JP5526965B2 - Power supply control device and failure detection method - Google Patents
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Description
本発明は、接続される負荷への給電をスイッチング素子を用いて制御する電源制御装置に関し、スイッチング素子を複数、並列に用いて更に、複数のスイッチング素子のいずれかの故障を検知することが可能な電源制御装置及び該電源制御装置における故障検出方法に関する。 The present invention relates to a power supply control device that uses a switching element to control power supply to a connected load, and can detect a failure of any of the plurality of switching elements by using a plurality of switching elements in parallel. The present invention relates to a power supply control device and a failure detection method in the power supply control device.
機器(負荷)への給電を制御するためのデバイスとして、半導体を利用したスイッチング素子が用いられる。このとき、スイッチング素子及び負荷への過電流を防止するための対策が必要である。スイッチング素子周辺の温度、又は電流量に基づいて異常を検出し、異常が検出されたときに自動的にスイッチング素子をオフにする保護機能が備えられる場合がある。例えば、FET(Field Effect Transistor)と保護機能とを内蔵したIPS(Intelligent Power Switch)なるデバイスが利用される場合がある。 A switching element using a semiconductor is used as a device for controlling power feeding to a device (load). At this time, it is necessary to take measures to prevent overcurrent to the switching element and the load. There may be a protection function that detects an abnormality based on the temperature around the switching element or the amount of current and automatically turns off the switching element when the abnormality is detected. For example, an IPS (Intelligent Power Switch) device incorporating a FET (Field Effect Transistor) and a protection function may be used.
保護素子として例えば特許文献1には、半導体スイッチから負荷へ流れる負荷電流を検出し、検出した電流値と、電流値から算出する温度相当値とを用いて異常か否かを判定する機能を有した電源供給装置が開示されている。
As a protection element, for example,
特許文献1に開示されている装置でも示されているように、給電により負荷へ流れる電流値によってスイッチング素子での異常を検出する方法が一般的である。
As shown in the device disclosed in
しかしながら、負荷へ流れる電流量が比較的大電流である場合に、複数のスイッチング素子を並列に用いて夫々における発熱量を低減する構成としたとき、一方のスイッチング素子が故障したとしても、他方のスイッチング素子が正常であれば、負荷へ流れる電流量は故障前と同様であるから異常を検出できない。 However, when the amount of current flowing to the load is relatively large, when a configuration is employed in which a plurality of switching elements are used in parallel to reduce the amount of heat generated, even if one switching element fails, the other If the switching element is normal, the amount of current flowing to the load is the same as that before the failure, so an abnormality cannot be detected.
複数のスイッチング素子を並列に用いる構成とした場合に、上述のように一方のみが故障し、他方が正常であるとき、正常なスイッチング素子に電流が集中して電源供給装置自体が発火に到る可能性がある。したがって、並列に用いる構成とした場合には、一方のみが故障したとしてもこれを検知する必要がある。 In the case where a plurality of switching elements are used in parallel, when only one of them fails and the other is normal as described above, current concentrates on the normal switching elements and the power supply device itself ignites. there is a possibility. Therefore, in the case of the configuration used in parallel, it is necessary to detect even if only one of them fails.
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、複数のスイッチング素子を並列に用い、いずれかにおける故障を検知することが可能な電源制御装置及び故障検知方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a power supply control device and a failure detection method capable of detecting a failure in any one of a plurality of switching elements in parallel. To do.
本発明に係る電源制御装置は、直流電源及び負荷間に介装され、前記負荷への給電を制御する電源制御装置において、前記電源の一端子及び前記負荷間に並列に接続される複数のスイッチング素子と、該複数のスイッチング素子のオン/オフを各制御する制御手段と、前記複数のスイッチング素子の負荷側の端子における電圧値を測定する測定手段と、前記複数のスイッチング素子が、前記制御手段によって全てがオンの状態から、異なる時点で各別にオフされているとき、及び同時にオフされているときに夫々、前記測定手段により電圧値を測定し、測定して得られた各時点での電圧値に基づき、前記複数のスイッチング素子の内のいずれかの故障を検知する検知手段とを備え、前記制御手段は、前記測定手段による測定後に前記スイッチング素子全てをオンに戻すようにし、更に、各スイッチング素子がオフしている期間は前記負荷の許容瞬断時間よりも短くなるようにしてあることを特徴とする。 A power supply control device according to the present invention is a power supply control device that is interposed between a DC power supply and a load and controls power supply to the load. A plurality of switching devices connected in parallel between one terminal of the power supply and the load an element, and control means for each control on / off of the plurality of switching elements, a measuring means for measuring the voltage value at the load side terminal of the plurality of switching elements, before Symbol plurality of switching elements, the control all from the oN state by means, when being off to each other at different time points, and respectively when being turned off at the same time, by measuring the voltage value by said measuring means, each time point obtained by measuring based on the voltage value at, and a detection means for detecting a failure of any of the plurality of switching elements, said control means, said switch after measurement by said measuring means All grayed element as back on, further, the period of each switching element is off and said Citea Rukoto to be shorter than the allowable interruption time of the load.
