JP6559901B2 - 電子制御装置 - Google Patents
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Description
まず、図7を用いて本発明の参考例について説明する。図7は、本発明の参考例に係る電子制御装置における電源制御装置の構成の一例を示すブロック図である。
(不図示)に使用される。第3の電源3は、第3の出力トランジスタ31、第3の電圧制御回路32、第3の出力容量33で構成される。第3の電圧制御回路32は、第3の電源3の出力電圧である第3の電源出力電圧Vout3を監視し、第1の電源出力電圧Vout1を入力電圧として第3の電源出力電圧Vout3が所定の電圧(例えば、3.3V)となるように第3の出力トランジスタ31の通電/非通電を制御する。
源出力電流Iout2、第3の電源出力電流Iout3、第4の電源出力電流Iout4の総電流はインダクタ14に流れており、第2の出力トランジスタ21がオン制御されている際、インダクタ14に流れている電流は第2の出力トランジスタ21に流れるため、変動電圧Vvarは第2の出力トランジスタのオン抵抗Ron2を用いて数3のようになる。
また、以上説明した本発明は以下の構成を備える場合がある。
電源側の電圧(例えば、バッテリ電圧Vbatt)を変換するスイッチングレギュレータ(例えば、第1の電源1)と、
前記スイッチングレギュレータで生成される電圧を複数の負荷のそれぞれに応じた電圧に変換する複数の負荷側レギュレータ(例えば、第2の電源2、第3の電源3、第4の電源4)と、
を備える電子制御装置(例えば、電子制御装置100、200、300)であって、
前記スイッチングレギュレータは、
インダクタ(例えば、インダクタ14)と、
オンに制御される際に入力電圧を前記インダクタへ印加する第1のスイッチング素子(例えば、第1のスイッチング素子11)と、
前記第1のスイッチング素子がオフに制御される際に前記インダクタへ電荷を供給する還流素子(例えば、還流ダイオード15)と、
前記インダクタに印加された電圧を平滑化するための第1のキャパシタ(例えば、第1の出力容量13)と、
前記第1のキャパシタと前記インダクタとの間に配置される第1の整流素子(例えば、整流ダイオード16)と、
前記第1のキャパシタによって平滑化された第1の出力電圧に応じて前記第1のスイッチング素子をオンまたはオフに制御する第1の制御部(例えば、第1の電圧制御回路12)と、
を備え、
前記複数の負荷側レギュレータのうちの一部の負荷側レギュレータ(例えば、第2の電源2)は、前記スイッチングレギュレータの前記インダクタと前記第1の整流素子との間から分岐する経路に接続されて、前記インダクタと前記第1の整流素子との間のノード電圧が入力され、
前記一部の負荷側レギュレータは、
オンに制御される際に入力電圧を第2の出力電圧(例えば、第2の電源出力電圧Vout2)の側へ通電する第2のスイッチング素子(例えば、第2の出力トランジスタ21)と、
前記第2の出力電圧を安定化するための第2のキャパシタ(例えば、第2の出力容量23)と、
前記第2の出力電圧に応じて前記第2のスイッチング素子をオン/オフ制御する第2の制御部(例えば、第1のON/OFF式電圧制御回路51)と、
を備える、
ことを特徴とする電子制御装置、としたので、
・小型且つ低コストで、電源供給を行う電源制御装置の電力損失を低減し電力変換効率を改善した電子制御装置を提供することができる。
2.
1.に記載の電子制御装置において、
前記複数の負荷側レギュレータのうちの前記一部の負荷側レギュレータとは異なる他の負荷側レギュレータ(例えば、第4の電源4)は、前記スイッチングレギュレータの前記第1の整流素子の後段に接続されて、前記スイッチングレギュレータから出力された第1の出力電圧(例えば、第1の電源出力電圧Vout1)が入力されることを特徴とする電子制御装置、としたので、
・所望の電圧特性を実現できる。
3.
1.または2.に記載の電子制御装置において、
前記一部の負荷側レギュレータ(例えば、図3の第3の電源3)は、前記スイッチングレギュレータの前記インダクタと前記第1の整流素子との間から分岐する経路に接続されて、前記インダクタと前記第1の整流素子との間のノード電圧が入力され、
前記一部の負荷側レギュレータは、
オンに制御される際に入力電圧を第3の出力電圧(例えば、図3の第3の電源出力電圧Vout3)の側へ通電する第3のスイッチング素子(例えば、図3の逆流防止機能付き出力トランジスタ56)と、
前記第3の出力電圧から入力電圧側へ通電することを防ぐ第2の整流素子(例えば、図3の逆流防止機能付き出力トランジスタ56)と、
前記第3の出力電圧を安定化するための第3のキャパシタ(例えば、図3の第3の出力容量33)と、
前記第3の出力電圧に応じて前記第3のスイッチング素子をオン/オフ制御するために使用する信号を出力する第3の制御部(例えば、図3の第2のON/OFF式電圧制御回路52)と、
を備える、
ことを特徴とする電子制御装置、としたので、
・ON/OFF式電圧制御回路に制御される電源を増やすことができ、更なる電源効率最適化を実現できる。
4.
