WO2023162200A1 - 車載用遮断電流供給装置 - Google Patents

Abstract

車載用遮断電流供給装置（１０）は、第１巻線部（２１）と第２巻線部（２２）とを有するトランス（２０）と、駆動部（１２）と、コンデンサ（２８）と、を有する。駆動部（１２）は、第１巻線部（２１）への通電を許容する許容状態と許容状態を解除する解除状態とに切り替える。コンデンサ（２８）は、第２巻線部（２２）と遮断器（６）との間の中間導電路に電気的に接続され、第２巻線部（２２）から電力を受け得る。駆動部（１２）が許容状態と解除状態との切り替えを交互に繰り返すことに応じて第２巻線部（２２）側からコンデンサ（２８）に対する充電電流が供給される。スイッチ（３０）のオン動作に応じてコンデンサ（２８）が放電され、電流入力部（７）に駆動電流が流れる。

Description

車載用遮断電流供給装置

　本開示は、車載用遮断電流供給装置に関する。

　特許文献１には、パルストランスを用いた駆動回路が開示されている。特許文献１に開示される駆動回路は、負荷電力を制御するパワーＭＯＳＦＥＴと、このパワーＭＯＳＦＥＴの前段のゲート回路に設けられるＭＯＳＦＥＴと、ゲート回路にＰＷＭ信号を入力するパルストランスと、を備える。

特開昭６２－２１３２２号公報

　車両に搭載される電源システムでは、電力路を遮断可能な遮断器が搭載されるものがあり、この種の電源システムでは、遮断条件が成立した場合に信号発生回路によって遮断器に遮断信号を与えることで、遮断器に遮断動作を行わせる。

　しかし、電力路に設けられた遮断器では、遮断動作時に遮断器付近にサージ電圧が発生する懸念があり、サージ電圧に起因する電圧が寄生的な容量成分を介して信号発生回路側に入り込むと、予期せぬ素子の破壊を招く懸念がある。このような問題に対する対策としては、特許文献１のように、信号発生回路側と遮断器側をトランス等によって絶縁する構成などが挙げられる。

　しかしながら、ある程度の大きさの入力電流が入力された場合に遮断動作を行うような遮断器を駆動対象とする場合、信号発生回路側と遮断器側を絶縁するための部品が大型化する懸念がある。

　本開示は、駆動部側と遮断器側との絶縁性を高めつつ遮断器を駆動可能な車載用遮断電流供給装置を、小型化しやすい技術を提供することを一つの目的とする。

　本開示の一つである車載用遮断電流供給装置は、
　電力路に設けられるとともに前記電力路とは絶縁された電流入力部を有する遮断器とスイッチとを備える車載用遮断装置に適用され、
　適用対象の前記車載用遮断装置は前記スイッチのオン動作に応じて前記電流入力部に対する通電が許容されることにより前記遮断器が前記電力路の遮断動作を行うように動作する車載用遮断電流供給装置であって、
　第１巻線部と第２巻線部とを有するトランスと、
　前記第１巻線部への通電を許容する許容状態と前記許容状態を解除する解除状態とに切り替える駆動部と、
　前記第２巻線部と前記遮断器との間の中間導電路に電気的に接続され、前記第２巻線部から電力を受けるコンデンサと、
　を有し、
　前記駆動部が前記許容状態と前記解除状態との切り替えを交互に繰り返すことに応じて前記第２巻線部側から前記コンデンサに対する充電電流が供給され、
　前記スイッチのオン動作に応じて前記コンデンサが放電され、前記電流入力部に駆動電流が流れる。

　本開示に係る技術は、駆動部側と遮断器側との絶縁性を高めつつ遮断器を駆動可能な車載用遮断電流供給装置を、小型化しやすい。

図１は、第１実施形態に係る車載用遮断電流供給装置を含む車載システムを概略的に例示するブロック図である。

　以下では、本開示の実施形態が列記されて例示される。

　〔１〕電力路に設けられるとともに前記電力路とは絶縁された電流入力部を有する遮断器とスイッチとを備える車載用遮断装置に適用され、
　適用対象の前記車載用遮断装置は前記スイッチのオン動作に応じて前記電流入力部に対する通電が許容されることにより前記遮断器が前記電力路の遮断動作を行うように動作する車載用遮断電流供給装置であって、
　第１巻線部と第２巻線部とを有するトランスと、
　前記第１巻線部への通電を許容する許容状態と前記許容状態を解除する解除状態とに切り替える駆動部と、
　前記第２巻線部と前記遮断器との間の中間導電路に電気的に接続され、前記第２巻線部から電力を受けるコンデンサと、
　を有し、
　前記駆動部が前記許容状態と前記解除状態との切り替えを交互に繰り返すことに応じて前記第２巻線部側から前記コンデンサに対する充電電流が供給され、
　前記スイッチのオン動作に応じて前記コンデンサが放電され、前記電流入力部に駆動電流が流れる
　車載用遮断電流供給装置。

