JP7225524B2 - electronic device - Google Patents
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Description
本開示は、充電装置の充電プラグを介して充電可能なバッテリを有した車両に搭載される電子装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present disclosure relates to an electronic device mounted on a vehicle having a battery that can be charged via a charging plug of a charging device.
従来、特許文献1に開示されているように、電流経路を遮断する方法として、リレーを用いて、経路を物理的に遮断する技術がある。
Conventionally, as a method for interrupting a current path, there is a technique of physically interrupting the path using a relay, as disclosed in
ところで、電子装置には、充電装置の充電プラグを介して充電可能なバッテリを有した車両に搭載されるものがある。この電子装置では、充電装置による3相交流電源から直流電源への変換、及び、充電装置の浮遊容量やハーネス抵抗に大電流が流れることにより充電時に充電ノイズが発生し、この充電ノイズが充電プラグを通して流入することが起こりうる。そこで、電子装置は、充電プラグが車両に取り付けられた際に、電子装置の内部と充電装置との間に形成される電流経路を、リレーを用いて遮断することが考えられる。しかしながら、電子装置は、リレーとリレー用のハーネスを設けることで体格が大型化し、重量が重くなるという問題がある。 By the way, some electronic devices are mounted on a vehicle having a battery that can be charged through a charging plug of a charging device. In this electronic device, charging noise is generated during charging due to conversion from a three-phase AC power supply to a DC power supply by the charging device and a large current flowing through the stray capacitance and harness resistance of the charging device. can flow through Therefore, it is conceivable that the electronic device uses a relay to cut off the current path formed between the inside of the electronic device and the charging device when the charging plug is attached to the vehicle. However, the electronic device has a problem that the provision of the relay and the harness for the relay increases the size and weight of the device.
また、電子装置は、充電ノイズが流入しても電流経路の遮断を行う回路が誤動作せず、実に電流を遮断するために、流入経路にチョークコイルなどのノイズフィルタ回路を配置するなど、充電ノイズの振幅や周波数に応じたノイズ対策回路が必要であった。さらには、充電ノイズは、充電装置などに影響されるため、ノイズレベルを規定することが困難であった。 In order to prevent the circuit that cuts off the current path from malfunctioning even if charging noise flows into the electronic device, and to actually cut off the current, a noise filter circuit such as a choke coil is placed in the inflow path. Therefore, a noise countermeasure circuit corresponding to the amplitude and frequency of the signal was required. Furthermore, since the charging noise is affected by the charging device and the like, it has been difficult to define the noise level.
本開示は、上記問題点に鑑みなされたものであり、軽量化しつつ、充電時におけるノイズの影響を抑制できる電子装置を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above problems, and an object of the present disclosure is to provide an electronic device that can suppress the influence of noise during charging while being lightweight.
上記目的を達成するために本開示は、
車両の外部に設けられた充電装置の充電プラグを介して充電可能なバッテリを有した車両に搭載される電子装置であって、
半導体スイッチ(50)と、
半導体スイッチにオン及びオフを指示する制御部(10、40)と、を備えており、
半導体スイッチは、充電プラグが車両に取り付けられた際に、電子装置の内部の電源(71)と充電装置との間に形成される電流経路上に設けられており、電子装置の内部における特定電圧を基準電圧としてオン及びオフすることで、電流経路を導通及び遮断するものであり、
半導体スイッチは、P型MOSFETであり、オフの指示がなされるゲート端子と、ゲート端子がオンとなる電位との間に抵抗が設けられて、ゲート端子の電位が固定されて常時オン状態とされ、制御部からのゲート端子へのオフの指示によってオフ状態とされることを特徴とする。
In order to achieve the above objectives, the present disclosure
An electronic device mounted on a vehicle having a battery that can be charged via a charging plug of a charging device provided outside the vehicle,
a semiconductor switch (50);
A control unit (10, 40) for instructing the semiconductor switch to turn on and off,
The semiconductor switch is provided on a current path formed between the power supply (71) inside the electronic device and the charging device when the charging plug is attached to the vehicle, and a specific voltage inside the electronic device. is used as a reference voltage to turn on and off the current path, and
The semiconductor switch is a P-type MOSFET, and a resistor is provided between a gate terminal to which an instruction to turn off is given and a potential at which the gate terminal is turned on. , is turned off by an off instruction from the control unit to the gate terminal .
