JP6686611B2 - Voltage converter - Google Patents
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Description
本発明は、電圧変換装置に関するものである。 The present invention relates to a voltage conversion device.
特許文献1には、過電圧保護機能を備えた電源装置が開示されている。この電源装置は、逆接続保護用MOSFETと、過電圧保護用MOSFETとを備えている。過電圧保護用MOSFETは、入力電圧Vsが過電圧判定閾値以上になると電力変換回路の入力側を遮断し、Vs電圧が正常値に戻ると自動的に復帰する構成をなす。
ところで、この種の電圧変換装置で過電圧が発生する場合、その原因は、電圧変換装置の内部要因に基づく場合と、外部要因に基づく場合とが想定される。例えば、車載環境でありがちな外的変化(外部要因)によって一時的な過電圧が発生した場合、その外的変化が解消して電圧が正常状態に戻ったときには電圧変換装置の動作を復帰させること望ましいといえる。一方、電圧変換装置の内部故障(内部要因)によって過電圧が発生している場合、そのまま放置しても過電圧は解消せず、一層の不具合を招く虞があるため、このような場合には電圧変換装置の動作を禁止することが望ましいといえる。 By the way, when an overvoltage is generated in this type of voltage converter, it is assumed that the cause thereof is based on an internal factor of the voltage converter or an external factor. For example, when a temporary overvoltage occurs due to an external change (external factor) that tends to occur in a vehicle environment, it is desirable to restore the operation of the voltage conversion device when the external change is resolved and the voltage returns to a normal state. Can be said. On the other hand, if an overvoltage is generated due to an internal failure (internal factor) of the voltage conversion device, the overvoltage may not be resolved even if it is left as it is, and further malfunction may occur. It may be desirable to prohibit operation of the device.
本発明は上述した事情に基づいてなされたものであり、過電圧発生時に電圧変換部の動作を強制的に停止させて保護を図ることができ、電圧変換部の内部異常時には、電圧変換部の動作を禁止して保護の度合いを高めることができる電圧変換装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made based on the above-described circumstances. It is possible to forcibly stop the operation of the voltage conversion unit when an overvoltage occurs to protect it, and to operate the voltage conversion unit when the internal abnormality of the voltage conversion unit occurs. It is an object of the present invention to provide a voltage conversion device capable of increasing the degree of protection by prohibiting the above.
本発明の電圧変換装置は、
第1導電路又は第2導電路と基準導電路との間に接続されたスイッチ素子のオンオフ動作により前記第1導電路及び前記第2導電路のいずれか一方から入力された電圧を昇圧又は降圧して他方に出力する電圧変換部と、
前記スイッチ素子をオンオフ動作させる制御信号を出力する駆動部と、
前記第1導電路又は前記第2導電路の電圧又は電流の異常を検出する異常検出部と、
前記電圧変換部に所定の過電圧状態が生じたときに前記電圧変換部の動作を強制的に停止させる保護部と、
前記保護部による前記電圧変換部の強制停止中に前記異常検出部によって異常が検出されない場合に強制停止を解除する解除部と、
前記保護部による前記電圧変換部の動作の停止が所定回数又は所定時間繰り返された場合に前記電圧変換部の動作を禁止する禁止部と、
を有する。
The voltage conversion device of the present invention is
The voltage input from either the first conductive path or the second conductive path is stepped up or down by the on / off operation of the switch element connected between the first conductive path or the second conductive path and the reference conductive path. And a voltage converter that outputs to the other,
A drive unit that outputs a control signal for turning on and off the switch element;
An abnormality detection unit that detects an abnormality in the voltage or current of the first conductive path or the second conductive path;
A protection unit for forcibly stopping the operation of the voltage conversion unit when a predetermined overvoltage state occurs in the voltage conversion unit;
A canceling unit that cancels the forced stop when no abnormality is detected by the abnormality detecting unit during the forced stop of the voltage conversion unit by the protection unit,
A prohibition unit that prohibits the operation of the voltage conversion unit when the operation of the voltage conversion unit by the protection unit is repeated a predetermined number of times or a predetermined time,
Have.