　上記の〔１〕の車載用遮断電流供給装置は、トランスの存在により、遮断器側と駆動部側との間で絶縁性を高めることができる。更に、この車載用遮断装置は、第２巻線部から直接的に供給される電流のみを電流入力部に入力するのではなく、コンデンサからの放電電流を電流入力部に入力することができる。よって、この車載用遮断装置は、トランスのサイズを抑えた構成と電流入力部にある程度の大きさの電流を入力し得る構成を両立することができ、駆動部側と遮断器側との絶縁性を高めつつ遮断器を駆動可能な車載用遮断電流供給装置を、小型化しやすい。

　〔２〕前記コンデンサを放電させる放電回路を有し、
　前記スイッチがオフ状態のときに前記コンデンサから前記電流入力部への通電が遮断されつつ前記放電回路によって前記コンデンサが放電される
　〔１〕に記載の車載用遮断電流供給装置。

　上記の〔２〕の車載用遮断電流供給装置は、スイッチがオフ状態のときに駆動部による駆動動作を停止させ、放電回路によってコンデンサを放電させれば、遮断器への通電を遮断しながらコンデンサの電荷を抜くことができる。

　〔３〕前記電流入力部は、第１端子部と第２端子部とを有し、
　前記中間導電路は、前記第２巻線部の一端と前記第１端子部との間に設けられる第１導電路と、前記第２巻線部の他端と前記第２端子部との間に設けられる第２導電路と、を有し、
　前記コンデンサは、一方の電極が前記第１導電路に電気的に接続され、他方の電極が前記第２導電路に電気的に接続され、
　前記放電回路は、前記第１導電路と前記第２導電路との間において前記コンデンサに対して並列に接続される抵抗部を有し、
　前記スイッチがオフ状態のときに前記駆動部が前記許容状態と前記解除状態との切り替えを交互に繰り返すことに応じて前記第２巻線部側から前記コンデンサに対して充電電流が供給されつつ前記抵抗部に電流が流れ、
　前記スイッチがオフ状態のときに前記駆動部が前記解除状態を維持する場合に、前記コンデンサから前記抵抗部に電流が流れる
　〔２〕に記載の車載用遮断電流供給装置。

　上記の〔３〕の車載用遮断電流供給装置は、スイッチがオフ状態のときに駆動部による駆動動作を停止させることでコンデンサの電荷を抜くことができる構成を、より簡易に実現することができる。しかも、スイッチがオフ状態のときにコンデンサを充電する際には、コンデンサの充電と並行して抵抗部に電流を流すことができるため、電流をより安定させることができる。

　〔４〕前記スイッチのオン動作に応じて前記電流入力部に供給される駆動電流の最大値は、前記コンデンサの充電時に前記コンデンサに供給される充電電流の最大値よりも大きい
　〔１〕から〔３〕のいずれか一つに記載の車載用遮断電流供給装置。

　上記の〔４〕の車載用遮断電流供給装置は、コンデンサの充電時にコンデンサに供給される充電電流の最大値が抑えられるため、トランスの小型化を図りやすい。

　〔５〕前記駆動部は、前記車載用遮断装置が搭載された車両を始動させる始動スイッチがオフ状態からオン状態に切り替わることに応じて前記許容状態と前記解除状態とを交互に繰り返す駆動動作を開始し、前記始動スイッチがオフ状態である場合に前記駆動動作を停止する
　〔１〕から〔４〕のいずれか一つに記載の車載用遮断電流供給装置。

　上記の〔５〕の車載用遮断電流供給装置は、車両が始動状態になった場合にコンデンサの充電を開始し、遮断器の遮断動作を行えるように準備しておくことができる。一方、車両が停止状態になった場合にコンデンサの充電を休止させることができる。

　〔６〕前記遮断器は、前記電流入力部に駆動電流が流れた場合に前記電力路を遮断する火工遮断器である
　〔１〕から〔５〕のいずれか一つに記載の車載用遮断電流供給装置。

　上記の〔６〕の車載用遮断電流供給装置は、電流入力部に駆動電流を供給して火工遮断器に遮断動作を行わせることができる。この種の火工遮断器は、遮断動作に伴って火工遮断器付近でサージ電圧が発生しやすいが、上記車載用遮断電流供給装置は、このようなサージ電圧の影響が駆動部側に及びにくい。

　〔７〕前記駆動部が前記許容状態と前記解除状態との切り替えを交互に繰り返している状態で前記スイッチがオフ状態からオン状態に切り替わった場合、前記第２巻線部から電流が供給されている状態で前記コンデンサから前記電流入力部へと放電される
　〔１〕から〔６〕のいずれか一つに記載の車載用遮断電流供給装置。

