特許 7118531 電源装置

(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】2022-08-05

(45)【発行日】2022-08-16

(54)【発明の名称】電源装置

(51)【国際特許分類】

   G01R 19/00 20060101AFI20220808BHJP

   H02H 3/093 20060101ALI20220808BHJP

   H02H 6/00 20060101ALI20220808BHJP

【ＦＩ】

G01R19/00 M

G01R19/00 B

H02H3/093 D

H02H6/00 150

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2018085610

(22)【出願日】2018-04-26

(65)【公開番号】P2019191057

(43)【公開日】2019-10-31

【審査請求日】2021-03-18

(73)【特許権者】

【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】特許業務法人虎ノ門知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】森本 充晃

(72)【発明者】

【氏名】大石 英一郎

【審査官】島田 保

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－２５３６８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２６３７７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１２４６８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０２４８２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１８１３５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－００７０３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１４２１４６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ １９／００－１９／３２

Ｇ０１Ｒ ３１／３６－３１／３９６

Ｈ０２Ｈ ３／０９３

Ｈ０２Ｈ ６／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電力を負荷部に供給する第１及び第２電力供給部と、
前記第１電力供給部から電力が供給され電流が正方向に通電可能であり且つ前記第２電力供給部から電力が供給され電流が前記正方向とは反対方向である負方向に通電可能である双方向回路に流れる通電電流を通電又は遮断するスイッチと、
前記通電電流に応じた検出電圧を出力する電流センサと、
前記電流センサから出力された前記検出電圧に基づいて前記通電電流を求め前記スイッチを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記双方向回路に電流が流れない非通電状態の場合に出力される前記検出電圧である基準電圧と、前記双方向回路に電流が流れる通電状態の場合に出力される前記検出電圧との差の絶対値に基づいて求めた前記通電電流に応じて前記スイッチを制御するものであり、
前記通電電流が前記正方向に流れる場合、前記通電電流に応じて定まる前記双方向回路の熱量と予め定められた正方向遮断閾値とに基づいて前記スイッチをオフし、
前記通電電流が前記負方向に流れる場合、前記通電電流に応じて定まる前記双方向回路の熱量と予め定められた負方向遮断閾値とに基づいて前記スイッチをオフし、
前記正方向遮断閾値及び前記負方向遮断閾値は、前記双方向回路の状態に応じて熱抵抗及び熱容量が前記正方向と前記負方向とで異なる場合、それぞれ前記熱抵抗及び前記熱容量に応じた異なる値であることを特徴とする電源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電流検出装置及び電源装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電源装置として、例えば、特許文献１には、電線及び半導体スイッチを含んで構成される負荷回路を保護する負荷回路の保護装置が開示されている。負荷回路の保護装置は、負荷電流に応じた温度演算式により求めた負荷回路の温度に基づいて半導体スイッチをオフする。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１０－１１９２６１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に記載の負荷回路の保護装置は、例えば、負荷電流が正方向及び負方向に流れる双方向回路に適用された場合、負方向に流れる電流を適正に検出できないおそれがある。

【0005】

そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、双方向に流れる電流を適正に検出することができる電流検出装置及び電源装置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】

【0008】

本発明に係る電源装置は、電力を負荷部に供給する第１及び第２電力供給部と、前記第１電力供給部から電力が供給され電流が正方向に通電可能であり且つ前記第２電力供給部から電力が供給され電流が前記正方向とは反対方向である負方向に通電可能である双方向回路に流れる通電電流を通電又は遮断するスイッチと、前記通電電流に応じた検出電圧を出力する電流センサと、前記電流センサから出力された前記検出電圧に基づいて前記通電電流を求め前記スイッチを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記双方向回路に電流が流れない非通電状態の場合に出力される前記検出電圧である基準電圧と、前記双方向回路に電流が流れる通電状態の場合に出力される前記検出電圧との差の絶対値に基づいて求めた前記通電電流に応じて前記スイッチを制御するものであり、前記通電電流が前記正方向に流れる場合、前記通電電流に応じて定まる前記双方向回路の熱量と予め定められた正方向遮断閾値とに基づいて前記スイッチをオフし、前記通電電流が前記負方向に流れる場合、前記通電電流に応じて定まる前記双方向回路の熱量と予め定められた負方向遮断閾値とに基づいて前記スイッチをオフし、前記正方向遮断閾値及び前記負方向遮断閾値は、前記双方向回路の状態に応じて熱抵抗及び熱容量が前記正方向と前記負方向とで異なる場合、それぞれ前記熱抵抗及び前記熱容量に応じた異なる値である。

