特許 7003851 給電制御装置

(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】

(24)【登録日】2022-01-06

(45)【発行日】2022-01-21

(54)【発明の名称】給電制御装置

(51)【国際特許分類】

   H02H 7/20 20060101AFI20220114BHJP

   H02J 1/00 20060101ALI20220114BHJP

   H01H 9/54 20060101ALI20220114BHJP

【ＦＩ】

H02H7/20 D

H02J1/00 309Q

H02J1/00 309W

H01H9/54 B

H01H9/54 G

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2018120097

(22)【出願日】2018-06-25

(65)【公開番号】P2020005344

(43)【公開日】2020-01-09

【審査請求日】2020-09-30

(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】中口 真之介

(72)【発明者】

【氏名】加藤 雅幸

【審査官】早川 卓哉

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１３１０２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２７３７０４４（ＣＮ，Ｙ）

【文献】特開平１０－０４０５６３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｈ７／００

Ｈ０２Ｈ７／１０－７／２０

Ｈ０２Ｈ３／０８－３／２５３

Ｈ０１Ｈ９／５４－９／５６

Ｈ０１Ｈ８５／００－８７／００

Ｂ６０Ｒ１６／０２－１７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

スイッチをオン又はオフに切替えることによって、前記スイッチを介した給電を制御する給電制御装置であって、
前記スイッチをオン又はオフに切替える切替え機と、
前記切替え機に電力が供給されている場合に前記切替え機から出力される出力電流の第１電流経路に配置され、自身を介して流れる電流が第１閾値以上となった場合に溶断される第１溶断部と、
前記第１電流経路とは異なる前記出力電流の第２電流経路に配置され、自身を介して流れる電流が第２閾値以上となった場合に溶断される第２溶断部と
を備え、
前記第２溶断部はダイオードを有し、
前記第１電流経路及び第２電流経路夫々に第１導線及び第２導線が配置され、
前記第１導線のインダクタンス成分は、前記第２導線のインダクタンス成分を超えている
給電制御装置。

【請求項2】

スイッチをオン又はオフに切替えることによって、前記スイッチを介した給電を制御する給電制御装置であって、
前記スイッチをオン又はオフに切替える切替え機と、
前記切替え機に電力が供給されている場合に前記切替え機から出力される出力電流の第１電流経路に配置され、自身を介して流れる電流が第１閾値以上となった場合に溶断される第１溶断部と、
前記第１電流経路とは異なる前記出力電流の第２電流経路に配置され、自身を介して流れる電流が第２閾値以上となった場合に溶断される第２溶断部と
を備え、
前記第２溶断部はダイオードを有し、
前記第１電流経路及び第２電流経路夫々に第１インダクタ及び第２インダクタが配置され、
前記第１インダクタのインダクタンスは、前記第２インダクタのインダクタンスを超えている
給電制御装置。

【請求項3】

前記第２溶断部を介して流れる電流が前記第２閾値以上となった場合、前記ダイオードが溶断される
請求項１又は請求項２に記載の給電制御装置。

【請求項4】

前記出力電流が前記第１電流経路を流れた場合における前記第１溶断部の両端間の電圧は、前記ダイオードに電流が順方向に流れた場合における前記ダイオードの両端間の電圧未満である
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の給電制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は給電制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

車両には、バッテリから負荷への給電を制御する給電制御装置（例えば、特許文献１を参照）が搭載されている。特許文献１に記載の給電制御装置では、バッテリから負荷に給電される給電経路に設けられたスイッチをオン又はオフに切替えることによって、バッテリから負荷への給電を制御する。

【0003】

スイッチをオン又はオフに切替える切替え機は、バッテリの正極に接続されるとともに接地されている。電流はバッテリ及び切替え機の順に流れる。これにより、バッテリから切替え機に電力が供給される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－１３１０２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載されているような従来の給電制御装置では、切替え機は、導体、例えば車両のボディに接続することによって、接地される。バッテリから負荷に電力が供給されている状態で切替え機及び導体との接続が外れた場合、バッテリから切替え機への給電が停止し、切替え機は動作を停止する。これにより、スイッチはオフに切替わり、負荷の動作が突然に停止する可能性がある。

