(57)【要約】【課題】スイッチング素子をＰＷＭ信号によって制御することで電圧変換を行う電圧変換装置において、ＰＷＭ信号の周波数が正規周波数から外れる異常を検出し得る構成を提供する。【解決手段】電圧変換装置１は、ＰＷＭ信号を出力するマイクロコンピュータ２と、スイッチング素子４，６のオン動作とオフ動作の切り替えによって第１導電路１５に印加された電圧を変換して第２導電路１６に出力する電圧変換部１９とを備える。更に、マイクロコンピュータ２の外部には、監視回路２０（検出部）が設けられる。監視回路２０は、マイクロコンピュータ２からスイッチング素子６に出力されるＰＷＭ信号の周波数が正規周波数から外れる異常を検出する。【選択図】図１
2017093061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オン信号とオフ信号が交互に切り替えられるＰＷＭ信号を出力する信号出力部と、
前記信号出力部からのオン信号の出力に応じてオン動作し、オフ信号の出力に応じてオフ動作する１又は複数のスイッチング素子を備え、前記スイッチング素子のオン動作とオフ動作の切り替えによって第１導電路に印加された電圧を変換して第２導電路に出力する電圧変換部と、
前記信号出力部と前記電圧変換部との間に接続され、前記信号出力部から前記スイッチング素子に出力される前記ＰＷＭ信号の周波数が正規周波数から外れる異常を検出する検出部と、
を有する電圧変換装置。
【請求項２】
前記検出部は、前記異常が検出された場合に前記スイッチング素子への前記ＰＷＭ信号の入力を停止させる停止部を有する請求項１に記載の電圧変換装置。
【請求項３】
前記検出部は、前記異常が検出された場合に前記信号出力部に対してリセット信号を出力し、
前記信号出力部は、前記検出部から前記リセット信号が出力された場合にリセット動作を行う請求項１又は請求項２に記載の電圧変換装置。
【請求項４】
前記電圧変換部は、複数の前記スイッチング素子として第１スイッチング素子と第２スイッチング素子とを含み、
前記信号出力部は、前記第１スイッチング素子に対して前記ＰＷＭ信号を与えるとともに前記第２スイッチング素子にオン信号を与える降圧制御と、前記第２スイッチング素子に対して前記ＰＷＭ信号を与えるとともに前記第１スイッチング素子にオン信号を与える昇圧制御とを切り替える構成であり、
前記検出部は、前記降圧制御中には前記信号出力部から前記第１スイッチング素子に出力される前記ＰＷＭ信号の周波数が正規周波数から外れる前記異常を検出し、一方、前記昇圧制御中には前記信号出力部から前記第２スイッチング素子に出力される前記ＰＷＭ信号の周波数が正規周波数から外れる前記異常を検出する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電圧変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、スイッチング素子を制御信号によってオンオフさせる方式のデジタル制御電源装置が開示されている。特許文献１で開示される電源装置は、出力インダクタ１を有するＤＣＤＣコンバータ１と、ＤＣＤＣコンバータ１の出力電圧をフィードバックしてパルス幅変調のパル信号のデューティを決定し、パルス幅変調によって出力電圧を制御する電源制御部２とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２４０１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１で開示される電源装置を含め、この種の電圧変換装置では、制御部が出力電圧に応じてスイッチング素子のオン時間とオフ時間を変更するＰＷＭ制御方式が一般的である。ＰＷＭ信号の生成方法は様々に考えられ、例えば、制御部をマイクロコンピュータによって構成し、マイクロコンピュータから規定周波数のＰＷＭ信号を出力する構成などが挙げられる。
【０００５】
ところで、ＰＷＭ信号によってスイッチング素子のオン時間とオフ時間を調整する制御方式は、ＰＷＭ信号の周波数が規定周波数であることが前提であり、ＰＷＭ信号の周波数が規定周波数から外れてしまうと予期せぬ不具合を招く虞がある。例えば、マイクロコンピュータでＰＷＭ信号を生成、出力するデジタル制御方式では、マイクロコンピュータに故障が生じると異常な制御信号が出力される虞があり、特にＰＷＭ信号の周波数（スイッチング周波数）が規定周波数から外れるような異常が発生すると、出力電圧の変動量が想定範囲よりも増大したり、或いは、スイッチング素子の過熱状態を招く虞がある。
【０００６】
本発明は上述した事情に基づいてなされたものであり、スイッチング素子をＰＷＭ信号によって制御することで電圧変換を行う電圧変換装置において、ＰＷＭ信号の周波数が正規周波数から外れる異常を検出し得る構成を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電圧変換装置は、
