JP7059946B2 - Power control circuit - Google Patents

Power control circuit Download PDF

Info

Publication number
JP7059946B2
JP7059946B2 JP2019009763A JP2019009763A JP7059946B2 JP 7059946 B2 JP7059946 B2 JP 7059946B2 JP 2019009763 A JP2019009763 A JP 2019009763A JP 2019009763 A JP2019009763 A JP 2019009763A JP 7059946 B2 JP7059946 B2 JP 7059946B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gate
switch
drive unit
power supply
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019009763A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020120501A (en
Inventor
俊介 戸本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2019009763A priority Critical patent/JP7059946B2/en
Priority to PCT/JP2020/000755 priority patent/WO2020153161A1/en
Publication of JP2020120501A publication Critical patent/JP2020120501A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7059946B2 publication Critical patent/JP7059946B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/02Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess current
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/687Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors

Description

本発明は、電源制御回路に関する。 The present invention relates to a power supply control circuit.

従来、特許文献1に見られるように、第1,第2半導体スイッチ(具体的にはFET)を備える電源制御回路が知られている。第1半導体スイッチは、バッテリの正極端子とインバータの高電位側とを接続する第1電気経路に設けられている。第2半導体スイッチは、バッテリの負極端子とインバータの低電位側とを接続する第2電気経路に設けられている。 Conventionally, as seen in Patent Document 1, a power supply control circuit including first and second semiconductor switches (specifically, FETs) is known. The first semiconductor switch is provided in the first electric path connecting the positive electrode terminal of the battery and the high potential side of the inverter. The second semiconductor switch is provided in the second electric path connecting the negative electrode terminal of the battery and the low potential side of the inverter.

この電源制御回路では、その起動時において、第2半導体スイッチをオン状態に切り替えた後、第1半導体スイッチをオン状態に切り替える際の第1半導体スイッチのゲート電圧を漸増させている。これにより、バッテリからインバータのコンデンサへとプリチャージする場合に突入電流が流れることを抑制している。 In this power supply control circuit, the gate voltage of the first semiconductor switch when the first semiconductor switch is switched to the on state is gradually increased after the second semiconductor switch is switched to the on state at the time of its activation. This suppresses the flow of inrush current when precharging from the battery to the capacitor of the inverter.

特開2018-23179号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-23179

特許文献1に記載の電源制御回路では、プリチャージするための構成として第1,第2電気経路それぞれに半導体スイッチが設けられるため、電源制御回路の構成が複雑化する懸念がある。 In the power supply control circuit described in Patent Document 1, since semiconductor switches are provided in each of the first and second electric paths as a configuration for precharging, there is a concern that the configuration of the power supply control circuit may be complicated.

本発明は、簡素な構成でプリチャージ時に突入電流が流れることを抑制できる電源制御回路を提供することを主たる目的とする。 An object of the present invention is to provide a power supply control circuit capable of suppressing an inrush current from flowing during precharging with a simple configuration.

第1の発明は、直流電源の正極側と、容量成分を有する電気負荷の高電位側とを接続する電気経路に設けられた半導体スイッチと、
前記半導体スイッチのゲートに接続され、該ゲートに電圧を供給することにより第1スイッチング速度で前記半導体スイッチのスイッチングを行う第1駆動部と、
前記半導体スイッチのゲートに接続され、該ゲートに電圧を供給することにより前記第1スイッチング速度よりも低い第2スイッチング速度で前記半導体スイッチのスイッチングを行う第2駆動部と、
前記直流電源から前記容量成分に充電するプリチャージ処理を行う場合、前記第2駆動部により前記半導体スイッチをオン状態に切り替え、前記プリチャージ処理の完了後、前記第1駆動部により前記半導体スイッチのスイッチングを行う制御部と、を備える。
The first invention comprises a semiconductor switch provided in an electric path connecting a positive electrode side of a DC power supply and a high potential side of an electric load having a capacitive component.
A first drive unit connected to the gate of the semiconductor switch and switching the semiconductor switch at the first switching speed by supplying a voltage to the gate.
A second drive unit connected to the gate of the semiconductor switch and switching the semiconductor switch at a second switching speed lower than the first switching speed by supplying a voltage to the gate.
When the precharge process for charging the capacitance component from the DC power supply is performed, the semiconductor switch is switched to the on state by the second drive unit, and after the precharge process is completed, the semiconductor switch is operated by the first drive unit. A control unit for switching is provided.

第1の発明によれば、プリチャージ処理を行う場合は、第2駆動部が半導体スイッチをオン状態に切り替えることにより、直流電源から電気負荷の容量成分へと流れる突入電流を抑制できる。一方、プリチャージ処理の完了後は、第1駆動部により半導体スイッチのスイッチングを行うことにより、スイッチング損失を低減することができる。 According to the first invention, when the precharge process is performed, the second drive unit switches the semiconductor switch to the on state, so that the inrush current flowing from the DC power supply to the capacitive component of the electric load can be suppressed. On the other hand, after the precharge process is completed, the switching loss can be reduced by switching the semiconductor switch by the first drive unit.

このように、第1の発明によれば、直流電源の正極側と電気負荷の高電位側とを接続する電気経路上の半導体スイッチを用いて、プリチャージ時の突入電流を抑制し、また、プリチャージ完了後における直流電源と電気負荷との間を電気的に接続又は遮断することができる。このため、特許文献1に記載の構成と比較して、簡素な構成でプリチャージ時に突入電流が流れることを抑制できる。 As described above, according to the first invention, the inrush current at the time of precharging is suppressed by using the semiconductor switch on the electric path connecting the positive side of the DC power supply and the high potential side of the electric load, and also. After the precharge is completed, the DC power supply and the electric load can be electrically connected or disconnected. Therefore, as compared with the configuration described in Patent Document 1, it is possible to suppress the inrush current from flowing during precharging with a simple configuration.

第2の発明は、第1の発明において、前記第1駆動部の出力部と前記半導体スイッチのゲートとを接続する電気経路である第1ゲート経路と、
前記第2駆動部の出力部と前記半導体スイッチのゲートとを接続する電気経路である第2ゲート経路と、を備え、
前記第1駆動部は、その出力部から前記第1ゲート経路に対して第1時定数に従って上昇する電圧を出力し、
前記第2駆動部は、その出力部から前記第2ゲート経路に対して前記第1時定数よりも大きい第2時定数に従って上昇する電圧を出力し、
前記第2ゲート経路に設けられ、前記第2駆動部の出力部から前記半導体スイッチのゲートへと向かう方向の電流の流通を許容し、該ゲートから前記第2駆動部の出力部へと向かう方向の電流の流通を阻止する整流素子を備える。
The second invention relates to the first gate path, which is an electric path connecting the output unit of the first drive unit and the gate of the semiconductor switch in the first invention.
A second gate path, which is an electric path connecting the output unit of the second drive unit and the gate of the semiconductor switch, is provided.
The first drive unit outputs a voltage that rises according to the first time constant from the output unit to the first gate path.
The second drive unit outputs a voltage rising from the output unit to the second gate path according to a second time constant larger than the first time constant.
A direction provided in the second gate path, which allows current to flow in the direction from the output unit of the second drive unit to the gate of the semiconductor switch, and from the gate to the output unit of the second drive unit. It is equipped with a rectifying element that blocks the flow of current.