【発明の効果】

【0011】

本発明に係る電流検出装置及び電源装置は、基準電圧と検出電圧との差の絶対値に基づいて通電電流を求めるので、双方向に流れる電流を適正に検出することができる。本発明に係る電源装置は、第１電流センサから出力された第１検出電圧に基づいて正方向に流れる電流を求め、第２電流センサから出力された第２検出電圧に基づいて負方向に流れる電流を求めるので、双方向に流れる電流を適正に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、第１実施形態に係る電源装置の構成例を示すブロック図である。

【図2】図２は、第１実施形態に係る通電電流と電流センサの出力との関係を示す図である。

【図3】図３は、第１実施形態に係る制御部の動作例を示すフローチャートである。

【図4】図４は、第１実施形態の変形例に係る制御部の動作例を示すフローチャートである。

【図5】図５は、第２実施形態に係る電源装置の構成例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

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。さらに、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。

【0014】

〔第１実施形態〕
第１実施形態に係る電流検出装置３０及び電源装置１について説明する。電源装置１は、バッテリからモータ等の負荷部に電力を供給するものである。電流検出装置３０は、電源装置１に設けられ、バッテリからモータ等の負荷部に流れる電流を検出するものである。電源装置１は、第１電力供給部としての第１バッテリ１０Ａと、第２電力供給部としての第２バッテリ１０Ｂと、スイッチとしてのＦＥＴＱ１（Ｆｉｅｌｄ-Ｅｆｆｅｃｔ ＴｒａｎｓｉＳｏｒ）と、スイッチとしてのＦＥＴＱ２と、第１駆動部２０Ａと、第２駆動部２０Ｂと、電流検出装置３０とを備えている。電源装置１は、第１バッテリ１０Ａ及び第２バッテリ１０Ｂを備えた所謂ツーバッテリの装置である。電源装置１は、それぞれが並列に接続された第１負荷部２Ａ及び第２負荷部２Ｂに電力を供給する。

【0015】

第１バッテリ１０Ａは、第１負荷部２Ａに並列接続され、第１及び第２負荷部２Ａ、２Ｂに電力を供給する。第２バッテリ１０Ｂは、第２負荷部２Ｂに並列接続され、第１及び第２負荷部２Ａ、２Ｂに電力を供給する。ここで、第１バッテリ１０Ａ側から第２負荷部２Ｂ側に流れる電流を正方向Ｐ１の電流と称する。また、第２バッテリ１０Ｂ側から第１負荷部２Ａ側に流れる電流を負方向Ｐ２の電流と称する。正方向Ｐ１と負方向Ｐ２とは、それぞれ反対方向である。つまり、正方向Ｐ１は、電流がＦＥＴＱ１、Ｑ２を一方側から流れる方向であり、負方向Ｐ２は、電流がＦＥＴＱ１、Ｑ２を他方側から流れる方向である。電源装置１は、電流が正方向Ｐ１及び負方向Ｐ２に通電可能な双方向回路Ｅを形成している。なお、以下の説明では、双方向回路Ｅに流れる電流を通電電流Ｉとも称する。

【0016】

ＦＥＴＱ１は、電流を通電又は遮断するものである。ＦＥＴＱ１は、例えば、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ-Ｏｘｉｄｅ-Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ-Ｅｆｆｅｃｔ ＴｒａｎｓｉＳｏｒ）であるが、これに限定されない。ＦＥＴＱ１は、第１バッテリ１０Ａと第２負荷部２Ｂとの間に設けられ、第１バッテリ１０Ａから第２負荷部２Ｂに流れる電流を通電又は遮断する。ＦＥＴＱ１は、入力端子としてのドレイン端子と、出力端子としてのソース端子と、制御端子としてのゲート端子とを含んで構成される。ドレイン端子は、第１バッテリ１０Ａの正極側に接続される。ソース端子は、ＦＥＴＱ２のソース端子に接続される。ゲート端子は、第１駆動部２０Ａの接続端子に接続される。ゲート端子は、第１駆動部２０Ａにより印加される電圧に基づいてドレイン端子からソース端子に流れる電流を通電又は遮断する。ＦＥＴＱ１は、ゲート端子をＯＮすることによりドレイン端子とソース端子との間で流れる電流を通電する。また、ＦＥＴＱ１は、ゲート端子をＯＦＦすることによりドレイン端子からソース端子に流れる電流を遮断する。

