JP6965588B2 - Electronic device - Google Patents
Electronic device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6965588B2 JP6965588B2 JP2017117932A JP2017117932A JP6965588B2 JP 6965588 B2 JP6965588 B2 JP 6965588B2 JP 2017117932 A JP2017117932 A JP 2017117932A JP 2017117932 A JP2017117932 A JP 2017117932A JP 6965588 B2 JP6965588 B2 JP 6965588B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- booster circuit
- switch
- turned
- main relay
- filter capacitor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
この明細書の開示は、コンデンサを有する昇圧回路を備えた電子装置に関する。 The disclosure of this specification relates to an electronic device including a booster circuit having a capacitor.
負荷に対して電源電圧以上の電圧を印加するために、昇圧回路を備えた電子装置がある。例えば、特許文献1には、インダクタとコンデンサとで入力電圧の昇圧を実現する昇圧回路が開示されている。
There are electronic devices equipped with a booster circuit to apply a voltage higher than the power supply voltage to the load. For example,
このような昇圧回路を備えた電子装置にあっては、昇圧回路を構成する昇圧コンデンサとデカップリングコンデンサ(フィルタコンデンサ)が、電源ライン−グランド間に並列に接続される場合がある。フィルタコンデンサは、直流電源の電圧変動を抑制するほか、ノイズの低減などの目的で、電源ラインとグランドレベルとの間に挿入される。 In an electronic device provided with such a booster circuit, a booster capacitor and a decoupling capacitor (filter capacitor) constituting the booster circuit may be connected in parallel between the power supply line and the ground. The filter capacitor is inserted between the power supply line and the ground level for the purpose of suppressing voltage fluctuations of the DC power supply and reducing noise.
例えば車両において、昇圧コンデンサを含む昇圧回路を備えた電子装置が採用されるとき、昇圧回路への電圧の入力を制御するメインリレーがオンされ、電力の供給が開始された直後に、フィルタコンデンサおよび昇圧コンデンサに突入電流が流れることがある。フィルタコンデンサおよび昇圧コンデンサの静電容量によっては、この突入電流がメインリレーの定格を超えてしまう虞がある。 For example, in a vehicle, when an electronic device equipped with a booster circuit including a booster capacitor is adopted, the filter capacitor and the filter capacitor and immediately after the main relay for controlling the voltage input to the booster circuit is turned on and the power supply is started. Inrush current may flow through the step-up capacitor. Depending on the capacitance of the filter capacitor and booster capacitor, this inrush current may exceed the rating of the main relay.
そこで、この明細書の開示は上記問題点に鑑み、突入電流を抑制することのできる電子装置を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above problems, the disclosure of this specification aims to provide an electronic device capable of suppressing an inrush current.
ここに開示される発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。 The invention disclosed herein employs the following technical means in order to achieve the above object. The scope of claims and the reference numerals in parentheses described in this section indicate the correspondence with the specific means described in the embodiments described later as one embodiment, and limit the technical scope of the invention. It is not something to do.
上記目的を達成するために、この明細書に開示される電子装置は、出力端子(P)と基準電位との間に昇圧コンデンサ(11)が挿入された昇圧回路(10)と、昇圧回路の入力端子(Q)への電源の供給を制御するメインリレースイッチ(20)と、昇圧回路の入力端子とメインリレースイッチとの中間点と基準電位との間に挿入されたフィルタコンデンサ(30)と、を備える電子装置であって、フィルタコンデンサが接続された中間点と昇圧回路の入力端子との間に、フィルタコンデンサと昇圧回路との電気的な接続を分離する分離スイッチ(40)と、メインリレースイッチと分離スイッチのオンオフを制御する制御部(50)を備える。開示のひとつにおいて、制御部は、イグニッションスイッチ(200)がオンされるとき、昇圧回路の出力電圧が所定の第1閾値(Vth1)以下であることを条件に、フィルタコンデンサにおける電源ライン側の電圧が所定の第2閾値(Vth2)以上の条件を満たすまで、分離スイッチをオフするとともに、メインリレースイッチをオンする第1の処理を実行し、第1の処理の実行後に、フィルタコンデンサにおける電源ライン側の電圧が所定の第3閾値(Vth3)を下回る条件を満たすまで、メインリレースイッチをオフするとともに、分離スイッチをオンする第2の処理を実行し、昇圧回路の出力電圧が所定の第4閾値(Vth4)より高いことを条件に、分離スイッチをオンするとともに、メインリレースイッチをオンし、昇圧回路を介して昇圧動作を行い、昇圧回路の出力電圧が第4閾値を超えるまで、第1の処理と第2の処理とを繰り返し実行する。開示の他のひとつにおいて、制御部は、イグニッションスイッチ(200)がオンされるとき、昇圧回路の出力電圧が所定の第1閾値(Vth1)以下であることを条件に、所定の時間間隔を有する第1期間(T1)が経過するまで、分離スイッチをオフするとともに、メインリレースイッチをオンする第3の処理を実行し、第3の処理の実行後に、所定の時間間隔を有する第2期間(T2)が経過するまで、メインリレースイッチをオフするとともに、分離スイッチをオンする第4の処理を実行し、昇圧回路の出力電圧が所定の第4閾値(Vth4)より高いことを条件に、分離スイッチをオンするとともに、メインリレースイッチをオンし、昇圧回路を介して昇圧動作を行い、昇圧回路の出力電圧が第4閾値を超えるまで、第3の処理と第4の処理とを繰り返し実行する。 