差閾値以下であるとき、制御回路１０６が、ＭＯＳＦＥＴ１０２が短絡故障していると判定することで、ＭＯＳＦＥＴ１０２の短絡故障を確実に判定することができる。

加えて、本実施形態では、スイッチとしてＭＯＳＦＥＴ１０１〜１０３を用いている例を挙げているが、これに限られるものではない。例えば、ＩＧＢＴを用いてもよい。

１・・・モータ制御装置、１０・・・昇降圧コンバータ、１００・・・コイル、１０１・・・ＭＯＳＦＥＴ（第１スイッチ）、１０１ａ・・・寄生ダイオード（第１整流素子）、１０２・・・ＭＯＳＦＥＴ（第２スイッチ）、１０２ａ・・・寄生ダイオード（第２整流素子）、１０３・・・ＭＯＳＦＥＴ（第３スイッチ）、１０３ａ・・・寄生ダイオード、１０４・・・コンデンサ（第１コンデンサ）、１０５・・・コンデンサ（第２コンデンサ）、１０６・・・制御回路（制御手段）、１１・・・インバータ装置、Ｍ１・・・交流モータ、Ｂ１・・・バッテリ、ＩＧ・・・イグニッションスイッチ

Claims

コイルと、
一端が前記コイルの一端に接続されるとともに、他端が接地される第１スイッチと、
前記第１スイッチに並列接続され、前記第１スイッチの他端側から一端側に電流を通過させる第１整流素子と、
一端が前記コイルと前記第１スイッチの接続点に接続される第２スイッチと、
前記第２スイッチに並列接続され、前記第２スイッチの一端側から他端側に電流を通過させる第２整流素子と、
一端が前記コイルの他端に接続されるとともに、他端が接地され、前記コイルの他端の直流電圧を平滑する第１コンデンサと、
一端が前記第２スイッチの他端に接続されるとともに、他端が接地され、前記第２スイッチの他端の直流電圧を保持する第２コンデンサと、
前記コイルの他端の直流電圧を昇圧して前記第２スイッチの他端から出力する昇圧時には、前記第１スイッチをスイッチングし、前記第２スイッチの他端の直流電圧を降圧して前記コイルの他端から出力する降圧時には、前記第２スイッチをスイッチングする制御手段と、
を備えた昇降圧コンバータにおいて、
一端が回路用電源に、他端が前記コイルと前記第１スイッチと前記第２スイッチの接続点にそれぞれ接続される
第３スイッチを有し、
前記制御手段は、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチをオフした状態で前記第３スイッチをオンし、その後、前記第３スイッチをオフし、その後、前記第１スイッチをオンし、前記第１コンデンサの電圧と前記第２コンデンサの電圧に基づいて、前記第２スイッチの異常の有無を判定することを特徴とする昇降圧コンバータ。
前記制御手段は、前記第３スイッチがオンしたとき前記第２スイッチをオンし、前記第３スイッチがオフしたとき前記第２スイッチをオフすることを特徴とする請求項１に記載の昇降圧コンバータ。
前記制御手段は、前記第２コンデンサの電圧が前記第１コンデンサの電圧より高いとき、前記第２スイッチは正常であると判定することを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の昇降圧コンバータ。
前記制御手段は、前記第２コンデンサの電圧が前記第１スイッチをオンする直前より低下したとき、前記第２スイッチが短絡故障していると判定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の昇降圧コンバータ。
前記制御手段は、前記第２コンデンサの電圧が電圧閾値以下のとき、前記第２スイッチが短絡故障していると判定することを特徴とする請求項４に記載の昇降圧コンバータ。
前記制御手段は、前記第１スイッチのオン前後の前記第２コンデンサの電圧変化が電圧変化閾値以上のとき、前記第２スイッチが短絡故障していると判定することを特徴とする請求項４に記載の昇降圧コンバータ。
前記制御手段は、前記第１コンデンサと前記第２コンデンサの電圧差が電圧差閾値以下であるとき、前記第２スイッチが短絡故障していると判定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の昇降圧コンバータ。
バッテリとインバータ装置との間に接続され、昇圧時には、前記バッテリの出力する直流電圧を昇圧して前記インバータ装置に供給し、降圧時には、前記インバータ装置の出力する直流電圧を降圧して前記バッテリに供給することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の昇降圧コンバータ。
前記インバータ装置は、車両に搭載されたモータを制御することを特徴とする請求項８に記載の昇降圧コンバータ。