JP5718120B2 - 電源供給装置および電源供給方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態に係る電源供給装置の構成を模式的に示す図である。図1に示すように、電源供給装置100は、スイッチング素子10と、電流検出部20と、電流演算部30と、温度模擬部40と、スイッチング素子駆動部50と、を備えている。
この場合、制御信号入力端子53からLowレベルの制御信号がNAND回路56の一方の入力端子に入力される。一方、ラッチ回路52は、初期状態ではLowレベルの信号を出力するので、NAND回路56の他の一方の入力端子には、インバータ55で反転されたHighレベルの信号が入力される。その結果、NAND回路56はHighレベルの信号を出力する。NAND回路56からHighレベルの信号が入力されるとpnp形トランジスタ57はオフになり、npn形トランジスタ58はオンになる。その結果、チャージポンプ59からの駆動電圧信号はスイッチング素子10のゲート端子に印加されないので、スイッチング素子10はオフ状態に維持される。したがって、電源Pから負荷Lに電流は供給されないので、負荷Lは駆動しない。
この場合、制御信号入力端子53からHighレベルの制御信号がNAND回路56の一方の入力端子に入力される。一方、NAND回路56の一方の入力端子には、ラッチ回路52からLowレベルで出力され、インバータ55で反転されたHighレベルの信号が入力される。その結果、NAND回路56はLowレベルの信号を出力する。NAND回路56からLowレベルの信号が入力されるとpnp形トランジスタ57はオンになり、npn形トランジスタ58はオフになる。その結果、チャージポンプ59からの駆動電圧信号がスイッチング素子10のゲート端子に印加されるので、スイッチング素子10はオン状態になる。その結果、スイッチング素子10のドレイン−ソース間には電流が流れ、電源Pから負荷Lに電線Wを介して負荷電流Iloadが供給され、負荷Lは駆動する。
Tcase=Icase(t)×R2+Tboard ・・・ (2)
Tboard=Iboard(t)×R3+Tair ・・・ (3)
Icase(t+Δt)=Ichip(t+Δt)×{1−exp(−a2×Δt)}+Icase(t)×exp(−a2×Δt) ・・・ (5)
Iboard(t+Δt)=Icase(t+Δt)×{1−exp(−a3×Δt)}+Iboard(t)×exp(−a3×Δt) ・・・ (6)
この場合は、スイッチング素子10および電線Wには過電流が流れていないと判定する場合である。このとき、比較部51は、その出力端子からラッチ回路52にLowレベルの信号を出力する。これによってラッチ回路52はLowレベルの信号を出力する。このラッチ回路52の状態は、操作スイッチをオンにした直後と同様である。したがって、この場合はスイッチング素子10はオン状態のままであり、電源Pから負荷Lに電線Wを介して負荷電流Iloadが供給され続け、負荷Lは駆動を続ける。
この場合は、過電流が発生し、スイッチング素子10および電線Wに過電流が流れると判定する場合である。温度相当電圧VTjが過電流判定電圧Vrefを超えると、比較部51は、その出力端子からラッチ回路52にHighレベルの信号を出力する状態に変化する。
10a、23a 寄生ダイオード
11 チップ
12 ケース
13 基板
20 電流検出部
21 センス抵抗
22 オペアンプ
30 電流演算部
31 2乗演算部
32 線形演算部
40 温度模擬部
41 電流源
42 熱等価回路部
42a チップ熱等価部
42b ケース熱等価部
42c 基板熱等価部
42aa、42ba、42ca コンデンサ
42ab、42bb、42cb 抵抗
50 スイッチング素子駆動部
51 比較部
52 ラッチ回路
53 制御信号入力端子
54 リセット信号入力端子
55 インバータ
56 NAND回路
57 pnp形トランジスタ
58 npn形トランジスタ
59 チャージポンプ
100 電源供給装置
L 負荷
L1〜L5 線
P 電源
W 電線
Claims (7)
- 電源と負荷との間に接続したスイッチング素子と、
前記電源から前記スイッチング素子を介して前記負荷に供給される負荷電流に対応する検出電流を出力する電流検出部と、
前記負荷電流に応じて入出力比が高くなる特性を有する第1回路と、前記負荷電流に比例した出力特性を有する第2回路と、を有し、前記検出電流が入力されると、前記第1回路の出力と前記第2回路の出力との加算値によって、過電流判定する過電流判定部と、を備え、
前記加算値における前記第1回路の出力と前記第2回路の出力との加算の割合が、前記負荷電流が過渡熱領域の場合と熱飽和領域の場合とで異なることを特徴とする電源供給装置。 - 前記加算値を積分した値によって、過電流判定することを特徴とする請求項1に記載の電源供給装置。
- 前記過電流判定部は、前記負荷電流が前記過渡熱領域である場合には、前記加算値に占める割合が、前記第1回路が高くなるように構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の電源供給装置。
- 前記第1回路は2乗演算出力特性を有した回路であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の電源供給装置。
- 前記過電流判定部は、前記熱飽和領域である場合に、前記第1回路の出力の割合が20%以下になるように加算を行うことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の電源供給装置。
- 前記過電流判定部は、前記負荷電流が前記過渡熱領域である場合は前記第1回路の出力によって過電流判定を行い、前記負荷電流が前記熱飽和領域である場合は前記第2回路の出力によって過電流判定を行うことを特徴とする請求項1または2に記載の電源供給装置。
- 電源からスイッチング素子を介して負荷に供給される負荷電流に対応する検出電流を出力する電流検出工程と、
前記検出電流が入力されると、前記負荷電流による損失と許容損失の差に応じて入出力比が高くなる特性を有する第1回路の出力と、前記負荷電流に比例した出力特性を有する第2回路の出力との加算値によって、過電流判定する過電流判定工程と、
を含み、
前記加算値における前記第1回路の出力と前記第2回路の出力との加算の割合が、前記負荷電流が過渡熱領域の場合と熱飽和領域の場合とで異なるようにすることを特徴とする電源供給方法。
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JP2011072835A JP5718120B2 (ja) | 2011-03-29 | 2011-03-29 | 電源供給装置および電源供給方法 |
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