本発明に係る電源制御装置は、前記スイッチング素子はFETであることを特徴とする。 In the power supply control device according to the present invention, the switching element is an FET.
本発明に係る故障検知方法は、直流電源及び負荷間に介装され、前記負荷への給電を制御する電源制御装置で、前記電源の一端子及び前記負荷間に複数のスイッチング素子が並列に接続されている場合に該複数のスイッチング素子の内のいずれかの故障を検知する方法であって、前記複数のスイッチング素子を、全てがオンの状態から、異なる時点で各別に、前記負荷の許容瞬断時間よりも短い期間だけオフさせ、各別にオフされているときに前記複数のスイッチング素子の負荷側の端子における電圧値を各測定し、前記複数のスイッチング素子を前記負荷の許容瞬断時間よりも短い期間だけ同時にオフさせ、同時にオフされている間に前記複数のスイッチング素子の負荷側の端子における電圧値を測定し、前記複数のスイッチング素子全てをオンへ戻し、各測定された電圧値に基づき、前記複数のスイッチング素子の内のいずれかの故障を検知することを特徴とする。 Fault detection knowledge method according to the present invention is interposed between the DC power source and a load, the power supply control apparatus for controlling the power supply to the load, in parallel a plurality of switching elements between the one terminal and the load of the power supply A method of detecting a failure of any of the plurality of switching elements when connected, wherein the plurality of switching elements are individually turned on at different points in time from the state in which all the switching elements are turned on . is off for a short period than allowable interruption time, the voltage value at the load side terminal of the plurality of switching elements when being turned off individually to each measurement, the plurality of switching elements allowable instantaneous of the load a short period only turned off at the same time than the interruption time by measuring the voltage value at the load side terminal of the plurality of switching elements while being turned off at the same time, the plurality of switching elements all Back to on, based on the voltage values each measured, and detecting a failure of any of the plurality of switching elements.
本発明では、直流電源と負荷との間に介装されて負荷への給電のオン/オフを制御する電源制御装置にて、複数のスイッチング素子を並列に接続して用い、各スイッチング素子を異なるタイミングで各別にオフさせている間と、全てオフ同時にオフさせている間との夫々の時点にて、並列に接続されたスイッチング素子の負荷側の端子における電圧値に基づいてスイッチング素子夫々について故障を検知する。
複数のスイッチング素子を各別にオフにさせる間でも、それらは並列に接続されているためにオンのスイッチング素子によって電圧値は直流電源からの電圧値が維持されるはずであり、各別の故障を検知できる。なお、電圧値を測定して故障を検知するから、負荷への電力に影響を与えずに故障を検知することができる。
なお、本発明では、スイッチング素子として例えばFETを用いる。そして、FETの容量は夫々、単独でも負荷への電流量に十分に耐えうるだけのものとすることが好ましい。
In the present invention, a plurality of switching elements are connected in parallel in a power supply control device that is interposed between a DC power supply and a load and controls on / off of power feeding to the load, and each switching element is different. Each switching element fails based on the voltage value at the load-side terminal of the switching elements connected in parallel at the time of turning off each at the timing and while turning off all at the same time Is detected.
Even when a plurality of switching elements are individually turned off, the voltage values from the DC power source should be maintained by the switching elements that are on because they are connected in parallel. Can be detected. Since the failure is detected by measuring the voltage value, the failure can be detected without affecting the power to the load.
In the present invention, for example, an FET is used as the switching element. And it is preferable that the capacitance of each FET is sufficient to withstand the amount of current to the load.
