專(zhuān)利名稱(chēng)：車(chē)載用電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車(chē)載用電源裝置和搭載有該車(chē)載用電源裝置的車(chē)載用電子控制裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，在車(chē)載用電源裝置中，為了在車(chē)載電源(蓄電池等)的電力供給斷路(斷開(kāi))后，在將用于控制車(chē)載用設(shè)備的安裝有Flash-ROM的微機(jī)(微型計(jì)算機(jī))下次起動(dòng)時(shí)所需要的信息寫(xiě)入Flash-ROM的期間內(nèi)向微機(jī)供給電力，需要大容量(大電容)的電解電容器。在此，車(chē)載電源的電力供給發(fā)生斷路的現(xiàn)象，在耗電量大的負(fù)載起動(dòng)等導(dǎo)致車(chē)載電源的電壓急劇降低、出現(xiàn)斷線(xiàn)、或根據(jù)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)等的動(dòng)作而控制的繼電器因某種原因斷開(kāi)的情況下發(fā)生。在由于繼電器斷路或斷線(xiàn)等導(dǎo)致檢測(cè)到微機(jī)的動(dòng)作電壓降低時(shí)，微機(jī)在經(jīng)過(guò)進(jìn)行 Flash-ROM寫(xiě)入所需的期間后，轉(zhuǎn)移到待機(jī)狀態(tài)。并且，在轉(zhuǎn)移到待機(jī)狀態(tài)前的期間，需要對(duì)微機(jī)以規(guī)定的動(dòng)作電壓持續(xù)供給規(guī)定的電流。因此，人們采用了增大與微機(jī)的輸入端子連接的電容器的容量的對(duì)策。在微機(jī)的通常動(dòng)作電壓3. 3[V]到微機(jī)的動(dòng)作電壓下限3. 0[V]的電壓變化(AV=0. 3[V])下，為了在轉(zhuǎn)移到待機(jī)狀態(tài)前的140[us]期間內(nèi)供給微機(jī)的動(dòng)作電流400[mA]，需要C = 400 [mA]+0.3 [V] X40 [us] = 180 [uF]以上的大容量電容。為了實(shí)現(xiàn)此目的，需要大型的電解電容器、二次電池。但前者不適于小型化，后者會(huì)導(dǎo)致成本增大。作為解決該問(wèn)題的方法，人們提出了例如特開(kāi)2008-289254號(hào)公報(bào)所記載的內(nèi)容。該公報(bào)所記載的方法通過(guò)監(jiān)測(cè)外部電壓來(lái)檢測(cè)電壓降低，與監(jiān)測(cè)微機(jī)電壓的情況相比，提高了微機(jī)的復(fù)位響應(yīng)性，避免了微機(jī)的不穩(wěn)定動(dòng)作而無(wú)需增大電容器的容量。專(zhuān)利文獻(xiàn)I :特開(kāi)2008-289254號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
但是，在哪怕外部電壓降低為低電壓也需要保證微機(jī)動(dòng)作的情況下，即使采用如上述監(jiān)測(cè)外部電壓而輸出復(fù)位信號(hào)的結(jié)構(gòu)，也不得不將復(fù)位信號(hào)輸出的判定值設(shè)定得較低，難以提高復(fù)位響應(yīng)性。因此，結(jié)果還是需要增大與微機(jī)的輸入端子連接的電容器的容量，存在不能避免安裝面積的增大和成本增大的問(wèn)題。本發(fā)明為解決上述問(wèn)題，其目的在于，提供一種向微機(jī)供給動(dòng)作電力的車(chē)載用電源裝置，即使在從蓄電池等車(chē)載電源供給的電壓因繼電器斷路和斷線(xiàn)等而降低的情況下，在與微機(jī)的輸入端子連接的電容器的容量小的結(jié)構(gòu)下，微機(jī)也能夠正常地轉(zhuǎn)移到待機(jī)狀態(tài)。為解決所述課題，本發(fā)明提供一種車(chē)載用電源裝置，與車(chē)載電源連接，用于供給微機(jī)的電壓，其特征在于，上述車(chē)載用電源裝置包括一端與上述車(chē)載電源的正極連接，另一端與上述車(chē)載電源的負(fù)極連接的第一電容器；一端與上述微機(jī)的輸入端子連接，另一端與上述車(chē)載電源的負(fù)極連接的第二電容器；輸入端子與上述第一電容器的一端連接，輸出端子與上述微機(jī)的輸入端子連接的晶體管；一端與上述晶體管的輸出控制用端子連接的電阻元件；一端與上述電阻元件的另一端連接，另一端與上述車(chē)載電源的負(fù)極連接的第三電容器；和輸出被連接在上述晶體管的輸出控制用端子和上述電阻元件之間、控制上述晶體管的驅(qū)動(dòng)的輸出控制電路，其中，上述微機(jī)具有停止處理單元，在施加于上述第一電容器的兩端的電壓低于規(guī)定電壓時(shí)，存儲(chǔ)下次啟動(dòng)時(shí)所必需的信息。其中，上述晶體管為N溝道型M0SFET，以輸入端子為漏極端子、輸出端子為源極端子、輸出控制用端子為柵極端子的方式被連接。根據(jù)本發(fā)明，在從蓄電池等車(chē)載電源供給的電壓因繼電器斷路和斷線(xiàn)等而降低的情況下，即使在與微機(jī)的輸入端子連接的電容器的容量小的結(jié)構(gòu)下，微機(jī)也能夠正常地轉(zhuǎn)移到待機(jī)狀態(tài)，因此能夠?qū)崿F(xiàn)車(chē)載用電子控制裝置的小型化和低成本。