【0006】

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、切替え機への給電が停止する可能性が低い給電制御装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様に係る給電制御装置は、スイッチをオン又はオフに切替えることによって、前記スイッチを介した給電を制御する給電制御装置であって、前記スイッチをオン又はオフに切替える切替え機と、前記切替え機に電力が供給されている場合に前記切替え機から出力される出力電流の第１電流経路に配置され、自身を介して流れる電流が第１閾値以上となった場合に溶断される第１溶断部と、前記第１電流経路とは異なる前記出力電流の第２電流経路に配置され、自身を介して流れる電流が第２閾値以上となった場合に溶断される第２溶断部とを備え、前記第２溶断部はダイオードを有し、前記第１電流経路及び第２電流経路夫々に第１導線及び第２導線が配置され、前記第１導線のインダクタンス成分は、前記第２導線のインダクタンス成分を超えている。
本発明の一態様に係る給電制御装置は、スイッチをオン又はオフに切替えることによって、前記スイッチを介した給電を制御する給電制御装置であって、前記スイッチをオン又はオフに切替える切替え機と、前記切替え機に電力が供給されている場合に前記切替え機から出力される出力電流の第１電流経路に配置され、自身を介して流れる電流が第１閾値以上となった場合に溶断される第１溶断部と、前記第１電流経路とは異なる前記出力電流の第２電流経路に配置され、自身を介して流れる電流が第２閾値以上となった場合に溶断される第２溶断部とを備え、前記第２溶断部はダイオードを有し、前記第１電流経路及び第２電流経路夫々に第１インダクタ及び第２インダクタが配置され、前記第１インダクタのインダクタンスは、前記第２インダクタのインダクタンスを超えている。

【発明の効果】

【0008】

上記の態様によれば、切替え機への給電が停止する可能性が低い。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施形態における電源システムの回路図である。

【図2】切替え機の要部構成を示すブロック図である。

【図3】第１導線が開放された場合における通電の説明図である。

【図4】第２導線が開放された場合における通電の説明図である。

【図5】ダイオードの作用の説明図である。

【図6】過電流保護の説明図である。

【図7】過電流保護の他の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

［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。

【0011】

（１）本発明の一態様に係る給電制御装置は、スイッチをオン又はオフに切替えることによって、前記スイッチを介した給電を制御する給電制御装置であって、前記スイッチをオン又はオフに切替える切替え機と、前記切替え機に電力が供給されている場合に前記切替え機から出力される出力電流の第１電流経路に配置され、自身を介して流れる電流が第１閾値以上となった場合に溶断される第１溶断部と、前記第１電流経路とは異なる前記出力電流の第２電流経路に配置され、自身を介して流れる電流が第２閾値以上となった場合に溶断される第２溶断部とを備え、前記第２溶断部はダイオードを有する。

【0012】

上記の一態様にあっては、第１電流経路を介した通電が停止した場合、出力電流は第２電流経路を流れる。第２電流経路を介した通電が停止した場合、出力電流は第１電流経路を流れる。このため、切替え機への給電が停止する可能性が低い。

【0013】

第１電流経路には、例えば、インダクタンス成分を有する導線が配置される。この場合においては、第１電流経路を介して流れる電流が上昇したとき、導線はサージ電圧を発生させる。切替え機から出力される出力電流が第１電流経路及び第２電流経路を流れるので、電流が導線の一端から第１溶断部、ダイオード及び導線の他端の順に流れる還流経路が形成される。このため、サージ電圧は小さな値以下に抑制される。また、第１溶断部及び第２溶断部夫々が第１電流経路及び第２電流経路に配置されているため、切替え機に過電流が流れることはない。