本発明では、スイッチング素子を各別にオフさせる期間、及び同時にオフにさせる期間は、負荷の許容瞬断時間よりも短くされる。これにより、電源制御装置にて負荷へ給電中であっても負荷へ影響を与えることなく、故障の検知を実行することが可能となる。故障の検知のために各負荷をオフとする必要もない。 In the present invention, the period during which the switching elements are turned off separately and the period during which the switching elements are simultaneously turned off are shorter than the allowable instantaneous interruption time of the load. As a result, even when power is being supplied to the load by the power supply control device, it is possible to detect a failure without affecting the load. There is no need to turn off each load to detect a failure.
本発明による場合、並列にスイッチング素子を接続して用いて各スイッチング素子での電流量を低減させて発熱量を低減させた上で更に、夫々をオフにさせた時点での負荷側の端子における電圧値を測定し用い、各スイッチング素子の故障を個別に検出することが可能である。 In the case of the present invention, the switching elements are connected in parallel and used to reduce the amount of current in each switching element to reduce the amount of heat generation, and further, at the point of time when each of the terminals on the load side is turned off. By measuring and using the voltage value, it is possible to individually detect the failure of each switching element.
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
なお、以下の実施の形態では、車両に搭載される車載負荷の給電制御を行なう電源制御システムに本発明に係る電源制御装置を用いる例を挙げて説明する。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing embodiments thereof.
In the following embodiments, an example in which the power supply control device according to the present invention is used in a power supply control system that performs power supply control of a vehicle-mounted load mounted on a vehicle will be described.
(実施の形態1)
図1は、実施の形態1における電源制御システムの構成及び電源制御装置の内部構成を示すブロック図である。電源制御システムは、バッテリ1と、バッテリ1に接続されるヒューズ(ヒューズボックス)2と、電源制御対象の負荷4へのバッテリ1からの給電を制御する電源制御装置3とを含む。バッテリ1の正電圧側(+B)がヒューズ2を介して電源制御装置3に接続され、電源制御装置3に接続される電力線に負荷4が接続される。なお負荷4は、電源からの電力供給を受ける複数のECU(Electronic Controller Unit)である。各ECUは電力線にバス型に接続され、電源制御装置3により全体として給電が制御される。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the power supply control system and the internal configuration of the power supply control device according to the first embodiment. The power supply control system includes a
電源制御装置3は、CPU(Central Processing Unit)を用いた制御部30と、2つのFET31及びFET32が並列に接続されているスイッチ部33と、FET31及びFET32のゲート電圧を制御するスイッチ制御回路34と、スイッチ部33からの出力電圧を測定する電圧測定回路35とを備える。
The power
制御部30は、CPUを用い、内蔵ROMに記憶してある制御プログラムを読み出して実行することにより、FET31及びFET32のオン/オフを制御する。なお制御部30はCPUを単独に用いる構成には限らず、マイクロコンピュータでもよい。
The control unit 30 uses a CPU to read and execute a control program stored in the built-in ROM, thereby controlling on / off of the
制御部30には、図示しないアクセサリスイッチ及びイグニッションスイッチからのACC信号及びIGON/IGOFF信号が入力される。制御部30には更に、バッテリ1の残量を測定するバッテリセンサからの信号が入力される。制御部30は、これらのスイッチ及びセンサからの信号に基づいてスイッチ制御処理を実行し、FET31及びFET32のオン/オフを制御する制御信号をスイッチ制御回路34へ出力する。基本的に制御部30は、負荷4への給電を開始するときにはFET31及びFET32の両方をオン、給電を停止するときには両方をオフとする。また、制御部30には、電圧測定回路35からの信号が入力され、信号が示す電圧測定結果に基づき、後述の故障検知処理を実行する。