本発明は、電圧変換部が所定の過電圧状態であるときに、保護部によって電圧変換部の動作を強制的に停止させ、迅速に保護を図ることができる。
このような過電圧が電圧変換部の内部要因(内部故障等)によって発生する場合、電圧変換部の強制停止中に異常検出部によって異常が検出されずに電圧変換部の強制停止が解除され、解除後の電圧変換部の動作中に再び過電圧が検出されることになる。つまり、電圧変換部の内部要因によって過電圧が発生する場合、電圧変換部の動作停止と解除が繰り返され、電圧変換部の動作停止が所定回数又は所定時間に達したときに禁止部によって電圧変換部の動作が禁止される。よって、電圧変換部の内部異常時には、電圧変換部の動作を禁止して保護の度合いを高めることができる。
一方、電圧変換部の外部要因によって過電圧が発生する場合でも、保護部は、電圧変換部の動作を強制的に停止させる。但し、この場合、電圧変換部の強制停止中に異常検出部によって異常が検出され続ける可能性が高いため、電圧変換部において動作停止と解除が繰り返されにくく、電圧変換部の動作は禁止されにくくなる。
According to the present invention, when the voltage conversion unit is in a predetermined overvoltage state, the protection unit can forcibly stop the operation of the voltage conversion unit, and the protection can be quickly achieved.
When such an overvoltage occurs due to an internal factor (internal failure, etc.) of the voltage conversion unit, the abnormality detection unit does not detect any abnormality during the forced stop of the voltage conversion unit, and the forced stop of the voltage conversion unit is released. The overvoltage will be detected again during the later operation of the voltage conversion unit. That is, when an overvoltage occurs due to an internal factor of the voltage conversion unit, the operation of the voltage conversion unit is stopped and released repeatedly, and when the operation of the voltage conversion unit reaches a predetermined number of times or a predetermined time, the prohibition unit causes the voltage conversion unit to stop. Is prohibited. Therefore, when the internal voltage of the voltage conversion unit is abnormal, the operation of the voltage conversion unit can be prohibited to enhance the degree of protection.
On the other hand, even when an overvoltage occurs due to an external factor of the voltage conversion unit, the protection unit forcibly stops the operation of the voltage conversion unit. However, in this case, since there is a high possibility that the abnormality is continuously detected by the abnormality detection unit during the forced stop of the voltage conversion unit, it is difficult for the voltage conversion unit to repeatedly stop and cancel the operation, and it is difficult to prohibit the operation of the voltage conversion unit. Become.
発明の望ましい形態を以下に示す。
本発明において、電圧変換部は、第1導電路に印加された電圧を昇圧又は降圧して第2導電路に出力する構成をなしていてもよい。保護部は、第2導電路の出力電圧が所定の過電圧状態であるときに駆動部から発せられる制御信号を無効化させる無効化回路を含んでいてもよい。
Preferred forms of the invention are shown below.
In the present invention, the voltage conversion unit may be configured to step up or step down the voltage applied to the first conductive path and output it to the second conductive path. The protection unit may include a nullification circuit that nullifies a control signal issued from the drive unit when the output voltage of the second conductive path is in a predetermined overvoltage state.
この構成によれば、第2導電路に印加される出力電圧が過電圧状態であるときに無効化回路によって制御信号を無効化させ、電圧変換部の動作を迅速に停止させることができる。 According to this configuration, when the output voltage applied to the second conductive path is in the overvoltage state, the invalidation circuit can invalidate the control signal, and the operation of the voltage conversion unit can be quickly stopped.
本発明において、異常検出部は、第2導電路の電圧の異常を検出する構成であってもよい。解除部は、保護部による電圧変換部の強制停止中に異常検出部によって第2導電路の電圧異常が検出されない場合に強制停止を解除する構成であってもよい。 In the present invention, the abnormality detection unit may be configured to detect an abnormality in the voltage of the second conductive path. The canceling unit may be configured to cancel the forced stop when the abnormality detecting unit does not detect the voltage abnormality of the second conductive path during the forced stop of the voltage converting unit by the protecting unit.
