JP7349371B2 - discharge control circuit - Google Patents
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Description
本発明は、放電制御回路に関する。 The present invention relates to a discharge control circuit.
故障発生時に確実に放電を停止する直流電源平滑用コンデンサの放電回路が知られている(例えば、特許文献1参照)。 A discharge circuit for a DC power supply smoothing capacitor that reliably stops discharging when a failure occurs is known (for example, see Patent Document 1).
特許文献1では、電圧平滑用キャパシタに蓄積する電圧から電源をとる、放電制御用専用のコントローラを別途用意してキャパシタを放電する手段を提案している。
特許文献1の方法では、VBやモータコントローラの放電制御が失陥した場合に、放電専用コントローラが放電を担当する。放電コントローラは電圧平滑用キャパシタの電圧値をモニタし、バッテリーと電圧平滑用キャパシタがコンタクタにより接続され、放電スイッチ素子をオンしても電圧が低下しないような状態では、放電抵抗を保護するために放電スイッチ素子とオフとして途中で放電を停止する。
In the method of
また、その後コンタクタがオフされる場合のために、一定間隔で前記放電処理を試す機能を有している。 Furthermore, in case the contactor is turned off after that, it has a function of testing the discharge process at regular intervals.
しかし、この一定間隔で放電処理に入る機能があるために、例えば、イグニッションIGNがオフされてモータコントローラが起動していない状態でバッテリーを充電する場合、バッテリーと電圧平滑用キャパシタがコンタクタにより接続された状態で、一定間隔で前記放電処理が繰り返されることになる。一定間隔で放電処理が実施されると、放電抵抗には所定期間電圧が印加されるために、V^2/R 分の損失が発生して、抵抗の温度が上昇する。エネルギー的にも損失であるに加え、放電抵抗を劣化させることにもつながる。 However, because of this function that enters the discharging process at regular intervals, for example, when charging the battery with the ignition IGN turned off and the motor controller not started, the battery and voltage smoothing capacitor are connected by a contactor. In this state, the discharge treatment is repeated at regular intervals. When the discharge process is performed at regular intervals, a voltage is applied to the discharge resistor for a predetermined period of time, causing a loss of V^2/R and increasing the temperature of the resistor. In addition to being a loss in terms of energy, this also leads to deterioration of the discharge resistance.
本発明の目的は上記課題を解決し、充電時に不要なエネルギー損失をなくし、放電抵抗の劣化を防止する放電制御回路を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a discharge control circuit that solves the above problems, eliminates unnecessary energy loss during charging, and prevents deterioration of discharge resistance.
上記目的を達成するために、本発明は、放電抵抗に直列接続されるスイッチ素子と、前記スイッチ素子を制御するマイコンと、を備える放電制御回路であって、前記放電抵抗は、前記スイッチ素子を介してキャパシタに並列接続され、前記キャパシタは、コンタクタを介してバッテリーに並列接続され、前記マイコンは、放電の開始又は停止を示す放電指令が外部コントローラから入力される場合、前記放電指令に応じて前記スイッチ素子をオン/オフする第1制御信号を出力し、前記放電指令が前記外部コントローラから入力されず、かつ前記バッテリーが充電状態である場合、前記スイッチ素子をオフする前記第2制御信号を出力する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a discharge control circuit comprising a switch element connected in series to a discharge resistor, and a microcomputer that controls the switch element, wherein the discharge resistor controls the switch element. The microcomputer is connected in parallel to a capacitor via a contactor, and the capacitor is connected in parallel to a battery via a contactor, and when a discharge command indicating start or stop of discharge is input from an external controller, the microcomputer is configured to perform a discharge command according to the discharge command. outputting a first control signal that turns on/off the switch element; and outputting a second control signal that turns off the switch element when the discharge command is not input from the external controller and the battery is in a charging state; Output.
本発明によれば、充電時に不要なエネルギー損失をなくし、放電抵抗の劣化を防止することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 According to the present invention, unnecessary energy loss during charging can be eliminated and deterioration of the discharge resistance can be prevented. Problems, configurations, and effects other than those described above will be made clear by the following description of the embodiments.
次に本発明の実施例に係る放電制御回路について、図面を参照しながら以下詳細に説明する。なお、本発明の実施例は電力変換装置(インバータ装置)に係り、特に車両用電力変換装置の内部電荷放電制御に関する。 Next, a discharge control circuit according to an embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. Note that embodiments of the present invention relate to a power conversion device (inverter device), and particularly to internal charge discharge control of a power conversion device for a vehicle.
