JP5375730B2 - Power circuit - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a low-loss and high-efficient power circuit with high reliability that is capable of attaining structural miniaturization and cost reduction. <P>SOLUTION: The power circuit includes a control circuit 210 that outputs a voltage of a battery 100 or a voltage obtained by boosting the voltage of the battery 100, by controlling drive circuits 206, 207 and driving MOSFETs 204, 205. The control circuit 210, when a detection circuit 209 detects some failure in the drive circuit 207, controls the drive circuits 206, 208 and drives the MOSFETs 204, 205 to output a voltage of the battery 100 or a voltage obtained by boosting the voltage of the battery 100. <P>COPYRIGHT: (C)2012,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、バッテリの電圧が一時的に低下した場合であっても電装部品への必要な電圧の供給を維持する電源回路に関する。   The present invention relates to a power supply circuit that maintains supply of a necessary voltage to an electrical component even when the voltage of a battery temporarily decreases.

近年、燃料消費量の節減と排ガスの低減を目的として、アイドルストップ車両が実用化されている。アイドルストップ車両は、信号待ち等で車両の停止を検知するとエンジンを自動的に停止し、その後車両の発進動作を検知するとエンジンを自動的に再始動するようにした車両である。   In recent years, idle stop vehicles have been put into practical use for the purpose of reducing fuel consumption and reducing exhaust gas. The idle stop vehicle is a vehicle that automatically stops the engine when it detects a stop of the vehicle, such as waiting for a signal, and then automatically restarts the engine when it detects a start operation of the vehicle.

このような車両では、エンジン再始動時において、エンジン始動用のスタータモータに大電流が流れることから、バッテリの電圧が一時的に低下する。また、これに伴って、車両内の電装部品に供給される電圧も一時的に低下する。そのため、電装部品によっては、供給される電圧が動作範囲から外れてしまい、一時的に正常に動作しない虞がある。例えば、カーナビゲーションやオーディオ等においてはリセット等といった運転者の意図せぬ動作が行われてしまったり、オーディオにおいては音飛び等が発生してしまったりする虞がある。そこで、アイドルストップ車両は、バッテリの電圧が一時的に低下した場合であっても電装部品への必要な電圧の供給を維持することができるように、補助電源回路を備えるようにしている。   In such a vehicle, when the engine is restarted, a large current flows through the starter motor for starting the engine, so that the battery voltage temporarily decreases. Along with this, the voltage supplied to the electrical components in the vehicle also temporarily decreases. For this reason, depending on the electrical component, the supplied voltage may be out of the operating range and may not temporarily operate normally. For example, a driver's unintended operation such as resetting may be performed in car navigation or audio, or sound skipping may occur in audio. Therefore, the idle stop vehicle is provided with an auxiliary power supply circuit so that the supply of a necessary voltage to the electrical component can be maintained even when the voltage of the battery temporarily decreases.

アイドルストップ車両に備えられる補助電源回路としては、例えば次のようなものがある。
1.コンデンサを設け、これに蓄積させた電荷により、電圧を維持するもの。
2.リレーを設け、これをオン、オフさせることにより、通常時のバイパス(短絡)による電圧供給とエンジン再始動時の昇圧回路による電圧供給とを切り換えるもの(例えば特許文献1参照)。
3.昇圧回路を設け、昇圧回路内のスイッチング素子の制御により、出力電圧を制御するもの(例えば特許文献2参照)。
Examples of the auxiliary power circuit provided in the idle stop vehicle include the following.
1. A capacitor is provided, and the voltage is maintained by the electric charge accumulated in it.
2. By providing a relay and turning it on and off, a voltage supply by normal bypass (short circuit) and a voltage supply by a booster circuit at the time of engine restart are switched (for example, see Patent Document 1).
3. A booster circuit is provided, and an output voltage is controlled by controlling a switching element in the booster circuit (see, for example, Patent Document 2).

特開2005−112250号公報JP-A-2005-112250 特開2005−237149号公報JP 2005-237149 A

しかしながら、上記の補助電源回路には、次のような問題がある。
上記1.の回路の場合は、電気負荷の消費電力によっては大型のコンデンサが必要になり高コスト化の要因となる。また、使用されるコンデンサの容量によって電圧を維持する時間が決められてしまうので、その時間を制御することができない。
However, the above auxiliary power circuit has the following problems.
Above 1. In the case of this circuit, a large capacitor is required depending on the power consumption of the electric load, which causes an increase in cost. In addition, since the time for maintaining the voltage is determined by the capacity of the capacitor used, the time cannot be controlled.