In order to achieve the above object, the electronic devices disclosed in this specification include a booster circuit (10) in which a booster capacitor (11) is inserted between an output terminal (P) and a reference potential, and a booster circuit. A main relay switch (20) that controls the supply of power to the input terminal (Q), and a filter capacitor (30) inserted between the midpoint between the input terminal of the booster circuit and the main relay switch and the reference potential. An electronic device including, a separation switch (40) that separates the electrical connection between the filter capacitor and the booster circuit between the midpoint to which the filter capacitor is connected and the input terminal of the booster circuit, and the main. A control unit (50) for controlling on / off of a relay switch and a separation switch is provided. In one of the disclosures, the control unit measures the voltage on the power supply line side of the filter capacitor on the condition that the output voltage of the booster circuit is equal to or less than a predetermined first threshold (Vth1) when the ignition switch (200) is turned on. Is the condition of the predetermined second threshold value (Vth2) or more, the separation switch is turned off and the main relay switch is turned on. Until the condition that the side voltage falls below the predetermined third threshold value (Vth3) is satisfied, the main relay switch is turned off and the separation switch is turned on. The second process is executed, and the output voltage of the booster circuit is the predetermined fourth. On condition that it is higher than the threshold value (Vth4), the separation switch is turned on, the main relay switch is turned on, the boosting operation is performed via the booster circuit, and the first step is performed until the output voltage of the booster circuit exceeds the fourth threshold value. And the second process are repeatedly executed. In another one of the disclosures, the control unit has a predetermined time interval when the ignition switch (200) is turned on, provided that the output voltage of the booster circuit is equal to or less than a predetermined first threshold (Vth1). Until the first period (T1) elapses, the separation switch is turned off and the main relay switch is turned on. The third process is executed, and after the execution of the third process, the second period (with a predetermined time interval) Until T2) elapses, the main relay switch is turned off and the separation switch is turned on. The fourth process is executed, and the separation is performed on condition that the output voltage of the booster circuit is higher than the predetermined fourth threshold value (Vth4). The switch is turned on, the main relay switch is turned on, the boosting operation is performed via the booster circuit, and the third process and the fourth process are repeatedly executed until the output voltage of the booster circuit exceeds the fourth threshold value. ..
これによれば、フィルタコンデンサと昇圧回路を電気的に分離することができるので、例えばメインリレースイッチをオンするときに分離スイッチによってフィルタコンデンサと昇圧コンデンサとを電気的に切断しておくことで、昇圧コンデンサへの突入電流に流入を抑制可能な構成を実現することができる。 According to this, the filter capacitor and the booster circuit can be electrically separated. For example, when the main relay switch is turned on, the filter capacitor and the booster capacitor can be electrically separated by the separation switch. It is possible to realize a configuration in which the inflow to the inrush current to the boosting capacitor can be suppressed.
以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても形態同士を部分的に組み合せることも可能である。 Hereinafter, a plurality of modes for carrying out the present disclosure will be described with reference to the drawings. In each form, the same reference numerals may be attached to the parts corresponding to the matters described in the preceding forms, and duplicate explanations may be omitted. When only a part of the configuration is described in each form, the other forms described above can be applied to the other parts of the configuration. Not only the combinations of the parts that clearly indicate that each form can be combined, but also the forms can be partially combined even if the combination is not specified if there is no problem in the combination. It is possible.
(第1実施形態)
最初に、図1を参照して、本実施形態に係る電子装置の概略構成について説明する。以下の説明において、スイッチがオンするとはその両端を通電させることを意味し、スイッチがオフとするとはその両端が電気的に切断されることを意味する。
(First Embodiment)
First, the schematic configuration of the electronic device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In the following description, turning on the switch means energizing both ends thereof, and turning off the switch means electrically disconnecting both ends thereof.
本実施形態における電子装置は、例えば車両に搭載され、インジェクタの制御に係る電圧を発生させるための電源回路の一部を構成する。 The electronic device in the present embodiment is mounted on a vehicle, for example, and constitutes a part of a power supply circuit for generating a voltage related to control of an injector.
