JP2018068080A - Load drive device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、負荷駆動装置に関する。 The present invention relates to a load driving device.
スイッチング素子をオンオフ制御することでモータなどの負荷に給電する負荷駆動装置では、電源入力端子部分にπ型フィルタを設けてラジオノイズを低減するようにしている。また、このπ型フィルタは、スイッチング素子側のコンデンサが、スイッチング素子のオンオフ動作で出力電圧が変動することで生ずるリプル電圧を抑制する平滑コンデンサとしての機能を兼ねている。 In a load driving apparatus that supplies power to a load such as a motor by controlling on / off of a switching element, a π-type filter is provided at a power input terminal portion to reduce radio noise. In this π-type filter, the capacitor on the switching element side also functions as a smoothing capacitor that suppresses a ripple voltage generated when the output voltage fluctuates due to the on / off operation of the switching element.
上記構成では、平滑コンデンサが故障した場合に、スイッチング素子への給電用のバックアップコンデンサがなくなるため、スイッチング素子を正常に駆動することができなくなる。この結果、モータを駆動させることができなくなる。この場合、モータが、例えば車両に設けるエンジンに燃料を供給するフューエルポンプを駆動するモータである場合には、平滑コンデンサの故障でポンプの駆動ができなくなる。このため、エンジンが停止してしまうことで車両を緊急退避(リンプホーム)することも難しくなる場合が生ずる。 In the above configuration, when the smoothing capacitor fails, the backup capacitor for supplying power to the switching element is eliminated, and thus the switching element cannot be driven normally. As a result, the motor cannot be driven. In this case, for example, when the motor is a motor that drives a fuel pump that supplies fuel to an engine provided in the vehicle, the pump cannot be driven due to a failure of the smoothing capacitor. For this reason, it may be difficult to evacuate the vehicle (limp home) because the engine stops.
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、平滑コンデンサが故障あるいは劣化した場合でも、一時的にその機能を補うことができるようにした負荷駆動装置を提供することにある。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a load driving device capable of temporarily supplementing its function even when a smoothing capacitor fails or deteriorates. is there.
請求項1に記載の負荷駆動装置は、負荷給電用のスイッチング素子と、電源入力端子と前記スイッチング素子との間に設けられ、コイルおよび入力側コンデンサ、出力側コンデンサを有するπ型フィルタと、前記π型フィルタのコイルと前記スイッチング素子との間に設けられる前記出力側コンデンサを兼用するか、もしくは前記出力側コンデンサに並列に設けられる平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサの端子電圧のリプルを検出するリプル検出回路と、前記π型フィルタの前記入力側コンデンサを、前記コイルを無効化することで前記平滑コンデンサとして機能させる切換回路と、前記リプル検出回路により検出されるリプル電圧の変動幅が所定レベル以上になると前記切換回路に前記入力側コンデンサを前記平滑コンデンサとして機能させる制御回路とを備える。
The load driving device according to
上記構成を採用することにより、平滑コンデンサが故障あるいは劣化して十分に機能を果たさなくなり、リプル検出回路により平滑コンデンサの端子電圧から検出されるリプル電圧が大きくなると、制御回路により、切換回路を動作させてπ型フィルタのコイルを無効化させる。これにより、入力側コンデンサは平滑コンデンサと並列に接続した状態になり、平滑コンデンサとして機能するようになる。この結果、一時的に負荷への給電が可能な状態となり、そのまま動作が停止した場合に比べて、退避動作などを実施するだけの機能が保持されるようになり、例えば緊急避難的な動作を実施することで、安全な状態に移行させることができるようになる。 By adopting the above configuration, if the smoothing capacitor fails or deteriorates and does not function sufficiently, and the ripple voltage detected from the terminal voltage of the smoothing capacitor by the ripple detection circuit increases, the control circuit operates the switching circuit. To invalidate the coil of the π-type filter. As a result, the input side capacitor is connected in parallel with the smoothing capacitor, and functions as a smoothing capacitor. As a result, the power supply to the load is temporarily possible, and the function of only performing the evacuation operation is retained compared to the case where the operation is stopped as it is. By implementing it, it becomes possible to shift to a safe state.