(モータ駆動用システムの構成)
図1に電力変換装置の一例(比較例)であるモータ駆動インバータ装置を含むモータ駆動用システムの構成を示す。900はモータ、200はインバータ装置(モータ駆動用インバータ装置)、901はバッテリー(高圧バッテリー)、902はインバータ装置とバッテリー901の接続をコントロールするコンタクタである。
(Configuration of motor drive system)
FIG. 1 shows the configuration of a motor drive system including a motor drive inverter device, which is an example (comparative example) of a power conversion device. 900 is a motor, 200 is an inverter device (inverter device for driving a motor), 901 is a battery (high voltage battery), and 902 is a contactor that controls the connection between the inverter device and the
インバータ装置200は、主たる部品として、インバータに入力される直流電圧を平滑するキャパシタ500(電圧平滑用キャパシタ)、パワー半導体素子をモジュール化したパワー半導体モジュール250、ドライバ回路102(ゲートドライバ回路)、モータコントローラ101(モータ制御用コントローラ)とから構成される。図示しない上位コントローラがトルクや回転指令などのモータを駆動するための指令をモータコントローラ101に与え、モータコントローラ101は指令に応じたPWM信号をドライバ回路102に送信する。ドライバ回路102はPWM信号に応じて、パワー半導体モジュール250(電力用半導体)をスイッチング制御して、バッテリー901からのDC電圧を、モータ900を駆動するためのAC電圧に変換する。
The
その他、安全対策用の部品として、電圧センサ60、放電抵抗70、放電スイッチ71(放電用スイッチ)がある。モータ駆動後、インバータ装置200は、上位コントローラの指令によりコンタクタ902がオフされ、バッテリー901と電気的に切り離される。しかし、インバータ装置200内のキャパシタ500には、バッテリー901に接続されていた際の電圧が残存している。
Other safety components include a
インバータ装置はモータ停止後、メンテナンスのため作業者がインバータ装置内に触れる可能性があるため、通常、モータ駆動停止後、このキャパシタに残存する電荷を急速放電するための手段が用意されている。例えば、この手段は、モータ停止後、放電スイッチ71をオンさせて、放電抵抗70により、キャパシタ500の電圧を低下させる。
Since there is a possibility that a worker may touch the inside of the inverter device for maintenance after the motor has stopped, a means is usually provided to rapidly discharge the charge remaining in the capacitor after the motor has stopped driving. For example, this means turns on the
しかし、なんらかの原因により、モータコントローラ101に電圧を供給する低圧系のバッテリー電圧VBが喪失した場合や、モータコントローラ101が故障した場合、放電制御を行うことができなくなりインバータ装置内に電荷が残存することになる。
However, if the low-voltage battery voltage VB that supplies voltage to the
(実施例1)
図2に本発明の実施例1に係る回路ブロック図を示す。図2において、105は車両コントローラで、モータコントローラ101にトルクと回転指令を送り車両の状態をコントロールする。
(Example 1)
FIG. 2 shows a circuit block diagram according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 2, a
106はバッテリーコントローラで、バッテリー901の充電量等の状態を監視するとともに、充電コネクタ905に充電用コネクタが接続された場合には、それを検知して図示しない外部充電装置と通信を行い、コンタクタ902をオンして、充電装置とバッテリー901を接続する。また、充電状態であることを検知判断して充電状態であることを外部のコントローラ(マイコン310)に送信する機能を有する(充電モード検知信号335)。
A
101はモータコントローラであり、前述したように、車両コントローラ105からの回転とトルク指示に従い、モータ900をコントロールするとともに、車両停止時や異常時には、キャパシタ500の残存電荷を放電する指令を送信する。
The
300は放電制御回路で、マイコン310、マイコン電源311、電源312等から構成される。
300 is a discharge control circuit, which is composed of a
312は電源で高電圧入力からマイコン電源へ7Vを出力する。 312 is a power supply that outputs 7V from the high voltage input to the microcomputer power supply.
