开关控制装置、开关控制方法、及车载电源系统制造方法及图纸

MPU控制转换开关，所述转换开关是连接主电池和具有较低额定电压的副电池的FET开关。在所述主电池的电压与所述副电池的电压之间的差即电位差大于等于正的第一预定值的情况下，所述转换开关被设置为接通状态。在所述电位差小于所述第一预定值且大于其值为0或更小的第二预定值的情况下，PWM信号被输出到驱动器以使所述转换开关处于半接通状态。在所述电位差小于等于所述第二预定值的情况下，所述转换开关被设置为断开状态。换开关被设置为断开状态。换开关被设置为断开状态。

【技术实现步骤摘要】
开关控制装置、开关控制方法、及车载电源系统


[0001]本专利技术涉及一种用于电源的开关控制装置、开关控制方法、及车载电源系统。

技术介绍

[0002]已知一种车载电源系统，其包括具有第一额定电压电平的第一电池、具有低于第一额定电压电平的第二额定电压电平的第二电池(或另一存储介质)、以及连接第一电池和第二电池并管理第一电池和第二电池之间的能量交换的控制单元(参见，例如，专利文献1)。在专利文献1中所述的车载电源系统的控制单元中，如果第一电池的电压供应到比较器的同相输入侧，第二电池的电压供应到比较器的反相输入侧，并且第一电池的电压高于第二电池的电压，则开关元件通过比较器而被控制以处于接通状态，并且极性反转保护二极管被桥接。另一方面，在第一电池的电压降低到低于第二电池的电压的电压阈值的情况下，开关元件通过比较器而被控制以处于断开状态，并且电荷从第二电池到第一电池的流出(逆向流动)得以防止。
[0003]专利文献1：JP
‑
2013
‑
522105
‑
A
[0004]然而，在专利文献1中所述的车载电源系统中，需要包括比较器等的模拟电路，并且增加了安装元部件的数量，从而导致基板尺寸增大，并且成本增加。这个问题可以通过改变为使用微处理器的软件控制来解决。然而，在第一电池(以下，称为第一电源)的电压变得低于第二电池(以下，称为第二电源)的电压并且电流从第二电源到第一电源的逆向流动可能会发生的情况下，两个电源之间的电位差例如很小，约为几mV。因此，在使用微处理器的软件控制中，不容易检测到两个电源之间的电位差。因此，不能否认开关元件(以下，简称为半导体开关)被实际控制为断开状态的定时成为在发生逆向流动后的可能性。

