JP2019054500A - Reverse connection protection circuit and load system - Google Patents

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Abstract

To suppress a circuit area of a reverse connection protection circuit.SOLUTION: A switching element 51 includes a power supply side terminal 51a electrically connected with a power supply 2, a load side terminal 51b electrically connected with a load drive circuit 32, and a control terminal 51c for controlling a conduction state between the power supply side terminal 51a and the load side terminal 51b. A protection element 52 has one end 52a electrically connected with the power supply side terminal 51a and the other end 51b electrically connected with the load side terminal 51b, so as to be conducted when the power supply 2 is connected in order, but to be non-conducted when the power supply 2 is connected reversely. A step-up voltage supply section 53 is electrically connected with the load side terminal 51b, so as to be able to supply a step-up voltage, higher than a voltage of the power supply 2, to the load side terminal 51b. A voltage detector 56 generates an output corresponding to the voltage of the load side terminal 51b. A determination section 57 determines whether or not there is a failure in the switching element 51, on the basis of the output from the voltage detector 56.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、逆接続保護回路、及びこれを備えた負荷システムに関する。   The present invention relates to a reverse connection protection circuit and a load system including the reverse connection protection circuit.

特許文献１に記載の電源供給回路は、電路開閉用ＦＥＴと、逆接続保護用ＦＥＴと、電圧検出回路と、制御部とを備える。ＦＥＴはField−effect Transistorの略である。電路開閉用ＦＥＴの一端はバッテリの正極に接続され、電路開閉用ＦＥＴの他端は逆接続保護用ＦＥＴの一端に接続される。逆接続保護用ＦＥＴの他端は、モータ駆動回路の一端に接続される。電圧検出回路は、逆接続保護用ＦＥＴの一端の電圧を検出する。制御部は、逆接続保護用ＦＥＴへオン信号を出力した後、電圧検出回路が検出した電圧に基づいて、逆接続保護用ＦＥＴにおける故障の有無を判定する。   The power supply circuit described in Patent Document 1 includes an electric circuit switching FET, a reverse connection protection FET, a voltage detection circuit, and a control unit. FET is an abbreviation for Field-effect Transistor. One end of the electric circuit switching FET is connected to the positive electrode of the battery, and the other end of the electric circuit switching FET is connected to one end of the reverse connection protection FET. The other end of the reverse connection protection FET is connected to one end of the motor drive circuit. The voltage detection circuit detects the voltage at one end of the reverse connection protection FET. After outputting an ON signal to the reverse connection protection FET, the control unit determines whether or not there is a failure in the reverse connection protection FET based on the voltage detected by the voltage detection circuit.

特開２０１５−１７１３０５号公報JP, 2015-171305, A

特許文献１に記載の構成においては、逆接続保護用ＦＥＴの他に、電路開閉用ＦＥＴが設けられている。このため、かかる構成においては、回路面積が増大し、製造コストが上昇する。本発明は、上記に例示した事情等に鑑みてなされたものである。   In the configuration described in Patent Document 1, an electric circuit switching FET is provided in addition to the reverse connection protection FET. For this reason, in this structure, a circuit area increases and manufacturing cost rises. The present invention has been made in view of the circumstances exemplified above.

請求項１に記載の逆接続保護回路（５）は、電気負荷（３１）と前記電気負荷を駆動する負荷駆動回路（３２）とを含む負荷側回路（３）に対して、電源（２）が逆接続された場合に、前記負荷側回路を保護するように構成されている。
この逆接続保護回路は、
前記電源に電気接続される電源側端子（５１ａ）と、前記負荷駆動回路に電気接続される負荷側端子（５１ｂ）と、前記電源側端子と前記負荷側端子との間の導通状態を制御する制御端子（５１ｃ）とを備えた、スイッチング素子（５１）と、
前記電源が順接続された場合は導通する一方で前記電源が逆接続された場合は非導通となるように、一端（５２ａ）が前記電源側端子に電気接続され他端（５２ｂ）が前記負荷側端子に電気接続された、保護素子（５２）と、
前記電源の電圧よりも高電圧の昇圧電圧を前記負荷側端子に供給することができるように、前記負荷側端子に電気接続された、昇圧電圧供給部（５３）と、
前記負荷側端子の電圧に対応する出力を発生するように、前記負荷側端子に電気接続された、電圧検出部（５６）と、
前記電圧検出部の前記出力に基づいて、前記スイッチング素子における故障の有無を判定するように、前記電圧検出部に電気接続された、判定部（５７）と、
を備えている。
請求項１２に記載の負荷システム（１）は、
電気負荷（３１）と前記電気負荷を駆動する負荷駆動回路（３２）とを含む、複数の負荷側回路（３）と、
複数の前記負荷側回路が並列に接続されていて、電源（２）と複数の前記負荷側回路との間に設けられることで前記電源が逆接続された場合に前記負荷側回路を保護するように構成された、逆接続保護回路（５）と、
を備えている。
この負荷システムにおいて、
前記逆接続保護回路は、
前記電源に電気接続される電源側端子（５１ａ）と、複数の前記負荷駆動回路の各々に電気接続された負荷側端子（５１ｂ）と、前記電源側端子と前記負荷側端子との間の導通状態を制御する制御端子（５１ｃ）とを備えた、スイッチング素子（５１）と、
前記電源が順接続された場合は導通する一方で前記電源が逆接続された場合は非導通となるように、一端（５２ａ）が前記電源側端子に電気接続され他端（５２ｂ）が前記負荷側端子に電気接続された、保護素子（５２）と、
前記電源の電圧よりも高電圧の昇圧電圧を前記負荷側端子に供給することができるように、前記負荷側端子に電気接続された、昇圧電圧供給部（５３）と、
前記負荷側端子の電圧に対応する出力を発生するように、前記負荷側端子に電気接続された、電圧検出部（５６）と、
前記電圧検出部の前記出力に基づいて、前記スイッチング素子における故障の有無を判定するように、前記電圧検出部に電気接続された、判定部（５７）と、
を備えている。 The reverse connection protection circuit (5) according to claim 1, wherein a power supply (2) is provided for a load side circuit (3) including an electric load (31) and a load driving circuit (32) for driving the electric load. Is configured to protect the load side circuit when reversely connected.
This reverse connection protection circuit
A power supply side terminal (51a) electrically connected to the power supply, a load side terminal (51b) electrically connected to the load driving circuit, and a conduction state between the power supply side terminal and the load side terminal are controlled. A switching element (51) comprising a control terminal (51c);
One end (52a) is electrically connected to the power supply side terminal and the other end (52b) is connected to the load so that the power supply is electrically connected when forwardly connected and is nonconductive when the power supply is reversely connected. A protective element (52) electrically connected to the side terminal;
A boost voltage supply unit (53) electrically connected to the load side terminal so that a boost voltage higher than the voltage of the power source can be supplied to the load side terminal;
A voltage detector (56) electrically connected to the load side terminal so as to generate an output corresponding to the voltage of the load side terminal;
A determination unit (57) electrically connected to the voltage detection unit so as to determine whether or not there is a failure in the switching element based on the output of the voltage detection unit;
It has.
The load system (1) according to claim 12,
A plurality of load side circuits (3) including an electric load (31) and a load driving circuit (32) for driving the electric load;
A plurality of the load-side circuits are connected in parallel, and are provided between the power supply (2) and the plurality of the load-side circuits so that the load-side circuit is protected when the power supply is reversely connected. A reverse connection protection circuit (5),
It has.
In this load system,
The reverse connection protection circuit is:
A power supply side terminal (51a) electrically connected to the power supply, a load side terminal (51b) electrically connected to each of the plurality of load drive circuits, and conduction between the power supply side terminal and the load side terminal A switching element (51) comprising a control terminal (51c) for controlling the state;
One end (52a) is electrically connected to the power supply side terminal and the other end (52b) is connected to the load so that the power supply is electrically connected when forwardly connected and is nonconductive when the power supply is reversely connected. A protective element (52) electrically connected to the side terminal;
A boost voltage supply unit (53) electrically connected to the load side terminal so that a boost voltage higher than the voltage of the power source can be supplied to the load side terminal;
A voltage detector (56) electrically connected to the load side terminal so as to generate an output corresponding to the voltage of the load side terminal;
A determination unit (57) electrically connected to the voltage detection unit so as to determine whether or not there is a failure in the switching element based on the output of the voltage detection unit;
It has.