311はマイコン電源で7V入力からマイコン310へ供給する5Vを出力しつつ、マイコン310の監視機能も有する。
311 is a microcomputer power supply that outputs 5V from a 7V input to be supplied to the
310はマイコン(放電用マイコン)で、モータコントローラ101からの放電指令330に従い、第1制御信号をバッファ315を介して放電スイッチ71に入力して放電スイッチ71をオンさせることで、放電抵抗70により、キャパシタ500の残存電荷の放電処理を行う。
310 is a microcomputer (discharge microcomputer), which inputs a first control signal to the
換言すれば、放電制御回路300は、放電抵抗70に直列接続される放電スイッチ71(スイッチ素子)と、放電スイッチ71を制御するマイコン310と、を少なくとも備える。放電抵抗70は、放電スイッチ71を介してキャパシタ500に並列接続され、キャパシタ500は、コンタクタ902を介してバッテリー901に並列接続される。マイコン310は、放電の開始又は停止を示す放電指令330がモータコントローラ101(外部コントローラ)から入力される場合、放電指令330に応じて放電スイッチ71をオン/オフする制御信号332(第1制御信号)を出力する。これにより、モータコントローラ101(外部コントローラ)からの放電指令330に応じてキャパシタ500の電荷が放電される。
In other words, the
放電指令330は、通常放電時はモータコントローラ101からのデューティー指令で行われ、75%duty時は放電、25%duty時は放電停止指示となっている。マイコン310(放電マイコン)はモータコントローラ101からの指示通りに放電処理を行う。
The
換言すれば、放電指令330は、デューティー比を示す信号から構成される。デューティー比が75%(第1設定値)の場合、放電指令330は放電の開始(実行)を示し、デューティー比が25%(第2設定値)の場合、放電指令330は放電の停止を示す。なお、マイコン310は、信号が固着している場合、放電指令330がモータコントローラ101(外部コントローラ)から入力されていないと判定する。これにより、放電指令の入力の有無を容易に判定することができる。
In other words, the
次に、図3を用いて、通常放電処理における異常状態での放電処理について説明する。通常放電処理はモータコントローラ101からの放電duty指令によって、マイコン310が放電スイッチ71に対して第1制御指令を入力することにより行われる。しかし、放電指令330がHもしくはL固着時は、モータコントローラ101、もしくは放電指令330の信号ラインに異常があると判断し、放電処理はマイコン310が管理することになる。マイコン310が放電を管理している状態で、マイコン310から放電スイッチ71に送られる駆動信号を第2制御信号と呼ぶ。
Next, a discharge process in an abnormal state in a normal discharge process will be described using FIG. 3. Normal discharge processing is performed by the
この際、コンタクタ902がオフされ、キャパシタ500とバッテリー901が切り離された状態であれば、キャパシタ500の電圧は低下して問題なく放電処理が行われるが、なんらかの異常により、コンタクタ902がオンされた状態のままとなるケースが存在する。
At this time, if the
この場合、放電スイッチ71がオンされたままだと、V^2/R の損失により放電抵抗70の温度が上昇して、過温度で放電抵抗70が焼損する。そのため、マイコン310はキャパシタ500の電圧低下を監視して、電圧低下が一定値以下であれば、放電処理を停止する。そして、所定時間Tintv後に再度、放電処理を実施することを繰り返す。その後、コンタクタ902がオフされた場合は、キャパシタ500の電圧が問題なく低下するため、放電処理を継続して一定電圧以下となったところで放電スイッチ71をオフとする処理を行う。
In this case, if the
次に、図4を用いて、バッテリー901を充電する際の動作について説明する。
Next, the operation when charging the
バッテリー901充電時は、充電コネクタ905に図示しない充電装置がケーブルを介して接続され、バッテリーコントローラ106と通信しながら充電制御が行われる。充電コネクタ接続時は、外部充電装置とバッテリー901を接続するため、コンタクタ902がオンされる。
When charging the
また、充電中は、モータコントローラ101はVIGN信号が入力されず停止状態であるため、放電処理はマイコン310が管理する。ここで、マイコン310は先に述べたように、キャパシタ500の電圧が一定レベルを超えると電源312が動作してマイコン310も起動する。
Furthermore, during charging, the
その後、バッテリーコントローラ106から充電モード検知信号335が送信され、マイコン310が受信することで、マイコン310は充電モード状態であることを認識し、放電処理を停止する。
Thereafter, a charging
換言すれば、マイコン310は、放電指令がモータコントローラ101(外部コントローラ)から入力されず、かつバッテリー901が充電状態である場合、放電スイッチ71(スイッチ素子)をオフする制御信号332(第2制御信号)を出力する。これにより、放電指令330が入力されず、かつバッテリー901が充電状態である場合に放電が停止される。その結果、充電時に不要なエネルギー損失をなくし、放電抵抗70の劣化を防止することができる。
In other words, if a discharge command is not input from the motor controller 101 (external controller) and the