圖I是表示第一實(shí)施方式的車(chē)載用電源裝置的圖。圖2是表示第一實(shí)施方式的電流 電壓波形的圖。圖3是表示第二實(shí)施方式的車(chē)載用電源裝置的圖。圖4是表示第二實(shí)施方式的電流 電壓波形的圖。圖5是表示第三實(shí)施方式的車(chē)載用電源裝置的圖。圖6是表示第三實(shí)施方式的電流 電壓波形的圖。圖7是表示第四實(shí)施方式的車(chē)載用電源裝置的圖。圖8是表示第四實(shí)施方式的電流 電壓波形的圖。圖9是表示第五實(shí)施方式的車(chē)載用電源裝置的圖。圖10是表示第五實(shí)施方式的電流 電壓波形的圖。圖11是表示第六實(shí)施方式的車(chē)載用電源裝置的圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明10 串聯(lián)調(diào)節(jié)器電路50 降壓電源100 N溝道型MOSFET (晶體管)101 柵極電壓調(diào)整電路(晶體管的輸出控制電路)102 柵極電壓保持電容器102B 電容器-GND電壓103 電阻103B 電阻-GND 電壓104 電流檢測(cè)電阻105 電流限制用信號(hào)輸出電路106 電容器200 蓄電池(車(chē)載電源)201 繼電器202 防逆流二極管203 輸入側(cè)電容器
203B輸入側(cè)電容器電壓300輸出側(cè)電容器300B輸出側(cè)電容器電壓500開(kāi)關(guān)降壓電源控制電路501主 FET502電感器503同步 FET600降壓電源輸入側(cè)電容器600B降壓電源輸入電壓900微機(jī)900A微機(jī)電流1000金屬基板1001連接器1002半導(dǎo)體部件1003面安裝電感器1004陶瓷電容器 1005片狀電阻
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的車(chē)載用電源裝置具有車(chē)載電源、第一電容器、第二電容器、晶體管、微機(jī)、控制上述晶體管的驅(qū)動(dòng)的輸出控制電路，其中，上述第一電容器的一端與上述車(chē)載電源的正極連接，上述第一電容器的另一端與上述車(chē)載電源的負(fù)極連接，上述第二電容器的一端與上述微機(jī)的輸入端子連接，上述第二電容器的另一端與上述車(chē)載電源的負(fù)極連接，上述晶體管的輸入端子與上述車(chē)載電源的正極連接，上述晶體管的輸出端子與上述微機(jī)的輸入端子連接，上述晶體管的輸出控制用端子與第三電容器的一端連接，上述第三電容器的另一端與上述車(chē)載電源的負(fù)極連接，上述輸出控制電路的輸出與上述晶體管的上述輸出控制用端子連接，由此，在上述車(chē)載電源斷路(切斷)后上述晶體管的輸出控制用端子的電壓和控制用的電流也能夠長(zhǎng)時(shí)間保持，因此，即使在上述車(chē)載電源斷路后，上述晶體管也能夠?qū)⑿罘e于上述第一電容器中電壓變換成微機(jī)電壓而繼續(xù)供給，能夠降低與微機(jī)的輸入端子連接的上述第二電容器的容量。另外，在上述車(chē)載電源的正極和上述第一電容器的一端之間串聯(lián)連接有第一二極管，上述第一二極管的陽(yáng)極與上述車(chē)載電源的正極連接，上述第一二極管的陰極與上述第一電容器的正極連接，由此，即使在車(chē)載電源短路的情況下以及因外部負(fù)載導(dǎo)致發(fā)生了負(fù)電壓浪涌的情況下，也能夠使微機(jī)穩(wěn)定地轉(zhuǎn)移至待機(jī)狀態(tài)。另外，在上述晶體管的輸出控制用端子和上述第三電容器之間串聯(lián)連接有第一電阻元件，上述第一電阻元件的一端與上述晶體管的輸出控制用端子連接，上述電阻元件的另一端與上述第三電容器的正極連接，由此，能夠抑制在上述輸出控制電路所輸出的電流 電壓發(fā)生變化時(shí)對(duì)上述第三電容器充放電的電流，能夠提高在上述晶體管的輸出控制用端子流過(guò)的電流和作用的電壓的響應(yīng)性。
