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公開番号2024159034
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-08
出願番号2023074760
出願日2023-04-28
発明の名称電源装置、電源回路の制御装置、及びプログラム
出願人株式会社村田製作所
代理人個人
主分類H02M 3/00 20060101AFI20241031BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】ノイズによる誤検知を抑制しつつ、迅速に過電流を遮断することが困難である。
【解決手段】電源装置10は、電源回路20と、電源回路20の制御装置40と、を備えている。電源回路20は、各電源ラインを介して負荷50に電力を供給可能なバッテリ21と、高電位電源ラインLA上に位置するスイッチ及び電力変換回路24と、負荷50への出力電圧Vを検出する電圧検出部25と、を備えている。制御装置40は、出力電圧に応じた微分値を出力する微分処理部43と、微分値を単位時間間隔で定積分した結果である積分値を出力する積分処理部44と、スイッチのオン状態及びオフ状態を制御可能なスイッチ制御処理部45と、を備えている。微分処理部43は、出力電圧と積分値との差を微分した値を微分値として出力する。スイッチ制御処理部45は、微分値が閾値に達した場合に、スイッチをオフ状態に切り替える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電源ラインを介して負荷に電力を供給可能なバッテリと、
前記電源ライン上に位置し、オン状態及びオフ状態のいずれかに切り替え可能なスイッチと、
前記電源ライン上に位置する電力変換回路と、
前記負荷への出力電圧を検出する電圧検出部と、
前記出力電圧に応じた微分値を出力する微分処理部と、
前記微分処理部が出力した前記微分値を、単位時間間隔で定積分した結果である積分値を出力する積分処理部と、
前記スイッチをオフ状態に切り替え可能なスイッチ制御処理部と、
を備え、
前記微分処理部は、前記出力電圧と前記積分値との差を微分した値を前記微分値として出力し、
前記スイッチ制御処理部は、前記微分値が閾値に達した場合に、前記スイッチをオフ状態に切り替える
電源装置。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記スイッチは、前記電源ライン上の前記電力変換回路と前記負荷に対する出力端子との間に位置する
請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記スイッチを第１スイッチとしたとき、
前記電源ライン上において、前記バッテリと前記電力変換回路との間に位置する第２スイッチをさらに備え、
前記スイッチ制御処理部は、前記微分値が前記閾値に達した場合に、前記第２スイッチをオフ状態に切り替えた後に、前記第１スイッチをオフ状態に切り替える
請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記スイッチ制御処理部は、前記微分値が前記閾値以上となった場合に、前記スイッチをオフ状態に切り替える
請求項１～請求項３の何れか一項に記載の電源装置。
【請求項５】
前記スイッチ制御処理部は、前記微分値が前記閾値以下となった場合に、前記スイッチをオフ状態に切り替える
請求項１～請求項３の何れか一項に記載の電源装置。
【請求項６】
電源ラインを介して負荷に電力を供給可能なバッテリと、
前記電源ライン上に位置し、オン状態及びオフ状態のいずれかに切り替え可能なスイッチと、
前記電源ライン上に位置する電力変換回路と、
前記負荷への出力電圧を検出する電圧検出部と、
を備えた電源回路に適用され、
前記出力電圧に応じた微分値を出力する微分処理部と、
前記微分処理部が出力した前記微分値を、単位時間間隔で定積分した結果である積分値を出力する積分処理部と、
前記スイッチをオフ状態に切り替え可能なスイッチ制御処理部と、
を備え、
前記微分処理部は、前記出力電圧と前記積分値との差を微分した値を前記微分値として出力し、
前記スイッチ制御処理部は、前記微分値が閾値に達した場合に、前記スイッチをオフ状態に切り替える
電源回路の制御装置。
【請求項７】
前記スイッチ制御処理部は、前記微分値が前記閾値以上となった場合に、前記スイッチをオフ状態に切り替える
請求項６に記載の、電源回路の制御装置。
【請求項８】
前記スイッチ制御処理部は、前記微分値が前記閾値以下となった場合に、前記スイッチをオフ状態に切り替える
請求項６に記載の、電源回路の制御装置。
【請求項９】
電源ラインを介して負荷に電力を供給可能なバッテリと、
前記電源ライン上に位置し、オン状態及びオフ状態のいずれかに切り替え可能なスイッチと、
前記電源ライン上に位置する電力変換回路と、
前記負荷への出力電圧を検出する電圧検出部と、
前記スイッチを切り替え可能な制御装置と、
を備えた電源装置に適用され、
前記制御装置に、
前記出力電圧に応じた微分値を出力する微分処理と、
前記微分処理において出力された前記微分値を、単位時間間隔で定積分した結果である積分値を出力する積分処理と、
前記微分値が閾値に達した場合に、前記スイッチをオフ状態に切り替えるスイッチ制御処理と、
を実行させ、
前記微分処理は、前記出力電圧と前記積分値との差を微分した値を前記微分値として出力する処理である
プログラム。
【請求項１０】
