JP2015207519A

JP2015207519A - control device

Info

Publication number: JP2015207519A
Application number: JP2014088939A
Authority: JP
Inventors: 熊澤　真治; Shinji Kumazawa; 真治熊澤; 戸田　聡; Satoshi Toda; 聡戸田
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2014-04-23
Filing date: 2014-04-23
Publication date: 2015-11-19

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent overheat without excessively complicating a constitution of an entire control device and without excessively increasing area of a printed circuit board.SOLUTION: A control device includes a printed circuit board on which switch ICs as IC packages each including a semiconductor switch for high-side driving a resistive load and signal ground connection wiring are arranged. On the printed circuit board, a plurality of switch ICs are arranged. The control device includes an overheat protection component including a passive element which is connected to the high side of the plurality of switch ICs in common and has a function of interrupting or limiting a current of the plurality of switch ICs depending on temperature rise.

Description

本発明は、半導体スイッチを含むＩＣパッケージ等がプリント基板上に配置された制御装置に関する。 The present invention relates to a control device in which an IC package or the like including a semiconductor switch is arranged on a printed board.

特許文献１には、グロープラグ等の自動車のヒータエレメントを駆動するためのトランジスタスイッチと、トランジスタスイッチを制御する制御回路とを含む制御装置が開示されている。この制御装置では、トランジスタスイッチのハイサイド（高電圧側）とローサイド（低電圧側）の少なくとも一方に、限界温度を超えると接触接続が解除される過熱防止エレメントが設けられている。過熱防止エレメントは、ハンダ付けによって導電部材の間の電気的接続が形成された構成を有しており、この電気的接続部にバネ力等の機械的な応力が付与されている。限界温度を超えるとハンダが溶融し、電気的接続がバネ力に応じて解除される。 Patent Document 1 discloses a control device including a transistor switch for driving a heater element of an automobile such as a glow plug and a control circuit for controlling the transistor switch. In this control device, an overheat prevention element is provided on at least one of the high side (high voltage side) and the low side (low voltage side) of the transistor switch so that the contact connection is released when the limit temperature is exceeded. The overheat prevention element has a configuration in which electrical connection between conductive members is formed by soldering, and mechanical stress such as spring force is applied to the electrical connection portion. When the limit temperature is exceeded, the solder melts and the electrical connection is released according to the spring force.

特許文献１の技術によれば、トランジスタスイッチやその制御回路に故障が発生して制御装置が高温になると、過熱防止エレメントにおける電気的接続が解除されるので、制御装置が過熱することを防止できる。 According to the technique of Patent Document 1, when a failure occurs in the transistor switch or its control circuit and the control device becomes high temperature, the electrical connection in the overheat prevention element is released, so that the control device can be prevented from overheating. .

特表２００８−５３０７２７号公報Special table 2008-530727

しかし、上述の従来技術では、複数のトランジスタスイッチが存在する場合に、個々のトランジスタスイッチに対して過熱防止エレメントを設けなければならず、制御装置全体の構成が複雑になるという問題があった。また、複数のトランジスタスイッチと複数の過熱防止エレメントとを同じ基板上に配置しようとすると、基板の面積を増大させてしまうという問題があった。 However, in the above-described prior art, when there are a plurality of transistor switches, there is a problem that an overheat prevention element must be provided for each transistor switch, and the configuration of the entire control device becomes complicated. Further, if a plurality of transistor switches and a plurality of overheat prevention elements are arranged on the same substrate, there is a problem that the area of the substrate is increased.

また、過熱防止エレメントをトランジスタスイッチのローサイドに設けた場合には、以下のような問題があった。例えば、トランジスタスイッチが故障すると、故障したトランジスタスイッチと制御装置のシグナルグランド（制御信号用の接地）との間に、意図しない電流経路が形成されてしまい、過大な電流が流れてしまう場合がある。この場合に、制御装置が加熱して過熱防止エレメントの電気的接続が解除されたとしても、故障したトランジスタスイッチとシグナルグランドとの間の電流経路は遮断されないので、過熱防止エレメントによって電流を遮断できないという問題があった。 Further, when the overheat prevention element is provided on the low side of the transistor switch, there are the following problems. For example, when a transistor switch fails, an unintended current path may be formed between the failed transistor switch and the signal ground (control signal ground) of the control device, and an excessive current may flow. . In this case, even if the control device is heated and the electrical connection of the overheat prevention element is released, the current path between the failed transistor switch and the signal ground is not cut off, so the current cannot be cut off by the overheat prevention element. There was a problem.

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can be realized as the following forms.

（１）本発明の一形態によれば、プリント基板上に、抵抗性負荷をハイサイド駆動するための半導体スイッチを含むＩＣパッケージであるスイッチＩＣと、シグナルグランド接続配線と、が配置された制御装置が提供される。この制御装置は、前記プリント基板上に、複数のスイッチＩＣが配置されている。また、前記複数のスイッチＩＣのハイサイドに共通に接続され、温度上昇に応じて前記複数のスイッチＩＣの電流を遮断又は制限する機能を有する受動素子を含む過熱防止部品が設けられている。
この構成によれば、１つの過熱防止部品が複数のスイッチＩＣの過熱防止を担当するので、制御装置全体の構成を単純化することができ、また、プリント基板の面積を過度に増大させることが無い。更に、過熱防止部品が複数のスイッチＩＣのハイサイドに共通に接続されているので、故障したスイッチＩＣとシグナルグランド接続配線との間に意図しない電流経路が形成されてしまった場合にも、過熱防止部品によって、故障したスイッチＩＣからシグナルグランド接続配線に至る電流経路に過大な電流が流れることを防止できる。 (1) According to one aspect of the present invention, a control in which a switch IC, which is an IC package including a semiconductor switch for driving a resistive load at a high side, and a signal ground connection wiring are arranged on a printed board. An apparatus is provided. In this control device, a plurality of switch ICs are arranged on the printed circuit board. In addition, an overheat prevention component including a passive element connected in common to the high side of the plurality of switch ICs and having a function of interrupting or limiting the currents of the plurality of switch ICs according to a temperature rise is provided.
According to this configuration, since one overheat prevention component is responsible for preventing overheating of a plurality of switch ICs, the configuration of the entire control device can be simplified, and the area of the printed circuit board can be excessively increased. No. Furthermore, since the overheat prevention component is commonly connected to the high side of a plurality of switch ICs, even if an unintended current path is formed between the failed switch IC and the signal ground connection wiring, The prevention component can prevent an excessive current from flowing in the current path from the failed switch IC to the signal ground connection wiring.

（２）上記制御装置において、前記複数のスイッチＩＣは、個々のスイッチＩＣと前記過熱防止部品との間に他のスイッチＩＣが存在しない位置関係で配置されていてもよい。
この構成によれば、どのスイッチＩＣに故障が発生しても、過熱防止部品によってそのスイッチＩＣの過熱をほぼ同程度に防止することが可能である。 (2) In the control device, the plurality of switch ICs may be arranged in a positional relationship where no other switch IC exists between each switch IC and the overheat prevention component.
According to this configuration, even if a failure occurs in any switch IC, it is possible to prevent the switch IC from being overheated by the overheat prevention component.

（３）上記制御装置において、前記複数のスイッチＩＣと前記過熱防止部品とを前記プリント基板の厚み方向に投影して見たときに、前記過熱防止部品の長手方向の寸法をＬ１とし、前記スイッチＩＣの長手方向の寸法をＬ２とすると、前記複数のスイッチＩＣは、個々のスイッチＩＣの中心が、前記過熱防止部品の中心を中心とする半径（０．５・Ｌ１＋１．５・Ｌ２）の円の中に存在するように配置されていてもよい。
この構成によれば、個々のスイッチＩＣと過熱防止部品との間の距離が短い範囲に限定されるので、個々のスイッチＩＣの過熱をより確実に防止することが可能である。 (3) In the control device, when the plurality of switch ICs and the overheat prevention component are projected in the thickness direction of the printed circuit board, the dimension in the longitudinal direction of the overheat prevention component is L1, and the switch When the dimension in the longitudinal direction of the IC is L2, the plurality of switch ICs are such that the center of each switch IC is a circle having a radius (0.5 · L1 + 1.5 · L2) centered on the center of the overheat prevention component. It may be arranged so as to exist in the inside.
According to this configuration, the distance between the individual switch ICs and the overheat prevention component is limited to a short range, so that overheating of the individual switch ICs can be more reliably prevented.