第1駆動部の出力部から出力される電流が、第1,第2ゲート経路及び第2駆動部の出力部を介して第2駆動部内に流れ込み、半導体スイッチのゲート電圧を迅速に立ち上げることができなくなり得る。この場合、第1駆動部によるスイッチング損失の低減効果が低下する懸念がある。 The current output from the output unit of the first drive unit flows into the second drive unit via the first and second gate paths and the output unit of the second drive unit, and the gate voltage of the semiconductor switch is quickly raised. May not be possible. In this case, there is a concern that the effect of reducing the switching loss by the first drive unit is reduced.

そこで、第2の発明では、第2ゲート経路に整流素子が設けられている。これにより、第2駆動部への電流の流れ込みを防止し、第1駆動部により半導体スイッチのスイッチングを行う場合におけるスイッチング損失の低減効果の低下を防止できる。 Therefore, in the second invention, a rectifying element is provided in the second gate path. As a result, it is possible to prevent the current from flowing into the second drive unit and prevent the effect of reducing the switching loss when the semiconductor switch is switched by the first drive unit.

なお、整流素子としては、例えば第3の発明のように、受動素子のダイオードを用いることができる。これにより、第2駆動部への電流の流れ込みを防止することを簡素な構成で実現できる。 As the rectifying element, for example, as in the third invention, a diode of a passive element can be used. As a result, it is possible to prevent the current from flowing into the second drive unit with a simple configuration.

第1実施形態に係る電源システムの全体構成図。The overall block diagram of the power supply system which concerns on 1st Embodiment. 各駆動部の出力電圧の推移を示すタイムチャート。A time chart showing the transition of the output voltage of each drive unit. 駆動部の時定数と突入電流のピーク値との関係を規定する計算,実測結果を示す図。The figure which shows the calculation and the actual measurement result which defines the relationship between the time constant of a drive part and the peak value of an inrush current. 時定数が小さい場合と大きい場合とで突入電流のピーク値が相違することを示すタイムチャート。A time chart showing that the peak value of the inrush current differs depending on whether the time constant is small or large. 第2実施形態に係る電源システムの一部を示す図。The figure which shows a part of the power-source system which concerns on 2nd Embodiment. 各駆動部の出力電圧の推移を示すタイムチャート。A time chart showing the transition of the output voltage of each drive unit.

<第1実施形態>
以下、本発明に係る電源制御回路を具体化した第1実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態の電源制御回路は、車両に搭載されている。
<First Embodiment>
Hereinafter, the first embodiment in which the power supply control circuit according to the present invention is embodied will be described with reference to the drawings. The power supply control circuit of this embodiment is mounted on the vehicle.

図1に示すように、電源システムは、第1蓄電池として鉛蓄電池11と、第2蓄電池としてのリチウムイオン蓄電池12とを備えている。各蓄電池11,12に対して発電機として機能するISG(Integrated Starter Generator)13による充電が可能となっている。ISG13に対して並列に鉛蓄電池11及びリチウムイオン蓄電池12が接続されている。本実施形態において、ISG13が電気負荷に相当する。 As shown in FIG. 1, the power supply system includes a lead storage battery 11 as a first storage battery and a lithium ion storage battery 12 as a second storage battery. Each storage battery 11 and 12 can be charged by an ISG (Integrated Starter Generator) 13 that functions as a generator. A lead storage battery 11 and a lithium ion storage battery 12 are connected in parallel with the ISG 13. In this embodiment, the ISG 13 corresponds to an electrical load.

鉛蓄電池11は周知の汎用蓄電池である。一方、リチウムイオン蓄電池12は、鉛蓄電池11に比べて、充放電における電力損失が少なく、出力密度、及びエネルギ密度の高い高密度蓄電池である。リチウムイオン蓄電池12は、鉛蓄電池11に比べて充放電時のエネルギ効率が高い蓄電池であるとよい。また、リチウムイオン蓄電池12は、それぞれ複数の単電池を有してなる組電池として構成されている。本実施形態において、これら各蓄電池11,12の定格電圧はいずれも同じであり、例えば12Vである。 The lead storage battery 11 is a well-known general-purpose storage battery. On the other hand, the lithium ion storage battery 12 is a high-density storage battery having a smaller power loss in charging / discharging, a higher output density, and a higher energy density than the lead storage battery 11. The lithium ion storage battery 12 is preferably a storage battery having higher energy efficiency during charging / discharging than the lead storage battery 11. Further, the lithium ion storage battery 12 is configured as an assembled battery each having a plurality of cell cells. In the present embodiment, the rated voltages of the storage batteries 11 and 12 are all the same, for example, 12V.

リチウムイオン蓄電池12は、収容ケースに収容されて基板一体の電池ユニットUとして構成されている。電池ユニットUは、第1,第2出力端子P1,P2を有している。第1出力端子P1には鉛蓄電池11の正極端子が接続されており、鉛蓄電池11の負極端子にはグランドが接続されている。第2出力端子P2には、ISG13の高電位側端子が接続されている。ISG13は、容量成分としての受動素子の平滑コンデンサ14、図示しない回転電機、及び回転電機を制御するECU15を備えている。 The lithium ion storage battery 12 is housed in a storage case and is configured as a battery unit U integrated with a substrate. The battery unit U has first and second output terminals P1 and P2. The positive electrode terminal of the lead storage battery 11 is connected to the first output terminal P1, and the ground is connected to the negative electrode terminal of the lead storage battery 11. The high potential side terminal of ISG13 is connected to the second output terminal P2. The ISG 13 includes a smoothing capacitor 14 for a passive element as a capacitive component, a rotary electric machine (not shown), and an ECU 15 for controlling the rotary electric machine.

次に、電源システムを構成する電池ユニットUについて説明する。電池ユニットUには、ユニット内電気経路として、各出力端子P1,P2を接続する第1電気経路L1と、第1電気経路L1上の接続点Nとリチウムイオン蓄電池12の正極端子とを接続する第2電気経路L2とが設けられている。リチウムイオン蓄電池12の負極端子には、グランドが接続されている。 Next, the battery unit U constituting the power supply system will be described. The battery unit U is connected to the first electric path L1 connecting the output terminals P1 and P2, the connection point N on the first electric path L1 and the positive electrode terminal of the lithium ion storage battery 12 as the electric path in the unit. A second electric path L2 is provided. A ground is connected to the negative electrode terminal of the lithium ion storage battery 12.

