(57)【要約】      （修正有）【課題】車両の起動時であっても、消費電力を低減させつつ、半導体リレーの破壊を回避することができる電源制御装置を提供する。【解決手段】車両に設けられる電源制御装置１であって、バッテリ３と、負荷５との間に設けられ、バッテリ３と負荷５との接続を許容する半導体リレー２１と、負荷５に流れる負荷電流Ｉｄと、半導体リレー２１のドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓとに基づいて、半導体リレー２１のゲートにゲート電圧Ｖｇを印加するドライブ回路１３とを備える。ドライブ回路１３は、車両の起動時に充電が行われる際、ゲート電圧Ｖｇを上昇させつつ、負荷電流Ｉｄ及びドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓを半導体リレー２１の安全動作領域ＳＯＡの範囲内に制御する。【選択図】図１
2016226152.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に設けられる電源制御装置であって、
バッテリと、負荷との間に設けられ、前記バッテリと前記負荷との接続を許容する半導体リレーと、
前記負荷に流れる負荷電流と、前記半導体リレーのドレイン−ソース間電圧とに基づいて、前記半導体リレーのゲートにゲート電圧を印加するドライブ回路と
を備え、
前記ドライブ回路は、
前記車両の起動時に充電が行われる際、
前記ゲート電圧を上昇させつつ、前記負荷電流及び前記ドレイン−ソース間電圧を前記半導体リレーの安全動作領域の範囲内に制御する
ことを特徴とする電源制御装置。
【請求項２】
前記ドライブ回路は、
前記半導体リレーの安全動作領域の範囲内において、
閾値電圧が設定され、
第１の制御電流と、前記第１の制御電流よりも大きい第２の制御電流とを制御するものであり、
前記ドレイン−ソース間電圧が前記閾値電圧より大きい場合、前記負荷電流を前記第１の制御電流に制御し、
前記ドレイン−ソース間電圧が前記閾値電圧以下である場合、前記負荷電流を前記第２の制御電流に制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の電源制御装置。
【請求項３】
前記ドライブ回路は、
前記ドレイン−ソース間電圧がゼロとなる場合、前記ゲート電圧をさらに上昇させる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電源制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車又はハイブリッドカー等の車両は、インバータ等のような高電圧負荷が搭載されている。車両の起動時には、負荷側の平滑用コンデンサに突入電流が流入する恐れがある。そこで、負荷の通電又は遮断を行うメインリレーとは並列に、電流制限抵抗及びプリチャージリレーからなる直列回路が接続されている。車両の起動時には、この直列回路を経由することにより、電流量が制限されつつ、負荷側に設けられたコンデンサが充電される。
【０００３】
しかし、上記回路構成は、メインリレー、プリチャージリレー、及び電流制限抵抗が必要となるため、部品サイズが大きくなると共に、全体重量が重くなる。よって、上記回路構成は、システム全体のサイズ及び車両重量が増大する。
【０００４】
そこで、電流制限抵抗の代わりに、半導体リレーのゲート電圧−ドレイン電流の特性を利用することにより、車両の起動時に充電が行われる際、擬似的に高抵抗の状態を作り出し、車両の起動時における負荷電流を低減させ、突入電流を防止するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２１１７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の技術は、車両の起動時において、半導体リレーに擬似的に高抵抗の状態を作り出すため、消費電力が大きくなると共に、半導体リレーの安全動作領域ＳＯＡ（Ｓａｆｅ  Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ａｒｅａ）を超え、デバイスが破壊される恐れがある。
【０００７】
したがって、特許文献１に記載の技術では、車両の起動時において、消費電力を低減させつつ、半導体リレーの破壊を回避することができない恐れがある。