另外，與上述第一電阻元件并列連接有第四電容器，上述第四電容器的正極與上述第一電阻元件的一端連接，上述第四電容器的負(fù)極與上述第一電阻元件的另一端連接，由此，即使上述輸出控制電路的輸出信號(hào)被施加了浪涌，上述第四電容器也能夠?qū)⑵湮眨軌蚍乐股鲜鼍w管的不必要的動(dòng)作。另外，具備電流限制用信號(hào)輸出電路，上述電流限制用信號(hào)輸出電路的輸出與上述晶體管的輸出控制用端子連接，由此，能夠防止因微機(jī)側(cè)配線(xiàn)短路等導(dǎo)致流通過(guò)大的電流，產(chǎn)生故障。另外，上述車(chē)載電源由蓄電池和繼電器開(kāi)關(guān)構(gòu)成，上述車(chē)載電源與上述第一電容器之間具備開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器(switching regulator，開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓器)，上述繼電器開(kāi)關(guān)與上述蓄電池的正極連接，上述開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的輸入端與上述車(chē)載電源的正極連接，上述開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的輸出端與上述第一電容器的正極連接，上述開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器將上述蓄電池所輸出的第一電壓轉(zhuǎn)換為第二電壓，由此，能夠降低上述晶體管的發(fā)熱，而且能夠提高效率。另外，作為上述晶體管使用N溝道型M0SFET，作為上述輸入端子使用上述N溝道型 MOSFET的漏極端子，作為上述輸出端子使用上述N溝道型MOSFET的源極端子，作為上述輸出控制用端子使用上述N溝道型MOSFET的柵極端子，因此，即使在上述N溝道型MOSFET的輸入端子被施加了浪涌的情況下，由于柵極端子與源極端子間不會(huì)發(fā)生電壓變動(dòng)，因此上述N溝道型MOSFET也不會(huì)發(fā)生導(dǎo)通等不必要的動(dòng)作，能夠防止對(duì)微機(jī)施加浪涌電壓。另夕卜，由于MOSFET是電壓驅(qū)動(dòng)型的半導(dǎo)體元件，因此，在驅(qū)動(dòng)時(shí)不需要持續(xù)流通電流，能夠抑制柵極驅(qū)動(dòng)損失。另外，至少一部分電路內(nèi)置于半導(dǎo)體集成電路中，因此能夠?qū)崿F(xiàn)小型化。另外，在本發(fā)明中，通過(guò)具備以下說(shuō)明的車(chē)載用電源裝置，能夠降低上述第二電容器的容量，能夠提供小型的車(chē)載用電子控制裝置。另外，車(chē)載用電子控制裝置的至少一部分部件通過(guò)樹(shù)脂密封，由此，車(chē)載用電子控制裝置能夠高密度地安裝。以下對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行說(shuō)明。[實(shí)施例I]下面，參照附圖，使用圖I、圖2詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的車(chē)載用電源裝置的第一實(shí)施方式。圖I是第一實(shí)施方式的車(chē)載用電源裝置的電路結(jié)構(gòu)圖，表示對(duì)于一個(gè)負(fù)載的電源電路部分。車(chē)載用電源裝置包括作為車(chē)載電源的蓄電池200、繼電器201、輸入側(cè)電容器203、串聯(lián)調(diào)節(jié)器電路(series regulator) 10和輸出側(cè)電容器300，與微機(jī)900連接。串聯(lián)調(diào)節(jié)器電路10包括N溝道型MOSFETlOOdtS FET的輸出控制電路的柵極電壓調(diào)整電路101、柵極電壓保持電容器102，利用柵極電壓調(diào)整電路101來(lái)調(diào)整電容器-GND電壓(柵極電壓)102B,由此，將輸入側(cè)電容器電壓203B變換為輸出側(cè)電容器電壓300B，向微機(jī)供給微機(jī)電流900A。另外，本實(shí)施例的微機(jī)900的動(dòng)作電壓設(shè)為Vmv、可動(dòng)作的電壓范圍設(shè)為AVmv、動(dòng)作電流設(shè)為Im、從為下次起動(dòng)所準(zhǔn)備的停止處理開(kāi)始后至轉(zhuǎn)移到待機(jī)狀態(tài)為止的期間設(shè)為T(mén)sby0另外，蓄電池200的電壓設(shè)為VB，輸入側(cè)電容器203的電容設(shè)為Cin，輸出側(cè)電容器300的電容設(shè)為Cout，柵極電壓保持電容器102的電容設(shè)為Cgg。
