JP2001119850A

JP2001119850A - 過電流時の負荷電流制御装置、負荷の断芯検出装置、及び負荷電流検出供給制御装置

Info

Publication number: JP2001119850A
Application number: JP29308899A
Authority: JP
Inventors: Akira Baba; 晃馬場; Yoshikazu Nagashima; 良和長嶋
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1999-10-15
Filing date: 1999-10-15
Publication date: 2001-04-27

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】過電流時の負荷電流を精度よく検出し、負荷
電流を適正に制御する。【解決手段】半導体リレー２を、第１の設定値より大
きな電流が負荷に供給されたときにメインＦＥＴ４を遮
断する回路遮断手段と、メインＦＥＴ４を流れる電流値
を検出して、負荷に供給している電流に相当する電圧を
出力する電流検出手段により構成し、電源電圧をチャー
ジポンプ回路２５により昇圧してその出力を駆動回路９
によりＦＥＴ４のゲートに印加して、オン・オフ制御す
る。そして第１の設定値よりも低く、負荷の定格電流よ
りも高い第２の設定値を規定する。電流検出手段による
検出値が第１の設定値より大きければ過電流とし、また
第２の設定値より大きい場合には電源投入時から所定時
間、過電流検知の出力をマスクするマスク回路１１を含
む負荷電流制御回路とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体リレーを用
いた半導体リレーシステムに係り、特に負荷側にショー
ト等による過電流が流れたときに、断芯等による過少電
流の検出まで検出電流範囲の大きい検出をマイクロコン
ピュータのソフト負担を軽減して、確実に電流検出を行
うことのできる過電流時の負荷電流制御装置、負荷の断
芯検出装置、及び負荷電流検出供給制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、車両において、車載バッテリか
らの電源はパワーＭＯＳＦＥＴ及び絶縁被膜により被わ
れた電源線を介して車両の各部に配されている負荷に供
給されている。この電源線は、常時振動しているエンジ
ンルーム内等において車体に沿って配索されるが、この
とき、車体の角部に接近して位置されていると、例え
ば、振動により角部と断続的な接触を繰り返すようにな
り、これが長期間続き電源線の被覆が車体の角部により
徐々に削られて内部導線が微少ではあるが露出するよう
になった場合において、この電源線の露出部が車体と接
触することに伴って、電源線にデッドショートやレアシ
ョートが起こり、過電流が流れることになる。近年で
は、自動車用半導体リレーとして、パワーＭＯＳＦＥＴ
やＩＰＳ（Ｉntelligent Power Switch）が使用され
てきている。このような半導体リレー、ＩＰＳにおいて
はデバイスの発熱を防ぐために、マイクロコンピュータ
（マイコン）を用い所定間隔で電流値をサンプリングし
て電流モニター値を読み、過電流状態か否かをソフト的
に判断することが行われている。このような過電流の検
出にあたって、従来は、特開平１０−５１９４４号に代
表されるように、図４に示す如く、上流（Ｖｂ側）のヒ
ューズを廃止する代わりにシャント抵抗の電圧をマイコ
ンでモニターし、このマイコンによってモニターした値
を基に、過電流や断芯を検出することが行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
マイコンのモニターによって過電流や断芯を検出する装
置にあっては、図５に示される従来装置のロジック図か
ら判るように常に５ｍｓｅｃ毎に検出電流値のサンプリ
ングを行い、そのときのサンプリング値に基づいて作動
状態（過電流状態か否か）の判断しなければならない。
このため、マイコンとしての過電流検出の頻度が多く、
処理フローとしてのソフト負担が大きなものとなってい
た。

【０００４】また、シャント抵抗によって得られる電流
は、断芯状態の検出とデッドショート等によって生じる
過電流状態の検出のために用いられる。シャント抵抗に
よって得られる電流によって断芯状態を検出する場合
は、検出される過少（微少）電流（例えば、０．４Ａ）
を判断することになり、デッドショート等によって生じ
る過電流状態を検出する場合は、過電流（例えば、１５
Ａ）を判断することになる。このため、シャント抵抗に
よる電流では、過少（微少）電流（例えば、０．４Ａ）
だけではなく、過電流（例えば、１５Ａ）も判断しなけ
ればならず、断芯状態である微少電流からショート状態
の過電流（例えば、１５Ａ）までをカバーするためダイ
ナミックレンジが狭いものとなっており、検出精度を十
分に確保できないという問題を有している。

【０００５】本発明の第１の目的は、過電流時の負荷に
供給される電流を検出精度よく検出し、負荷に流れる電
流を適正に制御できるようにしようということにある。

【０００６】本発明の第２の目的は、負荷の断芯状態を
検出精度よく検出し、負荷に供給される電流を適正に制
御できるようにしようということにある。

【０００７】本発明の第３の目的は、過電流時の負荷に
供給される電流を検出精度よく検出すると共に、負荷の
断芯状態を検出精度よく検出して、負荷に供給される電
流を適正に制御できるようにしようということにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の過電流時の負荷電流制御装置
は、半導体リレーを用いマイクロコンピュータでオン・
オフ制御して負荷に電源を供給する半導体リレーシステ
ムにおいて，前記半導体リレーを、第１の設定値より大
きな電流が負荷に供給されたときにメインＦＥＴを遮断
し負荷に電源を供給しないようにする回路遮断手段と、
前記メインＦＥＴに流れる電流値を検出して負荷に供給
している電流に相当する電圧を出力する電流検出手段と
を備えた半導体リレーで構成し、チャージポンプ回路に
よって電源電圧を昇圧したチャージポンプ出力電圧を前
記メインＦＥＴのゲートに印加して該メインＦＥＴをオ
ン・オフ制御する駆動回路と、前記第１の設定値より低
い電流値で、前記負荷に定常状態で供給される定格電流
よりも高い電流値に設定する第２の設定値と前記電流検
出手段によって出力される電流値とを比較し、前記電流
検出手段によって出力される電流値が前記第１の設定値
よりも大きい場合に過電流と検出する過電流検出手段
と、前記過電流検出手段によって検出した電流が第２の
設定値よりも大きい場合であっても、電源投入時から所
定時間、前記過電流検出手段からの出力を停止するマス
ク手段とによって構成したものである。このように構成
することにより、請求項１に記載の発明によると、過電
流時の負荷に供給される電流を検出精度よく検出するこ
とができ、負荷に流れる電流を適正に制御することがで
きる。

【０００９】上記の目的を達成するために、請求項２に
記載の過電流時の負荷電流制御装置は、半導体リレーの
内部にメインＦＥＴの温度を検出する半導体リレー温度
センサを設けると共に、この温度センサによって検出さ
れる温度が、所定温度よりも高くなったときに駆動回路
からメインＦＥＴのゲートに印加しているチャージポン
プ回路から供給されるチャージポンプ出力電圧をオフ
し、メインＦＥＴをオフする過熱遮断手段を設けたもの
である。このように構成することにより、請求項２に記
載の発明によると、ＦＥＴが過熱した場合に、ＦＥＴが
熱によって破壊するのを防止することができる。

【００１０】上記の目的を達成するために、請求項３に
記載の過電流時の負荷電流制御装置は、半導体リレーの
周囲の温度を検出する周囲温度センサを設けると共に、
この温度センサによって検出される温度が、所定温度よ
りも低い場合に、過熱遮断手段が作動する毎にカウント
信号を出力する過熱遮断作動検出手段を設けたものであ
る。このように構成することにより、請求項３に記載の
発明によると、特定の温度（例えば、−４０℃）でのＦ
ＥＴの過電流遮断回数を計数することができる。

