特許 6760215 電圧検出器及び信号出力装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6760215

(24)【登録日】2020年9月7日

(45)【発行日】2020年9月23日

(54)【発明の名称】電圧検出器及び信号出力装置

(51)【国際特許分類】

   G01R 19/165 20060101AFI20200910BHJP

【ＦＩ】

   G01R19/165 J

【請求項の数】5

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2017-122468(P2017-122468)

(22)【出願日】2017年6月22日

(65)【公開番号】特開2019-7799(P2019-7799A)

(43)【公開日】2019年1月17日

【審査請求日】2019年9月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】395011665

【氏名又は名称】株式会社オートネットワーク技術研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】000183406

【氏名又は名称】住友電装株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114557

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 英仁

(74)【代理人】

【識別番号】100078868

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 登夫

(72)【発明者】

【氏名】小田 康太

(72)【発明者】

【氏名】杉沢 佑樹

【審査官】 山崎 仁之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−２７７１７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０６４６４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２１４９０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１１４２０４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｒ １９／１６５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電圧を検出し、検出した電圧値を示す検出値を出力する電圧検出器であって、
検出対象である対象電圧が一端に印加される第１抵抗と、
該第１抵抗の他端から電流が入力され、電流値が、該第１抵抗の他端から入力された電流の電流値と一致する電流を出力する出力回路と、
該出力回路が出力した電流が一端に入力される第２抵抗と
を備え、
前記出力回路は、前記第１抵抗の他端の電圧値を所定電圧値に維持し、
前記第２抵抗の一端の電圧値を前記検出値として出力する
電圧検出器。

【請求項2】

前記出力回路は、
エミッタが前記第１抵抗の他端に接続され、コレクタが前記第２抵抗の一端に接続されるＰＮＰ型の第１バイポーラトランジスタと、
エミッタに該第１バイポーラトランジスタのベースが接続され、ベースに第２の所定電圧が印加されるＮＰＮ型の第２バイポーラトランジスタと、
該第２バイポーラトランジスタのエミッタに一端が接続される第３抵抗と
を有し、
前記第２バイポーラトランジスタのベースは、該第２バイポーラトランジスタのコレクタに接続される
請求項１に記載の電圧検出器。

【請求項3】

前記出力回路は、
エミッタが前記第１抵抗の他端に接続され、コレクタが前記第２抵抗の一端に接続されるＰＮＰ型のバイポーラトランジスタと、
カソードに該バイポーラトランジスタのベースが接続され、アノードに第２の所定電圧が印加されるダイオードと、
該ダイオードのカソードに一端が接続される第３抵抗と
を有する請求項１に記載の電圧検出器。

【請求項4】

一端が前記第１抵抗の一端に接続されるスイッチを備え、
前記対象電圧は、該スイッチを介して前記第１抵抗の一端に印加され、
前記スイッチは、前記第２の所定電圧が印加されている場合にオンであり、前記第２の所定電圧の印加が停止している場合にオフである
請求項２又は請求項３に記載の電圧検出器。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の電圧検出器と、
ＰＷＭ信号を出力する出力部と、
該出力部が出力するＰＷＭ信号のデューティを、前記電圧検出器が出力した検出値に応じて調整する調整部と
を備える信号出力装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は電圧検出器及び信号出力装置に関する。

【背景技術】

【0002】

車両には、スイッチを介してバッテリから負荷に電力が供給される電源システムが搭載されている。車両に搭載されている電源システムとして、スイッチのオン及びオフへの切替えを交互に繰り返す電源システムがある。スイッチのオフからオンへの切替え、又は、スイッチのオンからオフへの切替えが周期的に行われ、スイッチのオン及びオフへの切替えに係る切替えデューティが調整される。

【0003】

この電源システムでは、例えば、スイッチのバッテリ側の一端に印加されている電圧を検出し、検出した電圧値に応じて切替えデューティを調整する。これにより、例えば、負荷に供給される電力の平均値を一定値に維持することができる。

【0004】

特許文献１には、電圧を検出する電圧検出器が開示されている。この電圧検出器は２つの抵抗を有し、検出対象である対象電圧が一方の抵抗の一端に印加され、一方の抵抗の他端は他方の抵抗の一端に接続され、他方の抵抗の他端は接地されている。２つの抵抗は、一方の抵抗の一端に印加されている対象電圧を分圧し、分圧した電圧の電圧値を、アナログの検出値としてＡ(Analog)／Ｄ(Digital)変換部に出力する。このとき、アナログの検出値は、対象電圧の電圧値を所定数で除算することによって算出される電圧値である。

【0005】

Ａ／Ｄ変換部は、入力されたアナログの検出値をデジタルの検出値に変換する。Ａ／Ｄ変換部が変換したデジタルの検出値に基づいて、例えば、切替えデューティを調整することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１５−１１４２０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１に記載されているような従来の電圧検出器では、Ａ／Ｄ変換部への検出値の入力可能範囲は予め設定されている。Ａ／Ｄ変換部は、入力されたアナログの検出値に基づいて、入力可能範囲に属するＮ（２以上の整数）個のデジタルの電圧値中の１つを、デジタルの検出値として選択する。これにより、アナログの検出値がデジタルの検出値に変換される。Ｎ個のデジタルの電圧値は、入力可能範囲内において等間隔に設定されている。例えば、入力可能範囲がゼロＶから５Ｖまでの範囲である場合、１目盛の幅は５／（Ｎ−１）で表される。Ａ／Ｄ変換部は、例えば、入力されたアナログの検出値に最も近いデジタルの電圧値を、デジタルの検出値として選択する。

【0008】

従来の電圧検出器において、対象電圧の電圧値に係る変動範囲の上限値が２５Ｖであり、入力可能範囲がゼロＶから５Ｖまでの範囲であると仮定する。このとき、従来の電圧検出器では、アナログの検出値が入力可能範囲内の値となるように、２つの抵抗は、例えば、対象電圧の電圧値を５で除算することによって算出される電圧値を、アナログの検出値として出力する。

【0009】

この場合、出力されるアナログの検出値の範囲は、ゼロＶから５Ｖまでの範囲であり、入力可能範囲に含まれる。Ａ／Ｄ変換部が変換したデジタルの検出値に５を乗算することによって、対象電圧の電圧値が算出される。多くの場合、アナログの検出値とデジタルの検出値とが完全に一致することはなく、アナログの検出値とデジタルの検出値との間に誤差が存在する。アナログの検出値とデジタルの検出値との間に誤差が存在する場合、算出された対象電圧の電圧値と、実際の対象電圧の電圧値との間にも誤差が存在する。対象電圧の電圧値に係る誤差の最大値は、デジタルの検出値に係る１目盛の幅を、対象電圧の検出に係る電圧値の幅に換算することによって算出され、２５／（Ｎ−１）である。誤差の最大値は電圧検出に係る分解能である。

【0010】

対象電圧を分圧する構成では、たとえ、対象電圧の電圧値の変動範囲が５Ｖから２５Ｖまでの範囲であっても、電圧の検出範囲の下限値はゼロＶである。電圧の検出範囲の上限値については、対象電圧の電圧値の変動範囲の上限値以上である電圧値に設定しなければならないので、電圧検出に係る分解能の最小値は、対象電圧の電圧値の変動範囲の上限値を（Ｎ−１）で除算することによって算出される値である。従って、対象電圧を分圧する構成には、電圧検出に係る分解能が大きいという問題がある。

