JP2009100541A - 過電流保護回路 - Google Patents

Abstract

【課題】電流検出器を追加することなく過電流から回路を保護する。
【解決手段】負荷１２あるいは該負荷を駆動操作するスイッチング素子１３，１４が一定電圧の端子１０，１１に接続された負荷駆動回路１における、スイッチング素子１３，１４がオン状態のときの抵抗に基づく物理量を検出する物理量検出手段２１と、物理量検出手段２１の検出結果により負荷駆動回路１の過電流状態を検出する過電流検出手段２，３と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、過電流保護を行う過電流保護回路に関するものである。

モータに流れる過電流を電流検出器で検出し、別モードのＰＷＭ制御を実行することにより過電流から回路を保護するものが知られている（特許文献１）。

しかしながら、従来の過電流保護回路は過電流を検出する電流検出器が必要であった。

特開２００５−９４９３８号公報

本発明が解決しようとする課題は、電流検出器を追加することなく過電流から回路を保護できる過電流保護回路を提供することである。

本発明は、以下の解決手段によって上記課題を解決する。なお、本発明の実施形態を示す図面に対応する符号を付して説明するが、この符号は本発明の理解を容易にするためだけのものであって本発明を限定する趣旨ではない。

［１］本発明に係る過電流保護回路は、負荷（１２）と該負荷を駆動操作するスイッチング素子（１３，１４）一定電圧の端子（１０，１１）に接続された負荷駆動回路（１）における、スイッチング素子（１３，１４）がオン状態のときの抵抗に基づく物理量を検出する物理量検出手段（２１，３１）と、物理量検出手段の検出結果により負荷駆動回路（１）の過電流状態を検出する過電流検出手段（２，３）を備えたことを特徴とする。

上記発明に係る過電流保護回路において、
物理量検出手段（２１，３１）が検出する物理量は、スイッチング素子がオン状態のときの抵抗による電圧降下であるように構成することができる。

また、物理量検出手段（２１，３１）は、
スイッチング素子（１３，１４）がオン状態のときの抵抗による電圧降下が検出できる位置（Ｐ１，Ｐ２）に接続され、この位置の電圧を検出し、
過電流検出手段（２，３）は、物理量検出手段で検出された電圧値と所定の閾値との比較により負荷駆動回路（１）の過電流状態を検出するように構成することができる。

また、上記発明に係る過電流保護回路において、
過電流検出手段（２，３）は、
負荷駆動回路（１）の過電流を監視する期間を検出する監視期間検出手段（２２，３２）をさらに備え、
監視期間検出手段で検出された期間において過電流状態を検出するように構成することができる。

また、上記発明に係る過電流保護回路において、
監視期間検出手段（２２，３２）は、スイッチング素子（１３，１４）に入力される駆動信号を検出することにより、スイッチング素子のオン状態あるいはオフ状態を検出するように構成することができる。

また、上記発明に係る過電流保護回路において、
物理量検出手段（２１，３１）は、負荷駆動回路（１）に接続された複数のスイッチング素子（１３，１４）のそれぞれのオン状態のときの抵抗に基づく物理量を検出するように構成することができる。

［２］本発明に係るモータ駆動回路は、一定電圧の端子（１０，１１）に接続され、負荷（１２）あるいは該負荷を駆動操作するスイッチング素子（１３，１４）と、上記いずれかの過電流保護回路とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、電流検出器を追加することなく過電流から回路を保護することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本実施形態に係る過電流保護回路を含むモータ駆動回路を示す回路図である。

本例のモータ駆動回路１は、当該回路に電圧Ｖ_ＤＤの定電圧を印加する定電圧電源１０と、当該定電圧電源１０と接地（ＧＮＤ）１１との間の回路に直列に設けられた２つのスイッチング素子１３，１４と、当該交流回路が有する抵抗と、モータが有する容量とのバランスを調整するためのコイル１５と、接地側のスイッチング素子１４に対して並列に設けられたモータ１２と、２つのスイッチング素子１３，１４のＯＮ／ＯＦＦ駆動を制御するためのゲートドライバ１６とを備える。