以下，使用圖2所示的輸入側(cè)電容器電壓203B、輸出側(cè)電容器電壓300B、電容器-GND間電壓102B、微機(jī)電流900A的波形說(shuō)明第一實(shí)施方式的動(dòng)作。在圖2的時(shí)刻tl，繼電器201接通，輸入側(cè)電容器電壓203B開(kāi)始增大。自輸入側(cè)電容器電壓203B超過(guò)規(guī)定的電壓值Vth_reg的時(shí)刻t2起，柵極電壓調(diào)整電路開(kāi)始動(dòng)作，電容器-GND電壓102B開(kāi)始增大。自輸出側(cè)電容器電壓300B與電容器-GND電壓102B的電壓差達(dá)到N溝道型M0SFET100的柵極閾值電壓Vth_sw以上的時(shí)刻t3起，輸出側(cè)電容器電壓300B開(kāi)始增大。另外，在輸入側(cè)電容器電壓203B到達(dá)蓄電池電壓VB后，輸入側(cè)電容器電壓203B保持VB。在時(shí)刻t4，當(dāng)輸出側(cè)電容器電壓300B到達(dá)微機(jī)的動(dòng)作電壓Vmv時(shí)，微機(jī)電流900A開(kāi)始通電，柵極電壓調(diào)整電路以使電容器-GND電壓成為一定的方式進(jìn)行動(dòng)作。這時(shí)的輸出側(cè)電容器電壓300B大體為微機(jī)的動(dòng)作電壓Vmv和柵極閾值電壓Vth_sw之和。由此，微機(jī)獲得期望的電流，并且Vmv保持一定。 在時(shí)刻t5,繼電器201斷開(kāi),輸入側(cè)電容器電壓203B開(kāi)始降低。這時(shí),在蓄積于輸入側(cè)電容器203中的電荷的作用下，輸入側(cè)電容器電壓203B緩慢減小，能夠在規(guī)定的期間輸出微機(jī)的動(dòng)作電壓Vmv以上的電壓。在時(shí)刻t6，當(dāng)輸入側(cè)電容器203B達(dá)到規(guī)定的電壓值Vth_reg以下時(shí)，柵極電壓調(diào)整電路停止動(dòng)作，微機(jī)900開(kāi)始進(jìn)行為下一次起動(dòng)所準(zhǔn)備的停止處理。由于柵極電壓保持電容器102中蓄積了電荷，因此電容器-GND電壓102B按照由柵極電壓保持電容器102的電容Cgg和正極-GND間的絕緣電阻成分Rcgg決定的時(shí)間常數(shù)(T = CggXRcgg)而緩慢減小。這時(shí)，時(shí)間常數(shù)T通過(guò)選定適當(dāng)?shù)碾娙萜魅萘?，設(shè)定為相對(duì)于Tsby充分大的值。通過(guò)柵極電壓保持電容器102，即使在蓄電池電壓VB斷路時(shí)，也能夠使N溝道型M0SFET100繼續(xù)動(dòng)作。在時(shí)刻t6’，微機(jī)結(jié)束為下一次起動(dòng)所準(zhǔn)備的停止處理，具體而言，結(jié)束將下一次起動(dòng)時(shí)所必需的信息寫(xiě)入Flash-ROM的處理，形成待機(jī)狀態(tài)，微機(jī)電流900A向著0[A]降低。在微機(jī)成為待機(jī)狀態(tài)時(shí)，來(lái)自輸入側(cè)電容器203的放電中微小的漏電電流成為主要部分，因此，輸入側(cè)電容器電壓203B的電壓下降變得緩慢。在時(shí)刻t7，輸入側(cè)電容器電壓203B與輸出側(cè)電容器電壓300B變得相等，之后，輸出側(cè)電容器電壓300B以與輸入側(cè)電容器電壓203B相同的斜率開(kāi)始電壓下降。以下，表不 Vmv = 3. 3 [V]、A Vmv = 0. 3 [V]、Im = 400 [mA]、Tsby = 140 [us]、VB=14 [V]、Cin = 20 [uF]、Cout = 20 [uF]、Cgg = I [uF]、Rcgg = I [M Q ] > Vtb_reg = 6 [V]時(shí)的計(jì)算例。時(shí)間常數(shù)T 為 T = Cgg( I [uF] ) X RcggC I [M Q ] ) = I [s] 因?yàn)?Tsby = 140 [us],時(shí)間常數(shù)T相對(duì)于Tsby可看做充分長(zhǎng)的時(shí)間，Tsby經(jīng)過(guò)后的電容器-GND間電壓102B的減小可以忽略不計(jì)。因此，N溝道型M0SFET100在時(shí)刻t6以后即柵極電壓調(diào)整電路的動(dòng)作停止后也以將輸出側(cè)電容器電壓300B設(shè)為Vmv的方式動(dòng)作。從時(shí)刻t6至微機(jī)轉(zhuǎn)移到待機(jī)狀態(tài)為止的期間Tsby中所必需的電荷量為Qm_sby=Im (400 [mA] ) XTsby (140 [us] ) = 56 [uC],而在輸入側(cè)電容器電壓 203B 從 Vth_reg(6[V])轉(zhuǎn)移到微機(jī)的動(dòng)作電壓下限 Vmv_min = Vmv (3. 3[V] )- A Vmv (0. 3[V] )= 3. 0[V]期間，可供給的電荷量 Qcin_sply = Cin (20[uF] )X (Vth_reg (6. 0[V] )-Vmv_min (3. 