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態について、図1〜図4を参照して説明する。
図1は、例えば車両に搭載するフューエルポンプ用のモータ1を駆動する負荷駆動装置2の電気的構成を示している。負荷駆動装置2は、7つの端子B、SI、DI、GND、U、V、Wを有する。これらは外部との電気的接続をするためのものである。端子Bは車載バッテリ3の正極端子が接続され電圧VBが入力されるもので、電源入力端子として設けられている。端子U、V、Wは3相の出力を負荷であるモータ1の3つの入力端子に供給するための端子である。端子SIは外部から入力される指示信号Saの入力端子、端子DIは内部で生成したダイアグ信号Sbを出力するための出力端子、端子GNDはグランド端子である。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 shows an electrical configuration of a
モータ1に三相給電するインバータ回路4は、6個のスイッチング素子であるMOSFET4a〜4fをフルブリッジ接続したものである。このインバータ回路4の直流入力端子は、π型フィルタ5を介して端子Bに接続されている。インバータ回路4とπ型フィルタ回路5との間には平滑コンデンサ6が接続されている。また、インバータ回路4のグランド側端子は電流検出回路8を介してグランドに接続されている。インバータ回路4の三相の出力端子はそれぞれ端子U、V、Wに接続されている。
The inverter circuit 4 that supplies three-phase power to the
π型フィルタ5は、コイル5aと2個のコンデンサ5b、5cを備えている。コイル5aは端子Bとインバータ回路4との間に設けられ、コイル5aの端子B側にコンデンサ5bがグランドとの間に接続され、インバータ回路4側にコンデンサ5cがグランドとの間に接続される。コンデンサ5bは入力側コンデンサとして機能する。コンデンサ5cおよび平滑コンデンサ6は、フィルタコンデンサとして機能すると共に平滑コンデンサとしても機能する。
The π-
コイル5aの両端子には、切換回路としてのMOSFET7のソース・ドレインが接続されている。MOSFET7がオンすることでコイル5aは両端子が短絡した状態に切り換えられる。インバータ回路4のグランド側は電流検出回路8を介してグランドに接続されている。電流検出回路8は、電流検出抵抗8aおよびアンプ8bを備えている。電流検出抵抗8aは、インバータ回路4の他方の電源入力端子とグランドとの間に接続されている。アンプ8bは、電流検出抵抗8aの端子間に発生する電圧を増幅する。
A source and a drain of a
入力電圧検出回路9は、抵抗9aおよび9bの直列回路を、端子Bとグランドとの間に接続したものである。制御部10は、制御回路11、駆動回路12および入出力回路13を備える。制御回路11は、駆動回路12を介してインバータ回路4に駆動信号を出力する。制御回路11は、MOSFET7のゲートに切り換え信号を出力して切換動作を行わせる。制御回路11は、外部の他のECUなどから端子SIに入力される指示信号Saを入出力回路13を介して入力し、内部で生成するダイアグ信号Sbを入出力回路13から端子DIを介して外部に出力する。
The input voltage detection circuit 9 is formed by connecting a series circuit of
