JP2015122610A - フライバック回路 - Google Patents

Abstract

【課題】フライバック回路の実装スペースを小型化する。【解決手段】本発明に係るフライバック回路は、モータ１６０と、モータ１６０に電圧を供給するための電源１１０と、モータ１６０をバイパスして接続するフライバックライン１９４と、フライバックライン１９４に設けられた第２の電界効果トランジスタ素子１８６と、正電圧ライン１９０と第２の電界効果トランジスタ素子１８６のゲート端子１８８に直列に接続され、且つ電源スイッチ１７０に対して並列に接続されるスナバ回路と、第２の電界効果トランジスタ１８６のゲート端子とソース端子との間に接続される抵抗１８８と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、フライバック回路に関し、特にインダクタンス成分を有する電気部品に生じる逆起電力をフライバックするフライバック回路に関するものである。

近年、自動車等の車両制御には、ＡＢＳ（Ａｎｔｉｌｏｃｋ Ｂｒａｋｅ Ｓｙｓｔｅｍ）システム、及びＥＰＳ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）システムなどの各種システムが用いられるようになっている。

ＡＢＳシステムは、車両のタイヤがロックしそうになると、これを感知して、ブレーキを弱めることによってタイヤのロックを抑制するシステムである。より具体的には、ＡＢＳシステムは、車両の速度及びブレーキの油圧などをモニターし、モニターした値に基づいて車両のタイヤがロックしそうな状態を検出したら、ブレーキの油圧を下げることによってブレーキを弱める。また、ＡＢＳシステムは、ブレーキを弱めることによってタイヤがロックしそうな状態から復帰したら、再びブレーキの油圧を上げることによってブレーキを強める。ＡＢＳシステムは、このようなブレーキの強弱（ブレーキの油圧の上下）を、モータで制御することにより、ポンピングブレーキと同じ効果を発揮して、急ブレーキ時の急なハンドル操作でも車両のスリップや横滑りを抑制することができる。

ＥＰＳシステムは、電気の力によって車両の操舵力をアシストするものである。ＥＰＳシステムは、例えば、モータの回転によって直接に操舵力をアシストする場合もあるし、モータの回転によって発生させた油圧で操舵力をアシストする場合もある。ＥＰＳシステムは、例えば操舵力、及び車速などをモニターし、モニターした検出した値に基づいてモータへの電流量を制御することによって操舵力をアシストする力を発生させる。ＥＰＳシステムを用いることによって、車両の運転者は軽い力で操舵を行うことができる。

ところで、ＡＢＳシステムやＥＰＳシステムなどの各種システムにおいて、モータの駆動のオンオフ制御を行う場合には、モータに由来する逆起電力が発生する。すなわち、モータにはインダクタンス成分を有するコイルが含まれている。モータを駆動させるために例えば半導体のモータ駆動スイッチをオンにするとコイルに電流が流れて磁界が生じる。この状態からモータ駆動スイッチをオフすることによってコイルに流れる電流が切れると、磁界を維持しようとするために電流を流し続けようとする電力がコイルの中に逆方向に生じる。この逆起電力は、モータ駆動スイッチに大きな負荷を与える場合がある。

このため、従来技術では、モータに並列にフライバック電流経路を接続するとともに、フライバック電流経路にフライバックダイオードを設けている。これにより、モータ駆動スイッチをオフした場合に、モータに蓄積されたエネルギーを、フライバック電流経路を介して再びモータへと戻すことができる。その結果、モータのインダクタンス成分によって発生する逆起電力を抑制し、モータ駆動スイッチへかかる負荷を低減させることができる。

特表２００９−５２３００１号

しかしながら、従来のフライバック回路では、フライバック電流経路にダイオードを使用しているため、ダイオードの順方向電圧降下による発熱が問題となる場合がある。特に、多くのブレーキ量を要する車両、又は操舵に大きなアシスト力を要する車両においては、モータの出力が大きくなるのでモータ電流も大きくなる。その結果、フライバックダイオードには、熱容量の大きな大型部品を選定することが求められるので、フライバック回路の実装スペースが大きくなるおそれがある。