電池ユニットUは、第1電気経路L1上に設けられた第1スイッチSW1と、第2電気経路L2上に設けられた第2スイッチSW2とを備えている。第1スイッチSW1は、一対のNチャネルMOSFETである第1Aスイッチ21A及び第1Bスイッチ21Bで構成されている。第1Aスイッチ21Aのドレインには、第1出力端子P1が接続され、第1Aスイッチ21Aのソースには、第1Bスイッチ21Bのソースが接続されている。第1Bスイッチ21Bのドレインには、接続点Nが接続されている。これにより、一対のMOSFETのボディダイオードが互いに逆向きになるように直列に接続されている。 The battery unit U includes a first switch SW1 provided on the first electric path L1 and a second switch SW2 provided on the second electric path L2. The first switch SW1 is composed of a pair of N-channel MOSFETs, a first A switch 21A and a first B switch 21B. The first output terminal P1 is connected to the drain of the first A switch 21A, and the source of the first B switch 21B is connected to the source of the first A switch 21A. A connection point N is connected to the drain of the first B switch 21B. As a result, the body diodes of the pair of MOSFETs are connected in series so as to face each other in opposite directions.

なお、第1スイッチSW1として、ドレイン同士が接続された一対のNチャネルMOSFETが用いられてもよい。これにより、ボディダイオードのカソード同士が接続されるようになる。 A pair of N-channel MOSFETs in which drains are connected to each other may be used as the first switch SW1. As a result, the cathodes of the body diodes are connected to each other.

第1Aスイッチ21Aは、オンされる場合にのみ鉛蓄電池11から平滑コンデンサ14へと向かう方向の電流の流通を許容する第1制御スイッチに相当する。第1Bスイッチ21Bは、オフされる場合にのみ平滑コンデンサ14から鉛蓄電池11へと向かう方向の電流の流通を阻止する第2制御スイッチに相当する。 The first A switch 21A corresponds to a first control switch that allows current to flow in the direction from the lead storage battery 11 to the smoothing capacitor 14 only when it is turned on. The first B switch 21B corresponds to a second control switch that blocks the flow of current in the direction from the smoothing capacitor 14 to the lead storage battery 11 only when it is turned off.

第2スイッチSW2は、一対のNチャネルMOSFETである第2Aスイッチ22A及び第2Bスイッチ22Bで構成されている。第2Aスイッチ22Aのドレインには、接続点Nが接続され、第2Aスイッチ22Aのソースには、第2Bスイッチ22Bのソースが接続されている。第2Bスイッチ22Bのドレインには、リチウムイオン蓄電池12の正極端子が接続されている。なお、図1では、第2スイッチSW2について、第1スイッチSW1のゲート及びソース間に接続された抵抗体、ツェナーダイオード及びコンデンサの記載を省略している。 The second switch SW2 is composed of a pair of N-channel MOSFETs, a second A switch 22A and a second B switch 22B. A connection point N is connected to the drain of the second A switch 22A, and the source of the second B switch 22B is connected to the source of the second A switch 22A. The positive electrode terminal of the lithium ion storage battery 12 is connected to the drain of the second B switch 22B. In FIG. 1, the description of the resistor, the Zener diode, and the capacitor connected between the gate and the source of the first switch SW1 is omitted for the second switch SW2.

電池ユニットUは、第1~第5駆動部31~35を備えている。第1駆動部31は、第1~第6抵抗体31a~31fと、定電圧電源31gと、第1~第3駆動スイッチ31h~31jとを備えている。第1,第3駆動スイッチ31h,31jは、NPN型のバイポーラトランジスタであり、第2駆動スイッチ31iは、PNP型のバイポーラトランジスタである。 The battery unit U includes first to fifth drive units 31 to 35. The first drive unit 31 includes first to sixth resistors 31a to 31f, a constant voltage power supply 31 g, and first to third drive switches 31h to 31j. The first and third drive switches 31h and 31j are NPN type bipolar transistors, and the second drive switch 31i is a PNP type bipolar transistor.

第1抵抗体31aの第1端には、制御部40からの信号が入力される。第1抵抗体31aの第2端には、第1駆動スイッチ31hのベースと、第2抵抗体31bの第1端とが接続されている。第2抵抗体31bの第2端には、第1駆動スイッチ31hのエミッタとグランドとが接続されている。 A signal from the control unit 40 is input to the first end of the first resistor 31a. The base of the first drive switch 31h and the first end of the second resistor 31b are connected to the second end of the first resistor 31a. The emitter of the first drive switch 31h and the ground are connected to the second end of the second resistor 31b.

第1駆動スイッチ31hのコレクタには、第3抵抗体31cの第1端が接続され、第3抵抗体31cの第2端には、第2駆動スイッチ31iのベースと、第4抵抗体31dの第1端とが接続されている。第4抵抗体31dの第2端と、第2駆動スイッチ31iのエミッタとには、定電圧電源31gが接続されている。 The first end of the third resistor 31c is connected to the collector of the first drive switch 31h, and the base of the second drive switch 31i and the fourth resistor 31d are connected to the second end of the third resistor 31c. It is connected to the first end. A constant voltage power supply 31g is connected to the second end of the fourth resistor 31d and the emitter of the second drive switch 31i.

第2駆動スイッチ31iのコレクタには、第5抵抗体31e及び第6抵抗体31fそれぞれの第1端が接続されている。第5抵抗体31eの第2端には、第3駆動スイッチ31jのべースが接続されている。第3駆動スイッチ31jのコレクタには、第6抵抗体31fの第2端が接続されている。第3駆動スイッチ31jのエミッタ(第1駆動部31の出力部に相当)には、第1ゲート経路G1を介して第1Aスイッチ21Aのゲートが接続されている。第1ゲート経路G1には、第1ゲート抵抗体41が設けられている。 The collector of the second drive switch 31i is connected to the first end of each of the fifth resistor 31e and the sixth resistor 31f. The base of the third drive switch 31j is connected to the second end of the fifth resistor 31e. The second end of the sixth resistor 31f is connected to the collector of the third drive switch 31j. The gate of the first A switch 21A is connected to the emitter of the third drive switch 31j (corresponding to the output unit of the first drive unit 31) via the first gate path G1. The first gate resistor 41 is provided in the first gate path G1.

第2駆動部32は、第1~第6抵抗体32a~32fと、定電圧電源32gと、第1~第3駆動スイッチ32h~32jと、コンデンサ32kとを備えている。以下、第2駆動部32について、第1駆動部31との主な相違点のみ説明する。第3駆動スイッチ32jのベースには、コンデンサ32kを介してグランドが接続されている。第3駆動スイッチ32jのエミッタ(第2駆動部32の出力部に相当)には、第2ゲート経路G2を介して第1Aスイッチ21Aのゲートが接続されている。第2ゲート経路G2には、ダイオード50が設けられている。詳しくは、ダイオード50のアノードは第2駆動部32側を向き、カソードは第1Aスイッチ21Aのゲート側を向いている。 The second drive unit 32 includes first to sixth resistors 32a to 32f, a constant voltage power supply 32 g, first to third drive switches 32h to 32j, and a capacitor 32k. Hereinafter, only the main differences between the second drive unit 32 and the first drive unit 31 will be described. A ground is connected to the base of the third drive switch 32j via a capacitor 32k. The gate of the first A switch 21A is connected to the emitter of the third drive switch 32j (corresponding to the output unit of the second drive unit 32) via the second gate path G2. A diode 50 is provided in the second gate path G2. Specifically, the anode of the diode 50 faces the second drive unit 32 side, and the cathode faces the gate side of the first A switch 21A.