また、制御回路11は、出力側コンデンサ5c、平滑コンデンサ6の端子電圧Vcを検出しており、インバータ回路4に掛かる電圧の変動幅を示すリプル電圧Vp−pを検出している。制御回路11は、端子Bに入力されるバッテリ3の電圧VBを入力電圧検出回路9で分圧された電圧信号を入力して検出している。さらに、制御回路11は、電流検出回路8のアンプ8bの出力信号を電流検出信号として取り込んでいる。また、制御回路11は、出力側コンデンサ5c、平滑コンデンサ6の配置部分の温度を温度センサ14により検出しており、その検出信号を取り込む。
The control circuit 11 detects the terminal voltage Vc of the
次に、図2を参照して上記各回路の配置状態について概略的に説明する。負荷駆動装置2は、矩形状の回路基板20に実装されている。図示はしていないが、回路基板20には、導体の配線パターンが設けられており、実装した各素子の間が電気的に接続されている。回路基板20の図中右側の一辺部には、外部と電気的接続をするために、上から7個の端子B、GND、SI、DI、U、V、Wが並べて配置されている。回路基板20の上辺側には、バッテリ3が接続される端子Bの最も近い位置に入力側コンデンサ5bが配置され、コイル5a、出力側コンデンサ5cが順に配置される。出力側コンデンサ5cと並べて平滑コンデンサ6が配置されている。MOSFET7は、コイル5aに近接した位置で、入力コンデンサ5bと出力コンデンサ5cとの間に配置される。
Next, the arrangement state of each circuit will be schematically described with reference to FIG. The
回路基板20の端子U、V、Wの近傍にはインバータ回路4を構成する6個のMOSFET4a〜4fが配置されている。また、回路基板20の図中左下の領域には制御部10として制御回路11および駆動回路12が配置されている。制御部10および駆動回路12は図示のように別々のICを設けることもできるし、あるいは両者を一体にしたICを設けることもできる。回路基板20の下辺部には電流検出回路8の電流検出抵抗8aおよびアンプ8bが配置されている。なお、前述した温度センサ14は、回路基板20の裏面側に配置され、出力側コンデンサ5cあるいは平滑コンデンサ6の温度を検出して制御回路11に検出信号を出力する。
In the vicinity of the terminals U, V and W of the
上記のように配置することで、π型フィルタ5の入力側コンデンサ5bは、外部から端子Bを介して侵入するノイズを、短い配線を経由するだけで効率良くグランドに逃がすことができる。これによって、配線を伝わる途中でノイズによる悪影響が発生するのを極力抑制することができる。また、出力側コンデンサ5cおよび平滑コンデンサ6は、インバータ回路4に短い配線を介して接続されているので、インバータ回路4側から侵入するノイズを効率良くグランド側に逃がすことができる。
By arranging as described above, the input-
次に、上記構成の作用について図3および図4も参照して説明する。
この実施形態では、インバータ回路4に入力する電圧を、実質的に2個のコンデンサ5cおよび6で平滑化している。これにより、インバータ回路4の各MOSFET4a〜4fのオンオフ動作によるリプルが吸収され、インバータ回路4の動作を安定化させている。これら2個のコンデンサ5cおよび6は、共に平滑コンデンサとして機能しており、これらのコンデンサ5cおよび6の機能が低下、もしくは故障をすると、実質的な容量が低下するため、平滑コンデンサとしての機能が低下してインバータ回路4のスイッチング動作に悪影響を与えることになる。
Next, the operation of the above configuration will be described with reference to FIGS.