【0011】

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、対象電圧の検出範囲の下限値を、ゼロＶを超える電圧値に調整することができる電圧検出器と、該電圧検出器を備える信号出力装置とを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明の一態様に係る電圧検出器は、電圧を検出し、検出した電圧値を示す検出値を出力する電圧検出器であって、検出対象である対象電圧が一端に印加される第１抵抗と、該第１抵抗の他端から電流が入力され、電流値が、該第１抵抗の他端から入力された電流の電流値と一致する電流を出力する出力回路と、該出力回路が出力した電流が一端に入力される第２抵抗とを備え、前記出力回路は、前記第１抵抗の他端の電圧値を所定電圧値に維持し、前記第２抵抗の一端の電圧値を前記検出値として出力する。

【0013】

本発明の一態様に係る信号出力装置は、前述した電圧検出器と、ＰＷＭ信号を出力する出力部と、該出力部が出力するＰＷＭ信号のデューティを、前記電圧検出器が出力した検出値に応じて調整する調整部とを備える。

【発明の効果】

【0014】

上記の態様によれば、対象電圧の検出範囲の下限値を、ゼロＶを超える電圧値に調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】実施形態１における電源システムの要部構成を示すブロック図である。

【図2】デューティ調整処理の手順を示すフローチャートである。

【図3】電圧検出器の回路図である。

【図4】第１トランジスタ及び第２トランジスタの特性の説明図である。

【図5】電圧検出器の効果の説明図である。

【図6】実施形態２における電圧検出器の回路図である。

【図7】実施形態３における電源システムの要部構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施態様を列挙して説明する。以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。

【0017】

（１）本発明の一態様に係る電圧検出器は、電圧を検出し、検出した電圧値を示す検出値を出力する電圧検出器であって、検出対象である対象電圧が一端に印加される第１抵抗と、該第１抵抗の他端から電流が入力され、電流値が、該第１抵抗の他端から入力された電流の電流値と一致する電流を出力する出力回路と、該出力回路が出力した電流が一端に入力される第２抵抗とを備え、前記出力回路は、前記第１抵抗の他端の電圧値を所定電圧値に維持し、前記第２抵抗の一端の電圧値を前記検出値として出力する。

【0018】

上記の一態様にあっては、第１抵抗から入力される電流値は、第１抵抗の他端が所定電圧値に維持されているので、（（対象電圧の電圧値）−（所定電圧値））／（第１抵抗の抵抗値）によって表される。第２抵抗の一端の電圧値が検出値として出力される。第１抵抗の他端から出力回路に入力される電流の電流値と、出力回路から第２抵抗の一端に入力される電流の電流値は一致する。このため、第２抵抗の他端が接地されている場合、検出値は、（（対象電圧の電圧値）−（所定電圧値））・（第２抵抗の抵抗値）／（第１抵抗の抵抗値）で表される。「・」は積を表す。

【0019】

対象電圧の電圧値が所定電圧値未満である場合、対象電圧の電圧値は検出されない。対象電圧の電圧値が所定電圧値である場合、検出値はゼロＶである。対象電圧の電圧値が所定電圧値以上である場合においては、対象電圧の電圧値の上昇と共に検出値も上昇する。所定電圧値を、ゼロＶを超える電圧値に調整することによって、対象電圧の検出範囲の下限値を、ゼロＶを超える電圧値に調整することが可能である。

【0020】

（２）本発明の一態様に係る電圧検出器では、前記出力回路は、エミッタが前記第１抵抗の他端に接続され、コレクタが前記第２抵抗の一端に接続されるＰＮＰ型の第１バイポーラトランジスタと、エミッタに該第１バイポーラトランジスタのベースが接続され、ベースに第２の所定電圧が印加されるＮＰＮ型の第２バイポーラトランジスタと、該第２バイポーラトランジスタのエミッタに一端が接続される第３抵抗とを有し、前記第２バイポーラトランジスタのベースは、該第２バイポーラトランジスタのコレクタに接続される。

【0021】

上記の一態様にあっては、電流は、第１バイポーラトランジスタのエミッタ及びベース、並びに、第３抵抗の順に流れると共に、第２バイポーラトランジスタのベース及びエミッタ、並びに、第３抵抗の順に流れる。第３抵抗に流れる電流の電流値に無関係に、第１バイポーラトランジスタのベース及びエミッタ間の電圧値から、第２バイポーラトランジスタのエミッタ及びベース間の電圧値を減算することによって算出される差分値が略ゼロＶか又は略一定であると仮定する。ここで、第１バイポーラトランジスタのベース及びエミッタ間の電圧値はベースの電位を基準としたエミッタの電圧値であり、第２バイポーラトランジスタのエミッタ及びベース間の電圧値はエミッタの電位を基準としたベースの電圧値である。

【0022】

出力回路では、第１抵抗の他端の電圧値は、第２の所定電圧の電圧値に差分値を加算することによって算出される電圧値である。ここで、差分値が略ゼロＶか又は略一定であるので、第１抵抗の他端の電圧値は、実質的に一定値に維持される。第１バイポーラトランジスタでは、第１抵抗の他端からエミッタに入力された電流の略全てが、コレクタから第２抵抗の一端に出力される。このため、第１抵抗の他端から入力される電流の電流値と、第２抵抗の一端に出力される電流の電流値とは実質的に一致する。

【0023】

（３）本発明の一態様に係る電圧検出器では、前記出力回路は、エミッタが前記第１抵抗の他端に接続され、コレクタが前記第２抵抗の一端に接続されるＰＮＰ型のバイポーラトランジスタと、カソードに該バイポーラトランジスタのベースが接続され、アノードに第２の所定電圧が印加されるダイオードと、該ダイオードのカソードに一端が接続される第３抵抗とを有する。

【0024】

上記の一態様にあっては、電流は、バイポーラトランジスタのエミッタ及びベース、並びに、第３抵抗の順に流れると共に、ダイオード及び第３抵抗の順に流れる。第３抵抗の流れる電流の電流値に無関係に、バイポーラトランジスタのベース及びエミッタ間の電圧値から、ダイオードの順方向電圧値を減算することによって算出される差分値が略ゼロＶ又は略一定であると仮定する。ここで、バイポーラトランジスタのベース及びエミッタ間の電圧値は、ベースの電位を基準としたエミッタの電圧値である。

【0025】

出力回路では、第１抵抗の他端の電圧値が、第２の所定電圧の電圧値に差分値を加算することによって算出される電圧値である。ここで、差分値が略ゼロＶ又は略一定であるため、第１抵抗の他端の電圧値は、実質的に一定値に維持される。バイポーラトランジスタでは、第１抵抗の他端からエミッタに入力される電流の略全てがコレクタから第２抵抗の一端に出力される。このため、第１抵抗の他端から入力される電流の電流値と、第２抵抗の一端に出力される電流の電流値とは実質的に一致する。

【0026】

（４）本発明の一態様に係る電圧検出器は、一端が前記第１抵抗の一端に接続されるスイッチを備え、前記対象電圧は、該スイッチを介して前記第１抵抗の一端に印加され、前記スイッチは、前記第２の所定電圧が印加されている場合にオンであり、前記第２の所定電圧の印加が停止している場合にオフである。

