JP2010044521A - 誘導性負荷駆動回路 - Google Patents

Abstract

【課題】通常時における電力消費を低減させるとともに、バッテリ逆接時の大電流の発生を好適に防止できる誘導性負荷駆動回路を提供すること。
【解決手段】誘導性負荷駆動回路１０は、バッテリＢａと誘導性負荷Ｍとの間に設けられるスイッチ回路１２と、スイッチ回路１２の切替え動作を制御する制御回路１１と、誘導性負荷Ｍが並列接続される保護回路１３とを備える。スイッチ回路１２は、バッテリＢａが正常に接続されている場合には誘導性負荷Ｍへの通電及び非通電を切替えるとともに、バッテリＢａが逆接された場合にはバッテリの正常接続時とは逆方向の通電を可能とする。保護回路１３は、バッテリの正常接続時における、少なくとも、スイッチ回路１２による通電から非通電への切替え時において導通し、バッテリの逆接時においてはバッテリの逆接に応じて導通しない電流遮断部Ｑ１を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、誘導性負荷駆動回路に関し、詳しくは、バッテリの逆接続に対する保護機能を有する誘導性負荷駆動回路に関する。

従来、誘導性負荷を駆動する場合、サージ電圧保護回路としてダイオードを用いた還流回路が用いられている。また、誘導性負荷の電流値が大きい場合の駆動装置としては、ＭＯＳＦＥＴが一般的に使用されている。しかしながら、車両用の誘導負荷の場合、その電源であるバッテリが逆接続されることが考えられる。バッテリが逆接続された場合には、還流ダイオードとＭＯＳＦＥＴのボディダイオード（寄生ダイオード）とを通じて大電流が流れ、還流ダイオード、ＭＯＳＦＥＴおよび配線が損傷する虞がある。

そこで、そのようなバッテリ逆接続時の不具合を解消するために、従来、バッテリ供給ライン（負荷電流供給ライン）にＭＯＳＦＥＴを挿入する例が、例えば、特許文献１に開示されている。また、従来、バッテリ供給ラインに、ダイオードあるいはメカニカルリレーを挿入する技術が知られている。
特開平２−１７９２２３号公報

しかしながら、上記バッテリ供給ラインにＭＯＳＦＥＴ等を挿入してバッテリ逆接続時の大電流を防止する方法においては、通常時においても、挿入されたＭＯＳＦＥＴに所定の電流が流れるため、それによって余計に電力が消費されるという不都合があった。また、メカニカルリレーを用いる場合には、部品サイズが大きくなるという不具合があった。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、通常時における電力消費を低減させるとともに、バッテリ逆接時の大電流の発生を好適に防止できる誘導性負荷駆動回路を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、第１の発明に係る誘導性負荷駆動回路は、バッテリと誘導性負荷との間に設けられるスイッチ回路であって、前記バッテリが正常に接続されている場合には前記誘導性負荷への通電及び非通電を切替えるとともに、前記バッテリが逆接された場合には前記バッテリの正常接続時とは逆方向の通電を可能とするスイッチ回路と、前記スイッチ回路の切替え動作を制御する制御回路と、前記誘導性負荷が並列接続される保護回路であって、前記バッテリの正常接続時における、少なくとも前記スイッチ回路による通電から非通電への切替え時において導通し、前記バッテリの逆接時においては前記バッテリの逆接に応じて導通しない電流遮断部を有する保護回路とを備える。

本構成によれば、バッテリの正常接続時において、スイッチ回路による通電から非通電への切替え時における誘導性負荷によるサージ電流を還流させることができ、また、誘導性負荷への通電が行われている場合に保護回路を非導通状態として、電力消費を低減させることができる。また、保護回路の電流遮断部は、バッテリの逆接時において、バッテリの逆接に応じて導通しない、言い換えれば、自らバッテリの逆接を検知して導通しない。このとき、バッテリの逆接時、電流は並列接続される誘導性負荷およびスイッチ回路を介して所定の逆接電流が流れることとなる。そのため、バッテリ逆接時に、ショート等による大電流の発生を好適に防止できる。また、バッテリの逆接を検知する回路を別途設ける必要がないため、保護回路の構成を簡易化することができる。