オン信号とオフ信号が交互に切り替えられるＰＷＭ信号を出力する信号出力部と、
前記信号出力部からのオン信号の出力に応じてオン動作し、オフ信号の出力に応じてオフ動作する１又は複数のスイッチング素子を備え、前記スイッチング素子のオン動作とオフ動作の切り替えによって第１導電路に印加された電圧を変換して第２導電路に出力する電圧変換部と、
前記信号出力部と前記電圧変換部との間に接続され、前記信号出力部から前記スイッチング素子に出力される前記ＰＷＭ信号の周波数が正規周波数から外れる異常を検出する検出部と、
を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、信号出力部からスイッチング素子に出力されるＰＷＭ信号の周波数が正規周波数から外れる異常を検出する検出部を備えている。従って、ＰＷＭ信号の周波数が正規周波数から外れるような異常が発生した場合、異常に応じた動作を行うことができる。しかも、信号出力部の外部に検出部が設けられているため、信号出力部の故障などによって周波数の異常が発生した場合であっても、信号出力部とは別に設けられた外部の検出部によって周波数の異常をより確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１の電圧変換装置を概略的に例示するブロック図である。
【図２】実施例１の電圧変換装置における監視回路等を概略的に例示するブロック図である。
【図３】周波数電圧変換回路における入力周波数と変換電圧との関係を示すグラフである。
【図４】判定部１における入力電圧と出力電圧との関係を示すグラフである。
【図５】判定部２における入力電圧と出力電圧との関係を示すグラフである。
【図６】周波数電圧変換回路からの入力と、判定部１、判定部２、遮断信号生成部からの出力との関係を示す表である。
【図７】実施例２の電圧変換装置を概略的に例示するブロック図である。
【図８】実施例２の電圧変換装置における監視回路等を概略的に例示するブロック図である。
【図９】実施例２の電圧変換装置における、周波数電圧変換回路からの入力と、判定部１、判定部２、遮断信号生成部からの出力との関係を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
発明の望ましい形態を以下に示す。
本発明は、検出部は、ＰＷＭ信号の周波数が正規周波数から外れる異常が検出された場合に、スイッチング素子へのＰＷＭ信号の入力を停止させる停止部を有していてもよい。
【００１１】
この構成によれば、ＰＷＭ信号の周波数が正規周波数でない場合にスイッチング素子の駆動を停止させることができる。よって、意図しないスイッチング周波数によって出力電圧の変動量が増大してしまったり、スイッチング素子の過熱状態が発生してしまったりすることを回避することができる。
【００１２】
本発明は、検出部は、ＰＷＭ信号の周波数が正規周波数から外れる異常が検出された場合に信号出力部に対してリセット信号を出力する構成であってもよい。信号出力部は、検出部からリセット信号が出力された場合にリセット動作を行う構成であってもよい。
【００１３】
この構成によれば、ＰＷＭ信号の周波数が正規周波数でない場合、信号出力部を初期状態に戻すことができる。つまり、意図しないスイッチング周波数が発生しても、スイッチング動作がそのまま継続せず、信号出力部が初期状態に戻されることで安定化が図られ易くなる。
【００１４】
本発明において、電圧変換部は、複数のスイッチング素子として第１スイッチング素子と第２スイッチング素子とを含んでいてもよい。そして、信号出力部は、第１スイッチング素子に対してＰＷＭ信号を与えるとともに第２スイッチング素子にオン信号を与える降圧制御と、第２スイッチング素子に対してＰＷＭ信号を与えるとともに第１スイッチング素子にオン信号を与える昇圧制御とを切り替える構成であってもよい。そして、検出部は、降圧制御中には信号出力部から第１スイッチング素子に出力されるＰＷＭ信号の周波数が正規周波数から外れる異常を検出し、昇圧制御中には信号出力部から第２スイッチング素子に出力されるＰＷＭ信号の周波数が正規周波数から外れる異常を検出する構成であってもよい。
【００１５】
この構成によれば、昇圧動作と降圧動作とを行い得る電圧変換装置において、降圧制御中にも昇圧制御中にもＰＷＭ信号を監視することができる。そして、降圧制御及び昇圧制御のいずれにおいても、ＰＷＭ信号の周波数が正規周波数から外れるような異常が発生した場合、この異常をそのまま放置せずに異常に応じた動作を行うことができる。
【００１６】
＜実施例１＞
以下、本発明を具体化した実施例１について説明する。
図１で示す電圧変換装置１は、例えば、車載用の降圧型ＤＣＤＣコンバータとして構成されており、入力側の導電路（第１導電路１５）に印加された直流電圧を降圧して出力側の導電路（第２導電路１６）に出力する構成をなすものである。