【0017】

ＦＥＴＱ２は、電流を通電又は遮断するものである。ＦＥＴＱ２は、例えば、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴであるが、これに限定されない。ＦＥＴＱ２は、第２バッテリ１０Ｂと第１負荷部２Ａとの間に設けられ、第２バッテリ１０Ｂから第１負荷部２Ａに流れる電流を通電又は遮断する。ＦＥＴＱ２は、入力端子としてのドレイン端子と、出力端子としてのソース端子と、制御端子としてのゲート端子とを含んで構成される。ドレイン端子は、第２バッテリ１０Ｂの正極側に接続される。ソース端子は、ＦＥＴＱ１のソース端子に接続される。ゲート端子は、第２駆動部２０Ｂの接続端子に接続される。ゲート端子は、第２駆動部２０Ｂにより印加される電圧に基づいてドレイン端子からソース端子に流れる電流を通電又は遮断する。ＦＥＴＱ２は、ゲート端子をＯＮすることによりドレイン端子とソース端子との間で流れる電流を通電する。また、ＦＥＴＱ２は、ゲート端子をＯＦＦすることによりドレイン端子からソース端子に流れる電流を遮断する。

【0018】

第１駆動部２０Ａは、ＦＥＴＱ１を駆動する回路である。第１駆動部２０Ａは、制御部３２及びＦＥＴＱ１のゲート端子に接続され、制御部３２から出力される駆動信号に基づいてＦＥＴＱ１をオン又はオフする。

【0019】

第２駆動部２０Ｂは、ＦＥＴＱ２を駆動する回路である。第２駆動部２０Ｂは、制御部３２及びＦＥＴＱ２のゲート端子に接続され、制御部３２から出力される駆動信号に基づいてＦＥＴＱ１をオン又はオフする。

【0020】

電流検出装置３０は、電流を検出するものである。電流検出装置３０は、電流センサ３１と、制御部３２とを含んで構成される。電流センサ３１は、電流を検出するものである。電流センサ３１は、例えば、ホール式の電流センサを用いることができるが、これに限定されない。電流センサ３１は、ＦＥＴＱ１のソース端子とＦＥＴＱ２のソース端子との間に設けられている。電流センサ３１は、双方向回路Ｅに流れる通電電流Ｉに応じた検出電圧Ｖ１を出力する（図２参照）。電流センサ３１は、双方向回路Ｅに電流が流れない非通電状態の場合に出力する検出電圧Ｖ１を基準電圧Ｖthとした場合、基準電圧Ｖthよりも大きい又は基準電圧Ｖthよりも小さい検出電圧Ｖ１を出力する。つまり、電流センサ３１は、通電電流Ｉが０Ａの場合に出力する検出電圧Ｖ１を基準電圧Ｖthとした場合、当該基準電圧Ｖthよりも大きい検出電圧Ｖ１又は基準電圧Ｖthよりも小さい検出電圧Ｖ１を出力する。電流センサ３１は、例えば、通電電流Ｉが正方向Ｐ１に流れる場合、基準電圧Ｖthよりも大きい検出電圧Ｖ１を出力し、通電電流Ｉが負方向Ｐ２に流れる場合、基準電圧Ｖthよりも小さい検出電圧Ｖ１を出力する。

【0021】

第１実施形態では、例えば、電流センサ３１のフルスケールが±１００Ａであり、制御部３２のＡ／Ｄ変換部３２ａの入力値が０Ｖ～５Ｖである場合を想定する。この場合、電流センサ３１は、例えば、図２に示すように、０Ａの場合に出力される検出電圧Ｖ１として２．５Ｖを出力し、１００Ａの場合に出力される検出電圧Ｖ１として５Ｖを出力し、－１００Ａの場合に出力される検出電圧Ｖ１として０Ｖを出力する。この場合、通電電流Ｉが０Ａの場合に出力される検出電圧Ｖ１、すなわち基準電圧Ｖthは、２．５Ｖとなる。

【0022】

制御部３２は、第１及び第２駆動部２０Ａ、２０Ｂを介してＦＥＴＱ１、Ｑ２を制御するものである。制御部３２は、ＣＰＵ、記憶部を構成するＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路を含んで構成される。また、制御部３２は、Ａ／Ｄ変換部３２ａを含んで構成される。