電源１０側に接続されたスイッチング素子１３はｐチャネル型ＦＥＴから構成され、これに還流ダイオード１７が逆並列接続されている。これに対して、接地１１側に接続されたスイッチング素子１４はｎチャネル型ＦＥＴから構成され、これに還流ダイオード１８が逆並列接続されている。また、それぞれのスイッチング素子１３，１４のゲートには、ゲートドライバ１６からの高周波スイッチング信号が入力され、これによりそれぞれのスイッチング素子１３，１４のＯＮ／ＯＦＦ動作が制御される。

上記２つのスイッチング素子１３，１４は、飽和領域で使用しているとき（ＯＮ状態という）は所定の抵抗値（ＯＮ抵抗という）を持ち、この抵抗を流れる電流はオームの法則によりＯＮ抵抗両端に生じる電位差に比例する。これにより、後述する第１及び第２コンパレータ２１，３１で検出された電圧により検出される電圧値が所定値以上になった時に過電流が流れたと判断でき、即座に保護措置を採ることができる。

本実施形態の駆動対象の負荷であるモータ１２は、接地１１側のスイッチング素子１４に並列接続されている。本例のモータ１２はたとえばスチルカメラやビデオカメラのレンズ鏡筒に設けられるオートフォーカス用の超音波モータ等の容量性負荷である。ただし、本実施形態の駆動対象たる負荷は、超音波モータ以外にも、たとえばコイルモータ駆動回路、カメラのストロボ回路、スイッチング電源回路などの負荷に適用することができる。

図３は、本実施形態におけるゲートドライバ１６から出力される信号レベルと、２つのスイッチング素子１３，１４のＯＮ／ＯＦＦ状態と、モータ１２の動作状態との関係を示す図である。ここでゲートドライバ１６からｐ型ＦＥＴ１３へ出力される駆動信号をＳ１，ゲートドライバ１６からｎ型ＦＥＴ１４へ出力される駆動信号をＳ２とする。

同図において、ゲートドライバ１６からの駆動信号Ｓ１，Ｓ２がともにＨｉ（Ｈｉｇｈ）レベルであるときは、スイッチング素子１３はＯＦＦ、スイッチング素子１４はＯＮになり、点Ｐ２の電位が接地側へショートするのでモータ１２の回転子（不図示）にはトルクが発生せず、モータ１２は制動してから停止状態となる。

また、ゲートドライバ１６からの駆動信号Ｓ１，Ｓ２がともにＬｏ（Ｌｏｗ）レベルであるときは、スイッチング素子１３がＯＮ、スイッチング素子１４がＯＦＦになり、交流電源１０からの電力は全てモータ１２へ供給され、モータ１２に電圧が印加されることによりモータ１２は駆動状態となる。

また、ゲートドライバ１６からの駆動信号Ｓ１がＬｏレベル、Ｓ２がＨｉレベルであるときは、スイッチング素子１３，１４ともにＯＮになり、所定の短時間内であれば、定電圧電源１０からの電力はコイル１５に供給される。したがって、モータ１２にはＬ，Ｃ，Ｒによる過渡応答による電流が流れるので、モータ１２は駆動状態となる。

なお、スイッチング素子１３をＯＮにした状態でスイッチング素子１４のＯＮ／ＯＦＦデューティ比やタイミングを制御することでモータ１２へ供給する電力値を制御することもできる。

ところで、上記モータ駆動回路１に定格電流以上の過電流が流れると構成回路部品が破損したりするので、何らかの過電流保護手段が必要となる。従来、モータ駆動回路１にヒューズ管やポリマー系サーミスタを設けて回路を遮断することが行われているが、こうしたジュール熱を利用した回路遮断手法は応答性が悪く、また部品交換も必要であった。

また、モータ駆動回路１に電流検出計を設け、当該電流検出計により検出された電流値が所定の閾値を超えたときにモータ駆動回路の電源を遮断することも行われているが、過電流を検出するために専用の電流検出計が必要となり、また電流検出回路と電源遮断回路を構成する回路全体が複雑かつ非汎用性のものとなる。

そこで本実施形態では、モータ駆動回路１を構成する部品を利用し、過電流を検出するための電流検出計を追加することなく、また過電流を検出したら瞬時に電源回路を遮断できる過電流保護回路を提供する。