【0014】

（２）本発明の一態様に係る給電制御装置では、前記第２溶断部を介して流れる電流が前記第２閾値以上となった場合、前記ダイオードが溶断される。

【0015】

上記の一態様にあっては、第２溶断部を介して流れる電流が第２閾値以上となった場合、ダイオードが溶断される。ダイオードが溶断機能を有するので、装置を構成する部品の数が少なく、装置の小型化を実現することが可能である。

【0016】

（３）本発明の一態様に係る給電制御装置では、前記出力電流が前記第１電流経路を流れた場合における前記第１溶断部の両端間の電圧は、前記ダイオードに電流が順方向に流れた場合における前記ダイオードの両端間の電圧未満である。

【0017】

上記の一態様にあっては、第１溶断部の両端間の電圧がダイオードの両端間の電圧未満であるため、基本的に、出力電流は第１電流経路を流れ、切替え機において、出力電流が出力される出力端の電圧は小さい。第１電流経路を介した通電が停止した場合に出力電流は第２電流経路を流れる。

【0018】

（４）本発明の一態様に係る給電制御装置では、前記第１電流経路及び第２電流経路夫々に第１導線及び第２導線が配置され、前記第１導線のインダクタンス成分は、前記第２導線のインダクタンス成分を超えている。

【0019】

上記の一態様にあっては、第１導線のインダクタンス成分が第２導線のインダクタンス成分よりも大きいので、前述した還流経路を介して電流が流れる可能性が高い。このため、サージ電圧を抑制する効果は大きい。

【0020】

［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。

【0021】

図１は、本実施形態における電源システム１の回路図である。電源システム１は、好適に車両に搭載されており、バッテリ１０、給電制御装置１１、負荷１２、導体１３、第１導線Ｗ１及び第２導線Ｗ２を備える。第１導線Ｗ１及び第２導線Ｗ２夫々はインダクタンス成分を有する。第１導線Ｗ１の等価回路は第１インダクタＬ１で表される。第２導線Ｗ２の等価回路は第２インダクタＬ２で表される。第１インダクタＬ１のインダクタンスは、第１導線Ｗ１が有するインダクタンス成分である。第２インダクタＬ２のインダクタンスは、第２導線Ｗ２のインダクタンス成分である。導体１３は、例えば車両のボディである。導体１３への接続は接地に相当する。

【0022】

給電制御装置１１は、メインスイッチ２０、切替え機２１、ヒューズ２２及びダイオード２３を有する。メインスイッチ２０は、Ｎチャネル型のＦＥＴ(Field Effect Transistor)である。

【0023】

バッテリ１０の正極は、メインスイッチ２０のドレインに接続されている。メインスイッチ２０のソースは、負荷１２の一端に接続されている。バッテリ１０の負極と、負荷１２の他端とは、導体１３に接続されている。メインスイッチ２０のドレイン及びゲートには、切替え機２１が各別に接続されている。切替え機２１は、更に、ヒューズ２２の一端に接続されている。

【0024】

ヒューズ２２の他端は、第１導線Ｗ１の第１インダクタＬ１の一端が接続されている。第１インダクタＬ１の他端は導体１３に接続されている。ヒューズ２２の一端には、更に、ダイオード２３のアノードに接続されている。ダイオード２３のカソードは、第２導線Ｗ２の第２インダクタＬ２の一端に接続されている。第２インダクタＬ２の他端は導体１３に接続されている。

【0025】

メインスイッチ２０について、ソースの電位を基準としたゲートの電圧がオン電圧以上である場合、ドレイン及びソースを介して電流が流れることが可能である。このとき、メインスイッチ２０はオンである。メインスイッチ２０について、ソースの電位を基準としたゲートの電圧がオフ電圧未満である場合、ドレイン及びソースを介して電流が流れることはない。このとき、メインスイッチ２０はオフである。オン電圧はオフ電圧を超えている。