なお、上記及び特許請求の範囲欄における各手段に付された括弧付きの参照符号は、同手段と後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。   Reference numerals in parentheses attached to each means in the above and claims column indicate an example of a correspondence relationship between the means and specific means described in the embodiments described later.

本発明の一実施形態に係る逆接続保護回路の概略的な回路構成図である。1 is a schematic circuit configuration diagram of a reverse connection protection circuit according to an embodiment of the present invention. 図１に示され逆接続保護回路の動作概要を示すタイムチャートである。2 is a time chart showing an outline of operation of the reverse connection protection circuit shown in FIG. 1. 一変形例に係る逆接続保護回路の概略的な回路構成図である。It is a schematic circuit block diagram of the reverse connection protection circuit which concerns on one modification. 他の変形例に係る逆接続保護回路の概略的な回路構成図である。It is a schematic circuit block diagram of the reverse connection protection circuit which concerns on another modification. さらに他の変形例に係る逆接続保護回路の概略的な回路構成図である。It is a schematic circuit block diagram of the reverse connection protection circuit which concerns on another modification. さらに他の変形例に係る逆接続保護回路の概略的な回路構成図である。It is a schematic circuit block diagram of the reverse connection protection circuit which concerns on another modification. さらに他の変形例に係る逆接続保護回路の概略的な回路構成図である。It is a schematic circuit block diagram of the reverse connection protection circuit which concerns on another modification.

以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、実施形態に対して適用可能な各種の変更については、変形例として、一連の実施形態の説明の後に、まとめて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that various modifications applicable to the embodiment will be described collectively as a modified example after the description of the series of embodiments.

（負荷システムの概略構成）
図１を参照すると、負荷システム１は、電源２と、負荷側回路３と、制御回路４と、逆接続保護回路５とを備えている。負荷システム１は、直流電圧を出力する電源２からの電源供給を受けることで、電気負荷３１を駆動するように構成されている。本実施形態における負荷システム１は、車両に搭載された電動パーキングブレーキシステムであって、電動モータである電気負荷３１の回転駆動によってブレーキパッド押圧力を発生するように構成されている。 (Schematic configuration of load system)
Referring to FIG. 1, the load system 1 includes a power source 2, a load side circuit 3, a control circuit 4, and a reverse connection protection circuit 5. The load system 1 is configured to drive an electric load 31 by receiving power supply from a power supply 2 that outputs a DC voltage. The load system 1 in the present embodiment is an electric parking brake system mounted on a vehicle, and is configured to generate a brake pad pressing force by rotational driving of an electric load 31 that is an electric motor.

電源２は、車両に搭載されたバッテリであって、高電圧側端子（即ちプラス端子）と低電圧側端子（即ちマイナス端子）とを有している。順接続状態にて、電源２は、高電圧側端子が逆接続保護回路５を介して負荷側回路３に電気接続されるとともに、低電圧側端子が接地されるようになっている。電源２の出力電圧、即ち、高電圧側端子と低電圧側端子との間の電位差を、以下「バッテリ電圧Ｖbatt」と称する。   The power source 2 is a battery mounted on the vehicle and has a high voltage side terminal (ie, a plus terminal) and a low voltage side terminal (ie, a minus terminal). In the forward connection state, the power supply 2 is configured such that the high voltage side terminal is electrically connected to the load side circuit 3 via the reverse connection protection circuit 5 and the low voltage side terminal is grounded. The output voltage of the power supply 2, that is, the potential difference between the high voltage side terminal and the low voltage side terminal is hereinafter referred to as “battery voltage Vbatt”.

負荷側回路３は、電気負荷３１と、負荷駆動回路３２とを備えている。電気負荷３１は、負荷駆動回路３２によって駆動されるように、負荷駆動回路３２に電気接続されている。即ち、負荷駆動回路３２は、電源２から電気負荷３１への給電経路中に介在するように設けられている。   The load side circuit 3 includes an electric load 31 and a load driving circuit 32. The electric load 31 is electrically connected to the load driving circuit 32 so as to be driven by the load driving circuit 32. That is, the load driving circuit 32 is provided so as to be interposed in the power feeding path from the power source 2 to the electric load 31.

負荷駆動回路３２は、複数のパワースイッチング素子（例えばパワーＦＥＴ又はＩＧＢＴ）を有する公知のブリッジ回路である。即ち、負荷駆動回路３２は、制御回路４から受信した制御信号に基づいて各パワースイッチング素子のオンオフを切り換えることで、電気負荷３１の駆動を制御するように構成されている。ＩＧＢＴはInsulated Gate Bipolar Transistorの略である。制御回路４は、上記の制御信号を負荷駆動回路３２に送信するように、負荷駆動回路３２に電気接続されている。   The load driving circuit 32 is a known bridge circuit having a plurality of power switching elements (for example, power FETs or IGBTs). That is, the load driving circuit 32 is configured to control the driving of the electric load 31 by switching on / off of each power switching element based on the control signal received from the control circuit 4. IGBT is an abbreviation for Insulated Gate Bipolar Transistor. The control circuit 4 is electrically connected to the load drive circuit 32 so as to transmit the control signal to the load drive circuit 32.

（逆接続保護回路の構成）
逆接続保護回路５は、電源２から電気負荷３１への給電経路中にて、電源２と負荷駆動回路３２との間に介在するように設けられている。逆接続保護回路５は、負荷側回路３に対して電源２が逆接続された場合に、負荷側回路３を保護するように構成されている。以下、逆接続保護回路５の構成の詳細について、順接続状態を前提として説明する。 (Reverse connection protection circuit configuration)
The reverse connection protection circuit 5 is provided so as to be interposed between the power source 2 and the load driving circuit 32 in the power feeding path from the power source 2 to the electric load 31. The reverse connection protection circuit 5 is configured to protect the load side circuit 3 when the power source 2 is reversely connected to the load side circuit 3. Hereinafter, the details of the configuration of the reverse connection protection circuit 5 will be described on the assumption of the forward connection state.

電源２における高電圧側端子と負荷駆動回路３２との間の給電経路には、スイッチング素子５１が介装されている。即ち、スイッチング素子５１は、負荷駆動回路３２のハイサイドに設けられている。スイッチング素子５１は、電源側端子５１ａと、負荷側端子５１ｂと、制御端子５１ｃとを有している。   A switching element 51 is interposed in the power supply path between the high voltage side terminal of the power supply 2 and the load drive circuit 32. That is, the switching element 51 is provided on the high side of the load drive circuit 32. The switching element 51 has a power supply side terminal 51a, a load side terminal 51b, and a control terminal 51c.

電源側端子５１ａは、電源２における高電圧側端子に電気接続されるようになっている。負荷側端子５１ｂは、負荷駆動回路３２に電気接続されるようになっている。制御端子５１ｃは、電源側端子５１ａと負荷側端子５１ｂとの間の導通状態を制御するための制御入力端子である。即ち、スイッチング素子５１は、制御端子５１ｃにオン電圧が入力されることで、電源側端子５１ａと負荷側端子５１ｂとが導通するように構成されている。本実施形態においては、スイッチング素子５１はＮチャンネルＭＯＳＦＥＴであって、電源側端子５１ａはソース端子であり、負荷側端子５１ｂはドレイン端子であり、制御端子５１ｃはゲート端子である。ＭＯＳＦＥＴはMetal-Oxide-Semiconductor Field−effect Transistorの略である。   The power supply side terminal 51 a is electrically connected to a high voltage side terminal in the power supply 2. The load side terminal 51b is electrically connected to the load drive circuit 32. The control terminal 51c is a control input terminal for controlling a conduction state between the power supply side terminal 51a and the load side terminal 51b. That is, the switching element 51 is configured such that the power supply side terminal 51a and the load side terminal 51b are brought into conduction when an on-voltage is input to the control terminal 51c. In the present embodiment, the switching element 51 is an N-channel MOSFET, the power supply side terminal 51a is a source terminal, the load side terminal 51b is a drain terminal, and the control terminal 51c is a gate terminal. MOSFET is an abbreviation for Metal-Oxide-Semiconductor Field-effect Transistor.

