JP2024047177A - 電源切替装置、車両制御装置及び電源切替方法 - Google Patents

Abstract

【課題】第１の電源と第２の電源の出力電圧に差がある場合であっても、半導体スイッチの損傷を抑制する。
【解決手段】本発明の一態様の電源切替装置１は、第１の電力供給源２ａと接続した第１の半導体スイッチ３ａと、第２の電力供給源２ｂと接続した第２の半導体スイッチ３ｂと、第１の半導体スイッチ３ａ及び第２の半導体スイッチ３ｂの駆動電圧を制御するスイッチ制御装置５と、を備える。スイッチ制御装置５は、第１の電力供給源２ａと第２の電力供給源２ｂにおいて一方の電力供給源から他方の電力供給源へ切り替えるときに、切り替え後に電力を供給する側の電力供給源に接続された半導体スイッチを非飽和状態に保持する中間状態を設け、第１の電力供給源２ａと第２の電力供給源２ｂが出力する電圧の電圧差Ｖｄに応じて中間状態の保持時間を変更する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電源切替装置、車両制御装置及び電源切替方法に関し、特に電力供給において電源の切替回路を保護する技術に係る。

近年、自動車において電気自動車や自動運転化の進展により従来の油圧や機械システムなどのコンポーネントの電動化が進んでいる。これにより車載電力供給システムにおいては、電力供給のためのワイヤーハーネスの削減や、電力供給システムの高信頼化（冗長化）、高効率化が求められるようになってきた。従来、車載電力供給システムは、リレーやヒューズのような機械式のスイッチにより電力供給を制御していたが、近年では半導体スイッチを用いた電力制御システムの適用が広がっている。半導体スイッチは、リレーに比べて切替速度が速く電力源の切替においては電力供給の瞬停を回避できる。また、半導体スイッチは機械的接点を持たないため耐久性が高く、切替回数の制限が大幅に緩和される。

このような半導体スイッチを用いた電力供給システムの従来技術として特許文献１及び特許文献２がある。特許文献１では、制御回路の大型化や高コスト化を招くことなく、第２の電源から第１の電源への電流の逆流を抑制する保護技術が開示されている。

また、特許文献２では、第１の電源ノードを出力ノードに選択的に接続するための第１のスイッチ対と、第２の電源ノードを出力ノードに選択的に接続するための第２のスイッチ対と、スイッチ制御回路とを備え、スイッチ制御回路は、どの時点においても第１の電源ノード又は第２の電源ノードのうちの一方だけを出力ノードに接続するように動作する。

特開２０２２－０６１７３６号公報 特表２０１９－５１４３２８号公報

特許文献１に記載の技術によれば、メイン電源が失陥した時にメイン電源を切り離し、サブ電源からメイン電源へ電流が逆流することを防止している。この技術では、切替動作が起きるのはメイン電源が故障した場合のみであり、通常使用時においてはメイン電源とサブ電源を用いて選択的な電力供給を行うことができない。

特許文献２に記載の技術によれば、第１の電源と第２の電源を選択的に出力ノードに接続することができる。しかし、この技術は、第１の電源と第２の電源のどちらか一方のみが出力ノードに接続される構成であるため、電源切替時に一時的な電源遮断が生じる可能性がある。また、電源の個体差や劣化等により第１の電源と第２の電源の電源電圧に差があると、切替時の突入電流や放電電流により半導体スイッチに過電流が流れ、半導体スイッチが損傷するおそれがある。さらに、接続される負荷の電流容量によって切替時の突入電流が変化するため、一般に接続される全ての負荷が動作状態にある最悪条件で最大電流を見積り、この条件を満たす半導体スイッチを選定する必要がある。それゆえ、半導体スイッチのコストが増加する。

上記の状況から、第１の電源と第２の電源の出力電圧に差がある場合であっても、半導体スイッチの損傷を抑制することができる手法が要望されていた。

上記課題を解決するために、本発明の一態様の電源切替装置は、負荷装置に電力を供給する第１の電力供給源と該負荷装置との間に設けた第１の半導体スイッチと、該負荷装置に電力を供給する第２の電力供給源と該負荷装置との間に設けた第２の半導体スイッチと、第１の半導体スイッチ及び第２の半導体スイッチの駆動電圧を制御するスイッチ制御装置と、を備えた電源切替装置である。
上記スイッチ制御装置は、第１の電力供給源と第２の電力供給源において一方の電力供給源から他方の電力供給源へ切り替えるときに、切り替え後に電力を供給する側の電力供給源に接続された半導体スイッチを非飽和状態に保持する中間状態を設け、第１の電力供給源と第２の電力供給源が出力する電圧の電圧差に応じて中間状態の保持時間を変更する。

本発明の少なくとも一態様によれば、第１の電源と第２の電源の出力電圧の差に応じて、切り替え後に電力を供給する側の電力供給源に接続された半導体スイッチの中間状態の保持時間を変更する。これにより、第１の電源と第２の電源の出力電圧に差がある場合であっても、過電流による半導体スイッチの損傷を抑制することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

車両に搭載された車両制御装置に複数の電源が接続された例を示す概略図である。 本発明の第１の実施形態に係る電源切替装置の構成例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る電源切替装置の動作例を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る電源切替装置の構成例を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る電源切替装置において負荷情報を用いた電源切替時の突入電流の推定方法についての説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る電源切替装置の動作例を示す図である。 本発明の第３の実施形態に係る電源切替装置の構成例を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係る電源切替装置の構成例を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係る電源切替装置の動作例を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係る電源切替装置において、第１半導体スイッチと第２半導体スイッチのゲート電圧にオーバーラップ期間を設ける効果についての説明図である。 本発明の第５の実施形態に係る電源切替装置の構成例を示す図である。 本発明の第６の実施形態に係る電源切替装置の半導体スイッチをＯＮするための第１の構成例を示す図である。 本発明の第６の実施形態に係る電源切替装置の第１の構成例による半導体スイッチの動作例を示す図である。 本発明の第６の実施形態に係る電源切替装置の半導体スイッチをＯＮするための第２の構成例を示す図である。 本発明の第６の実施形態に係る電源切替装置の第２の構成例による半導体スイッチの動作例を示す図である。 本発明の第６の実施形態に係る電源切替装置の半導体スイッチをＯＮするための第３の構成例を示す図である。 本発明の第６の実施形態に係る電源切替装置の第３の構成例による半導体スイッチの動作例を示す図である。 本発明の各実施形態に係る電源切替装置が備えるコンピューターのハードウェア構成例を示すブロック図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施形態」と称する）の例について、添付図面を参照して説明する。本明細書及び添付図面において、同一の構成要素又は実質的に同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、同一あるいは同様の機能を有する構成要素が複数ある場合には、同一の符号に異なる添字を付して説明する場合がある。また、これらの複数の構成要素を区別する必要がない場合には、添字を省略して説明する場合がある。

＜第１の実施形態＞
まず、複数の電源を切り替える電源切替装置を備えた車両の例について図１を参照して説明する。
図１は、車両に搭載された車両制御装置に複数の電源が接続された例を示す概略図である。図１に示すように、車両１００は、車両制御装置１１０、センサ類１２０、アクチュエータ類１３０、第１電力供給源（図中「第１電源」）２ａ、及び第２電力供給源（図中「第２電源」）を備えて構成されている。車両制御装置１１０は、センサ類１２０、アクチュエータ類１３０、第１電力供給源２ａ、及び第２電力供給源２ｂとそれぞれ接続されている。

車両制御装置１１０は、電源切替装置１とコントローラ１１１を備える。コントローラ１１１は、信号線ｄ１を介してセンサ類１２０の検出信号を受信し、制御線ｓ１を介してアクチュエータ類１３０へ制御信号を送信して車両１００を制御する。コントローラ１１１は、センサ類１２０から受信した検出信号を解析し、解析結果に基づいて制御信号を生成しアクチュエータ類１３０の動作を制御する。コントローラ１１１は、例えば、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）を用いて構成することができる。センサ類１２０及びアクチュエータ類１３０は、第１電力供給源２ａ又は第２電力供給源２ｂから供給される電力を消費する負荷装置である。

電源切替装置１は、第１電力供給源２ａ及び第２電力供給源２ｂの電源電圧に基づいて、電力供給元を第１電力供給源２ａと第２電力供給源２ｂの間で切り替える。電源切替装置１は、電源ラインｐ１を介して第１電力供給源２ａから、また、電源ラインｐ２を介して第２電力供給源２ｂから電力が供給される。そして、電源切替装置１は、第１電力供給源２ａ又は第２電力供給源２ｂから受電した電力を、電源ラインｐ３を介してセンサ類１２０及び電源ラインｐ４を介してアクチュエータ類１３０へ供給する。

図１に示した例では、電源切替装置１が車両制御装置１１０に内蔵された構成を説明したが、電源切替装置１は車両制御装置１１０と別体でもよい。また、コントローラ１１１が電源切替装置１を制御できる構成としてもよい。例えば、コントローラ１１１に整備士などが使用する端末を接続し、コントローラ１１１が該端末からの指令に基づいて、第１半導体スイッチ３ａと第２半導体スイッチ３ｂのＯＮ／ＯＦＦを制御できるようにしてもよい。