本開示では、充電時に、充電装置から充電プラグを通って、電流経路に充電ノイズが流入することがある。しかしながら、本開示は、電流経路上に半導体スイッチを設けているため、制御部からの指示によって半導体スイッチで電流経路を遮断することで充電ノイズの進入を防止することができる。このため、本開示は、リレーを必要とせず小型することができる。また、本開示は、リレーを必要としないため、ハーネスも使用する必要がない。よって、本開示は、リレーとハーネスを有していない分、電子装置を軽量化することができる。 In the present disclosure, during charging, charging noise may flow into the current path from the charging device through the charging plug. However, according to the present disclosure, since the semiconductor switch is provided on the current path, it is possible to prevent charging noise from entering by blocking the current path with the semiconductor switch according to an instruction from the control unit. As such, the present disclosure does not require relays and can be compact. Also, since the present disclosure does not require relays, there is no need to use harnesses. Therefore, the present disclosure can reduce the weight of the electronic device by the amount that it does not have a relay and a harness.
さらに、本開示は、半導体スイッチをオン及びオフする基準電圧を、電子装置の内部における特定電圧としている。このため、本開示は、基準電圧を充電装置側とする場合に起こりうる充電ノイズによる半導体スイッチの誤オン及び誤オフを抑制できる。よって、本開示は、充電ノイズによって、半導体スイッチが短期間でオンとオフを繰り返すことで発熱などにより故障することを抑制できる。このように、本開示は、半導体スイッチをオン及びオフする基準電圧を、充電装置側の電圧よりも安定している電子装置の電源における特定電圧としているため、どのような振幅及び周波数のノイズが流入しても、充電時におけるノイズの影響を抑制できる。 Furthermore, the present disclosure makes the reference voltage for turning on and off the semiconductor switch a specific voltage inside the electronic device. Therefore, the present disclosure can suppress erroneous turn-on and erroneous turn-off of the semiconductor switch due to charging noise that can occur when the reference voltage is on the charging device side. Therefore, according to the present disclosure, it is possible to prevent the semiconductor switch from repeatedly turning on and off in a short period of time due to charging noise, thereby preventing the semiconductor switch from failing due to heat generation or the like. Thus, the present disclosure uses a specific voltage in the power supply of the electronic device that is more stable than the voltage on the charging device side as the reference voltage for turning on and off the semiconductor switch, so that any amplitude and frequency noise Even if it flows in, the influence of noise during charging can be suppressed.
なお、特許請求の範囲、及びこの項に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。 It should be noted that the symbols in parentheses described in the claims and this section indicate the corresponding relationship with the specific means described in the embodiment described later as one aspect, and are within the technical scope of the present disclosure. is not limited to
以下において、図面を参照しながら、本開示を実施するための形態を説明する。 Embodiments for implementing the present disclosure will be described below with reference to the drawings.
電子装置100は、車両に搭載可能に構成されている。車両は、車両の外部に設けられた充電装置から、充電ケーブルを介して充電可能なバッテリを備えている。よって、車両は、所謂プラグインハイブリッド方式のハイブリッド車や、内燃機関がそもそも無く駆動用モータのみで走行する電気自動車である。