電源２における高電圧側端子と負荷駆動回路３２との間には、スイッチング素子５１と保護素子５２とが並列接続されている。保護素子５２は、ダイオードであって、アノード５２ａ及びカソード５２ｂを有している。アノード５２ａは、整流方向における上流端側の端子であって、電源側端子５１ａに電気接続されている。カソード５２ｂは、整流方向における下流端側の端子であって、負荷側端子５１ｂに電気接続されている。即ち、保護素子５２は、電源２が順接続された場合は導通する一方で電源２が逆接続された場合は非導通となるように設けられている。   A switching element 51 and a protection element 52 are connected in parallel between the high voltage side terminal of the power supply 2 and the load driving circuit 32. The protection element 52 is a diode and includes an anode 52a and a cathode 52b. The anode 52a is a terminal on the upstream end side in the rectification direction, and is electrically connected to the power supply side terminal 51a. The cathode 52b is a terminal on the downstream end side in the rectification direction, and is electrically connected to the load side terminal 51b. In other words, the protection element 52 is provided so as to be conductive when the power supply 2 is connected in a forward direction while being nonconductive when the power supply 2 is reversely connected.

本実施形態においては、保護素子５２は、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴであるスイッチング素子５１における寄生ダイオードによって形成されている。即ち、スイッチング素子５１と保護素子５２とは、一体のＮチャンネルＭＯＳＦＥＴとして構成されている。   In the present embodiment, the protection element 52 is formed by a parasitic diode in the switching element 51 that is an N-channel MOSFET. That is, the switching element 51 and the protection element 52 are configured as an integrated N-channel MOSFET.

逆接続保護回路５は、スイッチング素子５１及び保護素子５２に加えて、昇圧回路５３と、電圧供給用負荷５４と、素子駆動部５５と、電圧検出部５６と、判定部５７とを備えている。   The reverse connection protection circuit 5 includes a booster circuit 53, a voltage supply load 54, an element drive unit 55, a voltage detection unit 56, and a determination unit 57 in addition to the switching element 51 and the protection element 52. .

昇圧電圧供給部としての昇圧回路５３は、バッテリ電圧Ｖbattよりも高電圧の昇圧電圧Ｖboostを負荷側端子５１ｂ及び素子駆動部５５に供給することができるように設けられている。なお、「昇圧電圧Ｖboostを負荷側端子５１ｂに供給する」とは、負荷側端子５１ｂと接地端との間に、昇圧電圧Ｖboostに相当する電位差を与えることをいう。   The booster circuit 53 as the boosted voltage supply unit is provided so as to supply a boosted voltage Vboost higher than the battery voltage Vbatt to the load side terminal 51b and the element driving unit 55. “Supplying the boosted voltage Vboost to the load-side terminal 51b” means giving a potential difference corresponding to the boosted voltage Vboost between the load-side terminal 51b and the ground terminal.

具体的には、本実施形態においては、昇圧回路５３は、入力側が電源２における高電圧側端子に電気接続されることで、バッテリ電圧Ｖbattを昇圧した昇圧電圧Ｖboostを発生するように構成されている。昇圧回路５３における出力側は、電圧供給用負荷５４を介して、負荷側端子５１ｂに電気接続されている。本実施形態においては、電圧供給用負荷５４は、スイッチング素子５１のオフ時に、負荷側端子５１ｂにおける電圧（以下「下流電圧ＶＤ」と称する）を昇圧電圧Ｖboostにプルアップすることができるように構成されている。具体的には、電圧供給用負荷５４としては、例えば、抵抗素子等を用いることが可能である。また、昇圧回路５３における出力側は、素子駆動部５５に電気接続されている。   Specifically, in the present embodiment, the booster circuit 53 is configured to generate a boosted voltage Vboost obtained by boosting the battery voltage Vbatt by electrically connecting the input side to the high voltage side terminal of the power supply 2. Yes. The output side of the booster circuit 53 is electrically connected to the load side terminal 51 b via the voltage supply load 54. In the present embodiment, the voltage supply load 54 is configured to be able to pull up the voltage at the load side terminal 51b (hereinafter referred to as “downstream voltage VD”) to the boost voltage Vboost when the switching element 51 is turned off. Has been. Specifically, as the voltage supply load 54, for example, a resistance element or the like can be used. The output side of the booster circuit 53 is electrically connected to the element drive unit 55.

素子駆動部５５は、オン電圧としての昇圧電圧Ｖboostを制御端子５１ｃに入力することで電源側端子５１ａと負荷側端子５１ｂとの間を導通させるように、制御端子５１ｃに電気接続されている。   The element driving unit 55 is electrically connected to the control terminal 51c so that the boosted voltage Vboost as an ON voltage is input to the control terminal 51c so that the power supply side terminal 51a and the load side terminal 51b are electrically connected.

電圧検出部５６と、判定部５７とは、同一のＩＣ上に形成されている。電圧検出部５６は、下流電圧ＶＤに対応する出力を発生するように、負荷側端子５１ｂに電気接続されている。   The voltage detection unit 56 and the determination unit 57 are formed on the same IC. The voltage detection unit 56 is electrically connected to the load side terminal 51b so as to generate an output corresponding to the downstream voltage VD.

判定部５７は、下流電圧ＶＤに対応する電圧検出部５６の出力に基づいて、逆接続保護回路５における異常の有無を判定するように、電圧検出部５６に電気接続されている。判定部５７によって判定される、逆接続保護回路５における異常には、スイッチング素子５１における故障と、昇圧電圧Ｖboostの低下異常とが含まれる。   The determination unit 57 is electrically connected to the voltage detection unit 56 so as to determine whether there is an abnormality in the reverse connection protection circuit 5 based on the output of the voltage detection unit 56 corresponding to the downstream voltage VD. The abnormality in the reverse connection protection circuit 5 determined by the determination unit 57 includes a failure in the switching element 51 and a decrease abnormality in the boost voltage Vboost.

上記の通り、本実施形態の逆接続保護回路５においては、スイッチング素子５１は、電源２と負荷駆動回路３２との間に他の電路開閉用素子が介在しない形態で、電源２と負荷駆動回路３２との間に設けられている。電路開閉用素子とは、電源２から電気負荷３１への給電経路を開閉するための素子であって、例えば、トランジスタ素子、リレー、等である。   As described above, in the reverse connection protection circuit 5 of the present embodiment, the switching element 51 has a configuration in which no other circuit switching element is interposed between the power source 2 and the load driving circuit 32, and the power source 2 and the load driving circuit. 32. The electric circuit opening / closing element is an element for opening and closing a power feeding path from the power source 2 to the electric load 31, and is, for example, a transistor element, a relay, or the like.

（効果）
以下、本実施形態の逆接続保護回路５の動作と、本実施形態の構成により奏される効果について、図１及び図２を参照しつつ説明する。なお、以下の動作説明においては、図１に示されているように、電源２が順接続されていることを前提とする。また、図２のタイムチャートにおいて、「ＳＷ」は、スイッチング素子５１のオン／オフ制御状態を示し、「ＯＮ」は制御端子５１ｃにオン電圧が入力されていることを示し、「ＯＦＦ」は制御端子５１ｃにオン電圧が入力されていないことを示す。 (effect)
Hereinafter, the operation of the reverse connection protection circuit 5 of the present embodiment and the effects produced by the configuration of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. In the following description of the operation, it is assumed that the power supply 2 is connected in order as shown in FIG. In the time chart of FIG. 2, “SW” indicates the ON / OFF control state of the switching element 51, “ON” indicates that the ON voltage is input to the control terminal 51c, and “OFF” indicates the control. This indicates that no ON voltage is input to the terminal 51c.

最初に、スイッチング素子５１が正常である場合の動作について説明する。スイッチング素子５１の制御状態がオフであって、制御端子５１ｃにオン電圧が入力されていない状態では、保護素子５２に逆バイアスが与えられ、負荷側端子５１ｂの電圧（即ちドレイン電圧）が昇圧電圧Ｖboostに持ち上がる。一方、スイッチング素子５１の制御状態がオンであって、制御端子５１ｃにオン電圧が入力されている状態では、電源側端子５１ａと負荷側端子５１ｂとの導通により、負荷側端子５１ｂの電圧がバッテリ電圧Ｖbattとなる。   First, an operation when the switching element 51 is normal will be described. When the control state of the switching element 51 is off and no on-voltage is input to the control terminal 51c, a reverse bias is applied to the protection element 52, and the voltage at the load side terminal 51b (that is, the drain voltage) is increased. Lift up to Vboost. On the other hand, when the control state of the switching element 51 is on and the on-voltage is input to the control terminal 51c, the voltage of the load-side terminal 51b is changed to the battery by conduction between the power-side terminal 51a and the load-side terminal 51b. The voltage becomes Vbatt.

