(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧回転電機と電力を授受する高圧バッテリから入力する直流電圧を交流電圧に変換するスイッチング部と、前記交流電圧を一次側に入力し二次側に変圧して出力するトランスと、前記トランスの二次側出力電圧を整流する整流部と、前記整流部の出力電圧を平滑して低圧バッテリに給電する平滑回路部と、前記スイッチング部のスイッチング制御を行う制御回路と制御回路用電源とからなる制御回路部と、前記制御回路部に前記低圧バッテリ側の電圧をフィードバックするフィードバック回路とを有する車載用スイッチング電源において、
前記制御回路用電源の電力は前記フィードバック回路の前記制御回路部への入力端側から供給され、
前記フィードバック回路は、前記平滑回路部の出力端チョークコイルの入力端側に接続され、該チョークコイルの入力端側からフィードバック電圧及び前記制御回路用電源の電力を引き込むことを特徴とする車載用スイッチング電源。
【請求項２】
高圧回転電機と電力を授受する高圧バッテリから入力する直流電圧を交流電圧に変換するスイッチング部と、前記交流電圧を一次側に入力し二次側に変圧して出力するトランスと、前記トランスの二次側出力電圧を整流する整流部と、前記整流部の出力電圧を平滑して低圧バッテリに給電する平滑回路部と、前記スイッチング部のスイッチング制御を行う制御回路と制御回路用電源とからなる制御回路部と、前記制御回路部に前記低圧バッテリ側の電圧をフィードバックするフィードバック回路とを有する車載用スイッチング電源において、
前記制御回路用電源の電力は前記フィードバック回路の前記制御回路部への入力端側から供給され、
前記フィードバック回路は、前記低圧バッテリに接続され、該フィードバック回路を介して前記制御回路部に該低圧バッテリの端子電圧のフィードバック及び前記制御回路用電源の電力供給を行うとともに、前記制御回路部の入力側に該制御回路部で発生するスイッチングノイズの外部への流出を防止するフイルタを設けたことを特徴とする車載用スイッチング電源。
【請求項３】
前記平滑回路部は、チョークコイルとコンデンサとで構成され、該出力端チョークコイルと前記トランスとは一体化された部品として形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車載用スイッチング電源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧バッテリの電力を降圧して低圧バッテリに充電する車載用スイッチング電源の過電圧出力防止に関する。
【背景技術】
【０００２】
高圧バッテリの電力を降圧して低圧バッテリに充電するスイッチング電源の従来例は、図４及び図５に示すように、高圧バッテリ１１の直流電圧を入力して交流に変換して出力するスイッチング部２と、スイッチング部２の交流電圧を変圧して二次側に出力するトランス３と、トランス３の二次側交流電圧を整流する整流部４と、整流部４の出力を平滑してスイッチング電源１の出力端子Ｔ３から低圧バッテリ２１に給電する平滑部５と、スイッチング部２のスイッチング素子の動作をＰＷＭ制御する制御部６とから構成されている。
そして、制御部６はフィードバック回路７を経由して制御回路６ａにフィードバックされる低圧バッテリ２１の電圧値に基づいてスイッチング部２の出力制御を行う。ここで、図４のスイッチング電源は制御回路用電源６ｂの電力を低圧バッテリ側から供給し、図５の場合は制御回路用電源６ｂの電力を高圧バッテリ側から供給している。
【０００３】
しかし、図４及び図５のスイッチング電源ではフィードバック線が断線した場合、制御回路部６に入力すべきフィードバック電圧が無くなることから、無制御状態となり低圧バッテリ２１に過電圧を印可し続ける可能性がある。例えば、図４においてＡ点が断線した場合、入力端子Ｔ５は開放状態となるので抵抗Ｒ２により端子Ｔ５の電圧は接地電圧（＝０Ｖ）にひきこまれる。一方、制御回路６ａは、この０Ｖの電圧をフィードバック電圧として充電電圧を最大限とするようにスイッチング部２を制御することとなる。
【０００４】
