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公開番号2024081887
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-19
出願番号2022195420
出願日2022-12-07
発明の名称電源回路
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H02J 7/34 20060101AFI20240612BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】電流経路に経路抵抗を備える電源回路において、入力源の電池の電圧が低い場合や経路抵抗の抵抗値が高い場合であっても、短絡時に電池からの放電電流を遮断する。
【解決手段】電源回路(40)は、電池(11)を電力の入力源とし、電池の状態を監視する電池監視部(31)に電力を供給する。電池から電池監視部までの電流経路(L1,L2)には、所定電流を超える電流が流れた場合に電流を遮断するヒューズ機能部(F1,F2)が設けられている。電源回路は、電流経路においてヒューズ機能部よりも電池監視部側に経路抵抗(R1)を備え、経路抵抗を通る経路で短絡が生じた場合に、経路抵抗を通さずにヒューズ機能部に所定電流を超える電流を流す迂回経路を形成する形成回路(D1,B1,D2,B2)を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
電池（１１）を電力の入力源とし、前記電池の状態を監視する電池監視部（３１）に電力を供給する電源回路（４０，１４０，２４０，３４０，４４０，５４０）であって、
前記電池から前記電池監視部までの電流経路（Ｌ１，Ｌ２）には、所定電流を超える電流が流れた場合に電流を遮断するヒューズ機能部（Ｆ１，Ｆ２）が設けられており、
前記電流経路において前記ヒューズ機能部よりも前記電池監視部側に経路抵抗（Ｒ１，Ｒ０）を備え、
前記経路抵抗を通る経路で短絡が生じた場合に、前記経路抵抗を通さずに前記ヒューズ機能部に前記所定電流を超える電流を流す迂回経路を形成する形成回路（Ｄ１，Ｂ１，Ｄ２，Ｂ２，Ｄ０，Ｂ０，Ｓ１，Ｓ２，Ｂ３，Ｃｐ１，Ｒｓ，Ｒ１，Ｌ３，Ｌ４，Ｄ３）を備える、電源回路。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記形成回路は、
前記経路抵抗と並列に前記電流経路に接続され、第１所定電圧を超える電圧が印加されたことを条件として通電して前記ヒューズ機能部に前記所定電流を超える電流を流す第１通電素子（Ｄ１，Ｄ０）を備える、請求項１に記載の電源回路。
【請求項３】
前記電流経路において前記経路抵抗及び前記第１通電素子よりも前記電池監視部側に、前記電池監視部により開閉状態が制御されるスイッチング素子（Ｔ１）が直列に接続されており、
前記形成回路は、
前記電流経路の前記スイッチング素子よりも前記電池監視部側に前記電池監視部と並列に接続され、前記第１所定電圧よりも低い第２所定電圧を超える電圧が印加されたことを条件として通電する第２通電素子（Ｄ２）を備える、請求項２に記載の電源回路。
【請求項４】
前記電池監視部は、開閉状態が制御されるスイッチング素子（Ｔ１）を備え、
前記スイッチング素子は、前記電流経路（Ｌ１）に直列に接続されている、請求項２に記載の電源回路。
【請求項５】
前記電流経路（Ｌ１，Ｌ０）を複数備え、
複数の前記電流経路には前記経路抵抗（Ｒ１，Ｒ０）がそれぞれ設けられており、
前記形成回路は、複数の前記電流経路に対してそれぞれ前記第１通電素子（Ｄ１，Ｄ０）を備える、請求項２～４のいずれか１項に記載の電源回路。
【請求項６】
前記形成回路は、前記第１通電素子に印加されるノイズを低減し且つ前記経路抵抗よりも抵抗値が低いノイズ低減素子（Ｒｆ）を備える、請求項２～４のいずれか１項に記載の電源回路。
【請求項７】
前記形成回路は、
前記電流経路の前記ヒューズ機能部と前記経路抵抗との間に前記電池と並列に接続されたスイッチ（Ｓ１，Ｓ２）と、
前記経路抵抗に前記所定電流よりも小さい第１電流を超える電流が流れたことを条件として前記スイッチを閉じるスイッチ駆動部（Ｃｐ１，Ｒｓ，Ｒ１，Ｌ３，Ｌ４，Ｄ３）と、
を備える、請求項１に記載の電源回路。
【請求項８】
前記電流経路において前記経路抵抗よりも前記電池監視部側に、前記電池監視部により開閉状態が制御されるスイッチング素子（Ｔ１）が直列に接続されており、
前記形成回路は、
前記電流経路の前記スイッチング素子よりも前記電池監視部側に前記電池監視部と並列に接続され、第２所定電圧を超える電圧が印加されたことを条件として通電する第２通電素子（Ｄ２）を備える、請求項７に記載の電源回路。
【請求項９】
前記電流経路（Ｌ１，Ｌ０）を複数備え、
複数の前記電流経路には前記経路抵抗（Ｒ１，Ｒ０）がそれぞれ設けられており、
前記形成回路は、複数の前記電流経路に対してそれぞれ前記スイッチ駆動部（Ｌ３，Ｌ４，Ｄ３）を備える、請求項７又は８に記載の電源回路。
【請求項１０】
電池（１１）を電力の入力源とし、前記電池の状態を監視する電池監視部（３１）に電力を供給する電源回路（６４０，７４０）であって、
前記電池から前記電池監視部までの電流経路（Ｌ１，Ｌ２）には、所定電流を超える電流が流れた場合に電流を遮断するヒューズ機能部（Ｆ１，Ｆ２）が設けられており、
前記電流経路において前記ヒューズ機能部よりも前記電池監視部側に経路抵抗（Ｒ１）を備え、