これに対し、スイッチング素子５１が開放故障した場合、制御端子５１ｃにオン電圧が入力されても、負荷側端子５１ｂの電圧は昇圧電圧Ｖboostのままであり、昇圧電圧Ｖboostからバッテリ電圧Ｖbattへの電圧降下は発生しない。一方、スイッチング素子５１が短絡故障した場合、制御端子５１ｃにオン電圧が入力される前から、負荷側端子５１ｂの電圧がバッテリ電圧Ｖbattとなる。   On the other hand, when the switching element 51 has an open failure, the voltage at the load side terminal 51b remains the boosted voltage Vboost even when the on-voltage is input to the control terminal 51c, and the voltage from the boosted voltage Vboost to the battery voltage Vbatt. There will be no descent. On the other hand, when the switching element 51 is short-circuited, the voltage at the load-side terminal 51b becomes the battery voltage Vbatt before the on-voltage is input to the control terminal 51c.

上記の通り、本実施形態の構成においては、電圧検出部５６は、負荷側端子５１ｂの電圧、即ち、負荷側端子５１ｂと接地端との電位差をモニターする。また、本実施形態の構成においては、判定部５７は、電圧検出部５６による負荷側端子５１ｂの電圧のモニター結果に基づいて、スイッチング素子５１における故障の有無を判定する。   As described above, in the configuration of the present embodiment, the voltage detection unit 56 monitors the voltage of the load side terminal 51b, that is, the potential difference between the load side terminal 51b and the ground terminal. In the configuration of the present embodiment, the determination unit 57 determines the presence or absence of a failure in the switching element 51 based on the monitoring result of the voltage of the load side terminal 51 b by the voltage detection unit 56.

ところで、上記の通り、特許文献１に記載の構成においては、逆接続保護用ＦＥＴにおける故障の有無を判定するために、逆接続保護用ＦＥＴの他に、電路開閉用ＦＥＴを設ける必要があった。これに対し、本実施形態の構成においては、電源２と負荷駆動回路３２との間に、スイッチング素子５１以外の電路開閉用素子が介在しなくても、スイッチング素子５１における故障の有無を判定することができる。したがって、本実施形態によれば、逆接続保護回路５の回路面積増大を抑制しつつ、スイッチング素子５１における故障の有無を判定することが可能となる。   Incidentally, as described above, in the configuration described in Patent Document 1, it is necessary to provide an electric circuit switching FET in addition to the reverse connection protection FET in order to determine whether or not there is a failure in the reverse connection protection FET. . On the other hand, in the configuration of the present embodiment, the presence or absence of a failure in the switching element 51 is determined even if there is no electric circuit switching element other than the switching element 51 between the power source 2 and the load drive circuit 32. be able to. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to determine whether or not there is a failure in the switching element 51 while suppressing an increase in the circuit area of the reverse connection protection circuit 5.

また、従来の、電路開閉用ＦＥＴを設けずに逆接続保護用ＦＥＴにおける故障判定を行う構成（例えば特開２０１２−６５４０５号公報等参照）においては、故障判定に用いるドレイン−ソース間の電圧変化は、０．７〜１．４Ｖ程度という小さなものである。故に、従来のこの種の故障判定においては、高い電圧検出精度が要求されていた。   Further, in a conventional configuration in which failure determination is performed in a reverse connection protection FET without providing an electric circuit switching FET (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-65405), a voltage change between a drain and a source used for failure determination Is as small as about 0.7 to 1.4V. Therefore, in this type of conventional failure determination, high voltage detection accuracy is required.

これに対し、本実施形態の構成においては、スイッチング素子５１における故障判定は、バッテリ電圧Ｖbattと昇圧電圧Ｖboostとの間の電圧変化に基づいて行われる。かかる電圧変化は、従来のものよりも、はるかに大きなものとなる。したがって、本実施形態によれば、スイッチング素子５１における故障を、電路開閉用ＦＥＴを用いず、且つ従来よりも良好な精度で検知することができる。   On the other hand, in the configuration of the present embodiment, the failure determination in the switching element 51 is performed based on a voltage change between the battery voltage Vbatt and the boosted voltage Vboost. Such a voltage change is much larger than the conventional one. Therefore, according to the present embodiment, a failure in the switching element 51 can be detected with better accuracy than in the past without using an electric circuit switching FET.

本実施形態においては、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴによって構成されたスイッチング素子５１は、負荷駆動回路３２のハイサイドに設けられている。このため、スイッチング素子５１を駆動するためには、電源２に電気接続されたソース端子である電源側端子５１ａよりも昇圧された昇圧電圧Ｖboostが必要となる。   In the present embodiment, the switching element 51 configured by an N-channel MOSFET is provided on the high side of the load drive circuit 32. For this reason, in order to drive the switching element 51, a boosted voltage Vboost boosted from the power supply side terminal 51a which is a source terminal electrically connected to the power supply 2 is required.

この点、本実施形態においては、昇圧電圧Ｖboostを出力する昇圧回路５３は、制御端子５１ｃに電気接続されるとともに、電圧供給用負荷５４を介して負荷側端子５１ｂに電気接続される。即ち、本実施形態の構成は、昇圧電圧Ｖboostを出力する一つの昇圧回路５３を、スイッチング素子５１の駆動用に加えて、スイッチング素子５１における故障判定用にも利用している。したがって、かかる構成によれば、電源２と負荷駆動回路３２との間にスイッチング素子５１以外の電路開閉用素子が介在しなくてもスイッチング素子５１における故障判定が可能な逆接続保護回路５を、より簡略な回路構成で実現することが可能となる。   In this regard, in the present embodiment, the booster circuit 53 that outputs the boosted voltage Vboost is electrically connected to the control terminal 51 c and is also electrically connected to the load side terminal 51 b via the voltage supply load 54. That is, the configuration of the present embodiment uses one booster circuit 53 that outputs the boosted voltage Vboost, not only for driving the switching element 51 but also for determining a failure in the switching element 51. Therefore, according to such a configuration, the reverse connection protection circuit 5 capable of determining a failure in the switching element 51 without an electric circuit switching element other than the switching element 51 between the power source 2 and the load driving circuit 32. It can be realized with a simpler circuit configuration.

負荷駆動回路３２のハイサイドに設けられたスイッチング素子５１のゲート電圧に相当する昇圧電圧Ｖboostが低下すると、スイッチング素子５１を正常にオンすることができなくなるおそれがあり、場合によってはスイッチング素子５１の故障が発生し得る。この点、本実施形態の構成においては、電圧検出部５６は、昇圧電圧Ｖboostをモニターすることができる。したがって、かかる構成によれば、一つの電圧検出部５６を用いて、スイッチング素子５１における故障判定と、昇圧電圧Ｖboostの低下異常判定とを行うことが可能となる。   When the boosted voltage Vboost corresponding to the gate voltage of the switching element 51 provided on the high side of the load driving circuit 32 is lowered, the switching element 51 may not be normally turned on. Failure can occur. In this regard, in the configuration of the present embodiment, the voltage detection unit 56 can monitor the boosted voltage Vboost. Therefore, according to such a configuration, it is possible to perform a failure determination in the switching element 51 and a decrease abnormality determination of the boost voltage Vboost by using one voltage detection unit 56.

（変形例）
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。故に、上記実施形態に対しては、適宜変更が可能である。以下、代表的な変形例について説明する。以下の変形例の説明においては、上記実施形態と異なる部分についてのみ説明する。また、上記実施形態と変形例とにおいて、互いに同一又は均等である部分には、同一符号が付されている。したがって、以下の変形例の説明において、上記実施形態と同一の符号を有する構成要素に関しては、技術的矛盾又は特段の追加説明なき限り、上記実施形態における説明が適宜援用され得る。 (Modification)
The present invention is not limited to the above embodiment. Therefore, it can change suitably with respect to the said embodiment. Hereinafter, typical modifications will be described. In the following description of the modified example, only the parts different from the above embodiment will be described. Moreover, in the said embodiment and modification, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is mutually the same or equivalent. Therefore, in the following description of the modified example, regarding the components having the same reference numerals as those in the above embodiment, the description in the above embodiment can be appropriately incorporated unless there is a technical contradiction or special additional explanation.

本発明の適用対象は、車両に搭載された電動パーキングブレーキシステムに限定されない。即ち、例えば、本発明は、電動パワーステアリング装置、シートベルト装置、等の車載装置における電源供給回路に対して、好適に適用され得る。また、本発明の適用対象は、車載装置に限定されない。   The application target of the present invention is not limited to the electric parking brake system mounted on the vehicle. That is, for example, the present invention can be suitably applied to a power supply circuit in an in-vehicle device such as an electric power steering device or a seat belt device. Further, the application target of the present invention is not limited to the in-vehicle device.