【００１７】
電圧変換装置１は、入力側の第１導電路１５と出力側の第２導電路１６を備えるとともに電源ラインとして機能する電源導電路１４を備え、第１導電路１５と第２導電路１６の間には、第１導電路１５に印加された入力電圧を降圧して第２導電路１６に印加する出力電圧を生成する電圧変換部１９が設けられている。
【００１８】
第１導電路１５は、一次側電源部４１の高電位側の端子に導通するとともに、一次側電源部４１から所定の直流電圧が印加される構成をなす。第２導電路１６は、二次側電源部４２の高電位側の端子に導通するとともに、二次側電源部４２から所定の直流電圧が印加される構成をなす。
【００１９】
一次側電源部４１、二次側電源部４２は、例えば、リチウムイオン電池、電気二重層キャパシタ、鉛蓄電池、その他の蓄電素子など、公知の蓄電手段によって構成されている。一次側電源部４１及び二次側電源部４２の低電位側の端子はグラウンド電位（０Ｖ）に保たれている。
【００２０】
マイクロコンピュータ（マイコンとも称する）２は、信号出力部として機能し、ハイレベル信号とローレベル信号が交互に切り替えられるＰＷＭ信号をスイッチング素子４，６に出力するための信号の出力源となっている。なお、図１では省略されているが、マイクロコンピュータ２から出力されるＰＷＭ信号は、ＦＥＴ駆動部（駆動ＩＣ）に入力され、このＦＥＴ駆動部によってスイッチング素子４へのＰＷＭ信号と、スイッチング素子６へのＰＷＭ信号とが出力されるようになっている。スイッチング素子４，６にはデッドタイムを設定した形でＰＷＭ信号が相補的に出力され、スイッチング素子４へのオン信号の出力中は、スイッチング素子６へオフ信号が出力され、スイッチング素子４へのオフ信号の出力中は、スイッチング素子６へオン信号が出力される。
【００２１】
電圧変換部１９は、第１導電路１５と第２導電路１６との間に設けられ、ＭＯＳＦＥＴとして構成されるハイサイド側のスイッチング素子４と、ＭＯＳＦＥＴとして構成されるローサイド側のスイッチング素子６と、コイル１２とを備える。更に、第１導電路１５には、図示しない入力側コンデンサが設けられ、第２導電路１６には、図示しない出力側コンデンサが設けられる。電圧変換部１９において、ハイサイド側のスイッチング素子４のドレインには、電源導電路１４の一部をなす第１導電路１５が接続されている。スイッチング素子４のソースには、ローサイド側のスイッチング素子６のドレイン及びコイル１２の一端が接続されている。スイッチング素子４のゲートには、信号入力線３Ａを介してＰＷＭ信号のハイレベル信号（オン信号）及びローレベル信号（オフ信号）が入力されるようになっており、マイクロコンピュータ２からの信号に応じてスイッチング素子４がオン状態とオフ状態とに切り替わるようになっている。
【００２２】
このように構成される電圧変換部１９は、同期整流方式の降圧型コンバータとして機能する。スイッチング素子４は、駆動スイッチとして機能し、マイクロコンピュータ２からのオン信号の出力に応じてオン動作し、オフ信号の出力に応じてオフ動作する。電圧変換部１９では、スイッチング素子４のオン動作とオフ動作の切り替えによって第１導電路１５に印加された電圧を変換して第２導電路１６に出力する。具体的には、スイッチング素子４のオンオフ動作を、それぞれスイッチング素子６のオフ動作及びオン動作と同期させて行う。スイッチング素子４をオン状態とし、スイッチング素子６をオフ状態とした第１状態と、スイッチング素子４をオフ状態とし、スイッチング素子６をオン状態とした第２状態とが交互に切り替えられると、第１導電路１５に印加された直流電圧が降圧され、第２導電路１６に出力される。
【００２３】
第２導電路１６の出力電圧は、スイッチング素子４，６のゲートに与えるＰＷＭ信号のデューティ比に応じて定まる。図１の電圧変換装置１では、例えば第２導電路１６の電流及び電圧を検出する公知の電流検出回路及び電圧検出回路（図示略）が設けられ、第２導電路１６の電流値及び電圧値がマイクロコンピュータ２に入力されるようになっている。マイクロコンピュータ２は、入力される電流値及び電圧値と目標電流値及び目標電圧値に基づいて公知の方法でフィードバック制御を行い、ＰＷＭ信号のデューティ比を調整する。マイクロコンピュータ２から出力されるＰＷＭ信号は、フィードバック演算によってデューティ比が更新される毎に、更新されたデューティ比で出力されるが、正常状態である限り周波数は一定で保たれる。以上のような構成が、電圧変換装置１の基本構成であり、公知技術の降圧動作である。
【００２４】
次に、監視回路２０について説明する。
図１のように監視回路２０は、マイクロコンピュータ２（信号出力部）の外部においてマイクロコンピュータ２と電圧変換部１９との間に接続され、マイクロコンピュータ２からスイッチング素子４，６に向けて出力されるＰＷＭ信号の周波数が正規周波数から外れる異常を検出する検出部として機能する。