なお、充電ケーブルの端部には、車両の充電口に取り付けられる充電プラグが設けられている。充電装置は、充電ケーブルにおける充電プラグが車両の充電口に取り付けられることで、電子装置100などの車両側の電子機器と電気的に接続される。また、充電プラグは、例えば充電口に嵌合した状態で取り付けられる。さらに、充電プラグは、車両の充電口に接続されるとも言える。
A charging plug attached to a charging port of the vehicle is provided at the end of the charging cable. The charging device is electrically connected to a vehicle-side electronic device such as
なお、図1では、充電装置の充電装置側抵抗200と、充電装置側グランド210のみを図示している。充電装置側抵抗200と充電装置側グランド210は、充電プラグが充電口に取り付けられると、コネクタ80を介して第3抵抗63などと電気的に接続される。そして、電子装置100と充電装置は、充電プラグが充電口に取り付けられると、電子装置100の内部の電源である車載電源71と充電装置との間に電流経路が形成される。詳述すると、電流経路は、コネクタ80と車載電源71との間に設けられており、第3抵抗63、半導体スイッチ50、発光ダイオード22を含んでいる。
Note that FIG. 1 shows only the charging
電子装置100は、充電装置によってバッテリを急速充電する際のインターフェース回路である。特に、電子装置100は、車両に充電プラグが嵌合されているか否かを判定する機能を有している。また、電子装置100は、車両に充電プラグが取り付けられているか否かを判定する装置とも言える。
The
なお、充電ケーブルには、充電用ライン、通信用ライン、コネクタ接続確認用ラインなどが含まれている。そして、充電ケーブルは、各ラインが充電プラグを介して、車両の電子機器と電気的に接続される。つまり、車両と充電装置とは、充電プラグが車両の充電口に取り付けられると、各ラインと車両の電子機器とが電気的に接続されるように構成されている。特に、電子装置100は、充電プラグが車両の充電口に取り付けられると、コネクタ接続確認用ラインと電気的に接続される。電子装置100は、充電口に充電プラグが取り付けられると、コネクタ80が充電装置側抵抗200を介して充電装置側グランド210に電気的に接続される。また、電子装置100(CPU10)は、充電装置から充電プラグを介して、充電装置の情報や、充電開始信号などを受信可能に構成されている。
The charging cable includes a charging line, a communication line, a connector connection confirmation line, and the like. Each line of the charging cable is electrically connected to an electronic device of the vehicle via a charging plug. That is, the vehicle and the charging device are configured such that each line and the electronic device of the vehicle are electrically connected when the charging plug is attached to the charging port of the vehicle. In particular,
充電装置は、充電方式として、急速充電方式を採用することができる。急速充電方式は、例えば、チャデモ(CHAdeMO)方式などの規格がある。CHAdeMOは登録商標である。本実施形態では、充電装置として急速充電装置を採用する。このため、充電装置は、急速充電装置とも言える。 The charging device can employ a rapid charging method as a charging method. The rapid charging method has standards such as the CHAdeMO method, for example. CHAdeMO is a registered trademark. In this embodiment, a quick charging device is adopted as the charging device. Therefore, the charging device can also be called a rapid charging device.
なお、急速充電装置は、例えば、三相のAC200Vの交流電源を整流、平滑することで50~500V、50kWのDC電源に昇圧して車両に搭載されたバッテリに大電流を流すことで、短時間で充電を可能とする。急速充電の規格では、急速充電時、急速充電装置の充電プラグが車両に正しく接続されているか、急速充電装置の漏電がないかを確認した後に、充電を開始するよう規定されていることもある。また、急速充電装置の漏電検出時は、車両から漏電検出精度に影響を及ぼさないことが求められている。 For example, the quick charging device rectifies and smoothes a three-phase AC 200V AC power supply to boost it to a DC power supply of 50 to 500V, 50kW, and supplies a large current to the battery mounted on the vehicle, Allows charging in time. Some quick charging standards stipulate that charging should be started after confirming that the charging plug of the quick charging device is correctly connected to the vehicle and that there is no leakage from the quick charging device. . In addition, it is required that the vehicle does not affect the accuracy of leakage detection when the rapid charging device detects leakage.
