JPH09247849A - 電力供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子機器に同一バッテリから電力を供給する
にあたり、電源線を各系統別に分割し、それぞれに必要
な開閉器を介して供給する方法では電源線の本数が多く
なり、配線数が複雑となって管理工数も増える。電源線
には一切の機械的接点を設けずバスライン化することが
できれば、情報伝送線との共同化も図れる。 【解決手段】直流電源から並列に配置された複数の機器
に電力を供給する一本の電源線と、直流電源により電源
線に供給される直流電圧に重畳して交流電圧を印加する
交流電圧印加装置と、電源のオンオフ制御を必要とする
機器内に設けられ、交流印加装置によって印加された交
流電圧によって作動するスイッチ手段とから構成され
る。そして、交流電圧が直流電圧に重畳して印加される
と、この交流分のみを検出して直流電圧に変換し、直流
電圧によってスイッチの開閉を機器内部にて行う。スイ
ッチの切断は機器内部のコントロールユニットからの指
令に基づいて行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は多数の機器に電力を
供給する装置に関するものであり、特に、自動車内の電
子コントロール機器へ電力を供給する場合のような、多
数の電子機器等が同一の直流電源から一本の電源線を通
して電力の供給を受けるシステムにおける電力供給装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車等に実装される電子機器には、常
時電力を必要としている電子機器（例えば、時計、リモ
コンドアーロック装置等）、走行中にのみ電力が必要な
電子機器（エレクトリック・オートマチック・トランス
ミッション（ＥＡＴ）、アンチロック・ブレーキング・
システム（ＡＢＳ）、エレクトリック・フューアル・イ
ンジェクション（ＥＦＩ）等）、および、エンジンがか
かってなくても電流を流したいアクセサリ電子機器（ラ
ジオ、カセット、ナビゲーション等）等がある。従来、
これら電子機器に同一バッテリーから電力を供給するに
あたっては、電源線を各系統別に分け、それぞれに必要
な開閉器を介して供給する方法を採用していた（図３参
照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな電源線の構成をとると、電源線の本数が多くなり、
配線が複雑となって管理工数が増えるばかりでなく、自
動車のような限られた空間に各種の機器を配置しなけれ
ばならないものにおいては、配線スペースが大きくなる
ため設計の自由度を狭める結果にもなっていた。また、
高度に情報化された自動車においては各電子機器間の情
報の授受のため、各機器間を一本のバスラインで接続す
ることが求められるが、電源線においてもバスライン化
することができれば、情報およびエネルギーの伝達を一
本のラインで行うことも可能となる。

【０００４】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、一本の共通の電源線に全ての電子機器を並
列に接続し、常に電力を必要とする機器についてはスイ
ッチを介さず直接に電力を供給するとともに、必要なと
きのみ電力を供給する機器については、交流電圧の印加
によって開閉するスイッチ手段を機器内に設けて、機器
自らが電力の授受を制御できる電力供給装置を提供する
ことを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、本発明にかかる電力供給装置は、直流電源から並
列に配置された複数の機器に電力を供給する一本の電源
線と、直流電源により電源線に供給される直流電圧に重
畳して交流電圧を印加する交流電圧印加手段と、複数の
機器のうち、電源のオンオフ制御を必要とする機器内に
設けられ、交流電圧印加手段により印加された交流電圧
によって作動するスイッチ手段とから構成される。

【０００６】このような構成の電力供給装置では、直流
電源線に交流電圧が印加されると、その交流電圧によっ
て機器内に設けられたスイッチ手段が作動して電源線か
ら各機器に電力を供給する。交流電圧の印加が消滅した
後はスイッチが開き電力の供給を停止する。従って、電
源線上には一切の機械的接点を設けることなく、各機器
への電力の供給を制御できる。