この構成では、保護部による電圧変換部の強制停止中に異常検出部によって出力側の第2導電路の電圧異常が検出された場合、電圧変換部の動作に関係なく過電圧が生じたと考えられ、その原因は電圧変換部の内部要因によるものではなく、外部要因によるものである可能性が極めて高くなる。逆に、保護部による電圧変換部の強制停止中に異常検出部によって出力側の第2導電路の電圧異常が検出されない場合、電圧変換部の動作中にのみ過電圧が生じたと考えられ、電圧変換部の内部異常が生じている可能性が極めて高くなる。つまり、強制停止中に出力側の第2導電路の電圧状態に基づいて異常判断を行えば、外部要因に基づく過電圧と内部要因に基づく過電圧をより正確に区別しやすくなる。 In this configuration, when the abnormality detection unit detects the voltage abnormality of the output-side second conductive path during the forced stop of the voltage conversion unit by the protection unit, it is considered that an overvoltage has occurred regardless of the operation of the voltage conversion unit, It is highly possible that the cause is not an internal factor of the voltage conversion unit but an external factor. On the contrary, if the abnormality detection unit does not detect the voltage abnormality of the second conductive path on the output side during the forced stop of the voltage conversion unit by the protection unit, it is considered that the overvoltage has occurred only during the operation of the voltage conversion unit, and the voltage conversion is performed. The possibility that an internal abnormality of the part has occurred becomes extremely high. That is, if the abnormality determination is performed based on the voltage state of the second conductive path on the output side during the forced stop, it becomes easier to more accurately distinguish the overvoltage based on the external factor from the overvoltage based on the internal factor.
<実施例1>
以下、本発明を具体化した実施例1について説明する。
図1で示す電圧変換装置1は、例えば、車載用の昇降圧型DCDCコンバータとして構成されており、第1導電路91又は第2導電路92の一方の導電路に印加された直流電圧を昇圧又は降圧して他方の導電路に出力する構成をなすものである。
<Example 1>
Hereinafter, Example 1 embodying the present invention will be described.
The
電圧変換装置1は、第1導電路91と第2導電路92とを備える。第1導電路91は、例えば図示しない第1電源部の高電位側の端子に導通するとともに、第1電源部から所定の直流電圧が印加される構成をなす。第2導電路92は、第2電源部102の高電位側の端子に導通するとともに、第2電源部102から所定の直流電圧が印加される構成をなす。
The
第1電源部(図示略)、第2電源部102は、例えば、リチウムイオン電池、電気二重層キャパシタ、鉛蓄電池、その他の蓄電素子など、公知の蓄電手段によって構成されている。第1電源部及び第2電源部102の低電位側の端子はグラウンド電位(0V)に保たれている。
The first power supply unit (not shown) and the second
第1導電路91と第2導電路92の間には、第1導電路91に印加された入力電圧を昇圧又は降圧して第2導電路92に印加する出力電圧を生成する電圧変換部6が設けられている。電圧変換部6は、第1導電路91と第2導電路92との間に設けられ、Hブリッジ構造で配置されたスイッチ素子T1,T2,T3,T4と、コイル12とを備える。スイッチ素子T1,T2,T3,T4は、いずれもMOSFETとして構成されている。なお、第1導電路91には、図示しない入力側コンデンサが設けられ、第2導電路92には、図示しない出力側コンデンサが設けられている。
Between the first
電圧変換部6において、スイッチ素子T1のドレインには、第1導電路91が接続され、スイッチ素子T1のソースには、スイッチ素子T2のドレイン及びコイル12の一端が接続されている。スイッチ素子T3のドレインには、第2導電路92が接続され、スイッチ素子T3のソースには、スイッチ素子T4のドレイン及びコイル12の他端が接続されている。スイッチ素子T2,T4のそれぞれのソースと基準導電路99(グランド)の間には、第3導電路93が接続されている。スイッチ素子T1,T2,T3,T4のそれぞれのゲートには、後述するAND回路71,72,73,74からの各信号がそれぞれ入力される。