図1に示すように、電子装置100は、主に、CPU10、嵌合検出回路20、起動回路30、半導体スイッチ制御回路40、半導体スイッチ50、第1抵抗61~第8抵抗68、車載電源71、内部電源72、コネクタ80などを備えている。また、電子装置100は、CPU10、CPU10によって読み取り可能なプログラムやデータを記憶している記憶装置などを備えたマイクロコンピュータを含んでいるとも言える。記憶装置は、CPU10によって読み取り可能なプログラムやデータを非一時的に格納する非遷移的実体的記憶媒体である。この記憶媒体は、半導体メモリ又は磁気ディスクなどによって実現される。また、電子装置100は、データを一時的に格納する揮発性メモリを備えていてもよい。
As shown in FIG. 1, the
車載電源71は、バッテリと接続された、例えば12Vの電源である。よって、車載電源71は、バッテリに相当するとも言える。内部電源72は、車載電源71からCPU10の動作電圧に降圧された、例えば5Vの電源である。なお、本実施形態では、車載電源71として12Vを採用し、内部電源72として5Vを採用しているが、これに限定されない。
The in-
CPU10と半導体スイッチ制御回路40は、半導体スイッチ50にオン及びオフを指示する制御部に相当する。また、CPU10は、演算部に相当する。さらに、半導体スイッチ制御回路40は、CPU10によって制御可能なスイッチ制御回路に相当する。以下、半導体スイッチ制御回路40を簡略して、単に制御回路40と記載する。
The
CPU10は、内部電源72から電源供給されて動作し、制御回路40と電気的に接続されている。CPU10は、例えば、充電装置からの信号を受信して、その信号に基づいて所定の演算を行う。つまり、CPU10は、充電装置からの信号を受信するとともに、記憶装置に記憶されているプログラムを実行することで各種演算を行って、制御回路40の制御などを行う。例えば、CPU10は、制御回路40に半導体スイッチ50のオンを示す指示信号を出力することで電流経路の導通を指示する。また、CPU10は、制御回路40に半導体スイッチ50のオフを示す指示信号を出力することで電流経路の遮断を指示する。なお、図1においては、図面を簡略化するために、CPU10を複数個所に図示している。よって、図1における複数のCPU10は、同一のものを示している。
The
制御回路40は、CPU10によって制御可能に構成されている。制御回路40は、車載電源71と電気的に接続されており、車載電源71から例えば12Vが印加される。制御回路40は、第2抵抗62を介して半導体スイッチ50のゲート端子と電気的に接続されている。制御回路40は、CPU10からの指示、すなわち指示信号に応じて、半導体スイッチ50のオンオフを制御する。つまり、制御回路40は、CPU10からのオフを示す指示信号に応じて、半導体スイッチ50のゲート端子に電圧を印加して電流経路を遮断する。一方、制御回路40は、CPU10からのオンを示す指示信号に応じて、半導体スイッチ50のゲート端子への電圧の印加を停止して電流経路を導通させる。
The
充電装置は、充電を開示する前に漏電検出を実施することがある。これに対して、電子装置100は、充電装置による漏電検出が行われる間、CPU10が電流経路の遮断を制御回路40に指示する。そして、制御回路40は、CPU10からの指示に応じてゲート端子に電圧を印加して電流経路を遮断する。このように、電子装置100は、充電装置による漏電検出時に電流経路を遮断することで漏電検出への影響を抑制できる。
The charging device may perform ground fault detection before initiating charging. On the other hand, in the
なお、後程説明するが、本実施形態では、半導体スイッチ50としてP型のMOSFETを採用している。P型のMOSFETは、バイポーラトランジスタよりもオフ時の漏れ電流が小さく、漏電検出精度を高めることができる。
In this embodiment, a P-type MOSFET is used as the
半導体スイッチ50は、P型のMOSFET(P-chMOSFET)である。よって、以下においては、半導体スイッチ50をPMOS50と簡略化して記載する。PMOS50は、ゲート端子が第2抵抗62の一方の端子に電気的に接続されており、第2抵抗62を介して制御回路40に接続されている。PMOS50は、ソース端子が発光ダイオード22のカソードに接続されており、発光ダイオード22を介して車載電源71に接続されている。PMOS50は、ドレイン端子が第3抵抗63の一方の端子に接続されており、第3抵抗63を介してコネクタ80に接続されている。さらに、第2抵抗62と制御回路40との間の電気配線は、第1抵抗61を介してグランドに電気的に接続されている。
The
よって、PMOS50は、充電プラグが車両に取り付けられた際に、車載電源71と充電装置との間に形成される電流経路上に設けられることになる。そして、PMOS50は、車載電源71とグランドを基準としてオンオフすることで、電流経路を導通及び遮断する。つまり、PMOS50は、図3に示すように、車載電源71側(例えばソース端子=12V)を基準とし、ゲートーソース間の電位差が、素子によって規定される電圧以上となるとオフ、以下となるとオンする。
Therefore, the
