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公開番号2021083269
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210527
出願番号2019211090
出願日20191122
発明の名称電源出力回路
出願人日本精機株式会社
代理人
主分類H02J 7/00 20060101AFI20210430BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】発熱の小さい逆流防止回路を備えた電源出力回路を提供する。
【解決手段】バッテリ電源からの供給電力を入力し、この供給電力に基づいて所定電圧を負荷D、E側へ出力する第1、第2の接続回路1、2を備えた電源出力回路Aであって、第1、第2の接続回路1、2は、異なる電圧出力を行う複数種類のバッテリ電源と接続可能に用意され、負荷D,Eに接続するための出力ポート3側に、フォトリレー12、22からなる逆流防止回路を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
バッテリ電源からの供給電力を入力し、この供給電力に基づいて所定電圧を負荷側へ出力する接続回路を備えた電源出力回路であって、
前記接続回路は、異なる電圧出力を行う複数種類の前記バッテリ電源と接続可能に用意され、前記負荷に接続するための出力ポート側に、フォトリレーからなる逆流防止回路を備える
ことを特徴とする電源出力回路。
続きを表示(約 320 文字)【請求項2】
前記接続回路には、DC/DCコンバータからなる降圧回路を設ける
ことを特徴とする請求項1に記載の電源出力回路。
【請求項3】
前記接続回路には、複数の前記接続回路のうち何れかの接続回路を選択的に作動させるスイッチ回路を設ける
ことを特徴とする請求項1に記載の電源出力回路。
【請求項4】
前記スイッチ回路と接続し、前記スイッチ回路を作動させる制御回路を備える
ことを特徴とする請求項3に記載の電源出力回路。
【請求項5】
前記制御回路は、前記バッテリ電源の出力規格を判別する判別部を設ける
ことを特徴とする請求項4に記載の電源出力回路。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、電源出力回路に関し、例えば、船舶や車両などの移動体に搭載され、アクセサリ電源用の電力を用意する電源出力回路として好適である。
続きを表示(約 3,900 文字)【背景技術】
【0002】
従来のトラックや農業用機、建設用機、船舶等の移動体においては、各搭載機器の駆動や駆動制御を行うための駆動電力が用意され、発電機やバッテリ電源から供給される。例えば、特許文献1に開示されるように、いくつかの車両においては、駆動力発生用の高電圧のバッテリ電源からの電力をDC/DCコンバータで降圧して負荷側へ供給するように構成されているものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2013−18420号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
例えば、12V出力や24V出力など、異なる電圧規格のバッテリ電源に接続し、いずれの規格であっても所定の電圧を出力するため、複数系統の接続回路を予め備えた電源出力回路を構成させる場合、これら接続回路毎に余計な電流が回り込まないための逆流防止回路が必要になる。例えば、この逆流防止回路としてダイオードを用いる場合、自己発熱を生じてしまうため、大電流を流すことができないという問題があった。
【0005】
そこで本開示の目的は、上述課題に着目し、発熱の小さい逆流防止回路を備えた電源出力回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の電源出力回路は、
バッテリ電源からの供給電力を入力し、この供給電力に基づいて所定電圧を負荷側へ出力する接続回路を備えた電源出力回路であって、
前記接続回路は、異なる電圧出力を行う複数種類の前記バッテリ電源と接続可能に用意され、前記負荷に接続するための出力ポート側に、フォトリレーからなる逆流防止回路を備えることを特徴とする。
【0007】
また、前記接続回路には、DC/DCコンバータからなる降圧回路を設けることを特徴とする。
【0008】
また、前記接続回路には、複数の前記接続回路のうち何れかの接続回路を選択的に作動させるスイッチ回路を設けることを特徴とする。
【0009】
また、前記スイッチ回路と接続し、前記スイッチ回路を作動させる制御回路を備えることを特徴とする。
【0010】
また、前記制御回路は、前記バッテリ電源の出力規格を判別する判別部を設けることを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
本開示によれば、発熱の小さい逆流防止回路を備えた電源出力回路となる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
実施形態におけるコントローラの実装を示す図。
同上実施形態における構成を示すブロック図。
同上実施形態のフォトリレーを示す回路図。
別例を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明を実施形態について、建設機械の一つである油圧ショベルの運転室(キャブ)内に設けられるコントローラに適用されるものを例にあげて、図面に基づいて説明する。
【0014】