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るフライバック回路は、インダクタンス成分を有する電気部品と、電源装置から前記電気部品へ第１の電圧を印加する第１の電源ラインと、前記電源装置から前記電気部品へ前記第１の電圧より低い第２の電圧を印加する第２の電源ラインと、前記第１の電源ライン又は前記第２の電源ラインのオンオフを切り替える電源スイッチと、前記第１の電源ライン及び前記第２の電源ラインの間を、前記電気部品をバイパスして接続するフライバックラインと、前記フライバックラインに設けられた電界効果トランジスタと、前記第１の電源ライン及び前記電界効果トランジスタのゲート端子に直列に接続され、前記電源スイッチに対して並列に接続されるスナバ回路と、前記電界効果トランジスタのゲート端子とソース端子との間に接続される第１の抵抗と、を備え、前記フライバックラインは、前記第１の電源ライン及び前記電界効果トランジスタを接続する第１のフライバックラインと前記第２の電源ライン及び前記電界効果トランジスタを接続する第２のフライバックラインと、を有し、前記電界効果トランジスタは、該電界効果トランジスタの寄生ダイオードのカソードが前記第１のフライバックラインに接続され、アノードが前記第２のフライバックラインに接続されるように設けられ、前記スナバ回路は、相互に直列に接続されたコンデンサ及び第２の抵抗と、前記第２の抵抗に並列に接続されたダイオードと、を有するＲＣＤスナバ回路であることを特徴とする。

本発明の別の形態に係るフライバック回路は、前記電源スイッチがオフしたときに、前記電界効果トランジスタのゲート端子に前記スナバ回路を介して電圧が印加される、ことを特徴とする。

本発明の別の形態に係るフライバック回路は、前記第１のフライバックラインに設けられ、該第１のフライバックラインのオンオフを切り替えるフライバックスイッチを備えることを特徴とする。

本発明の別の形態に係るフライバック回路は、前記フライバックスイッチは、電界効果トランジスタで形成され、該フライバックスイッチの電界効果トランジスタ及び前記フライバックラインに設けられた電界効果トランジスタは、１パッケージ内に収容された２素子複合電界効果トランジスタであることを特徴とする。

本発明の別の形態に係るフライバック回路は、前記フライバックスイッチは、電界効果トランジスタで形成され、該フライバックスイッチの電界効果トランジスタと前記フライバックラインに設けられた電界効果トランジスタはそれぞれ、別々のパッケージ内に収容された電界効果トランジスタであることを特徴とする。

本願発明によれば、フライバック回路の実装スペースを小型化することができる。

図１は、本願発明の第１実施形態のフライバック回路を含むモータ制御回路の構成を示す図である。 図２は、図１のモータ制御回路における各部位の電圧／電流の波形を示すものである。 図３は、本願発明の第２実施形態のフライバック回路を含むモータ制御回路の構成を示す図である。

以下、本発明の一実施形態に係るフライバック回路を図面に基づいて説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本願発明の第１実施形態のフライバック回路を含むモータ制御回路の構成を示す図である。

モータ制御回路１００は、マイクロコンピュータ１０２から出力されたモータ制御信号（Ｍｏｔｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｉｇｎａｌ）に応じてモータ１６０の駆動を制御するものである。まず、モータ制御回路１００の構成について説明する。

（モータ制御回路１００の構成）
モータ制御回路１００は、マイクロコンピュータ１０２、電源１１０、２素子複合バイポーラトランジスタ１２０、抵抗１３０，１３２，１４８、コンデンサ１３４、フライバック回路１５０及びスナバ回路１４０を備える。フライバック回路１５０は、インダクタンス成分を有する電気部品であるモータ１６０、電源スイッチ１７０、及び２素子複合電界効果トランジスタ１８０を備える。

マイクロコンピュータ１０２は、モータ１６０の駆動をオンオフするためのモータ制御信号を生成して電源スイッチ１７０に出力する。また、マイクロコンピュータ１０２は、後述するフライバックラインが正常に機能しているか否かを判定するためのテスト制御信号（ＩＦＳ＿ＥＮ）を２素子複合バイポーラトランジスタ１２０へ出力する。

モータ１６０は、例えばＤＣモータで構成することができる。モータ１６０は、自動車等の車両のＡＢＳシステム又はＥＰＳシステムにおいて、車両のブレーキの油圧又は車両の操舵のアシスト力を発生させる油圧を制御するために用いられる。

