(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動対象負荷および保護対象回路に電力を供給する蓄電器と、
前記蓄電器に電力を供給する電圧源と、
前記蓄電器の出力電圧を検出する電圧検出部と、
前記蓄電器の出力電圧が基準電圧を下回ったとき、前記電圧源を前記保護対象回路に接続する接続器と
を備えたことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記電圧源が直流電圧変換回路を含んで構成され、
前記蓄電器の出力電圧が基準電圧を下回ったとき前記直流電圧変換回路の過電流垂下特性を拡張させるように制御する特性制御部をさらに備えた
ことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
駆動対象負荷および保護対象回路に電力を供給する蓄電器と、
直流電圧変換回路を含んで構成され、前記蓄電器に電力を供給する電圧源と、
前記蓄電器の出力電圧を検出する電圧検出部と、
前記蓄電器の出力電圧が基準電圧を下回ったとき、前記直流電圧変換回路の過電流垂下特性を拡張させるように制御する特性制御部と
を備えたことを特徴とする電源装置。
【請求項４】
前記特性制御部は、前記過電流垂下特性の拡張期間を、所定の時間内に制限するようにして制御する
ことを特徴とする請求項３に記載の電源装置。
【請求項５】
エンジンスタータを備えた自動車に適用される電源装置であって、
高圧バッテリと、
前記高圧バッテリの出力電圧を変換して出力する直流電圧変換回路と、
前記高圧バッテリと前記直流電圧変換回路との間に接続されたリレーと、
前記直流電圧変換回路から電力供給を受けると共に、少なくとも前記エンジンスタータおよび前記リレーに電力を供給する補機バッテリと、
前記補機バッテリの出力電圧を検出する電圧検出部と、
前記エンジンスタータの始動の際に前記補機バッテリの出力電圧が基準電圧を下回ったとき、前記直流電圧変換回路の出力端を前記リレーに接続する接続器と
を備えたことを特徴とする自動車用電源装置。
【請求項６】
前記補機バッテリから電力供給を受けると共に車両の各部を制御する制御部をさらに備え、
前記接続器は、前記エンジンスタータの始動の際に前記補機バッテリの出力電圧が基準電圧を下回ったとき、前記直流電圧変換回路の出力端を前記制御部にも接続する
ことを特徴とする請求項５に記載の自動車用電源装置。
【請求項７】
前記補機バッテリの出力電圧が前記基準電圧を下回ったとき、前記直流電圧変換回路の過電流垂下特性を拡張させるように制御する特性制御部をさらに備えた
ことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の自動車用電源装置。
【請求項８】
エンジンスタータを備えた自動車に適用される電源装置であって、
高圧バッテリと、
前記高圧バッテリの出力電圧を変換して出力する直流電圧変換回路と、
前記高圧バッテリと前記直流電圧変換回路との間に接続されたリレーと、
前記直流電圧変換回路から電力供給を受けると共に、少なくとも前記エンジンスタータおよび前記リレーに電力を供給する補機バッテリと、
前記補機バッテリの出力電圧を検出する電圧検出部と、
前記エンジンスタータの始動の際に前記補機バッテリの出力電圧が基準電圧を下回ったとき、前記直流電圧変換回路の過電流垂下特性を拡張させるように制御する特性制御部と
を備えたことを特徴とする自動車用電源装置。
【請求項９】
駆動対象負荷および保護対象回路に電力を供給する蓄電器と、この蓄電器に電力を供給する電圧源とを備えた電源装置に適用される回路であって、
前記蓄電器の出力電圧を検出する電圧検出部と、
前記蓄電器の出力電圧が基準電圧を下回ったとき、前記電圧源を前記保護対象回路に接続する接続器と
を備えたことを特徴とする瞬断防止回路。
【請求項１０】
前記電圧源が直流電圧変換回路を含んで構成され、
前記直流電圧変換回路の過電流垂下特性を拡張させるように制御する特性制御部をさらに備えた
ことを特徴とする請求項９に記載の瞬断防止回路。
【請求項１１】
駆動対象負荷および保護対象回路に電力を供給する蓄電器と、直流電圧変換回路を含んで構成されると共に前記蓄電器に電力を供給する電圧源とを備えた電源装置に適用される回路であって、
前記蓄電器の出力電圧を検出する電圧検出部と、
前記蓄電器の出力電圧が基準電圧を下回ったとき、前記直流電圧変換回路の過電流垂下特性を拡張させるように制御する特性制御部と
を備えたことを特徴とする瞬断防止回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電器に電力を供給する電源装置および自動車用電源装置、ならびにそのような電源装置に適用される瞬断防止回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車のエンジンスタータのクランキング時（始動時）は数百アンペア程度の大電流が流れ、そのような大電流は、ＤＣ−ＤＣコンバータおよびこのＤＣ−ＤＣコンバータにより蓄電されるバッテリから供給されるようになっている。ＤＣ−ＤＣコンバータだけでは、そのような大電流を供給することが困難なためである。
【０００３】
ここで、ＤＣ−ＤＣコンバータとは、直流の入力電圧をスイッチング素子よりなるスイッチング回路によってパルス電圧に変換したのち、このパルス電圧をトランスによって降圧または昇圧し、このトランスの出力電圧を整流回路および平滑回路等によって再び直流電圧に変換するという機能を有する、直流電圧変換装置である。
【０００４】
ところで、このような自動車用の電源システムにおいて、バッテリが消耗したり劣化したりしていると、例えばエンジンスタータの始動時にバッテリ電圧が低下してしまうことがある。バッテリ電圧が低下すると、このバッテリから電力供給を受ける回路素子、例えば車両全体を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ；Electronic Control Unit）への供給電圧も低下し、これらの回路素子の正常動作が確保できなくなるおそれが生じる。仮にこのＥＣＵの動作が停止すると、それまでの学習内容等が消失してしまったり、ＥＣＵにより制御されるリレー等のオン状態が維持できなくなるためにＤＣ−ＤＣコンバータの動作も停止してしまったりすることとなる。
【０００５】
そこで、このようなエンジンスタータの始動時におけるバッテリ電圧の低下を防いで回路素子の正常動作を維持するため、種々の提案がなされている（例えば、特許文献１）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−０３８９８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１では、バッテリ電圧を補償するための手段を新たに設けていることから、従来のものと比べて部品点数が増加し、コストも上昇してしまうこととなる。
【０００８】
このように従来の技術では、回路構成を複雑化することなく、エンジンスタータの始動時におけるバッテリ電圧の低下を防ぐのは困難であった。なお、このような問題、すなわちバッテリ等の蓄電器の電圧低下による動作異常は、自動車以外の機器においても同様に起こり得ることである。
