WO2015076303A1 - Power supply distribution device and power supply distribution system - Google Patents

Power supply distribution device and power supply distribution system Download PDF

Info

Publication number
WO2015076303A1
WO2015076303A1 PCT/JP2014/080653 JP2014080653W WO2015076303A1 WO 2015076303 A1 WO2015076303 A1 WO 2015076303A1 JP 2014080653 W JP2014080653 W JP 2014080653W WO 2015076303 A1 WO2015076303 A1 WO 2015076303A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
power supply
control
supply unit
voltage
unit
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/080653
Other languages
French (fr)
Japanese (ja)
Inventor
金澤 昭義
Original Assignee
矢崎総業株式会社
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
Priority to JP2013242619A priority Critical patent/JP2015101184A/en
Priority to JP2013-242619 priority
Application filed by 矢崎総業株式会社 filed Critical 矢崎総業株式会社
Publication of WO2015076303A1 publication Critical patent/WO2015076303A1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/03Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
    • 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
    • H02J1/10Parallel operation of dc sources
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/40The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
    • H02J2310/46The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for ICE-powered road vehicles

Abstract

Provided are a power supply distribution device and a power supply distribution system that are manufactured at a reduced cost and used for a vehicle that utilizes multiple voltages. In the case of this power supply distribution device (20), semiconductor switches (31), each comprising an N-channel field effect transistor, of multiple circuit units (30) are respectively disposed between a first power supply unit (11) and multiple loads (L). A second voltage (V2) output by a second power supply unit (12) is set to a voltage that is higher than a first voltage (V1) output by the first power supply unit (11) and that can be used for turn-on control of the multiple semiconductor switches (31). A control signal for turn-on/off control of the multiple semiconductor switches (31) is input to a control unit (40). Then, in accordance with the control signal, power supply control circuits (33) connect gate terminals (G) of semiconductor switches (31) to be turned on to the second power supply unit (12) and disconnect gate terminals (G) of semiconductor switches (31) to be turned off from the second power supply unit (12).