本発明は、上記実施形態にて示された具体的な装置構成に限定されない。例えば、電源２は、バッテリに限定されない。即ち、例えば、電源２は、交流を直流に変換する回路を有していてもよい。あるいは、電源２は、直流電圧を昇圧又は降圧する回路を有していてもよい。また、電気負荷３１は、モータに限定されない。   The present invention is not limited to the specific apparatus configuration shown in the above embodiment. For example, the power supply 2 is not limited to a battery. That is, for example, the power supply 2 may have a circuit that converts alternating current into direct current. Alternatively, the power source 2 may have a circuit that boosts or lowers the DC voltage. Moreover, the electrical load 31 is not limited to a motor.

スイッチング素子５１は、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴに限定されない。即ち、例えば、スイッチング素子５１は、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴであってもよい。この場合、図１における回路構成、及び図２における電圧状態も、適宜変容される。また、スイッチング素子５１として、ＭＯＳＦＥＴ以外の構成のトランジスタが用いられ得る。また、スイッチング素子５１として、トランジスタ以外の回路素子が用いられ得る。   Switching element 51 is not limited to an N-channel MOSFET. That is, for example, the switching element 51 may be a P-channel MOSFET. In this case, the circuit configuration in FIG. 1 and the voltage state in FIG. 2 are also appropriately changed. Further, as the switching element 51, a transistor having a configuration other than the MOSFET can be used. Further, as the switching element 51, a circuit element other than a transistor can be used.

昇圧回路５３は、判定部５７と同一のＩＣ上に形成され得る。あるいは、昇圧回路５３は、負荷駆動回路３２内に設けられる。即ち、昇圧電圧Ｖboostは、負荷駆動回路３２から供給され得る。あるいは、昇圧電圧Ｖboostは、負荷駆動回路３２及び昇圧回路５３とは異なる電圧出力回路から供給され得る。   The booster circuit 53 can be formed on the same IC as the determination unit 57. Alternatively, the booster circuit 53 is provided in the load drive circuit 32. That is, the boosted voltage Vboost can be supplied from the load driving circuit 32. Alternatively, the boosted voltage Vboost can be supplied from a voltage output circuit different from the load drive circuit 32 and the booster circuit 53.

例えば、電圧供給用負荷５４として抵抗素子を用いることで、図１に示された逆接続保護回路５の回路構成が簡略化され得る。しかしながら、電圧供給用負荷５４は、抵抗素子に限定されない。また、電圧供給用負荷５４は、抵抗素子等の、スイッチング素子５１のオフ時に下流電圧ＶＤを昇圧電圧Ｖboostにプルアップするように構成された回路又は回路素子に限定されない。   For example, the circuit configuration of the reverse connection protection circuit 5 shown in FIG. 1 can be simplified by using a resistance element as the voltage supply load 54. However, the voltage supply load 54 is not limited to a resistance element. The voltage supply load 54 is not limited to a circuit or a circuit element such as a resistance element configured to pull up the downstream voltage VD to the boost voltage Vboost when the switching element 51 is turned off.

即ち、例えば、電圧供給用負荷５４として、電流源、定電圧源、等の負荷回路を用いることが可能である。この場合、プルアップされた下流電圧ＶＤは、バッテリ電圧Ｖbattよりも高電圧ではあるが、昇圧回路５３からの出力電圧Ｖboostよりは低電圧となり得る。但し、この電圧は、バッテリ電圧Ｖbattよりも高電圧であるため、昇圧電圧Ｖboost2と称され得る。この場合であっても、上記実施形態と同様の効果が奏され得る。   That is, for example, a load circuit such as a current source or a constant voltage source can be used as the voltage supply load 54. In this case, the pulled-down downstream voltage VD is higher than the battery voltage Vbatt but can be lower than the output voltage Vboost from the booster circuit 53. However, since this voltage is higher than the battery voltage Vbatt, it can be referred to as a boosted voltage Vboost2. Even in this case, the same effect as the above embodiment can be obtained.

制御回路４と判定部５７とは、同一のＩＣ上に形成され得る。あるいは、制御回路４と、電圧検出部５６と、判定部５７とは、それぞれ別々のＩＣ上に形成され得る。   The control circuit 4 and the determination unit 57 can be formed on the same IC. Alternatively, the control circuit 4, the voltage detection unit 56, and the determination unit 57 may be formed on separate ICs.

負荷側端子５１ｂに電気接続された電圧検出部５６に加えて、電源側端子５１ａに電気接続された追加の電圧検出部が設けられていてもよい。この追加の電圧検出部は、電源側端子５１ａにおける電圧（以下「上流電圧」と称する）に対応する出力を発生する。この場合、判定部５７は、電圧検出部５６によって検出された下流電圧ＶＤと、追加の電圧検出部によって検出された上流電圧とに基づいて、逆接続保護回路５における異常の有無の判定を行ってもよい。   In addition to the voltage detection unit 56 electrically connected to the load side terminal 51b, an additional voltage detection unit electrically connected to the power supply side terminal 51a may be provided. This additional voltage detector generates an output corresponding to the voltage at the power supply side terminal 51a (hereinafter referred to as “upstream voltage”). In this case, the determination unit 57 determines whether there is an abnormality in the reverse connection protection circuit 5 based on the downstream voltage VD detected by the voltage detection unit 56 and the upstream voltage detected by the additional voltage detection unit. May be.

図３は、かかる変形例に対応する回路構成を示す。図３に示されているように、電源２と電源側端子５１ａとの間の給電経路には、上記の追加の電圧検出部である電源側検出部５８が電気接続されている。電源側検出部５８は、電源側端子５１ａの電圧に対応する出力を発生するように構成されている。また、電源側検出部５８は、出力を判定部５７に入力するように、判定部５７に電気接続されている。   FIG. 3 shows a circuit configuration corresponding to such a modification. As shown in FIG. 3, the power supply side detection unit 58, which is the additional voltage detection unit, is electrically connected to the power supply path between the power supply 2 and the power supply side terminal 51 a. The power supply side detection unit 58 is configured to generate an output corresponding to the voltage of the power supply side terminal 51a. The power supply side detection unit 58 is electrically connected to the determination unit 57 so that the output is input to the determination unit 57.

かかる構成においては、判定部５７は、電圧検出部５６及び電源側検出部５８の出力に基づいて、スイッチング素子５１及び昇圧回路５３における故障の有無を判定する。具体的には、差分電圧ΔＶを用いて、上記の故障判定動作が行われ得る。差分電圧ΔＶは、電源側検出部５８による電圧検出値である上流電圧ＶＵと、電圧検出部５６による電圧検出値である下流電圧ＶＤとの差分である。   In such a configuration, the determination unit 57 determines whether or not there is a failure in the switching element 51 and the booster circuit 53 based on the outputs of the voltage detection unit 56 and the power supply side detection unit 58. Specifically, the above-described failure determination operation can be performed using the differential voltage ΔV. The differential voltage ΔV is a difference between the upstream voltage VU that is a voltage detection value by the power supply side detection unit 58 and the downstream voltage VD that is a voltage detection value by the voltage detection unit 56.

即ち、ΔＶ＝ＶＵ−ＶＤとすると、スイッチング素子５１が正常である場合、スイッチング素子５１の制御状態がオフであって、制御端子５１ｃにオン電圧が入力されていない状態では、差分電圧ΔＶは所定の閾値電圧ΔＶth以上となる。一方、スイッチング素子５１の制御状態がオンであって、制御端子５１ｃにオン電圧が入力されている状態では、電源側端子５１ａと負荷側端子５１ｂとの導通により、差分電圧ΔＶは閾値電圧ΔＶth未満となる。   That is, when ΔV = VU−VD, when the switching element 51 is normal, the control voltage of the switching element 51 is off, and the on-voltage is not input to the control terminal 51c, the differential voltage ΔV is predetermined. The threshold voltage ΔVth or higher. On the other hand, when the control state of the switching element 51 is ON and the ON voltage is input to the control terminal 51c, the differential voltage ΔV is less than the threshold voltage ΔVth due to the conduction between the power supply side terminal 51a and the load side terminal 51b. It becomes.