本実施例では、マイコン310は、バッテリー901が充電状態であることを検知するバッテリーコントローラ106からバッテリー901が充電状態であることを示す充電モード検知信号335(検知信号)を受信した場合、バッテリー901が充電状態であると判定する。これにより、バッテリーコントローラ106からの充電モード検知信号335により充電状態を判定することができる。
In this embodiment, when the
特許文献1で開示されるような技術では、放電指令330(入力信号)がL固定の場合は、マイコン310は放電処理を開始する。充電中はバッテリー901とキャパシタ500はコンタクタ902で接続されているので、先に説明したコンタクタ異常時と同様に、放電抵抗70を保護するために、キャパシタ500の電圧を監視しながら放電処理+停止を充電中繰り返し、放電抵抗70で損失を発生させ、放電抵抗70の温度上昇で劣化を早めることにつながっていたが、本実施例ではそれを防止することが可能となっている。
In the technique disclosed in
以上説明したように、本実施例によれば、充電時に不要なエネルギー損失をなくし、放電抵抗の劣化を防止することができる。 As described above, according to this embodiment, unnecessary energy loss during charging can be eliminated and deterioration of the discharge resistance can be prevented.
(実施例2)
次に、図5を用いて、本発明の実施例2について説明する。
(Example 2)
Next, Example 2 of the present invention will be described using FIG. 5.
実施例2において、350は放電禁止モード検知部である。低圧バッテリー電圧VBとイグニッション信号VIGNを入力として、放電抵抗70によるキャパシタ500の電荷の放電を禁止するモードを判別してマイコン310をリセット信号337により停止させる。
In the second embodiment, 350 is a discharge prohibition mode detection section. Using the low voltage battery voltage VB and the ignition signal VIGN as input, it determines a mode in which discharging of the charge of the
具体的には図6に示す論理にて放電禁止モード検知部350は動作する。
Specifically, the discharge prohibition
条件1、2はVBがLレベルであり、車両がクラッシュしてVBが断線した場合を想定している、出力はHとなり、マイコン310は放電指令330の状態に応じて動作する。VBがないため、放電指令はLレベル固着となるため、マイコン310が放電管理状態となる。
条件3はVBがHレベル、VIGNがLレベルであり、VBが接続され、IGNがオフされている状態である。出力はLとなり、マイコン310はリセットされて、放電処理は停止する。充電コネクタ905に充電器が接続された状態を想定している。
換言すれば、放電禁止モード検知部350(放電禁止回路)は、VB(低圧バッテリーの電圧)がHレベルであり、かつVIGN(イグニッション信号)がLレベルの場合、放電スイッチ71(スイッチ素子)をオフする。これにより、例えば、充電コネクタ905に充電器が接続され、かつ車両のパワースイッチがオフの場合、放電が禁止(停止)される。
In other words, the discharge prohibition mode detection unit 350 (discharge prohibition circuit) activates the discharge switch 71 (switch element) when VB (low voltage battery voltage) is at H level and VIGN (ignition signal) is at L level. Turn off. Thereby, for example, when a charger is connected to charging
本実施例では、放電禁止モード検知部350(放電禁止回路)は、VB(低圧バッテリーの電圧)がHレベルであり、かつVIGN(イグニッション信号)がLレベルの場合、マイコン310をリセットする。マイコン310をリセットすることで放電が禁止(停止)される。
In this embodiment, the discharge prohibition mode detection unit 350 (discharge prohibition circuit) resets the
条件4はVBがHレベル、VIGNがHレベルであり、モータコントローラがオンされてモータ制御が行える状態である。出力はHであり、マイコン310は動作。モータコントローラ101からの放電停止指令に応じてマイコン310が放電スイッチ71をオンオフする。
(具体例A)
次に、図7を用いて、実施例2の具体例Aについて説明する。
(Specific example A)
Next, specific example A of the second embodiment will be described using FIG. 7.
図7において、D1、D2はダイオード。R11,R12、R21,R22は抵抗体。TR1、TR2はFET。355は絶縁素子であるフォトカプラである。 In FIG. 7, D1 and D2 are diodes. R11, R12, R21, and R22 are resistors. TR1 and TR2 are FETs. 355 is a photocoupler which is an insulating element.