【0026】

バッテリ１０は切替え機２１に電力を供給する。バッテリ１０が切替え機２１に電力を供給している場合、電流は、バッテリ１０の正極から切替え機２１に入力される。切替え機２１に入力された電流は、ヒューズ２２の一端及びダイオード２３のアノードが接続される切替え機２１の出力端から出力される。バッテリ１０が切替え機２１に電力を供給している場合に切替え機２１の出力端から出力される出力電流は、ヒューズ２２、第１導線Ｗ１、導体１３及びバッテリ１０の順に流れるか、又は、ダイオード２３、第２導線Ｗ２、導体１３及びバッテリ１０の順に流れる。

【0027】

ヒューズ２２及び第１導線Ｗ１を流れる出力電流の電流経路は、第１電流経路に相当する。ダイオード２３及び第２導線Ｗ２を流れる出力電流の電流経路は、第２電流経路に相当する。従って、第１電流経路には、ヒューズ２２及び第１導線Ｗ１が配置されている。第２電流経路には、ダイオード２３及び第２導線Ｗ２が配置されている。

【0028】

切替え機２１は、バッテリ１０から供給された電力を用いて、作動する。切替え機２１はメインスイッチ２０をオン又はオフに切替える。
切替え機２１は、メインスイッチ２０をオンに切替える場合、出力端の電位を基準としたバッテリ１０の出力電圧を昇圧し、昇圧した電圧をメインスイッチ２０のゲートに出力する。これにより、メインスイッチ２０では、ソースの電位を基準としたゲートの電圧がオン電圧以上となり、メインスイッチ２０はオンに切替わる。切替え機２１は、メインスイッチ２０をオフに切替える場合、昇圧を停止し、メインスイッチ２０のゲートへの電圧の出力を停止する。これにより、メインスイッチ２０では、ソースの電位を基準としたメインスイッチ２０のゲートの電圧はオフ電圧未満となり、メインスイッチ２０はオフに切替わる。

【0029】

切替え機２１がメインスイッチ２０をオンに切替えた場合、バッテリ１０は、メインスイッチ２０を介して負荷１２に電力を供給する。負荷１２は、車両に搭載された電気機器である。バッテリ１０から負荷１２に電力が供給されている間、負荷１２は作動する。切替え機２１がメインスイッチ２０をオフに切替えた場合、バッテリ１０から負荷１２への給電が停止する。バッテリ１０から負荷１２への給電が停止した場合、負荷１２は動作を停止する。

【0030】

以上のように、給電制御装置１１では、切替え機２１がメインスイッチ２０をオン又はオフに切替えることによって、メインスイッチ２０を介した給電を制御する。バッテリ１０が切替え機２１に電力を供給している場合、切替え機２１の出力端から出力電流が出力し続ける。

【0031】

ヒューズ２２に流れる電流が第１閾値以上となった場合、ヒューズ２２は溶断される。ヒューズ２２は第１溶断部として機能する。
ダイオード２３において、アノード及びカソードの順に流れる電流が第２閾値以上となった場合、ダイオード２３は溶断される。ダイオード２３は第２溶断部として機能する。

【0032】

図２は切替え機２１の要部構成を示すブロック図である。切替え機２１は、レギュレータ３０、駆動部３１及びマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）３２を有する。レギュレータ３０及び駆動部３１は、メインスイッチ２０のドレインに接続されている。レギュレータ３０は、更に、マイコン３２に接続されている。マイコン３２は、更に、駆動部３１に接続されている。駆動部３１は、更に、メインスイッチ２０のゲートに接続されている。レギュレータ３０、駆動部３１及びマイコン３２は、更に、ヒューズ２２の一端に接続されている。レギュレータ３０、駆動部３１及びマイコン３２間の接続ノードの電位は、切替え機２１の出力端の電位に相当する。

【0033】

バッテリ１０はレギュレータ３０に電力を供給する。バッテリ１０がレギュレータ３０に電力を供給している場合、電流は、バッテリ１０の正極からレギュレータ３０及び切替え機２１の出力端の順に流れる。バッテリ１０からレギュレータ３０に電力が供給されている場合、レギュレータ３０は作動している。バッテリ１０からレギュレータ３０への給電が停止した場合、レギュレータ３０は動作を停止する。