　上記の〔７〕の車載用遮断電流供給装置は、駆動部が許容状態と解除状態との切り替えを交互に繰り返している状態では、コンデンサからの放電動作に加えて、第２巻線部に基づく電流を合わせることができる。

　〔８〕前記遮断器は、前記電流入力部に供給される駆動電流が流れ込む点火器を有し、
　前記点火器は、必要電流値の前記駆動電流が必要通電時間にわたって継続して流れた場合に爆発動作し、
　前記遮断器は、前記点火器の爆発動作に応じて前記電力路を遮断するように動作し、
　前記コンデンサの容量をＣとし、前記第２巻線部からの出力電圧をＶoutとし、前記必要通電時間をＴｐとし、前記必要電流値をＩｐとし、前記点火器の抵抗値をＲｐとし、自然対数の底をｅとした場合、以下の数１の式、

　を満たすように前記コンデンサの容量Ｃが設定される
　〔１〕から〔７〕のいずれか一つに記載の車載用遮断電流供給装置。

　上記の〔８〕の車載用遮断電流供給装置は、コンデンサを十分に充電した状態においてスイッチのオン動作時に点火器をより確実に爆発させやすい。

　〔９〕前記遮断器は、前記電流入力部に供給される駆動電流が流れ込む点火器を有し、
　前記遮断器は、前記点火器の爆発動作に応じて前記電力路を遮断するように動作し、
　前記コンデンサの容量をＣとし、前記第２巻線部からの出力電圧をＶoutとし、前記点火器を爆発させるために必要な供給電力量をＥｐとした場合、以下の数２の式、

　を満たすように前記コンデンサの容量Ｃが設定される
　〔１〕から〔８〕のいずれか一つに記載の車載用遮断電流供給装置。

　上記の〔９〕の車載用遮断電流供給装置は、コンデンサを十分に充電した状態においてスイッチのオン動作時に点火器をより確実に爆発させやすい。

　〔１０〕前記遮断器は、前記電流入力部に供給される駆動電流が流れ込む点火器を有し、
　前記点火器は、必要電流値の前記駆動電流が必要通電時間にわたって継続して流れた場合に爆発動作し、
　前記遮断器は、前記点火器の爆発動作に応じて前記電力路を遮断するように動作し、
　前記コンデンサの容量をＣとし、前記第２巻線部からの出力電圧をＶoutとし、前記必要通電時間をＴｐとし、前記必要電流値をＩｐとし、前記点火器の抵抗値をＲｐとし、前記点火器を爆発させるために必要な供給電力量をＥｐとした場合、以下の数３の式、

　を満たすように前記コンデンサの容量Ｃが設定される
　〔７〕に記載の車載用遮断電流供給装置。

　上記の〔１０〕の車載用遮断電流供給装置は、コンデンサを十分に充電した状態においてスイッチのオン動作時に点火器をより確実に爆発させやすい。

　＜第１実施形態＞

　１．車載システム１の概要
　図１には、第１実施形態の車載用遮断電流供給装置１０を備えた車載システム１が示される。以下の説明では、車載用遮断電流供給装置１０は、遮断電流供給装置１０とも称される。車載システム１は、車両１００に搭載されるシステムであり、様々な負荷に電力を供給し得るシステムである。車載システム１が搭載される車両１００は、例えば、電気自動車、ブラグインハイブリッド車、ハイブリッド車等の車両であり、その他の種類の車両であってもよい。

　図１のように、車載システム１は、車両１００に搭載されるシステムである。図１では、車両１００の領域が一点鎖線の枠で概念的に示される。車載システム１は、バッテリ４、遮断電流供給装置１０、遮断信号発生部４０、遮断装置２、始動スイッチ５０などを備える。

　始動スイッチ５０は、例えば、車両１００がブラグインハイブリッド車やハイブリッド車であれば、エンジンを始動するイグニッションスイッチが該当する。車両１００が電気自動車であれば、ＥＶシステムを始動するパワースイッチが該当する。

　バッテリ４は、車載用の蓄電池であり、鉛蓄電池やリチウムイオン電池などの二次電池によって構成されてもよく、その他の種類の蓄電池によって構成されてもよい。バッテリ４は、満充電時に所定の直流電圧（例えば１２Ｖ）を導電路５Ａ，５Ｂ間に印加する。以下では、バッテリ４の出力電圧はＶ１とされる。