電源１１０は、例えば直流電源で構成することができる。電源１１０は、電源１１０の正電圧出力端子１１２に接続された正電圧ライン１９０（第１の電源ライン）を介してモータ１６０の第１の端子１６２に正電圧（第１の電圧）を印加する。また、電源１１０は、負電圧出力端子１１４に接続された負電圧ライン１９５（第２の電源ライン）を介してモータ１６０の第２の端子１６４に負電圧（第１の電圧より低い第２の電圧）を印加する。なお、本明細書において、電源１１０の負電圧出力端子１１４から出力される電圧は正電圧に対して相対的に低い電圧という意味で負電圧というが、実際には回路の基準となるグラウンド電位とすることができる。

電源スイッチ１７０は、例えばＮチャネル電界効果トランジスタで構成することができる。電源スイッチ１７０は、正電圧ライン１９０に設けられる。より具体的には、電源スイッチ１７０は、ドレイン端子１７２と電源１１０の正電圧出力端子１１２とが接続され、ソース端子１７４とモータ１６０の第１の端子１６２とが接続されるように、正電圧ライン１９０に設けられる。電源スイッチ１７０のゲート端子１７６には、マイクロコンピュータ１０２から出力されたモータ制御信号が入力される。電源スイッチ１７０は、ゲート端子１７６に入力されたモータ制御信号に応じてドレイン端子１７２‐ソース端子１７４間の経路のオンオフを切り替える。なお、電源スイッチ１７０は、Ｎチャネル電界効果トランジスタに限らず、正電圧ライン１９０のオンオフを切り替えることができる各種スイッチを用いることができる。

２素子複合バイポーラトランジスタ１２０は、１パッケージ内にＮＰＮ型バイポーラトランジスタ１２２とＰＮＰ型バイポーラトランジスタ１２６が収容された部品を用いることができる。より具体的には、２素子複合バイポーラトランジスタ１２０は、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタ１２２のコレクタ端子とＰＮＰ型バイポーラトランジスタ１２６のベース端子とが、パッケージ内で接続された部品を用いることができる。ＮＰＮ型バイポーラトランジスタ１２２のベース端子１２３には、マイクロコンピュータ１０２から出力されたテスト制御信号が入力される。ＮＰＮ型バイポーラトランジスタ１２２のエミッタ端子１２４は接地される。ＰＮＰ型バイポーラトランジスタ１２６のエミッタ端子１２７は正電圧ライン１９０に接続される。ＰＮＰ型バイポーラトランジスタ１２６のコレクタ端子１２８は抵抗１３０を介して２素子複合電界効果トランジスタ１８０に入力される。

２素子複合電界効果トランジスタ１８０は、例えば２つのＮチャネル電界効果トランジスタ（第１の電界効果トランジスタ素子１８２及び第２の電界効果トランジスタ素子１８６）が１パッケージ内に収容されており、ドレイン端子同士がパッケージ内で短絡された部品を用いることができる。

ここで、モータ制御回路１００では、電源スイッチ１７０をオンからオフに切り替えてモータ１６０に供給する電源を切った際にモータ１６０に由来して発生する逆起電力を抑制するために、フライバックライン１９４が形成されている。フライバックライン１９４は、正電圧ライン１９０のうち電源スイッチ１７０のソース端子１７４とモータ１６０の第１の端子１６２とを接続するライン１９２と、負電圧ライン１９５との間を、モータ１６０をバイパスして接続するように形成される。

２素子複合電界効果トランジスタ１８０は、フライバックライン１９４に設けられる。より具体的には、２素子複合電界効果トランジスタ１８０は、第１の電界効果トランジスタ素子１８２のソース端子１８３とライン１９２とが接続され、第２の電界効果トランジスタ素子１８６のソース端子１８７と負電圧ライン１９５とが接続されるように、フライバックライン１９４に設けられる。言い換えると、フライバックライン１９４は、ライン１９２（正電圧ライン１９０）及び２素子複合電界効果トランジスタ１８０と接続する第１のフライバックライン１９４−１と、負電圧ライン１９５及び２素子複合電界効果トランジスタ１８０と接続する第２のフライバックライン１９４−２とを有する。第１の電界効果トランジスタ素子１８２は、第１のフライバックライン１９４−１のオンオフを切り替えるフライバックスイッチとして機能する。

