特開 2024-158737 短絡判定回路

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024158737

(43)【公開日】2024-11-08

(54)【発明の名称】短絡判定回路

(51)【国際特許分類】

   H02H 3/38 20060101AFI20241031BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20241031BHJP

   H02H 7/18 20060101ALI20241031BHJP

   G01R 31/52 20200101ALI20241031BHJP

【ＦＩ】

H02H3/38 A

H02J7/00 S

H02H7/18

G01R31/52

【審査請求】有

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023074224

(22)【出願日】2023-04-28

(71)【出願人】

【識別番号】000006895

【氏名又は名称】矢崎総業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001771

【氏名又は名称】弁理士法人虎ノ門知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】花岡 弘真

【テーマコード（参考）】

2G014

5G053

5G503

【Ｆターム（参考）】

2G014AA03

2G014AA04

2G014AA16

2G014AB02

2G014AB24

2G014AB61

5G053AA02

5G053BA01

5G053BA04

5G053CA01

5G053EC03

5G503BA02

5G503BB01

5G503FA17

(57)【要約】

【課題】短絡を適正に判定することができる短絡判定回路を提供する。
【解決手段】短絡判定回路６０は、電流検出部６１と、電圧検出部６２と、短絡判定部６３とを備える。電流検出部６１は、電力回路Ｐに流れる電流を検出する。電圧検出部６２は、電力回路Ｐに印加される電圧を検出する。短絡判定部６３は、電流検出部６１により検出された電流の検出値と電圧検出部６２により検出された電圧の検出値との差に基づいて電力回路Ｐにおける短絡を判定する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電力回路に流れる電流を検出する電流検出部と、
前記電力回路に印加される電圧を検出する電圧検出部と、
前記電流検出部により検出された前記電流の検出値と前記電圧検出部により検出された前記電圧の検出値との差に基づいて前記電力回路における短絡を判定する短絡判定部と、
を備えることを特徴とする短絡判定回路。

【請求項2】

前記電力回路は、第１電気機器と第２電気機器との間に渡って設けられ、
前記第１電気機器は、電力を供給可能なメインバッテリであり、
前記第２電気機器は、前記メインバッテリに遮断回路を介して接続され、電力を供給可能なサブバッテリであり、
前記電流検出部は、前記メインバッテリと前記サブバッテリとの間に流れる電流を検出し、
前記電圧検出部は、前記メインバッテリと前記サブバッテリとの間に印加される電圧を検出し、
前記短絡判定部は、前記電流検出部により検出された電流の検出値と前記電圧検出部により検出された電圧の検出値との差が予め定められた閾値以上である場合に短絡と判定し、前記遮断回路を遮断する請求項１に記載の短絡判定回路。

【請求項3】

前記電流検出部は、電流を増幅する電流増幅回路及びシャント抵抗器を含み、
前記電圧検出部は、電圧を変換する電圧変換回路を含み、
前記短絡判定部は、差電圧を増幅する差動増幅回路を含み、
前記シャント抵抗器は、前記メインバッテリと前記サブバッテリとの間に設けられ、
前記電流増幅回路は、前記シャント抵抗器に印加される電圧を増幅した電圧値を前記電流の前記検出値として前記差動増幅回路に出力し、
前記電圧変換回路は、前記メインバッテリと前記サブバッテリとの間に印加される電圧を変換した電圧値を前記電圧の前記検出値として前記差動増幅回路に出力し、
前記差動増幅回路は、前記電流増幅回路により出力される前記電圧値と前記電圧変換回路により出力される前記電圧値との差を増幅した差電圧値が前記閾値以上である場合、前記遮断回路に遮断信号を出力して当該遮断回路を遮断する請求項２に記載の短絡判定回路。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、短絡判定回路に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、例えば、特許文献１には、双方向に流れる電流を高速で遮断することができる電源装置が記載されている。この電源装置は、電源の電力を変換し負荷に出力する電力変換器と、電源と電力変換器との間に接続された開閉器と、電源から開閉器を介して電力変換器に流れる電流経路に接続された第１整流回路及び第２整流回路と、第１整流回路及び第２整流回路の少なくともいずれか一方の整流回路に対して並列に接続されたスイッチング回路とを備え、第１整流回路及び第２整流回路は、順方向のみ電流を導通させる回路であり、互いの順方向を逆向きにして電流経路に直列に接続されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－０２８９７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上述の特許文献１に記載の電源装置は、緊急時にスイッチング回路をオフすることで第１整流回路及び第２整流回路により双方向の電流を高速に遮断するが、この緊急時として例えば短絡が考えられる。そして、電源装置は、この短絡を迅速かつ精度よく判定することが望まれている。

