TOP特許意匠商標
特許ウォッチ DM通知 Twitter
公開番号2021035068
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210301
出願番号2019148909
出願日20190814
発明の名称異常検出装置
出願人株式会社デンソーテン
代理人特許業務法人酒井国際特許事務所
主分類H02M 3/155 20060101AFI20210201BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】電源回路の異常を精度良く検出することができる異常検出装置を提供する。
【解決手段】異常検出装置100は、電流センス回路10と、第1の電圧検出回路20と、第2の電圧検出回路40と、異常検出回路60と、を備える。電流センス回路は、複数のDCDCコンバータの各相の電流値をセンス電圧に変換する。第1の電圧検出回路は、電流センス回路から出力される各相のセンス電圧のうち、最小のセンス電圧を検出する。第2の電圧検出回路は、電流センス回路から出力される各相のセンス電圧のうち、最大のセンス電圧を検出する。異常検出回路は、第1の電圧検出回路によって検出された最小のセンス電圧と第2の電圧検出回路によって検出された最大のセンス電圧とを比較し、比較結果に基づいて電源回路の異常を検出する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項1】
複数のDCDCコンバータが並列接続されて構成される電源回路の異常検出装置であって、
前記複数のDCDCコンバータの各相の電流値をセンス電圧に変換するセンス回路と、
前記センス回路から出力される各相のセンス電圧のうち、最小のセンス電圧を検出する第1の電圧検出回路と、
前記センス回路から出力される各相のセンス電圧のうち、最大のセンス電圧を検出する第2の電圧検出回路と、
前記第1の電圧検出回路によって検出された最小のセンス電圧と前記第2の電圧検出回路によって検出された最大のセンス電圧とを比較し、比較結果に基づいて前記電源回路の異常を検出する異常検出回路と
を備えることを特徴とする異常検出装置。
続きを表示(約 800 文字)【請求項2】
前記第1の電圧検出回路は、
前記複数のDCDCコンバータの各相に対応する複数のPNP型トランジスタを含み、
各相のセンス電圧が対応する前記PNP型トランジスタのベースに印加され、前記PNP型トランジスタのエミッタ電圧を合成することで、最小のセンス電圧を検出し、
前記第2の電圧検出回路は、
前記複数のDCDCコンバータの各相に対応する複数のNPN型トランジスタを含み、
各相のセンス電圧が対応する前記NPN型トランジスタのベースに印加され、前記NPN型トランジスタのエミッタ電圧を合成することで、最大のセンス電圧を検出すること
を特徴とする請求項1に記載の異常検出装置。
【請求項3】
前記第1の電圧検出回路は、
前記PNP型トランジスタのベースエミッタ間電圧による電圧上昇を補償する第1のレベルシフト回路に接続されること
を特徴とする請求項2に記載の異常検出装置。
【請求項4】
前記第1の電圧検出回路は、
前記複数のPNP型トランジスタのエミッタ電圧が合成されてから前記第1のレベルシフト回路に印加されること
を特徴とする請求項3に記載の異常検出装置。
【請求項5】
前記第2の電圧検出回路は、
前記NPN型トランジスタのベースエミッタ間電圧による電圧降下を補償する第2のレベルシフト回路に接続されること
を特徴とする請求項2〜4のいずれか一つに記載の異常検出装置。
【請求項6】
前記第2の電圧検出回路は、
前記第2のレベルシフト回路からの出力電圧が前記複数のNPN型トランジスタに印加され、前記複数のNPN型トランジスタのエミッタ電圧が合成されること
を特徴とする請求項5に記載の異常検出装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、異常検出装置に関する。
続きを表示(約 4,500 文字)【背景技術】
【0002】
従来、電源回路の異常を検出する異常検出装置が種々提案されている(例えば、特許文献1参照)。上記した従来技術にあっては、単位チョッパを並列接続したチョッパ装置を備え、単位チョッパの出力電流が所定値を超えたときに、異常を検出するように構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2006−271069号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、従来技術には、電源回路の異常を精度良く検出するという点で、さらなる改善の余地があった。