【0034】

レギュレータ３０は、切替え機２１の出力端の電位を基準としたバッテリ１０の出力電圧が目標電圧を超えている場合、切替え機２１の出力端の電位を基準としたバッテリ１０の出力電圧を目標電圧に降圧し、降圧した電圧（目標電圧）をマイコン３２に出力する。目標電圧は、一定であり、予め設定されている。レギュレータ３０は、切替え機２１の出力端の電位を基準としたバッテリ１０の出力電圧が目標電圧以下である場合、バッテリ１０の出力電圧をそのままマイコン３２に出力する。

【0035】

レギュレータ３０がマイコン３２に電圧を出力している場合、マイコン３２に電力が供給される。バッテリ１０がレギュレータ３０を介してマイコン３２に電力を供給している場合、電流は、バッテリ１０の正極からレギュレータ３０、マイコン３２及び切替え機２１の出力端の順に流れる。レギュレータ３０からマイコン３２に出力されている電圧が一定電圧以上である場合、マイコン３２は作動する。レギュレータ３０からマイコン３２に出力されている電圧が一定電圧未満である場合、マイコン３２は動作を停止する。

【0036】

バッテリ１０は駆動部３１にも電力を供給する。バッテリ１０が駆動部３１に電力を供給している場合、電流は、バッテリ１０の正極から駆動部３１及び切替え機２１の出力端の順に流れる。レギュレータ３０、駆動部３１及びマイコン３２から出力された電流は、切替え機２１の出力端を介して流れる。

【0037】

マイコン３２は、ハイレベル電圧及びローレベル電圧を駆動部３１に出力する。マイコン３２が駆動部３１にハイレベル電圧を出力している場合、駆動部３１は、切替え機２１の出力端の電位を基準としたバッテリ１０の出力電圧を昇圧し、昇圧した電圧をメインスイッチ２０のゲートに出力する。駆動部３１が、昇圧した電圧をメインスイッチ２０のゲートに出力している場合、メインスイッチ２０では、ソースの電位を基準としたゲートの電圧はオン電圧以上であり、メインスイッチ２０はオンである。

【0038】

マイコン３２が駆動部３１にローレベル電圧を出力している場合、駆動部３１は、昇圧を停止し、電圧をメインスイッチ２０のゲートに出力することはない。駆動部３１が電圧をメインスイッチ２０のゲートに出力していない場合、メインスイッチ２０では、ソースの電位を基準としたゲートの電圧がオフ電圧未満であり、メインスイッチ２０はオフである。

【0039】

マイコン３２が、駆動部３１に出力している電圧をローレベル電圧からハイレベル電圧に切替えた場合、駆動部３１はメインスイッチ２０をオフからオンに切替える。マイコン３２が、駆動部３１に出力している電圧をハイレベル電圧からローレベル電圧に切替えた場合、駆動部３１はメインスイッチ２０をオンからオフに切替える。

【0040】

駆動部３１は、一又は複数のサブスイッチ４０を有する。一又は複数のサブスイッチ４０夫々について、駆動部３１が動作している間、オンからオフへの切替えと、オフからオンへの切替えとが繰り返し行われる。一又は複数のサブスイッチ４０において切替えが行われた場合、切替え機２１の出力端から出力される出力電流は変動する。

【0041】

ヒューズ２２が配置された第１電流経路を出力電流が流れた場合におけるヒューズ２２の両端間の電圧の最大値は、ダイオード２３において、アノード及びカソードの順に電流が流れた場合におけるダイオード２３の両端間の電圧（以下、順方向電圧という）の最小値未満である。即ち、ヒューズ２２の抵抗値は十分に小さい。このため、基本的に、切替え機２１の出力端から出力された出力電流は第１電流経路を流れ、導体１３の電位を基準とした切替え機２１の出力端の電圧は小さい。後述するように、第１電流経路を介した通電が停止した場合に出力電流は、ダイオード２３が配置された第２電流経路を流れる。

