図面 (/)

技術 DC/DC変換器

出願人 ローベルトボツシユゲゼルシヤフトミツトベシユレンクテルハフツング
発明者 クリストフヴェンガークリストフマールックアルベルトガイガー
出願日 2009年7月24日 (12年3ヶ月経過) 出願番号 2011-523376
公開日 2012年1月5日 (9年10ヶ月経過) 公開番号 2012-500616
状態 特許登録済
技術分野 DC‐DCコンバータ
主要キーワード 沿面電流 変換器コイル 給電入力 妨害量 給電電位 給電網 電磁両立性 損失出力
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2012年1月5日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (3)

課題・解決手段

本発明は、出力電圧(Uout)を供給するためのDC/DC変換器(8)に関する。DC/DC変換器8は、スイッチングされる直流電圧変換器LW,X1,D1)と、直流電圧変換器(LW,X1)に第1の給電電位(VM)および第2の給電電位(GND_V)を供給する給電入力側と、直流電圧変換器(LW,X1,D1)の起動状態に依存して、第2の給電電位(GND_V)に接続される電位点(12)と、出力端子および前記電位点(12)と接続されている出力コンデンサ(CA)とを有する。出力コンデンサ(CA)は、直流電圧変換器(LW,X1)の起動によって出力電圧(Uout)に充電され、出力コンデンサ(CA)において出力電位を取り出し可能である。出力電圧(Uout)は出力電位と第2の給電電位(GND_V)との間に供給される。

概要

背景

自動車の分野に使用するために、スイッチングされるDC/DC変換器を、蓄積型インダクタンスを有するように構成することができる。その種の蓄積型のインダクタンスは、例えばパルス幅変調信号を用いた給電電位接地電位との間の制御にしたがい、接地接続されたスイッチによって短絡される。短絡が生じた後に、充電された蓄積型のインダクタンスから、出力電圧を供給する出力コンデンサへと電流が流れる。接地接続されたスイッチを制御するためのパルス幅変調信号のデューティー比に応じて、出力電圧の高さを調整することができる。

殊に、給電電位線および出力線への電磁放射を低減することを目的として電磁両立性EMC)を改善するために、通常の場合はLCフィルタがそれぞれ必要とされる。入力側および出力側のLCフィルタの出力コンデンサもキャパシタンス給電電圧ないし出力電圧と接続されているので、これによって妨害量、すなわち、給電電位から接地電位への給電電圧レベルの変化が生じる。このことは電解コンデンサを使用する場合には、DC/DC変換器が車両の搭載電源網持続的に直接接続されていることに起因して、給電電圧のリプルによって高い実効値電流が生じるという欠点を有する。したがって電解コンデンサをこの高い実効値電流に合わせて設計する必要があるが、このことは比較的高価なコンデンサの使用を必要とする。

電解コンデンサの代わりに使用することができるセラミックコンデンサ障害の発生時に破損する可能性がある。セラミックがそのように破損することによってセラミックコンデンサの層間に短絡が生じ、これによってコンデンサ内に障害電流および損失出力が発生する可能性がある。

従来のDC/DC変換器においては、コンデンサが通常の場合、高い給電電位と接地電位との間に配置されているので、これによって全体的に永続的な電流の流れが生じ、この電流によってDC/DC変換器に使用される構成素子に悪影響が及ぼされ、給電網(自動車の場合には搭載電源網)に不必要な負荷が掛かる可能性がある。

本発明の課題は、殊に、DC/DC変換器が出力電圧を供給するために能動的に制御されないときに、寄生電流の発生を十分に回避することができる、スイッチングされるDC/DC変換器を提供することである。

発明の概要
この課題は請求項1に記載されている電圧変換器によって解決される。

本発明の別の有利な実施形態は従属請求項に記載されている。

第1の態様によれば、出力電圧を供給するためのDC/DC変換器が提供される。

このDC/DC変換器は、以下の構成要素を含む:
−スイッチングされる直流電圧変換器
−直流電圧変換器に第1の給電電位および第2の給電電位を供給する給電入力側;
−直流電圧変換器の起動状態に依存して第2の給電電位に接続される電位点
−直流電圧変換器の起動によって出力電圧に充電され、また出力電位を取り出すことができる、出力端子および電位点と接続されている出力コンデンサ。出力電圧は出力電位と第2の給電電位との間に供給される。