Description

電源分配装置及び電源分配システムPower distribution device and power distribution system
 本発明は、車両に搭載される電源分配装置及び電源分配システムに関するものである。 The present invention relates to a power distribution device and a power distribution system mounted on a vehicle.
 近年、環境性能向上を目的としてエンジンアイドリングストップ/リスタートシステムを採用した車両が増加している。そして、このような車両においては、従来から搭載されている12V系電源に加えて、エンジンリスタート時の効率化のために高電圧の48V系電源等を採用した多電圧化が進んでいる。 In recent years, an increasing number of vehicles have adopted an engine idling stop / restart system for the purpose of improving environmental performance. In such a vehicle, in addition to the 12V system power source that has been conventionally mounted, the use of a high voltage 48V system power source or the like has been promoted to improve efficiency at the time of engine restart.
 ところで、従来、車両に搭載された各負荷への電源供給は、バッテリー等の電源部と負荷との間に設けた電磁リレーをオンオフ制御することにより行われている。そして、近年では、小型化や高速スイッチング制御などを実現するため、電磁リレーに代えて、半導体スイッチを用いた構成が提案されている(例えば、特許文献1など)。 By the way, conventionally, power supply to each load mounted on a vehicle is performed by on / off control of an electromagnetic relay provided between a power supply unit such as a battery and the load. In recent years, a configuration using a semiconductor switch instead of an electromagnetic relay has been proposed in order to realize miniaturization, high-speed switching control, and the like (for example, Patent Document 1).
 例えば、特許文献1に記載された車両用電源分配装置801では、図3に示すように、電源部850と負荷860との間(いわゆる、ハイサイド(負荷の上流))に半導体スイッチとしてのパワーMOSFET810を設けて、電源供給を制御する。このような、電源供給に用いる半導体スイッチには、電力損失や発熱を極力抑えるため低オン抵抗が必要とされていることから、一般的にNチャンネル型の電界効果トランジスタが採用され、上記車両用電源分配装置801においても、Nチャンネル型の電界効果トランジスタであるパワーMOSFET810が用いられている。 For example, in the vehicle power distribution device 801 described in Patent Document 1, as shown in FIG. 3, the power as a semiconductor switch is between the power supply unit 850 and the load 860 (so-called high side (upstream of the load)). A MOSFET 810 is provided to control power supply. Since such a semiconductor switch used for power supply requires a low on-resistance in order to suppress power loss and heat generation as much as possible, an N-channel field effect transistor is generally employed and is used for the above-mentioned vehicle The power distribution device 801 also uses a power MOSFET 810 that is an N-channel field effect transistor.
特開平10-126963号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-126963
 しかしながら、Nチャンネル型の電界効果トランジスタであるパワーMOSFET810は、ゲート端子Gとソース端子Sとの間にゲート電圧VGSを与えることにより導通されるところ、導通時はドレイン端子Dの電圧とソース端子Sの電圧とが共に電源部850から供給される電源電圧となるため、導通に必要なゲート電圧VGSは、電源電圧より10V程度高くなる。そのため、電源電圧より高いゲート電圧VGSを得るため、チャージポンプ回路が必要となり、製造コストが増加してしまうという問題があった。また、チャージポンプ回路とNチャンネル型電界効果トランジスタとを有するインテリジェントパワーデバイス(IPD)においても、同様の問題があった。 However, the power MOSFET 810, which is an N-channel field effect transistor, is turned on by applying a gate voltage VGS between the gate terminal G and the source terminal S. When turned on, the voltage of the drain terminal D and the source terminal S Therefore, the gate voltage VGS necessary for conduction is about 10 V higher than the power supply voltage. Therefore, in order to obtain the gate voltage VGS higher than the power supply voltage, a charge pump circuit is required, and there is a problem that the manufacturing cost increases. The same problem has also occurred in the intelligent power device (IPD) having a charge pump circuit and an N-channel field effect transistor.
 本発明は、かかる問題を解決することを目的としている。即ち、本発明は、多電圧化を採用した車両において用いられる製造コストを抑えた電源分配装置及び電源分配システムを提供することを目的とする。 The present invention aims to solve such a problem. That is, an object of the present invention is to provide a power distribution device and a power distribution system that can reduce the manufacturing cost used in a vehicle adopting multiple voltages.
 請求項1に記載された発明は、上記目的を達成するために、第1電圧を出力する第1電源部と第2電圧を出力する第2電源部とを有する車両に搭載され、前記車両に搭載された複数の負荷への電源供給を制御する電源分配装置であって、前記第1電源部と前記複数の負荷との間にそれぞれ設けられ、オン/オフ制御されることにより前記第1電源部に前記複数の負荷をそれぞれ個別に接続/遮断する複数のNチャンネル型の電界効果トランジスタと、前記複数の電界効果トランジスタのうちの1又は複数の電界効果トランジスタのオン/オフ制御を指示する制御信号が入力される制御信号入力部と、前記第2電源部と前記複数の電界効果トランジスタの制御端子との間にそれぞれ設けられ、前記制御信号入力部に入力された前記制御信号によってオン制御が指示された前記電界効果トランジスタの制御端子と前記第2電源部を接続し、かつ、当該制御信号によってオフ制御が指示された前記電界効果トランジスタの制御端子と前記第2電源部を遮断する電源供給制御部と、前記第2電圧が、第1電圧より高い電圧でかつ前記複数の電界効果トランジスタをオン制御可能な電圧とされていることを特徴とする電源分配装置である。 In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is mounted on a vehicle having a first power supply unit that outputs a first voltage and a second power supply unit that outputs a second voltage. A power distribution device for controlling power supply to a plurality of mounted loads, the power distribution device being provided between the first power supply unit and the plurality of loads, and being controlled to be turned on / off. A plurality of N-channel field effect transistors that individually connect / cut off the plurality of loads to the unit, and control for instructing on / off control of one or a plurality of field effect transistors of the plurality of field effect transistors A control signal input unit to which a signal is input; and the control signal input to the control signal input unit, provided between the second power supply unit and the control terminals of the plurality of field effect transistors. The control terminal of the field effect transistor instructed to be turned on and the second power supply unit are connected, and the control terminal of the field effect transistor instructed to be turned off by the control signal and the second power supply unit A power supply control unit that shuts off the power supply, and the second voltage is a voltage higher than the first voltage and capable of turning on the plurality of field effect transistors.