【０００９】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、回路構成を複雑化させることなく、蓄電器の電圧が低下しても正常な回路動作を維持することが可能な電源装置、自動車用電源装置および瞬断防止回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の電源装置は、駆動対象負荷および保護対象回路に電力を供給する蓄電器と、この蓄電器に電力を供給する電圧源と、蓄電器の出力電圧を検出する電圧検出部と、蓄電器の出力電圧が基準電圧を下回ったとき、上記電圧源を保護対象回路に接続する接続器とを備えたものである。ここで、蓄電器の出力電圧が基準電圧を下回る原因としては、例えば上記駆動対象負荷が過負荷状態になることが挙げられる。
【００１１】
本発明の第１の瞬断防止回路は、駆動対象負荷および保護対象回路に電力を供給する蓄電器と、この蓄電器に電力を供給する電圧源とを備えた電源装置に適用されるものであって、上記蓄電器の出力電圧を検出する電圧検出部と、蓄電器の出力電圧が基準電圧を下回ったとき、上記電圧源を前記保護対象回路に接続する接続器とを備えたものである。
【００１２】
ここで、「駆動対象負荷」とは、駆動対象である負荷を意味し、例えば自動車に搭載されるエンジンスタータや車両走行駆動用モータのほか、例えばロボットや工作機械等で用いられる各種の電気的アクチュエータなどが挙げられるが、一般に、蓄電器からその性能を超えるような高負荷電流を引き出す可能性のあるものが該当する。また、「保護対象回路」とは、例えばリレー（コンタクタ）や車両搭載のＥＣＵなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、「蓄電器」としては、例えばバッテリやコンデンサなどが挙げられるがこれらに限定されるものではなく、同質の機能を有していればよい。また、「電圧源」としては、例えばＤＣ−ＤＣコンバータや、ＡＣ−ＤＣコンバータ、燃料電池などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、「瞬断」とは、一時的な電圧低下によって機能不全に陥ることを意味し、完全停止のみならず部分停止をも含む広い概念である。
【００１３】
本発明の第１の電源装置および第１の瞬断防止回路では、電圧検出部により検出された蓄電器の出力電圧が基準電圧を下回ると、接続器によって、蓄電器への電力供給用の電圧源が、保護対象回路に接続される。よって、この電圧源から保護対象回路へ電力供給がなされるようになり、電圧源と蓄電器との間の配線抵抗による電圧降下の分、保護対象回路への供給電圧が高くなる。
【００１４】
本発明の第１の電源装置および第１の瞬断防止回路では、上記電圧源が直流電圧変換回路を含んで構成されると共に、蓄電器の出力電圧が基準電圧を下回ったときに直流電圧変換回路の過電流垂下特性を拡張させるように制御する特性制御部をさらに備えるのが好ましい。このように構成した場合、出力電流値がより大電流側まで許容されるため、直流電圧変換回路から保護対象回路への供給電圧も、より高くなる。
【００１５】
なお、「過電流垂下特性を拡張」とは、直流電圧変換回路の動作点をより大電流側へシフトさせることを意味し、例えば、過電流垂下点をより大電流側にシフトさせることなどが挙げられる。
【００１６】
本発明の第１の自動車用電源装置は、エンジンスタータを備えた自動車に適用されるものであって、高圧バッテリと、この高圧バッテリの出力電圧を変換して出力する直流電圧変換回路と、高圧バッテリと直流電圧変換回路との間に接続されたリレーと、直流電圧変換回路から電力供給を受けると共に少なくともエンジンスタータおよびリレーに電力を供給する補機バッテリと、この補機バッテリの出力電圧を検出する電圧検出部と、上記エンジンスタータの始動の際に補機バッテリの出力電圧が基準電圧を下回ったとき、直流電圧変換回路の出力端をリレーに接続する接続器とを備えたものである。
【００１７】
本発明の第１の自動車用電源装置では、電圧検出部により検出された補機バッテリの出力電圧が基準電圧を下回ると、接続器によって、補機バッテリへの電力供給用の直流電圧変換回路の出力端が、リレーに接続される。よって、この直流電圧変換回路から保護対象回路へ電力供給がなされるようになり、直流電圧変換回路と補機バッテリとの間の配線抵抗による電圧降下の分、リレーへの供給電圧が高くなる。
【００１８】
本発明の第１の自動車用電源装置では、上記補機バッテリから電力供給を受けると共に車両の各部を制御する制御部をさらに備え、エンジンスタータの始動の際に補機バッテリの出力電圧が基準電圧を下回ったとき、上記接続器が直流電圧変換回路の出力端を制御部にも接続するようにするのが好ましい。このように構成した場合、直流電圧変換回路から制御部へも電力供給がなされるようになり、直流電圧変換回路と補機バッテリとの間の配線抵抗による電圧降下の分、制御部への供給電圧が高くなる。
【００１９】
本発明の第１の自動車用電源装置では、上記補機バッテリの出力電圧が基準電圧を下回ったときに上記直流電圧変換回路の過電流垂下特性を拡張させるように制御する特性制御部をさらに備えるのが好ましい。このように構成した場合、出力電流値がより大電流側まで許容されるため、直流電圧変換回路からリレーへの供給電圧も、より高くなる。
【００２０】
本発明の第２の電源装置は、駆動対象負荷および保護対象回路に電力を供給する蓄電器と、直流電圧変換回路を含んで構成されると共に前記蓄電器に電力を供給する電圧源と、上記蓄電器の出力電圧を検出する電圧検出部と、上記駆動対象負荷が過負荷状態になることにより蓄電器の出力電圧が基準電圧を下回ったとき、直流電圧変換回路の過電流垂下特性を拡張させるように制御する特性制御部とを備えたものである。
【００２１】
本発明の第２の瞬断防止回路は、駆動対象負荷および保護対象回路に電力を供給する蓄電器と、直流電圧変換回路を含んで構成されると共に蓄電器に電力を供給する電圧源とを備えた電源装置に適用されるものであって、上記蓄電器の出力電圧を検出する電圧検出部と、上記駆動対象負荷が過負荷状態になることにより蓄電器の出力電圧が基準電圧を下回ったとき、直流電圧変換回路の過電流垂下特性を拡張させるように制御する特性制御部とを備えたものである。
【００２２】
本発明の第２の電源装置および第２の瞬断防止回路では、電圧検出部により検出された蓄電器の出力電圧が基準電圧を下回ると、特性制御部によって、直流電圧変換回路の過電流垂下特性が拡張される。よって、出力電流値がより大電流側まで許容されるため、保護対象回路への供給電圧が高くなる。
【００２３】
本発明の第２の電源装置および第２の瞬断防止回路では、上記特性制御部が、過電流垂下特性の拡張期間を所定の時間内に制限するようにするのが好ましい。このように構成した場合、各素子に流れる過度の電流が最低限に抑えられるため、温度上昇などに起因する素子の劣化が回避される。
【００２４】