すなわち、図１に示すモータ駆動回路１に過電流が流れたとき、当該過電流経路の中で最初に絶対定格電流を越える素子はスイッチング素子１３，１４である。本例ではこのスイッチング素子１３，１４に過電流が流れるか否かを監視し、当該スイッチング素子１３，１４のＯＮ抵抗による電圧降下を検出することにより過電流の有無を判定する。

スイッチング素子１３，１４は電界効果トランジスタＦＥＴから構成され、ドレイン−ソース間のＯＮ抵抗ＲdsONを有する。そこで、ｐ型ＦＥＴ１３ではドレイン側の電圧値Ｖ-p、ｎ型ＦＥＴ１４ではドレイン側の電圧値Ｖ_＋ｎを監視し、当該ＯＮ抵抗ＲdsONを流れた駆動電流による電圧降下の絶対電位を検出する。そして、この絶対電位が所定の閾値を越えたか否かにより、最初に破壊されるおそれがある当該スイッチング素子１３，１４を保護し、ひいてはモータ駆動回路１を保護する。

このため、本実施形態では、電源１０側のスイッチング素子１３のドレイン側の電圧を検出するための第１コンパレータ２１を備えている。この第１コンパレータ２１の入力マイナス端子は、スイッチング素子１３のドレイン側の点Ｐ１に接続され、入力プラス端子には閾値電圧Ｖth-pとなる閾値電源が接続されている。

そして、入力マイナス端子に入力される点Ｐ１の電圧値Ｖ-pが閾値電圧Ｖth-p以上のときはコンパレータ２１の出力端子からＬｏレベル（ＦＡＬＳＥ）の信号が出力され、点Ｐ１の電圧値Ｖ-pが閾値電圧Ｖth-p未満のときは出力端子からＨｉレベル（ＴＲＵＥ）の信号が出力される。

この閾値電圧Ｖth-pは、スイッチング素子１３の絶対定格電流を超えない範囲で、当該スイッチング素子１３のＯＮ抵抗ＲdsONに過電流が流れたと仮定したときの当該ＯＮ抵抗ＲdsONによる電圧降下を考慮した値であって、これにノイズマージンなどの値を含めた電圧値である。

同様に、本実施形態では、接地１１側のスイッチング素子１４のドレイン側の電圧を検出するための第２コンパレータ３１を備えている。この第２コンパレータ３１の入力プラス端子は、スイッチング素子１４のドレイン側の点Ｐ２に接続され、入力マイナス端子には閾値電圧Ｖth+nとなる閾値電源が接続されている。

そして、入力プラス端子に入力される点Ｐ２の電圧値Ｖ-nが閾値電圧Ｖth+n以下のときはコンパレータ３１の出力端子からＬｏレベル（ＦＡＬＳＥ）の信号が出力され、点Ｐ２の電圧値Ｖ-nが閾値電圧Ｖth+nを超えるときは出力端子からＨｉレベル（ＴＲＵＥ）の信号が出力される。

この閾値電圧Ｖth+nは、スイッチング素子１４の絶対定格電流を超えない範囲で、当該スイッチング素子１４のＯＮ抵抗ＲdsONに過電流が流れたと仮定したときの当該ＯＮ抵抗ＲdsONによる電圧降下を考慮した値であって、これにノイズマージンなどの値を含めた電圧値である。

ここで、第１コンパレータ２１の出力信号がＬｏレベル信号になるケースとＨｉレベル信号になるケースについて考察する。

図３に示す状態関係図において、スイッチング素子１３，１４がともにＯＮであってモータ１２が正常駆動している場合、スイッチング素子１３のドレイン−ソース間を流れる電流Ｉ_１３ＤＳは最大値となり、点Ｐ１の監視電圧Ｖ-pはモータ１２とスイッチング素子１３，１４のＯＮ抵抗値ＲdsONにより一義的に決まる電圧値となる。この場合、第１コンパレータ２１の出力信号はＨｉレベルとなる。