第１の電界効果トランジスタ素子１８２のゲート端子１８４には、２素子複合バイポーラトランジスタ１２０から出力された信号が抵抗１３０を介して入力される。また、第１の電界効果トランジスタ素子１８２のゲート端子１８４と、第２の電界効果トランジスタ素子１８６のソース端子１８７との間には、抵抗１３２とコンデンサ１３４とが並列に接続されている。

抵抗１３２は、第１の電界効果トランジスタ素子１８２のゲート端子１８４の電位がフローティング（不定）になるのを防止するために設けられたプルダウン抵抗である。コンデンサ１３４は、高周波等の各種ノイズのフィルタリングのために設けられたデカップリングコンデンサである。

本実施形態においては、第２の電界効果トランジスタ素子１８６のゲート端子１８８が抵抗１４８（第１の抵抗）を介して負電圧ライン１９５（グラウンド電位）と接続されている。これにより、第２の電界効果トランジスタ素子１８６は、ゲート端子１８８の電位がグラウンド電位となるので、後述する電源スイッチ１７０がオフになるときを除いて、スイッチオフになる。よって、第２の電界効果トランジスタ素子１８６は、スイッチオフ
時には第２の電界効果トランジスタ素子１８６に形成された寄生ダイオード１８９として機能する。より具体的には、第２の電界効果トランジスタ素子１８６に形成された寄生ダイオード１８９は、アノードが負電圧ライン１９５（第２のフライバックライン１９４−２）側に接続され、カソードが第１の電界効果トランジスタ素子１８２を介して正電圧ライン１９０（第１のフライバックライン１９４−１）側に接続されている。

スナバ回路１４０は、相互に直列に接続されたコンデンサ１４２及び抵抗１４６（第２の抵抗）と、抵抗１４６に並列に接続されたダイオード１４４とを備える、いわゆるＲＣＤスナバ回路である。スナバ回路１４０は、正電圧ライン１９０と第２の電界効果トランジスタ素子１８６のゲート端子１８８に直列に接続され、且つ電源スイッチ１７０に対して並列に接続される。より具体的には、スナバ回路１４０は、コンデンサ１４２の一端が正電圧ライン１９０に接続され、コンデンサ１４２の他端が抵抗１４６の一端及びダイオード１４４のアノード側に接続される。また、抵抗１４６の他端及びダイオード１４４のカソード側は、第２の電界効果トランジスタ素子１８６のゲート端子１８８及び抵抗１４８の一端に接続される。

（モータ制御回路１００の動作）
次に、モータ制御回路１００の動作について説明する。図２は、図１のモータ制御回路における各部位の電圧／電流の波形を示すものである。

図２は、モータ制御信号の電圧波形２０２、電源スイッチ１７０のドレイン電流波形２０４、電源スイッチ１７０のソース端子１７４の電圧波形２０６、第１の電界効果トランジスタ素子１８２のゲート端子１８４の電圧波形２０８、第２の電界効果トランジスタ素子１８６のゲート端子１８８の電圧波形２１０、２素子複合電界効果トランジスタ１８０のドレイン電流波形２１２をそれぞれ時間軸に沿って示したタイムチャートである。図２において横軸は時間経過を表し、縦軸は各波形の電圧値（Ｖ）又は電流値（Ａ）を示している。

マイクロコンピュータ１０２は、モータ制御回路１００を通常動作させる場合には、テスト制御信号に正電圧（Ｈｉｇｈ電圧）を印加する。これにより、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタ１２２、及びＰＮＰ型バイポーラトランジスタ１２６はいずれもスイッチオンする。その結果、電圧波形２０８に示すように、第１の電界効果トランジスタ素子１８２のゲート端子１８４（Ｖ_ＦＢＧ１）には、正電圧ライン１９０から抵抗１３０を介して常に正電圧が印加される。これにより、第１の電界効果トランジスタ素子１８２は常にスイッチオンした状態になる。