【0023】

Ａ／Ｄ変換部３２ａは、電流センサ３１に接続され、当該電流センサ３１からアナログ信号の検出電圧Ｖ１が出力される。Ａ／Ｄ変換部３２ａは、アナログ信号の検出電圧Ｖ１をＡ／Ｄ変換したデジタル信号の検出電圧Ｖ１を制御部３２に出力する。制御部３２は、出力されたデジタル信号の検出電圧Ｖ１に基づいて双方向回路Ｅに流れる通電電流Ｉを求める。制御部３２は、例えば、基準電圧Ｖthと検出電圧Ｖ１との差の絶対値に基づいて通電電流Ｉを求める。制御部３２は、例えば、通電電流Ｉが正方向Ｐ１に流れる場合、検出電圧Ｖ１から基準電圧Ｖthを減算した電圧に基づいて通電電流Ｉを求める。制御部３２は、例えば、検出電圧Ｖ１が５Ｖの場合、当該検出電圧Ｖ１（５Ｖ）が基準電圧Ｖth（２．５Ｖ）よりも大きいので通電電流Ｉが正方向Ｐ１であると判定する。そして、制御部３２は、検出電圧Ｖ１（５Ｖ）から基準電圧Ｖth（２．５Ｖ）を減算した２．５Ｖに基づいて通電電流Ｉ（１００Ａ）を求める。

【0024】

制御部３２は、通電電流Ｉが負方向Ｐ２に流れる場合、基準電圧Ｖthから検出電圧Ｖ１を減算した電圧に基づいて通電電流Ｉを求める。制御部３２は、例えば、検出電圧Ｖ１が０Ｖの場合、検出電圧Ｖ１（０Ｖ）が基準電圧Ｖth（２．５Ｖ）よりも小さいので通電電流Ｉが負方向Ｐ２であると判定する。そして、制御部３２は、基準電圧Ｖth（２．５Ｖ）から検出電圧Ｖ１（０Ｖ）を減算した２．５Ｖに基づいて通電電流Ｉ（１００Ａ）を求める。これにより、制御部３２は、通電電流Ｉが負方向Ｐ２の場合でも、正方向Ｐ１と同様に通電電流Ｉを適正に求めることができる。

【0025】

制御部３２は、求めた通電電流Ｉに基づいて双方向回路Ｅの熱量計算を行う。制御部３２は、例えば、以下の式（１）に基づいて双方向回路Ｅの熱量計算を行う。式（１）において、Ｔ１は周囲温度、「Ｉ」は通電電流、「Ｒon」は双方向回路Ｅの電線の単位長さ当たりの電気抵抗、「Ｒth」は電線の単位長さ当たりの熱抵抗、「Ｃth」は電線の単位長さ当たりの熱容量、「ｔ」は経過時間である。

【0026】

Ｔ２＝Ｔ１＋Ｉ²×Ｒon×Ｒth｛１－exp（－ｔ／Ｃth・Ｒth）｝ ・・・（１）

【0027】

制御部３２は、式（１）により求めた双方向回路Ｅの熱量及び予め定められた遮断閾値に基づいてＦＥＴＱ１、Ｑ２をオフにする。制御部３２は、例えば、双方向回路Ｅの熱量と遮断閾値とを比較し、双方向回路Ｅの熱量が遮断閾値以上の場合、ＦＥＴＱ１、Ｑ２をオフにして双方向回路Ｅを遮断する。制御部３２は、双方向回路Ｅの熱量が遮断閾値未満の場合、ＦＥＴＱ１、Ｑ２のオンを継続し双方向回路Ｅを遮断しない。

【0028】

次に、図３を参照して、制御部３２の動作例について説明する。制御部３２は、電流センサ３１から出力された検出電圧Ｖ１を取得する（ステップＳ１）。次に、制御部３２は、通電電流Ｉが正方向Ｐ１であるか否かを判定する（ステップＳ２）。制御部３２は、検出電圧Ｖ１と基準電圧Ｖthとを比較し、比較結果に基づいて通電電流Ｉが正方向Ｐ１であるか否かを判定する。制御部３２は、検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖthよりも大きい場合、通電電流Ｉが正方向Ｐ１であると判定し（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、正方向Ｐ１における熱量計算用の電流値（通電電流Ｉ）を求める（ステップＳ３）。制御部３２は、例えば、検出電圧Ｖ１から基準電圧Ｖthを減算した電圧に基づいて通電電流Ｉを求める。制御部３２は、検出電圧Ｖ１が５Ｖの場合、検出電圧Ｖ１（５Ｖ）から基準電圧Ｖth（２．５Ｖ）を減算した２．５Ｖに基づいて通電電流Ｉ（１００Ａ）を求める。一方、制御部３２は、検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖthよりも小さい場合、通電電流Ｉが負方向Ｐ２であると判定し（ステップＳ２；Ｎｏ）、負方向Ｐ２における熱量計算用の電流値（通電電流Ｉ）を求める（ステップＳ４）。制御部３２は、例えば、基準電圧Ｖthから検出電圧Ｖ１を減算した電圧に基づいて通電電流Ｉを求める。制御部３２は、検出電圧Ｖ１が０Ｖの場合、基準電圧Ｖth（２．５Ｖ）から検出電圧Ｖ１（０Ｖ）からを減算した２．５Ｖに基づいて通電電流Ｉ（１００Ａ）を求める。