【0027】

上記の一態様にあっては、第２の所定電圧の印加が停止している場合、スイッチはオフであり、第１抵抗及び第２抵抗を電流が流れることはない。このため、第１抵抗及び第２抵抗で消費される電力が抑制される。

【0028】

（５）本発明の一態様に係る信号出力装置では、前述した電圧検出器と、ＰＷＭ信号を出力する出力部と、該出力部が出力するＰＷＭ信号のデューティを、前記電圧検出器が出力した検出値に応じて調整する調整部とを備える。

【0029】

上記の一態様にあっては、ＰＷＭ(Pulse Width Modulation)信号のデューティは、電圧検出器が出力した検出値に応じて調整される。

【0030】

［本発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係る電源システムの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【0031】

（実施形態１）
図１は、実施形態１における電源システム１の要部構成を示すブロック図である。電源システム１は、好適に車両に搭載され、発電機１０、バッテリ１１、給電スイッチ１２、負荷１３、レギュレータ１４、電圧検出器１５、マイクロコンピュータ（以下、マイコンという）１６及び切替え部１７を備える。レギュレータ１４は入力端及び出力端を有する。

【0032】

発電機１０の一端と、バッテリ１１の正極とは、給電スイッチ１２の一端に接続されている。給電スイッチ１２の他端は、負荷１３の一端に接続されている。発電機１０の他端、バッテリ１１の負極、及び、負荷１３の他端は接地されている。給電スイッチ１２の一端には、更に、レギュレータ１４の入力端と、電圧検出器１５とが接続されている。レギュレータ１４の出力端は、電圧検出器１５と、マイコン１６とに接続されている。電圧検出器１５は、更に、マイコン１６に接続されている。切替え部１７もマイコン１６に接続されている。

【0033】

発電機１０は、車両の図示しないエンジンに連動して交流電力を発生させる。発電機１０は、発生した交流電力を直流電力に整流し、整流した直流電力に係る直流の電圧を出力する。エンジンが動作を停止している場合、発電機１０も動作を停止している。

【0034】

発電機１０が作動している場合、発電機１０はバッテリ１１に電力を供給する。これにより、バッテリ１１が充電される。
発電機１０が作動している場合において、給電スイッチ１２がオンであるとき、発電機１０は、バッテリ１１に加えて、負荷１３に電力を供給する。

【0035】

発電機１０が動作を停止している場合において、給電スイッチ１２がオンであるとき、バッテリ１１は負荷１３に電力を供給する。
給電スイッチ１２がオフである場合、負荷１３に電力が供給されることはない。

【0036】

マイコン１６には、図示しない装置から、負荷１３への給電を指示する給電信号と、負荷１３への給電の停止を指示する停止信号とが入力される。
マイコン１６は、給電信号が入力された場合、切替え部１７にＰＷＭ信号を出力する。切替え部１７は、マイコン１６からＰＷＭ信号が入力されている間、給電スイッチ１２のオン及びオフへの切替えを交互に行う。これにより、発電機１０又はバッテリ１１から、給電スイッチ１２を介して、負荷１３に電力が供給され、負荷１３は作動する。

【0037】

負荷１３は、車両に搭載された電気機器であり、例えば、白熱電球である。
切替え部１７は、マイコン１６から入力されたＰＷＭ信号に従って、給電スイッチ１２のオフからオンへの切替え、又は、給電スイッチ１２のオンからオフへの切り替えを周期的に行う。

【0038】

負荷１３の性能は、負荷１３に印加される電圧の電圧値と、給電スイッチ１２のオン及びオフへの切替えに係る切替えデューティとに依存する。切替えデューティは、１周期において、給電スイッチ１２がオンである期間が占める割合であり、ゼロを超えており、かつ、１未満である値に調整される。

【0039】

負荷１３が白熱電球であると仮定する。白熱電球が発する光の強度は、白熱電球に供給される電力の平均値に依存する。一定期間に亘る電力の平均値が大きい程、白熱電球が発する光の強度は大きい。白熱電球に供給される電力の電力値は、白熱電球に印加される電圧の電圧値が高い程、大きい。従って、白熱電球が発する光の強度は、白熱電球に印加される電圧の電圧値が高い程、大きく、切替えデューティが大きい程、大きい。

【0040】

マイコン１６は、停止信号が入力された場合、切替え部１７へのＰＷＭ信号の出力を停止する。切替え部１７へのＰＷＭ信号の出力が停止した場合、切替え部１７は、給電スイッチ１２をオフに切替え、ＰＷＭ信号が入力されるまで、給電スイッチ１２のオフを維持する。給電スイッチ１２がオフである場合、前述したように、負荷１３に電力が供給されず、負荷１３は動作を停止している。

【0041】

ＰＷＭ信号は、ハイレベル電圧及びローレベル電圧によって構成される。ＰＷＭ信号が示す電圧がローレベル電圧からハイレベル電圧に切替わった場合、切替え部１７は給電スイッチ１２をオフからオンに切替える。ＰＷＭ信号が示す電圧がハイレベル電圧からローレベル電圧に切替わった場合、切替え部１７は給電スイッチ１２をオンからオフに切替える。

【0042】

ＰＷＭ信号では、ローレベル電圧からハイレベル電圧への切替え、又は、ハイレベル電圧からローレベル電圧への切替えが周期的に行われる。ＰＷＭ信号に係る信号デューティは、１周期において、ＰＷＭ信号がハイレベル電圧を示す期間が占める割合であり、ゼロを超えており、かつ、１未満である値に調整される。

【0043】

ＰＷＭ信号がハイレベル電圧を示す場合、給電スイッチ１２はオンであり、ＰＷＭ信号がローレベル電圧を示す場合、給電スイッチ１２はオフである。このため、信号デューティは切替えデューティに一致する。マイコン１６は、信号デューティを調整することによって、切替えデューティを調整する。

【0044】

発電機１０が作動している場合、レギュレータ１４の入力端には、発電機１０が出力した電圧が入力される。発電機１０が動作を停止している場合、レギュレータ１４の入力端には、バッテリ１１から電圧が入力される。レギュレータ１４は、入力端に入力されている電圧を用いて、電圧値が基準電圧値Ｖｒである所定電圧を生成し、生成した所定電圧を出力端から電圧検出器１５及びマイコン１６に出力する。基準電圧値Ｖｒは、一定値であり、予め設定されている。

【0045】

所定電圧を、レギュレータ１４が出力端から出力している場合、電圧検出器１５は電圧を検出し、マイコン１６は作動している。レギュレータ１４が電圧の出力を停止している場合、電圧検出器１５は電圧を検出せず、マイコン１６は動作を停止している。
レギュレータ１４は、例えば、車両のイグニッションスイッチがオフからオンに切替わった場合に作動し、イグニッションスイッチがオンからオフに切替わった場合に動作を停止する。

【0046】

電圧検出器１５に関して、検出対象である対象電圧は、接地電位を基準としたバッテリ１１の正極の電圧である。電圧検出器１５は、対象電圧を検出し、対象電圧の電圧値を示すアナログの検出値をマイコン１６に出力する。マイコン１６への検出値の入力可能範囲は、予め設定されており、例えば、ゼロＶから基準電圧値Ｖｒまでの範囲である。対象電圧の電圧値は、電圧検出器１５が検出した電圧値に相当する。

