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公開番号2021027740
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210222
出願番号2019145310
出願日20190807
発明の名称電源装置
出願人株式会社デンソー
代理人特許業務法人明成国際特許事務所
主分類H02M 3/00 20060101AFI20210125BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】電圧検出線における短絡を検出することができる。
【解決手段】電源装置10であって、負荷に電力を給電するための主電源20と、負荷の正極側および負極側と主電源とを接続する2本の給電線PL,NLと、負荷の両端の電圧を検出するための2本の電圧検出線PD,NDと、主電源から負荷に入力される入力電圧をフィードバック制御するFBと、2本の電圧検出線の各々に対して電流を流すことができる2つの検査用電源CC1,CV2と、電源装置を制御する制御部200と、を備え、2本の電圧検出線は、それぞれ抵抗PR,NRを有し、制御部は、2本の電圧検出線のうち一方に設けられた検査用電源が作動しているときの2本の電圧検出線の間の電圧と、予め設定された設定電圧と、の差が閾値以上であるとき、電位差を付与された電圧検出線において短絡が生じていると判定する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
主電源(20)から電力の供給を受けて負荷に電力を給電する電源装置(10)であって、
前記負荷の正極側および負極側と前記電源装置とを接続する2本の給電線(PL,NL)と、
前記2本の給電線の各々に接続され、前記負荷の両端の電圧を検出するための2本の電圧検出線(PD,ND)と、
前記2本の電圧検出線を介して検出された前記負荷の両端の電圧に基づいて、前記負荷に入力される入力電圧をフィードバック制御するフィードバック制御部(120)と、
前記2本の電圧検出線と接続する各々の配線(WL1,WL2)に設けられ、前記2本の電圧検出線の各々に、前記電圧検出線がそれぞれ接続されている給電線に対する電位差を付与することができる2つの検査用電源(CC1,CV2)と、
前記電源装置を制御する制御部(200)と、を備え、
前記2本の電圧検出線は、それぞれ抵抗(PR,NR)を有し、
前記制御部は、前記2本の電圧検出線のうち一方に設けられた前記検査用電源が作動しているときの前記2本の電圧検出線の間の電圧と、予め設定された設定電圧と、の差が閾値以上であるとき、電位差を付与された電圧検出線において短絡が生じていると判定する、電源装置。
続きを表示(約 450 文字)【請求項2】
負荷の正極側および負極側と電源装置とを接続する2本の給電線と、前記2本の給電線の各々に接続され、前記負荷の両端の電圧を検出するための2本の電圧検出線と、前記2本の電圧検出線を介して検出された前記負荷の両端の電圧に基づいて、前記負荷に入力される入力電圧をフィードバック制御するフィードバック制御部と、前記2本の電圧検出線と接続する各々の配線に設けられ、前記2本の電圧検出線の各々に、前記電圧検出線がそれぞれ接続されている給電線に対する電位差を付与することができる2つの検査用電源と、を備えるとともに、前記2本の電圧検出線は、それぞれ抵抗を有する前記電源装置において、前記電圧検出線における短絡の有無を判定する判定方法であって、
前記2本の電圧検出線のうち一方に設けられた前記検査用電源が作動しているときの前記2本の電圧検出線の間の電圧と、予め設定された設定電圧と、の差が閾値以上であるとき、電位差を付与された電圧検出線において短絡が生じていると判定する工程を含む、判定方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、電源装置に関する。
続きを表示(約 5,700 文字)【背景技術】
【0002】
近年、機能追加や処理するデータ量の増加に伴い、電子機器の稼働に用いられる電力は増大している(例えば、特許文献1)。また、電子機器の稼働に要求される電力が増大すると、電源装置から負荷に電力を供給するための給電線における電圧降下を考慮する必要がある。このような電圧降下の対応として、負荷の両端の電圧を検出し、負荷に入力される入力電圧をフィードバック制御するリモートセンシング技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2003−77295号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
このようなリモートセンシング技術では、負荷の両端の電圧を検出するための電圧検出線において短絡が生じている場合に、その短絡を検出することについて十分に検討されていなかった。このため、電圧検出線において短絡が生じている場合に、その短絡を検出できる技術が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の一形態によれば、電源装置が提供される。この電源装置は、主電源(20)から電力の供給を受けて負荷に電力を給電する電源装置(10)であって、前記負荷の正極側および負極側と前記電源装置とを接続する2本の給電線(PL,NL)と、前記2本の給電線の各々に接続され、前記負荷の両端の電圧を検出するための2本の電圧検出線(PD,ND)と、前記2本の電圧検出線を介して検出された前記負荷の両端の電圧に基づいて、前記負荷に入力される入力電圧をフィードバック制御するフィードバック制御部(120)と、前記2本の電圧検出線と接続する各々の配線(WL1,WL2)に設けられ、前記2本の電圧検出線の各々に、前記電圧検出線がそれぞれ接続されている給電線に対する電位差を付与することができる2つの検査用電源(CC1,CV2)と、前記電源装置を制御する制御部(200)と、を備え、前記2本の電圧検出線は、それぞれ抵抗(PR,NR)を有し、前記制御部は、前記2本の電圧検出線のうち一方に設けられた前記検査用電源が作動しているときの前記2本の電圧検出線の間の電圧と、予め設定された設定電圧と、の差が閾値以上であるとき、電位差を付与された電圧検出線において短絡が生じていると判定する。この形態の電源装置によれば、電圧検出線に給電線に対する電位差を付与することによって、電位差を付与された電圧検出線における短絡を検出することができる。