 請求項2に記載された発明は、上記目的を達成するために、複数の負荷への電源供給を制御する車両用の電源分配システムであって、第1電圧を出力する第1電源部と、前記第1電源部と前記複数の負荷との間にそれぞれ設けられ、オン/オフ制御されることにより前記第1電源部に前記複数の負荷をそれぞれ個別に接続/遮断する複数のNチャンネル型の電界効果トランジスタと、前記第1電圧より高い電圧でかつ前記複数の電界効果トランジスタをオン制御可能な第2電圧を出力する第2電源部と、前記複数の電界効果トランジスタのうちの1又は複数の電界効果トランジスタのオン/オフ制御を指示する制御信号が入力される制御信号入力部と、前記第2電源部と前記複数の電界効果トランジスタの制御端子との間にそれぞれ設けられ、前記制御信号入力部に入力された前記制御信号によってオン制御が指示された前記電界効果トランジスタの制御端子と前記第2電源部を接続し、かつ、当該制御信号によってオフ制御が指示された前記電界効果トランジスタの制御端子と前記第2電源部を遮断する電源供給制御部と、を備えていることを特徴とする電源分配システムである。 The invention described in claim 2 is a vehicle power distribution system that controls power supply to a plurality of loads in order to achieve the above object, and a first power supply unit that outputs a first voltage; A plurality of N-channel type units that are respectively provided between the first power supply unit and the plurality of loads and are individually connected / blocked to / from the first power supply unit by ON / OFF control. A field effect transistor; a second power supply unit that outputs a second voltage that is higher than the first voltage and capable of turning on the plurality of field effect transistors; and one or more of the plurality of field effect transistors Provided between a control signal input unit to which a control signal instructing on / off control of the field effect transistor is input, and between the second power supply unit and the control terminals of the plurality of field effect transistors. The control terminal of the field effect transistor instructed to be turned on by the control signal input to the control signal input unit is connected to the second power supply unit, and the off control is instructed by the control signal. A power distribution system comprising: a control terminal of a field effect transistor; and a power supply control unit that shuts off the second power supply unit.
 本発明によれば、複数のNチャンネル型の電界効果トランジスタが、第1電源部と複数の負荷との間にそれぞれ設けられている。これら複数の電界効果トランジスタが、オン/オフ制御されることにより第1電源部に複数の負荷をそれぞれ個別に接続/遮断する。第2電源部が出力する第2電圧が、第1電源部が出力する第1電圧より高い電圧でかつ複数の電界効果トランジスタをオン制御可能な電圧とされている。制御信号入力部には、複数の電界効果トランジスタのうちの1又は複数の電界効果トランジスタについてオン/オフ制御を指示する制御信号が入力される。そして、電源供給制御部が、制御信号入力部に入力された制御信号によってオン制御が指示された電界効果トランジスタの制御端子と第2電源部を接続し、かつ、オフ制御が指示された電界効果トランジスタの制御端子と第2電源部を遮断する。 According to the present invention, a plurality of N-channel type field effect transistors are provided between the first power supply unit and the plurality of loads, respectively. The plurality of field effect transistors are on / off controlled to individually connect / cut off a plurality of loads to the first power supply unit. The second voltage output from the second power supply unit is higher than the first voltage output from the first power supply unit and is a voltage capable of turning on the plurality of field effect transistors. A control signal for instructing on / off control for one or a plurality of field effect transistors of the plurality of field effect transistors is input to the control signal input unit. The power supply control unit connects the control terminal of the field effect transistor instructed to be turned on by the control signal input to the control signal input unit and the second power supply unit, and the field effect instructed to be turned off. The control terminal of the transistor and the second power supply unit are shut off.
 このようにしたことから、複数の電界効果トランジスタのそれぞれについてオン制御する際に制御端子に第2電源部が接続されるので、電界効果トランジスタをオン制御可能な第2電圧が当該制御端子に印加されて当該電界効果トランジスタをオンにすることができる。また、複数の電界効果トランジスタのそれぞれについてオフ制御する際に制御端子と第2電源部が遮断されるので、電界効果トランジスタをオン制御可能な第2電圧が当該制御端子に印加されず当該電界効果トランジスタをオフにすることができる。そのため、チャージポンプ回路を必要とせず、製造コストを抑えることができる。 As a result, when the on-control of each of the plurality of field effect transistors is performed, the second power supply unit is connected to the control terminal, so that the second voltage that can control the field effect transistor on is applied to the control terminal. Thus, the field effect transistor can be turned on. In addition, since the control terminal and the second power supply unit are cut off when each of the plurality of field effect transistors is turned off, the second voltage capable of turning on the field effect transistor is not applied to the control terminal. The transistor can be turned off. Therefore, a charge pump circuit is not required and manufacturing cost can be reduced.
本発明の一実施形態の電源分配システムの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the power distribution system of one Embodiment of this invention. 図1の電源分配システムが備える電源分配装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the power distribution device with which the power distribution system of FIG. 1 is provided. 従来の電源分配装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the conventional power distribution device.
 以下、本発明の一実施形態の電源分配システムについて、図1、図2を参照して説明する。 Hereinafter, a power distribution system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
 図1は、本発明の一実施形態の電源分配システムの概略構成を示す図である。図2は、図1の電源分配システムが備える電源分配装置の概略構成を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a power distribution system according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of a power distribution device included in the power distribution system of FIG.