【００２５】
監視回路２０は、制御信号監視部２１と、遮断信号生成部２８とを備える。図２のように、制御信号監視部２１は、周波数電圧変換回路２２と、判定部２４Ａ，２４Ｂと、ＡＮＤ回路２６とを備える。
【００２６】
周波数電圧変換回路２２は、入力周波数を電圧に変換する公知の周波数電圧変換回路として構成され、入力周波数と出力電圧とが例えば図３のように定められている。この周波数電圧変換回路２２は、例えば、正規周波数（規定周波数）ｆｓｗが入力された場合、正規周波数ｆｓｗに対応する正規電圧Ｖｆｓｗが出力される。正規周波数ｆｓｗよりも小さい周波数ｆｓｗＵが入力されると、周波数ｆｓｗＵに対応する電圧ＶｆｓｗＵが出力され、正規周波数ｆｓｗよりも大きい周波数ｆｓｗＯが入力されると、周波数ｆｓｗＯに対応する電圧ＶｆｓｗＯが出力される。
【００２７】
図２で示す判定部２４Ａ（判定部１）は、正規電圧Ｖｆｓｗよりも小さい第１閾値電圧が定められている。そして、周波数電圧変換回路２２からの出力電圧を入力電圧とし、図４のように、入力電圧が第１閾値電圧よりも低い場合にはローレベル信号が出力され、入力電圧が第１閾値電圧よりも高い場合にはハイレベル信号が出力される。少なくとも入力電圧が正規電圧Ｖｆｓｗよりも大きい場合には出力は全てハイレベル信号となる。
【００２８】
図２で示す判定部２４Ｂ（判定部２）は、正規電圧Ｖｆｓｗよりも大きい第２閾値電圧が定められている。そして、周波数電圧変換回路２２からの出力電圧を入力電圧とし、図５のように、入力電圧が第２閾値電圧よりも低い場合にはハイレベル信号が出力され、入力電圧が第２閾値電圧よりも高い場合にはローレベル信号が出力される。少なくとも入力電圧が正規電圧Ｖｆｓｗよりも小さい場合には出力は全てハイレベル信号となる。
【００２９】
図２で示すＡＮＤ回路２６は、判定部２４Ａ，２４Ｂからの信号を入力信号としてＡＮＤ演算を行う回路である。このＡＮＤ回路２６は、判定部２４Ａ，２４Ｂから入力される両信号がいずれもハイレベル信号である場合にハイレベル信号を出力し、それ以外の入力信号の組み合わせであればローレベル信号を出力する。図６には、判定部２４Ａ，２４Ｂからの信号とＡＮＤ回路２６からの信号との対応関係が例示されている。
【００３０】
遮断信号生成部２８は、ＡＮＤ回路２６から出力される信号を入力信号とし、この入力信号がハイレベル信号であればオフ信号（非遮断信号）を出力し、この入力信号がローレベル信号であればオン信号（遮断信号）を出力する。例えば、オフ信号（非遮断信号）はハイレベル信号であり、オン信号（遮断信号）はローレベル信号である。更に、遮断信号生成部２８は、ＡＮＤ回路２６から出力される信号（入力信号）がハイレベル信号であればマイクロコンピュータ２へのリセット信号の出力は行わず、ＡＮＤ回路２６から出力される信号（入力信号）がローレベル信号であればマイクロコンピュータ２へリセット信号を出力する。ＡＮＤ回路２６から出力される信号がハイレベル信号である場合とは、ＰＷＭ信号の周波数が正規周波数付近の所定範囲に収まる正常の場合あり、ＡＮＤ回路２６から出力される信号がローレベル信号である場合とは、ＰＷＭ信号の周波数が正規周波数付近の所定範囲から外れる異常の場合である。
【００３１】
スイッチング素子４のゲートに接続される信号入力線３Ａ（図１）には、例えば、マイクロコンピュータ２側からのＰＷＭ信号と、遮断信号生成部２８からの出力信号（遮断信号又は非遮断信号）とを入力信号とする図示しないＡＮＤ回路が設けられる。このＡＮＤ回路では、遮断信号生成部２８からの出力信号がオフ信号（ハイレベル信号）であれば、マイクロコンピュータ２側から入力されるＰＷＭ信号がそのまま出力され、スイッチング素子４のゲートにはこのＰＷＭ信号が入力される。一方、遮断信号生成部２８からの出力信号がオフ信号（ローレベル信号）であれば、ＡＮＤ回路からの出力はローレベルで固定され、スイッチング素子４のゲートにはＰＷＭ信号が入力されないことになる。
【００３２】
同様に、スイッチング素子６のゲートに接続される信号入力線３Ｂには、マイクロコンピュータ２側からのＰＷＭ信号（信号入力線３Ａの信号とは逆相の信号）と、遮断信号生成部２８からの出力信号（遮断信号又は非遮断信号）とを入力信号とする図示しないＡＮＤ回路が設けられる。このＡＮＤ回路では、遮断信号生成部２８からの出力信号がオフ信号（ハイレベル信号）であれば、マイクロコンピュータ２側から入力されるＰＷＭ信号がそのまま出力され、スイッチング素子６のゲートにはこのＰＷＭ信号が入力される。一方、遮断信号生成部２８からの出力信号がオフ信号（ローレベル信号）であれば、ＡＮＤ回路からの出力はローレベルで固定され、スイッチング素子６のゲートにはＰＷＭ信号が入力されないことになる。
【００３３】