本発明の第２の自動車用電源装置は、エンジンスタータを備えた自動車に適用されるものであって、高圧バッテリと、この高圧バッテリの出力電圧を変換して出力する直流電圧変換回路と、高圧バッテリと直流電圧変換回路との間に接続されたリレーと、直流電圧変換回路から電力供給を受けると共に少なくともエンジンスタータおよびリレーに電力を供給する補機バッテリと、この補機バッテリの出力電圧を検出する電圧検出部と、上記エンジンスタータの始動の際に補機バッテリの出力電圧が基準電圧を下回ったとき、直流電圧変換回路の過電流垂下特性を拡張させるように制御する特性制御部とを備えたものである。
【００２５】
本発明の第２の自動車用電源装置では、電圧検出部により検出された補機バッテリの出力電圧が基準電圧を下回ると、特性制御部によって、直流電圧変換回路の過電流垂下特性が拡張される。よって、出力電流値がより大電流側まで許容されるため、リレーへの供給電圧が高くなる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の第１の電源装置または第１の瞬断防止回路によれば、電圧検出部により検出された蓄電器の出力電圧が基準電圧を下回ったときに、接続器によって電圧源を保護対象回路に接続するようにしたので、蓄電器への電力供給用の電圧源を用いて保護対象回路への電力供給を行うことができると共に、この電圧源と蓄電器との間の配線抵抗による電圧降下の分、保護対象回路への供給電圧を高くすることができる。よって、回路構成を複雑化させることなく、蓄電器の電圧が低下しても正常な回路動作を維持することが可能となる。
【００２７】
特に、上記電圧源が直流電圧変換回路を含むようにすると共に、蓄電器の出力電圧が基準電圧を下回ったときに特性制御部によって直流電圧変換回路の過電流垂下特性を拡張させるようにした場合には、出力電流値をより大電流側まで許容させることができ、直流電圧変換回路から保護対象回路への供給電圧もより高くすることができる。よって、正常な回路動作の維持を、より容易に実現することが可能となる。
【００２８】
また、本発明の第１の自動車用電源装置によれば、電圧検出部により検出された補機バッテリの出力電圧が基準電圧を下回ったときに、接続器によって直流電圧変換回路の出力端をリレーに接続するようにしたので、補機バッテリへの電力供給用の直流電圧変換回路を用いてリレーへの電力供給を行うことができると共に、この直流電圧変換回路と蓄電器との間の配線抵抗による電圧降下の分、リレーへの供給電圧を高くすることができる。よって、回路構成を複雑化させることなく、蓄電器（補機バッテリ）の電圧が低下しても正常な回路動作を維持することが可能となる。
【００２９】
特に、上記補機バッテリの出力電圧が基準電圧を下回ったときに特性制御部によって直流電圧変換回路の過電流垂下特性を拡張させるようにした場合には、出力電流値をより大電流側まで許容させることができ、直流電圧変換回路からリレーへの供給電圧もより高くすることができる。よって、正常な回路動作の維持を、より容易に実現することが可能となる。
【００３０】
また、本発明の第２の電源装置または第２の瞬断防止回路によれば、電圧検出部により検出された蓄電器の出力電圧が基準電圧を下回ったときに、特性制御部によって直流電圧変換回路の過電流垂下特性を拡張させるようにしたので、出力電流値をより大電流側まで許容させることができ、蓄電器への電力供給用の電圧源を用いて保護対象回路への供給電圧を高くすることができる。よって、回路構成を複雑化させることなく、蓄電器の電圧が低下しても正常な回路動作を維持することが可能となる。
【００３１】
また、本発明の第２の自動車用電源装置によれば、電圧検出部により検出された補機バッテリの出力電圧が基準電圧を下回ったときに、特性制御部によって直流電圧変換回路の過電流垂下特性を拡張させるようにしたので、出力電流値をより大電流側まで許容させることができ、補機バッテリへの電力供給用の直流電圧変換回路を用いて保護対象回路への供給電圧を高くすることができる。よって、回路構成を複雑化させることなく、蓄電器（補機バッテリ）の電圧が低下しても正常な回路動作を維持することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、単に実施の形態という。）について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３３】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電源装置の回路構成を表すものである。この電源装置は自動車に適用されるものであり、高圧バッテリ１と、リレー２と、ＤＣ−ＤＣコンバータ３と、低圧バッテリ４と、エンジンスタータ５と、ＥＣＵ６とを備えている。なお、この電源装置はハイブリッド車用に好適に用いられるものであるが、他にも例えば電気自動車やガソリン車などにも適用することが可能である。また、本発明の第１の実施の形態に係る自動車用電源装置および瞬断防止回路は、本実施の形態に係る電源装置よって具現化されるので、以下、併せて説明する。
【００３４】
高圧バッテリ１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３へ直流入力電圧Ｖinを供給するものである。
【００３５】
リレー２は、高圧バッテリ１とＤＣ−ＤＣコンバータ３との間、具体的には高圧バッテリ１と入力端子Ｔ１との間の１次側低圧ラインＬ１Ｌ上に挿入配置され、このライン上に配置された接点２１と、コイル２２とから構成されている。また、コイル２２の一端は接続点Ｐ４を介してＤＣ−ＤＣコンバータ３の出力端子Ｔ６およびＥＣＵ６の出力端子Ｔ８に接続されている。このリレー２は、コイル２２に流れる電流の大きさに応じて、高圧バッテリ１とＤＣ−ＤＣコンバータ３との間を接続または切断するものであり、具体的には、コイル２２に流れる電流が所定の電流値よりも大きくなると接点２１がオン状態となってこれらの間を接続する一方、コイル２２に流れる電流がこの電流値よりも小さくなると、接点２１がオフ状態となってこれらの間を切断するようになっている。なお、本実施の形態の電源装置では、正常状態においてリレー２はオン状態となり、高圧バッテリ１からＤＣ−ＤＣコンバータ３へ電力が供給されるようになっている。
【００３６】
ＤＣ−ＤＣコンバータ３は、高圧バッテリ１から入力端子Ｔ１，Ｔ２を介して供給された直流入力電圧Ｖinを、異なる電圧の（この場合、より低圧の）直流出力電圧Ｖoutへと変換し、負荷である低圧バッテリ４およびエンジンスタータ５を駆動するのものである。これらの負荷は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３の出力端子Ｔ３，Ｔ４からそれぞれ、出力ラインＬＯおよび接地ラインＬＧを介して接続されている。
【００３７】
また、このＤＣ−ＤＣコンバータ３は、低圧バッテリ４の電圧が所定の基準電圧以下となったときに、その出力端子Ｔ６および接続点Ｐ４を介してリレー２のコイル２２へ直流出力電圧Ｖout（出力電流Ｉout）を供給するようになっている。詳細は後述するが、このように構成されていることで、低圧バッテリ４の電圧が低下した場合でも、リレー２の正常動作（オン状態）を維持できるようになっている。
【００３８】