【0005】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電源回路の異常を精度良く検出することができる異常検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数のDCDCコンバータが並列接続されて構成される電源回路の異常検出装置であって、センス回路と、第1の電圧検出回路と、第2の電圧検出回路と、異常検出回路とを備える。センス回路は、前記複数のDCDCコンバータの各相の電流値をセンス電圧に変換する。第1の電圧検出回路は、前記センス回路から出力される各相のセンス電圧のうち、最小のセンス電圧を検出する。第2の電圧検出回路は、前記センス回路から出力される各相のセンス電圧のうち、最大のセンス電圧を検出する。異常検出回路は、前記第1の電圧検出回路によって検出された最小のセンス電圧と前記第2の電圧検出回路によって検出された最大のセンス電圧とを比較し、比較結果に基づいて前記電源回路の異常を検出する。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、電源回路の異常を精度良く検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1は、実施形態に係る異常検出装置を備える電源システムを示す図である。
図2は、電源回路にショートが発生したときのセンス電圧A,B,Cを示すグラフである。
図3は、電源回路の異常を検出する回路を示す図である。
図4は、変形例に係る電源回路の異常を検出する回路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、添付図面を参照して、本願の開示する異常検出装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【0010】
<1.実施形態>
以下では先ず、実施形態に係る異常検出装置を備える電源システムについて図1を参照して説明する。図1は、実施形態に係る異常検出装置を備える電源システムを示す図である。
【0011】
図1に示すように、電源システムSは、複数のDCDCコンバータ2が並列接続されて駆動し、複数のDCDCコンバータ2の出力を合成することで、大電流を負荷Dに供給することができる。すなわち、電源システムSは、マルチフェーズシステムである。
【0012】
電源システムSは、電源1と、複数のDCDCコンバータ2と、コンデンサ5と、異常検出装置100とを備える。電源1は、直流電源、例えば鉛バッテリーやリチウムイオンバッテリーである。なお、電源1は、上記以外でも直流電力を供給できるものなら何でもよい。電源1には、複数のDCDCコンバータ2がそれぞれ接続される。
【0013】
DCDCコンバータ2は、複数(図1の例では3つ)ある。なお、以下では、3つのDCDCコンバータ2を、「第1のDCDCコンバータ2a」、「第2のDCDCコンバータ2b」、「第3のDCDCコンバータ2c」と記載する場合があるが、これらを特に区別せずに説明する場合には「DCDCコンバータ2」と記載する。また、図1では、DCDCコンバータ2を3つ示したが、これはあくまでも例示であって、DCDCコンバータ2は、2つ、あるいは4つ以上であってもよい。
【0014】
以下では、第1のDCDCコンバータ2aについて説明するが、第2、第3のDCDCコンバータ2b,2cは、第1のDCDCコンバータ2aと同様な構成であるため、第1のDCDCコンバータ2aの説明は、第2、第3のDCDCコンバータ2b,2cに概ね妥当する。
【0015】
第1のDCDCコンバータ2aは、第1のFET(Field Effect Transistor)3a1と、第2のFET3a2と、チョークコイル4a1とを備える。第1のFET3a1と第2のFET3a2とは直列に接続され、直列に接続された第1のFET3a1の一端は電源1に、第2のFET3a2の一端は接地される。チョークコイル4a1は、一端が第1のFET3a1と第2のFET3a2との接続点に接続される一方、他端が出力側とされる。第1のDCDCコンバータ2aは、図示しない制御装置によって第1、第2のFET3a1,3a2が制御されて駆動し、電源1の電圧を昇圧あるいは降圧する。
【0016】
第1のDCDCコンバータ2aの出力側には、第1の電流センス回路10aが接続される。なお、第2のDCDCコンバータ2bおよび第3のDCDCコンバータ2cにも同様に、出力側に第2の電流センス回路10b、第3の電流センス回路10cが接続される。
【0017】
第1の電流センス回路10aは、第1のDCDCコンバータ2aに流れる電流を電圧値(以下「センス電圧」と記載する)に変換する回路である。同様に、第2の電流センス回路10bは、第2のDCDCコンバータ2bに流れる電流をセンス電圧に変換し、第3の電流センス回路10cは、第3のDCDCコンバータ2cに流れる電流をセンス電圧に変換する。
【0018】
このように、電流センス回路10は、複数のDCDCコンバータ2の各相の電流値をセンス電圧に変換する。なお、以下では、第1の電流センス回路10aによって検出されるセンス電圧を「センス電圧A」、第2の電流センス回路10bによって検出されるセンス電圧を「センス電圧B」、第3の電流センス回路10cによって検出されるセンス電圧を「センス電圧C」と記載する場合がある。
【0019】
また、電流センス回路10によって検出されたセンス電圧は、異常検出装置100へ出力される。異常検出装置100では、センス電圧を利用した電源回路の異常検出が行われるが、これについては後述する。
【0020】
なお、図1の例では、電流センス回路10が、DCDCコンバータ2に含まれるように示したが、これに限られず、電流センス回路10は、異常検出装置100に含まれるように構成してもよい。
