JP2007295687A - Dc−dcコンバータの故障検出回路 - Google Patents
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Abstract
【課題】ゲート信号線路の断線故障を適切に検出できるDC−DCコンバータの故障検出回路を提供する。
【解決手段】第2ゲート信号線路22に断線故障が発生していない場合、ゲート信号Bは、駆動信号Aに対してゲートコンデンサ27によって遅延し、ゲート信号Bが基準電圧Vrefに達するのが、タイマ信号DがLoレベルに立下がった後になる。一方、断線故障が発生している場合、ゲート信号Bは、ゲートコンデンサ27の影響を受けず、遅れを発生せず急速に大きくなり、タイマ信号DがHiレベルにあるときに、基準電圧Vrefに達する。この結果、NAND回路31からLoレベルの断線判定信号Eが出力され、断線発生が検出される。
【選択図】図1
【解決手段】第2ゲート信号線路22に断線故障が発生していない場合、ゲート信号Bは、駆動信号Aに対してゲートコンデンサ27によって遅延し、ゲート信号Bが基準電圧Vrefに達するのが、タイマ信号DがLoレベルに立下がった後になる。一方、断線故障が発生している場合、ゲート信号Bは、ゲートコンデンサ27の影響を受けず、遅れを発生せず急速に大きくなり、タイマ信号DがHiレベルにあるときに、基準電圧Vrefに達する。この結果、NAND回路31からLoレベルの断線判定信号Eが出力され、断線発生が検出される。
【選択図】図1
Description
本発明は、ハイブリット車や電気自動車の駆動用直流電源などに接続して用いられ、直流電圧を昇圧あるいは降圧するDC−DCコンバータの故障検出回路に関する。
従来のDC−DCコンバータの一例として、特許文献1に示すDC−DCコンバータがある。特許文献1に示すDC−DCコンバータは、直流電源及びコイル(インダクタ)間にスイッチング用トランジスタを設け、コイルに蓄積されたエネルギを還流して利用できるように還流用ダイオードを設けている。
ところで、還流用ダイオードは電界効果トランジスタに比して、消費電力が多くかかり、効率上の観点からは、劣ったものであり、消費電力を抑えるために、還流用ダイオードに代えて電界効果トランジスタ(FET)の利用を図ることが考えられている。
特開2004−135404号公報
ところで、還流用ダイオードは電界効果トランジスタに比して、消費電力が多くかかり、効率上の観点からは、劣ったものであり、消費電力を抑えるために、還流用ダイオードに代えて電界効果トランジスタ(FET)の利用を図ることが考えられている。
しかしながら、上述したように還流用ダイオードに代えてFETを採用して構成されるDC−DCコンバータでは、FETのゲート信号線路が断線した場合にも、継続して導通状態が維持されてしまう(DC−DCコンバータの電圧調整機能が維持されてしまう)ことが起こり得た。
すなわち、トランジスタには、構造上、寄生ダイオード(図1寄生ダイオード5参照)が存在する。このため、トランジスタのゲート信号線路が断線した場合であっても、寄生ダイオードを介して還流回路が形成され、DC−DCコンバータの電圧調整機能が維持されてしまう。
すなわち、トランジスタには、構造上、寄生ダイオード(図1寄生ダイオード5参照)が存在する。このため、トランジスタのゲート信号線路が断線した場合であっても、寄生ダイオードを介して還流回路が形成され、DC−DCコンバータの電圧調整機能が維持されてしまう。
そして、この場合、FETのON(オン)電圧(略0.1V以下)に比べて寄生ダイオード順方向電圧(略0.7〜0.9V)が大きい為に、FETでの消費電力ひいては発熱量が大きくて、これに伴う発熱によりFETが破壊して発煙、発火する事態を招く虞がある。このような事態になることを回避するために、FETのゲート信号線路に断線故障があった場合、このことを適切に検出することが望まれている。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ゲート信号線路の断線故障を適切に検出できるDC−DCコンバータの故障検出回路を提供することを目的とする。