TR1はVBの入力が所定レベル以上でオンして、フォトカプラ355をオンさせて出力をLにしてマイコン310のリセット信号をLにして、放電マイコンを停止させる。
TR1 is turned on when the VB input is at a predetermined level or higher, turns on the
ここで、VIGNが所定レベル以上となるとTR2がオンして、TR1のゲートをLレベルにすることでTR1がオフ、フォトカプラ355はオフして、出力信号はHとなり、マイコン310のリセット信号は解除され、マイコン310は通常動作となる。なお、本実施例ではフォトカプラを使用しているが、他の絶縁素子でも問題ない。
Here, when VIGN reaches a predetermined level or higher, TR2 is turned on, and by setting the gate of TR1 to L level, TR1 is turned off, the
換言すれば、放電禁止モード検知部350(放電禁止回路)は、VB(低圧バッテリーの電圧)がHレベルであり、かつVIGN(イグニッション信号)がLレベルの場合にオンするフォトカプラ355(絶縁素子)と、一端がフォトカプラ355のコレクタに接続され、かつ他端が電源312に接続される抵抗R3と、を含む。マイコン310のリセット端子は、フォトカプラ355のコレクタと抵抗R3との接続点に接続される。
In other words, the discharge prohibition mode detection unit 350 (discharge prohibition circuit) detects a photocoupler 355 (insulating element) that turns on when VB (low voltage battery voltage) is at H level and VIGN (ignition signal) is at L level. ), and a resistor R3 whose one end is connected to the collector of the
これにより、フォトカプラ355(絶縁素子)がオンした場合、リセット端子の電圧がHレベルからLレベルに切り替わる。また、マイコン310に一般的に設けられているリセット端子(ポート)を利用するため、製造コストを低減することができる。
As a result, when the photocoupler 355 (insulating element) is turned on, the voltage at the reset terminal is switched from the H level to the L level. Furthermore, since a reset terminal (port) generally provided in the
なお、放電制御回路300は、キャパシタ500から電力が供給される。これにより、コンタクタ902がオフの場合にも放電制御を行うことができる。
Note that the
(具体例B)
次に、図8を用いて、実施例2の具体例Bについて説明する。
(Specific example B)
Next, specific example B of the second embodiment will be described using FIG. 8.
図8ではフォトカプラ355の出力トランジスタのコレクタ端子を放電スイッチ71のゲート端子に接続している。VBがHレベル、VIGNがLレベルの場合に放電スイッチ71のゲート端子をLレベルとすることで、マイコン310のコントロールにかかわらず、放電を停止することができる。
In FIG. 8, the collector terminal of the output transistor of the
換言すれば、放電禁止モード検知部350(放電禁止回路)は、VB(低圧バッテリーの電圧)がHレベルであり、かつVIGN(イグニッション信号)がLレベルの場合、放電スイッチ71(スイッチ素子)をオフするように放電スイッチ71のゲート端子(制御端子)のレベルを変更する。これにより、例えば、充電コネクタ905に充電器が接続され、かつ車両のパワースイッチがオフの場合、マイコン310を介さずに放電スイッチ71を直接オフすることで放電が禁止(停止)される。なお、本実施例の放電スイッチ71は、一例としてNMOS(Negative-channel Metal Oxide Semiconductor)であるため、ゲート端子(制御端子)のレベルをHレベルからLレベルへ変更することで放電スイッチ71はオフする。
In other words, the discharge prohibition mode detection unit 350 (discharge prohibition circuit) activates the discharge switch 71 (switch element) when VB (low voltage battery voltage) is at H level and VIGN (ignition signal) is at L level. The level of the gate terminal (control terminal) of the
詳細には、放電禁止モード検知部350(放電禁止回路)は、VB(低圧バッテリーの電圧)がHレベルであり、かつVIGN(イグニッション信号)がLレベルの場合にオンするフォトカプラ355(絶縁素子)と、一端がフォトカプラ355のコレクタに接続され、かつ他端が放電スイッチ71(スイッチ素子)のゲート端子(制御端子)に接続される抵抗R3と、を含む。これにより、マイコンの状態(正常/異常)に関わらずスイッチ素子を確実にオフすることができる。
Specifically, the discharge prohibition mode detection unit 350 (discharge prohibition circuit) detects a photocoupler 355 (insulating element) that is turned on when VB (low voltage battery voltage) is at H level and VIGN (ignition signal) is at L level. ), and a resistor R3 whose one end is connected to the collector of the
以上の実施例2に係る放電制御回路によれば、充電中に放電を繰り返して放電抵抗で損失を発生させ、放電抵抗の温度上昇で劣化を早めることを防止することが可能となっている。 According to the discharge control circuit according to the second embodiment, it is possible to prevent the discharge resistor from repeatedly discharging during charging, causing loss in the discharge resistor, and accelerating deterioration due to temperature rise of the discharge resistor.