【００１１】上記の目的を達成するために、請求項４に
記載の過電流時の負荷電流制御装置は、半導体リレー
は、負荷に電源電圧から電流を供給するメインＦＥＴ
と、メインＦＥＴに並列に、一端に負荷が接続される第
１の抵抗の他端にソースが接続される第１のサブＦＥＴ
との直列回路と、メインＦＥＴに並列に、一端に負荷が
接続される第３の抵抗の他端に接続される第２の抵抗の
他端にソースが接続される第２のサブＦＥＴとの直列回
路とを備え、このメインＦＥＴと該第１のサブＦＥＴと
該第２のサブＦＥＴとを共通のゲート電圧で駆動すると
共に，第１のサブＦＥＴと第１の抵抗との接続点にゲー
ト端子を接続し、メインＦＥＴのゲートにドレン端子を
接続し、負荷にソース端子を接続してなる第３のサブＦ
ＥＴを設けて構成したものである。このように構成する
ことにより、請求項４に記載の発明によると、ＦＥＴに
熱遮断回路内蔵型ＭＯＳＦＥＴを用いなくても、突入電
流よりも大きな電流が供給されたときにメインＦＥＴを
過熱遮断を待たずに遮断することができ、過電流が供給
された場合にも、確実にメインＦＥＴを遮断することが
できる。

【００１２】上記の目的を達成するために、請求項５に
記載の過電流時の負荷電流制御装置は、回路遮断手段
を、第１のサブＦＥＴと第１の抵抗との接続点にゲート
端子を接続し、メインＦＥＴのゲートにドレン端子を接
続し、負荷にソース端子を接続してなる第３のサブＦＥ
Ｔによって構成したものである。このように構成するこ
とにより、請求項５に記載の発明によると、ＦＥＴに熱
遮断回路内蔵型ＭＯＳＦＥＴを用いなくても、突入電流
よりも大きな電流が供給されたときにメインＦＥＴを過
熱遮断を待たずに遮断することができ、過電流が供給さ
れた場合にも、確実にメインＦＥＴを遮断することがで
きる。

【００１３】上記の目的を達成するために、請求項６に
記載の過電流時の負荷電流制御装置は、電流検出手段
を、メインＦＥＴに並列に接続される第２のサブＦＥＴ
と第２の抵抗と第３の抵抗の直列回路によって構成し、
第２の抵抗と第３の抵抗の接続点から検出電流を取り出
すように構成したものである。このように構成すること
により、請求項６に記載の発明によると、シャント抵抗
を用いなくても正確な過電流検出を行うことができる。

【００１４】上記の目的を達成するために、請求項７に
記載の過電流時の負荷電流制御装置は、半導体リレーを
構成するＦＥＴを、ｎチャネルＤ−ＭＯＳＦＥＴで構成
したものである。このように構成することにより、請求
項７に記載の発明によると、半導体リレーを安価に作る
ことができる。

【００１５】上記の目的を達成するために、請求項８に
記載の過電流時の負荷電流制御装置は、半導体リレーを
構成するＦＥＴを、ｐチャネルＤ−ＭＯＳＦＥＴで構成
したものである。このように構成することにより、請求
項８に記載の発明によると、チャージポンプ回路を省略
でき、半導体リレーを安価に作ることができる。

【００１６】上記の目的を達成するために、請求項９に
記載の過電流時の負荷電流制御装置は、半導体リレーを
１チップで形成したものである。このように構成するこ
とにより、請求項９に記載の発明によると、実装を容易
に行うことができる。

【００１７】上記の目的を達成するために、請求項１０
に記載の負荷の断芯検出装置は、第１の設定値より大き
な電流が負荷に供給されたときにメインＦＥＴを遮断し
負荷に電源を供給しないようにする回路遮断手段と、前
記メインＦＥＴに流れる電流値を検出して負荷に供給し
ている電流に相当する電圧を出力する電流検出手段とに
よって構成する半導体リレーを用い、マイクロコンピュ
ータでチャージポンプ回路によって電源電圧を昇圧した
チャージポンプ出力電圧を駆動回路を介して前記メイン
ＦＥＴのゲートに印加することによりオン・オフ制御し
て負荷に電源を供給する半導体リレーシステムにおい
て，前記メインＦＥＴのドレン端子に電源と直列に接続
して負荷に供給される電流を検出する過少電流検出手段
と，前記過少電流検出手段によって検出される電流値を
増幅する増幅手段と、前記増幅手段によって増幅された
電流値と前記負荷に定常状態で供給される定格電流より
も低い電流値に設定する第３の設定値とを比較する比較
手段とによって構成したものである。このように構成す
ることにより、請求項１０に記載の発明によると、負荷
の断芯状態を検出精度よく検出することができ、負荷に
供給される電流を適正に制御できることができる。

【００１８】上記の目的を達成するために、請求項１１
に記載の負荷の断芯検出装置は、負荷の断芯検出装置
を、メインＦＥＴのドレン端子と電源との間にシャント
抵抗を接続し、このシャント抵抗の両端の電位差によっ
て検出される電流を作動増幅器によって所定倍に増幅
し、この増幅した電流値と負荷に定常状態で供給される
定格電流よりも低い値の第３の設定値とをコンパレータ
で比較して、負荷に定常状態で供給される定格電流より
も低い電流しか流れていないことを検出するものであ
る。このように構成することにより、請求項１１に記載
の発明によると、負荷の断芯状態を検出精度よく検出す
ることができ、負荷に供給される電流を適正に制御でき
ることができる。

【００１９】上記の目的を達成するために、請求項１２
に記載の負荷の断芯検出装置は、半導体リレーを、負荷
に電源電圧から電流を供給するメインＦＥＴと、メイン
ＦＥＴに並列に、一端に負荷が接続される第１の抵抗の
他端にソースが接続される第１のサブＦＥＴとの直列回
路と、メインＦＥＴに並列に、一端に負荷が接続される
第３の抵抗の他端に接続される第２の抵抗の他端にソー
スが接続される第２のサブＦＥＴとの直列回路とを備
え、このメインＦＥＴとこの第１のサブＦＥＴとこの第
２のサブＦＥＴとを共通のゲート電圧で駆動すると共
に，第１のサブＦＥＴと第１の抵抗との接続点にゲート
端子を接続し、メインＦＥＴのゲートにドレン端子を接
続し、負荷にソース端子を接続してなる第３のサブＦＥ
Ｔを設けて構成したものである。このように構成するこ
とにより、請求項１２に記載の発明によると、ＦＥＴに
熱遮断回路内蔵型ＭＯＳＦＥＴを用いなくても、突入電
流よりも大きな電流が供給されたときにメインＦＥＴを
過熱遮断を待たずに遮断することができ、過電流が供給
された場合にも、確実にメインＦＥＴを遮断することが
できる。

【００２０】上記の目的を達成するために、請求項１３
に記載の負荷の断芯検出装置は、半導体リレーを構成す
るＦＥＴを、ｎチャネルＤ−ＭＯＳＦＥＴで構成したも
のである。このように構成することにより、請求項１３
に記載の発明によると、半導体リレーを安価に作ること
ができる。

【００２１】上記の目的を達成するために、請求項１４
に記載の過電流時の負荷電流制御装置は、半導体リレー
を構成するＦＥＴを、ｐチャネルＤ−ＭＯＳＦＥＴで構
成したものである。このように構成することにより、請
求項１４に記載の発明によると、半導体リレーを安価に
作ることができる。

【００２２】上記の目的を達成するために、請求項１５
に記載の過電流時の負荷電流制御装置は、半導体リレー
を１チップで形成したものである。このように構成する
ことにより、請求項１５に記載の発明によると、実装を
容易に行うことができる。