【０００７】本発明に係る他の電力供給装置では、上記
構成に加えてスイッチ手段を閉じたままに維持するホー
ルド手段が設けられて構成されている。このような電力
供給装置において電源線に交流電圧が印加されると、そ
の交流電圧によって機器内に設けられたスイッチ手段が
作動して電源線から各機器に電力を供給するとともに、
機器内に設けられたホールド手段が作動してスイッチ手
段を閉じたまま維持する。従って、交流電圧の印加が消
滅した後も各機器に電力を供給し続けることができ、交
流電圧の印加をトリガとして利用することができる。こ
のため、各機器にリップルのない安定した直流電圧が供
給される。なお、スイッチ手段の遮断は各機器内のコン
トロールユニットによる切断指令に基づいて行われる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る電力供給装置
の好ましい実施例について図面を参照しながら説明す
る。図１は本発明による電源線の配線例１０である。一
極が基準電位（グランド）に接続されたバッテリＢの他
極から一本の電源線１１が延びている。複数の電子機器
はこの電源線１１に対して並列に配置されて接続され、
機械的接点（開閉器等）を介さずそれぞれがバッテリＢ
より電力の供給を受けることができるように構成されて
いる。

【０００９】複数の電子機器に並列して交流印加装置１
２が電源線１１にスイッチ１２ａを介して接続されてい
る。交流印加装置１２による交流電圧は、スイッチ１２
ａが閉じられたとき、バッテリＢの直流電位に重畳する
ように振幅の中心を直流電圧側に変位した電位であるこ
とが望ましい。また、その振幅は整流したときに後述す
るトランジスタのバイアス電圧が得られる程度の小振幅
の電圧でよい。

【００１０】ところで、電源線１１に接続される複数の
電子機器には、常時電力を必要として接続されている時
計やリモコンドアーロック装置のようなグループと、走
行中にのみ電力が必要な電子機器グループ（ＥＡＴ，Ａ
ＢＳ，ＥＦＩ等）と、さらにエンジンがかかっていなく
ても必要に応じて動作させたいアクセサリ電子機器グル
ープ（ラジオ、カセット、ナビゲーション等）等とがあ
る。常時電流を必要とする電子機器類には必要ないが、
必要なときのみ電力を供給を受け動作させたい機器類に
対しては、省エネルギの見地からも電力の供給のオンオ
フ制御が必要になる。そこで、本発明にかかる電力供給
装置は、このような必要なときのみ電力の供給が受けら
れるように、交流印加装置１２によってオンオフ制御さ
れるスイッチ回路を電子機器内に設けて構成されてい
る。

【００１１】図２に、例えばナビゲーションなどの電子
機器２０内に設けられ、交流印加装置１２によって印加
された交流電圧を整流し、整流して得られた直流電圧に
よって開閉器（リレー）２０ａの接点Ｓ１を閉じるスイ
ッチ回路の実施例を示す。この回路では、一本の電源線
１１が電線１１ａによって電子機器２０と接続され、さ
らにリレー２０ａの接点Ｓ１を介して電子機器２０の部
品基板（論理回路を含む）２１の端子Ｖｐに接続されて
いる。このＶｐは部品基板２１の電源端子であり、リレ
ー２０ａの接点が閉じられることによって電子機器２０
の論理回路等に電源線１１から電力が供給される。

【００１２】また、電源線１１は電線１１ａによってリ
レー２０ａのソレノイドＬ１に接続され、ソレノイドＬ
１の他端はトランジスタＴ１のコレクタ端子に接続され
ている。さらに、トランジスタＴ１のエミッタはダイオ
ードＤ２を介してグランドに接続されていることから、
トランジスタＴ１が導通した場合にはリレー２０ａのソ
レノイドＬ１、トランジスタＴ１およびダイオードＤ２
によって閉回路が構成され電流が流れる。これにより、
ソレノイドＬ１が励磁されてスイッチＳ１を閉じ、部品
基板２１に電源線１１から電力が供給されるように構成
されている。

【００１３】トランジスタは電流制御素子であり、その
ベース電流を制御することによってトランジスタをオン
オフ制御することができる。そのため、トランジスタＴ
１のベース端子に電圧をかければベース電流を流すこと
ができ、リレー２０ａの接点Ｓ１の開閉を制御できる。
このベースに電圧をかける方法について説明する。電線
１１ａによって機器２０の内部に引き込まれた電源線１
１はカップリングコンデンサＣ１を介してダイオードブ
リッジ回路２０ｂに接続される。カップリングコンデン
サＣ１は電源線１１に乗った交流電圧のみを通過させ、
直流分をカットするために設けられたもので、交流印加
装置１２によって印加された交流電圧のみがこのコンデ
ンサＣ１を通過してダイオードブリッジ回路２０ｂに伝
達される。

【００１４】ダイオードブリッジ回路２０ｂはダイオー
ド４個（Ｄ１〜Ｄ４）によって図示のようにＺ型に構成
され、カップリングコンデンサＣ１を通過した交流電圧
を直流電圧に変換する全波整流回路である。ダイオード
ブリッジ回路２０ｂを４端子回路として捉えたときの出
力端子Ｐ１、Ｐ２の間には平滑コンデンサＣ２が接続さ
れ、整流された直流電圧の平滑化を図っている。すなわ
ち、カップリングコンデンサＣ１を通過した交流電圧の
正の変化分に対してはダイオードＤ１→コンデンサＣ２
→ダイオードＤ２の回路でコンデンサＣ２を充電し、負
の変化分に対してはダイオードＤ３→コンデンサＣ２→
ダイオードＤ４の回路でコンデンサＣ２を充電する。何
れにしろコンデンサＣ２は出力端子Ｐ１側を正に、出力
端子Ｐ２側を負にして充電され、端子Ｐ１、Ｐ２間に直
流電位を生じさせる。

【００１５】このようにして得られた直流電位は抵抗Ｒ
１およびＲ２によって抵抗分割され、分割点ａにトラン
ジスタＴ１のベースにかける適切な直流電位を生じさせ
る。この分割点ａとトランジスタＴ１のベース端子が接
続されてトランジスタＴ１を導通させるためのベース電
流の供給源としている。ところで、以上説明した回路で
は、交流印加装置１２のスイッチ１２ａが開かれたとき
には、電源線１１に交流電圧がなくなり、充電されたコ
ンデンサＣ２の電荷は抵抗Ｒ１、Ｒ２を介して放電され
る。その結果、トランジスタＴ１のベース電位はグラン
ドレベルに落ち、トランジスタＴ１は遮断される。この
ことは、交流印加装置１２のスイッチ１２ａが閉じられ
ている間だけ、電力を供給し、開かれたときに電力の供
給を停止する装置として構成されることとなり、電子機
器２０に供給される電圧は常にリップルを含んだ直流電
圧となる。

【００１６】この点を改良し安定した直流電圧を供給す
るため、本実施例では、交流印加装置１２のスイッチ１
２ａをトリガとして、スイッチ１２ａを切った後も電力
の供給が可能なホールド回路を有して構成されている。
このホールド回路はトランジスタＴ２とダイオードＤ５
によって構成され、トランジスタＴ２はトランジスタＴ
１のコレクタとエミッタ間に、コレクタ同士、エミッタ
同士を接続して設けられ、ダイオードＤ５はトランジス
タ２のベースと電子機器２０の部品基板２１の電源端子
Ｖｐの間にアノードをトランジスタＴ２のベース側に、
カソードを電源端子Ｖｐ側にして接続されている。この
ダイオードＤ５はリレー２０ａの接点Ｓ１が閉じ電源端
子Ｖｐが電源線１１と接続されて高電位になったとき
に、電源端子Ｖｐ側からの電流の流れ込みを防止すると
ともに、この高電位をトランジスタＴ２のベースに伝達
する役割を果たしている。

【００１７】一方、トランジスタＴ２のベース端子はダ
イオードＤ５のアノードの他、部品基板２１の端子Ｐ３
に接続されている。このＰ３は例えば論理回路の出力に
設けられた３値インバータ構造を有するＣＭＯＳ−ＩＣ
の出力端子に接続されている。このＣＭＯＳ−ＩＣはコ
ントロール端子（図示せず）がレベル”１”にある時
は、通常のＩＣ同様に論理値を出力するがコントロール
端子がレベル”０”にある時は出力インピーダンスを高
インピーダンスにして、他の回路との接続をオープンな
状態にする役割を果たしている。そして、端子Ｐ３は通
常は高インピーダンス状態にあるため、電源端子Ｖｐが
高電位になったときには、端子Ｐ３の接続に拘わらずト
ランジスタＴ２のベースを高電位にすることができる。

【００１８】以下に、図２に示す本実施例に係る回路の
動作を説明する。交流電圧が印加されない初期の状態に
おいてはリレー２０ａの接点Ｓ１は開かれており、電子
機器２０内へ電力の供給はされていない。交流印加装置
１２のスイッチ１２ａが閉じられ、交流電圧が電源線１
１に印加されると、その交流分だけがカップリングコン
デンサＣ１を通過し、ダイオードブリッジ回路２０ｂで
整流されて直流電位に変換される。その結果、コンデン
サＣ２には端子Ｐ１側を正として電荷が蓄積され、抵抗
Ｒ１とＲ２に電流を流す。抵抗Ｒ１とＲ２によって分割
された電位はトランジスタＴ１のベースに加えられてベ
ース電流を流し、トランジスタＴ１を導通状態にする。

【００１９】この結果、リレー２０ａのソレノイドＬ１
に電流が流れ、励磁されてリレー２０ａの接点Ｓ１を閉
じ、電子機器２０内の部品基板２１に電力を供給する。
リレー２０ａの接点Ｓ１が閉じると電源端子Ｖｐが高電
位になり、この電位はダイオードＤ５を通してトランジ
スタＴ２のベース電位に伝えられ、トランジスタＴ２が
導通状態になる。このため、トランジスタＴ２、ダイオ
ードＤ５、およびリレー２０ａによって自己ホールド回
路が形成され、交流印加装置１２のスイッチ１２ａが開
かれて、交流電圧の印加がなくなった後もリレー２０ａ
のソレノイドＬ１にはトランジスタＴ２を介して電流が
流れ続ける。すなわち、電源がオン状態に維持される。

【００２０】電源をオフするときは、電子機器２０に設
けられた手動スイッチにより若しくは車両の状態等を感
知して自ら電力の供給を解除する信号を電子機器２０内
のコントロールユニット（ＣＰＵ）を介して出力するこ
とにより行う。これは前述のＣＭＯＳ−ＩＣのコントロ
ール端子をレベル”１”にして解除信号として低電位の
信号を端子Ｐ３に出力することによって達成できる。す
なわち、端子Ｐ３は低レベルに落ち、トランジスタＴ２
が遮断するため、リレー２０ａのソレノイドＬ１には電
流が流れなくなり、その接点Ｓ１を開く。以上のように
して、本発明に係る電力供給装置は電源線１１上に機械
的接点を一切設けることなく、各電子機器に対する電力
の供給を制御できる。

【００２１】なお、本発明はこの実施例に限られるもの
ではなく、交流電圧によって作動するスイッチ回路であ
ればよい。、また、本実施例において、交流電圧の整流
は全波整流に限らず半波整流であっても可能であり、ま
た、リレーを半導体スイッチによって形成し、整流によ
って得た直流電圧によってデジタル制御することも可能
である。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る電力
供給装置によれば、従来のような電力の使用態様によっ
て分けられた各電子機器別に電源線を用意しなくてよ
く、一本の電源線にて全ての電子機器を接続できるので
配線の簡素化を図ることができ、コストの削減および管
理の手間も省くことができる。また、電子機器の電源を
オンするスイッチは、従来では電源部と電子機器の間に
設置しなければならなかったが、本発明によれば交流電
圧を印加する装置がスイッチの役目を果たすのでその設
置場所が限定されることはなく、レイアウトにおける設
計の自由度を高めることができる。さらに、このような
構成にすれば、電源線を用いた情報の伝達も可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電源線の配線を示す図である。

【図２】本発明に係る電力供給装置の回路例を示す図で
ある。

【図３】従来の電源線の配線を示す図である。

【符号の説明】

１０ 本発明に係る電源線の配線図 １１ 電源線 １２ 交流印加装置 ２０ 電子機器 ２０ａ リレー ２０ｂ ダイオードブリッジ回路 ２１ 電子機器内の部品基板 Ｂ バッテリ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電源を用いて複数の機器に電力を供
   給する電力供給装置において、 一端が前記直流電源に接続されるとともに、他端との間
   に前記複数の機器が並列に接続される一本の電源線と、 前記直流電源により、前記電源線に供給される直流電圧
   に重畳して交流電圧を印加する交流電圧印加手段と、 前記複数の機器のうち、電源のオンオフ制御を必要とす
   る機器内に設けられ、前記交流電圧印加手段により印加
   された交流電圧によって作動し、前記電源線から前記複
   数の機器へ電力の供給を制御するスイッチ手段とからな
   ることを特徴とする電力供給装置。
2. 【請求項２】 前記交流電圧印加手段による交流電圧の
   印加が消滅した後も、前記スイッチ手段を閉じたままの
   状態で維持するホールド手段を有してなる請求項１に記
   載の電力供給装置。