JP2010110091A - 負荷駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】負荷駆動装置において、電源電圧の変動時における過電流保護機能の誤動作を防止する。
【解決手段】負荷２０への給電ライン１Ｌ上に設けられたＦＥＴ１４ａに印加されるＦＥＴ電圧Ｖｆに応じて基準電圧Ｖｋ及び入力電圧Ｖｎは決まり、負荷短絡の発生時には、入力電圧Ｖｎは基準電圧Ｖｋ以下となる。このとき、コンパレータ２１はローレベルの信号を出力し、それに基づき制御回路１３はＦＥＴ１４ａをオフとすることで、ＦＥＴ１４ａ及び負荷２０を過電流から保護する。このような回路保護動作において、基準電圧Ｖｋ及び入力電圧Ｖｎは駆動電源電圧ＶＢＰにより決まることから、バッテリの電源電圧が急激に低下する場合にも、基準電圧Ｖｋ及び入力電圧Ｖｎとは、負荷２０の短絡時を除き、同期して変動する。このため、通常時に入力電圧Ｖｎが基準電圧Ｖｋ以下となることはない。これにより、回路保護機能が誤動作することを防止できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、駆動系電源と制御系電源とを有する二系統電源型の負荷駆動装置に関する。

従来、例えば車載用のモータ、ランプ等の負荷を駆動させる負荷駆動装置には、負荷への電力供給ラインにトランジスタ等からなるスイッチング素子を設けて、そのスイッチング素子のオンオフ制御を通じて負荷の駆動が制御される構成が採用されている。この負荷駆動装置において、バッテリ等の電源装置から供給される電圧を、制御系の回路に供給する制御電源電圧と、駆動系の回路に供給する駆動電源電圧と、に分けて設けることで、制御系及び駆動系の両回路に対して、それぞれ適した電圧を供給することが可能となる（特許文献１参照）。

以上のように構成される負荷駆動装置においては、何らかの原因で例えばその負荷が短絡（ショート）した場合、負荷駆動装置の回路素子には、定常電流に比べて大きな電流（過電流）が流れる。この過電流は回路素子の発熱、ひいては回路素子の故障原因ともなる。そこで、負荷駆動装置には、過電流から回路素子を保護する過電流保護機能を有するものも多い。図３に示すように、この負荷駆動装置７０の制御回路７３は、駆動電源電圧ＶＢＰを負荷７４へ供給する電力供給ライン上に設けられたＦＥＴ等のスイッチング素子７２のオンオフ制御を通じて負荷への通電を制御する。そして、過電流からスイッチング素子７２等の回路素子を保護するためには、その発生の有無を検出する必要があるところ、この検出はコンパレータ７１を使用して例えば、次のようにして行われる。すなわち、負荷７４とスイッチング素子７２との間の電圧はコンパレータ７１の非反転入力端子Ｖ＋に入力される。一方、コンパレータ７１の反転入力端子Ｖ−には抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２とにより分圧された制御電源電圧ＶＢＢが入力される。コンパレータ７１は、例えば、非反転入力端子Ｖ＋に印加される電圧が反転入力端子Ｖ−に印加される基準電圧を下回った場合には、負荷７４に短絡が生じたとして、その旨の信号を制御回路７３に出力する。これは、負荷７４が短絡すると、その電源側、換言するとスイッチング素子７２の負荷側の電圧が大きく低下することに基づく。制御回路７３はコンパレータ７１から負荷短絡が生じた旨を示す信号を受けるとスイッチング素子７２をオフさせる。スイッチング素子７２がオフすることにより、これに過電流が流れることが防止される。また、負荷７４への電力の供給が遮断されるので、負荷７４は駆動を停止する。過電流発生時においては、このようにして回路が保護される。
特開２００７−２３６１１１号公報

ところで、特に制御電源電圧ＶＢＢに関しては、精度の高い制御の観点から、安定した電圧を供給することが望ましい。そこで、例えば、電源装置と制御系の回路との間にダイオード、コンデンサ及び抵抗からなる安定化回路（平滑回路）を設けることで、安定した制御電源電圧ＶＢＢを制御系の回路に供給している。

