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公開番号2024068336
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-20
出願番号2022178695
出願日2022-11-08
発明の名称故障検出回路
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人個人
主分類H02M 3/155 20060101AFI20240513BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】従来の装置は、複数の駆動相のいずれかに動作補正できない不具合が発生したことを検出することが出来ない問題がある
【解決手段】本開示にかかる故障検出回路は、それぞれが、駆動信号Ds1～Ds4のうち異なる位相の2つの駆動信号の間の位相差の大きさに相当するパルス幅を有する位相差測定信号PF1～PF4を生成する複数の位相差検出回路51、52と、それぞれが、予め対応付けられた位相差測定信号PF1～PF4を平滑化して位相差の大きさ応じた電圧値を有する位相差検出電圧PF1s～PF4sを出力する複数の平滑化回路53～56と、位相差検出電圧PF1s～PF4sを比較して、予め設定した許容範囲を超えた電圧値を有する位相差検出電圧が有った場合に異常検出信号ER1、ER2を無効状態から有効状態に切り替えるエラー検出回路57と、を有する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
それぞれが、出力端子と接地配線との間に直列に接続された負荷回路を、互いに異なる位相の駆動信号を用いて駆動する複数の駆動回路の前記駆動信号の異常を検出する故障検出回路であって、
それぞれが、複数の前記駆動信号のうち異なる位相の２つの前記駆動信号の間の位相差の大きさに相当するパルス幅を有する位相差測定信号を生成する複数の位相差検出回路と、
それぞれが、予め対応付けられた前記位相差測定信号を平滑化して前記位相差の大きさ応じた電圧値を有する位相差検出電圧を出力する複数の平滑化回路と、
複数の前記位相差検出電圧を比較して、予め設定した許容範囲を超えた電圧値を有する前記位相差検出電圧が有った場合に異常検出信号を無効状態から有効状態に切り替えるエラー検出回路と、
を有する故障検出回路。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記複数の位相差検出回路は、
複数の前記駆動信号のうち隣り合う位相の２つの前記駆動信号の間の位相差の大きさに相当するパルス幅を有する第１の位相差測定信号を出力する第１の位相差検出回路と、
前記第１の位相差検出回路で位相差比較の対象となる前記駆動信号よりも位相が遅れ、かつ、隣り合う位相の２つの前記駆動信号の間の位相差の大きさに相当するパルス幅を有する第２の位相差測定信号を出力する第２の位相差検出回路と、
を有する請求項１に記載の故障検出回路。
【請求項３】
前記第１の位相差検出回路は、複数の前記駆動信号のうちの第１の駆動信号と、前記第１の駆動信号よりも位相が遅れた第２の駆動信号とについて、前記第１の駆動信号に対する前記第２の駆動信号の位相進み量を示す第１の位相差判定信号と、前記第１の駆動信号に対する第２の駆動信号の位相遅れ量を示す第２の位相差判定信号と、を前記第１の位相差測定信号として出力し、
前記第２の位相差検出回路は、複数の前記駆動信号のうちの第２の駆動信号よりも位相が遅れた第３の駆動信号と、前記第３の駆動信号よりも位相が遅れた第４の駆動信号とについて、前記第３の駆動信号に対する前記第４の駆動信号の位相進み量を示す第３の位相差判定信号と、前記第３の駆動信号に対する第４の駆動信号の位相遅れ量を示す第４の位相差判定信号と、を前記第２の位相差測定信号として出力する請求項２に記載の故障検出回路。
【請求項４】
前記第１の位相差検出回路は、前記第１の駆動信号と前記第２の駆動信号の立ち下がりタイミングの位相差の大きさと、前記第１の駆動信号と前記第２の駆動信号の立ち上がりタイミングの位相差の大きさと、の一方に基づき前記第１の位相差判定信号及び前記第２の位相差判定信号を出力し、
前記第２の位相差検出回路は、前記第３の駆動信号と前記第４の駆動信号の立ち下がりタイミングの位相差の大きさと、前記第３の駆動信号と前記第４の駆動信号の立ち上がりタイミングの位相差の大きさと、の一方に基づき前記第３の位相差判定信号及び前記第４の位相差判定信号を出力する請求項３に記載の故障検出回路。
【請求項５】
前記エラー検出回路は、
前記第１の位相差判定信号を前記複数の平滑化回路の１つで平滑化した第１の位相差検出電圧と、前記第３の位相差判定信号を前記複数の平滑化回路の１つで平滑化した第３の位相差検出電圧と、を比較して２つの位相差検出電圧の間に電圧差が生じたことに応じて前記異常検出信号に含まれる第１の異常検出信号を無効状態から有効状態に切り替え、
前記第２の位相差判定信号を前記複数の平滑化回路の１つで平滑化した第２の位相差検出電圧と、前記第４の位相差判定信号を前記複数の平滑化回路の１つで平滑化した第４の位相差検出電圧と、を比較して２つの位相差検出電圧の間に電圧差が生じたことに応じて前記異常検出信号に含まれる第２の異常検出信号を無効状態から有効状態に切り替える請求項３に記載の故障検出回路。
