JP2008042317A - 駆動回路 - Google Patents

Abstract

【課題】スイッチング素子として電圧制御型トランジスタを備えた駆動回路において、回路規模の大型化や制御装置の処理負荷の増加を招くことなく、スイッチング素子の発熱を抑制しつつスイッチングノイズを低減できるようにする。
【解決手段】エンジンＥＣＵのＭＰＵ２から出力されるチャージ駆動信号によりチャージＳＷ２６がオン／オフされて、コンデンサ２８にインジェクタ４開弁用の高電圧を蓄積するインジェクタ駆動回路において、チャージＳＷ２６を構成しているＭＯＳＦＥＴのゲート抵抗として、ＮＴＣ型のサーミスタ３０を用いる。この結果、チャージＳＷ２６の低温時には、ゲート抵抗が大きくなってスイッチングノイズが抑制され、チャージＳＷ２６の温度が上昇すると、ゲート抵抗が低下して、チャージＳＷ２６の発熱が抑制される。
【選択図】図１

Description

本発明は、スイッチング素子として電圧制御型トランジスタを備えた駆動回路に関する。

ＭＯＳゲート構造の電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）や絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）等の電圧制御型トランジスタは、スイッチング速度が速いことから、駆動回路のスイッチング素子として広く利用されている。

ところで、この電圧制御型トランジスタは、高速にスイッチング動作させると、スイッチングノイズが発生し、他の電子機器に影響を与えることがあった。
そこで、従来、電圧制御型トランジスタをスイッチング素子として備えた駆動回路では、スイッチング素子の制御端子（つまりゲート）に制御電圧を入力する入力経路を２系統にして、各経路に抵抗値が異なるゲート抵抗を設け、駆動回路の使用状態に応じて、スイッチング素子に制御電圧を入力するのに使用する経路を、２つの経路の何れかに切り換えることが提案されている（例えば、特許文献１等参照）。

つまり、スイッチングノイズを抑える必要があるときには、ゲート抵抗の抵抗値が大きい方の経路を使って制御電圧を入力することで、スイッチング素子のゲート電圧を緩やかに変化させ（換言すればスイッチング速度を抑制し）、スイッチングノイズを抑える必要がないときには、ゲート抵抗の抵抗値が小さい方の経路を使って制御電圧を入力することで、スイッチング素子のゲート電圧を速やかに変化させて、高速なスイッチング動作を実現するのである。

また、特許文献１では、入力経路の切換条件として、スイッチング素子の温度を検出し、スイッチング素子の温度が低いときには、ゲート抵抗の抵抗値が大きい方の経路を使って制御電圧を入力することで、スイッチングノイズの発生を抑制し、スイッチング素子の温度が高くなると、ゲート抵抗の抵抗値が小さい方の経路を使って制御電圧を入力することで、スイッチング素子の温度上昇を抑えることも提案されている。

つまり、スイッチング素子のゲート電圧の立上がり速度や立下がり速度を抑えると、スイッチングノイズは低減できるものの、ゲート電圧を高速に変化させた場合に比べて、ゲート電圧の変化時に消費される電力量が多くなって、スイッチング素子の発熱量も増加することから、この提案の技術では、スイッチング素子の温度を監視しながら制御電圧の入力経路を切り換えることで、スイッチング素子の発熱を抑制しつつ、スイッチングノイズを低減するようにしているのである。
特開２００５−１９７７８４号公報

しかしながら、上記提案のように、制御電圧の入力経路を複数形成し、スイッチング素子の温度に応じて、制御電圧の入力経路を切り換えるようにすると、入力経路を一系統にした一般的な駆動回路に比べて、回路構成が複雑になり、また、入力経路切換用の制御回路も別途必要になるため、駆動回路の大型化を招くといった問題があった。

一方、制御電圧の入力経路を切り換えることなく、スイッチング速度を変化させる方法としては、駆動回路を介して制御対象を制御する制御装置（マイクロコンピュータ等）により、制御電圧の立上がり或いは立下がり特性を制御することも考えられる。