続いて、第１の電界効果トランジスタ素子１８２が常にスイッチオンした状態で、マイクロコンピュータ１０２からモータ制御信号が印加された場合の動作を説明する。
マイクロコンピュータ１０２から出力されたモータ制御信号（Ｖ_ＭＲＧ）は、電圧波形２０２に示すように、正電圧（Ｈｉｇｈ電圧）と負電圧（Ｌｏｗ電圧）が交互に現れる波形となり、電源スイッチ１７０のゲート端子１７６に印加される。電源スイッチ１７０は、ゲート端子１７６に印加されたモータ制御信号（Ｖ_ＭＲＧ）に応じてオンオフされる。
具体的には、モータ制御信号（Ｖ_ＭＲＧ）が正電圧のときに電源スイッチ１７０はオンし、モータ制御信号（Ｖ_ＭＲＧ）が負電圧のときに電源スイッチ１７０はオフする。

電源スイッチ１７０のオンオフの切り替えによって、電源スイッチ１７０のソース端子１７４、及びモータ１６０の第１の端子１６２（Ｖ_ＭＲＳ）には、電圧波形２０６に示すように電圧が印加されるとともに、ドレイン電流波形２０４に示すように電源スイッチ１７０のドレイン電流（Ｉ_ＭＲＤ）が流れる。

ここで、第２の電界効果トランジスタ素子１８６のゲート端子１８８は、抵抗１４８を介してソース端子１８７及び負電圧ライン１９５（グラウンド電位）と接続されているので、電圧波形２１０に示すように、第２の電界効果トランジスタ素子１８６のゲート端子１８８（Ｖ_ＦＢＧ２）は、電源スイッチ１７０のオン時には、グラウンド電位が印加される。すなわち、第２の電界効果トランジスタ素子１８６のゲート端子１８８とソース端子１８７は同電位（グラウンド電位）となる。これにより、電源スイッチ１７０のオン時には、第２の電界効果トランジスタ素子１８６はスイッチオフとなるので、第２の電界効果トランジスタ素子１８６は寄生ダイオード１８９として機能する。

第２の電界効果トランジスタ素子１８６に形成された寄生ダイオード１８９は、アノードが負電圧ライン１９５（第２のフライバックライン１９４−２）側に接続され、カソードが第１の電界効果トランジスタ素子１８２を介して正電圧ライン１９０（第１のフライバックライン１９４−１）側に接続されている。また、上述のように、第１の電界効果トランジスタ素子１８２は、スイッチオンした状態になっている。

したがって、電源スイッチ１７０のオン時には、フライバックライン１９４には、正電圧ライン１９０側にカソードが接続され、負電圧ライン１９５側にアノードが接続されたフライバックダイオードが設けられているのと等価になる。このため、電源スイッチ１７０のオン時に流れるドレイン電流（Ｉ_ＭＲＤ）は、第１の電界効果トランジスタ素子１８２及び第２の電界効果トランジスタ素子１８６（フライバックライン１９０）には流れずに、モータ１６０に流れ、モータ１６０を駆動させる。

電源スイッチ１７０がオフされると、電圧波形２０２が正電圧から負電圧へ立ち下がり、電源１１０からモータ１６０への電力供給が遮断される（電圧波形２０６参照）。このとき、正電圧ライン１９０のインダクタンス成分に蓄積されたエネルギー（電荷）が、ダイオード１４４及び抵抗１４８を介してコンデンサ１４２に蓄積される。これにより、第２の電界効果トランジスタ素子１８６のゲート端子１８８にはスナバ回路１４０を介して電圧が印加される。第２の電界効果トランジスタ素子１８６のゲート端子１８８は、抵抗１４８を介してソース端子１８７及び負電圧ライン１９５に接続されているので、ゲート端子１８８とソース端子１８７との間に電位差が生じ、電圧波形２１０に示すように、ゲート端子１８８の電位が瞬間的に上昇する。これによって、第２の電界効果トランジスタ素子１８６がオンする。

また、電源スイッチ１７０をオフしたときは（電圧波形２０２が正電圧から負電圧へ立ち下がったとき）、第２の電界効果トランジスタ素子１８６がオンすると同時に、モータ１６０由来の逆起電力に応じて電流波形２１２に示す電流（Ｉ_ＦＢＤ）が、オンした第２の電界効果トランジスタ素子１８６及び第１の電界効果トランジスタ素子１８２を流れ、電源スイッチ１７０のソース端子１７４にかかる電圧（Ｖ_ＭＲＳ）の変動を抑制することができる。
なお、図２に示した電圧波形２０６には示されていないが、電源スイッチ１７０をオフしたとき、モータ１６０の逆起電力によりモータ１６０の第１の端子１６２側の電圧（Ｖ_ＭＲＳ）は若干０Ｖを下回る微小な負電圧となる。これにより、第２の電界効果トランジスタ素子１８６のソース端子１８７側と第１の電界効果トランジスタ１８２のソース端子１８３側との間に電位差が生じ、電流波形２１２に示す電流（Ｉ_ＦＢＤ）が発生することになる。