In the
電圧検出回路8は、第2導電路92の電圧を検出する公知の電圧検出回路として構成され、第2導電路92の電圧値を反映した値を検出値として制御部2に入力する。図1の例では、電圧検出回路8は、抵抗R1,R2によって第2導電路92の電圧値を分圧する分圧器として構成され、第2導電路92の電圧値に比例した値を制御部2への入力値として生成する。
The voltage detection circuit 8 is configured as a known voltage detection circuit that detects the voltage of the second
電流検出回路10は、第2導電路92を流れる電流を検出する公知の電流検出回路として構成されている。電流検出回路10は、例えば第2導電路92に設けられたシャント抵抗と、シャント抵抗の両端電圧を増幅して出力する差動増幅器とによって構成されており、制御部2は、電流検出回路10からの入力値に基づいて第2導電路92を流れる電流値を把握する。
The
制御部2は、例えばMCU(Micro Controller Unit)として構成され、電圧検出回路8及び電流検出回路10から入力される電圧値及び電流値と目標電圧値及び目標電流値に基づいて公知の方法でフィードバック制御を行い、PWM信号のデューティ比を設定する。そして、設定されたデューティ比のPWM信号を駆動部4に出力する。
The
駆動部4は、スイッチ素子T1,T2,T3,T4をオンオフさせる制御信号を出力する回路である。この駆動部4は、制御部2で生成されたPWM信号を分配して出力する機能を有する。駆動部4は、第1の信号S1と第2の信号S2を出力する構成をなす。駆動部4から出力される第1の信号S1は、AND回路71の第1入力端子にそのまま入力され、AND回路72の第1入力端子には第1の信号S1を反転した信号が入力される。駆動部4から出力される第2の信号S2は、AND回路73の第1入力端子に反転して入力され、AND回路74の第1入力端子には第2の信号S2がそのまま入力される。
The
AND回路71,72,73,74の各第2入力端子には、信号線76の印加電圧が入力される。具体的には、後述するスイッチTr1がオフ状態のときにAND回路71,72,73,74の各第2入力端子にHレベル信号が入力され、この場合、AND回路71,72,73,74の各出力は、AND回路71,72,73,74の各第1入力端子の信号がそのまま出力される。そして、このようにAND回路71,72,73,74の各第2入力端子にHレベル信号が入力されているときに電圧変換部6が動作可能となり、このときに駆動部4によって降圧モード又は昇圧モードで駆動される。
The applied voltage of the
降圧モードでは、第1の信号S1としてPWM信号が出力され、第2の信号S2としてLレベル信号が出力される。この場合、スイッチ素子T1,T2の各ゲートに対してデッドタイムを設定した形でPWM信号が相補的に出力され、スイッチ素子T1へのオン信号の出力中は、スイッチ素子T2へオフ信号が出力され、スイッチ素子T1へのオフ信号の出力中は、スイッチ素子T2へオン信号が出力される。スイッチ素子T1をオン状態とし、スイッチ素子T2をオフ状態とした第1状態と、スイッチ素子T1をオフ状態とし、スイッチ素子T2をオン状態とした第2状態とが交互に切り替えられると、第1導電路91に印加された直流電圧が降圧され、第2導電路92に出力される。第2導電路92の出力電圧は、スイッチ素子T1,T2のゲートに与えるPWM信号のデューティ比に応じて定まる。また、降圧モードでは、スイッチ素子T3のゲートにはオン信号が継続的に入力され、スイッチ素子T3はオン状態で維持される。また、スイッチ素子T4のゲートにはオフ信号が継続的に入力され、スイッチ素子T4はオフ状態で維持される。
In the step-down mode, the PWM signal is output as the first signal S1 and the L level signal is output as the second signal S2. In this case, the PWM signal is complementarily output to the gates of the switch elements T1 and T2 in the form of setting the dead time, and the OFF signal is output to the switch element T2 while the ON signal is being output to the switch element T1. The ON signal is output to the switch element T2 while the OFF signal is being output to the switch element T1. When the first state in which the switch element T1 is turned on and the switch element T2 is turned off and the second state in which the switch element T1 is turned off and the switch element T2 is turned on are switched alternately, the first state The DC voltage applied to the