なお、図1では、第1ゲート経路G1のうち第1ゲート抵抗体41よりも第1Aスイッチ21A側に第2ゲート経路G2の一端が接続されているが、この構成に限らない。例えば、第2ゲート経路G2の一端が第1Aスイッチ21Aのゲートに直接接続されていてもよい。この場合であっても、第2ゲート経路G2は、第1Aスイッチ21Aのゲートを介して第1ゲート経路G1と電気的に接続されている。 In FIG. 1, one end of the second gate path G2 is connected to the first A switch 21A side of the first gate resistor 41 in the first gate path G1, but the configuration is not limited to this. For example, one end of the second gate path G2 may be directly connected to the gate of the first A switch 21A. Even in this case, the second gate path G2 is electrically connected to the first gate path G1 via the gate of the first A switch 21A.

本実施形態において、第3~第5駆動部33~35は、第1駆動部31と同じ構成である。このため、第3~第5駆動部33~35の詳細な説明を省略する。 In the present embodiment, the third to fifth drive units 33 to 35 have the same configuration as the first drive unit 31. Therefore, detailed description of the third to fifth drive units 33 to 35 will be omitted.

第3駆動部33の出力部には、第3ゲート経路G3を介して第1Bスイッチ21Bのゲートが接続されている。第3ゲート経路G3には、第3ゲート抵抗体43が設けられている。 The gate of the first B switch 21B is connected to the output unit of the third drive unit 33 via the third gate path G3. A third gate resistor 43 is provided in the third gate path G3.

第4駆動部34の出力部には、第4ゲート経路G4を介して第2Aスイッチ22Aのゲートが接続されている。第4ゲート経路G4には、第4ゲート抵抗体44が設けられている。第5駆動部35の出力部には、第5ゲート経路G5を介して第2Bスイッチ22Bのゲートが接続されている。第5ゲート経路G5には、第5ゲート抵抗体45が設けられている。 The gate of the second A switch 22A is connected to the output unit of the fourth drive unit 34 via the fourth gate path G4. A fourth gate resistor 44 is provided in the fourth gate path G4. The gate of the second B switch 22B is connected to the output unit of the fifth drive unit 35 via the fifth gate path G5. A fifth gate resistor 45 is provided in the fifth gate path G5.

電池ユニットUは、制御部40を備えている。制御部40は、CPU、ROM、RAM、入出力インターフェース等を含むマイコンにより構成されている。制御部40は、各蓄電池11,12の蓄電状態や、図示しない上位制御装置からの指令に基づいて、第1~第5駆動部31~35を介して各スイッチ21A,21B,22A,22Bをオンオフ制御する。 The battery unit U includes a control unit 40. The control unit 40 is composed of a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, an input / output interface, and the like. The control unit 40 sets each switch 21A, 21B, 22A, 22B via the first to fifth drive units 31 to 35 based on the storage state of each storage battery 11 and 12 and a command from a higher-level control device (not shown). Control on / off.

例えば、制御部40は、鉛蓄電池11とリチウムイオン蓄電池12とを選択的に用いて充放電を実行する。より詳しく説明すると、鉛蓄電池11の通電経路には、鉛蓄電池11の端子電圧を検出する電圧センサが接続されており、リチウムイオン蓄電池12の通電経路には、リチウムイオン蓄電池12の端子電圧を検出する電圧センサが接続されている。制御部40は、これら電圧センサから取得した端子電圧に基づいて、各蓄電池11,12のSOC(残存容量:State Of Charge)を算出する。制御部40は、算出したSOCが所定の使用範囲内に保持されるように、第1スイッチSW1及び第2スイッチSW2のオンオフを制御して、各蓄電池11,12の充電及び放電を制御する。 For example, the control unit 40 selectively uses the lead storage battery 11 and the lithium ion storage battery 12 to perform charging and discharging. More specifically, a voltage sensor for detecting the terminal voltage of the lead storage battery 11 is connected to the energization path of the lead storage battery 11, and the terminal voltage of the lithium ion storage battery 12 is detected in the energization path of the lithium ion storage battery 12. The voltage sensor is connected. The control unit 40 calculates the SOC (residual capacity: State Of Charge) of each of the storage batteries 11 and 12 based on the terminal voltage acquired from these voltage sensors. The control unit 40 controls the on / off of the first switch SW1 and the second switch SW2 so that the calculated SOC is kept within a predetermined range of use, and controls the charging and discharging of the storage batteries 11 and 12.

また、制御部40は、電源システムの起動時において、プリチャージ処理を実行する。プリチャージ処理は、鉛蓄電池11から第1電気経路L1を介して平滑コンデンサ14に充電する処理である。なお、本実施形態では、プリチャージ処理時において、第2スイッチSW2がオフ状態に維持されることとする。 Further, the control unit 40 executes the precharge process when the power supply system is started. The precharge process is a process of charging the smoothing capacitor 14 from the lead storage battery 11 via the first electric path L1. In this embodiment, the second switch SW2 is maintained in the off state during the precharge process.

図2を用いて、プリチャージ処理について説明する。図2(a)は、第1駆動部31から第1ゲート経路G1への出力電圧の推移を示し、図2(b)は、第2駆動部32から第2ゲート経路G2への出力電圧の推移を示し、図2(c)は、第3駆動部33から第3ゲート経路G3への出力電圧の推移を示す。図2において、縦軸のVPは、各駆動部の定電圧電源の出力電圧を示す。例えば、第1駆動部31の場合のVPは、定電圧電源31gの出力電圧を示す。本実施形態では、各駆動部の出力電圧が各蓄電池11,12の出力電圧よりも高く設定されている。これにより、各スイッチのゲートに適正電圧を印加できる。 The precharge process will be described with reference to FIG. FIG. 2A shows the transition of the output voltage from the first drive unit 31 to the first gate path G1, and FIG. 2B shows the transition of the output voltage from the second drive unit 32 to the second gate path G2. The transition is shown, and FIG. 2C shows the transition of the output voltage from the third drive unit 33 to the third gate path G3. In FIG. 2, VP on the vertical axis indicates the output voltage of the constant voltage power supply of each drive unit. For example, the VP in the case of the first drive unit 31 indicates the output voltage of the constant voltage power supply 31 g. In this embodiment, the output voltage of each drive unit is set higher than the output voltage of each of the storage batteries 11 and 12. As a result, an appropriate voltage can be applied to the gate of each switch.

時刻t1において、制御部40から第3駆動部33に対してオン指令が出力される。これにより、第3駆動部33の出力電圧が、第1時定数τ1に従ってVPまで急峻に立ち上がる。その結果、第1Bスイッチ21Bが第1スイッチング速度でオン状態に切り替えられる。第1Aスイッチ21Aのオン状態への切り替えタイミング以前に第1Bスイッチ21Bをオン状態に切り替えることにより、鉛蓄電池11からの電流が第1Bスイッチ21Bのボディダイオードに流れることを防止する。これにより、第1Bスイッチ21Bの発熱を抑制する。 At time t1, the control unit 40 outputs an on command to the third drive unit 33. As a result, the output voltage of the third drive unit 33 rises sharply to VP according to the first time constant τ1. As a result, the first B switch 21B is switched to the ON state at the first switching speed. By switching the first B switch 21B to the on state before the timing of switching the first A switch 21A to the on state, it is possible to prevent the current from the lead storage battery 11 from flowing to the body diode of the first B switch 21B. As a result, heat generation of the first B switch 21B is suppressed.