また、スイッチング素子１３がＯＦＦ、スイッチング素子１４がＯＮであってモータ１２が停止状態にある場合、スイッチング素子１３のドレイン−ソース間を流れる電流Ｉ_１３ＤＳは殆どゼロとなり、点Ｐ１の監視電圧Ｖ-pも殆どゼロである。したがって、Ｖ-p＜Ｖth-pであるから、第１コンパレータ２１の出力信号はＨｉレベルとなる。

これに対して、スイッチング素子１３がＯＮ、スイッチング素子１４がＯＦＦの場合には以下の２つの状態が考えられる。すなわち、モータ駆動回路１の何らか（たとえばモータ１２）がショートするなどしてスイッチング素子１３に過電流が流れ、当該スイッチング素子１３のＯＮ抵抗ＲdsONの電圧降下により監視電圧Ｖ-pが閾値電圧Ｖth-p未満になるケースと、スイッチング素子１３のドレイン−ソース間に流れる電流Ｉ_１３ＤＳはゼロであってスイッチング素子１３のゲート−ソース間の電圧がＯＮし、監視電圧Ｖ-pが電源電圧ＶDDに殆ど等しくなるケースである。

後者のケースでは、点Ｐの電流ゼロでの静的電位である監視電圧Ｖ-pは電源電圧ＶDDに殆ど等しいのでＶ-p＞Ｖth-pとなって、第１コンパレータ２１の出力信号はＬｏレベルとなるが、前者のケースでは監視電圧Ｖ-pが閾値電圧Ｖth-p未満となるので、第１コンパレータ２１の出力信号はＨｉレベルとなる。

したがって、モータ駆動回路１に過電流が流れるのは、第１コンパレータ２１の出力信号がＨｉレベルであって、スイッチング素子１３がＯＮ、スイッチング素子１４がＯＦＦのときだけである。

同様に、第２コンパレータ３１の出力信号がＬｏレベル信号になるケースとＨｉレベル信号になるケースについて考察する。

図３に示す状態関係図において、スイッチング素子１３，１４がともにＯＮであってモータ１２が正常駆動している場合、スイッチング素子１４のドレイン−ソース間を流れる電流Ｉ_１４ＤＳは最大値となり、点Ｐ２の監視電圧Ｖ+nはモータ１２とスイッチング素子１３，１４のＯＮ抵抗値ＲdsONにより一義的に決まる電圧値となる。この場合、第２コンパレータ３１の出力信号はＨｉレベルとなる。

また、スイッチング素子１３がＯＦＦ、スイッチング素子１４がＯＮであってモータ１２が停止状態にある場合、スイッチング素子１４のドレイン−ソース間を流れる電流Ｉ_１４ＤＳは殆どゼロとなり、点Ｐ２の監視電圧Ｖ+nも殆どゼロである。したがって、Ｖ+n＜Ｖth+nであるから、第２コンパレータ３１の出力信号はＬｏレベルとなる。

これに対して、スイッチング素子１３がＯＦＦ、スイッチング素子１４がＯＮの場合には、さらに以下の２つの状態が考えられる。すなわち、モータ駆動回路１の何らか（たとえばモータ１２）がショートするなどしてスイッチング素子１４に過電流が流れ、当該スイッチング素子１４のＯＮ抵抗ＲdsONの電圧降下（接地１１側から電源１０側に対する電圧降下）により監視電圧Ｖ+nが閾値電圧Ｖth+nを超えるケースと、スイッチング素子１４のドレイン−ソース間に流れる電流Ｉ_１４ＤＳはゼロであってスイッチング素子１４のゲート−ソース間の電圧がＯＮし、監視電圧Ｖ+nが接地電圧に殆ど等しくなるケースである。

後者のケースでは、監視電圧Ｖ+nは接地電圧（＝０）に殆ど等しいのでＶ+n＜Ｖth+nとなって、第２コンパレータ３１の出力信号はＬｏレベルとなるが、前者のケースでは監視電圧Ｖ+nが閾値電圧Ｖth+nを超えるので、第２コンパレータ３１の出力信号はＨｉレベルとなる。