【0005】

そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、短絡を適正に判定することができる短絡判定回路を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る短絡判定回路は、電力回路に流れる電流を検出する電流検出部と、前記電力回路に印加される電圧を検出する電圧検出部と、前記電流検出部により検出された前記電流の検出値と前記電圧検出部により検出された前記電圧の検出値との差に基づいて前記電力回路における短絡を判定する短絡判定部と、を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明に係る短絡判定回路は、差電圧値に基づいて短絡を判定するので、電流及び電圧に生じるノイズをキャンセルすることができ、これによりノイズを除去するフィルタ回路を設けなくても、短絡を精度よく判定することができる。また、短絡判定回路は、差電圧値に基づいて短絡を判定するので、例えば電圧の時間変化に対する傾きに基づいて電圧異常を判定する場合と比較して、短絡発生時から短絡を判定するまでの時間を短くすることができる。この結果、短絡判定回路は、短絡を適正に判定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態に係る電源装置の構成例を示す回路図である。

【図2】図２は、実施形態に係る電流と電圧との差を示す図である。

【図3】図３は、実施形態に係る遮断回路の状態遷移を示す図である。

【図4】図４は、実施形態に係る短絡判定回路の動作例を示す図である。

【図5】図５は、実施形態に係る短絡判定回路の動作例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。更に、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

【0010】

図面を参照しながら実施形態に係る電源装置１について説明する。電源装置１は、車両に搭載され、車両の負荷部に電力を供給するものであり、例えば、電力回路Ｐにおける短絡や地絡（漏電）等の電気的な接続異常を判定して電力供給路を遮断するものである。電源装置１は、図１に示すように、電力回路Ｐと、第１電気機器としてのメインバッテリ１０と、第２電気機器としてのサブバッテリ２０と、遮断回路３０と、ゲートドライバ４０と、ゲートドライバ制御部５０と、短絡判定回路６０とを備える。電力回路Ｐは、メインバッテリ１０とサブバッテリ２０との間に渡って設けられる。

【0011】

メインバッテリ１０は、電力を充電及び供給可能な蓄電池であり、例えば、鉛蓄電池やリチウムイオン電池である。メインバッテリ１０は、車両に搭載された負荷部に電力を供給する。また、メインバッテリ１０は、遮断回路３０を介してサブバッテリ２０に接続され、サブバッテリ２０を充電する。

【0012】

サブバッテリ２０は、電力を充電及び供給可能な蓄電池であり、例えば、鉛蓄電池やリチウムイオン電池である。サブバッテリ２０は、車両に搭載された負荷部に電力を供給する。また、サブバッテリ２０は、遮断回路３０を介してメインバッテリ１０に接続され、メインバッテリ１０から供給された電力を充電する。

【0013】

遮断回路３０は、電流を遮断するものであり、例えば、ｂａｃｋ ｔｏ ｂａｃｋ回路である。遮断回路３０は、１対のＦＥＴ３１ａ，３１ｂと、１対のＦＥＴ３１ｃ，３１ｄと、１対のＦＥＴ３１ｅ，３１ｆと、抵抗器Ｒ１～Ｒ６とを含んで構成される。これらのＦＥＴ３１ａ～３１ｆは、例えば、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴである。３組の１対のＦＥＴは、それぞれが並列に接続されている。

【0014】

具体的には、１対のＦＥＴ３１ａ，３１ｂは、互いのソース端子同士が接続され、一方のＦＥＴ３１ａのドレイン端子がメインバッテリ１０に接続され、一方のＦＥＴ３１ａのゲート端子が抵抗器Ｒ１を介してゲートドライバ４０に接続され、他方のＦＥＴ３１ｂのドレイン端子がサブバッテリ２０に接続され、他方のＦＥＴ３１ｂのゲート端子が抵抗器Ｒ２を介してゲートドライバ４０に接続されている。１対のＦＥＴ３１ａ，３１ｂは、ゲート端子に電圧が印加された場合にＯＮしてメインバッテリ１０とサブバッテリ２０との間を双方向に通電可能に導通させ、ゲート端子に電圧が印加されない場合にＯＦＦしてメインバッテリ１０とサブバッテリ２０との間を双方向に通電不可に遮断する。