上述の直流電圧変換器の着想は、直流電圧変換器が遮断状態にあるときに、第2の給電電位、例えば接地電位を電位点から切り離すことにある。出力電圧を形成するために直流電圧変換器が起動されたときに初めて、直流電圧変換器の電位点が給電接地電位に接続される。電位点には出力コンデンサと、必要に応じて直流電圧変換器内の別のコンデンサとが接続されている。このようにして、直流電圧変換器が遮断された状態では、給電電圧におけるリプルに起因するか、もしくは、コンデンサ内の短絡または沿面電流に起因する、直流電圧変換器内に流れる電流の発生、したがって給電網の負荷または障害の発生を回避することができる。

さらには、入力側および/または出力側において直流電圧変換器および電位点と接続されている、1つまたは複数のフィルタコンデンサを設けることができる。

1つの実施形態によれば、電位点をスイッチ、例えば半導体スイッチまたは機械的なリレーを介して第2の給電電位と接続することができるので、スイッチのスイッチング状態に依存して第2の給電電位は電位点に印加されているか、電位点はフローティングしている、もしくは第2の給電電位と所期のように高抵抗で接続されている。

さらには、直流電圧変換器に対する制御信号を形成し、それによって出力電圧を形成するために直流電圧変換器を起動させる制御ユニットを設けることができる。

制御ユニットをスイッチと接続し、直流電圧変換器がある期間内に起動されることを表す起動信号を供給することができる。

さらには、障害電流検出ユニットと接続されている制御ユニットを設けることができ、これによって、直流電圧変換器が起動していない状態において電位点を介して障害電流についての情報が検出され、この障害電流についての情報に依存して、直流電圧変換器が起動される。

1つの実施形態によれば、極性反転保護ユニットが設けられており、この極性反転保護ユニットはスイッチと接続されており、第1の給電電位と第2の給電電位との比の符号に依存して第2の給電電位がスイッチに供給される。

さらに直流電圧変換器は直流電圧経路を有することができ、この直流電圧経路によって直流電圧変換器の不活性状態時に第1の給電電位から出力端子に直流電流が流れる。換言すれば、直流電圧変換器は第1の給電電位と出力端子との間に、導電分離される電気的な構成素子を有していない。これによって、直流電圧変換器が不活性であっても、すなわち制御ユニットによって制御されていない場合であっても、給電電圧を用いた電気的な装置の駆動が実現される。

別の態様によれば、出力電圧を供給するためのDC/DC変換器の作動方法が提供される。この方法は、以下のステップを有する:
−第1の給電電位および第2の給電電位を、スイッチングされる直流電圧変換器の給電電位入力側に供給するステップ;
−出力電位と第2の給電電位との間に出力電圧を供給するステップ;ここで、出力電位は、出力端子および電位点と接続されている出力コンデンサにおいて取り出し可能であり、また出力コンデンサは直流電圧変換器の起動によって出力電圧に充電可能である;
−直流電圧変換器の起動状態に依存して第2の給電電位を電位点に接続するステップ。

別の態様によれば、上述のDC/DC変換器が、負荷、殊に内燃機関のためのスタータと、電気的に駆動される装置とを備えた車両における使用方法が提供される。制御ユニットはDC/DC変換器を制御し、負荷がスイッチオンされる直前に電位点は第2の給電電位と接続される。

以下では、添付の図面を参照しながら本発明の有利な実施形態を詳細に説明する。

概要

本発明は、出力電圧(Uout)を供給するためのDC/DC変換器(8)に関する。DC/DC変換器8は、スイッチングされる直流電圧変換器(LW,X1,D1)と、直流電圧変換器(LW,X1)に第1の給電電位(VM)および第2の給電電位(GND_V)を供給する給電入力側と、直流電圧変換器(LW,X1,D1)の起動状態に依存して、第2の給電電位(GND_V)に接続される電位点(12)と、出力端子および前記電位点(12)と接続されている出力コンデンサ(CA)とを有する。出力コンデンサ(CA)は、直流電圧変換器(LW,X1)の起動によって出力電圧(Uout)に充電され、出力コンデンサ(CA)において出力電位を取り出し可能である。出力電圧(Uout)は出力電位と第2の給電電位(GND_V)との間に供給される。