このように、監視回路２０は、ＰＷＭ信号の周波数が正規周波数付近の所定範囲から外れるような異常が検出された場合にスイッチング素子４，６へのＰＷＭ信号の入力を停止させる停止部として機能する。
【００３４】
更に、監視回路２０は、ＰＷＭ信号の周波数が正規周波数付近の所定範囲から外れるような異常が検出された場合にマイクロコンピュータ２に対してリセット信号を出力し、マイクロコンピュータ２は、このリセット信号が入力された場合にリセット動作を行う。マイクロコンピュータ２によってリセット動作が行われると、例えば電源投入時と同様の初期状態に戻され、再起動する。
【００３５】
以上のように、本構成は、マイクロコンピュータ２（信号出力部）からスイッチング素子４，６に向けて出力されるＰＷＭ信号の周波数が正規周波数から外れる異常を検出する監視回路２０（検出部）を備えている。従って、ＰＷＭ信号の周波数が正規周波数から外れるような異常が発生した場合、異常に応じた動作を行うことができる。しかも、マイクロコンピュータ２の外部に監視回路２０が設けられているため、マイクロコンピュータ２の故障などによって異常が発生した場合であっても、マイクロコンピュータ２とは別に設けられた外部の監視回路２０によって異常をより確実に検出することができる。
【００３６】
また、監視回路２０（検出部）は、ＰＷＭ信号の周波数が正規周波数付近の所定範囲から外れるような異常が検出された場合にスイッチング素子４，６へのＰＷＭ信号の入力を停止させる停止部としても機能する。この構成によれば、ＰＷＭ信号の周波数が正規周波数でない場合にスイッチング素子４，６の駆動を停止させることができる。よって、意図しないスイッチング周波数によって出力電圧の変動量が増大してしまったり、スイッチング素子の過熱状態が発生してしまったりすることを回避することができる。
【００３７】
また、本構成は、監視回路２０（検出部）は、ＰＷＭ信号の周波数が正規周波数付近の所定範囲から外れるような異常が検出された場合にマイクロコンピュータ２（信号出力部）に対してリセット信号を出力し、マイクロコンピュータ２は、監視回路２０からリセット信号が出力された場合にリセット動作を行う構成となっている。この構成によれば、ＰＷＭ信号の周波数が正規周波数でない場合、マイクロコンピュータ２を初期状態に戻すことができる。つまり、意図しないスイッチング周波数が発生しても、スイッチング動作がそのまま継続せず、マイクロコンピュータ２が初期状態に戻されることで安定化が図られ易くなる。
【００３８】
＜実施例２＞
次に、実施例２について説明する。
図７で示す電圧変換装置２０１は、昇圧及び降圧を行い得るＤＣＤＣコンバータとして構成されており、入力側の導電路（第１導電路１５）に印加された直流電圧を昇圧又は降圧して出力側の導電路（第２導電路１６）に出力する構成をなすものである。なお、電源導電路１４、一次側電源部４１、二次側電源部４２は実施例１と同様の構成をなしている。
【００３９】
電圧変換装置２０１は、第１導電路１５と第２導電路１６の間に、第１導電路１５に印加された入力電圧を昇圧又は降圧して第２導電路１６に印加する出力電圧を生成する電圧変換部２１９が設けられている。
【００４０】
この構成でも、マイクロコンピュータ（マイコンとも称する）２０２は信号出力部として機能し、ハイレベル信号とローレベル信号が交互に切り替えられるＰＷＭ信号をスイッチング素子２０４Ａ，２０６Ａ，２０４Ｂ，２０６Ｂに出力するための信号の出力源となっている。なお、図２では省略されているが、マイクロコンピュータ２から出力されるＰＷＭ信号は、ＦＥＴ駆動部（駆動ＩＣ）に入力され、このＦＥＴ駆動部によってスイッチング素子２０４Ａ，２０６Ａ，２０４Ｂ，２０６ＢへのそれぞれのＰＷＭ信号が出力されるようになっている。
【００４１】
降圧モードでは、スイッチング素子２０４Ａ，２０６Ａの各ゲートに対してデッドタイムを設定した形でＰＷＭ信号が相補的に出力され、スイッチング素子２０４Ａへのオン信号の出力中は、スイッチング素子２０６Ａへオフ信号が出力され、スイッチング素子２０４Ａへのオフ信号の出力中は、スイッチング素子２０６Ａへオン信号が出力される。降圧モードでは、スイッチング素子２０４Ｂのゲートにはオン信号が入力され、スイッチング素子２０６Ｂのゲートにはオフ信号が入力される。スイッチング素子２０４Ａをオン状態とし、スイッチング素子２０６Ａをオフ状態とした第１状態と、スイッチング素子２０４Ａをオフ状態とし、スイッチング素子２０６Ａをオン状態とした第２状態とが交互に切り替えられると、第１導電路１５に印加された直流電圧が降圧され、第２導電路１６に出力される。
【００４２】