0[V]))=60 [uC], Qcin_sply 彡 Qm_sby,因此，能夠以 Cin = 20 [uF]進(jìn)行供給。在本實(shí)施例中，省略了柵極電壓調(diào)整電路101的電源配線(xiàn)的記載，可以連接成從輸入側(cè)電容器203的正極、輸出側(cè)電容器300的正極的任一方或從兩方供給。另外，即使在到達(dá)蓄電池電壓VB后的時(shí)刻t8，輸入側(cè)電容器電壓被施加浪涌電壓，并經(jīng)由柵極電壓調(diào)整電路101的電流路徑、N溝道型M0SFET100的漏極-柵極電容等路徑導(dǎo)致電流流入柵極端子的情況下，通過(guò)柵極電壓保持電容器102，也能夠抑制柵極端子的電壓增大。由此，輸出側(cè)電容器電壓的變動(dòng)能夠抑制為極小。在本實(shí)施例中，作為晶體管例示了 N溝道型MOSFET100，但即使是P溝道型MOSFET, NPN晶體管、PNP晶體管或其它的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件，通過(guò)調(diào)整作為晶體管的輸出控制電路的柵極電壓調(diào)整電路101所輸出的電壓值和柵極電壓保持電容器102的電容設(shè)定，也能夠得到與實(shí)施例I同樣的效果。另外，在本實(shí)施例的車(chē)載電源裝置中，也可以將包含半導(dǎo)體部件的一部分部件內(nèi) 置于定制的IC等集成電路中。另外，本實(shí)施例的車(chē)載用電源裝置不僅限于作為電源裝置單獨(dú)使用，也可以裝載于發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)、自動(dòng)變速用控制單元(ATCU)等車(chē)載用電子控制裝置中。如以上說(shuō)明的那樣，根據(jù)本實(shí)施方式，可得到如下的效果。為了在從為使微機(jī)下次起動(dòng)所準(zhǔn)備的停止處理起至轉(zhuǎn)移到待機(jī)狀態(tài)為止的期間中對(duì)微機(jī)供給電力，在現(xiàn)有技術(shù)中需要大的輸出側(cè)電容器電容，而本實(shí)施方式中能夠大幅地降低該輸出側(cè)電容器電容。即使在輸入側(cè)電容器被施加了浪涌電壓，電流流入柵極端子的情況下，也能夠抑制柵極電壓的增大，抑制微機(jī)電壓的變動(dòng)。[實(shí)施例2]以下，根據(jù)附圖使用圖3、圖4詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的車(chē)載用電源裝置的第二實(shí)施方式。圖3為與實(shí)施例I的圖I相當(dāng)?shù)膱D，另外，圖4為與實(shí)施例I的圖2相當(dāng)?shù)膱D，與第一實(shí)施方式相同的部分標(biāo)注同一附圖標(biāo)記省略說(shuō)明，以下對(duì)不同的部分進(jìn)行說(shuō)明。圖3所示的串聯(lián)調(diào)節(jié)器電路10相對(duì)于圖I所示的串聯(lián)調(diào)節(jié)器電路10的不同之處在于，附加了電阻103。通過(guò)附加電阻103，能夠縮短?hào)艠O電壓保持電容器102的電容充放電的時(shí)間。另外，不同之處還在于附加了防逆流二極管202。此外，在圖4中追加有圖3的電阻103-GND電壓103B的波形。在圖4的時(shí)刻tl，繼電器201接通，輸入側(cè)電容器電壓203B開(kāi)始增大。自輸入側(cè)電容器電壓203B超過(guò)規(guī)定的電壓值Vth_reg的時(shí)刻t2起，柵極電壓調(diào)整電路開(kāi)始動(dòng)作，電容器-GND電壓102B和電阻-GND電壓103B開(kāi)始增大。在對(duì)柵極電壓保持電容器102進(jìn)行充電的電流流過(guò)電阻103時(shí)，在電阻103的兩端產(chǎn)生以柵極端子側(cè)為正的電壓。因此，電阻-GND電壓103B與電容器-GND電壓102B相比，能夠在短時(shí)間內(nèi)到達(dá)Vth及Vmv+Vth_sw。在本實(shí)施例的圖4的時(shí)刻t4’，電阻-GND電壓103B到達(dá)(Vmv+Vth_sw)，輸出側(cè)電容器電壓300B到達(dá)Vmv，微機(jī)電流900A能夠開(kāi)始通電。S卩，與實(shí)施例I的圖2的時(shí)刻t4相比，能夠?qū)⑽C(jī)的起動(dòng)時(shí)間縮短為本實(shí)施例的圖4的時(shí)刻t4’。另外，不僅在上述微機(jī)起動(dòng)時(shí)，電阻-GND電壓103B對(duì)柵極電壓調(diào)整電路的指令的響應(yīng)性，以及與之相關(guān)的輸出側(cè)電容器電壓300B的響應(yīng)性也能夠提高。關(guān)于時(shí)刻t5以后，可獲得與實(shí)施例I同樣的效果。