昇圧モードでは、第1の信号S1としてHレベル信号が出力され、第2の信号S2としてPWM信号が出力される。この場合、スイッチ素子T3,T4の各ゲートに対してデッドタイムを設定した形でPWM信号が相補的に出力され、スイッチ素子T3へのオン信号の出力中は、スイッチ素子T4へオフ信号が出力され、スイッチ素子T3へのオフ信号の出力中は、スイッチ素子T4へオン信号が出力される。スイッチ素子T3をオン状態とし、スイッチ素子T4をオフ状態とした第1状態と、スイッチ素子T3をオフ状態とし、スイッチ素子T4をオン状態とした第2状態とが交互に切り替えられると、第1導電路91に印加された直流電圧が昇圧され、第2導電路92に出力される。第2導電路92の出力電圧は、スイッチ素子T3,T4のゲートに与えるPWM信号のデューティ比に応じて定まる。なお、昇圧モードでは、スイッチ素子T1のゲートにはオン信号が継続的に入力され、スイッチ素子T1はオン状態で維持される。また、スイッチ素子T2のゲートにはオフ信号が入力され、スイッチ素子T2はオフ状態で維持される。
In the boost mode, the H level signal is output as the first signal S1 and the PWM signal is output as the second signal S2. In this case, the PWM signals are complementarily output to the gates of the switch elements T3 and T4 with dead times set, and the OFF signal is output to the switch element T4 while the ON signal is being output to the switch element T3. The ON signal is output to the switch element T4 while the OFF signal is being output to the switch element T3. When the first state in which the switch element T3 is turned on and the switch element T4 is turned off and the second state in which the switch element T3 is turned off and the switch element T4 is turned on are switched alternately, the first state The DC voltage applied to the
次に、保護部20の動作について説明する。保護部20は、電圧変換部6が所定の過電圧状態であるときに電圧変換部6の動作を強制的に停止させるように機能する回路であり、具体的には、第2導電路92の出力電圧が所定の過電圧状態であるときに駆動部4から発せられる制御信号を無効化させる無効化回路として機能する。
Next, the operation of the
保護部20は、第2導電路92に一端が接続された抵抗R3を備え、抵抗R3の他端はコンデンサ62の一方の電極及びオペアンプ60の正側の入力端子に接続されている。コンデンサ62の他方の電極は接地されている。オペアンプ60の負側の入力端子には、分圧抵抗R4,R5によって定められた基準電圧が入力されている。オペアンプ60の出力端子と正側の入力端子の間には帰還抵抗R6が接続されている。コンデンサ62の一方の電極は、スイッチTr2(NPNトランジスタ)のコレクタに接続され、スイッチTr2のエミッタは接地されている。オペアンプ60の出力端子には、ダイオードD1のカソードが接続され、ダイオードD1のアノードは、信号線50に接続されている。抵抗R7の一端は電源ラインVccに接続され、他端は信号線50を介してダイオードD1,D2の各アノードに接続されている。ダイオードD2のカソードは、抵抗R8,R9の一端に接続され、抵抗R8の他端は接地されている。抵抗R9の他端はスイッチTr1(NPNトランジスタ)のベースに接続されている。抵抗R10は、スイッチTr1のベースとエミッタの間に接続され、スイッチTr1のエミッタは接地されている。
The
図1で示す電圧変換装置1では、第2導電路92の印加電圧(出力電圧)が所定閾値よりも小さい場合、オペアンプ60からの出力はLレベルとなる。この場合、信号線50を介して制御部2に入力される信号はLレベルの信号となる。この場合、スイッチTr1はオフ状態で維持されるため、AND回路71,72,73,74の各第2入力端子には信号線76によってHレベルの信号が入力される。この場合、AND回路71,72,73,74の各第1入力端子に入力される信号がAND回路71,72,73,74からそのまま出力される。
In the
しかし、第2導電路92の印加電圧(出力電圧)が所定閾値以上になると、オペアンプ60からの出力はHレベルとなる。この場合、信号線50を介して制御部2に入力される信号はHレベルの信号(過電圧信号)となる。信号線50がHレベルであるときには、スイッチTr1がオン動作するため、AND回路71,72,73,74の各第2入力端子に接続された信号線76の電位はLレベルとなる。つまり、この場合、AND回路71,72,73,74からの出力信号は全てLレベルとなり、駆動部4からの信号が無効化される。このように、駆動部4からの信号が無効化された状態では、スイッチ素子T1,T2,T3,T4は常にオフ状態で維持され、電圧変換部6は停止し続ける。