しかし、このように構成された負荷駆動装置においては次のような問題があった。すなわち、例えば車両のエンジンスタート時においては、エンジンスタータモータをはじめとする各種の車両機器の動作に大量の電力が消費される。このため、エンジンスタート時には、図４（ａ）に示すように、電源電圧（バッテリ電圧）ＶＣＣは一時的に大きく低下し、定常電圧Ｖｔから所定電圧Ｖｓに至る。そしてこのとき、駆動電源電圧ＶＢＰは、図４（ｂ）に示されるように、電源電圧ＶＣＣの変化に同期するかたちで、瞬時に定常電圧Ｖｔから所定電圧Ｖｓまで低下する。一方、制御電源電圧ＶＢＢは、図４（ｃ）に示すように、安定化回路のコンデンサ等の影響により、除々に低下し、電源電圧ＶＣＣ及び駆動電源電圧ＶＢＰに対して所定時間Ｔだけ遅れて所定電圧Ｖｓとなる。この所定時間Ｔにおいては、駆動電源電圧ＶＢＰは制御電源電圧ＶＢＢ（基準電圧）を下回り、コンパレータ７１は負荷に短絡が生じた旨の信号を制御回路７３に出力する。したがって、負荷７４の短絡が生じていないのにも関わらず、過電流保護機能が作動、すなわちスイッチング素子７２がオフされて負荷２０への電力の供給が遮断されるおそれがあった。

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電源電圧の変動時における過電流保護機能の誤動作を防止することができる二系統電源型の負荷駆動装置を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、直流電源から供給される電圧が平滑回路を介して制御系回路に供給される制御系電源電圧と、負荷に供給される駆動系電源電圧との二系統の電源電圧として供給される負荷駆動装置において、前記駆動系電源電圧の前記負荷への給電ライン上に設けられて、当該負荷への給電をオン及びオフ切り替える半導体スイッチと、前記平滑回路を通じて平滑化された前記制御系電源電圧が印加されて前記半導体スイッチをオンオフ制御する制御回路と、前記給電ライン上に設けられる抵抗体と、前記抵抗体の両端の電位差を検知する電圧検出手段と、を備え、前記制御回路は、前記電圧検出手段により検出される電位差が予め設定されるしきい値以上となったときには、前記負荷に短絡が発生したとして前記半導体スイッチをオフとする制御を行うことをその要旨としている。

同構成によれば、負荷が短絡した場合には、抵抗体の両端間に発生する電圧（電位差）は、通常よりも大きくなる。そして、電圧検出回路により検出された電位差が予め設定されるしきい値以上となったとき、制御回路は負荷に短絡が発生、ひいては過電流が発生したと判定して半導体スイッチをオフとする制御を行う。これにより半導体スイッチはオフとなり、負荷への電力供給はされなくなる。このため、負荷及び半導体スイッチひいては負荷駆動装置を過電流、あるいは過電流による発熱から保護することができる。

ここで、負荷での消費電力が急激に増大して、大電力が消費されたときには、直流電源の電圧は、急激に低下する。このとき、駆動系電源電圧は直流電源の電圧と同期して低下する。また、過電流の発生有無の判断に使用される抵抗体の両端の電位差も、駆動系電源電圧の低下により小さくなる。すなわち、抵抗体の両端の電位差がしきい値以上となることはない。したがって、負荷短絡に伴い電源電圧が変動した場合において、回路保護機能が誤動作することを防止できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の負荷駆動装置において、前記半導体スイッチは、前記抵抗体を兼ねることをその要旨としている。
同構成によれば、半導体スイッチがオン（導電状態）のとき、半導体スイッチにはオン抵抗が発生する。このオン抵抗は抵抗体としての役割を果たすので、制御回路は電圧検出回路を通じて検出される半導体スイッチの両端に生じる電位差に基づき負荷短絡の発生の有無を判定することができる。そして、電圧検出回路による電圧の検出結果に応じて制御回路は半導体スイッチのオン及びオフを切り替える制御を行う。このように、半導体スイッチに抵抗体としての役割を兼ねさせることができるため、負荷駆動装置の構成をより簡易なものとすることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の負荷駆動装置において、前記電圧検出回路はコンパレータを利用した比較回路であって、前記コンパレータは、前記半導体スイッチの電源側の電圧を複数の抵抗により分圧された値を基準電圧とし、この基準電圧と、前記半導体スイッチの負荷側の電圧との前記電位差により決定される両電圧の比較結果を前記制御回路に出力し、当該制御回路は、入力される前記比較結果に基づき負荷短絡の発生有無を判定し、負荷短絡が発生している旨判定されるときには、前記半導体スイッチをオフすることをその要旨としている。