したがって、モータ駆動回路１に過電流が流れるのは、第２コンパレータ３１の出力信号がＨｉレベルであって、スイッチング素子１３がＯＦＦ、スイッチング素子１４がＯＮのときだけである。この状態を図４のマトリックス図に示す。

上述したとおり、第１コンパレータ２１の出力信号がＨｉレベルであるときは、モータ駆動回路１に過電流が流れる異常時以外にも、モータ１２が正常駆動している場合や停止状態にある場合があるので、第１コンパレータ２１の出力信号のみによって過電流を特定することはできない。第２コンパレータ３１についても、第２コンパレータ３１の出力信号がＨｉレベルであるときは、モータ駆動回路１に過電流が流れる異常時以外にも、モータ１２が正常駆動している場合があるので、第２コンパレータ３１の出力信号のみによって過電流を特定することはできない。

そこで、スイッチング素子１３，１４のゲートに対してゲートドライバ１６から出力される駆動信号Ｓ１，Ｓ２を用いて過電流が流れている場合を抽出する。

このため、本実施形態の過電流保護回路２，３は、図１に示すように、ロジック回路で構成される第１監視期間検出部２２及び第２監視期間検出部３２をそれぞれ備える。第１監視期間検出部２２は、ゲートドライバ１６からスイッチング素子１３のゲートに出力されるゲート信号とクロック信号を読み込み、スイッチング素子１３がＯＮ、スイッチング素子１４がＯＦＦとなるタイミング（時間的間隔）を検出する。

また、第２監視期間検出部３２は、ゲートドライバ１６からスイッチング素子１４のゲートに出力されるゲート信号とクロック信号を読み込み、スイッチング素子１３がＯＦＦ、スイッチング素子１４がＯＮとなるタイミング（時間的間隔）を検出する。なお、ゲートドライバ１６からクロック遅延信号や専用の出力信号も必要に応じて読み出し、上記タイミングを抽出することもできる。

また、上述した第１コンパレータ２１の出力端子と、第１監視期間検出部２２の出力端子とがＮＡＮＤ回路２３で接続されている。そして、第１監視期間検出部２２によりスイッチング素子１３がＯＮ、スイッチング素子１４がＯＦＦとなる期間において（図１及び図４の信号Ａ２がＴＲＵＥ）、第１コンパレータ２１の出力レベルがＨｉレベルになると（図１及び図４の信号Ａ１がＴＲＵＥ）、ＮＡＮＤ回路２３からＬｏレベル信号が出力される（図１及び図４の信号Ａ３がＴＲＵＥ）。すなわち、モータ駆動回路１のスイッチング素子１３に過電流が流れると、ＮＡＮＤ回路２３からＬｏレベル信号が出力されることになる。

同様に、上述した第２コンパレータ３１の出力端子と、第２監視期間検出部３２の出力端子とがＡＮＤ回路３３で接続されている。そして、第２監視期間検出部３２によりスイッチング素子１３がＯＦＦ、スイッチング素子１４がＯＮとなる期間において、第２コンパレータ３１の出力レベルがＨｉレベルになると、ＮＡＮＤ回路３３からＬｏレベル信号が出力される。すなわち、モータ駆動回路１のスイッチング素子１４に過電流が流れると、ＮＡＮＤ回路３３からＬｏレベル信号が出力されることになる。

以上のように、本実施形態の過電流保護回路２，３では、第１及び第２監視期間検出部２２，３２によって、スイッチング素子１３，１４にある特定値以上の電流が流れ得ないタイミングを抽出し、さらに第１コンパレータ２１及び第２コンパレータ３１によって、このうち過電流が流れる場合を特定することができる。

したがって、モータ駆動回路１を構成するスイッチング素子１３，１４のＯＮ抵抗を利用することで、電流検出計などの部品が不要となる。これにより、モータ駆動回路１の特性が変化したり、出力に影響を与えたり、電力ロスが生じたりするといったおそれがない。

また、保護回路自体の構成も簡単なものとなり、部品交換の必要もない。さらに、スイッチング素子１３，１４のＯＮ抵抗による電圧降下を検出するとともにゲートドライバ１６の駆動信号を利用するので、スイッチング周期の１周期内で応答させることができ、ジュール熱を利用した従来の保護回路に比べ応答性が向上する。