另外，在到達(dá)蓄電池電壓VB后的時(shí)刻t8，輸入側(cè)電容器電壓被施加浪涌電壓，并經(jīng)由柵極電壓調(diào)整電路101的電流路徑、N溝道型M0SFET100的漏極-柵極電容等路徑導(dǎo)致電流流入柵極端子的情況下，由于在電阻103上產(chǎn)生的電壓，電阻-GND電壓103B可能比實(shí)施例I的電容器-GND電壓大。但是，只要輸出側(cè)電容器電壓為微機(jī)動(dòng)作電壓的上限即3.6[V]以下就沒(méi)有問(wèn)題，能夠通過(guò)選擇電阻103的電阻值來(lái)進(jìn)行調(diào)整。另外，通過(guò)在柵極電壓調(diào)整電路內(nèi)設(shè)置濾波器等，能夠緩和對(duì)浪涌的響應(yīng)性，能夠提高浪涌耐受性，因此，對(duì)于該顧慮可容易地采取對(duì)策。另外，通過(guò)附加防逆流二極管202，即使在繼電器201為接通狀態(tài)時(shí)蓄電池200發(fā)生短路的情況下以及因外部負(fù)載導(dǎo)致發(fā)生負(fù)電壓浪涌的情況下，由于輸入側(cè)電容器203的電流不會(huì)向蓄電池200側(cè)放電，因此串聯(lián)調(diào)節(jié)器電路10能夠穩(wěn)定動(dòng)作，在蓄電池電壓VB被斷路時(shí)也能夠向微機(jī)供給電力。[實(shí)施例3]
以下，根據(jù)附圖利用圖5、圖6詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的車(chē)載用電源裝置的第三實(shí)施方式。圖5是與實(shí)施例2的圖3相當(dāng)?shù)膱D，圖6是與實(shí)施例2的圖4相當(dāng)?shù)膱D，與第二實(shí)施方式相同的部分標(biāo)注同一附圖標(biāo)記省略說(shuō)明，以下對(duì)不同部分進(jìn)行說(shuō)明。圖5所示的串聯(lián)調(diào)節(jié)器電路10與圖3所示的串聯(lián)調(diào)節(jié)器電路10的不同之處在于，附加了電流檢測(cè)電阻104、電流限制用信號(hào)輸出電路105。圖5的電流限制用信號(hào)輸出電路105通過(guò)在電流檢測(cè)電阻104的兩端產(chǎn)生的電壓來(lái)監(jiān)測(cè)電流值。當(dāng)檢測(cè)到規(guī)定的電流上限值Im_l im (在本實(shí)施例中為430 [mA])時(shí)，將用于限制電流的信號(hào)發(fā)送到柵極電壓調(diào)整電路101，柵極電壓調(diào)整電路101調(diào)整柵極-GND電壓，以限制流入N溝道型M0SFET100的電流。在圖6的時(shí)刻t9檢測(cè)時(shí)，為降低微機(jī)電流900A，通過(guò)基于電流限制用信號(hào)輸出電路的信號(hào)而生成的柵極電壓調(diào)整電路的輸出電壓，電阻-GND電壓103B比(Vmv+Vth_sw)低。之后,在微機(jī)電流900A恢復(fù)為規(guī)定的動(dòng)作電流Im時(shí),柵極電壓被控制成為(Vmv+Vth_sw)，成為流通以前的動(dòng)作狀態(tài)。根據(jù)第三實(shí)施方式，能夠提供防止在微機(jī)側(cè)發(fā)生異常等而導(dǎo)致流通過(guò)電流的、可靠性更高的車(chē)載用電源裝置。[實(shí)施例4]以下，根據(jù)附圖利用圖7、圖8詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的車(chē)載用電源裝置的第四實(shí)施方式。圖7是與實(shí)施例3的圖5相當(dāng)?shù)膱D，圖8是與實(shí)施例3的圖6相當(dāng)?shù)膱D，與第三實(shí)施方式相同的部分標(biāo)注同一附圖標(biāo)記省略說(shuō)明，以下對(duì)不同部分進(jìn)行說(shuō)明。圖7所示的串聯(lián)調(diào)節(jié)器電路10與圖5所示的串聯(lián)調(diào)節(jié)器電路10的不同之處在于，附加了電容器106。在本實(shí)施例中，電容器106設(shè)定為10 [nF]左右的電容。這時(shí)，即使在到達(dá)蓄電池電壓VB后的時(shí)刻t8，輸入側(cè)電容器電壓被施加浪涌電壓，并經(jīng)由柵極電壓調(diào)整電路101的電流路徑、N溝道型M0SFET100的漏極-柵極電容等路徑導(dǎo)致電流流入柵極端子的情況下，由于附加了電容器106且該電容器具有能夠吸收該電流的電荷量的容量，因此，在電阻103的兩端產(chǎn)生的電壓比在實(shí)施例3的圖5電阻103兩端產(chǎn)生的電壓小，所以能夠提高對(duì)浪涌的耐受性。本實(shí)施例中電容器106的附加，在通過(guò)實(shí)施例3中電阻103的電阻值的調(diào)整以及在柵極電壓調(diào)整電路內(nèi)設(shè)置濾波器等對(duì)策無(wú)法足夠應(yīng)對(duì)浪涌的情況下尤其有效。