　電力路９は、電力が伝送される導電路である。電力路９の用途は限定されないが、例えば、車載用の負荷に対して電力を供給する導電路として構成することができる。電力路９は、遮断器６の一方側に接続される第１電力路９Ａと、遮断器６の他方側に接続される第２電力路９Ｂとを備える。第１電力路９Ａと第２電力路９Ｂは、遮断器６が導通状態であるときに互いに短絡し、遮断器６が遮断状態であるときに互いに絶縁される。図１では、第１電力路９Ａ及び第２電力路９Ｂにおける遮断器６とは反対側の接続先が省略されている。電力路９は、例えば、導電路５Ａ，５Ｂ間に印加される電圧よりも高い電圧が印加される導電路である。

　遮断装置２は、電力路９を遮断するための装置である。遮断装置２は、スイッチ３０と遮断器６とを備える。

　スイッチ３０は、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）などの半導体スイッチや機械式のリレーなどによって構成されている。スイッチ３０は、自身がオン状態のときにコンデンサ２８側から第１端子部７Ａ側へ電流を流すことを許容し、自身がオフ状態のときにコンデンサ２８側から第１端子部７Ａ側へ電流を流すことを遮断する。具体的には、スイッチ３０は、遮断信号発生部４０が遮断信号（オン信号）を出力している場合にオン状態となり、遮断信号発生部４０が解除信号（オフ信号）を出力している場合にオフ状態となる。そして、スイッチ３０がオフ状態のときにはスイッチ３０を介しての通電が双方向に遮断され、スイッチ３０がオン状態のときにはスイッチ３０を介しての通電が双方向に許容される。

　図１の例では、遮断器６は、火工遮断器として構成される。火工遮断器としては、公知のパイロヒューズ（登録商標）などの火薬式ヒューズを好適に用いることができる。遮断器６は、電流入力部７と導体部８Ａ，８Ｂ，８Ｃと、点火器６Ａと、変位部（図示省略）を備える。電流入力部７は、第１端子部７Ａと第２端子部７Ｂとを有し、スイッチ３０がオン状態のときに第１端子部７Ａから第２端子部７Ｂに向かう電流が流れる部分である。電流入力部７は、電力路９とは絶縁されている。導体部８Ａは、第１電力路９Ａに接続されるとともに第１電力路９Ａに短絡する端子である。導体部８Ｂは、第２電力路９Ｂに接続されるとともに第２電力路９Ｂに短絡する端子である。導体部８Ｃは、導体部８Ａと導体部８Ｂとの間を短絡する導体である。

　点火器６Ａは、第１端子部７Ａから第２端子部７Ｂに向かって電流が流れた場合に小規模の爆発を生じさせ、この爆発によって変位部を移動させるように機能する部分である。変位部は、点火器６Ａにおいて爆発が生じる前（導体部８Ａ，８Ｂ，８Ｃが互いに短絡している状態のとき）は所定位置で保持され、点火器６Ａで爆発が生じた場合にはこの爆発によって導体部８Ｃ側に変位し、導体部８Ｃを切断させて遮断するように機能する。

　このように、遮断装置２は、スイッチ３０がオン状態に切り替わることによって電流入力部７に対する通電が許容されて電流入力部７に駆動電流が流れた場合（具体的には、第１端子部７Ａから点火部を介して第２端子部７Ｂに流れた場合）に、遮断器６が電力路９を遮断するように動作する。

　遮断信号発生部４０は、信号発生装置４１と絶縁素子４２とを備える。信号発生装置４１は、導電路４４を介してスイッチ３０に遮断信号（オン信号）を与える動作と、導電路４４を介してスイッチ３０に解除信号（オフ信号）を与える動作とを行い得る装置である。信号発生装置４１は、導電路４３に電気的に接続され、導電路４３に対して遮断信号（オン信号）と解除信号（オフ信号）とを与えうる。遮断信号及び解除信号の一方は、ハイレベル信号であり、他方はローレベル信号である。絶縁素子４２は、導電路４３と導電路４４とを絶縁しつつ、導電路４３に与えられた信号を導電路４４に伝送する素子である。絶縁素子４２の絶縁方式は、オプティカル絶縁であってもよく、インダクティブ絶縁であってもよく、キャパシティブ絶縁であってもよい。いずれの場合でも、信号発生装置４１から導電路４３に対して遮断信号（オン信号）が出力された場合に、信号発生装置４１とスイッチ３０とが絶縁された状態でスイッチ３０に対して遮断信号（オン信号）が与えられ、これに応じてスイッチ３０がオン動作する。

　信号発生装置４１は、電力路９を遮断すべき所定条件が成立した場合に上記解除信号（オフ信号）を出力する。例えば、信号発生装置４１は、電力路９を流れる電流の値が閾値以下である通常状態のときに上記解除信号（オフ信号）を出力し、電力路９を流れる電流の値が閾値を超える過電流状態となった場合に上記遮断信号（オン信号）を出力するように動作する。なお、電力路９を遮断すべき所定条件はこの例に限定されず、例えば、信号発生装置４１は、車両１００が衝突した場合に上記遮断信号（オン信号）を出力するように動作してもよい。

