JP5472633B2 - Vehicle power circuit - Google Patents
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Description
本発明は、車両に搭載された車載装置の前段に設けられ、入力電圧をその車載装置を駆動させるのに必要な電圧に変換する車両用電源回路に関する。 The present invention relates to a vehicular power supply circuit that is provided in a front stage of an in-vehicle device mounted on a vehicle and converts an input voltage into a voltage necessary for driving the in-vehicle device.
車両に搭載される機器に使用されているMPU(マイクロプロセッサ)等の車載装置は、駆動するのに必要な駆動電圧(例えば5V)が定められている。そのため、図6に示すように、通常、MPU200(車載装置)の前段のライン400上に、バッテリー電圧等のシステムの入力電圧をMPU200の駆動電圧に変換する電源IC100(車両用電源回路)が設けられる。その電源IC100として、従来では、トランジスタ等でジュール熱として放出させることで、入力電圧を駆動電圧まで電圧降下させるシリーズレギュレータ(リニアレギュレータとも言う)が使用されてきた。
A driving voltage (for example, 5 V) necessary for driving an in-vehicle device such as an MPU (microprocessor) used in equipment mounted on the vehicle is determined. Therefore, as shown in FIG. 6, a power supply IC 100 (vehicle power supply circuit) that converts a system input voltage such as a battery voltage into a drive voltage of the
しかしながら、近年、車載機器としての車載メータでは、機能の多様化や液晶表示器の付加などによって負荷が大きくなってきており、シリーズレギュレータでは、負荷が大きくなると、熱量が大きくなってしまうという問題点があった。そこで、シリーズレギュレータに替わって、スイッチング電源としてのDC−DCコンバータ(特許文献1参照)を採用することが考えられる。そのスイッチング電源は、その電源内部若しくは外部に設けられたFET(電界効果トランジスタ)等のスイッチング素子をスイッチング駆動することで所望の電圧に変換するものである。 However, in recent years, in-vehicle meters as in-vehicle devices have increased in load due to diversification of functions and addition of liquid crystal displays, etc. In series regulators, the amount of heat increases as the load increases. was there. Therefore, it is conceivable to adopt a DC-DC converter (see Patent Document 1) as a switching power supply instead of the series regulator. The switching power supply converts the voltage into a desired voltage by switching driving a switching element such as an FET (field effect transistor) provided inside or outside the power supply.
ここで、図7は、電源ICとしてスイッチング電源を使用した場合の問題点を説明する図であり、電源ICにスイッチング電源を使用した場合における入力電圧に対するスイッチング電源からの出力電圧のライン301を示している。なお、図7では、スイッチング電源との対比のために、電源ICにシリーズレギュレータを使用した場合のライン302も示している。
Here, FIG. 7 is a diagram for explaining a problem when a switching power supply is used as the power supply IC, and shows a
MPUは、その内部に設けられた揮発性メモリであるRAMに、車載機器を制御するための様々な情報を記憶しているので、入力電圧(バッテリー電圧)が低下しても可能限りそのRAMの記憶内容を保持するのが望ましい。すなわち、MPUに電圧を供給する電源ICの動作としては、入力電圧が低下しても可能限り出力電圧を保持するのが望ましい。 Since the MPU stores various information for controlling in-vehicle devices in a RAM, which is a volatile memory provided in the MPU, even if the input voltage (battery voltage) decreases, the MPU has as much information as possible. It is desirable to retain the stored contents. That is, as an operation of the power supply IC that supplies a voltage to the MPU, it is desirable to maintain the output voltage as much as possible even when the input voltage decreases.