【０００８】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両の起動時であっても、消費電力を低減させつつ、半導体リレーの破壊を回避することができる電源制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る電源制御装置は、車両に設けられる電源制御装置であって、バッテリと、負荷との間に設けられ、前記バッテリと前記負荷との接続を許容する半導体リレーと、前記負荷に流れる負荷電流と、前記半導体リレーのドレイン−ソース間電圧とに基づいて、前記半導体リレーのゲートにゲート電圧を印加するドライブ回路とを備え、前記ドライブ回路は、前記車両の起動時に充電が行われる際、前記ゲート電圧を上昇させつつ、前記負荷電流及び前記ドレイン−ソース間電圧を前記半導体リレーの安全動作領域の範囲内に制御することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る電源制御装置によれば、車両の起動時において、半導体リレーの消費電力が定格値よりも増大することなく、車両の起動時に生じ得る突入電流を回避することができるため、車両の起動時であっても、消費電力を低減させつつ、半導体リレーの破壊を回避することができる。
【００１１】
また、本発明に係る電源制御装置において、前記ドライブ回路は、前記半導体リレーの安全動作領域の範囲内において、閾値電圧が設定され、第１の制御電流と、前記第１の制御電流よりも大きい第２の制御電流とを制御するものであり、前記ドレイン−ソース間電圧が前記閾値電圧より大きい場合、前記負荷電流を前記第１の制御電流に制御し、前記ドレイン−ソース間電圧が前記閾値電圧以下である場合、前記負荷電流を前記第２の制御電流に制御することが好ましい。
【００１２】
この電源制御装置によれば、半導体リレーの安全動作領域の範囲内に、第１の制御電流及び第２の制御電流を制御することにより、充電の前半には突入電流を回避しつつ、充電の後半にはより大きな電流値で平滑コンデンサを充電するため、車両の起動時における突入電流によるデバイスの破壊を回避しつつ、より短時間に車両の起動を完了させることができる。
【００１３】
また、本発明に係る電源制御装置において、前記ドライブ回路は、前記ドレイン−ソース間電圧がゼロとなる場合、前記ゲート電圧をさらに上昇させることが好ましい。
【００１４】
この電源制御装置によれば、半導体リレーのドレイン−ソース間電圧がゼロとなる状態においては、ゲート電圧をさらに上昇させることにより、半導体リレーを通常の通電状態に移行させるため、半導体リレーを高電圧の負荷の通電又は遮断を行うメインリレーとして動作させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、車両の起動時において、半導体リレーの消費電力が定格値よりも増大することなく、車両の起動時に生じ得る突入電流を回避することができるため、車両の起動時であっても、消費電力を低減させつつ、半導体リレーの破壊を回避することができる電源制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に係る電源制御装置１の構成例を示す図である。
【図２】ドライブ回路１３の機能の構成例を示すブロック図である。
【図３】車両の起動時における電源制御装置１の動作タイミングチャートである。
【図４】半導体リレー２１の安全動作領域ＳＯＡを説明する図である。
【図５】電源制御装置１の制御例を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本実施形態に係る電源制御装置１の構成例を示す図である。図１に示すように、電源制御装置１は、半導体リレー２１及びドライブ回路１３等を備え、車両に設けられる。半導体リレー２１は、バッテリ３と、負荷５との間に設けられ、バッテリ３と負荷５との接続を許容し、例えば、ＭＯＳＦＥＴからなる。なお、図１においては、半導体リレー２１として、ＮチャネルのＭＯＳＦＥＴが設けられ、ＮチャネルのＭＯＳＦＥＴは、バッテリ３の負極側の経路に配置されている。
【００１８】
バッテリ３は、高電圧の電源であり、例えば、複数のセルが接続された組電池からなり、車両に搭載される。なお、バッテリ３は、一次電池、二次電池のような安定した直流電圧を供給するものであればよい。