次に、本発明の第１の実施形態に係る電源切替装置１の構成について図２を参照して説明する。
図２は、本発明の第１の実施形態に係る電源切替装置１の構成例を示す図である。電源切替装置１は、第１電力供給源２ａと第２電力供給源２ｂに接続している。例えば、第１電力供給源２ａ及び第２電力供給源２ｂは、車載バッテリーやＤＣ／ＤＣコンバータなどの電力変換器に接続されている。電源切替装置１は、第１半導体スイッチ３ａと、第２半導体スイッチ３ｂと、スイッチ制御装置５を備える。

負荷装置４ａ～４ｃに電力を供給する第１電力供給源２ａと負荷装置４ａ～４ｃとの間に、第１半導体スイッチ３ａが設けられている。第１電力供給源２ａからの電力は、第１半導体スイッチ３ａを介して、複数の負荷装置４ａ～４ｃに供給される。例えば、第１半導体スイッチ３ａは、電界効果トランジスタＭにより構成される。第１半導体スイッチ３ａの電界効果トランジスタＭは、そのドレイン－ソース間に構成されたボディダイオード（「寄生ダイオード」とも呼ばれる）が第１電力供給源２ａからの電力供給方向に対して逆方向となるように接続されている。つまり、ボディダイオードのアノード側が電界効果トランジスタＭのソースに接続され、カソード側が電界効果トランジスタＭのドレインに接続されている。

負荷装置４ａ～４ｃに電力を供給する第２電力供給源２ｂと負荷装置４ａ～４ｃとの間に、第２半導体スイッチ３ｂが設けられている。第２電力供給源２ｂからの電力は、第２半導体スイッチ３ｂを介して、複数の負荷装置４ａ～４ｃに供給される。例えば、第２半導体スイッチ３ｂは、電界効果トランジスタＭにより構成される。第２半導体スイッチ３ｂの電界効果トランジスタＭは、そのドレイン－ソース間に構成されたボディダイオードが、第２電力供給源２ｂからの電力供給方向に対して逆方向となるように接続されている。つまり、ボディダイオードのアノード側が電界効果トランジスタＭのソースに接続され、カソード側が電界効果トランジスタＭのドレインに接続されている。

負荷装置４ａ～４ｃは、第１半導体スイッチ３ａ及び第２半導体スイッチ３ｂを制御することにより、第１電力供給源２ａと第２電力供給源２ｂのいずれからでも電力供給が可能となるように構成されている。第１半導体スイッチ３ａの出力端と第２半導体スイッチ３ｂの出力端が電気的に接続され、該出力端に複数の負荷装置４ａ～４ｃが接続されている。

負荷装置４ａ～４ｃとしては、車両１００に搭載されたモータやソレノイドなどのアクチュエータ類１３０や、カメラなどのセンサ類１２０である。また、本実施形態では、負荷装置の接続数は３台としているが、これに限られるものではなく、２台以上の複数の負荷装置が接続される構成でもよい。以降の説明において、負荷装置４ａ～４ｃを区別する必要がない場合には「負荷装置４」と記載する。

スイッチ制御装置５は、第１半導体スイッチ３ａと第２半導体スイッチ３ｂに制御信号（ゲート電圧）を出力して、電力供給を切り替える。スイッチ制御装置５は、電圧比較器７と、ゲート電圧制御回路６を備える。

電圧比較器７は、第１電力供給源２ａが出力する電圧Ｖａと第２電力供給源２ｂが出力する電圧Ｖｂとを監視して、電圧差Ｖｄ（＝Ｖａ－Ｖｂ）を検出する。この電圧差Ｖｄはゲート電圧制御回路６へ出力される。

ゲート電圧制御回路６は、上記電圧差Ｖｄに応じて、第１半導体スイッチ３ａとしての電界効果トランジスタＭのゲート電圧Ｖｇａ、及び第２半導体スイッチ３ｂとしての電界効果トランジスタＭのゲート電圧Ｖｇｂを生成して出力する。第１半導体スイッチ３ａのゲート電圧ＶｇａがＨｉｇｈレベルのとき、第１半導体スイッチ３ａがＯＮ状態となる。また、第２半導体スイッチ３ｂのゲート電圧ＶｇｂがＨｉｇｈレベルのとき、第２半導体スイッチ３ｂがＯＮ状態となる。以降の説明において、第１半導体スイッチ３ａと第２半導体スイッチ３ｂを区別する必要がない場合には「半導体スイッチ３」と記載する。

図２では、電界効果トランジスタＭにＮチャネルのＭＯＳ型電界効果トランジスタを用いているが、ＰチャネルのＭＯＳ型電界効果トランジスタ、又は他の電界効果トランジスタを用いてもよい。あるいは、半導体スイッチ３を、バイポーラトランジスタを用いて構成してもよい。

次に、本実施形態に係る電源切替装置１の動作例について図３を用いて説明する。
図３は、電源切替装置１の動作例を示す図である。図３上段に第１電力供給源２ａから第２電力供給源２ｂに切り替えるときのゲート電圧Ｖｇａの電圧プロファイル、図３中段にゲート電圧Ｖｇｂの電圧プロファイル、図３下段に第２半導体スイッチ３ｂに流れる電流Ｉ２を示している。図３において横軸は時間ｔを表す。

第１電力供給源２ａ及び第２電力供給源２ｂが出力する電圧Ｖａ，Ｖｂには、車載バッテリーやＤＣ／ＤＣコンバータの個体差や充電状態、配線長、並びに、車載バッテリーや電源配線の劣化などによりバラツキが生じる。以下では、第１電力供給源２ａの電圧Ｖａが１３Ｖ、第２電力供給源２ｂの電圧Ｖｂが１４Ｖである場合を想定して、出力電圧の低い第１電力供給源２ａから出力電圧の高い第２電力供給源２ｂに切り替える例を説明する。

図３に示すように、第１電力供給源２ａから負荷装置４ａ～４ｃに電力を供給しているときは（第１電源供給Ｓ１）、第１半導体スイッチ３ａのゲート電圧ＶｇａはＨｉｇｈレベル、第２半導体スイッチ３ｂのゲート電圧ＶｇａはＬｏｗレベルとなっている。

第１電源供給Ｓ１の状態から電力供給源を第２電力供給源２ｂに切り替えるときは、ゲート電圧制御回路６は、まず第１半導体スイッチ３ａのゲート電圧ＶｇａをＬｏｗレベルにする。そして、ゲート電圧制御回路６は、それと同時、又は第２半導体スイッチ３ｂのゲート電圧Ｖｇｂの上昇開始後、ゲート電圧ＶｇｂをＬｏｗレベルとＨｉｇｈレベルの間の中間電圧Ｖｍまで上昇させ、中間電圧Ｖｍで保持時間Ｔｍの間保持する（中間状態Ｓ２）。

なお、ゲート電圧制御回路６でゲート電圧をＬｏｗレベルから中間電圧Ｖｍに上昇させるまでには、ある時間（立ち上がり時間）を要する。そのため、実際にゲート電圧を中間電圧Ｖｍに保持している時間は、図３に示すゲート電圧の上昇開始を起点とする保持時間Ｔｍよりも短いと言える。ただし、立ち上がり時間は、ゲート電圧が中間電圧Ｖｍの一定値に保持される時間と比較して短いため、保持時間Ｔｍを、ゲート電圧の上昇開始時から次の電圧レベルへの上昇開始時までの期間とする。例えば、次の電圧レベルとは、図３ではＨｉｇｈレベルであり、後述する図１３では２段階目の中間電圧である。

その後、ゲート電圧制御回路６は、第２半導体スイッチ３ｂのゲート電圧ＶｇｂをＨｉｇｈレベルに上昇させる。これにより、電力供給源が第１電力供給源２ａから第２電力供給源２ｂに完全に切り替わる（第２電源供給Ｓ３）。

このように本実施形態では、ゲート電圧Ｖｇａ，Ｖｇｂの電圧レベルには、Ｈｉｇｈレベル、Ｌｏｗレベル、中間電圧の３つの状態がある。Ｈｉｇｈレベルとは、第１半導体スイッチ３ａ及び第２半導体スイッチ３ｂとしての電界効果トランジスタのオン抵抗が最小となる電圧であり、例えば、ゲート－ソース間電圧が１０Ｖ以上となるような電圧である。Ｌｏｗレベルとは、電界効果トランジスタの出力特性（Ｉ_Ｄ－Ｖ_ＤＳ特性）が遮断領域となる電圧であり、例えば、ゲート－ソース間電圧が０Ｖとなる電圧である。中間電圧とは、電界効果トランジスタの出力特性が非飽和領域となる電圧であり、ソース－ドレイン間抵抗がゲート電圧に応じて変化する電圧である。

保持時間Ｔｍは、第１電力供給源２ａと第２電力供給源２ｂが出力する電圧の電圧差Ｖｄに応じて動的に設定される。電圧差Ｖｄが小さいときは保持時間Ｔｍを短くし、電圧差Ｖｄが大きいときは保持時間Ｔｍを長くする。すなわち、ゲート電圧制御回路６は、電圧差Ｖｄが所定値より大きいときは保持時間Ｔｍを予め設定した基準時間よりも長くなる方向に変更し、電圧差Ｖｄが所定値以下のときは保持時間Ｔｍを基準時間よりも短くなる方向に変更する。

本実施形態では、半導体スイッチのゲート電圧がＬｏｗレベルとＨｉｇｈレベルの間の電圧である状態を「中間状態」としている。従来の電源切替装置では、図３の中段に細い実線で示すように、中間状態でゲート電圧ＶｇｂがＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに上昇するまでの電圧プロファイルは固定である。保持時間は、電源切替時に半導体スイッチに流れる突入電流を制限するための時間であり、「電流制限時間」と言うこともできる。