しかしながら、スイッチング電源は、図7のライン301に示すように、入力電圧が高い値に確保されている場合には出力電圧がMPUの駆動電圧に維持されているが、入力電圧があるレベルまで低下すると、その低下にしたがって出力電圧は徐々に低下していく。そして、入力電圧が、スイッチング電源のFETが動作可能な所定のゲート電圧Vgsを下回ってしまうと、スイッチング電源の出力電圧がゼロ、つまりスイッチング電源の動作が一気に停止されてしまう。この点、シリーズレギュレータは、図7のライン302に示すように、スイッチング電源の場合よりも低い入力電圧Vsまで出力電圧を保持する。
However, in the switching power supply, as shown by the
このように、スイッチング電源を使用した場合、シリーズレギュレータを使用した場合よりも、高い入力電圧でRAMの記憶内容が消去されてしまう可能性があるという問題点がある。 As described above, when the switching power supply is used, there is a problem that the stored contents of the RAM may be erased at a higher input voltage than when the series regulator is used.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、スイッチング電源を使用した車両用電源回路において、入力電圧が低下した場合であっても、可能な限り車載装置に電圧を供給することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in a vehicle power supply circuit using a switching power supply, even when the input voltage is reduced, the voltage is supplied to the in-vehicle device as much as possible. Let it be an issue.
上記課題を解決するために、本発明は、車両に搭載された車載装置の前段の主ライン上に設けられ、スイッチング素子のオンオフを制御することで、前記主ラインから入力された入力電圧を、前記車載装置を駆動させるのに必要な駆動電圧に変換する一方で、前記入力電圧が所定の動作可能電圧を下回っている場合には動作停止とされるスイッチング電源を備えた車両用電源回路であって、
一端が前記スイッチング電源の前段で前記主ラインと接続され、他端が前記スイッチング電源の後段で前記主ラインと接続された副ラインと、
前記副ライン上に設けられ、前記副ラインの導通/遮断を切り替える切替手段と、
前記入力電圧の値を監視し、その入力電圧の値が、前記動作可能電圧以上の予め定められた閾値を下回った場合には、前記切替手段を制御して前記副ラインを導通させる切替制御手段と、を備え、
前記車載装置は、揮発性メモリを備え、その揮発性メモリの記憶内容が保持される下限の電圧である保持電圧は前記駆動電圧より低い電圧であり、
前記閾値の電圧が前記スイッチング電源に入力された場合における前記スイッチング電源から出力される電圧は、前記保持電圧よりも高く、前記駆動電圧よりも低い電圧であることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention is provided on the main line of the front stage of the in-vehicle device mounted on the vehicle, and by controlling on / off of the switching element, the input voltage input from the main line A vehicle power supply circuit having a switching power supply that is converted into a drive voltage necessary for driving the in-vehicle device while the operation is stopped when the input voltage is lower than a predetermined operable voltage. And
One end is connected to the main line at the front stage of the switching power supply, and the other end is connected to the main line at the rear stage of the switching power supply.
Switching means provided on the sub-line and switching between conduction / cut-off of the sub-line;
A switching control unit that monitors the value of the input voltage and controls the switching unit to conduct the sub-line when the value of the input voltage falls below a predetermined threshold value equal to or higher than the operable voltage. and, with a,
The in-vehicle device includes a volatile memory, and a holding voltage that is a lower limit voltage at which the storage content of the volatile memory is held is a voltage lower than the driving voltage,
The voltage output from the switching power supply when the threshold voltage is input to the switching power supply is higher than the holding voltage and lower than the driving voltage .
これによれば、入力電圧が、スイッチング電源の動作可能電圧に基づいて定められた閾値を下回った場合には、切替制御手段が副ラインを導通させるので、その入力電圧を副ラインを介して直接車載装置に供給することができる。よって、入力電圧が低下してスイッチング電源が動作停止されたとしても、可能な限り車載装置に電圧を供給することができる。 According to this, when the input voltage falls below a threshold value determined based on the operable voltage of the switching power supply, the switching control means conducts the sub line, so that the input voltage is directly applied via the sub line. It can be supplied to in-vehicle devices. Therefore, even if the input voltage is lowered and the switching power supply is stopped, the voltage can be supplied to the in-vehicle device as much as possible.
また、本発明の車両用電源回路において、前記主ラインと前記副ラインとの接続点のうち、前記スイッチング電源の後段側の接続点を後段側接続点としたときに、
前記主ライン上の前記スイッチング電源と前記後段側接続点の間、及び前記副ライン上の少なくとも一方に設けられたダイオードを備えることを特徴とする。
Further, in the vehicle power supply circuit of the present invention, among the connection points of the main line and the sub-line, when the connection point on the rear stage side of the switching power supply is the rear connection point,
A diode is provided between the switching power supply on the main line and the connection point on the rear stage side and at least one on the sub line.