請求項1記載の発明は、交互にオン、オフされる通電用、還流用スイッチング手段と、前記通電用、還流用スイッチング手段の接続部に接続されて前記通電用スイッチング手段のオン時に前記通電用スイッチング手段を介して通電されるインダクタと、を有し、前記還流用スイッチング手段は、トランジスタからなり、かつ、オン時に、前記インダクタが有する電力を出力可能に還流回路を形成するDC−DCコンバータの故障検出回路であって、前記還流用スイッチング手段のゲート信号線路に接続して、該ゲート信号線路の断線検出を行う断線検出部を設けたことを特徴とする。
請求項2記載の発明は、請求項1記載のDC−DCコンバータの故障検出回路において、前記断線検出部は、前記ゲート信号線路におけるゲート信号の立上がり遅延を用いて前記断線検出を行うことを特徴とする。。
請求項2記載の発明は、請求項1記載のDC−DCコンバータの故障検出回路において、前記断線検出部は、前記ゲート信号線路におけるゲート信号の立上がり遅延を用いて前記断線検出を行うことを特徴とする。。
請求項1、2記載の発明によれば、還流用スイッチング手段のゲート信号線路に接続して、該ゲート信号線路の断線検出を行う断線検出部を設けたので、断線検出部が実行する断線検出によりゲート信号線路の断線が把握される。
以下、本発明の第1実施の形態に係る故障検出回路(DC−DCコンバータの故障検出回路)を図1及び図2に基づいて説明する。
図1において、故障検出回路1は降圧型DC−DCコンバータに接続して用いられる。降圧型DC−DCコンバータ2は、交互にオン(ON)、オフ(OFF)される通電用、還流用MOS‐FET(以下、通電用、還流用FET3,4という。)を有している。
通電用、還流用FET3,4(トランジスタ)は、上述したように、構造上、寄生ダイオード5を有している。図1中、寄生ダイオード5を点線で示す。後述する図3、5、7でも図1と同様に寄生ダイオード5を点線で示す。
図1において、故障検出回路1は降圧型DC−DCコンバータに接続して用いられる。降圧型DC−DCコンバータ2は、交互にオン(ON)、オフ(OFF)される通電用、還流用MOS‐FET(以下、通電用、還流用FET3,4という。)を有している。
通電用、還流用FET3,4(トランジスタ)は、上述したように、構造上、寄生ダイオード5を有している。図1中、寄生ダイオード5を点線で示す。後述する図3、5、7でも図1と同様に寄生ダイオード5を点線で示す。
通電用、還流用FET3,4は、直列に接続され、この接続状態で、直流電源7からの電流の供給を受ける入力端子(以下、第1入力端子8という。)とグランド9との間に介在されている。還流用FET4及びグランド9の接続部を、便宜上、第2入力端子10という。
本実施の形態では、通電用、還流用FET3,4が通電用、還流用スイッチング手段を構成している。
通電用、還流用FET3,4の接続部(以下、FET・FET接続部12という。)とグランド9との間には、直列に接続されたインダクタ13及びコンデンサ14が介在されている。インダクタ13及びコンデンサ14の接続部(以下、インダクタ・コンデンサ接続部16という。)にはDC−DC出力端子17が接続され、電圧の出力(DC−DC出力)が行われる。
本実施の形態では、通電用、還流用FET3,4が通電用、還流用スイッチング手段を構成している。
通電用、還流用FET3,4の接続部(以下、FET・FET接続部12という。)とグランド9との間には、直列に接続されたインダクタ13及びコンデンサ14が介在されている。インダクタ13及びコンデンサ14の接続部(以下、インダクタ・コンデンサ接続部16という。)にはDC−DC出力端子17が接続され、電圧の出力(DC−DC出力)が行われる。
通電用FET3のオン(すなわち、還流用FET4のオフ)時には、直流電源7、通電用FET3、インダクタ13、コンデンサ14、グランド9からなる回路が形成され、DC−DC出力端子17を介して出力が行われる。
この際、インダクタ13に電気エネルギが蓄えられる。通電用FET3のオフ(すなわち、還流用FET4のオン)時には、インダクタ13、コンデンサ14、グランド9、還流用FET4からなる還流回路20が形成される。そして、通電用FET3のオン時にインダクタ13に貯留されている電気エネルギに対応した電流が還流回路20に流れ、この際、DC−DC出力端子17を介して出力が行われる。