図1に示すように、電子装置100は、イグニッションスイッチ200のオンにより入力されるバッテリ電圧VBが入力され、昇圧されて出力電圧Voutを出力する装置である。なお、図1では、バッテリ電圧VBと電子装置100とがイグニッションスイッチ200を介して直接的に接続されるように図示しているが、イグニッションスイッチ200のオンに基づいて電子装置100に入力電圧としてのバッテリ電圧VBが供給されるようになっていれば足りる。
As shown in FIG. 1, the
電子装置100は、昇圧回路10と、メインリレースイッチ20と、フィルタコンデンサ30と、分離スイッチ40と、制御部50と、を備えている。
The
昇圧回路10は、昇圧コンデンサ11と、インダクタ12と、昇圧スイッチング素子13と、ダイオード14とを有するとともに、後述の分離スイッチ40の設置にともなってダイオード15を備えている。
The
昇圧コンデンサ11は、例えば負極側が基準電位であるGNDに接続され、正極側が出力端子Pと同電位にされている。インダクタ12は、ダイオード14を介して昇圧コンデンサ11の正極側端子に接続されている。ダイオード14は、インダクタ12から昇圧コンデンサ11に向かって順方向である。すなわち、インダクタ12、ダイオード14、昇圧コンデンサ11は、この順で昇圧回路10の入力端子Qと基準電位であるGNDとの間で直列に接続されているのであり、ダイオード14と昇圧コンデンサ11との間の中間点が昇圧回路10の出力端子Pとなっている。
For example, the step-up capacitor 11 is connected to GND whose negative electrode side is a reference potential, and its positive electrode side has the same potential as the output terminal P. The
昇圧スイッチング素子13は例えばMOSトランジスタである。昇圧スイッチング素子13はインダクタ12とダイオード14との中間点とGNDとの間に接続されている。
The step-
以上説明した、昇圧コンデンサ11、インダクタ12、昇圧スイッチング素子13およびダイオード14により構成される回路は一般的に知られた昇圧回路である。昇圧回路10は、入力端子Qに入力される電圧に対して、昇圧スイッチング素子13をオンにすることによるインダクタ12へのエネルギの蓄積と、昇圧スイッチング素子13をオフにすることによるインダクタ12のエネルギの解放に伴う昇圧コンデンサ11への電荷の蓄積により、出力端子Pでの昇圧を実現する。
The circuit composed of the step-up capacitor 11, the
なお、ダイオード15は、後述の分離スイッチ40をオフにした際のインダクタに蓄えられたエネルギによって発生する還流電流を流すために、昇圧回路10の入力端子Qと基準電位であるGNDとの間に接続されている。ダイオード15は昇圧回路10に含まれている必要はなく、昇圧回路10の外部において別途設けられる態様とされても良い。
The
メインリレースイッチ20は、2つのスイッチング素子21,22により構成されている。本実施形態におけるスイッチング素子11およびスイッチング素子12は、いずれもMOSトランジスタである。メインリレースイッチ20は、イグニッションスイッチ200と昇圧回路10の間に挿入されており、イグニッションスイッチ200がオンの状態で、2つのスイッチング素子21,22が同時にオンされることによってバッテリから電流が供給されるようになっている。なお、MOSトランジスタではドレイン−ソース間に寄生ダイオードが形成される。本実施形態における2つのスイッチング素子21,22は、ともにNチャネルMOSトランジスタであり、ドレイン端子が互いに接続されることによって、寄生ダイオードの順方向が互いに対向するように設置されている。これにより、意図しないバッテリの逆接続に対して意図しない大電流が流れないようになっている。メインリレースイッチ20よりもイグニッションスイッチ200側に接続されたツェナーダイオード23も同様の目的で設置されている。
The
フィルタコンデンサ30は、いわゆるデカップリングコンデンサであり、昇圧回路10の入力端子Qとメインリレースイッチ20との中間点と、基準電位GNDとの間に挿入されている。すなわち、フィルタコンデンサ30は、昇圧回路10にバッテリ電圧VBを印加するための電源ラインと基準電位間に接続されている。フィルタコンデンサ30は、電源ラインの電位に基づいた電荷が蓄積可能な状態になっており、バッテリ電圧VB(直流電源)の電圧変動などが生じた場合でも、昇圧回路10の入力端子Qにおける電圧変動を抑制する効果を奏し、また、ノイズの低減に対しても有効である。なお、フィルタコンデンサ30の静電容量は、昇圧コンデンサ11の静電容量よりも小さくされている。
The
分離スイッチ40は、MOSトランジスタであり、昇圧回路10とメインリレースイッチ20との間に介在している。フィルタコンデンサ30は、メインリレースイッチ20と分離スイッチ40の中間点とGNDとの間に挿入されている。分離スイッチ40は、これがオフされることによってメインリレースイッチ20と昇圧回路10とを電気的に分離することが可能になっている。
The
制御部50は、各スイッチング素子の駆動を制御する部分である。具体的には、制御部50は、メインリレースイッチ20を構成するスイッチング素子11,12のゲート端子、昇圧スイッチング素子13のゲート端子、分離スイッチ40のゲート端子に各スイッチのオンオフを制御するためのゲート電圧を印加可能に接続されている。また、制御部50は、昇圧コンデンサ11の正極側の電圧Vaと、フィルタコンデンサ30の正極側の電圧Vbが入力されている。本実施形態では、電圧Vaは出力電圧Voutに等しく、電圧Vbはメインリレースイッチ20と分離スイッチ40の中間点の電圧である。
The
制御部50は、電圧Vaおよび電圧Vbの値に基づいて各スイッチ13,21,22,40のオンオフを制御する。
The
次に、図2および図3を参照して、本実施形態に係る電子装置100の動作について説明する。とくに、制御部50の制御について説明する。
Next, the operation of the
図2に示すように、先ず、ステップS101が実行される。ステップS101は、制御部50が、イグニッションスイッチ200がオンされているか否かを判定するステップである。イグニッションスイッチ200がオンされていればステップS102に進む。なお、イグニッションスイッチ200がオフ状態の場合には、ステップS102以降に進まない。
As shown in FIG. 2, first, step S101 is executed. Step S101 is a step in which the
ステップS102は、制御部50が、昇圧回路10の出力電圧Vout、すなわち、昇圧コンデンサ11の正極側の電圧Vaが第1閾値Vth1以下であるか否かを判定するステップである。Va≦Vth1の条件を満たすときにはステップS102がYES判定となり、ステップS103に進む。Va>Vth1のときにはステップS109に進んで通常通りの昇圧動作に移行するが、詳細は追って説明する。
Step S102 is a step in which the