　２．遮断電流供給装置１０の構成
　遮断電流供給装置１０は、駆動部１２、トランス２０、コンデンサ２８、抵抗部２９を備える。遮断電流供給装置１０は、遮断器６に駆動電流を流すための供給源として機能する部分である。

　駆動部１２は、駆動装置１３とスイッチング素子１４とを備える。駆動部１２は、第１巻線部２１への通電を許容する許容状態と、この許容状態を解除する解除状態とに切り替える機能を有する。

　駆動装置１３は、制御装置を備える。この制御装置は、演算機能、情報処理機能を有する情報処理装置であり、例えば、ＣＰＵや記憶部などを有する。駆動装置１３は、スイッチング素子１４をオン動作させるためのオン信号と、スイッチング素子１４をオフ動作させるためのオフ信号とを出力する。オン信号及びオフ信号のうちの一方は例えばハイレベル信号であり、他方は例えばローレベル信号である。

　スイッチング素子１４は、例えば、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）などの半導体スイッチ素子によって構成される。スイッチング素子１４は、駆動装置１３からオン信号が与えられているときにオン動作し、駆動装置１３からオフ信号が与えられているときにオフ動作する。なお、スイッチング素子１４は、ＦＥＴ以外のスイッチング素子（例えば、バイポーラトランジスタなど）であってもよい。

　トランス２０は、第１巻線部２１と第２巻線部２２とを有するトランスである。第１巻線部２１及び第２巻線部２２はいずれもコイルとして構成される。トランス２０は、第１巻線部２１において電流変化が生じた場合に、第１巻線部２１の電流変化に応じた電圧を第２巻線部２２に発生させる。第１巻線部２１の巻数Ｎ１は、第２巻線部２２の巻線部の巻数Ｎ２よりも大きくてもよく、小さくてもよい。スイッチング素子１４がオン状態のときに第１巻線部２１の両端にバッテリ４の出力電圧と同等の入力電圧Ｖinが印加される。第２巻線部２２の両端電圧を出力電圧Ｖoutとした場合、Ｖin／Ｖout＝Ｎ１／Ｎ２である。つまり、スイッチング素子１４がオフ状態からオン状態に切り替わることに応じて、第２巻線部２２には、Ｖout＝Ｖin×Ｎ２／Ｎ１の出力電圧が発生する。

　第１導電路５１は、第２巻線部２２の一端と第１端子部７Ａとの間に設けられる導電路である。第２導電路５２は、第２巻線部２２の他端と第２端子部７Ｂとの間に設けられる導電路である。第２導電路５２は、第２巻線部２２の他端と、コンデンサ２８の他方の電極と、抵抗部２９の他端と、第２端子部７Ｂとに短絡する導体部である。第１導電路５１は、スイッチ３０よりも第２巻線部２２側の部分が、第２巻線部２２の一端と、コンデンサ２８の一方の電極と、抵抗部２９の一端とに短絡する。第１導電路５１においてスイッチ３０よりも遮断器６側の部分は、第１端子部７Ａに短絡する。

　コンデンサ２８は、第２巻線部２２と遮断器６との間の中間導電路である第１導電路５１及び第２導電路５２に電気的に接続され、第２巻線部２２から電力を受ける素子である。コンデンサ２８は、一方の電極が第１導電路５１に電気的に接続され、他方の電極が前記第２導電路に電気的に接続される。スイッチ３０がオン状態のときには、第１導電路５１を介してコンデンサ２８から第１端子部７Ａへ電流が流れ得る。

　抵抗部２９は、放電回路の一例に相当する。抵抗部２９は、コンデンサ２８を放電させる機能を有する。抵抗部２９は、第１導電路５１と第２導電路５２との間においてコンデンサ２８に対して並列に接続される。

　３．遮断電流供給装置１０の動作
　遮断電流供給装置１０は、コンデンサ２８の充電動作を行う。駆動装置１３は、充電動作を行う時期には、スイッチング素子１４に対してオン信号とオフ信号とを交互に繰り返すオンオフ信号を与え、具体的には、駆動装置１３は、スイッチング素子１４に対してハイレベル信号をオン信号としローレベル信号をオフ信号とするＰＷＭ信号を与え、スイッチング素子１４をオンオフさせる。スイッチング素子１４がオフ状態からオン状態に切り替わることに応じて第１巻線部２１の両端には、バッテリ４の出力電圧相当の入力電圧Ｖinが印加され、スイッチング素子１４がオン状態からオフ状態に切り替わることに応じて第１巻線部２１の両端に対するバッテリ４からの電圧の印加が解除される。このようなオンオフ動作により、第１巻線部２１の両端に出力電圧Ｖ１が印加される状態と第１巻線部２１の両端への出力電圧Ｖ１の印加が解除される状態とが交互に切り替わる。このようなオンオフ動作に応じて、第２巻線部２２には、最大でＶ１×Ｎ２／Ｎ１程度の出力電圧が発生する。このように、駆動部１２が許容状態と解除状態との切り替えを交互に繰り返すことに応じて（即ち、スイッチング素子１４をオン状態とオフ状態とに交互に切り替えることに応じて）、第２巻線部２２側からコンデンサ２８に対して充電電流が供給され、この状態では、抵抗部２９に若干の電流が流れ得る。

