JP6688459B2 - 電圧変換装置 - Google Patents

Description

本発明は、電圧変換装置に関するものである。

特許文献１には、短絡故障時に保護動作を行う機能を備えたＤＣＤＣコンバータが開示されている。このＤＣＤＣコンバータは、第１のスイッチ素子を有する電圧変換回路と、電圧変換回路に大電流が流れるのを阻止する短絡保護用の第２のスイッチ素子と、第１のスイッチ素子または複数のコンデンサの短絡故障を検出して、第２のスイッチ素子をオフさせる検出手段とを備えている。第１のスイッチ素子の一端は電源ラインに接続され、第２のスイッチ素子は、第１のスイッチ素子の他端側で第１のスイッチ素子と直列に接続されている。複数のコンデンサの一端は電源ラインに接続され、他端は第１のスイッチ素子と第２のスイッチ素子との接続点に接続されている。検出手段は、接続点の電圧に基づいて故障を検出する。

特開２０１４−１７６１６９号公報

この種のＤＣＤＣコンバータで過電流が発生する場合、その原因は、ＤＣＤＣコンバータの内部要因に基づく場合と、外部要因に基づく場合とが想定される。例えば、車載環境でありがちな外的変化（外部要因）によって一時的な過電流が発生した場合、その外的変化が解消して電流が正常状態に戻ったときにはＤＣＤＣコンバータの動作を復帰させること望ましいといえる。一方、ＤＣＤＣコンバータの内部故障（内部要因）によって過電流が発生している場合、そのまま放置しても過電流は解消せず、一層の不具合を招く虞があるため、このような場合にはＤＣＤＣコンバータの動作を禁止することが望ましいといえる。

本発明は上述した事情に基づいてなされたものであり、過電流発生時に電圧変換部の動作を強制的に停止させて保護を図ることができ、電圧変換部の内部異常時には、電圧変換部の動作を禁止して保護の度合いを高めることができる電圧変換装置を提供することを目的とするものである。

本発明の電圧変換装置は、
第１導電路又は第２導電路と基準導電路との間に接続されたスイッチ素子のオンオフ動作により前記第１導電路及び前記第２導電路のいずれか一方から入力された電圧を昇圧又は降圧して他方に出力する電圧変換部と、
前記スイッチ素子をオンオフさせる制御信号を出力する駆動部と、
前記第１導電路又は前記第２導電路の電圧又は電流の異常を検出する異常検出部と、
前記電圧変換部を流れる電流が所定の過電流状態であるときに前記電圧変換部の動作を強制的に停止させる保護部と、
前記保護部による前記電圧変換部の強制停止中に前記異常検出部によって異常が検出されない場合に強制停止を解除する解除部と、
前記保護部による前記電圧変換部の動作の停止が所定回数又は所定時間繰り返された場合に前記電圧変換部の動作を禁止する禁止部と、
を有する。

本発明は、電圧変換部を流れる電流が所定の過電流状態であるときに、保護部によって電圧変換部の動作を強制的に停止させ、迅速に保護を図ることができる。
このような過電流が電圧変換部の内部要因（内部故障等）によって発生する場合、電圧変換部の強制停止中に異常検出部によって異常が検出されずに電圧変換部の強制停止が解除され、解除後の電圧変換部の動作中に再び過電流が検出されることになる。つまり、電圧変換部の内部要因によって過電流が発生する場合、電圧変換部の動作停止と解除が繰り返され、電圧変換部の動作停止が所定回数又は所定時間に達したときに禁止部によって電圧変換部の動作が禁止される。よって、電圧変換部の内部異常時には、電圧変換部の動作を禁止して保護の度合いを高めることができる。
一方、電圧変換部の外部要因によって過電流が発生する場合でも、保護部は、電圧変換部の動作を強制的に停止させる。但し、この場合、電圧変換部の強制停止中に異常検出部によって異常が検出され続ける可能性が高いため、電圧変換部において動作停止と解除が繰り返されにくく、電圧変換部の動作は禁止されにくくなる。

実施例１の電圧変換装置を概略的に例示する回路図である。 実施例１の電圧変換装置で実行される周期処理を例示するフローチャートである。

発明の望ましい形態を以下に示す。
本発明において、保護部は、電圧変換部において基準導電路に向けて流れる電流が所定の過電流状態であるときに駆動部から発せられる制御信号を無効化させる無効化回路を含んでいてもよい。