第２の発明は、第１の発明の誘導性負荷駆動回路において、前記保護回路は、前記保護回路は、前記電流遮断部であるトランジスタと、ダイオードと、第１抵抗と、第２抵抗と、を含み、前記トランジスタのエミッタは前記スイッチ回路に接続され、前記トランジスタのコレクタは、前記ダイオードに接続され、前記トランジスタのベースは、前記第２抵抗を介して、前記バッテリの正常接続時、前記バッテリの高電圧側に接続され、前記第１抵抗は前記トランジスタのベース−エミッタ間に接続され、前記ダイオードのカソードは前記トランジスタのコレクタに接続され、前記ダイオードのアノードは、バッテリの正常接続時、前記バッテリの低電圧側に接続され、前記第１抵抗および第２抵抗の値は、前記バッテリの正常接続時における、前記スイッチ回路による通電から非通電への切替え時において、前記トランジスタがオンするように設定されており、前記バッテリの逆接時において、前記トランジスタは、前記バッテリの逆接に応じてオフする。

本構成によれば、バッテリの正常接続時、トランジスタはオンしないため通電電流は阻止される。また、バッテリの正常接続時における、スイッチ回路による通電から非通電への切替え時においては、バッテリ電圧とサージ電圧によってトランジスタがオンするため、サージ電流が還流される。バッテリの逆接時においては、ベース電圧がエミッタ電圧以上とならない構成のため、トランジスタはバッテリの逆接に応じてオンせず、トランジスタを介して逆接電流は流れない。すなわち、バッテリの正常接続時における、スイッチ回路による通電から非通電への切替え時に導通し、バッテリの逆接時においては、バッテリの逆接に応じて導通しない保護回路を簡易な構成によって実現できる。

第３の発明は、第１の発明の誘導性負荷駆動回路において、前記保護回路は、前記電流遮断部である電解効果トランジスタと、ダイオードと、抵抗とを含み、前記電解効果トランジスタのソースは、前記スイッチ回路に接続され、前記電解効果トランジスタのドレインは、前記ダイオードに接続され、前記電解効果トランジスタのゲートは、前記抵抗を介して、前記バッテリの正常接続時、前記バッテリの高電圧側に接続され、前記ダイオードのカソードは前記ドレインに接続され、前記ダイオードのアノードは、バッテリの正常接続時、前記バッテリの低電圧側に接続され、前記電解効果トランジスタは、前記バッテリの正常接続時における、前記スイッチ回路による通電から非通電への切替え時においてオンし、前記バッテリの逆接時において、前記電解効果トランジスタは、前記バッテリの逆接に応じてオフする。

本構成によれば、バッテリの正常接続時、電解効果トランジスタはオンしないため通電電流は阻止される。また、バッテリの正常接続時における、スイッチ回路による通電から非通電への切替え時においては、バッテリ電圧とサージ電圧によって電解効果トランジスタがオンするため、サージ電流が還流される。バッテリの逆接時においては、ゲート電圧がソース電圧以上とならない構成のため、電解効果トランジスタはバッテリの逆接に応じてオンせず、電解効果トランジスタを介して逆接電流は流れない。すなわち、本構成においても、バッテリの正常接続時における、スイッチ回路による通電から非通電への切替え時に導通し、バッテリの逆接時においては、バッテリの逆接に応じて導通しない保護回路を簡易な構成によって実現できる。

第４の発明は、第１の発明の誘導性負荷駆動回路において、前記保護回路は、励磁コイルと接点部とを含むリレーと、第１ダイオードと、第２ダイオードとを含み、前記励磁コイルは第１および第２端子を有し、前記接点部は前記電流遮断部であり、第１および第２接点を有し、前記第１ダイオードのアノードは前記接点部の第１接点に接続され、前記第１ダイオードのカソードは前記スイッチ回路に接続され、前記第２ダイオードのカソードは、前記バッテリの正常接続時、前記バッテリの高電圧側に接続され、前記第２ダイオードのアノードは前記励磁コイルの第１端子に接続され、前記励磁コイルの第２端子および前記接点部の第２接点は、前記バッテリの正常接続時、前記バッテリの低電圧側に接続され、前記バッテリの正常接続時、前記バッテリの電圧によって前記励磁コイルが励磁されず、前記接点部は導通状態にあり、前記バッテリの逆接時、前記バッテリの逆接に応じて前記励磁コイルが励磁され、前記接点部の導通が解除される。

