JP6848659B2 - 昇降圧コンバータおよび電源システム - Google Patents
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Description
図1は、電源システムの全体構成を示す図である。図1を参照して、電源システム1は、鉛バッテリ2と、モーター3と、発電機4と、一般負荷5と、定電圧負荷6と、リチウムイオンバッテリ7と、マイコン8と、DC/DCコンバータ10とを含む。鉛バッテリ2は、発電機4に接続される。
図2は、図1のDC/DCコンバータ10の構成を示す回路図である。図2を参照して、DC/DCコンバータ10は、電源ノードPN1と接地ノードGNDとの間に接続されたキャパシタC1と、電源ノードPN2と接地ノードGNDとの間に接続されたキャパシタC2と、昇降圧コンバータ11と、昇降圧コンバータ11を制御する制御回路20とを含む。電源ノードPN1は、鉛バッテリ2の電圧を受ける。電源ノードPN2は、リチウムイオンバッテリ7の電圧を受ける。
実施の形態1では、スイッチング素子Q1がショート故障した場合に電圧変換動作を変更する例を示した。実施の形態2では、制御回路20は、スイッチング素子Q1ではなくスイッチング素子Q3がショートした場合は、リチウムイオンバッテリの電圧が鉛バッテリの電圧以下となるように昇降圧コンバータ11を動作させる。
実施の形態3では、制御回路20は、実施の形態1と実施の形態2とを組み合わせた制御を実行する。
実施の形態4では、実施の形態1〜3で説明した双方向昇降圧コンバータを2つ以上並列接続したマルチフェーズコンバータ構成にする場合を説明する。マルチフェーズコンバータの場合、並列接続されているため、一つのフェーズのショート故障が他のフェーズにも影響する。そこで、実施の形態4では、あるフェーズのハイサイドスイッチング素子がショートしたら、他のフェーズのハイサイドスイッチング素子もショートしたフェーズと同じ電力変換動作をさせる。
Claims (5)
- 第1電池と第2電池の間に接続される昇降圧コンバータであって、
前記第1電池の電圧を受ける第1電源ノードと第1中間ノードとの間に接続された第1スイッチング素子と、
前記第1中間ノードと接地ノードとの間に接続された第2スイッチング素子と、
前記第2電池の電圧を受ける第2電源ノードと第2中間ノードとの間に接続された第3スイッチング素子と、
前記第2中間ノードと前記接地ノードとの間に接続された第4スイッチング素子と、
前記第1中間ノードと前記第2中間ノードとの間に接続された第1インダクタと、
前記第1〜第4スイッチング素子のスイッチングを制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、前記第1スイッチング素子に導通故障が発生した場合に、前記第2スイッチング素子をオフ状態とし、前記第2電源ノードの電圧が前記第1電源ノードの電圧以上となるように、前記第3、第4スイッチング素子のスイッチング制御を行なう、昇降圧コンバータ。 - 前記制御回路は、第3スイッチング素子に導通故障が発生した場合に、前記第4スイッチング素子をオフ状態とし、前記第2電源ノードの電圧が前記第1電源ノードの電圧以下となるように、前記第1、第2スイッチング素子のスイッチング制御を行なう、請求項1に記載の昇降圧コンバータ。
- 前記制御回路は、前記第1スイッチング素子または前記第3スイッチング素子が導通故障した場合に、前記第1電源ノードと前記第2電源ノードとの電圧差の大きさが判定値よりも小さい場合には、前記第1スイッチング素子および前記第3スイッチング素子の導通故障していない方のスイッチング素子を導通させる、請求項1または2に記載の昇降圧コンバータ。
- 第1電池と第2電池との間に接続される第1の昇降圧コンバータと、
前記第1の昇降圧コンバータと並列に、前記第1電池と前記第2電池との間に接続される第2の昇降圧コンバータとを備え、
前記第1の昇降圧コンバータは、
前記第1電池の電圧を受ける第1電源ノードと第1中間ノードとの間に接続された第1スイッチング素子と、
前記第1中間ノードと接地ノードとの間に接続された第2スイッチング素子と、
前記第2電池の電圧を受ける第2電源ノードと第2中間ノードとの間に接続された第3スイッチング素子と、
前記第2中間ノードと前記接地ノードとの間に接続された第4スイッチング素子と、
前記第1中間ノードと前記第2中間ノードとの間に接続された第1インダクタとを含み、
前記第2の昇降圧コンバータは、
前記第1電源ノードと第3中間ノードとの間に接続された第5スイッチング素子と、
前記第3中間ノードと前記接地ノードとの間に接続された第6スイッチング素子と、
前記第2電源ノードと第4中間ノードとの間に接続された第7スイッチング素子と、
前記第4中間ノードと前記接地ノードとの間に接続された第8スイッチング素子と、
前記第3中間ノードと前記第4中間ノードとの間に接続された第2インダクタと、
前記第1〜第8スイッチング素子のスイッチングを制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、前記第1スイッチング素子に導通故障が発生した場合に、前記第2、第6スイッチング素子をオフ状態とし、前記第5スイッチング素子をオン状態とし、前記第2電源ノードの電圧が前記第1電源ノードの電圧以上となるように、前記第3、第4、第7、第8スイッチング素子のスイッチング制御を行なう、電源システム。 - 前記制御回路は、前記第1スイッチング素子に導通故障が発生した場合に、故障が発生したことを報知する、請求項4に記載の電源システム。
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