昇圧モードでは、スイッチング素子２０４Ｂ，２０６Ｂの各ゲートに対してデッドタイムを設定した形でＰＷＭ信号が相補的に出力され、スイッチング素子２０４Ｂへのオン信号の出力中は、スイッチング素子２０６Ｂへオフ信号が出力され、スイッチング素子２０４Ｂへのオフ信号の出力中は、スイッチング素子２０６Ｂへオン信号が出力される。昇圧モードでは、スイッチング素子２０４Ａのゲートにはオン信号が入力され、スイッチング素子２０６Ａのゲートにはオフ信号が入力される。スイッチング素子２０４Ｂをオン状態とし、スイッチング素子２０６Ｂをオフ状態とした第１状態と、スイッチング素子２０４Ｂをオフ状態とし、スイッチング素子２０６Ｂをオン状態とした第２状態とが交互に切り替えられると、第１導電路１５に印加された直流電圧が昇圧され、第２導電路１６に出力される。
【００４３】
このように、電圧変換部２１９は、第１導電路１５側に配置されるスイッチング素子２０４Ａ（第１スイッチング素子）と第２導電路１６側に配置されるスイッチング素子２０４Ｂ（第２スイッチング素子）とを含んでおり、マイクロコンピュータ２０２（信号出力部）は、スイッチング素子２０４Ａ（第１スイッチング素子）に対してＰＷＭ信号を与えるとともにスイッチング素子２０４Ｂ（第２スイッチング素子）にオン信号を与える降圧制御と、スイッチング素子２０４Ｂに対してＰＷＭ信号を与えるとともにスイッチング素子２０４Ａにオン信号を与える昇圧制御とを切り替える構成となっている。
【００４４】
第２導電路１６の出力電圧は、スイッチング素子２０４Ａ，２０６Ａ，２０４Ｂ，２０６Ｂのゲートに与えるＰＷＭ信号のデューティ比に応じて定まる。図７の電圧変換装置２０１では、例えば第２導電路１６の電流及び電圧を検出する公知の電流検出回路及び電圧検出回路（図示略）が設けられ、第２導電路１６の電流値及び電圧値がマイクロコンピュータ２０２に入力されるようになっている。マイクロコンピュータ２０２は、入力される電流値及び電圧値と目標電流値及び目標電圧値に基づいて公知の方法でフィードバック制御を行い、ＰＷＭ信号のデューティ比を調整する。マイクロコンピュータ２０２から出力されるＰＷＭ信号は、フィードバック演算によってデューティ比が更新される毎に、更新されたデューティ比で出力されるが、正常状態である限り周波数は一定で保たれる。以上のような構成が、電圧変換装置２０１の基本構成であり、公知技術の降圧動作である。
【００４５】
次に、監視回路２２０について説明する。
図１のように監視回路２２０は、マイクロコンピュータ２０２（信号出力部）の外部に設けられ、マイクロコンピュータ２０２からスイッチング素子２０４Ａ，２０６Ａ，２０４Ｂ，２０６Ｂに向けて出力されるＰＷＭ信号の周波数が正規周波数から外れる異常を検出する検出部として機能する。具体的には、監視回路２２０は、降圧制御中にはマイクロコンピュータ２０２からスイッチング素子２０４Ａ，２０６Ａに出力されるＰＷＭ信号の周波数が正規周波数から外れる異常を検出し、昇圧制御中にはマイクロコンピュータ２０２からスイッチング素子２０４Ｂ，２０６Ｂに出力されるＰＷＭ信号の周波数が正規周波数から外れる異常を検出する構成となっている。
【００４６】
監視回路２２０は、制御信号監視部２２１Ａ，２２１Ｂと、ＯＲ回路２２７と、遮断信号生成部２２８とを備える。図８のように、制御信号監視部２２１Ａは、周波数電圧変換回路２２２Ａと、判定部２２４Ａ，２２４Ｂと、ＡＮＤ回路２２６Ａとを備える。制御信号監視部２２１Ｂは、周波数電圧変換回路２２２Ｂと、判定部２２４Ｃ，２２４Ｃと、ＡＮＤ回路２２６Ｂとを備える。
【００４７】
周波数電圧変換回路２２２Ａは、入力周波数を電圧に変換する公知の周波数電圧変換回路として構成され、入力周波数と出力電圧とが例えば図３のように定められており、入力周波数に対応する電圧を出力する。判定部２２４Ａ（判定部１）は、正規電圧Ｖｆｓｗよりも小さい第１閾値電圧が定められている。そして、周波数電圧変換回路２２２Ａからの出力電圧を入力電圧とし、図４のように、入力電圧が第１閾値電圧よりも低い場合にはローレベル信号が出力され、入力電圧が第１閾値電圧よりも高い場合にはハイレベル信号が出力される。少なくとも入力電圧が正規電圧Ｖｆｓｗよりも大きい場合には出力は全てハイレベル信号となる。判定部２２４Ｂ（判定部２）は、正規電圧Ｖｆｓｗよりも大きい第２閾値電圧が定められている。そして、周波数電圧変換回路２２２Ａからの出力電圧を入力電圧とし、図５のように、入力電圧が第２閾値電圧よりも低い場合にはハイレベル信号が出力され、入力電圧が第２閾値電圧よりも高い場合にはローレベル信号が出力される。少なくとも入力電圧が正規電圧Ｖｆｓｗよりも小さい場合には出力は全てハイレベル信号となる。
【００４８】
ＡＮＤ回路２２６Ａは、判定部２２４Ａ，２２４Ｂからの信号を入力信号としてＡＮＤ演算を行う回路である。このＡＮＤ回路２２６Ａは、判定部２２４Ａ，２２４Ｂから入力される両信号がいずれもハイレベル信号である場合にハイレベル信号を出力し、それ以外の入力信号の組み合わせであればローレベル信号を出力する。図９には、判定部２２４Ａ，２２４Ｂからの信号とＡＮＤ回路２２６Ａからの信号との対応関係が例示されている。なお、図９には、降圧モード中における入力周波数と各信号との関係を示しているが、昇圧モード中でも、同様の関係となる。