このような過電圧を供給する事態を回避するために、従来、過電圧防止を図る方法がいくつか提案されている。出力低電圧保護機能がついていれば停止可能であるが、万一保護回路が故障した場合は停止不能となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したように、従来のスイッチング電源ではフィードバック線が断線や接触不良のためフィードバック電圧が無くなった場合、低圧バッテリに過電圧を印加し続ける、あるいは不要な電力を供給し続けるという問題を有している。本発明は上記問題点を簡素な構成で解決してフィードバック線が断線した場合、確実にスイッチング部の動作を停止させ低圧バッテリ側に過電圧を出力させない車載用スイッチング電源を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための請求項１記載の車載用スイッチング電源は、高圧回転電機と電力を授受する高圧バッテリから入力する直流電圧を交流電圧に変換するスイッチング部と、前記交流電圧を一次側に入力し二次側に変圧して出力するトランスと、前記トランスの二次側出力電圧を整流する整流部と、前記整流部の出力電圧を平滑して低圧バッテリに給電する平滑回路部と、前記スイッチング部のスイッチング制御を行う制御回路と制御回路用電源とからなる制御回路部と、前記制御回路部に前記低圧バッテリ側の電圧をフィードバックするフィードバック回路とを有する車載用スイッチング電源において、
前記制御回路用電源の電力は前記フィードバック回路の前記制御回路部への入力端側から供給され、前記フィードバック回路は、前記平滑回路部の出力端チョークコイルの入力端側に接続され、該チョークコイルの入力端側からフィードバック電圧及び前記制御回路用電源の電力を引き込むことを特徴とする。
【０００７】
本構成によれば、フィードバック線を経由して制御部の電力を供給しているので、フィードバック線の断線あるいは接触不良等でフィードバック電圧が無くなっても（あるいはフィードバック電圧が異常値となっても）、同時に制御回路用電源が供給されなくなり制御回路への電力供給が停止されるので、スイッチング部のスイッチング動作も自動的に停止して過電圧が出力されることはない。
また、出力低電圧保護機能が備えられたスイッチング電源で出力低電圧保護回路が故障している場合でも過電圧が出力されることは防止される。
さらに、従来のように制御部の電源を高圧バッテリあるいは低圧バッテリから供給するための独立したワイヤーハーネスを設定する必要もなくなるので、コスト、加工面からのメリットも大きい。
【０００９】
また、フィードバック線を経由して逆流するスイッチングノイズ（制御回路用電源のスイッチングノイズ）を平滑回路部のチョークコイルとコンデンサにより減衰させ外部に流出することを防止することができる。従って、制御回路部のスイッチングノイズが車両のラジオ等に影響を与えることがない。
【００１０】
請求項２記載の車載用スイッチング電源は、高圧回転電機と電力を授受する高圧バッテリから入力する直流電圧を交流電圧に変換するスイッチング部と、前記交流電圧を一次側に入力し二次側に変圧して出力するトランスと、前記トランスの二次側出力電圧を整流する整流部と、前記整流部の出力電圧を平滑して低圧バッテリに給電する平滑回路部と、前記スイッチング部のスイッチング制御を行う制御回路と制御回路用電源とからなる制御回路部と、前記制御回路部に前記低圧バッテリ側の電圧をフィードバックするフィードバック回路とを有する車載用スイッチング電源において、
前記制御回路用電源の電力は前記フィードバック回路の前記制御回路部への入力端側から供給され、前記フィードバック回路は、前記低圧バッテリに接続され、該フィードバック回路を介して前記制御回路部に該低圧バッテリの端子電圧のフィードバック及び前記制御回路用電源の電力供給を行うとともに、前記制御回路部の入力側に該制御回路部で発生するスイッチングノイズの外部への流出を防止するフイルタを設けたことを特徴とする。
【００１１】
本構成は、平滑回路部での電圧降下及びスイッチング電源出力端と低圧バッテリ間の配線による電圧降下を除いて低圧バッテリの端子電圧を直接検出してフィードバック電圧としたい時の構成で、この場合は制御回路部の入力に制御回路部で発生するスイッチングノイズ除去用のフイルタを設けることが望ましい。
【００１２】
請求項３記載の車載用スイッチング電源は、請求項１または２の発明において、トランスと平滑回路部のトランス側チョークコイルとが一体化された１個の部品とされているもので、この構成により装置の小型化、故障率の低下の効果がある。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように本発明は、高圧バッテリの直流電圧を交流変換してトランスにより降圧して低圧バッテリに充電する車載用スイッチング電源において、スイッチング部のスイッチング素子をＰＷＭ制御する制御回路部を駆動する電源を低圧バッテリへの充電電圧をフィードバックするフィードバック線を経由して供給するようにし、さらに、平滑回路部の出力端チョークコイルの入力端からフィードバックするようにしたので、フィードバック線の断線時にもスイッチング部の動作を確実に停止させ、低圧バッテリに過電圧が印加されることを防止することができる。