ステップS103は、制御部50が分離スイッチ40をオフするステップである。ステップS103の実行タイミングは、図3に示す時刻t1に相当する。
Step S103 is a step in which the
次いで、ステップS104が実行される。ステップS104は、制御部50がメインリレースイッチ20をオンするステップである。ステップS104は、ステップS103の実行タイミングの直後に、若干の時間差をもって実行されるが、便宜上、図3においては時刻t1に実行されるように記載している。
Then step S104 is executed. Step S104 is a step in which the
分離スイッチ40がオフされた状態でメインリレースイッチ20がオンされると、バッテリ電圧VBは昇圧回路10の入力端子Qに印加されず、フィルタコンデンサ30にのみ電荷の蓄積が行われる。バッテリからフィルタコンデンサ30への電流の供給により、メインリレースイッチ20に流れる電流が増加するとともに、フィルタコンデンサ30の正極の電圧Vaが増加していく。
When the
次いで、ステップS105が実行される。ステップS105は、制御部50が、フィルタコンデンサ30の正極側の電圧Vbが第2閾値Vth2以上であるか否かを判定するステップである。Vb≧Vth2を満たすときYES判定となる。本実施形態における第2閾値Vth2はバッテリ電圧VBと同一に設定されている。つまり、フィルタコンデンサ30がフル充電されるとステップS105がYES判定になる。一方、NO判定の場合には先のステップに進まず、ステップS105を繰り返す。すなわち、現状を維持する。
Then step S105 is executed. Step S105 is a step in which the
フィルタコンデンサ30の正極側の電圧Vbが第2閾値Vth2以上になると、ステップS106が実行される。図3においてVb≧Vth2を満たすのは時刻t2の時点であり、ステップS106の実行によりメインリレースイッチ20がオフされる。
When the voltage Vb on the positive electrode side of the
次いで、ステップS107が実行される。ステップS107は、制御部50が分離スイッチ40をオンしてフィルタコンデンサ30と昇圧回路10とを電気的に接続するステップである。ステップS107は、ステップS106の実行後、所定のフィルタ時間後に実行されるのであり、その実行タイミングは、図3における時刻t3に相当する時刻である。
Then step S107 is executed. Step S107 is a step in which the
メインリレースイッチ20がオフされた状態、かつ、フィルタコンデンサ30に電荷が蓄積された状態で分離スイッチ40がオンされると、フィルタコンデンサ30から昇圧コンデンサ11に電荷が移動する。このため、分離スイッチ40には電流が流れ、フィルタコンデンサの蓄積電荷量は減少する。すなわち、電圧Vbは減少する。一方、昇圧コンデンサ11の正極側の電圧Va(=Vout)は上昇する。
When the
次いで、ステップS108が実行される。ステップS108は、制御部50が、フィルタコンデンサ30の正極側の電圧Vbが第3閾値Vth3を下回ったか否かを判定するステップである。Vb<Vth3を満たすときYES判定となる。フィルタコンデンサ30から昇圧コンデンサ11に電荷が移動することによりVbが減少するが、所定値(第3閾値)より小さな値まで減少した時点でステップS102に戻る。Vb≧Vth3の条件では現状を維持してステップS108を繰り返す。
Then step S108 is executed. Step S108 is a step in which the
図3に示す時刻t4のように、Vb<Vth3を満たすとき、ステップS108はYES判定となり、制御部50は、昇圧回路10の出力電圧であるVout(=Va)が所定の第4閾値以上の電圧に昇圧されているか否かを確認するステップを実行する。本実施形態では第4閾値Vth4を第1閾値Vth1と同一に設定していることを想定し、当該ステップはステップS102と同一である。すなわち、制御フローはステップS102に戻る。ここで、突入電流が許容される電流値に収まる程度に、出力端子Pの電位が高くなっていれば、すなわち、Va>Vth4(=Vth1)を満たせば、ステップS109に進んで通常の昇圧動作に移行する。
When Vb <Vth3 is satisfied as in the time t4 shown in FIG. 3, the determination in step S108 is YES, and the
一方、例えば図3に示す例にあっては、時刻t4においてVb<Vth3を満たし、制御フローはステップS102に戻るが、時刻t4においてはVa>Vth1を満たさないから、ステップS102はYES判定となり、制御部50は、ステップS103〜ステップS107を再び実行する。
On the other hand, in the example shown in FIG. 3, for example, Vb <Vth3 is satisfied at time t4, and the control flow returns to step S102, but Va> Vth1 is not satisfied at time t4, so step S102 is determined to be YES. The
2回目のステップS108においてYES判定となるのは時刻t7の時点である。制御フローはステップS102に戻るが、時刻t7においてもVa>Vth1を満たさないから、3回目のステップS103〜ステップS107が実行される。時刻t7において分離スイッチ40のオフ操作とメインリレースイッチ20のオン操作が行われ、フィルタコンデンサ30の充電がなされる。そして、フィルタコンデンサ30の正極側の電圧Vbが第2閾値Vth2に達した時刻t8においてメインリレースイッチ20がオフされ、フィルタ時間後の時刻t9において分離スイッチ40がオンされる。この結果、時刻t10において、昇圧コンデンサ11の正極側の電圧Vaが第1閾値Vth1を超える。
In the second step S108, the YES determination is made at time t7. The control flow returns to step S102, but Va> Vth1 is not satisfied even at time t7, so the third steps S103 to S107 are executed. At time t7, the
その後、ステップS108が実行され、時刻t11においてVb<Vth3を満たすから、ステップS102に戻るが、時刻t10以降はVout(=Va)>Vth1であり、ステップS102はNO判定となる。つまり、制御フローはステップS109に進む。 After that, step S108 is executed, and since Vb <Vth3 is satisfied at time t11, the process returns to step S102, but after time t10, Vout (= Va)> Vth1 and step S102 is determined as NO. That is, the control flow proceeds to step S109.