【0006】
本開示の形態は、電源装置に限るものではなく、例えば、電源装置を備えた電子機器、電源装置を搭載した車両、電圧検出線における短絡の有無を判定する判定方法などの種々の形態に適用することも可能である。また、本開示は、前述の形態に何ら限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内において様々な形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【0007】
電源装置の概略構成を示す。
短絡判定処理を示すフローである。
定電流の流れを示す説明図である。
定電流の流れを示す説明図である。
電圧降下の経路を示す説明図である。
電圧降下の経路を示す説明図である。
電源装置の概略構成を示す。
カメラモジュールの概略構成を示す。
【発明を実施するための形態】
【0008】
A.第1実施形態:
図1に示す負荷200に電力を供給するシステムは、電源装置10と、主電源20と、給電線PLおよび給電線NLと、電圧検出線PDおよび電圧検出線NDと、配線WL1および配線WL2と、を備える。本実施形態においては、負荷200は、電源装置10を制御する制御部である。すなわち、負荷200は、電源装置10から電力の供給を受けるとともに、電源装置10を制御する。負荷200を、「制御部200」とも表記する。
【0009】
主電源20は、負荷200に電力を給電するための電源である。電源装置10は、主電源20から電力を受け取り、より低い電圧の電力に変換して、負荷200に電力を給電する。電源装置10は、具体的には、電源制御用のIC(Integrated Circuit)として構成される。
【0010】
給電線PLは、電源装置10の正極側と負荷200の正極側とを接続する。給電線NLは、電源装置10の負極側と負荷200の負極側とを接続する。
【0011】
電圧検出線PDは、給電線PLに接続される。電圧検出線NDは、給電線NLに接続される。電圧検出線PDおよび電圧検出線NDは、負荷200の両端の電圧を検出するための配線である。電圧検出線PDおよび電圧検出線NDとの間には、負荷200の両端の電圧を検出するための図示しない検出用抵抗が接続されている。
【0012】
電源装置10は、スイッチング素子122と、スイッチ駆動回路124と、フィードバック制御部120と、レジスタ130と、インターフェイス140と、定電流電源CC1と、定電圧電源CV2と、を備える。
【0013】
スイッチング素子122は、給電線PLに設けられている。スイッチング素子122は、FET(Field effect Transistor)により高速スイッチングを行う。給電線PLには、電圧の変換を実現するための構成として、コイルと、グランドに接続されたコンデンサとが設けられている。これらの構成により、主電源20の出力電圧は、より低い電圧に変換される。スイッチ駆動回路124は、スイッチング素子122を制御する。
【0014】
フィードバック制御部120は、スイッチ駆動回路124を制御する。より具体的には、フィードバック制御部120は、電圧検出線PDおよび電圧検出線NDを介して検出された負荷200の両端の電圧に基づいて、負荷200に入力される入力電圧をフィードバック制御する。例えば、フィードバック制御部120は、負荷200の両端の電圧が目標電圧より降下している場合には、該入力電圧を増加させるようスイッチ駆動回路124に対して指示する信号を出力する。以下では、フィードバック制御部120を、「FB制御部120」とも表記する。
【0015】
電圧検出線PDおよび電圧検出線NDは、それぞれ抵抗PRおよび抵抗NRを有する。抵抗PRおよび抵抗NRは、配線パターンにより形成される。FB制御部120は、抵抗PRおよび抵抗NRにより降下した分の電圧を考慮して負荷200の両端の電圧を検出し、入力電圧をフィードバック制御する。
【0016】
レジスタ130は、電源装置10における各種の設定、および後述する短絡判定処理における判定結果などを保持する。電源装置10は、インターフェイス140を介して、制御部200と接続されている。制御部200は、バスおよび電源装置10のインターフェイス140を介して、電源装置10を制御する。
【0017】
定電流電源CC1は、配線WL1に設けられている。配線WL1は、電圧検出線PDのうち、抵抗PRを基準として、給電線PLと接続している側とは反対側の位置に接続される。
【0018】
定電流電源CC1は、電圧検出線PDと配線WL1との接続部分に、給電線PLに対する電位差を付与することにより、電圧検出線PDに対して定電流を流すことができる。定電流電源CC1は、図1に図示された矢印の方向に定電流を供給する。定電流電源CC1は、制御部200に制御される。
【0019】