上記閾値によっては、スイッチング電源が動作停止される前に、副ラインが導通される場合もあり、この場合には、スイッチング電源からの電圧と副ラインからの電圧とが異なることによって、車載装置に供給される電圧が不安定となる可能性がある。本発明によれば、主ライン上及び副ライン上の少なくとも一方にダイオードが設けられているので、上記電圧が異なることによって後段側接続点の電圧が不安定となるのを防止でき、その後段側接続点の電圧、すなわち車載装置に供給される電圧を一意に確定させることができる。 Depending on the threshold value, the sub-line may be turned on before the switching power supply is stopped. In this case, the voltage from the switching power supply is different from the voltage from the sub-line, so The supplied voltage may become unstable. According to the present invention, since the diode is provided on at least one of the main line and the sub line, it is possible to prevent the voltage at the rear side connection point from becoming unstable due to the difference in the voltage, and the rear side. The voltage at the connection point, that is, the voltage supplied to the in-vehicle device can be uniquely determined.
また、本発明の車両用電源回路において、前記スイッチング電源は、前記スイッチング電源が動作停止される動作停止信号が入力される停止信号入力端子を有するものであり、
前記切替制御手段が前記副ラインを導通させるのと同時に、前記停止信号入力端子に前記動作停止信号を入力する停止信号入力手段を備えることを特徴とする。
In the vehicle power supply circuit of the present invention, the switching power supply has a stop signal input terminal to which an operation stop signal for stopping the operation of the switching power supply is input.
The switching control means includes a stop signal input means for inputting the operation stop signal to the stop signal input terminal at the same time when the sub-line is turned on.
これによれば、停止信号入力手段が、切替制御手段が副ラインを導通させるのと同時に停止信号入力端子に動作停止信号を入力するので、副ラインを導通させるのと同時にスイッチング電源を停止させることができる。これによって、スイッチング電源と副ラインの両方が動作することによって車載装置に供給される電圧が不安定となることを防止できる。 According to this, since the stop signal input means inputs the operation stop signal to the stop signal input terminal simultaneously with the switching control means conducting the sub line, the switching power supply is stopped simultaneously with the conduction of the sub line. Can do. Thereby, it is possible to prevent the voltage supplied to the in-vehicle device from becoming unstable due to the operation of both the switching power supply and the sub line.
次に、本発明に係る車両用電源回路の実施形態を図面を参照しながら説明する。図1は、本実施形態の車両用電源回路1を含むメータシステム2の概略構成を示した図である。また、図2は、図1の車両用電源回路1の構成をより具体的に示した図である。なお、図2において、図1の構成に対応する構成には同じ符号を付している。先ず、これら図1、図2を参照して、車両用電源回路1の構成について説明する。
Next, an embodiment of a vehicle power supply circuit according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a