ＤＣ−ＤＣコンバータ３は、上記した電圧変換動作を行う直流電圧変換回路３１と、過電流保護回路３２と、バッテリ電圧検出回路３３と、接続器制御回路３４と、接続器３５とを有している。また、直流電圧変換回路３１は、入力平滑コンデンサ３１０と、スイッチング回路３１１と、トランス３１２と、整流回路３１３と、平滑回路３１４と、入力電流検出回路３１５と、スイッチング制御回路３１６とを有している。
【００３９】
入力平滑コンデンサ３１０は、直流入力電圧Ｖinを平滑化するためのコンデンサである。
【００４０】
スイッチング回路３１１は、直流入力電圧Ｖinをほぼ矩形波状の単相交流電圧に変換する単相スイッチング回路であり、４つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４をフルブリッジ接続してなるフルブリッジ型のスイッチング回路である。具体的には、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２の一端同士が互いに接続されると共にスイッチング素子Ｓ３，Ｓ４の一端同士が互いに接続され、これらの接続点同士が互いにトランス３１３の１次側巻線ＣＡを介して接続されている。また、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ３の他端同士が１次側高圧ラインＬ１Ｈ上で互いに接続されると共に、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ４の他端同士が１次側低圧ラインＬ１Ｌ上で互いに接続されている。これらスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４は、例えばＭＯＳ−ＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor-Field Effect Transistor）などの電界効果型トランジスタにより構成されている。
【００４１】
スイッチング回路３１１ではこのような構成により、後述するスイッチング制御回路３１６による制御によって、以下のようなスイッチング動作を行う。すなわち、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４がオン状態となることにより、１次側高圧ラインＬ１Ｈから順にスイッチング素子Ｓ１、１次側巻線ＣＡおよびスイッチング素子Ｓ４を通って１次側低圧ラインＬ１Ｌに至る第１の電流経路に入力電流Ｉoutが流れる一方、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３がオン状態となることにより、１次側高圧ラインＬ１Ｈから順にスイッチング素子Ｓ３、１次側巻線ＣＡおよびスイッチング素子Ｓ２を通って１次側低圧ラインＬ１Ｌに至る第２の電流経路に入力電流Ｉoutが流れるようになっている。
【００４２】
トランス３１２の１次側巻線ＣＡは、一端がスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２の一端同士と接続され、他端がスイッチング素子Ｓ３，Ｓ４の一端同士と接続されている。また、２次側巻線ＣＢ，ＣＣの一端同士はセンタタップで互いに接続され、他端はそれぞれ、整流回路３１３における整流ダイオードＤ２，Ｄ１のカソードに接続されている。また、このセンタタップは出力ラインＬＯを介して出力端子Ｔ３に導かれている。つまり、後述する整流回路３１３はセンタタップ型のものである。このトランス３１２は、スイッチング回路３１１によって変換された交流電圧を降圧または昇圧（この場合、降圧）し、一対の２次側巻線ＣＢ，ＣＣの一端同士から、互いに１８０度位相が異なる交流電圧を出力するようになっている。なお、この場合の降圧または昇圧の度合いは、１次側巻線ＣＡと２次側巻線ＣＢ，ＣＣとの巻数比によって定まる。
【００４３】
整流回路３１３は、一対の整流ダイオードＤ１，Ｄ２から構成される両波整流型のものである。整流ダイオードＤ１のカソードは、２次側巻線ＣＣの他端に接続され、整流ダイオードＤ２のカソードは、２次側巻線ＣＢの他端に接続されている。また、これら整流ダイオードＤ１，Ｄ１のアノード同士は接地ラインＬＧ上で互いに接続されている。つまり、この整流回路３１３はアノードコモン接続の構造を有しており、トランス３１２の交流出力電圧の各半波期間を、それぞれ整流ダイオードＤ１，Ｄ２によって個別に整流して直流電圧を得るようになっている。
【００４４】
平滑回路３１４は、チョークコイル３１４Ｌと、出力平滑コンデンサ３１４Ｃとを含んで構成されている。チョークコイル３１４Ｌは出力ラインＬＯに挿入配置されており、一端はセンタタップに接続され、他端は出力平滑コンデンサ３１４Ｃの一端および出力ラインＬＯの出力端子Ｔ３と接続されている。出力平滑コンデンサ３１４Ｃは、出力ラインＬＯと接地ラインＬＧとの間に接続されている。また、接地ラインＬＧの端部には、出力端子Ｔ４が設けられている。平滑回路３１４はこのような構成により、整流回路３１３で整流された直流電圧を平滑化して直流出力電圧Ｖoutを生成するようになっている。
【００４５】
入力電流検出回路３１５は、カレントトランス３１５Ｔと、ダイオードＤ３，Ｄ４と、抵抗器Ｒ１，Ｒ２とから構成されている。カレントトランス３１５Ｔの１次側巻線ＣＤは、１次側低圧ラインＬ１Ｌに挿入配置（具体的には、入力平滑コンデンサ３１０とスイッチング回路３１１との間に配置）されており、２次側巻線ＣＥの一端は接地される一方、その他端はダイオードＤ３のカソードおよびダイオードＤ４のアノードに共通接続されている。また、抵抗器Ｒ１，Ｒ２の一端は接地されると共に、抵抗器Ｒ１の他端はダイオードＤ３のアノードに接続され、抵抗器Ｒ２の他端はダイオードＤ４のカソードに接続されている。なお、これらダイオーＤ４のカソードおよび抵抗器Ｒ２の他端は互いに、後述する過電流検出回路３２内の比較器Ｃｏｍｐ１の非反転入力端子へ接続されている。入力電流検出回路３１５はこのような構成（半波整流回路の構成）により、カレントトランス３１５Ｔの１次側巻線ＣＤを流れる、出力電流Ｉoutに比例した入力電流Ｉinを検出すると共に、この入力電流Ｉinに対応するパルス電圧を過電流検出回路３２へ出力するようになっている。
【００４６】
なお、この入力電流検出回路３１５の配置は図１に示したものには限られず、例えば入力端子Ｔ１とスイッチング素子Ｓ１の他端との間の経路内（１次側高圧ラインＬ１Ｌ上）に挿入配置するようにしてもよく、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２の一端同士から１次側巻線ＣＡを介してスイッチング素子Ｓ３，Ｓ４の一端同士に至る経路内に挿入配置するようにしてもよい。また、この入力電流検出回路３１５をトランス３１２の２次側、具体的には、接地ラインＬＧまたは出力ラインＬＯに挿入配置するようにしてもよく、その場合、入力電流検出回路３１５を抵抗または電流センサを用いて構成するようにしてもよい。
【００４７】
