JP2017118724A - 電源分配ボックス - Google Patents
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Abstract
【課題】低コストでありつつ、誤遮断を防止し、回路を保護することができる電源分配ボックスを提供する。
【解決手段】直流電源3と、負荷5との間に配置される電源分配ボックス1であって、直流電源3の正極側に配置された第1の半導体リレー11と、直流電源3の負極側に配置された第2の半導体リレー12と、第1の半導体リレー11及び第2の半導体リレー12のそれぞれの両端電圧を検出する電圧検出回路15と、電圧検出回路15の検出結果に基づいて、第1の半導体リレー11及び第2の半導体リレー12のそれぞれの駆動を制御する制御回路17と、を備える。制御回路17は、第1の半導体リレー11の両端電圧である正極側電圧及び第2の半導体リレー12の両端電圧である負極側電圧の電圧変動に継続的な異常要因が含まれる場合、第1の半導体リレー11及び第2の半導体リレー12のそれぞれを遮断する。
【選択図】図1
【解決手段】直流電源3と、負荷5との間に配置される電源分配ボックス1であって、直流電源3の正極側に配置された第1の半導体リレー11と、直流電源3の負極側に配置された第2の半導体リレー12と、第1の半導体リレー11及び第2の半導体リレー12のそれぞれの両端電圧を検出する電圧検出回路15と、電圧検出回路15の検出結果に基づいて、第1の半導体リレー11及び第2の半導体リレー12のそれぞれの駆動を制御する制御回路17と、を備える。制御回路17は、第1の半導体リレー11の両端電圧である正極側電圧及び第2の半導体リレー12の両端電圧である負極側電圧の電圧変動に継続的な異常要因が含まれる場合、第1の半導体リレー11及び第2の半導体リレー12のそれぞれを遮断する。
【選択図】図1
Description
本発明は、電源分配ボックスに関する。
電気自動車又はハイブリッドカー等の車両には、電源分配ボックスが搭載されている。電源分配ボックスは、近年、高出力化され、電子化されており、従来のメカリレーからパワー半導体、すなわち、半導体リレーが使用されつつある。
一般的には、電源分配ボックスに含まれる高電圧回路に過電流が発生する場合、電流センサー等のような電流検出手段により高電圧回路の異常が検出され、各種リレー等の遮断手段により高電圧回路を他の周辺回路から遮断し、過大電流に対する保護を行っている。各種リレーのうち、半導体リレーは、メカリレーに比べ、高速な遮断ができるため、有力な遮断デバイスとして使用されている。
また、給電経路に流れる電流を検出する電流センサーの検出結果と、給電経路から電流が供給される負荷の消費電力等のような動作状態とに基づいて、給電経路に異常が発生しているか否かを判定し、負荷に流れる電流を遮断するものがある(例えば、特許文献1参照)。
しかし、特許文献1に記載の技術は、負荷毎に動作状態を確認するための回路が必要となる。よって、全体として回路構成が複雑で高価になる。また、給電経路に異常が発生していると判定したとしても、一時的なものであるか否かが判定されないため、誤遮断される恐れがある。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、低コストでありつつ、誤遮断を防止し、回路を保護することができる電源分配ボックスを提供することである。
本発明に係る電源分配ボックスは、直流電源と、負荷との間に配置される電源分配ボックスであって、前記直流電源の正極側に配置された第1の半導体リレーと、前記直流電源の負極側に配置された第2の半導体リレーと、前記第1の半導体リレー及び前記第2の半導体リレーのそれぞれの両端電圧を検出する電圧検出回路と、前記電圧検出回路の検出結果に基づいて、前記第1の半導体リレー及び前記第2の半導体リレーのそれぞれの駆動を制御する制御回路と、を備え、前記制御回路は、前記第1の半導体リレーの両端電圧である正極側電圧及び前記第2の半導体リレーの両端電圧である負極側電圧の電圧変動に継続的な異常要因が含まれる場合、前記第1の半導体リレー及び前記第2の半導体リレーのそれぞれを遮断することを特徴とする。
本発明に係る電源分配ボックスによれば、低コストでありつつ、誤遮断を防止し、回路を保護することができる。
また、本発明に係る電源分配ボックスにおいて、前記制御回路は、前記継続的な異常要因として、前記正極側電圧及び前記負極側電圧が異常判定閾値を超える状態が、一定期間継続した場合、前記第1の半導体リレー及び前記第2の半導体リレーを遮断することが好ましい。