これに対し、スイッチング素子５１が開放故障した場合、スイッチング素子５１の制御状態がオフであってもオンであっても、差分電圧ΔＶは閾値電圧ΔＶth以上となる。一方、スイッチング素子５１が短絡故障した場合、スイッチング素子５１の制御状態がオフであってもオンであっても、差分電圧ΔＶは閾値電圧ΔＶth未満となる。   On the other hand, when the switching element 51 has an open failure, the difference voltage ΔV is equal to or higher than the threshold voltage ΔVth regardless of whether the switching element 51 is in the off state or on. On the other hand, when the switching element 51 is short-circuited, the difference voltage ΔV is less than the threshold voltage ΔVth regardless of whether the switching element 51 is in the off state or the on state.

かかる構成においては、電源２の個体差あるいは充電状態等によりバッテリ電圧Ｖbattが変動し、これに伴って昇圧電圧Ｖboostが変動しても、故障判定閾値を調整する必要がない。したがって、かかる構成によれば、バッテリ電圧Ｖbattの変動にかかわらず、良好な故障判定動作が実現され得る。   In such a configuration, even if the battery voltage Vbatt fluctuates due to individual differences in the power supply 2 or the state of charge, and the boosted voltage Vboost varies accordingly, it is not necessary to adjust the failure determination threshold. Therefore, according to such a configuration, a good failure determination operation can be realized regardless of the fluctuation of the battery voltage Vbatt.

図４に示されているように、昇圧電圧Ｖboostをモニターするための電圧検出部である昇圧側検出部５９が設けられていてもよい。即ち、昇圧側検出部５９は、昇圧回路５３の出力電圧に対応する出力を発生するように、昇圧回路５３における出力側、即ち昇圧回路５３と電圧供給用負荷５４との間の給電経路に電気接続されている。なお、図４の構成において、図３に示された電源側検出部５８が設けられていてもよい。   As shown in FIG. 4, a boost side detection unit 59 that is a voltage detection unit for monitoring the boost voltage Vboost may be provided. That is, the boost side detection unit 59 is electrically connected to the output side of the boost circuit 53, that is, the power supply path between the boost circuit 53 and the voltage supply load 54 so as to generate an output corresponding to the output voltage of the boost circuit 53. It is connected. In the configuration of FIG. 4, the power supply side detection unit 58 shown in FIG. 3 may be provided.

かかる構成によれば、判定部５７は、昇圧側検出部５９の出力、即ち、昇圧側検出部５９による電圧検出値である昇圧出力電圧ＶＢに基づいて、昇圧電圧Ｖboostの異常の有無を判定する。具体的には、例えば、判定部５７は、昇圧出力電圧ＶＢがバッテリ電圧Ｖbattよりも所定電圧以上高電圧であるか否かによって、昇圧電圧Ｖboostの異常の有無を判定する。したがって、かかる構成によれば、昇圧電圧Ｖboostの異常の有無、即ち、昇圧回路５３の故障の発生の有無が、良好に判定され得る。   According to such a configuration, the determination unit 57 determines whether or not there is an abnormality in the boost voltage Vboost based on the output of the boost side detection unit 59, that is, the boost output voltage VB that is a voltage detection value by the boost side detection unit 59. . Specifically, for example, the determination unit 57 determines whether or not the boosted voltage Vboost is abnormal depending on whether or not the boosted output voltage VB is higher than the battery voltage Vbatt by a predetermined voltage or more. Therefore, according to such a configuration, it is possible to satisfactorily determine whether or not the boosted voltage Vboost is abnormal, that is, whether or not the booster circuit 53 has failed.

図５に示されているように、素子駆動部５５を省略する一方で、昇圧回路５３における出力側を、スイッチング素子５１における制御端子５１ｃに電気接続することも可能である。即ち、昇圧回路５３は、昇圧電圧Ｖboostを制御端子５１ｃに供給するように、制御端子５１ｃに電気接続され得る。なお、この場合、昇圧回路５３における出力側とスイッチング素子５１における制御端子５１ｃとの間には、ゲート抵抗が設けられていてもよいし、ゲート抵抗が設けられていなくてもよい。   As shown in FIG. 5, it is possible to omit the element driving unit 55 and to electrically connect the output side of the booster circuit 53 to the control terminal 51 c of the switching element 51. That is, the booster circuit 53 can be electrically connected to the control terminal 51c so as to supply the boosted voltage Vboost to the control terminal 51c. In this case, a gate resistance may or may not be provided between the output side of the booster circuit 53 and the control terminal 51c of the switching element 51.

かかる構成においては、負荷システム１の電源投入中は、制御端子５１ｃには、昇圧電圧Ｖboostが常時印加される。このため、負荷システム１の電源投入中は、スイッチング素子５１は常時オンとなる。したがって、スイッチング素子５１が正常である場合、下流電圧ＶＤはバッテリ電圧Ｖbattとなる。これに対し、スイッチング素子５１が開放故障した場合、下流電圧ＶＤはバッテリ電圧Ｖbattから昇圧電圧Ｖboostに持ち上げられた状態となる。したがって、判定部５７は、電圧検出部５６の出力に対応する下流電圧ＶＤをモニターすることで、スイッチング素子５１における開放故障の有無を良好に検知することが可能である。   In such a configuration, while the load system 1 is powered on, the boosted voltage Vboost is constantly applied to the control terminal 51c. For this reason, while the load system 1 is powered on, the switching element 51 is always on. Therefore, when the switching element 51 is normal, the downstream voltage VD becomes the battery voltage Vbatt. On the other hand, when the switching element 51 has an open failure, the downstream voltage VD is raised from the battery voltage Vbatt to the boost voltage Vboost. Therefore, the determination unit 57 can satisfactorily detect the presence or absence of an open failure in the switching element 51 by monitoring the downstream voltage VD corresponding to the output of the voltage detection unit 56.

かかる構成によれば、素子駆動部５５が省略されることで、逆接続保護回路５における回路面積が削減され得る。また、スイッチング素子５１をハイサイド駆動するための昇圧回路５３とは異なる他の電源回路、例えば、負荷システム１の外部に設けられた他目的の電源回路等を、昇圧電圧Ｖboostの供給源として用いることが可能である。   According to such a configuration, the circuit area in the reverse connection protection circuit 5 can be reduced by omitting the element driving unit 55. Further, another power supply circuit different from the booster circuit 53 for driving the switching element 51 on the high side, for example, another power supply circuit provided outside the load system 1 is used as a supply source of the boosted voltage Vboost. It is possible.

図５に示された回路構成において、昇圧回路５３又は電圧供給用負荷５４にて故障が発生する場合があり得る。かかる故障を「昇圧電圧供給部の故障」と称する。かかる昇圧電圧供給部の故障が発生した場合、スイッチング素子５１における負荷側端子５１ｂに昇圧電圧Ｖboostを供給できなくなることで、スイッチング素子５１における開放故障の有無を検知することができなくなる。そこで、図６に示されているように、昇圧側検出部５９を用いて昇圧電圧Ｖboostの異常の有無を判定する構成が設けられ得る。   In the circuit configuration shown in FIG. 5, a failure may occur in the booster circuit 53 or the voltage supply load 54. Such failure is referred to as “failure of the boost voltage supply unit”. When such a failure of the boosted voltage supply unit occurs, the boosted voltage Vboost cannot be supplied to the load side terminal 51b of the switching element 51, so that it is impossible to detect the presence or absence of an open fault in the switching element 51. Therefore, as shown in FIG. 6, a configuration may be provided in which the boost side detection unit 59 is used to determine whether the boost voltage Vboost is abnormal.

図６に示された回路構成においては、スイッチング素子５１が正常である場合、下流電圧ＶＤはバッテリ電圧Ｖbatt相当となり、昇圧出力電圧ＶＢは昇圧電圧Ｖboost相当となる。これに対し、スイッチング素子５１が開放故障した場合、下流電圧ＶＤ及び昇圧出力電圧ＶＢの双方が昇圧電圧Ｖboost相当となる。   In the circuit configuration shown in FIG. 6, when the switching element 51 is normal, the downstream voltage VD corresponds to the battery voltage Vbatt, and the boosted output voltage VB corresponds to the boosted voltage Vboost. On the other hand, when the switching element 51 has an open failure, both the downstream voltage VD and the boosted output voltage VB correspond to the boosted voltage Vboost.