スイッチング制御回路３１６は、後述する過電流検出回路３２からの出力信号およびバッテリ電圧検出回路３３からの出力信号に基づいて、スイッチング回路３１１内のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４の制御パルスを生成し、これらのスイッチング素子を駆動する回路である。具体的には、過電流検出回路３２によって直流電圧変換回路３１の出力電流Ｉoutが過電流状態にある（後述する過電流垂下点よりも電流が大きいとき）と判断された場合（出力信号が「Ｈ」レベルである場合）や、バッテリ電圧検出回路３３によって低圧バッテリ４の電圧（直流電圧変換回路３１の直流出力電圧Ｖout）が現在保持している電圧よりも高くなったと判断された場合（出力信号が「Ｈ」レベルである場合）には、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４の制御パルスの幅を小さくする（デューティ比を小さくする）ようになっている。また、逆にバッテリ電圧検出回路３３によって低圧バッテリ４の電圧が現在保持している電圧よりも低くなったと判断された場合（出力信号が「Ｌ」レベルである場合）には、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４の制御パルスの幅を大きく（デューティ比を大きくする）ようになっている。このような構成によりスイッチング制御回路３１６は、直流電圧変換回路３１の直流出力電圧Ｖoutを一定に保つように制御している。
【００４８】
過電流検出回路３２は、前述のように入力電圧検出回路３１５から出力される入力電流Ｉinに対応したパルス電圧の電位に基づいて、直流電圧変換回路３１の出力電流Ｉoutが過電流状態にあるか否かを検出する回路であり、過電流状態か否かを規定する基準電位Ｖ１を出力する基準電源Ｒｅｆ１と、比較器Ｃｏｍｐ１とから構成されている。比較器Ｃｏｍｐ１の反転入力端子は基準電源Ｒｅｆ１の一端に接続され、非反転入力端子は入力電圧検出回路３１５に接続され、出力端子はスイッチング制御回路３１６の入力端子に接続されている。なお、基準電源Ｒｅｆ１の他端は接地されている。このような構成により過電流検出回路３２では、比較器Ｃｏｍｐ１において、入力電流Ｉinに対応したパルス電圧の電位と基準電源Ｒｅｆ１による基準電位Ｖ１との電位の大小が比較され、前者のほうが大きい場合（過電流状態の場合）には「Ｈ」レベルの出力信号が出力される一方、後者のほうが大きい場合（過電流状態ではない場合）には「Ｌ」レベルの出力信号が出力されるようになっている。
【００４９】
バッテリ電圧検出回路３３は、後述する低圧バッテリ４の電圧を、その一端である接続点Ｐ１から直接検出する回路であり、抵抗器３３１〜３３４と、基準電位Ｖ２を出力する基準電源Ｒｅｆ２と、差動増幅器（エラーアンプ）Ａｍｐ１とから構成されている。抵抗器３３１の一端はＤＣ−ＤＣコンバータ３の入力端子Ｔ５を介して接続点Ｐ１に接続され、他端は接続点Ｐ２に接続されている。また、抵抗器３３２の一端も接続点Ｐ２に接続され、他端は接地されている。また、抵抗器３３３の一端は基準電源Ｒｅｆ２の一端に接続され、他端は差動増幅器Ａｍｐ１の非反転入力端子に接続されている。また、抵抗器３３４の一端は接続点Ｐ２および差動増幅器Ａｍｐ１の反転入力端子に接続され、他端は差動増幅器Ａｍｐ１の出力端子、スイッチング制御回路３１６の入力端子および後述する接続器制御回路３４における比較器Ｃｏｍｐ２の非反転入力端子に接続されている。なお、基準電源Ｒｅｆ２の他端は接地されている。このような構成によりバッテリ電圧検出回路３３では、低圧バッテリ４の電圧が抵抗器３３１，３３２によって分圧される。そして差動増幅器Ａｍｐ１によって、この分圧された電圧の電位と基準電位Ｖ２との電位差が増幅され、その増幅電圧がスイッチング制御回路３１６および接続器制御回路３４へ出力されるようになっている。
【００５０】
接続器制御回路３４は、上述したバッテリ電圧検出回路３３から出力される低圧バッテリ４の電圧に対応した増幅電圧に基づいて、この低圧バッテリ４の電圧が所定の基準電圧（基準電位Ｖ３）と比べて高いか否かを検出する回路であり、基準電位Ｖ３を出力する基準電源Ｒｅｆ３と、比較器Ｃｏｍｐ２と、反転出力器（インバータ）３４１とから構成されている。比較器Ｃｏｍｐ２の反転入力端子は基準電源Ｒｅｆ２に接続され、非反転入力端子はバッテリ電圧検出回路３３における差動増幅器Ａｍｐ１の出力端子に接続され、出力端子は反転出力器３４１の入力端子に接続されている。また、反転出力器３４１の出力端子は、後述する接続器３５における反転出力器３５２の入力端子に接続され、基準電源Ｒｅｆ３の他端は接地されている。このような構成により接続器制御回路３４では、比較器Ｃｏｍｐ２において、低圧バッテリ４の電圧に対応した増幅電圧の電位と基準電源Ｒｅｆ３による基準電位Ｖ３との電位の大小が比較され、前者のほうが大きい場合（低圧バッテリ４の電圧が所定の基準電圧よりも低い場合）には反転出力器３４１から「Ｌ」レベルの出力信号が出力される一方、後者のほうが大きい場合（低圧バッテリ４の電圧が所定の基準電圧よりも高い場合）には反転出力器３４１から「Ｈ」レベルの出力信号が出力されるようになっている。
【００５１】
接続器３５は、直流電圧変換回路３１の出力端（出力ラインＬＯ上の接続点Ｐ３）とリレー２との間を接続または切断するための回路であり、反転出力器３５１と、ＮＰＮトランジスタ３５２と、抵抗器３５３，３５４と、Ｐチャネル型のＭＯＳ−ＦＥＴ３５５と、ダイオード３５６とから構成されている。反転出力器３５１の入力端子は接続機器３４における反転出力器３４１の出力端子に接続され、出力端子はＮＰＮトランジスタ３５２のベースに接続されている。また、ＮＰＮトランジスタ３５２のエミッタは接地され、コレクタは抵抗器３５３の一端に接続されている。また、抵抗器３５３の他端は抵抗器３５４の一端およびＰチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ３５５のゲートに接続されている。また、ＰチャネルＭＯＳ−ＦＥＴのソースは抵抗器３５４の他端および接続点Ｐ３に接続され、ドレインはダイオード３５６のアノードに接続され、ダイオード３５６のカソードは出力端子Ｔ６を介して接続点Ｐ４に接続されている。このような構成により接続器３５では、接続器制御回路３４から「Ｌ」レベルの出力信号が出力された場合（低圧バッテリ４の電圧が所定の基準電圧よりも低い場合）には、ＮＰＮトランジスタ３５２がオン状態となるため、ＰチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ３５５のゲートにも「Ｌ」レベルの信号が印加されてオン状態となり、接続点Ｐ３と接続点Ｐ４との間が接続されるようになっている。また、逆に接続器制御回路３４から「Ｈ」レベルの出力信号が出力された場合（低圧バッテリ４の電圧が所定の基準電圧よりも高い場合）には、ＮＰＮトランジスタ３５２がオフ状態となるため、ＰチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ３５５もオフ状態となり、接続点Ｐ３と接続点Ｐ４との間が切断されるようになっている。
【００５２】
次に、低圧バッテリ４は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３からの直流出力電圧Ｖoutに基づいて電荷を蓄積するものであり、一端は接続点Ｐ１に接続され、他端は設置されている。なお、この接続点Ｐ１とＤＣ−ＤＣコンバータ３の出力端子Ｔ３との間の配線には、配線抵抗Ｒcableが存在している。