この構成によれば、基準導電路に向けて流れる電流が過電流状態のときに無効化回路によって制御信号を無効化させ、電圧変換部の動作を迅速に停止させることができる。

本発明において、電圧変換部は、第１導電路に印加された電圧を昇圧又は降圧して第２導電路に出力する構成をなし、第２導電路は、電源部に接続される経路であってもよい。そして、スイッチ素子と基準導電路との間の経路である第３導電路に設けられる第２のスイッチ素子を備え、電源部が正規の接続状態である場合に第２のスイッチ素子がオン状態になり、電源部が逆接続状態である場合に第２のスイッチ素子がオフ状態となる逆接続保護回路を有していてもよい。そして、保護部は、第２のスイッチ素子を流れる電流が所定の過電流状態であるときに電圧変換部の動作を強制的に停止させる構成であってもよい。

この構成では、出力側の導電路（第２導電路）に接続される電源部が逆接続状態である場合に第２のスイッチ素子がオフ状態となるため、電圧変換部と基準導電路との間に配置される第３導電路の通電を遮断することができる。よって、このような逆接続時に基準導電路側から第２導電路を経由して逆接続された電源部側に電流が流れ込むことを防ぐことができる。しかも、第２のスイッチ素子を過電流検出用の素子として兼用することができるため、逆接続保護と過電流保護を共に実現し得る構成を、部品点数を抑えた形で実現できる。

＜実施例１＞
以下、本発明を具体化した実施例１について説明する。
図１で示す電圧変換装置１は、例えば、車載用の昇降圧型ＤＣＤＣコンバータとして構成されており、第１導電路９１又は第２導電路９２の一方の導電路に印加された直流電圧を昇圧又は降圧して他方の導電路に出力する構成をなすものである。

電圧変換装置１は、第１導電路９１と第２導電路９２とを備える。第１導電路９１は、例えば図示しない第１電源部の高電位側の端子に導通するとともに、第１電源部から所定の直流電圧が印加される構成をなす。第２導電路９２は、第２電源部１０２の高電位側の端子に導通するとともに、第２電源部１０２から所定の直流電圧が印加される構成をなす。

第１電源部（図示略）、第２電源部１０２は、例えば、リチウムイオン電池、電気二重層キャパシタ、鉛蓄電池、その他の蓄電素子など、公知の蓄電手段によって構成されている。第１電源部及び第２電源部１０２の低電位側の端子はグラウンド電位（０Ｖ）に保たれている。

第１導電路９１と第２導電路９２の間には、第１導電路９１に印加された入力電圧を昇圧又は降圧して第２導電路９２に印加する出力電圧を生成する電圧変換部６が設けられている。電圧変換部６は、第１導電路９１と第２導電路９２との間に設けられ、Ｈブリッジ構造で配置されたスイッチ素子Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４と、コイル１２と、グランド側のスイッチ素子Ｔ５とを備える。スイッチ素子Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５は、いずれもＭＯＳＦＥＴとして構成されている。なお、第１導電路９１には、図示しない入力側コンデンサが設けられ、第２導電路９２には、図示しない出力側コンデンサが設けられている。

電圧変換部６において、スイッチ素子Ｔ１のドレインには、第１導電路９１が接続され、スイッチ素子Ｔ１のソースには、スイッチ素子Ｔ２のドレイン及びコイル１２の一端が接続されている。スイッチ素子Ｔ３のドレインには、第２導電路９２が接続され、スイッチ素子Ｔ３のソースには、スイッチ素子Ｔ４のドレイン及びコイル１２の他端が接続されている。スイッチ素子Ｔ２，Ｔ４のそれぞれのソースとグランドの間には、第３導電路９３が接続されている。第３導電路９３には、スイッチ素子Ｔ５が介在しており、スイッチ素子Ｔ２，Ｔ４のそれぞれのソースとスイッチ素子Ｔ５のソースが接続され、スイッチ素子Ｔ５のドレインはグランドに接続されている。スイッチ素子Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４のそれぞれのゲートには、後述するＡＮＤ回路７１，７２，７３，７４からの各信号がそれぞれ入力される。スイッチ素子Ｔ５のゲートは第２導電路９２に接続されている。