本構成によれば、バッテリの正常接続時、還流ダイオードである第１ダイオードによって通電電流は阻止される。また、バッテリの正常接続時における、スイッチ回路による通電から非通電への切替え時においては、励磁コイルが励磁されず、リレーの接点部がノーマリークローズ状態であるため、還流ダイオードによってサージ電流が還流される。一方、バッテリの逆接時においては、バッテリの逆接に応じて励磁コイルが励磁され接点部のクローズ状態が解除されるため、逆接電流は流れない。すなわち、本構成においても、バッテリの正常接続時における、スイッチ回路による通電から非通電への切替え時に導通し、バッテリの逆接時においては、バッテリの逆接に応じて導通しない保護回路を簡易な構成によって実現できる。

第５の発明は、第１〜４の発明のいずれか一つの誘導性負荷駆動回路において、前記スイッチ回路は電界効果トランジスタを含み、前記制御回路は前記電界効果トランジスタをＰＭＷ信号によってオン・オフ制御する。

本構成によれば、通常、電界効果トランジスタは寄生ダイオードを含むため、バッテリが逆接された場合には、その寄生ダイオ−ドを介してバッテリの正常接続時とは逆方向の通電を可能とする。また、ＰＭＷ信号のパルス幅制御によって誘導性負荷を適宜、通電制御することができる。

本発明の誘導性負荷駆動回路によれば、通常時における電力消費を低減させるとともに、バッテリ逆接時の大電流の発生を好適に防止できる。

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１について図１〜図４を参照しつつ説明する。図１は、本発明の実施形態１に係る誘導性負荷駆動回路１０のバッテリ正常接続時の概略的なブロック図であり、図２は、バッテリ正常接続時に係るタイムチャートである。また、図３は、バッテリ逆接続時の誘導性負荷駆動回路１０に係る概略的なブロック図であり、図４は、バッテリ逆接続時に係るタイムチャートである。

誘導性負荷駆動回路１０は、制御回路１１、スイッチ回路１２、および保護回路１３を含む。誘導性負荷駆動回路１０は、ここでは自動車に搭載され、バッテリＢａと、誘電性負荷Ｍ、例えば、エンジン冷却用ＦＡＮ駆動用モータとの間に接続され、誘電性負荷Ｍを駆動制御する。

制御回路１１は、例えばＣＰＵを含み、スイッチ回路１２の切替え（オン・オフ）動作を、ＰＭＷ（パルス幅変調）信号によって制御する。その際、制御回路１０は、誘電性負荷Ｍに応じてＰＭＷ信号のデューティ比（パルス幅）を適宜変化する。

スイッチ回路１２はバッテリＢａと誘導性負荷Ｍとの間に設けられ、例えば、図１に示されるように、寄生ダイオード１２Ａを含むＮチャネルＭＯＳＦＥＴによって構成される。スイッチ回路１２は、バッテリＢａが正常に接続されている場合には誘導性負荷Ｍへの通電及び非通電を、ゲートＧに供給されるＰＭＷ信号に応じて切替えるとともに、バッテリＢａが逆接された場合にはバッテリＢａの正常接続時とは逆方向の通電を、寄生ダイオード１２Ａを介して可能とする。

保護回路１３は、図１に示されるように、スイッチ回路１２に接続され、トランジスタ（バイポーラＮＰＮトランジスタ）Ｑ１、ダイオード（還流ダイオード）Ｄ１、第１抵抗Ｒ１、および第２抵抗Ｒ２を含む。

トランジスタ（電流遮断部の一例）Ｑ１のエミッタはスイッチ回路１２に接続され、詳しくは、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴのソースＳに接続され、トランジスタＱ１のコレクタは、ダイオードＤ１のカソードに接続される。トランジスタＱ１のベースは、第２抵抗Ｒ２を介して、バッテリＢａの高電圧側（バッテリＢａの正常接続時）に接続される。

また、第１抵抗Ｒ１はトランジスタＱ１のベース−エミッタ間に接続されている。ダイオードＤ１のアノードは、バッテリＢａの正常接続時、バッテリＢａの低電圧側、すなわちグランドに接続されている。