しかし、このような方法では、駆動回路の大型化を防止できても、制御装置側での処理負荷が大きくなってしまい、制御装置本体の機能を低下させてしまうという問題が生じる。

本発明は、こうした問題に鑑みなされたもので、スイッチング素子として電圧制御型トランジスタを備えた駆動回路において、その回路規模を大型化したり、駆動回路を介して制御対象を制御する制御装置の処理負荷を増加させることなく、スイッチング素子の発熱を抑制しつつスイッチングノイズを低減できるようにすることを目的とする。

かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の駆動回路においては、スイッチング素子の制御端子に制御電圧を入力する入力経路上に、温度上昇に対して抵抗値が減少する負の温度特性を有する温度検出素子が設けられている。

従って、スイッチング素子の温度が低いときには、温度検出素子の抵抗値（換言すればゲート抵抗の抵抗値）が大きくなって、スイッチングノイズが抑制され、スイッチング素子の温度が高くなると、温度検出素子の抵抗値（換言すればゲート抵抗の抵抗値）が小さくなって、スイッチング素子のターンオフ時やターンオン時に消費される電力量、延いてはスイッチング素子の発熱量、が抑制されることになる。

そして、本発明の駆動回路によれば、スイッチング素子の発熱を抑制しつつ、スイッチングノイズを低減することができるにもかかわらず、そのための構成としては、従来の駆動回路のゲート抵抗に代えて、負の温度特性を有する温度検出素子を設けるか、或いは、この温度検出素子を追加するだけでよく、ゲート抵抗の抵抗値をスイッチング素子の温度に応じて切り換えるための制御回路を設ける必要がない。

よって、本発明によれば、スイッチング素子の発熱を抑制しつつスイッチングノイズを低減可能な駆動回路を、極めて簡単に、しかも低コストで実現できることになる。
ところで、スイッチング素子の入力経路を一系統とし、その経路上に温度検出素子を設けた場合には、スイッチング素子のターンオン時とターンオフ時のスイッチング速度が共に温度に応じて変化することになるが、スイッチング素子に接続される負荷によっては、スイッチング素子のターンオン時又はターンオフ時のスイッチング速度を一定にして、負荷電流の立上がり又は立下がり特性を一定したいことがある。

そこでこのような場合には、請求項２に記載のように、温度検出素子には電流方向を規制するダイオードを直列に接続し、この温度検出素子とダイオードとの直列回路に対しては抵抗を並列に接続するようにするとよい。

つまりこのようにすれば、温度検出素子に直列に接続されたダイオードによって、温度検出素子に電流が流れるのを、スイッチング素子のターンオン時及びターンオフ時の何れか一方に制限することができる。このため、スイッチング素子のゲート抵抗は、ダイオードを介して温度検出素子に電流が流れるスイッチング素子のターンオン時若しくはターンオフ時にのみ、スイッチング素子の温度に応じて（温度が高いほど抵抗値が小さくなるように）変化することになり、ダイオードにより温度検出素子に電流が流れるのを阻止されるスイッチング素子のターンオフ時又はターンオン時には、略一定の抵抗値となる。

よって、請求項２に記載の駆動回路によれば、スイッチング素子のターンオン時及びターンオフ時の一方のタイミングでのみ、スイッチング素子の温度に応じてスイッチング速度を変化させ、他方のタイミングでは、スイッチング素子のスイッチング速度を略一定にすることができるようになる。

一方、スイッチング素子に接続される負荷によっては、スイッチング素子のターンオン時とターンオフ時のスイッチング速度を個々に設定したい場合もあるが、このような場合には、請求項３に記載のように、スイッチング素子への制御電圧の入力経路を、ダイオードにより電流方向が互いに逆方向に規制された２つの経路にて構成し、この２つの経路に、それぞれ、温度検出素子を設けるようにしてもよい。

つまり、このようにすれば、各経路に設ける温度検出素子の抵抗値及び温度特性によって、スイッチング素子のスイッチング速度を、ターンオン時とターンオフ時とで個々に設定することができるようになり、負荷の駆動開始時及び駆動停止時に流れる負荷電流の変化を任意に設定することが可能となる。

