JP5799793B2 - Power relay circuit for vehicles - Google Patents
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Description
本発明は、バッテリと負荷との間に設けられているリレー接点を、バッテリが外された場合に確実に開にする車両用電源リレー回路に関する。 The present invention relates to a vehicle power relay circuit that reliably opens a relay contact provided between a battery and a load when the battery is removed.
従来、車両のバッテリから負荷への接続は、ノーマルオープンリレーにより電流の通流と遮断とを切り替えていた。ノーマルオープンリレーは、如何なる負荷が接続されたとしても、バッテリが誤って逆接続された場合には、電流が流れない逆接保護素子としても作用する。 Conventionally, the connection from the battery of the vehicle to the load has been switched between current flow and interruption by a normally open relay. The normal open relay acts as a reverse connection protection element in which no current flows when a battery is connected in reverse, no matter what load is connected.
車両のバッテリから負荷への接続にノーマルオープンリレーに代えて、ラッチングリレーを用いることにより、消費電力を低減することができる。特許文献1には、バッテリが逆接続された場合に、接点オフ用コイルに電流を通流し、ラッチ部(リレー接点)をオフ(開)にすることで、ラッチングリレーを逆接保護素子とする逆接続防止回路が記載されている。
Power consumption can be reduced by using a latching relay instead of the normally open relay for connection from the battery of the vehicle to the load. In
特許文献1に記載の逆接防止回路は、バッテリにアノードが接続された第1ダイオードのカソード及び接地間に、2つの回路を並列に接続している。第1の回路は、接点オフ用コイル、順接続された第2ダイオード及び接点オフ用スイッチ(リセットスイッチ)の直列回路であり、第2の回路は、接点オン用コイル及び接点オン用スイッチ(セットスイッチ)の直列回路である。さらに、バッテリ及び第2ダイオードのアノード間に、第3ダイオードを逆接続し、接点オン用コイルに並列に第4ダイオードを逆接続している。
In the reverse connection prevention circuit described in
この逆接防止回路では、バッテリが逆に接続された場合は、バッテリの正極、接点オン用スイッチの寄生ダイオード、第4ダイオード、接点オフ用コイル、第3ダイオードの経路で電流が通流し、ラッチングリレーの接点をオフにする。 In this reverse connection prevention circuit, when the battery is connected in reverse, the current flows through the path of the positive electrode of the battery, the parasitic diode of the switch for contact ON, the fourth diode, the coil for contact OFF, and the third diode. Turn off the contact.
しかし、負荷がモータ又はインダクタンス負荷の場合は、負荷回路にフライホイールダイオードが設定されていることが多く、そのような回路にバッテリを逆接続すると、フライホイールダイオードを通じて大電流が流れて、接続している電線を含めた負荷が低抵抗となり、接点オフ用コイルに所要電圧が印加されない虞がある。そのため、負荷回路にフライホイールダイオードを設定しないように制限せざるを得ない。 However, when the load is a motor or an inductance load, a flywheel diode is often set in the load circuit, and when a battery is reversely connected to such a circuit, a large current flows through the flywheel diode and is connected. There is a possibility that the load including the connected electric wire has a low resistance and the required voltage is not applied to the contact-off coil. For this reason, it is inevitable that the flywheel diode is not set in the load circuit.
車両のバッテリから負荷への接続に、ノーマルオープンリレーに代えてラッチングリレーを用いると、ラッチングリレーは、バッテリを外した場合に、外した時の状態が保持される。このため、バッテリを外した時にリレー接点が閉であれば、再びバッテリを接続する際に誤って逆接続にすると、負荷に電流が流れ、ヒューズを設定していても、ヒューズが溶断する前に、負荷等が損傷する可能性があるという問題がある。特許文献1に記載の逆接防止回路では、この問題を十分に解決していない。
When a latching relay is used instead of the normally open relay for connection from the vehicle battery to the load, the latching relay maintains the state when it is removed when the battery is removed. For this reason, if the relay contact is closed when the battery is removed, if the reverse connection is mistaken when connecting the battery again, the current will flow to the load, and even if the fuse is set, before the fuse blows There is a problem that the load or the like may be damaged. The reverse connection prevention circuit described in
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、バッテリと負荷との間に設けられているリレー接点を、バッテリが外された場合に確実に開にする車両用電源リレー回路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 provides a vehicle power relay circuit that reliably opens a relay contact provided between a battery and a load when the battery is removed. For the purpose.