ここで、第１抵抗Ｒ１および第２抵抗Ｒ２の値は、バッテリＢａの正常接続時における、スイッチ回路１２による誘電性負荷Ｍへの通電から非通電への切替え時において、トランジスタＱ１がオンするように設定されている。バッテリ電圧Ｖｂが１２Ｖの場合、第１抵抗Ｒ１および第２抵抗Ｒ２の値は、例えば、共に１ｋΩである。

そのため、保護回路１３では、バッテリＢａの正常接続時においては、負荷電流の保護回路１３への流入が還流ダイオードＤ１によって阻止される。また、バッテリＢａの正常接続時における、スイッチ回路１２による誘電性負荷Ｍへの通電から非通電への切替え時においては、トランジスタＱ１のコレクタ−エミッタ間が導通する。それによって、誘導性負荷Ｍの逆起電圧によるサージ電流（保護回路電流）Ｉｂを、トランジスタＱ１を介して還流させることができる。

すなわち、バッテリＢａの正常接続時においては、図２のタイムチャートに示されるように、図２の時刻ｔ１おいてＦＥＴ１２がオンされると、スイッチ回路１２と保護回路１３との接続点の電圧Ｖ１は、ほぼバッテリ電圧Ｖｂまで上昇し、負荷電流Ｉａが誘電性負荷Ｍに供給される。そして、図２の時刻ｔ２おいてＦＥＴ１２がオフされると負荷電流Ｉａの減少に伴って誘導性負荷Ｍに逆起電圧（負サージ）が発生するとともに、接続点電圧Ｖ１が負電位となる。逆起電圧は還流ダイオードＤ１の順方向電圧降下ＶＦおよびトランジスタＱ１のオン電圧によってクランプされ、クランプされた電圧によってサージ電流Ｉｂが瞬間的に保護回路１３を流れ、逆起電圧が吸収される。

一方、バッテリＢａの逆接続時においては、保護回路１３は導通しない。すなわち、図４のタイムチャートに示されるように、図４の時刻ｔ３においてバッテリＢａが逆接続されると、還流ダイオードＤ１のアノード電圧Ｖ２はバッテリ電圧Ｖｂまで上昇する。また、第２抵抗Ｒ２がバッテリＢａの低電圧側に接続されることとなる（図３参照）。そのため、トランジスタＱ１のベース電圧がエミッタ電圧以上とはならないため、トランジスタＱ１はオンせず、バッテリＢａの逆接による逆接電流（保護回路電流）Ｉｂは流れない。このとき、バッテリ正常接続時と逆方向の負荷電流Ｉａが誘導性負荷Ｍおよび寄生ダイオード１２Ａを介して流れる（図３および図４参照）。

すなわち、バッテリＢａが逆接続された場合であっても、誘導性負荷Ｍの抵抗値に依存する所定の負荷電流Ｉａが流れ、ショート電流のような大電流が誘導性負荷駆動回路１０に発生することはない。そのため、バッテリ逆接続時における、スイッチ回路（ＦＥＴ素子）１２および配線等の損傷が防止される。

＜実施形態１の効果＞
上記したように、実施形態１においては、保護回路１３は、詳細にはトランジスタＱ１のコレクタ−エミッタ間は、バッテリ正常接続時においては、誘導性負荷Ｍによるサージ電圧発生時においてのみ導通し、バッテリ逆接時においては導通しない。すなわち、バッテリＢａによって誘導性負荷Ｍを駆動する際に、通常時において、電力消費を低減させるとともに、誘導性負荷Ｍの逆起電圧を好適に吸収することができ、さらに、バッテリ逆接時の大電流の発生を好適に防止できる。

また、保護回路１３は、バッテリＢａの逆接に応じて、すなわち、バッテリＢａの逆接を自ら検知して、トランジスタＱ１のコレクタ−エミッタ間をオフする構成であるため、バッテリの逆接を検知する回路を別途設ける必要がない。そのため、保護回路の構成を簡易化することができる。