この電源分配ボックスによれば、誤遮断を防止しつつ、負荷の動作異常により過電流が発生しているか否かを判定することができる。
また、本発明に係る電源分配ボックスにおいて、前記制御回路は、前記継続的な異常要因として、前記正極側電圧と、前記負極側電圧との差が、短絡判定閾値を超える場合、前記第1の半導体リレー及び前記第2の半導体リレーを遮断することが好ましい。
この電源分配ボックスによれば、回路網が短絡状態により過大電流が流れているかを判定することができ、回路網に過大電流が流れている場合には第1の半導体リレー及び第2の半導体リレーを即時遮断することができる。
また、本発明に係る電源分配ボックスにおいて、直流電源と、負荷との間に配置される電源分配ボックスであって、前記直流電源の正極側に配置された第1の半導体リレーと、前記直流電源の負極側に配置された第2の半導体リレーと、前記第1の半導体リレー及び前記第2の半導体リレーのそれぞれの駆動を制御する制御回路と、を備え、前記第1の半導体リレーは、当該第1の半導体リレーを流れる電流を検出する第1の電流センサーを含み、前記第2の半導体リレーは、当該第2の半導体リレーを流れる電流を検出する第2の電流センサーを含み、前記制御回路は、前記第1の電流センサーの検出結果及び前記第2の電流センサーの検出結果の電流変動に継続的な異常要因が含まれる場合、前記第1の半導体リレー及び前記第2の半導体リレーのそれぞれを遮断することが好ましい。
この電源分配ボックスによれば、低コスト化及び小型化を実現させつつ、誤遮断を防止し、回路を保護することができる。
本発明によれば、正極側電圧及び負極側電圧の電圧変動に継続的な異常要因が含まれる場合、第1の半導体リレー及び第2の半導体リレーを遮断することにより、簡易な回路構成を用いて異常要因を判定することができるため、低コストでありつつ、誤遮断を防止し、回路を保護することができる電源分配ボックスを提供することができる。
実施形態1.
図1は、実施形態1に係る電源分配ボックス1の構成例を示す図である。図1に示すように、電源分配ボックス1は、直流電源3と、負荷5との間に配置され、直流電源3と、負荷5との間の電気的接続と電気的遮断とを行うものである。
図1は、実施形態1に係る電源分配ボックス1の構成例を示す図である。図1に示すように、電源分配ボックス1は、直流電源3と、負荷5との間に配置され、直流電源3と、負荷5との間の電気的接続と電気的遮断とを行うものである。
直流電源3は、高電圧の電源であり、例えば、複数のセルが接続された組電池からなり、車両に搭載される。なお、直流電源3は、一次電池又は二次電池のような安定した直流電圧を供給するものであればよい。
負荷5は、直流電源3から供給された電力により駆動するものであり、例えば、インバータからなる。よって、負荷5は、電源分配ボックス1を介して直流電源3が供給される場合に駆動し、電源分配ボックス1を介して直流電源3が供給されない場合に駆動を停止する。なお、負荷5は、インバータ構成として、例えば、6つのスイッチング素子からなる三相ブリッジインバータから構成される。
次に、電源分配ボックス1について具体的に説明する。電源分配ボックス1は、第1の半導体リレー11、第2の半導体リレー12、電圧検出回路15、及び制御回路17を備える。電源分配ボックス1は、端子31〜34を備え、端子31,33を介して直流電源3と接続され、端子32,34を介して負荷5と接続される。
第1の半導体リレー11は、直流電源3の正極側に配置され、直流電源3と、負荷5との間を接続する電流経路の電気的な通電及び遮断の何れかを行う。第1の半導体リレー11は、双方向で通電と遮断との何れかが実現可能なものが望ましく、例えば、MOSFETから構成される。
第2の半導体リレー12は、直流電源3の負極側に配置され、直流電源3と、負荷5との間を接続する電流経路の電気的な通電及び遮断の何れかを行う。第2の半導体リレー12は、双方向で通電と遮断との何れかが実現可能なものが望ましく、例えば、MOSFETから構成される。
電圧検出回路15は、第1の半導体リレー11及び第2の半導体リレー12のそれぞれの両端電圧を検出する。電圧検出回路15は、第1の半導体リレー11の両端電圧として正極側電圧Vpを検出し、検出結果を電圧値信号に変換したものを制御回路17に送信する。電圧検出回路15は、第2の半導体リレー12の両端電圧として負極側電圧Vmを検出し、検出結果を電圧値信号に変換したものを制御回路17に送信する。
制御回路17は、例えば、マイコンを主体に構成されるものであり、電圧検出回路15の検出結果に基づいて、第1の半導体リレー11及び第2の半導体リレー12のそれぞれの駆動を制御する。