技术实现思路

[0005]根据上述情况，本专利技术的目的在于提供一种能够抑制电流从第二电源到第一电源的逆向流动而不会导致控制电路的尺寸和成本的增加的开关控制装置、开关控制方法、及车载电源系统。
[0006]根据本专利技术的开关控制装置是一种用于控制压控型半导体开关的开关控制装置，所述半导体开关连接第一电源和具有低于所述第一电源的额定电压的第二电源，并且所述第二电源的栅极通过从栅极驱动电路供应的栅极驱动电压而驱动。在所述第一电源的电压V1与所述第二电源的电压V2之间的差即电位差ΔV(＝V1
‑
V2)大于等于正的第一预定值或大于所述第一预定值的情况下，所述半导体开关被设置为接通状态。在所述电位差ΔV小于所述第一预定值或小于等于所述第一预定值的第一条件且所述电位差ΔV大于其值为0或更小的第二预定值或大于等于所述第二预定值的第二条件的情况下，PWM信号被输出到所述栅极驱动电路以使所述半导体开关处于连续或间断的半接通状态。在所述电位差ΔV小于等于所述第二预定值或小于所述第二预定值的情况下，所述半导体开关被设置为断开状态。
[0007]根据本专利技术的开关控制方法是一种通过使用开关控制装置而控制压控型半导体开关的开关控制方法，所述半导体开关连接第一电源和具有低于所述第一电源的额定电压的第二电源，并且所述第二电源的栅极通过从栅极驱动电路供应的栅极驱动电压而驱动，所述开关控制方法包括：在所述第一电源的电压V1与所述第二电源的电压V2之间的差即电位差ΔV(＝V1
‑
V2)大于等于正的第一预定值或大于所述第一预定值的情况下，将所述半导体开关设置为接通状态；在所述电位差ΔV小于所述第一预定值或小于等于所述第一预定值的第一条件且所述电位差ΔV大于其值为0或更小的第二预定值或大于等于所述第二预定值的第二条件的情况下，将PWM信号输出到所述栅极驱动电路以使所述半导体开关处于连续或间断的半接通状态；以及在所述电位差ΔV小于等于所述第二预定值或小于所述第二预定值的情况下，将所述半导体开关设置为断开状态。
[0008]根据本专利技术的车载电源系统，包括：开关控制装置；通过所述开关控制装置控制的半导体开关；被构造为将栅极驱动电压供应到所述半导体开关的栅极驱动电路；以及通过所述半导体开关连接的第一电源和第二电源。
附图说明
[0009]图1是示出了根据本专利技术实施例的包括开关控制装置的车载电源系统的图。
[0010]图2是示出了图1所示的MPU和驱动器的功能的框图。
[0011]图3是示出了图1所示的开关单元的状态转换的图。
[0012]图4是示出了在不执行PWM控制的情况下的电位差ΔV、栅极驱动电压V
G
、以及转换开关的状态的关系的时序图。
[0013]图5是示出了在执行PWM控制的情况下的电位差ΔV、PWM信号、栅极驱动电压V
G
、以及转换开关的状态的关系的时序图。
[0014]图6是示出了图1所示的MPU处理的流程图。
[0015]图7是示出了根据本专利技术的另一实施例的在执行PWM控制的情况下的电位差ΔV、PWM信号、栅极驱动电压V
G
、以及转换开关的状态的关系的时序图。
具体实施方式
[0016]在下文中，将根据优选实施例描述本专利技术。本专利技术不限于以下实施例，并在不超出本专利技术的主旨的范围内能够适当地改变。另外，在下述实施例中未示出或描述某些构造，但不言而喻，在与以下描述的内容不发生冲突的范围内，已知或众所周知的技术可以适当地应用到省略的技术细节中。
[0017]图1是示出了根据本专利技术实施例的包括开关控制装置的车载电源系统1的图。如图1所示，车载电源系统1包括主电池2、副电池3、以及开关单元10。在根据本实施例的车载电源系统1中，主电池2为常规电源，并且副电池3为应急电源。另外，副电池3是给重要负载L2供电的备用电池，并且主电池2是给一般负载L1供电的电池。副电池3的额定电压低于主电池2的额定电压。主电池2可以是行车驱动电池，并且副电池3可以是辅机驱动电池。另外，主电池2和副电池3中的至少一个可以替换为另一种诸如电容器的电源。
[0018]开关单元10包括转换开关12、作为栅极驱动电路的驱动器14、以及作为开关控制装置的微处理单元(MPU)100。转换开关12是连接主电池2和副电池3或断开主电池2和副电
池3之间的连接的开关。转换开关12是其栅极通过从驱动器14供应的栅极驱动电压V
G
而驱动的压控型半导体开关，并且还是诸如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的场效应晶体管。
[0019]驱动器14是包括电阻器、电容器等的栅极驱动电路，并响应于从MPU100输出的控制信号而将供应到转换开关12的栅极驱动电压V
G
切换为以下电压：转换开关12可以处于接通状态的电压、转换开关12可以处于断开状态的电压、以及转换开关12可以处于半接通状态的电压。
[0020]MPU100响应于来自车载电子控制单元(ECU)4的接通/断开指令而向驱动器14输出用于切换转换开关12的接通/断开的控制信号。在怠速停止、电源再生、或点火开关打开后的初始程序(自诊断，见图2)等时刻，EC本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于控制压控型半导体开关的开关控制装置，所述半导体开关连接第一电源和具有低于所述第一电源的额定电压的第二电源，并且所述第二电源的栅极通过从栅极驱动电路供应的栅极驱动电压而驱动，其中，在电位差ΔV大于等于正的第一预定值或大于所述第一预定值的情况下，所述半导体开关被设置为接通状态，所述电位差ΔV为所述第一电源的电压V1与所述第二电源的电压V2的差，其中，在所述电位差ΔV小于所述第一预定值或小于等于所述第一预定值的第一条件、且所述电位差ΔV大于其值为0或更小的第二预定值或大于等于所述第二预定值的第二条件的情况下，PWM信号被输出到所述栅极驱动电路以使所述半导体开关处于连续或间断的半接通状态，以及其中，在所述电位差ΔV小于等于所述第二预定值或小于所述第二预定值的情况下，所述半导体开关被设置为断开状态。2.根据权利要求1所述的开关控制装置，其中，在所述电位差ΔV小于所述第一预定值或小于等于所述第一预定值、且所述电位差ΔV大于所述第二预定值或大于等于所述第二预定值的情况下，所述PWM信号和接通信号交替传送到所述栅极驱动电路，从而在所述半接通状态和所述接通状态之间交替切换所述半导体开关。3.根据权利要求1或2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥淳，
申请(专利权)人：矢崎总业株式会社，
类型：发明
国别省市：