【0042】

第１電流経路を流れる電流が上昇した場合、第１導線Ｗ１の第１インダクタＬ１は、サージ電圧を発生させる。このとき、第１導線Ｗ１は、導体１３側の一端の電位を基準としたヒューズ２２側の電圧を上昇させる。これにより、導体１３の電位を基準とした切替え機２１の出力端の電圧が上昇する。バッテリ１０の負極が導体１３に接続されている。従って、導体１３の電位を基準とした切替え機２１の出力端の電圧が上昇した場合、バッテリ１０がマイコン３２に印加することが可能な最大の電圧が、バッテリ１０の出力電圧からサージ電圧を減算することによって算出される電圧に低下する。

【0043】

バッテリ１０の出力電圧は、バッテリ１０から出力されている電流の大きさに応じて変動する。バッテリ１０の出力電圧が低い場合において、導体１３の電位を基準とした切替え機２１の出力端の電圧が大きく上昇したとき、バッテリ１０がマイコン３２に印加することが可能な最大の電圧が、前述した一定電圧未満となる。この場合、マイコン３２は動作を停止する。

【0044】

マイコン３２が動作を停止した場合、駆動部３１が動作を停止し、メインスイッチ２０がオフに切替わる。これにより、バッテリ１０から負荷１２への給電が停止し、負荷１２が突然に動作を停止する。マイコン３２が不意に動作を停止することを防止するためには、導体１３の電位を基準とした切替え機２１の出力端の電圧の上昇、即ち、サージ電圧を抑制する必要がある。

【0045】

第１電流経路を流れる電流が低下した場合も、第１導線Ｗ１の第１インダクタＬ１は、サージ電圧を発生させる。このとき、第１導線Ｗ１は、導体１３側の一端の電位を基準としたヒューズ２２側の電圧を低下させる。これにより、導体１３の電位を基準とした切替え機２１の出力端の電圧が低下する。導体１３の電位を基準とした切替え機２１の出力端の電圧が低下した場合、バッテリ１０がマイコン３２に印加することが可能な最大の電圧が、バッテリ１０の出力電圧にサージ電圧を加算することによって算出される電圧に上昇する。このため、第１電流経路を流れる電流が低下した場合において、マイコン３２が動作を停止することはない。

【0046】

以下では、ヒューズ２２が配置される第１電流経路と、ダイオード２３が配置される第２電流経路とを設けることによって得られる効果を述べる。

【0047】

図３は、第１導線Ｗ１が開放された場合における通電の説明図である。例えば、第１導線Ｗ１と導体１３との接続が外れた場合、図３に示すように、第１導線Ｗ１の導体１３側の一端が開放される。第１導線Ｗ１の導体１３側の一端が開放された場合、第１電流経路を介した通電が停止する。この場合、切替え機２１の出力端から出力した出力電流は、ダイオード２３が配置された第２電流経路を流れる。このため、バッテリ１０から切替え機２１、即ち、レギュレータ３０、駆動部３１及びマイコン３２への給電は継続される。

【0048】

第１導線Ｗ１の導体１３側の一端の開放以外の原因によって第１電流経路を介した通電が停止した場合も、切替え機２１の出力端から出力した出力電流は第２電流経路を流れる。結果、バッテリ１０から切替え機２１への給電は継続される。

【0049】

図４は、第２導線Ｗ２が開放された場合における通電の説明図である。例えば、第２導線Ｗ２と導体１３との接続が外れた場合、図４に示すように、第２導線Ｗ２の導体１３側の一端が開放される。第２導線Ｗ２の導体１３側の一端が開放された場合、第２電流経路を介した通電が停止する。この場合、切替え機２１の出力端から出力した電流は、ヒューズ２２が配置された第１電流経路を流れ続ける。このため、バッテリ１０から切替え機２１への給電は継続される。