（４）上記制御装置において、前記受動素子は、遮断電流が２００Ａ以上の温度ヒューズであるものとしてもよい。
この構成によれば、抵抗性負荷に流れる大電流を許容しつつ、スイッチＩＣの過熱防止を実現することができる。 (4) In the control device, the passive element may be a thermal fuse having a cutoff current of 200 A or more.
According to this configuration, it is possible to prevent overheating of the switch IC while allowing a large current to flow through the resistive load.

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、制御装置、制御装置の製造方法、電子部品の配置方法等の形態で実現することができる。 Note that the present invention can be realized in various modes. For example, it is realizable with forms, such as a control device, a manufacturing method of a control device, and an arrangement method of electronic parts.

一実施形態としての制御装置の平面図。The top view of the control apparatus as one Embodiment. 制御装置の回路構成を示すブロック図。The block diagram which shows the circuit structure of a control apparatus. スイッチＩＣの温度変化の例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the example of the temperature change of switch IC. 制御装置の他の回路構成を示すブロック図。The block diagram which shows the other circuit structure of a control apparatus. スイッチＩＣと温度ヒューズの好ましい配置条件の一例を示す説明図。Explanatory drawing which shows an example of the preferable arrangement | positioning conditions of switch IC and a thermal fuse. ２個のスイッチＩＣを１つの温度ヒューズに対して線対称又は回転対称の位置に配置した例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the example which has arrange | positioned two switch IC in the line symmetrical or rotationally symmetric position with respect to one thermal fuse. ３個のスイッチＩＣを１つの温度ヒューズに対して線対称又は回転対称の位置に配置した例を示す説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example in which three switch ICs are arranged at positions that are line-symmetric or rotationally symmetric with respect to one thermal fuse. ４個のスイッチＩＣを１つの温度ヒューズに対して線対称又は回転対称の位置に配置した例を示す説明図。4 is an explanatory diagram showing an example in which four switch ICs are arranged in a line-symmetric or rotationally-symmetric position with respect to one thermal fuse. FIG. ４個のスイッチＩＣを２つの温度ヒューズに対して線対称又は回転対称の位置に配置した他の例を示す説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram showing another example in which four switch ICs are arranged in line-symmetrical or rotationally-symmetric positions with respect to two thermal fuses. 本発明の他の実施形態としての制御装置の平面図及び正面図。The top view and front view of the control apparatus as other embodiment of this invention. 本発明の更に他の実施形態としての制御装置の平面図及び正面図。The top view and front view of the control apparatus as other embodiment of this invention. 本発明の更に他の実施形態としての制御装置の平面図及び正面図。The top view and front view of the control apparatus as other embodiment of this invention. 本発明の更に他の実施形態としての制御装置のブロック図。The block diagram of the control apparatus as further another embodiment of this invention.

Ａ．制御装置の全体構成
図１は、本発明の一実施形態としての制御装置１００を示す平面図である。この制御装置１００は、自動車用の抵抗性負荷（例えばグロープラグ）を制御するための装置として構成されている。この制御装置１００は、プリント基板１５０上に、電源回路１１０と、コントローラＩＣ１２０と、２つのスイッチＩＣ１３０と、温度ヒューズ１４０とが配置された構成を有する。温度ヒューズ１４０は、２つのスイッチＩＣ１３０の間に挟まれた位置に配置されている。なお、制御装置１００は、これら以外の電子部品や、配線パターン、及び、各種の端子を有しているが、図１では図示が省略されている。 A. Overall Configuration of Control Device FIG. 1 is a plan view showing a control device 100 as an embodiment of the present invention. The control device 100 is configured as a device for controlling a resistive load (for example, a glow plug) for an automobile. The control device 100 has a configuration in which a power supply circuit 110, a controller IC 120, two switch ICs 130, and a thermal fuse 140 are arranged on a printed circuit board 150. The thermal fuse 140 is disposed at a position sandwiched between the two switch ICs 130. The control device 100 has other electronic components, wiring patterns, and various terminals, which are not shown in FIG.

電源回路１１０とコントローラＩＣ１２０とスイッチＩＣ１３０とは、いずれもＩＣパッケージで構成された電子部品である。また、図１の例では、４種類の部品１１０，１２０，１３０，１４０は、表面実装型のパッケージとして構成されている。スイッチＩＣ１３０は、半導体スイッチを含むＩＣパッケージである。但し、スイッチＩＣ１３０としては、半導体スイッチ（例えばＦＥＴ）の他に、半導体スイッチの制御回路（例えばＦＥＴゲート駆動回路）や過熱保護回路を含むＩＰＤ（Intelligent Power Device）と呼ばれるＩＣパッケージを利用することが好ましい。 The power supply circuit 110, the controller IC 120, and the switch IC 130 are all electronic components configured by an IC package. In the example of FIG. 1, the four types of components 110, 120, 130, and 140 are configured as surface-mount packages. The switch IC 130 is an IC package including a semiconductor switch. However, as the switch IC 130, an IC package called IPD (Intelligent Power Device) including a semiconductor switch control circuit (for example, an FET gate drive circuit) and an overheat protection circuit in addition to the semiconductor switch (for example, FET) may be used. preferable.

図１の例において、温度ヒューズ１４０の長手方向の寸法はＬ１であり、短手方向（幅方向）の寸法はＷ１である。また、スイッチＩＣ１３０の長手方向の寸法はＬ２であり、短手方向（幅方向）の寸法はＷ２である。更に、通常はＬ１＜Ｌ２及びＷ１＜Ｗ２である。これらの寸法は、それぞれのパッケージのモールド部とリード線の両方を含む全体の外形に対する値である。 In the example of FIG. 1, the dimension in the longitudinal direction of the thermal fuse 140 is L1, and the dimension in the lateral direction (width direction) is W1. The length of the switch IC 130 in the longitudinal direction is L2, and the dimension in the short side direction (width direction) is W2. Furthermore, usually L1 <L2 and W1 <W2. These dimensions are values relative to the entire outer shape including both the mold part and the lead wire of each package.

図２は、図１に示した制御装置１００の回路構成を示すブロック図である。プリント基板１５０上には、電源入力端子１５１と、負荷接続端子１５２と、シグナルグランド端子１５３とが設けられている。電源入力端子１５１には、外部のバッテリ２００から一定の外部電源電圧Ｖｂ（直流電圧）が与えられる。この外部電源電圧Ｖｂは、外部電源供給用の配線パターン１６１を介して、電源回路１１０と温度ヒューズ１４０とに供給される。 FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of the control device 100 shown in FIG. A power input terminal 151, a load connection terminal 152, and a signal ground terminal 153 are provided on the printed circuit board 150. A constant external power supply voltage Vb (DC voltage) is applied to the power input terminal 151 from the external battery 200. This external power supply voltage Vb is supplied to the power supply circuit 110 and the thermal fuse 140 via the wiring pattern 161 for supplying external power.