このように、本実施形態によれば、モータ１６０に蓄積されたエネルギーを、フライバックライン１９４を介して再びモータ１６０へと戻すことができる。その結果、モータ１６０のインダクタンス成分によって発生する逆起電力を抑制し、電源スイッチ１７０へかかる負荷を低減させることができる。また、第２の電界効果トランジスタ素子１８６がオ
ンすることで、モータ１６０由来の逆起電力に応じた電流（Ｉ_ＦＢＤ）が寄生ダイオード１８９に流れることを防止し、寄生ダイオード１８９の発熱を抑制することができる。

一方で、コンデンサ１４２にチャージされた電荷は、再び電源スイッチ１７０がオンする前に、抵抗１４６及び抵抗１４８を介して放電され、ゲート端子１８８の電位（Ｖ_ＦＢＧ２）はグラウンド電位に戻り、第２の電界効果トランジスタ素子１８６がオフされる（電圧波形２１０参照）。これにより、再び電源スイッチ１７０がオンしたときに、電流が電界効果トランジスタ素子１８０に流れることを防止することができる。

以上のように本実施形態は、従来技術のようにフライバック回路１５０のテスト用のトランジスタとフライバックダイオードとを別々の部品で設けるのではなく、２素子一体型の部品（２素子複合電界効果トランジスタ１８０）とするものである。これにより、従来技術のフライバックダイオードの機能を第２の電界効果トランジスタ素子１８６で代替し、テスト用のトランジスタを第１の電界効果トランジスタ素子１８２で代替する。よって、本実施形態では、フライバックダイオードを設ける必要がないので、フライバック回路の部品点数を少なくすることができるとともに、フライバック回路の実装スペースの小型化、及びコスト削減を実現することができる。

また、本実施形態では、従来技術のフライバックダイオードに代えて第２の電界効果トランジスタ素子１８６が設けられ、電源スイッチ１７０のオフ時に第２の電界効果トランジスタ素子１８６がオンするので、モータ１６０由来の逆起電力に応じた電流が発生したときに、第２の電界効果トランジスタ素子１８６をこの電流が通過する。よって、本実施形態では、従来フライバックダイオードに発生していた順方向電圧降下による発熱が起こることがなく、モータ１６０の駆動に大電流を必要とする車両、例えば多くのブレーキ液量を必要とする車両にも、本フライバック回路を適用することができる。

また、本実施形態では、フライバックスイッチ用の電界効果トランジスタ素子１８２及びフライバックダイオードの代替である電界効果トランジスタ素子１８６を、１パッケージ内に収容された２素子複合電界効果トランジスタ１８０としている。これにより、フライバック回路の実装スペースを小型化するとともに、部品の実装点数を低減することができる。

なお、マイクロコンピュータ１０２は、フライバック回路１５０をテストする際には、テスト制御信号に負電圧（Ｌｏｗ電圧）を印加することができる。この場合には、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタ１２２、及びＰＮＰ型バイポーラトランジスタ１２６はいずれもスイッチオフになる。したがって、第１の電界効果トランジスタ素子１８２のゲート端子１８４（Ｖ_ＦＢＧ１）はグラウンド電位に固定され、第１の電界効果トランジスタ素子１８２は常にスイッチオフした状態になる。その結果、フライバックライン１９４はオープンになってフライバックの機能を果たさない。テスト制御信号の正電圧と負電圧を切り替えながらテストを行うことにより、第２の電界効果トランジスタ素子１８６がフライバックダイオードとして正常に機能しているか否かを判定することができる。

＜第２実施形態＞
第２実施形態のフライバック回路について説明する。図３は、本願発明の第２実施形態のフライバック回路を含むモータ制御回路の構成を示す図である。

第２実施形態は、第１実施形態と比べて、２素子複合電界効果トランジスタ１８０を２個の別パッケージの電界効果トランジスタで形成した点が異なる。その他の構成は第１実施形態と同様であるので、第１実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