本発明に係る車両用電源リレー回路は、バッテリの正極及び負荷の間にリレー接点が設けられたラッチングリレーと、該ラッチングリレーが有し、電流が通流されることにより前記リレー接点を開にするコイル及び前記正極の間に設けられた半導体スイッチとを備える車両用電源リレー回路において、前記半導体スイッチの前記正極側端子、及び、前記正極の電位より低い固定電位の間に接続されたキャパシタと、前記正極、及び、前記半導体スイッチの前記正極側端子の間に順接続されたダイオードと、前記正極及び前記半導体スイッチの制御端子の間に設けられ、前記バッテリからの電流が流れていない場合に、前記半導体スイッチを閉に切り替える切替回路とを備え、前記半導体スイッチは、ドレインに前記コイルの一方の端子が接続され、ソースに前記ダイオードのカソードが接続され、ゲートに前記切替回路の出力電圧が与えられるPチャンネルFETであり、前記切替回路は、前記正極及び固定電位の間に、ダイオード及び抵抗が直列に接続され、前記ダイオードは順接続され、該ダイオードのカソード及び前記半導体スイッチのゲートの間に抵抗が接続されていることを特徴とする。 The vehicle power relay circuit according to the present invention includes a latching relay in which a relay contact is provided between a positive electrode of a battery and a load, and the latching relay has the relay contact opened when current is passed. In a vehicle power relay circuit comprising a semiconductor switch provided between a coil and the positive electrode, the positive electrode side terminal of the semiconductor switch, and a capacitor connected between a fixed potential lower than the potential of the positive electrode, The positive electrode and a diode connected in series between the positive electrode side terminal of the semiconductor switch, and provided between the positive electrode and the control terminal of the semiconductor switch, when the current from the battery is not flowing, and a switching circuit for switching the semiconductor switches closed, the semiconductor switch, one terminal of the coil connected to the drain A P-channel FET whose source is connected to the cathode of the diode and whose gate is supplied with the output voltage of the switching circuit. In the switching circuit, a diode and a resistor are connected in series between the positive electrode and a fixed potential. It is, the diode is forward connected, characterized that you have resistance between the gate of the cathode and the semiconductor switch of the diode is connected.
本発明に係る車両用電源リレー回路では、バッテリから負荷に電力が供給されているときに、バッテリの電力がダイオードを通じてキャパシタにも供給され蓄電される。バッテリが外された場合は、切替回路が、半導体スイッチを閉に切り替え、キャパシタからの放電電流が、コイルに通流し、リレー接点を開に切り替える。キャパシタからの放電電流が、ダイオードにより負荷側には通流することがない。
また、この車両用電源リレー回路では、コイルとバッテリとの間に接続されているPチャンネルFETのゲートが、2つの抵抗を通じて接地しているため、バッテリが外された場合に、PチャンネルFETが、必ず閉に切り替えられる。これにより、PチャンネルFETを通じてキャパシタからコイルに放電電流が通流し、リレー接点が開に切り替えられる。
In the vehicle power relay circuit according to the present invention, when electric power is supplied from the battery to the load, the electric power of the battery is also supplied to the capacitor through the diode and stored. When the battery is removed, the switching circuit switches the semiconductor switch closed, the discharge current from the capacitor flows through the coil, and the relay contact is switched open. The discharge current from the capacitor does not flow to the load side by the diode.
In this vehicle power relay circuit, since the gate of the P-channel FET connected between the coil and the battery is grounded through two resistors, the P-channel FET is not connected when the battery is removed. Always be switched to closed. As a result, a discharge current flows from the capacitor to the coil through the P-channel FET, and the relay contact is switched to open.
