JP7073508B2 - 給電装置、及び車両コントローラ用バックアップ電源 - Google Patents
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Description
高圧側巻線と低圧側巻線とを含み、高圧電源からの高圧入力を低圧出力に変換する絶縁駆動手段と、
前記絶縁駆動手段の高圧側巻線に直列接続された第1のスイッチ部を含む高圧入力手段と、
第1端子が前記絶縁駆動手段の低圧側巻線に接続され、第2端子が外部からの出力イネーブル信号を受信するために用いられ、前記出力イネーブル信号がハイの場合、第3の端子が低圧給電電力を出力する出力制御手段と、
前記高圧入力手段の前記第1のスイッチ部へスイッチ調整信号を出力するスイッチ調整手段と、
第1端が前記高圧電源に接続され、第2端が前記スイッチ調整手段に接続され、前記スイッチ調整手段に始動電圧を提供する高圧始動手段と、
第1端が前記絶縁駆動手段の低圧側巻線に結合され、第2端が前記スイッチ調整手段に接続され、前記スイッチ調整手段に電力を提供する補助電源手段と、を含むことを特徴とする給電装置である。
前記高圧入力手段は、前記絶縁駆動手段の高圧側巻線に並列接続された吸収回路と、前記スイッチ調整手段に接続され、サンプリング信号を出力するサンプリング素子とをさらに含み、
前記スイッチ調整手段は、前記サンプリング素子からの前記サンプリング信号に基づいて、前記高圧入力手段へスイッチ調整信号を出力することを特徴とする。
前記吸収回路は、第1の抵抗と、第1のコンデンサと、第1のダイオードとを含み、前記第1の抵抗と第1のコンデンサとが並列接続されると共に、前記第1のダイオードの負極に接続されており、
前記第1のスイッチ部は、ソースが前記絶縁駆動手段の高圧側巻線に接続され、ゲートが前記スイッチ調整手段に接続され、前記スイッチ調整手段からのスイッチ調整信号を受信するための第1のMOSトランジスタを含み、
前記サンプリング素子は、一端が前記第1のMOSトランジスタのドレインに接続され、
他端が高圧側リファレンスグランドに接続された第2の抵抗を含むことを特徴とする。
前記出力制御手段は、前記絶縁駆動手段の低圧側巻線に接続された出力フィルタリング部と、前記出力フィルタリング部の出力端に接続され、第2のスイッチ部を介して低圧電力を出力する出力部と、前記出力イネーブル信号がハイの場合、前記出力部の前記第2のスイッチ部をオンにする出力イネーブル制御部と、を含むことを特徴とする。
前記出力制御手段の前記出力部は、正極が前記出力フィルタリング部の出力端に接続され、負極が前記第2のスイッチ部のソースに接続された第2のダイオードと、前記第2のスイッチ部のソースとゲートとの間に並列接続された第3のダイオード及び第3の抵抗と、をさらに含み、前記第3のダイオードの負極が前記第2のスイッチ部のソースに接続されており、
前記出力イネーブル制御部は、ゲートがイネーブル信号入力端子に接続され、ソースが前記第2のスイッチ部のゲートに接続され、ドレインが低圧側リファレンスグランドに接続された第3のスイッチ部を含むことを特徴とする。
前記補助電源手段は、補助フィルタリング部と第4のダイオードとを含み、前記補助フィルタリング部の第1端が前記絶縁駆動手段の低圧側巻線に結合され、前記補助フィルタリング部の第2端が前記第4のダイオードの正極に接続され、前記第4のダイオードの負極が前記スイッチ調整手段に接続されていることを特徴とする。
前記高圧始動手段は、ソースが第4の抵抗を介して前記高圧電源に接続され、ゲートが第5の抵抗を介して前記高圧電源に接続され、ドレインが前記スイッチ調整手段に接続された第3のスイッチ部と、負極が前記第3のスイッチ部のゲートに接続され、正極が高圧側リファレンスグランドに接続された第1の電圧安定化部と、一端が前記スイッチ調整手段に接続され、他端が前記電圧安定化部の正極に接続された充電素子とを含むことを特徴とする。
結合された発光部と受光部とを含む絶縁信号手段と、
第1端が前記出力制御手段に接続され、第2端が前記発光部に接続され、前記発光部を前記出力制御手段の出力レベルに応じて発光させる出力フィードバック手段と、をさらに含み、