上記2.の回路の場合は、リレーが必要となることから、体格の大型化及び高コスト化の要因となる。また、実使用におけるエンジン再始動回数を考慮すると、リレーの寿命が課題となる。   2. In the case of this circuit, since a relay is required, it becomes a factor of increase in size and cost. Considering the number of engine restarts in actual use, the life of the relay becomes a problem.

上記3.の回路の場合は、昇圧回路内に設けられる整流用のダイオードに常時電流が流れることになると、そのダイオードでの損失による効率の低下やダイオードの放熱が問題となる。   3. above. In the case of this circuit, when a current always flows through a rectifying diode provided in the booster circuit, a decrease in efficiency due to loss in the diode and heat dissipation of the diode become problems.

本発明は、上記実情に鑑み、体格の小型化及び低コスト化が可能であると共に信頼性の高い低損失高効率の電源回路を提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a low-loss and high-efficiency power supply circuit that can be reduced in size and cost and has high reliability.

本発明の第1の態様に係る電源回路は、直流電源と、第1のスイッチング素子と、前記直流電源と前記第1のスイッチング素子との間に設けられるインダクタと、前記インダクタと電気負荷との間に設けられる第2のスイッチング素子と、前記第2のスイッチング素子に並列接続されるダイオードと、第1乃至3の駆動手段と、前記第2の駆動手段の異常を検出する検出手段と、前記第1及び2の駆動手段を制御して前記第1及び2のスイッチング素子を駆動させることにより、前記直流電源の電圧、又は、前記直流電源の電圧を昇圧した電圧を出力させる制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記検出手段により前記第2の駆動手段の異常が検出された場合には、前記第1及び3の駆動手段を制御して前記第1及び2のスイッチング素子を駆動させることにより、前記直流電源の電圧、又は、前記直流電源の電圧を昇圧した電圧を出力させる。このような構成により、大型のコンデンサやリレーが不要になるので、体格の小型化及び低コスト化が可能な電源回路を提供することができる。また、ダイオードに常時電流が流れることがなくなると共に、第2の駆動手段の異常が検出された場合には第1及び第3の駆動手段を制御して第1及び第2のスイッチング素子を動作させるようにしたので、信頼性の高い低損失高効率の電源回路を提供することができる。   A power supply circuit according to a first aspect of the present invention includes a DC power supply, a first switching element, an inductor provided between the DC power supply and the first switching element, and the inductor and an electrical load. A second switching element provided in between; a diode connected in parallel to the second switching element; first to third driving means; a detecting means for detecting an abnormality of the second driving means; Controlling the first and second driving means to drive the first and second switching elements to output a voltage of the DC power supply or a voltage obtained by boosting the voltage of the DC power supply; And the control means controls the first and third driving means to control the first and second switching elements when an abnormality of the second driving means is detected by the detecting means. By driving, the voltage of the DC power source or the voltage obtained by boosting the voltage of the DC power source is output. Such a configuration eliminates the need for large capacitors and relays, so that it is possible to provide a power supply circuit that can be reduced in size and cost. Further, the current does not always flow through the diode, and when the abnormality of the second driving unit is detected, the first and third switching units are controlled to operate the first and second switching elements. Thus, a highly reliable power supply circuit with low loss and high efficiency can be provided.

本発明の第2の態様に係る電源回路は、前記第1の態様において、前記制御手段は、前記第1の駆動手段を制御して前記第1のスイッチング素子をオンさせた時に前記第2の駆動手段を制御して前記第2のスイッチング素子をオフさせ、前記第1の駆動手段を制御して前記第1のスイッチング素子をオフさせた時に前記第2の駆動手段を制御して前記第2のスイッチング素子をオンさせることにより、前記直流電源の電圧を昇圧し、前記検出手段により前記第2の駆動手段の異常が検出された場合には、前記第1の駆動手段を制御して前記第1のスイッチング素子をオンさせた時に前記第3の駆動手段を制御して前記第2のスイッチング素子をオフさせ、前記第1の駆動手段を制御して前記第1のスイッチング素子をオフさせた時に前記第3の駆動手段を制御して前記第2のスイッチング素子をオンさせることにより、前記直流電源の電圧を昇圧する。これにより、第2の駆動手段の異常が検出された場合には、第2の駆動手段の代わりに第3の駆動手段を用いて、直流電源の電圧を昇圧することができる。   The power supply circuit according to a second aspect of the present invention is the power supply circuit according to the first aspect, wherein the control means controls the first driving means to turn on the first switching element. Controlling the driving means to turn off the second switching element, and controlling the first driving means to turn off the first switching element controls the second driving means to control the second switching element. By turning on the switching element, the voltage of the DC power supply is boosted, and when the detection means detects an abnormality of the second drive means, the first drive means is controlled to control the first drive means. When the first switching element is turned on, the third driving means is controlled to turn off the second switching element, and the first driving means is controlled to turn off the first switching element. The third The voltage of the DC power supply is boosted by controlling the driving means to turn on the second switching element. As a result, when an abnormality of the second drive means is detected, the voltage of the DC power supply can be boosted using the third drive means instead of the second drive means.