【0015】

１対のＦＥＴ３１ｃ，３１ｄは、互いのソース端子同士が接続され、一方のＦＥＴ３１ｃのドレイン端子がメインバッテリ１０に接続され、一方のＦＥＴ３１ｃのゲート端子が抵抗器Ｒ３を介してゲートドライバ４０に接続されている。また、他方のＦＥＴ３１ｄのドレイン端子がサブバッテリ２０に接続され、他方のＦＥＴ３１ｄのゲート端子が抵抗器Ｒ４を介してゲートドライバ４０に接続されている。１対のＦＥＴ３１ｃ，３１ｄは、ゲート端子に電圧が印加された場合にＯＮしてメインバッテリ１０とサブバッテリ２０との間を双方向に通電可能に導通させ、ゲート端子に電圧が印加されない場合にＯＦＦしてメインバッテリ１０とサブバッテリ２０との間を双方向に通電不可に遮断する。

【0016】

１対のＦＥＴ３１ｅ，３１ｆは、互いのソース端子同士が接続され、一方のＦＥＴ３１ｅのドレイン端子がメインバッテリ１０に接続され、一方のＦＥＴ３１ｅのゲート端子が抵抗器Ｒ５を介してゲートドライバ４０に接続されている。また、他方のＦＥＴ３１ｆのドレイン端子がサブバッテリ２０に接続され、他方のＦＥＴ３１ｆのゲート端子が抵抗器Ｒ６を介してゲートドライバ４０に接続されている。１対のＦＥＴ３１ｅ，３１ｆは、ゲート端子に電圧が印加された場合にＯＮしてメインバッテリ１０とサブバッテリ２０との間を双方向に通電可能に導通させ、ゲート端子に電圧が印加されない場合にＯＦＦしてメインバッテリ１０とサブバッテリ２０との間を双方向に通電不可に遮断する。

【0017】

ゲートドライバ４０は、遮断回路３０を制御するものである。ゲートドライバ４０は、遮断回路３０のＦＥＴ３１ａ～３１ｆのゲート端子に接続され、当該ゲート端子に電圧を印加することでＦＥＴ３１ａ～３１ｆをＯＮし、当該ゲート端子への電圧の印加を停止することでＦＥＴ３１ａ～３１ｆをＯＦＦする。

【0018】

ゲートドライバ制御部５０は、短絡判定回路６０からの指令に基づいてゲートドライバ４０を制御するものである。ゲートドライバ制御部５０は、トランジスタ５１を含んで構成される。トランジスタ５１は、例えば、ｎｐｎ型のバイポーラトランジスタであり、コレクタ端子がゲートドライバ４０とＦＥＴ３１ａ～３１ｆのゲート端子との間に接続され、エミッタ端子がグランドに接続され、ベース端子が短絡判定回路６０に接続されている。トランジスタ５１は、短絡判定回路６０により電圧が印加されてＯＮした場合、コレクタ端子からエミッタ端子にコレクタ電流（ゲートドライバ４０から出力される電流）が流れ、これによりゲートドライバ４０による各ゲート端子への電圧の印加が停止される。従って、トランジスタ５１は、ＦＥＴ３１ａ～３１ｆをＯＦＦすることができる。一方で、トランジスタ５１は、短絡判定回路６０により電圧が印加されずＯＦＦした場合、コレクタ端子からエミッタ端子にコレクタ電流が流れず、これによりゲートドライバ４０による各ゲート端子への電圧の印加が継続される。従って、トランジスタ５１は、ＦＥＴ３１ａ～３１ｆのＯＮを維持することができる。

【0019】

短絡判定回路６０は、短絡や地絡等の電気的な接続異常を判定するものである。短絡判定回路６０は、例えば、メインバッテリ１０が地絡したと判定した場合、遮断回路３０を遮断する。短絡判定回路６０は、電流検出部６１と、電圧検出部６２と、短絡判定部６３とを備える。

【0020】

電流検出部６１は、電流を検出するものであり、この例では、メインバッテリ１０とサブバッテリ２０との間に流れる電流を検出する。電流検出部６１は、シャント抵抗器Ｒ７と、電流増幅回路６１１と、抵抗器Ｒ８～Ｒ１１とを含んで構成される。