時刻t2において、制御部40から第2駆動部32(具体的には、第2駆動部32の第1抵抗体32a側)に対してオン指令が出力される。これにより、第2駆動部32から第1Aスイッチ21Aのゲートに供給される電圧が、第2時定数τ2(>τ1)に従って0から漸増し始める。その後、時刻t3において、第2駆動部32の出力電圧はVPに到達する。これにより、第1スイッチング速度よりも低い第2スイッチング速度で第1Aスイッチ21Aがオン状態に切り替えられる。 At time t2, an on command is output from the control unit 40 to the second drive unit 32 (specifically, the first resistor 32a side of the second drive unit 32). As a result, the voltage supplied from the second drive unit 32 to the gate of the first A switch 21A begins to gradually increase from 0 according to the second time constant τ2 (> τ1). After that, at time t3, the output voltage of the second drive unit 32 reaches VP. As a result, the first A switch 21A is switched to the ON state at a second switching speed lower than the first switching speed.

その後、時刻t4において、制御部40は、プリチャージ処理が完了したと判定する。これにより、制御部40は、第1駆動部31(具体的には、第1駆動部31の第1抵抗体31a側)に対してオン指令を出力する。その結果、第1駆動部31の出力電圧が第1時定数τ1に従ってVPまで急峻に立ち上がる。これにより、第1Aスイッチ21Aが第1スイッチング速度でオン状態に切り替えられる。その後、制御部40は、第2駆動部32に対してオフ指令を出力する。これにより、第1Aスイッチ21Aがオフ状態に切り替えられる。 After that, at time t4, the control unit 40 determines that the precharge process is completed. As a result, the control unit 40 outputs an on command to the first drive unit 31 (specifically, the first resistor 31a side of the first drive unit 31). As a result, the output voltage of the first drive unit 31 rises sharply to VP according to the first time constant τ1. As a result, the first A switch 21A is switched to the ON state at the first switching speed. After that, the control unit 40 outputs an off command to the second drive unit 32. As a result, the first A switch 21A is switched to the off state.

なお、制御部40は、例えば、第1スイッチSW1の電位差を検出し、検出した電位差が所定値以下になったと判定した場合、プリチャージ処理が完了したと判定すればよい。 The control unit 40 may detect, for example, the potential difference of the first switch SW1 and determine that the precharge process is completed when it is determined that the detected potential difference is equal to or less than a predetermined value.

続いて、図3及び図4を用いて、時定数について説明する。 Subsequently, the time constant will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

図3の実線は、第2時定数τ2を変化させた場合に発生する突入電流のピーク値の計算結果を示す。第2時定数τ2を大きくするほど、突入電流のピーク値が小さくなる。図2には、突入電流のピーク値の実測結果が3つプロットされている。 The solid line in FIG. 3 shows the calculation result of the peak value of the inrush current generated when the second time constant τ2 is changed. The larger the second time constant τ2, the smaller the peak value of the inrush current. In FIG. 2, three actual measurement results of the peak value of the inrush current are plotted.

第2駆動部32の抵抗体32eの抵抗値をRとし、コンデンサ32kの静電容量をCとする場合、「τ2=R×C」で表せる。ここで、例えば、突入電流のピーク値を5Aにしたい場合、図3の結果によれば、τ2を0.1秒となるようにR,Cが設定されればよい。なお、第2時定数τ2は、0.126~0.286秒の間に設定されることが望ましく、より好ましくは、0.2秒以上に設定されるのがよい。また、第1時定数τ1は、0.02以下とすることが望ましい。 When the resistance value of the resistor 32e of the second drive unit 32 is R and the capacitance of the capacitor 32k is C, it can be expressed as "τ2 = R × C". Here, for example, when it is desired to set the peak value of the inrush current to 5A, according to the result of FIG. 3, R and C may be set so that τ2 is 0.1 seconds. The second time constant τ2 is preferably set between 0.126 and 0.286 seconds, and more preferably 0.2 seconds or more. Further, it is desirable that the first time constant τ1 is 0.02 or less.

図4に、ISG13への供給電圧、第1Aスイッチ21Aのゲート電圧Vgs、第1Aスイッチ21Aに流れる電流、及び鉛蓄電池11とISG13への供給電圧との差ΔVの推移の実測結果を示す。図4(a)は、第2時定数τ2が0.02秒に設定される場合を示し、図4(b)は、第2時定数τ2が0.1秒に設定される場合を示す。図4(a)に示す例では、図4(b)に示す例よりも第2時定数τ2が小さいため、突入電流のピーク値が大きくなっている。 FIG. 4 shows the actual measurement results of the transition of the supply voltage to the ISG13, the gate voltage Vgs of the first A switch 21A, the current flowing through the first A switch 21A, and the difference ΔV between the lead storage battery 11 and the supply voltage to the ISG13. FIG. 4A shows a case where the second time constant τ2 is set to 0.02 seconds, and FIG. 4B shows a case where the second time constant τ2 is set to 0.1 seconds. In the example shown in FIG. 4A, since the second time constant τ2 is smaller than that in the example shown in FIG. 4B, the peak value of the inrush current is large.

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。 According to the present embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.

・プリチャージ処理を行う場合は、第2駆動部32が第1Aスイッチ21Aをオン状態に切り替えることにより、鉛蓄電池11から平滑コンデンサ14へと流れる突入電流を抑制できる。一方、プリチャージ処理の完了後は、第1駆動部31により第1Aスイッチ21Aのオンオフを切り替えることにより、スイッチング損失を低減することができる。 When performing the precharge process, the second drive unit 32 switches the first A switch 21A to the ON state, so that the inrush current flowing from the lead storage battery 11 to the smoothing capacitor 14 can be suppressed. On the other hand, after the precharge process is completed, the switching loss can be reduced by switching the on / off of the first A switch 21A by the first drive unit 31.

このように、本実施形態によれば、第1電気経路L1上の第1Aスイッチ21Aを用いて、プリチャージ時の突入電流を抑制し、また、プリチャージ完了後における鉛蓄電池11と平滑コンデンサ14との間を電気的に接続又は遮断することができる。これにより、特許文献1に記載の構成と比較して、簡素な構成でプリチャージ時に突入電流が流れることを抑制できる。 As described above, according to the present embodiment, the first A switch 21A on the first electric path L1 is used to suppress the inrush current at the time of precharging, and the lead storage battery 11 and the smoothing capacitor 14 after the precharging is completed. Can be electrically connected or disconnected from and to. As a result, it is possible to suppress the inrush current from flowing during precharging with a simple configuration as compared with the configuration described in Patent Document 1.

また、本実施形態によれば、第1駆動部31が故障した場合には、第2駆動部32により、プリチャージ処理の完了後における第1Aスイッチ21Aのスイッチングを行うことができる。これにより、各蓄電池11,12のSOCが所定の使用範囲内に保持されるように、各蓄電池11,12の充電及び放電の制御を継続できる。 Further, according to the present embodiment, when the first drive unit 31 fails, the second drive unit 32 can switch the first A switch 21A after the precharge process is completed. As a result, the charge and discharge control of the storage batteries 11 and 12 can be continued so that the SOC of the storage batteries 11 and 12 is kept within a predetermined range of use.