【0029】

次に、制御部３２は、求めた通電電流Ｉに基づいて双方向回路Ｅの熱量を計算する（ステップＳ５）。制御部３２は、例えば、上述の式（１）に通電電流Ｉの値を代入して双方向回路Ｅの熱量を計算する。制御部３２は、計算した双方向回路Ｅの熱量に基づいて双方向回路Ｅを遮断するか否かを判定する（ステップＳ６）。制御部３２は、例えば、双方向回路Ｅの熱量と遮断閾値とを比較し、双方向回路Ｅの熱量が遮断閾値以上の場合（ステップＳ６；Ｙｅｓ）、ＦＥＴＱ１、Ｑ２をオフにして双方向回路Ｅを遮断し（ステップＳ７）、処理を終了する。また、制御部３２は、双方向回路Ｅの熱量が遮断閾値未満の場合（ステップＳ６；Ｎｏ）、ＦＥＴＱ１、Ｑ２のオンを継続し双方向回路Ｅを遮断しないで処理を終了する。

【0030】

以上のように、第１実施形態に係る電流検出装置３０は、電流センサ３１と、制御部３２とを備える。電流センサ３１は、電流が正方向Ｐ１及び正方向Ｐ１とは反対方向である負方向Ｐ２に通電可能な双方向回路Ｅに流れる通電電流Ｉに応じた検出電圧Ｖ１を出力する。制御部３２は、電流センサ３１から出力された検出電圧Ｖ１に基づいて通電電流Ｉを求める。制御部３２は、例えば、双方向回路Ｅに電流が流れない非通電状態の場合に出力される検出電圧Ｖ１である基準電圧Ｖthと、双方向回路Ｅに電流が流れる通電状態の場合に出力される検出電圧Ｖ１との差の絶対値に基づいて通電電流Ｉを求める。

【0031】

この構成により、電流検出装置３０は、基準電圧Ｖthと検出電圧Ｖ１との差の絶対値に基づいて通電電流Ｉを検出するので、正方向Ｐ１に流れる通電電流Ｉ及び負方向Ｐ２に流れる通電電流Ｉをそれぞれ適正に検出することができる。この構成により、電流検出装置３０は、双方向に流れる通電電流Ｉを適正に検出することができる。

【0032】

上記電流検出装置３０において、電流センサ３１は、通電電流Ｉが正方向Ｐ１に流れる場合、基準電圧Ｖthよりも大きい検出電圧Ｖ１を出力し、通電電流Ｉが負方向Ｐ２に流れる場合、基準電圧Ｖthよりも小さい検出電圧Ｖ１を出力する。制御部３２は、通電電流Ｉが正方向Ｐ１に流れる場合、検出電圧Ｖ１から基準電圧Ｖthを減算した電圧に基づいて通電電流Ｉを求める。また、制御部３２は、通電電流Ｉが負方向Ｐ２に流れる場合、基準電圧Ｖthから検出電圧Ｖ１を減算した電圧に基づいて通電電流Ｉを求める。この構成により、電流検出装置３０は、双方向に流れる通電電流Ｉを適正に検出することができる。

【0033】

第１実施形態に係る電源装置１は、第１及び第２バッテリ１０Ａ、１０Ｂと、ＦＥＴＱ１、Ｑ２と、電流センサ３１と、制御部３２とを備える。第１及び第２バッテリ１０Ａ、１０Ｂは、電力を第１及び第２負荷部２Ａ、２Ｂに供給する。ＦＥＴＱ１、Ｑ２は、双方向回路Ｅに流れる通電電流Ｉを通電又は遮断する。双方向回路Ｅは、第１バッテリ１０Ａから電力が供給され、電流が正方向Ｐ１に通電可能であり、且つ、第２バッテリ１０Ｂから電力が供給され、電流が正方向Ｐ１とは反対方向である負方向Ｐ２に通電可能な回路である。電流センサ３１は、通電電流Ｉに応じた検出電圧Ｖ１を出力する。制御部３２は、電流センサ３１から出力された検出電圧Ｖ１に基づいて通電電流Ｉを求め、ＦＥＴＱ１、Ｑ２を制御する。制御部３２は、例えば、双方向回路Ｅに電流が流れない非通電状態の場合に出力される検出電圧Ｖ１である基準電圧Ｖthと、双方向回路Ｅに電流が流れる通電状態の場合に出力される検出電圧Ｖ１との差の絶対値に基づいて求めた通電電流Ｉに応じてＦＥＴＱ１、Ｑ２を制御する。

