JP2015207728A - 制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
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。また、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、更に、プリント基板の面積を過度に増大させることが無い。
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。
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更に短い範囲に限定されるので、個々のスイッチICの過熱を更に確実に防止することが可能である。
この構成によれば、個々のスイッチICの過熱を同程度に防止することが可能である。
この構成によれば、個々のスイッチICの過熱を同等に防止することが可能である。
この構成によれば、過熱防止部品に対する複数のスイッチICの位置関係を均一にできるので、個々のスイッチICの過熱防止効果も均一にできる。
この構成によれば、複数のスイッチICの間に挟まれた位置に存在する過熱防止部品を用いて、個々のスイッチICの過熱をほぼ同程度に防止することが可能である。
この構成によれば、個々のスイッチICから過熱防止部品までの距離を短くすることができるので、スイッチICの過熱を更に効果的に防止できる。
この構成によれば、配置の自由度が高まり、また、プリント基板の面積を小さく抑えることが可能である。
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。
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。
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。
(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)
<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。
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。
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。
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。
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
Claims (10)
- 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が配置された制御装置であって、
前記プリント基板上に、複数のスイッチICが配置されており、
前記複数のスイッチIC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おり、
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ることを特徴とする制御装置。 - 請求項1に記載の制御装置であって、
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ることを特徴とする制御装置。 - 請求項2に記載の制御装置であって、
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、個々のスイッチICの外周と前記過熱防止部品の外周との間の最短距離が、前記スイッチICの長手方向の寸法よりも小さいことを特徴とする制御装置。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の制御装置であって、
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、個々のスイッチICの中心と前記過熱防止部品の中心との間の距離である中心間距離が、前記複数のスイッチICに関する前記中心間距離の平均値の±30%以内にあることを特徴とする制御装置。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載の制御装置であって、
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、前記複数のスイッチICの中心が、前記過熱防止部品の中心から等しい位置に配置されていることを特徴とする制御装置。 - 請求項1〜5のいずれか一項に記載の制御装置であって、
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、前記複数のスイッチICは、前記過熱防止部品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ことを特徴とする制御装置。 - 請求項1〜6のいずれか一項に記載の制御装置であって、
前記複数のスイッチICと前記過熱防止部品とは、前記プリント基板の第1の面の上に配置されており、
前記過熱防止部品は、前記複数のスイッチICの間に挟まれた位置に配置されていることを特徴とする制御装置。 - 請求項1〜6のいずれか一項に記載の制御装置であって、
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外形と、個々のスイッチICの外形とが部分的に重なる位置関係で配置されていることを特徴とする制御装置。 - 請求項8に記載の制御装置であって、
前記複数のスイッチICは、前記プリント基板の第1の面の上に配置されており、
前記過熱防止部品は、前記プリント基板の第2の面の上に配置されていることを特徴とする制御装置。 - 請求項1〜9のいずれか一項に記載の制御装置であって、
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ことを特徴とする制御装置。
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