同構成を採用する場合には、例えば、半導体スイッチの両端の電位差が前記しきい値以上となったときに、コンパレータの入力電圧が基準電圧以下となるように、換言すれば、半導体スイッチの両端の電位差がしきい値未満であるときには、コンパレータの入力電圧が基準電圧を超えるように、各抵抗の値は設定される。このように、電位差がしきい値以下となるか否かで、すなわち、負荷短絡の発生の有無により、コンパレータの出力の信号レベルはハイレベルとローレベルとの間で切り替わる。このため、半導体スイッチの両端間に生じる電位差の負荷短絡に起因する変化を検出することが可能となる。これにより、より簡易な構成の過電流保護機能を有する負荷駆動装置を提供することができる。

なお、前述したように、直流電源の電圧が急激に低下したとき、駆動系電源電圧は直流電源の電圧と同期して低下する。一方、制御系電源電圧は、例えば抵抗、コンデンサ及びダイオードからなる平滑回路により平滑された電圧が制御回路に供給される。これら素子の影響により、制御系電源電圧は、前記両電圧の低下に比べて、遅れて低下する。このような場合であっても、半導体スイッチの両端の電位差及びそれに基づく入力電圧及び基準電圧は駆動系電源電圧により決まるため、入力電圧と基準電圧とは、負荷短絡が発生した場合を除き、同期して変動する。よって、回路保護機能が誤動作することを防止できる。

本発明によれば、二系統電源型の負荷駆動装置において、電源電圧の変動時における過電流保護機能の誤動作を防止することができる。

以下、本発明を車両に搭載される各種の負荷の駆動制御を行う負荷駆動装置に具現化した一実施形態について図１及び図２を参照して説明する。この場合、負荷としてはエンジンスタータモータ、パワーウィンドウモータ等の各種モータ、並びにヘッドライト等のランプ類等が想定される。これら負荷にはそれぞれ負荷駆動装置が設けられている。

図１に示すように、負荷駆動装置１０は、バッテリ９から負荷２０への通電ライン上に設けられて負荷２０への通電制御を行う。負荷駆動装置１０の駆動用の電源端子１７及び制御用の電源端子１８はバッテリ９のプラス端子に接続され、同じく出力端子１９は負荷２０に接続されている。また、バッテリ９と電源端子１８との間には、入力される電圧を安定した電圧に整える平滑回路５が設けられている。

平滑回路５は、バッテリ９のプラス端子と電源端子１８との間に接続されたダイオード６及び抵抗７の直列回路、並びに抵抗７及び電源端子１８の接続点とグランドとの間に設けられたコンデンサ８を有する。なお、バッテリ９側からダイオード６、抵抗７の順で直列接続される。このように構成される平滑回路５により、バッテリ９からの電圧は安定化される。詳しくは、ダイオード６は、制御電源電圧ＶＢＢを順方向（電源端子１８方向）電圧とすることで、逆方向に電流が流れないよう制限する。抵抗７は、電源端子１８に印加される電圧の値を調整する。コンデンサ８は、蓄電及び放電を繰り返すことでバッテリ９から入力される電圧を平滑にする。そして、制御用の電源端子１８には、この平滑回路５により安定化された電圧が印加される。