本実施形態に示す第１電力供給源２ａ（電圧Ｖａ＝１３Ｖ）から第２電力供給源２ｂ（電圧Ｖｂ＝１４Ｖ）のように異なる電圧値の電力供給源に切り替えるときは、両電源の電圧差Ｖｄに応じた突入電流が生じる。従来の構成では、第２半導体スイッチ３ｂに一点鎖線で示した許容電流を超える大きな突入電流が流れる。

本実施形態の構成において、中間状態Ｓ２から第２電源供給Ｓ３に切り替わるときの、第２半導体スイッチ３ｂに流れる電流Ｉ２について説明する。図３下段に示すように、第２半導体スイッチ３ｂのゲート電圧Ｖｇｂが中間電圧Ｖｍに上昇するときに第１のピーク電流が流れ、その後、第１のピーク電流が減少した後にゲート電圧ＶｇｂがＨｉｇｈレベルに上昇するときに第２のピーク電流が流れる。

このように本実施形態では、第２半導体スイッチ３ｂのゲート電圧ＶｇｂをＬｏｗレベルから一気にＨｉｇｈレベルまで上げずに段階を踏むことで、電源切替時に第２半導体スイッチ３ｂに流れる電流Ｉ２（ピーク電流）が許容電流を超えないように、ピーク電流を分散させることができる。さらに、本実施形態では、第１電力供給源２ａと第２電力供給源２ｂの出力電圧の電圧差Ｖｄに応じて電力供給源を変更できるので、許容電流を超えないように電力供給源を切り替えることができる。従来は、電源切替時に、中間状態で中間電圧Ｖｍの保持時間Ｔｍを電圧差Ｖｄに応じて変更する構成を備えていない。そのため、従来は、電圧差Ｖｄが大きくなると、それに応じて半導体スイッチのピーク電流が増加し許容電流を超えるおそれがあったが、本実施形態によればこの問題が解消される。

以上のとおり、第１の実施形態に係る電源切替装置（電源切替装置１）は、負荷装置（４ａ～４ｃ）に電力を供給する第１の電力供給源（第１電力供給源２ａ）と該負荷装置との間に設けた第１の半導体スイッチ（第１半導体スイッチ３ａ）と、該負荷装置に電力を供給する第２の電力供給源（第２電力供給源２ｂ）と該負荷装置との間に設けた第２の半導体スイッチ（第２半導体スイッチ３ｂ）と、第１の半導体スイッチ及び第２の半導体スイッチの駆動電圧を制御するスイッチ制御装置（スイッチ制御装置５）と、を備えた電源切替装置である。
上記スイッチ制御装置は、第１の電力供給源と第２の電力供給源において一方の電力供給源から他方の電力供給源へ切り替えるときに、切り替え後に電力を供給する側の電力供給源（例えば、第２電力供給源２ｂ）に接続された半導体スイッチ（第２半導体スイッチ３ｂ）を非飽和状態に保持する中間状態を設け、第１の電力供給源と第２の電力供給源が出力する電圧の電圧差（電圧差Ｖｄ）に応じて中間状態の保持時間（保持時間Ｔｍ）を変更する。

上記構成の本実施形態によれば、第１電力供給源と第２電力供給源の出力電圧の電圧差に応じて、切り替え後に電力を供給する側の電力供給源に接続された半導体スイッチの中間状態の保持時間（電流制限時間）を変更する。これにより、第１電力供給源と第２電力供給源の出力電圧に差がある場合であっても、過電流による半導体スイッチの損傷を抑制し、かつ、電力供給を遮断することなく円滑に電力供給源を切り替えることができる。

＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態に係る電源切替装置について説明する。第２の実施形態は、第１電力供給源２ａと第２電力供給源２ｂの出力電圧の電圧差Ｖｄに加えて負荷装置４の情報（負荷情報）を考慮して、第１半導体スイッチ３ａと第２半導体スイッチ３ｂを制御する構成とした例である。以下では、第２の実施形態に係る電源切替装置について、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。

まず、本実施形態に係る電源切替装置の構成について図４を用いて説明する。
図４は、本実施形態に係る電源切替装置１Ａの構成例を示す図である。電源切替装置１Ａは、第１の実施形態に係る電源切替装置１のスイッチ制御装置５の代わりに、スイッチ制御装置５Ａを備える。すなわち、電源切替装置１Ａは、第１半導体スイッチ３ａと、第２半導体スイッチ３ｂと、スイッチ制御装置５Ａを備える。

スイッチ制御装置５Ａは、第１半導体スイッチ３ａと第２半導体スイッチ３ｂに制御信号を出力して、電力供給を切り替える。スイッチ制御装置５Ａは、電圧比較器７と、ゲート電圧制御回路６Ａと、負荷情報８Ａを備える。

ゲート電圧制御回路６Ａは、電圧比較器７が出力する電圧差Ｖｄに応じて、第１半導体スイッチ３ａ（電界効果トランジスタＭ）のゲート電圧Ｖｇａ、及び第２半導体スイッチ３ｂ（電界効果トランジスタＭ）のゲート電圧Ｖｇｂを生成して出力する。また、ゲート電圧制御回路６Ａは、負荷装置４ａ～４ｃの等価電気抵抗や等価静電容量に基づいた負荷情報８Ａに応じて、ゲート電圧Ｖｇａ及びゲート電圧Ｖｇｂを生成して出力する。負荷情報８Ａはメモリなどによって保存される。ゲート電圧制御回路６Ａは、負荷情報８Ａが保存されたメモリを参照してゲート電圧Ｖｇａ及びゲート電圧Ｖｇｂを生成する。

本実施形態の特徴は、電圧差Ｖｄに加えて負荷情報８Ａに応じて、ゲート電圧Ｖｇａ及びゲート電圧Ｖｇｂを生成して出力している点にある。負荷情報８Ａは、図４に示すように負荷装置４ａ～４ｃの等価回路モデルに基づくパラメータである。負荷装置４ａ～４ｃは、図中に示すような等価電気抵抗と等価静電容量の等価回路で表すことができる。負荷情報８Ａは、これらの複数の負荷装置４ａ～４ｃの等価電気抵抗と等価静電容量に基づいた情報である。本実施形態では、負荷装置の電気的特性を表す情報には、少なくとも等価電気抵抗と等価静電容量が含まれることが望ましい。例えば、電気的特性として、負荷装置４の電気抵抗と静電容量を例示したが、さらにリアクタンス成分を考慮してもよい。

例えば、負荷装置４ａは、直列に接続された等価静電容量Ｃ１と等価電気抵抗Ｒｓ１に対し、等価電気抵抗Ｒ_Ｌ１が並列に接続された等価回路として表される。同様に、負荷装置４ｂは、直列に接続された等価静電容量Ｃ２と等価電気抵抗Ｒｓ２に対し、等価電気抵抗Ｒ_Ｌ２が並列に接続された等価回路として表される。さらに、負荷装置４ｃは、直列に接続された等価静電容量Ｃ３と等価電気抵抗Ｒｓ３に対し、等価電気抵抗Ｒ_Ｌ３が並列に接続された等価回路として表される。負荷装置４ａ～４ｃの等価回路の一端側は電源ラインに接続し、他端側は接地されている。

本実施形態において、上記負荷情報８Ａに基づいて、ゲート電圧プロファイルを決定する手順の一例について図５及び図６を用いて説明する。
図５は、電源切替装置１Ａにおいて負荷情報８Ａを用いた電源切替時の突入電流の推定方法についての説明図である。図５において縦軸は第２半導体スイッチ３ｂに流れる電流Ｉ２、横軸は時間ｔを表す。例えば、第１電力供給源２ａから第２電力供給源２ｂに切り替えた場合に、第２半導体スイッチ３ｂに流れる電流Ｉ２は下式（１）で予測できる。

ここで、「ｉ_ｃ」は、第２半導体スイッチ３ｂに流れる電流Ｉ２のうち静電容量の充電電流である。「ｉ_Ｒ」は、第２半導体スイッチ３ｂに流れる電流Ｉ２のうち直流成分の電流である。「ｔ」は、第２半導体スイッチ３ｂにゲート電圧Ｖｇｂを印加した時点からの経過時間である。「Ｖｄ」は、第１電力供給源２ａ及び第２電力供給源２ｂが出力する電圧の電圧差（以下「電源電圧差」とも称する）、「Ｒｓ」は、各負荷装置４の等価静電容量に直列に接続される電気抵抗（図４のＲｓ１～Ｒｓ３）の並列合成抵抗、「Ｃ」は、各負荷装置４の等価静電容量（Ｃ１～Ｃ３）の並列合成静電容量である。「Ｖｂ」は、第２電力供給源２ｂの出力電圧、「Ｒ_Ｌ」は、各負荷装置４の等価電気抵抗（Ｒ_Ｌ１～Ｒ_Ｌ３）の並列合成抵抗である。

上記の式（１）に基づいて、電源切替時における第２半導体スイッチ３ｂに流れる突入電流のピーク電流を推定する。ピーク電流が許容電流を超える場合は、第２半導体スイッチ３ｂのソース－ドレイン間抵抗Ｒｓｄを加味した下式（２）を用いて、許容電流を超えないようにソース－ドレイン間抵抗Ｒｓｄの値を算出する。