一方、昇圧電圧供給部の故障の場合、下流電圧ＶＤは、バッテリ電圧Ｖbatt相当となる。これに対し、昇圧出力電圧ＶＢは、昇圧電圧Ｖboost相当とはならず、昇圧電圧Ｖboostが目標値よりも所定程度低くなる。したがって、かかる構成によれば、下流電圧ＶＤに基づいて開放故障を判定することができるとともに、昇圧出力電圧ＶＢに基づいて昇圧電圧供給部の故障を判定することができる。   On the other hand, in the case of a failure of the boost voltage supply unit, the downstream voltage VD is equivalent to the battery voltage Vbatt. On the other hand, the boosted output voltage VB does not correspond to the boosted voltage Vboost, and the boosted voltage Vboost is lower than the target value by a predetermined amount. Therefore, according to this configuration, it is possible to determine an open failure based on the downstream voltage VD, and it is possible to determine a failure of the boost voltage supply unit based on the boost output voltage VB.

また、図６に示されているように、電圧供給用負荷５４の冗長化、即ち、複数の電圧供給用負荷５４を並列に設けることが可能である。かかる構成によれば、仮に複数の電圧供給用負荷５４のうちの１つが故障しても、他の正常な電圧供給用負荷５４を用いることで、故障判定が良好に行われ得る。   Further, as shown in FIG. 6, the voltage supply load 54 can be made redundant, that is, a plurality of voltage supply loads 54 can be provided in parallel. According to such a configuration, even if one of the plurality of voltage supply loads 54 fails, the failure determination can be performed well by using another normal voltage supply load 54.

なお、電圧供給用負荷５４の冗長化は、図５及び図６とは異なる他の回路構成（例えば図１等）においてもなされ得る。   The redundancy of the voltage supply load 54 can also be achieved in other circuit configurations (for example, FIG. 1 and the like) different from those in FIGS.

故障判定動作は、負荷システム１の電源投入直後、即ち、例えば、車両のイグニッションスイッチがオンされた直後に行われ得る。また、故障判定動作は、負荷システム１の電源投入中における任意のタイミングで適宜行われ得る。この場合、故障判定動作は、スイッチング素子５１のスイッチング状態がオフ状態からオン状態に推移するオン時に行われ得る。あるいは、故障判定動作は、スイッチング素子５１のスイッチング状態がオン状態からオフ状態に推移するオフ時に行われ得る。   The failure determination operation can be performed immediately after the load system 1 is turned on, that is, immediately after the ignition switch of the vehicle is turned on, for example. Further, the failure determination operation can be appropriately performed at an arbitrary timing while the load system 1 is powered on. In this case, the failure determination operation can be performed when the switching state of the switching element 51 is turned on from the off state to the on state. Alternatively, the failure determination operation can be performed at the time when the switching state of the switching element 51 is turned off from the on state to the off state.

故障判定動作により、スイッチング素子５１あるいは昇圧回路５３の故障が一旦判定された場合、即座に電気負荷３１の駆動が停止されてもよいし、故障判定動作が所定回数リトライされてもよい。   When a failure of the switching element 51 or the booster circuit 53 is once determined by the failure determination operation, the driving of the electric load 31 may be stopped immediately, or the failure determination operation may be retried a predetermined number of times.

負荷システム１には、複数の負荷側回路３が、並列に設けられ得る。即ち、逆接続保護回路５は、電源２と複数の負荷側回路３との間に設けられ得る。この場合、図７に示されているように、スイッチング素子５１における負荷側端子５１ｂには、複数の負荷側回路３が、並列に接続され得る。なお、負荷側回路３の並列接続個数は、図７に示されている２個に限定されず、３個以上であってもよい。   The load system 1 may be provided with a plurality of load side circuits 3 in parallel. That is, the reverse connection protection circuit 5 can be provided between the power supply 2 and the plurality of load side circuits 3. In this case, as shown in FIG. 7, a plurality of load-side circuits 3 can be connected in parallel to the load-side terminal 51 b in the switching element 51. Note that the number of load-side circuits 3 connected in parallel is not limited to two as shown in FIG. 7, and may be three or more.

例えば、図７に示されている２個の負荷側回路３のうち、一方が電動パーキングブレーキシステムであって、他方がＥＳＣシステムである場合があり得る。ＥＳＣはElectronic Stability Controlの略である。これら２個の負荷側回路３は、同時には駆動されない。   For example, one of the two load side circuits 3 shown in FIG. 7 may be an electric parking brake system and the other may be an ESC system. ESC stands for Electronic Stability Control. These two load side circuits 3 are not driven simultaneously.

このため、これら２個の負荷側回路３について、逆接続保護回路５を共通化しても、素子あるいは回路の体格が不用意に大きくなることは回避され得る。具体的には、これら２個の負荷側回路３のうちの、負荷電流が大きいもの、即ち上記の例では電動パーキングブレーキシステムに対応して、逆接続保護回路５が設計される。これにより、これら２個の負荷側回路３について、逆接続保護回路５が良好に共通化される。   For this reason, even if the reverse connection protection circuit 5 is used in common for these two load side circuits 3, it is possible to avoid an inadvertent increase in the size of the element or circuit. Specifically, the reverse connection protection circuit 5 is designed to correspond to the one of the two load side circuits 3 having a large load current, that is, the electric parking brake system in the above example. As a result, the reverse connection protection circuit 5 can be commonly used for the two load side circuits 3.

負荷側回路３の並列接続個数が３個以上である場合も、同様に、最も負荷電流が大きい１つの負荷側回路３に対応して、逆接続保護回路５が設計される。これにより、３個以上の負荷側回路３について、逆接続保護回路５が良好に共通化される。   Similarly, when the number of load-side circuits 3 connected in parallel is three or more, the reverse connection protection circuit 5 is designed corresponding to one load-side circuit 3 having the largest load current. As a result, the reverse connection protection circuit 5 is shared well for the three or more load side circuits 3.

なお、図３〜図６の構成においても、同様に、複数の負荷側回路３が、逆接続保護回路５に対して並列に接続され得る。   3 to 6, similarly, a plurality of load-side circuits 3 can be connected in parallel to the reverse connection protection circuit 5.

変形例も、上記の例示に限定されない。また、複数の変形例が、互いに組み合わされ得る。更に、上記実施形態の全部又は一部と、変形例の全部又は一部とが、互いに組み合わされ得る。   The modification is not limited to the above example. A plurality of modifications may be combined with each other. Furthermore, all or a part of the above-described embodiment and all or a part of the modified examples can be combined with each other.

１ 負荷システム ２ 電源
３ 負荷側回路 ３１ 電気負荷
３２ 負荷駆動回路 ４ 制御回路
５ 逆接続保護回路 ５１ スイッチング素子
５１ａ 電源側端子 ５１ｂ 負荷側端子
５１ｃ 制御端子 ５２ 保護素子
５２ａ アノード ５２ｂ カソード
５３ 昇圧回路 ５４ 抵抗素子
５５ 素子駆動部 ５６ 電圧検出部
５７ 判定部 ５８ 電源側検出部
５９ 昇圧側検出部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Load system 2 Power supply 3 Load side circuit 31 Electric load 32 Load drive circuit 4 Control circuit 5 Reverse connection protection circuit 51 Switching element 51a Power supply side terminal 51b Load side terminal 51c Control terminal 52 Protection element 52a Anode 52b Cathode 53 Booster circuit 54 Resistance Element 55 Element drive unit 56 Voltage detection unit 57 Determination unit 58 Power supply side detection unit 59 Boost side detection unit

Claims (12)

