JP5820779B2 - 車載用電源装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施形態1に係る車載用電源装置100の回路図である。車載用電源装置100は、バッテリ1が出力する電源をマイコン15やコンデンサ17の先に接続されている外部装置(制御ICなど、図示せず)に提供する電源回路としての機能を備える装置である。
以上、車載用電源装置100の構成を説明した。以下では車載用電源装置100の動作原理について説明する。
通常の車載用電源装置は、マイコン15がイグニッションスイッチ4からのイグニッションスイッチ情報4aを検知し、マイコン15へ電圧が突然供給されることがないようにするため、マイコン15からリレー制御信号15aを出力してリレー16を適宜ON/OFF制御する。しかし、バッテリ1から供給される電圧がリレー16の遮断や断線等により遮断された場合は、イグニッションスイッチ4がON状態のため、イグニッションスイッチ情報4aがOFF出力されないので、マイコン15は所定のリセットシーケンスを実施することができない。
図2は、車載用電源装置100の動作を説明するタイムチャートである。以下図2にしたがって、車載用電源装置100の動作フローを説明する。
(図2:時刻t1〜時刻t2)
時刻t1において、バッテリ1が何らかの原因により遮断され、第1電圧6aが低下し始めたものと仮定する。時刻t2において、電圧生成制御回路2は、バッテリ1が所定閾値未満に低下したことを検出し、第1電圧生成回路6と第2電圧生成回路7を停止させる。これにより時刻t2以降、第2電圧7aは徐々に低下する。
第2電圧低下検出回路8は、第2電圧7aが所定の低電圧検出閾値(VccHL)未満になったことを検出すると、第2電圧低下検出信号8aをリセット生成回路9へ出力する。リセット生成回路9は、マイコン15へ/NMI9aをLow出力する。
マイコン15は、リセット生成回路9が出力したLow出力の/NMI9aを検出し、演算処理を停止して演算結果をRAMへ書き込み、RAMへのアクセスを停止する。この間に必要な時間は、ソフトウェア処理を実施するために必要な時間(t7)に相当し、リセット生成回路9内であらかじめ定義しておくことができる。
リセット生成回路9は、/NMI9aをLow出力し、さらに規定時間t7が経過した後に、/RES9bをLow出力する。マイコン15は、Low出力の/RES9bを検出すると、停止状態に移行する。これはマイコン15の内部電圧を放電するために必要な時間(t8)に相当し、リセット生成回路9内であらかじめ定義しておくことができる。
リセット生成回路9は、/RES9bをLow出力し、さらに規定時間t8が経過した後に、/STBY9cをLow出力する。マイコン15は、Low出力の/STBY9cを検出すると、スタンバイ状態へ移行する。マイコン15がスタンバイ状態へ移行することが完了する時刻t5まで、マイコン15に最低保証動作電圧である3.0V以上を第3電圧10aとして供給し続ける必要がある。
第2電圧7aと第3電圧10aの消費電流により、第1電圧6aは、第2電圧7aから第2電圧出力回路7のダイオードのVF電圧(例えば0.7V)を差し引いた電圧未満となる。第2電圧生成回路7は、これを検出すると半導体スイッチング素子をOFFにし、コンデンサ17に蓄えた電荷から第1電圧6a側(すなわち第3電圧生成回路10)へ電荷を供給し始める。これにより、第3電圧10aを時刻t5まで3.0V以上に維持することができる。
以下では図1〜図2で説明した動作を具体的な数値例とともに説明する。リセット信号を生成する契機となる、第2電圧7aの低下を検出する閾値VccHLを4.7Vとし、第2電圧生成回路7が備えるダイオードのVF電圧を0.7Vとする。マイコン15の動作電圧は、3.3V±0.3Vとする。
以上のように、本実施形態1に係る車載用電源装置100は、第1電圧6aが第2電圧7aを下回ると、コンデンサ17から第3電圧生成回路10へ電荷を供給し、第3電圧10aを維持する。これにより、第2電圧7aがVccHL未満に低下しにくい回路構成の下においても、マイコン15を確実にスタンバイ状態へ移行させることができる。
本発明の実施形態2では、イグニッションスイッチ4がOFFになった場合や、バッテリ1aから供給される電圧が遮断された場合でも、マイコン15内部に搭載されているRAMデータを維持する構成例を説明する。
図4は、本実施形態2に係る車載用電源装置100の動作を説明するタイムチャートである。以下図4にしたがって、本実施形態2に係る車載用電源装置100の動作フローを説明する。時刻t5までの動作は実施形態1と同様であるため、説明を省略する。