【請求項６】
前記複数の位相差検出回路の前段に設けられ、前記駆動信号の振幅を前記複数の位相差検出回路の動作電源電圧以下に抑制するレベルシフト回路をさらに有する請求項１に記載の故障検出回路。
【請求項７】
前記駆動信号は、矩形波信号である請求項１に記載の故障検出回路。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、故障検出回路に関し、マルチフェーズ電源で発生する故障を検出する故障検出回路に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
負荷回路に電源を供給するスイッチングでは、負荷回路の消費電力の増大に対応するために、異なる位相の駆動信号により生成される電源電流を合成して負荷に与えるマルチフェーズ電源の利用が増加している。このマルチフェーズ電源では、各位相が予め設定した位相差で互いにスイッチング動作を行うことが求められる。そこで、このマルチフェーズ電源に関する技術が特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載のスイッチング電源装置は、スイッチング素子を有する複数の電力変換部が互いに並列接続されてなる主回路と、前記主回路全体の出力に基づき基準パルス信号を出力する制御回路と、前記主回路全体の出力電流を全体電流として検出する全体電流検出回路と、複数の前記電力変換部に対応して設けられ、且つ、複数の前記電力変換部毎の出力電流を個別電流として検出する複数の個別電流検出回路と、前記全体電流と前記個別電流と前記基準パルス信号とに基づき複数の前記電力変換部毎の前記個別パルス信号をそれぞれ生成し、且つ、複数の前記電力変換部毎の前記個別パルス信号を前記スイッチング素子の駆動信号として複数の前記電力変換部にそれぞれ出力するパルス補正器と、を具備する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１９－１７６６０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、マルチフェーズ電源では、何れか１相でも故障が発生すると正しく動作しなくなる問題がある。特許文献１に記載のスイッチング電源装置は、マルチフェーズ電源ではるものの、複数の駆動相のいずれかに動作補正できない不具合が発生したことを検出することが出来ない問題がある。
【０００６】
本開示は、上記に示す課題を鑑みてなされたものであり、高い故障検出能力を有するマルチフェーズ電源を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示にかかる故障検出回路は、それぞれが、出力端子と接地配線との間に直列に接続された負荷回路を、互いに異なる位相の駆動信号を用いて駆動する複数の駆動回路の前記駆動信号の異常を検出する故障検出回路であって、それぞれが、複数の前記駆動信号のうち異なる位相の２つの前記駆動信号の間の位相差の大きさに相当するパルス幅を有する位相差測定信号を生成する複数の位相差検出回路と、それぞれが、予め対応付けられた前記位相差測定信号を平滑化して前記位相差の大きさ応じた電圧値を有する位相差検出電圧を出力する複数の平滑化回路と、複数の前記位相差検出電圧を比較して、予め設定した許容範囲を超えた電圧値を有する前記位相差検出電圧が有った場合に異常検出信号を無効状態から有効状態に切り替えるエラー検出回路と、を有する。
【０００８】
本開示にかかる故障検出回路は、マルチフェーズ電源を構成する複数の電源回路の駆動信号の位相差に基づき各電源回路に発生した故障を検出する。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば高い故障検出能力を有するマルチフェーズ電源を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施の形態１にかかるマルチフェーズ電源装置のブロック図である。
実施の形態１にかかる故障検出回路のブロック図である。
実施の形態１にかかる故障検出回路の第１の動作例を説明するタイミングチャートである。
実施の形態１にかかる故障検出回路の第２の動作例を説明するタイミングチャートである。
実施の形態１にかかる故障検出回路の第３の動作例を説明するタイミングチャートである。
実施の形態１にかかる故障検出回路の第４の動作例を説明するタイミングチャートである。
実施の形態１にかかる故障検出回路の第５の動作例を説明するタイミングチャートである。
実施の形態１にかかる故障検出回路の第６の動作例を説明するタイミングチャートである。
実施の形態１にかかる故障検出回路の第７の動作例を説明するタイミングチャートである。
実施の形態２にかかる故障検出回路のブロック図である。
実施の形態１にかかる故障検出回路の第１の動作例を説明するタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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