【0050】

第２導線Ｗ２の導体１３側の一端の開放以外の原因によって第２電流経路を介した通電が停止した場合も、切替え機２１の出力端から出力した出力電流は第１電流経路を流れ続ける。結果、バッテリ１０から切替え機２１への給電は継続される。

【0051】

以上のように、第１電流経路を介した通電が停止した場合、出力電流は第２電流経路を流れる。第２電流経路を介した通電が停止した場合、出力電流は第１電流経路を流れ続ける。このため、切替え機２１への給電が停止する可能性は低い。

【0052】

図５はダイオード２３の作用の説明図である。前述したように、駆動部３１が有する一又は複数のサブスイッチ４０において切替えが行われた場合、切替え機２１の出力端から出力される出力電流は変動する。出力電流が上昇した場合、第１導線Ｗ１の第１インダクタＬ１はサージ電圧を発生させ、第１導線Ｗ１は、導体１３側の一端の電位を基準としたヒューズ２２側の一端の電圧を上昇させる。結果、導体１３の電位を基準とした切替え機２１の出力端の電圧が上昇する。

【0053】

サージ電圧は、第１インダクタＬ１のインダクタンスが大きい程、高い。第１インダクタＬ１のインダクタンスは、車両内で配置されている状態の第１導線Ｗ１の形状に依存する。第１インダクタＬ１のインダクタンスは、第１導線Ｗ１が曲げられているか否かに応じて変動する。また、第１導線Ｗ１が曲げられている場合においては、第１インダクタＬ１のインダクタンスは、曲げられている部分の曲率に応じて変動する。車両が走行している場合、車両内で配置されている状態の第１導線Ｗ１の形状が変動するので、第１インダクタＬ１のインダクタンスも変動する。

【0054】

電源システム１では、図５に示すように、電流が、第１導線Ｗ１の一端から、ヒューズ２２、ダイオード２３、第２導線Ｗ２、導体１３及び第１導線Ｗ１の他端の順に流れる電流経路（以下、還流経路という）が形成されている。導体１３の電位を基準とした切替え機２１の出力端の電圧がダイオード２３の順方向電圧以上となった場合、電流が還流経路を流れる。これにより、導体１３の電位を基準とした切替え機２１の出力端の電圧はダイオード２３の順方向電圧、例えば、０．７Ｖに維持される。

【0055】

従って、第１導線Ｗ１の第１インダクタＬ１がサージ電圧を発生した場合であっても、ダイオード２３は、導体１３の電位を基準とした切替え機２１の出力端の電圧をダイオード２３の順方向電圧以下に維持する。結果、サージ電圧はダイオード２３の順方向電圧以下に抑制される。

【0056】

電源システム１では、第１インダクタＬ１のインダクタンスは、第２インダクタＬ２のインダクタンスを超えている。即ち、第１導線Ｗ１のインダクタンス成分は、第２導線Ｗ２のインダクタンス成分を超えている。この場合、導体１３の電位を基準とした切替え機２１の出力端の電圧がダイオード２３の順方向電圧以上となる可能性、即ち、電流が還流経路を流れる可能性が高い。このため、第１導線Ｗ１のインダクタンス成分は、第２導線Ｗ２のインダクタンス成分を超えている電源システム１では、サージ電圧を抑制する効果は大きい。

【0057】

第１インダクタＬ１のインダクタンスは、第１導線Ｗ１が細い程、大きく、第１導線Ｗ１が長い程、大きい。同様に、第２インダクタＬ２のインダクタンスは、第２導線Ｗ２が細い程、大きく、第２導線Ｗ２が長い程、大きい。

【0058】

図６は、過電流保護の説明図である。切替え機２１の出力端から出力した出力電流が、ヒューズ２２が配置された第１電流経路を流れている場合において、ヒューズ２２を流れる電流、即ち、出力電流が第１閾値以上となったとき、ヒューズ２２は溶断される。これにより、第１電流経路を介して、第１閾値を超える電流が流れることはない。