【0021】

シャント抵抗器Ｒ７は、メインバッテリ１０とサブバッテリ２０との間に設けられ、一端がメインバッテリ１０に接続され、他端がサブバッテリ２０に接続される。

【0022】

電流増幅回路６１１は、電流を増幅するものである。電流増幅回路６１１は、非反転入力端子（＋）と、反転入力端子（－）と、出力端子とを有する。非反転入力端子（＋）は、抵抗器Ｒ８を介してサブバッテリ２０とシャント抵抗器Ｒ７との間に接続されている。反転入力端子（－）は、抵抗器Ｒ１０を介してシャント抵抗器Ｒ７とメインバッテリ１０との間に接続され、かつ、抵抗器Ｒ１１を介して出力端子に接続されている。出力端子は、短絡判定部６３に接続されている。抵抗器Ｒ９は、一端が抵抗器Ｒ８と非反転入力端子（＋）との間に接続され、他端がグランドに接続されている。抵抗器Ｒ９は、シャント抵抗器Ｒ７に印加される電圧を分圧している。電流増幅回路６１１の増幅率は、抵抗器Ｒ１０の抵抗と抵抗器Ｒ１１の抵抗との比率に基づいて定まる。電流増幅回路６１１は、シャント抵抗器Ｒ７に印加される電圧を増幅した電圧値（検出値）を短絡判定部６３に出力する。

【0023】

電圧検出部６２は、電圧を検出するものであり、この例では、メインバッテリ１０とサブバッテリ２０との間に印加される電圧を検出する。電圧検出部６２は、電圧変換回路６２１と、抵抗器Ｒ１２とを含んで構成される。

【0024】

電圧変換回路６２１は、電圧を変換するものである。電圧変換回路６２１は、例えば、電圧フォロワ回路を構成し、非反転入力端子（＋）と、反転入力端子（－）と、出力端子とを有する。非反転入力端子（＋）は、抵抗器Ｒ１２を介してメインバッテリ１０とサブバッテリ２０との間に接続されている。非反転入力端子（＋）は、例えば、シャント抵抗器Ｒ７とサブバッテリ２０との間に接続されている。反転入力端子（－）は、出力端子に接続されている。出力端子は、短絡判定部６３に接続されている。電圧変換回路６２１は、メインバッテリ１０とサブバッテリ２０との間に印加される電源電圧の電圧値（検出値）を短絡判定部６３に出力する。なお、電圧フォロア回路は、後段の短絡判定部６３の構成によっては、不要になる場合もある。

【0025】

短絡判定部６３は、短絡や地絡等の電気的な接続異常を判定するものである。短絡判定部６３は、電流検出部６１により検出された電流の検出値（電圧値）と、電圧検出部６２により検出された電圧の検出値（電圧値）との差に基づいて電力回路Ｐにおける短絡を判定する。短絡判定部６３は、例えば、電流検出部６１により検出された電流の検出値と、電圧検出部６２により検出された電圧の検出値との差が、予め定められた閾値Ｔｈ（図４参照）以上である場合に短絡と判定し（短絡を検出し）、ゲートドライバ制御部５０を介して遮断回路３０を遮断する。一方で、短絡判定部６３は、電流検出部６１により検出された電流の検出値と、電圧検出部６２により検出された電圧の検出値との差が、閾値Ｔｈ未満である場合に短絡と判定せず（短絡を検出せず）、ゲートドライバ制御部５０を介して遮断回路３０を遮断しない。短絡判定部６３は、差動増幅回路６３１と、抵抗器Ｒ１３～Ｒ１７とを含んで構成される。

【0026】

差動増幅回路６３１は、差電圧を増幅するものである。差動増幅回路６３１は、非反転入力端子（＋）と、反転入力端子（－）と、出力端子とを有する。非反転入力端子（＋）は、抵抗器Ｒ１３を介して電流増幅回路６１１の出力端子に接続されている。反転入力端子（－）は、抵抗器Ｒ１５を介して電圧変換回路６２１の出力端子に接続され、かつ、抵抗器Ｒ１６を介して当該差動増幅回路６３１の出力端子に接続されている。差動増幅回路６３１の出力端子は、抵抗器Ｒ１７を介してゲートドライバ制御部５０に接続されている。抵抗器Ｒ１４は、一端が抵抗器Ｒ１３と非反転入力端子（＋）との間に接続され、他端がグランドに接続されている。抵抗器Ｒ１４は、電流増幅回路６１１の出力端子から出力される電圧を分圧している。差動増幅回路６３１の増幅率は、抵抗器Ｒ１５の抵抗と抵抗器Ｒ１６の抵抗との比率に基づいて定まる。