なお、車載電源71とグランドとの電圧は、電子装置100の内部における特定電圧に相当する。つまり、特定電圧は、バッテリから供給される車載電源71と、電子装置100内のグランドとの間の電圧と言える。このように、電子装置100は、バッテリから供給される電源電圧を使用することで、特定電圧を生成するための電源回路や電源を生成するために常時電流を供給する必要が無い。
Note that the voltage between the vehicle-mounted
このように、PMOS50は、漏電検出時などの電流経路の遮断を指示する際、すなわち、ゲートーソース間の電位差なしを指示する際、ゲート端子に12Vを印加する必要がある。しかしながら、PMOS50は、バイポーラトランジスタと比べ漏れ電流が微少であり、漏電検出精度への影響が少ない。このため、本開示では、半導体スイッチ50としてP型のMOSFETを採用している。
In this way, the
また、電流経路は、上記のように、PMOS50のドレイン端子とコネクタ80との間に、電流制限抵抗として第3抵抗63が設けられている。この第3抵抗63は、車両に充電プラグが取り付けられた場合に、車載電源71から充電装置への電流を制限するための抵抗である。電子装置100は、ドレイン端子とコネクタ80との間に第3抵抗63を配置しているため、充電プラグから電子装置100に流入する充電ノイズを低減できる。このため、電子装置100は、充電ノイズによってPMOS50が誤動作することを低減できる。さらに、電子装置100は、PMOS50の誤動作を低減することで、PMOS50が故障することを抑制できる。また、電子装置100は、第3抵抗63を配置することで、電子装置100と充電装置間が天絡や地絡した際の過電流発生によって電子装置100の破損することを防止できる。電子装置100は、充電ノイズの振幅や周波数に合致したノイズ対策回路を設ける必要がない。
As for the current path, the
電子装置100は、起動していない状態でも、車両に充電プラグが接続されると電流経路を確保する必要がある。このため、電子装置100は、PMOS50を常時オンにしておく必要がある。また、電子装置100は、半導体スイッチとしてバイポーラトランジスタを採用した場合、オンするために電流供給が必要なため、常時暗電流が流れることになる。
The
そこで、PMOS50は、ゲート端子と、ゲート端子がオンとなる電位との間に第1抵抗61が設けられて、ゲート端子の電位が固定されている。つまり、PMOS50のゲート端子は、位相固定用抵抗としての第1抵抗61によりグランドに位相固定されている。これにより、PMOS50は、ゲートーソース間に電位差が生まれ、常時オン状態とされる。よって、PMOS50は、オン状態とするためにPMOS50に電流を供給する必要が無く、消費電流を抑えることができる。つまり、PMOS50は、オフ状態にするときのみ、制御回路40からPMOS50のゲート端子に12Vを供給する。
Therefore, in the
したがって、電子装置100は、充電装置よりも電圧が安定している車載電源71のみを基準電圧として使用することで、どのような周波数の充電ノイズが流入しても誤動作なく、充電装置への電流経路を遮断することができる。また、電子装置100は、電流の供給なしで、PMOS50をオンすることができるため暗電流を抑制できる。
Therefore, the
嵌合検出回路20は、CPU10、フォトカプラ21、発光ダイオード22、フォトトランジスタ23、トランジスタ24、第4抵抗64、第5抵抗65、第6抵抗66を含んでいる。
The
フォトカプラ21は、一次側の発光部として発光ダイオード22と、二次側の受光部としてフォトトランジスタ23を含んでいる。発光ダイオード22は、電流経路に設けられている。つまり、発光ダイオード22は、カソードが半導体スイッチ50のソース端子に接続されており、アノードが車載電源71に接続されている。
The
フォトトランジスタ23は、起動回路30に接続されている。詳述すると、フォトトランジスタ23は、コレクタ端子が第4抵抗64、第7抵抗67、トランジスタ24などを介して車載電源71に接続されている。トランジスタ24は、ベース端子が第4抵抗64を介してフォトトランジスタ23のコレクタ端子と接続されており、エミッタ端子が車載電源71に接続されており、コレクタ端子が第5抵抗65を介してCPU10に接続されている。そして、起動回路30は、トランジスタ24のコレクタ端子と第5抵抗65との間の電気配線に接続されている。なお、起動回路30に関しては、後程説明する。
The
第5抵抗65は、トランジスタ24のコレクタ端子が接続された方とは反対側の端子がCPU10に接続されている。そして、第5抵抗65とCPU10との間の電気配線は、第6抵抗66を介してグランドに接続されている。
The terminal of the
嵌合検出回路20は、充電プラグが車両に嵌合することで発光ダイオード22に電流が流れて発光し、フォトトランジスタ23が発光ダイオード22からの光を受光する。そして、CPU10は、フォトトランジスタ23が発光ダイオード22からの光を受光することで生じる電圧変化を検出して、充電プラグが車両に嵌合したことを検出する。つまり、嵌合検出回路20は、充電プラグが車両に接続されるとフォトカプラ21がオンするように構成されており、フォトカプラ21がオンすると、充電プラグが車両の充電口に嵌合したと判定する。よって、電子装置100は、充電プラグが車両に嵌合するだけでフォトトランジスタ23がオンし、これによって生じる電圧変化で充電プラグが車両に嵌合されているか否かを検出できる。
When the charging plug is fitted into the vehicle, the