なお、本発明（請求項１〜請求項３）の駆動回路において、スイッチング素子のターンオン時やターンオフ時のスイッチング速度を負荷に応じてより最適に設定できるようにするには、請求項４に記載のように、温度検出素子に対して抵抗を直列又は並列に接続して、温度検出素子とこれらの抵抗との合成抵抗により、スイッチング素子のゲート抵抗を設定するようにしてもよい。

また次に、温度検出素子は、スイッチング素子の温度が高くなったときに、ゲート抵抗の抵抗値を低下させて、スイッチング素子の発熱を抑制するものであるため、スイッチング素子の熱が温度検出素子に効率よく伝達されるようにすることが望ましく、そのためには、請求項５に記載のように、温度検出素子を、スイッチング素子と同一基板に実装するとよい。

また、この場合、特に、請求項６に記載のように、スイッチング素子には、放熱用のヒートシンク部が設けられたものを用い、基板には、ヒートシンク部が接触する接触パターンを形成し、その接触パターンを、温度検出素子の実装位置まで延設するとよい。

つまり、このようにすれば、スイッチング素子の熱が、基板上の接触パターンを介して、温度検出素子に直接伝達されることになり、スイッチング素子のゲート抵抗を、スイッチング素子の温度変化に対し、極めて高い応答性で変化させることができ、スイッチング素子の発熱をより良好に防止することが可能となる。

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は本発明が適用された燃料噴射弁（インジェクタ）の駆動回路とその周辺装置を表す説明図である。

図１に示すように、本実施形態の駆動回路は、自動車用のエンジンを制御する電子制御装置（ＥＣＵ）内に組み込まれ、制御量演算用のマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）２から出力される駆動信号に従いエンジンの各気筒に設けられたインジェクタ４を駆動し、インジェクタ４からエンジン各気筒に燃料を噴射供給させるためのものであり、エンジン各気筒のインジェクタ４のソレノイド６の一端をそれぞれグランドに接地する複数のスイッチング素子からなる気筒ＳＷ（ＳＷはスイッチを表す）８を備える。

また、駆動回路には、各気筒のインジェクタ４のソレノイド６の他端に各気筒共通の通電ライン９を介して高電圧を印加することで、気筒ＳＷ８により一端が接地されたインジェクタ４のソレノイド６に電流を流し、インジェクタ４を開弁させる高電圧放電ＳＷ１０、この高電圧放電ＳＷ１０がインジェクタ４のソレノイド６に印加する高電圧を生成する高電圧チャージ回路２０、高電圧の印加によってインジェクタ４が開弁した後、ダイオード１２及び通電ライン９を介してインジェクタ４のソレノイド６に電流を流し、インジェクタ４の開弁状態を保持する定電流ＳＷ１４、及び、アノードがグランドラインに接地され、カソードが通電ライン９に接続され、定電流ＳＷ１４のオフ時（つまりインジェクタ４の閉弁時）にソレノイド６に蓄積されたエネルギを放出させるダイオード１６、も設けられている。

そして、気筒ＳＷ８、高電圧放電ＳＷ１０及び定電流ＳＷ１４は、それぞれ、ｎチャネルのＭＯＳＦＥＴにより構成されており、ＭＰＵ２から出力されるインジェクタ駆動信号によりオン／オフされる。

つまり、図２に示すように、ＭＰＵ２からインジェクタ駆動信号（ハイレベル）が出力されると（時点ｔ１）、気筒ＳＷ８がオン状態となって、インジェクタ４への通電を許可する。また、高電圧放電ＳＷ１０は、ＭＰＵ２からインジェクタ駆動信号（ハイレベル）が出力されると（時点ｔ１）、予め設定された高電圧印加時間△Ｔが経過するまで（時点ｔ２）オン状態となって、インジェクタ４に高電圧を印加することで、インジェクタ４に開弁に必要な大電流を流し、インジェクタ４を開弁させる。また、定電流ＳＷ１４は、ＭＰＵ２からのインジェクタ駆動信号（ハイレベル）の出力期間中、インジェクタ４に流れる電流（インジェクタ電流）が、インジェクタ４を開弁状態に保持するのに必要な保持電流となるように制御される。そして、気筒ＳＷ８及び定電流ＳＷ１４は、ＭＰＵ２からのインジェクタ駆動信号の出力が停止される（時点ｔ３）と、オフ状態となり、インジェクタ４への通電を遮断する。