【0034】

この構成により、電源装置１は、上述した電流検出装置３０と同等の効果を奏することができる。また、電源装置１は、正方向Ｐ１及び負方向Ｐ２において、それぞれ適正な双方向回路Ｅの熱量を計算することができる。そして、電源装置１は、双方向回路Ｅの熱量に基づいて当該双方向回路Ｅを遮断し当該双方向回路Ｅを保護することができる。電源装置１は、双方向回路Ｅにおいて熱量計算を行う場合、通電電流Ｉが１００Ａの場合でも－１００Ａの場合でも同じ発熱量となる。しかしながら、従来のように、電流センサ３１から出力される検出電圧Ｖ１をそのまま用いて熱量計算を行うと、通電電流Ｉが１００Ａの場合と－１００Ａの場合とで異なる熱量になる。第１実施形態に係る電源装置１は、基準電圧Ｖthと検出電圧Ｖ１との差の絶対値に基づいて求めた通電電流Ｉに応じて熱量を求めるので、通電電流Ｉが１００Ａの場合と－１００Ａの場合とで同じ熱量とすることができ、適正な双方向回路Ｅの熱量を計算することができる。

【0035】

〔第１実施形態の変形例〕
次に、第１実施形態の変形例について説明する。変形例に係る電源装置１は、双方向回路Ｅにおいて電流が流れる方向によって異なる遮断閾値を設けている点で第１実施形態の電源装置１と異なる。なお、変形例では、第１実施形態と同等の構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【0036】

図４を参照して、変形例に係る電源装置１の制御部３２の動作例について説明する。制御部３２は、電流センサ３１から出力された検出電圧Ｖ１を取得する（ステップＵ１）。次に、制御部３２は、通電電流Ｉが正方向Ｐ１であるか否かを判定する（ステップＵ２）。制御部３２は、通電電流Ｉが正方向Ｐ１である場合（ステップＵ２；Ｙｅｓ）、正方向Ｐ１における熱量計算用の電流値（通電電流Ｉ）を求める（ステップＵ３）。制御部３２は、例えば、検出電圧Ｖ１から基準電圧Ｖthを減算した電圧に基づいて通電電流Ｉを求める。次に、制御部３２は、求めた通電電流Ｉに基づいて双方向回路Ｅの正方向Ｐ１における熱量を計算する（ステップＵ４）。制御部３２は、例えば、上述の式（１）に通電電流Ｉの値を代入して双方向回路Ｅの正方向Ｐ１における熱量を計算する。制御部３２は、さらに、通電電流Ｉに基づいて双方向回路Ｅの負方向Ｐ２における熱量を計算する。制御部３２は、負方向Ｐ２における熱量も求めておくことで、次回、負方向Ｐ２における熱量を計算する際に負方向Ｐ２の熱量を正確に計算することができる。制御部３２は、例えば、上述の式（１）に通電電流Ｉの値を代入して双方向回路Ｅの負方向Ｐ２における熱量を計算する。ここで、上述の式（１）は、負方向Ｐ２における熱量を計算する場合、例えば、熱抵抗「Ｒth」及び熱容量「Ｃth」が正方向Ｐ１における熱量を計算する場合と異なる。

【0037】

次に、制御部３２は、計算した双方向回路Ｅの正方向Ｐ１における熱量に基づいて双方向回路Ｅを遮断するか否かを判定する（ステップＵ５）。制御部３２は、通電電流Ｉが正方向Ｐ１に流れる場合に当該通電電流Ｉを遮断するための閾値である正方向遮断閾値を有している。制御部３２は、例えば、双方向回路Ｅの正方向Ｐ１における熱量と予め定められた正方向遮断閾値とを比較し、双方向回路Ｅの正方向Ｐ１における熱量が正方向遮断閾値以上の場合（ステップＵ５；Ｙｅｓ）、ＦＥＴＱ１、Ｑ２をオフにして双方向回路Ｅを遮断し（ステップＵ６）、処理を終了する。また、制御部３２は、双方向回路Ｅの正方向Ｐ１における熱量が正方向遮断閾値未満の場合（ステップＵ５；Ｎｏ）、ＦＥＴＱ１、Ｑ２のオンを継続し双方向回路Ｅを遮断しないで処理を終了する。