起動回路30は、電源IC31、第8抵抗68を含んでいる。電源IC31は、内部電源72と接続されており、内部電源72から電源供給される。また、電源IC31は、第8抵抗68の一方の端子に接続されており、第8抵抗68を介してトランジスタ24のコレクタ端子と第5抵抗65との間の電気配線に接続されている。このように、起動回路30は、フォトカプラ21の二次側のフォトトランジスタ23と電気的に接続されている。
The
起動回路30は、充電プラグが車両に嵌合することで、発光ダイオード22に電流が流れて発光し、フォトトランジスタ23が発光ダイオード22からの光を受光することで生じる電圧変化を検出して電子装置100を起動する。よって、電子装置100は、起動する際にマイコンなどを用いる必要がない。
When the charging plug is fitted into the vehicle, the
ここで、図2のタイムチャートを用いて電子装置100の動作を説明する。図2では、タイミングt1で車両に充電プラグが接続された例を示している。
Here, the operation of the
電子装置100は、タイミングt1で車両に充電プラグが接続されても、タイミングt2までPMOS50がオンしているため電流経路が形成されている。そして、充電装置は、タイミングt2~タイミングt3の間に漏電検出を行う。このため、電子装置100は、タイミングt2でCPU10が制御回路40を介してPMOS50をオフして電流経路を遮断する。つまり、電子装置100は、電流カットする。なお、CPU10は、電流経路を遮断したことを充電装置に通知してもよい。
In the
充電装置は、タイミングt2~タイミングt3で漏電検出を行い、漏電していないことが確認できたら、タイミングt3~タイミングt4で急速充電を行い、タイミングt4で急速充電を停止する。なお、充電装置は、急速充電の開始と停止をCPU10に通知してもよい。
The charging device detects electric leakage from timing t2 to timing t3, and when it is confirmed that there is no electric leakage, performs rapid charging from timing t3 to timing t4, and stops rapid charging at timing t4. Note that the charging device may notify the
電子装置100は、漏電検出が行われている間に加えて、タイミングt3~タイミングt4に示すように、急速充電が行われている間、PMOS50をオフして電流経路を遮断する。そして、電子装置100は、タイミングt4で急速充電が停止されると、CPU10が制御回路40を介してPMOS50をオンして電流経路を導通させる。よって、電子装置100は、タイミングt4~タイミングt5の間、電流経路が形成される。その後、タイミングt5で、車両から充電プラグが取り外される。
The
電子装置100は、充電時に、充電装置から充電プラグを通って、電流経路に充電ノイズが流入することがある。しかしながら、電子装置100は、電流経路上にPMOS50を設けているため、CPU10からの指示によって制御回路40を介してPMOS50で電流経路を遮断することで充電ノイズの進入を防止することができる。このため、電子装置100は、リレーを必要とせず小型化することができる。また、電子装置100は、リレーを必要としないため、ハーネスも使用する必要がない。よって、電子装置100は、リレーとハーネスを有していない分、電子装置100を軽量化することができる。これに伴って、電子装置100は、車両重量が重たくなることも抑制できる。
When the
さらに、電子装置100は、PMOS50をオン及びオフする基準電圧を、電子装置100の内部における特定電圧としている。このため、電子装置100は、基準電圧を充電装置側とする場合に起こりうる充電ノイズによるPMOS50の誤オン及び誤オフを抑制できる。よって、電子装置100は、充電ノイズによって、PMOS50が短期間でオンとオフを繰り返すことで発熱などにより故障することを抑制できる。このように、電子装置100は、PMOS50をオン及びオフする基準電圧を、充電装置側よりも安定している電子装置100の電源における特定電圧としているため、どのような振幅及び周波数のノイズが流入しても、充電時におけるノイズの影響を抑制できる。よって、電子装置100は、充電ノイズの振幅や周波数に合致したノイズ対策回路を設ける必要がない。
Further, the
なお、電子装置100の重量を軽量化するためには、半導体スイッチ50としてN型のMOSFET(以下、NMOS)を採用することも考えられる。NMOSは、充電プラグ側(ソース=グランド)を基準とし、ゲートーソース間の電位差が、素子によって規定される電圧以上となるとオン、以下となるとオフなる。そして、NMOSは、漏電検出時などの電流経路の遮断を指示する際、すなわち、ゲートーソース間の電位差なしを指示する際、充電ノイズによりグランドレベルが負電位となると、相対的にゲートとソースに電位差が発生する。このため、NMOSは、誤オンする可能性が高くなる。よって、半導体スイッチ50としては、本開示で採用したPMOS50の方が好ましい。
In order to reduce the weight of the