 電源分配システムは、例えば、自動車などの車両に搭載され、当該車両に搭載された12V系電源により駆動される電装品などの複数の負荷への電源供給を制御する。この車両は、例えば、エンジンアイドリングストップ/リスタートシステムを採用しており、従来から搭載されている12V系電源に加えて、エンジンリスタート時の効率化のための高電圧の48V系電源を搭載している。 The power distribution system is mounted on a vehicle such as an automobile, for example, and controls power supply to a plurality of loads such as electrical components driven by a 12V power source mounted on the vehicle. This vehicle uses, for example, an engine idling stop / restart system, and in addition to the 12V system power supply that has been installed in the past, a high voltage 48V system power supply is installed to improve efficiency during engine restart. is doing.
 図1に示すように、本実施形態の電源分配システム1は、第1電源部11と、第2電源部12と、複数の電源分配装置20と、を有している。 As shown in FIG. 1, the power distribution system 1 of the present embodiment includes a first power supply unit 11, a second power supply unit 12, and a plurality of power distribution devices 20.
 第1電源部11は、例えば、12V出力のバッテリー装置などで構成されており、12Vの電圧(第1電圧V1)を、後述する電源分配装置20を通じて、12V系電源により駆動される複数の負荷Lに供給する。 The first power supply unit 11 includes, for example, a 12V output battery device and the like, and a plurality of loads driven by a 12V system power supply through a power distribution device 20 described later with a 12V voltage (first voltage V1). L.
 第2電源部12は、例えば、48V出力のバッテリー装置などで構成されており、48Vの電圧(第2電圧V2)を、図示しないエンジンスタータなどに供給する。また、第2電圧V2は、後述する電源分配装置20にも供給される。第2電源部12が出力する第2電圧V2は48Vであるため、第1電源部11が出力する12Vの第1電圧V1より高い電圧でかつ後述する電源分配装置20が備える半導体スイッチ31をオン制御可能である。 The second power supply unit 12 is composed of, for example, a 48 V output battery device and supplies a 48 V voltage (second voltage V2) to an engine starter (not shown). The second voltage V2 is also supplied to a power distribution device 20 described later. Since the second voltage V2 output from the second power supply unit 12 is 48V, the semiconductor switch 31 included in the power distribution device 20 described later is turned on, which is higher than the first voltage V1 of 12V output from the first power supply unit 11. It can be controlled.
 図2に示すように、電源分配装置20は、複数の負荷L[1]~L[n](nは2以上の自然数)に対して第1電源部11からの電源供給を制御する。電源分配装置20は、複数の回路部30[1]~30[n]と、制御部40と、を有している。複数の回路部30[1]~30[n]は、それぞれ複数の負荷L[1]~L[n]に対応して設けられている。 As shown in FIG. 2, the power distribution device 20 controls power supply from the first power supply unit 11 for a plurality of loads L [1] to L [n] (n is a natural number of 2 or more). The power distribution device 20 includes a plurality of circuit units 30 [1] to 30 [n] and a control unit 40. The plurality of circuit units 30 [1] to 30 [n] are provided corresponding to the plurality of loads L [1] to L [n], respectively.
 回路部30は、半導体スイッチ31と、ヒューズ32と、電源供給制御回路33と、を有している。 The circuit unit 30 includes a semiconductor switch 31, a fuse 32, and a power supply control circuit 33.
 半導体スイッチ31は、Nチャンネル型の電界効果トランジスタであるパワーMOSFETである。半導体スイッチ31のドレイン端子Dは、第1電源部11に接続され、ソース端子Sは、ヒューズ32を通じて、対応する負荷Lに接続されている。また、半導体スイッチ31の制御端子であるゲート端子Gは、電源供給制御部としての電源供給制御回路33に接続されている。第1電源部11から出力される第1電圧V1(12Vの電圧)は、半導体スイッチ31のドレイン端子D-ソース端子Sを通じて負荷Lに供給される。半導体スイッチ31は、電源供給制御回路33によりオン/オフ制御される。つまり、半導体スイッチ31は、第1電源部11と負荷Lとの間にそれぞれ設けられ、オン/オフ制御されることにより第1電源部11に負荷Lを接続/遮断する。なお、半導体スイッチ31は、温度保護機能内蔵のものを用いてもよい。 The semiconductor switch 31 is a power MOSFET that is an N-channel field effect transistor. The drain terminal D of the semiconductor switch 31 is connected to the first power supply unit 11, and the source terminal S is connected to the corresponding load L through the fuse 32. The gate terminal G which is a control terminal of the semiconductor switch 31 is connected to a power supply control circuit 33 as a power supply control unit. The first voltage V1 (12V voltage) output from the first power supply unit 11 is supplied to the load L through the drain terminal D-source terminal S of the semiconductor switch 31. The semiconductor switch 31 is on / off controlled by the power supply control circuit 33. That is, the semiconductor switch 31 is provided between the first power supply unit 11 and the load L, and is connected to or disconnected from the first power supply unit 11 by being controlled on / off. The semiconductor switch 31 may have a built-in temperature protection function.
 電源供給制御回路33は、ツェナーダイオード34と、第1トランジスタ35と、第1固定抵抗器36と、第2トランジスタ37と、第2固定抵抗器38と、を有している。 The power supply control circuit 33 includes a Zener diode 34, a first transistor 35, a first fixed resistor 36, a second transistor 37, and a second fixed resistor 38.
 ツェナーダイオード34は、半導体スイッチ31のゲート端子G-ソース端子S間に接続されている。ツェナーダイオード34はゲート端子G-ソース端子S間を約10[V]にクランプしてゲートGに過電圧が印加された場合にバイパスさせる。半導体スイッチ31のゲート-ソース間の最大電圧は、ツェナーダイオードZDのツェナー電圧よりも十分に大きいものとされている。 The zener diode 34 is connected between the gate terminal G and the source terminal S of the semiconductor switch 31. The Zener diode 34 is clamped to about 10 [V] between the gate terminal G and the source terminal S and bypassed when an overvoltage is applied to the gate G. The maximum voltage between the gate and source of the semiconductor switch 31 is sufficiently larger than the Zener voltage of the Zener diode ZD.
 第1トランジスタ35は、NPN型トランジスタであり、コレクタ端子Cが第1固定抵抗器36を通じて後述する第2トランジスタ37のベース端子Bに接続され、エミッタ端子EがグラウンドGに接続され、ベース端子Bが後述する制御部40の出力ポートPに接続されている。 The first transistor 35 is an NPN-type transistor, the collector terminal C is connected to a base terminal B of a second transistor 37 described later through a first fixed resistor 36, the emitter terminal E is connected to the ground G, and the base terminal B Is connected to an output port P of the control unit 40 described later.