この際、インダクタ13に電気エネルギが蓄えられる。通電用FET3のオフ(すなわち、還流用FET4のオン)時には、インダクタ13、コンデンサ14、グランド9、還流用FET4からなる還流回路20が形成される。そして、通電用FET3のオン時にインダクタ13に貯留されている電気エネルギに対応した電流が還流回路20に流れ、この際、DC−DC出力端子17を介して出力が行われる。
通電用FET3は、P型とされ、還流用FET4は、N型とされている。通電用FET3は、ソースが第1入力端子8に接続され、ドレインがFET・FET接続部12に接続されている。還流用FET4は、ソースが第2入力端子10に接続され、ドレインがFET・FET接続部12に接続されている。また、通電用FET3び還流用FET4は、各ゲートが夫々、第1、第2ゲート信号線路21,22を介して、駆動回路23に接続されており、駆動回路23により制御され、上述したように交互に、オン、オフされる。
駆動回路23は、DC−DC出力端子17の出力電圧や通電用、還流用FET3,4の電流値などに基づいて、DC−DC出力端子17に所望のDC電圧を出力するように通電用、還流用FET3,4のデューティ比を決定し、通電用、還流用FET3,4の各ゲートを駆動する。
第1、第2ゲート信号線路21,22には、夫々、ラジオノイズが発生するのを軽減させるために抵抗(以下、夫々、第1、第2抵抗24,25という。)が介在されている。
駆動回路23は、DC−DC出力端子17の出力電圧や通電用、還流用FET3,4の電流値などに基づいて、DC−DC出力端子17に所望のDC電圧を出力するように通電用、還流用FET3,4のデューティ比を決定し、通電用、還流用FET3,4の各ゲートを駆動する。
第1、第2ゲート信号線路21,22には、夫々、ラジオノイズが発生するのを軽減させるために抵抗(以下、夫々、第1、第2抵抗24,25という。)が介在されている。
ところで、一般に、トランジスタ(本実施の形態では通電用、還流用FET3,4)のゲートは、容量(ゲート容量)を有し、見かけ上、コンデンサと等価の構成要素となっており、電荷を貯留し得るようになっている。
本発明は、第2ゲート信号線路22の断線故障を後述するようにして検出するが、この検出には、還流用FET4のゲートが有する前記見かけ上のコンデンサを用いる。この見かけ上のコンデンサを、以下、ゲートコンデンサ27といい、図1に点線で示す。後述する図3、5、7でも図1と同様にゲートコンデンサ27を点線で示す。
本発明は、第2ゲート信号線路22の断線故障を後述するようにして検出するが、この検出には、還流用FET4のゲートが有する前記見かけ上のコンデンサを用いる。この見かけ上のコンデンサを、以下、ゲートコンデンサ27といい、図1に点線で示す。後述する図3、5、7でも図1と同様にゲートコンデンサ27を点線で示す。
故障検出回路1は、第2ゲート信号線路22に接続された断線検出部28を備えている。断線検出部28は、タイマ回路29、比較回路30及びNAND回路31を有している。
タイマ回路29は、第2ゲート信号線路22の駆動回路23側部分に接続され、図2に示すように、駆動回路23が出力する駆動信号Aの立上がり〔Lo→Hi〕の入力を受け、所定パルス幅のタイマ信号DをNAND回路31に入力する。ここで、Loはロー(Low )レベル、Hiはハイ(High)レベルのことをいう。
タイマ回路29は、第2ゲート信号線路22の駆動回路23側部分に接続され、図2に示すように、駆動回路23が出力する駆動信号Aの立上がり〔Lo→Hi〕の入力を受け、所定パルス幅のタイマ信号DをNAND回路31に入力する。ここで、Loはロー(Low )レベル、Hiはハイ(High)レベルのことをいう。
タイマ信号Dの前記所定パルス幅は、第2抵抗25(抵抗値)及びゲートコンデンサ27(静電容量)で定まるゲート信号B(後述する)の遅れを考慮して定まる規定時間tdよりも短い時間tw(tw<td)になるように設定されている。
すなわち、第2ゲート信号線路22が断線していない場合、ゲートコンデンサ27の影響を受けて、ゲート信号Bは、駆動信号Aに対して、図2の「正常時」に対応した傾き部分に示すように遅れる(傾き角が小さい。)。この遅れにより、ゲート信号Bが予め定めた基準電圧Vrefに達するまでに一定の時間(前記規定時間tdに相当する。)を要する。本実施例では、上述したように、タイマ信号Dの所定パルス幅は、規定時間tdよりも短い時間tw(tw<td)になるように設定されている。