3.に記載の電子制御装置において、
前記第2の制御部(例えば、図3の第1のON/OFF式電圧制御回路51)から出力される信号と前記第3の制御部(例えば、図3の第2のON/OFF式電圧制御回路52)から出力される信号に基づいて前記第3のスイッチング素子(例えば、図3の逆流防止機能付き出力トランジスタ56)をオン/オフ制御する第1の論理部(例えば、論理回路53)を備えることを特徴とする電子制御装置、としたので、
・第2の電源出力と第3の電源出力とが短絡するのを防ぐことができる。
5.
1.乃至4.のいずれか1項に記載の電子制御装置において、
前記第1の整流素子はダイオード(例えば、図1、図3の整流ダイオード16)で構成されることを特徴とする電子制御装置、としたので、
・第1の整流素子をダイオードという簡単な構成で実現することができる。
6.
1.乃至4.のいずれか1項に記載の電子制御装置において、
前記第1の整流素子は第4のスイッチング素子(例えば、図5の整流トランジスタ54)で構成されることを特徴とする電子制御装置、としたので、
・第1の整流素子として、第4のスイッチング素子の寄生ダイオードを利用することができる。
6´.
3.または4.に記載の電子制御装置において、
前記第1の整流素子は第4のスイッチング素子(例えば、図5の整流トランジスタ54)で構成されることを特徴とする電子制御装置、としたので、
・第1の整流素子として、第4のスイッチング素子の寄生ダイオードを利用することができる。
7.
6.に記載の電子制御装置において、
前記第2の制御部(例えば、図5の第1のON/OFF式電圧制御回路51)から出力される信号に基づいて前記第4のスイッチング素子(例えば、図5の整流トランジスタ54)をオン/オフ制御する第2の論理部(例えば、図5の整流トランジスタ駆動制御回路55)を備えることを特徴とする電子制御装置、としたので、
・第2の電源出力と第1の電源出力とが短絡するのを防ぐことができる。
7´.
6´.に記載の電子制御装置において、
前記第2の制御部(例えば、図5の第1のON/OFF式電圧制御回路51)から出力される信号、前記第3の制御部(例えば、図3の第2のON/OFF式電圧制御回路52)から出力される信号の少なくとも1つに基づいて前記第4のスイッチング素子(例えば、図5の整流トランジスタ54)をオン/オフ制御する第2の論理部(例えば、図5の整流トランジスタ駆動制御回路55)を備えることを特徴とする電子制御装置、としたので、・第2の電源出力や第3の電源出力と、第1の電源出力とが短絡するのを防ぐことができる。
8.
1.乃至7.のいずれか1項に記載の電子制御装置において、
前記第2の制御部(例えば、第1のON/OFF式電圧制御回路51)は、前記第2の出力電圧に応じてオン制御信号の時間幅を周期的に変化させて前記第2のスイッチング素子(例えば、第2の出力トランジスタ21)をオン/オフ制御(例えば、パルス幅変調方式)することを特徴とする電子制御装置、としたので、
・パルス幅変調方式による制御を行うことができる。
9.
1.乃至7.のいずれか1項に記載の電子制御装置において、
前記第2の制御部(例えば、第1のON/OFF式電圧制御回路51)は、前記第2の出力電圧に対して第1の閾値と第2の閾値が設定され、
前記第2の出力電圧が前記第1の閾値に到達した際に、前記第2のスイッチング素子(例えば、第2の出力トランジスタ21)をオン制御し、
前記第2の出力電圧が前記第2の閾値に到達した際に、前記第2のスイッチング素子(例えば、第2の出力トランジスタ21)をオフ制御(例えば、ヒステリシス制御方式)することを特徴とする電子制御装置、としたので、
・ヒステリシス制御方式による制御を行うことができる。
10.
3.または4.に記載の電子制御装置において、
前記第3の制御部(例えば、図3の第2のON/OFF式電圧制御回路52)は、前記第3の出力電圧に応じてオン制御信号の時間幅を周期的に変化させて前記第3のスイッチング素子(例えば、図3の逆流防止機能付き出力トランジスタ56)をオン/オフ制御(例えば、パルス幅変調方式)することを特徴とする電子制御装置、としたので、
・パルス幅変調方式による制御を行うことができる。
11.