An ACC signal and an IGON / IGOFF signal from an accessory switch and an ignition switch (not shown) are input to the control unit 30. The controller 30 further receives a signal from a battery sensor that measures the remaining amount of the
スイッチ部33は、並列に接続されるFET31及びFET32を有する。実施の形態1では2つのFET31及びFET32はいずれもドレインがバッテリ1の正極側(ヒューズ2)に接続され、ソースが負荷4へ接続されるようにしてある。ドレインが負荷4、ソースのバッテリ1へ接続される構成としてもよい。
The
スイッチ制御回路34は、制御部30からの制御信号に基づき、スイッチ部33のFET31及びFET32のゲート電圧を制御する。
The
電圧測定回路35は、スイッチ部33と負荷との間における電圧値、即ちFET31及びFET32のソース電圧を測定し、制御部30へ通知する。
The
このように構成される電源制御装置3にて、制御部30はスイッチ部33の故障検知処理を実行する。制御部30は、電源制御装置3によって負荷4へ給電中、周期的(例えば1分間に一度の周期)に、スイッチ部33のFET31及びFET32のいずれか又は両方が故障していないかを判断する。制御部30は、スイッチ制御回路34によって後述する具体的な方法でFET31及びFET32を夫々異なるタイミング及び同一のタイミングで瞬断し、夫々のタイミングでの電圧を電圧測定回路35により測定して故障を検知する。
In the power
そして故障検知処理を実行する制御部30は、FET31及びFET32のいずれか又は両方の故障を検知した場合、警報を発せさせる。具体的には、制御部30は、図示しないスピーカ及びランプを含む警報手段へ指示信号を出力し、スピーカにより運転者へ警告音を発し、ランプにより運転者へ短絡発生の警告を通知するように構成する。 And the control part 30 which performs a failure detection process raises an alarm, when the failure of either or both of FET31 and FET32 is detected. Specifically, the control unit 30 outputs an instruction signal to alarm means including a speaker and a lamp (not shown), emits a warning sound to the driver through the speaker, and notifies the driver of a short circuit occurrence warning through the lamp. Configure.
制御部30によるスイッチ制御回路34及び電圧測定回路35を用いた故障検知方法の詳細について説明する。
Details of the failure detection method using the
図2は、実施の形態1における制御部30からの制御に基づきスイッチ制御回路34にて制御されるゲート電圧のタイムチャートである。図2は、横軸に時間軸、縦軸にゲート電圧のH(High)/L(Low)を示す。
FIG. 2 is a time chart of the gate voltage controlled by the
制御部30は、周期が到来するとFET31及びFET32のゲート電圧をごく短い時間だけLowに落として夫々オフにし、その間に電圧測定回路35により測定される電圧値がHighか、あるいはLowかであるかを判断する。
When the period arrives, the control unit 30 reduces the gate voltages of the
図2に示すように、制御部30はスイッチ制御回路34により、FET31のゲート電圧をtw1の期間だけLowとしてオフにし、tw1の期間中、重複するようにFET32のゲート電圧を同様にtw1の期間だけLowとする。なおFET31のゲート電圧をLowとする期間と、FET21のゲート電圧をLowとする期間との長さは、tw1で同一でなくともよい。ただし、期間tw1、即ちFET31又はFET32のゲート電圧をLowとする期間の長さは、いずれも負荷4の瞬断許容時間よりも短くするため、本実施の形態では2ミリ秒以内としてある。そして負荷4は、逆接ダイオード等を用いて瞬断が許容されるように構成されていなければならない。
As shown in FIG. 2, the control unit 30
制御部30は、FET31のゲート電圧のみをLowとした期間中のt1の時点、FET31及びFET32両者のゲート電圧をLowとした期間tw1の重複期間中のt2の時点、並びにFET32のゲート電圧のみをLowとした期間中のt3の時点夫々にて、電圧測定回路35により電圧値を測定する。測定により得られた結果と検知結果との対応は以下である。
Control unit 30, t1 time point during the period in which the gate voltage only has to Low of
図3は、実施の形態1における制御部30による故障検知の規準の内容例を示す説明図である。 FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a content example of a criterion for failure detection by the control unit 30 in the first embodiment.