負荷駆動装置１０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ（定電圧回路）１１と、制御回路１３と、負荷駆動回路１４と、電圧検出回路１５と、を有する。電源端子１８に印加される電圧は、制御電源電圧ＶＢＢとしてＤＣ−ＤＣコンバータ１１に入力され、この入力された制御電源電圧ＶＢＢは同ＤＣ−ＤＣコンバータ１１により制御回路１３の動作電源として適した電圧に降圧されて同制御回路１３に供給される。制御回路１３は、例えば車室内に設けられたスイッチ操作を通じて外部から入力される指令に基づき、負荷駆動回路１４の駆動制御を通じて負荷２０への通電を制御する。負荷２０を駆動させる場合には、負荷駆動回路１４の動作を通じて駆動用の電源端子１７に印加されるバッテリ電圧が負荷２０の駆動電源電圧ＶＢＰとして出力端子１９を介して負荷２０に供給される。電圧検出回路１５は、負荷駆動回路１４の負荷２０側の電圧を検出し、その検出結果を制御回路１３に出力する。なお、電圧検出回路１５には、電源端子１８から印加される電圧が制御電源電圧ＶＢＢとして直接供給される。電圧検出回路１５は、この制御電源電圧ＶＢＢの供給を受けて動作する。制御回路１３は、電圧検出回路１５からの検出結果に基づき負荷駆動回路１４から負荷２０への通電が正常か否かを判定する。制御回路１３は正常と判定されるときには前述した外部からの指令に基づき負荷駆動回路１４を駆動させ、異常と判定されるときには前記外部からの指令に関わらず負荷駆動回路１４の駆動を停止させる。例えば負荷２０への給電中であれ、異常判定されたときには、これが強制的に遮断される。なお、具体的な過電流検出方法及び回路保護動作については、後で詳述する。

次に、制御回路１３、負荷駆動回路１４及び電圧検出回路１５の具体的な構成を説明しつつ、それらによる過電流保護機能の動作についても併せて説明する。
図２に示すように、電圧検出回路１５は、コンパレータ２１と、２つの抵抗２８，２９と、からなり、また、負荷駆動回路１４は、本例では単一のＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）１４ａを備えてなる。このＦＥＴ１４ａは、駆動電源電圧ＶＢＰが印加される電源端子１７と負荷２０に接続される出力端子１９との間を接続する給電ライン１Ｌ上に設けられている。この給電ライン１Ｌ上において、ＦＥＴ１４ａと出力端子１９との接続点２４には、コンパレータ２１の非反転入力端子２１ｐが接続されている。さらに、給電ライン１Ｌ上において、ＦＥＴ１４ａと電源端子１７との接続点２５と、グランドＧＮＤと、の間には抵抗２８，２９の直列回路が接続されている。なお、接続点２５側から抵抗２８、抵抗２９の順で設けられる。また、抵抗２８と抵抗２９との間にはコンパレータ２１の反転入力端子２１ｍが接続されている。コンパレータ２１の出力端子２１ｏは、制御回路１３の図示しない入力端子を介して判定部２２に接続されている。また、制御回路１３の図示しない出力端子はＦＥＴ１４ａのゲート端子に接続されている。なお、コンパレータ２１には制御電源電圧ＶＢＢが動作電源として印加されている。

コンパレータ２１の反転入力端子２１ｍには、抵抗２８，２９により駆動電源電圧ＶＢＰが分圧された電圧が基準電圧Ｖｋとして入力される。また、非反転入力端子２１ｐには接続点２４に印加される電圧、すなわちＦＥＴ１４ａの負荷２０側の電圧が入力電圧Ｖｎとして入力される。コンパレータ２１は、基準電圧Ｖｋと、入力電圧Ｖｎとの比較を行い、入力電圧Ｖｎが基準電圧Ｖｋを超える場合にはハイレベルの信号を、入力電圧Ｖｎが基準電圧Ｖｋ以下の場合にはローレベルの信号を制御回路１３に出力する。

通常、ＦＥＴ１４ａがオン状態にあるときには、オン抵抗が発生する。このオン抵抗によりＦＥＴ１４ａの両端の電位差として、ＦＥＴ電圧Ｖｆが生じる。そして、このＦＥＴ電圧Ｖｆがしきい値未満のときには、入力電圧Ｖｎが基準電圧Ｖｋ以下とならないよう抵抗２８，２９の値は設定されている。このＦＥＴ電圧ＶｆはＦＥＴ１４ａのオン抵抗等の特性により決まるものであって、負荷２０に短絡が発生しているときと、そうでないときとでＦＥＴ電圧Ｖｆとの間に次の関係を有する値である。すなわち負荷２０に短絡が発生している異常時には、ＦＥＴ電圧Ｖｆはしきい値以上となり、負荷２０に短絡が発生していない異常時には、ＦＥＴ電圧Ｖｆはしきい値未満となる。これは、負荷短絡の発生の有無によりＦＥＴ電圧Ｖｆの値は大きく変化することに基づくものである。具体的には、負荷短絡時においてＦＥＴ電圧Ｖｆは大きく増大する。なお、このしきい値は装置モデルを使用した実験等により予め求められる。したがって、通常時には、入力電圧Ｖｎ＞基準電圧Ｖｋとなり、コンパレータ２１は、判定部２２にハイレベルの信号を出力する。判定部２２は当該ハイレベルの信号が入力される場合には異常なし、すなわち負荷２０の短絡は発生していない旨判定する。当該正常である旨判定される場合に前述した外部からの信号入力があるときには、制御回路１３は、ＦＥＴ１４ａのゲート端子に信号（ゲート電圧）を出力する。当該ゲート端子に信号（電圧）が出力されている状態においては、ＦＥＴ１４ａのソース−ドレイン間は導電状態となる。このため駆動電源電圧ＶＢＰが負荷２０に供給され、同負荷２０が駆動する。