本発明の第3の態様に係る電源回路は、前記第1又は2の態様において、前記検出手段は、前記第2の駆動手段の出力に基づいて、前記第2の駆動手段の異常を検出する。これにより、第2の駆動手段の異常を、第2の駆動手段の出力に基づいて検出することができる。   In the power supply circuit according to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the detection means detects an abnormality of the second drive means based on an output of the second drive means. . Thereby, abnormality of the 2nd drive means can be detected based on the output of the 2nd drive means.

本発明の第4の態様に係る電源回路は、前記第1又は2の態様において、前記検出手段は、前記第2のスイッチング素子周辺の温度に基づいて、前記第2の駆動手段の異常を検出する。これにより、第2の駆動手段の異常を、第2のスイッチング素子の周辺温度に基づいて検出することができる。   In the power supply circuit according to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect, the detection means detects an abnormality of the second drive means based on the temperature around the second switching element. To do. As a result, the abnormality of the second driving means can be detected based on the ambient temperature of the second switching element.

本発明によれば、体格の小型化及び低コスト化が可能であると共に信頼性の高い低損失高効率の電源回路を実現することができる。   According to the present invention, a physique can be reduced in size and cost, and a highly reliable power supply circuit with low loss and high efficiency can be realized.

一実施の形態に係る電源回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the power supply circuit which concerns on one embodiment. 変形例に係る電源回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the power supply circuit which concerns on a modification.

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
本発明の一実施の形態に係る電源回路は、アイドルストップ車両に搭載される、アイドルストップ用の電源回路である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
A power supply circuit according to an embodiment of the present invention is a power supply circuit for idle stop mounted on an idle stop vehicle.

図1は、本実施形態に係る電源回路の構成を示す図である。
同図に示したように、本実施形態に係る電源回路は、バッテリ100と同期整流方式の昇圧回路200とを含み、バッテリ100の電圧、又は、この電圧を昇圧回路200により昇圧した電圧を電気負荷300へ出力する。ここで、バッテリ100は、直流電源の一例である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a power supply circuit according to the present embodiment.
As shown in the figure, the power supply circuit according to the present embodiment includes a battery 100 and a synchronous rectification type booster circuit 200. The voltage of the battery 100 or a voltage obtained by boosting the voltage by the booster circuit 200 is electrically Output to the load 300. Here, the battery 100 is an example of a DC power source.

昇圧回路200は、コンデンサ201、202、インダクタ203、MOSFET204、205、ドライブ回路206、207、208、検出回路209、及び制御回路210を含む。ここで、MOSFET204は第1のスイッチング素子の一例であり、MOSFET205はダイオードが並列接続された第2のスイッチング素子の一例である。ドライブ回路206、207、208は、第1乃至3の駆動手段の一例である。検出回路209は検出手段の一例であり、制御回路210は制御手段の一例である。   Boost circuit 200 includes capacitors 201 and 202, inductor 203, MOSFETs 204 and 205, drive circuits 206, 207 and 208, detection circuit 209, and control circuit 210. Here, the MOSFET 204 is an example of a first switching element, and the MOSFET 205 is an example of a second switching element in which diodes are connected in parallel. The drive circuits 206, 207, and 208 are examples of first to third driving units. The detection circuit 209 is an example of detection means, and the control circuit 210 is an example of control means.