すなわち、第2ゲート信号線路22が断線していない場合、ゲートコンデンサ27の影響を受けて、ゲート信号Bは、駆動信号Aに対して、図2の「正常時」に対応した傾き部分に示すように遅れる(傾き角が小さい。)。この遅れにより、ゲート信号Bが予め定めた基準電圧Vrefに達するまでに一定の時間(前記規定時間tdに相当する。)を要する。本実施例では、上述したように、タイマ信号Dの所定パルス幅は、規定時間tdよりも短い時間tw(tw<td)になるように設定されている。
比較回路30は、比較回路第1、第2入力端子32,33(−、+)を有している。比較回路第1入力端子32(−)には、基準電圧Vrefが入力されている。比較回路第2入力端子33(+)は、第2ゲート信号線路22における第2抵抗25より後方部分(還流用FET4のゲート側部分)に接続され、当該部分からの信号(ゲート信号B)を受ける。比較回路30は、ゲート信号Bと基準電圧Vrefとの比較結果を示す比較結果信号CをNAND回路31に入力する。
比較回路30は、ゲート信号Bが基準電圧Vref未満の場合、比較結果信号CをLoレベルとし、ゲート信号Bが基準電圧Vref以上になると比較結果信号CをHiレベルとする。
NAND回路31は、比較結果信号C及びタイマ信号Dに応じた断線判定信号Eを、断線検出部出力端子34から出力する。NAND回路31は、2つの入力信号(比較結果信号C及びタイマ信号D)のいずれかがLoレベルであると、断線判定信号EをHiレベル(断線が発生していないことを示す。)とし、2つの入力信号が共にHiレベルであると、断線判定信号EをLoレベル(断線が発生していることを示す。)とする。
NAND回路31は、比較結果信号C及びタイマ信号Dに応じた断線判定信号Eを、断線検出部出力端子34から出力する。NAND回路31は、2つの入力信号(比較結果信号C及びタイマ信号D)のいずれかがLoレベルであると、断線判定信号EをHiレベル(断線が発生していないことを示す。)とし、2つの入力信号が共にHiレベルであると、断線判定信号EをLoレベル(断線が発生していることを示す。)とする。
上述したように構成した故障検出回路1の作用を説明する。
第2ゲート信号線路22に断線故障が発生していない場合、駆動信号Aが出力されると、これと同時に、タイマ信号DがHiレベルとなる。一方、第2ゲート信号線路22には、ゲートコンデンサ27が含まれていることから、ゲート信号Bは、駆動信号Aに対して、第2抵抗25及びゲートコンデンサ27によって、図2の「正常時」に対応した傾き部分に示されるように、遅延することになる。そして、ゲート信号Bが基準電圧Vrefに達するのが、タイマ信号DがLoレベルに立下がった後になる。
このため、断線判定信号EはHiレベルが継続して維持される。断線判定信号EがHiレベルであることにより、第2ゲート信号線路22に断線故障が発生してないことが把握される。
第2ゲート信号線路22に断線故障が発生していない場合、駆動信号Aが出力されると、これと同時に、タイマ信号DがHiレベルとなる。一方、第2ゲート信号線路22には、ゲートコンデンサ27が含まれていることから、ゲート信号Bは、駆動信号Aに対して、第2抵抗25及びゲートコンデンサ27によって、図2の「正常時」に対応した傾き部分に示されるように、遅延することになる。そして、ゲート信号Bが基準電圧Vrefに達するのが、タイマ信号DがLoレベルに立下がった後になる。
このため、断線判定信号EはHiレベルが継続して維持される。断線判定信号EがHiレベルであることにより、第2ゲート信号線路22に断線故障が発生してないことが把握される。
一方、第2ゲート信号線路22に断線故障が発生している場合、ゲート信号Bは、ゲートコンデンサ27の影響を受けない。このため、ゲート信号Bは、駆動信号Aに対して、図2の「断線時」に対応した傾き部分に示すように、ほとんど遅れを発生することがなく、この結果、値が急速に大きくなる(傾き角が大きい)特性を示す。そして、タイマ信号DがHiレベルの状態にあるときに、ゲート信号Bが基準電圧Vrefに達する。このため、NAND回路31は、断線判定信号EをLoレベルとする。