【００１９】
負荷５は、６個のアーム及び平滑用コンデンサＣＬ等からなるインバータであり、各アームはＩＧＢＴにより構成され、車両に搭載される。負荷５は、半導体リレー２１により、バッテリ３との間の接続状態が遮断状態から通電状態になった場合、バッテリ３から電圧が印加され、駆動するものである。
【００２０】
また、電源制御装置１は、電流センサ７及び電圧監視回路９を備える。電流センサ７は、バッテリ３と、負荷５との間の経路のうち、バッテリ３の正極側の経路に配置され、負荷電流Ｉｄを検出する。電流センサ７は、負荷電流Ｉｄの検出結果を、電流値信号としてドライブ回路１３に送信する。
【００２１】
電圧監視回路９は、半導体リレー２１のドレイン−ソース間に配置され、半導体リレー２１のドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓを検出する。電圧監視回路９は、半導体リレー２１のドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓの検出結果を、Ｖｄｓ信号としてドライブ回路１３に送信する。
【００２２】
ドライブ回路１３は、負荷５に流れる負荷電流Ｉｄと、半導体リレー２１のドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓとに基づいて、半導体リレー２１のゲートにゲート電圧Ｖｇを印加する。ドライブ回路１３は、車両の起動時に充電が行われる際、ゲート電圧Ｖｇを上昇させつつ、負荷電流Ｉｄ及びドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓを、半導体リレー２１の安全動作領域ＳＯＡ（Ｓａｆｅ  Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ａｒｅａ）の範囲内に制御する。
【００２３】
次に、ドライブ回路１３の詳細について図２〜４を用いて説明する。図２は、ドライブ回路１３の機能の構成例を示すブロック図である。図３は、車両の起動時における電源制御装置１の動作タイミングチャートである。図４は、半導体リレー２１の安全動作領域ＳＯＡを説明する図である。
【００２４】
ドライブ回路１３は、半導体リレー２１の安全動作領域ＳＯＡの範囲内において、閾値電圧Ｖｔｈが設定され、第１の制御電流Ｉｃｏｎｔ１と、第１の制御電流Ｉｃｏｎｔ１よりも大きい第２の制御電流Ｉｃｏｎｔ２とを制御するものである。ドライブ回路１３は、ドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓが閾値電圧Ｖｔｈより大きい場合、負荷電流Ｉｄを第１の制御電流Ｉｃｏｎｔ１に制御する。ドライブ回路１３は、ドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓが閾値電圧Ｖｔｈ以下である場合、負荷電流Ｉｄを第２の制御電流Ｉｃｏｎｔ２に制御する。
【００２５】
より具体的には、図２に示すように、ドライブ回路１３は、ゲート電圧制御部３１、閾値電圧判定部３３、及び電流判定部３５の各機能を含むものである。ゲート電圧制御部３１、閾値電圧判定部３３、及び電流判定部３５のそれぞれの機能は、ハードウェアにより実現されるものであってもよく、ソフトウェアにより実現されるものであってもよい。
【００２６】
電流判定部３５は、負荷電流Ｉｄと、安全動作領域ＳＯＡデータとに基づいて、負荷電流Ｉｄが安全動作領域ＳＯＡの範囲内にあるか否かを判定し、判定結果をゲート電圧制御部３１に供給する。
【００２７】
閾値電圧判定部３３は、ドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓと、閾値電圧Ｖｔｈとに基づいて、ドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓが、閾値電圧Ｖｔｈより大きいか否かを判定し、判定結果をゲート電圧制御部３１に供給する。なお、バッテリ３のバッテリ電圧ＶＢ＿Ｈ及び閾値電圧Ｖｔｈは、半導体リレー２１の安全動作領域ＳＯＡの範囲内に設定されている。
【００２８】