制御回路17は、第1の半導体リレー11のオン抵抗Ron_1と、第1の半導体リレー11の両端電圧である正極側電圧Vpとの相関関係が次式(1)のように表されるため、正極側の電流経路を流れる負荷電流ILを推定することができる。
制御回路17は、第2の半導体リレー12のオン抵抗Ron_2と、第2の半導体リレー12の両端電圧である負極側電圧Vmとの相関関係が次式(2)のように表されるため、負極側の電流経路を流れる帰還電流IRを推定することができる。
制御回路17は、第1の半導体リレー11のオン状態又はオフ状態、第2の半導体リレー12のオン状態又はオフ状態、並びに電圧検出回路15の電圧値情報が含まれる電圧値信号に基づいて、直流電源3と、負荷5との間を接続する電流経路を通電させるか否かを判定する。つまり、制御回路17は、直流電源3と負荷5との間の通電及び遮断を行わせる制御信号を、第1の半導体リレー11及び第2の半導体リレー12に送信する。
次に、制御回路17の制御例について具体的に説明する。制御回路17は、第1の半導体リレー11の両端電圧である正極側電圧Vp及び第2の半導体リレー12の両端電圧である負極側電圧Vmの電圧変動に継続的な異常要因が含まれる場合、第1の半導体リレー11及び第2の半導体リレー12のそれぞれを遮断する。
図2は、実施形態1に係る電源分配ボックス1の回路網が正常の場合の正極側電圧Vp及び負極側電圧Vmの波形の一例を示す図である。図2に示すように、電源分配ボックス1を構成する回路が正常時、負荷電流ILが規定の範囲で流れる。
よって、電圧検出回路15で検出される正極側電圧Vp及び負極側電圧Vmのそれぞれは、異常判定閾値以下で推移する。また、正極側の電流経路を流れる負荷電流ILと、負極側の電流経路を流れる帰還電流IRとは等しい値の電流となる。したがって、正極側電圧Vpの波形と、負極側電圧Vmの波形とは、同等の波形となる。
図3は、実施形態1に係る電源分配ボックス1に接続されている負荷5の動作に異常が生じた場合の正極側電圧Vp及び負極側電圧Vmの波形の一例を示す図である。図3に示すように、負荷5の動作異常による過電流が発生した場合、正極側で検出される正極側電圧Vp及び負極側で検出される負極側電圧Vmは両方とも、異常判定閾値を超える。
正極側電圧Vp及び負極側電圧Vmが異常判定閾値を超える状態が、tdelayで特定される一定期間継続した場合、制御回路17は、負荷5の動作異常と判定し、第1の半導体リレー11及び第2の半導体リレー12を遮断する。
一方、一時的な突入電流又はノイズ等の場合、tdelayで特定される一定期間の間に、正極側電圧Vp及び負極側電圧Vmが異常判定閾値以下の正常範囲に戻る。
よって、正極側電圧Vp及び負極側電圧Vmが異常判定閾値を超える状態が、一定期間継続するか否かを判定することにより、誤遮断を防止することができる。
なお、第1の半導体リレー11及び第2の半導体リレー12の定格電流に迫る電流値、すなわち、異常判定閾値よりも大きい値の電流が流れる場合、第1の半導体リレー11及び第2の半導体リレー12を即時遮断させる。
図4は、実施形態1に係る電源分配ボックス1の回路網に短絡が発生した場合の正極側電圧Vp及び負極側電圧Vmの波形の一例を示す図である。電源分配ボックス1と、負荷5との間の電線が車両ボディ等に接触するなどして過電流が流れる場合、正極側の電流経路を流れる電流と、負極側の電流経路を流れる電流とには、差が発生する。
具体的には、図4に示すように、正極側電圧Vpと、負極側電圧Vmとの差が、短絡判定閾値を超える場合、制御回路17は、電源分配ボックス1の周辺回路が短絡状態にあると判定し、第1の半導体リレー11及び第2の半導体リレー12を即時遮断させる。
このように、制御回路17は、正極側電圧Vpと、負極側電圧Vmとに基づいて、負荷5の動作異常による過電流であるか、電源分配ボックス1の周辺回路の短絡状態による過大電流であるかを判定することができる。
図5は、実施形態1に係る電源分配ボックス1の動作例を説明するフローチャートである。
(ステップS1)
制御回路17は、正極側電圧Vpと、負極側電圧Vmとの差が、短絡判定閾値を超える場合(ステップS1;YES)、ステップS13に移行する。一方、正極側電圧Vpと、負極側電圧Vmとの差が、短絡判定閾値を超えない場合(ステップS1;NO)、ステップS12に移行する。
制御回路17は、正極側電圧Vpと、負極側電圧Vmとの差が、短絡判定閾値を超える場合(ステップS1;YES)、ステップS13に移行する。一方、正極側電圧Vpと、負極側電圧Vmとの差が、短絡判定閾値を超えない場合(ステップS1;NO)、ステップS12に移行する。