3.または4.に記載の電子制御装置において、
前記第3の制御部(例えば、図3の第2のON/OFF式電圧制御回路52)は、前記第3の出力電圧に対して第3の閾値と第4の閾値が設定され、
前記第3の出力電圧が前記第3の閾値に到達した際に、前記第3のスイッチング素子(例えば、図3の逆流防止機能付き出力トランジスタ56)をオン制御し、
前記第3の出力電圧が前記第4の閾値に到達した際に、前記第3のスイッチング素子(例えば、図3の逆流防止機能付き出力トランジスタ56)をオフ制御(例えば、ヒステリシス制御方式)することを特徴とする電子制御装置、としたので、
・ヒステリシス制御方式による制御を行うことができる。
Claims (11)
- 電源側の電圧を変換するスイッチングレギュレータと、
前記スイッチングレギュレータで生成される電圧を複数の負荷のそれぞれに応じた電圧に変換する複数の負荷側レギュレータと、
を備える電子制御装置であって、
前記スイッチングレギュレータは、
インダクタと、
オンに制御される際に入力電圧を前記インダクタへ印加する第1のスイッチング素子と、
前記第1のスイッチング素子がオフに制御される際に前記インダクタへ電荷を供給する還流素子と、
前記インダクタに印加された電圧を平滑化するための第1のキャパシタと、
前記第1のキャパシタと前記インダクタとの間に配置される第1の整流素子と、
前記第1のキャパシタによって平滑化された第1の出力電圧に応じて前記第1のスイッチング素子をオンまたはオフに制御する第1の制御部と、
を備え、
前記複数の負荷側レギュレータのうちの一部の負荷側レギュレータは、前記スイッチングレギュレータの前記インダクタと前記第1の整流素子との間から分岐する経路に接続されて、前記インダクタと前記第1の整流素子との間のノード電圧が入力され、
前記一部の負荷側レギュレータは、
オンに制御される際に入力電圧を第2の出力電圧の側へ通電する第2のスイッチング素子と、
前記第2の出力電圧を安定化するための第2のキャパシタと、
前記第2の出力電圧に応じて前記第2のスイッチング素子をオン/オフ制御する第2の制御部と、
を備える、
ことを特徴とする電子制御装置。 - 請求項1に記載の電子制御装置において、
前記複数の負荷側レギュレータのうちの前記一部の負荷側レギュレータとは異なる他の負荷側レギュレータは、前記スイッチングレギュレータの前記第1の整流素子の後段に接続されて、前記スイッチングレギュレータから出力された第1の出力電圧が入力されることを特徴とする電子制御装置。 - 請求項1または請求項2に記載の電子制御装置において、
前記一部の負荷側レギュレータは、前記スイッチングレギュレータの前記インダクタと前記第1の整流素子との間から分岐する経路に接続されて、前記インダクタと前記第1の整流素子との間のノード電圧が入力され、
前記一部の負荷側レギュレータは、
オンに制御される際に入力電圧を第3の出力電圧の側へ通電する第3のスイッチング素子と、
前記第3の出力電圧から入力電圧側へ通電することを防ぐ第2の整流素子と、
前記第3の出力電圧を安定化するための第3のキャパシタと、
前記第3の出力電圧に応じて前記第3のスイッチング素子をオン/オフ制御するために使用する信号を出力する第3の制御部と、
を備える、
ことを特徴とする電子制御装置。 - 請求項3に記載の電子制御装置において、
前記第2の制御部(例えば、図3の第1のON/OFF式電圧制御回路51)から出力される信号と前記第3の制御部(例えば、図3の第2のON/OFF式電圧制御回路52)から出力される信号に基づいて前記第3のスイッチング素子(例えば、図3の逆流防止機能付き出力トランジスタ56)をオン/オフ制御する第1の論理部(例えば、論理回路53)を備えることを特徴とする電子制御装置。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の電子制御装置において、
前記第1の整流素子はダイオードで構成されることを特徴とする電子制御装置。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の電子制御装置において、
前記第1の整流素子は第4のスイッチング素子で構成されることを特徴とする電子制御装置。 - 請求項6に記載の電子制御装置において、
前記第2の制御部から出力される信号に基づいて前記第4のスイッチング素子をオン/オフ制御する第2の論理部を備えることを特徴とする電子制御装置。 - 請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の電子制御装置において、
前記第2の制御部は、前記第2の出力電圧に応じてオン制御信号の時間幅を周期的に変化させて前記第2のスイッチング素子をオン/オフ制御することを特徴とする電子制御装置。 - 請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の電子制御装置において、
前記第2の制御部は、前記第2の出力電圧に対して第1の閾値と第2の閾値が設定され、
前記第2の出力電圧が前記第1の閾値に到達した際に、前記第2のスイッチング素子をオン制御し、
前記第2の出力電圧が前記第2の閾値に到達した際に、前記第2のスイッチング素子をオフ制御することを特徴とする電子制御装置。 - 請求項3または請求項4に記載の電子制御装置において、
前記第3の制御部は、前記第3の出力電圧に応じてオン制御信号の時間幅を周期的に変化させて前記第3のスイッチング素子をオン/オフ制御することを特徴とする電子制御装置。 - 請求項3または請求項4に記載の電子制御装置において、
前記第3の制御部は、前記第3の出力電圧に対して第3の閾値と第4の閾値が設定され、
前記第3の出力電圧が前記第3の閾値に到達した際に、前記第3のスイッチング素子をオン制御し、
前記第3の出力電圧が前記第4の閾値に到達した際に、前記第3のスイッチング素子をオフ制御することを特徴とする電子制御装置。
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