【0047】

マイコン１６は、第１入力部２０、第２入力部２１、出力部２２、Ａ／Ｄ変換部２３、記憶部２４及び制御部２５を有する。第２入力部２１、出力部２２、Ａ／Ｄ変換部２３、記憶部２４及び制御部２５はバス２６に接続されている。Ａ／Ｄ変換部２３は、バス２６の他に、第１入力部２０に接続されている。第１入力部２０は、更に、電圧検出器１５に接続されている。出力部２２は、バス２６の他に、切替え部１７に接続されている。

【0048】

電圧検出器１５から第１入力部２０にアナログの検出値が入力される。第１入力部２０は、電圧検出器１５から入力されたアナログの検出値をＡ／Ｄ変換部２３に出力する。

【0049】

Ａ／Ｄ変換部２３は、第１入力部２０から入力されたアナログの検出値をデジタルの検出値に変換する。入力可能範囲内において、Ｎ（２以上の整数）個のデジタルの電圧値が等間隔に設定されている。例えば、入力可能範囲がゼロＶから基準電圧値Ｖｒまでの範囲である場合、１目盛の幅はＶｒ／（Ｎ−１）である。デジタルの検出値がＫ（Ｋ：自然数）ビットのデータで表される場合、例えば、Ｎは２のＫ乗である。

【0050】

Ａ／Ｄ変換部２３は、第１入力部２０から入力されたアナログの検出値に基づいて、Ｎ個のデジタルの電圧値中の１つをデジタルの検出値として選択する。一例として、Ａ／Ｄ変換部２３は、四捨五入を行うことによって、Ｎ個のデジタルの電圧値の中から、第１入力部２０から入力されたアナログの検出値に最も近いデジタルの電圧値を、デジタルの検出値として選択する。もう１つの例として、Ａ／Ｄ変換部２３は、切り捨てを行うことによって、Ｎ個のデジタルの電圧値の中から、第１入力部２０から入力されたアナログの検出値に、１番目又は２番目に近いデジタルの電圧値を、デジタルの検出値として選択する。

【0051】

制御部２５は、Ａ／Ｄ変換部２３から、Ａ／Ｄ変換部２３が変換したデジタルの検出値を取得する。制御部２５が取得した検出値が示す電圧値は、取得時点における対象電圧の電圧値と略一致する。

【0052】

第２入力部２１には、図示しない装置から給電信号及び停止信号が入力される。第２入力部２１は、給電信号又は停止信号が入力された場合、入力された信号を制御部２５に通知する。

【0053】

出力部２２は、制御部２５の指示に従って、切替え部１７へのＰＷＭ信号の出力と、切替え部１７へのＰＷＭ信号の出力の停止とを行う。出力部２２には、デューティを示すデューティ情報が記憶されている。出力部２２が切替え部１７に出力するＰＷＭ信号の信号デューティは、デューティ情報が示すデューティである。制御部２５は、デューティ情報が示すデューティを変更することによって、ＰＷＭ信号の信号デューティを調整する。

【0054】

出力部２２がＰＷＭ信号を出力している間に、デューティ情報が示すデューティが制御部２５によって変更された場合、出力部２２はＰＷＭ信号の信号デューティを調整する。

【0055】

記憶部２４は、例えば不揮発性メモリである。記憶部２４には、コンピュータプログラムＰ１が記憶されている。制御部２５は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)を有し、制御部２５のＣＰＵは、コンピュータプログラムＰ１を実行することによって、給電開始処理、給電停止処理及デューティ調整処理を実行する。給電開始処理は、出力部２２にＰＷＭ信号を切替え部１７に出力させ、負荷１３への給電を開始する処理である。給電停止処理は、出力部２２にＰＷＭ信号の出力を停止させ、負荷１３への給電を停止する処理である。デューティ調整処理は、ＰＷＭ信号の信号デューティを調整する処理である。コンピュータプログラムＰ１は、給電開始処理、給電停止処理及びデューティ調整処理を制御部２５のＣＰＵに実行させるために用いられる。

【0056】

なお、コンピュータプログラムＰ１は、制御部２５のＣＰＵが読み取り可能に、記憶媒体Ａ１に記憶されていてもよい。この場合、図示しない読み出し装置によって記憶媒体Ａ１から読み出されたコンピュータプログラムＰ１が記憶部２４に記憶される。記憶媒体Ａ１は、光ディスク、フレキシブルディスク、磁気ディスク、磁気光ディスク又は半導体メモリ等である。光ディスクは、ＣＤ（Compact Disc）−ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）−ＲＯＭ、又は、ＢＤ（Blu-ray(登録商標) Disc）等である。磁気ディスクは、例えばハードディスクである。また、図示しない通信網に接続されている図示しない外部装置からコンピュータプログラムＰ１をダウンロードし、ダウンロードしたコンピュータプログラムＰ１を記憶部２４に記憶してもよい。

【0057】

制御部２５は、第２入力部２１に給電信号が入力された場合、給電開始処理を実行する。給電開始処理では、制御部２５は、出力部２２に指示して、ＰＷＭ信号を切替え部１７に出力させる。これにより、切替え部１７は、給電スイッチ１２のオン及びオフへの切り替えを交互に行う。結果、発電機１０又はバッテリ１１から負荷１３に給電され、負荷１３は作動する。制御部２５は、出力部２２にＰＷＭ信号を出力させた後、給電開始処理を終了する。

【0058】

制御部２５は、第２入力部２１に停止信号が入力された場合、給電停止処理を実行する。給電停止処理では、制御部２５は、出力部２２に指示して、ＰＷＭ信号の出力を停止させる。これにより、切替え部１７は、給電スイッチ１２をオフに維持する。結果、負荷１３への給電が停止し、負荷１３は動作を停止する。制御部２５は、出力部２２にＰＷＭ信号の出力を停止させた後、給電停止処理を終了する。

【0059】

図２は、デューティ調整処理の手順を示すフローチャートである。制御部２５は、給電開始処理が終了してから、給電停止処理が開始されるまでの間、デューティ調整処理を周期的に実行する。
デューティ調整処理では、制御部２５は、まず、Ａ／Ｄ変換部２３からデジタルの検出値を取得し（ステップＳ１）、取得したデジタルの検出値に基づいて対象電圧の電圧値を算出する（ステップＳ２）。

【0060】

次に、制御部２５は、ステップＳ２で算出した電圧値が閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ３）。閾値は、一定値であり、予め設定されている。制御部２５は、ステップＳ２で算出した電圧値が閾値以上であると判定した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、出力部２２に指示して、ＰＷＭ信号の出力を停止させる（ステップＳ４）。これにより、切替え部１７は、給電スイッチ１２をオフに維持するので、負荷１３への対象電圧の印加が停止する。

【0061】

以上のように、対象電圧の電圧値が閾値以上である場合、負荷１３への対象電圧の印加が停止するので、負荷１３に過電圧が印加されることはない。例えば、閾値を１８Ｖに設定することによって、電圧値が２０Ｖ以上である過電圧の印加が防止される。

【0062】

制御部２５は、ステップＳ４を実行した後、デューティ調整処理を終了する。この後、制御部２５は、所定の条件が成立するまで、デューティ調整処理を実行することはない。所定の条件は、例えば、第２入力部２１に停止信号及び給電信号が順次に入力され、再開された給電開始処理が終了することである。