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications. For example, the embodiments described above are described in detail to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and the present invention is not necessarily limited to having all the configurations described. Furthermore, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add, delete, or replace a part of the configuration of each embodiment with other configurations.
また、上記の各構成、機能等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサ(マイコン)がそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記録装置、または、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。 Further, each of the configurations, functions, etc. described above may be partially or entirely realized by hardware, for example, by designing an integrated circuit. Furthermore, each of the above-mentioned configurations, functions, etc. may be realized by software by a processor (microcomputer) interpreting and executing a program for realizing each function. Information such as programs, tables, files, etc. that realize each function can be stored in a memory, a recording device such as a hard disk, an SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, an SD card, or a DVD.
なお、本発明の実施例は、以下の態様であってもよい。 In addition, the following aspects may be sufficient as the Example of this invention.
(1).放電抵抗に直列接続される半導体スイッチング素子のオンオフを制御することにより、コンデンサ素子に蓄積された電荷を放電する放電制御回路であって、外部コントローラ(MC)からの放電指示に基づいて前記半導体スイッチング素子を制御する第1制御信号を出力する放電制御ICと、コンタクタを介して前記コンデンサ素子と接続されている直流バッテリーが充電状態であることを検知または判断する充電モード検知部と、を備え、前記放電制御ICは、前記外部コントローラからの放電指示がない場合に、異常状態である判断して前記半導体スイッチング素子を制御する第2制御信号を出力する機能を有するとともに、前記充電モード検知部において前記直流バッテリーが充電状態であると検知または判断された場合には、前記放電制御ICは、前記第2制御信号の出力を禁止することを特徴とする放電制御回路。 (1). A discharge control circuit that discharges charges accumulated in a capacitor element by controlling on/off of a semiconductor switching element connected in series with a discharge resistor, the semiconductor switching element discharging the charge accumulated in a capacitor element based on a discharge instruction from an external controller (MC). A discharge control IC that outputs a first control signal that controls the element, and a charging mode detection unit that detects or determines that a DC battery connected to the capacitor element via a contactor is in a charging state, The discharge control IC has a function of determining an abnormal state and outputting a second control signal to control the semiconductor switching element when there is no discharge instruction from the external controller, and a function of outputting a second control signal for controlling the semiconductor switching element. A discharge control circuit, wherein the discharge control IC prohibits output of the second control signal when it is detected or determined that the DC battery is in a charging state.
これにより、充電時には放電を停止することで放電抵抗による不要なエネルギー損失をなくし、放電抵抗の劣化を防止する放電手段を提供することができる。 This makes it possible to provide a discharging means that stops discharging during charging, eliminates unnecessary energy loss due to the discharging resistance, and prevents deterioration of the discharging resistor.
(2).放電抵抗に直列接続される半導体スイッチング素子のオンオフを制御することにより、コンデンサ素子に蓄積された電荷を放電する放電制御回路であって、外部コントローラ(MC)からの放電指示に基づいて前記半導体スイッチング素子を制御する第1制御信号を出力する放電制御ICと、コントタクタと前記コンデンサ素子が接続されている可能性があることを検知または判断する放電禁止モード検知部と、を備え、前記放電制御ICは、前記外部コントローラからの放電指示がない場合に、異常状態である判断して前記半導体スイッチング素子を制御する第2制御信号を出力する機能を有するとともに、前記放電禁止モート検知部において、放電禁止モードであると検知または判断された場合には、前記放電制御ICは、前記第2制御信号の出力を禁止することを特徴とする放電制御回路。 (2). A discharge control circuit that discharges charges accumulated in a capacitor element by controlling on/off of a semiconductor switching element connected in series with a discharge resistor, the semiconductor switching element discharging the charge accumulated in a capacitor element based on a discharge instruction from an external controller (MC). The discharge control IC includes a discharge control IC that outputs a first control signal for controlling the element, and a discharge prohibition mode detection section that detects or determines that there is a possibility that the contactor and the capacitor element are connected. has a function of determining an abnormal state and outputting a second control signal to control the semiconductor switching element when there is no discharge instruction from the external controller; The discharge control circuit is characterized in that the discharge control IC prohibits output of the second control signal when it is detected or determined that the mode is set.