【００２３】上記の目的を達成するために、請求項１６
に記載の負荷電流検出供給制御装置は、半導体リレーを
用いマイクロコンピュータでオン・オフ制御して負荷に
電源を供給する半導体リレーシステムにおいて，半導体
リレーを、第１の設定値より大きな電流が負荷に供給さ
れたときにメインＦＥＴを遮断し負荷に電源を供給しな
いようにする回路遮断手段と、メインＦＥＴに流れる電
流値を検出して負荷に供給している電流に相当する電圧
を出力する電流検出手段とを備えた半導体リレーで構成
し、チャージポンプ回路によって電源電圧を昇圧したチ
ャージポンプ出力電圧をメインＦＥＴのゲートに印加し
て、このメインＦＥＴをオン・オフ制御する駆動回路
と、第１の設定値より低い電流値で、負荷に定常状態で
供給される定格電流よりも高い電流値に設定する第２の
設定値と電流検出手段によって出力される電流値とを比
較し、電流検出手段によって出力される電流値が前記第
１の設定値よりも大きい場合に過電流と検出する過電流
検出手段と、過電流検出手段によって検出した電流が第
２の設定値よりも大きい場合であっても、電源投入時か
ら所定時間、過電流検出手段からの出力を停止するマス
ク手段と、メインＦＥＴのドレン端子に電源と直列に接
続して負荷に供給される電流を検出する過少電流検出手
段と，過少電流検出手段によって検出される電流値を増
幅する増幅手段と、増幅手段によって増幅された電流値
と負荷に定常状態で供給される定格電流よりも低い電流
値に設定する第３の設定値とを比較する比較手段とによ
って構成したものである。このように構成することによ
り、請求項１６に記載の発明によると、過電流時の負荷
に供給される電流を検出精度よく検出することができ、
かつ負荷の断芯状態を検出精度よく検出でき、負荷に供
給される電流を適正に制御することができる。

【００２４】上記の目的を達成するために、請求項１７
に記載の負荷電流検出供給制御装置は、導体リレーの内
部にメインＦＥＴの温度を検出する半導体リレー温度セ
ンサを設けると共に、この温度センサによって検出され
る温度が、所定温度よりも高くなったときに駆動回路か
らメインＦＥＴのゲートに印加しているチャージポンプ
回路から供給されるチャージポンプ出力電圧をオフしメ
インＦＥＴをオフする過熱遮断手段を設けたものであ
る。このように構成することにより、請求項１７に記載
の発明によると、ＦＥＴが過熱した場合に、ＦＥＴが熱
によって破壊するのを防止することができる。

【００２５】上記の目的を達成するために、請求項１８
に記載の負荷電流検出供給制御装置は、半導体リレーの
周囲の温度を検出する周囲温度センサを設けると共に、
この温度センサによって検出される温度が、所定温度よ
りも低い場合に前記過熱遮断手段が作動する毎にカウン
ト信号を出力する過熱遮断作動検出手段を設けたもので
ある。このように構成することにより、請求項１８に記
載の発明によると、特定の温度（例えば、−４０℃）で
のＦＥＴの過電流遮断回数を計数することができる。

【００２６】上記の目的を達成するために、請求項１９
に記載の負荷電流検出供給制御装置は、半導体リレー
は、負荷に電源電圧から電流を供給するメインＦＥＴ
と、メインＦＥＴに並列に、一端に負荷が接続される第
１の抵抗の他端にソースが接続される第１のサブＦＥＴ
との直列回路と、メインＦＥＴに並列に、一端に負荷が
接続される第３の抵抗の他端に接続される第２の抵抗の
他端にソースが接続される第２のサブＦＥＴとの直列回
路とを備え、このメインＦＥＴとこの第１のサブＦＥＴ
とこの第２のサブＦＥＴとを共通のゲート電圧で駆動す
ると共に，第１のサブＦＥＴと第１の抵抗との接続点に
ゲート端子を接続し、メインＦＥＴのゲートにドレン端
子を接続し、負荷にソース端子を接続してなる第３のサ
ブＦＥＴを設けて構成したものである。このように構成
することにより、請求項１９に記載の発明によると、Ｆ
ＥＴに熱遮断回路内蔵型ＭＯＳＦＥＴを用いなくても、
突入電流よりも大きな電流が供給されたときにメインＦ
ＥＴを過熱遮断を待たずに遮断することができ、過電流
が供給された場合にも、確実にメインＦＥＴを遮断する
ことができる。

【００２７】上記の目的を達成するために、請求項２０
に記載の負荷電流検出供給制御装置は、回路遮断手段
を、第１のサブＦＥＴと第１の抵抗との接続点にゲート
端子を接続し、メインＦＥＴのゲートにドレン端子を接
続し、負荷にソース端子を接続してなる第３のサブＦＥ
Ｔによって構成したものである。このように構成するこ
とにより、請求項２０に記載の発明によると、ＦＥＴに
熱遮断回路内蔵型ＭＯＳＦＥＴを用いなくても、突入電
流よりも大きな電流が供給されたときにメインＦＥＴを
過熱遮断を待たずに遮断することができ、過電流が供給
された場合にも、確実にメインＦＥＴを遮断することが
できる。

【００２８】上記の目的を達成するために、請求項２１
に記載の負荷電流検出供給制御装置は、電流検出手段
を、メインＦＥＴに並列に接続される第２のサブＦＥＴ
と第２の抵抗と第３の抵抗の直列回路によって構成し、
第２の抵抗と第３の抵抗の接続点から検出電流を取り出
すように構成したものである。このように構成すること
により、請求項２１に記載の発明によると、シャント抵
抗を用いなくても正確な過電流検出を行うことができ
る。

【００２９】上記の目的を達成するために、請求項２２
に記載の負荷電流検出供給制御装置は、半導体リレーを
構成するＦＥＴは、ｎチャネルＤ−ＭＯＳＦＥＴで構成
したものである。このように構成することにより、請求
項２２に記載の発明によると、半導体リレーを安価に作
ることができる。

【００３０】上記の目的を達成するために、請求項２３
に記載の負荷電流検出供給制御装置は、半導体リレーを
構成するＦＥＴを、ｐチャネルＤ−ＭＯＳＦＥＴで構成
したものである。このように構成することにより、請求
項２３に記載の発明によると、半導体リレーを安価に作
ることができる。

【００３１】上記の目的を達成するために、請求項２４
に記載の負荷電流検出供給制御装置は、半導体リレーを
１チップで形成したものである。

【００３２】このように構成することにより、請求項２
４に記載の発明によると、実装を容易に行うことができ
る。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態に
ついて説明する。図１には、本発明に係る過電流時の負
荷電流制御装置、負荷の断芯検出装置、及び負荷電流検
出供給制御装置の一実施の形態が示されている。

【００３４】図において、車載バッテリからの電源電圧
ＶＢは、負荷に供給される電流を検出するシャント抵抗
Ｒｓと、半導体リレー２を介してストップランプやヘッ
ドライト等々の負荷３に供給される。この半導体リレー
２は、シャント抵抗Ｒｓと負荷３の間に直列に接続され
るｎチャネルＤ−ＭＯＳＦＥＴによって構成されるメイ
ンＦＥＴ４が接続されている。すなわち、シャント抵抗
Ｒｓには、メインＦＥＴ４のドレン端子が接続されてお
り、メインＦＥＴ４のソース端子には、負荷３が接続さ
れている。

【００３５】また、このメインＦＥＴ４に並列に、ｎチ
ャネルＤ−ＭＯＳＦＥＴによって構成される第１のサブ
ＦＥＴ５が接続されている。すなわち、メインＦＥＴ４
のドレン端子に第１のサブＦＥＴ５のドレン端子が接続
されており、この第１のサブＦＥＴ５のソース端子に
は、抵抗Ｒ１を介して負荷３が接続されている。さら
に、メインＦＥＴ４に並列に、ｎチャネルＤ−ＭＯＳＦ
ＥＴによって構成される第２のサブＦＥＴ６が接続され
ている。すなわち、メインＦＥＴ４のドレン端子に第２
のサブＦＥＴ６のドレン端子が接続されており、この第
２のサブＦＥＴ６のソース端子には、抵抗Ｒ２，Ｒ３の
直列回路を介して負荷３が接続されている。この抵抗Ｒ
２，Ｒ３の接続点から過電流の検出を行う。すなわち、
この抵抗Ｒ２，Ｒ３の接続点には、メインＦＥＴ４に流
れる電流と同等の電流に相当する電圧値が誘起するよう
に抵抗Ｒ２，Ｒ３の抵抗値が設定されており、この抵抗
Ｒ２，Ｒ３の直列回路によって、メインＦＥＴ４に流れ
る過電流を検出している。