本発明によれば、バッテリと負荷との間に設けられているリレー接点を、バッテリが外された場合に確実に開にする車両用電源リレー回路を実現することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the power supply relay circuit for vehicles which opens reliably the relay contact provided between the battery and load when a battery is removed is realizable.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳述する。
図1は、本発明に係る車両用電源リレー回路の実施の形態の構成を示す回路図である。図1の車両用電源リレー回路は、バッテリ9、及び、負荷群8に接続され、ラッチングリレー1、キャパシタ7、切替回路6、ローサイドドライバ2、接点オン用スイッチ42、抵抗62、接点オフ用スイッチ43、ダイオード52、及び、ダイオード53を備える。
接点オン用スイッチ42、及び、接点オフ用スイッチ(半導体スイッチ)43は、PチャネルFETである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of an embodiment of a power relay circuit for a vehicle according to the present invention. 1 is connected to a
The contact ON
ラッチングリレー1は、リレー接点11、接点オン用コイル12、及び、接点オフ用コイル13を備える。切替回路6は、抵抗63、抵抗64、及び、ダイオード54を備える。負荷群8は、複数の負荷8a、8b、8cを備える。ローサイドドライバ2は、CPU21、スイッチ22、及び、スイッチ23を備える。スイッチ22及びスイッチ23は、NチャネルFETである。
The
リレー接点11は、バッテリ9の正極と負荷群8が備える各負荷との間に接続されている。接点オン用コイル12、及び、接点オフ用コイル13のそれぞれ一方の端子が接地されている。
The relay contact 11 is connected between the positive electrode of the
接点オン用コイル12の他方の端子は、接点オン用スイッチ42のドレインに接続され、接点オン用スイッチ42のゲートは、スイッチ22のドレインに接続されている。接点オン用スイッチ42のソースとバッテリ9の正極との間に、ダイオード52が順接続されている。接点オン用スイッチ42のソース及びゲートの間に、抵抗62が接続されている。
スイッチ22は、ソースが接地され、ゲートが、CPU21の接点オン用出力端子に接続されている。
The other terminal of the contact-on
The
接点オフ用コイル13の他方の端子は、接点オフ用スイッチ43のドレインに接続されている。接点オフ用スイッチ43のソースとバッテリ9の正極との間に、ダイオード53が順接続されている。ダイオード53のカソードに、キャパシタ7の一方の端子が接続され、キャパシタ7の他方の端子は接地されている。
The other terminal of the contact-
接点オフ用スイッチ43のゲートは、抵抗63の一方の端子に接続され、抵抗63の他方の端子と、バッテリ9の正極との間に、ダイオード54が順接続されている。抵抗64は、ダイオード54のカソードに一方の端子が接続され、他方の端子が接地されている。
スイッチ23は、ドレインが接点オフ用スイッチ43のゲートに接続され、ソースが接地され、ゲートが、CPU21の接点オフ用出力端子に接続されている。
The gate of the contact-off
The
リレー接点11は、接点オン用コイル12に電流が通流することにより閉になり、接点オフ用コイル13に電流が通流することにより開になる。リレー接点11は、バッテリ9からの電流の通流が停止している場合は、停止した時の状態が保たれる。
The relay contact 11 is closed when a current flows through the contact-on
以下に、この様な構成の車両用電源リレー回路の動作の例を説明する。 Below, the example of operation | movement of the power relay circuit for vehicles of such a structure is demonstrated.
図2は、バッテリ9からの電流が接点オン用コイル12に通流する動作の例を示す説明図である。図2では、CPU21が、短時間、スイッチ22を閉にすることにより、接点オン用スイッチ42が短時間、閉になっている。これにより、図中に細破線矢印で示すように、バッテリ9から、ダイオード52、接点オン用スイッチ42、及び、接点オン用コイル12の順に電流が短時間通流し、リレー接点11を閉にする。リレー接点11が閉に切り替えられることにより、図中に太破線矢印で示すように、バッテリ9から負荷群8に電流が通流する。
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an example of an operation in which a current from the
このとき、CPU21が、スイッチ23を開にしていることにより、接点オフ用スイッチ43は開となり、キャパシタ7にダイオード53を通じてバッテリ9から供給される電力が蓄電される。
At this time, because the
図3は、バッテリ9からの電流が接点オフ用コイル13に通流する動作の例を示す説明図である。図3では、CPU21が、短時間、スイッチ23を閉にすることにより、接点オフ用スイッチ43が、短時間、閉になる。一方、スイッチ22は開であるので、接点オン用スイッチ42は開である。これにより、図中に細破線矢印で示すように、バッテリ9から、ダイオード53、接点オフ用スイッチ43、及び、接点オフ用コイル13の順に、電流が短時間通流し、リレー接点11を開にする。リレー接点11が開に切り替えられることにより、バッテリ9から負荷群8への電流が遮断される。
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an example of an operation in which the current from the
このときも、図2と同様に、キャパシタ7へは、バッテリ9から供給される電力が蓄電される。
At this time, similarly to FIG. 2, the power supplied from the