コンデンサ201はバッテリ100に並列に接続され、コンデンサ201の一方の端子はインダクタ203の一方の端子に接続されている。コンデンサ201の他方の端子は、MOSFET204のソース端子とコンデンサ202の一方の端子とに接続されている。インダクタ203の他方の端子は、MOSFET204のドレイン端子とMOSFET205のソース端子とに接続されている。MOSFET205のドレイン端子は、コンデンサ202の他方の端子に接続されている。   The capacitor 201 is connected in parallel to the battery 100, and one terminal of the capacitor 201 is connected to one terminal of the inductor 203. The other terminal of the capacitor 201 is connected to the source terminal of the MOSFET 204 and one terminal of the capacitor 202. The other terminal of the inductor 203 is connected to the drain terminal of the MOSFET 204 and the source terminal of the MOSFET 205. The drain terminal of the MOSFET 205 is connected to the other terminal of the capacitor 202.

ドライブ回路206は、制御回路210からの制御信号に応じて、MOSFET204をオン又はオフさせるための駆動電圧をMOSFET204のゲート端子へ出力する。ドライブ回路207、208は、フェイルセーフのために二重系に構成されたドライブ回路であって、その各々は、制御回路210からの制御信号に応じて、MOSFET205をオン又はオフさせるための駆動電圧をMOSFET205のゲート端子へ出力する。   The drive circuit 206 outputs a drive voltage for turning on or off the MOSFET 204 to the gate terminal of the MOSFET 204 in accordance with a control signal from the control circuit 210. The drive circuits 207 and 208 are drive circuits configured in a dual system for fail-safe, each of which is a drive voltage for turning on or off the MOSFET 205 in accordance with a control signal from the control circuit 210. Is output to the gate terminal of the MOSFET 205.

検出回路209は、ドライブ回路207の出力に基づいてドライブ回路207の異常を検出し、異常を検出したら異常検出信号を出力する。例えば、検出回路209は、ドライブ回路207が出力する駆動電圧が、正常時のドライブ回路207が出力する駆動電圧と異なる場合に、ドライブ回路207の異常を検出する。   The detection circuit 209 detects an abnormality of the drive circuit 207 based on the output of the drive circuit 207, and outputs an abnormality detection signal when the abnormality is detected. For example, the detection circuit 209 detects an abnormality in the drive circuit 207 when the drive voltage output from the drive circuit 207 is different from the drive voltage output from the drive circuit 207 in a normal state.

制御回路210は、検出回路209の出力信号に基づいて、ドライブ回路206、207、208を制御する。詳しくは、制御回路210は、検出回路209が異常検出信号を出力していない場合には、ドライブ回路206、207の各々に制御信号を出力してMOSFET204、205の各々をオン又はオフさせる。但し、このとき、ドライブ回路208に対しては、その動作を停止させるための制御信号を出力する。一方、検出回路209が異常検出信号を出力した場合には、ドライブ回路206、208の各々に制御信号を出力してMOSFET204、205の各々をオン又はオフさせる。但し、このとき、ドライブ回路207に対しては、その動作を停止させるための制御信号を出力する。なお、このような制御回路210の動作は、ソフトウェア或いはハードウェアによって実現することができる。ソフトウェアによって実現する場合には、制御回路210はCPUとメモリを含み、CPUがメモリに格納されている制御プログラムを読み出し実行することによって実現される。   The control circuit 210 controls the drive circuits 206, 207 and 208 based on the output signal of the detection circuit 209. Specifically, when the detection circuit 209 does not output an abnormality detection signal, the control circuit 210 outputs a control signal to each of the drive circuits 206 and 207 to turn each of the MOSFETs 204 and 205 on or off. However, at this time, a control signal for stopping the operation is output to the drive circuit 208. On the other hand, when the detection circuit 209 outputs an abnormality detection signal, a control signal is output to each of the drive circuits 206 and 208 to turn on or off each of the MOSFETs 204 and 205. However, at this time, a control signal for stopping the operation is output to the drive circuit 207. Such an operation of the control circuit 210 can be realized by software or hardware. When realized by software, the control circuit 210 includes a CPU and a memory, and is realized by the CPU reading and executing a control program stored in the memory.

電気負荷300は、バッテリ100の電圧が一時的に低下した場合であっても供給電圧が動作範囲から外れないようにすることが望まれる電装部品を総称するものであり、例えばカーナビゲーションやオーディオ等のように、供給電圧の一時的な低下に伴って一時的に正常動作しなくなった場合に運転者に著しく違和感を生じさせるような電装部品が含まれる。   The electrical load 300 is a general term for electrical components for which it is desired that the supply voltage does not deviate from the operating range even when the voltage of the battery 100 is temporarily reduced. For example, car navigation, audio, etc. In this way, electrical components are included that cause the driver to feel remarkably discomfort when the normal operation temporarily stops as the supply voltage temporarily decreases.