根據(jù)第四實(shí)施方式，能夠提供對(duì)輸入側(cè)電容器的浪涌電壓的動(dòng)作可靠性高的車(chē)載用電源裝置。[實(shí)施例5]以下，根據(jù)附圖利用圖9、圖10詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的車(chē)載用電源裝置的第五實(shí)施方式。圖9是與實(shí)施例4的圖7相當(dāng)?shù)膱D，圖10是與實(shí)施例4的圖8相當(dāng)?shù)膱D，與第四實(shí)施方式相同的部分標(biāo)注同一附圖標(biāo)記省略說(shuō)明，以下對(duì)不同部分進(jìn)行說(shuō)明。相對(duì)于圖7的電路結(jié)構(gòu)，圖9中的不同之處在于附加了降壓電源50、降壓電源輸入側(cè)電容器600。降壓電源50包括主FET501、電感器502、同步FET503、開(kāi)關(guān)降壓電源控制電路500，從降壓電源輸入電壓600B (在本實(shí)施例中14 [V])降壓到輸入側(cè)電容器電壓203B(本實(shí)施例中為6 [V])。在本實(shí)施例中，記載了設(shè)有同步FET503進(jìn)行同步整流的電路，但在代替同步FET503設(shè)置二極管進(jìn)行二極管整流的情況下，也可獲得同樣的效果。
另外，不同之處還在于，獲得了圖10所示的降壓電源輸入電壓600B的波形。在圖10的時(shí)刻tl，繼電器201接通，降壓電源輸入電壓600B和輸入電容器電壓203B開(kāi)始增大。自輸入側(cè)電容器電壓203B到達(dá)6. 15[V]的時(shí)刻起，降壓電源50開(kāi)始動(dòng)作，即使在降壓電源輸入電壓600B達(dá)到6. 15[V]以上的情況下，也可以將輸入側(cè)電容器電壓203B維持為6 [V]。由此，微機(jī)動(dòng)作期間的串聯(lián)調(diào)節(jié)器電路10的N溝道型M0SFET100的壓降為
2.85 [VK= 6. 15-3. 3 [V])。與第四實(shí)施方式的圖8的N溝道型M0SFET100的壓降10. 7 [V](=14-3. 3[V])相比約為73%，壓降較小。因此，在微機(jī)電流相等時(shí)，N溝道型M0SFET100的損失約降低73%，即能夠?qū)崿F(xiàn)高效率化。[實(shí)施例6]以下，根據(jù)附圖利用圖11詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的車(chē)載用電源裝置的第六實(shí)施方式。一般而言，電解電容器為了防止溫度上升時(shí)發(fā)生破裂而具備防爆閥。但在采用樹(shù)脂密封的安裝方式的情況下防爆閥會(huì)被堵塞，難以確保安全性，因此不能使用電解電容器。根據(jù)實(shí)施例I 5，作為串聯(lián)穩(wěn)壓器的輸出側(cè)電容器可將現(xiàn)有技術(shù)中使用的電解電容器置換為陶瓷電容器。因此，可采用利用樹(shù)脂密封方式的安裝。當(dāng)能夠進(jìn)行樹(shù)脂密封時(shí)，能夠?qū)雽?dǎo)體部件以裸芯片的方式安裝，可實(shí)現(xiàn)小型化。圖11是表示實(shí)施例I 4的安裝例的圖。在形成有配線(xiàn)圖案的金屬基板1000上搭載有半導(dǎo)體部件1002、面安裝電感器1003、陶瓷電容器1004、片狀電阻1005和連接器1001，通過(guò)樹(shù)脂1006進(jìn)行密封。經(jīng)由連接器1001，與蓄電池、傳感器類(lèi)、其它的電子控制設(shè)
備等連接。在圖11中，在實(shí)施例I 5中記載的各個(gè)電路部件中作為電阻元件、電容器部件、電感器部件、半導(dǎo)體部件各自的代表每個(gè)部件分別記載有各一個(gè)，實(shí)際上也可以安裝多個(gè)部件。另外，對(duì)于陶瓷電容器1004，只要是不需要防爆閥的電容器即可，也可以置換為其它電容器，金屬基板1000也可以是陶瓷基板、多層印刷配線(xiàn)板等基板。通過(guò)采用這種安裝構(gòu)造，能夠提供小型的車(chē)載用電源裝置及車(chē)載用電子控制裝置。以上，根據(jù)本發(fā)明，有望獲得下述的效果。
(I)能夠在蓄電池?cái)嗦泛罂杀３治C(jī)電壓(2)能夠降低與微機(jī)電壓配線(xiàn)連接的電容器容量(3)即使在蓄電池發(fā)生短路時(shí)也能夠保持微機(jī)電壓(4)能夠提高微機(jī)起動(dòng)時(shí)間和響應(yīng)性(5)可高速地執(zhí)行過(guò)電流保護(hù)(6)可提高浪涌耐受性
(7)通過(guò)減少電解電容器能夠使車(chē)載電子控制裝置小型化(8)通過(guò)進(jìn)行樹(shù)脂密封安裝能夠?qū)崿F(xiàn)車(chē)載用電源和車(chē)載用電子控制裝置的小型化。