式（２）からソース－ドレイン間抵抗Ｒｓｄを算出したら、第２半導体スイッチ３ｂを構成する電界効果トランジスタＭの電気的特性から、ソース－ドレイン間抵抗がＲｓｄとなるゲート電圧Ｖｇｂを決定する。ゲート電圧Ｖｇｂは、例えば、ドレイン電流－ゲート・ソース間電圧特性（Ｉｄ－Ｖ_ＧＳ特性）を用いて算出することができる。ここで決定されたゲート電圧Ｖｇｂの値が、本発明における中間状態での中間電圧値（図６の中間電圧Ｖｍ）である。

次に、本実施形態に係る電源切替装置１Ｂの動作例について図６を用いて説明する。
図６は、電源切替装置１Ｂの動作例を示す図である。図６上段にゲート電圧制御回路６により生成されるゲート電圧Ｖｇｂの電圧プロファイル、図６下段に第２半導体スイッチ３ｂの電流Ｉ２を示している。図５において横軸は時間ｔを表す。

まず、電源切替後、ゲート電圧制御回路６は、ゲート電圧ＶｇｂをＬｗレベルから上記により決定した中間電圧Ｖｍに上昇させる。中間電圧Ｖｍでの保持時間Ｔｍは、負荷装置４の等価電気抵抗Ｒｓと等価静電容量Ｃと電界効果トランジスタのソース－ドレイン間抵抗Ｒｓｄとに基づいて、下式（３）により決定される。

式（３）において、「ｋ」は定数である。ゲート電圧Ｖｇｂを中間状態で保持時間Ｔｍの期間保持した後、ゲート電圧ＶｇｂをＨｉｇｈレベルに上昇させると、第２半導体スイッチ３ｂが完全にＯＮ状態になる。この電圧プロファイルでの電流Ｉ２は、ゲート電圧Ｖｇｂが中間電圧Ｖｍに切り替えられるときに第１のピーク電流が流れ、その後Ｈｉｇｈレベルになるときに第２のピーク電流が流れる。本実施形態によれば、電圧差Ｖｄ及び負荷装置４の電気的特性に応じて、ピーク電流が第１のピーク電流と第２のピーク電流に分散されるため、ピーク電流が許容電流を超えないように切り替えることができる。

本実施形態では、上記のように等価電気抵抗と等価静電容量から保持時間Ｔｍを決定する一例を示したが、式（３）の時定数（＝Ｃ（Ｒｓ＋Ｒｓｄ））に所定の係数ｋをかけて保持時間Ｔｍを最適化することができる。すなわち、ｋの値によってゲート電圧Ｖｇｄの上昇カーブ（上昇速度）を変化させて、保持時間Ｔｍを変更することができる。例えば、電流Ｉ２の２番目のピーク電流値に許容電流までの余裕があればｋ＜１として保持時間Ｔｍを時定数よりも短い時間とし、ピーク電流値に余裕がなければｋ＞１として保持時間Ｔｍを時定数よりも長い時間に設定してもよい。つまり、第２半導体スイッチ３ｂの電界効果トランジスタＭのソース－ドレイン間抵抗Ｒｓｄと、保持時間Ｔｍとをパラメータとして、ゲート電圧Ｖｇｂの最適化を実施することができる。

また、本実施形態では、中間状態で保持するゲート電圧Ｖｇｂ（中間電圧Ｖｍ）の値が一つである例を示したが、複数の電圧値を設定して、ゲート電圧Ｖｇｂを２段階以上の複数のステップ電圧で上昇させてもよい。これらの電圧プロファイルは設計パラメータであり、半導体スイッチ３の特性や負荷装置４などに応じて適宜設定されるものである。

以上のとおり、第２の実施形態におけるスイッチ制御装置（スイッチ制御装置５Ａ）は、第１電力供給源２ａ及び第２電力供給源２ｂが出力する電圧の電圧差Ｖｄ及び負荷装置４ａ～４ｃの電気的特性を表す情報（負荷情報８Ａ）に応じて、中間状態の保持時間Ｔｍを変更するにように構成されている。

上記構成の本実施形態によれば、ゲート電圧制御回路６は、電圧差Ｖｄに加えて負荷装置４の情報（負荷情報８Ａ）に基づいて、半導体スイッチ３のゲート電圧の電圧プロファイルを設定する。このような構成とすることで、負荷装置４の追加やアップデートなどにより電源切替時の突入電流が変化した場合であっても、負荷情報８Ａを変更することで突入電流による半導体スイッチ３の故障や劣化を抑制することができる。つまり、半導体スイッチ３を取り換えることなく負荷装置４の変更に対応することができる。例えば、後付けにより接続負荷の数や電流容量が変わった場合においても、半導体スイッチ３を取り換える必要がなく、ソフトウェアの修正により対応できる。

なお、本実施形態では、負荷情報８Ａとして負荷装置４の等価電気抵抗や等価静電容量を示したが、これに限定されるものではない。例えば、前述の半導体スイッチ３に流れる突入電流の特性から予め決定した中間電圧Ｖｍや保持時間Ｔｍを、負荷情報８Ａとしてメモリに保存する方法でもよい。つまり、負荷情報８Ａは、接続される負荷装置４の電気的特性によってゲート電圧の電圧プロファイルを決めるパラメータ（Ｔｍ、Ｖｍ）を適宜変更し、ゲート電圧の電圧プロファイルや中間状態の保持時間を変更できる情報であれば、本発明の効果を得ることができる。

＜第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態に係る電源切替装置について説明する。第３の実施形態は、複数の負荷装置４のうち通電状態にある負荷装置４の電気的特性を表す情報に基づいて、半導体スイッチ３のゲート電圧を制御する例である。

本実施形態に係る電源切替装置の構成について図７を用いて説明する。
図７は、本実施形態に係る電源切替装置１Ｂの構成例を示す図である。電源切替装置１Ｂは、第２の実施形態に係る電源切替装置１Ａを基本構成としたものであり、電源切替装置１Ｂについて第２の実施形態との相違点を中心に述べる。

電源切替装置１Ｂは、第２の実施形態に係る電源切替装置１のスイッチ制御装置５Ａの代わりに、スイッチ制御装置５Ｂを備える。すなわち、電源切替装置１Ｂは、第１半導体スイッチ３ａと、第２半導体スイッチ３ｂと、スイッチ制御装置５Ｂを備える。スイッチ制御装置５Ｂは、電圧比較器７と、ゲート電圧制御回路６Ｂと、負荷情報８Ａを備える。

本実施形態では、第２の実施形態の構成に加えて、負荷装置４ａ～４ｃのそれぞれの電源ラインに設けられた負荷スイッチ９ａ～９ｃと、外部指令に基づいて負荷スイッチ９ａ～９ｃの通電／遮断を制御する負荷スイッチ制御装置１０とを備える。負荷スイッチ制御装置１０は、図１に示した車両制御装置１１０のコントローラ１１１に内蔵されていてもよい。外部指令は、接続された負荷装置４ａ～４ｃの各々について駆動するかどうかを示す指令である。

なお、スイッチ制御装置５Ｂには、パワーマネージメント系の電子制御装置（ＥＣＵ）から負荷スイッチ切替指令が入力される。例えば、負荷装置４の故障検知（又は故障予兆）などにより負荷スイッチ９ａ～９ｃが切り替えられ、負荷装置４の使用中止又は機能制限が実施される。

負荷スイッチとしては、電界効果トランジスタを用いた半導体スイッチの他、リレーなどのメカニカルスイッチを用いることができる。負荷装置４ａ～４ｃへの電源供給は、負荷スイッチ９ａ～９ｃによって制御される。以降の説明で、負荷スイッチ９ａ～９ｃを区別する必要がない場合には「負荷スイッチ９」と記載する。

負荷情報８Ａは、負荷装置４ａ～４ｃの等価電気抵抗と等価静電容量に基づいた情報である。ただし、本実施形態の負荷情報８Ａは、負荷スイッチ制御装置１０から通知される負荷スイッチ９ａ～９ｃの切替情報（図中「スイッチ情報」）、すなわち電源ラインに接続（通電）している負荷装置４ａ～４ｃの情報に基づいて更新される。

なお、負荷情報８Ａに全ての負荷装置４ａ～４ｃの電気的特性を示す情報が含まれていて、スイッチ情報を基に、駆動している負荷装置４の電気的特性（等価回路モデルの電気的特性）から負荷情報８Ａを更新してメモリに保存するようにしてもよい。

ゲート電圧制御回路６Ｂは、第２の実施形態におけるゲート電圧制御回路６Ａと同様の機能を有する。ゲート電圧制御回路６Ｂは、負荷情報８Ａが保存されたメモリを参照して、第２の実施形態と同様な方法によりゲート電圧Ｖｇａ及びゲート電圧Ｖｇｂを生成する。

なお、負荷情報８Ａに負荷装置４ａ～４ｃの電気的特性を示す情報が登録されている場合に、ゲート電圧制御回路６Ｂは、スイッチ情報に基づいて負荷情報８Ａから通電している負荷装置４の電気的特性の情報のみを抽出し、抽出した負荷装置４の電気的特性の情報に基づいてゲート電圧を生成するようにしてもよい。ゲート電圧制御回路６Ｂは、負荷スイッチ制御装置１０と定期的に通信することで、電源切替前にスイッチ情報を得ることが可能である。例えば、図７では、負荷スイッチ９ａのみが通電しており、負荷装置４ａが電源ラインに接続され駆動している。ゲート電圧制御回路６Ｂは、負荷装置４ａの電気的特性に基づく負荷情報８Ａから、ゲート電圧を生成する。