また、本例の過電流保護回路２，３は、第１及び第２コンパレータ２１，３１を除き主としてロジック回路で構成されているので、過電流以外で誤動作しないように自由に設定することもできる。

次に、上述した過電流状態の検出結果をモータ駆動回路１にフィードバックして電源遮断する実施形態について説明する。

通常、異常状態における過電流は、当該異常の原因が除去されるまで継続するので、過電流を検出したら当該異常が除去されるまでモータ駆動回路１を強制停止する。このため、過電流保護状態を保持する必要がある。本実施形態では、過電流保護状態を保持するため、Ｄ−フリップフロップ回路２４，３４をＮＡＮＤ回路２３，３３の出力端子に接続している。このＤ−ＦＦ回路２４，３４はＰＲＢ入力がＬｏレベルのときＱＢ出力もＬｏレベルを維持する（。つまり、ＮＡＮＤ回路２３，３３の出力がＬｏレベル（ＴＲＵＥ，過電流状態）であるとき、ＣＬＲＢ入力にリセット信号が入力されるまで、Ｄ−ＦＦ回路２４，３４のＱＢ出力もＬｏレベル（ＴＲＵＥ，過電流状態）を維持する。この状態マトリックスを図４の駆動ＯＮ／ＯＦＦと連動する過電流保護解除信号の欄及び過電流保護保持出力の欄に示す。

なお、本実施形態ではＤ−フリップフロップ回路を使用しているが、これに限らず非同期入力付きフリップフロップ回路であれば他のフリップフロップ回路を用いてもよい。

Ｄ−ＦＦ回路２４，３４のＱＢ出力端子からのレベル信号は、ＡＮＤ回路２７に入力され、両方のＱＢ出力がＬｏレベル信号である場合に、モータ駆動回路１の強制停止信号入力部（不図示）へＬｏレベル信号（ＴＲＵＥ）が送出され、これによりモータ駆動回路１の強制停止が維持されることになる。

また、Ｄ−ＦＦ回路２４のＱＢ出力端子からのＬｏレベル信号は、過電流保護ＬＥＤ２５を点灯させるとともに、関連機器への出力端子２６へも送出されて過電流状態であることを喚起する。同様に、Ｄ−ＦＦ回路３４のＱＢ出力端子からのＬｏレベル信号は、過電流保護ＬＥＤ３５を点灯させるとともに、関連機器への出力端子３６へも送出されて過電流状態であることを喚起する。

このＤ−ＦＦ回路２４，３４のリセットは、モータ駆動回路１のＯＮ／ＯＦＦ信号をＣＬＲＢ端子に入力することにより行うことができる。本例では、モータ駆動回路１がＯＦＦとなったときにＬｏレベル信号をＣＬＲＢ端子に入力することでＤ−ＦＦ回路２４，３４のリセットを行う。

図２は他の実施形態に係るモータ駆動回路１に過電流保護回路２，３を適用した例を示す回路図である。

本実施形態のモータ駆動回路１は、モータ１２がトランス１９を介してモータ駆動回路１に接続されている点が上述した実施形態と相違する。本例において、トランス１９の第１コイルは、当該交流回路が有する抵抗とモータ１２が有する容量とのバランスを調整するように設定されている。

そして、第１コンパレータ２１は、スイッチング素子１３のドレイン側電圧を監視し、第１監視期間検出部２２は、ゲートドライバ１６からのゲート信号によりスイッチング素子１３がＯＮ，スイッチング素子１４がＯＦＦとなるタイミングを検出する。また、第２コンパレータ３２は、スイッチング素子１４のドレイン側電圧を監視し、第２監視期間検出部３２は、ゲートドライバ１６からのゲート信号によりスイッチング素子１３がＯＦＦ，スイッチング素子１４がＯＮとなるタイミングを検出する。こうした過電流保護回路２，３及びこれを維持するＤ−ＦＦ回路２４，３４等の構成は上述した実施形態と同じであるため、図１と同一の符号を付すことで、その説明を省略する。