In this embodiment, the voltage input to the inverter circuit 4 is substantially smoothed by the two
このため、制御回路11は、コンデンサ5cおよび6の端子電圧Vcを取り込んで、その変動幅をVp−pとして検出している。図3は、制御回路11によりコンデンサ5cおよび5の端子電圧Vcを取り込んで正常に機能しているか否かを判断するための動作をフローチャートで示したものである。また、図4は、時刻txでコンデンサ5cもしくは6のいずれかに故障が生じてコンデンサ電圧Vcの変動幅Vp−pが変化する様子を示したものである。
Therefore, the control circuit 11 takes in the terminal voltage Vc of the
外部のエンジンECUから入出力回路13を介して運転指令信号Saが与えられると、制御回路11は、モータ1を回転駆動するために、駆動回路12に駆動信号を出力してインバータ回路4の各MOSFET4a〜4fにゲート電圧を印加させる。これにより、インバータ回路4は、端子U、V、Wから三相の電圧をモータ1に印加するようになり、モータ1が回転する。
When the operation command signal Sa is given from the external engine ECU via the input /
インバータ回路4の各MOSFET4a〜4fは、オンオフ動作を行うことで三相出力を生成しているが、これによって、通電の切換タイミングで電源側に接続された出力側コンデンサ5cおよび平滑コンデンサ6の電流が脈動してリプル電圧Vp−pが発生する。制御回路11は、図3の流れのステップA1で、出力側コンデンサ5cの端子電圧Vcとして取り込み、リプル電圧Vp−pを検出している。
Each of the MOSFETs 4a to 4f of the inverter circuit 4 generates a three-phase output by performing an on / off operation. With this, the currents of the output-
リプル電圧Vp−pは、2個のコンデンサ5cおよび6が正常に機能している状態では、両者の合成容量の範囲でリプルを抑制できるので、図4に示すように、時刻tx以前では、判定用の既定値Dよりも小さい範囲で発生している。制御回路11は、図3の流れのステップA2でNOとなる。
Since the ripple voltage Vp-p can suppress the ripple within the range of the combined capacity of the two
これに対して、例えば図4中に示す時刻txで、出力側コンデンサ5cあるいは平滑コンデンサ6のいずれかに故障が生じて平滑コンデンサとしての機能が失われると、インバータ回路4側で発生するリプル電圧Vp−pを吸収できなくなる。これにより、リプル電圧Vp−pが判定用の既定値Dを超えるようになり、図3のステップA2でYESとなる。制御回路11は、ステップA3として、図4に示す時刻tsでMOSFET7をオンさせるようにゲート信号を出力して、コイル5aを短絡状態に切り換える。
On the other hand, for example, when a failure occurs in either the output-
これにより、π型フィルタ5は、フィルタとしての機能が停止し、入力側コンデンサ5bは、コイル5aを介すことなく出力側コンデンサ5cと並列に接続された状態になる。この結果、入力側コンデンサ5bは、出力側コンデンサ5cまたは平滑コンデンサ6と並列に接続された状態となり、平滑コンデンサとして機能するようになる。平滑コンデンサとしての機能が一時的に回復してリプル電圧Vp−pが判定用の既定値Dよりも小さくなり、インバータ回路4が駆動可能な状態に復帰する。
As a result, the function of the π-
また、制御回路11は、図3のステップA4で、平滑コンデンサ6もしくは出力側コンデンサ5cが故障したことを示すダイアグ信号を出力信号Sbとして入出力回路13を介して端子DIから外部のエンジンECUなどに送信する。制御回路11は、さらに、ステップA5で、警告灯を点灯させるための出力信号Sbとして出力し、運転者にわかるように警告灯を点灯表示させる。
Further, the control circuit 11 outputs a diagnosis signal indicating that the smoothing capacitor 6 or the
これにより、エンジンECUは、図3のステップA6で、一時的に回復した平滑コンデンサの機能を利用して、フューエルポンプを駆動してエンジンの動作を継続させ、非常退避をするためのリンプホームモードに移行する。走行中の場合には、路側に移動するなどの非常退避を確保することができるようになる。 Thereby, the engine ECU uses the smoothing capacitor function temporarily recovered in step A6 of FIG. 3 to drive the fuel pump to continue the operation of the engine and perform limp home mode for emergency evacuation. Migrate to When traveling, it is possible to ensure emergency evacuation such as moving to the roadside.