【0027】

差動増幅回路６３１は、電流増幅回路６１１により出力される電流の電圧値と、電圧変換回路６２１により出力される電圧の電圧値との差を増幅した差電圧値が閾値Ｔｈ以上である場合、すなわち地絡等を検出した場合、ゲートドライバ制御部５０を介して遮断回路３０に遮断信号を出力して当該遮断回路３０を遮断する。差動増幅回路６３１は、例えば、遮断信号として出力端子からゲートドライバ制御部５０のトランジスタ５１のベース端子に所定の電圧（閾値Ｔｈ以上の差電圧）を印加してトランジスタ５１をＯＮし、遮断回路３０を遮断する。一方で、差動増幅回路６３１は、電流増幅回路６１１により出力される電流の電圧値と、電圧変換回路６２１により出力される電圧の電圧値との差を増幅した差電圧値が閾値Ｔｈ未満である場合、すなわち地絡等を検出していない場合、ゲートドライバ制御部５０を介して遮断回路３０に遮断信号を出力せず、遮断回路３０を遮断しない。差動増幅回路６３１は、例えば、出力端子からゲートドライバ制御部５０のトランジスタ５１のベース端子に所定の電圧（閾値Ｔｈ以上の差電圧）を印加しないことでトランジスタ５１をＯＦＦし、遮断回路３０の通電状態を維持する。なお、上記差電圧値は、電流増幅回路６１１から出力される電流の電圧値と、電圧変換回路６２１から出力される電圧の電圧値との差を増幅した電圧値であり、例えば、図２に示すように、電流及び電圧が変化しても、電流の電圧値と電圧の電圧値との相対的な差電圧値は変化しない。

【0028】

次に、上述のように構成された電源装置１の状態遷移について説明する。電源装置１は、例えば、図３に示すように、パワーがオンされると、遮断回路３０を遮断状態に遷移させる。そして、電源装置１は、パワーがオンされた際に、短絡判定回路６０により地絡等の異常を検出せず、かつ、電源装置１を起動させるウェイクアップ条件が成立する場合、遮断回路３０を通電状態に遷移させる。電源装置１は、遮断回路３０を通電状態に遷移後に、短絡判定回路６０により地絡等の異常を検出し、かつ、電源装置１を待機させるスリープ条件が成立する場合、遮断回路３０を遮断状態に遷移させる。このように、電源装置１は、パワーオンから状態が遷移する。

【0029】

次に、電源装置１の動作例について説明する。この例では、電源装置１は、正常状態ではメインバッテリ１０からサブバッテリ２０に電流が流れる場合を想定する。電源装置１は、例えば、図４に示すように、メインバッテリ１０に地絡が発生した場合（時刻ｔ１）、電圧変換回路６２１で検出される電圧の電圧値が減少する（時刻ｔ１）。その後、電流が逆流してサブバッテリ２０からメインバッテリ１０に流れる（時刻ｔ２）。このとき、電流増幅回路６１１は、サブバッテリ２０からメインバッテリ１０に流れる電流を検出し、検出した電流の電圧値を短絡判定部６３の差動増幅回路６３１に出力する（時刻ｔ２）。差動増幅回路６３１は、電流増幅回路６１１から出力される電流の電圧値と、電圧変換回路６２１から出力される電圧の電圧値との差を増幅した差電圧値が閾値Ｔｈ以上である場合（時刻ｔ３）、短絡（地絡）と判定して遮断信号（閾値Ｔｈ以上の差電圧）を出力し、ゲートドライバ制御部５０のトランジスタ５１をＯＮして遮断回路３０を遮断する（時刻ｔ３）。ゲートドライバ制御部５０は、ラッチ回路（図示省略）を有しており、差動増幅回路６３１から遮断信号が出力された場合、予め定められた時間が経過するまでラッチ回路によりトランジスタ５１のＯＮを継続し、遮断回路３０の遮断状態を維持する（時限制御：時刻ｔ３～時刻ｔ５）。なお、時刻ｔ４において、電流増幅回路６１１から出力される電流の電圧値がゼロとなり、電流の逆流が停止している。ゲートドライバ制御部５０は、遮断回路３０の遮断後、予め定められた時間が経過した場合、遮断回路３０の遮断を解除して遮断回路３０を通電状態とする（時刻ｔ５）。通電状態とした後、時刻ｔ６において、電圧変換回路６２１で検出される電圧の電圧値が通電状態の電圧に回復している。