これにより、外部コントローラが起動していない状態、かつ充電状態時に、放電抵抗による不要なエネルギー損失をなくし、放電抵抗の劣化を防止する放電手段を提供することができる。 Thereby, it is possible to provide a discharging means that eliminates unnecessary energy loss due to the discharging resistor and prevents deterioration of the discharging resistor when the external controller is not activated and is in the charging state.
(3).(2)に記載の、放電禁止モード検知部は低圧系バッテリー電圧とイグニッション信号を入力信号とし、前記コンデンサ素子に蓄積された電圧を入力とする絶縁電源の出力を電源とし、信号絶縁素子を介して、前記放電制御ICに出力信号を送信するともに、前記低圧系バッテリー電圧のみが所定電圧を超え、前記イグニッション信号が所定電圧以下である場合のみ、コントタクタと前記コンデンサ素子が接続されている可能性があると検知または判断して、前記放電制御ICに出力(放電)を禁止する信号を送ることを特徴とする。 (3). The discharging prohibition mode detection unit described in (2) uses the low-voltage battery voltage and the ignition signal as input signals, uses the output of the isolated power supply that receives the voltage accumulated in the capacitor element as the input signal, and uses the output of the isolated power supply as the input signal, and the signal is transmitted through the signal isolation element. and sends an output signal to the discharge control IC, and only when the low voltage system battery voltage exceeds a predetermined voltage and the ignition signal is below a predetermined voltage, there is a possibility that the contactor and the capacitor element are connected. The present invention is characterized in that it detects or judges that there is a discharge control IC, and sends a signal to the discharge control IC to inhibit output (discharge).
外部コントローラが起動していない状態、かつ充電時に放電抵抗による不要なエネルギー損失をなくし、放電抵抗の劣化を防止する放電手段を提供することができる。また、外部コントローラ起動検知部の信号出力を高圧側にある放電制御ICに伝える際のエネルギーをコンデンサ素子に蓄積された電圧を入力とする絶縁電源の出力から受け取るため、低圧バッテリーからの消費電流を抑えることができる。 It is possible to provide a discharging means that eliminates unnecessary energy loss due to the discharging resistor when the external controller is not activated and during charging, and prevents deterioration of the discharging resistor. In addition, since the energy for transmitting the signal output of the external controller activation detection section to the discharge control IC on the high voltage side is received from the output of the isolated power supply whose input is the voltage accumulated in the capacitor element, the current consumption from the low voltage battery is reduced. It can be suppressed.
50 電流センサ
70 放電抵抗
71 放電スイッチ
101 モータコントローラ
102 ドライバ回路
200 インバータ装置
250 パワー半導体モジュール
500 キャパシタ
900 モータ
901 バッテリー
902 コンタクタ
VB 低圧系バッテリー電圧
VIGN イグニッション信号
105 車両コントローラ
106 バッテリーコントローラ
300 放電制御回路
310 マイコン
311 マイコン電源
312 電源
314 電圧検出部
315 バッファ
320 放電指令絶縁素子
321 エラー信号絶縁素子
322 充電モード検知信号 絶縁素子
330 放電指令
331 放電エラー信号
335 充電モード検知信号
350 放電禁止モード検知部
400 バッテリーコントローラ
402 充電コネクタ間通信指令
403 コンタクタ制御指令
905 充電コネクタ
50
Claims (9)
前記スイッチ素子を制御するマイコンと、を備える放電制御回路であって、
前記放電抵抗は、前記スイッチ素子を介してキャパシタに並列接続され、
前記キャパシタは、コンタクタを介してバッテリーに並列接続され、
前記マイコンは、
放電の開始又は停止を示す放電指令が外部コントローラから入力される場合、前記放電指令に応じて前記スイッチ素子をオン/オフする第1制御信号を出力し、
前記放電指令が前記外部コントローラから入力されず、かつ前記バッテリーが充電状態である場合、前記スイッチ素子をオフする第2制御信号を出力する
ことを特徴とする放電制御回路。 a switch element connected in series to the discharge resistor;
A discharge control circuit comprising: a microcomputer that controls the switch element;
The discharge resistor is connected in parallel to the capacitor via the switch element,
the capacitor is connected in parallel to a battery via a contactor;
The microcomputer is
When a discharge command indicating the start or stop of discharge is input from an external controller, outputting a first control signal to turn on/off the switch element according to the discharge command;
A discharge control circuit configured to output a second control signal that turns off the switch element when the discharge command is not input from the external controller and the battery is in a charging state.