ゲート電圧制御部３１は、入力信号Ｉｎｐｕｔ＿ｓｉｇが入力された場合、電流判定部３５の判定結果と、閾値電圧判定部３３の判定結果とに基づいて、ゲート電圧Ｖｇを出力する。ゲート電圧制御部３１は、負荷電流Ｉｄを第１の制御電流Ｉｃｏｎｔ１に制御する際、第１の制御電流Ｉｃｏｎｔ１に対応するゲート電圧Ｖｇの大きさを決定する。ゲート電圧制御部３１は、負荷電流Ｉｄを第２の制御電流Ｉｃｏｎｔ２に制御する際、第２の制御電流Ｉｃｏｎｔ２に対応するゲート電圧Ｖｇの大きさを決定する。
【００２９】
具体的には、半導体リレー２１において、ゲート電圧−ドレイン電流の特性を利用することで負荷電流Ｉｄを調整することができ、負荷電圧を徐々に増加させる制御が可能となる。
【００３０】
例えば、図３に示すように、入力信号Ｉｎｐｕｔ＿ｓｉｇがオン状態になり、初期充電動作、すなわち、プリチャージ動作が行われる動作状態に遷移される。次に、ゲート電圧Ｖｇを上昇させ、半導体リレー２１を状態Ａから状態Ｂに遷移させる。状態Ｂは、負荷電流Ｉｄが第１の制御電流Ｉｃｏｎｔ１に制御されている状態である。
【００３１】
次に、状態Ｂから状態Ｃにかけて、第１の制御電流Ｉｃｏｎｔ１を維持し、一定の電流値のまま平滑用コンデンサＣＬが充電される。この間、負荷電圧ＶＬは次式（１）の関係式で増加する。
【００３２】
【数１】
2016226152.tif 000003
【００３３】
次に、状態Ｃにおいて、ドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓが閾値電圧Ｖｔｈに到達した場合、ゲート電圧Ｖｇをさらに上昇させ、半導体リレー２１を状態Ｃから状態Ｄに遷移させる。状態Ｄは、負荷電流Ｉｄが第２の制御電流Ｉｃｏｎｔ２に制御されている状態である。
【００３４】
次に、状態Ｄから状態Ｅにかけて、第２の制御電流Ｉｃｏｎｔ２を維持し、より大きな一定の電流値のまま平滑用コンデンサＣＬが充電される。この間、負荷電圧ＶＬは次式（２）の関係式で増加する。
【００３５】
【数２】
2016226152.tif 000004
【００３６】
負荷５にある平滑用コンデンサＣＬが完全に充電された場合、半導体リレー２１は状態Ｅに遷移する。状態Ｅにおいては、ドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓはゼロとなる。次に、ゲート電圧Ｖｇをさらに上昇させ、半導体リレー２１を通常の通電状態に遷移させる。これにより、半導体リレー２１は、高電圧側の負荷５の通電及び遮断の何れかを制御するメインリレーとして動作する。
【００３７】
図２のゲート電圧制御部３１は、図３に示す車両の起動時の動作タイミングチャートに従い、ドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓと、負荷電流Ｉｄとに基づいて、ゲート電圧Ｖｇを制御しつつ、ドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓ及び負荷電流Ｉｄを安全動作領域ＳＯＡの範囲内に制御する。
【００３８】
具体的には、図４に示すように、状態Ａ、状態Ｂ、状態Ｃ、状態Ｄ、及び状態Ｅの何れにおいても、半導体リレー２１の安全動作領域ＳＯＡの範囲内で制御されている。より具体的には、状態Ａにおいて、ドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓは、バッテリ電圧ＶＢ＿Ｈと等しく、負荷電流Ｉｄはゼロである。状態Ｂにおいて、負荷電流Ｉｄが第１の制御電流Ｉｃｏｎｔ１に制御されている。状態Ｃにおいて、ドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓは、閾値電圧Ｖｔｈと等しい。状態Ｄ，Ｅにおいて、負荷電流Ｉｄが第２の制御電流Ｉｃｏｎｔ２に制御されている。
【００３９】
つまり、ドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓが大きい状態では、半導体リレー２１の安全動作領域ＳＯＡの範囲内の小さい電流値、すなわち、第１の制御電流Ｉｃｏｎｔ１に負荷電流Ｉｄを制御し、平滑用コンデンサＣＬを充電する。ドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓが閾値電圧Ｖｔｈに到達後、半導体リレー２１の安全動作領域ＳＯＡの範囲内であって、第１の制御電流Ｉｃｏｎｔ１よりも大きな電流値、すなわち、第２の制御電流Ｉｃｏｎｔ２に負荷電流Ｉｄを制御し、平滑用コンデンサＣＬを充電する。