次に、高電圧チャージ回路２０は、一端が電源ラインに接続されたコイル２２と、このコイル２２の他端にアノードが接続されたダイオード２４とを備え、チャージＳＷ２６によりコイル２２の他端を周期的にグランドラインに接地することでコイル２２に電流を流し、コイル２２への通電遮断時にコイル２２とダイオード２４との接続点に発生した高電圧により、ダイオード２４を介してコンデンサ２８を充電することで、インジェクタ開弁用の高電圧をコンデンサ２８に蓄積する、周知の昇圧回路である。

チャージＳＷ２６は、本発明のスイッチング素子に相当するものであり、ｎチャネルのＭＯＳＦＥＴにより構成されている。そして、このチャージＳＷ２６のゲートには、ゲート抵抗として、チャージＳＷ２６の温度に応じて抵抗値が変化するサーミスタ３０が接続されている。

そして、チャージＳＷ２６のゲートには、サーミスタ３０を介して、ＭＰＵ２から周期的に出力されるチャージ駆動信号（図２参照）が入力され、チャージＳＷ２６は、このチャージ駆動信号により繰り返しオン／オフされることにより、コンデンサ２８に高電圧を充電する。

つまり、ＭＰＵ２は、コンデンサ２８の両端電圧（チャージ電圧）をチャージ電圧モニタ信号として取り込み、図２に示すように、インジェクタ４の駆動時に高電圧放電ＳＷ１０を介してコンデンサ２８に蓄積された電荷が放電されると、その後（時点ｔ２以降）、チャージ電圧が所定の高電圧になるまで、一定周期でレベルが反転するチャージ駆動信号を出力することで、高電圧チャージ回路２０を駆動して、コンデンサ２８に高電圧を充電させる。

なお、サーミスタ３０は、温度の上昇に対して抵抗が減少するＮＴＣ（ｎｅｇａｔｉｖｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）サーミスタであり、本発明の温度検出素子に相当する。そして、サーミスタ３０は、チャージＳＷ２６の熱が効率よく伝達されるように、当該駆動回路が組み付けられる回路基板上で、チャージＳＷ２６の近傍に実装されている。

つまり、図３に示すように、回路基板には、サーミスタ３０を、チャージＳＷ２６を構成するＭＯＳＦＥＴの横に配置できるように、チャージＳＷ２６のゲート端子パターン２７が形成され、しかも、チャージＳＷ２６が実装される基板面には、チャージＳＷ２６周囲のヒートシンク部が接触する接触パターン２５が形成されている。

そして、この接触パターン２５は、サーミスタ３０が実装される基板面まで延設され、サーミスタ３０は、その延設された接触パターン上に配置されている。このため、サーミスタ３０の抵抗値は、チャージＳＷ２６の温度変化に対応して極めて応答性よく変化することになる。

上記のように構成された本実施形態の高電圧チャージ回路２０では、図４に示すように、ＭＰＵ２からチャージ駆動信号（ハイレベル）が出力されると（時点ｔ２１）、チャージＳＷ２６がターンオンして、コイル２２への通電を開始するが、このターンオン時には、負荷がコイル２２であるためドレイン電流が徐々に増加し、ドレイン電流の急変によりノイズが発生することはない。

しかし、ＭＰＵ２からのチャージ駆動信号（ハイレベル）の出力が停止されて（時点ｔ２２）、チャージＳＷ２６がターンオフする際には、ゲート電圧がしきい値電圧からグランド電位まで低下する間の立下がり速度に応じてドレイン電流が変化するため、ゲート電圧の立下がり速度が速いとドレイン電流が急変してノイズ（ラジオノイズ等）が発生し、自動車に搭載された他の機器（オーディオ機器等）に影響を与えることがある。

そこで、本実施形態では、チャージＳＷ２６を構成しているＭＯＳＦＥＴのゲート抵抗としてＮＴＣ型のサーミスタ３０を用いることにより、チャージＳＷ２６の温度が低いときには、ゲート抵抗（つまりサーミスタ３０）の抵抗値が大きくなり、逆に、チャージＳＷ２６の温度が上昇すると、その温度上昇に応じてゲート抵抗（つまりサーミスタ３０）の抵抗値が低下するようにしている。