一方、負荷２０が短絡した場合には、負荷２０の内部抵抗値は極端に小さくなるため、給電ライン１Ｌには、正常時に比べて大きな電流（過電流）が発生する。このとき、負荷２０の両端に生じる負荷電圧Ｖｈは大きく低下し、その分、ＦＥＴ１４ａの両端間に生じるＦＥＴ電圧Ｖｆは大きくなる。換言すれば、ＦＥＴ１４ａの負荷側の電圧は大きく低下する一方、電源側の電圧はその分大きくなる。そして、ＦＥＴ電圧Ｖｆがしきい値以上となったときに、入力電圧Ｖｎが基準電圧Ｖｋ以下となる。そしてこのときには、コンパレータ２１は判定部２２にローレベルの信号を出力する。判定部２２は当該ローレベルの信号が入力される場合には、異常あり、すなわち負荷２０に短絡が発生している旨判定する。制御回路１３は、これが負荷２０の駆動中であればＦＥＴ１４ａに対するゲート電圧の出力を強制的に停止する。また、負荷２０の始動時に異常である旨判定される場合には、制御回路１３はＦＥＴ１４ａをオフ状態に維持する。ＦＥＴ１４ａのゲートに電圧が印加されない状態においてはＦＥＴ１４ａのソース−ドレイン間は非導電状態となり負荷２０には過電流が流れなくなる。これにより、ＦＥＴ１４ａをはじめとする負荷駆動装置１０、さらには負荷２０を過電流から保護することができる。

ところで、車両のバッテリ９は、エンジンスタータモータ、パワーウィンドウモータ等の複数の負荷２０に電力を供給する。特にエンジンスタート時においては、大電力を利用するスタータモータを駆動するため、先の図４（ａ）〜（ｃ）に示されるように、バッテリ９の電源電圧ＶＣＣの低下の度合いが大きい。このとき、駆動電源電圧ＶＢＰはバッテリ９の電源電圧ＶＣＣと同期するかたちで定常電圧Ｖｔから所定電圧Ｖｓまで低下するのに対し、制御電源電圧ＶＢＢは平滑回路５の影響、例えばコンデンサ８に電流が残留すること等に起因して時間Ｔだけ遅れて定常電圧Ｖｔから所定電圧Ｖｓとなる。

この点、本実施形態の電圧検出回路１５においては、前述したように、接続点２５での電圧、正確には駆動電源電圧ＶＢＰを抵抗２８，２９により分圧した電圧を基準電圧Ｖｋとして、接続点２４での電圧を入力電圧Ｖｎとしている。これら接続点２４，２５は給電ライン１Ｌ上に設けられて、駆動電源電圧ＶＢＰが印加されている。このため、何らかの原因でバッテリ９の電圧が変動した場合、基準電圧Ｖｋと入力電圧Ｖｎとは、負荷２０の短絡時を除き、同期して変動することになる。これにより、バッテリ９の電圧が変動した場合であれ、負荷短絡が発生していないときには、基準電圧Ｖｋと入力電圧Ｖｎとの大小関係は変化することなく、前述の過電流保護機能が誤動作することはない。