ステップS109は、制御部50がメインリレースイッチ20をオンにするステップである。さらにステップS110が実行される。ステップS110は、制御部50が分離スイッチ40をオンにするステップである。ステップS109およぶステップS110を経ることにより、バッテリ電圧Vbが直接的に昇圧回路10の入力端子Qに入力されるようになる。続いて、制御部50はステップS111を実行する。ステップS111は、制御部50が昇圧スイッチング素子13のオンオフを制御して昇圧動作を行うステップである。ステップS111を経ることにより、電子装置100は、所望の電圧値を出力することができる。例えば図3に示す例では、時刻t12において昇圧スイッチング素子13の周期的なオンオフ動作が開始して昇圧が行われる。
Step S109 is a step in which the
次に、本実施形態に係る電子装置100が採用されることによる作用効果について説明する。
Next, the action and effect of adopting the
電子装置100は、昇圧回路10とメインリレースイッチ20との間に分離スイッチ40を備えているので、昇圧回路10とメインリレースイッチ20とを電気的に分離することができる。この電気的な分離により、メインリレースイッチ20がオンされた場合でも、昇圧コンデンサ11への突入電流の流入を防止することができる。
Since the
分離スイッチ40をオフして昇圧回路10を分離した状態でメインリレースイッチ20をオンするとバッテリ電圧VBに起因する電流はフィルタコンデンサ30を流れ、昇圧コンデンサ11への突入電流を抑制できる。とくに、昇圧コンデンサ11はフィルタコンデンサ30よりも静電容量が大きく設定されることが多く、この場合は昇圧コンデンサ11への突入電流が大きくなるため、本実施形態のように昇圧回路10を分離した状態でメインリレースイッチ20をオンすることは、昇圧回路10の突入電流の耐性を向上する点で有効である。
When the
そして、フィルタコンデンサ30が所定の充電量に達したときにメインリレースイッチ20をオフしたうえで分離スイッチ40をオンするので、バッテリ電圧VBを直接的に昇圧コンデンサ11に接続することなく、フィルタコンデンサ30の電荷を昇圧コンデンサ11に転送することができる。すなわち、フィルタコンデンサ30は昇圧コンデンサ11に対する緩衝となる。
Then, when the
このように、分離スイッチ40による分離と接続を繰り返すことによって、昇圧コンデンサ11へのバッテリからの直接的な電流の流入を防止しつつ、段階的に昇圧コンデンサ11に充電することができる。つまり、昇圧コンデンサ11への突入電流を抑制することができ、昇圧回路10の電気的な信頼性を向上することができる。
By repeating the separation and connection by the
なお、電子装置100が昇圧動作を開始した後は、イグニッションスイッチ200がオフされるまでは、昇圧回路10の出力電圧Vout(=Va)が第1閾値Vth1を下回った場合であっても、分離スイッチ40がオンされた状態を維持することが好ましい。例えばバッテリの瞬断やノイズによってVoutがVth1を下回ったとき、バッテリと昇圧回路10とが意図せず切断されてしまうと、昇圧動作が維持されずにVoutが維持できない虞があるためである。
After the
(第2実施形態)
上記した実施形態では、分離スイッチ40とメインリレースイッチ20のオンオフのトリガが、フィルタコンデンサ30の正極側の電圧Vbに依存する例について説明した。つまり、電圧Vbと閾値電圧Vth2およびVth3との関係に基づいて分離スイッチ40とメインリレースイッチ20のオンオフが制御される例について説明した。
(Second Embodiment)
In the above embodiment, an example in which the on / off trigger of the
一方、本実施形態における制御部50は、タイマを有し、時間に基づいて分離スイッチ40とメインリレースイッチ20のオンオフを制御する。図4および図5を参照して、本実施形態における電子装置100の動作について説明する。以下、主に第1実施形態との相違点について説明していく。
On the other hand, the
図4に示すように、制御部50は、ステップS201を実行してイグニッションスイッチ200のオンオフの状態を判定する。このステップは第1実施形態におけるステップS101と同様である。
As shown in FIG. 4, the
次いで、制御部50は、ステップS202を実行して昇圧コンデンサ11の正極側の電圧、すなわち、昇圧回路10の出力電圧Voutが第1閾値Vth1以下であるか否かを判定する。このステップは第1実施形態におけるステップS102と同様である。ここで、Voutの電圧がVth1を超えていれば過剰な突入電流は流れないため、ステップS209に進む。ステップS209〜ステップS211は第1実施形態におけるステップS109〜ステップS111に相当する昇圧動作である。一方、ステップS202においてVout≦Vth1を満たせばYES判定となり、ステップS203に進む。
Next, the
ステップS203およびステップS204は、それぞれステップS103およびステップS104と同様であり、分離スイッチ40がオフ状態にされ、メインリレースイッチ20がオンにされる。ステップS203およびステップS204の実行タイミングは、図5に示す時刻t1に相当する。時刻t1にメインリレースイッチ20がオンされると、フィルタコンデンサ30への電荷の蓄積が開始され、電圧Vbが上昇する。
Step S203 and step S204 are the same as in step S103 and step S104, respectively, and the
ステップS204の後、制御部50は、ステップS205を実行する。ステップS205は、制御部50が、ステップS204が実行されてから所定の時間T1が経過したか否かを判定するステップである。所定時間T1は、分離スイッチ40がオフの状態でフィルタコンデンサ30がフル充電、あるいはフル充電相当に蓄電される時間に基づいて決定されるのであり、例えばフィルタコンデンサ30特有の時定数に基づく。所定時間T1は特許請求の範囲に記載の第1期間に相当する。
After step S204, the
時刻t1から所定時間T1が経過した時刻t2において、ステップS206が実行され、続いてステップS207が実行される。 At time t2, when a predetermined time T1 has elapsed from time t1, step S206 is executed, and then step S207 is executed.