また、電子装置100の重量を軽量化するためには、半導体スイッチ50としてPNP型のバイポーラトランジスタ(以下、PNPトランジスタ)を採用することも考えられる。PNPトランジスタは、車載電源71側(エミッタ=12V)を基準とし、ベース電流のありかなしかによりオンとオフを制御する。PNPトランジスタは、漏電検出時などの電流経路の遮断を指示する際、すなわち、ベース電流なしを指示する際、ベース電流が発生しないようするためには常時ベースに12Vを印加する必要がある。このとき、PNPトランジスタでは、ベースからコレクタの漏れ電流が充電プラグに流れてしまい、漏電検出精度に影響が出る可能性がある。よって、半導体スイッチ50としては、本開示で採用したPMOS50の方が好ましい。
Further, in order to reduce the weight of the
なお、電子装置100が提供する手段及び/又は機能は、実体的な記憶装置に記録されたソフトウェア及びそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組み合わせによって提供することができる。例えば、電子装置100がハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路によって提供することができる。
The means and/or functions provided by the
以上、本開示の好ましい実施形態について説明した。しかしながら、本開示は、上記実施形態に何ら制限されることはなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。 The preferred embodiments of the present disclosure have been described above. However, the present disclosure is by no means limited to the above embodiments, and various modifications are possible without departing from the scope of the present disclosure.
10…CPU、20…嵌合検出回路、21…フォトカプラ、22…発光ダイオード、23…フォトトランジスタ、24…トランジスタ、30…起動回路、31…電源IC、40…半導体スイッチ制御回路、50…半導体スイッチ、61~68…第1抵抗~第8抵抗、71…車載電源、72…内部電源、80…コネクタ、100…電子装置、200…充電装置側抵抗、210…充電装置側グランド
DESCRIPTION OF
Claims (7)
半導体スイッチ(50)と、
前記半導体スイッチにオン及びオフを指示する制御部(10、40)と、を備えており、
前記半導体スイッチは、前記充電プラグが前記車両に取り付けられた際に、前記電子装置の内部の電源(71)と前記充電装置との間に形成される電流経路上に設けられており、前記電子装置の内部における特定電圧を基準電圧としてオン及びオフすることで、前記電流経路を導通及び遮断するものであり、
前記半導体スイッチは、P型MOSFETであり、前記オフの指示がなされるゲート端子と、前記ゲート端子がオンとなる電位との間に抵抗が設けられて、前記ゲート端子の前記電位が固定されて常時オン状態とされ、前記制御部からの前記ゲート端子へのオフの指示によってオフ状態とされる電子装置。 An electronic device mounted on the vehicle having a battery that can be charged via a charging plug of a charging device provided outside the vehicle,
a semiconductor switch (50);
A control unit (10, 40) for instructing the semiconductor switch to turn on and off,
The semiconductor switch is provided on a current path formed between a power source (71) inside the electronic device and the charging device when the charging plug is attached to the vehicle, and By turning on and off a specific voltage inside the device as a reference voltage, the current path is turned on and off,
The semiconductor switch is a P-type MOSFET, and a resistor is provided between a gate terminal to which the off instruction is given and a potential at which the gate terminal is turned on, and the potential of the gate terminal is fixed. An electronic device that is always on and is turned off by an off instruction from the control unit to the gate terminal.