このようにLoレベルの断線判定信号Eが出力されることにより、第2ゲート信号線路22に断線故障が発生していることが把握される。
このようにLoレベルの断線判定信号Eが出力されることにより、第2ゲート信号線路22に断線故障が発生していることが把握される。
上述したように、故障検出回路1は、第2ゲート信号線路22に断線故障が発生している場合に、第2ゲート信号線路22の断線故障を、適切に検出することができるので、これにより断線故障に対する対策を施すことが可能になる。
特に、第2ゲート信号線路22に断線故障があっても、故障検出が行われなければ、還流用FET4が有する寄生ダイオード5を通して電流が流れ、DC−DCコンバータ2の電圧調整機能が維持され、還流用FET4の発熱、発煙、発火などの問題を発生する虞がある。これに対して、本実施の形態では、上述したように第2ゲート信号線路22の断線故障を、適切に検出するので、寄生ダイオード5に係る上記問題の発生を適切に回避できる。
特に、第2ゲート信号線路22に断線故障があっても、故障検出が行われなければ、還流用FET4が有する寄生ダイオード5を通して電流が流れ、DC−DCコンバータ2の電圧調整機能が維持され、還流用FET4の発熱、発煙、発火などの問題を発生する虞がある。これに対して、本実施の形態では、上述したように第2ゲート信号線路22の断線故障を、適切に検出するので、寄生ダイオード5に係る上記問題の発生を適切に回避できる。
次に、本発明の第2実施の形態に係る故障検出回路1A(DC−DCコンバータの故障検出回路)を図3及び図4に基づいて説明する。なお、図1及び図2に示す部材及び部分と同等の部材及び部分には、同一の符号を付し、その説明は適宜省略する。
第2実施の形態に係る故障検出回路1Aは、図3に示すように、第1実施の形態に比して第1、第2抵抗24,25に代えて、第1、第2ドライバ36,37を設け、駆動回路23、第1、第2ドライバ36,37及び断線検出部28をIC38とし(IC化し)、このIC38に対して通電用、還流用FET3,4、インダクタ13及びコンデンサ14を外付けしている。本実施の形態では、IC38に搭載された駆動回路23、第1、第2ドライバ36,37並びに外付けの通電用、還流用FET3,4、インダクタ13及びコンデンサ14からDC‐DCコンバータ2A(降圧型)が構成されている。
第1、第2ドライバ36,37は同等に構成されている。
第2実施の形態に係る故障検出回路1Aは、図3に示すように、第1実施の形態に比して第1、第2抵抗24,25に代えて、第1、第2ドライバ36,37を設け、駆動回路23、第1、第2ドライバ36,37及び断線検出部28をIC38とし(IC化し)、このIC38に対して通電用、還流用FET3,4、インダクタ13及びコンデンサ14を外付けしている。本実施の形態では、IC38に搭載された駆動回路23、第1、第2ドライバ36,37並びに外付けの通電用、還流用FET3,4、インダクタ13及びコンデンサ14からDC‐DCコンバータ2A(降圧型)が構成されている。
第1、第2ドライバ36,37は同等に構成されている。
第2ドライバ37は、駆動回路23の駆動信号Aの入力を受けるNOT回路39と、直列接続された交互にオン、オフされる第1、第2FET40,41と、を備えている。第1、第2FET40,41は通電用、還流用FET3,4と同等に構成されている。第1、第2FET40,41のゲートは接続され、この接続部が、NOT回路39の出力端子に接続されている。第1FET40のドレン及び第2FET41のドレンは接続され、この接続部は還流用FET4のゲートに接続されている。
第2ドライバ37は、出力オン時に抵抗(以下、出力オン抵抗という。)を発生する。そして、第2ドライバ37は、この出力オン抵抗が図1の第2抵抗25と同様の抵抗値になるように設定され、ゲートコンデンサ27と共に、遅延回路を構成するようにしている。
第2ドライバ37は、出力オン時に抵抗(以下、出力オン抵抗という。)を発生する。そして、第2ドライバ37は、この出力オン抵抗が図1の第2抵抗25と同様の抵抗値になるように設定され、ゲートコンデンサ27と共に、遅延回路を構成するようにしている。