【0063】

制御部２５は、ステップＳ２で算出した電圧値が閾値未満であると判定した場合（Ｓ３：ＮＯ）、ステップＳ２で算出した電圧値に基づいて、デューティを決定する（ステップＳ５）。その後、制御部２５は、デューティ情報のデューティをステップＳ５で決定したデューティに変更する（ステップＳ６）。これにより、ＰＷＭ信号の信号デューティと、給電スイッチ１２のオン及びオフへの切替えに係る切替えデューティとが、ステップＳ５で制御部２５が決定したデューティに調整される。

【0064】

制御部２５は、ステップＳ６を実行した後、デューティ調整処理を終了する。この場合においては、給電停止処理が開始されない限り、デューティ調整処理は再び実行される。

【0065】

対象電圧の電圧値は種々の原因で変動する。ステップＳ５では、制御部２５は、例えば、予め設定されている設定電圧値をステップＳ２で算出した電圧値で除算し、除算した値の２乗値を算出する。制御部２５は、デューティをこの２乗値に決定する。設定電圧値は、対象電圧の電圧値の変動範囲の下限値以下である。このようにデューティが決定される場合においては、たとえ、対象電圧の電圧値が変動したときであっても、負荷１３に供給される電力の平均値は略一定に維持される。

【0066】

前述したように、ステップＳ２では、制御部２５は、Ａ／Ｄ変換部２３から取得したデジタルの検出値に基づいて電圧値を算出する。デジタルの検出値は、電圧検出器１５が出力したアナログの検出値に応じた値である。従って、制御部２５は、出力部２２が出力するＰＷＭ信号の信号デューティを、電圧検出器１５が出力したアナログの検出値に応じて調整する調整部として機能する。
電圧検出器１５及びマイコン１６は信号出力装置として機能する。

【0067】

前述したように、白熱電球が発する光の強度は、白熱電球に供給される電力の平均値に依存する。このため、負荷１３が白熱電球である場合、白熱電球が発する光の強度は、たとえ、対象電圧の電圧値が変動しても略一定であり、白熱電球が殆どちらつかない。

【0068】

ステップＳ１で取得したデジタルの検出値が示す対象電圧の電圧値、即ち、ステップＳ２で算出される電圧値が実際の対象電圧の電圧値に近い程、負荷１３に供給される電力の平均値の変動幅は小さい。この場合において、負荷１３が白熱電球であるとき、白熱電球が発する光の強度の変動も小さい。従って、Ａ／Ｄ変換部２３から取得されるデジタルの検出値が示す対象電圧の電圧値と実際の対象電圧の電圧値との誤差が小さいことが好ましい。

【0069】

前述したように、第１入力部２０への検出値の入力可能範囲内において、Ｎ個のデジタルの電圧値が等間隔に設定されている。この１目盛の幅を、対象電圧の検出に係る電圧値の幅に換算することによって算出される値が、電圧検出に係る分解能である。分解能が小さい程、Ａ／Ｄ変換部２３から取得されるデジタルの検出値が示す対象電圧の電圧値と実際の対象電圧の電圧値との誤差の最大値が小さい。

【0070】

電源システム１では、電圧検出器１５が特有の構成を有するため、小さい分解能を実現することができる。以下では、電圧検出器１５について説明する。

【0071】

図３は電圧検出器１５の回路図である。電圧検出器１５は、抑制回路３０、出力回路３１及び抵抗Ｒ１，Ｒ２を有する。抑制回路３０は、第１スイッチ４０、第２スイッチ４１及び抵抗Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５を有する。出力回路３１は、第１トランジスタ５０、第２トランジスタ５１及び抵抗Ｒ６を有する。第１スイッチ４０及び第１トランジスタ５０夫々は、ＰＮＰ型のバイポーラトランジスタである。第２スイッチ４１及び第２トランジスタ５１夫々は、ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタである。

【0072】

抑制回路３０に関しては、第１スイッチ４０のエミッタと、抵抗Ｒ３の一端とはバッテリ１１の正極に接続されている。第１スイッチ４０のコレクタは抵抗Ｒ１の一端に接続されている。第１スイッチ４０のベースは、抵抗Ｒ３の他端と、抵抗Ｒ４の一端とに接続されている。抵抗Ｒ４の他端は、第２スイッチ４１のコレクタに接続されている。第２スイッチ４１のエミッタは接地されている。第２スイッチ４１のベースは抵抗Ｒ５の一端に接続されている。抵抗Ｒ５の他端はレギュレータ１４の出力端に接続されている。

【0073】

出力回路３１に関しては、第１トランジスタ５０のエミッタは抵抗Ｒ１の他端に接続されている。第１トランジスタ５０のコレクタは抵抗Ｒ２の一端に接続されている。第１トランジスタ５０のベースは、第２トランジスタ５１のエミッタに接続されている。第２トランジスタ５１のベースは、レギュレータ１４の出力端と、第２トランジスタ５１のコレクタに接続されている。第２トランジスタ５１のエミッタには、抵抗Ｒ６の一端が更に接続されている。抵抗Ｒ６の他端は接地されている。抵抗Ｒ６は第３抵抗として機能する。
抵抗Ｒ２の他端は接地されている。抵抗Ｒ２の一端は、マイコン１６の第２入力部２１に接続されている。

【0074】

抑制回路３０の動作を説明する。第１スイッチ４０について、エミッタの電位を基準としたベースの電圧値が負の一定電圧値以下である場合、エミッタ及びコレクタ間を電流が流れることが可能である。このとき、第１スイッチ４０はオンである。第１スイッチ４０について、エミッタの電位を基準としたベースの電圧値が負の一定電圧値を超えている場合、エミッタ及びコレクタ間を電流が流れることはない。このとき、第１スイッチ４０はオフである。

【0075】

第２スイッチ４１について、エミッタの電位、即ち、接地電位を基準としたベースの電圧値が正の一定電圧値以上である場合、エミッタ及びコレクタ間を電流が流れることが可能である。このとき、第２スイッチ４１はオンである。第２スイッチ４１について、エミッタの電位を基準としたベースの電圧値が正の一定電圧値未満である場合、エミッタ及びコレクタ間を電流が流れることはない。このとき、第２スイッチ４１はオフである。

【0076】

レギュレータ１４が作動した場合、レギュレータ１４の出力端の電圧値は基準電圧値Ｖｒに調整され、第２スイッチ４１のベース及びエミッタには、電圧値が基準電圧値Ｖｒである所定電圧が印加される。第２スイッチ４１に係る正の一定電圧値は、基準電圧値Ｖｒよりも低い。このため、レギュレータ１４が作動している場合、第２スイッチ４１において、エミッタの電位を基準としたベースの電圧値が正の一定電圧値以上であるため、第２スイッチ４１はオンである。

【0077】

第２スイッチ４１がオンである場合、電流は、発電機１０の一端、又は、バッテリ１１の正極から抵抗Ｒ３，Ｒ４及び第２スイッチ４１の順に流れ、抵抗Ｒ３で電圧降下が生じる。このとき、第１スイッチ４０においては、エミッタの電位を基準としたベースの電圧値が負の一定電圧値以下であり、第１スイッチ４０はオンである。
以上のように、レギュレータ１４の出力端から、電圧値が基準電圧値Ｖｒである所定電圧が、第２トランジスタ５１のベース及びコレクタに印加されている場合、第１スイッチ４０はオンである。