【００５３】
エンジンスタータ５は、自動車のエンジンを始動させるためのものであり、スイッチ素子Ｓ５を介して接続点Ｐ１に接続されている。
【００５４】
ＥＣＵ６は、車両の各部を制御する部分であり、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）６１と、ＰチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ６２と、ＮＰＮトランジスタ６３と、ダイオード６４と、抵抗器６５，６６とから構成されている。ＭＣＵ６１には、入力端子Ｔ７および接続点Ｐ１を介して低圧バッテリ４の電圧およびＤＣ−ＤＣコンバータ３からの直流出力電圧Ｖoutが供給されるようになっている。また、このＭＣＵ６１からの制御信号により、出力端子Ｔ９を介してスイッチ素子Ｓ５のオンオフ状態が制御されると共に、ＮＰＮトランジスタ６３のオン・オフ状態も制御される。このような構成によりＥＣＵ６では、通常は、スイッチ素子Ｓ５がオフ状態となるように制御すると共にＮＰＮトランジスタ６３およびＰチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ６２がオン状態となるように制御し、接続点Ｐ１からＥＣＵ６を介して接続点Ｐ４へ至る経路が形成されるようになっている。
【００５５】
ここで、リレー２およびＥＣＵ６が本発明における「保護対象回路」の一具体例に対応し、エンジンスタータ５が本発明における「駆動対象負荷」の一具体例に対応し、低圧バッテリ４が本発明における「蓄電器」および「補機バッテリ」の一具体例に対応する。また、バッテリ電圧検出回路３３が本発明における「電圧検出回路」の一具体例に対応する。また、バッテリ電圧検出回路３３、接続機制御回路３４および接続器３３が、本発明における「瞬断防止回路」の一具体例に対応する。
【００５６】
次に、図１および図２を参照して、以上のような構成の電源装置の動作を、本発明の特徴部分であるＤＣ−ＤＣコンバータ３の動作を中心にして詳細に説明する。
【００５７】
ここで図２は、本実施の形態の電源装置における電圧と出力電流Ｉoutとの関係を表したものである。この図において、ＤＣ１は直流電圧変換回路３１の過電流垂下特性を、符号Ｐ１１は過電流垂下点を、Ｇ４は低圧バッテリ４の電圧を、Ｇ４１，Ｇ４１は直流電圧変換回路３１の負荷線を、電圧Ｖｔはリレー４における正常動作（オン状態）を維持可能な下限電圧を、電圧Ｖｄは負荷抵抗Ｒcableによる電圧降下を、それぞれ表している。
【００５８】
まず、この電源装置の基本動作（低圧バッテリ４の電圧が基準電圧Ｖｔよりも低下していない状態の動作）について説明する。
【００５９】
高圧バッテリ１からの供給電力は、直流入力電圧Ｖinとして、入力端子Ｔ１，Ｔ２からＤＣ−ＤＣコンバータへ入力する。そしてこの直流入力電圧Ｖinは、ＤＣ−ＤＣコンバータ３によって異なる電圧に電圧変換され、直流出力電圧Ｖoutとして出力端子Ｔ３，Ｔ４から出力される。
【００６０】
具体的には、このＤＣ−ＤＣコンバータ３では、以下のような電圧変換動作がなされる。
【００６１】
まず、スイッチング回路３１１では、スイッチング制御回路３１６からの制御パルスに応じて、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４がオン状態でスイッチング素子Ｓ２，Ｓ３がオフ状態の期間と、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３がオン状態でスイッチング素子Ｓ１，Ｓ４がオフ状態の期間とが交互に切り換えられる。このようなスイッチング動作により、スイッチング回路３１１では、直流入力電圧Ｖinに基づいて交流のパルス電圧が生成され、トランス３１２の１次側巻線ＣＡへ供給される。トランス３１２では、このパルス電圧が１次側と２次側の巻数比に応じて変圧され、２次側巻線ＣＢ，ＣＣから、変圧されたパルス電圧が出力される。そしてこの変圧されたパルス電圧は、整流回路３１３の整流ダイオードＤ１，Ｄ２により整流され、平滑回路３１４により、その整流された電圧波形が平滑化される。
【００６２】
このようにして、出力電流Ｉoutおよび直流出力電圧Ｖoutが生成され、負荷抵抗Ｒcableを介して低圧バッテリ４およびＥＣＵ６へ供給される。なお、エンジンスタータ５の動作時には、ＥＣＵ６によってスイッチ素子Ｓ５がオン状態に設定され、低圧バッテリ４およびＤＣ−ＤＣコンバータ３から電力が供給されることにより、エンジンスタータ５が動作するようになっている。
【００６３】
ここで、このときＤＣ−ＤＣコンバータ３では、以下のような過電流検出動作およびバッテリ電圧検出動作もなされている。すなわち、過電流検出動作については、入力電流検出回路３１５によって入力電流Ｉin（間接的に出力電流Ｉout）が検出され、この入力電流Ｉinに対応した電圧が過電流検出回路３２へ出力される。そしてこの過電流検出回路３２では、過電流状態であると判断された場合には「Ｈ」レベルの出力信号が出力され、過電流状態ではないと判断された場合には「Ｌ」レベルの出力信号が出力される。また、バッテリ電圧検出動作については、バッテリ電圧検出回路３３によって低圧バッテリ４の電圧が接続点Ｐ１を介して直接検出され、この電圧に対応した増幅電圧が出力される。
【００６４】
そしてスイッチング制御回路３１６では、過電流検出回路３２からの出力信号が「Ｈ」レベルである場合や、バッテリ電圧検出回路３３によって低圧バッテリ４の電圧（直流電圧変換回路３１の直流出力電圧Ｖout）が現在保持している電圧よりも高くなったと判断された場合には、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４の制御パルスの幅を小さくする（デューティ比を小さくする）一方、逆にバッテリ電圧検出回路３３によって低圧バッテリ４の電圧が現在保持している電圧よりも低くなったと判断された場合には、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４の制御パルスの幅を大きく（デューティ比を大きくする）ようにし、直流電圧変換回路３１の直流出力電圧Ｖoutを一定に保つように制御する。
【００６５】
一方、接続器制御回路３４では、バッテリ電圧検出回路３３から出力される低圧バッテリ４の電圧に対応した増幅電圧に基づいて、低圧バッテリ４の電圧が所定の基準電圧よりも高い場合には、「Ｈ」レベルの出力信号が出力されて接続器３５がオフ状態となるように制御がなされ、逆に低圧バッテリ４の電圧が所定の基準電圧よりも低い場合には、「Ｌ」レベルの出力信号が出力されて接続器３５がオン状態となるように制御がなされる。
【００６６】
ここでは、前述のように低圧バッテリ４の電圧が基準電圧Ｖｔよりも低下していない場合（図２に示したバッテリ電圧Ｇ４を示している状態）なので、接続器３５はオフ状態となり、その結果、低圧バッテリ４に蓄積された電荷がＥＣＵ６を介してリレー２へ供給される。そしてこの低圧バッテリ４の電圧は上記のようにリレー２の正常動作を維持可能な電位にあることから、リレー２はオン状態を維持し、ＤＣ−ＤＣコンバータ３の動作も維持される。
【００６７】