図3に示すように、FET31のゲート電圧のみがLowとされた期間中のt1の時点で、電圧測定回路35により測定された電圧値がHighである場合は、正常と判断される。t1の時点では、FET31がオフ状態であるが、FET32がオンであるために、FET32が正常であれば出力電圧はHighで維持されるはずだからである。一方、t1の時点で測定された電圧値がLowである場合は、FET32がオフとなったまま故障していると判断される。
As shown in FIG. 3, when the voltage value measured by the
FET31及びFET32の両者のゲート電圧がLowとされた期間中のt2の時点で、電圧測定回路35により測定された電圧値がHighである場合は、いずれか一方がオンとなったまま故障していると判断される。t2の時点では、FET31及びFET32の両者がオフ状態となるべきであるから、出力電圧はLowとなるはずだからである。勿論、t2の時点で測定された電圧値がLowである場合は、なるべき状態となっているので正常と判断される。
If the voltage value measured by the
FET32のゲート電圧のみがLowとされた期間中のt3の時点で、電圧測定回路35により測定された電圧値がHighである場合はFET31のときと同様に正常と判断される。一方で、t3の時点で測定された電圧値がLowである場合は、FET31がオフとなったまま故障していると判断される。
When the voltage value measured by the
このように、電源制御装置3が構成されることにより、FET31及びFET32夫々の故障を検知できる。しかも、並列に接続し、許容瞬断時間よりも短い時間だけオフさせてその間に電圧値を測定することで故障を検知するので、電源制御装置3から負荷4へ給電中であっても負荷に影響を与えることなく故障を検知することができる。
本発明により、各FET31及びFET32での発熱量を検知する素子を用いなくとも故障を検知できるが、これらの温度に基づく故障予測を併せて用いてもよい。
Thus, by configuring the power
According to the present invention, a failure can be detected without using an element for detecting the amount of heat generated in each
(実施の形態2)
実施の形態2では、制御部30による故障検知方法の詳細が実施の形態1における方法と異なる。つまり、FET31及びFET32をオフにする期間が異なる。以下、実施の形態1と共有する構成部には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
(Embodiment 2)
In the second embodiment, the details of the failure detection method by the control unit 30 are different from the method in the first embodiment. That is, the periods during which the
図4は、実施の形態2における制御部30からの制御に基づきスイッチ制御回路34にて制御されるゲート電圧のタイムチャートである。図4は、実施の形態1の図2同様、横軸に時間軸、縦軸にゲート電圧のH/Lを示す。
FIG. 4 is a time chart of the gate voltage controlled by the
図4に示すように、制御部30はスイッチ制御回路34により、FET31及びFET32のゲート電圧を夫々、tw2の期間だけLowとしてオフにすることを2回繰り返す。このとき制御部30は、FET31のゲート電圧をLowとする2回目の期間tw2と、FET32のゲート電圧をLowとする1回目の期間tw2とは一致するように制御させる。これにより、一方のみがオン(又はオフ)状態及び両方がオフ状態となるようにすることができる。
As illustrated in FIG. 4, the control unit 30 repeats twice that the
実施の形態2でも、FET31のゲート電圧をLowとする期間と、FET21のゲート電圧をLowとする期間との長さは、tw2で同一でなくともよい。ただし、FET31又はFET32のゲート電圧をLowとする期間tw2の長さは、いずれも負荷4の瞬断許容時間よりも短くするため、本実施の形態では2ミリ秒以内としてある。負荷4は、逆接ダイオード等を用いて瞬断が許容されるように構成されていなければならない。
Even the second embodiment, a period of a Low gate voltage of the
制御部30は、FET31のゲート電圧のみをLowとした期間tw2中のt4の時点、FET31及びFET32両者のゲート電圧をLowとした重複期間tw2中のt5の時点、並びにFET32のゲート電圧のみをLowとした期間tw2中のt6の時点夫々にて、電圧測定回路35により電圧値を測定する。測定により得られた結果と検知結果との対応は以下である。
Control unit 30, t4 time point during the period t w2 of the gate voltage only has to Low of
図5は、実施の形態2における制御部30による故障検知の規準の内容例を示す説明図である。 FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a content example of a criterion for failure detection by the control unit 30 according to the second embodiment.