また、保護回路１３は、単に、トランジスタＱ１、ダイオードＤ１、第１抵抗Ｒ１、および第２抵抗Ｒ２のみによって構成されるため、簡易な構成によって上記効果を得ることができる。その際、トランジスタＱ１は、バッテリ供給ライン（負荷電流供給ライン）に設けられていないため、トランジスタＱ１として、小容量で小型のバイポーラトランジスタを用いることができる。すなわち、保護回路１３の部品数を低減し、小型化することができる。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２について図２、図４、図５および図６を参照しつつ説明する。図５は、本発明の実施形態２に係る誘導性負荷駆動回路１０のバッテリ正常接続時の概略的なブロック図であり、図６は、実施形態２におけるバッテリ逆接続時の誘導性負荷駆動回路１０に係る概略的なブロック図である。なお、実施形態１と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。また、実施形態１と実施形態２との誘導性負荷駆動回路１０の構成においては、保護回路の構成のみが異なるため、保護回路の相違点についてのみ説明する。

実施形態２の誘導性負荷駆動回路１０の保護回路１３Ａは、図５に示されるように、電解効果トランジスタ（ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ）Ｑ２、ダイオード（還流ダイオード）Ｄ２、および抵抗Ｒ３を含む。すなわち、実施形態２の保護回路１３Ａにおいて、実施形態１の保護回路１３におけるバイポーラＮＰＮ型トランジスタＱ１がＮチャネルＭＯＳＦＥＴ（電流遮断部の一例）Ｑ２に置き換えられている。

電解効果トランジスタＱ２のソースはスイッチ回路１２に接続され、詳しくは、ＦＥＴ素子１２のソースＳに接続され、トランジスタＱ２のドレインは、ダイオードＤ２のカソードに接続される。トランジスタＱ２のゲートは抵抗Ｒ３を介して、バッテリＢａの高電圧側（バッテリＢａの正常接続時）に接続されている。また、ダイオードＤ２のアノードは、バッテリＢａの正常接続時、バッテリの低電圧側、すなわちグランドに接続されている。

このような構成において、電解効果トランジスタＱ２は、バッテリＢａの正常接続時においては、スイッチ回路１２による通電から非通電への切替え時においてのみ、抵抗Ｒ３を介して印加されるバッテリ電圧Ｖｂによってオンする。また、電解効果トランジスタＱ２は、バッテリＢａの逆接時においてオフする。

そのため、保護回路１３Ａでは、バッテリＢａの正常接続時においては、負荷電流の保護回路１３Ａへの流入が還流ダイオードＤ２によって阻止される。また、バッテリＢａの正常接続時における、スイッチ回路１２による誘電性負荷Ｍへの通電から非通電への切替え時においては、トランジスタＱ２のドレイン−ソース間が導通する。それによって、誘導性負荷Ｍの逆起電圧によるサージ電流（保護回路電流）Ｉｂを、トランジスタＱ２を介して還流させることができる。

すなわち、実施形態１と同様に、バッテリＢａの正常接続時においては、図２のタイムチャートに示されるように、図２の時刻ｔ１おいてＦＥＴ１２がオンされると、ＦＥＴ１２と保護回路１３Ａとの接続点の電圧Ｖ１は、ほぼバッテリ電圧Ｖｂまで上昇し、負荷電流Ｉａが誘電性負荷Ｍに供給される。そして、図２の時刻ｔ２おいてＦＥＴ１２がオフされると負荷電流Ｉａの減少に伴って誘導性負荷Ｍに逆起電圧（負サージ）が発生するとともに、接続点電圧Ｖ１が負電位となる。逆起電圧は還流ダイオードＤ２の順方向電圧降下ＶＦおよびトランジスタＱ２のオン電圧によってクランプされ、クランプされた電圧によってサージ電流Ｉｂが瞬間的に保護回路１３ＡのトランジスタＱ２を流れ、逆起電圧が吸収される。

一方、バッテリＢａの逆接続時においては、保護回路１３Ａは導通しない。すなわち、図４のタイムチャートに示されるように、図４の時刻ｔ３においてバッテリＢａが逆接続されると、還流ダイオードＤ２のアノード電圧Ｖ２はバッテリ電圧Ｖｂまで上昇する。また、抵抗Ｒ３がバッテリＢａの低電圧側に接続されることとなる（図６参照）。そのため、トランジスタＱ２のゲート電圧がソース電圧以上とならないため、トランジスタＱ２はオンせず、バッテリＢａの逆接による逆接電流（保護回路電流）Ｉｂは流れない。このとき、バッテリ正常接続時と逆方向の負荷電流Ｉａが誘導性負荷Ｍおよび寄生ダイオード１２Ａを介して流れる（図６参照）。