この第2実施の形態も、第1実施の形態と同様にして、第2ゲート信号線路22に断線故障が発生している場合に、第2ゲート信号線路22の断線故障を、適切に検出することができ、ひいては断線故障に対する対策を施すことが可能になる。
次に、本発明の第3実施の形態に係る故障検出回路1B(DC−DCコンバータの故障検出回路)を図5に基づいて説明する。なお、図1〜図4に示す部材及び部分と同等の部材及び部分には、同一の符号を付し、その説明は適宜省略する。
第3実施の形態に係る故障検出回路1Bは、図5に示すように、第1実施の形態で用いられた降圧型DC−DCコンバータ2に代えて、昇圧型DC−DCコンバータ2Bに用いられている。
昇圧型DC−DCコンバータ2Bは、FET・FET接続部12に一端部が接続されたインダクタ13の他端部を直流電源7に接続させ、インダクタ13及び通電用FET3が直流電源7及びグランド9間に介在させている。この場合、通電用FET3はN型が用いられている。
また、FET・FET接続部12とグランド9との間に、還流用FET4及びコンデンサ14がこの順に、介在されている。還流用FET4及びコンデンサ14の接続部にDC−DC出力端子17が接続されている。
第3実施の形態に係る故障検出回路1Bは、図5に示すように、第1実施の形態で用いられた降圧型DC−DCコンバータ2に代えて、昇圧型DC−DCコンバータ2Bに用いられている。
昇圧型DC−DCコンバータ2Bは、FET・FET接続部12に一端部が接続されたインダクタ13の他端部を直流電源7に接続させ、インダクタ13及び通電用FET3が直流電源7及びグランド9間に介在させている。この場合、通電用FET3はN型が用いられている。
また、FET・FET接続部12とグランド9との間に、還流用FET4及びコンデンサ14がこの順に、介在されている。還流用FET4及びコンデンサ14の接続部にDC−DC出力端子17が接続されている。
駆動回路23と通電用FET3のゲートはドライバ42aを介して接続されている。駆動回路23と還流用FET4のゲートはレベルシフト部43及びドライバ42bを介して接続されている。還流用FET4のゲートは、直流電源7の電圧より高い電圧で駆動するためレベルシフト部43により、レベルシフトを行う。
この第3実施の形態では、通電用、還流用FET3,4は、上記第1、第2実施の形態と同様に、交互にオン、オフされる。また、FET・FET接続部12に接続されたインダクタ13には、上記第1、第2実施の形態と同様に、通電用FET3のオン時に通電される。そして、通電用FET3がオフされる、すなわち、還流用FET4がオンされると、インダクタ13、還流用FET4、コンデンサ14、グランド9、直流電源7からなる還流回路20Bが形成されると共に、インダクタ13に大きな逆起電力が発生し、この電力がコンデンサ14に蓄積される。このような逆起電力の発生、コンデンサ14ヘの電力蓄積を通じて、DC‐DC出力端子17の出力電圧を昇圧するようにしている。
この第3実施の形態も、第2ゲート信号線路22に断線故障が発生していない正常時には、還流用FET4のゲートコンデンサ27によってゲート信号Bに遅延(図2参照)が生じる。一方、第2ゲート信号線路22に断線故障が発生している場合には、還流用FET4のゲートコンデンサ27が機能せず、ゲート信号Bの断線時の傾斜角が大きくなり(図2参照)、ゲート信号Bはほとんど遅れを生じない。このため、第1実施の形態(図1)の場合と同様に、タイマ信号DがHiレベルの状態にあるときに、ゲート信号Bが基準電圧Vrefに達し、NAND回路31からは、Loレベルの断線判定信号Eが出力され、第2ゲート信号線路22に断線故障が発生していることが把握される。そして、断線故障に対する対策を施すことが可能になる。
次に、本発明の第4実施の形態に係る故障検出回路1C(DC−DCコンバータの故障検出回路)を図6及び図7に基づいて説明する。なお、図1〜図5に示す部材及び部分と同等の部材及び部分には、同一の符号を付し、その説明は適宜省略する。
第4実施の形態は、第1実施の形態に比して、以下の事項(1)〜(3)が第1実施の形態と主に異なっている。
第4実施の形態は、第1実施の形態に比して、以下の事項(1)〜(3)が第1実施の形態と主に異なっている。