However, when the applied voltage (output voltage) of the second
制御部2は、このような「保護部20によって無効化された状態」のときに無効化を解除しうる構成となっている。制御部2は、信号線52をLレベル状態で維持しており、「保護部20によって無効化された状態」のときに、信号線52に対してHレベル信号(解除信号)を出力することで、無効化状態を解除する。「保護部20によって無効化された状態」のときに、信号線52にHレベル信号が出力されると、スイッチTr2がオン動作し、コンデンサ62の電荷が放電されてオペアンプ60からの出力がLレベルに切り替えられる。そして、信号線50はLレベルに切り替わり、スイッチTr1はオフ状態に切り替わるため、AND回路71,72,73,74の各第2入力端子には信号線76によってHレベルの信号が入力される。このようにして無効化状態が解除される。
The
次に、制御部2で実行される周期処理について説明する。
電圧変換装置1では、所定の短時間毎に制御部2によって図2で示す周期処理が実行される。制御部2は、図2の周期処理を開始した後、まず信号線50に過電圧信号が発生しているか否かを判断する(S1)。信号線50に過電圧信号が発生していない場合、S1にてNoに進み、充放電動作が実行中であるか否かを判断する(S8)。駆動部4の駆動制御によって電圧変換部6で充放電動作が実行されている場合には、S8にてNoに進み、リトライ回数カウントをクリアする(S9)。このように、電圧変換装置1では、第2導電路92に過電圧状態が発生せずに充放電動作が行われる場合、リトライ回数が0にクリアされることになる。なお、S8で充放電動作が実行されていないと判断される場合には、S8にてYesに進み、周期処理を終了する。
Next, the periodic process executed by the
In the
S1の判断処理において、信号線50に過電圧信号が発生したと判断される場合には、S1にてYesに進み、電圧状態が回復したか否かを判断する(S2)。S1で過電圧信号が発生したと判断された場合、上述した保護部20の動作によってスイッチTr1がオン動作し、AND回路71,72,73,74からの出力信号は全てLレベルとなるように切り替えられる。S2では、このように制御信号が無効化されてスイッチ素子T1,T2,T3,T4の動作が停止している最中に、電圧検出回路8の検出電圧が正常電圧範囲に収まっているか否かを判断する。S2において、電圧検出回路8の検出電圧が正常電圧範囲に収まっていると判断される場合には、Yesに進み、そうでない場合にはNoに進む。S2にてNoに進む場合には、周期処理を終了する。
In the determination process of S1, if it is determined that the overvoltage signal is generated on the
本構成では、S2の判断処理を行う制御部2が異常検出部の一例に相当し、第2導電路92の電圧の異常を検出するように機能する。
In this configuration, the
S2にてYesに進む場合、リトライ回数が上限値(例えば5回)を超えたか否かを判断する。リトライ回数が上限値を超えていない場合にはS3にてNoに進み、リトライ回数をカウントアップする(S6)。そして、信号線52にHレベル信号(ラッチ解除信号)を出力することでスイッチTr1をオフ状態に切り替えて無効化状態を解除する。
When the process proceeds to Yes in S2, it is determined whether the number of retries exceeds the upper limit value (for example, 5 times). If the number of retries does not exceed the upper limit value, the process proceeds to No in S3 and the number of retries is counted up (S6). Then, by outputting the H level signal (latch release signal) to the
本構成では、S7の処理を行う制御部2が解除部の一例に相当し、保護部20による電圧変換部6の強制停止中に異常検出部によって異常が検出されない場合に強制停止を解除するように機能する。
In the present configuration, the
S3においてリトライ回数が上限値を超えていると判断される場合には、S3にてYesに進み、故障判定を行う(S4)。S4の処理では、例えば図示しない上位システム(上位ECU等)に対し、電圧変換装置1で内部故障が発生した旨の情報を送信する。S4の後には、電圧変換部6の動作を禁止する(S5)。S5の処理が実行された後には、電圧変換部6の動作が継続的に禁止されることになる。
When it is determined in S3 that the number of retries exceeds the upper limit value, the process proceeds to Yes in S3 and a failure determination is performed (S4). In the process of S4, information indicating that an internal failure has occurred in the
なお、S5の処理を実行する制御部2は、禁止部の一例に相当し、保護部20による電圧変換部6の動作の停止が所定回数繰り返された場合に電圧変換部6の動作を禁止するように機能する。