(ステップS2)
制御回路17は、正極側電圧Vp及び負極側電圧Vmが異常判定閾値を超える状態が一定期間継続したか否かを判定する。正極側電圧Vp及び負極側電圧Vmが異常判定閾値を超える状態が一定期間継続した場合(ステップS2;YES)、ステップS13に移行する。一方、正極側電圧Vp及び負極側電圧Vmが異常判定閾値を超える状態が一定期間継続しなかった場合(ステップS2;NO)、ステップS11に戻る。
制御回路17は、正極側電圧Vp及び負極側電圧Vmが異常判定閾値を超える状態が一定期間継続したか否かを判定する。正極側電圧Vp及び負極側電圧Vmが異常判定閾値を超える状態が一定期間継続した場合(ステップS2;YES)、ステップS13に移行する。一方、正極側電圧Vp及び負極側電圧Vmが異常判定閾値を超える状態が一定期間継続しなかった場合(ステップS2;NO)、ステップS11に戻る。
(ステップS3)
制御回路17は、第1の半導体リレー11及び第2の半導体リレー12を遮断し、処理は終了する。
制御回路17は、第1の半導体リレー11及び第2の半導体リレー12を遮断し、処理は終了する。
以上の説明から、電源分配ボックス1は、電圧検出回路15により、第1の半導体リレー11の両端電圧である正極側電圧Vpと、第2の半導体リレー12の両端電圧である負極側電圧Vmとが検出される。よって、正極側電圧Vp及び負極側電圧Vmは、簡易な回路構成で検出される。
電源分配ボックス1は、電圧検出回路15により検出された正極側電圧Vp及び負極側電圧Vmの電圧変動に継続的な異常要因が含まれる場合、第1の半導体リレー11及び第2の半導体リレー12のそれぞれを遮断する。よって、電源分配ボックス1は、正極側電圧Vp及び負極側電圧Vmの電圧変動に継続的な異常要因があるか否かを判定している。
換言すれば、電源分配ボックス1は、正極側電圧Vp及び負極側電圧Vmの電圧変動に継続的な異常要因が含まれる場合、第1の半導体リレー11及び第2の半導体リレー12を遮断することにより、簡易な回路構成を用いて異常要因を判定することができるため、低コストでありつつ、誤遮断を防止し、回路を保護することができる。
また、一時的な突入電流又はノイズ等により正極側電圧Vp及び負極側電圧Vmが異常判定閾値を超えた場合、正極側電圧Vp及び負極側電圧Vmは、一定期間が経過すれば、異常判定閾値以下となる。
また、負荷5の動作異常により過電流が発生する場合、正極側電圧Vp及び負極側電圧Vmは、一定期間が経過しても、異常判定閾値を超えた状態が継続する。
そこで、電源分配ボックス1は、正極側電圧Vp及び負極側電圧Vmが異常判定閾値を超える状態が一定期間継続した場合、第1の半導体リレー11及び第2の半導体リレー12を遮断する。
よって、電源分配ボックス1は、正極側電圧Vp及び負極側電圧Vmが異常判定閾値を超えた状態が一定期間継続するか否かを判定しているため、正極側電圧Vp及び負極側電圧Vmが異常判定閾値を超える状態が一時的な要因によるものであるか否かを判定することができる。
また、電源分配ボックス1は、正極側電圧Vp及び負極側電圧Vmが異常判定閾値を超えた状態が一定期間継続するか否かを判定しているため、負荷5の動作異常により過電流が発生しているか否かを判定することができる。したがって、電源分配ボックス1は、誤遮断を防止しつつ、負荷5の動作異常により過電流が発生しているか否かを判定することができる。
また、電源分配ボックス1と、負荷5との間を接続する電線が車両ボディ等に接触等することにより過電流が流れる場合、正極側を流れる電流値と、負極側を流れる電流値とには差が発生する。
そこで、電源分配ボックス1は、正極側電圧Vpと、負極側電圧Vmとの差が、短絡判定閾値を超える場合、第1の半導体リレー11及び第2の半導体リレー12を遮断する。これにより、電源分配ボックス1は、回路網が短絡状態により過大電流が流れているか否かを判定することができる。
また、電源分配ボックス1は、回路網が短絡状態により過大電流が流れている場合、第1の半導体リレー11及び第2の半導体リレー12を即時遮断することができる。したがって、電源分配ボックス1は、回路網が短絡状態により過大電流が流れているかを判定することができ、回路網に過大電流が流れている場合には第1の半導体リレー11及び第2の半導体リレー12を即時遮断することができる。