このため、チャージＳＷ２６の温度が低いときには、図５（ａ）に示すように、チャージＳＷ２６のターンオフ時のゲート電圧の立下がり速度が遅くなって、ノイズの発生が抑制され、逆に、チャージＳＷ２６の温度が高いときには、図５（ｂ）に示すように、チャージＳＷ２６のターンオフ時のゲート電圧の立下がり速度が速くなって、ゲート電圧の立下がり時にチャージＳＷ２６で消費される電力量が低下し、チャージＳＷ２６の発熱が抑制されることになる。

つまり、チャージＳＷ２６のターンオフ時に消費される電力量（換言すれば損失）は、そのときのドレイン電流とドレイン−ソース間電圧とを乗じることで求められることから、図５（ａ）、（ｂ）に示す斜線部分がチャージＳＷ２６のターンオフ時の損失を表すものとなる。

そして、図５（ａ）に示すように、チャージＳＷ２６のゲート電圧の立下がり速度が遅い場合には斜線部分の面積が大きくなるため、損失が大きくなり、図５（ｂ）に示すように、チャージＳＷ２６のゲート電圧の立下がり速度が速い場合には斜線部分の面積が小さくなるため、損失も小さくなる。また、この損失分は、チャージＳＷ２６から熱となって放出されるため、チャージＳＷ２６の損失が大きくなると、発熱も大きくなる。

従って、本実施形態のように、チャージＳＷ２６のゲート抵抗としてＮＴＣ型のサーミスタ３０を用いるようにすれば、チャージＳＷ２６の温度が低いときに発生するスイッチングノイズ（ラジオノイズ等）を抑制しつつ、チャージＳＷ２６の温度が高くなったときに、チャージＳＷ２６の発熱を抑えて、チャージＳＷ２６が過熱によって故障するのを防止することができるようになる。

なお、図４は、図２に符号Ａで示すチャージ駆動信号一周期当たりのチャージＳＷ２６のゲート電圧、ドレイン電流、ドレイン−ソース間電圧の変化を表すタイムチャートであり、図５（ａ）、（ｂ）は、図４に符号Ｂで示すチャージ駆動信号立下がり時のチャージＳＷ２６のゲート電圧、ドレイン電流、ドレイン−ソース間電圧の変化を拡大して表すタイムチャートである。

ところで、本実施形態の駆動回路において、チャージＳＷ２６の温度が高い場合には、チャージＳＷ２６のゲート抵抗が小さくなってスイッチング速度（ターンオフ時のゲート電圧の立下がり速度）が速くなるため、スイッチングノイズ（ラジオノイズ等）が発生し易くなる。

しかし、本実施形態の駆動回路はインジェクタ４の駆動回路であり、チャージＳＷ２６の温度が高くなるのは、エンジン回転数が高く、インジェクタ４の単位時間当たりの駆動回数が多くなって、チャージＳＷ２６の駆動回数が多くなったときであるため、チャージＳＷ２６の発熱を抑制することによってスイッチングノイズが発生しても、特に問題になることはない。

つまり、エンジン回転数が高いときには、エンジン音や自動車の走行音が大きくなるので、チャージＳＷ２６の発熱を抑えることによりチャージＳＷ２６からラジオノイズが発生するようになっても、ラジオノイズはエンジン音や走行音により打ち消され、特に問題になることはないのである。

一方、本実施形態のように、チャージＳＷ２６の温度が低いときに発生するスイッチングノイズ（ラジオノイズ等）を抑制しつつ、チャージＳＷ２６の温度が高くなったときに、チャージＳＷ２６の発熱を抑えるようにするには、例えば、図７に示すように、チャージＳＷ２６へのチャージ駆動信号の入力経路を２系統にし、各経路に抵抗値の異なるゲート抵抗４２、４４を設け、駆動回路が組み込まれるエンジンＥＣＵの内部温度が低いときには、ＭＰＵ２から抵抗値の大きいゲート抵抗４２が設けられた入力経路にチャージ駆動信号（第１チャージ駆動信号）を入力し、エンジンＥＣＵの内部温度が高いときには、ＭＰＵ２から抵抗値の小さいゲート抵抗４４が設けられた入力経路にチャージ駆動信号（第２チャージ駆動信号）を入力するようにしてもよい。