図３に示すように、フライバック回路３５０は、第１の電界効果トランジスタ３８２、及び第２の電界効果トランジスタ３８６を備える。
第１の電界効果トランジスタ３８２及び第２の電界効果トランジスタ３８６は、フライバックライン１９４に設けられる。より具体的には、第１の電界効果トランジスタ３８２は、ソース端子３８３がライン１９２に接続され、ゲート端子３８４が抵抗１３０に接続されるようにフライバックライン１９４に設けられる。

また、第２の電界効果トランジスタ３８６は、ソース端子３８７が負電圧ライン１９５に接続され、ゲート端子３８８が抵抗１４８，１３２及びコンデンサ１３４を介して第１の電界効果トランジスタ３８２のゲート端子３８４に接続されるようにフライバックライン１９４に設けられる。また、第１の電界効果トランジスタ３８２と第２の電界効果トランジスタ３８６は、互いのドレイン端子３８５同士が接続される。

第１の電界効果トランジスタ３８２は、第１実施形態における第１の電界効果トランジスタ素子１８２と同様に、フライバック回路３５０が正常に動作しているか否かをテストするためにフライバックライン１９４のオンオフを切り替えるフライバックスイッチとして機能する。言い換えると、第１の電界効果トランジスタ３８２は、第１のフライバックライン１９４−１のオンオフを切り替えるフライバックスイッチとして機能する。通常時には、第１の電界効果トランジスタ３８２は、常にスイッチオンしている。

また、第２の電界効果トランジスタ３８６のゲート端子３８８が抵抗１４８を介して負電圧ライン１９５と接続されている。これにより、第２の電界効果トランジスタ３８６は、ゲート端子１８８の電位がグラウンド電位となるので、電源スイッチ１７０がオフになるときを除いて、スイッチオフになる。よって、第２の電界効果トランジスタ３８６は、スイッチオフ時には第２の電界効果トランジスタ３８６に形成された寄生ダイオード３８９として機能する。

このように、第２実施形態は、フライバックライン１９４に、テスト用の電界効果トランジスタとフライバックダイオードとしての電界効果トランジスタを別々のパッケージ部品として実装するものであるが、第２実施形態のモータ制御回路３００の動作は、第１実施形態と同様である。

第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に、電源スイッチ１７０をオフした場合に、モータ１６０由来の逆起電力による電流は、フライバックライン１９４を介して流れるので、電源スイッチ１７０のソース端子１７４にかかる電圧の変動が抑制される。すなわち、第２実施形態によれば、モータ１６０に蓄積されたエネルギーを、フライバックライン１９４を介して再びモータ１６０へと戻すことができる。その結果、モータ１６０のインダクタンス成分によって発生する逆起電力を抑制し、電源スイッチ１７０へかかる負荷を低減させることができる。

また、第２実施形態では、従来技術における大型のフライバックダイオードを、第２の電界効果トランジスタ３８６で代替する。したがって、第２実施形態によれば、従来技術のように大型のフライバックダイオードを設ける必要がないので、フライバック回路の実装スペースの小型化、及びコスト削減を実現することができる。
また、第２実施形態では、第１実施形態と同様に、電源スイッチ１７０のオフ時に第２の電界効果トランジスタ３８６がオンするので、モータ１６０由来の逆起電力に応じた電流が発生したときに、第２の電界効果トランジスタ３８６をこの電流が通過する。よって、第２実施形態によれば、従来フライバックダイオードに発生していた順方向電圧降下による発熱が起こることがなく、モータ１６０の駆動に大電流を必要とする車両、例えば多
くのブレーキ液量を必要とする車両にも、本フライバック回路を適用することができる。

また、第２実施形態においては、２素子複合電界効果トランジスタ１８０を２個の別パッケージの電界効果トランジスタで形成したので、フライバックラインのスイッチ用の電界効果トランジスタと、フライバックダイオードの代替となる電界効果トランジスタとを、個別の部品として実装することができるので、回路設計の汎用性を向上させることができる。