以上、本実施形態に係る電源分配ボックス1は、直流電源3と、負荷5との間に配置される電源分配ボックス1であって、直流電源3の正極側に配置された第1の半導体リレー11と、直流電源3の負極側に配置された第2の半導体リレー12と、第1の半導体リレー11及び第2の半導体リレー12のそれぞれの両端電圧を検出する電圧検出回路15と、電圧検出回路15の検出結果に基づいて、第1の半導体リレー11及び第2の半導体リレー12のそれぞれの駆動を制御する制御回路17と、を備え、制御回路17は、第1の半導体リレー11の両端電圧である正極側電圧Vp及び第2の半導体リレー12の両端電圧である負極側電圧Vmの電圧変動に継続的な異常要因が含まれる場合、第1の半導体リレー11及び第2の半導体リレー12のそれぞれを遮断するものである。
このような構成により、電源分配ボックス1は、低コストでありつつ、誤遮断を防止し、回路を保護することができる。
また、本実施形態に係る電源分配ボックス1において、制御回路17は、継続的な異常要因として、正極側電圧Vp及び負極側電圧Vmが異常判定閾値を超える状態が、一定期間継続した場合、第1の半導体リレー11及び第2の半導体リレー12を遮断するものである。
このような構成により、電源分配ボックス1は、誤遮断を防止しつつ、負荷5の動作異常により過電流が発生しているか否かを判定することができる。
また、本実施形態に係る電源分配ボックス1において、制御回路17は、継続的な異常要因として、正極側電圧Vpと、負極側電圧Vmとの差が、短絡判定閾値を超える場合、第1の半導体リレー11及び第2の半導体リレー12を遮断するものである。
このような構成により、電源分配ボックス1は、回路網が短絡状態により過大電流が流れているかを判定することができ、回路網に過大電流が流れている場合には第1の半導体リレー11及び第2の半導体リレー12を即時遮断することができる。
実施形態2.
実施形態2は、直流電源3及び負荷5が実施形態1と同様であり、電源分配ボックス2の回路構成の一部が実施形態1の電源分配ボックス1の回路構成の一部と異なる。よって、本実施形態においては、実施形態1と同様の機能及び構成についての説明は省略し、実施形態1と異なる部分の電源分配ボックス2の回路構成について具体的に説明する。
実施形態2は、直流電源3及び負荷5が実施形態1と同様であり、電源分配ボックス2の回路構成の一部が実施形態1の電源分配ボックス1の回路構成の一部と異なる。よって、本実施形態においては、実施形態1と同様の機能及び構成についての説明は省略し、実施形態1と異なる部分の電源分配ボックス2の回路構成について具体的に説明する。
図6は、実施形態2に係る電源分配ボックス2の構成例を示す図である。図6に示すように、第1の半導体リレー111は、第1の電流センサー21を備える。なお、第1の半導体リレー111は、第1の電流センサー21を備える以外は、第1の半導体リレー11と同様の機能及び構成であるため、その説明については省略する。
第1の電流センサー21は、第1の半導体リレー111を流れる電流を検出する。具体的には、第1の電流センサー21は、正極側電流Ipとして、第1の半導体リレー111のドレイン−ソース間に流れるドレイン−ソース間電流Ids_1を電流値信号に変換したものを制御回路117に送信する。
また、図6に示すように、第2の半導体リレー112は、第2の電流センサー22を備える。なお、第2の半導体リレー112は、第2の電流センサー22を備える以外は、第2の半導体リレー12と同様の機能及び構成であるため、その説明については省略する。
第2の電流センサー22は、第2の半導体リレー112を流れる電流を検出する。具体的には、第2の電流センサー22は、負極側電流Imとして、第2の半導体リレー112のドレイン−ソース間に流れるドレイン−ソース間電流Ids_2を電流値信号に変換したものを制御回路117に送信する。
つまり、第1の電流センサー21のセンサ端子から正極側電流Ipの電流値信号が出力され、第2の電流センサー22のセンサ端子から負極側電流Imの電流値信号が出力される。よって、第1の半導体リレー111及び第2の半導体リレー112を用いることにより、実施形態1で説明した電圧検出回路15を省略することができる。したがって、電源分配ボックス2の回路を構成する部品点数の削減と、電源分配ボックス2の回路の小型化とが可能となる。
制御回路117は、第1の電流センサー21の検出結果及び第2の電流センサー22の検出結果の電流変動に継続的な異常要因が含まれる場合、第1の半導体リレー111及び第2の半導体リレー112のそれぞれを遮断する。例えば、電源分配ボックス2を構成する回路が正常時、負荷電流ILが規定の範囲で流れる。