電源回路１１０は、外部電源電圧Ｖｂから、コントローラＩＣ１２０やスイッチＩＣ１３０内の制御回路（図示せず）に供給する制御電源電圧Ｖｃを作り出す。この制御電源電圧Ｖｃは、電源供給用の配線パターン１７１を介してプリント基板１５０上に配置された各種の制御回路に供給される。コントローラＩＣ１２０を含む各種の回路は、シグナルグランド用の配線パターン１７２を介して、プリント基板１５０のシグナルグランド端子１５３に電気的に接続されている。この配線パターン１７２は、各種の回路をシグナルグランドＳＧに接続するための配線であり、「シグナルグランド接続配線１７２」とも呼ぶ。シグナルグランド接続配線１７２は、シグナルグランドＳＧとシグナルグランド接続配線１７２との間に受動素子や能動素子が存在せず、インピーダンスを無視し得る配線パターンのみを介してシグナルグランドＳＧに接続されている配線である。シグナルグランド端子１５３は、プリント基板１５０内又はプリント基板１５０外のシグナルグランドＳＧに接続されている。なお、シグナルグランドＳＧがプリント基板１５０内に設けられた配線パターンによって実現されている場合には、シグナルグランド端子１５３は省略してもよい。また、シグナルグランド接続配線１７２自身が、シグナルグランドＳＧとして機能する大きな配線パターンとして構成されていてもよい。 The power supply circuit 110 generates a control power supply voltage Vc to be supplied to a control circuit (not shown) in the controller IC 120 and the switch IC 130 from the external power supply voltage Vb. The control power supply voltage Vc is supplied to various control circuits arranged on the printed circuit board 150 via the power supply wiring pattern 171. Various circuits including the controller IC 120 are electrically connected to a signal ground terminal 153 of the printed circuit board 150 via a wiring pattern 172 for signal ground. The wiring pattern 172 is a wiring for connecting various circuits to the signal ground SG, and is also referred to as a “signal ground connection wiring 172”. The signal ground connection wiring 172 has no passive elements or active elements between the signal ground SG and the signal ground connection wiring 172, and is connected to the signal ground SG only through a wiring pattern in which impedance can be ignored. It is. The signal ground terminal 153 is connected to the signal ground SG inside the printed circuit board 150 or outside the printed circuit board 150. When the signal ground SG is realized by a wiring pattern provided in the printed board 150, the signal ground terminal 153 may be omitted. Further, the signal ground connection wiring 172 itself may be configured as a large wiring pattern that functions as the signal ground SG.

温度ヒューズ１４０の出力端子は、電流経路用の第１の配線パターン１６２を介して、２つのスイッチＩＣ１３０の電流入力端子に電気的に接続されている。この配線パターン１６２は、スイッチＩＣ１３０内の半導体スイッチ１３１のハイサイド（高電圧側）の電流経路パターンに相当する。２つのスイッチＩＣ１３０の電流出力端子は、電流経路用の第２の配線パターン１６３を介して、プリント基板１５０の負荷接続端子１５２に電気的に接続されている。この配線パターン１６３は、スイッチＩＣ１３０内の半導体スイッチ１３１のローサイド（低電圧側）の電流経路パターンに相当する。負荷接続端子１５２は、自動車の抵抗性負荷３００（例えばグロープラグ）の入力端子に接続され、抵抗性負荷３００の出力端子は接地されている。この構成では、スイッチＩＣ１３０の半導体スイッチ１３１は、抵抗性負荷３００をハイサイド駆動するために使用されている。なお、スイッチＩＣ１３０を、３つ以上並列に設けてもよい。 The output terminal of the thermal fuse 140 is electrically connected to the current input terminals of the two switch ICs 130 via the first wiring pattern 162 for the current path. The wiring pattern 162 corresponds to a current path pattern on the high side (high voltage side) of the semiconductor switch 131 in the switch IC 130. The current output terminals of the two switch ICs 130 are electrically connected to the load connection terminal 152 of the printed circuit board 150 via the second wiring pattern 163 for the current path. The wiring pattern 163 corresponds to a current path pattern on the low side (low voltage side) of the semiconductor switch 131 in the switch IC 130. The load connection terminal 152 is connected to the input terminal of the resistive load 300 (for example, glow plug) of the automobile, and the output terminal of the resistive load 300 is grounded. In this configuration, the semiconductor switch 131 of the switch IC 130 is used to drive the resistive load 300 on the high side. Note that three or more switch ICs 130 may be provided in parallel.

コントローラＩＣ１２０は、制御信号Ｓｖ１，Ｓｖ２を２つのスイッチＩＣ１３０に供給することによって、２つの半導体スイッチ１３１のオン／オフを制御し、これに応じて抵抗性負荷３００のオン／オフを制御する。なお、スイッチＩＣ１３０が半導体スイッチ１３１を制御するためのＦＥＴゲート駆動回路を含んでいる場合には、コントローラＩＣ１２０から与えられる制御信号Ｓｖ１，Ｓｖ２は、ＰＷＭ制御のデューティを示す信号としてもよい。 The controller IC 120 supplies the control signals Sv1 and Sv2 to the two switch ICs 130 to control the on / off of the two semiconductor switches 131 and to control the on / off of the resistive load 300 accordingly. When the switch IC 130 includes an FET gate drive circuit for controlling the semiconductor switch 131, the control signals Sv1 and Sv2 provided from the controller IC 120 may be signals indicating the duty of PWM control.

温度ヒューズ１４０は、スイッチＩＣ１３０の過熱を防止するための受動素子１４１を含む過熱防止部品である。何等かの故障又は不具合によってスイッチＩＣ１３０の温度が過度に上昇すると、温度上昇に応じて温度ヒューズ１４０内の電気的接続が切断されて、電流を遮断する。スイッチＩＣ１３０から温度ヒューズ１４０への熱伝導は、主としてスイッチＩＣ１３０と温度ヒューズ１４０との間の配線パターン１６２を介して行われる。温度ヒューズ１４０の受動素子１４１としては、例えば、受動素子１４１の電気接点を接合しているハンダが温度上昇に応じて溶融した時に、バネ等の機械的応力を利用して電気接点が解放される構造を有するものを利用することが可能である。機械的応力を発生するバネとしては、コイルバネなどを利用可能である。但し、図２では、図示の便宜上、温度ヒューズ１４０の受動素子１４１を単なる溶融ヒューズとして描いている。なお、本実施形態では、制御装置１００の抵抗性負荷３００としてグロープラグを用いているので、温度ヒューズ１４０としてはグロープラグ用の大電流を流すことが可能なものを使用することが好ましい。具体的には、例えば、温度ヒューズ１４０の遮断電流（又は最大突入電流）を２００Ａ以上とすることが好ましい。こうすれば、１つの温度ヒューズ１４０を用いて、複数のスイッチＩＣの過熱を防止することが可能である。 The thermal fuse 140 is an overheat prevention component including a passive element 141 for preventing the switch IC 130 from overheating. If the temperature of the switch IC 130 rises excessively due to some failure or malfunction, the electrical connection in the thermal fuse 140 is cut according to the temperature rise, and the current is cut off. Thermal conduction from the switch IC 130 to the thermal fuse 140 is performed mainly via the wiring pattern 162 between the switch IC 130 and the thermal fuse 140. As the passive element 141 of the thermal fuse 140, for example, when the solder that joins the electrical contact of the passive element 141 is melted in response to a temperature rise, the electrical contact is released using a mechanical stress such as a spring. It is possible to use one having a structure. A coil spring or the like can be used as the spring that generates mechanical stress. However, in FIG. 2, for the sake of illustration, the passive element 141 of the thermal fuse 140 is depicted as a simple fused fuse. In this embodiment, since a glow plug is used as the resistive load 300 of the control device 100, it is preferable to use a thermal fuse 140 that can flow a large current for the glow plug. Specifically, for example, it is preferable that the cutoff current (or maximum inrush current) of the thermal fuse 140 be 200 A or more. In this way, it is possible to prevent overheating of a plurality of switch ICs using a single thermal fuse 140.