　駆動部１２は、車両１００を始動させる始動スイッチ５０がオフ状態からオン状態に切り替わることに応じて上述の駆動動作（スイッチング素子１４をオン状態とオフ状態とに交互に切り替えることにより許容状態と解除状態とを交互に繰り返す駆動動作）を開始してもよい。そして、始動スイッチ５０がオン状態のときには、オフ状態となるまで上記駆動動作を継続してもよい。そして、駆動部１２は、始動スイッチ５０がオン状態からオフ状態に切り替わった場合に上記駆動動作を停止させてもよい。この例では、始動スイッチ５０がオン状態からオフ状態に切り替わってオフ状態で維持される場合、駆動部１２が上記解除状態を維持するため、スイッチ３０がオフ状態であれば、コンデンサ２８から電流入力部７への通電が遮断されつつ抵抗部２９（放電回路）によってコンデンサ２８が放電される。一方、始動スイッチ５０がオフ状態からオン状態に切り替わってオン状態で維持される場合、駆動部１２が上記駆動動作を行うため、スイッチ３０がオフ状態であれば、第２巻線部２２側からコンデンサ２８に対して充電電流が供給されつつ抵抗部２９に電流が流れる。

　一方、コンデンサ２８が充電されている状態でスイッチ３０がオフ状態からオン状態に切り替わった場合、スイッチ３０のオン動作に応じてコンデンサ２８が放電され、電流入力部７に駆動電流が流れる。例えば、駆動部１２が上記駆動動作を行っている状態（許容状態と解除状態との切り替えを交互に繰り返している状態）でスイッチ３０がオフ状態からオン状態に切り替わった場合、上記駆動動作に応じた電流が第２巻線部２２から第１導電路５１へと供給されている状態でコンデンサ２８から電流入力部７へと放電される。このようにコンデンサ２８から電流入力部７に対して駆動電流が供給された場合には、点火器６Ａにおいて小規模の爆発が生じ、遮断器６が電力路９を遮断する。

　なお、駆動部１２が上記解除状態を維持している状態でスイッチ３０がオフ状態からオン状態に切り替わった場合にも、コンデンサ２８から電流入力部７へと放電される。この場合、放電前にコンデンサ２８が十分に充電されており、電流入力部７に十分な電流が供給されれば、点火器６Ａにおいて小規模の爆発が生じ、遮断器６が電力路９を遮断する。

　本実施形態では、スイッチ３０のオン動作に応じて電流入力部７に供給される駆動電流の最大値は、コンデンサ２８の充電時にコンデンサ２８に供給される充電電流の最大値よりも大きいことが望ましい。駆動部１２は、このような関係になるようにデューティを調整しつつスイッチング素子１４に対してＰＷＭを与える。

　本実施形態では、点火器６Ａは、「必要電流値」の駆動電流が「必要通電時間」にわたって継続して流れた場合に上記爆発が発生するように動作し、遮断器６は、点火器６Ａの爆発動作に応じて電力路９を遮断するように動作する。この例において、コンデンサ２８の容量をＣとし、第２巻線部２２からの出力電圧をＶoutとし、上記必要通電時間をＴｐとし、上記必要電流値をＩｐとし、点火器６Ａの抵抗値をＲｐとし、自然対数の底をｅとした場合、以下の数１の式を満たすようにコンデンサ２８の容量Ｃが設定されることが望ましい。このように設定されれば、コンデンサ２８が十分に充電されることで、上記必要電流値の電流を上記必要通電時間にわたって継続して流すことができる。

　更に、点火器６Ａを爆発させるために必要な供給電力量（点火器６Ａに対する必要供給電力量）をＥｐとした場合、以下の数２の式を満たすようにコンデンサ２８の容量Ｃが設定されることが望ましい。このように設定されれば、コンデンサ２８が十分に充電されることで、コンデンサ２８の放電時に必要供給電力量を上回る駆動電流が供給され得る。

　更に、以下の数３の式、を満たすようにコンデンサの容量Ｃが設定されることが望ましい。このように設定されれば、コンデンサ２８が十分に充電されることで、上記駆動動作中にコンデンサ２８が放電された時に必要供給電力量を上回る駆動電流が供給され得る。