【００３６】このメインＦＥＴ４のゲート端子には、ｎ
チャネルＤ−ＭＯＳＦＥＴによって構成される第３のサ
ブＦＥＴ７のドレン端子が接続されており、この第３の
サブＦＥＴ７のソース端子は、負荷３に接続されてい
る。そして、この第３のサブＦＥＴ７のゲートは、第１
のサブＦＥＴ５のソース端子と抵抗Ｒ１の接続点に接続
されている。また、８は、半導体リレー２、特にメイン
ＦＥＴ４の温度を検出する半導体リレー温度センサであ
り、この半導体リレー温度センサ８は、半導体リレー
２、特にメインＦＥＴ４の温度が所定温度に達したとき
に信号を出力する機能を有している。したがって、定常
状態のときは、導体リレー２、特にメインＦＥＴ４の温
度が所定温度まで上昇することはなく、温度センサ８が
作動することはない。

【００３７】この第３のサブＦＥＴ７は、メインＦＥＴ
４を介して負荷３に何らかの理由で超大電流（例えば、
１００Ａ）が流れた場合に働くものである。すなわち、
メインＦＥＴ４に、この超大電流（例えば、１００Ａ）
が流れると、この超大電流によって、メインＦＥＴ４は
発熱し、過熱状態となる。このメインＦＥＴ４の発熱に
よりメインＦＥＴ４が所定温度に達すると、温度センサ
８の検知によってメインＦＥＴ４は遮断されるが、超大
電流（例えば、１００Ａ）のような過大電流の場合は、
メインＦＥＴ４の発熱によりメインＦＥＴ４が所定温度
に達するまで電流を流しておくとメインＦＥＴ４が破損
してしまうことがあるため、メインＦＥＴ４が所定温度
に達するのを待たずに、直ちにメインＦＥＴ４を遮断す
る必要がある。このために設けたのが第３のサブＦＥＴ
７である。この第３のサブＦＥＴ７の作動電流は、第１
のサブＦＥＴ５のソース端子に接続される抵抗Ｒ１の値
によって決まる。すなわち、たとえば、１００Ａのよう
な超大電流で作動させるには、第１のサブＦＥＴ５のソ
ース端子と抵抗Ｒ１の接続点にメインＦＥＴ４に１００
Ａの電流が流れたときに、第３のサブＦＥＴ７のゲート
端子に第３のサブＦＥＴ７をオンさせる電圧が誘起でき
るように、抵抗Ｒ１の抵抗値を設定することで実現でき
る。この第３のサブＦＥＴ７がオンすると、メインＦＥ
Ｔ４のゲート電圧がＬｏに落ち、メインＦＥＴ４が遮断
される。なお、第３のサブＦＥＴ７は、負荷３に定格電
流が供給されているときは、作動することはない。

【００３８】このメインＦＥＴ４と、第１のサブＦＥＴ
５と、第２のサブＦＥＴ６と、第３のサブＦＥＴ７と、
抵抗Ｒ１、Ｒ２，Ｒ３によって、半導体リレー２が構成
されている。この半導体リレー２には、メインＦＥＴ４
の過熱温度を検出する半導体リレー温度センサ８を含め
ることは任意である。すなわち、メインＦＥＴ４が過電
流で過熱されてもメインＦＥＴ４を遮断しない場合は、
半導体リレー温度センサ８を設ける必要はない。

【００３９】メインＦＥＴ４のゲート端子と、第１のサ
ブＦＥＴ５のゲート端子と、第２のサブＦＥＴ６のゲー
ト端子には、駆動回路９が接続されており、メインＦＥ
Ｔ４と第１のサブＦＥＴ５と第２のサブＦＥＴ６は、駆
動回路９によって同時に駆動するように構成されてい
る。駆動回路９は、チャージポンプ回路２５により電源
電圧ＶＢを昇圧したチャージポンプ出力電圧ＶＰが、図
示されていないが、コレクタに接続されるＮＰＮ型スイ
ッチング（ＳＷ）トランジスタＴｒ１と、このＳＷトラ
ンジスタＴｒ１のエミッタにコレクタが接続されたＮＰ
Ｎ型スイッチング（ＳＷ）トランジスタＴｒ２とを有し
ており、ＳＷトランジスタＴｒ１のエミッタとＳＷトラ
ンジスタＴｒ２のコレクタとの接点が半導体リレー２の
メインＦＥＴ４のゲート端子、第１のサブＦＥＴ５のゲ
ート端子、第２のサブＦＥＴ６のゲート端子のそれぞれ
に接続されている。そして、この駆動回路９は、図示さ
れていないがマイコンからのＨレベルのオン操作信号に
よってチャージポンプ回路２５により電源電圧ＶＢを昇
圧したチャージポンプ出力電圧ＶＰをメインＦＥＴ４の
ゲート端子と、第１のサブＦＥＴ５のゲート端子と、第
２のサブＦＥＴ６のゲート端子に印加し、メインＦＥＴ
４と第１のサブＦＥＴ５と第２のサブＦＥＴ６をオンす
る。

【００４０】また、第２のサブＦＥＴ６のソース端子に
接続されている抵抗Ｒ２，Ｒ３の接続点には、コンパレ
ータ１０の（＋）入力端子が接続されており、このコン
パレータ１２の（−）入力端子には、抵抗Ｒ４によって
決定される基準電圧Ｖｒｅｆ１が入力されている。この
基準電圧Ｖｒｅｆ１は、メインＦＥＴ４に流れる電流が
過電流とする電流値に相当する電圧値に設定されてお
り、この基準電圧Ｖｒｅｆ１によってメインＦＥＴ４に
過電流が流れたか否かが決定される。すなわち、抵抗Ｒ
２，Ｒ３の接続点に誘起される電圧が基準電圧Ｖｒｅｆ
１を超えると、コンパレータ１０の（＋）入力端子が大
きくなり、この接続されておりいる。このコンパレータ
１０の出力端子からＨｉが出力される。

【００４１】このコンパレータ１０の出力端子には、マ
スク回路１１が接続されている。このマスク回路１１
は、負荷スイッチの投入時に負荷に供給される電流は、
ランプ負荷の場合、負荷スイッチ投入時はランプが冷え
ている（負荷の抵抗値が低い）ので大電流（例えば、３
０〜５０Ａ）が流れ、この場合、通常の過電流検出を行
いメインＦＥＴ４を遮断してしまい、ランプの照度が十
分得られない。このため、負荷スイッチ投入時はランプ
を早く暖める必要から所定時間はむしろ大電流（例え
ば、３０〜５０Ａ）を流す必要がある。そこで、このマ
スク回路１１は、負荷スイッチ（図示していない）の投
入時からマスク回路１１が作動している所定時間（予め
設定したマスク時間）、コンパレータ１０の出力端子か
ら出力されてきたＨｉ信号を次段の回路に出力しないよ
うにする作用を有している。このマスク回路１１は、こ
のマスク回路１１に接続されるワンショットマルチバイ
ブレータ１２によって作用することになる。

【００４２】すなわち、負荷スイッチ（図示していな
い）の投入によってマイコンからランプ等の負荷３に電
源を供給するための駆動指示信号（Ｈｉ信号）が駆動回
路９に出力されると同時に、マイコンからランプ負荷３
への負荷スイッチ投入時にランプ負荷３への負荷スイッ
チ投入時であることを知らせるランプ投入信号（Ｈｉ信
号）をワンショットマルチバイブレータ１２に入力す
る。このワンショットマルチバイブレータ１２は、マイ
コンからの入力があると一定時間Ｈｉの信号を出力する
機能を有しており、負荷スイッチの投入によってワンシ
ョットマルチバイブレータ１２は作動し、ワンショット
マルチバイブレータ１２の出力端子からは、一定時間Ｈ
ｉの信号がマスク回路１１に供給される。このワンショ
ットマルチバイブレータ１２の出力端子から出力される
一定時間Ｈｉの信号によってマスク回路１１が作動し、
所定時間、メインＦＥＴ４に流れる電流が過電流である
ことの検出を行わない。