図３は、スイッチＩＣの温度変化の例を示す説明図である。図３の横軸は時間であり、縦軸はスイッチＩＣの温度である。実線のグラフは、正常動作時における温度変化の例を示している。本実施形態では、スイッチＩＣ１３０内の制御回路が、半導体スイッチ１３１をＰＷＭ制御する。正常動作時には、ＰＷＭ制御に応じて抵抗性負荷３００に電流が流れると、スイッチＩＣ１３０の温度も徐々に上昇するが、温度が過度に上昇することは無い。一点鎖線のグラフは、何等かの原因によって、スイッチＩＣ１３０の温度が正常動作時に比べて早く上昇するが、スイッチＩＣ１３０内部の過熱保護回路が働いて、過熱が防止される場合の温度変化を示している。破線のグラフは、スイッチＩＣ１３０内の半導体スイッチ１３１がオン故障した場合の温度変化を示している。この場合には、スイッチＩＣ１３０の温度が過度に上昇するので、温度ヒューズ１４０が溶断してスイッチＩＣ１３０への電流が遮断される。 FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an example of a temperature change of the switch IC. The horizontal axis in FIG. 3 is time, and the vertical axis is the temperature of the switch IC. The solid line graph shows an example of temperature change during normal operation. In the present embodiment, the control circuit in the switch IC 130 performs PWM control on the semiconductor switch 131. During normal operation, when a current flows through the resistive load 300 according to the PWM control, the temperature of the switch IC 130 also gradually increases, but the temperature does not increase excessively. The alternate long and short dash line graph shows the change in temperature when the temperature of the switch IC 130 rises faster than normal operation due to some cause, but the overheat protection circuit inside the switch IC 130 works to prevent overheating. Yes. A broken line graph shows a temperature change when the semiconductor switch 131 in the switch IC 130 is turned on. In this case, since the temperature of the switch IC 130 rises excessively, the thermal fuse 140 is melted and the current to the switch IC 130 is cut off.

上述した制御装置１００では、１つの温度ヒューズ１４０が複数のスイッチＩＣ１３０の過熱防止を担当するので、制御装置１００全体の構成を単純化することができる。特に、図２に示したように、温度ヒューズ１４０を複数のスイッチＩＣ１３０のハイサイドに共通に接続するようにすれば、更に以下のような利点がある。すなわち、いずれかのスイッチＩＣ１３０の半導体スイッチ１３１が故障したときに、故障した半導体スイッチ１３１とシグナルグランド端子１５３との間に意図しない電流経路が形成されて過大な電流が流れる可能性がある。このような場合を想定しても、温度ヒューズ１４０を複数のスイッチＩＣ１３０のハイサイドに共通に接続しておけば、温度ヒューズ１４０の溶断によって、複数のスイッチＩＣ１３０への大電流の電流経路を切断することができる。この結果、温度ヒューズ１４０によって、複数のスイッチＩＣ１３０の電流を確実に遮断することが可能である。 In the control device 100 described above, since one thermal fuse 140 is responsible for preventing overheating of the plurality of switch ICs 130, the overall configuration of the control device 100 can be simplified. In particular, as shown in FIG. 2, if the temperature fuse 140 is commonly connected to the high side of the plurality of switch ICs 130, there are the following advantages. That is, when the semiconductor switch 131 of any one of the switch ICs 130 fails, an unintended current path is formed between the failed semiconductor switch 131 and the signal ground terminal 153, and an excessive current may flow. Even in such a case, if the temperature fuse 140 is connected to the high side of the plurality of switch ICs 130 in common, the current path of the large current to the plurality of switch ICs 130 is cut by melting the temperature fuse 140. can do. As a result, the current from the plurality of switch ICs 130 can be reliably interrupted by the thermal fuse 140.

図４は、温度ヒューズ１４０を複数のスイッチＩＣ１３０のローサイドに共通に接続した他の制御装置１００ａの回路構成を示すブロック図である。図２に示した制御装置１００との差異は、温度ヒューズ１４０の接続位置だけであり、他の構成は図２と同じである。図４の制御装置１００ａにおいて、仮にいずれかのスイッチＩＣ１３０の半導体スイッチ１３１が故障して、その半導体スイッチ１３１のハイサイドからシグナルグランド端子１５３に至る電流経路ＣＰが形成されてしまう場合を想定する。この場合に、故障したスイッチＩＣ１３０の温度上昇に応じて温度ヒューズ１４０が溶断しても、故障したスイッチＩＣ１３０からシグナルグランド端子１５３に至る電流経路ＣＰを遮断することができない。従って、このような電流経路ＣＰが形成される場合にも温度ヒューズ１４０によって故障したスイッチＩＣ１３０の電流を確実に遮断するためには、図２に示したように、温度ヒューズ１４０を複数のスイッチＩＣ１３０のハイサイドに共通に接続することが好ましい。但し、このような電流経路ＣＰの形成が現実的な問題とならないような場合には、図４のように、温度ヒューズ１４０を複数のスイッチＩＣ１３０のローサイドに共通に接続してもよい。 FIG. 4 is a block diagram illustrating a circuit configuration of another control device 100a in which the thermal fuse 140 is commonly connected to the low side of the plurality of switch ICs 130. The only difference from the control device 100 shown in FIG. 2 is the connection position of the thermal fuse 140, and the other configurations are the same as those in FIG. In the control device 100a of FIG. 4, it is assumed that the semiconductor switch 131 of any one of the switch ICs 130 fails and a current path CP from the high side of the semiconductor switch 131 to the signal ground terminal 153 is formed. In this case, even if the thermal fuse 140 is blown in response to the temperature rise of the failed switch IC 130, the current path CP from the failed switch IC 130 to the signal ground terminal 153 cannot be interrupted. Therefore, even when such a current path CP is formed, in order to reliably cut off the current of the switch IC 130 that has failed due to the thermal fuse 140, the thermal fuse 140 is connected to a plurality of switch ICs 130 as shown in FIG. It is preferable to connect to the high side in common. However, if such a formation of the current path CP does not become a practical problem, the temperature fuse 140 may be commonly connected to the low side of the plurality of switch ICs 130 as shown in FIG.

以上のように、上述した制御装置１００，１００ａでは、１つの温度ヒューズ１４０が複数のスイッチＩＣ１３０の過熱防止を担当するので、制御装置全体の構成を単純化することができ、また、プリント基板の面積を過度に増大させることが無いという利点がある。特に、温度ヒューズ１４０を複数のスイッチＩＣ１３０のハイサイドに接続すれば、故障したスイッチＩＣ１３０とシグナルグランド端子１５３との間に意図しない電流経路が形成されてしまう場合にも、スイッチＩＣ１３０の電流を確実に遮断することが可能である。 As described above, in the control devices 100 and 100a described above, since one thermal fuse 140 is responsible for preventing overheating of the plurality of switch ICs 130, the configuration of the entire control device can be simplified, and the printed circuit board There is an advantage that the area is not excessively increased. In particular, if the thermal fuse 140 is connected to the high side of a plurality of switch ICs 130, the current of the switch ICs 130 can be ensured even when an unintended current path is formed between the failed switch ICs 130 and the signal ground terminals 153. It is possible to shut off.