電気負荷（３１）と前記電気負荷を駆動する負荷駆動回路（３２）とを含む負荷側回路（３）に対して、電源（２）が逆接続された場合に、前記負荷側回路を保護するように構成された、逆接続保護回路（５）であって、
前記電源に電気接続される電源側端子（５１ａ）と、前記負荷駆動回路に電気接続される負荷側端子（５１ｂ）と、前記電源側端子と前記負荷側端子との間の導通状態を制御する制御端子（５１ｃ）とを備えた、スイッチング素子（５１）と、
前記電源が順接続された場合は導通する一方で前記電源が逆接続された場合は非導通となるように、一端（５２ａ）が前記電源側端子に電気接続され他端（５２ｂ）が前記負荷側端子に電気接続された、保護素子（５２）と、
前記電源の電圧よりも高電圧の昇圧電圧を前記負荷側端子に供給することができるように、前記負荷側端子に電気接続された、昇圧電圧供給部（５３）と、
前記負荷側端子の電圧に対応する出力を発生するように、前記負荷側端子に電気接続された、電圧検出部（５６）と、
前記電圧検出部の前記出力に基づいて、前記スイッチング素子における故障の有無を判定するように、前記電圧検出部に電気接続された、判定部（５７）と、
を備えた逆接続保護回路。 When the power source (2) is reversely connected to the load side circuit (3) including the electric load (31) and the load driving circuit (32) for driving the electric load, the load side circuit is protected. A reverse connection protection circuit (5) configured as follows:
A power supply side terminal (51a) electrically connected to the power supply, a load side terminal (51b) electrically connected to the load driving circuit, and a conduction state between the power supply side terminal and the load side terminal are controlled. A switching element (51) comprising a control terminal (51c);
One end (52a) is electrically connected to the power supply side terminal and the other end (52b) is connected to the load so that the power supply is electrically connected when forwardly connected and is nonconductive when the power supply is reversely connected. A protective element (52) electrically connected to the side terminal;
A boost voltage supply unit (53) electrically connected to the load side terminal so that a boost voltage higher than the voltage of the power source can be supplied to the load side terminal;
A voltage detector (56) electrically connected to the load side terminal so as to generate an output corresponding to the voltage of the load side terminal;
A determination unit (57) electrically connected to the voltage detection unit so as to determine whether or not there is a failure in the switching element based on the output of the voltage detection unit;
Reverse connection protection circuit. 前記制御端子にオン電圧を入力することで前記電源側端子と前記負荷側端子とを導通させるように、前記制御端子に電気接続された、素子駆動部（５５）をさらに備え、
前記昇圧電圧供給部は、
前記電源に電気接続されることで、前記電源の電圧を昇圧して前記昇圧電圧を発生するように設けられ、
前記昇圧電圧を前記素子駆動部に供給するように、前記素子駆動部に電気接続された、
請求項１に記載の逆接続保護回路。 An element driver (55) electrically connected to the control terminal so as to make the power-side terminal and the load-side terminal conductive by inputting an on-voltage to the control terminal;
The boost voltage supply unit includes:
By being electrically connected to the power supply, the voltage of the power supply is boosted to generate the boosted voltage,
Electrically connected to the element driver to supply the boosted voltage to the element driver;
The reverse connection protection circuit according to claim 1. 前記昇圧電圧供給部は、前記昇圧電圧を前記制御端子に供給するように、前記制御端子に電気接続された、
請求項１に記載の逆接続保護回路。 The boost voltage supply unit is electrically connected to the control terminal so as to supply the boost voltage to the control terminal;
The reverse connection protection circuit according to claim 1. 前記スイッチング素子は、ＭＯＳＦＥＴによって構成され、
前記保護素子は、前記ＭＯＳＦＥＴにおける寄生ダイオードによって構成された、
請求項１〜３のいずれか１つに記載の逆接続保護回路。 The switching element is constituted by a MOSFET,
The protection element is constituted by a parasitic diode in the MOSFET,
The reverse connection protection circuit according to claim 1. 前記スイッチング素子は、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴによって構成された、
請求項４に記載の逆接続保護回路。 The switching element is composed of an N-channel MOSFET,
The reverse connection protection circuit according to claim 4. 前記スイッチング素子は、前記負荷駆動回路のハイサイドに設けられた、
請求項１〜５のいずれか１つに記載の逆接続保護回路。 The switching element is provided on the high side of the load driving circuit,
The reverse connection protection circuit according to claim 1. 前記スイッチング素子は、前記電源と前記負荷駆動回路との間に他の電路開閉用素子が介在しない形態で、前記電源と前記負荷駆動回路との間に設けられる、
請求項１〜６のいずれか１つに記載の逆接続保護回路。 The switching element is provided between the power supply and the load drive circuit in a form in which no other circuit switching element is interposed between the power supply and the load drive circuit.
The reverse connection protection circuit according to any one of claims 1 to 6. 前記判定部は、前記スイッチング素子における前記故障の有無と、前記昇圧電圧の異常の有無とを判定するように設けられた、
請求項１〜７のいずれか１つに記載の逆接続保護回路。 The determination unit is provided to determine the presence or absence of the failure in the switching element and the presence or absence of an abnormality of the boosted voltage.
The reverse connection protection circuit according to claim 1. 前記昇圧電圧供給部の出力電圧に対応する出力を発生するように、前記昇圧電圧供給部に電気接続された、昇圧側検出部（５９）をさらに備え、
前記判定部は、前記昇圧側検出部の前記出力に基づいて、前記昇圧電圧の前記異常の有無を判定するように設けられた、
請求項８に記載の逆接続保護回路。 A boost side detection unit (59) electrically connected to the boost voltage supply unit so as to generate an output corresponding to the output voltage of the boost voltage supply unit;
The determination unit is provided to determine the presence or absence of the abnormality of the boost voltage based on the output of the boost side detection unit.
The reverse connection protection circuit according to claim 8. 前記電源側端子の電圧に対応する出力を発生するように、前記電源側端子に電気接続された、電源側検出部（５８）をさらに備え、
前記判定部は、前記電圧検出部及び前記電源側検出部の前記出力に基づいて、前記スイッチング素子における前記故障の有無を判定するように設けられた、
請求項１〜９のいずれか１つに記載の逆接続保護回路。 A power-side detector (58) electrically connected to the power-side terminal so as to generate an output corresponding to the voltage of the power-side terminal;
The determination unit is provided to determine the presence or absence of the failure in the switching element based on the outputs of the voltage detection unit and the power supply side detection unit.
The reverse connection protection circuit according to any one of claims 1 to 9. 負荷システム（１）であって、
請求項１〜１０のいずれか１つに記載の逆接続保護回路（５）と、
前記逆接続保護回路に並列に接続された、複数の前記負荷側回路（３）と、
を備えた負荷システム。 A load system (1),
Reverse connection protection circuit (5) according to any one of claims 1 to 10,
A plurality of the load side circuits (3) connected in parallel to the reverse connection protection circuit;
With load system. 負荷システム（１）であって、
電気負荷（３１）と前記電気負荷を駆動する負荷駆動回路（３２）とを含む、複数の負荷側回路（３）と、
複数の前記負荷側回路が並列に接続されていて、電源（２）と複数の前記負荷側回路との間に設けられることで前記電源が逆接続された場合に前記負荷側回路を保護するように構成された、逆接続保護回路（５）と、
を備え、
前記逆接続保護回路は、
前記電源に電気接続される電源側端子（５１ａ）と、複数の前記負荷駆動回路の各々に電気接続された負荷側端子（５１ｂ）と、前記電源側端子と前記負荷側端子との間の導通状態を制御する制御端子（５１ｃ）とを備えた、スイッチング素子（５１）と、
前記電源が順接続された場合は導通する一方で前記電源が逆接続された場合は非導通となるように、一端（５２ａ）が前記電源側端子に電気接続され他端（５２ｂ）が前記負荷側端子に電気接続された、保護素子（５２）と、
前記電源の電圧よりも高電圧の昇圧電圧を前記負荷側端子に供給することができるように、前記負荷側端子に電気接続された、昇圧電圧供給部（５３）と、
前記負荷側端子の電圧に対応する出力を発生するように、前記負荷側端子に電気接続された、電圧検出部（５６）と、
前記電圧検出部の前記出力に基づいて、前記スイッチング素子における故障の有無を判定するように、前記電圧検出部に電気接続された、判定部（５７）と、
を備えた負荷システム。 A load system (1),
A plurality of load side circuits (3) including an electric load (31) and a load driving circuit (32) for driving the electric load;
A plurality of the load-side circuits are connected in parallel, and are provided between the power supply (2) and the plurality of the load-side circuits so that the load-side circuit is protected when the power supply is reversely connected. A reverse connection protection circuit (5),
With
The reverse connection protection circuit is:
A power supply side terminal (51a) electrically connected to the power supply, a load side terminal (51b) electrically connected to each of the plurality of load drive circuits, and conduction between the power supply side terminal and the load side terminal A switching element (51) comprising a control terminal (51c) for controlling the state;
One end (52a) is electrically connected to the power supply side terminal and the other end (52b) is connected to the load so that the power supply is electrically connected when forwardly connected and is nonconductive when the power supply is reversely connected. A protective element (52) electrically connected to the side terminal;
A boost voltage supply unit (53) electrically connected to the load side terminal so that a boost voltage higher than the voltage of the power source can be supplied to the load side terminal;
A voltage detector (56) electrically connected to the load side terminal so as to generate an output corresponding to the voltage of the load side terminal;
A determination unit (57) electrically connected to the voltage detection unit so as to determine whether or not there is a failure in the switching element based on the output of the voltage detection unit;
With load system.
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