The
以上のように、本構成の電圧変換装置1は、電圧変換部6が所定の過電圧状態であるときに、保護部20によって電圧変換部6の動作を強制的に停止させ、迅速に保護を図ることができる。
このような過電圧が電圧変換部6の内部要因(内部故障等)によって発生する場合、電圧変換部6の強制停止中に異常検出部によって異常が検出されずに電圧変換部6の強制停止が解除され、解除後の電圧変換部6の動作中に再び過電圧が検出されることになる。つまり、電圧変換部6の内部要因によって過電圧が発生する場合、電圧変換部6の動作停止と解除が繰り返され、電圧変換部6の動作停止が所定回数に達したときに禁止部によって電圧変換部6の動作が禁止されることになる。よって、電圧変換部6の内部異常時には、電圧変換部6の動作を禁止して保護の度合いを高めることができる。
一方、電圧変換部6の外部要因によって過電圧が発生する場合でも、保護部20は、電圧変換部6の動作を強制的に停止させる。但し、この場合、電圧変換部6の強制停止中に異常検出部によって異常が検出され続ける可能性が高いため、電圧変換部6において動作停止と解除が繰り返されにくく、電圧変換部6の動作は禁止されにくくなる。
As described above, in the
When such an overvoltage occurs due to an internal factor (internal failure or the like) of the
On the other hand, even when an overvoltage occurs due to an external factor of the
また、電圧変換部6は、第1導電路91に印加された電圧を昇圧又は降圧して第2導電路92に出力する構成をなし、保護部20は、第2導電路92の出力電圧が所定の過電圧状態であるときに駆動部4から発せられる制御信号を無効化させる無効化回路を含んでいる。この構成によれば、第2導電路92に印加される出力電圧が過電圧状態であるときに無効化回路によって制御信号を無効化させ、電圧変換部6の動作を迅速に停止させることができる。
Further, the
また、異常検出部に相当する制御部2は、第2導電路92の電圧の異常を検出する構成であり、解除部に相当する制御部2は、保護部20による電圧変換部6の強制停止中に異常検出部によって第2導電路92の電圧異常が検出されない場合に強制停止を解除する構成となっている。この構成では、保護部20による電圧変換部6の強制停止中に異常検出部によって出力側の第2導電路92の電圧異常が検出された場合、電圧変換部6の動作に関係なく過電圧が生じたと考えられ、その原因は電圧変換部6の内部要因によるものではなく、外部要因によるものである可能性が極めて高くなる。逆に、保護部20による電圧変換部6の強制停止中に異常検出部によって出力側の第2導電路92の電圧異常が検出されない場合、電圧変換部6の動作中にのみ過電圧が生じたと考えられ、電圧変換部6の内部異常が生じている可能性が極めて高くなる。つまり、強制停止中に出力側の第2導電路92の電圧状態に基づいて異常判断を行えば、外部要因に基づく過電圧と内部要因に基づく過電圧をより正確に区別しやすくなる。
Further, the
<他の実施例>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)実施例1では、昇降圧型のDCDCコンバータとして構成される電圧変換装置を例示したが昇圧型のDCDCコンバータに適用してもよく、降圧型のDCDCコンバータに適用してもよい。また、一方側から入力された電圧を変換して他方側に出力する一方向型のDCDCコンバータに適用してもよく、双方向型のDCDCコンバータに適用してもよい。
(2)上述した実施例では、単相式のDCDCコンバータを例示したが、多相式のDCDCコンバータに適用してもよい。
(3)上述した実施例では、第1導電路91や第2導電路92に接続される発電機や負荷などは省略して示したが、様々な装置や電子部品を第1導電路91や第2導電路92に接続することができる。
(4)上述した実施例では、保護部20による電圧変換部6の動作の停止が所定回数に達した場合に電圧変換部6の動作を禁止する例を示したが、保護部20による電圧変換部6の動作停止時間(例えば、保護部20によって強制停止がなされたときの累積時間)が所定時間に達した場合に電圧変換部6の動作を禁止してもよい。
<Other Examples>
The present invention is not limited to the embodiments described by the above description and drawings, and the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
(1) In the first embodiment, the voltage converter configured as the step-up / down type DCDC converter is illustrated, but it may be applied to the step-up type DCDC converter or the step-down type DCDC converter. Further, it may be applied to a unidirectional DCDC converter that converts a voltage input from one side and outputs the voltage to the other side, or may be applied to a bidirectional DCDC converter.