目的

本発明の課題は、殊に、DC/DC変換器が出力電圧を供給するために能動的に制御されないときに、寄生電流の発生を十分に回避することができる、スイッチングされるDC/DC変換器を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

出力電圧(Uout)を供給するためのDC/DC変換器(8)において、該DC/DC変換器8は、スイッチングされる直流電圧変換器LW,X1,D1)と、前記直流電圧変換器(LW,X1)に第1の給電電位(VM)および第2の給電電位(GND_V)を供給する給電入力側と、前記直流電圧変換器(LW,X1,D1)の起動状態に依存して、前記第2の給電電位(GND_V)に接続される電位点(12)と、出力端子および前記電位点(12)と接続されている出力コンデンサ(CA)とを有し、該出力コンデンサ(CA)は、前記直流電圧変換器(LW,X1)の起動によって前記出力電圧(Uout)に充電され、該出力コンデンサ(CA)において出力電位を取り出し可能であり、前記出力電圧(Uout)は前記出力電位と前記第2の給電電位(GND_V)との間に供給されることを特徴とする、DC/DC変換器(8)。

請求項2

1つまたは複数のフィルタコンデンサ(C1,C2)が設けられており、該フィルタコンデンサ(C1,C2)は入力側および/または出力側において前記直流電圧変換器(LW,X1,D1)および前記電位点(12)と接続されている、請求項1記載のDC/DC変換器(8)。

請求項3

前記電位点(12)はスイッチを介して前記第2の給電電位(GND_V)と接続されており、前記スイッチ(X2)のスイッチング状態に依存して前記第2の給電電位(GND_V)は前記電位点(12)に印加されているか、前記電位点(12)はフローティングしている、もしくは前記第2の給電電位(GND_V)と所期のように高抵抗で接続されている、請求項1または2記載のDC/DC変換器(8)。

請求項4

前記直流電圧変換器(LW,X1,D1)に対する制御信号を形成するために制御ユニット(10)が設けられており、前記制御信号を用いて前記直流電圧変換器(LW,X1,D1)は前記出力電圧(Uout)を形成するために起動される、請求項3記載のDC/DC変換器(8)。

請求項5

前記直流電圧変換器(LW,X1,D1)がある期間内に起動されることを表す起動信号(A)を供給するために、前記制御ユニット(10)は前記スイッチ(X2)と接続されている、請求項4記載のDC/DC変換器(8)。

請求項6

前記直流電圧変換器(LW,X1,D1)が起動していない状態において、前記電位点(12)を介して障害電流についての情報を検出し、該障害電流についての情報に依存して、前記直流電圧変換器(LW,X1,D1)を起動させるために、前記制御ユニット(10)は障害電流検出ユニットと接続されている、請求項4または5記載のDC/DC変換器(8)。

請求項7

前記第1の給電電位(VM)と前記第2の給電電位(GND_V)との比の符号に依存して前記第2の給電電位(GND_V)を前記スイッチ(X2)に供給するために、前記スイッチ(X2)と接続されている極性反転保護ユニット(14)が設けられている、請求項3から6までのいずれか1項記載のDC/DC変換器(8)。

請求項8

前記直流電圧変換器(LW,X1,D1)は直流電圧経路を有し、該直流電圧経路によって前記直流電圧変換器(LW,X1,D1)の不活性状態時に前記第1の給電電位(VM)から前記出力端子に直流電流が流れる、請求項1から7までのいずれか1項記載のDC/DC変換器(8)。

請求項9

出力電圧(Uout)を供給するためのDC/DC変換器(8)の作動方法において、第1の給電電位(VM)および第2の給電電位(GND_V)を、スイッチングされる直流電圧変換器(LW,X1,D1)の給電電位入力側に供給するステップと、出力端子および電位点(12)と接続されており、かつ前記直流電圧変換器(LW,X1,D1)の起動によって前記出力電圧(Uout)に充電可能である出力コンデンサ(CA)において取り出される出力電位と、前記第2の給電電位(GND_V)との間に前記出力電圧(Uout)を供給するステップと、前記直流電圧変換器(LW,X1,D1)の起動状態に依存して、前記第2の給電電位(GND_V)を前記電位点(12)に接続するステップとを有する、ことを特徴とする、DC/DC変換器(8)の作動方法。