次に、本実施形態に係る電源回路の動作として、バッテリ100の電圧が一時的に低下しない通常時の動作と、バッテリ100の電圧が一時的に低下するエンジン始動時(エンジン再始動時を含む)の動作について説明する。   Next, as the operation of the power supply circuit according to the present embodiment, the normal operation in which the voltage of the battery 100 does not temporarily decrease and the engine start (including the engine restart) in which the voltage of the battery 100 temporarily decreases are included. ) Will be described.

なお、エンジン始動時の動作は、通常時の動作中に運転者によるエンジン始動動作(エンジン再始動動作を含む)が検知されたときにアイドルストップ車両の全体システムを制御する図示しない上位ECUから出力された、エンジン始動時の動作を開始させるための制御信号を制御回路210が受信することによって始まるものである。また、エンジン始動時の動作は、エンジンの始動が検知されたときに図示しない上位ECUから出力された、通常時の動作へ移行させるための制御信号を制御回路210が受信することによって終了するものである。   The engine start operation is output from a host ECU (not shown) that controls the entire system of the idle stop vehicle when an engine start operation (including engine restart operation) by the driver is detected during normal operation. The control circuit 210 receives the control signal for starting the operation at the time of starting the engine. Further, the operation at the time of starting the engine is ended when the control circuit 210 receives a control signal output from a host ECU (not shown) for detecting the start of the engine to shift to the normal operation. It is.

まず、通常時の動作について説明する。
この動作においては、制御回路210は、ドライブ回路206を制御してMOSFET204をオフさせると共にドライブ回路207を制御してMOSFET205をオンさせる。また、ドライブ回路208に対しては、その動作を停止させるように制御する。これにより、通常時には、バッテリ100の電圧が昇圧回路200により昇圧されずにそのまま電気負荷300へ出力されるようになる。
First, the normal operation will be described.
In this operation, the control circuit 210 controls the drive circuit 206 to turn off the MOSFET 204 and controls the drive circuit 207 to turn on the MOSFET 205. The drive circuit 208 is controlled to stop its operation. As a result, the voltage of the battery 100 is output to the electric load 300 as it is without being boosted by the booster circuit 200 during normal operation.

なお、通常時においては、MOSFET205をオフさせたとしても、そのボディダイオード205aを介して通電可能である。しかしながら、MOSFET205をオンさせた方が、MOSFET205での電圧降下が小さくなって損失が小さくなることから、MOSFET205をオンさせるようにしている。   In the normal state, even if the MOSFET 205 is turned off, it can be energized through the body diode 205a. However, when the MOSFET 205 is turned on, the voltage drop in the MOSFET 205 becomes smaller and the loss becomes smaller. Therefore, the MOSFET 205 is turned on.

一方、上記の通常時の動作中に検出回路209が異常検出信号を出力した場合には、制御回路210は、ドライブ回路206を制御してMOSFET204をオフさせると共にドライブ回路208を制御してMOSFET205をオンさせる。また、ドライブ回路207に対しては、その動作を停止させるように制御する。   On the other hand, when the detection circuit 209 outputs an abnormality detection signal during the normal operation described above, the control circuit 210 controls the drive circuit 206 to turn off the MOSFET 204 and controls the drive circuit 208 to control the MOSFET 205. Turn it on. The drive circuit 207 is controlled to stop its operation.

これにより、通常時の動作中にドライブ回路207が破損する等してその動作が異常となった場合には、ドライブ回路207の代わりにドライブ回路208によりMOSFET205がオンされるようになる。   As a result, when the drive circuit 207 is damaged during the normal operation, for example, when the operation becomes abnormal, the MOSFET 205 is turned on by the drive circuit 208 instead of the drive circuit 207.