【００４３】また、マスク回路１１には、ヒステリシス
回路１３が接続されている。このヒステリシス回路１３
は、メインＦＥＴ４のオン・オフにするヒステリシスを
持たせて動作するようにしたものである。コンパレータ
１０からの出力があると、駆動回路９は、マイコンから
の駆動指示信号に拘らず駆動回路９からメインＦＥＴ４
のゲート端子に印加しているゲート電圧を、メインＦＥ
Ｔ４がオフする電圧にまで低下させる。これによって第
２のサブＦＥＴ６に接続される抵抗Ｒ２，Ｒ３に流れる
電流は低下する。このコンパレータ１０からの出力を受
けた後、コンパレータ１０の出力端子にマスク回路１１
を介して接続されるヒステリシス回路１３のヒステリシ
スによって、抵抗Ｒ２，Ｒ３に流れる電流が当初流れた
電流（例えば、２０Ａ）から０Ａまでの後、任意の時間
をもって再度駆動回路９からメインＦＥＴ４のゲート端
子にゲート電圧を印加するようにオン信号を出力する。

【００４４】また、半導体リレー温度センサ８は、半導
体リレー２、特にメインＦＥＴ４の温度が所定温度に達
したときに信号を出力する機能を有するもので、この半
導体リレー温度センサ８には、ラッチ回路１４が接続さ
れている。このラッチ回路１４は、半導体リレー温度セ
ンサ８から信号が出力されると、駆動回路９に半導体リ
レー２を遮断するための遮断信号を出力し、この遮断信
号出力状態をリセットされる（イグニッションスイッチ
をオフすることでリセット）まで維持する機能を有して
いる。

【００４５】このように、ラッチ回路１４からの出力を
受けるということは、半導体リレー２、特にメインＦＥ
Ｔ４の温度が異常に上昇しているということであるか
ら、メインＦＥＴ４が破壊に至る前に、早期にメインＦ
ＥＴ４をオフする必要があるわけである。そこで、ラッ
チ回路１４から半導体リレー２、特にメインＦＥＴ４の
温度異常を知らせる信号が出力された場合、駆動回路９
は、このラッチ回路１４からの信号を受けて、マイコン
からの駆動指示信号に拘らず駆動回路９からメインＦＥ
Ｔ４のゲート端子に印加しているゲート電圧を、メイン
ＦＥＴ４がオフする電圧にまで低下させ、メインＦＥＴ
４をオフする。

【００４６】一方、ラッチ回路１４の出力信号は、ＡＮ
Ｄ回路１５の一方の入力端子に入力するようになってい
る。また、このＡＮＤ回路１５の他方の入力端子には、
コンパレータ１６の出力端子が接続されている。そし
て、コンパレータ１６の（−）入力端子には、周囲の温
度を検出する周囲温度センサ１７が接続されており、こ
のコンパレータ１６の（−）入力端子に周囲温度センサ
１７によって検出される温度に相当する電圧値が入力さ
れるようになっている。この周囲温度センサ１７は、メ
インＦＥＴ４の過熱遮断保証回数の低温領域（例えば、
−０℃）を検出するためのもので、周囲温度が特定温度
（例えば、−４０℃）で信号を出力するようになってい
る。また、コンパレータ１６の（＋）入力端子には、抵
抗Ｒ５，Ｒ６の接続点が接続されており、このコンパレ
ータ１６の（＋）入力端子に抵抗Ｒ５，Ｒ６によって分
圧された電圧値が入力されるようになっている。この抵
抗Ｒ５，Ｒ６によって分圧される電圧値は、周囲温度が
−０℃以下のときのコンパレータ１６の出力端子から信
号が出力（Ｈｉの信号）されるような値に設定してあ
る。周囲温度設定の調整においては、外部抵抗Ｒ６で調
整可能とした。また、過熱遮断の耐久回数は、常温にな
ると、１０万回以上の保証があるため、周囲温度センサ
１７によって０℃以下の場合だけの遮断回数をカウント
するようにし、システムの寿命向上を図る。

【００４７】したがって、周囲温度が特定温度（例え
ば、−４０℃）のときでコンパレータ１６の出力端子か
ら出力（Ｈｉの信号）があり、このときに半導体リレー
２、特にメインＦＥＴ４の温度が異常に上昇し、半導体
リレー温度センサ８からラッチ回路１４に信号が出力さ
れ、ラッチ回路１４からＡＮＤ回路１５にＨｉの出力が
なされると、ＡＮＤ回路１５からＨｉが出力され、この
ＡＮＤ回路１５からのＨｉの信号は、マイコンでカウン
トされる。

【００４８】一方、車載バッテリとメインＦＥＴ４との
間に設けられたシャント抵抗Ｒｓは、車載バッテリと負
荷３との間の電源線に流れる電流を電圧に変換するため
の低抵抗で、この両端電圧を検出することにより電源線
に流れる過少電流の検出を行っている。このシャント抵
抗Ｒｓは、ランプ負荷３の断芯を検出するために用いら
れる。すなわち、このシャント抵抗Ｒｓの両端は、抵抗
Ｒ７，Ｒ８を介して増幅器１８の（＋）入力端子と
（−）入力端子に接続されており、この増幅器１８は、
電流検出手段として働き、シャント抵抗Ｒｓの両端電圧
に応じた電圧を出力することにより過少電流の検出を行
っている。そして、このシャント抵抗Ｒｓは、例えば、
１００ｍΩの抵抗を用いランプ負荷３の断芯の検出を行
っている。増幅器１８の出力は、コンパレータ１９の
（−）入力端子に入力されるように構成されており、
（＋）入力端子には、ランプ負荷３の断芯を検出するに
適した電圧が入力されるように抵抗Ｒ９を調整（選択）
することによって基準電圧Ｖｒｅｆ２が設定されてい
る。この基準電圧Ｖｒｅｆ２は、ランプ１灯切れ、２灯
切れ等のいずれの段芯状態を検出するかの設定によって
決定される。過電流設定値の調整は、抵抗Ｒ４で行い、
組み付け当初に抵抗Ｒ４で決定することによって設定値
を調整することができるようになっている。

【００４９】このように構成される過電流時の負荷電流
制御装置、負荷の断芯検出装置、及び負荷電流検出供給
制御装置の動作について説明する。まず、負荷３への通
電開始時は、メインＦＥＴ４を介して負荷３に、図２に
示す如く、突入電流が流れる。この突入電流は、過電流
であるため、コンパレータ１０から過電流検出信号がマ
スク回路１１に出力される。このとき、負荷３への通電
開始時によってマイコンからワンショットマルチバイブ
レータ１２に駆動信号が出力され、ワンショットマルチ
バイブレータ１２の出力端子からマスク回路１１に出力
され、マスク回路１１の作用によって所定時間（例え
ば、５〜１０ｍｓｅｃ）マスクされる。このマスク時間
が経過すると、メインＦＥＴ４を介して負荷３に供給さ
れる負荷電流は、図２に示す如く、過電流設定電流を下
回る電流に低下し、安定した電流供給がなされ、以後
は、通常の過電流制御になる。この状態で、図２に示す
如く、デッドショート等、何等かの原因で負荷３に過電
流が流れると、コンパレータ１０の出力端子からＨｉの
出力がマスク回路１１を介してヒステリシス回路１３に
出力され、所定のヒステリシスで駆動回路９がメインＦ
ＥＴ４を遮断する。また、負荷３に過電流が流れ、半導
体リレー２、特にメインＦＥＴ４の温度が所定温度に昇
温し、導体リレー温度センサ８の駆動によってメインＦ
ＥＴ４を遮断する。この過熱遮断は、ラッチ回路１４で
ラッチするが信号入力がＯＦＦでリセットする。過電流
時には、ステータスＳＴ１を出力するが、デューティ制
御（例えば、５ｍｓｅｃオン、５ｍｓｅｃオフ）の場合
には、マイコンのタイミングが過電流との同期が取れず
マイコンで読めないことがあり、ＳＴ１はワンショット
マルチバイブレータ１２によって少し長い間（例えば、
１５ｍｓｅｃ）出力するようにし、過電流が続いている
場合は、また、ＳＴ１が出力するように構成してある。