前記スイッチ制御処理は、前記微分値が前記閾値以上となった場合に、前記スイッチをオフ状態に切り替える処理である
請求項９に記載のプログラム。
（【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、電源装置、電源回路の制御装置、及びプログラムに関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されている電源装置は、出力電流の過電流を検出する検出回路を備えている。検出回路は、過電流検出手段と、電圧微分演算手段と、微分値検出手段と、第３論理回路と、を備えている。過電流検出手段は、電源装置の出力電流が過電流であるか否かを検出する。電圧微分演算手段は、電源装置の出力電圧の微分値を算出する。微分値検出手段は、上記微分値が設定値以上であるか否かを検出する。第３論理回路は、過電流を検出し、且つ上記微分値が設定値以上である場合に、負荷異常信号を出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平５－２０７６５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されているような電源装置において、電圧微分演算手段は、ノイズを含めた出力電圧の微分値を算出する。そのため、出力電圧に大きなノイズが重畳した場合に、微分値検出手段がノイズの変動分を包含したかたちで微分値を算出してしまう。その結果、ノイズに起因して第３論理回路が負荷異常信号を誤出力してしまう。その一方で、負荷短絡など、異常が生じた際には、迅速に過電流を遮断する必要があり、ノイズによる誤検知の抑制と、迅速な過電流の遮断と、を両立することが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明は、電源ラインを介して負荷に電力を供給可能なバッテリと、前記電源ライン上に位置し、オン状態及びオフ状態のいずれかに切り替え可能なスイッチと、前記電源ライン上に位置する電力変換回路と、前記負荷への出力電圧を検出する電圧検出部と、前記出力電圧に応じた微分値を出力する微分処理部と、前記微分処理部が出力した前記微分値を、単位時間間隔で定積分した結果である積分値を出力する積分処理部と、前記スイッチをオフ状態に切り替え可能なスイッチ制御処理部と、を備え、前記微分処理部は、前記出力電圧と前記積分値との差を微分した値を前記微分値として出力し、前記スイッチ制御処理部は、前記微分値が閾値に達した場合に、前記スイッチをオフ状態に切り替える電源装置である。
【０００６】
また、本発明は、電源ラインを介して負荷に電力を供給可能なバッテリと、前記電源ライン上に位置し、オン状態及びオフ状態のいずれかに切り替え可能なスイッチと、前記電源ライン上に位置する電力変換回路と、前記負荷への出力電圧を検出する電圧検出部と、を備えた電源回路に適用され、前記出力電圧に応じた微分値を出力する微分処理部と、前記微分処理部が出力した前記微分値を、単位時間間隔で定積分した結果である積分値を出力する積分処理部と、前記スイッチをオフ状態に切り替え可能なスイッチ制御処理部と、を備え、前記微分処理部は、前記出力電圧と前記積分値との差を微分した値を前記微分値として出力し、前記スイッチ制御処理部は、前記微分値が閾値に達した場合に、前記スイッチをオフ状態に切り替える電源回路の制御装置である。
【０００７】
さらに、本発明は、電源ラインを介して負荷に電力を供給可能なバッテリと、前記電源ライン上に位置し、オン状態及びオフ状態のいずれかに切り替え可能なスイッチと、前記電源ライン上に位置する電力変換回路と、前記負荷への出力電圧を検出する電圧検出部と、前記スイッチを切り替え可能な制御装置と、を備えた電源装置に適用され、前記制御装置に、前記出力電圧に応じた微分値を出力する微分処理と、前記微分処理において出力された前記微分値を、単位時間間隔で定積分した結果である積分値を出力する積分処理と、前記微分値が閾値に達した場合に、前記スイッチをオフ状態に切り替えるスイッチ制御処理と、を実行させ、前記微分処理は、前記出力電圧と前記積分値との差を微分した値を前記微分値として出力する処理であるプログラムである。
【０００８】
上記構成によれば、微分処理部は、出力電圧から積分処理部が出力した積分値を減算した差を微分した微分値を出力する。微分処理及び積分処理を経ることにより、積分処理部から出力される積分値は、本来出力されるべき出力電圧、すなわちノイズが重畳していない出力電圧に対して、過去のノイズ成分がある程度反映された値となっている。そして、この積分値を微分処理部の入力にフィードバックすることにより、出力電圧のノイズを抑制できる一方で、連続的な出力電圧の変化は残る。そのため、負荷への出力電圧の異常を検知する際に、ノイズに起因した誤検知を抑制できる。また、一度の検知で異常を検知できるため、迅速に過電流を遮断できる。したがって、電源回路の各素子を保護しやすい。
【発明の効果】
【０００９】
ノイズによる誤検知を抑制しつつ、迅速に過電流を遮断できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、電源装置の構成の概略図である。
図２は、電圧異常検知制御のフロー図である。
図３は、比較例の電源回路を動作させた場合のタイムチャートである。
図４は、実施例の電源回路を動作させた場合のタイムチャートである。
【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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