以上、説明した実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）両接続点２４，２５に印加される電圧、すなわちＦＥＴ１４ａの電源側及び負荷２０側の電圧に応じて基準電圧Ｖｋ及び入力電圧Ｖｎは決まり、負荷短絡が発生しているときには、ＦＥＴ１４ａの負荷２０側の電圧が大きく低下するので入力電圧Ｖｎは基準電圧Ｖｋ以下となる。このとき、ローレベルの信号がコンパレータ２１の出力端子２１ｏから判定部２２に出力されて、判定部２２は当該信号を受けて負荷短絡、ひいては過電流が発生していると判定する。この判定結果に基づき制御回路１３はＦＥＴ１４ａをオフとする。これにより、ＦＥＴ１４ａ、ひいては負荷２０への通電が遮断されるので、ＦＥＴ１４ａ及び負荷２０を過電流から保護することができる。このような回路保護動作において、例えば、エンジンスタート時等のバッテリ９の電源電圧ＶＣＣが急激に低下する場合にも、基準電圧Ｖｋ及び入力電圧Ｖｎは駆動電源電圧ＶＢＰにより決まることから、基準電圧Ｖｋと入力電圧Ｖｎとは、負荷２０の短絡時を除き、同期して変動することになる。このため、バッテリ９の電源電圧ＶＣＣが急激に低下した場合であれ、入力電圧Ｖｎが基準電圧Ｖｋ以下となることはない。これにより、回路保護機能が誤動作することを防止できる。

（２）ＦＥＴ１４ａは給電ライン１Ｌ上に設けられ、ＦＥＴ１４ａがオンのときには、自身のオン抵抗により抵抗体としての役割を果たす。したがって、ＦＥＴ１４ａのソースドレイン間にはＦＥＴ電圧Ｖｆが生じる。ＦＥＴ電圧Ｖｆは、負荷短絡の発生の有無により大きく変化するので、当該ＦＥＴ電圧Ｖｆに基づき負荷短絡の発生の有無を判定することができる。そして、本実施の形態では、このＦＥＴ電圧Ｖｆの変化をコンパレータ２１を利用して検出するようにしている。すなわち、負荷短絡が発生した場合には、ＦＥＴ電圧Ｖｆは通常時よりも増大して、しきい値以上となるところ、このとき、コンパレータ２１の入力電圧Ｖｎが基準電圧Ｖｋ以下となることにより、当該コンパレータ２１の出力がハイレベルの信号からローレベルの信号へと切り替わる。これにより、負荷短絡、すなわち過電流の発生を検出可能となる。

また、負荷短絡、すなわち過電流発生時には、制御回路１３はＦＥＴ１４ａへのゲート電圧の印加停止を通じて負荷２０への電力供給を停止して、その過電流から自身等を保護する。このようにＦＥＴ１４ａは、抵抗体及びスイッチの両役割を有しているため、例えば電流検出用の抵抗等を別途設ける場合に比べ負荷駆動装置１０の構成をより簡易なものにすることができる。

（３）コンパレータ２１の反転入力端子２１ｍには抵抗２８，２９により分圧された駆動電源電圧ＶＢＰが基準電圧Ｖｋとして入力され、非反転入力端子２１ｐには接続点２４に印加される電圧、すなわちＦＥＴ１４ａの負荷２０側の電圧が入力電圧Ｖｎとして入力される。そして、負荷短絡が発生してＦＥＴ電圧Ｖｆが所定のしきい値以上となったときに入力電圧Ｖｎが基準電圧Ｖｋ以下となるように抵抗２８，２９の値は設定される。コンパレータ２１がハイレベルの信号からローレベルの信号に切り替わったことを持って、負荷短絡、ひいては過電流の発生が検出される。これにより、汎用素子であるコンパレータ２１及び抵抗２８、２９を利用してＦＥＴ電圧Ｖｆの変化、正確には負荷短絡の発生有無の判定基準となるしきい値を超えているか否かを検出することができる。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
・上記実施形態では、電源電圧ＶＣＣが急激に低下する原因として、エンジンスタート時を例示した。しかし、エンジンスタート時に限らず、同様の電圧低下が生じるおそれもある。その場合にも回路保護機能は誤動作しない。また、上記実施形態では、負荷駆動装置１０は車両に適用すると例示したが、負荷を駆動させるものであれば、それに限定するものではない。

・上記実施形態では、負荷駆動回路１４として単数のＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）を設けたが、負荷駆動回路１４の構成はこれに限らない。例えば、負荷２０がモータ等の正転及び逆転駆動するものである場合には、負荷駆動回路１４は複数のＦＥＴからなるＨブリッジ回路で構成される。また、オン抵抗が生じる半導体スイッチであればよく、ＦＥＴ以外のトランジスタ等でもよい。