(1)図6(A)、(B)に示すように、図1の第1、第2抵抗24,25に代えてドライバ42a,42bを有するDC−DCコンバータ2Cに用いられること。
(2)図1の断線検出部28に代わる図6(A)、(B)に示す断線検出部28Cを設けたこと。
(3)図6(A)、(B)に示す断線検出部28Cは、図1のNAND回路31に代えてOR回路45を設け、図1のタイマ回路29を廃止したこと。
(2)図1の断線検出部28に代わる図6(A)、(B)に示す断線検出部28Cを設けたこと。
(3)図6(A)、(B)に示す断線検出部28Cは、図1のNAND回路31に代えてOR回路45を設け、図1のタイマ回路29を廃止したこと。
ドライバ42a,42bは、同等に構成されている。
ドライバ42bは、図6(B)に示すように、駆動回路23の駆動信号Aの入力を受けるNOT回路46と、直列接続され、交互にオン、オフされる第1、第2FET40,41と、を備えている。第1、第2FET40,41は通電用、還流用FET3,4と同等に構成されている。第2FET41のゲートは、NOT回路46の出力端子に接続されている。
第2FET41のゲート及びNOT回路46の出力端子の接続部と直流電源7に対する入力端子47との間には、第1、第2スイッチ48,49が直列接続されている。第1、第2スイッチ48,49の接続部と第1FET40のゲートとが接続されている。
ドライバ42bは、図6(B)に示すように、駆動回路23の駆動信号Aの入力を受けるNOT回路46と、直列接続され、交互にオン、オフされる第1、第2FET40,41と、を備えている。第1、第2FET40,41は通電用、還流用FET3,4と同等に構成されている。第2FET41のゲートは、NOT回路46の出力端子に接続されている。
第2FET41のゲート及びNOT回路46の出力端子の接続部と直流電源7に対する入力端子47との間には、第1、第2スイッチ48,49が直列接続されている。第1、第2スイッチ48,49の接続部と第1FET40のゲートとが接続されている。
第1、第2FET40,41の接続部は還流用FET4のゲートに接続され、この接続部とグランド9との間には第3スイッチ50及び定電流源51がこの順に直列に介在されている。
図7に示すように、還流用FET4がオンのタイミング中(駆動信号AがHi)に第1、第2、第3スイッチ48,49,50を切替えて〔第1、第2、第3スイッチ48,49,50を夫々、開(off)、閉(on)、開(off)から閉、開(off)、閉に切替えて〕、還流用FET4のゲートに第3スイッチ50を介して定電流源51を接続し、定電流源51からグランド9へ電流を流すようにする。これにより、還流用FET4のゲート(ゲートコンデンサ27)に充電されている電荷を放電させる。
図7に示すように、還流用FET4がオンのタイミング中(駆動信号AがHi)に第1、第2、第3スイッチ48,49,50を切替えて〔第1、第2、第3スイッチ48,49,50を夫々、開(off)、閉(on)、開(off)から閉、開(off)、閉に切替えて〕、還流用FET4のゲートに第3スイッチ50を介して定電流源51を接続し、定電流源51からグランド9へ電流を流すようにする。これにより、還流用FET4のゲート(ゲートコンデンサ27)に充電されている電荷を放電させる。
この際、第2ゲート信号線路22が断線していなければ、還流用FET4のゲート(ゲートコンデンサ27)に充電されている電荷が徐々に放電されることに伴い、ゲート信号Bは、図7の「正常時」の部分に示すように、傾斜角を持って徐々に低下する。これに対して、断線していれば、ゲート信号Bは、還流用FET4のゲート(ゲートコンデンサ27)に充電されている電荷の影響を受けることがない状態になり、即座に低下し、Loレベルの比較結果信号Cが出力される。また、この段階で、第2スイッチがoffされていることから、断線判定信号EはLoレベルになる。
この第4実施の形態によれば、第2ゲート信号線路22が断線していれば、還流用FET4がオンのタイミング中(駆動信号AがHi)に第1、第2、第3スイッチ48,49,50を切替えて(第1、第2、第3スイッチ48,49,50を夫々、閉、開、閉とし)、還流用FET4のゲートに定電流源51を接続した場合、還流用FET4のゲート(ゲートコンデンサ27)に充電されている電荷の影響を受けることなく、ゲート信号Bは、図7の「断線時」の部分に示すように、即座に低下し、断線判定信号EはLoレベルになる。