電圧検出回路８は、第２導電路９２の電圧を検出する公知の電圧検出回路として構成され、第２導電路９２の電圧値を反映した値を検出値としてＭＣＵ２に入力する。図１の例では、電圧検出回路８は、抵抗Ｒ１，Ｒ２によって第２導電路９２の電圧値を分圧する分圧器として構成され、第２導電路９２の電圧値に比例した値をＭＣＵ２への入力値として生成する。

電流検出回路１０は、第２導電路９２を流れる電流を検出する公知の電流検出回路として構成されている。電流検出回路１０は、例えば第２導電路９２に設けられたシャント抵抗と、シャント抵抗の両端電圧を増幅して出力する差動増幅器とによって構成されており、制御部２は、電流検出回路１０からの入力値に基づいて第２導電路９２を流れる電流値を把握する。

制御部２は、例えばＭＣＵ（Micro Controller Unit）として構成され、電圧検出回路８及び電流検出回路１０から入力される電圧値及び電流値と目標電圧値及び目標電流値に基づいて公知の方法でフィードバック制御を行い、ＰＷＭ信号のデューティ比を設定する。そして、設定されたデューティ比のＰＷＭ信号を駆動部４に出力する。

駆動部４は、スイッチ素子Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４をオンオフさせる制御信号を出力する回路である。この駆動部４は、制御部２で生成されたＰＷＭ信号を分配して出力する機能を有する。駆動部４は、第１の信号Ｓ１と第２の信号Ｓ２を出力する構成をなす。駆動部４から出力される第１の信号Ｓ１は、ＡＮＤ回路７１の第１入力端子にそのまま入力され、ＡＮＤ回路７２の第１入力端子には第１の信号Ｓ１を反転した信号が入力される。駆動部４から出力される第２の信号Ｓ２は、ＡＮＤ回路７３の第１入力端子に反転して入力され、ＡＮＤ回路７４の第１入力端子には第２の信号Ｓ２がそのまま入力される。

ＡＮＤ回路７１，７２，７３，７４の各第２入力端子には、信号線７６の印加電圧が入力される。具体的には、後述するスイッチＴｒ１がオフ状態のときにＡＮＤ回路７１，７２，７３，７４の各第２入力端子にＨレベル信号が入力され、この場合、ＡＮＤ回路７１，７２，７３，７４の各出力は、ＡＮＤ回路７１，７２，７３，７４の各第１入力端子の信号がそのまま出力される。そして、このようにＡＮＤ回路７１，７２，７３，７４の各第２入力端子にＨレベル信号が入力されているときに電圧変換部６が動作可能となり、このときに駆動部４によって降圧モード又は昇圧モードで駆動される。

降圧モードでは、第１の信号Ｓ１としてＰＷＭ信号が出力され、第２の信号Ｓ２としてＬレベル信号が出力される。この場合、スイッチ素子Ｔ１，Ｔ２の各ゲートに対してデッドタイムを設定した形でＰＷＭ信号が相補的に出力され、スイッチ素子Ｔ１へのオン信号の出力中は、スイッチ素子Ｔ２へオフ信号が出力され、スイッチ素子Ｔ１へのオフ信号の出力中は、スイッチ素子Ｔ２へオン信号が出力される。スイッチ素子Ｔ１をオン状態とし、スイッチ素子Ｔ２をオフ状態とした第１状態と、スイッチ素子Ｔ１をオフ状態とし、スイッチ素子Ｔ２をオン状態とした第２状態とが交互に切り替えられると、第１導電路９１に印加された直流電圧が降圧され、第２導電路９２に出力される。第２導電路９２の出力電圧は、スイッチ素子Ｔ１，Ｔ２のゲートに与えるＰＷＭ信号のデューティ比に応じて定まる。また、降圧モードでは、スイッチ素子Ｔ３のゲートにはオン信号が継続的に入力され、スイッチ素子Ｔ３はオン状態で維持される。また、スイッチ素子Ｔ４のゲートにはオフ信号が継続的に入力され、スイッチ素子Ｔ４はオフ状態で維持される。

