本发明专利技术提供DC-DC转换器，其在电压转换电路的开关元件产生短路故障时能够切断流电压转换电路中流通的大电流。DC-DC转换器(100)具备：电压转换电路(2)，其具有FET1(第1开关元件)；反接保护用的FET2(第2开关元件)，其在直流电源(50)的负极与输入端子(10)连接时，阻止电压转换电路(2)中流过大电流；短路保护用的FET3(第3开关元件)，其在FET1发生短路故障时，阻止电压转换电路(2)中流过大电流；以及检测单元，其检测FET1的短路故障而使FET3截止。FET3与FET2串联连接。检测单元根据FET1与FET2及FET3的串联电路之间的连接点(P)的电压来检测故障。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供DC-DC转换器，其在电压转换电路的开关元件产生短路故障时能够切断流电压转换电路中流通的大电流。DC-DC转换器(100)具备：电压转换电路(2)，其具有FET1(第1开关元件)；反接保护用的FET2(第2开关元件)，其在直流电源(50)的负极与输入端子(10)连接时，阻止电压转换电路(2)中流过大电流；短路保护用的FET3(第3开关元件)，其在FET1发生短路故障时，阻止电压转换电路(2)中流过大电流；以及检测单元，其检测FET1的短路故障而使FET3截止。FET3与FET2串联连接。检测单元根据FET1与FET2及FET3的串联电路之间的连接点(P)的电压来检测故障。【专利说明】DC-DC转换器
本专利技术涉及将直流电源的电压升压或降压后提供给负载的DC-DC转换器(直流-直流转换装置)，尤其涉及具备直流电源被反接时的保护功能的DC-DC转换器。
技术介绍
例如，在汽车中搭载着DC-DC转换器，作为用于向各种车载设备或电路提供直流电压的电源装置。一般情况下，DC-DC转换器具有由开关元件、线圈、电容等构成的电压转换电路(升压电路或降压电路)，通过高速地对直流电源的电压进行开关，来输出升压或降压后的直流电压。 在这样的DC-DC转换器中，当直流电源的正极和负极误与输入端子反接时，大电流流向电路导致元件被破坏。因此，一直以来设置了即使直流电源被反接也使得元件不被破坏的反接保护电路。在后述的日本专利文献1、2中示出设置有这样的反接保护电路的电源装置。 在日本专利文献I中，反接保护用的FET (场效应晶体管)与过电压保护用的FET串联连接，另外设置有检测直流电源的电压的电压检测电路。然后，在电源开关接通的状态下，当电压检测电路得到的检测电压超过预定值时，过电压保护用的FET截止(OFF)，防止电力转换电路的电路元件被破坏。另外，在直流电源反接的状态下，当接通电源开关时，反接保护用的FET截止(OFF)，防止电力转换电路的电路元件被破坏。 在专利文献2中，在电源供给路径上设置当电源正向连接时导通(ON)而电源反方向连接时截止(OFF)的反接保护用的FET，并且设置使该FET的输出升压的升压电路。然后，根据升压电路的输出使FET导通，由此即使在电源电压低的情况下也能够提供稳定的输出电压。 另外，在DC-DC转换器中，当与输出端子连接的负载产生短路时，也会导致大电流流向电路而使元件被破坏。作为其对策，在后述的专利文献3中记载了具备过电流保护功能和短路保护功能的电源装置，该过电流保护功能根据第I基准值来限制流向升压电路的开关元件的电流，该短路保护功能根据大于第I基准值的第2基准值高速地限制该电流。 图9示出具备针对直流电源的反接的保护电路的现有DC-DC转换器的一例。DC-DC转换器200具备输入端子61、输入滤波器51、升压电路52、输出滤波器53、输出端子62、控制部54、FET驱动电路55以及反接保护用的FET60。在输入端子61上连接直流电源50，在输出端子62上连接负载70。 升压电路52是由线圈56、开关用的FET57、同步整流用的FET58和电容59构成的公知电路。FET57和FET58根据由FET驱动电路55提供的脉冲信号(PWM信号)交替地进行导通/截止。S卩，当FET57导通时，FET58截止，当FET58导通时，FET57截止。FET60根据来自控制部54的控制信号而始终成为导通状态。FET57、FET58、FET60分别反向并联连接二极管57a、58a、60a(漏极/源极间的寄生二极管)。 在升压电路52中经由输入滤波器51输入直流电源50的电压。利用FET57的导通/截止动作，使直流电源50的电压进行开关，在线圈56中产生高电压。该高电压通过FET58的二极管58a被整流，通过电容59被平滑化，然后作为升压后的直流电压经由输出滤波器53被提供给负载70。 