よって、第1の電流センサー21で検出される正極側電流Ipと、第2の電流センサー22で検出される負極側電流Imとのそれぞれは、電流の異常判定閾値以下で推移する。この場合、正極側の電流経路を流れる負荷電流ILと、負極側の電流経路を流れる帰還電流IRとは等しい値の電流となる。したがって、正極側電流Ipの波形と、負極側電流Imの波形とは、同等の波形となる。
また、例えば、電源分配ボックス2に接続されている負荷5の動作に異常が生じ、負荷5の動作異常による過電流が発生した場合、正極側で検出される正極側電流Ip及び負極側で検出される負極側電流Imは両方とも、電流の異常判定閾値を超える。
正極側電流Ip及び負極側電流Imが電流の異常判定閾値を超える状態が、tdelayで特定される一定期間継続した場合、制御回路117は、負荷5の動作異常と判定し、第1の半導体リレー111及び第2の半導体リレー112を遮断する。
一方、一時的な突入電流又はノイズ等の場合、tdelayで特定される一定期間の間に、正極側電流Ip及び負極側電流Imが電流の異常判定閾値以下の正常範囲に戻る。
よって、正極側電流Ip及び負極側電流Imが電流の異常判定閾値を超える状態が、一定期間継続するか否かを判定することにより、誤遮断を防止することができる。
なお、第1の半導体リレー111及び第2の半導体リレー112の定格電流に迫る電流値、すなわち、電流の異常判定閾値よりも大きい値の電流が流れる場合、第1の半導体リレー111及び第2の半導体リレー112を即時遮断させる。
また、電源分配ボックス2の回路網に短絡が発生し、電源分配ボックス2と、負荷5との間の電線が車両ボディ等に接触するなどして過電流が流れる場合、正極側の電流経路を流れる正極側電流Ipと、負極側の電流経路を流れる負極側電流Imとには、差が発生する。具体的には、正極側電流Ipと、負極側電流Imとの差が、電流の短絡判定閾値を超える場合、制御回路17は、電源分配ボックス2の周辺回路が短絡状態にあると判定し、第1の半導体リレー111及び第2の半導体リレー112を即時遮断させる。
このように、制御回路117は、正極側電流Ipと、負極側電流Imとに基づいて、負荷5の動作異常による過電流であるか、電源分配ボックス2の周辺回路の短絡状態による過大電流であるかを判定することができる。
以上の説明から、電源分配ボックス2は、第1の半導体リレー111に含まれる第1の電流センサー21により正極側電流Ipが検出され、第2の半導体リレー112に含まれる第2の電流センサー22により負極側電流Imが検出される。よって、正極側電流Ipの検出回路は、第1の半導体リレー111に含まれ、負極側電流Imの検出回路は、第2の半導体リレー112に含まれるため、回路全体の部品点数を削減することができると共に、回路全体の回路面積を削減することができる。
電源分配ボックス2は、正極側電流Ip及び負極側電流Imの電流変動に継続的な異常要因が含まれる場合、第1の半導体リレー111及び第2の半導体リレー112のそれぞれを遮断する。よって、電源分配ボックス2は、正極側電流Ip及び負極側電流Imの電流変動に継続的な異常要因があるか否かを判定している。
換言すれば、電源分配ボックス2は、正極側電流Ip及び負極側電流Imの電流変動に継続的な異常要因が含まれる場合、第1の半導体リレー111及び第2の半導体リレー112を遮断することにより、回路の部品点数及び回路面積を削減させると共に、異常要因を判定することができるため、低コスト化及び小型化を実現させつつ、誤遮断を防止し、回路を保護することができる。
また、一時的な突入電流又はノイズ等により正極側電流Ip及び負極側電流Imが電流の異常判定閾値を超えた場合、正極側電流Ip及び負極側電流Imは、一定期間が経過すれば、電流の異常判定閾値以下となる。
また、負荷5の動作異常により過電流が発生する場合、正極側電流Ip及び負極側電流Imは、一定期間が経過しても、電流の異常判定閾値を超えた状態が継続する。
そこで、電源分配ボックス2は、正極側電流Ip及び負極側電流Imが電流の異常判定閾値を超える状態が一定期間継続した場合、第1の半導体リレー111及び第2の半導体リレー112を遮断する。
よって、電源分配ボックス2は、正極側電流Ip及び負極側電流Imが電流の異常判定閾値を超えた状態が一定期間継続するか否かを判定しているため、正極側電流Ip及び負極側電流Imが電流の異常判定閾値を超える状態が一時的な要因によるものであるか否かを判定することができる。
また、電源分配ボックス2は、正極側電流Ip及び負極側電流Imが電流の異常判定閾値を超えた状態が一定期間継続するか否かを判定しているため、負荷5の動作異常により過電流が発生しているか否かを判定することができる。