昇圧モードでは、第１の信号Ｓ１としてＨレベル信号が出力され、第２の信号Ｓ２としてＰＷＭ信号が出力される。この場合、スイッチ素子Ｔ３，Ｔ４の各ゲートに対してデッドタイムを設定した形でＰＷＭ信号が相補的に出力され、スイッチ素子Ｔ３へのオン信号の出力中は、スイッチ素子Ｔ４へオフ信号が出力され、スイッチ素子Ｔ３へのオフ信号の出力中は、スイッチ素子Ｔ４へオン信号が出力される。スイッチ素子Ｔ３をオン状態とし、スイッチ素子Ｔ４をオフ状態とした第１状態と、スイッチ素子Ｔ３をオフ状態とし、スイッチ素子Ｔ４をオン状態とした第２状態とが交互に切り替えられると、第１導電路９１に印加された直流電圧が昇圧され、第２導電路９２に出力される。第２導電路９２の出力電圧は、スイッチ素子Ｔ３，Ｔ４のゲートに与えるＰＷＭ信号のデューティ比に応じて定まる。なお、昇圧モードでは、スイッチ素子Ｔ１のゲートにはオン信号が継続的に入力され、スイッチ素子Ｔ１はオン状態で維持される。また、スイッチ素子Ｔ２のゲートにはオフ信号が入力され、スイッチ素子Ｔ２はオフ状態で維持される。

次に、逆接続保護に関する構成について説明する。
図１の電圧変換装置１は、逆接続保護回路３０を備えており、この逆接続保護回路３０は、スイッチ素子Ｔ５と、スイッチ素子Ｔ５のゲート電位を第２導電路９２の電位に保つ第４導電路９４とを備えている。

逆接続保護回路３０は、少なくとも第２電源部１０２の端子が図１のように正規の接続状態であることを条件としてスイッチ素子Ｔ５がオン状態になる。この場合、スイッチ素子Ｔ５のゲート電位が第２電源部１０２の正極電位（例えば１２Ｖ）と略同電位になり、ゲート電位がソース電位よりも高い状態で維持されるため、スイッチ素子Ｔ５はオン状態で維持される。一方、第２電源部１０２の端子が正負を逆にした逆接続状態である場合、スイッチ素子Ｔ５のゲート電位が第２電源部１０２の負極の電位（例えば−１２Ｖ）と略同電位になり、ゲート電位がソース電位よりも低い状態で維持される。このため、スイッチ素子Ｔ５はオフ状態で維持される。この場合、スイッチ素子Ｔ５がオフ状態となるため、基準導電路９９（グランド）側から第２導電路９２側へ電流が流れ込むことを防ぐことができる。

次に、保護部２０の動作について説明する。保護部２０は、電圧変換部６を流れる電流が所定の過電流状態であるときに電圧変換部６の動作を強制的に停止させるように機能する回路であり、具体的には、電圧変換部６において基準導電路９９に向けて流れる電流が所定の過電流状態であるときに駆動部４から発せられる制御信号を無効化させる無効化回路として機能する。

保護部２０は、スイッチ素子Ｔ２，Ｔ４，Ｔ５のそれぞれのソースに一端が接続された抵抗Ｒ３を備え、抵抗Ｒ３の他端はコンデンサ６２の一方の電極及びオペアンプ６０の正側の入力端子に接続されている。コンデンサ６２の他方の電極は接地されている。オペアンプ６０の負側の入力端子には、分圧抵抗Ｒ４，Ｒ５によって定められた基準電圧が入力されている。オペアンプ６０の出力端子と正側の入力端子の間には帰還抵抗Ｒ６が接続されている。コンデンサ６２の一方の電極は、スイッチＴｒ２（ＮＰＮトランジスタ）のコレクタに接続され、スイッチＴｒ２のエミッタは接地されている。オペアンプ６０の出力端子には、ダイオードＤ１のカソードが接続され、ダイオードＤ１のアノードは、信号線５０に接続されている。抵抗Ｒ７の一端は電源ラインＶｃｃに接続され、他端は信号線５０を介してダイオードＤ１，Ｄ２の各アノードに接続されている。ダイオードＤ２のカソードは、抵抗Ｒ８，Ｒ９の一端に接続され、抵抗Ｒ８の他端は接地されている。抵抗Ｒ９の他端はスイッチＴｒ１（ＮＰＮトランジスタ）のベースに接続されている。抵抗Ｒ１０は、スイッチＴｒ１のベースとエミッタの間に接続され、スイッチＴｒ１のエミッタは接地されている。