また、出力端チョークコイルの入力端にフィードバック線を接続することで別途フイルタを備えなくとも制御回路部のスイッチングノイズが外部に漏れることが防止されている。加えて、上記構成としたことで制御回路部用の電源供給のためのワイヤーハーネスを設定する必要がなくなり装置の小型化、コストダウンを達成している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、従来例と共通する部分には同一の符号を付す。図１は本発明の実施形態１のブロック回路図である。スイッチング電源１はスイッチング部２と、トランス３と、整流部４と、平滑回路部５と、制御回路部６と、フィードバック回路７と、から構成されている。前述の従来例の図４及び図５の構成と異なるところは、平滑回路部５のフイルタが２段になっていて、フィードバック回路７がチョークコイルＬ１とＬ２が直列接続されているＰ点に接続されて低圧バッテリに充電する電圧値を制御回路部６へ伝送するようになっていることと、制御回路用電源６ｂの電力引き込みがフィードバック回路７を経由して入力端子Ｔ５から行われていることである。
【００１５】
次に、本実施例の動作は以下のようになる。正常時にはスイッチング電源１の入力端子Ｔ１及びＴ２に接続されている高圧バッテリ１１から供給される直流電圧はスイッチング部２で交流電圧に変換されてトランス３へ出力される。トランス３の一次側に入力した交流電圧は降圧されてトランス３の二次側から出力され、整流部４のダイオードＤ１、Ｄ２で整流され、平滑回路部５のチョークコイルＬ１、コンデンサＣ１及びＬ２、Ｃ２で平滑され高周波成分が取り除かれた直流電圧となり出力端子Ｔ３、Ｔ４から低圧バッテリ２１に給電される。整流部４は、ＭＯＳの場合もある。
このとき、制御回路部６は、チョークコイルＬ１とＬ２が直列接続されているＰ点からフィードバック回路７を介してフィードバックされる直流電圧値に基づいてＰ点の直流電圧が所定値となるようにスイッチング部２を制御する。
【００１６】
本実施例では、フィードバック回路７は制御回路６ａ及び制御回路用電源６ｂに接続されているので制御回路６ａで発生するスイッチングノイズと制御回路用電源６ｂで発生するスイッチングノイズとが共にフィードバック回路７を介してＰ点に逆流する。しかし、平滑回路部５のチョークコイルＬ２、コンデンサＣ２のフィルタにより低圧バッテリ２１側に流出することが阻止されるので車載のラジオやその他の電子機器に影響を及ぼすことがない。
【００１７】
一方、フィードバック回路７の断線などでＰ点と入力端子Ｔ５間が開放状態となった時には図２のタイミングチャートに示すように、制御回路６ａに入力するフィードバック電圧は異常値（図１の場合は０Ｖ）となる。しかし、制御回路用電源６ｂの電力もフィードバック回路７及び入力端子Ｔ５を経由して供給されているので同時に制御回路部６の電源が供給されなくなり制御回路部６の動作は停止される。従って、スイッチング部２のスイッチング動作も停止されて低圧バッテリ２１に対する出力はなくなるので過電圧を出力することは確実に防止される。
【００１８】
図３は、本発明の実施形態２を示すブロック回路図である。実施形態１と異なる点はフィードバック電圧が低圧バッテリ２１の端子電圧を検出する構成となっている点と、制御回路部６のスイッチングノイズ除去用フイルタ９が制御回路部６の入力に設けられている点である。フィードバック回路７の断線によるスイッチング部２の出力停止の動作は実施形態１の場合と同じである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態１の構成を示すブロック回路図である。
【図２】実施形態１のフィードバック回路断線時のフィードバック電圧、制御回路電源入力、低圧バッテリ入力電圧の関係を示すタイミングチャートである。
【図３】実施形態２の構成を示すブロック回路図である。
【図４】従来例（１）を示すブロック回路図である。
【図５】従来例（２）を示すブロック回路図である。
【符号の説明】
【００２０】
１：スイッチング電源
２：スイッチング部
３：トランス
４：整流部
５：平滑回路部
６：制御回路部
６ａ：制御回路
６ｂ：制御回路用電源
７：フィードバック回路（フィードバック線）
８：フイルタ
１１：高圧バッテリ
２１：低圧バッテリ
Ｄ１、Ｄ２：ダイオード
Ｌ１、Ｌ２：チョークコイル
Ｃ１、Ｃ２：コンデンサ
Ｒ１、Ｒ２：抵抗
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ７：入力端子
Ｔ３、Ｔ４：出力端子
【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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