電源切替時に半導体スイッチ３に流れる突入電流は、駆動状態である負荷装置４によって決まる。そのため、本実施形態により、さらに正確に電源切替時の半導体スイッチ３に流れる突入電流を推定して、最適なゲート電圧を生成することができる。

また、スイッチ制御装置５Ｂが一方の電力供給源から他方の電力供給源へ切り替える前に、複数の負荷装置４ａ～４ｃのうちいずれかの負荷装置への電力供給を停止し、スイッチ制御装置５Ｂは、複数の負荷装置４のうち通電状態にある負荷装置４の電気的特性を表す情報（例えば、等価電気抵抗及び等価静電容量）に応じて中間状態の保持時間Ｔｍを変更することもできる。例えば、複数の負荷装置４を予め重要機器と非重要機器に分類し、電源切替時に非重要機器を停止する。これにより、電源切替時に接続されている負荷装置４の台数を少なくし、電源切替時に半導体スイッチ３に流れる突入電流を低減することができる。例えば、重要機器は、ブレーキランプ、ヘッドライト、ワイパーなど、自動車が安全に走行するために重要となる負荷装置である。非重要機器は、オーディオやエアーコンディショナー、パワーウィンドウなど、一時的に停止しても自動車の安全な走行を害さない負荷装置である。

そして、電源切替後、負荷スイッチ制御装置１０は、電力供給を停止していた負荷装置４に電力を供給する。その際、負荷スイッチ制御装置１０は、半導体スイッチ３の許容電流を超えない範囲で、電力供給を停止していた負荷装置４に接続された負荷スイッチ９を通電し、該当の負荷装置４を駆動する。例えば、負荷スイッチ制御装置１０は、停止していた複数の負荷装置４を一斉に駆動するのではなく、順次駆動する。または、負荷スイッチ制御装置１０は、半導体スイッチ３の許容電流を超えないようにするため、突入電流（等価静電容量）の大きい負荷装置４同士を同時に起動させないようにしてもよい。逆に言うと、半導体スイッチ３の許容電流を超えない範囲であれば、複数の負荷装置４に対して同時に電力供給を開始してもよい。

以上のとおり、第３の実施形態におけるスイッチ制御装置（スイッチ制御装置５Ｂ）は、複数の負荷装置４ａ～４ｃのうち通電状態にある負荷装置の電気的特性を表す情報（負荷情報８Ａ）に応じて中間状態の保持時間Ｔｍを変更するように構成されている。

上記構成の本実施形態によれば、第１電力供給源と第２電力供給源の出力電圧の電圧差、及び接続される負荷装置に応じて、切り替え後に電力を供給する側の電力供給源に接続された半導体スイッチの中間状態の保持時間を変更する。これにより、第１電力供給源と第２電力供給源の出力電圧の差が変化した場合であっても、過電流による半導体スイッチの損傷を抑制し、かつ、電力供給を遮断することなく円滑に電力供給源を切り替えることができる。また、電源切替装置に接続される負荷装置の電流容量の最悪条件で設計する必要がないため、半導体スイッチを低コスト化できる。

＜第４の実施形態＞
次に、第４の実施形態に係る電源切替装置について説明する。第４の実施形態は、負荷装置４から第１電力供給源２ａ及び第２電力供給源２ｂへ流れる逆流電流や、第１電力供給源２ａと第２電力供給源２ｂとの間に流れる貫通電流を防止する例である。

まず、本実施形態に係る電源切替装置の構成について図８を用いて説明する。
図８は、本実施形態に係る電源切替装置１Ｃの構成例を示す図である。電源切替装置１Ｃは、第２の実施形態に係る電源切替装置１Ａを基本構成としたものであり、電源切替装置１Ｃについて第２の実施形態との相違点を中心に述べる。電源切替装置１Ｃが、第２の実施形態に係る電源切替装置１Ａと比較してもっとも異なるところは、第１半導体スイッチ３ａ及び第２半導体スイッチ３ｂに代えて、第１半導体スイッチ３ｃ及び第２半導体スイッチ３ｄを備える点である。

電源切替装置１Ｃは、第１半導体スイッチ３ｃと、第２半導体スイッチ３ｄと、スイッチ制御装置５Ｃを備える。第１電力供給源２ａからの電力は、第１半導体スイッチ３ｃを介して、複数の負荷装置４ａ～４ｃに供給される。第１半導体スイッチ３ｃは、複数の電界効果トランジスタＭ１，Ｍ２により構成され、電界効果トランジスタＭ１と電界効果トランジスタＭ２はそれらのボディダイオードが逆向きになるように直列接続されている。

第２電力供給源２ｂからの電力は、第２半導体スイッチ３ｄを介して、複数の負荷装置４ａ～４ｃに供給される。第２半導体スイッチ３ｄは、複数の電界効果トランジスタＭ３，Ｍ４により構成され、電界効果トランジスタＭ３と電界効果トランジスタＭ４はそれらのボディダイオードが逆向きになるように直列接続されている。

スイッチ制御装置５Ｃは、第１半導体スイッチ３ｃの電界効果トランジスタＭ１，Ｍ２と第２半導体スイッチ３ｄの電界効果トランジスタＭ３，Ｍ４に制御信号（ゲート電圧）を出力して、電力供給を切り替える。スイッチ制御装置５Ｃは、電圧比較器７と、ゲート電圧制御回路６Ｃと、負荷情報８Ａを備える。

ゲート電圧制御回路６Ｃは、電圧比較器７で検出された第１電力供給源２ａ及び第２電力供給源２ｂの出力電圧の電圧差Ｖｄに応じて、第１半導体スイッチ３ｃとしての電界効果トランジスタＭ１のゲート電圧Ｖｇａ１、電界効果トランジスタＭ２のゲート電圧Ｖｇａ２を生成して出力する。また、ゲート電圧制御回路６Ｃは、電圧差Ｖｄに応じて、第２半導体スイッチ３ｄとしての電界効果トランジスタＭ３のゲート電圧Ｖｇｂ１、電界効果トランジスタＭ４のゲート電圧Ｖｇｂ２を生成して出力する。

また、ゲート電圧制御回路６Ｃは、電圧差Ｖｄに加え、負荷装置４ａ～４ｃの等価電気抵抗や等価静電容量に基づいた負荷情報８Ａに応じて、ゲート電圧Ｖｇａ１，Ｖｇａ２及びゲート電圧Ｖｇｂ１，Ｖｇｂ２を生成して出力することが可能である。

本実施形態では、図８に示したように、第１半導体スイッチ３ｃ及び第２半導体スイッチ３ｄのそれぞれにおいて、二つの電界効果トランジスタをバックトゥーバック接続している。バックトゥーバック接続は、２つの電界効果トランジスタのボディダイオードを対向させて直列接続させる接続形態である。これにより、第１電力供給源２ａや第２電力供給源２ｂへの負荷装置４側からの逆流電流や、第１電力供給源２ａと第２電力供給源２ｂでの貫通電流を遮断することができる。

次に、本実施形態に係る電源切替装置１Ｃの動作例について図９を用いて説明する。
図９は、電源切替装置１Ｃの動作例として、ゲート電圧制御回路６Ｃにより生成されるゲート電圧Ｖｇａ１，Ｖｇａ２、及びゲート電圧Ｖｇｂ１，Ｖｇｂ２の一例を示す図である。図９上段に第１電力供給源２ａから第２電力供給源２ｂに切り替えるときのゲート電圧Ｖｇａ１，Ｖｇａ２の電圧プロファイル、図９中段にゲート電圧Ｖｇｂ１，Ｖｇｂ２の電圧プロファイル、図９下段に第２半導体スイッチ３ｄに流れる電流Ｉ２を示している。図９において横軸は時間ｔを表す。

本実施形態では、第１の実施形態と同様に、第１電力供給源２ａの電圧Ｖａが１３Ｖ、第２電力供給源２ｂの電圧Ｖｂが１４Ｖである場合を想定して、出力電圧の低い第１電力供給源２ａから出力電圧の高い第２電力供給源２ｂに切り替える例を説明する。

図９に示すように、第１電力供給源２ａから負荷装置４ａ～４ｃに電力を供給しているときは（第１電源供給Ｓ１）、第１半導体スイッチ３ｃのゲート電圧Ｖｇａ１及びＶｇａ２はＨｉｇｈレベル、第２半導体スイッチ３ｄのゲート電圧Ｖｇｂ１，Ｖｇｂ２はＬｏｗレベルとなっている。

第１電源供給Ｓ１の状態から電力供給源を第２電力供給源２ｂに切り替えるときは、ゲート電圧制御回路６Ｃは、まず第１半導体スイッチ３ｃのゲート電圧Ｖｇａ１及びＶｇａ２をＬｏｗレベルにする。

ここで、ゲート電圧制御回路６Ｃは、ゲート電圧Ｖｇａ１及びＶｇａ２がＬｏｗレベルになる直前に、第２半導体スイッチ３ｄのゲート電圧Ｖｇｂ１を中間電圧Ｖｍに上昇させる。図９中段に示すように、本実施形態では、ゲート電圧Ｖｇａ１とゲート電圧Ｖｇｂ１を同時にＬｏｗレベルよりも大きな電圧にするオーバーラップ期間Ｐｏを設けている。スイッチ制御装置５Ｃのゲート電圧制御回路６Ｃは、オーバーラップ期間Ｐｏにおいて、一方の電力供給源から他方の電力供給源へ切り替えるときに、一方の電力供給が遮断される前に、他方の電界効果トランジスタ（例えば、電界効果トランジスタＭ３）を中間状態にする。このオーバーラップ期間の効果については後述する。ゲート電圧制御回路６Ｃは、ゲート電圧Ｖｇｂ１を保持時間Ｔｍの間、中間電圧Ｖｍで保持する（中間状態Ｓ２）。