次に、エンジン始動時の動作について説明する。
この動作においては、制御回路210は、ドライブ回路206を制御してMOSFET204をオンさせた時にドライブ回路207を制御してMOSFET205をオフさせ、ドライブ回路206を制御してMOSFET204をオフさせた時にドライブ回路207を制御してMOSFET205をオンさせる、という動作を交互に繰り返す。但し、このときには、MOSFET204、205の両者が同時にオンになることがないように両者が共にオフになるデッドタイムが設けられる。また、ドライブ回路208に対しては、その動作を停止させるように制御する。これにより、エンジン始動時には、バッテリ100の電圧が昇圧回路200により昇圧され、その昇圧された電圧が電気負荷300へ出力されるようになる。
Next, the operation when starting the engine will be described.
In this operation, the control circuit 210 controls the drive circuit 206 to turn on the MOSFET 204 to control the drive circuit 207 to turn off the MOSFET 205, and controls the drive circuit 206 to turn off the MOSFET 204. The operation of controlling 207 to turn on the MOSFET 205 is repeated alternately. However, at this time, a dead time during which both MOSFETs 204 and 205 are both turned off is provided so that both MOSFETs are not turned on at the same time. The drive circuit 208 is controlled to stop its operation. Thereby, when the engine is started, the voltage of the battery 100 is boosted by the booster circuit 200, and the boosted voltage is output to the electric load 300.

一方、上記のエンジン始動時の動作中に検出回路209が異常検出信号を出力した場合には、その時点におけるエンジン始動時の動作としては上記のエンジン始動時の動作と同じ動作を行う。このようにドライブ回路207が異常で例えばMOSFET205をオンさせることができない場合でも、そのボディダイオード205aを介して通電可能であるために昇圧回路としては動作する。しかしながら、このままだと、MOSFET205での電圧降下が大きくなって損失が大きくなり、場合によってはMOSFET205が破損する虞がある。そこで、次回以降のエンジン始動時の動作として、次のような動作を行うようにすることによって、それを防いでいる。   On the other hand, when the detection circuit 209 outputs an abnormality detection signal during the operation at the time of starting the engine, the operation at the time of starting the engine is the same as the operation at the time of starting the engine. Thus, even when the drive circuit 207 is abnormal and, for example, the MOSFET 205 cannot be turned on, it can operate through the body diode 205a and thus operates as a booster circuit. However, if this is left, the voltage drop in the MOSFET 205 becomes large and the loss increases, and the MOSFET 205 may be damaged in some cases. Therefore, this is prevented by performing the following operation as the operation when starting the engine after the next time.

制御回路210は、ドライブ回路206を制御してMOSFET204をオンさせた時にドライブ回路208を制御してMOSFET205をオフさせ、ドライブ回路206を制御してMOSFET204をオフさせた時にドライブ回路208を制御してMOSFET205をオンさせる、という動作を交互に繰り返す。但し、このときにも、MOSFET204、205の両者が同時にオンになることがないように両者が共にオフになるデッドタイムが設けられる。また、ドライブ回路207に対しては、その動作を停止させるように制御する。   The control circuit 210 controls the drive circuit 206 when the MOSFET 204 is turned on to control the drive circuit 208 to turn off the MOSFET 205 and controls the drive circuit 206 to control the drive circuit 208 when the MOSFET 204 is turned off. The operation of turning on the MOSFET 205 is repeated alternately. However, also at this time, a dead time is provided in which both MOSFETs 204 and 205 are turned off so that both MOSFETs 204 and 205 are not turned on at the same time. The drive circuit 207 is controlled to stop its operation.

これにより、エンジン始動時の動作中にドライブ回路207が破損する等してその動作が異常となった場合には、次回以降のエンジン始動時において、ドライブ回路207の代わりにドライブ回路208によりMOSFET205がオン又はオフされるようになる。   As a result, when the drive circuit 207 is damaged during operation at the time of starting the engine, for example, when the operation becomes abnormal, the MOSFET 205 is replaced by the drive circuit 208 instead of the drive circuit 207 at the next engine start. It will be turned on or off.

以上のように、本実施形態に係る電源回路によれば、同期整流方式の昇圧回路200を含むことにより、低損失高効率の電源回路を実現できる。また、MOSFET205のドライブ回路を二重系とすることで、信頼性の高い電源回路を実現できる。さらに、大型のコンデンサやリレーが不要になることから、体格の小型化及び低コスト化が可能な電源回路を実現できる。   As described above, according to the power supply circuit according to the present embodiment, the low-loss and high-efficiency power supply circuit can be realized by including the synchronous rectification booster circuit 200. Further, by using a dual drive circuit for the MOSFET 205, a highly reliable power supply circuit can be realized. Furthermore, since a large capacitor or relay is not required, a power supply circuit that can be reduced in size and cost can be realized.