本実施形態のメータシステム2は、車速等を表示する車載メータのMPU20の駆動電圧を供給するためのシステムとされる。そのMPU20は、CPU、ROM、RAM等から構成され、車載メータの動作を制御するマイクロコンピュータである。具体的には、MPU20は、CPUがROMに記憶された制御プログラムにしたがった動作をすることで、例えば現在の車速を表示するなどの車載メータの動作を制御する。また、MPU20は、揮発性メモリであるRAMに各種情報を一時的に記憶しつつ、車載メータの動作を制御する。
The
MPU20は、一定レベルの直流の駆動電圧Vcが外部から供給されることで、動作される。その駆動電圧Vcは、例えば5V程度とされる。換言すると、MPU20は、外部から入力される電圧が駆動電圧Vcに満たない場合には、その動作が停止される。また、それと同時に、MPU20の内部に設けられたRAMに電圧が供給されなくなるので、RAMの記憶内容は消去される。ただし、RAMの記憶内容を保持できる保持電圧Vrは、MPU20の駆動電圧Vc(例えば5V程度)よりも低い電圧(例えば1.8V程度)とされる。つまり、MPU20に供給される電圧がMPU20の駆動電圧Vcよりも低下したとしても、MPU20(CPU)の動作は停止されるものの、その電圧がRAMの保持電圧Vr以下にならない限りは、RAMの記憶内容は保持されることになる。
The MPU 20 is operated by supplying a constant level of DC drive voltage Vc from the outside. The drive voltage Vc is, for example, about 5V. In other words, the operation of the
MPU20には主ライン40が接続されており、その主ライン40を介して、MPU20に電圧が供給される。その主ライン40のMPU20が接続されている反対側には、一定レベルの直流電圧を供給する電圧源としてのバッテリー91が設けられる。そのバッテリー91は、例えば12Vの直流電圧を供給する鉛蓄電池とされる。そのバッテリー91からの入力電圧Vinが、直接、主ライン40に供給できるようになっている。なお、バッテリー91側には、イグニッションスイッチ92(IG92)も設けられる。そして、状況によっては、そのIG92がオンされることで、IG92経由で、バッテリー91からの入力電圧Vinが主ライン40に供給されるようになっている。この場合には、バッテリー91からのラインとIG92からのラインとの接続点94の電圧が一意となるように、それらラインに逆流防止のダイオード93が設けられる。
A
バッテリー91とMPU20の間には、入力電圧VinをMPU20の駆動電圧Vcに変換するための電源回路1が設けられる。その電源回路1は、図1に示すように、主ライン40上に設けられたスイッチング電源10を備えている。そのスイッチング電源10は、その電源内部若しくは外部に設けられたFET(電界効果トランジスタ)等のスイッチング素子(図示外)をスイッチング駆動することでMPU20の駆動電圧Vcに変換するものである。スイッチング電源10として、例えば、上記特許文献1に示すようなDC−DCコンバータが使用される。
A power supply circuit 1 is provided between the
ここで、図3は、入力電圧Vinに対するスイッチング電源10から出力される出力電圧Voutのライン31を示している。なお、その出力電圧VoutがMPU20に供給される電圧とされる。また、図3では、MPU20のRAMの記憶内容が保持される保持電圧Vrのライン32も示している。上記の背景技術を説明する際にも説明したが、スイッチング電源10は、入力電圧Vinが高い値(12V付近)に確保されている場合には、バッテリー91からの入力電圧VinをMPU20の駆動電圧Vcに変換する(図3参照)。一方、バッテリー91からの入力電圧Vinは環境に応じて変動することがある。その変動によって、入力電圧Vinがあるレベル(図3の範囲L)まで低下すると、その低下にしたがって出力電圧Voutは徐々に低下していく。そして、入力電圧Vinが、スイッチング電源10のFETが動作可能な所定のゲート電圧Vgs(以下、動作可能電圧Vgsと言う)を下回ってしまうと、スイッチング電源10の出力電圧Voutがゼロ、つまりスイッチング電源10の動作が一気に停止されてしまう(図3参照)。
Here, FIG. 3 shows a
また、電源回路1は、図1に示すように、スイッチング電源10と並列に設けられた副ライン50を備えている。その副ライン50は、一端がスイッチング電源10の前段で主ライン40(前段側接続点41)と接続され、他端がスイッチング電源10の後段で主ライン40(後段側接続点42)と接続されたラインとされる。
Moreover, the power supply circuit 1 is provided with the
電源回路1は、副ライン50上に設けられたスイッチング素子70を備えている。そのスイッチング素子70は、外部からの信号に基づいてスイッチング駆動、すなわちオンオフの切り替えがなされる素子である。本実施形態では、スイッチング素子70として、図2に示すように、PチャンネルMOS型の電界効果トランジスタ(FET)71が用いられる。そのFET71は、図2に示すように、ゲート端子71aが後述する電圧監視部60に接続され、ソース端子71b及びドレイン端子71cがそれぞれ副ライン50と接続されている。