ステップS206およびステップS207は、それぞれステップS106およびステップS107と同様であり、メインリレースイッチ20がオフ状態にされ、分離スイッチ40がオンにされる。ステップS203の実行タイミングは、図5に示す時刻t2に相当し、ステップS204の実行タイミングは、図5に示す時刻t3に相当する。時刻t3に分離スイッチ40がオンされると、フィルタコンデンサ30の電荷が昇圧コンデンサ11に転送され、電圧Va(=Vout)が上昇する。
Step S206 and step S207 are the same as in step S106 and step S107, respectively, and the
次いで、制御部50は、ステップS208を実行する。ステップS208は、制御部50が、ステップS207が実行されてから所定の時間T2が経過したか否かを判定するステップである。所定時間T2は、メインリレースイッチ20がオフの状態でフィルタコンデンサ30から昇圧コンデンサ11へ電荷が転送される時間に基づいて決定されるのであり、例えばフィルタコンデンサ30特有の時定数および昇圧コンデンサ11特有の時定数に基づく。所定時間T2は特許請求の範囲に記載の第2期間に相当する。
Next, the
ステップS203からステップS208の各ステップは、ステップS202がNO判定になるまで繰り返される。すなわち、昇圧回路10の出力電圧Voutが所定の第4閾値(本実施形態では第1閾値と同値)を超えるまで、フィルタコンデンサ30への蓄電と昇圧コンデンサ11への転送の動作が繰り返される。図5に示す例では、時刻t4から時刻t5までの間の時間はT1であり、時刻t6から時刻t7までの間の時間はT2である。また、時刻t7から時刻t8までの間の時間はT1であり、時刻t9から時刻t11までの間の時間はT2である。
Each step from step S203 to step S208 is repeated until step S202 is determined to be NO. That is, until the output voltage Vout of the
この例では、時刻t10において、Vout>Vth1となるので、時刻t10以降はステップS202がNO判定となり、ステップS209に進む。よって、時刻t11以降はメインリレースイッチ20および分離スイッチ40がともにオンとなり、時刻t12において制御部50が通常の昇圧動作を開始する。
In this example, since Vout> Vth1 at time t10, step S202 is determined to be NO after time t10, and the process proceeds to step S209. Therefore, after the time t11, both the
このように、本実施形態では、フィルタコンデンサ30の正極側電圧によらず、フィルタコンデンサ30の蓄電と、昇圧コンデンサ11への電荷の転送を行うことができるのであり、第1実施形態に較べて制御部50の処理付加を軽減しつつ、昇圧コンデンサ11への突入電流を抑制することによる昇圧回路10の電気的な信頼性を向上することができる。
As described above, in the present embodiment, the storage of the
(その他の実施形態)
以上、好ましい実施形態について説明したが、上記した実施形態になんら制限されることなく、この明細書に開示する主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
(Other embodiments)
Although the preferred embodiment has been described above, it is possible to carry out various modifications without being limited to the above-described embodiment without departing from the gist disclosed in this specification.
上記した各実施形態では、昇圧動作に移行する条件として、ステップS108あるいはステップS208の実行後にVoutと第1閾値Vth1とを比較する例について示したが、ここで採用される閾値は、ステップS103あるいはステップS203の実行条件として用いられる第1閾値Vth1である必要はなく、別値の第4閾値Vth4を採用することができる。 In each of the above-described embodiments, as a condition for shifting to the boosting operation, an example of comparing Vout with the first threshold value Vth1 after the execution of step S108 or step S208 has been shown, but the threshold value adopted here is step S103 or It is not necessary that the first threshold value Vth1 is used as the execution condition of step S203, and a fourth threshold value Vth4 having a different value can be adopted.