しかし、このような従来技術による対策では、チャージＳＷ２６へのチャージ駆動信号の入力経路を２系統にするだけでなく、エンジンＥＣＵの内部温度を検出するモニタ回路５０を設けて、その検出信号（ＥＣＵ温度モニタ信号）をＭＰＵ２に入力するようにし、ＭＰＵ２側では、そのＥＣＵ温度モニタ信号から、ＥＣＵ温度がチャージＳＷ２６の発熱を抑えるべき温度に達したか否かを判断して、チャージ駆動信号の出力先を切り替える処理を実行するようにする必要があり、エンジンＥＣＵの構成が複雑になると共にＭＰＵ２の処理負荷が増大する。

これに対し、本実施形態の駆動回路によれば、インジェクタ４の駆動回路において要求されている発熱の抑制、ラジオノイズの抑制、といった相反する要求を、チャージＳＷ２６のゲート抵抗にサーミスタ３０を設けるという極めて簡単な構成で満足することができるようになり、インジェクタ４の駆動回路に従来技術を適用した図７の駆動回路に比べて、エンジンＥＣＵの構成を簡単にし、しかも、ＭＰＵ２の処理負荷を軽減することができるようになる。

なお、図７において、ＥＣＵ内部温度のモニタ回路５０は、ＥＣＵの内部温度検出用のサーミスタ５２と、このサーミスタ５２に直列に接続されて電源電圧＋Ｂを分圧する抵抗５４と、このサーミスタ５２の両端電圧（換言すれば電源電圧＋Ｂをサーミスタ５２と抵抗５４とで分圧した分圧電圧）をＥＣＵ温度モニタ信号としてＭＰＵ２に入力するための抵抗５６と、この抵抗５６を介して入力されるＥＣＵ温度モニタ信号からノイズを除去するコンデンサ５８とから構成されている。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にて、種々の態様をとることができる。
例えば、上記実施形態では、本発明をインジェクタの駆動回路に適用した場合について説明したが、本発明は、モータの回転速度や回転方向を制御するのに使用されるＨブリッジ回路等、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等の電圧制御型トランジスタをスイッチング素子として用いる駆動回路であれば、どのような駆動回路であっても適用することができる。

また、上記実施形態では、温度検出素子としてのサーミスタ３０は、チャージＳＷ２６へのチャージ駆動信号の入力経路に単に設けるものとして説明したが、サーミスタ３０の抵抗値だけでは所望のゲート抵抗を実現できないような場合には、サーミスタ３０に対して並列若しくは直列に抵抗を設け、その抵抗とサーミスタ３０との合成抵抗により、所望のゲート抵抗を実現するようにしてもよい。

また、本発明は、チャージＳＷ２６に限らず、スイッチング素子として用いられる電圧制御型トランジスタであれば、上記実施形態と同様に適用することができるが、そのスイッチング素子の用途によっては、スイッチング素子がターンオン（又はターンオフ）する際のスイッチング速度のみを温度に応じて変化させ、ターンオフ（又はターンオン）時のスイッチング速度は常時一定にしたい場合がある。

そこでこのような場合には、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、サーミスタ３０にダイオード３２を直列に接続し、サーミスタ３０とダイオード３２との直列回路に対し抵抗３４を並列に接続するようにするとよい。

つまりこのようにすれば、ダイオード３２の向きによってサーミスタ３０に流れる電流方向を規制することができることから、サーミスタ３０（換言すれば素子温度）によりスイッチング速度を制御し得るタイミングを、ターンオン時及びターンオフ時の何れか一方に制限することができ、他方のタイミングでは、サーミスタ３０にて検出される温度に関係なくゲート抵抗を略一定の抵抗値にして、スイッチング速度を略一定に保持することができるようになる。