【0021】
コンデンサ5は、DCDCコンバータ2の出力側に接続され、DCDCコンバータ2からの出力を平滑化する。
【0022】
異常検出装置100は、センス電圧を利用した電源回路の異常検出を行う。例えば、図1に二点鎖線で示すように、電源回路の出力側に地絡が発生した場合、異常検出装置100は、センス電圧A、センス電圧B、センス電圧Cを合計して閾値と比較することで、電源回路の異常を検出することができる。
【0023】
詳しく説明すると、電源回路の出力側に地絡が発生した場合、図1に矢印E1で示すように、比較的大きな電流が全てのDCDCコンバータ2から電源回路の出力側へ向けて流れるため、センス電圧A,B,Cの全てが増加する。従って、センス電圧A,B,Cの合計値も増加し、かかる合計値が閾値を超えた場合に、異常検出装置100は、電源回路に異常が発生したことを検出することができる。
【0024】
ところで、電源回路の異常は、電源回路の出力側の地絡に限られない。すなわち、例えば、第1のDCDCコンバータ2aの第2のFET3a2がショートした場合、図1に矢印E2で示すように、第2、第3のDCDCコンバータ2b,2cには、比較的大きな電流が電源回路の出力側へ向けて流れるため、センス電圧B,Cは増加する。これに対し、第1のDCDCコンバータ2aは、電流を引き込むため、センス電圧Aは減少する。従って、センス電圧A,B,Cの合計値は、センス電圧Aが減少しているため、閾値を超えないことがあり、異常検出装置100が電源回路の異常を検出できないおそれがある。
【0025】
そこで、本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、センス電圧A,B,Cのうち、最小のセンス電圧と最大のセンス電圧とを比較することで、上記のようなショートが発生した場合であっても、電源回路の異常を検出することができるという知見を得た。これについて、図2を参照しつつ説明する。
【0026】
図2は、上記のようなショートが発生したときのセンス電圧A,B,Cを示すグラフである。図2に示すように、第1のDCDCコンバータ2aの第2のFET3a2にショートが発生した場合、センス電圧B,Cは増加する一方、センス電圧Aは減少する。
【0027】
本実施形態に係る異常検出装置100にあっては、センス電圧A,B,Cのうち最小のセンス電圧(ここではセンス電圧A)と、最大のセンス電圧(ここではセンス電圧B)とを比較する。そして、異常検出装置100は、最小のセンス電圧と最大のセンス電圧との差Fが所定の閾値を超えた場合、ショートなどの異常が電源回路に発生したと判定する。
【0028】
これにより、本実施形態に係る異常検出装置100にあっては、電源回路の異常を精度良く検出することができる。
【0029】
また、本実施形態に係る異常検出装置100にあっては、上記した最小のセンス電圧や、最大のセンス電圧を検出するとともに、最小のセンス電圧と最大のセンス電圧とを比較し、比較結果に基づいて電源回路の異常を検出する回路を備えるようにした。
【0030】
図3は、異常検出装置100が備える、電源回路の異常を検出する回路を示す図である。図3に示すように、異常検出装置100は、電流センス回路10と、第1の電圧検出回路20と、第1のレベルシフト回路30と、第2の電圧検出回路40と、第2のレベルシフト回路50と、異常検出回路60とを備える。なお、図3において、抵抗R1〜R4は、プルアップ抵抗であり、抵抗R5,R6は、プルダウン抵抗である。
(【0031】以降は省略されています)

この特許をJ-PlatPatで参照する

関連特許

株式会社デンソーテン
筐体
株式会社デンソーテン
電子装置
株式会社デンソーテン
取付部材
株式会社デンソーテン
車載装置
株式会社デンソーテン
電子装置
株式会社デンソーテン
半波整流回路
株式会社デンソーテン
情報処理装置
株式会社デンソーテン
光源駆動装置
株式会社デンソーテン
異常検出装置
株式会社デンソーテン
料金計算装置
株式会社デンソーテン
電子制御装置
株式会社デンソーテン
緊急通報装置
株式会社デンソーテン
画像生成装置
株式会社デンソーテン
アンテナ装置
株式会社デンソーテン
アンテナ装置
株式会社デンソーテン
位置特定装置
株式会社デンソーテン
ノイズ低減装置
株式会社デンソーテン
付着物除去装置
株式会社デンソーテン
はんだ付け装置
株式会社デンソーテン
機器の取付構造
株式会社デンソーテン
走行状況記録装置
株式会社デンソーテン
画像記録システム
株式会社デンソーテン
アンテナ取付構造
株式会社デンソーテン
発熱部品の放熱構造
株式会社デンソーテン
ナビゲーション装置
株式会社デンソーテン
メモリアクセス装置
株式会社デンソーテン
負荷回路、増幅装置
株式会社デンソーテン
緊急通報装置及び方法
株式会社デンソーテン
管理装置及び管理方法
株式会社デンソーテン
制御装置および通知方法
株式会社デンソーテン
制御装置および制御方法
株式会社デンソーテン
制御装置および制御方法
株式会社デンソーテン
制御装置および補正方法
株式会社デンソーテン
制御装置および制御方法
株式会社デンソーテン
制御装置および制御方法
株式会社デンソーテン
制御装置および検出方法
続きを見る