すなわち、バッテリＢａが逆接続された場合であっても、誘導性負荷Ｍの抵抗値に依存する所定の負荷電流Ｉａが流れ、ショート電流のような大電流が誘導性負荷駆動回路１０に発生することはない。そのため、バッテリ逆接続時における、スイッチ回路（ＦＥＴ素子）１２および配線等の損傷が防止される。

＜実施形態２の効果＞
上記したように、実施形態２においても、上記実施形態１と同様な効果を得ることができる。さらに、保護回路の抵抗の個数を減らすことができるため、保護回路の部品数をさらに低減し、小型化することができる。

＜実施形態３＞
次に、本発明の実施形態３について図２、図４、図７および図８を参照しつつ説明する。図７は、本発明の実施形態３に係る誘導性負荷駆動回路１０のバッテリ正常接続時の概略的なブロック図であり、図８は、実施形態２におけるバッテリ逆接続時の誘導性負荷駆動回路１０に係る概略的なブロック図である。なお、実施形態１と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。また、実施形態１と実施形態３との誘導性負荷駆動回路１０の構成においては、保護回路の構成のみが異なるため、保護回路の相違点についてのみ説明する。

実施形態３の保護回路１３Ｂは、図７に示されるように、リレーＲＬＹ、第１ダイオード（還流ダイオード）Ｄ３および第２ダイオードＤ４を含む。リレーＲＬＹは励磁コイルＬとノーマリークローズである接点部（電流遮断部の一例）ＳＰとを含む。励磁コイルＬは第１端子Ｔ１および第２端子Ｔ２を有し、接点部ＳＰは第１接点Ｐ１および第２接点Ｐ２を有する。第１接点Ｐ１および第２接点Ｐ２は、可動切片Ｐ３を介して接続／非接続される。励磁コイルＬが励磁されないとき、第１接点Ｐ１および第２接点Ｐ２は、可動切片Ｐ３を介して接続されている。

第１ダイオードＤ３のアノードは接点部ＳＰの第１接点Ｐ１に接続され、第１ダイオードＤ３のカノードはスイッチ回路１２、詳しくは、ＦＥＴ素子１２のソースＳに接続される。第２ダイオードＤ４のカソードは、バッテリの高電圧側（バッテリの正常接続時）に接続され、第２ダイオードＤ４のアノードは励磁コイルＬの第１端子Ｔ１に接続される。また、励磁コイルＬの第２端子Ｔ２および接点部ＳＰの第２接点Ｐ２は、バッテリＢａの正常接続時、バッテリＢａの低電圧側、すなわち、グランドに接続される。

このような構成において、バッテリＢａの正常接続時、第２ダイオードＤ４がバッテリＢａからの電流を阻止するため、バッテリＢａの電圧Ｖｂによって励磁コイルＬが励磁されず、接点部ＳＰは導通状態にある。一方、バッテリＢａの逆接時、バッテリの電圧Ｖｂによって励磁コイルＬが励磁され、接点部ＳＰの導通が解除される。

そのため、保護回路１３Ｂでは、バッテリＢａの正常接続時においては、負荷電流の保護回路１３Ｂへの流入が還流ダイオードＤ３によって阻止される。また、バッテリＢａの正常接続時における、スイッチ回路１２による誘電性負荷Ｍへの通電から非通電への切替え時においては、リレーＲＬＹの接点部ＳＰが導通状態にある。それによって、誘導性負荷Ｍの逆起電圧によるサージ電流（保護回路電流）Ｉｂを、接点部ＳＰを介して還流することができる。

すなわち、実施形態１と同様に、バッテリＢａの正常接続時においては、図２のタイムチャートに示されるように、図２の時刻ｔ１おいてＦＥＴ１２がオンされると、スイッチ回路１２と保護回路１３Ｂとの接続点の電圧Ｖ１は、ほぼバッテリ電圧Ｖｂまで上昇し、負荷電流Ｉａが誘電性負荷Ｍに供給される。そして、図２の時刻ｔ２おいてＦＥＴ１２がオフされると負荷電流Ｉａの減少に伴って誘導性負荷Ｍに逆起電圧が発生する。逆起電圧によってサージ電流Ｉｂが瞬間的に保護回路１３Ｂの接点部ＳＰを流れ、逆起電圧が吸収される。