したがって、電源分配ボックス2は、電流を検出する構成であっても、誤遮断を防止しつつ、負荷5の動作異常により過電流が発生しているか否かを判定することができる。
また、電源分配ボックス2と、負荷5との間を接続する電線が車両ボディ等に接触等することにより過電流が流れる場合、正極側を流れる電流値と、負極側を流れる電流値とには差が発生する。
そこで、電源分配ボックス2は、正極側電流Ipと、負極側電流Imとの差が、電流の短絡判定閾値を超える場合、第1の半導体リレー111及び第2の半導体リレー112を遮断する。これにより、電源分配ボックス2は、電流を検出する構成であっても、回路網が短絡状態により過大電流が流れているか否かを判定することができる。
また、電源分配ボックス2は、電流を検出する構成であっても、回路網が短絡状態により過大電流が流れている場合、第1の半導体リレー111及び第2の半導体リレー112を即時遮断することができる。
したがって、電源分配ボックス2は、電流を検出する構成であっても、回路網が短絡状態により過大電流が流れているかを判定することができ、回路網に過大電流が流れている場合には第1の半導体リレー111及び第2の半導体リレー112を即時遮断することができる。
以上、本実施形態に係る電源分配ボックス2は、直流電源3と、負荷5との間に配置される電源分配ボックス2であって、直流電源3の正極側に配置された第1の半導体リレー111と、直流電源3の負極側に配置された第2の半導体リレー112と、第1の半導体リレー111及び第2の半導体リレー112のそれぞれの駆動を制御する制御回路117と、を備え、第1の半導体リレー111は、第1の半導体リレー111を流れる電流を検出する第1の電流センサー21を含み、第2の半導体リレー112は、第2の半導体リレー112を流れる電流を検出する第2の電流センサー22を含み、制御回路117は、第1の電流センサー21の検出結果及び第2の電流センサー22の検出結果の電流変動に継続的な異常要因が含まれる場合、第1の半導体リレー111及び第2の半導体リレー112のそれぞれを遮断するものである。
このような構成により、電源分配ボックス2は、低コスト化及び小型化を実現させつつ、誤遮断を防止し、回路を保護することができる。
また、本実施形態に係る電源分配ボックス2において、制御回路117は、継続的な異常要因として、正極側電流Ip及び負極側電流Imが電流の異常判定閾値を超える状態が、一定期間継続した場合、第1の半導体リレー111及び第2の半導体リレー112を遮断するものである。
このような構成により、電源分配ボックス2は、誤遮断を防止しつつ、負荷5の動作異常により過電流が発生しているか否かを判定することができる。
また、本実施形態に係る電源分配ボックス2において、制御回路117は、継続的な異常要因として、正極側電流Ipと、負極側電流Imとの差が、電流の短絡判定閾値を超える場合、第1の半導体リレー111及び第2の半導体リレー112を遮断するものである。
このような構成により、電源分配ボックス2は、回路網が短絡状態により過大電流が流れているかを判定することができ、回路網に過大電流が流れている場合には第1の半導体リレー11及び第2の半導体リレー12を即時遮断することができる。
以上、実施形態1,2に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態1,2に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。
例えば、実施形態1,2において負荷5は、6つのスイッチング素子からなる三相ブリッジインバータである一例について説明したが、これに限らず、モーターから構成されるものであってもよい。
また、実施形態1,2において第1の半導体リレー11及び第2の半導体リレー12は、MOSFETから構成される一例について説明したが、これに限らず、IGBT等のように電流経路の電気的な通電及び遮断の何れかを実現する回路構成であればよい。
1、2 :電源分配ボックス
3 :直流電源
5 :負荷
11、111 :第1の半導体リレー
12、112 :第2の半導体リレー
15 :電圧検出回路
17、117 :制御回路
21 :第1の電流センサー
22 :第2の電流センサー
31、32、33、34 :端子
3 :直流電源
5 :負荷
11、111 :第1の半導体リレー
12、112 :第2の半導体リレー
15 :電圧検出回路
17、117 :制御回路
21 :第1の電流センサー
22 :第2の電流センサー