数値例として、第4電圧14aが3.3Vであると仮定する。この場合、第1電圧低電圧検出回路13の検出閾値vdcHLを3.3V以上に設定すれば、第1電圧6a側への逆流を防ぐことができる。
以上のように、本実施形態2に係る車載用電源装置100は、第4電圧生成回路14がマイコン15へ第4電圧14aを供給し続けることにより、マイコン15がスタンバイ状態に移行して次回起動するまでの間、次回起動時に必要となるデータをRAM上に保持しておくことができる。
Claims (11)
- 車載用電源が供給する電圧を用いて第2電圧を生成する第2電圧生成部と、
前記車載用電源が供給する電圧を用いて第3電圧を生成し、マイコンへ供給する第3電圧生成部と、
前記第2電圧生成部の出力側に接続されたコンデンサと、
を備え、
前記第2電圧生成部は、
ON/OFF制御可能な半導体スイッチング素子と、
前記第2電圧生成部の出力側から入力側へ電流を帰還させる経路を形成する帰還素子と、
を備え、
前記帰還素子の一端は前記コンデンサと電気的に接続され、他端は前記第3電圧生成部の入力側と電気的に接続されており、
前記第2電圧生成部は、前記第2電圧生成部に印加される電圧が低下したときに、前記半導体スイッチング素子をOFFにした上で、前記帰還素子を用いて、前記第2電圧生成部の出力側から入力側へ電流を帰還させる経路を形成することにより、前記コンデンサが蓄積している電荷を前記第3電圧生成部の入力側に供給する
ことを特徴とする車載用電源装置。 - 前記車載用電源装置は、前記第2電圧が低下したときに、マイコンに対してリセットするよう指示するリセット信号を出力するリセット生成部を備え、
前記第2電圧生成部は、前記第3電圧が低下したときに、前記第2電圧を低下させる
ことを特徴とする請求項1記載の車載用電源装置。 - 前記第2電圧生成部は、
前記第2電圧生成部に印加される電圧が、前記第2電圧生成部の出力電圧から前記帰還素子による電圧降下を差し引いた電圧よりも低下したことを検出すると、
前記半導体スイッチング素子をOFFにした上で、前記帰還素子を用いて、前記第2電圧生成部の出力側から入力側へ電流を帰還させる経路を形成する
ことを特徴とする請求項2記載の車載用電源装置。 - 前記リセット生成部は、前記リセット信号として、
前記マイコンに対して処理を停止した後に演算結果をメモリに書き込むよう指示する信号、
前記マイコンに対してリセット状態に移行するよう指示する信号、
前記マイコンに対してスタンバイ状態に移行するよう指示する信号、
を上記順序で出力する
ことを特徴とする請求項3記載の車載用電源装置。 - 前記車載用電源装置は、
前記車載用電源が出力する電圧を昇圧または降圧して前記第2電圧生成部と前記第3電圧生成部に供給する第1電圧生成部を備える
ことを特徴とする請求項3記載の車載用電源装置。 - 前記第1電圧生成部と前記第2電圧生成部は、
前記車載用電源からの入力電圧が所定下限値未満に低下すると、それぞれ動作を停止することによって前記第2電圧を前記所定電圧未満に低下させることにより、前記リセット生成部に前記リセット信号を出力させる
ことを特徴とする請求項5記載の車載用電源装置。 - 前記車載用電源装置は、
前記車載用電源が供給する電圧を用いて第4電圧を生成する第4電圧生成部と、
前記車載用電源の出力を前記第2電圧生成部と前記第3電圧生成部に電気的に接続する電気スイッチと、
を備え、
前記第4電圧生成部の入力は前記電気スイッチを介さずに前記車載用電源の出力と電気的に接続され、出力は前記第3電圧生成部の出力に並列接続されている
ことを特徴とする請求項3記載の車載用電源装置。 - 前記車載用電源装置は、
前記第4電圧生成部の出力から前記第3電圧生成部を経由して前記車載用電源の入力へ向かう逆流電流を防止する逆流防止部を備えている
ことを特徴とする請求項7記載の車載用電源装置。 - 前記逆流防止部は、
ON/OFF制御可能な半導体スイッチング素子と、
前記車載用電源の出力から前記第3電圧生成部の入力へ向かう方向が順方向となるように配置されたダイオードと、
を備えることを特徴とする請求項8記載の車載用電源装置。 - 前記逆流防止部は、
前記車載用電源からの入力電圧が所定下限値未満に低下すると、前記半導体スイッチング素子をOFFにすることにより、前記ダイオードを用いて前記逆流電流を防止する
ことを特徴とする請求項9記載の車載用電源装置。 - 前記第4電圧生成部は、前記第4電圧として、少なくとも前記マイコンがスタンバイ状態を維持できる電圧を出力する
ことを特徴とする請求項7記載の車載用電源装置。
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