その後、ゲート電圧制御回路６Ｃは、ゲート電圧Ｖｇｂ１を中間電圧ＶｍからＨｉｇｈレベルに上昇させ、さらにその後にゲート電圧Ｖｇｂ２をＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに上昇させる。これにより、電力供給源が第１電力供給源２ａから第２電力供給源２ｂに完全に切り替わる（第２電源供給Ｓ３）。

保持時間Ｔｍは、第１の実施形態と同様に、第１電力供給源２ａと第２電力供給源２ｂが出力する電圧の電圧差Ｖｄに応じて動的に設定される。第１電力供給源２ａと第２電力供給源２ｂの出力電圧の電圧差Ｖｄが小さいときは保持時間Ｔｍを短くし、電圧差Ｖｄが大きいときは保持時間Ｔｍを長くする。本実施形態では、第２半導体スイッチ３ｄの電界効果トランジスタＭ３のゲート電圧Ｖｇｂ１が、ＬｏｗレベルとＨｉｇｈレベルの間の電圧である状態を「中間状態」としている。

上記のような電源切替制御により、第２半導体スイッチ３ｄに流れる電流を、図９下段の電流Ｉ２に示す。時刻ｔ０は、ゲート電圧Ｖｇｂ１がＬｏｗレベルから上昇を開始したタイミングである。ゲート電圧Ｖｇｂ１が中間電圧Ｖｍに上昇したとき（時刻ｔ１）に第１のピーク電流が流れ、その後、第１のピーク電流が減少した後にゲート電圧Ｖｇｂ１がＨｉｇｈレベルに上昇するとき（時刻ｔ２）に第２のピーク電流が流れる。次に、ゲート電圧Ｖｇｂ２がＨｉｇｈレベルに上昇するとき（時刻ｔ３）に第３のピーク電流が流れる。ゲート電圧Ｖｇｂ１，Ｖｇｂ２がともにＨｉｇｈレベルになると（時刻ｔ４）、電力供給源が完全に第２電力供給源２ｂへ切り替わる。

以上のとおり、第４の実施形態におけるスイッチ制御装置（スイッチ制御装置５Ｃ）では、一方の電力供給源から他方の電力供給源へ切り替えるときに、ボディダイオードが電力供給方向に対して逆方向となる側の電界効果トランジスタ（例えば、電界効果トランジスタＭ３）を非飽和状態に保持する中間状態を設け、第１電力供給源２ａと第２電力供給源２ｂが出力する電圧の電圧差Ｖｄに応じて中間状態の保持時間Ｔｍを変更する。

また、本実施形態に係るスイッチ制御装置（スイッチ制御装置５Ｃ）では、一方の電力供給源から他方の電力供給源へ切り替えるときに、ボディダイオードが電力供給方向に対して逆方向となる側の電界効果トランジスタ（例えば、電界効果トランジスタＭ３）を非飽和状態で保持する中間状態を設け、負荷装置４ａ～４ｃの電気的特性を表す情報に応じて該中間状態の保持時間Ｔｍを変更するように構成してもよい。あるいは、電圧差Ｖｄと負荷装置４ａ～４ｃの電気的特性を表す情報とに応じて、該中間状態の保持時間Ｔｍを変更するようにしてもよい。

このように本実施形態では、第２半導体スイッチ３ｄに流れる電流Ｉ２（ピーク電流）が破線で示した許容電流を超えないように、ピーク電流を分散させることができる。さらに、本実施形態では、第１電力供給源２ａと第２電力供給源２ｂの出力電圧の電圧差Ｖｄに応じて電力供給源を変更できるので、許容電流を超えないように電力供給源を切り替えることができる。

ここで、第１半導体スイッチ３ｃと第２半導体スイッチ３ｄのゲート電圧Ｖｇａ１，Ｖｇｂ１にオーバーラップ期間Ｐｏを設ける効果について、図１０を用いて説明する。

図１０は、第１半導体スイッチ３ｃのゲート電圧Ｖｇａ１と、第２半導体スイッチ３ｄのゲート電圧Ｖｇｂ１にオーバーラップ期間Ｐｏを設ける効果についての説明図である。図１０の例では、第１電力供給源２ａから第２電力供給源２ｂに切り替えるときの、第１半導体スイッチ３ｃと第２半導体スイッチ３ｄの各々を構成する電界効果トランジスタＭ１～Ｍ４の動作状態を示している。

図１０に示すように、第１電力供給源２ａから負荷装置４ａ～４ｃに電力を供給しているときは（第１電源供給Ｓ１）、第１半導体スイッチ３ｃの電界効果トランジスタＭ１，Ｍ２はＯＮ状態、第２半導体スイッチ３ｄの電界効果トランジスタＭ３，Ｍ４はＯＦＦ状態である。逆に、第２電力供給源２ｂから負荷装置４ａ～４ｃに電力を供給しているときは（第２電源供給Ｓ３）、第１半導体スイッチ３ｃの電界効果トランジスタＭ１，Ｍ２はＯＦＦ状態、第２半導体スイッチ３ｄの電界効果トランジスタＭ３，Ｍ４はＯＮ状態である。

オーバーラップ期間Ｐｏでは、電界効果トランジスタＭ１及び電界効果トランジスタＭ３がＯＮ状態、電界効果トランジスタＭ２及び電界効果トランジスタＭ４がＯＦＦ状態となる。つまり、電界効果トランジスタＭ２，Ｍ４は、各々のモディダイオードを介して電流が流れる状態にあり、ダイオード並列回路を形成している。

これにより、本実施形態では、電源切替時における電力供給を遮断することなく、切替動作が可能になる。さらに、本実施形態では、第１電力供給源２ａと第２電力供給源２ｂとの間においていずれかのボディダイオードが逆接続構成になるので、第１電力供給源２ａと第２電力供給源２ｂ間の貫通電流を遮断できる。

なお、本実施形態では、第１電力供給源２ａと第２電力供給源２ｂの出力電圧の電圧差Ｖｄに応じて保持時間Ｔｍと中間電圧Ｖｍを設定しているが、これらのパラメータは第２の実施形態と同様に、電圧差Ｖｄ及び負荷情報８Ａに基づいて設定することができる。また、本実施形態に係る電源切替装置１Ｃを、複数の負荷装置４のうち通電状態にある負荷装置４の情報を用いる第３の実施形態と組み合わせることもできる。

本実施形態においてオーバーラップ期間Ｐｏについて説明したが、オーバーラップ期間は本実施形態に必須の構成ではない。ただし、電源切替装置１Ｃにおける、第１半導体スイッチ３ｃと第２半導体スイッチ３ｄとの間でゲート電圧にオーバーラップ期間Ｐｏを設ける構成は、第１の実施形態から第３の実施形態には適用することができない。それは、第１の実施形態から第３の実施形態には、第１半導体スイッチ３ｃと第２半導体スイッチ３ｄのような２つの電界効果トランジスタによる逆接続構成がないからである。そのため、第１の実施形態から第３の実施形態において、第１半導体スイッチ３ａと第２半導体スイッチ３ｂのゲート電圧にオーバーラップ期間を設けると、第１電力供給源２ａと第２電力供給源２ｂとの間で貫通電流が流れる。

＜第５の実施形態＞
次に、第５の実施形態に係る電源切替装置について説明する。第５の実施形態は、電源切替時にダイオード並列回路を形成する電源切替装置において、ボディダイオードの順方向電圧による電圧降下や電力損失の増加を抑えるための構成を備えた例である。

本実施形態に係る電源切替装置の構成について図１１を用いて説明する。
図１１は、本実施形態に係る電源切替装置１Ｄの構成例を示す図である。電源切替装置１Ｄは、第４の実施形態に係る電源切替装置１Ｃを基本構成としたものであり、電源切替装置１Ｄについて第４の実施形態との相違点を中心に述べる。電源切替装置１Ｄと、第４の実施形態に係る電源切替装置１Ｃとの一番の違いは、理想ダイオード制御回路１１ａ，１１ｂを備えることである。

電源切替装置１Ｄは、第１半導体スイッチ３ｅと、第２半導体スイッチ３ｆと、スイッチ制御装置５Ｄを備える。第１電力供給源２ａからの電力は、第１半導体スイッチ３ｅを介して、複数の負荷装置４ａ～４ｃに供給される。第１半導体スイッチ３ｅの構成は、第４の実施形態における第１半導体スイッチ３ｃと同様に、電界効果トランジスタＭ１と電界効果トランジスタＭ２を逆接続して構成されている。ただし、電界効果トランジスタＭ２のゲート電圧が、理想ダイオード制御回路１１ａから入力される点が第４の実施形態と異なる。

第２電力供給源２ｂからの電力は、第２半導体スイッチ３ｆを介して、複数の負荷装置４ａ～４ｃに供給される。第２半導体スイッチ３ｆの構成は、第４の実施形態における第２半導体スイッチ３ｄと同様に、電界効果トランジスタＭ３と電界効果トランジスタＭ４を逆接続して構成されている。ただし、電界効果トランジスタＭ４のゲート電圧が、理想ダイオード制御回路１１ｂから入力される点が第４の実施形態と異なる。