The power supply circuit 1 includes a switching
FET71は、ゲート端子71a−ソース端子71b間の電圧(以下、ゲート電圧という)が一定レベル以上の場合にオンされる。FET71がオンされると、副ライン50は導通されることになる。一方、FET71は、ゲート電圧が一定レベル未満の場合にはオフされる。この場合には、副ライン50は遮断されることになる。すなわち、FET71は、副ライン50の導通/遮断を切り替える本発明の「切替手段」として機能する。
The
電源回路1は、バッテリー91からの入力電圧Vinの値を監視し、その値に基づいて、スイッチング素子70(FET71)のオンオフを制御する電圧監視部60を備えている。その電圧監視部60は、図1に示すように、バッテリー91とスイッチング電源10の間における主ライン40の電圧(図1の接続点43における入力電圧Vin)が入力されるようになっている。
The power supply circuit 1 includes a
本実施形態では、電圧監視部60は、図2に示すように、リセットIC61、分圧回路62及び抵抗R3を含んで構成されている。分圧回路62は、入力電圧Vinに比例した電圧をリセットIC61に入力する回路である。具体的には、その分圧回路62は、抵抗R1及び抵抗R2から構成されており、それら抵抗R1と抵抗R2の間の点がリセットIC61の入力端子61bと接続されている。つまり、分圧回路62は、入力電圧Vinを抵抗R1及び抵抗R2に応じた値に変化し、その変換した電圧をリセットIC61に入力する回路とされる。なお、抵抗R1、R2の値は、リセットIC61(その内部のトランジスタTr)の動作範囲に基づいて定められている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the
リセットIC61として、電源ONの直後などの不安定時に、CPU等の動作を停止させるためのリセット信号を出力する市販のリセットICが使用される。本実施形態では、そのリセットIC61は、入力電圧Vinに応じてFET71のオンオフを制御するために用いられる。リセットIC61は、その内部にトランジスタTrを有し、そのトランジスタTrが、入力端子61bから入力された電圧に応じてオンオフされることで、リセットIC61の機能として予め設けられたオープンドレインのPWRGDピン61aに、Hレベルの信号又はLレベルの信号を出力するものである。なお、以下では、このPWRGDピン61aを出力端子61aと言う。また、リセットIC61の入力端子61bに入力される電圧はバッテリー91からの入力電圧Vinに比例した電圧であるが、以下では、この電圧を単に入力電圧Vinと言う。
As the
リセットIC61は、具体的には、入力された入力電圧Vinが所定の閾値Vth以上の場合では、トランジスタTrがオフとされ、その結果、出力端子61aがノンアクティブ(Hレベル)とされる。一方、リセットIC61は、入力された入力電圧Vinが上記閾値Vthを下回った場合には、トランジスタTrがオンとされ、その結果、出力端子61aがアクティブ(Lレベル)とされる。なお、図2に示すように、リセットIC61の出力端子61a側と主ライン40(図2では前段側接続点41)側の間には、抵抗R3が設けられている。したがって、リセットIC61のトランジスタTrがオフの状態では、出力端子61aは、主ライン40の電圧レベルと同じレベル(Hレベル)とされる。一方、リセットIC61のトランジスタTrがオンの状態では、抵抗R3に応じた電流がトランジスタTrに流れる。その結果、出力端子61aは、主ライン40の電圧レベルに対して、抵抗R3による電圧降下の分だけ低いレベル(Lレベル)とされる。
Specifically, in the
リセットIC61の出力端子61aは、FET71のゲート端子71aと接続されており、出力端子61aからの信号(Hレベルの信号又はLレベルの信号)は、FET71のゲート端子71aに入力されるようになっている。すなわち、出力端子61aから出力される信号に基づいて、FET71のオンオフが制御されるようになっている。なお、入力電圧Vinに対するリセットIC61やFET71の動作の詳細は、後述する。
The
リセットIC61の上記閾値Vthは、スイッチング電源10の動作可能電圧Vgsに基づいて定められている。具体的には、閾値Vthは、動作可能電圧Vgs以上の動作可能電圧Vgs付近の値とされる。より具体的には、閾値Vthは、図3に示すように、スイッチング電源10の出力電圧Voutが低下する入力電圧Vinの範囲Lに含まれる値とされる。なお、電圧監視部60が本発明の「切替制御手段」に相当する。
The threshold value Vth of the
次に、上記構成を有する電源回路1の動作を説明する。バッテリー91からの入力電圧Vinが高い値に確保されている場合、すなわちリセットIC61の閾値Vthを上回っている場合には、リセットIC61の出力端子61aは、主ライン40と同じレベル(Hレベル)とされる。その結果、副ライン50上に設けられたFET71のゲート−ソース間には電位差が生じないので、FET71はオフとされる。つまり、副ライン50は遮断される。この場合、バッテリー91からの入力電圧Vinは、主ライン40を介してスイッチング電源10に入力される。そして、スイッチング電源10は、その入力電圧Vinを、MPU20の駆動電圧Vcに変換し、その駆動電圧Vcを出力電圧Voutとして出力する。そして、その出力電圧VoutがMPU20に供給される。つまり、入力電圧VinがリセットIC61の閾値Vthを上回っている場合には、電源回路1は通常通りに動作する。