本実施形態にあっても、過電流の検出にモータ駆動回路１を構成するスイッチング素子１３，１４のＯＮ抵抗を利用するので、電流検出計など別途の部品を設ける必要がない。これにより、モータ駆動回路１の特性が変化したり、出力に影響を与えたり、電力ロスが生じたりするといったおそれがない。

また、保護回路自体の構成も簡単なものとなり、部品交換の必要もない。さらに、スイッチング素子１３，１４のＯＮ抵抗による電圧降下を検出するとともにゲートドライバ１６の駆動信号を利用するので、スイッチング周期の１周期内で応答させることができ、ジュール熱を利用した従来の保護回路に比べ応答性が向上する。

また、本例の過電流保護回路２，３は、第１及び第２コンパレータ２１，３１を除き主としてロジック回路で構成されているので、過電流以外で誤動作しないように自由に設定することもできる。

なお、上述した実施形態では一つのモータ駆動回路１に２つの過電流保護回路２，３を設けたが、何れか一方の過電流保護回路とすることもできる。

本発明の実施形態に係る過電流保護回路を含むモータ駆動回路を示す回路図である。 本発明の他の実施形態に係る過電流保護回路を含むモータ駆動回路を示す回路図である。 本発明の実施形態に係る過電流保護回路を含むモータ駆動回路の駆動信号、スイッチング素子及びモータの各状態の関係を示す図である。 本発明の実施形態に係る過電流保護回路の状態マトリックスを示す図である。

符号の説明

１…モータ駆動回路；１０…定電圧電源；１１…接地；１２…モータ；
１３，１４…スイッチング素子；１５…コイル；１６…ゲートドライバ；
１７，１８…還流ダイオード；１９…トランス
２，３…過電流保護回路；２１…第１コンパレータ；３１…第２コンパレータ；
２２…第１監視期間検出部，３２…第２監視期間検出部；
２３，３３…ＮＡＮＤ回路；２４，３４…Ｄ−ＦＦ回路（非同期入力付きフリップフロップ回路）

Claims (8)

1. 負荷あるいは該負荷を駆動操作するスイッチング素子が一定電圧の端子に接続された負荷駆動回路における、前記スイッチング素子がオン状態のときの抵抗に基づく物理量を検出する物理量検出手段と、
   前記物理量検出手段の検出結果により前記負荷駆動回路の過電流状態を検出する過電流検出手段と、を備えることを特徴とする過電流保護回路。
2. 請求項１に記載の過電流保護回路において、
   前記物理量検出手段が検出する物理量は、前記スイッチング素子がオン状態のときの抵抗による電圧降下であることを特徴とする過電流保護回路。
3. 請求項２に記載の過電流保護回路において、
   前記物理量検出手段は、前記スイッチング素子がオン状態のときの抵抗による電圧降下が検出できる位置に接続され、この位置の電圧を検出し、
   前記過電流検出手段は、前記物理量検出手段で検出された電圧値と所定の閾値との比較により前記負荷駆動回路の過電流状態を検出することを特徴とする過電流保護回路。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の過電流保護回路において、
   前記過電流検出手段は、前記負荷駆動回路の過電流を監視する期間を検出する監視期間検出手段をさらに備え、
   前記監視期間検出手段で検出された期間において過電流状態を検出することを特徴とする過電流保護回路。
5. 請求項４に記載の過電流保護回路において、
   前記監視期間検出手段は、前記スイッチング素子のオン状態あるいはオフ状態を検出することにより過電流を監視する期間を検出することを特徴とする過電流保護回路。
6. 請求項５に記載の過電流保護回路において、
   前記監視期間検出手段は、前記スイッチング素子に入力される駆動信号を検出することにより、前記スイッチング素子のオン状態あるいはオフ状態を検出することを特徴とする過電流保護回路。
7. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の過電流保護回路において、
   前記物理量検出手段は、前記負荷駆動回路に接続された複数のスイッチング素子のそれぞれのオン状態のときの抵抗に基づく物理量を検出することを特徴とする過電流保護回路。
8. 一定電圧の端子に接続され、負荷あるいは該負荷を駆動操作するスイッチング素子と、
   請求項１〜７のいずれか一項に記載の過電流保護回路と、を備えたことを特徴とするモータ駆動回路。

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