ここで、低圧バッテリ４の電圧が基準電圧Ｖｔ（リレー２の正常動作を確保可能な下限電圧）よりも低くなったとき（例えば、図２中の動作点Ｐ１２にあるとき）には、以下のような動作がなされる。
【００６８】
具体的には、例えばエンジンスタータ５の始動時などには、エンジンスタータ５には数百アンペア程度の大電流が流れるため、直流電圧変換回路３１の出力電流Ｉoutが過電流垂下点Ｐ１１よりも大きくなり、動作点Ｐ１２に示した過電流垂下状態となる。
【００６９】
すると、この動作状態Ｐ１２では、リレー２の正常動作を維持可能な下限電圧Ｖｔよりも低圧バッテリ４の電圧が低くなるため、そのままではリレー２のオン状態が維持できなくなり、ＤＣ−ＤＣコンバータ３の動作も停止してしまうこととなる。
【００７０】
したがって、本実施の形態の電源装置では、接続器制御回路３４によってバッテリ電圧検出回路３３から出力される低圧バッテリ４の電圧に対応した増幅電圧に基づいて、低圧バッテリ４の電圧が基準電圧Ｖｔよりも低いと判断された場合には、接続器３５がオン状態となるように制御がなされ、その結果、ＤＣ−ＤＣコンバータ３内の直流電圧変換回路３１の出力端（接続点Ｐ３）が、接続点Ｐ４を介してリレー２と接続される。よって、この直流電圧変換回路３１からリレー２へ電力供給がなされるようになり、直流電圧変換回路３１と低圧バッテリ４との間の配線抵抗Ｒcableによる電圧降下の分、リレー２への供給電圧が高くなる。すなわち、例えば図２において、動作点がＰ１２からＰ１３へと移動し、その結果、リレー２の正常動作を維持可能な電圧Ｖｔよりも高くなることから、リレー２がオン状態を維持できるようになり、ＤＣ−ＤＣコンバータ３の動作も維持される。
【００７１】
以上のように、本実施の形態では、バッテリ電圧検出回路３３によって検出された低圧バッテリ４の出力電圧が基準電圧Ｖｔを下回ったときに、接続器３５によって直流電圧変換回路３１の出力端Ｐ３をリレー２に接続するようにしたので、低圧バッテリ４への電力供給用の直流電圧変換回路３１を用いてリレー２への電力供給を行うことができると共に、この直流電圧変換回路３１と低圧バッテリ４との間の配線抵抗Ｒcableによる電圧降下の分、リレー２への供給電圧を高くすることができる。よって、回路構成を複雑化させることなく、低圧バッテリ４の電圧が低下してもリレー２の正常動作を維持することが可能となる。
【００７２】
また、リレー２の正常動作（オン状態）を維持することができるので、ＤＣ−ＤＣコンバータ３の動作が停止してしまうのを回避することができる。
【００７３】
なお、この電源装置では、このようにエンジンスタータ５の始動時などに低圧バッテリ４の電圧が下回ったとき、直流電圧変換回路３１の出力端Ｐ３を、ＥＣＵ６にも接続するようにするのが望ましい。そのように構成した場合、低圧バッテリ４から電力供給を受けるＥＣＵ６においても、低圧バッテリ４の電圧低下による動作停止を回避することができ、それまでの記録情報の消失を防ぐことが可能となる。
【００７４】
[第２の実施の形態]
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００７５】
図３は、本実施の形態に係る電源装置の回路構成を表すものである。この図において、図１に示した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。この電源装置は、第１の実施の形態の電源装置において、過電流検出回路３２の代わりに過電流検出回路３２Ａを設けると共に、接続器３５を省いた構成となっている。なお、この他に、接続器制御回路３４における反転出力器３４１も省かれた構成となっている。
【００７６】
過電流検出回路３２Ａは、過電流検出回路３２における基準電源Ｒｅｆ１の代わりに過電流垂下特性制御回路３２２を有すると共に、タイマ回路３２１を新たに有している。なお、これら過電流垂下特性制御部３２２およびタイマ回路３２１は、本発明における特性制御部の一具体例に対応する。
【００７７】
タイマ回路３２１は、接続器制御回路３４からの出力信号を反転出力すると共に、「Ｌ」レベルの出力期間（低圧バッテリ４の電圧が所定の基準電圧Ｖｔよりも低い状態の期間）を所定の時間内に制限する回路である。このような構成によりタイマ回路３２１では、下記の過電流垂下特性制御回路３２２による過電流垂下特性の拡張期間を、所定の時間内に制限するようになっている。
【００７８】
過電流垂下特性制御回路３２２は、接続器制御回路３２１によって低圧バッテリ４の電圧が所定の基準電圧Ｖｔよりも低くなったと判断された場合に、直流電圧変換回路３１の過電流垂下特性を、より大電流側へとシフトさせて拡張するように制御する回路であり、ＮＰＮトランジスタ３２Ｔと、抵抗器３２Ｒ１〜３２Ｒ３と、基準電源Ｒｅｆ１とを有している。ＮＰＮトランジスタ３２Ｔのベースはタイマ回路３２１の出力端子に接続され、エミッタは接地され、コレクタは抵抗器３２Ｒ３の一端に接続されている。また、抵抗器３２Ｒ１の一端は基準電源Ｒｅｆ１に接続され、他端は抵抗器３２Ｒ２の一端に接続されている。また、抵抗器３２Ｒ２の他端は抵抗器３２Ｒ３の一端およびＮＰＮトランジスタ３２Ｔのコレクタに接続され、抵抗器３２Ｒ３の他端および基準電源Ｒｅｆ１の他端は接地されている。
【００７９】
このような構成により過電流垂下特性制御回路３２２では、タイマ回路３２１からの出力信号が「Ｈ」レベルの場合（低圧バッテリ４の電圧が所定の基準電圧Ｖｔよりも高い場合）には、ＮＰＮトランジスタ３２Ｔがオン状態になることにより、比較器Ｃｏｍｐ１の反転入力端子への供給電位が基準電位Ｖ１の１／２となる一方、逆にタイマ回路３２１からの出力信号が「Ｌ」レベルの場合（低圧バッテリ４の電圧が所定の基準電圧Ｖｔよりも低い場合）には、ＮＰＮトランジスタ３２Ｔがオフ状態になることにより、比較器Ｃｏｍｐ１の反転入力端子への供給電位が基準電位Ｖ１の２／３となるようになっている。すなわち、低圧バッテリ４の電圧が所定の基準電圧Ｖｔよりも低い場合には、高い場合と比べて比較器Ｃｏｍｐ１における基準電位（過電流垂下点を規定する電位）がより高くなり、その結果、例えば図４に示した電流電圧特性のように、直流電圧変換回路３１の過電流垂下特性がＤＣ１からＤＣ２へとより大電流側へシフトし、過電流垂下点もＰ１１からＰ１２へと大電流側へシフトするようになっている。
【００８０】
次に、図３および図４を参照して、本実施の形態の電源装置の動作について説明する。なお、第１の実施の形態の電源装置の動作と同様の動作については、適宜説明を省略する。
【００８１】
この電源装置では、低圧バッテリ４の電圧が基準電圧Ｖｔ（リレー２の正常動作を確保可能な電圧）よりも高いときには、上記したように過電流垂下特性制御回路３２２によって、図４に示したような過電流垂下特性ＤＣ１を示すようになっている。
【００８２】
一方、低圧バッテリ４の電圧が基準電圧Ｖｔ（リレー２の正常動作を確保可能な電圧）よりも低くなったとき（例えば、図４中の動作点Ｐ１２にあるとき）には、上記したように、過電流垂下特性制御回路３２２によって、図４に示したような過電流垂下特性ＤＣ２を示すようになり、過電流垂下特性がより大電流側へとシフトする。よって、出力電流Ｉoutの値がより大電流側まで許容されるため、負荷線Ｇ４１上における動作点もＰ１２からＰ１４へとより大電流側へシフトし、リレー２への供給電圧も高くなる。その結果、リレー２の正常動作を維持可能な電圧Ｖｔよりも高くなり、リレー２がオン状態を維持できるようになり、ＤＣ−ＤＣコンバータ３の動作も維持される。