請求項10

負荷、例えば内燃機関のためのスタータと、電気的に駆動される装置とを備えた車両における、請求項1から8までのいずれか1項記載のDC/DC変換器(8)の使用方法において、制御ユニットが前記DC/DC変換器(8)を制御し、負荷がスイッチオンされる直前に電位点を第2の給電電位(GND_V)と接続することを特徴とする、DC/DC変換器(8)の使用方法。

技術分野

0001

本発明は、DC/DC変換器、殊に、変換器給電電圧持続的に接続されている複数のコンデンサを有するDC/DC変換器に関する。

背景技術

0002

自動車の分野に使用するために、スイッチングされるDC/DC変換器を、蓄積型インダクタンスを有するように構成することができる。その種の蓄積型のインダクタンスは、例えばパルス幅変調信号を用いた給電電位接地電位との間の制御にしたがい、接地接続されたスイッチによって短絡される。短絡が生じた後に、充電された蓄積型のインダクタンスから、出力電圧を供給する出力コンデンサへと電流が流れる。接地接続されたスイッチを制御するためのパルス幅変調信号のデューティー比に応じて、出力電圧の高さを調整することができる。

0003

殊に、給電電位線および出力線への電磁放射を低減することを目的として電磁両立性EMC)を改善するために、通常の場合はLCフィルタがそれぞれ必要とされる。入力側および出力側のLCフィルタの出力コンデンサもキャパシタンスも給電電圧ないし出力電圧と接続されているので、これによって妨害量、すなわち、給電電位から接地電位への給電電圧レベルの変化が生じる。このことは電解コンデンサを使用する場合には、DC/DC変換器が車両の搭載電源網と持続的に直接接続されていることに起因して、給電電圧のリプルによって高い実効値電流が生じるという欠点を有する。したがって電解コンデンサをこの高い実効値電流に合わせて設計する必要があるが、このことは比較的高価なコンデンサの使用を必要とする。

0004

電解コンデンサの代わりに使用することができるセラミックコンデンサ障害の発生時に破損する可能性がある。セラミックがそのように破損することによってセラミックコンデンサの層間に短絡が生じ、これによってコンデンサ内に障害電流および損失出力が発生する可能性がある。

0005

従来のDC/DC変換器においては、コンデンサが通常の場合、高い給電電位と接地電位との間に配置されているので、これによって全体的に永続的な電流の流れが生じ、この電流によってDC/DC変換器に使用される構成素子に悪影響が及ぼされ、給電網(自動車の場合には搭載電源網)に不必要な負荷が掛かる可能性がある。

0006

本発明の課題は、殊に、DC/DC変換器が出力電圧を供給するために能動的に制御されないときに、寄生電流の発生を十分に回避することができる、スイッチングされるDC/DC変換器を提供することである。

0007

発明の概要
この課題は請求項1に記載されている電圧変換器によって解決される。

0008

本発明の別の有利な実施形態は従属請求項に記載されている。

0009

第1の態様によれば、出力電圧を供給するためのDC/DC変換器が提供される。

0010

このDC/DC変換器は、以下の構成要素を含む:
−スイッチングされる直流電圧変換器
−直流電圧変換器に第1の給電電位および第2の給電電位を供給する給電入力側;
−直流電圧変換器の起動状態に依存して第2の給電電位に接続される電位点
−直流電圧変換器の起動によって出力電圧に充電され、また出力電位を取り出すことができる、出力端子および電位点と接続されている出力コンデンサ。出力電圧は出力電位と第2の給電電位との間に供給される。

0011

上述の直流電圧変換器の着想は、直流電圧変換器が遮断状態にあるときに、第2の給電電位、例えば接地電位を電位点から切り離すことにある。出力電圧を形成するために直流電圧変換器が起動されたときに初めて、直流電圧変換器の電位点が給電接地電位に接続される。電位点には出力コンデンサと、必要に応じて直流電圧変換器内の別のコンデンサとが接続されている。このようにして、直流電圧変換器が遮断された状態では、給電電圧におけるリプルに起因するか、もしくは、コンデンサ内の短絡または沿面電流に起因する、直流電圧変換器内に流れる電流の発生、したがって給電網の負荷または障害の発生を回避することができる。