【００４０】
次に、車両起動時充電処理について図５を用いて説明する。図５は、電源制御装置１の制御例を説明するフローチャートである。
【００４１】
ステップＳ１１において、ドライブ回路１３は、入力信号Ｉｎｐｕｔ＿ｓｉｇが入力されたか否かを判定する。入力信号Ｉｎｐｕｔ＿ｓｉｇが入力された場合、ステップＳ１２に進む。一方、入力信号Ｉｎｐｕｔ＿ｓｉｇが入力されなかった場合、そのまま待機する。
【００４２】
ステップＳ１２において、ドライブ回路１３は、第１の制御電流Ｉｃｏｎｔ１で平滑用コンデンサＣＬを充電する。
【００４３】
ステップＳ１３において、ドライブ回路１３は、ドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓが閾値電圧Ｖｔｈ以下であるか否かを判定する。ドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓが閾値電圧Ｖｔｈ以下である場合、ステップＳ１４に進む。一方、ドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓが閾値電圧Ｖｔｈより大きい場合、ステップＳ１２に戻る。
【００４４】
ステップＳ１４において、ドライブ回路１３は、第２の制御電流Ｉｃｏｎｔ２で平滑用コンデンサＣＬを充電する。
【００４５】
ステップＳ１５において、ドライブ回路１３は、ドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓがゼロ［Ｖ］であるか否かを判定する。ドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓがゼロ［Ｖ］である場合、車両起動時充電処理を終了する。一方、ドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓがゼロ［Ｖ］でない場合、ステップＳ１４に戻る。
【００４６】
以上の説明から、本実施形態においては、バッテリ３と、負荷５との間には半導体リレー２１が設けられている。半導体リレー２１は、負荷電流Ｉｄを通電又は遮断させるものである。電源制御装置１は、半導体リレー２１のゲートに印加するゲート電圧Ｖｇを制御することにより、半導体リレー２１のゲート電圧−ドレイン電流の特性を利用して負荷に流れる電流を調整出来る為、結果として車両の起動時における突入電流を低減させることができる。
【００４７】
具体的には、電源制御装置１は、負荷電流Ｉｄと、半導体リレー２１のドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓとに基づいて、半導体リレー２１のゲートに印加するゲート電圧Ｖｇを制御する。より具体的には、電源制御装置１は、車両の起動時に充電を行う際、ゲート電圧Ｖｇを上昇させつつ、負荷電流Ｉｄ及びドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓを、半導体リレー２１の安全動作領域ＳＯＡの範囲内に制御する。
【００４８】
よって、電源制御装置１は、半導体リレー２１の安全動作領域ＳＯＡの範囲内において、半導体リレー２１を動作させつつ、負荷電流Ｉｄを制限させる。したがって、電源制御装置１は、車両の起動時において、半導体リレー２１の消費電力が定格値よりも増大することなく、車両の起動時に生じ得る突入電流を回避することができる。これにより、電源制御装置１は、車両の起動時であっても、消費電力を低減させつつ、半導体リレー２１の破壊を回避することができる。
【００４９】
換言すれば、電源制御装置１は、車両の起動時に充電が行われる際、ゲート電圧Ｖｇを上昇させつつ、負荷電流Ｉｄ及びドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓを、半導体リレー２１の安全動作領域ＳＯＡの範囲内に制御することにより、車両の起動時において、半導体リレー２１の消費電力が定格値よりも増大することなく、車両の起動時に生じ得る突入電流を回避することができるため、車両の起動時であっても、消費電力を低減させつつ、半導体リレー２１の破壊を回避することができる。
【００５０】
