JP2019192950A - 遮断装置及び電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】過電流の際に回路を適正に遮断することができる遮断装置を提供する。【解決手段】制御部３２は、電流上限値及びオン抵抗に基づいて半導体スイッチ１０を遮断するための遮断閾値Ｖthを出力する。ここで、電流上限値は、半導体スイッチ１０に流れる電流の上限値であり、温度検出部３１により検出された温度である検出温度Ｔに応じて定まる。オン抵抗は、半導体スイッチ１０がオンした際の抵抗値であり、ゲート端子ｇ１に印加されるゲート電圧Ｖgs及び検出温度Ｔに応じて定まる。遮断部３３は、制御部３２により出力された遮断閾値Ｖthに基づいて半導体スイッチ１０を遮断する。【選択図】図１

Description

本発明は、遮断装置及び電源装置に関する。

従来、遮断装置として、例えば、特許文献１には、短絡が発生した際に半導体素子を保護する半導体素子の駆動装置が開示されている。この半導体素子の駆動装置は、短絡により過電流が半導体素子に流れた際に生じる電位差に基づいて半導体素子をオフすることにより半導体素子を保護している。

特許第５８６１７８７号公報

ところで、上述の特許文献１に記載の半導体素子の駆動装置は、例えば、過電流の際に回路の状態に応じて半導体素子をオフし当該回路に流れる電流を遮断することが望まれている。

そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、過電流の際に回路を適正に遮断することができる遮断装置及び電源装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る遮断装置は、電流を入力する入力端子、前記入力端子から入力した前記電流を出力する出力端子、及び、前記入力端子から前記出力端子に流れる前記電流を通電又は遮断する制御端子を含んで構成される半導体スイッチの温度を検出する温度検出部と、前記半導体スイッチに流れる電流の上限値であり前記温度検出部により検出された検出温度に応じて定まる電流上限値、及び、前記半導体スイッチがオンした際の抵抗値であり前記制御端子に印加される電圧及び前記検出温度に応じて定まるオン抵抗に基づいて前記半導体スイッチを遮断するための遮断閾値を出力する制御部と、前記制御部により出力された前記遮断閾値に基づいて前記半導体スイッチを遮断する遮断部と、を備えることを特徴とする。

上記遮断装置において、前記電流上限値は、前記検出温度に応じて前記半導体スイッチが許容することができる電流の最大値であることが好ましい。

上記遮断装置において、前記制御部は、前記制御端子に印加される電圧又は前記検出温度の少なくとも一方が変化したタイミングに基づいて前記遮断閾値を出力することが好ましい。

本発明に係る電源装置は、電力を負荷部に供給する電源と、前記電源と前記負荷部との間で流れる電流を入力する入力端子、前記入力端子から入力した前記電流を出力する出力端子、及び、前記入力端子から前記出力端子に流れる前記電流を通電又は遮断する制御端子を含んで構成される半導体スイッチと、前記半導体スイッチの温度を検出する温度検出部、前記半導体スイッチに流れる電流の上限値であり前記温度検出部により検出された検出温度に応じて定まる電流上限値、及び、前記半導体スイッチがオンした際の抵抗値であり前記制御端子に印加される電圧及び前記検出温度に応じて定まるオン抵抗に基づいて前記半導体スイッチを遮断するための遮断閾値を出力する制御部、及び、前記制御部により出力された前記遮断閾値に基づいて前記半導体スイッチを遮断する遮断部を含んで構成される遮断装置と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る遮断装置及び電源装置は、半導体スイッチの制御端子に印加される電圧及び当該半導体スイッチの温度に基づく遮断閾値で半導体スイッチを遮断するので、過電流の際に回路を適正に遮断することができる。