具体的には、スイッチング素子３６がｎチャネルのＭＯＳＦＥＴにて構成されている場合、図６（ａ）に示すように、ダイオード３２を、スイッチング素子３６のゲートから電流を流し出す方向に設ければ、スイッチング素子３６をオンするために駆動信号（ハイレベル）が入力された際には、スイッチング素子３６のゲートには抵抗３４を介して電流が流れ込み、サーミスタ３０には電流が流れないので、スイッチング素子３６のターンオン時のスイッチング速度を略一定にすることができる。

また逆に、図６（ｂ）に示すように、ダイオード３２を、スイッチング素子３６のゲートへ電流を流し込む方向に設ければ、スイッチング素子３６をオフするために駆動信号をローレベルにした際に、スイッチング素子３６のゲートに蓄積された電荷は抵抗３４を介して放電され、サーミスタ３０には電流が流れないので、スイッチング素子３６のターンオフ時のスイッチング速度を略一定にすることができる。

また例えば、図６（ｃ）に示すように、スイッチング素子３６への制御電圧の入力経路を、ダイオード３２、３３により電流方向が互いに逆方向に規制された２つの経路にて構成し、この２つの経路に、それぞれ、抵抗値の異なるサーミスタ３０、３１を設けるようにすれば、各経路に設けるサーミスタ３０、３１の抵抗値と温度特性によって、スイッチング素子３６のスイッチング速度を、ターンオン時とターンオフ時とで個々に設定することができるようになる。

また次に、上記の説明では、スイッチング素子には、ｎチャネルのＭＯＳＦＥＴが使用されるものとして説明したが、スイッチング素子は、ｐチャネルのＭＯＳＦＥＴであっても、或いは、ＩＧＢＴ等、ＭＯＳＦＥＴ以外の電圧制御型トランジスタであっても、本発明を適用することができる。また、温度検出素子としても、負の温度特性を有する抵抗体であれば、サーミスタ以外の温度検出素子を用いてもよい。

実施形態のインジェクタの駆動回路及びその周辺装置を表す説明図である。 インジェクタ駆動回路全体の動作を説明するタイムチャートである。 チャージＳＷとサーミスタの基板への実装状態を説明する説明図である。 チャージ駆動信号一周期当たりのチャージＳＷの動作を説明するタイムチャートである。 チャージゲート駆動信号の立下がり時のチャージＳＷの動作を説明するタイムチャートである。 スイッチング素子の入力経路の他の構成例を表す説明図である。 従来技術を適用したインジェクタの駆動回路及びその周辺装置を表す説明図である。

符号の説明

２…ＭＰＵ、４…インジェクタ、６…ソレノイド、８…気筒ＳＷ、９…通電ライン、１０…高電圧放電ＳＷ、１４…定電流ＳＷ、１２，１６…ダイオード、２０…高電圧チャージ回路、２２…コイル、２４…ダイオード、２５…接触パターン、２６…チャージＳＷ、２７…ゲート端子パターン、２８…コンデンサ、３０，３１…サーミスタ、３２，３３…ダイオード、３４…抵抗、３６…スイッチング素子、４２，４４…ゲート抵抗、５０…モニタ回路。

Claims (6)

1. 制御端子に入力される制御電圧により動作する電圧制御型トランジスタからなるスイッチング素子を備えた駆動回路において、
   前記スイッチング素子の制御端子に制御電圧を入力する入力経路上に、温度上昇に対して抵抗値が減少する負の温度特性を有する温度検出素子を設けたことを特徴とする駆動回路。
2. 前記温度検出素子には電流方向を規制するダイオードが直列に接続され、該温度検出素子とダイオードとの直列回路には抵抗が並列に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の駆動回路。
3. 前記入力経路は、ダイオードにより電流方向が互いに逆方向に規制された２つの経路からなり、前記温度検出素子は、これら２つの経路にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１に記載の駆動回路。
4. 前記温度検出素子には、抵抗が直列又は並列に接続されていることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載の駆動回路。
5. 前記温度検出素子は、前記スイッチング素子と同一基板に実装されていることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れかに記載の駆動回路。
6. 前記スイッチング素子には、放熱用のヒートシンク部が設けられ、前記基板には、該ヒートシンク部が接触する接触パターンが設けられ、該接触パターンは、前記温度検出素子の実装位置まで延設されていることを特徴とする請求項５に記載の駆動回路。

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