【００５０】また、ランプ負荷３の断芯の検出は、シャ
ント抵抗Ｒｓの両端電圧を増幅器１８（オペアンプ、例
えば、２０倍）によって増幅し、コンパレータ１９によ
って抵抗Ｒ９によって決定される（３灯の内の１灯断芯
検出なのか等）閾値（基準電圧）と比較し、断芯を検出
する。断芯が生じた場合は、シャント抵抗Ｒｓに流れる
電流は、定格負荷電流以下の値であるので、例えば、５
Ｗ×３灯の１灯断芯を見たい場合は、シャント抵抗Ｒｓ
を５０ｍΩにし、１２５０ｍＶ〜８３３ｍＶの間に閾値
（基準電圧）を設ければよく、ダイナミックレンジを広
くすることができる。

【００５１】なお、ランプ負荷３の場合は、ランプ負荷
３に電圧依存分があるので電圧補正回路によって調整す
る。増幅器１８の出力端子に接続されるツェナーダイオ
ードＺＤ１は、定格負荷電流以上の大きな電流の検出を
必要としないので、例えば、５Ｖ位でカットするための
ものである。

【００５２】また、イグニッション（ＩＧ）端子は、Ｉ
Ｇスイッチが入力された時に５ＶＲｅｇなどの回路が起
動できるようにし、システムの暗電流を減らす。

【００５３】図３には、本発明に係る過電流時の負荷電
流制御装置、負荷の断芯検出装置、及び負荷電流検出供
給制御装置の他の実施の形態が示されている。

【００５４】図において、本実施の形態が、図１に図示
の実施の形態と異なる点は、半導体リレー２を図１に図
示の実施の形態がｎチャネルＤ−ＭＯＳＦＥＴによって
構成しているのに対し、本実施の形態がｐチャネルＤ−
ＭＯＳＦＥＴによって構成している点である。他は、図
１に図示の実施の形態と同様である。すなわち、半導体
リレー２０は、シャント抵抗Ｒｓと負荷３の間に直列に
接続されるｐチャネルＤ−ＭＯＳＦＥＴによって構成さ
れるメインＦＥＴ４が接続されている。すなわち、シャ
ント抵抗Ｒｓには、メインＦＥＴ２１のソース端子が接
続されており、メインＦＥＴ２１のドレン端子には、負
荷３が接続されている。また、このメインＦＥＴ２１
に並列に、ｐチャネルＤ−ＭＯＳＦＥＴによって構成さ
れる第１のサブＦＥＴ２２が接続されている。すなわ
ち、メインＦＥＴ２１のドレン端子には、抵抗Ｒ１０を
介して第１のサブＦＥＴ２２のドレン端子が接続されて
おり、この第１のサブＦＥＴ２２のソース端子には、負
荷３が接続されている。さらに、メインＦＥＴ２１に並
列に、ｐチャネルＤ−ＭＯＳＦＥＴによって構成される
第２のサブＦＥＴ２３が接続されている。すなわち、メ
インＦＥＴ２１のドレン端子に第２のサブＦＥＴ２３の
ドレン端子が抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の直列回路を介して接
続されており、この第２のサブＦＥＴ２３のソース端子
には、シャンと抵抗Ｒｓが接続されている。この抵抗Ｒ
１１，Ｒ１２の接続点から過電流の検出を行う。すなわ
ち、この抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の接続点には、メインＦＥ
Ｔ２１に流れる電流と同等の電流に相当する電圧値が誘
起するように抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の抵抗値が設定されて
おり、この抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の直列回路によって、メ
インＦＥＴ２１に流れる過電流を検出している。このメ
インＦＥＴ２１のゲート端子には、ｐチャネルＤ−ＭＯ
ＳＦＥＴによって構成される第３のサブＦＥＴ２４のド
レン端子が接続されており、この第３のサブＦＥＴ２４
のソース端子は、メインＦＥＴ２１のソース端子に接続
されている。そして、この第３のサブＦＥＴ２４のゲー
ト端子は、第１のサブＦＥＴ２２のドレン端子と抵抗Ｒ
１０の接続点に接続されている。このようにｐチャネル
Ｄ−ＭＯＳＦＥＴによって構成されるメインＦＥＴ２
１、第１のサブＦＥＴ２２、第２のサブＦＥＴ２３、第
３のサブＦＥＴ２４によって構成される複合ｐチャネル
ＤＭＯＳの構成は、メインＦＥＴ２１，大きな過電流
（ランプ突入時のマスク時間）を検知する第１のサブＦ
ＥＴ２２，それを検知してメインＦＥＴ２１をカットす
る第３のサブＦＥＴ２４，通電時の過電流を検知するた
めの第２のサブＦＥＴ２３からなる。この半導体リレー
２０の動作は、半導体リレー２の動作と同一である。

【００５５】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００５６】請求項１に記載の発明によれば、過電流時
の負荷に供給される電流を検出精度よく検出することが
でき、負荷に流れる電流を適正に制御することができ
る。

【００５７】請求項２に記載の発明によれば、ＦＥＴが
過熱した場合に、ＦＥＴが熱によって破壊するのを防止
することができる。

【００５８】請求項３に記載の発明によれば、特定の温
度（例えば、−４０℃）でのＦＥＴの過電流遮断回数を
計数することができる。

【００５９】請求項４に記載の発明によれば、ＦＥＴに
熱遮断回路内蔵型ＭＯＳＦＥＴを用いなくても、突入電
流よりも大きな電流が供給されたときにメインＦＥＴを
過熱遮断を待たずに遮断することができ、過電流が供給
された場合にも、確実にメインＦＥＴを遮断することが
できる。

【００６０】請求項５に記載の発明によれば、ＦＥＴに
熱遮断回路内蔵型ＭＯＳＦＥＴを用いなくても、突入電
流よりも大きな電流が供給されたときにメインＦＥＴを
過熱遮断を待たずに遮断することができ、過電流が供給
された場合にも、確実にメインＦＥＴを遮断することが
できる。

【００６１】請求項６に記載の発明によれば、シャント
抵抗を用いなくても正確な過電流検出を行うことができ
る。

【００６２】請求項７に記載の発明によれば、半導体リ
レーを安価に作ることができる。

【００６３】請求項８に記載の発明によれば、チャージ
ポンプ回路を省略でき、半導体リレーを安価に作ること
ができる。

【００６４】請求項９に記載の発明によれば、実装を容
易に行うことができる。

【００６５】請求項１０に記載の発明によれば、負荷の
断芯状態を検出精度よく検出することができ、負荷に供
給される電流を適正に制御できることができる。

【００６６】請求項１１に記載の発明によれば、負荷の
断芯状態を検出精度よく検出することができ、負荷に供
給される電流を適正に制御できることができる。

【００６７】請求項１２に記載の発明によれば、ＦＥＴ
に熱遮断回路内蔵型ＭＯＳＦＥＴを用いなくても、突入
電流よりも大きな電流が供給されたときにメインＦＥＴ
を過熱遮断を待たずに遮断することができ、過電流が供
給された場合にも、確実にメインＦＥＴを遮断すること
ができる。

【００６８】請求項１３に記載の発明によれば、半導体
リレーを安価に作ることができる。

【００６９】請求項１４に記載の発明によれば、半導体
リレーを安価に作ることができる。

【００７０】請求項１５に記載の発明によれば、実装を
容易に行うことができる。

【００７１】請求項１６に記載の発明によれば、過電流
時の負荷に供給される電流を検出精度よく検出すること
ができ、かつ負荷の断芯状態を検出精度よく検出でき、
負荷に供給される電流を適正に制御することができる。