図１は、実施形態に係る電源装置の構成例を示すブロック図である。 図２は、実施形態に係る半導体スイッチのオン抵抗特性を示す図である。 図３は、実施形態に係る半導体スイッチの安全動作領域を示す図である。 図４は、実施形態に係る電流上限値の温度依存性を示す図である。 図５は、実施形態に係る遮断装置の動作例を示すフローチャートである。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態〕
実施形態に係る電源装置１及び遮断装置３０について説明する。電源装置１は、例えば、車両に搭載され、電源４０から負荷部２に電力を供給するものである。遮断装置３０は、電源装置１に過電流が流れた際に電流を遮断するものである。なお、遮断装置３０は、車両に搭載された電源装置１に限定されず、その他の回路に適用してもよい。電源装置１は、図１に示すように、半導体スイッチ１０と、ドライブ回路２０と、遮断装置３０と、電源４０とを備える。遮断装置３０は、温度検出部３１と、制御部３２と、遮断部３３とを含んで構成される。電源４０は、半導体スイッチ１０を介して負荷部２に接続され、当該負荷部２に電力を供給する。

半導体スイッチ１０は、電源４０から負荷部２に流れる電流を通電又は遮断するスイッチング素子である。半導体スイッチ１０は、例えば、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ-Ｏｘｉｄｅ-Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ-Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。なお、半導体スイッチ１０は、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴに限定されず、Ｐチャネル型のＭＯＳＦＥＴ等であってもよい。半導体スイッチ１０は、入力端子としてのドレイン端子ｄ１と、出力端子としてのソース端子ｓ１と、制御端子としてのゲート端子ｇ１とを含んで構成される。ドレイン端子ｄ１は、電流を入力する端子である。ドレイン端子ｄ１は、電源装置１の電源４０側に接続され、当該電源４０から流れる電流を入力する。ソース端子ｓ１は、ドレイン端子ｄ１から入力した電流を出力する端子である。ソース端子ｓ１は、負荷部２側に接続され、ドレイン端子ｄ１から入力した電流を負荷部２に出力する。ゲート端子ｇ１は、ドレイン端子ｄ１からソース端子ｓ１に流れる電流（ドレイン電流Ｉｄ）を通電又は遮断する端子である。ゲート端子ｇ１は、ドライブ回路２０の接続端子に接続され、当該ドライブ回路２０により印加される電圧に基づいてオン又はオフする。半導体スイッチ１０は、ゲート端子ｇ１をオンすることによりドレイン端子ｄ１からソース端子ｓ１にドレイン電流Ｉｄを流して電源装置１を通電する。また、半導体スイッチ１０は、ゲート端子ｇ１をオフすることによりドレイン端子ｄ１からソース端子ｓ１に流れるドレイン電流Ｉｄを停止して電源装置１を遮断する。

ドライブ回路２０は、半導体スイッチ１０を駆動する回路である。ドライブ回路２０は、制御部３２及び半導体スイッチ１０に接続され、制御部３２から出力されるオン／オフ信号Ｓ１に基づいて半導体スイッチ１０をオン又はオフする。ドライブ回路２０は、例えば、半導体スイッチ１０のゲート端子ｇ１に所定の電圧を印加することにより当該半導体スイッチ１０をオンする。また、ドライブ回路２０は、半導体スイッチ１０のゲート端子ｇ１に所定の電圧を印加しないことにより当該半導体スイッチ１０をオフする。ドライブ回路２０は、半導体スイッチ１０のゲート端子ｇ１に印加した所定の電圧、すなわち、ゲート端子ｇ１とソース端子ｓ１との間の電位差（以下、「ゲート電圧Ｖgs」と称する。）の情報を制御部３２に出力する。ドライブ回路２０は、さらに遮断部３３に接続され、当該遮断部３３から出力される遮断信号Ｓ２に基づいて半導体スイッチ１０をオフする。

遮断装置３０は、半導体スイッチ１０をオフして電源装置１に流れる電流を遮断するものである。遮断装置３０は、上述したように、温度検出部３１と、制御部３２と、遮断部３３とを含んで構成される。温度検出部３１は、半導体スイッチ１０の温度を検出するものである。温度検出部３１は、半導体スイッチ１０のチップの温度であるジャンクション温度を間接的又は直接的に検出する。温度検出部３１は、例えば、サーミスタを含んで構成される。サーミスタは、例えば、半導体スイッチ１０の外部に設けられ、ジャンクション温度を間接的に検出する。なお、サーミスタは、半導体スイッチ１０の内部に設けられ、ジャンクション温度を直接的に検出してもよい。温度検出部３１は、制御部３２に接続され、検出した検出温度Ｔ（ジャンクション温度）を制御部３２に出力する。温度検出部３１は、例えば、検出温度Ｔとしてサーミスタの抵抗値を制御部３２に出力する。