(2) In the above-described embodiment, the single-phase DCDC converter is illustrated, but the present invention may be applied to a multiphase DCDC converter.
(3) Although the generator, the load, etc. connected to the first
(4) In the above-described embodiment, an example is shown in which the operation of the
1…電圧変換装置
2…制御回路(異常検出部、解除部、禁止部)
4…駆動部
6…電圧変換部
20…保護部
91…第1導電路
92…第2導電路
99…基準導電路
T1,T2,T3,T4…スイッチ素子
1 ...
4 ... Driving
Claims (3)
前記スイッチ素子をオンオフ動作させる制御信号を出力する駆動部と、
前記第1導電路又は前記第2導電路の電圧又は電流の異常を検出する異常検出部と、
前記電圧変換部に所定の過電圧状態が生じたときに前記電圧変換部の動作を強制的に停止させる保護部と、
前記保護部による前記電圧変換部の強制停止中に前記異常検出部によって異常が検出されない場合に強制停止を解除する解除部と、
前記保護部による前記電圧変換部の強制停止中に前記異常検出部によって異常が検出されずに前記解除部によって強制停止が解除され且つ解除後の前記電圧変換部の動作中に再び前記過電圧状態となることに基づく前記保護部による前記電圧変換部の動作の停止が所定回数又は所定時間繰り返された場合に前記電圧変換部の動作を禁止する禁止部と、
を有する電圧変換装置。 The voltage input from either the first conductive path or the second conductive path is stepped up or down by the on / off operation of the switch element connected between the first conductive path or the second conductive path and the reference conductive path. And a voltage converter that outputs to the other,
A drive unit that outputs a control signal for turning on and off the switch element;
An abnormality detection unit that detects an abnormality in the voltage or current of the first conductive path or the second conductive path;
A protection unit for forcibly stopping the operation of the voltage conversion unit when a predetermined overvoltage state occurs in the voltage conversion unit;
A canceling unit that cancels the forced stop when no abnormality is detected by the abnormality detecting unit during the forced stop of the voltage conversion unit by the protection unit,
During the forced stop of the voltage conversion unit by the protection unit, no abnormality is detected by the abnormality detection unit, the forced stop is released by the release unit, and the overvoltage state is again set during the operation of the voltage conversion unit after the release. a prohibition unit that stops the operation of the voltage converter by the protective portion based on be to prohibit the operation of the voltage converter when repeated a predetermined number of times or for a predetermined time,
Voltage converter having a.
前記保護部は、前記第2導電路の出力電圧が前記所定の過電圧状態であるときに前記駆動部から発せられる前記制御信号を無効化させる無効化回路を含む請求項1に記載の電圧変換装置。 The voltage conversion unit is configured to step up or step down the voltage applied to the first conductive path and output the voltage to the second conductive path.
The voltage conversion device according to claim 1, wherein the protection unit includes an invalidation circuit that invalidates the control signal issued from the drive unit when the output voltage of the second conductive path is in the predetermined overvoltage state. .
前記解除部は、前記保護部による前記電圧変換部の強制停止中に前記異常検出部によって前記第2導電路の電圧異常が検出されない場合に強制停止を解除する請求項2に記載の
電圧変換装置。 The abnormality detection unit is configured to detect an abnormality in the voltage of the second conductive path,
The voltage conversion device according to claim 2, wherein the canceling unit cancels the forced stop when the abnormality detecting unit detects no voltage abnormality of the second conductive path during the forced stop of the voltage converting unit by the protection unit. .
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