この場合、リンプホームモードでは、ダイアグ信号をエンジンECUに送ることで、エンジンECUから最低限システム動作可能な駆動信号(Duty)を受け取るようにして、負荷駆動装置2側でインバータ回路4を駆動してフューエルポンプを動作させるようにしている。なお、エンジンECUからの駆動信号によらず、負荷駆動装置2自身が独自にインバータ回路4を駆動制御する構成とすることもできる。
In this case, in the limp home mode, the inverter circuit 4 is driven on the
なお、温度センサ14は、前述のように出力側コンデンサ5cの温度を検出しており、その検出温度が所定値以上に上昇した場合には、制御回路11により、インバータ回路4の動作を停止させるように構成されている。この場合、リプル電圧Vp−pが大きくなると、出力側コンデンサ5cや平滑コンデンサ6への電流の入出力が大きくなり、これによって抵抗成分の発熱が大きくなる。したがって、出力側コンデンサ5cあるいは平滑コンデンサ6のいずれかに故障が生じてリプル電圧Vp−pが増大すると、残りのコンデンサの温度上昇が大きくなり、連鎖的に故障に至る可能性は高くなる。制御回路11は、この温度センサ14による温度上昇にも対応してインバータ回路4を停止させる。
The
このような第1実施形態によれば、π型フィルタ5のコイル5aの端子間を短絡することができるようにMOSFET7を設け、制御回路11により、端子電圧Vcのリプル電圧Vp−pが判定用の既定値Dを超えたときにMOSFET7をオンさせて入力側コンデンサ5bも平滑コンデンサとして機能させるようにした。
According to the first embodiment, the
これにより、出力側コンデンサ5cもしくは平滑コンデンサ6が故障した場合でも、別途に回路を設けることなく、π型フィルタ5の機能を停止して入力側コンデンサ5bにより平滑コンデンサの機能を一時的に補うことができるようになり、必要な退避動作を確保することができるようになる。
As a result, even if the
また、π型フィルタ5の入力側コンデンサ5bは、端子Bに近い位置に配置され、出力側コンデンサ5cはインバータ回路4に近い位置に配置されるので、通常時は、ラジオノイズ低減の機能を満足し、緊急時のリンプホームに切り換えた場合に端子側のコンデンサが平滑コンデンサとして機能させることができる。
Further, since the
(第2実施形態)
図5から図7は第2実施形態を示すもので、以下、第1実施形態と異なる部分について説明する。この実施形態では、出力側コンデンサ5cあるいは平滑コンデンサ6の故障だけではなく、劣化状態が発生している場合についてもこれを検出することができるようにしている。この実施形態では、電気的構成は第1実施形態とほぼ同じで、制御回路11による検出処理が異なる。
(Second Embodiment)
FIG. 5 to FIG. 7 show the second embodiment, and only the parts different from the first embodiment will be described below. In this embodiment, not only the failure of the output-
すなわち、出力側コンデンサ5cあるいは平滑コンデンサ6などのコンデンサは、経年劣化もあるいので、第1実施形態で示したような故障による機能停止以外に、徐々に機能が低下していく「劣化」状態がある。この実施形態では、この「劣化」の状態が進行していることを検出してダイアグ信号として出力するようにしたものである。
That is, the capacitor such as the output-
図6は、第1実施形態と同様にして故障が発生した場合を示している。この場合には、時刻txで故障が発生すると、平滑コンデンサとしての機能が失われるため、急激にリプル電圧Vp−pが増大する。この結果、リプル電圧Vp−pが短期間で判定用の既定値D1(第1実施形態で示した既定値Dと同等の値)を超える状態となる。 FIG. 6 shows a case where a failure has occurred as in the first embodiment. In this case, if a failure occurs at time tx, the function as a smoothing capacitor is lost, and thus the ripple voltage Vp-p increases rapidly. As a result, the ripple voltage Vp-p exceeds the predetermined value D1 for determination (a value equivalent to the predetermined value D shown in the first embodiment) in a short period.