 第2トランジスタ37は、PNP型のトランジスタであり、エミッタ端子Eが第2電源部12に接続され、コレクタ端子Cが第2固定抵抗器38を通じて半導体スイッチ31のゲート端子Gに接続されている。 The second transistor 37 is a PNP transistor, and has an emitter terminal E connected to the second power supply unit 12 and a collector terminal C connected to the gate terminal G of the semiconductor switch 31 through the second fixed resistor 38.
 制御部40は、例えば、組み込み機器用のマイクロコンピュータなどで構成されている。このマイクロコンピュータは、CPU、ROM、RAMなどを内蔵して構成されており、電源分配装置20全体の制御を司る。ROMには、CPUを各種手段として機能させるための制御プログラムが予め記憶されており、CPUは、この制御プログラムを実行することにより上記各種手段として機能する。 The control unit 40 is composed of, for example, a microcomputer for an embedded device. This microcomputer has a built-in CPU, ROM, RAM, etc., and controls the entire power distribution device 20. The ROM stores in advance a control program for causing the CPU to function as various means. The CPU functions as the various means by executing the control program.
 制御部40は、複数の回路部30[1]~30[n]に対応した複数の出力ポートP[1]~P[n]を有している。複数の出力ポートP[1]~P[n]は、それぞれ複数の回路部30[1]~30[n]が備える電源供給制御回路33の第1トランジスタ35のベース端子Bに接続されている。制御部40は、複数の出力ポートP[1]~P[n]を通じて、複数の回路部30[1]~30[n]が備える電源供給制御回路33の第1トランジスタ35のベース端子Bに別個独立に電流を流す。 The control unit 40 has a plurality of output ports P [1] to P [n] corresponding to the plurality of circuit units 30 [1] to 30 [n]. The plurality of output ports P [1] to P [n] are connected to the base terminal B of the first transistor 35 of the power supply control circuit 33 provided in the plurality of circuit units 30 [1] to 30 [n], respectively. . The control unit 40 is connected to the base terminal B of the first transistor 35 of the power supply control circuit 33 included in the plurality of circuit units 30 [1] to 30 [n] through the plurality of output ports P [1] to P [n]. A current is passed independently.
 制御部40は、通信ポートCANを有している。この通信ポートCANは、図示しない車両内ネットワーク(例えば、CAN(Controller Area Network)など)に接続されており、当該車両内ネットワークを通じて車両全体の制御を司る図示しない電子制御ユニット(ECU)に接続されている。制御部40は、当該電子制御ユニットから、車両内ネットワークを通じて、複数の回路部30[1]~30[n]が有する半導体スイッチ31のうちの1又は複数の半導体スイッチ31のオン/オフ制御を指示する制御信号が入力される。制御部40は、制御信号入力部の一例である。 The control unit 40 has a communication port CAN. The communication port CAN is connected to an in-vehicle network (not shown) (for example, CAN (Controller Area Network)) and is connected to an electronic control unit (ECU) (not shown) that controls the entire vehicle through the in-vehicle network. ing. The control unit 40 performs on / off control of one or more semiconductor switches 31 of the semiconductor switches 31 included in the plurality of circuit units 30 [1] to 30 [n] from the electronic control unit through the in-vehicle network. An instructing control signal is input. The control unit 40 is an example of a control signal input unit.
 次に、上述した電源分配システム1の動作の一例について説明する。 Next, an example of the operation of the power distribution system 1 described above will be described.
 車両に搭載された図示しない電子制御ユニットは、例えば、複数の負荷Lのうちのある負荷L(以下、負荷L[k];kは1~nの間の1つの自然数)に対応する操作スイッチが操作されたときに、当該負荷L[k]の電源供給を制御する電源分配装置20に対して、電文(即ち、制御信号)を、車両内ネットワークを通じて送信する。この電文は、例えば、(i)負荷L[k]に対応する回路部30[k]を特定する識別情報、及び、(ii)当該回路部30[k]に対する制御(オン/オフ制御)を指示する制御情報を含む。この電文には、複数の上記識別情報及び当該識別情報に対応する制御情報が含まれていてもよい。即ち、1つの電文で複数の負荷Lの電源供給の制御を指示してもよい。 An electronic control unit (not shown) mounted on the vehicle is, for example, an operation switch corresponding to a certain load L (hereinafter referred to as load L [k]; k is one natural number between 1 and n) among a plurality of loads L. Is operated, a telegram (that is, a control signal) is transmitted through the in-vehicle network to the power distribution device 20 that controls the power supply of the load L [k]. This message includes, for example, (i) identification information for specifying the circuit unit 30 [k] corresponding to the load L [k], and (ii) control (on / off control) for the circuit unit 30 [k]. Contains control information to be instructed. This electronic message may include a plurality of the identification information and control information corresponding to the identification information. That is, it is possible to instruct control of power supply of a plurality of loads L with a single message.
 そして、この電文を受信した電源分配装置20の制御部40は、電文内の識別情報に示される回路部30[k]を特定し、当該回路部30[k]に対して、出力ポートP[k]を通じて制御情報により指示される制御を行う。 Then, the control unit 40 of the power distribution device 20 that has received the message specifies the circuit unit 30 [k] indicated by the identification information in the message, and outputs the output port P [ k] to perform control instructed by the control information.
 具体的には、制御情報が「オン制御」を指示するものであった場合、制御部40は、出力ポートP[k]から回路部30[k]の電源供給制御回路33に対して電流を供給する。 Specifically, when the control information indicates “ON control”, the control unit 40 sends a current from the output port P [k] to the power supply control circuit 33 of the circuit unit 30 [k]. Supply.
 そして、電源供給制御回路33は、第1トランジスタ35のベース端子Bに対して制御部40の出力ポートP[k]から電流が供給されると、第1トランジスタ35がオン(導通)して第2トランジスタ37のベース端子BからグラウンドGに電流が流れて、第2トランジスタ37がオンする。これにより、第2電源部12と半導体スイッチ31のゲート端子Gとが接続され、ツェナーダイオード34によって半導体スイッチ31のゲート端子G-ソース端子S間の電圧VGSが約10[V]になり、半導体スイッチ31がオンする。これにより、第1電源部11と負荷L[k]とが接続される。 When the current is supplied from the output port P [k] of the control unit 40 to the base terminal B of the first transistor 35, the power supply control circuit 33 turns on (conducts) the first transistor 35 and A current flows from the base terminal B of the two transistors 37 to the ground G, and the second transistor 37 is turned on. As a result, the second power supply unit 12 and the gate terminal G of the semiconductor switch 31 are connected, and the voltage VGS between the gate terminal G and the source terminal S of the semiconductor switch 31 becomes about 10 [V] by the Zener diode 34. The switch 31 is turned on. Thereby, the 1st power supply part 11 and load L [k] are connected.