【0030】

その後、差動増幅回路６３１は、再び、メインバッテリ１０に地絡が発生した際に、電流が逆流してサブバッテリ２０からメインバッテリ１０に流れた場合（時刻ｔ７）、電流増幅回路６１１から出力される電流の電圧値と、電圧変換回路６２１から出力される電圧の電圧値との差を増幅した差電圧値が閾値Ｔｈ以上であるか否かを判定する。差動増幅回路６３１は、当該差電圧値が閾値Ｔｈ未満である場合、ゲートドライバ制御部５０を介して遮断回路３０を遮断しない（時刻ｔ７）。また、電流増幅回路６１１は、メインバッテリ１０からサブバッテリ２０に過電流が流れた場合、マスク回路（図示省略）によりマスクすることによって過電流が流れたことを検出しない（時刻ｔ８）。これにより、差動増幅回路６３１は、差電圧値が閾値Ｔｈ未満となるので、ゲートドライバ制御部５０を介して遮断回路３０を遮断しない（時刻ｔ８）。なお、マスク回路は、メインバッテリ１０からサブバッテリ２０に電流が流れた場合、電流検出部６１により検出される電流を無効にする（マスクする）回路である。

【0031】

次に、フローチャートを参照して短絡判定回路６０の動作例について説明する。短絡判定回路６０は、図５に示すように、電流検出部６１によりメインバッテリ１０とサブバッテリ２０との間に流れる電流を検出し、電圧検出部６２によりメインバッテリ１０とサブバッテリ２０との間に印加される電圧を検出する（ステップＳ１）。短絡判定部６５は、電流検出部６１により検出された電流の電圧値と、電圧検出部６２により検出された電圧の出値との差が閾値Ｔｈ以上である場合（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、短絡と判定し、ゲートドライバ制御部５０を介して遮断回路３０を遮断する（ステップＳ３）。一方で、短絡判定部６５は、電流検出部６１により検出された電流の電圧値と、電圧検出部６２により検出された電圧の出値との差が閾値Ｔｈ未満である場合（ステップＳ２；Ｎｏ）、短絡と判定せず、ゲートドライバ制御部５０を介して遮断回路３０を遮断しない。

【0032】

以上のように、実施形態に係る短絡判定回路６０は、電流検出部６１と、電圧検出部６２と、短絡判定部６３とを備える。電流検出部６１は、電力回路Ｐに流れる電流を検出する。電圧検出部６２は、電力回路Ｐに印加される電圧を検出する。短絡判定部６３は、電流検出部６１により検出された電流の検出値と電圧検出部６２により検出された電圧の検出値との差に基づいて電力回路Ｐにおける短絡を判定する。

【0033】

この構成により、短絡判定回路６０は、上記差電圧値に基づいて短絡を判定するので、電流及び電圧に生じるノイズをキャンセルすることができ、これによりノイズを除去するフィルタ回路を設けなくても、短絡を精度よく判定することができる。また、短絡判定回路６０は、上記差電圧値に基づいて短絡を判定するので、例えば電圧の時間変化に対する傾きに基づいて電圧異常を判定する場合と比較して、短絡発生時から短絡を判定するまでの時間を短くすることができる。この結果、短絡判定回路６０は、短絡を適正に判定することができる。

【0034】

短絡判定回路６０において、電力回路Ｐは、メインバッテリ１０とサブバッテリ２０との間に渡って設けられる。サブバッテリ２０は、メインバッテリ１０に遮断回路３０を介して接続されている。電流検出部６１は、メインバッテリ１０とサブバッテリ２０との間に流れる電流を検出する。電圧検出部６２は、メインバッテリ１０とサブバッテリ２０との間に印加される電圧を検出する。短絡判定部６３は、電流検出部６１により検出された電流の検出値と電圧検出部６２により検出された電圧の検出値との差が予め定められた閾値Ｔｈ以上である場合に短絡と判定し、遮断回路３０を遮断する。この構成により、短絡判定回路６０は、メインバッテリ１０とサブバッテリ２０との間における短絡等を適正に判定して遮断処理を実行することができる。