一方、図7に示すように、出力側コンデンサ5cあるいは平滑コンデンサ6が、平滑コンデンサとしての機能が経年劣化などにより徐々に低下して「劣化」が発生している場合には、リプル電圧Vp−pも徐々に増大する。この結果、劣化が発生して故障に至るまでの時間が、上記した故障時に比べると長くなる。この期間中にリプル電圧Vp−pが正常な範囲と判定用の既定値D1との間に設定された劣化判定用の既定値D2に達する時刻tnで劣化状態を判定することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 7, when the output-
次に、図5を参照して、上記の処理動作について説明する。負荷駆動装置2は、インバータ回路4を駆動制御している状態で、前述と同様にして、制御回路11は、図5の流れのステップB1で、出力側コンデンサ5cの端子電圧Vcとして取り込み、リプル電圧Vp−pを検出している。
Next, the processing operation will be described with reference to FIG. In the state where the
リプル電圧Vp−pは、2個のコンデンサ5cおよび6が正常に機能している状態では、両者の合成容量の範囲でリプルを抑制できるので、図4に示すように、時刻tx以前では、判定用の既定値D1よりも小さい範囲で発生している。制御回路11は、図5の流れのステップB2でNOとなる。このとき、第1実施形態においては、次の制御タイミングまで待機することになるが、この実施形態では、さらにリプル電圧Vp−pが劣化判定用の既定値D2以上であるかどうかをステップB3で判断している。そして、正常に動作している場合には、リプル電圧Vp−pが劣化判定用の既定値D2よりも小さい状態であるから、ステップB3でNOとなる。
Since the ripple voltage Vp-p can suppress the ripple within the range of the combined capacity of the two
そして、出力側コンデンサ5cあるいは平滑コンデンサ6に劣化が生じ始めると、平滑コンデンサとして十分に動作できなくなり、リプル電圧Vp−pが徐々に増大していくようになる。図7に示すように、時刻tnでリプル電圧Vp−pが劣化判定用の既定値D2以上になると、制御回路11は、ステップB3でYESとして、ステップB4、B5と進む。制御回路11は、劣化状態の判定を行い、続いて劣化状態を示すダイアグ信号を出力信号SbとしてエンジンECUに送信するようになる。
When the output-
このようにして、劣化状態が判定されると、エンジンECUでは、これに続く故障の発生に備えて、例えば使用者にわかるように劣化状態を知らせる情報を表示部に表示させたり、あるいは検査時にダイアグ情報として発生時期の情報などを取得可能な状態に設定することができる。 When the deterioration state is determined in this way, the engine ECU displays information indicating the deterioration state on the display unit so that the user can understand, for example, in preparation for the occurrence of a subsequent failure, or at the time of inspection. It is possible to set information such as occurrence time information that can be acquired as diagnosis information.
また、この後、平滑コンデンサの機能が更に低下してリプル電圧Vp−pが増大し、判定用の既定値D1以上になると、今度はステップB2でYESとなって、制御回路11は、第1実施形態と同様にしてステップB6〜B8を実施し、さらにダイアグ信号が送信されたエンジンECUによりステップB9、B10が実施されて故障状態の発生に対応した動作を実施するようになる。 After that, when the function of the smoothing capacitor further decreases and the ripple voltage Vp-p increases and becomes equal to or higher than the predetermined value D1 for determination, this step is YES in step B2, and the control circuit 11 Steps B6 to B8 are performed in the same manner as in the embodiment, and further, steps B9 and B10 are performed by the engine ECU to which the diagnosis signal is transmitted, and an operation corresponding to the occurrence of the failure state is performed.
なお、このように劣化の進行による動作に加えて、劣化を経由することなく、平滑コンデンサの機能に故障が発生した場合には、ステップB2でYESとなって同様にして故障に対応した動作が実施されるようになる。 In addition to the operation due to the progress of the deterioration as described above, when a failure occurs in the function of the smoothing capacitor without passing through the deterioration, the operation corresponding to the failure is performed in the same manner as YES in Step B2. Will be implemented.
このような第2実施形態によれば、第1実施形態の作用効果に加えて、入力側コンデンサ5bあるいは平滑コンデンサ6の平滑コンデンサの機能が徐々に低下する「劣化」の状態を判定してダイアグ信号としてエンジンECUに送信ようにした。これにより、経年劣化などによる入力側コンデンサ5bあるいは平滑コンデンサ6の劣化状態の進行で発生する故障状態への移行を検知して、部品の交換を促したり、劣化状態を報知したりするなどの対応が可能となる。
According to the second embodiment, in addition to the operation and effect of the first embodiment, the state of “deterioration” in which the function of the smoothing capacitor of the
(第3実施形態)
図8は第3実施形態を示すもので、以下、第1実施形態と異なる部分について説明する。
(Third embodiment)
FIG. 8 shows the third embodiment, and the following description will be focused on differences from the first embodiment.