・第1駆動部31から出力される電流が、第1,第2ゲート経路G1,G2を介して第2駆動部32内のコンデンサ32k等に流れ込み、第1Aスイッチ21Aのゲート電圧を迅速に立ち上げることができなくなり得る。この場合、プリチャージ完了後における第1駆動部31によるスイッチング損失の低減効果が低下する懸念がある。 The current output from the first drive unit 31 flows into the capacitor 32k or the like in the second drive unit 32 via the first and second gate paths G1 and G2, and the gate voltage of the first A switch 21A is quickly set. It may not be possible to raise it. In this case, there is a concern that the effect of reducing the switching loss by the first drive unit 31 after the completion of precharging is reduced.

そこで、第2ゲート経路G2にダイオード50が設けられている。これにより、第2駆動部32内への電流の流れ込みを防止し、第1駆動部31により第1Aスイッチ21Aのスイッチングを行う場合におけるスイッチング損失の低減効果の低下を防止できる。また、受動素子のダイオード50を用いることにより、第2駆動部32内への電流の流れ込みを防止することを簡素な構成で実現できる。 Therefore, a diode 50 is provided in the second gate path G2. As a result, it is possible to prevent the current from flowing into the second drive unit 32 and prevent the effect of reducing the switching loss when the first drive unit 31 switches the first A switch 21A. Further, by using the diode 50 of the passive element, it is possible to realize the prevention of the current from flowing into the second drive unit 32 with a simple configuration.

・制御部40は、プリチャージ処理を行う場合、第1Aスイッチ21Aがオン状態に切り替えられる前に、第1Bスイッチ21Bをオン状態に切り替える。これにより、第1Bスイッチ21Bのボディダイオードに鉛蓄電池11からの電流が流れることを防止でき、プリチャージ処理に伴う第1Bスイッチ21Bの発熱を好適に抑制できる。 When performing the precharge process, the control unit 40 switches the first B switch 21B to the on state before the first A switch 21A is switched to the on state. As a result, it is possible to prevent the current from the lead storage battery 11 from flowing through the body diode of the first B switch 21B, and it is possible to suitably suppress the heat generation of the first B switch 21B due to the precharge process.

<第1実施形態の変形例>
図2に示したように、第1Aスイッチ21Aよりも先に第1Bスイッチ21Bをオン状態に切り替える構成に代えて、第1Aスイッチ21Aのオン状態への切り替えタイミングと同じタイミングで第1Bスイッチ21Bをオン状態に切り替えてもよい。
<Modified example of the first embodiment>
As shown in FIG. 2, instead of the configuration in which the first B switch 21B is switched to the on state before the first A switch 21A, the first B switch 21B is switched at the same timing as the switching timing of the first A switch 21A to the on state. You may switch to the on state.

<第2実施形態>
以下、第2実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図5に示すように、電池ユニットU内の構成を変更する。図5において、先の図1に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。また、図5では、図1に示した構成の一部の図示を省略している。
<Second Embodiment>
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to the drawings, focusing on the differences from the first embodiment. In this embodiment, as shown in FIG. 5, the configuration inside the battery unit U is changed. In FIG. 5, the same configurations as those shown in FIG. 1 above are designated by the same reference numerals for convenience. Further, in FIG. 5, a part of the configuration shown in FIG. 1 is not shown.

図5に示すように、第1スイッチSW1には、第3スイッチSW3が並列接続されている。第3スイッチSW3は、一対のNチャネルMOSFETである第3Aスイッチ23A及び第3Bスイッチ23Bで構成されている。第3Aスイッチ23Aのドレインには、第1出力端子P1が接続され、第3Aスイッチ23Aのソースには、第3Bスイッチ23Bのソースが接続されている。第3Bスイッチ23Bのドレインには、接続点Nが接続されている。第2スイッチSW2に対して第3スイッチSW3が並列接続されている構成は、プリチャージ処理時に流す電流を大きくするためである。なお、図5では、第1,第3スイッチSW3について、ゲート及びソース間に接続された抵抗体、ツェナーダイオード及びコンデンサの記載を省略している。 As shown in FIG. 5, a third switch SW3 is connected in parallel to the first switch SW1. The third switch SW3 is composed of a pair of N-channel MOSFETs, a third A switch 23A and a third B switch 23B. The first output terminal P1 is connected to the drain of the third A switch 23A, and the source of the third B switch 23B is connected to the source of the third A switch 23A. A connection point N is connected to the drain of the third B switch 23B. The configuration in which the third switch SW3 is connected in parallel to the second switch SW2 is to increase the current flowing during the precharge process. In FIG. 5, the description of the resistor, the Zener diode, and the capacitor connected between the gate and the source is omitted for the first and third switches SW3.

電池ユニットUは、第6駆動部36及び第7駆動部37を備えている。なお、第6駆動部36及び第7駆動部37は、第1駆動部31と同じ構成である。このため、第6駆動部36及び第7駆動部37の詳細な説明を省略する。 The battery unit U includes a sixth drive unit 36 and a seventh drive unit 37. The sixth drive unit 36 and the seventh drive unit 37 have the same configuration as the first drive unit 31. Therefore, detailed description of the sixth drive unit 36 and the seventh drive unit 37 will be omitted.

第6駆動部36の出力部には、第6ゲート経路G6を介して第3Aスイッチ23Aのゲートが接続されている。第6ゲート経路G6には、第6ゲート抵抗体46が設けられている。第7駆動部37の出力部には、第7ゲート経路G7を介して第3Bスイッチ23Bのゲートが接続されている。第7ゲート経路G7には、第7ゲート抵抗体47が設けられている。制御部40は、各蓄電池11,12の蓄電状態や、図示しない上位制御装置からの指令に基づいて、第1~第7駆動部31~37を介して各スイッチ21A,21B,22A,22B,23A,23Bをオンオフ制御する。 The gate of the third A switch 23A is connected to the output unit of the sixth drive unit 36 via the sixth gate path G6. A sixth gate resistor 46 is provided in the sixth gate path G6. The gate of the third B switch 23B is connected to the output unit of the seventh drive unit 37 via the seventh gate path G7. A seventh gate resistor 47 is provided in the seventh gate path G7. The control unit 40 has the switches 21A, 21B, 22A, 22B, via the first to seventh drive units 31 to 37, based on the storage state of the storage batteries 11 and 12 and commands from a higher-level control device (not shown). On / off control of 23A and 23B is performed.

図6を用いて、本実施形態のプリチャージ処理について説明する。図6(a)~図6(c)は、先の図2(a)~図2(c)に対応している。図6(d),(e)は、第6,第7駆動部36,37から第6,第7ゲート経路G6,G7への出力電圧の推移を示す。 The precharge process of this embodiment will be described with reference to FIG. 6 (a) to 6 (c) correspond to the above-mentioned FIGS. 2 (a) and 2 (c). 6 (d) and 6 (e) show the transition of the output voltage from the 6th and 7th drive units 36 and 37 to the 6th and 7th gate paths G6 and G7.