また、上記した各実施形態では、昇圧コンデンサ11の静電容量が、フィルタコンデンサ30よりも大きい例を想定した。しかしながら、昇圧コンデンサ11とフィルタコンデンサ30の静電容量の大小は限定されるものではない。フィルタコンデンサ30の静電容量が昇圧コンデンサ11と同一あるいは大きい場合でも、電子装置100が分離スイッチ40を有することにより、昇圧回路10側への突入電流の流入を抑制することができる。ただし、昇圧コンデンサ11の静電容量がフィルタコンデンサ30よりも大きい場合には、突入電流が昇圧回路10側に大きく流れるので、分離スイッチ40を備えることによる突入電流の抑制効果は、昇圧コンデンサ11の静電容量がフィルタコンデンサ30よりも大きい場合に、より効果的である。
Further, in each of the above-described embodiments, it is assumed that the capacitance of the step-up capacitor 11 is larger than that of the
上記した各実施形態では、スイッチング素子21,22、分離スイッチ40および昇圧スイッチング素子13にMOSトランジスタを採用する例について説明したが、スイッチングの機能を有していればMOSトランジスタに限定されるものではない。これらスイッチには、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタやバイポーラトランジスタを採用することもできる。
In each of the above-described embodiments, an example in which a MOS transistor is used for the
上記実施形態の制御部50の機能は、例えばECUによって果たすことができる。しかし、制御部50の機能を発揮する構成は、例えば車両に搭載された種々の演算装置、又は車両と通信可能に設けられた種々の演算装置であってよい。さらに、複数の演算装置が協働で制御部50の機能を発揮してもよい。また、各演算装置に設けられたフラッシュメモリ及びハードディスク等の種々の非遷移的実体的記憶媒体が、制御部50の実行するプログラムを記憶する記憶媒体として採用可能である。
The function of the
10…昇圧回路,11…昇圧コンデンサ,20…メインリレースイッチ,30…フィルタコンデンサ,40…分離スイッチ,50…制御部 10 ... Boost circuit, 11 ... Boost capacitor, 20 ... Main relay switch, 30 ... Filter capacitor, 40 ... Separation switch, 50 ... Control unit
Claims (4)
前記昇圧回路の入力端子(Q)への電源の供給を制御するメインリレースイッチ(20)と、
前記昇圧回路の入力端子と前記メインリレースイッチとの中間点と前記基準電位との間に挿入されたフィルタコンデンサ(30)と、を備える電子装置であって、
前記フィルタコンデンサが接続された前記中間点と前記昇圧回路の入力端子との間に、前記フィルタコンデンサと前記昇圧回路との電気的な接続を分離する分離スイッチ(40)と、
前記メインリレースイッチと前記分離スイッチのオンオフを制御する制御部(50)を備え、
前記制御部は、
イグニッションスイッチ(200)がオンされるとき、前記昇圧回路の出力電圧が所定の第1閾値(Vth1)以下であることを条件に、
前記フィルタコンデンサにおける電源ライン側の電圧が所定の第2閾値(Vth2)以上の条件を満たすまで、前記分離スイッチをオフするとともに、前記メインリレースイッチをオンする第1の処理を実行し、
前記第1の処理を実行後に、前記フィルタコンデンサにおける電源ライン側の電圧が所定の第3閾値(Vth3)を下回る条件を満たすまで、前記メインリレースイッチをオフするとともに、前記分離スイッチをオンする第2の処理を実行し、
前記昇圧回路の出力電圧が所定の第4閾値(Vth4)より高いことを条件に、前記分離スイッチをオンするとともに、前記メインリレースイッチをオンし、前記昇圧回路を介して昇圧動作を行い、
前記昇圧回路の出力電圧が前記第4閾値を超えるまで、前記第1の処理と前記第2の処理とを繰り返し実行する、電子装置。 A booster circuit (10) in which a booster capacitor (11) is inserted between the output terminal (P) and the reference potential, and
A main relay switch (20) that controls the supply of power to the input terminal (Q) of the booster circuit, and
An electronic device including a filter capacitor (30) inserted between an intermediate point between an input terminal of the booster circuit and the main relay switch and the reference potential.
Between the input terminal of the booster circuit and the intermediate point which the filter capacitor is connected, a separate switch (40) for separating the electrical connection between said filter capacitor the booster circuit,
A control unit (50) for controlling the on / off of the main relay switch and the separation switch is provided.
The control unit
When the ignition switch (200) is turned on, the output voltage of the booster circuit is equal to or less than a predetermined first threshold value (Vth1).
Until the voltage on the power supply line side of the filter capacitor satisfies a condition equal to or higher than a predetermined second threshold value (Vth2), the separation switch is turned off and the main relay switch is turned on by the first process.
After executing the first process, the main relay switch is turned off and the separation switch is turned on until the condition that the voltage on the power supply line side of the filter capacitor falls below a predetermined third threshold value (Vth3) is satisfied. Execute the process of 2 and
On condition that the output voltage of the booster circuit is higher than a predetermined fourth threshold value (Vth4), the separation switch is turned on, the main relay switch is turned on, and the booster operation is performed via the booster circuit.
An electronic device that repeatedly executes the first process and the second process until the output voltage of the booster circuit exceeds the fourth threshold value.