Next, the operation of the power supply circuit 1 having the above configuration will be described. When the input voltage Vin from the
なお、入力電圧Vinが、図2の範囲Lまで低下した場合であっても、閾値Vthを上回っている間は、電源回路1は通常通りに動作する。この場合には、スイッチング電源10からの出力電圧Voutは、MPU20の駆動電圧Vcよりも低下するが、RAMの保持電圧Vrよりも高い値とされている。よって、仮にMPU20のCPUの動作が停止されたとしても、MPU20のRAMの記憶内容は保持される。
Even when the input voltage Vin falls to the range L in FIG. 2, the power supply circuit 1 operates normally as long as it exceeds the threshold value Vth. In this case, the output voltage Vout from the switching
一方、バッテリー91からの入力電圧VinがリセットIC61の閾値Vthを下回った場合には、リセットIC61の出力端子61aは、主ライン40よりも低いレベル(Lレベル)とされる。その結果、FET71のゲート−ソース間に電位差が生じ、FET71はオンされる。つまり、副ライン50は導通される。この場合、バッテリー91からの入力電圧Vinが、副ライン50を介して直接MPU20に供給される。
On the other hand, when the input voltage Vin from the
また、入力電圧VinがリセットIC61の閾値Vth(厳密には、スイッチング電源10の動作可能電圧Vgs)を下回った場合には、スイッチング電源10の動作が停止されて、スイッチング電源10の出力電圧Voutが一気にゼロとされる(図3参照)。このように、入力電圧VinがリセットIC61の閾値Vthを下回ると、その入力電圧Vin(0<Vin<閾値th)は、スイッチング電源10を介さないで直接MPU20に入力されることになる。
When the input voltage Vin falls below the threshold value Vth (strictly speaking, the operable voltage Vgs of the switching power supply 10) of the
これによって、スイッチング電源10の出力電圧Voutがゼロとされた場合であっても、入力電圧VinがRAMの保持電圧Vrを下回らない限りは、MPU20のRAMの記憶内容を保持させることができる。よって、その後に、バッテリー91の入力電圧Vinが通常の値に戻った場合には、MPU20の動作を迅速に復帰させることができる。
As a result, even if the output voltage Vout of the switching
また、リセットIC61の閾値Vthは、スイッチング電源10の動作可能電圧Vgs以上に設定されているので、スイッチング電源10の動作停止と同時又は動作停止される前に、副ライン50を導通させることができる。よって、MPU20に供給される電圧が途絶えてしまうのを防止することができる。
Further, since the threshold value Vth of the
(変形例1)
上記実施形態では、リセットIC61の閾値Vthの値によっては、スイッチング電源10が完全に動作停止される前に、副ライン50が導通される可能性がある。この場合には、スイッチング電源10を経由するラインと、副ライン50を経由するラインとが混在することで、スイッチング電源10の後段の電圧が不安定となるおそれがある。そこで、主ライン40及び副ライン50からなる閉ループ上に、ダイオードを設けるようにしてもよい。ここで、図4は、変形例1に係るメータシステム2aの概略構成を示した図である。なお、図4において、図1と変更がない部分には同じ符号を付している。このメータシステム2aは、図1のメータシステム2に対して、電源回路1aが異なっている。具体的には、電源回路1aは、主ライン40及び副ライン50からなる閉ループ上(図4の破線55で囲まれたライン40、50上)に、ダイオード81が設けられている点で、図1の電源回路1と異なっている。
(Modification 1)
In the above embodiment, depending on the value of the threshold value Vth of the
ダイオード81は、副ライン50上のスイッチング素子70と後段側接続点42の間において、アノード端子がスイッチング素子70側、カソード端子が後段側接続点42側となるように、設けられる。これによって、スイッチング電源10を経由した主ライン40の電圧Vx(図4参照)と副ライン50の電圧Vyとが異なる場合であっても、後段側接続点42の電圧を一意に確定することができる。より具体的には、後段側接続点42の電圧は、主ライン40の電圧Vxと副ライン50の電圧Vyのうちの低い方に確定される。これによって、MPU20に、安定した電圧を供給することができる。