制御部３２は、ドライブ回路２０及び遮断部３３を制御するものである。制御部３２は、ＣＰＵ、記憶部（図示省略）を構成するＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路を含んで構成される。制御部３２は、ドライブ回路２０に接続され、半導体スイッチ１０をオン又はオフにするためのオン／オフ信号Ｓ１をドライブ回路２０に出力する。また、制御部３２は、当該ドライブ回路２０からゲート電圧Ｖgsの情報を入力し、当該ゲート電圧Ｖgsの情報を電圧値に換算する。

制御部３２は、温度検出部３１に接続され、当該温度検出部３１から検出温度Ｔを入力する。制御部３２は、例えば、温度検出部３１から入力した検出温度Ｔがサーミスタの抵抗値である場合、当該サーミスタの抵抗値を温度値に換算する。制御部３２は、温度検出部３１から入力した検出温度Ｔ及びドライブ回路２０から入力したゲート電圧Ｖgsに基づいて半導体スイッチ１０のオン抵抗Ｒonを定める。ここで、オン抵抗Ｒonとは、半導体スイッチ１０がオンした際の抵抗値である。つまり、オン抵抗Ｒonとは、半導体スイッチ１０の通電状態における抵抗値である。

記憶部は、例えば、図２に示すように、半導体スイッチ１０のオン抵抗特性を示すオン抵抗特性情報Ｐ（マップデータ）を予め記憶している。ここで、図２に示すオン抵抗特性情報Ｐでは、縦軸がオン抵抗Ｒonを表し、横軸が温度を表す。オン抵抗特性情報Ｐには、それぞれ異なるゲート電圧Ｖgs（Ｖgs1〜Ｖgs3）におけるオン抵抗Ｒonが図示されている。各ゲート電圧Ｖgs1〜Ｖgs3は、半導体スイッチ１０のゲート端子ｇ１に印加される電圧である。各ゲート電圧Ｖgs1〜Ｖgs3において、第１ゲート電圧Ｖgs1が最も小さい値であり、第３ゲート電圧Ｖgs3が最も大きい値である。つまり、各ゲート電圧Ｖgs1〜Ｖgs3の大小関係は、第１ゲート電圧Ｖgs1 ＜ 第２ゲート電圧Ｖgs2 ＜ 第３ゲート電圧Ｖgs3となっている。オン抵抗Ｒonは、一般的に、ゲート電圧Ｖgsが大きくなるにつれて、当該オン抵抗Ｒonが小さくなる傾向がある。従って、各ゲート電圧Ｖgs1〜Ｖgs3において、第３ゲート電圧Ｖgs3の場合に最もオン抵抗Ｒonが小さくなり、第１ゲート電圧Ｖgs1の場合に最もオン抵抗Ｒonが大きくなる。また、オン抵抗Ｒonは、温度（ジャンクション温度）が高くなるにつれて大きくなる傾向がある。

制御部３２は、このようなオン抵抗特性に基づいて半導体スイッチ１０のオン抵抗Ｒonを定める。制御部３２は、例えば、ドライブ回路２０から入力したゲート電圧Ｖgsが各ゲート電圧Ｖgs1〜Ｖgs3のいずれであるかを特定する。なお、オン抵抗特性情報Ｐに表す各ゲート電圧Ｖgs1〜Ｖgs3は、３つのゲート電圧Ｖgs1〜Ｖgs3に限定されず、例えば、さらにゲート電圧Ｖgsのパターンを増やしてもよい。制御部３２は、オン抵抗特性情報Ｐを参照し、ゲート電圧Ｖgs及び検出温度Ｔに基づいて半導体スイッチ１０のオン抵抗Ｒonを定める（オン抵抗Ｒonを推定する）。制御部３２は、例えば、ドライブ回路２０から入力したゲート電圧Ｖgsが第１ゲート電圧Ｖgs1である場合、当該第１ゲート電圧Ｖgs1及び検出温度Ｔに基づいて半導体スイッチ１０のオン抵抗Ｒonを定める。