図１で示す電圧変換装置１では、第３導電路９３を流れる電流が小さく、スイッチ素子Ｔ５のソースドレイン間の電位差Ｖｄｓが所定の閾値以下である場合、オペアンプ６０からの出力はＬレベルとなる。この場合、信号線５０を介して制御部２に入力される信号はＬレベルの信号となる。この場合、スイッチＴｒ１はオフ状態で維持されるため、ＡＮＤ回路７１，７２，７３，７４の各第２入力端子には信号線７６によってＨレベルの信号が入力される。この場合、ＡＮＤ回路７１，７２，７３，７４の各第１入力端子に入力される信号がＡＮＤ回路７１，７２，７３，７４からそのまま出力される。

しかし、スイッチ素子Ｔ５を通ってグランドへ流れ込む電流が大きくなり、スイッチ素子Ｔ５のソースドレイン間の電位差Ｖｄｓが閾値を超えると、オペアンプ６０からの出力はＨレベルとなる。この場合、信号線５０を介して制御部２に入力される信号はＨレベルの信号（過電流信号）となる。信号線５０がＨレベルであるときには、スイッチＴｒ１がオン動作するため、ＡＮＤ回路７１，７２，７３，７４の各第２入力端子に接続された信号線７６の電位はＬレベルとなる。つまり、この場合、ＡＮＤ回路７１，７２，７３，７４からの出力信号は全てＬレベルとなり、駆動部４からの信号が無効化される。このように、駆動部４からの信号が無効化された状態では、スイッチ素子Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４は常にオフ状態で維持され、電圧変換部６は停止し続ける。

制御部２は、このような「保護部２０によって無効化された状態」のときに無効化を解除しうる構成となっている。制御部２は、信号線５２をＬレベル状態で維持しており、「保護部２０によって無効化された状態」のときに、信号線５２に対してＨレベル信号（解除信号）を出力することで、無効化状態を解除する。「保護部２０によって無効化された状態」のときに、信号線５２にＨレベル信号が出力されると、スイッチＴｒ２がオン動作し、コンデンサ６２の電荷が放電されてオペアンプ６０からの出力がＬレベルに切り替えられる。そして、信号線５０はＬレベルに切り替わり、スイッチＴｒ１はオフ状態に切り替わるため、ＡＮＤ回路７１，７２，７３，７４の各第２入力端子には信号線７６によってＨレベルの信号が入力される。このようにして無効化状態が解除される。

次に、制御部２で実行される周期処理について説明する。
電圧変換装置１では、所定の短時間毎に図２で示す周期処理が実行される。
制御部２は、図２の周期処理を開始した後、まず信号線５０に過電流信号が発生しているか否かを判断する（Ｓ１）。信号線５０に過電流信号が発生していない場合、Ｓ１にてＮｏに進み、充放電動作が実行中であるか否かを判断する（Ｓ８）。駆動部４の駆動制御によって電圧変換部６で充放電動作が実行されている場合には、Ｓ８にてＮｏに進み、リトライ回数カウントをクリアする（Ｓ９）。このように、電圧変換装置１では、過電流状態が発生せずに充放電動作が行われる場合、リトライ回数が０にクリアされることになる。Ｓ８で、充放電動作が実行されていないと判断される場合には、Ｓ８にてＹｅｓに進み、周期処理を終了する。

Ｓ１の判断処理において、信号線５０に過電流信号が発生したと判断される場合には、Ｓ１にてＹｅｓに進み、電流状態が回復したか否かを判断する（Ｓ２）。Ｓ１で過電流信号が発生したと判断された場合、上述した保護部２０の動作によってスイッチＴｒ１がオン動作し、ＡＮＤ回路７１，７２，７３，７４からの出力信号は全てＬレベルとなるように切り替えられる。Ｓ２では、このように制御信号が無効化されてスイッチ素子Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４の動作が停止している最中に、電圧検出回路８の検出電圧が正常電圧範囲に収まっているか否か、及び電流検出回路１０の検出電流が正常電流範囲に収まっているか否かを判断する。Ｓ２において、電圧検出回路８の検出電圧が正常電圧範囲に収まっており、且つ電流検出回路１０の検出電流が正常電流範囲に収まっていると判断される場合には、Ｙｅｓに進み、そうでない場合にはＮｏに進む。Ｓ２にてＮｏに進む場合には、周期処理を終了する。