スイッチ制御装置５Ｄは、第１半導体スイッチ３ｅの電界効果トランジスタＭ１と第２半導体スイッチ３ｆの電界効果トランジスタＭ３に制御信号（ゲート電圧）を出力して、電力供給を切り替える。スイッチ制御装置５Ｄは、電圧比較器７、ゲート電圧制御回路６Ａ、及び負荷情報８Ａを備える。スイッチ制御装置５Ｄは、第２の実施形態におけるスイッチ制御装置５Ａと同様の構成とすることができる。また、スイッチ制御装置５Ｄは、負荷情報８を参照しない第１の実施形態におけるスイッチ制御装置５と同様の構成としてもよい。

ゲート電圧制御回路６Ａは、電圧比較器７で検出された第１電力供給源２ａ及び第２電力供給源２ｂの出力電圧の電圧差Ｖｄに応じて、第１半導体スイッチ３ｅとしての電界効果トランジスタＭ１のゲート電圧Ｖｇａ１、第２半導体スイッチ３ｆとしての電界効果トランジスタＭ３のゲート電圧Ｖｇｂ１を生成して出力する。また、ゲート電圧制御回路６Ａは、電圧差Ｖｄに加え、負荷装置４ａ～４ｃの等価電気抵抗や等価静電容量に基づいた負荷情報８Ａに応じて、電界効果トランジスタＭ１のゲート電圧Ｖｇａ１、及び電界効果トランジスタＭ３のゲート電圧Ｖｇｂ１を生成して出力することが可能である。

図１１において、第１半導体スイッチ３ｅでは、電界効果トランジスタＭ２のゲート電圧Ｖｇａ２は、理想ダイオード制御回路１１ａにより制御される。また、第２半導体スイッチ３ｆでは、電界効果トランジスタＭ４のゲート電圧Ｖｇｂ２は、理想ダイオード制御回路１１ｂにより制御される。

理想ダイオード制御回路１１ａは、電界効果トランジスタＭ２のドレイン電圧とソース電圧に基づいて、電流方向を検出する演算増幅器１２ａ，１３ａと、演算増幅器１２ａ，１３ａの出力に基づいてゲート電圧Ｖｇａ２を調整するトランジスタ１４ａとを備える。演算増幅器１２ａ，１３ａに対する電源供給の記載は省略している。図１１の例では、トランジスタ１４ａにバイポーラトランジスタを用いているがこの例に限らない。

演算増幅器１２ａは、電界効果トランジスタＭ２に流れる電流が逆方向（ボディダイオードに対して逆方向）のときに、トランジスタ１４ａのゲートに対しＨｉｇｈレベルの信号を出力する。例えば、第２半導体スイッチ３ｆがＯＮ状態であって、第２電力供給源２ｂの出力電圧が第１電力供給源２ａよりも高いとき、電界効果トランジスタＭ２に流れる電流が逆方向になる。演算増幅器１２ａは、電界効果トランジスタＭ２に流れる電流が逆方向となったとき、トランジスタ１４ａをオンし、ゲート電圧Ｖｇａ２をプルダウンして電界効果トランジスタＭ２を即座に遮断する。

演算増幅器１３ａは、電界効果トランジスタＭ２に流れる電流が順方向（ボディダイオードに対して順方向）のときに、電界効果トランジスタＭ２のゲートに対しＨｉｇｈレベルの信号を出力する。演算増幅器１３ａは、昇圧した電源で動作しており電界効果トランジスタＭ２に流れる電流が順方向となったとき、ゲート電圧Ｖｇａ２をＨｉｇｈレベルにして電界効果トランジスタＭ２を通電する。

この理想ダイオード制御回路１１ａの構成により、電圧降下を抑制したダイオード動作が可能になる。理想ダイオード制御回路１１ｂについても同様な構成である。

理想ダイオード制御回路１１ｂは、電界効果トランジスタＭ４のドレイン電圧とソース電圧に基づいて、電流方向を検出する演算増幅器１２ｂ，１３ｂと、演算増幅器１２ｂ，１３ｂの出力に基づいてゲート電圧Ｖｇｂ２を調整するトランジスタ１４ｂとを備える。

演算増幅器１２ｂは、電界効果トランジスタＭｆに流れる電流が逆方向（ボディダイオードに対して逆方向）のときに、トランジスタ１４ｂのゲートに対しＨｉｇｈレベルの信号を出力する。例えば、第１半導体スイッチ３ｅがＯＮ状態であって、第１電力供給源２ａの出力電圧が第２電力供給源２ｂよりも高いとき、電界効果トランジスタＭ４に流れる電流が逆方向になる。演算増幅器１２ｂは、電界効果トランジスタＭ４に流れる電流が逆方向となったとき、トランジスタ１４ｂをオンし、ゲート電圧Ｖｇｂ２をプルダウンして電界効果トランジスタＭ４を即座に遮断する。

演算増幅器１３ｂは、電界効果トランジスタＭ４に流れる電流が順方向（ボディダイオードに対して順方向）のときに、電界効果トランジスタＭ４のゲートに対しＨｉｇｈレベルの信号を出力する。演算増幅器１３ｂは、昇圧した電源で動作しており電界効果トランジスタＭ４に流れる電流が順方向となったとき、ゲート電圧Ｖｇｂ２をＨｉｇｈレベルにして電界効果トランジスタＭ４を通電する。

以上のとおり、第５の実施形態に係る電源切替装置（電源切替装置１Ｄ）では、スイッチ制御装置（スイッチ制御装置５Ｄ）は、一方の電力供給源に接続される半導体スイッチを構成する複数の電界効果トランジスタのうち、ボディダイオードが電力供給方向に対して順方向となる電界効果トランジスタ（例えば、電界効果トランジスタＭ２）と、他方の電力供給源に接続される半導体スイッチを構成する複数の電界効果トランジスタ（例えば、電界効果トランジスタＭ４）とのうち、ボディダイオードが電力供給方向に対して順方向となる電界効果トランジスタ（例えば、電界効果トランジスタＭ２，Ｍ４）に流れる電流が出力供給方向に対して逆方向となったときに、電界効果トランジスタ（電界効果トランジスタＭ２，Ｍ４）を遮断する。

既述の第４の実施形態では、電源切替時に電界効果トランジスタＭ２及びＭ４のボディダイオードを用いて、ダイオード並列回路を形成していたが、この構成の場合、ボディダイオードの順方向電圧による電圧降下や電力損失が増加する課題があった。本実施形態では、ＯＮ抵抗の小さい電界効果トランジスタを用いてダイオードと同等の機能を形成することにより、第１電力供給源２ａと第２電力供給源２ｂ間の貫通電流による損傷を防止し、且つ電圧降下と電力損失を抑制することができる。

＜第６の実施形態＞
次に、第６の実施形態に係る電源切替装置について説明する。第１及び第２の実施形態では、第１半導体スイッチ３ａ及び第２半導体スイッチ３ｂをＯＮさせるときに、中間電圧で保持する期間を設けた２段階の電圧プロファイルにより、ゲート電圧Ｖｇａ及びゲート電圧Ｖｇｂを制御する例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、第１半導体スイッチ３をＯＮするための構成は、以下に示す第１の構成例から第３の構成例のような形態でもよい。

（半導体スイッチをＯＮするための第１の構成例）
まず、半導体スイッチ３をＯＮするための第１の構成について図１２及び図１３を用いて説明する。第１の構成は、電圧源により生成されるゲート電圧を、電圧プロファイルに基づいて３段階以上で上昇させる例である。

図１２は、本実施形態に係る電源切替装置の半導体スイッチ３をＯＮするための第１の構成例を示した図である。第１の構成例では、電圧源１５により生成されるゲート電圧に基づいて半導体スイッチ３の電界効果トランジスタＭがＯＮ状態となることで、電力供給源２の電力が負荷装置４へ供給される。

図１３は、本実施形態に係る電源切替装置の第１の構成例による半導体スイッチ３の動作例を示す図である。図１３において、縦軸は電界効果トランジスタＭのゲート電圧、横軸は時間ｔを表す。図１３では、ゲート電圧がＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに上昇する際に、第１の中間状態Ｓ２１と第２の中間状態Ｓ２２を経て３段階で上昇する電圧プロファイルの例が示されている。また、図１３では、第１の中間状態Ｓ２１と第２の中間状態Ｓ２２において、破線で示すようにゲート電圧（中間電圧）をより高い値に保持した例も示されている。なお、第１の中間状態Ｓ２１と第２の中間状態Ｓ２２における中間電圧の値だけではなく、第１の中間状態Ｓ２１と第２の中間状態Ｓ２２での各保持時間Ｔｍを適宜変更してもよい。

（半導体スイッチをＯＮするための第２の構成例）
次に、半導体スイッチ３をＯＮするための第２の構成について図１４及び図１５を用いて説明する。第２の構成は、電界効果トランジスタのゲートに接続した外部回路の電気抵抗成分と静電容量成分を利用して、電流源によりゲート電圧を制御する例である。