なお、上述の第１実施形態及び第２実施形態では、第１の電界効果トランジスタ素子１８２を有する２素子複合電界効果トランジスタ１８０を設けたり、第１の電界効果トランジスタ３８２を設けたりしているが、これには限定されない。第１の電界効果トランジスタ素子１８２及び第１の電界効果トランジスタ３８２は、フライバック回路が正常に動作しているか否かをテストするために設けられたものである。したがって、このテストを行わない場合には、第２の電界効果トランジスタ素子１８６に相当する部品、又は第２の電界効果トランジスタ３８６のみを設けることもできる。

以上に本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。

１００，３００ モータ制御回路
１０２ マイクロコンピュータ
１１０ 電源（電源装置）
１１２ 正電圧出力端子
１１４ 負電圧出力端子
１４０ スナバ回路
１４２ コンデンサ
１４４ ダイオード
１４６ 抵抗（第２の抵抗）
１４８ 抵抗（第１の抵抗）
１５０，３５０ フライバック回路
１６０ モータ（電気部品）
１７０ 電源スイッチ
１８０ ２素子複合電界効果トランジスタ
１８２ 第１の電界効果トランジスタ素子（フライバックスイッチ）
１８６ 第２の電界効果トランジスタ素子
１８８，３８８ ゲート端子
１８７，３８７ ソース端子
１８９，３８９ 寄生ダイオード
１９０ 正電圧ライン（第１の電源ライン）
１９４ フライバックライン
１９４−１ 第１のフライバックライン
１９４−２ 第２のフライバックライン
１９５ 負電圧ライン（第２の電源ライン）
３８２ 第１の電界効果トランジスタ（フライバックスイッチ）
３８６ 第２の電界効果トランジスタ

Claims (5)

1. インダクタンス成分を有する電気部品と、
   電源装置から前記電気部品へ第１の電圧を印加する第１の電源ラインと、
   前記電源装置から前記電気部品へ前記第１の電圧より低い第２の電圧を印加する第２の電源ラインと、
   前記第１の電源ライン又は前記第２の電源ラインのオンオフを切り替える電源スイッチと、
   前記第１の電源ライン及び前記第２の電源ラインの間を、前記電気部品をバイパスして接続するフライバックラインと、
   前記フライバックラインに設けられた電界効果トランジスタと、
   前記第１の電源ライン及び前記電界効果トランジスタのゲート端子に直列に接続され、前記電源スイッチに対して並列に接続されるスナバ回路と、
   前記電界効果トランジスタのゲート端子とソース端子との間に接続される第１の抵抗と、を備え、
   前記フライバックラインは、前記第１の電源ライン及び前記電界効果トランジスタを接続する第１のフライバックラインと前記第２の電源ライン及び前記電界効果トランジスタを接続する第２のフライバックラインと、を有し、
   前記電界効果トランジスタは、該電界効果トランジスタの寄生ダイオードのカソードが前記第１のフライバックラインに接続され、アノードが前記第２のフライバックラインに接続されるように設けられ、
   前記スナバ回路は、相互に直列に接続されたコンデンサ及び第２の抵抗と、前記第２の抵抗に並列に接続されたダイオードと、を有するＲＣＤスナバ回路である、
   ことを特徴とするフライバック回路。
2. 請求項１に記載されたフライバック回路において、
   前記電源スイッチがオフしたときに、前記電界効果トランジスタのゲート端子に前記スナバ回路を介して電圧が印加される、
   ことを特徴とするフライバック回路。
3. 請求項１又は２に記載されたフライバック回路において、さらに、
   前記第１のフライバックラインに設けられ、該第１のフライバックラインのオンオフを切り替えるフライバックスイッチを備える
   ことを特徴とするフライバック回路。
4. 請求項３に記載されたフライバック回路において、
   前記フライバックスイッチは、電界効果トランジスタで形成され、
   該フライバックスイッチの電界効果トランジスタ及び前記フライバックラインに設けられた電界効果トランジスタは、１パッケージ内に収容された２素子複合電界効果トランジスタである
   ことを特徴とするフライバック回路。
5. 請求項３に記載されたフライバック回路において、
   前記フライバックスイッチは、電界効果トランジスタで形成され、
   該フライバックスイッチの電界効果トランジスタと前記フライバックラインに設けられた電界効果トランジスタはそれぞれ、別々のパッケージ内に収容された電界効果トランジスタである
   ことを特徴とするフライバック回路。

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