 また、操作情報が「オフ制御」を指示するものであった場合、制御部40は、出力ポートP[k]から回路部30[k]の電源供給制御回路33に対して流れる電流を遮断する。 When the operation information indicates “off control”, the control unit 40 cuts off the current flowing from the output port P [k] to the power supply control circuit 33 of the circuit unit 30 [k]. .
 そして、電源供給制御回路33は、第1トランジスタ35のベース端子Bに対して制御部40の出力ポートPからの電流が遮断されると、第1トランジスタ35がオフ(遮断)して第2トランジスタ37のベース端子BからグラウンドGに流れる電流が遮断されて、第2トランジスタ37がオフする。これにより、第2電源部12と半導体スイッチ31のゲート端子Gとが遮断されて半導体スイッチ31のゲート端子G-ソース端子S間の電圧VGSが約0Vになり、半導体スイッチ31がオフする。これにより、第1電源部11と負荷L[k]とが遮断される。 When the current from the output port P of the control unit 40 is cut off from the base terminal B of the first transistor 35, the power supply control circuit 33 turns off (cuts off) the first transistor 35 and turns off the second transistor. The current flowing from the base terminal B of 37 to the ground G is cut off, and the second transistor 37 is turned off. As a result, the second power supply unit 12 and the gate terminal G of the semiconductor switch 31 are cut off, the voltage VGS between the gate terminal G and the source terminal S of the semiconductor switch 31 becomes about 0 V, and the semiconductor switch 31 is turned off. Thereby, the 1st power supply part 11 and load L [k] are interrupted | blocked.
 以上より、本実施形態によれば、複数の回路部30がそれぞれ有する複数のNチャンネル型の電界効果トランジスタである半導体スイッチ31が、第1電源部11と複数の負荷Lとの間にそれぞれ設けられている。複数の半導体スイッチ31は、オン/オフ制御されることにより第1電源部11に複数の負荷Lをそれぞれ個別に接続/遮断する。第2電源部12が出力する第2電圧V2が、第1電源部11が出力する第1電圧V1より高い電圧でかつ複数の半導体スイッチ31をオン制御可能な電圧とされている。制御部40には、複数の半導体スイッチ31のうちの1又は複数の半導体スイッチ31についてオン/オフ制御を指示する電文(制御信号)が入力される。そして、電源供給制御回路33が、制御部40に入力された電文によってオン制御が指示された半導体スイッチ31のゲート端子Gと第2電源部12を接続し、かつ、オフ制御が指示された半導体スイッチ31のゲート端子Gと第2電源部12を遮断する。 As described above, according to the present embodiment, the semiconductor switches 31 that are the plurality of N-channel field effect transistors respectively included in the plurality of circuit units 30 are provided between the first power supply unit 11 and the plurality of loads L, respectively. It has been. The plurality of semiconductor switches 31 are individually connected / cut off to / from the first power supply unit 11 by being turned on / off. The second voltage V2 output from the second power supply unit 12 is higher than the first voltage V1 output from the first power supply unit 11, and is a voltage capable of turning on the plurality of semiconductor switches 31. A message (control signal) instructing on / off control of one or a plurality of semiconductor switches 31 among the plurality of semiconductor switches 31 is input to the control unit 40. Then, the power supply control circuit 33 connects the second power supply unit 12 to the gate terminal G of the semiconductor switch 31 instructed to be turned on by the message input to the control unit 40, and the semiconductor instructed to be turned off. The gate terminal G of the switch 31 and the second power supply unit 12 are shut off.
 このようにしたことから、複数の半導体スイッチ31のそれぞれについてオン制御する際にゲート端子Gに第2電源部12が接続されるので、半導体スイッチ31をオン制御可能な第2電圧V2が当該ゲート端子Gに印加されて当該半導体スイッチ31をオンにすることができる。また、複数の半導体スイッチ31のそれぞれについてオフ制御する際にゲート端子Gと第2電源部12が遮断されるので、半導体スイッチ31をオン制御可能な第2電圧V2が当該ゲート端子Gに印加されず当該半導体スイッチ31をオフにすることができる。そのため、チャージポンプ回路を必要とせず、製造コストを抑えることができる。 Thus, since the second power supply unit 12 is connected to the gate terminal G when each of the plurality of semiconductor switches 31 is turned on, the second voltage V2 capable of turning on the semiconductor switch 31 is applied to the gate terminal G. The semiconductor switch 31 can be turned on by being applied to the terminal G. In addition, since the gate terminal G and the second power supply unit 12 are cut off when each of the plurality of semiconductor switches 31 is turned off, the second voltage V2 that can turn on the semiconductor switch 31 is applied to the gate terminal G. The semiconductor switch 31 can be turned off. Therefore, a charge pump circuit is not required and manufacturing cost can be reduced.
 上述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の電源分配装置及び電源分配システムの構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。 The above-described embodiments are merely representative examples of the present invention, and the present invention is not limited to the embodiments. That is, those skilled in the art can implement various modifications in accordance with conventionally known knowledge without departing from the scope of the present invention. As long as the configuration of the power distribution device and the power distribution system of the present invention is provided even by such modification, it is, of course, included in the scope of the present invention.
 1    電源分配システム
 11   第1電源部
 12   第2電源部
 20   電源分配装置
 30   回路部
 31   半導体スイッチ(Nチャンネル型の電界効果トランジスタ)
 32   ヒューズ
 33   電源供給制御回路(電源供給制御部)
 34   ツェナーダイオード
 35   第1トランジスタ
 36   第1固定抵抗器
 37   第2トランジスタ
 38   第2固定抵抗器
 40   制御部(制御信号入力部)
 V1   第1電圧
 V2   第2電圧
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power distribution system 11 1st power supply part 12 2nd power supply part 20 Power supply distribution apparatus 30 Circuit part 31 Semiconductor switch (N channel type field effect transistor)
32 fuse 33 power supply control circuit (power supply control unit)
34 Zener diode 35 First transistor 36 First fixed resistor 37 Second transistor 38 Second fixed resistor 40 Control unit (control signal input unit)
V1 first voltage V2 second voltage