【００８３】
以上のように、本実施の形態では、バッテリ電圧検出回路３３によって検出された低圧バッテリ４の出力電圧が基準電圧Ｖｔを下回ったときに、過電流垂下特性制御回路３２２によって直流電圧変換回路３１の過電流垂下特性をより大電流側へと拡張させるようにしたので、出力電流Ｉoutの値をより大電流側まで許容させることができ、低圧バッテリ４への電力供給用の直流電圧変換回路３１を用いてリレー２への供給電圧を高くすることができる。よって、第１の実施の形態の電源装置と同様に、回路構成を複雑化させることなく、蓄電器の電圧が低下しても正常な回路動作を維持することが可能となる。
【００８４】
また、このとき低圧バッテリ４の電圧が直接上昇することから、ＥＣＵ６への供給電圧もより高くすることができる。よって、そのままの構成で低圧バッテリ４の電圧低下による動作停止を回避することができ、それまでの記録情報の消失を防ぐことが可能となる。
【００８５】
さらに、タイマ回路３２１によって過電流垂下特性制御回路３２２による過電流垂下特性の拡張期間を所定の時間内に制限するようにしたので、各素子に流れる過度の電流を最低限に抑えることができ、温度上昇などに起因する素子の劣化を回避することが可能となる。
【００８６】
以上、第１および第２の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００８７】
例えば、上記実施の形態では、第１の実施の形態において直流電圧変換回路３１の出力端Ｐ３をリレー２に接続する場合を、第２の実施の形態において直流電圧変換回路３１の過電流垂下特性を拡張させる場合をそれぞれ説明したが、例えば図５に示したように、これらの機能を兼ね備えた構成としてもよい。このように構成した場合、例えば図６に示した電流電圧特性のように、バッテリ４の出力電圧が基準電圧Ｖｔを下回ったときに動作点をＰ１２からＰ１４へとシフトさせることができ、直流電圧変換回路３１からリレー２への供給電圧をさらに高くすることができる。よって、上記実施の形態と比べ、リレー２の正常動作の維持をより容易に実現することが可能となる。
【００８８】
また、上記実施の形態では、バッテリ電圧検出回路３３によって低圧バッテリ４の電圧を接続点Ｐ１から直接検出する場合について説明したが、例えば図１，図３，図５にそれぞれ対応する回路構成である図７〜図９のように、バッテリ電圧検出回路３３の代わりに出力ラインＬＯ上の接続点Ｐ５から間接的に低圧バッテリ４の電圧を検出するバッテリ電圧検出回路３３Ａを設けると共に、このバッテリ電圧検出回路３３Ａ内に、接続点Ｐ６の電位を用いて低圧バッテリ４の電圧が一定となるように補正する電圧補正回路３３５を設けるようにしてもよい。このように構成した場合も、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００８９】
さらに、上記実施の形態では、自動車に適用される電源装置の場合で説明したが、本発明の電源装置は、例えば図１０および図１１にそれぞれ示したように、これ以外の用途にも適用することができる。具体的には、配線抵抗Ｒcableおよび接続点Ｐ１にモータ制御部７Ａ，７Ｂをそれぞれ設けると共に、これらモータ制御部７Ａ，７Ｂによってモータ５１の動作開始もしくは動作停止、またはその回転方向（正転または反転）を制御するようにする。なお、モータ制御部７Ａは、ＭＣＵ７１とダイオード７２，７３とから構成され、モータ５１の動作開始・動作停止を制御するものである。一方、モータ制御部７Ｂは、ＭＣＵ７１と、ダイオード７５，７６と、ドライバ７４と、４つのスイッチング素子Ｓ１１〜Ｓ１４を含むフルブリッジ型のスイッチング回路７７とから構成され、モータ５１の回転方向を制御するものである。また、モータ５１は、例えばロボットや工作機械等で用いられる各種の電気的アクチュエータなどを駆動する役割を果たす。このような構成の電源装置では、モータ５１に高負荷がかかるなどしてコンデンサ４１の電圧がＭＣＵ７１の正常動作を維持可能な電圧よりも低下した場合であっても、上記実施の形態と同様の作用により、ＭＣＵ７１の正常動作を維持することができる。よって、ＭＣＵ７１の記憶情報等が消失することを回避することができ、モータ５１の動作状態（動作開始・動作停止、回転方向）を確実に把握できることから、急激な動作開始や反転動作等によるモータ５１の破壊などを防ぐことが可能となる。なお、本発明はその他、例えばＡＣ−ＤＣコンバータなどにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電源装置の構成を表す回路図である。
【図２】第１の実施の形態に係る過電流垂下特性と動作点との関係を表す特性図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る電源装置の構成を表す回路図である。
【図４】第２の実施の形態に係る過電流垂下特性と動作点との関係を表す特性図である。
【図５】本発明の変形例に係る電源装置の構成を表す回路図である。
【図６】本発明の変形例に係る過電流垂下特性と動作点との関係を表す特性図である。
【図７】本発明の他の変形例に係る電源装置の構成を表す回路図である。
【図８】本発明の他の変形例に係る電源装置の構成を表す回路図である。
【図９】本発明の他の変形例に係る電源装置の構成を表す回路図である。
【図１０】本発明の他の変形例に係る電源装置の構成を表す回路図である。
【図１１】本発明の他の変形例に係る電源装置の構成を表す回路図である。
【符号の説明】
【００９１】
１…高圧バッテリ、２…リレー、２１…接点、２２…コイル、３…ＤＣ−ＤＣコンバータ、３１…直流電圧変換回路、３１０…入力平滑コンデンサ、３１１，７７…スイッチング回路、３１２…トランス、３１３…整流回路、３１４…平滑回路、３１５…入力電流検出回路、３１５Ｔ…カレントトランス、３１６…スイッチング制御回路、３２，３２Ａ…過電流検出回路、３２１…タイマ回路、３２２…過電流垂下特性制御回路、３３，３３Ａ…バッテリ電流検出回路、３３５…電圧補正回路、３４…接続器制御回路、３５…接続器、４…低圧バッテリ、４Ａ…コンデンサ、５…エンジンスタータ、５１…モータ、６…ＥＣＵ、６１，７１…ＭＣＵ、７Ａ，７Ｂ…モータ制御部、７４…ドライバ、Ｔ１，Ｔ２…入力端子、Ｔ３，Ｔ４…出力端子、Ｌ１Ｈ…１次側高圧ライン、Ｌ１Ｌ…１次側低圧ライン、ＬＯ…出力ライン、ＬＧ…接地ライン、Ｐ１〜Ｐ１０…接続点、Ｖin…直流入力電圧、Ｉin…入力電流、Ｖout…直流出力電圧、Ｉout…出力電流、Ｓ１〜Ｓ４，Ｓ１１〜Ｓ１４…スイッチング素子、Ｓ５…スイッチ素子、Ｒcable…配線抵抗、Ｃｏｍｐ１，Ｃｏｍｐ２…比較器、Ａｍｐ１…差動増幅器（エラーアンプ）、Ａｍｐ２…増幅器、Ｒｅｆ１〜Ｒｅｆ３…基準電源、Ｖ１〜Ｖ３…基準電位。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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