【0078】

第１スイッチ４０がオンである場合、電流は、発電機１０の一端、又は、バッテリ１１の正極から第１スイッチ４０、抵抗Ｒ１、出力回路３１の第１トランジスタ５０及び抵抗Ｒ２の順に流れ、抵抗Ｒ１の一端には、第１スイッチ４０を介して対象電圧が印加される。このとき、接地電位を基準とした抵抗Ｒ２の一端の電圧値は、対象電圧の電圧値に応じた電圧値であり、アナログの検出値として、マイコン１６の第１入力部２０に出力される。抵抗Ｒ１は第１抵抗として機能し、抵抗Ｒ２は第２抵抗として機能する。

【0079】

レギュレータ１４が動作を停止した場合、第２スイッチ４１において、エミッタの電位を基準としたベースの電圧値は、ゼロＶであり、正の一定電圧値未満であり、第２スイッチ４１はオフである。第２スイッチ４１がオフである場合、抵抗Ｒ３，Ｒ４に電流は流れないので、抵抗Ｒ３で電圧降下は生じることはない。結果、第２スイッチ４１がオフである場合、第１スイッチ４０において、エミッタの電位を基準としたベースの電圧値は、ゼロＶであるので、負の一定電圧値以上であり、第１スイッチ４０はオフである。
以上のように、レギュレータ１４の出力端からの所定電圧の印加が停止している場合、第１スイッチ４０はオフである。

【0080】

第１スイッチ４０がオフである場合、抵抗Ｒ１、出力回路３１の第１トランジスタ５０及び抵抗Ｒ２に電流が流れることはないので、対象電圧の電圧値に無関係に抵抗Ｒ２の一端はゼロＶであり、電圧検出器１５で対象電圧が検出されることはない。

【0081】

負荷１３は、レギュレータ１４が動作を停止している場合において作動させる必要がない電気機器である。従って、レギュレータ１４が動作を停止している場合、電圧検出器１５は電圧を検出する必要はない。電圧検出器１５では、レギュレータ１４が動作を停止している場合、即ち、レギュレータ１４の出力端からの所定電圧の印加が停止している場合、抑制回路３０の第１スイッチ４０はオフであり、電流が抵抗Ｒ１，Ｒ２を流れることはない。このため、抵抗Ｒ１，Ｒ２で消費される電力が抑制される。

【0082】

次に、出力回路３１の動作を説明する。抑制回路３０の第１スイッチ４０がオンである場合、抵抗Ｒ１の他端から第１トランジスタ５０のエミッタに電流が入力される。第１トランジスタ５０において、抵抗Ｒ１の他端からエミッタに入力された電流の略全てがコレクタから出力される。従って、抵抗Ｒ１の他端から第１トランジスタ５０のエミッタに入力される電流の電流値と、第１トランジスタ５０のコレクタから出力される電流の電流値とは実質的に一致する。第１トランジスタ５０のコレクタから出力された電流は抵抗Ｒ２の一端に入力される。
抵抗Ｒ１の他端からエミッタに入力された電流のごく一部がベースから抵抗Ｒ６に出力される。

【0083】

レギュレータ１４の出力端から第２トランジスタ５１のコレクタ及びベースに電流が入力される。第２トランジスタ５１においては、コレクタ及びベースに入力された電流が抵抗Ｒ６に出力される。

【0084】

以下では、第１トランジスタ５０のベースの電位を基準とした第１トランジスタ５０のエミッタの電圧値をエミッタ電圧値Ｖｅ１と記載し、第２トランジスタ５１のエミッタの電位を基準とした第２トランジスタ５１のベースの電圧値をベース電圧値Ｖｂ２と記載する。更に、抵抗Ｒ６を流れる電流の電流値を抵抗電流値Ｉｒと記載する。

【0085】

第１スイッチ４０がオンであると仮定する。電流が第１スイッチ４０を流れた場合に第１スイッチ４０で生じる電圧降下の幅は非常に小さい。このため、以下では、電流が第１スイッチ４０を流れた場合に第１スイッチ４０で生じる電圧降下の幅をゼロＶとみなす。

【0086】

接地電位を基準とした抵抗Ｒ１の他端の電圧値は、（Ｖｒ−Ｖｂ２＋Ｖｅ１）によって表される。従って、対象電圧の電圧値をＶａで表し、かつ、抵抗Ｒ１の抵抗値をｒ１で表した場合、抵抗Ｒ１から第１トランジスタ５０のエミッタに入力される電流の電流値は、（Ｖａ−（Ｖｒ−Ｖｂ２＋Ｖｅ１））／ｒ１によって表される。前述したように、第１トランジスタ５０において、抵抗Ｒ１の他端から入力された電流の略全てがコレクタから抵抗Ｒ２の一端に出力される。従って、抵抗Ｒ２の抵抗値をｒ２と表した場合、抵抗Ｒ２の両端間の電圧値は、（Ｖａ−（Ｖｒ−Ｖｂ２＋Ｖｅ１））・ｒ２／ｒ１によって表される。（Ｖａ−（Ｖｒ−Ｖｂ２＋Ｖｅ１））が負である場合、抵抗Ｒ２の両端間の電圧値はゼロＶであり、対象電圧の電圧値は検出されない。

【0087】

図４は、第１トランジスタ５０及び第２トランジスタ５１の特性の説明図である。図４では、抵抗電流値Ｉｒとエミッタ電圧値Ｖｅ１との関係が太線で示されている。また、抵抗電流値Ｉｒとベース電圧値Ｖｂ２との関係が細線で示されている。図４には、第１スイッチ４０がオンである状態で対象電圧の電圧値が変動した場合における抵抗電流値Ｉｒの変動範囲である設計範囲も示されている。例えば、電源システム１の設計において、対象電圧の電圧値の変動範囲が５Ｖから２５Ｖまでの範囲内である場合、設計範囲は、対象電圧の電圧値がこの範囲で変動したときの抵抗電流値Ｉｒの変動範囲である。

【0088】

図４に示すように、抵抗電流値Ｉｒが設計範囲内の値である場合、エミッタ電圧値Ｖｅ１はベース電圧値Ｖｂ２と略一致している。従って、抵抗電流値Ｉｒが設計範囲内にある場合においては、（Ｖｅ１−Ｖｂ２）は略ゼロＶであるため、第１トランジスタ５０は、接地電位を基準とした抵抗Ｒ１の他端の電圧値を実質的に基準電圧値Ｖｒに維持する。
以上のように、出力回路３１の第１トランジスタ５０は、抵抗Ｒ１の他端の電圧値を実質的に基準電圧値Ｖｒに維持しつつ、電流値が抵抗Ｒ１から入力された電流の電流値と実質的に一致する電流を抵抗Ｒ２に出力する。

【0089】

抵抗電流値Ｉｒが設計範囲内の値である場合、抵抗Ｒ２の両端間の電圧値、即ち、抵抗Ｒ２の一端からマイコン１６の第１入力部２０に出力されるアナログの検出値は、（（Ｖａ−Ｖｒ）・ｒ２／ｒ１）で表される。アナログの検出値の変動範囲は入力可能範囲に含まれる必要がある。アナログの検出値の変動範囲が入力可能範囲に含まれるように、抵抗値ｒ１，ｒ２を設定する。