図6では、先の図2との主な相違点のみ説明する。図6のt1~t5は、図2のt1~t5に対応している。時刻t4において、制御部40は、第6,第7駆動部36,37に対してオン指令を出力する。その結果、第6,第7駆動部36,37から第3A,Bスイッチ23A,23Bのゲートに供給される電圧が、第1時定数τ1に従ってVPまで急峻に立ち上がる。これにより、第3A,Bスイッチ23A,23Bが第1スイッチング速度でオン状態に切り替えられる。 In FIG. 6, only the main differences from FIG. 2 above will be described. T1 to t5 in FIG. 6 correspond to t1 to t5 in FIG. At time t4, the control unit 40 outputs an on command to the sixth and seventh drive units 36 and 37. As a result, the voltage supplied from the sixth and seventh drive units 36 and 37 to the gates of the third A and B switches 23A and 23B rises sharply to VP according to the first time constant τ1. As a result, the third A and B switches 23A and 23B are switched to the ON state at the first switching speed.

以上説明した本実施形態では、第1,第3スイッチSW1,SW3のうち、第1スイッチSW1側のみ時定数を変更な構成とした。これにより、プリチャージ処理時に流す電流を大きくしつつ、電源制御回路の複雑化を好適に回避できる。これにより、電源制御回路のコストを削減できる。 In the present embodiment described above, the time constant is changed only on the first switch SW1 side of the first and third switches SW1 and SW3. As a result, it is possible to suitably avoid the complexity of the power supply control circuit while increasing the current flowing during the precharge process. As a result, the cost of the power supply control circuit can be reduced.

なお、第1実施形態と同様に、第1駆動部31が故障した場合には、第2駆動部32により第1Aスイッチ21Aのスイッチングを行うことができる。 As in the first embodiment, when the first drive unit 31 fails, the second drive unit 32 can switch the first A switch 21A.

<その他の実施形態>
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
<Other embodiments>
In addition, each of the above-mentioned embodiments may be changed and carried out as follows.

・ダイオード50が第2ゲート経路G2に設けられてなくてもよい。この場合、第1Aスイッチ21Aのゲートを適正に充電できる程度に、第2駆動部32の出力電圧を確保できることが望ましい。 The diode 50 may not be provided in the second gate path G2. In this case, it is desirable that the output voltage of the second drive unit 32 can be secured to such an extent that the gate of the first A switch 21A can be properly charged.

・整流素子としては、受動素子としてのダイオードに限らず、例えば、能動素子としてのスイッチであってもよい。この場合、制御部40は、このスイッチを、先の図2の時刻t4まではオン状態に維持し、時刻t4でオフ状態に切り替えればよい。 -The rectifying element is not limited to a diode as a passive element, but may be, for example, a switch as an active element. In this case, the control unit 40 may maintain this switch in the on state until the time t4 in FIG. 2 and switch it to the off state at the time t4.

・電気負荷としては、ISG13に限らない。容量成分(コンデンサ)を持つ電気負荷であれば、例えば、シートヒータや、リアウィンドウのデフロスタ用ヒータ、ヘッドライト、フロントウィンドウのワイパ、空調装置の送風ファン等であってもよい。 -The electrical load is not limited to ISG13. As long as it is an electric load having a capacitive component (capacitor), it may be, for example, a seat heater, a heater for a defroster of a rear window, a headlight, a wiper of a front window, a blower fan of an air conditioner, or the like.

11…鉛蓄電池、13…ISG、14…平滑コンデンサ、31…第1駆動部、32…第2駆動部、40…制御部、SW1…第1半導体スイッチ。 11 ... Lead-acid battery, 13 ... ISG, 14 ... Smoothing capacitor, 31 ... First drive unit, 32 ... Second drive unit, 40 ... Control unit, SW1 ... First semiconductor switch.

Claims (5)