本構成では、Ｓ２の判断処理を行う制御部２が異常検出部の一例に相当し、第１導電路９１又は第２導電路９２の電圧又は電流の異常を検出するように機能する。

Ｓ２にてＹｅｓに進む場合、リトライ回数が上限値（例えば５回）を超えたか否かを判断する。リトライ回数が上限値を超えていない場合にはＳ３にてＮｏに進み、リトライ回数をカウントアップする（Ｓ６）。そして、信号線５２にＨレベル信号（ラッチ解除信号）を出力することでスイッチＴｒ１をオフ状態に切り替えて無効化状態を解除する。

本構成では、Ｓ７の処理を行う制御部２が解除部の一例に相当し、保護部２０による電圧変換部６の強制停止中に異常検出部によって異常が検出されない場合に強制停止を解除するように機能する。

Ｓ３においてリトライ回数が上限値を超えていると判断される場合には、Ｓ３にてＹｅｓに進み、故障判定を行う（Ｓ４）。Ｓ４の処理では、例えば図示しない上位システム（上位ＥＣＵ等）に対し、電圧変換装置１で内部故障が発生した旨の情報を送信する。Ｓ４の後には、電圧変換部６の動作を禁止する（Ｓ５）。Ｓ５の処理が実行された後には、電圧変換部６の動作が継続的に禁止されることになる。

なお、Ｓ５の処理を実行する制御部２は、禁止部の一例に相当し、保護部２０による電圧変換部６の動作の停止が所定回数繰り返された場合に電圧変換部６の動作を禁止するように機能する。

以上のように、本構成の電圧変換装置１は、電圧変換部６を流れる電流が所定の過電流状態であるときに、保護部２０によって電圧変換部６の動作を強制的に停止させ、迅速に保護を図ることができる。

このような過電流が電圧変換部６の内部要因（内部故障等）によって発生する場合、電圧変換部６の強制停止中に異常検出部によって異常が検出されずに電圧変換部６の強制停止が解除され、解除後の電圧変換部６の動作中に再び過電流が検出されることになる。つまり、電圧変換部６の内部要因によって過電流が発生する場合、図２の周期処理において、Ｓ１でＹｅｓ、Ｓ２でＹｅｓ、Ｓ３でＮｏ、Ｓ６、Ｓ７の処理が繰り返され、電圧変換部６の動作停止と解除が繰り返されることになる。そして、電圧変換部６の動作停止が所定回数に達したときには、Ｓ５にて電圧変換部６の動作が禁止されることになる。よって、電圧変換部６の内部異常時には、電圧変換部６の動作を禁止して保護の度合いを高めることができる。

一方、電圧変換部６の外部要因によって過電流が発生する場合でも、保護部２０は、電圧変換部６の動作を強制的に停止させる。但し、この場合、電圧変換部６の強制停止中に異常検出部によって異常が検出され続ける可能性が高いため、Ｓ２でＮｏと判断されやすくなる。この場合、電圧変換部６において動作停止と解除が繰り返されず、電圧変換部６の動作は禁止されないため、外的要因が解消すれば再び電圧変換部６を動作させることができる。

保護部２０は、電圧変換部６において基準導電路９９に向けて流れる電流が所定の過電流状態であるときに駆動部４から発せられる制御信号を無効化させる無効化回路を含んでいる。この構成によれば、過電流の発生時に無効化回路によって制御信号を無効化させ、電圧変換部６の動作を迅速に停止させることができる。

電圧変換部６は、第１導電路９１に印加された電圧を昇圧又は降圧して第２導電路９２に出力する構成をなし、第２導電路９２は、第２電源部１０２に接続される経路となっている。そして、スイッチ素子Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４と基準導電路９９の間の経路である第３導電路９３にスイッチ素子Ｔ５（第２のスイッチ素子）が設けられている。更に、第２電源部１０２が正規の接続状態である場合にスイッチ素子Ｔ５（第２のスイッチ素子）がオン状態になり、第２電源部１０２が逆接続状態である場合にスイッチ素子Ｔ５がオフ状態となるように機能する逆接続保護回路３０が設けられている。そして、保護部２０は、スイッチ素子Ｔ５を流れる電流が所定の過電流状態であるときに電圧変換部６の動作を強制的に停止させる構成となっている。