【0090】

対象電圧の電圧値の変動範囲が５Ｖから２５Ｖまでの範囲であり、基準電圧値Ｖｒが５Ｖであり、入力可能範囲がゼロＶから５Ｖまでの範囲であると仮定する。この場合、（Ｖａ−Ｖｒ）は、ゼロＶから２０Ｖまでの範囲で変動する。ｒ２／ｒ１が１／４である場合、アナログの検出値の変動範囲は、ゼロＶから５Ｖまでの範囲であり、入力可能範囲に含まれる。
なお、デューティ調整処理のステップＳ２においては、制御部２５は、ステップＳ１で取得したデジタルの検出値Ｖｓを（（Ｖｓ・ｒ１／ｒ２）＋Ｖｒ）に代入することによって、対象電圧の電圧値Ｖａを算出する。

【0091】

図５は電圧検出器１５の効果の説明図である。図５には、電圧検出器１５に関して、アナログの検出値（Ｖａ−Ｖｒ）・ｒ２／ｒ１と、対象電圧の電圧値Ｖａとの関係が太線で示されている。設定条件は、対象電圧の電圧値の変動範囲が５Ｖから２５Ｖまでの範囲であり、基準電圧値Ｖｒが５Ｖであり、入力可能範囲がゼロＶから５Ｖまでの範囲であり、ｒ２／ｒ１は１／４である。電圧検出器１５の効果を容易に理解することができるように、デジタルの電圧値の数であるＮは、２の３乗、即ち、８であると仮定する。

【0092】

前述したように、アナログの検出値は、入力可能範囲で等間隔に配置されたＮ（＝８）個のデジタルの電圧値中の１つに変換される。Ｎ個のデジタルの電圧値に係る１目盛を、対象電圧の検出に係る電圧値の幅に換算することによって、電圧検出器１５に係る分解能が算出される。電圧検出器１５の分解能は、対象電圧の電圧値に係る変動範囲の幅を（Ｎ−１）で除算することによって算出され、図５の例では、２．８６Ｖである。

【0093】

電圧を検出する従来の構成として、対象電圧を分圧する分圧構成が考えられる。分圧構成では、２つの抵抗が設けられており、一方の抵抗の一端がバッテリ１１の正極に接続され、一方の抵抗の他端が他方の抵抗の一端に接続され、他方の抵抗の他端は接地されている。２つの抵抗は、対象電圧を分圧し、分圧した電圧の電圧値を、アナログの検出値として、一方の抵抗の他端からマイコン１６の第１入力部２０に出力する。

【0094】

一方の抵抗の抵抗値をｒａで表し、他方の抵抗の抵抗値をｒｂで表した場合、アナログの検出値は、Ｖａ・ｒｂ／（ｒａ＋ｒｂ）で表される。分圧構成では、アナログの検出値の変動範囲が入力可能範囲に含まれるように、抵抗値ｒａ，ｒｂを設定する。具体的には、対象電圧の電圧値Ｖａは、ゼロＶから２５Ｖまでの範囲で変動する。このため、ｒｂ／（ｒａ＋ｒｂ）が１／５である場合、アナログの検出値の変動範囲は、ゼロＶから５Ｖまでの範囲であり、入力可能範囲に含まれる。

【0095】

図５には、分圧構成に関して、アナログの検出値Ｖａ・ｒｂ／（ｒａ＋ｒｂ）と、対象電圧の電圧値Ｖａとの関係が細線で示されている。分圧構成の分解能は、対象電圧の電圧値に係る変動範囲の上限値を（Ｎ−１）で除算することによって算出され、図５の例では、３．５７Ｖである。

【0096】

前述したように、Ａ／Ｄ変換部２３は、アナログの検出値に基づいて、Ｎ個のデジタルの電圧値中の１つをデジタルの検出値として選択する。このため、分解能が小さい程、アナログの検出値とデジタルの検出値との誤差は小さく、デジタルの検出値が示す対象電圧の電圧値と実際の対象電圧の電圧値との誤差は小さい。

【0097】

図５に示すように、電圧検出器１５では、基準電圧値Ｖｒを、ゼロＶを超える電圧値に調整することによって、対象電圧の検出範囲の下限値を、ゼロＶを超える電圧値に調整することができる。分圧構成の検出範囲の下限値は、必ずゼロＶである。結果、電圧検出器１５に係るグラフの傾きは、分解能に係るグラフの傾きよりも小さく、電圧検出器１５の分解能は小さい。

【0098】

なお、抵抗電流値Ｉｒが設計範囲内の値である場合において、エミッタ電圧値Ｖｅ１とベース電圧値Ｖｂ２は略一致していなくてもよい。例えば、抵抗電流値Ｉｒが設計範囲内の値である場合において、エミッタ電圧値Ｖｅ１からベース電圧値Ｖｂ２を減算することによって算出される差分電圧値Ｖｄが略一定であってもよい。この第１トランジスタ５０は、抵抗Ｒ１の他端の電圧値を（Ｖｒ＋Ｖｄ）に維持する。（Ｖｒ＋Ｖｄ）は略一定である。この場合であっても、電圧検出器１５に係る分解能は小さい。アナログの検出値は（（Ｖａ−Ｖｒ−Ｖｄ）・ｒ２／ｒ１）で表される。デューティ調整処理のステップＳ２においては、制御部２５は、ステップＳ１で取得したデジタルの検出値Ｖｓを（（Ｖｓ・ｒ１／ｒ２）＋Ｖｒ＋Ｖｄ）に代入することによって、対象電圧の電圧値を算出する。

【0099】

また、抑制回路３０に関して、第１スイッチ４０は、ＰＮＰ型のバイポーラトランジスタに限定されず、例えば、Ｐチャネル型のＦＥＴ(Field Effect Transistor)であってもよい。更に、第２スイッチ４１は、ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタに限定されず、例えば、Ｎチャネル型のＦＥＴであってもよい。バイポーラトランジスタのコレクタ、エミッタ及びベース夫々は、ＦＥＴのドレイン、ソース及びゲートに対応する。

【0100】

（実施形態２）
図６は、実施形態２における電圧検出器１５の回路図である。
以下では、実施形態２について、実施形態１と異なる点を説明する。後述する構成を除く他の構成については、実施形態１と共通しているため、実施形態１と共通する構成部には実施形態１と同一の参照符号を付してその説明を省略する。

【0101】

実施形態２における電源システム１を実施形態１における電源システム１と比較した場合、電圧検出器１５の構成が異なる。実施形態２における電圧検出器１５を実施形態１における電圧検出器１５と比較した場合、出力回路３１の構成が異なる。

【0102】

実施形態２における出力回路３１は、実施形態１と同様に、第１トランジスタ５０及び抵抗Ｒ６を有する。実施形態２における出力回路３１はダイオードＤ１を更に有する。

【0103】

第１トランジスタ５０のエミッタは抵抗Ｒ１の他端に接続されている。第１トランジスタ５０のコレクタは抵抗Ｒ２の一端に接続されている。ダイオードＤ１のカソードに第１トランジスタ５０のベースが接続されている。レギュレータ１４の出力端から、ダイオードＤ１のアノードに、電圧値が基準電圧値Ｖｒである所定電圧が印加されている。ダイオードＤ１のカソードに抵抗Ｒ６の一端が接続されている。抵抗Ｒ６の他端は接地されている。