また、電源制御装置１は、半導体リレー２１の安全動作領域ＳＯＡの範囲内に、閾値電圧Ｖｔｈが設定されるものである。また、電源制御装置１は、半導体リレー２１の安全動作領域ＳＯＡの範囲内に、第１の制御電流Ｉｃｏｎｔ１と、第２の制御電流Ｉｃｏｎｔ２とを制御するものである。電源制御装置１は、半導体リレー２１のドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓと、閾値電圧Ｖｔｈとに基づいて、第１の制御電流Ｉｃｏｎｔ１及び第２の制御電流Ｉｃｏｎｔ２の何れか一方に、負荷電流Ｉｄを制御するものである。
【００５１】
具体的には、第２の制御電流Ｉｃｏｎｔ２は、第１の制御電流Ｉｃｏｎｔ１よりも大きなものとなっている。電源制御装置１は、ドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓが閾値電圧Ｖｔｈよりも大きな状態においては、負荷電流Ｉｄを第１の制御電流Ｉｃｏｎｔ１に制御し、ドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓが閾値電圧Ｖｔｈ以下の状態においては、負荷電流Ｉｄを第２の制御電流Ｉｃｏｎｔ２に制御する。
【００５２】
よって、電源制御装置１は、車両の起動時に充電が行われる際、まず、負荷電流Ｉｄを第１の制御電流Ｉｃｏｎｔ１に制限することにより、突入電流が負荷５に流入することを回避する。次に、電源制御装置１は、車両の起動時の充電中において、負荷電流Ｉｄを第２の制御電流Ｉｃｏｎｔ２に制御することにより、より大きな電流値で平滑用コンデンサＣＬを充電し、より短時間に車両の起動を完了させる。
【００５３】
これにより、電源制御装置１は、車両の起動時における突入電流によるデバイスの破壊を回避しつつ、より短時間に車両の起動を完了させることができる。
【００５４】
換言すれば、電源制御装置１は、半導体リレー２１の安全動作領域ＳＯＡの範囲内に、第１の制御電流Ｉｃｏｎｔ１及び第２の制御電流Ｉｃｏｎｔ２を制御することにより、充電の前半には突入電流を回避しつつ、充電の後半にはより大きな電流値で平滑用コンデンサＣＬを充電するため、車両の起動時における突入電流によるデバイスの破壊を回避しつつ、より短時間に車両の起動を完了させることができる。
【００５５】
また、電源制御装置１は、半導体リレー２１のドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓがゼロとなる状態においては、ゲート電圧Ｖｇをさらに上昇させることにより、半導体リレー２１を通常の通電状態に移行させるため、半導体リレー２１を高電圧の負荷５の通電又は遮断を行うメインリレーとして動作させることができる。
【００５６】
以上、本実施形態に係る電源制御装置１は、車両に設けられる電源制御装置１であって、バッテリ３と、負荷５との間に設けられ、バッテリ３と負荷５との接続を許容する半導体リレー２１と、負荷５に流れる負荷電流Ｉｄと、半導体リレー２１のドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓとに基づいて、半導体リレー２１のゲートにゲート電圧Ｖｇを印加するドライブ回路１３とを備え、ドライブ回路１３は、車両の起動時に充電が行われる際、ゲート電圧Ｖｇを上昇させつつ、負荷電流Ｉｄ及びドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓを半導体リレー２１の安全動作領域ＳＯＡの範囲内に制御するものである。
【００５７】
このような構成により、電源制御装置１は、車両の起動時に充電が行われる際、ゲート電圧Ｖｇを上昇させつつ、負荷電流Ｉｄ及びドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓを、半導体リレー２１の安全動作領域ＳＯＡの範囲内に制御することにより、車両の起動時において、半導体リレー２１の消費電力が定格値よりも増大することなく、車両の起動時に生じ得る突入電流を回避することができるため、車両の起動時であっても、消費電力を低減させつつ、半導体リレー２１の破壊を回避することができる。
【００５８】