【0038】

また、上述のステップＵ２において、制御部３２は、通電電流Ｉが負方向Ｐ２である場合（ステップＵ２；Ｎｏ）、負方向Ｐ２における熱量計算用の電流値（通電電流Ｉ）を求める（ステップＵ７）。制御部３２は、例えば、基準電圧Ｖthから検出電圧Ｖ１を減算した電圧に基づいて通電電流Ｉを求める。次に、制御部３２は、求めた通電電流Ｉに基づいて双方向回路Ｅの熱量を計算する（ステップＵ８）。制御部３２は、例えば、通電電流Ｉに基づいて双方向回路Ｅの負方向Ｐ２における熱量を計算する。制御部３２は、例えば、上述の式（１）に通電電流Ｉの値を代入して双方向回路Ｅの負方向Ｐ２における熱量を計算する。制御部３２は、さらに、通電電流Ｉに基づいて双方向回路Ｅの正方向Ｐ１における熱量を計算する。制御部３２は、正方向Ｐ１における熱量も求めておくことで、次回、正方向Ｐ１における熱量を計算する際に正方向Ｐ１の熱量を正確に計算することができる。制御部３２は、例えば、上述の式（１）に通電電流Ｉの値を代入して双方向回路Ｅの正方向Ｐ１における熱量を計算する。なお、上述したように、式（１）は、正方向Ｐ１における熱量を計算する場合、例えば、熱抵抗「Ｒth」及び熱容量「Ｃth」が負方向Ｐ２における熱量を計算する場合と異なる。

【0039】

次に、制御部３２は、計算した双方向回路Ｅの負方向Ｐ２における熱量に基づいて双方向回路Ｅを遮断するか否かを判定する（ステップＵ９）。制御部３２は、通電電流Ｉが負方向Ｐ２に流れる場合に当該通電電流Ｉを遮断するための閾値である負方向遮断閾値を有している。負方向遮断閾値は、正方向遮断閾値とは異なる値の閾値である。制御部３２は、双方向回路Ｅの負方向Ｐ２における熱量と予め定められた負方向遮断閾値とを比較し、双方向回路Ｅの負方向Ｐ２における熱量が負方向遮断閾値以上の場合（ステップＵ９；Ｙｅｓ）、ＦＥＴＱ１、Ｑ２をオフにして双方向回路Ｅを遮断し（ステップＵ６）、処理を終了する。また、制御部３２は、双方向回路Ｅの負方向Ｐ２における熱量が負方向遮断閾値未満の場合（ステップＵ９；Ｎｏ）、ＦＥＴＱ１、Ｑ２のオンを継続し双方向回路Ｅを遮断しないで処理を終了する。

【0040】

以上のように、第１実施形態の変形例に係る電源装置１において、制御部３２は、通電電流Ｉが正方向Ｐ１に流れる場合、通電電流Ｉに応じて定まる双方向回路Ｅの熱量と予め定められた正方向遮断閾値とに基づいてＦＥＴＱ１、Ｑ２をオフする。また、制御部３２は、通電電流Ｉが負方向Ｐ２に流れる場合、通電電流Ｉに応じて定まる双方向回路Ｅの熱量と予め定められた負方向遮断閾値とに基づいてＦＥＴＱ１、Ｑ２をオフする。この構成により、電源装置１は、通電方向に応じて適正な遮断閾値を設定するので、双方向回路Ｅの正方向Ｐ１及び負方向Ｐ２において通電電流Ｉを適正に遮断することができる。電源装置１は、例えば、第１及び第２負荷部２Ａ、２Ｂの駆動時や第１及び第２バッテリ１０Ａ、１０Ｂの充電時等の双方向回路Ｅの状態に応じて適正な遮断閾値を設定することができる。電源装置１は、例えば、双方向回路Ｅの状態に応じて熱抵抗や熱容量が正方向Ｐ１と負方向Ｐ２とで異なる場合、正方向遮断閾値及び負方向遮断閾値をそれぞれ熱抵抗や熱容量に応じた値にすることで、より適正に遮断することができる。

【0041】

〔第２実施形態〕
次に、第２実施形態に係る電源装置１Ａについて説明する。第２実施形態に係る電源装置１Ａは、正方向Ｐ１の通電電流Ｉを検出する第１電流センサ３１ａ、及び、負方向Ｐ２の通電電流Ｉを検出する第２電流センサ３１ｂを備える点で第１実施形態に係る電源装置１と異なる。なお、第２実施形態では、第１実施形態と同等の構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【0042】