【0104】

抑制回路３０では、実施形態１と同様に、レギュレータ１４の出力端から所定電圧が印加されている場合、第１スイッチ４０はオンであり、レギュレータ１４の出力端からの所定電圧の印加が停止している場合、第１スイッチ４０はオフである。

【0105】

出力回路３１では、抑制回路３０の第１スイッチ４０がオンである場合、抵抗Ｒ１の他端から第１トランジスタ５０のエミッタに電流が入力される。第１トランジスタ５０において、抵抗Ｒ１の他端からエミッタに入力された電流の略全てがコレクタから出力される。従って、抵抗Ｒ１の他端から第１トランジスタ５０のエミッタに入力される電流の電流値と、第１トランジスタ５０のコレクタから出力される電流の電流値とは実質的に一致する。第１トランジスタ５０のコレクタから出力された電流は抵抗Ｒ２の一端に入力される。
抵抗Ｒ１の他端からエミッタに入力された電流のごく一部がベースから抵抗Ｒ６に出力される。

【0106】

また、電流がレギュレータ１４の出力端からダイオードＤ１のアノードに入力される。ダイオードＤ１のアノードに入力された電流は、ダイオードＤ１のカソードから抵抗Ｒ６に出力される。

【0107】

以下では、電流がダイオードＤ１を流れた場合におけるダイオードＤ１の順方向電圧値、即ち、ダイオードＤ１において、カソードの電位を基準としたアノードの電圧値をダイオード電圧値Ｖｆと記載する。実施形態１と同様に、電流が第１スイッチ４０を流れた場合に第１スイッチ４０で生じる電圧降下の幅をゼロＶとみなす。抵抗Ｒ１から第１トランジスタ５０のエミッタに入力される電流の電流値は、（Ｖａ−（Ｖｒ−Ｖｆ＋Ｖｅ１））／ｒ１によって表される。前述したように、第１トランジスタ５０において、抵抗Ｒ１の他端から入力された電流の略全てがコレクタから抵抗Ｒ２の一端に出力される。従って、抵抗Ｒ２の両端間の電圧値は、（Ｖａ−（Ｖｒ−Ｖｆ＋Ｖｅ１））・ｒ２／ｒ１によって表される。（Ｖａ−（Ｖｒ−Ｖｆ＋Ｖｅ１））が負である場合、抵抗Ｒ２の両端間の電圧値はゼロＶであり、対象電圧の電圧値は検出されない。

【0108】

エミッタ電圧値Ｖｅ１とダイオード電圧値Ｖｆとの関係は、実施形態１で述べたエミッタ電圧値Ｖｅ１とベース電圧値Ｖｂ２との関係と同様である。従って、抵抗電流値Ｉｒが設計範囲内の値である場合、エミッタ電圧値Ｖｅ１がダイオード電圧値Ｖｆと略一致しているか、又は、エミッタ電圧値Ｖｅ１からダイオード電圧値Ｖｆを減算することによって算出される差分電圧値Ｖｔが略一定である。

【0109】

以上のように構成された実施形態２における電源システム１及び電圧検出器１５も実施形態１と同様の効果を奏する。
エミッタ電圧値Ｖｅ１がダイオード電圧値Ｖｆと略一致している場合、抵抗Ｒ６の一端から出力されるアナログの検出値は、実施形態１と同様に、（Ｖａ−Ｖｒ）・ｒ２／ｒ１で表され、抵抗Ｒ１の他端の電圧値は、実質的に基準電圧値Ｖｒに維持される。

【0110】

差分電圧値Ｖｔが略一定である場合、抵抗Ｒ６の一端から出力されるアナログの検出値は、（Ｖａ−Ｖｒ−Ｖｔ）・ｒ２／ｒ１で表され、抵抗Ｒ１の他端の電圧値は（Ｖｒ＋Ｖｔ）に維持される。（Ｖｒ＋Ｖｔ）は略一定である。

【0111】

（実施形態３）
図７は、実施形態３における電源システム１の要部構成を示すブロック図である。
以下では、実施形態３について、実施形態１と異なる点を説明する。後述する構成を除く他の構成については、実施形態１と共通しているため、実施形態１と共通する構成部には実施形態１と同一の参照符号を付してその説明を省略する。

【0112】

実施形態３における電源システム１は、実施形態１における電源システム１が備える構成部に加えて、レギュレータ６０を更に有する。レギュレータ６０は、レギュレータ１４と同様に入力端及び出力端を有する。レギュレータ１４，６０の入力端は、給電スイッチ１２の一端に接続されている。レギュレータ１４の出力端は、電圧検出器１５において、抵抗Ｒ５の他端と、第２トランジスタ５１のベース及びコレクタとに接続されている。レギュレータ６０の出力端はマイコン１６に接続されている。

【0113】

レギュレータ６０は、入力端に入力されている電圧を用いて、電圧値が第２の基準電圧値である電圧を生成し、生成した電圧を出力端からマイコン１６に出力する。第２の基準電圧値は、一定であり、予め設定されている。
電圧値が第２の基準電圧値である電圧を、レギュレータ６０が出力端から出力している場合、マイコン１６は作動している。レギュレータ６０が電圧の出力を停止している場合、マイコン１６は動作を停止している。レギュレータ６０は、レギュレータ１４と同様に、例えば、車両のイグニッションスイッチがオフからオンに切替わった場合に作動し、イグニッションスイッチがオンからオフに切替わった場合に動作を停止する。

【0114】

以上のように構成された実施形態３における電源システム１では、マイコン１６に出力する電圧の電圧値と、電圧検出器１５に出力する電圧の電圧値とを各別に調整することができる。例えば、基準電圧値Ｖｒを１０Ｖに設定し、第２の基準電圧値を５Ｖに設定することができる。
実施形態３における電源システム１及び電圧検出器１５夫々は、実施形態１における電源システム１及び電圧検出器１５が奏する効果も同様に奏する。

【0115】

なお、実施形態３において、電圧検出器１５は実施形態２と同様に構成されてもよい。この場合、レギュレータ１４の出力端は、電圧検出器１５において、抵抗Ｒ５の他端とダイオードＤ１のアノードとに接続される。電圧検出器１５が実施形態２と同様に構成された場合であっても、電源システム１及び電圧検出器１５夫々は、実施形態３で述べた効果を同様に奏する。

【0116】

開示された実施形態１〜３はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0117】

１ 電源システム
１０ 発電機
１１ バッテリ
１２ 給電スイッチ
１３ 負荷
１４，６０ レギュレータ
１５ 電圧検出器（信号出力装置の一部）
１６ マイコン（信号出力装置の一部）
１７ 切替え部
２０ 第１入力部
２１ 第２入力部
２２ 出力部
２３ Ａ／Ｄ変換部
２４ 記憶部
２５ 制御部（調整部）
２６ バス
３０ 抑制回路
３１ 出力回路
４０ 第１スイッチ
４１ 第２スイッチ
５０ 第１トランジスタ（第１バイポーラトランジスタ）
５１ 第２トランジスタ（第２バイポーラトランジスタ）
Ａ１ 記憶媒体
Ｄ１ ダイオード
Ｐ１ コンピュータプログラム
Ｒ１ 抵抗（第１抵抗）
Ｒ２ 抵抗（第２抵抗）
Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５ 抵抗
Ｒ６ 抵抗（第３抵抗）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】