【００７２】請求項１７に記載の発明によれば、ＦＥＴ
が過熱した場合に、ＦＥＴが熱によって破壊するのを防
止することができる。

【００７３】請求項１８に記載の発明によれば、特定の
温度（例えば、−４０℃）でのＦＥＴの過電流遮断回数
を計数することができる。

【００７４】請求項１９に記載の発明によれば、ＦＥＴ
に熱遮断回路内蔵型ＭＯＳＦＥＴを用いなくても、突入
電流よりも大きな電流が供給されたときにメインＦＥＴ
を過熱遮断を待たずに遮断することができ、過電流が供
給された場合にも、確実にメインＦＥＴを遮断すること
ができる。

【００７５】請求項２０に記載の発明によれば、ＦＥＴ
に熱遮断回路内蔵型ＭＯＳＦＥＴを用いなくても、突入
電流よりも大きな電流が供給されたときにメインＦＥＴ
を過熱遮断を待たずに遮断することができ、過電流が供
給された場合にも、確実にメインＦＥＴを遮断すること
ができる。

【００７６】請求項２１に記載の発明によれば、シャン
ト抵抗を用いなくても正確な過電流検出を行うことがで
きる。

【００７７】請求項２２に記載の発明によれば、半導体
リレーを安価に作ることができる。

【００７８】請求項２３に記載の発明によれば、導体リ
レーを安価に作ることができる。

【００７９】請求項２４に記載の発明によれば、実装を
容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る過電流時の負荷電流制御装置、負
荷の断芯検出装置、及び負荷電流検出供給制御装置の一
実施の形態を示す回路図である。

【図２】図１に図示の過電流時の負荷電流制御装置、負
荷の断芯検出装置、及び負荷電流検出供給制御装置のロ
ジックを示す図である。

【図３】本発明に係る過電流時の負荷電流制御装置、負
荷の断芯検出装置、及び負荷電流検出供給制御装置の他
の実施の形態を示す回路図である。

【図４】従来の過電流制御装置の回路図である。

【図５】図４に図示の過電流制御装置のロジックを示す
図である。

【符号の説明】

２…………………………半導体リレー３…………………………負荷４…………………………メインＦＥＴ５…………………………第１のサブＦＥＴ６…………………………第２のサブＦＥＴ７…………………………第３のサブＦＥＴ８…………………………半導体リレー温度センサ９…………………………駆動回路１０………………………コンパレータ１１………………………マスク回路１２………………………ワンショットマルチバイブレー
タ１３………………………ヒステリシス回路１４………………………ラッチ回路１５………………………ＡＮＤ回路１６………………………コンパレータ１７………………………周囲温度センサ１８………………………増幅器１９………………………コンパレータ２０………………………半導体リレー２１………………………メインＦＥＴ２２………………………第１のサブＦＥＴ２３………………………第２のサブＦＥＴ２４………………………第３のサブＦＥＴ２５………………………チャージポンプ回路Ｒｓ………………………シャント抵抗