31、32、33、34 :端子
Claims (4)
- 直流電源と、負荷との間に配置される電源分配ボックスであって、
前記直流電源の正極側に配置された第1の半導体リレーと、
前記直流電源の負極側に配置された第2の半導体リレーと、
前記第1の半導体リレー及び前記第2の半導体リレーのそれぞれの両端電圧を検出する電圧検出回路と、
前記電圧検出回路の検出結果に基づいて、前記第1の半導体リレー及び前記第2の半導体リレーのそれぞれの駆動を制御する制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、
前記第1の半導体リレーの両端電圧である正極側電圧及び前記第2の半導体リレーの両端電圧である負極側電圧の電圧変動に継続的な異常要因が含まれる場合、前記第1の半導体リレー及び前記第2の半導体リレーのそれぞれを遮断する
ことを特徴とする電源分配ボックス。 - 前記制御回路は、
前記継続的な異常要因として、
前記正極側電圧及び前記負極側電圧が異常判定閾値を超える状態が、一定期間継続した場合、前記第1の半導体リレー及び前記第2の半導体リレーを遮断する
ことを特徴とする請求項1に記載の電源分配ボックス。 - 前記制御回路は、
前記継続的な異常要因として、
前記正極側電圧と、前記負極側電圧との差が、短絡判定閾値を超える場合、前記第1の半導体リレー及び前記第2の半導体リレーを遮断する
ことを特徴とする請求項2に記載の電源分配ボックス。 - 直流電源と、負荷との間に配置される電源分配ボックスであって、
前記直流電源の正極側に配置された第1の半導体リレーと、
前記直流電源の負極側に配置された第2の半導体リレーと、
前記第1の半導体リレー及び前記第2の半導体リレーのそれぞれの駆動を制御する制御回路と、
を備え、
前記第1の半導体リレーは、
当該第1の半導体リレーを流れる電流を検出する第1の電流センサーを含み、
前記第2の半導体リレーは、
当該第2の半導体リレーを流れる電流を検出する第2の電流センサーを含み、
前記制御回路は、
前記第1の電流センサーの検出結果及び前記第2の電流センサーの検出結果の電流変動に継続的な異常要因が含まれる場合、前記第1の半導体リレー及び前記第2の半導体リレーのそれぞれを遮断する
ことを特徴とする電源分配ボックス。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015253032A JP2017118724A (ja) | 2015-12-25 | 2015-12-25 | 電源分配ボックス |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015253032A JP2017118724A (ja) | 2015-12-25 | 2015-12-25 | 電源分配ボックス |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017118724A true JP2017118724A (ja) | 2017-06-29 |
Family
ID=59230852
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015253032A Pending JP2017118724A (ja) | 2015-12-25 | 2015-12-25 | 電源分配ボックス |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2017118724A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111034044A (zh) * | 2017-08-30 | 2020-04-17 | 矢崎总业株式会社 | 半导体继电器以及车辆用电流检测装置 |
-
2015
- 2015-12-25 JP JP2015253032A patent/JP2017118724A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN111034044A (zh) * | 2017-08-30 | 2020-04-17 | 矢崎总业株式会社 | 半导体继电器以及车辆用电流检测装置 |
CN111034044B (zh) * | 2017-08-30 | 2023-04-18 | 矢崎总业株式会社 | 半导体继电器以及车辆用电流检测装置 |
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