The diode 81 is provided between the switching
なお、ダイオードは、主ライン40上のスイッチング電源10と後段側接続点42の間に設けてもよい。また、主ライン40上及び副ライン50上の両方に、ダイオードを設けてもよい。いずれの場合であっても、後段側接続点42の電圧を、主ライン40の電圧Vxと副ライン50の電圧Vyのうちの低い方に確定させることができる。
The diode may be provided between the switching
(変形例2)
また、使用するスイッチング電源によっては、一定の信号(動作停止信号)が入力されることで、そのスイッチング電源の動作を強制的に停止させるイネーブル端子を有するものがある。この場合には、そのイネーブル端子に動作停止信号を入力することで、スイッチング電源と副ラインの両方が動作されるのを防止するようにしてもよい。ここで、図5は、変形例2に係るメータシステム2bの概略構成を示した図である。なお、図5において、図2と変更がない部分には同じ符号を付している。このメータシステム2bは、図2のメータシステム2に対して、電源回路1bが異なっている。具体的には、電源回路1bは、イネーブル端子11a(EN端子)を有するスイッチング電源11を採用した点で、図2の電源回路1と異なっている。
(Modification 2)
Some switching power supplies have an enable terminal that forcibly stops the operation of the switching power supply when a certain signal (operation stop signal) is input. In this case, the operation stop signal may be input to the enable terminal to prevent both the switching power supply and the sub line from being operated. Here, FIG. 5 is a diagram illustrating a schematic configuration of a
そのスイッチング電源11は、そのEN端子11aにHレベルの信号が入力されている間、動作可能とされる一方で、EN端子11aにLレベルの信号が入力された場合には、強制的に動作停止されるものである。
The switching
そして、そのEN端子11aを、リセットIC61の出力端子61aが接続されたラインと接続することで、FET71のオンと同時に、スイッチング電源11の動作を停止させることができる。具体的に説明すると、リセットIC61の出力端子61aがHレベルの間(FET71がオフの間)は、そのHレベルの信号がEN端子11aに入力されるので、スイッチング電源11は動作可能とされる。一方、リセットIC61の出力端子61aがLレベルとされた場合には、FET71がオンされるとともに、そのLレベルの信号がEN端子11aに入力されるので、スイッチング電源11の動作が停止される。これによって、スイッチング電源11と副ライン50の両方が動作されるのを確実に防止することができる。なお、EN端子11aが本発明の「停止信号入力端子」に相当する。また、リセットIC61が本発明の「停止信号入力手段」に相当する。
Then, by connecting the
なお、本発明に係る車両用電源回路は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載を逸脱しない範囲で、適宜変更することができる。例えば、上記実施形態では、電圧監視部としてリセットICを採用していたが、入力電圧Vinが閾値Vthを上回っているか下回っているかに応じて、Hレベルの信号又はLレベルの信号を出力するものであれば、どのように電圧監視部を構成してもよい。例えば、リセットICに代えて、市販の他のICや、トランジスタ等の素子単独で(ディスクリートで)電圧監視部を構成してもよい。 The vehicle power supply circuit according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the scope of the claims. For example, in the above embodiment, the reset IC is used as the voltage monitoring unit, but outputs an H level signal or an L level signal depending on whether the input voltage Vin is above or below the threshold value Vth. If so, the voltage monitoring unit may be configured in any way. For example, instead of the reset IC, the voltage monitoring unit may be configured by another commercially available IC or an element such as a transistor alone (discrete).