この実施形態では、図1の構成で用いた出力側コンデンサ5cおよび平滑コンデンサ6を、図8に示すように、1個の平滑コンデンサ5sとして設ける構成としている。平滑コンデンサ5sの容量は、1個でインバータ回路4のスイッチングによる電圧変動を吸収できるように設定されている。
In this embodiment, the
この構成においては、平滑コンデンサ5sが故障すると、リプル電圧Vp−pが急激に大きくなるのでモータ1の駆動が不能となる。しかし、制御回路11は、平滑コンデンサ5sの端子電圧Vcからリプル電圧Vp−pを検出し、これが判定用の既定値Dを超えるので、MOSFET7をオン駆動する。これにより、入力側コンデンサ5bを平滑コンデンサとして機能させることができるようになる。
In this configuration, when the smoothing
したがって、第3実施形態によっても第1実施形態と同様の効果を得ることができるようになる。
なお、この実施形態の構成を第2実施形態に適用することで、平滑コンデンサ5sの劣化状態を検出することで、事前に平滑コンデンサ5sが故障する前段階にあることを検知することができるようになる。これにより、平滑コンデンサ5sが故障する前に、運転者に劣化状態を促すことで、部品の交換や修理などの対処をすることができる。
Therefore, the third embodiment can obtain the same effect as that of the first embodiment.
By applying the configuration of this embodiment to the second embodiment, it can be detected in advance that the smoothing
(他の実施形態)
なお、本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能であり、例えば、以下のように変形または拡張することができる。
(Other embodiments)
In addition, this invention is not limited only to embodiment mentioned above, In the range which does not deviate from the summary, it is applicable to various embodiment, For example, it can deform | transform or expand as follows.
第1実施形態では、平滑コンデンサとして機能するものを、出力側コンデンサ5c、平滑コンデンサ6の2個を設ける場合で示したが、これに限らず、3個以上のコンデンサを平滑コンデンサとして機能するように設けることができる。また、平滑コンデンサの個数を多くすることで、故障によるリプル電圧Vp−pの増大を抑制することができる。
In the first embodiment, the case where the
上記各実施形態では、負荷としてモータ1を駆動する場合に適用した例を示したが、これに限らず、他の負荷を駆動するものに適用することもできる。
上記各実施形態では、負荷に給電する構成としてインバータ回路4を用いる場合を示したが、スイッチング素子によるスイッチング動作で負荷に給電する構成のものに適用することができる。
In each said embodiment, although the example applied when driving the
In each of the above embodiments, the case where the inverter circuit 4 is used as a configuration for supplying power to the load has been described. However, the present invention can be applied to a configuration for supplying power to the load by a switching operation by a switching element.
切換回路として、MOSFET7を用いたが、IGBTやバイポーラトランジスタあるいはリレーなどの他のスイッチ素子を用いることができる。
切換回路として、MOSFET7のようなコイル5aの端子間を短絡するスイッチ素子を用いたが、短絡状態に切り換えるもの以外に、短絡ではないが入力側コンデンサ5bを平滑コンデンサとして機能させることができれば、抵抗成分などのインピーダンスを含む構成とすることもできる。
Although the
As the switching circuit, a switching element that short-circuits between the terminals of the
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。 Although the present disclosure has been described with reference to the embodiments, it is understood that the present disclosure is not limited to the embodiments and structures. The present disclosure includes various modifications and modifications within the equivalent range. In addition, various combinations and forms, as well as other combinations and forms including only one element, more or less, are within the scope and spirit of the present disclosure.