・上記実施形態では、平滑回路５はバッテリ９のプラス端子と電源端子１８との間に設けられている。しかし、平滑回路５の設置位置はこれに限らず、負荷駆動装置１０に組み込むことも可能である。

・上記実施形態では、電圧検出回路１５としてコンパレータ２１を設けたが、電圧を検出又は比較可能であればコンパレータ２１に限らない。例えば、両接続点２４，２５間の電圧、すなわちＦＥＴ電圧Ｖｆを検出する電圧検出回路をコンパレータ２１に代えて設け、常時、検出されるＦＥＴ電圧Ｖｆを判定部２２に出力する。判定部２２は、ＦＥＴ電圧Ｖｆが所定のしきい値以上となったときには、負荷短絡、ひいては過電流が発生したと判定し、制御回路１３はＦＥＴ１４ａをオフとする。また、電圧検出回路を設けずに、ＦＥＴ電圧Ｖｆを直接、制御回路１３に入力するようにしてもよい。すなわち、前記コンパレータに代えて設けられる電圧検出回路の機能を制御回路１３にもたせる。なお、この構成においてはＦＥＴ電圧Ｖｆをみて直接的に過電流の発生の有無を判定しているので、抵抗２８，２９は省略可能である。

・上記実施形態では、ＦＥＴ１４ａは、そのオン抵抗により両接続点２４，２５に電位差を生じさせる抵抗体としての役割を兼ねている。しかし、例えば、給電ライン１Ｌに負荷駆動回路１４とは別に抵抗体を設けて、その両端の電位差に基づき負荷短絡の発生の有無の判定を行ってもよい。

本実施形態における負荷駆動装置の回路図。 本実施形態における負荷駆動回路、制御回路及び電圧検出回路の回路図。 従来の負荷駆動回路の回路図。 （ａ）は電源電圧の変動を示すグラフ、（ｂ）は駆動電源電圧の変動を示すグラフ、（ｃ）は制御電源電圧の変動を示すグラフ。

符号の説明

１Ｌ…給電ライン、９…バッテリ（直流電源）、５…平滑回路、１０…負荷駆動装置、１１…コンバータ、１３…制御回路（制御系回路）、１４…負荷駆動回路、１４ａ…ＦＥＴ、１５…電圧検出回路（電圧検出手段）、２０…負荷、２１…コンパレータ、２２…判定部、２４、２５…接続点、２８，２９…抵抗（分圧抵抗）、ＶＣＣ…電源電圧、ＶＢＰ…駆動電圧（駆動系電源電圧）、ＶＢＢ…制御電圧（制御系電源電圧）。

Claims (3)

1. 直流電源から供給される電圧が平滑回路を介して制御系回路に供給される制御系電源電圧と、負荷に供給される駆動系電源電圧との二系統の電源電圧として供給される負荷駆動装置において、
   前記駆動系電源電圧の前記負荷への給電ライン上に設けられて、当該負荷への給電をオン及びオフ切り替える半導体スイッチと、
   前記平滑回路を通じて平滑化された前記制御系電源電圧が印加されて前記半導体スイッチをオンオフ制御する制御回路と、
   前記給電ライン上に設けられる抵抗体と、
   前記抵抗体の両端の電位差を検知する電圧検出手段と、を備え、
   前記制御回路は、前記電圧検出手段により検出される電位差が予め設定されるしきい値以上となったときには、前記負荷に短絡が発生したとして前記半導体スイッチをオフとする制御を行う負荷駆動装置。
2. 請求項１に記載の負荷駆動装置において、
   前記半導体スイッチは、前記抵抗体を兼ねる負荷駆動装置。
3. 請求項２に記載の負荷駆動装置において、
   前記電圧検出手段はコンパレータを利用した比較回路であって、
   前記コンパレータは、前記半導体スイッチの電源側の電圧を複数の抵抗により分圧された値を基準電圧とし、この基準電圧と、前記半導体スイッチの負荷側の電圧との前記電位差により決定される両電圧の比較結果を前記制御回路に出力し、当該制御回路は、入力される前記比較結果に基づき負荷短絡の発生有無を判定し、負荷短絡が発生している旨判定されるときには、前記半導体スイッチをオフする負荷駆動装置。

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