【0035】

短絡判定回路６０において、電流検出部６１は、電流を増幅する電流増幅回路６１１及びシャント抵抗器Ｒ７を含む。電圧検出部６２は、電圧を増幅する電圧変換回路６２１を含む。短絡判定部６３は、差電圧を増幅する差動増幅回路６３１を含む。シャント抵抗器Ｒ７は、メインバッテリ１０とサブバッテリ２０との間に設けられる。電流増幅回路６１１は、シャント抵抗器Ｒ７に印加される電圧を増幅した電圧値を電流の検出値として差動増幅回路６３１に出力する。電圧変換回路６２１は、メインバッテリ１０とサブバッテリ２０との間に印加される電圧を変換した電圧値を電圧の検出値として差動増幅回路６３１に出力する。差動増幅回路６３１は、電流増幅回路６１１により出力される電流の電圧値と電圧変換回路６２１により出力される電圧の電圧値との差を増幅した差電圧値が閾値Ｔｈ以上である場合、遮断回路３０に遮断信号を出力して当該遮断回路３０を遮断する。この構成により、短絡判定回路６０は、電流増幅回路６１１等のアナログ回路を用いて、メインバッテリ１０とサブバッテリ２０との間における短絡等を適正に判定することができる。

【0036】

なお、上記説明では、短絡判定回路６０は、電流増幅回路６１１等のアナログ回路を用いる例について説明したが、これに限定されず、例えば、デジタル回路を用いて構成してもよい。

【0037】

第１電気機器がメインバッテリ１０であり、第２電気機器がサブバッテリ２０である例について説明したが、これに限定されず、第１電気機器及び第２電気機器はその他の電気機器であってもよい。

【0038】

電流検出部６１は、シャント抵抗器Ｒ７及び電流増幅回路６１１により電流値を検出する例について説明したが、これに限定されず、例えば、電流によって発生する磁界に基づいて電流値を検出してもよい。

【0039】

短絡判定部６３は、電流増幅回路６１１により出力される電流の電圧値と、電圧変換回路６２１により出力される電圧の電圧値との差を増幅した差電圧値が閾値Ｔｈ以上の場合、当該閾値Ｔｈ以上の差電圧を印加することにより、ゲートドライバ制御部５０のトランジスタ５１をＯＮして遮断回路３０を遮断する例について説明したが、これに限定されない。例えば、短絡判定部６３は、電流増幅回路６１１により出力される電流の電圧値と、電圧変換回路６２１により出力される電圧の電圧値との差を増幅した差電圧値と閾値Ｔｈとを比較し、当該差電圧値が閾値Ｔｈ以上である場合に短絡と判定し、トランジスタ５１をＯＮする遮断信号をゲートドライバ制御部５０に出力し、遮断回路３０を遮断してもよい。

【0040】

図１に示す電源装置１は、メインバッテリ１０側に生じる地絡（図４における通電電流：サブバッテリ→メインバッテリ）を検出する為の回路となっているが、これに限定されない。電源装置１は、例えば、電流検出部６１の電流増幅回路（ＯＰアンプ）６１１の極性を逆にすれば、サブバッテリ２０側の地絡検出も可能となる。このように、電源装置１は、電流の検出方向にはとらわれない。また、電源装置１は、メインバッテリ１０側の地絡を検出する例を示しており、図４における電流検出（通電電流：メインバッテリ→サブバッテリ）は検出対象外としている。

【0041】

電圧変換回路６２１は、電圧フォロワ回路を構成する例について説明したが、これに限定されない。電圧変換回路６２１は、例えば、電流増幅回路６１１及び差動増幅回路６３１の電圧調整制御を行うことで、電圧を増幅する電圧増幅回路や、抵抗による分圧回路であってもよい。

【符号の説明】

【0042】

１０ メインバッテリ（第１電気機器）
２０ サブバッテリ（第２電気機器）
３０ 遮断回路
６０ 短絡判定回路
６１ 電流検出部
６２ 電圧検出部
６３ 短絡判定部
６１１ 電流増幅回路
６２１ 電圧変換回路
６３１ 差動増幅回路
Ｔｈ 閾値
Ｒ７ シャント抵抗器
Ｐ 電力回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】