【００４９】
周波数電圧変換回路２２２Ｂは、入力周波数を電圧に変換する公知の周波数電圧変換回路として構成され、入力周波数と出力電圧とが例えば図３のように定められており、入力周波数に対応する電圧を出力する。判定部２２４Ｃ（判定部１）は、正規電圧Ｖｆｓｗよりも小さい第１閾値電圧が定められている。そして、周波数電圧変換回路２２２Ｂからの出力電圧を入力電圧とし、図４のように、入力電圧が第１閾値電圧よりも低い場合にはローレベル信号が出力され、入力電圧が第１閾値電圧よりも高い場合にはハイレベル信号が出力される。少なくとも入力電圧が正規電圧Ｖｆｓｗよりも大きい場合には出力は全てハイレベル信号となる。判定部２２４Ｄ（判定部２）は、正規電圧Ｖｆｓｗよりも大きい第２閾値電圧が定められている。そして、周波数電圧変換回路２２２Ｂからの出力電圧を入力電圧とし、図５のように、入力電圧が第２閾値電圧よりも低い場合にはハイレベル信号が出力され、入力電圧が第２閾値電圧よりも高い場合にはローレベル信号が出力される。少なくとも入力電圧が正規電圧Ｖｆｓｗよりも小さい場合には出力は全てハイレベル信号となる。
【００５０】
ＡＮＤ回路２２６Ｂは、判定部２２４Ｃ，２２４Ｄからの信号を入力信号としてＡＮＤ演算を行う回路である。このＡＮＤ回路２２６Ｂは、判定部２２４Ｃ，２２４Ｄから入力される両信号がいずれもハイレベル信号である場合にハイレベル信号を出力し、それ以外の入力信号の組み合わせであればローレベル信号を出力する
【００５１】
ＯＲ回路２２７は、ＡＮＤ回路２２６Ａ，２２６Ｂから出力される両信号を入力信号とし、少なくともいずれかの信号がハイレベルであればハイレベル信号を出力し、いずれもローレベル信号であればローレベル信号を出力する。
【００５２】
遮断信号生成部２２８は、ＯＲ回路２２７から出力される信号を入力信号とし、この入力信号がハイレベル信号であればオフ信号（非遮断信号）を出力し、この入力信号がローレベル信号であればオン信号（遮断信号）を出力する。例えば、オフ信号（非遮断信号）はハイレベル信号であり、オン信号（遮断信号）はローレベル信号である。更に、遮断信号生成部２２８は、ＯＲ回路２２７から出力される信号（入力信号）がハイレベル信号であればマイクロコンピュータ２０２へのリセット信号の出力は行わず、ＯＲ回路２２７から出力される信号（入力信号）がローレベル信号であればマイクロコンピュータ２０２へリセット信号を出力する。ＯＲ回路２２７から出力される信号がハイレベル信号である場合とは、例えば、降圧動作中であればスイッチング素子２０４Ａ，２０６ＡへのＰＷＭ信号の周波数が正規周波数付近の所定範囲に収まる正常状態の場合あり、昇圧動作中であればスイッチング素子２０４Ｂ，２０６ＢへのＰＷＭ信号の周波数が正規周波数付近の所定範囲に収まる正常の場合ある。ＯＲ回路２２７から出力される信号がローレベル信号である場合とは、例えば、降圧動作中であればスイッチング素子２０４Ａ，２０６ＡへのＰＷＭ信号の周波数が正規周波数付近の所定範囲から外れる異常の場合であり、昇圧動作中であればスイッチング素子２０４Ｂ，２０６ＢへのＰＷＭ信号の周波数が正規周波数付近の所定範囲から外れる異常の場合である。
【００５３】
図７のように、スイッチング素子２０４Ａのゲートに接続される信号入力線２０３Ａ（図７）には、例えば、マイクロコンピュータ２０２側からの信号と、遮断信号生成部２２８からの出力信号（遮断信号又は非遮断信号）とを入力信号とする図示しないＡＮＤ回路が設けられる。このＡＮＤ回路では、遮断信号生成部２２８からの出力信号がオフ信号（ハイレベル信号）であれば、マイクロコンピュータ２０２側から入力される信号（例えばＰＷＭ信号が入力される場合はそのＰＷＭ信号）がそのまま出力され、スイッチング素子２０４Ａのゲートにはその信号が入力される。一方、遮断信号生成部２２８からの出力信号がオフ信号（ローレベル信号）であれば、ＡＮＤ回路からの出力はローレベルで固定され、スイッチング素子２０４Ａのゲートに入力される信号はオフ信号で固定される。同様に、スイッチング素子２０６Ａのゲートに接続される信号入力線２０３Ｂには、マイクロコンピュータ２０２側からの信号（ＰＷＭ信号であれば信号入力線２０３Ａの信号とは逆相の信号）と、遮断信号生成部２２８からの出力信号（遮断信号又は非遮断信号）とを入力信号とする図示しないＡＮＤ回路が設けられる。このＡＮＤ回路では、遮断信号生成部２２８からの出力信号がオフ信号（ハイレベル信号）であれば、マイクロコンピュータ２０２側から入力される信号がそのまま出力され、スイッチング素子２０６Ａのゲートにはこの信号が入力される。一方、遮断信号生成部２２８からの出力信号がオフ信号（ローレベル信号）であれば、ＡＮＤ回路からの出力はローレベルで固定され、スイッチング素子６のゲートに入力される信号はオフ信号で固定される。
【００５４】
