JP6531695B2 - 電源システム - Google Patents
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Description
図1から図3は第1実施形態の説明図を示している。図1は統合型の電子制御装置(以下、統合ECUと称す:ECUはElectronic Control Unit)の電気的構成とその周辺の構成を示している。この統合ECU101は、逆流防止回路2、電源回路3、内部回路4、5、ダイオード6、7、検出回路8、及び、マイコン9を備える。電源システムSY1は、逆流防止回路2、ダイオード6、7を備え、電源回路3を後段に接続して構成される。
Vin≧Vout …(1−2)
Vsense≧Vout …(1−3)
例えば(1−1)〜(1−3)の何れの条件も満たしているときには、オンオフ制御部23はMOSFET21、22のゲートに対しオン制御電圧Vconを印加し続ける。これにより、メイン電源供給ラインL1を通じて電源回路3に電源供給できる。
Vin<Vout …(2−2)
Vsense<Vout …(2−3)
オンオフ制御部23は、このような(2−1)〜(2−3)の何れか一つ以上又は全部を満たしたときに逆流する虞があるものと判断し、MOSFET21、22のゲートソース間電圧VGSが閾値Vth以下となるようにオフ制御電圧Vcoff(例えば0V)をMOSFET21、22のゲートに印加する。これにより、メイン電源供給ラインL1とノードN1との間の電気的接続を遮断することができ、逆流を防止できる。
Vin+VA<Vsense …(3−1)
Vin+VA<Vout …(3−2)
Vsense+VA<Vout …(3−3)
このときマージン電圧VAは逆流許容電流をIrとしたときに、マージン電圧VA=Ir×Rと定義できる。この抵抗Rは、各MOSFET21、22のオン抵抗Ron1、Ron2を用いて表現でき、マージン電圧VA=Ir×(Ron1+Ron2)と定義できる。このときオンオフ制御部23は、(3−1)〜(3−3)の何れか一つ以上又は全部を満たしたときに逆流を検出したものと判断し、MOSFET21、22のゲート−ソース間電圧VGSが閾値Vth未満となるようにオフ制御電圧Vcoff(例えば0V)を印加する。これにより逆流を防止できる。逆流防止回路2が逆流を防止するため、ノードN1への印加電圧は、逆流防止回路2の影響を受けることなく電源回路3に入力される。例えば、内部回路4、5、マイコン9の動作推奨電源電圧を3.3Vとした場合、電源回路3に安価な降圧電源回路を用いても、電源回路3は十分に安定的な電源電圧を生成できる。
図4は第2実施形態の追加説明図を示している。図4に示す逆流防止回路202は、2つのMOSFET221、222及びオンオフ制御部23を備える。MOSFET221、222は、ドレイン同士が接続されると共に逆極性の状態で入力端子12とノードN1との間に直列接続されている。ノードN1は、ダイオード6、7のカソードと逆流防止回路202の出力とに共通接続される共通接続ノードとされている。
図5及び図6は第3実施形態の追加説明図を示している。図5に統合ECU301の別の構成例を示す。この統合ECU301は電源回路3に代えて電源回路303a、303bを複数設けている。統合ECU301のその他の構成は、統合ECU101と同様であるため説明を省略する。電源システムSY3は、逆流防止回路2、ダイオード6、7を備え、電源回路303a、303bを後段に接続して構成される。
図7は第4実施形態の追加説明図を示している。前述実施形態で説明した機能は、多くの他の車両電源(例えば、アクセサリ電源ACC、イルミネーション電源ILL+)をサブ電源として用いた場合にも適用可能である。
図8及び図9は第5実施形態の追加説明図を示している。第1、第2実施形態では、Nチャネル型のMOSFET21、22、221、222を用いて逆流防止回路2、202を構成した形態を示しているが、図8又は図9に示すように、Pチャネル型のMOSFET621、622、721、722を用いて逆流防止回路602、702を構成しても良い。
以下、前述実施形態の様々な適用例を説明する。