0012

さらには、入力側および/または出力側において直流電圧変換器および電位点と接続されている、1つまたは複数のフィルタコンデンサを設けることができる。

0013

1つの実施形態によれば、電位点をスイッチ、例えば半導体スイッチまたは機械的なリレーを介して第2の給電電位と接続することができるので、スイッチのスイッチング状態に依存して第2の給電電位は電位点に印加されているか、電位点はフローティングしている、もしくは第2の給電電位と所期のように高抵抗で接続されている。

0014

さらには、直流電圧変換器に対する制御信号を形成し、それによって出力電圧を形成するために直流電圧変換器を起動させる制御ユニットを設けることができる。

0015

制御ユニットをスイッチと接続し、直流電圧変換器がある期間内に起動されることを表す起動信号を供給することができる。

0016

さらには、障害電流検出ユニットと接続されている制御ユニットを設けることができ、これによって、直流電圧変換器が起動していない状態において電位点を介して障害電流についての情報が検出され、この障害電流についての情報に依存して、直流電圧変換器が起動される。

0017

1つの実施形態によれば、極性反転保護ユニットが設けられており、この極性反転保護ユニットはスイッチと接続されており、第1の給電電位と第2の給電電位との比の符号に依存して第2の給電電位がスイッチに供給される。

0018

さらに直流電圧変換器は直流電圧経路を有することができ、この直流電圧経路によって直流電圧変換器の不活性状態時に第1の給電電位から出力端子に直流電流が流れる。換言すれば、直流電圧変換器は第1の給電電位と出力端子との間に、導電分離される電気的な構成素子を有していない。これによって、直流電圧変換器が不活性であっても、すなわち制御ユニットによって制御されていない場合であっても、給電電圧を用いた電気的な装置の駆動が実現される。

0019

別の態様によれば、出力電圧を供給するためのDC/DC変換器の作動方法が提供される。この方法は、以下のステップを有する:
−第1の給電電位および第2の給電電位を、スイッチングされる直流電圧変換器の給電電位入力側に供給するステップ;
−出力電位と第2の給電電位との間に出力電圧を供給するステップ;ここで、出力電位は、出力端子および電位点と接続されている出力コンデンサにおいて取り出し可能であり、また出力コンデンサは直流電圧変換器の起動によって出力電圧に充電可能である;
−直流電圧変換器の起動状態に依存して第2の給電電位を電位点に接続するステップ。

0020

別の態様によれば、上述のDC/DC変換器が、負荷、殊に内燃機関のためのスタータと、電気的に駆動される装置とを備えた車両における使用方法が提供される。制御ユニットはDC/DC変換器を制御し、負荷がスイッチオンされる直前に電位点は第2の給電電位と接続される。

0021

以下では、添付の図面を参照しながら本発明の有利な実施形態を詳細に説明する。

図面の簡単な説明

0022

DC/DC変換器を介して駆動される装置と、スタートストップシステムとを備えた車両の概略図を示す。
DC/DC変換器の接地電位に関する遮断手段を備えた、DC/DC変換器の回路構造の概略図を示す。

実施例

0023

図1は、内燃機関2を備えた車両1を示す。内燃機関2は従来の方式で駆動される。さらに、走行モードに応じた内燃機関の停止および再始動が行われる機関管理を実施するためのスタート・ストップユニット3が設けられている。内燃機関2の始動は、バッテリ5を介して駆動されるスタータ4を起動することによって行われる。バッテリ5は搭載電源網6を介してスタータ4と接続されている。

0024

殊に、内燃機関2の再始動の際には、搭載電源網6において電圧の急激で著しい変化が生じる。とりわけ、損傷しやすい電子機器、例えばナビゲーションシステムなどのようなインフォテイメント(Infotainment)機器7は、内燃機関2の再始動中も持続的に動作状態に留まっているべきものであり、したがってそのような機器にはDC/DC変換器8を制御することにより給電が行われなければならない。すなわちDC/DC変換器8を用いることによって、給電電圧の変動に敏感に反応する機器が内燃機関2の始動中は安全な搭載電源網において、すなわちスタータの起動時に生じる可能性がある電圧の急激な変化に対して保護されている搭載電源網の部分において駆動できることが保証される。