　４．効果の例
　遮断電流供給装置１０は、トランス２０の存在により、遮断器６側と駆動部１２側との間で絶縁性を高めることができる。更に、この車載用遮断装置２は、第２巻線部２２から直接的に供給される電流のみを電流入力部７に入力するのではなく、コンデンサ２８からの放電電流を電流入力部７に入力することができる。よって、この車載用遮断装置２は、トランス２０のサイズを抑えた構成と電流入力部７にある程度の大きさの電流を入力し得る構成を両立することができ、駆動部１２側と遮断器６側との絶縁性を高めつつ遮断器６を駆動可能な車載用遮断電流供給装置１０を、小型化しやすい。

　遮断電流供給装置１０は、駆動部１２が許容状態と解除状態との切り替えを交互に繰り返す駆動動作時には第１導電路５１を介して第２巻線部２２からコンデンサ２８へと充電電流を供給することができる。そして、スイッチ３０がオフ状態からオン状態に切り替わった場合にはコンデンサ２８から第１導電路５１を介して第１端子部７Ａへと電流を流し、遮断器６に遮断動作を行わせることができる。

　遮断電流供給装置１０は、コンデンサ２８の充電時にコンデンサ２８に供給される充電電流の最大値が抑えられるため、トランス２０の小型化を図りやすい。

　遮断電流供給装置１０は、車両１００が始動状態になった場合にコンデンサ２８の充電を開始し、遮断器６の遮断動作を行えるように準備しておくことができる。一方、車両１００が停止状態になった場合にコンデンサ２８の充電を休止させることができる。

　遮断電流供給装置１０は、駆動部１２が許容状態と解除状態との切り替えを交互に繰り返している状態では、コンデンサ２８からの放電動作に加えて、第２巻線部２２に基づく電流を合わせることができる。

　遮断電流供給装置１０は、電流入力部７に駆動電流を供給して火工遮断器（遮断器６）に遮断動作を行わせることができる。この種の火工遮断器は、遮断動作に伴って火工遮断器付近でサージ電圧が発生しやすいが、上記車載用遮断電流供給装置１０は、このようなサージ電圧の影響が駆動部１２側に及びにくい。

　＜他の実施形態＞
　本開示は、上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述又は後述の実施形態の特徴は、矛盾しない範囲であらゆる組み合わせが可能である。また、上述又は後述の実施形態のいずれの特徴も、必須のものとして明示されていなければ省略することもできる。更に、上述した実施形態は、次のように変更されてもよい。

　抵抗部２９と中間導電路との間にスイッチを設け、スイッチがオン状態のときに中間導電路と抵抗部２９との間の通電が許容され、スイッチがオフ状態のときに中間導電路と抵抗部２９との間の通電が遮断されるようになっていてもよい。

　なお、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、今回開示された実施の形態に限定されるものではなく、請求の範囲によって示された範囲内又は請求の範囲と均等の範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１　　　　：車載システム
２　　　　：車載用遮断装置
４　　　　：バッテリ
５Ａ　　　：導電路
５Ｂ　　　：導電路
６　　　　：遮断器
６Ａ　　　：点火器
７　　　　：電流入力部
７Ａ　　　：第１端子部
７Ｂ　　　：第２端子部
８Ａ　　　：導体部
８Ｂ　　　：導体部
８Ｃ　　　：導体部
９　　　　：電力路
９Ａ　　　：第１電力路
９Ｂ　　　：第２電力路
１０　　　：車載用遮断電流供給装置
１２　　　：駆動部
１３　　　：駆動装置
１４　　　：スイッチング素子
２０　　　：トランス
２１　　　：第１巻線部
２２　　　：第２巻線部
２８　　　：コンデンサ
２９　　　：抵抗部
３０　　　：スイッチ
４０　　　：遮断信号発生部
４１　　　：信号発生装置
４２　　　：絶縁素子
４３　　　：導電路
４４　　　：導電路
５０　　　：始動スイッチ
５１　　　：第１導電路
５２　　　：第２導電路
１００　　：車両

Claims (10)