さらに、制御部３２は、検出温度Ｔに基づいて電流上限値Ｉthを定める。ここで、電流上限値Ｉthとは、半導体スイッチ１０に流れる電流の上限値である。つまり、電流上限値Ｉthは、検出温度Ｔに応じて半導体スイッチ１０が許容することができる電流の最大値である。半導体スイッチ１０は、一般的に、当該半導体スイッチ１０が安全に動作する領域である安全動作領域（ＳＯＡ；Ｓａｆｅ Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ａｒｅａ）が定められている。半導体スイッチ１０の安全動作領域は、例えば、図３に示すように、半導体スイッチ１０の温度に応じてそれぞれ定められている。図３に示す半導体スイッチ１０の安全動作領域では、縦軸がドレイン電流Ｉｄを表し、横軸がドレイン端子ｄ１とソース端子ｓ１との間の電圧（ドレイン−ソース間電圧Ｖds）を表す。図３では、各温度Ｔ１、Ｔ２における半導体スイッチ１０の安全動作領域を図示している。温度Ｔ２は、温度Ｔ１よりも高い温度である。半導体スイッチ１０の安全動作領域は、温度が高くなるにつれて狭くなる傾向がある。具体的には、半導体スイッチ１０は、温度Ｔ２の安全動作領域が温度Ｔ１の安全動作領域よりも狭くなる。

記憶部は、例えば、図４に示すように、半導体スイッチ１０の安全動作領域に関連し、半導体スイッチ１０に流れる電流の上限値である電流上限値Ｉthと温度との関係を表す温度依存性情報Ｑ（マップデータ）を記憶している。図４に示す温度依存性情報Ｑでは、縦軸が電流上限値Ｉthを表し、横軸が温度を表す。温度依存性情報Ｑに示すように、電流上限値Ｉthは、温度が高くなるにつれて小さくなる傾向がある。具体的には、半導体スイッチ１０は、温度Ｔ２の電流上限値Ｉth2が温度Ｔ１の電流上限値Ｉth1よりも小さい。制御部３２は、温度依存性情報Ｑを参照し、温度検出部３１から出力された検出温度Ｔに基づいて電流上限値Ｉthを定める。このような温度ディレ―ティングにより、半導体スイッチ１０を適正に動作させることができる。

そして、制御部３２は、半導体スイッチ１０の電流上限値Ｉth及びオン抵抗Ｒonに基づいて当該半導体スイッチ１０を遮断するための遮断閾値Ｖthを求める。制御部３２は、例えば、以下の式（１）により遮断閾値Ｖthを求める。ここで、式（１）において、Ｖthは、遮断閾値であり、Ｉthは、電流上限値であり、Ｒonは、半導体スイッチ１０のオン抵抗であり、Ｖｆは、ダイオード３３ｂの順電圧である。
Ｖth＝Ｉth×Ｒon＋Ｖｆ ・・・（１）

制御部３２は、例えば、検出温度Ｔ又はゲート電圧Ｖgsの少なくとも一方が変化したタイミングに基づいて遮断閾値Ｖthを求める。制御部３２は、所定の周期又は連続して検出温度Ｔ及びゲート電圧Ｖgsを順次入力する。制御部３２は、過去の検出温度Ｔと現在の検出温度Ｔとを比較し、過去の検出温度Ｔと現在の検出温度Ｔとが異なる場合、新たに遮断閾値Ｖthを求める。そして、制御部３２は、求めた遮断閾値Ｖthを後述する遮断部３３の遮断閾値設定部３３ｃに出力する。また、制御部３２は、過去のゲート電圧Ｖgsと現在のゲート電圧Ｖgsとを比較し、過去のゲート電圧Ｖgsと現在のゲート電圧Ｖgsとが異なる場合、新たに遮断閾値Ｖthを求める。そして、制御部３２は、求めた遮断閾値Ｖthを遮断閾値設定部３３ｃに出力する。