スイッチング素子２０４Ｂのゲートに接続される信号入力線２０３Ｃ（図７）には、例えば、マイクロコンピュータ２０２側からのＰＷＭ信号と、遮断信号生成部２２８からの出力信号（遮断信号又は非遮断信号）とを入力信号とする図示しないＡＮＤ回路が設けられる。このＡＮＤ回路では、遮断信号生成部２２８からの出力信号がオフ信号（ハイレベル信号）であれば、マイクロコンピュータ２０２側から入力される信号（例えばＰＷＭ信号が入力される場合はそのＰＷＭ信号）がそのまま出力され、スイッチング素子２０４Ｂのゲートにはこの信号が入力される。一方、遮断信号生成部２２８からの出力信号がオフ信号（ローレベル信号）であれば、ＡＮＤ回路からの出力はローレベルで固定され、スイッチング素子２０４Ｂのゲートに入力される信号はオフ信号で固定される。同様に、スイッチング素子２０６Ｂのゲートに接続される信号入力線２０３Ｄには、マイクロコンピュータ２０２側からの信号（ＰＷＭ信号であれば信号入力線２０３Ｃの信号とは逆相の信号）と、遮断信号生成部２２８からの出力信号（遮断信号又は非遮断信号）とを入力信号とする図示しないＡＮＤ回路が設けられる。このＡＮＤ回路では、遮断信号生成部２２８からの出力信号がオフ信号（ハイレベル信号）であれば、マイクロコンピュータ２０２側から入力される信号がそのまま出力され、スイッチング素子２０６Ｂのゲートにはこの信号が入力される。一方、遮断信号生成部２２８からの出力信号がオフ信号（ローレベル信号）であれば、ＡＮＤ回路からの出力はローレベルで固定され、スイッチング素子２０６Ｂのゲートに入力される信号はオフ信号で固定される。
【００５５】
以上のような構成であるため、降圧モードにおける降圧制御中でも、昇圧モードにおける昇圧制御中でも、ＰＷＭ信号の周波数が正規周波数付近の所定範囲から外れるような異常が検出された場合には、スイッチング素子２０４Ａ，２０６Ａ，２０４Ｂ，２０６ＢへＰＷＭ信号を入力させないように無効化することができ、スイッチング素子２０４Ａ，２０６Ａ，２０４Ｂ，２０６Ｂをオフ状態で固定することができる。なお、本構成でも、監視回路２２０（検出部）によって異常が検出された場合、この監視回路２２０は、スイッチング素子２０４Ａ，２０６Ａ，２０４Ｂ，２０６ＢへのＰＷＭ信号の入力を停止させる停止部として機能する。
【００５６】
また、本構成でも、監視回路２２０（検出部）によってＰＷＭ信号の周波数が正規周波数から外れる異常が検出された場合、この監視回路２２０は、マイクロコンピュータ２０２（信号出力部）に対してリセット信号を出力し、マイクロコンピュータ２０２は、このリセット信号に応じてリセット動作を行う構成となっている。
【００５７】
本構成でも、実施例１と同様の効果を奏する。
更に、この構成によれば、昇圧動作と降圧動作とを行い得る電圧変換装置２０１において、降圧制御中にも昇圧制御中にもＰＷＭ信号を監視することができる。そして、降圧制御及び昇圧制御のいずれにおいても、ＰＷＭ信号の周波数が正規周波数から外れるような異常が発生した場合、この異常をそのまま放置せずに異常に応じた動作を行うことができる。
【００５８】
＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）実施例１では、降圧型のＤＣＤＣコンバータとして構成される電圧変換装置を例示したが昇圧型のＤＣＤＣコンバータに適用してもよい。
（２）上述した実施例では、単相式のＤＣＤＣコンバータを例示したが、多相式のＤＣＤＣコンバータに適用してもよい。
（３）上述した実施例における一次側電源部４１や二次側電源部４２の具体例はあくまで一例であり、蓄電手段の種類や発生電圧は上述した例に限定されず、様々に変更することができる。
（４）上述した実施例では、第１導電路や第２導電路に接続される発電機や負荷などは省略して示したが、様々な装置や電子部品を第１導電路や第２導電路に接続することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１，２０１…電圧変換装置
２，２０２…マイクロコンピュータ（信号出力部）
４，６…スイッチング素子
２０４Ａ…スイッチング素子（第１スイッチング素子）
２０４Ｂ…スイッチング素子（第２スイッチング素子）
１５…第１導電路
１６…第２導電路
１９，２１９…電圧変換部
２０，２２０…監視回路（検出部、停止部）
【図１】
2017093061.tif 000003
【図２】
2017093061.tif 000004
【図３】
2017093061.tif 000005
【図４】
2017093061.tif 000006
【図５】
2017093061.tif 000007
【図６】
2017093061.tif 000008
【図７】
2017093061.tif 000009
【図８】
2017093061.tif 000010
【図９】
2017093061.tif 000011