Ｂ．スイッチＩＣと温度ヒューズの好ましい位置関係
図１に示したように、複数のスイッチＩＣ１３０に共通する過熱保護部品として１つの温度ヒューズ１４０を用いる場合には、複数のスイッチＩＣ１３０と温度ヒューズ１４０との相互の位置関係が重要になる。すなわち、個々のスイッチＩＣ１３０の過熱を同程度に防止するためには、個々のスイッチＩＣ１３０を温度ヒューズ１４０に可能な限り近接した位置に配置することが望ましい。例えば、個々のスイッチＩＣ１３０の外周と温度ヒューズ１４０の外周との間の最短距離が、スイッチＩＣ１３０の長手方向の寸法Ｌ２や幅方向の寸法Ｗ２よりも小さいことが好ましい。より具体的に言えば、個々のスイッチＩＣ１３０の外周と温度ヒューズ１４０の外周との間の最短距離を１５ｍｍ以下とすることが好ましく、１０ｍｍ以下とすることがさらに好ましい。また、２つのスイッチＩＣ１３０は、例えば、温度ヒューズ１４０を中心として左右対称に配置されることが好ましい。このように、個々のスイッチＩＣ１３０を、温度ヒューズ１４０に対して同程度に近接した位置に配置すれば、どのスイッチＩＣ１３０に故障が発生した場合にも、温度ヒューズ１４０の溶断によってそのスイッチＩＣ１３０の過熱を同程度に防止することが可能である。なお、複数のスイッチＩＣ１３０と温度ヒューズ１４０との相互の位置関係としては、以下に説明するように種々のものを採用することが可能である。 B. As shown in FIG. 1, when one thermal fuse 140 is used as an overheat protection component common to the plurality of switch ICs 130, the mutual relationship between the plurality of switch ICs 130 and the thermal fuses 140 is shown. The positional relationship of becomes important. That is, in order to prevent overheating of the individual switch ICs 130 to the same extent, it is desirable that the individual switch ICs 130 be arranged as close as possible to the thermal fuse 140. For example, it is preferable that the shortest distance between the outer periphery of each switch IC 130 and the outer periphery of the thermal fuse 140 is smaller than the longitudinal dimension L2 and the width dimension W2 of the switch IC 130. More specifically, the shortest distance between the outer periphery of each switch IC 130 and the outer periphery of the thermal fuse 140 is preferably 15 mm or less, and more preferably 10 mm or less. The two switch ICs 130 are preferably arranged symmetrically with respect to the temperature fuse 140, for example. As described above, if each switch IC 130 is arranged at a position close to the temperature fuse 140 in the same degree, even if a failure occurs in any switch IC 130, the overheating of the switch IC 130 is caused by the melting of the temperature fuse 140. Can be prevented to the same extent. As the mutual positional relationship between the plurality of switch ICs 130 and the thermal fuse 140, various types can be adopted as will be described below.

図５は、スイッチＩＣ１３０と温度ヒューズ１４０の好ましい配置条件の一例を示す説明図である。ここでは、以下の寸法を使用している。
（１）Ｒ１：温度ヒューズ１４０の外接円Ｃ１の半径
（２）Ｒ２：スイッチＩＣ１３０の外接円Ｃ２の半径（通常はＲ１＜Ｒ２）
（３）Ｌ１：温度ヒューズ１４０の長手方向の寸法
（４）Ｌ２：スイッチＩＣ１３０の長手方向の寸法
（５）Ｒ３：半径（２・Ｒ２）で描いた円Ｃ３の半径
（６）Ｒ４：半径（０．５・Ｌ１＋１．５・Ｌ２）で描いた円Ｃ４の半径
（７）Ｄ１，Ｄ２：温度ヒューズ１４０の中心１４０ｃから、個々のスイッチＩＣ１３０の中心１３０ｃまでの距離（中心間距離） FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of preferable arrangement conditions for the switch IC 130 and the thermal fuse 140. Here, the following dimensions are used.
(1) R1: radius of circumscribed circle C1 of thermal fuse 140 (2) R2: radius of circumscribed circle C2 of switch IC 130 (normally R1 <R2)
(3) L1: dimension in the longitudinal direction of the thermal fuse 140 (4) L2: dimension in the longitudinal direction of the switch IC 130 (5) R3: radius of the circle C3 drawn by radius (2 · R2) (6) R4: radius ( (7) D1, D2: distance from the center 140c of the thermal fuse 140 to the center 130c of each switch IC 130 (center-to-center distance) drawn by the circle C4 drawn by 0.5 · L1 + 1.5 · L2)

温度ヒューズ１４０の外接円Ｃ１は、温度ヒューズ１４０のモールド部とリード線の全体を含む外形に外接する最小の円である。温度ヒューズ１４０の中心１４０ｃは、この外接円Ｃ１の中心である。スイッチＩＣ１３０の外接円Ｃ２と中心１３０ｃも同様である。円Ｃ３は、温度ヒューズ１４０の中心１４０ｃを中心とする円であって、スイッチＩＣ１３０の外接円Ｃ２の半径Ｒ２の２倍の半径（２・Ｒ２）を有する円である。円Ｃ４は、温度ヒューズ１４０の中心１４０ｃを中心とする円であって、温度ヒューズ１４０の長手方向の寸法Ｌ１の１／２の値に、スイッチＩＣ１３０の長手方向の寸法Ｌ２の１．５倍の値を加えた値の半径（０．５・Ｌ１＋１．５・Ｌ２）を有する円である。 The circumscribed circle C1 of the thermal fuse 140 is the smallest circle that circumscribes the outer shape including the mold part of the thermal fuse 140 and the entire lead wire. The center 140c of the thermal fuse 140 is the center of the circumscribed circle C1. The circumscribed circle C2 and the center 130c of the switch IC 130 are the same. The circle C3 is a circle centered on the center 140c of the thermal fuse 140 and has a radius (2 · R2) that is twice the radius R2 of the circumscribed circle C2 of the switch IC 130. A circle C4 is a circle centered on the center 140c of the thermal fuse 140, and is 1.5 times the longitudinal dimension L2 of the switch IC 130 to a value that is 1/2 the longitudinal dimension L1 of the thermal fuse 140. It is a circle having a radius (0.5 · L1 + 1.5 · L2) with the value added.

図５において、個々のスイッチＩＣ１３０は、その中心１３０ｃが、半径（０．５・Ｌ１＋１．５・Ｌ２）を有する円Ｃ４の中に存在するように配置されていることが好ましい。こうすれば、個々のスイッチＩＣ１３０と温度ヒューズ１４０との間の距離が、最大でも１つのスイッチＩＣ１３０しか入らない程度の比較的短い距離となるので、個々のスイッチＩＣ１３０の過熱を適切に防止することが可能である。 In FIG. 5, the individual switch ICs 130 are preferably arranged so that their centers 130c exist within a circle C4 having a radius (0.5 · L1 + 1.5 · L2). In this way, the distance between each switch IC 130 and the thermal fuse 140 is a relatively short distance that allows only one switch IC 130 to enter, so that overheating of each switch IC 130 can be appropriately prevented. Is possible.

また、個々のスイッチＩＣ１３０は、その中心１３０ｃが、半径（２・Ｒ２）を有する円Ｃ３の中に存在するように配置されていることが更に好ましい。こうすれば、個々のスイッチＩＣ１３０と温度ヒューズ１４０との間の距離が更に短い範囲に限定されるので、個々のスイッチＩＣ１３０の過熱をより確実に防止することが可能である。 Further, it is more preferable that the individual switch ICs 130 are arranged so that the center 130c exists in a circle C3 having a radius (2 · R2). By doing so, the distance between the individual switch ICs 130 and the thermal fuses 140 is limited to a shorter range, so that overheating of the individual switch ICs 130 can be more reliably prevented.

なお、個々のスイッチＩＣ１３０の中心１３０ｃが、図５の円Ｃ４や円Ｃ３の中に存在するように配置されている場合に、温度ヒューズ１４０と個々のスイッチＩＣ１３０との中心間距離Ｄ１，Ｄ２は、必ずしも互いに等しく設定する必要はない。但し、中心間距離Ｄ１，Ｄ２は、それらの平均値の±３０％以内に収まるように設定されていることが好ましい。こうすれば、個々のスイッチＩＣ１３０と温度ヒューズ１４０との間の距離のばらつきを小さくできるので、どのスイッチＩＣ１３０に故障が発生した場合にも、その過熱を同程度に防止することが可能である。これは、スイッチＩＣ１３０の個数が３個以上になった場合も同様である。個々のスイッチＩＣ１３０と温度ヒューズ１４０との間の距離のばらつきや、位置関係のばらつきを小さく抑えるという意味では、複数のスイッチＩＣ１３０の中心１３０ｃを、温度ヒューズ１４０の中心１４０ｃから等しい位置に配置することが好ましい。特に、複数のスイッチＩＣ１３０を、温度ヒューズ１４０に対して線対称又は回転対称の位置に配置することが更に好ましい。 When the centers 130c of the individual switch ICs 130 are arranged so as to exist in the circles C4 and C3 in FIG. 5, the distances D1, D2 between the centers of the thermal fuse 140 and the individual switch ICs 130 are as follows. It is not always necessary to set them equal to each other. However, the center-to-center distances D1 and D2 are preferably set so as to be within ± 30% of their average values. By doing so, the variation in distance between the individual switch ICs 130 and the thermal fuse 140 can be reduced, so that any overheating of the switch ICs 130 can be prevented to the same extent. This is the same when the number of switch ICs 130 is three or more. The centers 130c of the plurality of switch ICs 130 are arranged at equal positions from the center 140c of the thermal fuses 140 in order to suppress variations in distances between the individual switch ICs 130 and the thermal fuses 140 and variations in positional relations. Is preferred. In particular, it is more preferable to arrange the plurality of switch ICs 130 at positions that are line symmetric or rotationally symmetric with respect to the thermal fuse 140.