これにより、第1実施の形態と同様にして、第2ゲート信号線路22に断線故障が発生している場合に、第2ゲート信号線路22の断線故障を、適切に検出することができるので、これにより断線故障に対する対策を施すことが可能になる。
これにより、第1実施の形態と同様にして、第2ゲート信号線路22に断線故障が発生している場合に、第2ゲート信号線路22の断線故障を、適切に検出することができるので、これにより断線故障に対する対策を施すことが可能になる。
上記各実施の形態では、通電用、還流用スイッチング手段が通電用、還流用FET3,4である場合を例にしたが、これに代えて、図8(A)に示すように、夫々、バイポーラトランジスタ(以下、通電用、還流用バイポーラトランジスタという。)3A,4Aを用いてもよい。バイポーラトランジスタには寄生ダイオードがないので、図8(A)に示す場合、通電用、還流用バイポーラトランジスタ3A,4Aに夫々、ダイオード5Aを接続することとする。
また、図8(A)に示す場合と同様に、図8(B)に示すように、通電用、還流用スイッチング手段として、夫々、IGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)〔以下、通電用、還流用IGBTという。〕3B,4Bを用いてもよい。IGBTには寄生ダイオードがないので、図8(B)に示す場合、通電用、還流用IGBT3B,4Bに夫々、ダイオード5Bを接続することとする。
また、図8(A)に示す場合と同様に、図8(B)に示すように、通電用、還流用スイッチング手段として、夫々、IGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)〔以下、通電用、還流用IGBTという。〕3B,4Bを用いてもよい。IGBTには寄生ダイオードがないので、図8(B)に示す場合、通電用、還流用IGBT3B,4Bに夫々、ダイオード5Bを接続することとする。
1…故障検出回路、2…降圧型DC−DCコンバータ、3…通電用FET(通電用スイッチング手段)、4…還流用FET(還流用スイッチング手段)、20…還流回路、27…ゲートコンデンサ、28…断線検出部。
Claims (2)
- 交互にオン、オフされる通電用、還流用スイッチング手段と、前記通電用、還流用スイッチング手段の接続部に接続されて前記通電用スイッチング手段のオン時に前記通電用スイッチング手段を介して通電されるインダクタと、を有し、前記還流用スイッチング手段は、トランジスタからなり、かつ、オン時に、前記インダクタが有する電力を出力可能に還流回路を形成するDC−DCコンバータの故障検出回路であって、
前記還流用スイッチング手段のゲート信号線路に接続して、該ゲート信号線路の断線検出を行う断線検出部を設けたDC−DCコンバータの故障検出回路。 - 前記断線検出部は、前記ゲート信号線路におけるゲート信号の立上がり遅延を用いて前記断線検出を行う請求項1記載のDC−DCコンバータの故障検出回路。
Priority Applications (1)
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| JP2006119173A JP2007295687A (ja) | 2006-04-24 | 2006-04-24 | Dc−dcコンバータの故障検出回路 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009177913A (ja) * | 2008-01-23 | 2009-08-06 | Toyota Motor Corp | 電源装置およびそれを備える車両 |
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-
2006
- 2006-04-24 JP JP2006119173A patent/JP2007295687A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20080709 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20090209 |