0025

図2にはその種のDC/DC変換器8が示されており、このDC/DC変換器8には車両1内のバッテリ5のような電圧源由来する入力電圧Uinが搭載電源網6を介して供給される。入力電圧Uinは給電電位線11を介して印加される高い給電電位VMと給電接地電位GND_Vとの間に印加される。

0026

高い給電電位VMは、第1のコンデンサC1および第1のコイルL1を有する入力LCフィルタにおいてフィルタリングされる。第1のコンデンサC1の第1の端子は、高い給電電位VMが印加されている給電電位線11と接続されており、また第2の端子は、変換器接地電位GND_Vが印加されている変換器接地電位線12と接続されている。第1のコイルL1の第1の端子は給電電位線11と接続されており、また第2の端子は入力コンデンサCEと、変換器コイルLWの第1の端子と接続されている。入力コンデンサCEの第2の端子は変換器接地電位GND_Wと接続されている。

0027

変換器コイルLWの第2の端子は第1の電界効果トランジスタX1の第1の端子、例えばドレイン端子と接続されており、またフライホイールダイオードD1の第1の端子(アノード端子)と接続されている。第1の電界効果トランジスタX1の第2の端子(ソース端子)は直接的に、または測定抵抗M1を介して変換器接地電位GND_Wと接続されている。第1の電界効果トランジスタX1の制御端子ゲート端子)は制御ユニット2と接続されており、この制御ユニット2はパルス幅変調された制御信号PWMを第1の電界効果トランジスタX1のゲート端子に与え、この第1の電界効果トランジスタX1を流れ、また例えば測定抵抗M1を用いて測定される電流に依存せずに、パルス幅変調された制御信号PMWのデューティー比を調整し、DC/DC変換器の出力電圧Uoutを所望の値に制御する。

0028

フライホイールダイオードD1の第2の端子、すなわちカソード端子は、第2のコンデンサC2の第1の端子および第2のコイルL2の第1の端子と接続されている。第2のコンデンサC2の第2の端子は変換器接地電位GND_Wと接続されており、また第2のコイルL2の第2の端子はDC/DC変換器の出力側および出力コンデンサCAの第1の端子と接続されている。出力コンデンサCAの第2の端子は変換器接地電位GND_Wと接続されている。

0029

DC/DC変換器は、高い給電電位VMと変換器接地電位GND_Wとの間に接続されている複数のコンデンサを有していることが分かる。例えば、搭載電源網における負荷の相応の関係においてジェネレータによって発生する給電電圧におけるリプルの発生時にはコンデンサに電流が流れ、この電流によって給電電圧を供給する搭載電源網6の付加的な負荷が生じる。さらには、コンデンサC1,CW,C2,CA内部の短絡によって、寄生電流および搭載電源網6の別の負荷が生じる可能性がある。

0030

この種の負荷を少なくともDC/DC変換器1が遮断された状態において回避するために、DC/DC変換器は、搭載電源網6の給電接地電位GND_Vからは切り離された変換器接地電位GND_Wを有し、この変換器接地電位GND_Wは、出力電圧Uoutを供給するために、DC/DC変換器が作動している場合にのみ、すなわち、第1の電界効果トランジスタX1がパルス幅変調された制御信号PWMに応じて駆動制御される場合にのみDC/DC変換器において供給される。第1の電界効果トランジスタX1がスイッチオフされている場合、理想的には、変換器接地電位線12に電位は印加されない。すなわち、変換器接地電位線12はフローティングしている。実際には、電界効果トランジスタが阻止された状態での電位GND_Wと電位GND_Vとの間の接続部は所定の高い抵抗を有し、これにより搭載電源網および制御装置許容できない負荷が阻止される。

0031

変換器接地電位GND_Wは実質的に第2の電界効果トランジスタX2を用いて供給される。第2の電界効果トランジスタX2の第1の端子(ドレイン端子)は変換器接地電位GND_Wと接続されており、また第2の電界効果トランジスタX2の第2の端子(ソース端子)を第3の電界効果トランジスタX3を介して給電接地電位GNDと接続することができる。第2の電界効果トランジスタX2の第2の端子は、第1の抵抗R1を介して第2の電界効果トランジスタX2の制御端子(ゲート端子)と接続されている。制御端子(ゲート端子)はさらに第2の抵抗R2を介して起動信号端子と接続されており、この起動信号端子を介して起動信号Aを受信することができる。起動信号AはDC/DC変換器がスイッチオンされるべき場合に出力される。この種の起動信号は例えばスタータ5の始動直前、例えばスタータ5の始動前の15msのような所定の期間に供給される。これによって、導通接続された第2の電界効果トランジスタX2を介して、給電接地電位GND_Vを変換器接地電位線12に接続し、この変換器接地電位線12を介してDC/DC変換器に変換器接地電位GND_Wを印加し、したがってバッテリ電圧Uinを供給することができる。