權(quán)利要求
1.一種車(chē)載用電源裝置，與車(chē)載電源連接，用于供給微機(jī)的電壓，其特征在于， 所述車(chē)載用電源裝置包括 一端與所述車(chē)載電源的正極連接，另一端與所述車(chē)載電源的負(fù)極連接的第一電容器； 一端與所述微機(jī)的輸入端子連接，另一端與所述車(chē)載電源的負(fù)極連接的第二電容器； 輸入端子與所述第一電容器的一端連接，輸出端子與所述微機(jī)的輸入端子連接的晶體管； 一端與所述晶體管的輸出控制用端子連接的電阻元件； 一端與所述電阻元件的另一端連接，另一端與所述車(chē)載電源的負(fù)極連接的第三電容器；和 輸出被連接在所述晶體管的輸出控制用端子和所述電阻元件之間、控制所述晶體管的驅(qū)動(dòng)的輸出控制電路，其中， 所述微機(jī)具有停止處理單元，在施加于所述第一電容器的兩端的電壓低于規(guī)定電壓時(shí)，存儲(chǔ)下次啟動(dòng)時(shí)所必需的信息。
2.如權(quán)利要求I所述的車(chē)載用電源裝置，其特征在于 所述晶體管為N溝道型MOSFET，以輸入端子為漏極端子、輸出端子為源極端子、輸出控制用端子為柵極端子的方式被連接。
3.如權(quán)利要求I或2所述的車(chē)載用電源裝置，其特征在于 在所述車(chē)載電源的正極和所述第一電容器的一端之間串聯(lián)連接有二極管，所述二極管的陽(yáng)極與所述車(chē)載電源的正極連接，所述二極管的陰極與所述第一電容器的正極連接。
4.如權(quán)利要求I 3中任一項(xiàng)所述的車(chē)載用電源裝置，其特征在于 與所述電阻元件并聯(lián)連接有第四電容器，所述第四電容器的正極與所述電阻元件的一端連接，所述第四電容器的負(fù)極與所述電阻元件的另一端連接。
5.如權(quán)利要求I 4中任一項(xiàng)所述的車(chē)載用電源裝置，其特征在于 包括電流限制用信號(hào)輸出電路，所述電流限制用信號(hào)輸出電路的輸出與所述晶體管的輸出控制用端子連接。
6.如權(quán)利要求I 5中任一項(xiàng)所述的車(chē)載用電源裝置，其特征在于 所述車(chē)載電源由蓄電池和繼電器開(kāi)關(guān)構(gòu)成，所述車(chē)載電源與所述第一電容器之間具有開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器，所述繼電器開(kāi)關(guān)與所述蓄電池的正極連接，所述開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的輸入端與所述車(chē)載電源的正極連接，所述開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的輸出端與所述第一電容器的正極連接，所述開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器將所述蓄電池所輸出的蓄電池電壓降低而轉(zhuǎn)換成中間電壓。
7.如權(quán)利要求I 6中任一項(xiàng)所述的車(chē)載用電源裝置，其特征在于 至少一部分電路內(nèi)置于半導(dǎo)體集成電路中。
8.一種車(chē)載用電子控制裝置，其特征在于 包括權(quán)利要求I 7中任一項(xiàng)所述的車(chē)載用電源裝置和所述微機(jī)。
9.如權(quán)利要求8所述的車(chē)載用電子控制裝置，其特征在于 至少一部分部件通過(guò)樹(shù)脂密封。
全文摘要
本發(fā)明提供一種車(chē)載用電源裝置，使與微機(jī)電壓配線(xiàn)連接的電容器小型化。車(chē)載用電源裝置包括作為車(chē)載電源的蓄電池(200)、繼電器(201)、輸入側(cè)電容器(203)、串聯(lián)調(diào)節(jié)器電路(10)和輸出側(cè)電容器(300)，與微機(jī)(900)連接。串聯(lián)調(diào)節(jié)器電路(10)包括N溝道型MOSFET(100)、作為FET的輸出控制電路的柵極電壓調(diào)整電路(101)、柵極電壓保持電容器(102)，利用柵極電壓調(diào)整電路(101)來(lái)調(diào)整電容器-GND電壓(柵極電壓)(102B)，由此，將輸入側(cè)電容器電壓(203B)變換為輸出側(cè)電容器電壓(300B)，向微機(jī)供給微機(jī)電流(900A)。
文檔編號(hào)H02M3/07GK102969887SQ20121027539
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月30日
發(fā)明者畑中步, 黛拓也, 佐藤千尋, 阿部義孝, 關(guān)根大祐, 栗本裕史 申請(qǐng)人:日立汽車(chē)系統(tǒng)株式會(huì)社