前記マイコンは、
前記バッテリーが充電状態であることを検知するバッテリーコントローラから前記バッテリーが充電状態であることを示す検知信号を受信した場合、前記バッテリーが充電状態であると判定する
ことを特徴とする放電制御回路。 The discharge control circuit according to claim 1,
The microcomputer is
A discharge control circuit that determines that the battery is in a charging state when it receives a detection signal indicating that the battery is in a charging state from a battery controller that detects that the battery is in a charging state.
低圧バッテリーの電圧がHレベルであり、かつイグニッション信号がLレベルの場合、前記スイッチ素子をオフする放電禁止回路を備える
ことを特徴とする放電制御回路。 The discharge control circuit according to claim 1,
A discharge control circuit comprising: a discharge prohibition circuit that turns off the switch element when the voltage of the low-voltage battery is at H level and the ignition signal is at L level.
前記放電禁止回路は、
低圧バッテリーの電圧がHレベルであり、かつイグニッション信号がLレベルの場合、前記マイコンをリセットする
ことを特徴とする放電制御回路。 The discharge control circuit according to claim 3,
The discharge prohibition circuit is
A discharge control circuit that resets the microcomputer when the voltage of the low-voltage battery is at H level and the ignition signal is at L level.
前記放電禁止回路は、
低圧バッテリーの電圧がHレベルであり、かつイグニッション信号がLレベルの場合、前記スイッチ素子をオフするように前記スイッチ素子の制御端子のレベルを変更する
ことを特徴とする放電制御回路。 The discharge control circuit according to claim 3,
The discharge prohibition circuit is
A discharge control circuit characterized in that when the voltage of a low-voltage battery is at H level and the ignition signal is at L level, the level of a control terminal of the switch element is changed so as to turn off the switch element.
前記放電禁止回路は、
低圧バッテリーの電圧がHレベルであり、かつイグニッション信号がLレベルの場合にオンする絶縁素子と、
一端が前記絶縁素子のコレクタに接続され、かつ他端が電源に接続される抵抗と、を含み、
前記マイコンのリセット端子は、
前記絶縁素子のコレクタと前記抵抗との接続点に接続される
ことを特徴とする放電制御回路。 The discharge control circuit according to claim 4,
The discharge prohibition circuit is
an insulating element that turns on when the voltage of the low-voltage battery is at H level and the ignition signal is at L level;
a resistor whose one end is connected to the collector of the insulating element and whose other end is connected to a power supply,
The reset terminal of the microcomputer is
A discharge control circuit connected to a connection point between the collector of the insulating element and the resistor.
前記放電禁止回路は、
低圧バッテリーの電圧がHレベルであり、かつイグニッション信号がLレベルの場合にオンする絶縁素子と、
一端が前記絶縁素子のコレクタに接続され、かつ他端が前記スイッチ素子の制御端子に接続される抵抗と、を含む
ことを特徴とする放電制御回路。 The discharge control circuit according to claim 5,
The discharge prohibition circuit is
an insulating element that turns on when the voltage of the low-voltage battery is at H level and the ignition signal is at L level;
A discharge control circuit comprising: a resistor whose one end is connected to the collector of the insulating element and whose other end is connected to the control terminal of the switch element.
前記放電制御回路は、
前記キャパシタから電力が供給される
ことを特徴とする放電制御回路。 The discharge control circuit according to claim 1,
The discharge control circuit includes:
A discharge control circuit, wherein power is supplied from the capacitor.
前記放電指令は、
デューティー比を示す信号から構成され、
前記デューティー比が第1設定値の場合、放電の開始を示し、
前記デューティー比が第2設定値の場合、放電の停止を示し、
前記マイコンは、
前記信号が固着している場合、前記放電指令が前記外部コントローラから入力されていないと判定する
ことを特徴とする放電制御回路。 The discharge control circuit according to claim 1,
The discharge command is
Consists of a signal indicating the duty ratio,
When the duty ratio is a first set value, it indicates the start of discharge,
When the duty ratio is a second set value, it indicates a stop of discharging;
The microcomputer is
A discharge control circuit characterized in that, if the signal is fixed, it is determined that the discharge command is not input from the external controller.
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