なお、本実施形態に係る電源回路は、次のように変形することも可能である。
例えば、検出回路209は、ドライブ回路207の出力に基づいてドライブ回路207の異常を検出する代わりに、MOSFET205の周辺温度に基づいてドライブ回路207の異常を検出するように構成することも可能である。
The power supply circuit according to this embodiment can be modified as follows.
For example, the detection circuit 209 can be configured to detect an abnormality of the drive circuit 207 based on the ambient temperature of the MOSFET 205 instead of detecting an abnormality of the drive circuit 207 based on the output of the drive circuit 207. .

図2は、そのように構成された電源回路の構成を示す図である。
同図に示したように、この電源回路は、MOSFET205の周辺にサーミスタ211が設けられ、検出回路209がドライブ回路207の出力の代わりにサーミスタ211の出力に基づいてドライブ回路207の異常を検出するようした点が、図1に示した電源回路と異なっている。この電源回路では、ドライブ回路207の異常によりMOSFET205をオンさせることができなくなると、MOSFET205のボディダイオード205aに常時電流が流れるようになり、MOSFET205の温度が上昇する。この時のMOSFET205の周辺温度に応じた信号がサーミスタ211により出力されると、検出回路209は、ドライブ回路207の異常を検出し、異常検出信号を出力する。その他の構成及び動作については、図1に示した電源回路と同じである。このような構成の電源回路によっても、図1に示した電源回路と同様の効果を得ることができる。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the power supply circuit configured as described above.
As shown in the figure, in this power supply circuit, a thermistor 211 is provided around the MOSFET 205, and the detection circuit 209 detects an abnormality of the drive circuit 207 based on the output of the thermistor 211 instead of the output of the drive circuit 207. This is different from the power supply circuit shown in FIG. In this power supply circuit, when the MOSFET 205 cannot be turned on due to an abnormality in the drive circuit 207, a current always flows through the body diode 205a of the MOSFET 205, and the temperature of the MOSFET 205 rises. When a signal corresponding to the ambient temperature of the MOSFET 205 at this time is output by the thermistor 211, the detection circuit 209 detects an abnormality of the drive circuit 207 and outputs an abnormality detection signal. Other configurations and operations are the same as those of the power supply circuit shown in FIG. Even with the power supply circuit having such a configuration, the same effect as that of the power supply circuit shown in FIG. 1 can be obtained.

また、本実施形態では、本発明をアイドルストップ用の電源回路に適用した例を説明したが、同期整流方式の昇圧回路を含むその他の電源回路にも同様に適用することが可能である。   In this embodiment, an example in which the present invention is applied to an idle stop power supply circuit has been described. However, the present invention can also be applied to other power supply circuits including a synchronous rectification booster circuit.

また、本実施形態では、エンジン始動時の動作中において検出回路209が異常検出信号を出力した場合には、その時点におけるエンジン始動時の動作としてはドライブ回路207を用いて昇圧動作を継続し、次回以降のエンジン始動時の動作においてはドライブ回路207の代わりにドライブ回路208を用いて昇圧動作を行うようにしたが、例えば、エンジン始動時の動作中において検出回路209が異常検出信号を出力した場合には、即座に、ドライブ回路207の代わりにドライブ回路208を用いて昇圧動作を行うように動作させることも可能である。   Further, in this embodiment, when the detection circuit 209 outputs an abnormality detection signal during the operation at the time of engine start, the boost operation is continued using the drive circuit 207 as the operation at the time of engine start, In the operation at the time of starting the engine after the next time, the boosting operation is performed using the drive circuit 208 instead of the drive circuit 207. For example, the detection circuit 209 outputs an abnormality detection signal during the operation at the time of engine start. In this case, the drive circuit 208 can be used instead of the drive circuit 207 to immediately perform a boost operation.

また、本実施形態において、エンジン始動時の動作中に検出回路209が異常検出信号を出力した場合には、その時点におけるエンジン始動時の動作としてはドライブ回路207を用いて昇圧動作を継続し、その後の通常時の動作においては、ドライブ回路207の代わりにドライブ回路208を用いてMOSFET205を駆動させるように動作させることも可能である。   Further, in this embodiment, when the detection circuit 209 outputs an abnormality detection signal during the operation at the time of engine start, the boost operation is continued using the drive circuit 207 as the operation at the time of engine start, In the subsequent normal operation, the drive circuit 208 can be used instead of the drive circuit 207 so that the MOSFET 205 is driven.