前記経路抵抗を通る経路で短絡が生じた場合に、前記経路抵抗に流れる電流を遮断する遮断回路（Ｓ３，Ｃｐ１，Ｒｓ，Ｒ１，Ｆ３，Ｆ４）を備える、電源回路。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池監視装置に適用される電源回路に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、電池を電力の入力源とする電源回路と、電源回路から供給される電力により動作して電池の状態を監視する電池監視ＩＣと、を備える電池監視装置がある（非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
Texas Instruments BQ79616-Q1データシートRev. D
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、一般的に電池から電池監視ＩＣまでの電流経路にヒューズが設けられ、電源回路で短絡が生じた場合にヒューズが溶断して電流を遮断する。しかし、電池の電圧が低い場合や、電流経路に設けられた抵抗である経路抵抗の抵抗値が高い場合は、短絡が生じてもヒューズが溶断しないおそれがある。この場合、短絡が生じた状態で電池からの放電が継続し、電池が過放電になったり、電池が過熱したりするおそれがある。なお、過電流により溶断する金属製ヒューズに限らず、過電流により抵抗値が増大するリセッタブルヒューズや、過電流を検出してＭＯＳＦＥＴにより電流を遮断するｅヒューズ（電子ヒューズ）等を含めたヒューズ機能部を備える場合も、同様の問題が生じ得る。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、電流経路に経路抵抗を備える電源回路において、入力源の電池の電圧が低い場合や経路抵抗の抵抗値が高い場合であっても、短絡時に電池からの放電電流を遮断することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための第１の手段は、
電池（１１）を電力の入力源とし、前記電池の状態を監視する電池監視部（３１）に電力を供給する電源回路（４０，１４０，２４０，３４０，４４０，５４０）であって、
前記電池から前記電池監視部までの電流経路（Ｌ１，Ｌ２）には、所定電流を超える電流が流れた場合に電流を遮断するヒューズ機能部（Ｆ１，Ｆ２）が設けられており、
前記電流経路において前記ヒューズ機能部よりも前記電池監視部側に経路抵抗（Ｒ１，Ｒ０）を備え、
前記経路抵抗を通る経路で短絡が生じた場合に、前記経路抵抗を通さずに前記ヒューズ機能部に前記所定電流を超える電流を流す迂回経路を形成する形成回路（Ｄ１，Ｂ１，Ｄ２，Ｂ２，Ｄ０，Ｂ０，Ｓ１，Ｓ２，Ｂ３，Ｃｐ１，Ｒｓ，Ｒ１，Ｌ３，Ｌ４，Ｄ３）を備える。
【０００７】
上記構成によれば、電源回路は、電池を電力の入力源とし、前記電池の状態を監視する電池監視部に電力を供給する。前記電池から前記電池監視部までの電流経路には、所定電流を超える電流が流れた場合に電流を遮断するヒューズ機能部が設けられている。このため、電源回路で短絡が生じて、ヒューズ機能部に所定電流を超える電流が流れた場合は、ヒューズ機能部により電流を遮断することができる。なお、ヒューズ機能部は、過電流により溶断する金属製ヒューズ、過電流により抵抗値が増大するリセッタブルヒューズ、及び過電流を検出してＭＯＳＦＥＴにより電流を遮断するｅヒューズ（電子ヒューズ）等を含む。
【０００８】
ここで、電源回路は、前記電流経路において前記ヒューズ機能部よりも前記電池監視部側に経路抵抗を備えている。このため、電池の電圧が低い場合や、経路抵抗の抵抗値が高い場合は、短絡が生じても、ヒューズ機能部に流れる電流が所定電流を超えず、ヒューズ機能部が働かないおそれがある。この点、形成回路は、前記経路抵抗を通る経路で短絡が生じた場合に、前記経路抵抗を通さずに前記ヒューズ機能部に前記所定電流を超える電流を流す迂回経路を形成する。このため、短絡時に、経路抵抗を通ってヒューズ機能部に流れる電流が所定電流を超えない場合であっても、迂回経路を通ってヒューズ機能部に流れる電流が所定電流を超えるようにすることができる。したがって、入力源の電池の電圧が低い場合や経路抵抗の抵抗値が高い場合であっても、短絡時にヒューズ機能部を働かせることができ、電池からの放電電流を遮断することができる。
【０００９】
第２の手段では、前記形成回路は、前記経路抵抗と並列に前記電流経路に接続され、第１所定電圧を超える電圧が印加されたことを条件として通電して前記ヒューズ機能部に前記所定電流を超える電流を流す第１通電素子（Ｄ１，Ｄ０）を備える。こうした構成によれば、電源回路で短絡が生じて第１通電素子に第１所定電圧を超える電圧が印加された場合に、経路抵抗と並列に前記電流経路に接続された第１通電素子が通電して迂回経路が形成され、前記ヒューズ機能部に前記所定電流を超える電流を流すことができる。したがって、簡潔な構成の形成回路により、短絡時に電池からの放電電流を遮断することができる。なお、第１所定電圧（所定電圧）を超える電圧が印加されたことを条件として通電する第１通電素子（通電素子）は、ツェナーダイオード、ＴＶＳダイオード、バリスタ等を含む。
【００１０】
第３の手段では、前記電流経路において前記経路抵抗及び前記第１通電素子よりも前記電池監視部側に、前記電池監視部により開閉状態が制御されるスイッチング素子（Ｔ１）が直列に接続されており、前記形成回路は、前記電流経路の前記スイッチング素子よりも前記電池監視部側に前記電池監視部と並列に接続され、前記第１所定電圧よりも低い第２所定電圧を超える電圧が印加されたことを条件として通電する第２通電素子（Ｄ２）を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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