図６は、２つのスイッチＩＣ１３０を１つの温度ヒューズ１４０に対して線対称又は回転対称の位置に配置した例を示す説明図である。図６（Ａ）の例では、２つのスイッチＩＣ１３０が、温度ヒューズ１４０の中心１４０ｃを通る対称軸ＡＳに対して線対称の位置に配置されている。また、２つのスイッチＩＣ１３０が、温度ヒューズ１４０の中心１４０ｃを中心とした１８０°の回転対称の位置に配置されている。なお、線対称配置や回転対称配置は、少なくともスイッチＩＣ１３０の中心１３０ｃが、温度ヒューズ１４０の中心１４０ｃに対して線対称や回転対称であれば良く、スイッチＩＣ１３０の全体が線対称や回転対称である必要はない。但し、図６（Ａ）の例では、スイッチＩＣ１３０の全体が温度ヒューズ１４０の中心１４０ｃに対して線対称や回転対称である点で更に好ましい。図６（Ｂ）では、２つのスイッチＩＣ１３０が、温度ヒューズ１４０の中心１４０ｃを通る対称軸ＡＳに対して線対称の位置に配置されている。但し、図６（Ｂ）では回転対称は成立しない。なお、図６（Ａ），（Ｂ）の配置例は、温度ヒューズ１４０が２つのスイッチＩＣ１３０の間に挟まれた位置に配置されている点で、図１に示した例と共通している。 FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example in which two switch ICs 130 are arranged in a line symmetric or rotationally symmetric position with respect to one thermal fuse 140. In the example of FIG. 6A, the two switch ICs 130 are arranged at positions symmetrical with respect to the symmetry axis AS passing through the center 140c of the thermal fuse 140. Further, the two switch ICs 130 are arranged at 180 ° rotationally symmetric positions around the center 140 c of the thermal fuse 140. The line symmetric arrangement and the rotationally symmetric arrangement may be such that at least the center 130c of the switch IC 130 is line symmetric or rotationally symmetric with respect to the center 140c of the thermal fuse 140, and the entire switch IC 130 is line symmetric or rotationally symmetric. There is no need. However, the example of FIG. 6A is more preferable in that the entire switch IC 130 is line symmetric or rotationally symmetric with respect to the center 140 c of the thermal fuse 140. In FIG. 6B, the two switch ICs 130 are arranged at positions symmetrical with respect to an axis of symmetry AS passing through the center 140c of the thermal fuse 140. However, rotational symmetry is not established in FIG. 6A and 6B is common to the example shown in FIG. 1 in that the thermal fuse 140 is disposed at a position sandwiched between two switch ICs 130. .

図７は、３つのスイッチＩＣ１３０を１つの温度ヒューズ１４０に対して線対称又は回転対称の位置に配置した例を示す説明図である。図７（Ａ）の例では、３つのスイッチＩＣ１３０の中心１３０ｃが、温度ヒューズ１４０の中心１４０ｃを通る対称軸ＡＳに対して線対称の位置に配置されているとともに、温度ヒューズ１４０の中心１４０ｃを中心とした１２０°の回転対称の位置に配置されている。図７（Ｂ）では、３つのスイッチＩＣ１３０が、温度ヒューズ１４０の中心１４０ｃを通る対称軸ＡＳに対して線対称の位置に配置されているが、回転対称は成立しない。 FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example in which three switch ICs 130 are arranged in a line-symmetrical or rotationally symmetric position with respect to one thermal fuse 140. In the example of FIG. 7A, the centers 130c of the three switch ICs 130 are arranged at positions symmetrical with respect to the symmetry axis AS passing through the center 140c of the thermal fuse 140, and the center 140c of the thermal fuse 140 is It is arranged at a rotationally symmetrical position of 120 ° with respect to the center. In FIG. 7B, the three switch ICs 130 are arranged at positions symmetrical with respect to the symmetry axis AS passing through the center 140c of the thermal fuse 140, but rotational symmetry is not established.

図８は、４つのスイッチＩＣ１３０を１つの温度ヒューズ１４０に対して線対称又は回転対称の位置に配置した例を示す説明図である。図８（Ａ）の例では、４つのスイッチＩＣ１３０が、温度ヒューズ１４０の中心１４０ｃを通り互いに直交する２つの対称軸ＡＳ１，ＡＳ２に対してそれぞれ線対称の位置に配置されている。図８（Ｂ）では、４つのスイッチＩＣ１３０の中心１３０ｃが、温度ヒューズ１４０の中心１４０ｃに対して９０°の回転対称の位置に配置されている。 FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example in which the four switch ICs 130 are arranged in line-symmetrical or rotationally symmetric positions with respect to one thermal fuse 140. In the example of FIG. 8A, the four switch ICs 130 are arranged in line-symmetric positions with respect to two symmetry axes AS1 and AS2 that pass through the center 140c of the thermal fuse 140 and are orthogonal to each other. In FIG. 8B, the centers 130c of the four switch ICs 130 are disposed at rotationally symmetric positions of 90 ° with respect to the center 140c of the thermal fuse 140.

図９は、４つのスイッチＩＣ１３０を２つの温度ヒューズ１４０に対して線対称の位置に配置した例を示す説明図である。図９（Ａ）の例では、中央に２つの温度ヒューズ１４０が配置されており、その左右にそれぞれ２つのスイッチＩＣ１３０が配置されている。これらの４つのスイッチＩＣ１３０は、２つの温度ヒューズ１４０の中心１４０ｃを通る対称軸ＡＳに対して線対称の位置に配置されている。図９（Ｂ）では、２つのスイッチＩＣ１３０のペアの中央に１つの温度ヒューズ１４０が配置されている。また、１つの温度ヒューズ１４０の両側に存在する２つのスイッチＩＣ１３０は、温度ヒューズ１４０の中心１４０ｃを通る対称軸ＡＳに対して線対称の位置に配置されている。図９（Ａ），（Ｂ）において、２つの温度ヒューズ１４０は、それぞれの両側にある２つのスイッチＩＣ１３０の過熱防止を担当する。これらの場合には、図２のブロック図において、電源入力端子１５１と負荷接続端子１５２の間に、１つの温度ヒューズ１４０と２つのスイッチＩＣ１３０とで構成される組が、２組並列に接続された回路が形成される。 FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example in which the four switch ICs 130 are arranged in line-symmetric positions with respect to the two thermal fuses 140. In the example of FIG. 9A, two thermal fuses 140 are arranged at the center, and two switch ICs 130 are arranged on the left and right sides thereof. These four switch ICs 130 are arranged at positions symmetrical with respect to an axis of symmetry AS passing through the centers 140 c of the two thermal fuses 140. In FIG. 9B, one thermal fuse 140 is arranged at the center of a pair of two switch ICs 130. Further, the two switch ICs 130 existing on both sides of one thermal fuse 140 are arranged at positions symmetrical with respect to an axis of symmetry AS passing through the center 140 c of the thermal fuse 140. 9A and 9B, the two thermal fuses 140 are responsible for preventing overheating of the two switch ICs 130 on both sides. In these cases, in the block diagram of FIG. 2, two sets of one thermal fuse 140 and two switch ICs 130 are connected in parallel between the power input terminal 151 and the load connection terminal 152. A circuit is formed.