在反接直流电源50时即直流电源50的负极与输入端子61连接、正极与地连接时，FET60成为截止(OFF)状态。另外，因为FET60的二极管60a的阴极与直流电源50的正极连接，所以二极管60a成为非导通状态。因此，大电流没有流向直流电源50的正极一地一FET60 — FET57 —线圈56 —输入滤波器51 —直流电源50的负极的路径，从而防止处于该路径的电路元件被破坏。 现有技术文献 专利文献 专利文献1:日本特开2005-51919号公报 专利文献2:日本特开2006-14491号公报 专利文献3:日本特开2012-157191号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题 在图9所示的DC-DC转换器200中，有时开关用的FET57中发生短路故障。所谓短路故障是指FET57的源极/漏极间被固定为导通状态且FET57始终导通而不能截止的故障。在产生这样的短路故障的情况下，即使让与FET57串联连接的反接保护用的FET60截止，也由于FET60的二极管60a相对于直流电源50成为正向，因而在图10中用粗箭头所示的大电流通过FET57和二极管60a而流动。S卩，FET60的截止不能阻止大电流，由于该大电流继续流动，而导致处于电流路径的电路元件被破坏。 日本专利文献I的电源装置检测输入侧的过电压，由于使过电压保护用的FET截止，因此即使电力转换电路的开关元件产生短路故障而在电力转换电路中流动过电流，也无法检测到该过电流。日本专利文献2的电源装置利用升压电路的输出电压来驱动反接保护用的FET，因此升压电路的开关元件产生短路故障，即使在升压电路中流动过电流，也无法检测到该过电流。专利文献3的电源装置讲述了输出侧短路时的对策，但没有讲述电压转换电路的开关元件产生短路故障时的对策。 本专利技术的课题是提供在电压转换电路的开关元件产生短路故障时能够断开流向电压转换电路的大电流的DC-DC转换器。 解决问题的手段 在本专利技术中，DC-DC转换器具备:输入端子，其连接直流电源的正极；输出端子，其连接负载；电压转换电路，其设置在输入端子与输出端子之间，具有第I开关元件，并利用第I开关元件的导通/截止动作使直流电源的电压升压或降压而提供给负载；以及反接保护用的第2开关元件，其在直流电源的负极与输入端子连接时，阻止电压转换电路中流过大电流，该DC-DC转换器还设置有:短路保护用的第3开关元件，其在第I开关元件发生短路故障时，阻止电压转换电路流过大电流；以及检测单元，其检测第I开关元件的短路故障，使第3开关元件截止。第3开关元件与第2开关元件串联连接。检测单元根据第I开关元件与第2及第3开关元件的串联电路之间的连接点的电压来检测故障。 根据这样的结构，当电压转换电路的第I开关元件发生短路故障时，由于电压转换电路中流过大电流，上述连接点的电压增大。然后，当检测单元检测到该电压的增大时，使短路保护用的第3开关元件截止，所以可利用第3开关元件来切断利用第2开关元件无法切断的大电流。由此，在第I开关元件的短路故障时，能够保护设置在大电流流通的路径上的电路元件免受破坏。 在本专利技术中，检测单元可包含:分压电阻，其对所述连接点的电压进行分压；第4开关元件，其在由该分压电阻分压后得到的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种DC‑DC转换器，具备：输入端子，其连接直流电源的正极；输出端子，其连接负载；电压转换电路，其设置在所述输入端子与所述输出端子之间，具有第1开关元件，并利用所述第1开关元件的导通/截止动作使所述直流电源的电压升压或降压而提供给所述负载；以及反接保护用的第2开关元件，其在所述直流电源的负极与所述输入端子连接时，阻止所述电压转换电路中流过大电流，该DC‑DC转换器的特征在于，还具备：短路保护用的第3开关元件，其在所述第1开关元件发生短路故障时，阻止所述电压转换电路中流过大电流；以及检测单元，其检测所述第1开关元件的短路故障，使所述第3开关元件截止，所述第3开关元件与所述第2开关元件串联连接，所述检测单元根据所述第1开关元件与所述第2开关元件以及第3开关元件的串联电路之间的连接点的电压来检测故障。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：木下晋宏，小林辽，
申请(专利权)人：欧姆龙汽车电子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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