電源装置１Ａは、バッテリからモータ等の負荷部に電力を供給するものである。電源装置１Ａは、例えば、第１バッテリ１０Ａと、第２バッテリ１０Ｂと、第１スイッチユニット８０Ａと、第２スイッチユニット８０Ｂと、第１駆動部２０Ａと、第２駆動部２０Ｂと、制御部３２とを備えている。電源装置１Ａは、第１バッテリ１０Ａ及び第２バッテリ１０Ｂを備えた所謂ツーバッテリの装置である。

【0043】

第１スイッチユニット８０Ａは、電流センサ付きのＦＥＴであり、例えば、ＩＰＤ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｐｏｗｅｒ Ｄｅｖｉｃｅ）が用いられる。第１スイッチユニット８０Ａは、第１スイッチとしてのＦＥＴＱ１と、第１電流センサ３１ａとを含んで構成される。ＦＥＴＱ１は、第１バッテリ１０Ａと第２負荷部２Ｂとの間に設けられ、第１バッテリ１０Ａから第２負荷部２Ｂに正方向Ｐ１に流れる電流を通電又は遮断する。第１電流センサ３１ａは、正方向Ｐ１に流れる電流に応じた第１検出電圧を検出する。第１電流センサ３１ａは、制御部３２に接続され、検出した第１検出電圧を制御部３２に出力する。

【0044】

第２スイッチユニット８０Ｂは、電流センサ付きのＦＥＴであり、例えば、ＩＰＤが用いられる。第２スイッチユニット８０Ｂは、第２スイッチとしてのＦＥＴＱ２と、第２電流センサ３１ｂとを含んで構成される。ＦＥＴＱ２は、第２バッテリ１０Ｂと第１負荷部２Ａとの間に設けられ、第２バッテリ１０Ｂから第１負荷部２Ａに負方向Ｐ２に流れる電流を通電又は遮断する。第２電流センサ３１ｂは、負方向Ｐ２に流れる電流に応じた第２検出電圧を検出する。第２電流センサ３１ｂは、制御部３２に接続され、検出した第２検出電圧を制御部３２に出力する。制御部３２は、第１電流センサ３１ａから出力された第１検出電圧に基づいて正方向Ｐ１に流れる通電電流Ｉを求め、第２電流センサ３１ｂから出力された第２検出電圧に基づいて負方向Ｐ２に流れる通電電流Ｉを求める。この構成により、第２実施形態に係る電源装置１Ａは、第１及び第２電流センサ３１ｂにより通電電流Ｉを検出するので、正方向Ｐ１に流れる通電電流Ｉ及び負方向Ｐ２に流れる通電電流Ｉをそれぞれ適正に検出することができる。この構成により、電源装置１Ａは、双方向に流れる通電電流Ｉを適正に検出することができ、通電電流Ｉに基づいて算出される双方向回路Ｅの熱量に応じて当該双方向回路Ｅを適正に遮断することができる。

【0045】

なお、ＦＥＴＱ１、Ｑ２は、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴに限定されず、例えば、Ｐチャネル型のＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ ＴｒａｎｓｉＳｏｒ）、バイポーラトランジスタ等の半導体スイッチを用いてもよい。

【0046】

また、電源装置１、１Ａは、第１バッテリ１０Ａ及び第２バッテリ１０Ｂを備える双方向回路Ｅについて説明したが、これに限定されない。電源装置１、１Ａは、例えば、２つ以上のバッテリを備えてもよい。また、電源装置１、１Ａは、双方向に電流が流れる回路であればよく、例えば、第１バッテリ１０Ａ及び発電機等を備える双方向回路Ｅであってもよい。

【0047】

また、正方向遮断閾値及び負方向遮断閾値は、それぞれ異なる閾値である例について説明したが、これに限定されない。正方向遮断閾値及び負方向遮断閾値は、例えば、熱抵抗「Ｒth」及び熱容量「Ｃth」が正方向Ｐ１及び負方向Ｐ２で同じ場合、同じ閾値であってもよい。

【符号の説明】

【0048】

１、１Ａ 電源装置
１０Ａ 第１バッテリ（第１電力供給部）
１０Ｂ 第２バッテリ（第２電力供給部）
３０ 電流検出装置
３１ 電流センサ
３１ａ 第１電流センサ
３１ｂ 第２電流センサ
３２ 制御部
８０Ａ 第１スイッチユニット
８０Ｂ 第２スイッチユニット
Ｅ 双方向回路
Ｉ 通電電流
Ｐ１ 正方向
Ｐ２ 負方向
Ｑ１ ＦＥＴ（スイッチ、第１スイッチ）
Ｑ２ ＦＥＴ（スイッチ、第２スイッチ）
Ｖ１ 検出電圧
Ｖth 基準電圧

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】