Claims (2)

  1.  第1電圧を出力する第1電源部と第2電圧を出力する第2電源部とを有する車両に搭載され、前記車両に搭載された複数の負荷への電源供給を制御する電源分配装置であって、
     前記第1電源部と前記複数の負荷との間にそれぞれ設けられ、オン/オフ制御されることにより前記第1電源部に前記複数の負荷をそれぞれ個別に接続/遮断する複数のNチャンネル型の電界効果トランジスタと、
     前記複数の電界効果トランジスタのうちの1又は複数の電界効果トランジスタのオン/オフ制御を指示する制御信号が入力される制御信号入力部と、
     前記第2電源部と前記複数の電界効果トランジスタの制御端子との間にそれぞれ設けられ、前記制御信号入力部に入力された前記制御信号によってオン制御が指示された前記電界効果トランジスタの制御端子と前記第2電源部を接続し、かつ、当該制御信号によってオフ制御が指示された前記電界効果トランジスタの制御端子と前記第2電源部を遮断する電源供給制御部と、
     前記第2電圧が、第1電圧より高い電圧でかつ前記複数の電界効果トランジスタをオン制御可能な電圧とされていることを特徴とする電源分配装置。
    The power distribution device is mounted on a vehicle having a first power supply unit that outputs a first voltage and a second power supply unit that outputs a second voltage, and controls power supply to a plurality of loads mounted on the vehicle. And
    A plurality of N-channel type units that are respectively provided between the first power supply unit and the plurality of loads and are individually connected / blocked to / from the first power supply unit by ON / OFF control. A field effect transistor;
    A control signal input unit to which a control signal instructing on / off control of one or a plurality of field effect transistors of the plurality of field effect transistors is input;
    A control terminal of the field effect transistor, which is provided between the second power supply unit and the control terminals of the plurality of field effect transistors, and instructed to be turned on by the control signal input to the control signal input unit; A power supply control unit that connects the second power supply unit and shuts off the control terminal of the field effect transistor that is instructed to be turned off by the control signal and the second power supply unit;
    The power distribution device, wherein the second voltage is higher than the first voltage and is a voltage capable of turning on the plurality of field effect transistors.
  2.  複数の負荷への電源供給を制御する車両用の電源分配システムであって、
     第1電圧を出力する第1電源部と、
     前記第1電源部と前記複数の負荷との間にそれぞれ設けられ、オン/オフ制御されることにより前記第1電源部に前記複数の負荷をそれぞれ個別に接続/遮断する複数のNチャンネル型の電界効果トランジスタと、
     前記第1電圧より高い電圧でかつ前記複数の電界効果トランジスタをオン制御可能な第2電圧を出力する第2電源部と、
     前記複数の電界効果トランジスタのうちの1又は複数の電界効果トランジスタのオン/オフ制御を指示する制御信号が入力される制御信号入力部と、
     前記第2電源部と前記複数の電界効果トランジスタの制御端子との間にそれぞれ設けられ、前記制御信号入力部に入力された前記制御信号によってオン制御が指示された前記電界効果トランジスタの制御端子と前記第2電源部を接続し、かつ、当該制御信号によってオフ制御が指示された前記電界効果トランジスタの制御端子と前記第2電源部を遮断する電源供給制御部と、
    を備えていることを特徴とする電源分配システム。
    A power distribution system for a vehicle that controls power supply to a plurality of loads,
    A first power supply for outputting a first voltage;
    A plurality of N-channel type units that are respectively provided between the first power supply unit and the plurality of loads and are individually connected / blocked to / from the first power supply unit by ON / OFF control. A field effect transistor;
    A second power supply unit that outputs a second voltage that is higher than the first voltage and capable of turning on the plurality of field effect transistors;
    A control signal input unit to which a control signal instructing on / off control of one or a plurality of field effect transistors of the plurality of field effect transistors is input;
    A control terminal of the field effect transistor, which is provided between the second power supply unit and the control terminals of the plurality of field effect transistors, and instructed to be turned on by the control signal input to the control signal input unit; A power supply control unit that connects the second power supply unit and shuts off the control terminal of the field effect transistor that is instructed to be turned off by the control signal and the second power supply unit;
    A power distribution system comprising:
PCT/JP2014/080653 2013-11-25 2014-11-19 Power supply distribution device and power supply distribution system WO2015076303A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013242619A JP2015101184A (en) 2013-11-25 2013-11-25 Power supply distribution device and power supply distribution system
JP2013-242619 2013-11-25