1. 　電力路に設けられるとともに前記電力路とは絶縁された電流入力部を有する遮断器とスイッチとを備える車載用遮断装置に適用され、
   　適用対象の前記車載用遮断装置は前記スイッチのオン動作に応じて前記電流入力部に対する通電が許容されることにより前記遮断器が前記電力路の遮断動作を行うように動作する車載用遮断電流供給装置であって、
   　第１巻線部と第２巻線部とを有するトランスと、
   　前記第１巻線部への通電を許容する許容状態と前記許容状態を解除する解除状態とに切り替える駆動部と、
   　前記第２巻線部と前記遮断器との間の中間導電路に電気的に接続され、前記第２巻線部から電力を受けるコンデンサと、
   　を有し、
   　前記駆動部が前記許容状態と前記解除状態との切り替えを交互に繰り返すことに応じて前記第２巻線部側から前記コンデンサに対する充電電流が供給され、
   　前記スイッチのオン動作に応じて前記コンデンサが放電され、前記電流入力部に駆動電流が流れる
   　車載用遮断電流供給装置。
2. 　前記コンデンサを放電させる放電回路を有し、
   　前記スイッチがオフ状態のときに前記コンデンサから前記電流入力部への通電が遮断されつつ前記放電回路によって前記コンデンサが放電される
   　請求項１に記載の車載用遮断電流供給装置。
3. 　前記電流入力部は、第１端子部と第２端子部とを有し、
   　前記中間導電路は、前記第２巻線部の一端と前記第１端子部との間に設けられる第１導電路と、前記第２巻線部の他端と前記第２端子部との間に設けられる第２導電路と、を有し、
   　前記コンデンサは、一方の電極が前記第１導電路に電気的に接続され、他方の電極が前記第２導電路に電気的に接続され、
   　前記放電回路は、前記第１導電路と前記第２導電路との間において前記コンデンサに対して並列に接続される抵抗部を有し、
   　前記スイッチがオフ状態のときに前記駆動部が前記許容状態と前記解除状態との切り替えを交互に繰り返すことに応じて前記第２巻線部側から前記コンデンサに対して充電電流が供給されつつ前記抵抗部に電流が流れ、
   　前記スイッチがオフ状態のときに前記駆動部が前記解除状態を維持する場合に、前記コンデンサから前記抵抗部に電流が流れる
   　請求項２に記載の車載用遮断電流供給装置。
4. 　前記スイッチのオン動作に応じて前記電流入力部に供給される駆動電流の最大値は、前記コンデンサの充電時に前記コンデンサに供給される充電電流の最大値よりも大きい
   　請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車載用遮断電流供給装置。
5. 　前記駆動部は、前記車載用遮断装置が搭載された車両を始動させる始動スイッチがオフ状態からオン状態に切り替わることに応じて前記許容状態と前記解除状態とを交互に繰り返す駆動動作を開始し、前記始動スイッチがオフ状態である場合に前記駆動動作を停止する
   　請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車載用遮断電流供給装置。
6. 　前記遮断器は、前記電流入力部に駆動電流が流れた場合に前記電力路を遮断する火工遮断器である
   　請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の車載用遮断電流供給装置。
7. 　前記駆動部が前記許容状態と前記解除状態との切り替えを交互に繰り返している状態で前記スイッチがオフ状態からオン状態に切り替わった場合、前記第２巻線部から電流が供給されている状態で前記コンデンサから前記電流入力部へと放電される
   　請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の車載用遮断電流供給装置。
8. 　前記遮断器は、前記電流入力部に供給される駆動電流が流れ込む点火器を有し、
   　前記点火器は、必要電流値の前記駆動電流が必要通電時間にわたって継続して流れた場合に爆発動作し、
   　前記遮断器は、前記点火器の爆発動作に応じて前記電力路を遮断するように動作し、
   　前記コンデンサの容量をＣとし、前記第２巻線部からの出力電圧をＶoutとし、前記必要通電時間をＴｐとし、前記必要電流値をＩｐとし、前記点火器の抵抗値をＲｐとし、自然対数の底をｅとした場合、以下の数１の式、
   

   

   　を満たすように前記コンデンサの容量Ｃが設定される
   　請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の車載用遮断電流供給装置。
9. 　前記遮断器は、前記電流入力部に供給される駆動電流が流れ込む点火器を有し、
   　前記遮断器は、前記点火器の爆発動作に応じて前記電力路を遮断するように動作し、
   　前記コンデンサの容量をＣとし、前記第２巻線部からの出力電圧をＶoutとし、前記点火器を爆発させるために必要な供給電力量をＥｐとした場合、以下の数２の式、
   

   

   　を満たすように前記コンデンサの容量Ｃが設定される
   　請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の車載用遮断電流供給装置。
10. 　前記遮断器は、前記電流入力部に供給される駆動電流が流れ込む点火器を有し、
    　前記点火器は、必要電流値の前記駆動電流が必要通電時間にわたって継続して流れた場合に爆発動作し、
    　前記遮断器は、前記点火器の爆発動作に応じて前記電力路を遮断するように動作し、
    　前記コンデンサの容量をＣとし、前記第２巻線部からの出力電圧をＶoutとし、前記必要通電時間をＴｐとし、前記必要電流値をＩｐとし、前記点火器の抵抗値をＲｐとし、前記点火器を爆発させるために必要な供給電力量をＥｐとした場合、以下の数３の式、
    

    

    　を満たすように前記コンデンサの容量Ｃが設定される
    　請求項７に記載の車載用遮断電流供給装置。

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