近年の省燃費化の傾向からアイドリングストップ技術を用いている車両も存在する。このようなアイドリングストップ技術を用いた車両においては、エンジン起動していないにも拘わらず、車室内では車室内空間を快適にするための各種機器(例えばテレビやラジオなど)が動作する。これらの機器は、バッテリ電圧VBを電力消費し続けるため比較的消費電力が高く、バッテリ電圧VBの低下が顕著となる場合もある。また車両エンジンを始動したときにはクランキングを生じることになるが、このようなときにはバッテリ電圧VBが大きく低下する。特に、車両がアイドリングストップ状態となっているときにクランキングしたときには、特にバッテリ電圧VBの低下が顕著に現れる。
本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に示す変形又は拡張が可能である。
Claims (3)
- メイン電源供給ライン(L1)から入力されるメイン電源(+B)、及び、サブ電源供給ライン(L2、L3;L2〜L5)から入力されるサブ電源(IG、SUB;IG、SUB、ACC、ILL+)を1つの共通接続ノード(N1)を通じて供給する電源システム(SY1、SY3、SY4、SY5)であって、
前記サブ電源は、前記メイン電源からキースイッチ(SW1,SW2,SW3)のオンオフ操作により供給される電源、又は、前記メイン電源から充電装置(20)を通じて供給される電源であり、
MOSFET(21、22;221、222;621、622;721、722)、及び、前記メイン電源供給ラインから前記MOSFETを通じて電源供給される電源供給ノードの電圧(Vin、Vsense、Vout)に応じて前記MOSFETのゲートにオン制御電圧又はオフ制御電圧を印加するオンオフ制御部(23)を備え、前記オンオフ制御部が前記MOSFETのゲートにオン制御電圧を印加したときには前記メイン電源供給ラインから入力されるメイン電源を前記MOSFETを通じて前記共通接続ノードに出力し、前記オンオフ制御部が前記MOSFETのゲートにオフ制御電圧を印加したときには前記メイン電源供給ラインと前記共通接続ノードとの間の電気的接続を遮断することで逆流防止する逆流防止回路(2;102)と、
前記サブ電源供給ラインから前記共通接続ノードに向けて順方向電流が流れその逆流を防止するように接続されるダイオード(6、7;6、7、31、32)と、を備え、
前記オンオフ制御部が前記MOSFETのゲートにオン制御電圧を印加したときの前記メイン電源供給ラインから前記共通接続ノードへの前記メイン電源の降下電圧は、前記サブ電源供給ラインから前記共通接続ノードへの前記ダイオードによる前記サブ電源の降下電圧よりも低く設定されている電源システム。
- 請求項1記載の電源システムにおいて、
前記MOSFETは、ドレイン同士又はソース同士が接続されると共に互いに逆極性で直列接続されると共にソースからドレイン又はドレインからソースに向けて順方向に寄生ダイオード(21a、22a;221a、222a;621a、622a;721a、722a)をそれぞれ備える少なくとも2つのMOSFET(21、22;221、222;621、622;721、722)により構成され、
前記オンオフ制御部は、前記メイン電源供給ラインから前記2つのMOSFETを通じて電源供給される複数の電源供給ノードのうち少なくとも2つの電源供給ノードの電圧の値に応じて前記2つのMOSFETのゲートにオン制御電圧又はオフ制御電圧を印加するものであり、
前記オンオフ制御部が前記2つのMOSFETのゲートにオン制御電圧を印加したときには前記メイン電源供給ラインに入力されるメイン電源を前記2つのMOSFETを通じて前記共通接続ノードに出力し、前記オンオフ制御部が前記2つのMOSFETのゲートにオフ制御電圧を印加したときには前記メイン電源供給ラインと前記共通接続ノードとの間の電気的接続を遮断することで逆流防止する電源システム。 - 請求項1または2記載の電源システムにおいて、
前記逆流防止回路及び前記ダイオードから前記共通接続ノードを通じて電源供給されることにより動作する動作回路(4、5、9、404)の動作モードを制御する制御部(9)を備え、
前記制御部は、前記メイン電源が予め定められたしきい値電圧以上であるときには前記動作回路を通常動作させる通常動作モードとし、前記メイン電源が前記しきい値電圧未満となるときには前記動作回路を前記通常動作よりも低消費電力となる省電力動作させる省電力動作モードとするように制御する電源システム。
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