図4は、バッテリ9が外された場合に接点オフ用コイル13に電流が通流する動作の例を示す説明図である。図4では、バッテリ9が外されているので、接点オン用コイル12へは電流が通流しない。また、スイッチ23は開であるが、接点オフ用スイッチ43のゲートは、抵抗63及び抵抗64を通じて接地する。したがって、キャパシタ7に蓄電された電力が放電されている間は、接点オフ用スイッチ43のソース−ゲート間に電位差が発生し接点オフ用スイッチ43を閉にしている。これにより、図中に細破線矢印で示すように、キャパシタ7に蓄電されている電力が、接点オフ用スイッチ43を通じて接点オフ用コイル13に通流し、リレー接点11が閉であった場合は、開に切り替えられる。リレー接点11が開であった場合は、開のままである。
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an example of an operation in which a current flows through the contact-
バッテリ9が外された場合は、必ず、接点オフ用コイル13に電流が通流し、リレー接点11を開にするので、再度、バッテリ9が接続された場合に、誤って逆接続したとしても、負荷群8及び負荷群8を含むショート回路等に大電流が通流する虞はない。
When the
なお、上述した実施の形態では、リレー接点11がa接点であり、接点オン用コイル12がセットコイル、接点オフ用コイルがリセットコイルである場合について説明したが、リレー接点11がb接点であってもよい。その場合は、接点オン用コイル12がリセットコイル、接点オフ用コイル13がセットコイルとなる。
In the embodiment described above, the relay contact 11 is the a contact, the contact on
以上、発明を実施するための形態について説明を行ったが、本発明は、この発明を実施するための形態で述べた実施形態に限定されるものではない。本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することが可能である。 As mentioned above, although the form for inventing was demonstrated, this invention is not limited to embodiment described in the form for implementing this invention. Modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
1 ラッチングリレー
2 ローサイドドライバ
6 切替回路
7 キャパシタ
8 負荷群
9 バッテリ
11 リレー接点
12 接点オン用コイル
13 接点オフ用コイル
21 CPU
22、23 スイッチ
42 接点オン用スイッチ
43 接点オフ用スイッチ(半導体スイッチ)
52、53、54 ダイオード
62、63、64 抵抗
8a、8b、8c 負荷
DESCRIPTION OF
22, 23
52, 53, 54
Claims (1)
前記半導体スイッチの前記正極側端子、及び、前記正極の電位より低い固定電位の間に接続されたキャパシタと、
前記正極、及び、前記半導体スイッチの前記正極側端子の間に順接続されたダイオードと、
前記正極及び前記半導体スイッチの制御端子の間に設けられ、前記バッテリからの電流が流れていない場合に、前記半導体スイッチを閉に切り替える切替回路とを備え、
前記半導体スイッチは、ドレインに前記コイルの一方の端子が接続され、ソースに前記ダイオードのカソードが接続され、ゲートに前記切替回路の出力電圧が与えられるPチャンネルFETであり、
前記切替回路は、
前記正極及び固定電位の間に、ダイオード及び抵抗が直列に接続され、前記ダイオードは順接続され、該ダイオードのカソード及び前記半導体スイッチのゲートの間に抵抗が接続されていることを特徴とする車両用電源リレー回路。 A latching relay provided with a relay contact between the positive electrode of the battery and a load, and a semiconductor provided between the positive electrode of the latch and the coil that opens the relay contact when current is passed and the positive electrode In a vehicle power relay circuit comprising a switch,
A capacitor connected between the positive terminal of the semiconductor switch and a fixed potential lower than the potential of the positive electrode;
A diode connected in series between the positive electrode and the positive terminal of the semiconductor switch ;
A switching circuit provided between the positive electrode and the control terminal of the semiconductor switch, and when the current from the battery is not flowing, the switching circuit for switching the semiconductor switch to close ;
The semiconductor switch is a P-channel FET in which one terminal of the coil is connected to the drain, the cathode of the diode is connected to the source, and the output voltage of the switching circuit is applied to the gate.
The switching circuit is
Wherein between the positive electrode and a fixed potential, the diode and the resistor are connected in series, the diode is forward connected, the vehicle characterized that you have resistance between the gate of the cathode and the semiconductor switch of the diode is connected Power supply relay circuit.
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