电源供给系统的制作方法

本发明涉及一种向负载供给电源的技术，尤其是涉及一种作为相对于直流电源的备用电源或辅助电源而发挥功能的电源供给系统。

背景技术：

在专利文献1中公开了一种经由电压调节器从主电源向负载供给电力、或者经由逆流防止单元从备用电源向负载供给电力的技术。在此，备用电源经由电压调节器从主电源被进行充电。另外，基于备用电源的电压与主电源的电压的比较来控制电压调节器，使得电流不会从备用电源向主电源逆流。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-29160号公报

但是，在专利文献1所公开的结构中，尤其是当电力容量增大时，电流逆流的可能性高。而且，在主电源产生异常、例如以接地为代表那样的电压的急剧减小的情况下，逆流的电流较大。这导致从备用电源向负载的电力的供给无法在适当的时机进行的可能性升高。

技术实现要素：

为此，本发明的目的在于，提供抑制了向负载供给电源的时机的延迟的备用电源或辅助电源。

电源供给系统向负载供给电力。所述电源供给系统具备：高电势侧输出端及低电势侧输出端，输出所述电力；输入端，从直流电源被施加正电压；蓄电元件，具有与所述高电势侧输出端连接的正极和与所述低电势侧输出端连接的负极；二极管，具有阴极和与所述输入端连接的阳极；电源线，连接于所述阴极与所述正极之间；及开关，与所述二极管并联连接，当在所述电源线中从所述阴极向所述正极流动的电流的电流值为正的阈值以上时接通，在所述电流值小于所述阈值时断开。

发明效果

电源供给系统作为抑制向负载供给电源的时机的延迟的备用电源或辅助电源而发挥功能。

附图说明

图1是表示本实施方式所涉及的电源供给系统的结构的框图。

图2是表示电流、开关的动作及负载的电源的关系的时序图。

图3是表示开关的开闭动作的流程图。

图4是表示开关的开闭动作的流程图。

附图标记说明

1直流电源

2二极管

3开关

4电流传感器

5控制部

6蓄电元件

7电源线

8电源供给系统

9负载

61正极

62负极

81高电势侧输出端

82低电势侧输出端

83输入端

i电流

th阈值

th1阈值(第一阈值)

th2阈值(第二阈值)

具体实施方式

图1是表示本实施方式所涉及的电源供给系统8的结构的框图。在图1中也表示电源供给系统8及其周边的连接关系。

电源供给系统8具备高电势侧输出端81及低电势侧输出端82，它们向负载9供给电力。具体来说，高电势侧输出端81与负载9的一端连接，低电势侧输出端82与负载9的另一端连接。在图1中，例示出负载9的另一端及低电势侧输出端82均接地的情况。

电源供给系统8还具备输入端83。从直流电源1向输入端83施加正电压。在图1中，例示出在输入端83连接直流电源1的正极11、直流电源1的负极12接地的情况。

当以电源供给系统8被车辆载置的情况为例进行说明时，作为直流电源1能够例示交流发电机、转换器、铅蓄电池。负载9是被期望即便直流电源1产生异常也可确保动作的负载，能够例示用于转向、制动的致动器、传感器。

电源供给系统8还具备二极管2、开关3、蓄电元件6及电源线7。蓄电元件6具有正极61和负极62。正极61与高电势侧输出端81连接。负极62与低电势侧输出端82连接。

蓄电元件6能够充电放电，例如是锂离子电池或电气双层电容器。

电源线7连接于二极管2的阴极和正极61之间。二极管2的阳极与输入端83连接。开关3与二极管2并联连接。开关3能够由继电器实现。

取决于在电源线7中从阴极向正极61流动的电流i的电流值而开闭开关3。以下，针对开闭开关3的控制而使用时序图和流程图进行说明。

图2是表示电流i、开关3的动作及负载9的电源的关系的时序图。在图2中，开关3的接通、断开分别由电平“通(on)”、“断(off)”表示。作为负载9的电源而记载为“直流电源1”的期间表示从直流电源1向负载9供给电力。作为负载9的电源而记载为“蓄电元件6”的期间表示从蓄电元件6向负载9供给电力。

直流电源1在时刻t0以前正常动作，经由接通的开关3、或者还经由二极管2而向负载9供给电力。此时，例如电流i的电流值为50～100a。

时刻t0是在直流电源1产生异常、例如电压降低的时刻。在时刻t0之后，电流的电流值急剧减小。时刻t1(＞t0)是产生电流i从阈值th1以上的值减小至小于阈值th1的值的事件(以下暂称为“减小事件”)的时刻。换言之，通过减小事件，检测到直流电源1中产生异常。以减小事件为契机而断开开关3。在图2中为了简便，忽略了产生减小事件之后直至开关3断开为止的延迟时间(以下暂称为“断开延迟时间”)地表示开关3在时刻t1从接通迁移至断开的动作。

通过将阈值th1设定为正值，即便维持直流电源1的异常而减小电流i的电流值，也不会成为负值。这是因为，二极管2阻止电流i的逆流。

开关3在成为产生逆流的状况之前断开，蓄电元件6负担向负载9的电力供给。因此，电源供给系统8作为抑制电源供给的时机的延迟的备用电源或辅助电源而发挥功能。

时刻t2(＞t1)是直流电源1从异常恢复的时刻。在时刻t2之后，电流i的电流值增大。时刻t4(＞t2)是产生了电流i从小于阈值th2的值增大至阈值th2以上的值的事件(以下暂称为“增大事件”)的时刻。换言之，通过增大事件，检测到直流电源1从异常恢复。以增大事件为契机而使开关3接通。在图2中为了简便，忽略了在产生增大事件之后直至开关3接通为止的延迟时间(以下暂称为“接通延迟时间”)地表示开关3在时刻t4从断开迁移至接通的动作。通过接通开关3，从直流电源1向负载9供给电力。