上述した図６〜図９に示したように、複数のスイッチＩＣ１３０を温度ヒューズ１４０に対して線対称又は回転対称の位置に配置すれば、個々のスイッチＩＣ１３０に故障が発生した場合に、その過熱を同程度に防止する効果が得に顕著である。なお、このような線対称又は回転対称の配置を採用した場合にも、更に、図１や図５で説明したようなスイッチＩＣ１３０と温度ヒューズ１４０との位置関係を満足することが好ましい。 As shown in FIG. 6 to FIG. 9 described above, if a plurality of switch ICs 130 are arranged in a line-symmetrical or rotationally-symmetrical position with respect to the thermal fuse 140, when a failure occurs in each switch IC 130, the overheating occurs. The effect of preventing the same to the same extent is remarkable. Even when such a line-symmetrical or rotationally-symmetrical arrangement is adopted, it is preferable that the positional relationship between the switch IC 130 and the thermal fuse 140 as described with reference to FIGS.

以上の各種の配置を考慮すると、スイッチＩＣ１３０と温度ヒューズ１４０との配置は、以下の条件のうちの１つ以上を満足することが好ましい。
＜配置条件１＞
個々のスイッチＩＣ１３０とその過熱防止を担当する温度ヒューズ１４０との間に他のスイッチＩＣ１３０が存在しない位置関係にある（図１、図５〜図９）。
＜配置条件２＞
個々のスイッチＩＣ１３０の外周と温度ヒューズ１４０の外周との間の最短距離が、スイッチＩＣ１３０の長手方向の寸法Ｌ２（図１）よりも小さい。
＜配置条件３＞
個々のスイッチＩＣ１３０の外周と温度ヒューズ１４０の外周との間の最短距離が、スイッチＩＣ１３０の短手方向の寸法Ｗ２（図１）よりも小さい。
＜配置条件４＞
個々のスイッチＩＣ１３０の中心１３０ｃが、温度ヒューズ１４０の中心１４０ｃを中心とし、半径（０．５・Ｌ１＋１．５・Ｌ２）を有する円Ｃ４の中に存在するように配置されている（図５）。ここで、Ｌ１は温度ヒューズ１４０の長手方向の寸法、Ｌ２はスイッチＩＣ１３０の長手方向の寸法である。
＜配置条件５＞
個々のスイッチＩＣ１３０の中心１３０ｃが、温度ヒューズ１４０の中心１４０ｃを中心とし、半径（２・Ｒ２）を有する円Ｃ３の中に存在するように配置されている（図５）。ここで、Ｒ２はスイッチＩＣ１３０の外接円Ｃ２の半径である。
＜配置条件６＞
複数のスイッチＩＣ１３０と温度ヒューズ１４０との中心間距離Ｄ１，Ｄ２…が、それらの平均値の±３０％以内に収まるように配置されている（図５）。
＜配置条件７＞
複数のスイッチＩＣ１３０が、温度ヒューズ１４０を中心とする回転対称又は線対称の位置に配置されている（図６〜図９）。
＜配置条件８＞
個々のスイッチＩＣ１３０と温度ヒューズ１４０との間の最短距離が１５ｍｍ以下又は１０ｍｍ以下である。
なお、これらの配置条件１〜８は、いずれもスイッチＩＣ１３０と温度ヒューズ１４０とをプリント基板１５０の厚み方向に投影して見たときの条件である。 Considering the various arrangements described above, the arrangement of the switch IC 130 and the thermal fuse 140 preferably satisfies one or more of the following conditions.
<Arrangement condition 1>
There is a positional relationship in which there is no other switch IC 130 between each switch IC 130 and the thermal fuse 140 in charge of overheating prevention (FIGS. 1, 5 to 9).
<Arrangement condition 2>
The shortest distance between the outer periphery of each switch IC 130 and the outer periphery of the thermal fuse 140 is smaller than the longitudinal dimension L2 of the switch IC 130 (FIG. 1).
<Arrangement condition 3>
The shortest distance between the outer periphery of each switch IC 130 and the outer periphery of the thermal fuse 140 is smaller than the dimension W2 (FIG. 1) of the switch IC 130 in the short direction.
<Arrangement condition 4>
The centers 130c of the individual switch ICs 130 are arranged so as to exist in a circle C4 centered on the center 140c of the thermal fuse 140 and having a radius (0.5 · L1 + 1.5 · L2) (FIG. 5). . Here, L1 is a dimension in the longitudinal direction of the thermal fuse 140, and L2 is a dimension in the longitudinal direction of the switch IC 130.
<Arrangement condition 5>
The centers 130c of the individual switch ICs 130 are arranged so as to exist in a circle C3 having a radius (2 · R2) centered on the center 140c of the thermal fuse 140 (FIG. 5). Here, R2 is the radius of the circumscribed circle C2 of the switch IC 130.
<Arrangement condition 6>
The center distances D1, D2,... Between the plurality of switch ICs 130 and the thermal fuses 140 are arranged so as to be within ± 30% of their average values (FIG. 5).
<Arrangement condition 7>
A plurality of switch ICs 130 are arranged at rotationally symmetric or line symmetric positions around the thermal fuse 140 (FIGS. 6 to 9).
<Arrangement condition 8>
The shortest distance between each switch IC 130 and the thermal fuse 140 is 15 mm or less or 10 mm or less.
These arrangement conditions 1 to 8 are all conditions when the switch IC 130 and the thermal fuse 140 are projected in the thickness direction of the printed circuit board 150.

上記配置条件１に記載したように、複数のスイッチＩＣ１３０を、個々のスイッチＩＣ１３０と温度ヒューズ１４０との間に他のスイッチＩＣ１３０が存在しない位置関係で配置すれば、どのスイッチＩＣ１３０に故障が発生しても、温度ヒューズ１４０によって過熱をほぼ同程度に防止することが可能である。更に、上述した各種の配置条件２〜８の１つ又は２つ以上を満足するように配置すれば、個々のスイッチＩＣ１３０の過熱を更に適切に防止することが可能である。 As described in the above arrangement condition 1, if a plurality of switch ICs 130 are arranged in a positional relationship in which no other switch IC 130 exists between each switch IC 130 and the thermal fuse 140, any switch IC 130 will fail. However, the thermal fuse 140 can prevent overheating to almost the same extent. Furthermore, if it arrange | positions so that 1 or 2 or more of the various arrangement | positioning conditions 2-8 mentioned above may be satisfied, it is possible to prevent further overheating of each switch IC130 more appropriately.

Ｃ．他の実施形態
図１０は、本発明の他の実施形態としての制御装置１００ｂを示す平面図及び正面図である。図１との差異は、図１０においては温度ヒューズ１４０がプリント基板１５０の裏面に配置されている点だけであり、他の構成は図１に示したものと同じである。図１０の制御装置１００ｂも、図１の制御装置１００とほぼ同等の効果を奏する。また、スイッチＩＣ１３０と温度ヒューズ１４０とをプリント基板１５０の異なる面に配置するので、配置の自由度が高まり、また、プリント基板１５０の面積を小さく抑えることが可能である。 C. Other Embodiments FIG. 10 is a plan view and a front view showing a control apparatus 100b as another embodiment of the present invention. The only difference from FIG. 1 is that the thermal fuse 140 is arranged on the back surface of the printed board 150 in FIG. 10, and the other configuration is the same as that shown in FIG. The control device 100b of FIG. 10 also has substantially the same effect as the control device 100 of FIG. In addition, since the switch IC 130 and the thermal fuse 140 are arranged on different surfaces of the printed board 150, the degree of freedom of arrangement is increased, and the area of the printed board 150 can be reduced.