0032

第2の電界効果トランジスタX2の第2の端子は、第3の電界効果トランジスタX3の第1の端子(ソース端子)を介して、給電接地電位GND_Vと接続されており、この給電接地電位GND_Vは第3の電界効果トランジスタX3の第2の端子に印加される。第3の電界効果トランジスタX3の制御端子(ゲート端子)には、第2のダイオードD2および第3の抵抗R3を介して、バッテリ電圧に依存し、かつ給電接地電位GND_Vよりも大きい内部電圧が印加され、第3の電界効果トランジスタX3の第2の端子に接地電位が印加されると第3の電界効果トランジスタX3が導通接続される。第2のダイオードD2および第3の電界効果トランジスタX3はバッテリの極性反転から回路全体を保護するための極性反転ユニット14を表し、したがって極性反転保護に使用される。極性反転時に、高い給電電位VMが給電接地電位GND_Vと接続され、給電接地電位GND_Vが高い電位になると、第3の電界効果トランジスタX3が阻止されるので、第2の電界効果トランジスタX2は給電接地電位を変換器接地電位線12に接続することはできない。

0033

さらに、障害電流検出器13が設けられており、この障害電流検出器13においては変換器接地電位線3がトランジスタQ1と、第4の抵抗R4および第5の抵抗からなる分圧器とを介して給電接地電位GND_Vと接続されている。起動信号Aを用いて第2の電界効果トランジスタX2を起動させる前に、障害電流検出器6を用いて、コンデンサC1,CE,C2,CAが、高い給電電位VMと給電接地電位GND_Vとの間での十分な絶縁性を提供するか否かが確認される。障害電流が所定の閾値を上回らなくなったときに初めて、制御ユニット10は起動信号Aを第2の電界効果トランジスタX2に供給し、これにより変換器接地電位GND_Wが給電接地電位GND_Vと接続される。障害電流の値は、第4の抵抗R4および第5の抵抗R5によって形成される分圧器において電圧を取り出すことによって、制御ユニット10によって検出される。

0034

DC/DC変換器8の遮断可能な変換器接地電位GND_Wを設けることによって、DC/DC変換器8の全てのコンデンサC1,CE,C2,CAを接続することができる、保護された変換器接地電位GND_Wを形成することができる。したがってDC/DC変換器8が起動されていない場合に、電界効果トランジスタX2が阻止されていれば、障害のあるコンデンサを流れる実効値電流負荷ないし障害電流、もしくは搭載電源網の給電電圧における変動が回避される。DC/DC変換器が起動される直前には、第2の電界効果トランジスタX2がスイッチオンされ、変換器接地電位GND_Wが可能な限り低抵抗で給電接地電位GND_Vと接続される。

0035

殊に、(電界効果トランジスタX2およびX3を通る)変換器接地電位経路の遮断は、DC/DC変換器8が起動している時間が数秒の範囲にある場合には有利である。これは例えば、スタート・ストップ装置の場合に当てはまる。このような短い時間であれば、比較的高い実効値電流によるコンデンサの加熱も僅かで済む。金属マイグレーションに起因する低抵抗の短絡を惹起するセラミックコンデンサにおける障害の発生時にも、第2の電界効果トランジスタX2を短時間スイッチオンすることによって、熱的な過負荷が即座に発生することはない。

0036

起動信号を介する負荷のスイッチオンが予めDC/DC変換器8に通知されることは必ずしも必要とされない。搭載電源網における電圧の急激な変化を検出して相応の起動信号を生成し、そのような電圧の急激な変化が生じた際にDC/DC変換器8をスイッチオンする検出ユニットを設けることもできる。この場合、電圧の急激な変化は不可避である。しかしながら、そのような電圧の急激な変化は時間的に限定されたものである。

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い技術

関連性が強い 技術一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