【0059】

図７は、過電流保護の他の説明図である。前述したように、第１電流経路を介した通電が停止した場合、切替え機２１の出力端から出力した出力電流は、ダイオード２３が配置された第２電流経路を流れる。例えば、図７に示すように、ヒューズ２２が溶断された場合、又は、図３に示すように、第１導線Ｗ１の導体１３側の一端が開放された場合、第１電流経路を介した通電が停止する。

【0060】

出力電流が第２電流経路を流れている場合において、ダイオード２３を流れる電流、即ち、出力電流が第２閾値以上となったとき、ダイオード２３は溶断される。これにより、第２閾値を超える電流が第２電流経路を流れることはない。

【0061】

以上のように、第１電流経路にヒューズ２２が配置されているため、第１閾値を超える電流が第１電流経路を流れることはない。また、第２電流経路にダイオード２３が配置されているため、第２閾値を超える電流が第２電流経路を流れることはない。従って、切替え機２１を流れる電流が、第１閾値及び第２閾値中の高い閾値を超えることはない。結果、切替え機２１は過電流から保護される。第１閾値及び第２閾値は、同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。

【0062】

切替え機２１を過電流から保護する構成として、ヒューズ２２及びダイオード２３の代わりに、自身を流れる電流が所定値以上となった場合に溶断される溶断素子を用いる構成が考えられる。この構成では、切替え機２１の出力端に溶断素子の一端が接続され、溶断素子の他端に第１導線Ｗ１及び第２導線Ｗ２の一端が接続される。この場合、出力電流が所定値以上となった場合、溶断素子が溶断される。結果、切替え機２１に過電流が流れることはない。

【0063】

しかしながら、切替え機２１から出力される出力電流の上昇とは異なる原因、例えば、車両の振動によって、溶断素子が破壊された場合、切替え機２１への給電が停止する。

【0064】

電源システム１では、切替え機２１から出力される出力電流の上昇とは異なる原因でヒューズ２２が破壊された場合、出力電流は第２電流経路を流れる。切替え機２１から出力される出力電流の上昇とは異なる原因でダイオード２３が破壊された場合、出力電流は第１電流経路を流れる。このため、切替え機２１から出力される出力電流の上昇とは異なる原因で切替え機２１への給電が停止する可能性も低い。

【0065】

給電制御装置１１では、ダイオード２３が溶断機能を有している。このため、ダイオード２３に加えて、第２電流経路に、自身を流れる電流が所定値以上となった場合に溶断される溶断素子、例えば、ヒューズを配置する必要はない。このため、給電制御装置１１を構成する部品の数は少なく、給電制御装置１１の小型化を実現することができる。

【0066】

なお、第１インダクタＬ１のインダクタンスは、第２インダクタＬ２のインダクタンス以下であってもよい。また、自身を介して流れる電流が第２閾値以上となった場合に溶断される第２溶断部として、ダイオード２３の代わりに、溶断機能を有しないダイオードと、溶断素子との直列回路を用いてもよい。更に、自身を介して流れる電流が第１閾値以上となった場合に溶断される抵抗素子又は導線等の溶断素子をヒューズ２２の代わりに用いてもよい。また、メインスイッチ２０は、Ｎチャネル型のＦＥＴに限定されず、Ｐチャネル型のＦＥＴ、バイポーラトランジスタ又はリレー接点等であってもよい。

【0067】

以上のような場合であっても、切替え機２１への給電が停止する可能性は低く、サージ電圧はダイオード２３の順方向電圧以下に抑制され、切替え機２１に過電流が流れることはない。

【0068】

開示された本実施形態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】

【0069】

１ 電源システム
１０ バッテリ
１１ 給電制御装置
１２ 負荷
１３ 導体
２０ メインスイッチ
２１ 切替え機
２２ ヒューズ（第１溶断部）
２３ ダイオード（第２溶断部）
３０ レギュレータ
３１ 駆動部
３２ マイコン
４０ サブスイッチ
Ｌ１ 第１インダクタ
Ｌ２ 第２インダクタ
Ｗ１ 第１導線
Ｗ２ 第２導線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】