即便开关3断开，也能够经由二极管2流动从直流电源1向负载9的电流i。由此，通过监视电流i而获得接通开关3的时机。

在图2中，例示出在电流值增大时采用的阈值th2大于在电流值减小时采用的阈值th1的情况。换言之，作为开关3的接通/断开所依据的阈值，例示出设定在电流i的电流值减小时采用的第一阈值(阈值th1)和在电流值增大时采用的第二阈值(阈值th2)这两种阈值、且第二阈值比第一阈值大的情况。时刻t3是电流i从小于阈值th1的值增大至阈值th1以上的值的时刻，处于t2＜t3＜t4的关系。如果使阈值th2与阈值th1相等，则时刻t3与时刻t4一致。

通过将阈值th2设定得比阈值th1大，能够减少开关3的跳动(chattering)的产生。当通过减小事件将开关3断开时，在二极管2中，阴极的电势变得低于阳极的电势，存在电流i略微增大的情况。如果设定为th1＝th2，那么电流i的略微增大相当于上述的增大事件，使开关3接通。这成为开关3产生跳动的原因。

电流i的电流值的检测能够使用设于电源线7的电流传感器4来进行。电流传感器4能够由公知的结构实现，例如可以使用产生换算为电流值的电压下降的分流电阻。电流传感器4将该电流值向控制部5传递。

开关3的接通/断开能够由控制部5控制。控制部5基于比较电流i的电流值与阈值th1、th2而得到的结果，控制开关3的接通/断开。

能够知晓的是，电源供给系统8构成为还具备电流传感器4和控制部5。

图3是表示开关3的开闭动作的流程图。该流程图被例示为相对于未图示的主程序的辅助程序、即开关开闭程序。该辅助程序例如被执行为相对于主程序的嵌入处理，在其结束时使处理恢复至主程序。

为了简化图示，省略了取得电流i的电流值的时机，但在开关开闭程序的处理所需的时机下适时地取得该电流值。以比控制开关3的接通/断开的间隔所要求的期间短的期间重复执行开关开闭程序。

开关开闭程序例如在控制部5中被执行。当开关开闭程序开始时，首先执行步骤s11，在步骤s11中判断有无产生减小事件。具体来说，判断电流i的电流值是否从阈值th1以上的值减小至小于阈值th1的值。依照图2来说，在时刻t1以前，该判断的结果为否定(图中为“否”：以下同样)，处理进入步骤s13。

在步骤s13中判断有无产生增大事件。具体来说，判断电流i的电流值是否从小于阈值th2的值增大至阈值th2以上的值。依照图2来说，在时刻t1以前，该判断的结果为否定，开关开闭程序结束(处理恢复至主程序)。

在时刻t1以前，开关3接通，开关开闭程序不控制开关3的动作，因此开关3维持接通。

之后，若在时刻t1以后执行开关开闭程序，则步骤s11的判断的结果为肯定(图中为“是”：以下同样)，处理进入步骤s12。在步骤s12中，执行将开关3断开的控制。在产生减小事件之后直至执行步骤s12的时间包含于断开延迟时间。

当执行了步骤s12时，处理进入步骤s13。由于直至时刻t4为止步骤13的判断的结果为否定，因此在维持开关3的断开的状态下结束开关开闭程序。

之后，若在时刻t4以后执行开关开闭程序，则步骤s11的判断的结果为否定，处理进入步骤s13。步骤s13的判断的结果为肯定，处理进入步骤s14。在步骤s14中执行将开关3接通的控制。在产生增大事件之后直至执行步骤s14的时间包含于接通延迟时间。当执行了步骤s14时，开关开闭程序结束。

时刻t4以后，步骤s11、s13的任一者的判断均为否定，维持开关3的接通并结束开关开闭程序。

{变形例1}

当断开开关3时，电流i全部在二极管2中流动。因此，期望将阈值th1、th2均设为二极管2的容许电流以下。例如将阈值th1、th2设定为10～20a。

{变形例2}

也可以在图3所示的流程图中，在步骤s11、s12的组与步骤s13、s14的组之间变换顺序。

{变形例3}

若不需要抑制开关3的跳动的产生，则不需要将阈值th1、th2设定为不同值。图4是将阈值th1、th2均相等地设定为值th的情况下的开关3的开闭动作表示为开关开闭程序的流程图。

在步骤s21中判断电流i的电流值是否为阈值th以上。若步骤s21的判断为肯定，则通过步骤s22来接通开关3。若步骤s21的判断为否定，则通过步骤s23来断开开关3。依照图2来说，由于时刻t3与时刻t4一致，因此通过执行步骤s21、s22、s23来获得上述实施方式的动作是显而易见的。

因此，开关3在电流i的电流值为正的阈值th2以上时接通，在小于阈值th1时断开。并且，若th1＝th2，则相当于变形例3，若th2＞th1，则相当于实施方式。其中，如上述那样，阈值th1是在电流值减小时采用的值，阈值th2是在电流值增大时采用的值。

此外，上述实施方式及各变形例所说明的各结构只要相互不矛盾就能够适宜组合。

如以上那样，详细说明了本发明，但上述的说明在全部方面均为例示，本发明不限于此。应该理解为，未例示的无数变形例只要不脱离本发明的范围就能够被想到。