前記昇圧回路の入力端子(Q)への電源の供給を制御するメインリレースイッチ(20)と、
前記昇圧回路の入力端子と前記メインリレースイッチとの中間点と前記基準電位との間に挿入されたフィルタコンデンサ(30)と、を備える電子装置であって、
前記フィルタコンデンサが接続された前記中間点と前記昇圧回路の入力端子との間に、前記フィルタコンデンサと前記昇圧回路との電気的な接続を分離する分離スイッチ(40)と、
前記メインリレースイッチと前記分離スイッチのオンオフを制御する制御部(50)を備え、
前記制御部は、
イグニッションスイッチ(200)がオンされるとき、前記昇圧回路の出力電圧が所定の第1閾値(Vth1)以下であることを条件に、
所定の時間間隔を有する第1期間(T1)が経過するまで、前記分離スイッチをオフするとともに、前記メインリレースイッチをオンする第3の処理を実行し、
前記第3の処理の実行後に、所定の時間間隔を有する第2期間(T2)が経過するまで、前記メインリレースイッチをオフするとともに、前記分離スイッチをオンする第4の処理を実行し、
前記昇圧回路の出力電圧が所定の第4閾値(Vth4)より高いことを条件に、前記分離スイッチをオンするとともに、前記メインリレースイッチをオンし、前記昇圧回路を介して昇圧動作を行い、
前記昇圧回路の出力電圧が前記第4閾値を超えるまで、前記第3の処理と前記第4の処理とを繰り返し実行する、電子装置。 A booster circuit (10) in which a booster capacitor (11) is inserted between the output terminal (P) and the reference potential, and
A main relay switch (20) that controls the supply of power to the input terminal (Q) of the booster circuit, and
An electronic device including a filter capacitor (30) inserted between an intermediate point between an input terminal of the booster circuit and the main relay switch and the reference potential.
Between the input terminal of the booster circuit and the intermediate point which the filter capacitor is connected, a separate switch (40) for separating the electrical connection between said filter capacitor the booster circuit,
A control unit (50) for controlling the on / off of the main relay switch and the separation switch is provided.
The control unit
When the ignition switch (200) is turned on, the output voltage of the booster circuit is equal to or less than a predetermined first threshold value (Vth1).
Until the first period (T1) having a predetermined time interval elapses, the separation switch is turned off and the third process of turning on the main relay switch is executed.
After the execution of the third process, the fourth process of turning off the main relay switch and turning on the separation switch is executed until the second period (T2) having a predetermined time interval elapses.
On condition that the output voltage of the booster circuit is higher than a predetermined fourth threshold value (Vth4), the separation switch is turned on, the main relay switch is turned on, and the booster operation is performed via the booster circuit.
An electronic device that repeatedly executes the third process and the fourth process until the output voltage of the booster circuit exceeds the fourth threshold value.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017117932A JP6965588B2 (en) | 2017-06-15 | 2017-06-15 | Electronic device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017117932A JP6965588B2 (en) | 2017-06-15 | 2017-06-15 | Electronic device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2019004622A JP2019004622A (en) | 2019-01-10 |
| JP6965588B2 true JP6965588B2 (en) | 2021-11-10 |
Family
ID=65008201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017117932A Active JP6965588B2 (en) | 2017-06-15 | 2017-06-15 | Electronic device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6965588B2 (en) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007306681A (en) * | 2006-05-10 | 2007-11-22 | Honda Motor Co Ltd | Booster circuit and electric power steering device |
| JP2011109788A (en) * | 2009-11-17 | 2011-06-02 | Cosel Co Ltd | Rush current limiting circuit |
| JP2016200036A (en) * | 2015-04-08 | 2016-12-01 | 株式会社デンソー | Power supply circuit for fuel injection device |
-
2017
- 2017-06-15 JP JP2017117932A patent/JP6965588B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2019004622A (en) | 2019-01-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101228254B1 (en) | Boost dc-dc converter and semiconductor device having boost dc-dc converter | |
| JP5125066B2 (en) | Control circuit for synchronous rectification type DC-DC converter, synchronous rectification type DC-DC converter and control method therefor | |
| JP6209917B2 (en) | Power supply | |
| JP2014107989A (en) | Dc-dc converter | |
| JP6300664B2 (en) | Railway vehicle power circuit | |
| JP5182788B2 (en) | Power supply apparatus and power supply system using the same | |
| JP2016092958A (en) | Power supply circuit device | |
| US10488881B1 (en) | Power supply circuit | |
| JP6365787B2 (en) | Power receiving device | |
| CN108352784B (en) | Step-up/step-down power supply and power supply circuit | |
| JP6965588B2 (en) | Electronic device | |
| JP6817582B2 (en) | Switch device | |
| JP2010246295A (en) | Power supply circuit | |
| JP7276064B2 (en) | DC DC converter | |
| JP2018074874A (en) | Electronic control unit | |
| JP2017147887A (en) | Power source system | |
| WO2019225393A1 (en) | In-vehicle power supply device | |
| US20190103759A1 (en) | Power supply system | |
| JP2019157818A (en) | Ion current detection circuit | |
| CN113196638B (en) | DCDC Converter | |
| JP4872554B2 (en) | Power supply | |
| JP6841145B2 (en) | Injection control device | |
| JP2015113778A (en) | Fuel injection control device and inrush current control method thereof | |
| JP6171977B2 (en) | Fuel injection control device | |
| JP7146625B2 (en) | switching power supply |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200515 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210317 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210323 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210510 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210921 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211004 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6965588 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |