[go: up one dir, main page]

JP2016134960A - Power supply circuit and on-vehicle controller - Google Patents

Power supply circuit and on-vehicle controller Download PDF

Info

Publication number
JP2016134960A
JP2016134960A JP2015006701A JP2015006701A JP2016134960A JP 2016134960 A JP2016134960 A JP 2016134960A JP 2015006701 A JP2015006701 A JP 2015006701A JP 2015006701 A JP2015006701 A JP 2015006701A JP 2016134960 A JP2016134960 A JP 2016134960A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
power supply
output
overvoltage
supply circuit
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.)
Pending
Application number
JP2015006701A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
真佐也 袴田
Masaya Hakamada
真佐也 袴田
山中 豊
Yutaka Yamanaka
豊 山中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2015006701A priority Critical patent/JP2016134960A/en
Publication of JP2016134960A publication Critical patent/JP2016134960A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply circuit and on-vehicle controller capable of taking a prompt step to address an abnormality in an output element with a simple configuration.SOLUTION: A signal processor stops a switching operation of T1 of a switching regulator by outputting a T1OFF signal when VOM output from a series regulator continues to be an overvoltage until FT3 elapses, thereby suppressing a time for which an overvoltage is output to a microcomputer to FT3.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、スイッチングレギュレータとシリーズレギュレータとを組み合わせて構成された電源回路、及び当該電源回路を備えた車載制御装置に関する。   The present invention relates to a power supply circuit configured by combining a switching regulator and a series regulator, and an in-vehicle control device including the power supply circuit.

例えば車載制御装置では、バッテリ電圧(例えば12V)を電源回路により所定の内部電圧(例えば5V)となるように降圧してから給電している。この場合、スイッチングレギュレータのみでバッテリ電圧を内部電圧に降圧する構成では、変換効率は高いものの内部電圧の電圧精度が低い。一方、シリーズレギュレータのみでバッテリ電圧を内部電圧に降圧する構成では、内部電圧の電圧精度は高いものの変換効率が低い。このような事情から、スイッチングレギュレータとシリーズレギュレータとを直列接続して組み合わせ、スイッチングレギュレータにより電源電圧を中間電圧まで降圧してからシリーズレギュレータにより中間電圧を所定の内部電圧まで降圧することが行われている(特許文献1参照)。   For example, in an in-vehicle control device, power is supplied after the battery voltage (for example, 12V) is stepped down to a predetermined internal voltage (for example, 5V) by a power circuit. In this case, in the configuration in which the battery voltage is stepped down to the internal voltage using only the switching regulator, the voltage accuracy of the internal voltage is low although the conversion efficiency is high. On the other hand, in the configuration where the battery voltage is stepped down to the internal voltage using only the series regulator, the conversion efficiency is low although the voltage accuracy of the internal voltage is high. For this reason, switching regulators and series regulators are connected in series, and the power supply voltage is stepped down to the intermediate voltage by the switching regulator and then the intermediate voltage is stepped down to the predetermined internal voltage by the series regulator. (See Patent Document 1).

特開2004−147391号公報JP 2004-147391 A

ところで、車載制御装置に採用される電源回路では、出力素子が例えばショートして車載制御装置に搭載されるマイクロコンピュータに過電流が流れ続けることを防止するために過電流防止機能が搭載されている。特許文献1のものでは、シリーズレギュレータからの出力電流を検出する出力電流検出回路を備え、出力電流検出回路が過電流を検出した場合は、シリーズレギュレータを停止したり、スイッチングレギュレータを停止したりすることを提案している。
しかしながら、出力電流検出回路は、電流−電圧変換回路、電圧比較回路、制御回路等を組み合わせて構成する必要があり、その構成が複雑であると共に、出力電流検出回路が過電流を検出した時点では給電対象の異常が進行している虞がある。
By the way, the power supply circuit employed in the in-vehicle control device is equipped with an overcurrent prevention function to prevent the overcurrent from continuously flowing through the microcomputer mounted in the in-vehicle control device due to, for example, the output element being short-circuited. . Patent Document 1 includes an output current detection circuit that detects an output current from a series regulator. When the output current detection circuit detects an overcurrent, the series regulator is stopped or the switching regulator is stopped. Propose that.
However, the output current detection circuit needs to be configured by combining a current-voltage conversion circuit, a voltage comparison circuit, a control circuit, and the like. The configuration is complicated and at the time when the output current detection circuit detects an overcurrent. There is a possibility that the abnormality of the power supply target is progressing.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、簡単な構成で出力素子の異常に迅速に対処することができる電源回路及び車載制御装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a power supply circuit and an in-vehicle control device that can quickly cope with an abnormality of an output element with a simple configuration.

請求項1の発明によれば、シリーズレギュレータの第2出力素子が例えば何等かの要因でショートすると、シリーズレギュレータからの第2電圧が過電圧となるので、第2異常判定手段は、シリーズレギュレータからの第2電圧が過電圧であることを検出した場合は異常であると判定する。すると、第1停止手段は、スイッチングレギュレータの第1出力素子からの第1電圧の出力を停止するので、給電対象に過電圧が出力されてしまうことを抑制することができる。この場合、過電圧が給電対象に継続して出力されることにより給電対象が損傷してシリーズレギュレータから過電流が給電対象に出力される可能性が高いことから、過電圧を防止することで過電流を未然に防止することが可能となる。   According to the first aspect of the present invention, when the second output element of the series regulator is short-circuited for some reason, for example, the second voltage from the series regulator becomes an overvoltage. If it is detected that the second voltage is an overvoltage, it is determined to be abnormal. Then, since the 1st stop means stops outputting the 1st voltage from the 1st output element of a switching regulator, it can control that overvoltage is outputted to the candidate for electric power feeding. In this case, there is a high possibility that overcurrent will be output to the power supply target due to damage to the power supply target due to continuous output of the overvoltage to the power supply target. This can be prevented beforehand.

一実施形態における電源回路の電気的構成を示すブロック図The block diagram which shows the electric constitution of the power supply circuit in one Embodiment 車載制御装置の電気的構成を示すブロック図Block diagram showing electrical configuration of in-vehicle controller T1ショート時の各信号の波形を示す図The figure which shows the waveform of each signal at the time of T1 short T2ショート時の各信号の波形を示す図The figure which shows the waveform of each signal at the time of T2 short

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図2に示すように、車載制御装置1は、各種センサからの検出信号等を入力するための入力回路2、各種制御対象を駆動制御する駆動回路3と、検出信号に基づいて各種演算処理を実行することで駆動回路3を制御するマイクロコンピュータ(以下、マイコン)4(給電対象)、電源回路5を備えて構成されている。電源回路5は、図示しないイグニッションスイッチ(以下、IGスイッチ。メイン電源スイッチ)のON状態で車両バッテリから例えば12Vのバッテリ電圧(以下、VS)が給電される。尚、図2には示していないが、VSの給電に応じてマイコン4が起動すると、マイコン4は、リレーをONすることでVSの給電状態を自己保持し、IGスイッチがOFFされた場合はシャットダウン処理が終了してからリレーをOFFするまでVSの給電状態を保持するようになっている。また、車両がハイブリッド自動車や電気自動車のようにIGスイッチが設けられていない車両ではなくメイン電源スイッチのON状態で給電されることになる。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 2, the in-vehicle controller 1 includes an input circuit 2 for inputting detection signals and the like from various sensors, a drive circuit 3 for driving and controlling various objects to be controlled, and various arithmetic processes based on the detection signals. A microcomputer (hereinafter referred to as microcomputer) 4 (power supply target) and a power supply circuit 5 that control the drive circuit 3 by being executed are provided. The power supply circuit 5 is supplied with, for example, a 12V battery voltage (hereinafter referred to as VS) from a vehicle battery when an ignition switch (hereinafter referred to as IG switch; main power switch) (not shown) is in an ON state. Although not shown in FIG. 2, when the microcomputer 4 is activated in response to the power supply of the VS, the microcomputer 4 self-holds the power supply state of the VS by turning on the relay, and the IG switch is turned off. The VS power supply state is maintained until the relay is turned off after the shutdown process is completed. In addition, the vehicle is supplied with power when the main power switch is ON rather than a vehicle in which an IG switch is not provided, such as a hybrid vehicle or an electric vehicle.

電源回路5は、図1に示すように、スイッチングレギュレータ6、シリーズレギュレータ7、簡易5V電源8、信号処理部9(第1停止手段)から構成されている。
スイッチングレギュレータ6は、スイッチング信号発生回路10、NチャンネルタイプのMOS型FET(以下、T1。第1出力素子)、平滑回路11、オペアンプからなるVO6過電圧検出器12(第2異常判定手段)、第1フィルタ13(第2停止手段)、出力停止用のMOS型FET14から構成されている。
As shown in FIG. 1, the power supply circuit 5 includes a switching regulator 6, a series regulator 7, a simple 5V power supply 8, and a signal processing unit 9 (first stopping means).
The switching regulator 6 includes a switching signal generation circuit 10, an N-channel type MOS FET (hereinafter referred to as T1, first output element), a smoothing circuit 11, a VO6 overvoltage detector 12 (second abnormality determination means) including an operational amplifier, 1 filter 13 (second stopping means) and an output stopping MOS type FET 14.

スイッチング信号発生回路10は、三角波生成器15、オペアンプからなる誤差増幅器(EOP)16、オペアンプからなる比較器(COM)17、T1のソースとグランドとの間に直列接続された抵抗18,19から構成されている。比較器17は、三角波生成器15から出力される三角波と、誤差増幅器16とから出力される比較レベルとを比較し、三角波のレベルが比較レベルよりも大きい場合にハイレベルとなり、低い場合にローレベルとなるスイッチング信号を出力する。誤差増幅器16は、スイッチングレギュレータ6の目標降圧電圧である6V(以下、VO6。第1電圧)を抵抗18,19で分圧した電圧と、基準電圧とを比較し、それらの差(誤差)に応じて比較器17に出力する比較レベルを調整する。この場合、基準電圧は、VO6が6Vとなるように設定されている。T1のドレインは、図示しないIGスイッチのON状態でダイオード20を介してVSが給電され、ゲートには比較器17からのスイッチング信号が入力する。これにより、T1は、比較器17から与えられるスイッチング信号に応じてスイッチング動作し、VO6のレベルに応じてスイッチング動作のデューティ比が調整されることでVO6を6Vに調整する。
T1のソースは平滑回路11に接続されている。平滑回路11は、ローパスフィルタを構成するコイル21とコンデンサ22、T1のオフ時に還流電流を流すフライホイールダオード23から構成されている。
The switching signal generation circuit 10 includes a triangular wave generator 15, an error amplifier (EOP) 16 composed of an operational amplifier, a comparator (COM) 17 composed of an operational amplifier, and resistors 18 and 19 connected in series between the source of T1 and the ground. It is configured. The comparator 17 compares the triangular wave output from the triangular wave generator 15 with the comparison level output from the error amplifier 16, and becomes high when the triangular wave level is higher than the comparison level, and low when the triangular wave level is low. Outputs a level switching signal. The error amplifier 16 compares the voltage obtained by dividing the target step-down voltage 6V (hereinafter referred to as VO6, first voltage) of the switching regulator 6 with the resistors 18 and 19 with the reference voltage, and determines the difference (error) between them. Accordingly, the comparison level output to the comparator 17 is adjusted. In this case, the reference voltage is set so that VO6 is 6V. The drain of T1 is supplied with VS via a diode 20 when an IG switch (not shown) is turned on, and a switching signal from the comparator 17 is input to the gate. Thus, T1 performs a switching operation in accordance with the switching signal supplied from the comparator 17, and adjusts the duty ratio of the switching operation in accordance with the level of VO6, thereby adjusting VO6 to 6V.
The source of T1 is connected to the smoothing circuit 11. The smoothing circuit 11 includes a coil 21 that constitutes a low-pass filter, a capacitor 22, and a flywheel diode 23 that allows a return current to flow when T1 is turned off.

VO6過電圧検出器12は、VO6と予め設定された基準電圧とを比較し、VO6が基準電圧を上回っていることを検出した場合はそのことを第1フィルタ13に通知する。この場合、基準電圧にはヒステリシスが設定されており、VO6>閾値OVHである場合に過電圧を検出し、VO6<閾値OVLとなった場合に過電圧が解除されたことを検出する(図3参照)。   The VO6 overvoltage detector 12 compares VO6 with a preset reference voltage, and notifies the first filter 13 when it detects that VO6 exceeds the reference voltage. In this case, hysteresis is set for the reference voltage, and an overvoltage is detected when VO6> threshold OVH, and it is detected that the overvoltage has been released when VO6 <threshold OVL (see FIG. 3). .

第1フィルタ13は、VO6過電圧検出器12から過電圧であることがFT1時間経過するまで継続して入力した場合はハイレベルのストップ信号を出力し、VO6過電圧検出器12から過電圧を解消したことがFT2時間経過するまで継続して入力した場合はストップ信号の出力を停止する。FT1及びFT2は、VO6で発生が想定されるオーバーシュート時間に対する余裕度、トランジスタの耐圧破壊余裕度、トランジスタの熱破壊余裕度を元に決定されるフィルタ機能を設定するための時間である。   The first filter 13 outputs a high-level stop signal when the overvoltage is continuously input from the VO6 overvoltage detector 12 until the FT1 time elapses, and the overvoltage is eliminated from the VO6 overvoltage detector 12. When the input is continued until FT2 time elapses, the output of the stop signal is stopped. FT1 and FT2 are times for setting a filter function determined based on a margin with respect to an overshoot time expected to occur in VO6, a breakdown voltage breakdown margin of the transistor, and a thermal breakdown margin of the transistor.

FET14のドレインはT1のゲートに接続され、そのソースはグランドに接続されており、FET14のON状態でT1のゲートがグランドラインに接続される。
一方、シリーズレギュレータ7は、リニア信号発生回路24、PNPタイプのトランジスタ(以下、T2。第2出力素子)、オペアンプからなるVOM過電圧検出器25(第1異常判定手段)、第2フィルタ26(第1停止手段)、ダイオードからなる温度センサ27(温度検出手段)、オペアンプからなる過熱度検出器28(過熱度検出手段)、出力停止用のトランジスタ29から構成されている。
The drain of the FET 14 is connected to the gate of T1, the source thereof is connected to the ground, and the gate of T1 is connected to the ground line when the FET 14 is in the ON state.
On the other hand, the series regulator 7 includes a linear signal generation circuit 24, a PNP type transistor (hereinafter referred to as T2, second output element), a VOM overvoltage detector 25 (first abnormality determination means) including an operational amplifier, and a second filter 26 (first output). 1 stop means), a temperature sensor 27 (temperature detection means) comprising a diode, a superheat degree detector 28 (superheat degree detection means) comprising an operational amplifier, and a transistor 29 for stopping output.

リニア信号発生回路24は、T2とグランドとの間に接続された抵抗30,31、オペアンプからなる増幅器(OP)32、トランジスタ33から構成されている。増幅器32は、T2から出力される電圧(以下、VOM。第2電圧)を抵抗30,31で分圧した電圧と、予め設定された基準電圧とを比較し、それらの電圧差に応じた電流をトランジスタ33のベースに出力する。トランジスタ33のコレクタはT2のベースに接続されている。   The linear signal generation circuit 24 includes resistors 30 and 31 connected between T2 and the ground, an amplifier (OP) 32 including an operational amplifier, and a transistor 33. The amplifier 32 compares a voltage obtained by dividing the voltage output from T2 (hereinafter referred to as VOM, second voltage) with the resistors 30 and 31 with a preset reference voltage, and a current corresponding to the voltage difference therebetween. Is output to the base of the transistor 33. The collector of the transistor 33 is connected to the base of T2.

T2のエミッタはスイッチングレギュレータ6の平滑回路11と接続され、コレクタはコンデンサ34を介してグランドラインに接続されている。これにより、T2は、増幅器32から与えられる電流に応じてリニア動作する。この場合、増幅器32に与える基準電圧は、VOMが5Vとなるように設定されており、VOMのレベルに応じてT2のリニア動作が制御されることでVOMが5Vに調整される。VOM過電圧検出器25は、VOMを抵抗30,31で分圧した電圧と基準電圧とを比較し、VOMが過電圧であることを検出した場合は過電圧であることを第2フィルタ26に通知する。トランジスタ33のベースにはトランジスタ29のコレクタが接続されており、トランジスタ29のオン状態でトランジスタ33のベースがグランドラインに接続される。   The emitter of T2 is connected to the smoothing circuit 11 of the switching regulator 6, and the collector is connected to the ground line via a capacitor. Thereby, T2 performs a linear operation according to the current supplied from the amplifier 32. In this case, the reference voltage applied to the amplifier 32 is set so that VOM is 5V, and the VOM is adjusted to 5V by controlling the linear operation of T2 according to the level of VOM. The VOM overvoltage detector 25 compares the voltage obtained by dividing the VOM with the resistors 30 and 31 with the reference voltage, and notifies the second filter 26 that the VOM is overvoltage when it is detected that the VOM is overvoltage. The base of the transistor 33 is connected to the collector of the transistor 29. When the transistor 29 is on, the base of the transistor 33 is connected to the ground line.

第2フィルタ26は、VOM過電圧検出器25から過電圧であることがFT3時間経過するまで継続して通知された場合はハイレベルのストップ信号を出力する。このストップ信号は後述する信号処理部9に出力される。FT3は、VOMで発生が想定されるオーバーシュート時間に対する余裕度、トランジスタの耐圧破壊余裕度、トランジスタの熱破壊余裕度を元に決定されるフィルタ機能を設定するための時間である。   The second filter 26 outputs a high-level stop signal when it is continuously notified from the VOM overvoltage detector 25 that an overvoltage has elapsed until FT3 time elapses. This stop signal is output to a signal processing unit 9 described later. FT3 is a time for setting a filter function determined based on a margin with respect to an overshoot time assumed to occur in the VOM, a breakdown voltage breakdown margin of the transistor, and a thermal breakdown margin of the transistor.

過熱度検出器28はT2の過熱度を検出するもので、温度センサ27による検出電圧と基準電圧との差電圧を過熱度として各フィルタ13,26に通知する。
ここで、各フィルタ13,26に設定されたFT1〜FT3は、過熱度検出器28が検出した過熱度が大きくなる程、短くなるように設定されている。これは、T2が過熱する程、T2の動作の余裕度が低下するからである。
The superheat detector 28 detects the superheat degree of T2, and notifies the respective filters 13, 26 of the difference voltage between the voltage detected by the temperature sensor 27 and the reference voltage as the superheat degree.
Here, FT1 to FT3 set in each of the filters 13 and 26 are set so as to become shorter as the degree of superheat detected by the degree of superheat detector 28 increases. This is because the margin of operation of T2 decreases as T2 overheats.

簡易5V電源8にはVSが給電される。簡易5V電源8は、VSラインとグランドと間に直列接続された抵抗35と逆流防止用のダイオード36とツェナーダイオード37の直列回路、トランジスタ38から構成されている。トランジスタ38のコレクタにはVSが給電され、ベースにはツェナー37のツェナー電圧が入力する。   The simple 5V power supply 8 is supplied with VS. The simple 5V power supply 8 includes a resistor 35 connected in series between the VS line and the ground, a series circuit of a backflow prevention diode 36 and a Zener diode 37, and a transistor 38. VS is supplied to the collector of the transistor 38, and the Zener voltage of the Zener 37 is input to the base.

信号処理部9は、状態保持回路39、起動回路40から構成されており、各回路には簡易5V電源8から5Vが給電される。
状態保持回路39はフリップフロップからなり、そのデータ入力端子には簡易5V電源8の給電状態でハイレベル(5V)が入力し、クロック入力端子(立ち上りエッジアクティブ)には第2フィルタ26から過電圧検出がFT3を越えて発生したことをローレベルからハイレベルの信号変化として入力し、データ出力端子からデータ入力端子にハイレベルの入力状態で状態保持した場合にハイレベルのストップ信号をFET14のベースに出力する。起動回路40は、アンド回路41、ディレイ回路42から構成されている。アンド回路41の一方の入力端子には簡易5V電源8の給電状態でハイレベル(5V)が入力し、他方の入力端子にはディレイ回路42を介してハイレベル(5V)が入力する。ディレイ回路42は、5Vの給電タイミングから所定時間遅らせてハイレベルをアンド回路41に出力する。アンド回路41は、両方の入力端子がハイレベルとなった場合にハイレベルのVS起動信号を状態保持回路39のリセット端子(ローアクティブ)に出力する。
The signal processing unit 9 includes a state holding circuit 39 and an activation circuit 40, and 5V is supplied from a simple 5V power source 8 to each circuit.
The state holding circuit 39 is formed of a flip-flop, and a high level (5 V) is input to the data input terminal of the power supply state of the simple 5 V power supply 8, and an overvoltage is detected from the second filter 26 to the clock input terminal (rising edge active). Is generated as a signal change from the low level to the high level and the state is maintained in the high level input state from the data output terminal to the data input terminal, a high level stop signal is applied to the base of the FET 14 Output. The starting circuit 40 is composed of an AND circuit 41 and a delay circuit 42. A high level (5 V) is input to one input terminal of the AND circuit 41 in a power supply state of the simple 5 V power supply 8, and a high level (5 V) is input to the other input terminal via the delay circuit 42. The delay circuit 42 outputs a high level to the AND circuit 41 with a predetermined time delay from the power supply timing of 5V. The AND circuit 41 outputs a high level VS activation signal to the reset terminal (low active) of the state holding circuit 39 when both input terminals become high level.

次に上記構成の作用について説明する。
ユーザが車両のIGスイッチをオンすると、電源回路5にVSが給電されるようになる。すると、スイッチングレギュレータ6のT1はVSを降圧してVO6が6Vとなるようにスイッチング動作すると共に、シリーズレギュレータ7のT2はVO6を降圧してVOMが5Vとなるようにリニア動作する。これにより、電源回路5からマイコン4にVOMが給電されるようになるので、マイコン4が動作開始して制御対象を制御可能となる。
Next, the operation of the above configuration will be described.
When the user turns on the IG switch of the vehicle, VS is supplied to the power supply circuit 5. Then, T1 of the switching regulator 6 performs a switching operation so that VS is stepped down so that VO6 becomes 6V, and T2 of the series regulator 7 performs a linear operation so that VO6 is stepped down and VOM becomes 5V. As a result, the VOM is supplied from the power supply circuit 5 to the microcomputer 4, so that the microcomputer 4 starts to operate and the control target can be controlled.

ユーザにより車両が運転されている状態では、VSが変動したり、制御対象の負荷(出力負荷)が変動したりするので、VO6及びVOMが一時的に目標電圧からオーバーシュートすることがある。VO6が一時的にオーバーシュートした場合はT1のスイッチング動作が一時的に停止するので、VO6のオーバーシュートは直ちに解消される。同様に、VOMが一時的にオーバーシュートした場合はT2が一時的にオフされるので、VOMのオーバーシュートは直ちに解消される。   In a state where the vehicle is driven by the user, VS varies or the load to be controlled (output load) varies, so VO6 and VOM may temporarily overshoot from the target voltage. When VO6 temporarily overshoots, the switching operation of T1 is temporarily stopped, so that the overshoot of VO6 is immediately eliminated. Similarly, when the VOM temporarily overshoots, T2 is temporarily turned off, so that the VOM overshoot is immediately eliminated.

さて、スイッチングレギュレータ6のT1が何らかの要因でショートした場合は、図3に示すようにスイッチングレギュレータ6からのVO6が閾値OVHを上回るようになるので、過電圧(≒VS)がシリーズレギュレータ7のトランジスタに出力されてしまう状態となる。このような場合、シリーズレギュレータ7により過電圧はVOMとなるように降圧されるので、過電圧がマイコン4に出力されてしまうことを防止することができるものの、シリーズレギュレータ7の入力電圧としては定格よりも高い状態であり、シリーズレギュレータ7が高負荷状態となっている。このとき、VO6過電圧検出器12が過電圧を検出して第1フィルタ13に通知する。第1フィルタ13は、VO6過電圧検出器12から過電圧が通知されている時間を計時しており、その計時時間がFT1となった場合はT1がショートした可能性があると判定し、シリーズレギュレータ7のトランジスタ29にハイレベルのT2OFF信号を出力する。これにより、トランジスタ29がオンし、それに伴ってトランジスタ33、ひいてはT2がオフして、T2のリニア動作が停止するので、シリーズレギュレータ7の高負荷状態をFT1に抑制することができる。   When T1 of the switching regulator 6 is short-circuited for some reason, VO6 from the switching regulator 6 exceeds the threshold value OVH as shown in FIG. 3, so that overvoltage (≈VS) is applied to the transistor of the series regulator 7. It will be in the state where it is output. In such a case, since the overvoltage is stepped down to VOM by the series regulator 7, it is possible to prevent the overvoltage from being output to the microcomputer 4, but the input voltage of the series regulator 7 is higher than the rating. This is a high state, and the series regulator 7 is in a high load state. At this time, the VO6 overvoltage detector 12 detects the overvoltage and notifies the first filter 13. The first filter 13 measures the time during which the overvoltage is notified from the VO6 overvoltage detector 12, and when the time reaches FT1, it determines that T1 may be short-circuited, and the series regulator 7 A high level T2OFF signal is output to the transistor 29. As a result, the transistor 29 is turned on, and the transistor 33 and thus T2 is turned off, and the linear operation of T2 is stopped. Therefore, the high load state of the series regulator 7 can be suppressed to FT1.

T1のショート状態が解消された場合は、図3に示すようにVO6が閾値VOLを下回るようになるので、VO6過電圧検出器12から過電圧が解消されたことが第1フィルタ13に通知される。第1フィルタ13は、VO6過電圧検出器12から過電圧が解消されたことが通知されている時間を計時しており、その計時時間がFT2となった場合はT1のショート状態が解消されたと判定し、T2OFF信号の出力を停止する。これにより、トランジスタ29がオフし、それに伴ってトランジスタ33が動作してT2がリニア動作を再開するようになるので、シリーズレギュレータ7からマイコン4への給電状態が復帰する。
尚、T1のショート状態が解消されない場合は、後述するようにユーザに対して電源回路5の異常が報知される。
When the short state of T1 is eliminated, VO6 becomes lower than the threshold value VOL as shown in FIG. 3, so the VO6 overvoltage detector 12 notifies the first filter 13 that the overvoltage has been eliminated. The first filter 13 measures the time when the overvoltage has been notified from the VO6 overvoltage detector 12, and when the measured time reaches FT2, it is determined that the short state of T1 has been resolved. The output of the T2OFF signal is stopped. As a result, the transistor 29 is turned off, and the transistor 33 operates accordingly, and T2 resumes the linear operation, so that the power supply state from the series regulator 7 to the microcomputer 4 is restored.
In addition, when the short state of T1 is not eliminated, the abnormality of the power supply circuit 5 is notified to the user as will be described later.

一方、シリーズレギュレータ7のトランジスタが何らかの要因でショートした場合は、図4に示すようにシリーズレギュレータ7からのVOMが閾値OVHを上回るようになるので、過電圧(≒VO6)がマイコン4に出力されてしまう状態となる。このようにマイコン4の定格電圧よりも高い過電圧がマイコン4に出力されてしまう状態が継続すると、やがては過電圧によりマイコン4が破損して過電流が発生するようになることから、シリーズレギュレータ7からの過電圧の出力状態を直ちに停止する必要がある。   On the other hand, when the transistor of the series regulator 7 is short-circuited for some reason, as shown in FIG. 4, the VOM from the series regulator 7 exceeds the threshold value OVH, so an overvoltage (≈VO6) is output to the microcomputer 4. It will be in a state. If an overvoltage higher than the rated voltage of the microcomputer 4 continues to be output to the microcomputer 4 in this way, the microcomputer 4 will eventually be damaged by the overvoltage and an overcurrent will be generated. It is necessary to stop the overvoltage output state immediately.

そこで、VOM過電圧検出器25が過電圧であることを検出して第2フィルタ26に通知すると、第2フィルタ26は、VOM過電圧検出器25から過電圧であることが通知されている時間を計時し、その計時時間がFT3となった場合はハイレベルのストップ信号を信号処理部9に出力する。信号処理部9の状態保持回路39は、ストップ信号が入力すると、データ入力端子に入力しているハイレベル信号を保持するので、状態保持回路39の出力端子からハイレベルのT1OFF信号をスイッチングレギュレータ6のFET14のゲートに出力する。この場合、状態保持回路39は、T1OFF信号を状態保持する。これにより、FET14がオンし、それに伴ってT1がオフしてスイッチング動作を停止するようになるので、VO6、ひいてはVOMの電圧が低下するようになり、図4に示すようにシリーズレギュレータ7から過電圧がマイコン4に出力されてしまうことをFT3時間に抑制することができる。   Therefore, when the VOM overvoltage detector 25 detects that it is an overvoltage and notifies the second filter 26, the second filter 26 counts the time that the VOM overvoltage detector 25 is notified of the overvoltage, When the measured time reaches FT3, a high-level stop signal is output to the signal processing unit 9. When the stop signal is input, the state holding circuit 39 of the signal processing unit 9 holds the high level signal input to the data input terminal. Therefore, the high level T1OFF signal is output from the output terminal of the state holding circuit 39 to the switching regulator 6. Output to the gate of the FET 14. In this case, the state holding circuit 39 holds the state of the T1OFF signal. As a result, the FET 14 is turned on and the switching operation is stopped due to the T1 being turned off, so that the voltage of VO6 and consequently VOM is lowered. As shown in FIG. Is output to the microcomputer 4 in FT3 time.

ここで、信号処理部9は、簡易5V電源8から給電されているので、上述したようにVOMの電圧が低下した場合であっても、状態保持回路39によるT1OFF信号の出力状態を保持することができる。そして、VOMがマイコン4の動作可能電圧よりも低下すると、マイコン4、ひいては車載制御装置1の動作が停止する。   Here, since the signal processing unit 9 is supplied with power from the simple 5V power supply 8, even if the voltage of the VOM decreases as described above, the signal processing unit 9 holds the output state of the T1OFF signal by the state holding circuit 39. Can do. Then, when the VOM drops below the operable voltage of the microcomputer 4, the operation of the microcomputer 4 and consequently the in-vehicle control device 1 is stopped.

以上のようにして車載制御装置1が停止すると、例えばインストルメントパネルに設置された警告ランプ等によりユーザに対して異常が報知される。この場合、車載制御装置1が停止するにしても、フェールセーフ機能によりリンプホームモードが機能し、車載制御装置1の機能が最低限に制限されるので、車載制御装置1が車両の走行制御に関係する場合は、低速走行で自宅、或いは整備工場にたどり着くことができる。IGスイッチをOFFすると、図4に示すようにVSが給電されなくなることにより、状態保持回路39による状態保持機能が喪失する。   When the in-vehicle control device 1 is stopped as described above, for example, an abnormality is notified to the user by a warning lamp or the like installed on the instrument panel. In this case, even if the in-vehicle control device 1 stops, the limp home mode functions by the fail-safe function, and the functions of the in-vehicle control device 1 are limited to the minimum. If you are concerned, you can get to your home or maintenance shop at low speed. When the IG switch is turned off, the state holding function by the state holding circuit 39 is lost because the VS is not supplied with power as shown in FIG.

さて、電源回路5の異常が自然に回復したり、故障が修理されたりした後に、IGスイッチがオンされると、VSが電源回路5に再給電されるようになる。VSが電源回路5に再給電されると、図4に示すように起動回路40がハイレベル信号を状態保持回路39に出力するようになるが、起動回路40はハイレベル信号の出力を所定時間遅らせるので、状態保持回路39に正常に給電された状態で状態保持回路39のリセット端子(ローアクティブ)にハイレベル信号が入力して正常に初期化する。これにより、状態保持回路39の出力端子から初期状態としてハイレベルのT1OFF信号が出力されることはないので、スイッチングレギュレータ6のT1はスイッチング動作可能となる。   When the IG switch is turned on after the abnormality of the power supply circuit 5 naturally recovers or the failure is repaired, VS is repowered to the power supply circuit 5. When VS is repowered to the power supply circuit 5, the start circuit 40 outputs a high level signal to the state holding circuit 39 as shown in FIG. 4, but the start circuit 40 outputs the high level signal for a predetermined time. Since the delay is delayed, a high level signal is input to the reset terminal (low active) of the state holding circuit 39 in a state where power is normally supplied to the state holding circuit 39, and normalization is performed. As a result, since a high-level T1OFF signal is not output from the output terminal of the state holding circuit 39 as an initial state, T1 of the switching regulator 6 can perform a switching operation.

一方、第1フィルタ13は、温度センサ27が検出したT2の過熱度が大きくなる程、FT1及びFT2を段階的に短く設定する。同様に、第2フィルタ26は、T2の過熱度が大きくなる程、FT3を段階的に短く設定する。これにより、T2の過熱度が大きくなった場合であっても、T1OFF信号及びT2OFF信号を安定して出力することができる。   On the other hand, the 1st filter 13 sets FT1 and FT2 short in steps, so that the superheat degree of T2 which temperature sensor 27 detected becomes large. Similarly, the 2nd filter 26 sets FT3 short in steps, so that the superheat degree of T2 becomes large. Thereby, even if the degree of superheat of T2 increases, the T1OFF signal and the T2OFF signal can be stably output.

このような実施形態によれば、次のような効果を奏することができる。
信号処理部9は、シリーズレギュレータ7から出力されるVOMがFT3経過するまで継続して過電圧であった場合は、スイッチングレギュレータ6のT1のスイッチング動作を停止するので、過電圧がマイコン4に出力されてしまう時間をFT3に抑制することができる。
According to such an embodiment, the following effects can be produced.
The signal processing unit 9 stops the switching operation of T1 of the switching regulator 6 when the VOM output from the series regulator 7 is continuously overvoltage until FT3 elapses, so that the overvoltage is output to the microcomputer 4 FT3 can be suppressed to the time.

信号処理部9には簡易5V電源8から5Vが給電されており、IGスイッチがオフして簡易5V電源8からの給電が停止するまでスイッチングレギュレータ6のT1の動作停止状態を保持するので、過電圧がマイコン4に再出力されてしまうことを確実に防止することができる。   The signal processing unit 9 is supplied with 5V from the simple 5V power source 8 and maintains the T1 operation stop state of the switching regulator 6 until the IG switch is turned off and the power supply from the simple 5V power source 8 is stopped. Can be reliably prevented from being output to the microcomputer 4 again.

VO6がFT1経過するまで継続して過電圧である場合はシリーズレギュレータ7のT2がリニア動作することを停止し、VO6がFT2経過するまで継続して過電圧が解消されたことを検出した場合はT2の動作停止状態を解除するようにしたので、T2が一時的にショートした場合に電源回路5が無用に停止してしまうことを防止できる。   When VO6 continues to be overvoltage until FT1 elapses, T2 of the series regulator 7 stops linear operation, and when VO6 continues to elapse until FT2 elapses, it is detected that the overvoltage has been eliminated. Since the operation stop state is released, it is possible to prevent the power supply circuit 5 from being unnecessarily stopped when T2 is temporarily short-circuited.

T2の検出温度に応じて各フィルタ13,26のFT1〜FT3の時間を段階的に変更するようにしたので、T2の検出温度に応じて過電圧を検出する余裕度を適切に設定することができる。   Since the time of FT1 to FT3 of each filter 13 and 26 is changed stepwise according to the detected temperature of T2, the margin for detecting the overvoltage can be appropriately set according to the detected temperature of T2. .

(その他の実施形態)
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、次のように変形または拡張したり、各変形例を上記実施形態と組合せたり、各変形例を組み合わせるようにしてもよい。
スイッチングレギュレータ6のT1の温度を温度センサにより検出し、その検出温度に応じて各フィルタのFT1〜FT3を段階的に変更するようにしてもよい。
デューティ比を0とすることによりT1のスイッチング動作を停止するようにしてもよいし、T1からVO6が出力されることを遮断する手段を設けるようにしてもよい。
スイッチングレギュレータ及びシリーズレギュレータの構成は上記実施形態に限定されることなく任意の構成を採用することができる。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but may be modified or expanded as follows, each modified example may be combined with the above-described embodiment, or each modified example may be combined.
The temperature of T1 of the switching regulator 6 may be detected by a temperature sensor, and FT1 to FT3 of each filter may be changed stepwise according to the detected temperature.
The switching operation of T1 may be stopped by setting the duty ratio to 0, or a means for blocking the output of VO6 from T1 may be provided.
The configuration of the switching regulator and the series regulator is not limited to the above embodiment, and any configuration can be adopted.

図面中、1は車載制御装置、5は電源回路、6はスイッチングレギュレータ、7はシリーズレギュレータ、9は信号処理部(第1停止手段)、12はVO6過電圧検出器(第2異常判定手段)、13は第1フィルタ(第2停止手段)、25はVOM過電圧検出器(第1異常判定手段)、26は第2フィルタ(第1停止手段)、27は温度センサ(温度検出手段)、28は過熱度検出器(過熱度検出手段)、39は状態保持回路、40は起動回路、T1はFET(第1出力素子)、T2はトランジスタ(第2出力素子)である。   In the drawings, 1 is an in-vehicle control device, 5 is a power supply circuit, 6 is a switching regulator, 7 is a series regulator, 9 is a signal processing unit (first stopping means), 12 is a VO6 overvoltage detector (second abnormality determining means), 13 is a first filter (second stopping means), 25 is a VOM overvoltage detector (first abnormality determining means), 26 is a second filter (first stopping means), 27 is a temperature sensor (temperature detecting means), and 28 is A superheat degree detector (superheat degree detection means), 39 is a state holding circuit, 40 is a starting circuit, T1 is a FET (first output element), and T2 is a transistor (second output element).

Claims (8)

第1出力素子(T1)のスイッチング動作により外部電源から給電される給電電圧を第1電圧に降圧するスイッチングレギュレータ(6)と、
第2出力素子(T2)のリニア動作により前記第1電圧を第2電圧に降圧して給電対象に給電するシリーズレギュレータ(7)と、
前記第2電圧が過電圧であることを検出した場合は異常であると判定する第1異常判定手段(25)と、
前記第1異常判定手段が異常であると判定した場合は、前記第1出力素子から前記第1電圧が出力されることを停止する第1停止手段(9,26)と、
を備えたことを特徴とする電源回路。
A switching regulator (6) for stepping down a feeding voltage fed from an external power source to a first voltage by a switching operation of the first output element (T1);
A series regulator (7) for stepping down the first voltage to a second voltage by a linear operation of the second output element (T2) and feeding power to a power supply target;
First abnormality determining means (25) for determining that the second voltage is abnormal when it is detected that the second voltage is an overvoltage;
First stopping means (9, 26) for stopping the output of the first voltage from the first output element when the first abnormality determining means determines that there is an abnormality;
A power supply circuit comprising:
前記第1停止手段は、前記第1電圧の出力停止状態を保持する保持動作を実行することを特徴とする請求項1に記載の電源回路。   2. The power supply circuit according to claim 1, wherein the first stop unit performs a holding operation for holding an output stop state of the first voltage. 前記第1停止手段は、前記外部電源から給電されるように設けられ、前記外部電源からの給電が停止するまで前記保持動作を実行することを特徴とする請求項2に記載の電源回路。   3. The power supply circuit according to claim 2, wherein the first stop unit is provided so as to be supplied with power from the external power source, and performs the holding operation until power supply from the external power source is stopped. 前記第1停止手段は、
前記第1異常判定手段が異常であると判定した場合は前記第1出力素子から前記第1電圧が出力されることを停止すると共に、その動作停止状態を保持する状態保持回路(39)と、
前記外部電源からの給電停止後に再給電された場合は前記状態保持回路をリセットしてから起動する起動回路(40)と、
を備えて構成されていることを特徴とする請求項3に記載の電源回路。
The first stop means includes
A state holding circuit (39) for stopping the output of the first voltage from the first output element and holding the operation stopped state when the first abnormality determining means determines that the abnormality is present;
A startup circuit (40) that starts after resetting the state holding circuit when power is re-supplied after stopping power feeding from the external power source;
The power supply circuit according to claim 3, comprising:
前記第1電圧が過電圧であることを検出した場合は異常であると判定し、前記第1電圧が非過電圧であることを検出した場合は異常判定を解除する第2異常判定手段(12)と、
前記第2異常判定手段が異常であると判定した場合は前記第2出力素子から前記第2電圧が出力されることを停止し、前記第2異常判定手段が異常判定を解除した場合は前記第2出力素子に対する停止状態を解除する第2停止手段(13)と、
を備えたことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の電源回路。
Second abnormality determining means (12) for determining that the first voltage is abnormal when it is detected that the first voltage is an overvoltage, and for canceling the abnormality determination when detecting that the first voltage is a non-overvoltage; ,
When the second abnormality determining means determines that there is an abnormality, the output of the second voltage from the second output element is stopped, and when the second abnormality determining means cancels the abnormality determination, the second output element is stopped. A second stop means (13) for releasing the stop state for the two output elements;
The power supply circuit according to any one of claims 1 to 4, further comprising:
前記第2出力素子の温度を検出する温度検出手段(27)と、
前記温度検出手段による検出温度に基づいて前記第2出力素子の過熱度を検出する過熱度検出手段(28)と、を備え、
前記第1異常判定手段は、前記第2電圧が第1時間継続して過電圧であることを検出した場合に異常であると判定すると共に、前記過熱検出手段による過熱度に応じて前記第1時間を変更することを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の電源回路。
Temperature detecting means (27) for detecting the temperature of the second output element;
Superheat degree detection means (28) for detecting the superheat degree of the second output element based on the temperature detected by the temperature detection means,
The first abnormality determining means determines that the second voltage is abnormal when the second voltage is detected to be overvoltage for the first time, and determines the first time according to the degree of superheat by the overheat detecting means. The power supply circuit according to claim 1, wherein the power supply circuit is changed.
前記第2異常判定手段は、前記第1電圧が第2時間継続して過電圧であることを検出した場合に異常であると判定すると共に前記第1電圧が第3時間継続して過電圧が解消されていることを検出した場合に異常判定を解除し、前記過熱検出手段による過熱度に応じて前記第2時間及び前記第3時間を変更することを特徴とする請求項6に記載の電源回路。   The second abnormality determination means determines that an abnormality is detected when the first voltage is detected to be overvoltage for a second time, and the first voltage continues for a third time to eliminate the overvoltage. 7. The power supply circuit according to claim 6, wherein when the detection is detected, the abnormality determination is canceled, and the second time and the third time are changed according to the degree of superheat by the overheat detection means. 請求項1から7のいずれか一項に記載の電源回路と、
マイクロコンピュータ(4)と、を備え、
前記外部電源は、メイン電源スイッチのオン状態で前記電源回路に給電する車両バッテリであり、
前記給電対象は、前記マイクロコンピュータであることを特徴とする車載制御装置。
The power supply circuit according to any one of claims 1 to 7,
A microcomputer (4),
The external power supply is a vehicle battery that supplies power to the power supply circuit when the main power switch is on.
The vehicle-mounted control device, wherein the power supply target is the microcomputer.
JP2015006701A 2015-01-16 2015-01-16 Power supply circuit and on-vehicle controller Pending JP2016134960A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015006701A JP2016134960A (en) 2015-01-16 2015-01-16 Power supply circuit and on-vehicle controller

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015006701A JP2016134960A (en) 2015-01-16 2015-01-16 Power supply circuit and on-vehicle controller

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2016134960A true JP2016134960A (en) 2016-07-25

Family

ID=56464635

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015006701A Pending JP2016134960A (en) 2015-01-16 2015-01-16 Power supply circuit and on-vehicle controller

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2016134960A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018120559A (en) * 2017-01-27 2018-08-02 株式会社ノーリツ DC power supply
JP2021193868A (en) * 2020-06-08 2021-12-23 株式会社リコー Power supply device, image forming device and control method of power supply device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018120559A (en) * 2017-01-27 2018-08-02 株式会社ノーリツ DC power supply
JP2021193868A (en) * 2020-06-08 2021-12-23 株式会社リコー Power supply device, image forming device and control method of power supply device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4180597B2 (en) Abnormality detection device for power supply circuit
US9573540B2 (en) On-vehicle electronic control device
JP4621231B2 (en) Power supply protection device and electronic control device
JP3696588B2 (en) Power supply
JP6492507B2 (en) Electronic control unit
JP2009289689A (en) Relay control device
US9190945B2 (en) Voltage regulator, under-voltage protection circuit thereof and voltage regulation system
JP2011078235A (en) Overcurrent protection circuit and on-vehicle display device
JP2010110091A (en) Load driving device
WO2013180050A1 (en) Power supply circuit for vehicle
US9300200B2 (en) DC-DC converter that supplies voltage of a DC power supply to a load while boosting or stepping down the voltage of the DC power supply
JP2016134960A (en) Power supply circuit and on-vehicle controller
JP4793226B2 (en) Switching boost power supply circuit
JP6232133B2 (en) Electronic control unit
JP6405948B2 (en) Semiconductor integrated circuit for regulator
JP2016181071A (en) Power supply
JP2015053777A (en) Power supply controller
JP2018074874A (en) Electronic control unit
JP6555223B2 (en) Fuel cell system
JP2015007852A (en) Power supply circuit of controller
JP6712899B2 (en) Power control device
JP6765008B2 (en) Generator voltage regulator
JP2008172901A (en) Power supply
JP2012085382A (en) Overcurrent protection apparatus
JP6127955B2 (en) Fuel injection control device and inrush current control method thereof