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０２Ｈ 3/12 Ｈ０２Ｈ 3/12 ＡＦターム(参考） 2G014 AA02 AA03 AA27 AB24 AB47 AC15 AC16 2G035 AA15 AB03 AC02 AC19 AD03 AD10 AD20 AD23 AD25 AD27 AD28 AD45 AD47 5G004 AA04 AB02 BA01 BA03 BA04 BA05 DA02 DA04 DC04 DC12 DC14 EA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体リレーを用いマイクロコンピュー
タでオン・オフ制御して負荷に電源を供給する半導体リ
レーシステムにおいて，前記半導体リレーを、第１の設
定値より大きな電流が負荷に供給されたときにメインＦ
ＥＴを遮断し負荷に電源を供給しないようにする回路遮
断手段と、前記メインＦＥＴに流れる電流値を検出して
負荷に供給している電流に相当する電圧を出力する電流
検出手段とを備えた半導体リレーで構成し、チャージポンプ回路によって電源電圧を昇圧したチャー
ジポンプ出力電圧を前記メインＦＥＴのゲートに印加し
て該メインＦＥＴをオン・オフ制御する駆動回路と、前記第１の設定値より低い電流値で、前記負荷に定常状
態で供給される定格電流よりも高い電流値に設定する第
２の設定値と前記電流検出手段によって出力される電流
値とを比較し、前記電流検出手段によって出力される電
流値が前記第１の設定値よりも大きい場合に過電流と検
出する過電流検出手段と、前記過電流検出手段によって検出した電流が第２の設定
値よりも大きい場合であっても、電源投入時から所定時
間、前記過電流検出手段からの出力を停止するマスク手
段と、からなる過電流時の負荷電流制御装置。
【請求項２】前記半導体リレーの内部に前記メインＦ
ＥＴの温度を検出する半導体リレー温度センサを設ける
と共に、該温度センサによって検出される温度が、所定
温度よりも高くなったときに駆動回路から前記メインＦ
ＥＴのゲートに印加しているチャージポンプ回路から供
給されるチャージポンプ出力電圧をオフし前記メインＦ
ＥＴをオフする過熱遮断手段を設けたことを特徴とする
請求項１に記載の過電流時の負荷電流制御装置。
【請求項３】前記半導体リレーの周囲の温度を検出す
る周囲温度センサを設けると共に、該温度センサによっ
て検出される温度が、所定温度よりも低い場合に前記過
熱遮断手段が作動する毎にカウント信号を出力する過熱
遮断作動検出手段を設けたことを特徴とする請求項２に
記載の過電流時の負荷電流制御装置。
【請求項４】前記半導体リレーは、負荷に電源電圧か
ら電流を供給するメインＦＥＴと、前記メインＦＥＴに
並列に、一端に前記負荷が接続される第１の抵抗の他端
にソースが接続される第１のサブＦＥＴとの直列回路
と、前記メインＦＥＴに並列に、一端に前記負荷が接続
される第３の抵抗の他端に接続される第２の抵抗の他端
にソースが接続される第２のサブＦＥＴとの直列回路と
を備え、該メインＦＥＴと該第１のサブＦＥＴと該第２
のサブＦＥＴとを共通のゲート電圧で駆動すると共に，
前記第１のサブＦＥＴと前記第１の抵抗との接続点にゲ
ート端子を接続し、前記メインＦＥＴのゲートにドレン
端子を接続し、前記負荷にソース端子を接続してなる第
３のサブＦＥＴを設けて構成したものである請求項１、
２又は３に記載の過電流時の負荷電流制御装置。
【請求項５】前記回路遮断手段は、前記第１のサブＦ
ＥＴと前記第１の抵抗との接続点にゲート端子を接続
し、前記メインＦＥＴのゲートにドレン端子を接続し、
前記負荷にソース端子を接続してなる第３のサブＦＥＴ
によって構成してなる請求項４に記載の過電流時の負荷
電流制御装置。
【請求項６】前記電流検出手段は、前記メインＦＥＴ
に並列に接続される前記第２のサブＦＥＴと前記第２の
抵抗と前記第３の抵抗の直列回路によって構成し、前記
第２の抵抗と前記第３の抵抗の接続点から検出電流を取
り出すように構成してなる請求項４に記載の過電流時の
負荷電流制御装置。
【請求項７】前記半導体リレーを構成するＦＥＴは、
ｎチャネルＤ−ＭＯＳＦＥＴである請求項１、２、３、
４、５又は６に記載の過電流時の負荷電流制御装置。
【請求項８】前記半導体リレーを構成するＦＥＴは、
ｐチャネルＤ−ＭＯＳＦＥＴである請求項１、２又は３
に記載の過電流時の負荷電流制御装置。
【請求項９】前記半導体リレーを１チップで形成した
ものである請求項１、２、３、４、５、６、７又は８に
記載の過電流時の負荷電流制御装置。
【請求項１０】第１の設定値より大きな電流が負荷に
供給されたときにメインＦＥＴを遮断し負荷に電源を供
給しないようにする回路遮断手段と、前記メインＦＥＴ
に流れる電流値を検出して負荷に供給している電流に相
当する電圧を出力する電流検出手段とによって構成する
半導体リレーを用い、マイクロコンピュータでチャージ
ポンプ回路によって電源電圧を昇圧したチャージポンプ
出力電圧を駆動回路を介して前記メインＦＥＴのゲート
に印加することによりオン・オフ制御して負荷に電源を
供給する半導体リレーシステムにおいて，前記メインＦ
ＥＴのドレン端子に電源と直列に接続して負荷に供給さ
れる電流を検出する過少電流検出手段と，前記過少電流
検出手段によって検出される電流値を増幅する増幅手段
と、前記増幅手段によって増幅された電流値と前記負荷に定
常状態で供給される定格電流よりも低い電流値に設定す
る第３の設定値とを比較する比較手段と、からなる負荷の断芯検出装置。
【請求項１１】前記負荷の断芯検出装置は、前記メイ
ンＦＥＴのドレン端子と電源との間にシャント抵抗を接
続し、該シャント抵抗の両端の電位差によって検出され
る電流を作動増幅器によって所定倍に増幅し、該増幅し
た電流値と前記負荷に定常状態で供給される定格電流よ
りも低い値の第３の設定値とをコンパレータで比較し
て、前記負荷に定常状態で供給される定格電流よりも低
い電流しか流れていないことを検出するものである請求
項１０に記載の負荷の断芯検出装置。
【請求項１２】前記半導体リレーは、負荷に電源電圧
から電流を供給するメインＦＥＴと、前記メインＦＥＴ
に並列に、一端に前記負荷が接続される第１の抵抗の他
端にソースが接続される第１のサブＦＥＴとの直列回路
と、前記メインＦＥＴに並列に、一端に前記負荷が接続
される第３の抵抗の他端に接続される第２の抵抗の他端
にソースが接続される第２のサブＦＥＴとの直列回路と
を備え、該メインＦＥＴと該第１のサブＦＥＴと該第２
のサブＦＥＴとを共通のゲート電圧で駆動すると共に，
前記第１のサブＦＥＴと前記第１の抵抗との接続点にゲ
ート端子を接続し、前記メインＦＥＴのゲートにドレン
端子を接続し、前記負荷にソース端子を接続してなる第
３のサブＦＥＴを設けて構成したものである請求項１０
又は１１に記載の負荷の断芯検出装置。
【請求項１３】前記半導体リレーを構成するＦＥＴ
は、ｎチャネルＤ−ＭＯＳＦＥＴである請求項１０、１
１又は１２に記載の負荷の断芯検出装置。
【請求項１４】前記半導体リレー２を構成するＦＥＴ
は、ｐチャネルＤ−ＭＯＳＦＥＴである請求項１０又は
１１に記載の負荷の断芯検出装置。
【請求項１５】前記半導体リレーを１チップで形成し
たものである請求項１０、１１、１２、１３又は１４に
記載の負荷の断芯検出装置。
【請求項１６】半導体リレーを用いマイクロコンピュ
ータでオン・オフ制御して負荷に電源を供給する半導体
リレーシステムにおいて，前記半導体リレーを、第１の
設定値より大きな電流が負荷に供給されたときにメイン
ＦＥＴを遮断し負荷に電源を供給しないようにする回路
遮断手段と、前記メインＦＥＴに流れる電流値を検出し
て負荷に供給している電流に相当する電圧を出力する電
流検出手段とを備えた半導体リレーで構成し、チャージポンプ回路によって電源電圧を昇圧したチャー
ジポンプ出力電圧を前記メインＦＥＴのゲートに印加し
て該メインＦＥＴをオン・オフ制御する駆動回路と、前記第１の設定値より低い電流値で、前記負荷に定常状
態で供給される定格電流よりも高い電流値に設定する第
２の設定値と前記電流検出手段によって出力される電流
値とを比較し、前記電流検出手段によって出力される電
流値が前記第１の設定値よりも大きい場合に過電流と検
出する過電流検出手段と、前記過電流検出手段によって検出した電流が第２の設定
値よりも大きい場合であっても、電源投入時から所定時
間、前記過電流検出手段からの出力を停止するマスク手
段と、前記メインＦＥＴのドレン端子に電源と直列に接続して
負荷に供給される電流を検出する過少電流検出手段と，
前記過少電流検出手段によって検出される電流値を増幅
する増幅手段と、前記増幅手段によって増幅された電流値と前記負荷に定
常状態で供給される定格電流よりも低い電流値に設定す
る第３の設定値とを比較する比較手段と、からなる負荷電流検出供給制御装置。
【請求項１７】前記半導体リレーの内部に前記メイン
ＦＥＴの温度を検出する半導体リレー温度センサを設け
ると共に、該温度センサによって検出される温度が、所
定温度よりも高くなったときに駆動回路から前記メイン
ＦＥＴのゲートに印加しているチャージポンプ回路から
供給されるチャージポンプ出力電圧をオフし前記メイン
ＦＥＴをオフする過熱遮断手段を設けたことを特徴とす
る請求項１６に記載の負荷電流検出供給制御装置
【請求項１８】前記半導体リレーの周囲の温度を検出
する周囲温度センサを設けると共に、該温度センサによ
って検出される温度が、所定温度よりも低い場合に前記
過熱遮断手段が作動する毎にカウント信号を出力する過
熱遮断作動検出手段を設けたことを特徴とする請求項１
７に記載の負荷電流検出供給制御装置。
【請求項１９】前記半導体リレーは、負荷に電源電圧
から電流を供給するメインＦＥＴと、前記メインＦＥＴ
に並列に、一端に前記負荷が接続される第１の抵抗の他
端にソースが接続される第１のサブＦＥＴとの直列回路
と、前記メインＦＥＴに並列に、一端に前記負荷が接続
される第３の抵抗の他端に接続される第２の抵抗の他端
にソースが接続される第２のサブＦＥＴとの直列回路と
を備え、該メインＦＥＴと該第１のサブＦＥＴと該第２
のサブＦＥＴとを共通のゲート電圧で駆動すると共に，
前記第１のサブＦＥＴと前記第１の抵抗との接続点にゲ
ート端子を接続し、前記メインＦＥＴのゲートにドレン
端子を接続し、前記負荷にソース端子を接続してなる第
３のサブＦＥＴを設けて構成したものである請求項１
６、１７又は１８に記載の負荷電流検出供給制御装置。
【請求項２０】前記回路遮断手段は、前記第１のサブ
ＦＥＴと前記第１の抵抗との接続点にゲート端子を接続
し、前記メインＦＥＴのゲートにドレン端子を接続し、
前記負荷にソース端子を接続してなる第３のサブＦＥＴ
によって構成してなる請求項１９に記載の負荷電流検出
供給制御装置。
【請求項２１】前記電流検出手段は、前記メインＦＥ
Ｔに並列に接続される前記第２のサブＦＥＴと前記第２
の抵抗と前記第３の抵抗の直列回路によって構成し、前
記第２の抵抗と前記第３の抵抗の接続点から検出電流を
取り出すように構成してなる請求項１９又は２０に記載
の負荷電流検出供給制御装置。
【請求項２２】前記半導体リレーを構成するＦＥＴ
は、ｎチャネルＤ−ＭＯＳＦＥＴである請求項１６、１
７、１８、１９、２０又は２１に記載の負荷電流検出供
給制御装置。
【請求項２３】前記半導体リレーを構成するＦＥＴ
は、ｐチャネルＤ−ＭＯＳＦＥＴである請求項１６、１
７又は１８に記載の負荷電流検出供給制御装置。
【請求項２４】前記半導体リレーを１チップで形成し
たものである請求項１６、１７、１８、１９、２０、２
１又は２２に記載の負荷電流検出供給制御装置。