JP4110471B2 - リモートセンシング電位検出型車両用電源装置 - Google Patents
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Description
前記電圧制御回路部は、前記リモートセンシング電位と所定のリモートセンシング基準電位との差であるリモートセンシング電位差を検出するリモートセンシング電位差検出回路と、前記ローカル電位と所定のローカル基準電位との差であって前記リモートセンシング電位差より正常時に大きく設定されたローカル電位差を検出するローカル電位差検出回路と、前記両電位差のうち小さい方の電位差に対応して形成したPWM制御信号により前記スイッチング電源回路部の前記スイッチング素子をPWM制御するPWM制御回路と、前記ローカル基準電位を実質的に変更するローカル基準電位切替回路と備え、
前記ローカル基準電位切替回路は、前記リモートセンシング電位が異常(所定レベル以下)となったかどうかを判定する判定回路と、前記判定回路の出力電圧に基づいて、前記リモートセンシング電位が異常(所定レベル以下)となった場合に前記ローカル電位差検出部の前記ローカル基準電位を前記直流出力電圧が小さくなる向きに切り替え、前記リモートセンシング電位が所定レベルを超えて回復した場合に前記ローカル電位差検出部の前記ローカル基準電位を前記直流出力電圧が大きくなる向きに切り替える切替回路とを有することを特徴としている。
更に、断線や接続不良が生じた場合、スイッチング電源回路部の出力電圧は、ローカル基準電位に相当するところまでしか上昇せず、その後、ローカル電位を低下させることができ、リモートセンシング電位すなわち負荷に印加する電圧が長期にわたって増大することがない。更に、リモートセンシング電位が正常レベルに回復した場合には、ローカル電位差検出部のローカル基準電位を元のレベルに変更するので、ローカル電位差を再びリモートセンシング電位差より大きくすることができるので、リモートセンシング電位基準のPWM制御に復帰することができる。
(回路説明)
図1において、1はバッテリ、2はスイッチング電源回路部、3は負荷(バッテリでもよい)、4、5は出力電源線、6は電圧制御回路部、7はリモートセンシング線である。
(正常時の動作説明)
アナログ減算回路612はローカル基準電圧Vref1とローカル電位VL(正確には分圧)との差を検出し、PWMコンパレータ632はこの電位差すなわちローカル電位差に対応するPWM制御信号P1を出力する。アナログ減算回路622はリモートセンシング基準電圧Vref2とリモートセンシング電位(正確には分圧)VRとの差を検出し、PWMコンパレータ631はこの電位差すなわちリモートセンシング電位差に対応するPWM制御信号P2を出力する。
(断線時の動作説明)
リモートセンシング線7の断線や接続不良が生じた場合を以下に説明する。
(ローカル基準電圧Vref1の低減動作)
リモートセンシング電位VRの大きな低下により、コンパレータ6412の出力はローレベルとなり、これにより切替回路642は、ローカル基準電圧Vref1を基準電圧Vref1’から更にそれよりも小さい基準電圧Vref1”に切り替える。これにより、アナログ減算回路612が出力するローカル電位差は小さくなり、スイッチング電源回路部2が出力する直流出力電圧は基準電圧Vref1”に相当する出力電圧まで低下する。ただし、コンデンサ6413の存在により、このローカル基準電圧Vref1の切替は、PWM制御信号P2からPWM制御信号P1への切替から少し遅れる。
(リモートセンシング電位回復時の動作)
リモートセンシング線7の接続修理その他の理由により、アナログ減算回路62に入力されるリモートセンシング電位VRが元の正常な状態に復帰した場合、コンパレータ6412の出力はハイレベルとなり、これにより切替回路642は、基準電圧Vref1”から更にそれよりも大きい基準電圧Vref1’にローカル基準電圧Vref1を切り替える。上述したようにこの切替は遅れるので、この切替が完了するまでの間はスイッチング部21がPWM制御信号P1、P2のどちらで制御されるかは、二つのアナログ減算回路612、622の基準電圧の大きさと出力電源線4に発生するΔVに依存する。しかし、ローカル基準電圧Vref1が基準電圧Vref1’に切り替えられた後は、スイッチング部21はリモートセンシング電位VRが基準電圧Vref2に相当する出力電圧に収束するように制御する。
(各部電位状態の説明)
図1の回路の各部電位状態を図2に示す。
(実施例効果)
この実施例においては、リモートセンシング電位差とローカル電位差という二つの電位差の大小関係を調べその小さい方に従ってPWM制御信号を形成し、これら二つの電位差は基準電圧Vrefの大きさにも依存するので、基準電圧Vref(この実施例においてはローカル基準電圧Vref1)の切替により、PWM制御信号のデユーティを基準電圧切替動作に問題を与えることなく好適値に変更することができる。
(変形態様1)
スイッチング電源回路部2としては、図1のフルブリッジ形式の回路の他、チョッパ形式の回路など公知の任意の回路形式を採用することができる。
(変形態様2)
上記実施例では、PWM制御回路63は、リモートセンシング電位差とローカル電位差とによりPWM制御信号P1、P2を出力する二つのPWMコンパレータ631,632を有していた。このPWM制御回路63を、リモートセンシング電位差とローカル電位差とを比較することにより電位差が小さい方を自動選択してそれに対応するPWM制御信号を形成し、それをスイッチング部21に出力する、回路としてもよい。
(変形態様3)