一方、バッテリＢａの逆接続時においては、保護回路１３Ｂは、接点部ＳＰの導通は解除される。すなわち、図４のタイムチャートに示されるように、図４の時刻ｔ３においてバッテリＢａが逆接続されると、励磁コイルＬの第２端子Ｔ２の電圧Ｖ２はバッテリ電圧Ｖｂまで上昇し、励磁コイルＬが励磁される。励磁コイルＬの励磁にともなって、接点部ＳＰの可動切片Ｐ３が第２接点Ｐ２から離脱する。すなわち、接点部ＳＰの第１接点Ｐ１と第２接点Ｐ２との接続がオフされる（図８参照）。そのため、バッテリＢａの逆接によるサージ電流（保護回路電流）Ｉｂは流れない。このとき、バッテリ正常接続時と逆方向の負荷電流Ｉａが誘導性負荷Ｍおよび寄生ダイオード１２Ａを介して流れる（図８参照）。

すなわち、バッテリＢａが逆接続された場合であっても、誘導性負荷Ｍの抵抗値に依存する所定の負荷電流Ｉａが流れ、ショート電流のような大電流が誘導性負荷駆動回路１０に発生することはない。そのため、バッテリ逆接続時における、スイッチ回路（ＦＥＴ素子）１２および配線等の損傷が防止される。

＜実施形態３の効果＞
上記したように、実施形態３においても、バッテリ正常接続時においては、保護回路１３Ｂは、詳細にはリレーＲＬＹの接点部ＳＰは導通し、サージ電圧発生時においてのみ接点部ＳＰを介してサージ電流が流れる。一方、バッテリ逆接時においては、励磁コイルＬが励磁されることによって、リレーＲＬＹの接点部ＳＰは導通しない。すなわち、バッテリＢａによって誘導性負荷Ｍを駆動する際に、通常時において、電力消費を低減させるとともに、誘導性負荷Ｍの逆起電圧を好適に吸収することができ、さらに、バッテリ逆接時の大電流の発生を好適に防止できる。

また、保護回路１３Ｂは、単に、リレーＲＬＹ、第１ダイオードＤ３、および第２ダイオードＤ４のみによって構成されるため、簡易な構成によって上記効果を得ることができる。その際、リレーＲＬＹは、バッテリ供給ラインに設けられていないため、リレーＲＬＹとして、小容量で小型のリレーＲＬＹを用いることができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

（１）保護回路の構成は、実施形態１〜実施形態３の保護回路（１３〜１３Ｂ）の構成に限られない。保護回路は、要は、誘導性負荷が並列接続される保護回路であって、バッテリの正常接続時における、少なくともスイッチ回路による通電から非通電への切替え時において導通し、バッテリの逆接時においてはバッテリの逆接に応じて導通しない、言い換えれば、バッテリの逆接を自ら検知して導通しない電流遮断部を有する構成であればよい。

（２）上記各実施形態では、誘導性負荷駆動回路１０は、自動車に搭載され、誘電性負荷Ｍとしてエンジン冷却用ＦＡＮ駆動用モータを駆動する例を示したが、本発明による誘導性負荷駆動回路は、バッテリＢａと誘電性負荷Ｍとの間に配置されるあらゆる場合に適応できる。

本発明の実施形態１に係る誘導性負荷駆動回路のバッテリ正常接続時の概略的なブロック図 実施形態１におけるバッテリ正常接続時に係るタイムチャート 実施形態１に係る誘導性負荷駆動回路のバッテリ逆接続時の概略的なブロック図 実施形態１におけるバッテリ逆接続時に係るタイムチャート 本発明の実施形態２に係る誘導性負荷駆動回路のバッテリ正常接続時の概略的なブロック図 実施形態２に係る誘導性負荷駆動回路のバッテリ逆接続時の概略的なブロック図 本発明の実施形態３に係る誘導性負荷駆動回路のバッテリ正常接続時の概略的なブロック図 実施形態３に係る誘導性負荷駆動回路のバッテリ逆接続時の概略的なブロック図