図１１は、本発明の更に他の実施形態としての制御装置１００ｃを示す平面図及び正面図である。図１０との差異は、図１１の制御装置１００ｃでは、２つのスイッチＩＣ１３０同士が隣接するようにプリント基板１５０の上に配置されている点、及び、温度ヒューズ１４０ａが２つのスイッチＩＣ１３０のモールド部の上に接する状態で配置されている点、の２点だけであり、他の構成は図１０に示したものと同じである。温度ヒューズ１４０ａのリード線１４２は、スイッチＩＣ１３０を跨いだ状態でプリント基板１５０のパッドに接続されている。この温度ヒューズ１４０ａは、いわゆるアキシャル部品である。図１１の制御装置１００ｃも、図１の制御装置１００や図１０の制御装置１００ｂとほぼ同等の効果を奏する。 FIG. 11 is a plan view and a front view showing a control device 100c as still another embodiment of the present invention. The difference from FIG. 10 is that in the control device 100c of FIG. 11, the two switch ICs 130 are arranged on the printed circuit board 150 so that they are adjacent to each other, and the thermal fuse 140a is a mold part of the two switch ICs 130. There are only two points that are arranged in contact with each other, and the other configuration is the same as that shown in FIG. The lead wire 142 of the thermal fuse 140a is connected to the pad of the printed circuit board 150 in a state of straddling the switch IC 130. The thermal fuse 140a is a so-called axial component. The control device 100c of FIG. 11 also has substantially the same effect as the control device 100 of FIG. 1 and the control device 100b of FIG.

図１２は、本発明の更に他の実施形態としての制御装置１００ｄを示す平面図及び正面図である。図１１との差異は、図１２の制御装置１００ｄでは、図１で用いたものと同じ表面実装型の温度ヒューズ１４０が、プリント基板１５０の裏面に配置されている点だけであり、他の構成は図１１に示したものと同じである。 FIG. 12 is a plan view and a front view showing a control device 100d as still another embodiment of the present invention. The only difference from FIG. 11 is that the surface mounting type thermal fuse 140 same as that used in FIG. 1 is arranged on the back surface of the printed circuit board 150 in the control device 100d of FIG. Is the same as that shown in FIG.

図１１及び図１２の実施形態では、複数のスイッチＩＣ１３０と温度ヒューズ１４０ａ（又は１４０）とをプリント基板１５０の厚み方向に投影して見たときに、温度ヒューズ１４０ａ（又は１４０）の外形と、個々のスイッチＩＣ１３０の外形とが部分的に重なるような位置関係で配置されている。こうすれば、スイッチＩＣ１３０と温度ヒューズ１４０との空間的な距離が小さくなるので、個々のスイッチＩＣ１３０の過熱をより効果的に防止することが可能である。 11 and 12, when the plurality of switch ICs 130 and the thermal fuse 140a (or 140) are projected in the thickness direction of the printed circuit board 150, the outer shape of the thermal fuse 140a (or 140) The individual switch ICs 130 are arranged in a positional relationship such that they partially overlap the outer shape of the switch IC 130. By doing so, since the spatial distance between the switch IC 130 and the thermal fuse 140 is reduced, overheating of the individual switch ICs 130 can be more effectively prevented.

図１３は、本発明の更に他の実施形態としての制御装置１００ｅの回路構成を示すブロック図である。図２に示した制御装置１００との違いは、図１３の制御装置１００ｅでは、個々のスイッチＩＣ１３０の出力端子が、プリント基板１５０に設けられた別々の負荷接続端子１５２を介して、別個の抵抗性負荷３００に接続されている点だけであり、他の構成は図２と同一である。このように、個々のスイッチＩＣ１３０が、個別の抵抗性負荷３００を駆動するために使用されていても良い。この場合にも、温度ヒューズ１４０が、複数のスイッチＩＣ１３０に共通に接続されているので、複数のスイッチＩＣ１３０の過熱防止を実行することが可能である。 FIG. 13 is a block diagram showing a circuit configuration of a control device 100e as still another embodiment of the present invention. The control device 100 shown in FIG. 2 is different from the control device 100e shown in FIG. 13 in that the output terminal of each switch IC 130 has a separate resistance via a separate load connection terminal 152 provided on the printed circuit board 150. It is only the point connected to the sexual load 300, and the other structure is the same as FIG. In this way, individual switch ICs 130 may be used to drive individual resistive loads 300. Also in this case, since the temperature fuse 140 is commonly connected to the plurality of switch ICs 130, it is possible to prevent overheating of the plurality of switch ICs 130.

Ｄ．変形例
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。 D. Modifications The present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the scope of the invention.

・変形例１：
上記実施形態では、過熱防止部品として、温度上昇に応じて電流を遮断する機能を有する受動素子を含む温度ヒューズ１４０を使用したが、この代わりに、温度上昇に応じて電流を制限する機能を有する受動素子を含む過熱防止部品を利用しても良い。後者としては、例えば、ＰＴＣサーミスタを用いた過熱防止部品を利用することができる。但し、電流を遮断する機能を有する過熱防止部品を使用すれば、図４で説明したような意図しない電流経路ＣＰが形成された場合に、その電流経路ＣＰを遮断できるという利点がある。・ Modification 1:
In the above embodiment, the thermal fuse 140 including the passive element having the function of cutting off the current according to the temperature rise is used as the overheat prevention component. Instead, it has the function of limiting the current according to the temperature rise. You may utilize the overheat prevention component containing a passive element. As the latter, for example, an overheat prevention component using a PTC thermistor can be used. However, if an overheat prevention component having a function of cutting off current is used, when the unintended current path CP as described in FIG. 4 is formed, there is an advantage that the current path CP can be cut off.

１００，１００ａ〜１００ｅ…制御装置
１０２…電源入力端子
１１０…電源回路
１２０…コントローラＩＣ
１３０…スイッチＩＣ
１３１…半導体スイッチ
１４０，１４０ａ…温度ヒューズ
１４１…受動素子
１４２…リード線
１５０…プリント基板
１５１…電源入力端子
１５２…負荷接続端子
１５３…シグナルグランド端子
１６１，１６２，１６３…配線パターン
１７１…配線パターン
１７２…シグナルグランド接続配線
２００…バッテリ
３００…抵抗性負荷 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100,100a-100e ... Control apparatus 102 ... Power supply input terminal 110 ... Power supply circuit 120 ... Controller IC
130 ... Switch IC
DESCRIPTION OF SYMBOLS 131 ... Semiconductor switch 140, 140a ... Thermal fuse 141 ... Passive element 142 ... Lead wire 150 ... Printed circuit board 151 ... Power supply input terminal 152 ... Load connection terminal 153 ... Signal ground terminal 161, 162, 163 ... Wiring pattern 171 ... Wiring pattern 172 ... Signal ground connection wiring 200 ... Battery 300 ... Resistive load

Claims

A control device in which a switch IC, which is an IC package including a semiconductor switch for driving a resistive load on the high side, and a signal ground connection wiring are arranged on a printed circuit board,
A plurality of switch ICs are disposed on the printed circuit board,
An overheat prevention component including a passive element connected in common to the high side of the plurality of switch ICs and having a function of interrupting or limiting the currents of the plurality of switch ICs according to a temperature rise is provided. Control device.

The control device according to claim 1,
The control device, wherein the plurality of switch ICs are arranged in a positional relationship where no other switch IC exists between the individual switch ICs and the overheat prevention component.

The control device according to claim 2,
When the plurality of switch ICs and the overheat prevention component are projected in the thickness direction of the printed circuit board,
When the longitudinal dimension of the overheat prevention component is L1, and the longitudinal dimension of the switch IC is L2,
The plurality of switch ICs are arranged such that the center of each switch IC exists in a circle having a radius (0.5 · L1 + 1.5 · L2) centered on the center of the overheat prevention component. A control device characterized by that.

The control device according to any one of claims 1 to 3,
The passive device is a thermal fuse having a cutoff current of 200 A or more.