遮断部３３は、ドライブ回路２０を介して半導体スイッチ１０を遮断する回路である。遮断部３３は、電流源３３ａと、ダイオード３３ｂと、遮断閾値設定部３３ｃと、比較器３３ｄとを含んで構成される。

電流源３３ａは、一定の電流を供給する電源である。電流源３３ａは、ダイオード３３ｂを介して半導体スイッチ１０のドレイン端子ｄ１に接続されている。また、電流源３３ａは、比較器３３ｄの第１入力端子Ｖinpに接続されている。電流源３３ａは、半導体スイッチ１０のドレイン端子ｄ１に一定の電流を流す。

ダイオード３３ｂは、アノード端子が電流源３３ａに接続され、カソード端子が半導体スイッチ１０のドレイン端子ｄ１に接続されている。ダイオード３３ｂは、電流が電流源３３ａに向けて逆流することを防止する。

遮断閾値設定部３３ｃは、遮断閾値Ｖthが表す電圧を設定するものである。遮断閾値設定部３３ｃは、比較器３３ｄの第２入力端子Ｖinn及び制御部３２に接続されている。遮断閾値設定部３３ｃは、制御部３２から出力された遮断閾値Ｖthに基づいて比較器３３ｄに電圧を設定する。

比較器３３ｄは、遮断閾値Ｖthの電圧と検出電圧Ｖｍとを比較する回路である。ここで、検出電圧Ｖｍは、半導体スイッチ１０に流れる電流に応じて変化する電圧である。検出電圧Ｖｍは、例えば、半導体スイッチ１０に流れる電流が増加すると当該検出電圧Ｖｍが増加する。比較器３３ｄは、第１入力端子Ｖinpと、第２入力端子Ｖinnと、出力端子Ｖoutとを含んで構成される。第１入力端子Ｖinpは、電流源３３ａの接続端子に接続されている。電流源３３ａの接続端子及び第１入力端子Ｖinpの接続点は、ダイオード３３ｂを介して半導体スイッチ１０のドレイン端子ｄ１に接続されている。第２入力端子Ｖinnは、遮断閾値設定部３３ｃの接続端子に接続されている。出力端子Ｖoutは、ドライブ回路２０の接続端子に接続されている。

比較器３３ｄは、第１入力端子Ｖinpを介して検出電圧Ｖｍを入力する。また、比較器３３ｄは、第２入力端子Ｖinnを介して遮断閾値Ｖthの電圧を入力する。そして、比較器３３ｄは、検出電圧Ｖｍと遮断閾値Ｖthの電圧とを比較し、比較結果を出力端子Ｖoutからドライブ回路２０に出力する。比較器３３ｄは、例えば、検出電圧Ｖｍが遮断閾値Ｖthの電圧以上である場合、過電流が半導体スイッチ１０に流れていると判定し、半導体スイッチ１０をオフにする遮断信号Ｓ２をドライブ回路２０に出力する。また、比較器３３ｄは、検出電圧Ｖｍが遮断閾値Ｖthの電圧未満である場合、過電流が半導体スイッチ１０に流れていないと判定し、当該遮断信号Ｓ２をドライブ回路２０に出力しない。

次に、図５を参照して遮断装置３０の動作例について説明する。この動作例では、半導体スイッチ１０がオンされており、電源４０から負荷部２に電流が流れていること前提とする。温度検出部３１は、半導体スイッチ１０のジャンクション温度を検出し、検出したジャンクション温度（検出温度Ｔ）を制御部３２に出力する（ステップＳＴ１）。次に、制御部３２は、ドライブ回路２０からゲート電圧Ｖgsを取得する（ステップＳＴ２）。そして、制御部３２は、オン抵抗特性情報Ｐを参照し、ゲート電圧Ｖgs及び検出温度Ｔに基づいて半導体スイッチ１０のオン抵抗Ｒonを定める（ステップＳＴ３）。