図面中、1はモータ(負荷)、2は負荷駆動装置、3は車載バッテリ、4はインバータ回路、4a〜4fはMOSFET(スイッチング素子)、5はπ型フィルタ、5aはコイル、5bは入力側コンデンサ、5cは出力側コンデンサ(平滑コンデンサ)、5s、6は平滑コンデンサ、7はMOSFET(切換回路、スイッチ素子)、8は電流検出回路、11は制御回路(リプル検出回路、制御回路)、12は駆動回路、20は回路基板である。 In the drawings, 1 is a motor (load), 2 is a load driving device, 3 is an in-vehicle battery, 4 is an inverter circuit, 4a to 4f are MOSFETs (switching elements), 5 is a π-type filter, 5a is a coil, and 5b is an input side. Capacitors, 5c are output-side capacitors (smoothing capacitors), 5s and 6 are smoothing capacitors, 7 is a MOSFET (switching circuit, switch element), 8 is a current detection circuit, 11 is a control circuit (ripple detection circuit, control circuit), 12 Is a drive circuit, and 20 is a circuit board.
Claims (4)
電源入力端子と前記スイッチング素子との間に設けられ、コイル(5a)および入力側コンデンサ(5b)、出力側コンデンサ(5c)を有するπ型フィルタ(5)と、
前記π型フィルタのコイルと前記スイッチング素子との間に設けられる前記出力側コンデンサを兼用するか、もしくは前記出力側コンデンサに並列に設けられる平滑コンデンサ(6)と、
前記平滑コンデンサの端子電圧のリプルを検出するリプル検出回路(11)と、
前記π型フィルタの前記入力側コンデンサ(5b)を、前記コイルを無効化することで前記平滑コンデンサとして機能させる切換回路(7)と、
前記リプル検出回路により検出されるリプル電圧の変動幅が所定レベル以上になると前記切換回路に前記入力側コンデンサを前記平滑コンデンサとして機能させる制御回路(11)とを備えた負荷駆動装置。 Switching elements (4, 4a to 4f) for load feeding;
A π-type filter (5) provided between a power input terminal and the switching element and having a coil (5a), an input side capacitor (5b), and an output side capacitor (5c);
A smoothing capacitor (6) that doubles as the output-side capacitor provided between the coil of the π-type filter and the switching element, or is provided in parallel with the output-side capacitor;
A ripple detection circuit (11) for detecting ripples in the terminal voltage of the smoothing capacitor;
A switching circuit (7) that causes the input-side capacitor (5b) of the π-type filter to function as the smoothing capacitor by disabling the coil;
A load drive device comprising: a control circuit (11) that causes the switching circuit to function as the smoothing capacitor when a fluctuation range of the ripple voltage detected by the ripple detection circuit is equal to or greater than a predetermined level.
前記切換回路は、前記コイルを短絡させるスイッチ素子(7)である負荷駆動装置。 The load driving device according to claim 1,
The load driving device, wherein the switching circuit is a switch element (7) for short-circuiting the coil.
前記切換回路を構成するスイッチ素子は、トランジスタ(7)あるいはリレーである負荷駆動装置。 The load driving device according to claim 2,
The load driving device, wherein the switch element constituting the switching circuit is a transistor (7) or a relay.
前記スイッチング素子、前記π型フィルタ、前記平滑コンデンサ、前記リプル検出回路、前記切換回路および前記制御回路が搭載される回路基板(20)を備え、
前記回路基板は、少なくとも前記電源入力端子(B)および前記負荷への給電を行う出力端子(U、V、W)を有し、
前記入力側コンデンサ(5b)は、前記回路基板上において、他の部品よりも前記電源入力端子(B)に近い位置に配置される負荷駆動装置。 In the load drive device according to any one of claims 1 to 3,
A circuit board (20) on which the switching element, the π-type filter, the smoothing capacitor, the ripple detection circuit, the switching circuit, and the control circuit are mounted;
The circuit board has at least the power input terminal (B) and an output terminal (U, V, W) for supplying power to the load,
The input-side capacitor (5b) is a load driving device arranged on the circuit board at a position closer to the power input terminal (B) than other components.
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