図5に示すように、FET31のゲート電圧のみがLowとされた期間中のt4の時点で、電圧測定回路35により測定された電圧値がHighである場合は、正常と判断される。t4の時点では、FET31がオフ状態であるが、FET32がオンであるために、FET32が正常であれば出力電圧はHighで維持されるはずだからである。一方、t4の時点で測定された電圧値がLowである場合は、FET32がオフとなったまま故障していると判断される。
As shown in FIG. 5, when the voltage value measured by the
FET31及びFET32の両者のゲート電圧がLowとされた期間中のt5の時点で、電圧測定回路35により測定された電圧値がHighである場合は、いずれか一方がオンとなったまま故障していると判断される。t5の時点では、FET31及びFET32の両者がオフ状態となるべきであるから、出力電圧はLowとなるはずだからである。勿論、t5の時点で測定された電圧値がLowである場合は、なるべき状態となっているので正常と判断される。
If the voltage value measured by the
FET32のゲート電圧のみがLowとされた期間中のt6の時点で、電圧測定回路35により測定された電圧値がHighである場合はFET31のときと同様に正常と判断される。一方で、t6の時点で測定された電圧値がLowである場合は、FET31がオフとなったまま故障していると判断される。
When the voltage value measured by the
このように、電源制御装置3が構成されることにより、FET31及びFET32夫々の故障を検知できる。しかも、並列に接続し、許容瞬断時間よりも短い時間だけオフさせてその間に電圧値を測定することで故障を検知するので、電源制御装置3から負荷4へ給電中であっても負荷に影響を与えることなく実際の故障を検知することができる。
Thus, by configuring the power
(実施の形態3)
実施の形態1及び2では、2つのFET31及びFET32を並列に接続して夫々の故障を検知することが可能な構成とした。しかしながら本発明はこれに限らず、3つ以上のFETを用いる構成としてもよい。実施の形態3では、3つのFETを並列に接続して用いる場合の故障検知方法の例を示す。
(Embodiment 3)
In the first and second embodiments, the two
実施の形態3では、3つのFETを用いるスイッチ部の内部構造が3つのFETの並列接続である点、及びそれに伴う制御部30による故障検知方法の詳細が実施の形態1における方法と異なる。したがって、電源制御装置の内部構成については図示及び詳細な説明を省略し、実施の形態1と共有する構成部には同一の符号を付して以下、実施の形態3について説明する。 The third embodiment is different from the method in the first embodiment in that the internal structure of the switch unit using three FETs is a parallel connection of three FETs and the details of the failure detection method by the control unit 30 associated therewith. Therefore, the illustration and detailed description of the internal configuration of the power supply control device are omitted, and the same reference numerals are given to the components shared with the first embodiment, and the third embodiment will be described below.
図6は、実施の形態3における制御部30からの制御に基づきスイッチ制御回路34にて制御されるゲート電圧のタイムチャートである。図6は、実施の形態1の図2同様、横軸に時間軸、縦軸にゲート電圧のH/Lを示す。
FIG. 6 is a time chart of the gate voltage controlled by the
図6に示すように、制御部30はスイッチ制御回路34により、3つのFET(FET31、FET32及び3つ目のFET)のゲート電圧を夫々制御し、tw3の期間だけLowとしてオフにすることを3回繰り返し、FET31のみがオン状態の期間、FET32のみがオン状態となる期間、3つ目のFETのみがオン状態の期間及び全てがオフ状態となる期間をつくる。
As shown in FIG. 6, the control unit 30 controls the gate voltages of the three FETs (
実施の形態3でも、3つのFETのゲート電圧を夫々Lowとする期間の長さは、tw3で同一でなくともよく、夫々の長さを負荷4の瞬断許容時間よりも短くする。
Also in the third embodiment, the lengths of the periods during which the gate voltages of the three FETs are set to Low do not have to be the same at tw3 , and each length is made shorter than the instantaneous interruption allowable time of the
制御部30は、FET31のみがオン状態(ゲート電圧がHigh)の期間tw3中のt7の時点、FET32のみがオン状態(ゲート電圧がHigh)の期間tw3中のt8の時点、及び3つめのFETのみがオン状態(ゲート電圧がHigh)の期間tw3中のt9の時点、及び3つのFET全てがオフ状態(ゲート電圧がLow)の期間tw3中のt10の時点夫々にて、電圧測定回路35により電圧値を測定する。測定により得られた結果と検知結果との対応は以下である。
Control unit 30, t7 time point during the period t w3 only FET31 is turned on (gate voltage is High), t8 time points during the period t w3 only FET32 is turned on (gate voltage is High), and third Only at the time t9 during the period tw3 when only the FETs are on (gate voltage is high) and at the time t10 during the period tw3 when all three FETs are off (gate voltage is low). The voltage value is measured by the
図7は、実施の形態3における制御部30による故障検知の規準の内容例を示す説明図である。 FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a content example of a criterion for failure detection by the control unit 30 in the third embodiment.
