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公開番号2025108693
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-23
出願番号2025070424,2021077902
出願日2025-04-22,2021-04-30
発明の名称バックアップ電源装置、制御方法及び制御プログラム
出願人新電元工業株式会社
代理人個人,個人
主分類H02M 3/155 20060101AFI20250715BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】部品点数を抑制できる。
【解決手段】電気二重層コンデンサと、第1スイッチング素子と、一端が第1スイッチング素子の他端に接続され、他端が電気二重層コンデンサの他端に接続されたコイルと、一端が第1スイッチング素子の他端に接続された第2スイッチング素子と、入力電圧が第1設定電圧以上の場合に、第1スイッチング素子をスイッチング動作させることにより、電気二重層コンデンサを充電する、第1モードの制御を行い、入力電圧が第1設定電圧未満の場合に、第2スイッチング素子をスイッチング動作させることにより、電気二重層コンデンサを放電させる、第2モードの制御を行う、制御部と、を備える。制御部は、第1モードにおいて、第2スイッチング素子を同期整流素子としてスイッチング動作させ、第2モードにおいて、第1スイッチング素子を同期整流素子としてスイッチング動作させる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１モードで電圧を降圧し第２モードで前記電圧を昇圧するバックアップ電源装置を制御する制御部であって、
前記制御部は、バッテリ電圧低下監視部と、モード切替タイミング調整部と、スイッチング周波数設定部と、スイッチング電流検出部と、電流情報検出部と、オンオフ制御部と、を備え、
前記バッテリ電圧低下監視部は、バッテリ電圧が第１設定電圧未満に低下したか否かを監視し、前記バッテリ電圧が第１設定電圧未満の場合には、ハイレベルの信号を出力し、前記バッテリ電圧が第１設定電圧以上の場合には、ローレベルの信号を出力し、
前記モード切替タイミング調整部は、前記バッテリ電圧低下監視部からの出力信号に基づいて、前記第１モード又は前記第２モードを表すモード信号を、スイッチング周期の先頭のタイミングで切り替え、
前記スイッチング周波数設定部は、前記モード信号に基づいて、スイッチング周波数を表す周期パルス信号を出力し、
前記スイッチング電流検出部は、前記第１モードでは、前記昇圧回路に含まれる第２スイッチング素子に流れる電流がゼロに達した又は反転したときに、反転検出信号を前記オンオフ制御部に出力し、前記第２モードでは、前記昇圧回路に含まれる第１スイッチング素子に流れる電流がゼロに達した又は反転したときに、反転検出信号を出力し、
前記電流情報検出部は、前記第１モードの場合は、前記第１スイッチング素子の電流を検出し、前記第２モードの場合は、前記第２スイッチング素子の電流を検出して、電流情報信号として出力し、
前記オンオフ制御部は、前記周期パルス信号、前記反転検出信号、及び／又は、前記電流情報信号に基づいて、前記第１モード時には、前記第１スイッチング素子を主スイッチング素子として動作させるとともに、前記第２スイッチング素子を同期整流素子として動作させ、第２モード時には、前記第２スイッチング素子を主スイッチング素子として動作させるとともに、前記第１スイッチング素子を同期整流素子として動作させる
ことを特徴とするバックアップ電源装置に含まれる制御部。
続きを表示（約 220 文字）【請求項２】
請求項1に記載のバックアップ電源装置に含まれる制御部は、
第1レベルシフト部と、第２レベルシフト部と、を備え、
第1レベルシフト部は、前記電圧をグランドレベルの電圧にレベルシフトして、前記スイッチング電流検出部に出力し、
第２レベルシフト部は、前記電圧を前記グランドレベルの電圧にレベルシフトして、前記電流情報検出部に出力する
ことを特徴とするバックアップ電源装置に含まれる制御部。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックアップ電源装置、制御方法及び制御プログラムに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
車両は、バッテリ（例えば、補機バッテリ）の電力を利用して動作する種々の機器を搭載している。特許文献１には、交通事故等によりバッテリが電力を出力できなくなった場合であっても上記機器を動作させるための、バックアップ電源装置が記載されている。
【０００３】
特許文献１記載のバックアップ電源装置は、昇圧回路と降圧回路とで、コイルを共用する。つまり、昇圧回路と降圧回路とは、昇降圧回路を構成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第６６４３５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１記載のバックアップ電源装置は、電気二重層コンデンサから端子部への電流出力経路として、昇圧回路から端子部への方向を順方向として接続された出力整流素子を備える。しかしながら、部品点数を抑制することが望ましい。
【０００６】
本発明は、部品点数を抑制できるバックアップ電源装置、制御方法及び制御プログラム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】
【０００７】
本発明の一態様のバックアップ電源装置は、
入力端子と、出力端子と、前記出力端子に電気的に接続された接続点と、アノードが前記入力端子に電気的に接続され、カソードが前記接続点に電気的に接続された入力整流素子と、を有する端子部と、
一端が基準電位に電気的に接続された電気二重層コンデンサと、
一端が前記接続点に電気的に接続された第１スイッチング素子と、
一端が前記第１スイッチング素子の他端に電気的に接続され、他端が前記電気二重層コンデンサの他端に電気的に接続されたコイルと、
一端が前記第１スイッチング素子の他端及び前記コイルの一端に電気的に接続され、他端が基準電位に電気的に接続された第２スイッチング素子と、
前記入力端子に入力される入力電圧が予め定められた第１設定電圧以上の場合に、前記第１スイッチング素子に流れる電流及び前記電気二重層コンデンサの充電電圧に基づいて、前記第１スイッチング素子をスイッチング動作させることにより、前記第１スイッチング素子及び前記コイルを降圧回路として動作させて前記電気二重層コンデンサを充電する、第１モードの制御を行い、前記入力電圧が前記第１設定電圧未満の場合に、前記第２スイッチング素子に流れる電流及び前記出力端子から出力される出力電圧に基づいて、前記第２スイッチング素子をスイッチング動作させることにより、前記第２スイッチング素子及び前記コイルを昇圧回路として動作させて前記電気二重層コンデンサを放電させる、第２モードの制御を行う、制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記第１モードにおいて、前記第２スイッチング素子を前記降圧回路の同期整流素子としてスイッチング動作させ、前記第２モードにおいて、前記第１スイッチング素子を前記昇圧回路の同期整流素子としてスイッチング動作させる、
ことを特徴とする。
【０００８】
前記バックアップ電源装置において、
前記制御部は、
前記第１モードにおいて、前記第２スイッチング素子に流れる電流がゼロになる又は反転するタイミングで、前記第２スイッチング素子をオフにし、前記第２モードにおいて、前記第１スイッチング素子に流れる電流がゼロになる又は反転するタイミングで、前記第１スイッチング素子をオフにする、
ことを特徴とする。
【０００９】
前記バックアップ電源装置において、
前記制御部は、
前記第２モードのスイッチング周波数を、前記第１モードのスイッチング周波数よりも高い周波数にする、
ことを特徴とする。
【００１０】
前記バックアップ電源装置において、
前記制御部は、
前記電気二重層コンデンサの充電電圧と前記電気二重層コンデンサの目標充電電圧との誤差を検出する第１エラーアンプと、
前記出力電圧と前記出力電圧の目標電圧との誤差を検出する第２エラーアンプと、
を有し、
前記第１モードにおいて、前記第１エラーアンプを使用して前記電気二重層コンデンサの充電電圧を制御し、前記第２モードにおいて、前記第２エラーアンプを使用して前記出力電圧を制御する、
ことを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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