次に、制御部３２は、電流上限値Ｉthを定める（ステップＳＴ４）。制御部３２は、例えば、温度依存性情報Ｑを参照し、温度検出部３１から出力された検出温度Ｔに基づいて電流上限値Ｉthを定める。次に、制御部３２は、半導体スイッチ１０の電流上限値Ｉth及びオン抵抗Ｒonに基づいて、式（１）により当該半導体スイッチ１０を遮断するための遮断閾値Ｖthを求める。そして、制御部３２は、求めた遮断閾値Ｖthを遮断閾値設定部３３ｃに出力する。遮断閾値設定部３３ｃは、制御部３２から出力された遮断閾値Ｖthに基づいて、比較器３３ｄに遮断閾値Ｖthの電圧を設定する（ステップＳＴ５）。

比較器３３ｄは、検出電圧Ｖｍが遮断閾値Ｖthの電圧以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ６）。比較器３３ｄは、検出電圧Ｖｍが遮断閾値Ｖthの電圧以上である場合（ステップＳＴ６；Ｙｅｓ）、半導体スイッチ１０をオフにする遮断信号Ｓ２をドライブ回路２０に出力する。ドライブ回路２０は、比較器３３ｄから出力された遮断信号Ｓ２に基づいて半導体スイッチ１０をオフする（ステップＳＴ７）。一方、比較器３３ｄは、検出電圧Ｖｍが遮断閾値Ｖthの電圧未満である場合（ステップＳＴ６；Ｎｏ）、遮断信号Ｓ２をドライブ回路２０に出力しない。これにより、半導体スイッチ１０は、オン状態が維持される。

以上のように、実施形態に係る遮断装置３０は、温度検出部３１と、制御部３２と、遮断部３３とを備える。温度検出部３１は、電流を入力するドレイン端子ｄ１、ドレイン端子ｄ１から入力した電流を出力するソース端子ｓ１、及び、ドレイン端子ｄ１からソース端子ｓ１に流れる電流を通電又は遮断するゲート端子ｇ１を含んで構成される半導体スイッチ１０の温度を検出する。制御部３２は、電流上限値Ｉth及びオン抵抗Ｒonに基づいて半導体スイッチ１０を遮断するための遮断閾値Ｖthを出力する。ここで、電流上限値Ｉthは、半導体スイッチ１０に流れる電流の上限値であり、温度検出部３１により検出された温度である検出温度Ｔに応じて定まる。オン抵抗Ｒonは、半導体スイッチ１０がオンした際の抵抗値であり、ゲート端子ｇ１に印加されるゲート電圧Ｖgs及び検出温度Ｔに応じて定まる。遮断部３３は、制御部３２により出力された遮断閾値Ｖthに基づいて半導体スイッチ１０を遮断する。

この構成により、遮断装置３０は、半導体スイッチ１０の検出温度Ｔに応じて電流上限値Ｉthが定まるので、半導体スイッチ１０に流れる電流の上限値を電源装置１の状態に応じて適正に定めることができる。また、遮断装置３０は、ゲート端子ｇ１に印加されるゲート電圧Ｖgs及び半導体スイッチ１０の検出温度Ｔに応じてオン抵抗Ｒonが定まるので、半導体スイッチ１０がオンした際の抵抗値を電源装置１の状態に応じて適正に定めることができる。この結果、遮断装置３０は、電源装置１の状態に応じて半導体スイッチ１０の遮断閾値Ｖthの電圧を精度よく設定することができ、過電流の際に電源装置１を適正に遮断することができる。これにより、遮断装置３０は、電源装置１に接続されるワイヤハーネス等や半導体スイッチ１０を適正に保護することができる。

上記遮断装置３０において、電流上限値Ｉthは、検出温度Ｔに応じて半導体スイッチ１０が許容することができる電流の最大値である。この構成により、遮断装置３０は、安全動作領域（ＳＯＡ）内で半導体スイッチ１０を使用することができる。

上記遮断装置３０において制御部３２は、ゲート端子ｇ１に印加されるゲート電圧Ｖgs又は温度検出部３１により検出された検出温度Ｔの少なくとも一方が変化したタイミングに基づいて遮断閾値Ｖthを出力する。この構成により、遮断装置３０は、電源装置１の変化に応じて半導体スイッチ１０の遮断閾値Ｖthの電圧を設定することができ、過電流の際に電源装置１を適正に遮断することができる。