図1に示すように、コントローラAは、油圧ショベルBの運転室内に設けられる運転シートCの周辺の機器へ電源供給または駆動制御の一部を行うための回路基板を内蔵したユニットであり、この場合、該周辺の機器の一つである操作機器Dの下部に設けられる。該周辺の機器として、タッチパネルを有する操作機器Dや、表示デバイス(モニタ)E、後述するブザーなどの機器を適用できる。
【0015】
なお、油圧ショベルBは、クローラ式の下部走行体Fと、該下部走行体Fに旋回自在に支持される上部旋回体とから構成されると共に、該上部旋回体は、掘削等の作業を行なうフロント作業部G、キャブ式の運転室H、エンジン等の各種機器装置が収容されるエンジンルーム等は何れも従来通りである。また、運転室内には、オペレータが座する運転シートCや該周辺の機器だけでなく、操作や走行用のレバーI、走行ペダルJ等の運転に必要な各種部材装置が備えられている。
【0016】
次にコントローラAの構成について図2,3を用いて説明する。
【0017】
コントローラAは、第1の接続回路1と、第2の接続回路2と、出力ポート3と、ブザー駆動回路4と、制御回路5と、を図示しない回路基板上に備えている。この回路基板にはバッテリ電源やオルタネータ等の発電機と接続する電源入力用の配線と接続する入力ポート(図示しない)も備えている。
【0018】
第1の接続回路1は、12V出力型のバッテリ電源との接続を想定して用意され、バッテリ電源と出力ポート3との間に、ハイサイドスイッチ11とフォトリレー12とを設けた回路である。
【0019】
ハイサイドスイッチ11は、制御回路5と接続され、制御回路5からの制御信号(オン信号/オフ信号)によって、バッテリ電源から供給される電力をフォトリレー12側へ伝達するか否か(導通状態/断線状態)を切り替えることができる。
【0020】
フォトリレー12は、ハイサイドスイッチ11から伝達される電力を出力ポート3へ送り、これと逆向きの電気の流れを防止する逆流防止回路である。
【0021】
フォトリレー12は、MOS型のトランジスタと発光ダイオードから構成される無接点半導体リレーを適用でき、この場合、図3に示すように、発光ダイオード12aと、受光部12bとをパッケージ内に設けている素子である。発光ダイオード12aのアノードは、図示しない電源回路を介して供給される5Vの定電圧(5V電源)を伝える正極出力端子に接続され、発光ダイオード12aのカソードは、抵抗12cを介して負極出力端子(接地端子)に接続されている。
【0022】
フォトリレー12の受光部12bは、ゲート同士及びソース同士が互いに接続された2つのNチャネルMOSFETを有する周知の構成である。各MOSFETのドレインは、それぞれフォトリレー12の出力端子に接続されている。各MOSFETのゲート/ソース間には、図示しない受光制御部が設けられている。この受光制御部は、発光ダイオード12aが発光していないときは各MOSFETをオフさせ、発光ダイオード12aが発光しているときはその光を受光して各MOSFETを共にオン(導通)させる。
【0023】
第2の接続回路2は、24V出力型のバッテリ電源との接続を想定して用意され、バッテリ電源と出力ポート3との間に、DC/DCコンバータ21とフォトリレー22とを設けた回路である。
【0024】
DC/DCコンバータ21は、バッテリ電源と接続され、バッテリ電源から供給される電力を入力し、所定電圧(この場合、12V)を生成するレギュレータ回路(降圧回路)である。また、DC/DCコンバータ21は、制御回路5と接続され、制御回路5からの制御信号(オン信号/オフ信号)によって、フォトリレー22側へ電力を伝達するか否か(通電状態/断線状態)を切り替えることができる。
【0025】
フォトリレー22は、DC/DCコンバータ21から伝達される電力を出力ポート3へ送り、これと逆向きの電気の流れを防止する逆流防止回路である。
【0026】
フォトリレー22は、前述のフォトリレー11と同様の無接点半導体リレーを適用できる。この場合、フォトリレー22に内蔵される発光ダイオードは、フォトリレー12のようにアノード側を5Vの定電圧を伝える正極出力端子ではなく、DC/DCコンバータ21から出力される安定した電力を用いた配線が接続される。
【0027】
出力ポート3は、操作機器Dや、コントローラA外部の表示デバイスEなどの負荷となる機器へ電源供給を行うための配線と接続可能なコネクタを適用できる。出力ポート3は、第1の接続回路1と、第2の接続回路2とに接続され、何れか一方から伝えられる電力を、負荷D,Eへ供給可能にしている。
【0028】
ブザー駆動回路4は、ハイサイドスイッチ41と出力ポート42とを備え、上記負荷の他に、油圧ショベルBに搭載される警報音出力用のブザーKを駆動する回路である。ブザー駆動回路4は、制御回路5からの制御信号に基づいて、ハイサイドスイッチ41の導電状態と断線状態とを切り替えることで、出力ポート3に供給される電力に基づく駆動信号を出力ポート42を介してブザーKへ出力できる。
【0029】
制御回路5は、上述した5Vの定電圧電力に基づいて駆動し、所定プログラムや各種データの格納や、演算時の記憶領域などに用いる図示しないROMやRAM等のデータ格納手段と、前記所定プログラムにしたがって演算処理するためのCPU(演算部)と、入出力インターフェース等を設けたマイクロコンピュータを適用できる。
【0030】
また、制御回路5は、搭載されるバッテリ電源の出力規格が、12V出力型であるか24V出力型であるかを判別する判別部を備えている。この判別部は、バッテリ電源との接続時に電圧値等を測定する回路構成を設けてもよいし、制御回路5に接続されるディップスイッチを用いて、予め設定することもできる。
(【0031】以降は省略されています)

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