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良・変更が可能である。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various improvements and modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

100 バッテリ
200 昇圧回路
201、202 コンデンサ
203、インダクタ
204、205 MOSFET
206、207、208 ドライブ回路
209 検出回路
210 制御回路
211 サーミスタ
300 電気負荷
100 Battery 200 Booster circuit 201, 202 Capacitor 203, Inductor 204, 205 MOSFET
206, 207, 208 Drive circuit 209 Detection circuit 210 Control circuit 211 Thermistor 300 Electric load

Claims (4)

直流電源と、
第1のスイッチング素子と、
前記直流電源と前記第1のスイッチング素子との間に設けられるインダクタと、
前記インダクタと電気負荷との間に設けられる第2のスイッチング素子と、
前記第2のスイッチング素子に並列接続されるダイオードと、
第1乃至3の駆動手段と、
前記第2の駆動手段の異常を検出する検出手段と、
前記第1及び2の駆動手段を制御して前記第1及び2のスイッチング素子を駆動させることにより、前記直流電源の電圧、又は、前記直流電源の電圧を昇圧した電圧を出力させる制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記検出手段により前記第2の駆動手段の異常が検出された場合には、前記第1及び3の駆動手段を制御して前記第1及び2のスイッチング素子を駆動させることにより、前記直流電源の電圧、又は、前記直流電源の電圧を昇圧した電圧を出力させる、
ことを特徴とする電源回路。
DC power supply,
A first switching element;
An inductor provided between the DC power supply and the first switching element;
A second switching element provided between the inductor and an electrical load;
A diode connected in parallel to the second switching element;
First to third driving means;
Detecting means for detecting an abnormality of the second driving means;
Control means for outputting the voltage of the DC power supply or the voltage obtained by boosting the voltage of the DC power supply by controlling the first and second driving means to drive the first and second switching elements;
With
The control means controls the first and third drive means to drive the first and second switching elements when the detection means detects an abnormality of the second drive means. The voltage of the DC power supply or the voltage obtained by boosting the voltage of the DC power supply is output.
A power supply circuit characterized by that.
前記制御手段は、
前記第1の駆動手段を制御して前記第1のスイッチング素子をオンさせた時に前記第2の駆動手段を制御して前記第2のスイッチング素子をオフさせ、前記第1の駆動手段を制御して前記第1のスイッチング素子をオフさせた時に前記第2の駆動手段を制御して前記第2のスイッチング素子をオンさせることにより、前記直流電源の電圧を昇圧し、
前記検出手段により前記第2の駆動手段の異常が検出された場合には、前記第1の駆動手段を制御して前記第1のスイッチング素子をオンさせた時に前記第3の駆動手段を制御して前記第2のスイッチング素子をオフさせ、前記第1の駆動手段を制御して前記第1のスイッチング素子をオフさせた時に前記第3の駆動手段を制御して前記第2のスイッチング素子をオンさせることにより、前記直流電源の電圧を昇圧する、
ことを特徴とする請求項1記載の電源回路。
The control means includes
When the first switching unit is controlled to turn on the first switching element, the second driving unit is controlled to turn off the second switching element, thereby controlling the first driving unit. When the first switching element is turned off, the second driving means is controlled to turn on the second switching element, thereby boosting the voltage of the DC power supply,
When an abnormality of the second driving unit is detected by the detecting unit, the third driving unit is controlled when the first switching unit is turned on by controlling the first driving unit. When the second switching element is turned off and the first driving means is controlled to turn off the first switching element, the third driving means is controlled to turn on the second switching element. By boosting the voltage of the DC power supply,
The power supply circuit according to claim 1.
前記検出手段は、前記第2の駆動手段の出力に基づいて、前記第2の駆動手段の異常を検出する、
ことを特徴とする請求項1又は2記載の電源回路。
The detecting means detects an abnormality of the second driving means based on an output of the second driving means;
The power supply circuit according to claim 1 or 2,
前記検出手段は、前記第2のスイッチング素子の周辺温度に基づいて、前記第2の駆動手段の異常を検出する、
ことを特徴とする請求項1又は2記載の電源回路。

The detecting means detects an abnormality of the second driving means based on an ambient temperature of the second switching element;
The power supply circuit according to claim 1 or 2,

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