定電圧電源CV2は、配線WL2に設けられている。配線WL2は、電圧検出線NDのうち、抵抗NRを基準として、給電線NLと接続している側とは反対側の位置に接続される。定電圧電源CV2は、電圧検出線NDと配線WL2との接続部分に、給電線NLに対する電位差を付与することができる。定電圧電源CV2は、給電線NLと電圧検出線NDとが短絡していない状態において、給電線NLに対して電圧検出線NDを一定の電圧に維持するように動作することができる。定電圧電源CV2は、制御部200に制御される。
【0020】
負荷200を稼働する際には、給電線PLおよび給電線NLを介して、電源装置10から負荷200へ電力が供給される。このとき、電圧検出線PDおよび電圧検出線NDを介して負荷200の両端の電圧が検出されるとともに、検出された電圧に基づいて、FB制御部120は、負荷200に入力される入力電圧をフィードバック制御する。
【0021】
制御部200は、バスを介して、メモリ220および電源装置10に接続されている。メモリ220は、ROM(Read Only Memory)とRAM(Random Access Memory)とを含む。
【0022】
制御部200は、図2において説明する短絡判定処理を実行する。より具体的には、プロセッサである制御部200が、メモリ220としてのROMから短絡判定処理のためのコンピュータプログラムを読み出して、メモリ220としてのRAMにロードして、コンピュータプログラムを実行する。短絡判定処理は、電圧検出線PDもしくは電圧検出線NDのいずれか一方を対象として、対象となった電圧検出線に短絡が生じているか否か判定する処理である。
【0023】
電圧検出線PDを対象とした短絡判定処理について説明する。短絡判定処理が開始されると、定電流電源CC1が作動され、配線WL1に定電流が供給される(ステップS310)。なお、定電流電源CC1が作動している間、制御部200は、フィードバック制御部120によって検出される給電線PLの電圧をモニタし、定電流電源CC1の作動によって給電線PLの電圧が変動しないように、フィードバック制御部120に指令を与える。
【0024】
図3には、給電線PLと電圧検出線PDとの間で短絡が生じていない場合の定電流の流れが、矢印Api0にて示されている。給電線PLと電圧検出線PDとの間で短絡が生じていない場合、定電流は、給電線PLから、抵抗PRを通って電圧検出線PDを流れる。
【0025】
図4には、給電線PLと電圧検出線PDとの間で短絡が生じている場合の定電流の流れが、矢印Api1にて示されている。図4に示されるように、給電線PLと電圧検出線PDとの間に短絡路Sh1が形成されていると、電流は、抵抗PRを通ることなく短絡路Sh1を通って電圧検出線PDを流れる。したがって、短絡路Sh1が形成されている場合、抵抗PRを通過することによる電圧降下が起こらない。
【0026】
図2の説明に戻り、電流が供給されたのち(ステップS310)、制御部200は、定電流電源CC1から電流が流されているときの電圧検出線PDおよび電圧検出線NDの間の電圧と、予め設定された設定電圧と、の電圧差が閾値以上であるか否か判定する(ステップS320)。設定電圧としては、給電線PLと電圧検出線PDとの間で短絡が生じていない場合に定電流電源CC1から定電流が供給されたときの、電圧検出線PDおよび電圧検出線NDの間の電圧が設定される。閾値には、給電線PLと電圧検出線PDとの間で短絡が生じている場合に定電流電源CC1から定電流が供給されたときに想定される、電圧検出線PDおよび電圧検出線NDの間の電圧と、設定電圧と、の電圧差より小さい値であって0より大きい値が設定される。
【0027】
電圧差が閾値以上でないと判定される場合(ステップS320:NO)、制御部200は、電位差を付与され定電流を流された電圧検出線PDにおいて短絡が生じていないと判定する(ステップS330)。その後、短絡判定処理は終了される。電圧差が閾値以上であると判定される場合(ステップS320:YES)、制御部200は、電位差を付与され定電流を流された電圧検出線PDにおいて短絡が生じていると判定する(ステップS340)。その後、短絡判定処理は終了される。
【0028】
上述の短絡判定処理では、電圧検出線PDを対象として説明してきたが、電圧検出線NDを対象とする場合も同様の処理が行われる。電圧検出線NDを対象とした短絡判定処理は、ステップS320の設定電圧および閾値の設定が異なる点を除き、電圧検出線PDを対象とした短絡判定処理と同じである。
【0029】
電圧検出線NDを対象とした短絡判定処理において、設定電圧としては、給電線NLと電圧検出線NDとの間で短絡が生じていない場合に定電圧電源CV2が作動したときの、電圧検出線PDおよび電圧検出線NDの間の電圧が設定される。閾値には、給電線NLと電圧検出線NDとの間で短絡が生じている場合に定電圧電源CV2が作動したときに想定される、電圧検出線PDおよび電圧検出線NDの間の電圧と、設定電圧と、の電圧差より小さい値であって0より大きい値が設定される。
【0030】
電圧検出線NDを対象とした短絡判定処理について説明する。短絡判定処理が開始されると、定電圧電源CV2が作動され、電圧検出線NDと給電線NLとの間に電位差が与えられる(ステップS310)。なお、定電圧電源CV2が作動している間、制御部200は、フィードバック制御部120によって検出される給電線NLの電圧をモニタし、定電圧電源CV2の作動によって給電線NLの電圧が変動しないように、フィードバック制御部120に指令を与える。
(【0031】以降は省略されています)

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