前記受光部は、前記スイッチ調整手段に接続され、受信された光信号を電気信号に変換して前記スイッチ調整手段に提供することを特徴とする。
前記出力フィードバック手段は、前記出力制御手段の前記出力フィルタリング部の出力端に接続され、前記出力フィルタリング部の出力電圧を分圧する分圧部と、前記分圧部の出力電圧を基準電圧とする第2の電圧安定化部と、前記第2の電圧安定化部の負極電圧を調整する電圧調整部と、を含むことを特徴とする。
前記スイッチ調整手段は、
調整部であって、前記調整部へ供給される始動電圧及び動作電力を受けるための給電入力ポート、前記高圧入力手段からのサンプリング信号を受信するためのサンプリング信号入力ポート、高圧入力手段へスイッチ調整信号を出力するためのスイッチ調整信号出力ポート、前記絶縁信号手段の前記受光部からのフィードバック信号を受信するためのフィードバック信号入力ポート、スイッチ周波数設定ポート及び補償制御ポートを含む調整部と、
一端が前記スイッチ周波数設定ポートに接続され、他端が高圧側リファレンスグランドに接続されたスイッチ周波数設定部と、
一端が前記補償制御ポートに接続され、他端が高圧側リファレンスグランドに接続され、前記スイッチ調整手段に対して補償制御を行う補償制御部と、を含み、
前記絶縁信号手段の前記受光部は、前記スイッチ調整手段の前記フィードバック信号入力ポートに接続されていることを特徴とする。
前記高圧側リファレンスグランドは、前記高圧電源の高圧入力負極であり、前記低圧側リファレンスグランドは、低圧出力端の低圧出力負極であることを特徴とする。
第1~第11の態様のいずれか一項に記載の給電装置と、
コントローラへの正常な給電を確保する場合に、出力イネーブル信号を前記給電装置に出力する制御端と、を含むことを特徴とする。
図1は、本発明の第1の実施形態を示す模式的なブロック図である。本発明の第1の実施形態において、給電装置は、高圧入力手段100、絶縁駆動手段200、出力制御手段300、スイッチ調整手段400、高圧始動手段500、及び、補助電源手段600を備える。
図2は、本発明の第2の実施形態を示す模式的なブロック図である。図2、図3を参照して、第2の実施形態について説明する。
Claims (11)
- 高圧側巻線と低圧側巻線とを含み、高圧電源からの高圧入力を低圧出力に変換する絶縁駆動手段と、
前記絶縁駆動手段の高圧側巻線に直列接続された第1のスイッチ部を含む高圧入力手段と、
第1端子が前記絶縁駆動手段の低圧側巻線に接続され、第2端子が外部からの出力イネーブル信号を受信するために用いられ、前記出力イネーブル信号がハイの場合、第3の端子が低圧給電電力を出力する出力制御手段と、
前記高圧入力手段の前記第1のスイッチ部へスイッチ調整信号を出力するスイッチ調整手段と、
第1端が前記高圧電源に接続され、第2端が前記スイッチ調整手段に接続され、前記スイッチ調整手段に始動電圧を提供する高圧始動手段と、
第1端が前記絶縁駆動手段における低圧側巻線に結合された補助給電巻線に接続され、第2端が前記スイッチ調整手段に接続され、前記スイッチ調整手段に電力を提供する補助電源手段と、を含み、
前記補助電源手段は、ダイオード(D3)及びコンデンサ(C4)を含み、前記絶縁駆動手段の前記補助給電巻線から出力された補助電源出力に対してフィルタリングを行う補助フィルタリング部と、正極が前記補助フィルタリング部の出力端に接続され、負極が前記スイッチ調整手段に接続されたダイオード(D2)と、を含む、
ことを特徴とする給電装置。 - 前記高圧入力手段は、前記絶縁駆動手段の高圧側巻線に並列接続された吸収回路と、前記スイッチ調整手段に接続され、サンプリング信号を出力するサンプリング素子と、をさらに含み、
前記スイッチ調整手段は、前記サンプリング素子からの前記サンプリング信号に基づいて、前記高圧入力手段へスイッチ調整信号を出力する、
ことを特徴とする請求項1に記載の給電装置。 - 前記吸収回路は、第1の抵抗と、第1のコンデンサと、第1のダイオードとを含み、前記第1の抵抗と第1のコンデンサとが並列接続されると共に、前記第1のダイオードの負極に接続されており、
前記第1のスイッチ部は、ソースが前記絶縁駆動手段の高圧側巻線に接続され、ゲートが前記スイッチ調整手段に接続され、前記スイッチ調整手段からのスイッチ調整信号を受信するための第1のMOSトランジスタを含み、