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201480058927.9A CN105682998A (en) 2013-11-25 2014-11-19 Power supply distribution device and power supply distribution system
DE112014005367.8T DE112014005367T5 (en) 2013-11-25 2014-11-19 Power distribution unit and power distribution system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015076303A1 true WO2015076303A1 (en) 2015-05-28

Family

ID=53179563

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/080653 WO2015076303A1 (en) 2013-11-25 2014-11-19 Power supply distribution device and power supply distribution system

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP2015101184A (en)
CN (1) CN105682998A (en)
DE (1) DE112014005367T5 (en)
WO (1) WO2015076303A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018211922A1 (en) * 2017-05-15 2018-11-22 株式会社オートネットワーク技術研究所 In-vehicle power supply system and in-vehicle control device

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6836925B2 (en) * 2017-02-09 2021-03-03 矢崎総業株式会社 Vehicle power control unit

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002252933A (en) * 2001-02-23 2002-09-06 Yazaki Corp On-vehicle semiconductor relay system

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5488283A (en) * 1993-09-28 1996-01-30 Globe-Union, Inc. Vehicle battery system providing battery back-up and opportunity charging
JP3578656B2 (en) * 1999-03-04 2004-10-20 矢崎総業株式会社 Power supply
JP3801395B2 (en) * 1999-09-22 2006-07-26 矢崎総業株式会社 Voltage supply control method using semiconductor relay system
JP2012183901A (en) * 2011-03-04 2012-09-27 Denso Corp Power source device for vehicle
JP5396446B2 (en) * 2011-08-30 2014-01-22 日立オートモティブシステムズ株式会社 In-vehicle power supply

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002252933A (en) * 2001-02-23 2002-09-06 Yazaki Corp On-vehicle semiconductor relay system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018211922A1 (en) * 2017-05-15 2018-11-22 株式会社オートネットワーク技術研究所 In-vehicle power supply system and in-vehicle control device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015101184A (en) 2015-06-04
DE112014005367T5 (en) 2016-08-11
CN105682998A (en) 2016-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20100208401A1 (en) Inductive load driving circuit
EP3046131B1 (en) Systems and methods for freewheel contactor circuits
US20150171753A1 (en) Switching device
US10460896B2 (en) Relay control device
WO2015076303A1 (en) Power supply distribution device and power supply distribution system
JP6669097B2 (en) Power supply control device
US7570000B2 (en) Control drive circuit for electric power tool
CN107086864B (en) Driver circuit, corresponding apparatus and method
US10826486B2 (en) Switching driving circuit, switching circuit, and power supply device
KR101367679B1 (en) Driving apparatus for motor
JP2005268134A (en) Relay drive circuit
KR101820134B1 (en) Low voltage dc-dc converter integrated smart junction block
US8339181B2 (en) Low-side driver high-voltage transient protection circuit
JP5929840B2 (en) Power supply control device
KR20100124362A (en) Protection circuit for agcs ecu motor or fet ground short
US10981524B2 (en) Electronic control unit
CN104838553A (en) Protective circuit
KR101820161B1 (en) Low voltage dc-dc converter integrated smart junction block
WO2019044573A1 (en) Connection unit and power source system
JP6724539B2 (en) Load drive
KR20200084455A (en) Power relay assembly and driving method of the same
JP6555181B2 (en) Reverse connection protection circuit
KR101795184B1 (en) Load driving device
CN105322928A (en) Circuit with effect switch
WO2014077266A1 (en) Power supply control apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14863529

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 112014005367

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14863529

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1