図7に示すように、FET31のゲート電圧のみがHighとされた期間中のt7の時点で、電圧測定回路35により測定された電圧値がHighである場合は、3つのFETはいずれもこの段階では正常と判断される。一方、t7の時点で測定された電圧値がLowである場合は、FET31がオフとなったまま故障していると判断される。
As shown in FIG. 7, when the voltage value measured by the
FET32及び3つ目のFETについても同様に、t8の時点及びt9の時点での電圧値により、正常であるか又はオフ故障であるかを判断することが可能である。
Similarly, for the
3つ全てのFETのゲート電圧がLowとされた期間中のt10の時点で、電圧測定回路35により測定された電圧値がHighである場合は、いずれかがオンとなったまま故障していると判断される。t10の時点では、3つのFETがいずれもオフ状態となるべきであり、出力電圧はLowとなるはずだからである。勿論、t10の時点で測定された電圧値がLowである場合は、なるべき状態となっているので正常と判断される。
If the voltage value measured by the
このように、3つ以上のFETを用いる構成であっても、制御部30がいずれか1つのみをオン状態(又はオフ状態)としたときの電圧値を測定することにより、いずれかの故障を検知することが可能である。 In this way, even in the configuration using three or more FETs, any failure is caused by measuring the voltage value when only one of the control units 30 is in the on state (or off state). Can be detected.
開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 The disclosed embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 バッテリ(電源)
3 電源制御装置
30 制御部(制御手段、検知手段)
31,32 FET(スイッチング素子)
33 スイッチ部
35 電圧測定回路
1 Battery (Power)
3 Power supply control device 30 Control unit (control means, detection means)
31, 32 FET (switching element)
33
Claims (3)
前記電源の一端子及び前記負荷間に並列に接続される複数のスイッチング素子と、
該複数のスイッチング素子のオン/オフを各制御する制御手段と、
前記複数のスイッチング素子の負荷側の端子における電圧値を測定する測定手段と、
前記複数のスイッチング素子が、前記制御手段によって全てがオンの状態から、異なる時点で各別にオフされているとき、及び同時にオフされているときに夫々、前記測定手段により電圧値を測定し、測定して得られた各時点での電圧値に基づき、前記複数のスイッチング素子の内のいずれかの故障を検知する検知手段と
を備え、
前記制御手段は、前記測定手段による測定後に前記スイッチング素子全てをオンに戻すようにし、更に、各スイッチング素子がオフしている期間は前記負荷の許容瞬断時間よりも短くなるようにしてある
ことを特徴とする電源制御装置。 In a power supply control device that is interposed between a DC power supply and a load and controls power supply to the load,
A plurality of switching elements connected in parallel between one terminal of the power source and the load;
Control means for controlling each on / off of the plurality of switching elements;
Measuring means for measuring a voltage value at a load-side terminal of the plurality of switching elements;
Before SL plurality of switching elements, all from the ON state by the control means, when it is off to each other at different time points, and measuring a voltage value by each, said measuring means when being turned off at the same time And detecting means for detecting a failure of any of the plurality of switching elements based on the voltage value at each time point obtained by measurement ,
The control means is configured to return all the switching elements to ON after measurement by the measurement means, and further, the period during which each switching element is OFF is shorter than the allowable instantaneous interruption time of the load. A power supply control device.
を特徴とする請求項1に記載の電源制御装置。 The power supply control device according to claim 1, wherein the switching element is an FET.
前記複数のスイッチング素子を、全てがオンの状態から、異なる時点で各別に、前記負荷の許容瞬断時間よりも短い期間だけオフさせ、
各別にオフされているときに前記複数のスイッチング素子の負荷側の端子における電圧値を各測定し、
前記複数のスイッチング素子を前記負荷の許容瞬断時間よりも短い期間だけ同時にオフさせ、
同時にオフされている間に前記複数のスイッチング素子の負荷側の端子における電圧値を測定し、
前記複数のスイッチング素子全てをオンへ戻し、
各測定された電圧値に基づき、前記複数のスイッチング素子の内のいずれかの故障を検知する
ことを特徴とする故障検知方法。 A power supply control apparatus that is interposed between a DC power supply and a load and controls power supply to the load, and when a plurality of switching elements are connected in parallel between one terminal of the power supply and the load A method for detecting any failure in an element,
Wherein the plurality of switching elements, all the on state, the separately at different times, then off for a short period than allowable interruption time of the load,
The voltage value at the load side terminal of the plurality of switching elements when being turned off individually to each measurement,
Simultaneously turning off the plurality of switching elements for a period shorter than an allowable instantaneous interruption time of the load ;
Measure the voltage value at the load side terminals of the plurality of switching elements while being simultaneously turned off,
Turning all of the plurality of switching elements back on;
A failure detection method comprising detecting a failure of any of the plurality of switching elements based on each measured voltage value.
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