前記サンプリング素子は、一端が前記第1のMOSトランジスタのドレインに接続され、他端が高圧側リファレンスグランドに接続された第2の抵抗を含む、
ことを特徴とする請求項2に記載の給電装置。 - 前記出力制御手段は、前記絶縁駆動手段の低圧側巻線に接続された出力フィルタリング部と、前記出力フィルタリング部の出力端に接続され、第2のスイッチ部を介して低圧電力を出力する出力部と、前記出力イネーブル信号がハイの場合、前記出力部の前記第2のスイッチ部をオンにする出力イネーブル制御部と、を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の給電装置。 - 前記出力制御手段の前記出力部は、正極が前記出力フィルタリング部の出力端に接続され、負極が前記第2のスイッチ部のソースに接続された第2のダイオードと、前記第2のスイッチ部のソースとゲートとの間に並列接続された第3のダイオード及び第3の抵抗と、をさらに含み、前記第3のダイオードの負極が前記第2のスイッチ部のソースに接続されており、
前記出力イネーブル制御部は、ゲートがイネーブル信号入力端子に接続され、ソースが前記第2のスイッチ部のゲートに接続され、ドレインが低圧側リファレンスグランドに接続された第3のスイッチ部を含む、
ことを特徴とする請求項4に記載の給電装置。 - 前記高圧始動手段は、ソースが第4の抵抗を介して前記高圧電源に接続され、ゲートが第5の抵抗を介して前記高圧電源に接続され、ドレインが前記スイッチ調整手段に接続された第3のスイッチ部と、負極が前記第3のスイッチ部のゲートに接続され、正極が高圧側リファレンスグランドに接続された第1の電圧安定化部と、一端が前記スイッチ調整手段に接続され、他端が前記電圧安定化部の正極に接続された充電素子と、を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の給電装置。 - 結合された発光部と受光部とを含む絶縁信号手段と、
第1端が前記出力制御手段に接続され、第2端が前記発光部に接続され、前記発光部を前記出力制御手段の出力レベルに応じて発光させる出力フィードバック手段と、をさらに含み、
前記受光部は、前記スイッチ調整手段に接続され、受信された光信号を電気信号に変換して前記スイッチ調整手段に提供する、
ことを特徴とする請求項1に記載の給電装置。 - 前記出力フィードバック手段は、前記出力制御手段の出力フィルタリング部の出力端に接続され、前記出力フィルタリング部の出力電圧を分圧する分圧部と、前記分圧部の出力電圧を基準電圧とする第2の電圧安定化部と、前記第2の電圧安定化部の負極電圧を調整する電圧調整部とを含む、
ことを特徴とする請求項7に記載の給電装置。 - 前記スイッチ調整手段は、
始動電圧及び動作電力を受けるための給電入力ポート、前記高圧入力手段からのサンプリング信号を受信するためのサンプリング信号入力ポート、高圧入力手段へスイッチ調整信号を出力するためのスイッチ調整信号出力ポート、前記絶縁信号手段の前記受光部からのフィードバック信号を受信するためのフィードバック信号入力ポート、スイッチ周波数設定ポート及び補償制御ポートを含む調整部と、
一端が前記スイッチ周波数設定ポートに接続され、他端が高圧側リファレンスグランドに接続されたスイッチ周波数設定部と、
一端が前記補償制御ポートに接続され、他端が高圧側リファレンスグランドに接続され、前記スイッチ調整手段に対して補償制御を行う補償制御部と、を含み、
前記絶縁信号手段の前記受光部は、前記スイッチ調整手段の前記フィードバック信号入力ポートに接続されている、
ことを特徴とする請求項7に記載の給電装置。 - 前記高圧側リファレンスグランドは、前記高圧電源の高圧入力負極であり、低圧側リファレンスグランドは、低圧出力端の低圧出力負極である、
ことを特徴とする請求項3、6、9のいずれか一項に記載の給電装置。 - 請求項1~10のいずれか一項に記載の給電装置と、
コントローラへの正常な給電を確保する場合に、出力イネーブル信号を前記給電装置に出力する制御端と、を含む、
ことを特徴とする車両コントローラ用バックアップ電源。
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