また、上記実施形態では、副ライン上のスイッチング素子としてFETを採用していたが、バイポーラトランジスタ等の他のスイッチング素子を採用してもよい。また、上記実施形態では、車載メータのMPUに電圧を供給するメータシステムについて説明したが、空調装置のMPU等、他の車載装置に電圧を供給するシステムに対しても、本発明を適用することができる。 In the above embodiment, the FET is used as the switching element on the sub-line. However, other switching elements such as a bipolar transistor may be used. Moreover, in the said embodiment, although the meter system which supplies a voltage to MPU of a vehicle-mounted meter was demonstrated, this invention is applied also to the system which supplies a voltage to other vehicle-mounted apparatuses, such as MPU of an air conditioner. Can do.
1、1a、1b 車両用電源回路
2、2a、2b メータシステム
10、11 スイッチング電源
11a イネーブル端子(EN端子、停止信号入力端子)
20 車載メータのMPU(車載装置)
40 主ライン
41 前段側接続点
42 後段側接続点
50 副ライン
60 電圧監視部(切替制御手段)
61 リセットIC(停止信号入力手段)
70 スイッチング素子
71 FET
81 ダイオード
91 バッテリー
1, 1a, 1b Vehicle
20 On-vehicle meter MPU (on-vehicle equipment)
40
61 Reset IC (stop signal input means)
70 switching
81
Claims (3)
一端が前記スイッチング電源の前段で前記主ラインと接続され、他端が前記スイッチング電源の後段で前記主ラインと接続された副ラインと、
前記副ライン上に設けられ、前記副ラインの導通/遮断を切り替える切替手段と、
前記入力電圧の値を監視し、その入力電圧の値が、前記動作可能電圧以上の予め定められた閾値を下回った場合には、前記切替手段を制御して前記副ラインを導通させる切替制御手段と、を備え、
前記車載装置は、揮発性メモリを備え、その揮発性メモリの記憶内容が保持される下限の電圧である保持電圧は前記駆動電圧より低い電圧であり、
前記閾値の電圧が前記スイッチング電源に入力された場合における前記スイッチング電源から出力される電圧は、前記保持電圧よりも高く、前記駆動電圧よりも低い電圧であることを特徴とする車両用電源回路。 Driving voltage required to drive the in-vehicle device using the input voltage input from the main line by controlling on / off of the switching element provided on the main line in the previous stage of the in-vehicle device mounted on the vehicle A vehicle power supply circuit comprising a switching power supply that is stopped when the input voltage is below a predetermined operable voltage,
One end is connected to the main line at the front stage of the switching power supply, and the other end is connected to the main line at the rear stage of the switching power supply.
Switching means provided on the sub-line and switching between conduction / cut-off of the sub-line;
A switching control unit that monitors the value of the input voltage and controls the switching unit to conduct the sub-line when the value of the input voltage falls below a predetermined threshold value equal to or higher than the operable voltage. and, with a,
The in-vehicle device includes a volatile memory, and a holding voltage that is a lower limit voltage at which the storage content of the volatile memory is held is a voltage lower than the driving voltage,
The vehicle power supply circuit , wherein a voltage output from the switching power supply when the threshold voltage is input to the switching power supply is higher than the holding voltage and lower than the driving voltage .
前記主ライン上の前記スイッチング電源と前記後段側接続点の間、及び前記副ライン上の少なくとも一方に設けられたダイオードを備えることを特徴とする請求項1に記載の車両用電源回路。 Of the connection points between the main line and the sub-line, when the connection point on the rear stage side of the switching power supply is the rear stage side connection point,
2. The vehicle power supply circuit according to claim 1, further comprising a diode provided between the switching power supply on the main line and the rear-side connection point and at least one on the subline.
前記切替制御手段が前記副ラインを導通させるのと同時に、前記停止信号入力端子に前記動作停止信号を入力する停止信号入力手段を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の車両用電源回路。 The switching power supply has a stop signal input terminal to which an operation stop signal for stopping the operation of the switching power supply is input.
3. The vehicle power supply according to claim 1, further comprising stop signal input means for inputting the operation stop signal to the stop signal input terminal at the same time when the switching control means makes the sub line conductive. 4. circuit.
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