電源装置１は、電源４０と、半導体スイッチ１０と、遮断装置３０とを備える。電源４０は、電力を負荷部２に供給する。半導体スイッチ１０は、 電源４０と負荷部２との間で流れる電流を入力するドレイン端子ｄ１、ドレイン端子ｄ１から入力した電流を出力するソース端子ｓ１、及び、ドレイン端子ｄ１からソース端子ｓ１に流れる電流を通電又は遮断するゲート端子ｇ１を含んで構成される。遮断装置３０は、温度検出部３１、制御部３２、及び、遮断部３３を含んで構成される。温度検出部３１は、半導体スイッチ１０の温度を検出する。制御部３２は、電流上限値Ｉth及びオン抵抗Ｒonに基づいて半導体スイッチ１０を遮断するための遮断閾値Ｖthを出力する。ここで、電流上限値Ｉthは、半導体スイッチ１０に流れる電流の上限値であり、温度検出部３１により検出された温度である検出温度Ｔに応じて定まる。オン抵抗Ｒonは、半導体スイッチ１０がオンした際の抵抗値であり、ゲート端子ｇ１に印加されるゲート電圧Ｖgs及び検出温度Ｔに応じて定まる。遮断部３３は、制御部３２により出力された遮断閾値Ｖthに基づいて半導体スイッチ１０を遮断する。この構成により、電源装置１は、過電流の際に回路を適正に遮断することができる。

１ 電源装置
２ 負荷部
１０ 半導体スイッチ
３０ 遮断装置
３１ 温度検出部
３２ 制御部
３３ 遮断部
ｄ１ ドレイン端子（入力端子）
ｓ１ ソース端子（出力端子）
ｇ１ ゲート端子（制御端子）
Ｔ 検出温度
Ｉth 電流上限値
Ｖgs ゲート電圧（電圧）
Ｒon オン抵抗
Ｖth 遮断閾値

Claims (4)

1. 電流を入力する入力端子、前記入力端子から入力した前記電流を出力する出力端子、及び、前記入力端子から前記出力端子に流れる前記電流を通電又は遮断する制御端子を含んで構成される半導体スイッチの温度を検出する温度検出部と、
   前記半導体スイッチに流れる電流の上限値であり前記温度検出部により検出された検出温度に応じて定まる電流上限値、及び、前記半導体スイッチがオンした際の抵抗値であり前記制御端子に印加される電圧及び前記検出温度に応じて定まるオン抵抗に基づいて前記半導体スイッチを遮断するための遮断閾値を出力する制御部と、
   前記制御部により出力された前記遮断閾値に基づいて前記半導体スイッチを遮断する遮断部と、
   を備えることを特徴とする遮断装置。
2. 前記電流上限値は、前記検出温度に応じて前記半導体スイッチが許容することができる電流の最大値である請求項１に記載の遮断装置。
3. 前記制御部は、前記制御端子に印加される電圧又は前記検出温度の少なくとも一方が変化したタイミングに基づいて前記遮断閾値を出力する請求項１又は２に記載の遮断装置。
4. 電力を負荷部に供給する電源と、
   前記電源と前記負荷部との間で流れる電流を入力する入力端子、前記入力端子から入力した前記電流を出力する出力端子、及び、前記入力端子から前記出力端子に流れる前記電流を通電又は遮断する制御端子を含んで構成される半導体スイッチと、
   前記半導体スイッチの温度を検出する温度検出部、前記半導体スイッチに流れる電流の上限値であり前記温度検出部により検出された検出温度に応じて定まる電流上限値、及び、前記半導体スイッチがオンした際の抵抗値であり前記制御端子に印加される電圧及び前記検出温度に応じて定まるオン抵抗に基づいて前記半導体スイッチを遮断するための遮断閾値を出力する制御部、及び、前記制御部により出力された前記遮断閾値に基づいて前記半導体スイッチを遮断する遮断部を含んで構成される遮断装置と、
   を備えることを特徴とする電源装置。

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