直流電源(11)の正極側と、容量成分(14)を有する電気負荷(13)の高電位側とを接続する電気経路(L1)に設けられた半導体スイッチ(21A)と、
前記半導体スイッチのゲートに接続され、該ゲートに電圧を供給することにより第1スイッチング速度で前記半導体スイッチのスイッチングを行う第1駆動部(31)と、
前記半導体スイッチのゲートに接続され、該ゲートに電圧を供給することにより前記第1スイッチング速度よりも低い第2スイッチング速度で前記半導体スイッチのスイッチングを行う第2駆動部(32)と、
前記直流電源から前記容量成分に充電するプリチャージ処理を行う場合、前記第2駆動部により前記半導体スイッチをオン状態に切り替え、前記プリチャージ処理の完了後、前記第1駆動部により前記半導体スイッチのスイッチングを行う制御部(40)と、を備える電源制御回路。
A semiconductor switch (21A) provided in the electric path (L1) connecting the positive electrode side of the DC power supply (11) and the high potential side of the electric load (13) having the capacitance component (14).
A first drive unit (31) connected to the gate of the semiconductor switch and switching the semiconductor switch at the first switching speed by supplying a voltage to the gate.
A second drive unit (32) connected to the gate of the semiconductor switch and switching the semiconductor switch at a second switching speed lower than the first switching speed by supplying a voltage to the gate.
When the precharge process for charging the capacitance component from the DC power supply is performed, the semiconductor switch is switched to the on state by the second drive unit, and after the precharge process is completed, the semiconductor switch is operated by the first drive unit. A power supply control circuit including a control unit (40) for switching.
前記第1駆動部の出力部と前記半導体スイッチのゲートとを接続する電気経路である第1ゲート経路(G1)と、
前記第2駆動部の出力部と前記半導体スイッチのゲートとを接続する電気経路である第2ゲート経路(G2)と、を備え、
前記第1駆動部は、その出力部から前記第1ゲート経路に対して第1時定数に従って上昇する電圧を出力し、
前記第2駆動部は、その出力部から前記第2ゲート経路に対して前記第1時定数よりも大きい第2時定数に従って上昇する電圧を出力し、
前記第2ゲート経路に設けられ、前記第2駆動部の出力部から前記半導体スイッチのゲートへと向かう方向の電流の流通を許容し、該ゲートから前記第2駆動部の出力部へと向かう方向の電流の流通を阻止する整流素子(50)を備える請求項1に記載の電源制御回路。
The first gate path (G1), which is an electric path connecting the output unit of the first drive unit and the gate of the semiconductor switch,
A second gate path (G2), which is an electric path connecting the output unit of the second drive unit and the gate of the semiconductor switch, is provided.
The first drive unit outputs a voltage that rises according to the first time constant from the output unit to the first gate path.
The second drive unit outputs a voltage rising from the output unit to the second gate path according to a second time constant larger than the first time constant.
A direction provided in the second gate path, which allows current to flow in the direction from the output unit of the second drive unit to the gate of the semiconductor switch, and from the gate to the output unit of the second drive unit. The power supply control circuit according to claim 1, further comprising a rectifying element (50) that blocks the flow of current.
前記整流素子は、ダイオードである請求項2に記載の電源制御回路。 The power supply control circuit according to claim 2, wherein the rectifying element is a diode. 前記第2駆動部は、
その出力部と電源(32g)との間を電気的に接続又は遮断するためのスイッチ(32j)と、
前記スイッチの制御端子に供給する電圧を前記第2時定数に従って上昇させるための抵抗体(32e)及びコンデンサ(32k)の直列接続体と、を有する請求項2又は3に記載の電源制御回路。
The second drive unit is
A switch (32j) for electrically connecting or disconnecting the output unit and the power supply (32g), and
The power supply control circuit according to claim 2 or 3, further comprising a resistor (32e) and a series connection of a capacitor (32k) for increasing the voltage supplied to the control terminal of the switch according to the second time constant.
前記半導体スイッチは、ボディダイオードを有し、オンされる場合にのみ前記直流電源から前記容量成分へと向かう方向の電流の流通を許容する第1制御スイッチであり、
ボディダイオードを有し、オフされる場合にのみ前記容量成分から前記直流電源へと向かう方向の電流の流通を阻止し、前記第1制御スイッチに直列接続された第2制御スイッチ(21B)と、
前記第2制御スイッチのゲートに接続され、該ゲートに電圧を供給することにより前記第1スイッチング速度よりも高いスイッチング速度で前記第2制御スイッチのスイッチングを行う第3駆動部(33)と、を備え、
前記第1駆動部は、前記第1制御スイッチのゲートに接続され、該ゲートに電圧を供給することにより前記第1スイッチング速度で前記第1制御スイッチのスイッチングを行い、
前記第2駆動部は、前記第1制御スイッチのゲートに接続され、該ゲートに電圧を供給することにより前記第2スイッチング速度で前記第1制御スイッチのスイッチングを行い、
前記制御部は、前記プリチャージ処理を行う場合、前記第2駆動部により前記第1制御スイッチがオン状態に切り替えられるタイミング以前に前記第3駆動部から前記第2制御スイッチのゲートに電圧を供給して前記第2制御スイッチをオン状態に切り替える請求項1~4のいずれか1項に記載の電源制御回路。
The semiconductor switch is a first control switch having a body diode and allowing current to flow in a direction from the DC power supply to the capacitive component only when it is turned on.
A second control switch (21B) having a body diode, blocking the flow of current in the direction from the capacitive component to the DC power supply only when turned off, and connected in series with the first control switch,
A third drive unit (33) connected to the gate of the second control switch and switching the second control switch at a switching speed higher than the first switching speed by supplying a voltage to the gate. Prepare,
The first drive unit is connected to the gate of the first control switch, and by supplying a voltage to the gate, the first control switch is switched at the first switching speed.
The second drive unit is connected to the gate of the first control switch, and by supplying a voltage to the gate, the first control switch is switched at the second switching speed.
When the precharge process is performed, the control unit supplies a voltage from the third drive unit to the gate of the second control switch before the timing when the first control switch is switched to the on state by the second drive unit. The power supply control circuit according to any one of claims 1 to 4, wherein the second control switch is switched to an on state.
JP2019009763A 2019-01-23 2019-01-23 Power control circuit Active JP7059946B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019009763A JP7059946B2 (en) 2019-01-23 2019-01-23 Power control circuit
PCT/JP2020/000755 WO2020153161A1 (en) 2019-01-23 2020-01-10 Power supply control circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019009763A JP7059946B2 (en) 2019-01-23 2019-01-23 Power control circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020120501A JP2020120501A (en) 2020-08-06
JP7059946B2 true JP7059946B2 (en) 2022-04-26

Family

ID=71736026

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019009763A Active JP7059946B2 (en) 2019-01-23 2019-01-23 Power control circuit

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7059946B2 (en)
WO (1) WO2020153161A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011254650A (en) 2010-06-03 2011-12-15 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd Electric power apparatus
JP2013205257A (en) 2012-03-28 2013-10-07 Sanyo Electric Co Ltd Power supply device, and vehicle and power storage device equipped with power supply device
JP2014024337A (en) 2007-09-26 2014-02-06 Fiberforge Corp System and method for rapid, automated manufacture of advanced composite tailored blanks
JP2015171305A (en) 2014-03-11 2015-09-28 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 power supply circuit
JP2017163773A (en) 2016-03-11 2017-09-14 新電元工業株式会社 Switching power supply unit

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4542844B2 (en) * 2003-07-16 2010-09-15 株式会社日本自動車部品総合研究所 2 transformer type DC-DC converter
JP5781403B2 (en) * 2011-08-31 2015-09-24 日立オートモティブシステムズ株式会社 Capacitor precharge circuit, motor drive system, electric power steering system, airbag system
JP6229952B2 (en) * 2012-08-10 2017-11-15 パナソニックIpマネジメント株式会社 Battery device and battery control device
JP6762795B2 (en) * 2016-08-01 2020-09-30 矢崎総業株式会社 Precharge controller

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014024337A (en) 2007-09-26 2014-02-06 Fiberforge Corp System and method for rapid, automated manufacture of advanced composite tailored blanks
JP2011254650A (en) 2010-06-03 2011-12-15 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd Electric power apparatus
JP2013205257A (en) 2012-03-28 2013-10-07 Sanyo Electric Co Ltd Power supply device, and vehicle and power storage device equipped with power supply device
JP2015171305A (en) 2014-03-11 2015-09-28 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 power supply circuit
JP2017163773A (en) 2016-03-11 2017-09-14 新電元工業株式会社 Switching power supply unit

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020120501A (en) 2020-08-06
WO2020153161A1 (en) 2020-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5200986B2 (en) Power supply
US8134338B2 (en) Battery management system and driving method thereof
JP5865013B2 (en) Power supply device for vehicle and vehicle provided with this power supply device
JP5440400B2 (en) Power supply
US7863863B2 (en) Multi-cell battery pack charge balance circuit
EP3922503B1 (en) Load access detection method, switch circuit and battery management system
US7714544B2 (en) Switching device for bi-directionally equalizing charge between energy accumulators and corresponding methods
JPH1066276A (en) Charge protector and charger
JP6722058B2 (en) Power system controller
JP6878782B2 (en) Power control unit and power system
JP4843921B2 (en) Battery pack capacity adjustment device and battery pack capacity adjustment method
KR101962777B1 (en) Load/charger detection circuit, battery management system comprising the same and driving method thereof
US10031190B2 (en) Voltage detection device
JP2004023803A (en) Voltage controller for battery pack
JP7059946B2 (en) Power control circuit
KR20130080943A (en) Discharging circuit of input unit for large capacity inverter
CN111656636B (en) Power supply control device, power supply control method, and storage medium
JP2021132517A (en) Switching device, power storage system including switching device, vehicle including power storage system, and switching method
JP6969200B2 (en) Power system
KR20190007542A (en) Pre-charge relay control system for fuel cell vehicle and control method of the same
JP6953737B2 (en) Control device
JP7276080B2 (en) Abnormality determination device
WO2018147102A1 (en) Switch control device
JP6375929B2 (en) Vehicle power supply
JP2019198195A (en) On-vehicle lithium ion battery control device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210125

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220315

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220328

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7059946

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151