符号の説明

１０…誘導性負荷駆動回路
１１…制御回路
１２…ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ（スイッチ回路）
１２Ａ…寄生ダイオード
１３、１３Ａ、１３Ｂ…保護回路
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３…還流ダイオード（ダイオード）
Ｒ１…第１抵抗
Ｒ２…第２抵抗
Ｑ１…ＮＰＮバイポーラトランジスタ（トランジスタ、電流遮断部）
Ｑ２…ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ（電解効果トランジスタ、電流遮断部）
Ｂａ…バッテリ
Ｌ…励磁コイル
Ｍ…誘導性負荷
ＲＬＹ…リレー
ＳＰ…接点部（電流遮断部）

Claims (5)

1. バッテリと誘導性負荷との間に設けられるスイッチ回路であって、前記バッテリが正常に接続されている場合には前記誘導性負荷への通電及び非通電を切替えるとともに、前記バッテリが逆接された場合には前記バッテリの正常接続時とは逆方向の通電を可能とするスイッチ回路と、
   前記スイッチ回路の切替え動作を制御する制御回路と、
   前記誘導性負荷が並列接続される保護回路であって、前記バッテリの正常接続時における、少なくとも前記スイッチ回路による通電から非通電への切替え時において導通し、前記バッテリの逆接時においては前記バッテリの逆接に応じて導通しない電流遮断部を有する保護回路と、
   を備えた誘導性負荷駆動回路。
2. 前記保護回路は、前記電流遮断部であるトランジスタと、ダイオードと、第１抵抗と、第２抵抗と、を含み、
   前記トランジスタのエミッタは前記スイッチ回路に接続され、前記トランジスタのコレクタは、前記ダイオードに接続され、前記トランジスタのベースは、前記第２抵抗を介して、前記バッテリの正常接続時、前記バッテリの高電圧側に接続され、
   前記第１抵抗は前記トランジスタのベース−エミッタ間に接続され、
   前記ダイオードのカソードは前記トランジスタのコレクタに接続され、前記ダイオードのアノードは、バッテリの正常接続時、前記バッテリの低電圧側に接続され、
   前記第１抵抗および第２抵抗の値は、前記バッテリの正常接続時における、前記スイッチ回路による通電から非通電への切替え時において、前記トランジスタがオンするように設定されており、
   前記バッテリの逆接時において、前記トランジスタは、前記バッテリの逆接に応じてオフする、請求項１に記載の誘導性負荷駆動回路。
3. 前記保護回路は、前記電流遮断部である電解効果トランジスタと、ダイオードと、抵抗とを含み、
   前記電解効果トランジスタのソースは、前記スイッチ回路に接続され、前記電解効果トランジスタのドレインは、前記ダイオードに接続され、前記電解効果トランジスタのゲートは、前記抵抗を介して、前記バッテリの正常接続時、前記バッテリの高電圧側に接続され、
   前記ダイオードのカソードは前記ドレインに接続され、前記ダイオードのアノードは、バッテリの正常接続時、前記バッテリの低電圧側に接続され、
   前記電解効果トランジスタは、前記バッテリの正常接続時における、前記スイッチ回路による通電から非通電への切替え時においてオンし、
   前記バッテリの逆接時において、前記電解効果トランジスタは、前記バッテリの逆接に応じてオフする、請求項１に記載の誘導性負荷駆動回路。
4. 前記保護回路は、励磁コイルと接点部とを含むリレーと、第１ダイオードと、第２ダイオードとを含み、
   前記励磁コイルは第１および第２端子を有し、
   前記接点部は前記電流遮断部であり、第１および第２接点を有し、
   前記第１ダイオードのアノードは前記接点部の第１接点に接続され、前記第１ダイオードのカソードは前記スイッチ回路に接続され、
   前記第２ダイオードのカソードは、前記バッテリの正常接続時、前記バッテリの高電圧側に接続され、前記第２ダイオードのアノードは前記励磁コイルの第１端子に接続され、
   前記励磁コイルの第２端子および前記接点部の第２接点は、前記バッテリの正常接続時、前記バッテリの低電圧側に接続され、
   前記バッテリの正常接続時、前記バッテリの電圧によって前記励磁コイルが励磁されず、前記接点部は導通状態にあり、
   前記バッテリの逆接時、前記バッテリの逆接に応じて前記励磁コイルが励磁され、前記接点部の導通が解除される、請求項１に記載の誘導性負荷駆動回路。
5. 前記スイッチ回路は電界効果トランジスタを含み、前記制御回路は前記電界効果トランジスタをＰＭＷ信号によってオン・オフ制御する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の誘導性負荷駆動回路。

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