また、本実施形態に係る電源制御装置１において、ドライブ回路１３は、半導体リレー２１の安全動作領域ＳＯＡの範囲内において、閾値電圧Ｖｔｈが設定され、第１の制御電流Ｉｃｏｎｔ１と、第１の制御電流Ｉｃｏｎｔ１よりも大きい第２の制御電流Ｉｃｏｎｔ２とを制御するものであり、ドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓが閾値電圧Ｖｔｈより大きい場合、負荷電流Ｉｄを第１の制御電流Ｉｃｏｎｔ１に制御し、ドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓが閾値電圧Ｖｔｈ以下である場合、負荷電流Ｉｄを第２の制御電流Ｉｃｏｎｔ２に制御するものである。
【００５９】
このような構成により、電源制御装置１は、半導体リレー２１の安全動作領域ＳＯＡの範囲内に、第１の制御電流Ｉｃｏｎｔ１及び第２の制御電流Ｉｃｏｎｔ２を制御することにより、充電の前半には突入電流を回避しつつ、充電の後半にはより大きな電流値で平滑用コンデンサＣＬを充電するため、車両の起動時における突入電流によるデバイスの破壊を回避しつつ、より短時間に車両の起動を完了させることができる。
【００６０】
また、本実施形態に係る電源制御装置１において、ドライブ回路１３は、ドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓがゼロとなる場合、ゲート電圧Ｖｇをさらに上昇させるものである。
【００６１】
このような構成により、電源制御装置１は、半導体リレー２１のドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓがゼロとなる状態においては、ゲート電圧Ｖｇをさらに上昇させることにより、半導体リレー２１を通常の通電状態に移行させるため、半導体リレー２１を高電圧の負荷５の通電又は遮断を行うメインリレーとして動作させることができる。
【００６２】
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。
【００６３】
例えば、本実施形態において負荷５がアームを６つ有するインバータである一例について説明したが、これに限らず、他の高電圧の負荷５であってもよい。例えば、アームの数が６つ以外のインバータであってもよく、インバータ以外の回路構成であってもよい。
【００６４】
加えて、本実施形態では半導体リレー２１がＮチャネルのＭＯＳＦＥＴからなる一例を説明したが、これに限らず、ＰチャネルのＭＯＳＦＥＴからなるものであってもよい。
【００６５】
また、本実施形態において説明した半導体リレー２１は、特に限定していないが、ワイドバンドギャップ半導体で構成されるものであってもよい。
【００６６】
また、本実施形態において説明した半導体リレー２１は、ＭＯＳＦＥＴからなるものであるが、特に限定されるものではなく、バイポーラトランジスタ又はＩＧＢＴであってもよい。例えば、半導体リレー２１がバイポーラトランジスタからなる場合、半導体リレー２１の安全動作領域ＳＯＡは、コレクタ電流と、コレクタ−エミッタ間電圧とに基づいて定まるものであり、それに応じて上記で説明した各種制御が同様に実施されればよい。
【００６７】
また、本実施形態において、半導体リレー２１が高電圧のバッテリ３の負極側に配置され、電流センサ７が高電圧のバッテリ３の正極側に配置された一例について説明したが、特に限定されるものではなく、負荷電流Ｉｄが流れる経路であれば、高電圧のバッテリ３の負極側又は正極側のどちらに配置されてもよい。
【００６８】
また、本実施形態において、負荷電流Ｉｄを２段階に切り替える一例について説明したが、特に限定されるものではなく、負荷電流Ｉｄを３段階以上の多段階に切り替えるものであってもよく、負荷電流Ｉｄを連続的に変化させるものであってもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１      ：電源制御装置
３      ：バッテリ
５      ：負荷
７      ：電流センサ
９      ：電圧監視回路
１３    ：ドライブ回路
２１    ：半導体リレー
３１    ：ゲート電圧制御部
３３    ：閾値電圧判定部
３５    ：電流判定部
【図１】
2016226152.tif 000005
【図２】
2016226152.tif 000006
【図３】
2016226152.tif 000007
【図４】
2016226152.tif 000008
【図５】
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