また、これら二つの電位差信号を二つのクランプ回路を介してアナログ加算し、このアナログ加算信号をPWMコンパレータに入力してもよい(図4参照)。ただし、これら二つのクランプ回路のうち、電位差が大きい方のクランプ回路はクランプ動作を行って、大きい方の電位差を上記アナログ加算回路に出力しないようにしておく。
2 スイッチング電源回路部
3 負荷(バッテリでもよい)
4 出力電源線
5 出力電源線
6 電圧制御回路部
7 リモートセンシング線
21 スイッチング部
22 降圧トランス
23 整流・平滑部
24 出力端子
25 出力端子
61 ローカル電位差検出回路
62 リモートセンシング電位差検出回路
63 PWM制御回路
64 ローカル基準電位切替回路
611 抵抗分圧回路
612 アナログ減算回路
621 抵抗分圧回路
622 アナログ減算回路
631 PWMコンパレータ
632 PWMコンパレータ
634 アンドゲート(論理積信号出力回路)
641 判定回路
642 切替回路
6413 コンデンサ
Claims (5)
- 直流出力電圧を負荷(バッテリを含んでもよい)に出力する出力端子と、前記直流出力電圧を制御するスイッチング素子とを有するスイッチング電源回路部と、読み込まれる前記出力端子の電位としてのローカル電位並びに前記負荷の電位としてのリモートセンシング電位のうち、前記リモートセンシング電位が正常である場合には前記リモートセンシング電位に基づいて決定したPWM制御信号により前記直流出力電圧を制御し、前記リモートセンシング電位が異常低下した場合には前記ローカル電位に基づいて決定したPWM制御信号により前記直流出力電圧を制御する電圧制御回路部とを備えるリモートセンシング電位検出型車両用電源装置において、
前記電圧制御回路部は、
前記リモートセンシング電位と所定のリモートセンシング基準電位との差であるリモートセンシング電位差を検出するリモートセンシング電位差検出回路と、
前記ローカル電位と所定のローカル基準電位との差であって前記リモートセンシング電位差より正常時に大きく設定されたローカル電位差を検出するローカル電位差検出回路と、
前記両電位差のうち小さい方の電位差に対応して形成したPWM制御信号により前記スイッチング電源回路部の前記スイッチング素子をPWM制御するPWM制御回路と、
前記ローカル基準電位を実質的に変更するローカル基準電位切替回路と、
を有し、
前記ローカル基準電位切替回路は、
前記リモートセンシング電位が所定レベル以下となったかどうかを判定する判定回路と、
前記判定回路の出力電圧に基づいて、前記リモートセンシング電位が所定レベル以下となった場合に前記ローカル電位差検出部の前記ローカル基準電位を前記直流出力電圧が小さくなる向きに切り替え、前記リモートセンシング電位が所定レベルを超えて回復した場合に前記ローカル電位差検出部の前記ローカル基準電位を前記直流出力電圧が大きくなる向きに切り替える切替回路と、
を有することを特徴とするリモートセンシング電位検出型車両用電源装置。 - 請求項1記載のリモートセンシング電位検出型車両用電源装置において、
前記PWM制御回路は、
前記リモートセンシング電位差をリモートセンシングPWM制御信号に変換するリモートセンシングPWM変換回路と、
前記ローカル電位差をローカルPWM制御信号に変換するローカルPWM変換回路と、
実質的に前記両PWM制御信号の論理積信号を形成して前記スイッチング電源回路部のスイッチング素子に出力する論理積信号出力回路と、
を有し、
前記リモートセンシングPWM制御信号は、
前記リモートセンシング電位が正常である場合に前記ローカルPWM制御信号よりも小さいデユーテイ比をもち、前記リモートセンシング電位が所定レベル未満である場合に前記ローカルPWM制御信号よりも大きいデユーテイ比をもつことを特徴とするリモートセンシング電位検出型車両用電源装置。 - 請求項2記載のリモートセンシング電位検出型車両用電源装置において、
前記両電位差検出回路は、
前記ローカル電位又は前記リモートセンシング電位がマイナス入力端に、前記基準電位がプラス入力端に入力されるアナログ減算回路からなり、
前記両PWM変換回路は、
前記ローカル電位差又は前記リモートセンシング電位差がプラス入力端に、同じ三角波の電圧がマイナス入力端に入力されるコンパレータからなり、
前記論理積信号出力回路は、
前記両PWM制御信号の論理積信号を前記スイッチング素子制御用PWM制御信号として出力するアンドゲートを有することを特徴とするリモートセンシング電位検出型車両用電源装置。 - 請求項1記載のリモートセンシング電位検出型車両用電源装置において、
前記ローカル基準電位切替回路は、
前記判定回路に入力される前記リモートセンシング電位の高周波成分を、前記リモートセンシング電位差検出回路に入力される前記リモートセンシング電位の高周波成分よりも相対的に低減するローパスフィルタを有することを特徴とするリモートセンシング電位検出型車両用電源装置。 - 請求項1乃至4のいずれか記載のリモートセンシング電位検出型車両用電源装置において、
前記スイッチング電源回路部は、
前記スイッチング素子により構成されて前記スイッチング素子のスイッチングにより入力直流電力を交流電力に変換するインバータと、
前記インバータが出力する前記交流電力の電圧を変換するトランスと、
前記トランスの出力電力を整流して前記出力端子に出力する整流回路と、
を有するトランス型DC−DCコンバータからなることを特徴とするリモートセンシング電位検出型車両用電源装置。
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