この構成では、出力側の導電路（第２導電路９２）に接続される第２電源部１０２が逆接続状態である場合にスイッチ素子Ｔ５がオフ状態となるため、電圧変換部６と基準導電路９９との間に配置される第３導電路９３の通電を遮断することができる。よって、このような逆接続時に基準導電路９９側から第２導電路９２を経由して逆接続された第２電源部１０２側に電流が流れ込むことを防ぐことができる。しかも、スイッチ素子Ｔ５を過電流検出用の素子として兼用することができるため、逆接続保護と過電流保護を共に実現し得る構成を、部品点数を抑えた形で実現できる。

＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）実施例１では、昇降圧型のＤＣＤＣコンバータとして構成される電圧変換装置を例示したが昇圧型のＤＣＤＣコンバータに適用してもよく、降圧型のＤＣＤＣコンバータに適用してもよい。また、一方側から入力された電圧を変換して他方側に出力する一方向型のＤＣＤＣコンバータに適用してもよく、双方向型のＤＣＤＣコンバータに適用してもよい。
（２）上述した実施例では、単相式のＤＣＤＣコンバータを例示したが、多相式のＤＣＤＣコンバータに適用してもよい。
（３）上述した実施例では、第１導電路９１や第２導電路９２に接続される発電機や負荷などは省略して示したが、様々な装置や電子部品を第１導電路９１や第２導電路９２に接続することができる。
（４）上述した実施例では、保護部２０による電圧変換部６の動作の停止が所定回数に達した場合に電圧変換部６の動作を禁止する例を示したが、保護部２０による電圧変換部６の動作停止時間（例えば、保護部２０によって強制停止がなされたときの累積時間）が所定時間に達した場合に電圧変換部６の動作を禁止してもよい。

１…電圧変換装置
２…制御回路（異常検出部、解除部、禁止部）
４…駆動部
６…電圧変換部
２０…保護部
３０…逆接続保護回路
９１…第１導電路
９２…第２導電路
９３…第３導電路
９９…基準導電路
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４…スイッチ素子
Ｔ５…スイッチ素子（第２のスイッチ素子）

Claims (3)

1. 第１導電路又は第２導電路と基準導電路との間に接続されたスイッチ素子のオンオフ動作により前記第１導電路及び前記第２導電路のいずれか一方から入力された電圧を昇圧又は降圧して他方に出力する電圧変換部と、
   前記スイッチ素子をオンオフさせる制御信号を出力する駆動部と、
   前記第１導電路又は前記第２導電路の電圧又は電流の異常を検出する異常検出部と、
   前記電圧変換部を流れる電流が所定の過電流状態であるときに前記電圧変換部の動作を強制的に停止させる保護部と、
   前記保護部による前記電圧変換部の強制停止中に前記異常検出部によって異常が検出されない場合に強制停止を解除する解除部と、
   前記保護部による前記電圧変換部の強制停止中に前記異常検出部によって異常が検出されずに前記解除部によって強制停止が解除され且つ解除後の前記電圧変換部の動作中に再び前記過電流状態となることに基づく前記保護部による前記電圧変換部の動作の停止が所定回数又は所定時間繰り返された場合に前記電圧変換部の動作を禁止する禁止部と、
   を有する電圧変換装置。
2. 前記保護部は、前記電圧変換部において基準導電路に向けて流れる電流が前記所定の過電流状態であるときに前記駆動部から発せられる前記制御信号を無効化させる無効化回路を含む請求項１に記載の電圧変換装置。
3. 前記電圧変換部は、前記第１導電路に印加された電圧を昇圧又は降圧して前記第２導電路に出力する構成をなし、
   前記第２導電路は、電源部に接続される経路であり、
   前記スイッチ素子と前記基準導電路との間の経路である第３導電路に設けられる第２のスイッチ素子を備え、前記電源部が正規の接続状態である場合に前記第２のスイッチ素子がオン状態になり、前記電源部が逆接続状態である場合に前記第２のスイッチ素子がオフ状態となる逆接続保護回路を有し、
   前記保護部は、前記第２のスイッチ素子を流れる電流が前記所定の過電流状態であるときに前記電圧変換部の動作を強制的に停止させ、前記電圧変換部の強制停止中に前記異常検出部によって異常が検出されない場合に前記電圧変換部の強制停止を解除する請求項１又は請求項２に記載の電圧変換装置。

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