前記フォトカプラは、一次側の発光部(22)が前記電流経路に設けられており、二次側の受光部(23)に前記起動回路が電気的に接続されており、
前記起動回路は、前記充電プラグが前記車両に嵌合することで前記発光部に電流が流れて発光し、前記受光部が前記発光部からの光を受光することで生じる電圧変化を検出して、前記電子装置を起動する請求項1に記載の電子装置。 Furthermore, it comprises a photocoupler (21) and a startup circuit (30) of the electronic device,
The photocoupler has a primary-side light-emitting portion (22) provided in the current path, and a secondary-side light-receiving portion (23) electrically connected to the activation circuit,
When the charging plug is fitted into the vehicle, the starting circuit causes a current to flow through the light-emitting portion to emit light, and the light-receiving portion detects a voltage change caused by receiving the light from the light-emitting portion. , activating the electronic device.
半導体スイッチ(50)と、
前記半導体スイッチにオン及びオフを指示する制御部(10、40)と、を備えており、
前記半導体スイッチは、前記充電プラグが前記車両に取り付けられた際に、前記電子装置の内部の電源(71)と前記充電装置との間に形成される電流経路上に設けられており、前記電子装置の内部における特定電圧を基準電圧としてオン及びオフすることで、前記電流経路を導通及び遮断するものであり、
前記半導体スイッチは、P型MOSFETであり、前記オフの指示がなされるゲート端子と、前記ゲート端子がオンとなる電位との間に抵抗が設けられて、前記ゲート端子の前記電位が固定されて常時オン状態とされ、前記制御部からの前記ゲート端子へのオフの指示によってオフ状態とされ、
さらに、フォトカプラ(21)と、電子装置の起動回路(30)と、を備えており、
前記フォトカプラは、一次側の発光部(22)が前記電流経路に設けられており、二次側の受光部(23)に前記起動回路が電気的に接続されており、
前記起動回路は、前記充電プラグが前記車両に嵌合することで前記発光部に電流が流れて発光し、前記受光部が前記発光部からの光を受光することで生じる電圧変化を検出して、前記電子装置を起動し、
前記P型MOSFETは、ソース端子が前記発光部のカソードに接続されており、前記充電プラグが嵌合することでドレイン端子が前記充電装置の充電装置側グランド(210)と電気的に接続される電子装置。 An electronic device mounted on the vehicle having a battery that can be charged via a charging plug of a charging device provided outside the vehicle,
a semiconductor switch (50);
A control unit (10, 40) for instructing the semiconductor switch to turn on and off,
The semiconductor switch is provided on a current path formed between a power source (71) inside the electronic device and the charging device when the charging plug is attached to the vehicle, and By turning on and off a specific voltage inside the device as a reference voltage, the current path is turned on and off,
The semiconductor switch is a P-type MOSFET, and a resistor is provided between a gate terminal to which the off instruction is given and a potential at which the gate terminal is turned on, and the potential of the gate terminal is fixed. is always on, and is turned off by an off instruction from the control unit to the gate terminal ,
Furthermore, it comprises a photocoupler (21) and a startup circuit (30) of the electronic device,
The photocoupler has a primary-side light-emitting portion (22) provided in the current path, and a secondary-side light-receiving portion (23) electrically connected to the activation circuit,
When the charging plug is fitted into the vehicle, the starting circuit causes a current to flow through the light-emitting portion to emit light, and the light-receiving portion detects a voltage change caused by receiving the light from the light-emitting portion. , activating the electronic device;
The P-type MOSFET has a source terminal connected to the cathode of the light-emitting part, and a drain terminal electrically connected to the charging device side ground (210) of the charging device by fitting the charging plug. electronic device.
前記演算部は、前記充電装置による漏電検出が行われる間、前記電流経路の遮断を前記スイッチ制御回路に指示し、
前記スイッチ制御回路は、前記演算部から前記電流経路の遮断を指示されると前記ゲート端子に電圧を印加して前記電流経路を遮断する請求項1乃至4のいずれか一項に記載の電子装置。 The control unit includes an arithmetic unit (10) and a switch control circuit (40) controllable by the arithmetic unit,
The computing unit instructs the switch control circuit to cut off the current path while the electric leakage detection is performed by the charging device,
The electronic device according to any one of claims 1 to 4, wherein the switch control circuit applies a voltage to the gate terminal to cut off the current path when instructed to cut off the current path from the calculation unit. .
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