図１４は、本実施形態に係る電源切替装置の半導体スイッチ３をＯＮするための第２の構成例を示した図である。第２の構成例では、半導体スイッチ３の電界効果トランジスタＭのゲートに、電気抵抗１７を介して電流源１６が接続されている。また、電界効果トランジスタＭのゲートと電気抵抗１７との接続中点にコンデンサ１８の一端が接続され、コンデンサ１８の他端が接地されている。電気抵抗１７とコンデンサ１８はいわゆるＣＲ回路を構成している。電流源１６から出力された電流がＣＲ回路を通過してゲートに入力され、半導体スイッチ３の電界効果トランジスタＭがＯＮ状態となることで、電力供給源２の電力が負荷装置４へ供給される。このＣＲ回路を利用して、中間状態におけるゲート電圧の値（中間電圧）や保持時間Ｔｍを調整することができる。

図１５は、本実施形態に係る電源切替装置の第２の構成例による半導体スイッチ３の動作例を示す図である。図１５に示すように、ＣＲ回路の時定数を調整することで、ゲート電圧がＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに上昇する速度（保持時間Ｔｍに相当）を変更できる。例えば、ＣＲ回路の時定数を小さくすることで、ゲート電圧の立ち上がりを速くして中間状態（保持時間Ｔｍ）を短縮することができる。また、電流源１６から供給する電流量を多くすると、ゲート電圧がより早くＨｉｇｈレベルまで上昇する。すなわち、電流源１６から供給する電流量によって、ゲート電圧が中間電圧の範囲内（中間状態）となる保持時間Ｔｍを調整することができる。この場合、中間状態のゲート電圧は、上述した中間電圧Ｖｍのような一定の値には保持されない。

（半導体スイッチをＯＮするための第３の構成例）
次に、半導体スイッチ３をＯＮするための第３の構成について図１６及び図１７を用いて説明する。第３の構成は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）発生器を設けてＰＷＭ波形を中間状態としてゲートに入力する例である。このような構成でも同様な効果を得ることもできる。

図１６は、本実施形態に係る電源切替装置の半導体スイッチ３をＯＮするための第３の構成例を示した図である。図１６に示した第３の構成例は、図１２において電圧源１５をＰＷＭ発生器１９に置き換えた構成である。第３の構成例では、ＰＷＭ発生器１９が出力するＰＷＭ信号に基づいて、半導体スイッチ３の電界効果トランジスタＭがＯＮ状態となることで、電力供給源２の電力が負荷装置４へ供給される。このとき、ＰＷＭ信号のデューティー比を制御することにより、ゲート電圧の中間状態（中間電圧）が生成される。

図１７は、本実施形態に係る電源切替装置の第３の構成例による半導体スイッチ３の動作例を示す図である。ＰＷＭ信号のデューティー比を制御することで、中間状態におけるゲート電圧（中間電圧Ｖｍに相当）を調整することができる。例えば、ＰＷＭ信号のデューティー比を一定とすることで、ゲート電圧が中間電圧Ｖｍに保持される。また、ＰＷＭ信号の印加時間（ＬｏｗレベルとＨｉｇｈレベルの繰り返し期間）が、中間状態の保持時間Ｔｍに相当する。

［コンピューターのハードウェア構成］
次に、上述した各実施形態における電源切替装置が備えるコンピューターのハードウェア構成について図１８を参照して説明する。

図１８は、各実施形態に係る電源切替装置が備えるコンピューターのハードウェア構成例を示すブロック図である。図１８に示す計算機２０は、いわゆるコンピューターとして用いられるハードウェアである。

計算機２０は、バスにそれぞれ接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）２１、ＲＯＭ（Read Only Memory）２２、ＲＡＭ（Random Access Memory）２３、不揮発性ストレージ２６、及びネットワークインターフェース２７を備える。

ＣＰＵ２１は、演算装置としてのプロセッサの一例である。ＲＯＭ２２及びＲＡＭ２３はメモリの一例である。例えば、負荷情報８Ａは、ＲＯＭ２２又は不揮発性ストレージ２６に保存される。

不揮発性ストレージ２６は、メモリよりも大容量の不揮発性の記憶素子である。本発明の各実施形態に係る電源切替装置の機能を実現するプログラムは、不揮発性ストレージ２６に格納される。この不揮発性ストレージ２６は、コンピューター読取可能な非一過性の記録媒体の一例である。なお、プログラムは、ＲＯＭ２２に格納されてもよい。

ネットワークインターフェース２７は、通信線やＣＡＮなどのネットワーク等を通じて、他の装置（例えば、ＥＣＵ）との間で行われる通信の制御を行う通信デバイス等により構成される。ネットワークインターフェース２７は、入出力装置の一例である。

なお、図１８では、電源切替装置が備えるコンピューターのハードウェア構成例として説明したが、コントローラ１１１が備えるコンピューターのハードウェア構成も同様の構成とすることができる。

さらに、本発明は上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、その他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。例えば、上述した実施形態は本発明を分かりやすく説明するためにその構成を詳細かつ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成要素を備えるものに限定されない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成要素に置き換えることが可能である。また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成要素を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成要素の追加又は置換、削除をすることも可能である。

また、上記の各構成、機能、処理部等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計するなどによりハードウェアで実現してもよい。ハードウェアとして、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などの広義のプロセッサデバイスを用いてもよい。

また、上述した実施形態において、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成要素が相互に接続されていると考えてもよい。

１，１Ａ～１Ｄ…電源切替装置、 ２ａ…第１電力供給源、 ２ｂ…第２電力供給源、 ３…半導体スイッチ、 ３ａ，３ｃ，３ｅ…第１半導体スイッチ、 ３ｂ，３ｄ，３ｆ…第２半導体スイッチ、 ４，４ａ～４ｃ…負荷装置、 ５，５Ａ～５Ｄ…スイッチ制御装置、 ６，６Ａ，６Ｃ…ゲート電圧制御回路、 ７…電圧比較器、 ８Ａ…負荷情報、 ９ａ～９ｃ…負荷スイッチ、 １０…負荷スイッチ制御装置、 １１ａ，１１ｂ…理想ダイオード制御回路、 １２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ…演算増幅器、 １４ａ，１４ｂ…トランジスタ、 １５…電圧源、 １６…電流源、 １９…ＰＷＭ発生器、 １００…車両、 １１０…車両制御装置、 １２０…センサ類、 １３０…アクチュエータ類

Claims (13)

1. 負荷装置に電力を供給する第１の電力供給源と前記負荷装置との間に設けた第１の半導体スイッチと、前記負荷装置に電力を供給する第２の電力供給源と前記負荷装置との間に設けた第２の半導体スイッチと、前記第１の半導体スイッチ及び前記第２の半導体スイッチの駆動電圧を制御するスイッチ制御装置と、を備えた電源切替装置であって、
   前記スイッチ制御装置は、第１の電力供給源と第２の電力供給源において一方の電力供給源から他方の電力供給源へ切り替えるときに、切り替え後に電力を供給する側の電力供給源に接続された前記半導体スイッチを非飽和状態に保持する中間状態を設け、前記第１の電力供給源と前記第２の電力供給源が出力する電圧の電圧差に応じて前記中間状態の保持時間を変更する
   電源切替装置。
2. 前記スイッチ制御装置は、前記電圧差が所定値より大きいときは前記保持時間を基準時間よりも長くなる方向に変更し、前記電圧差が所定値以下のときは前記保持時間を前記基準時間よりも短くなる方向に変更する
   請求項１に記載の電源切替装置。
3. 前記スイッチ制御装置は、前記電圧差及び前記負荷装置の電気的特性を表す情報に応じて前記中間状態の保持時間を変更する
   請求項２に記載の電源切替装置。
4. 前記第１の半導体スイッチの出力端と前記第２の半導体スイッチの出力端が電気的に接続され、該出力端に複数の前記負荷装置が接続されている
   請求項３に記載の電源切替装置。
5. 前記スイッチ制御装置は、複数の前記負荷装置のうち通電状態にある負荷装置の電気的特性を表す情報に応じて前記中間状態の保持時間を変更する
   請求項４に記載の電源切替装置。
6. 前記スイッチ制御装置が一方の電力供給源から他方の電力供給源へ切り替える前に、複数の前記負荷装置のうちいずれかの負荷装置への電力供給を停止し、
   前記スイッチ制御装置は、複数の前記負荷装置のうち通電状態にある負荷装置の電気的特性を表す情報に応じて前記中間状態の保持時間を変更する
   請求項５に記載の電源切替装置。
7. 前記第１の半導体スイッチ及び前記第２の半導体スイッチはそれぞれ、複数の電界効果トランジスタをボディダイオードが逆向きになるように直列接続して構成され、
   前記スイッチ制御装置は、一方の電力供給源から他方の電力供給源へ切り替えるときに、ボディダイオードが電力供給方向に対して逆方向となる側の前記電界効果トランジスタを非飽和状態に保持する中間状態を設け、前記第１の電力供給源と前記第２の電力供給源が出力する電圧の電圧差に応じて前記中間状態の保持時間を変更する
   請求項１に記載の電源切替装置。
8. 前記スイッチ制御装置は、一方の電力供給源から他方の電力供給源へ切り替えるときに、前記ボディダイオードが電力供給方向に対して逆方向となる側の前記電界効果トランジスタを非飽和状態で保持する中間状態を設け、前記負荷装置の電気的特性を表す情報に応じて該中間状態の保持時間を変更する
   請求項７に記載の電源切替装置。
9. 前記スイッチ制御装置は、一方の電力供給源から他方の電力供給源へ切り替えるときに、一方の電力供給が遮断される前に、他方の前記電界効果トランジスタを中間状態にする
   請求項７又は８に記載の電源切替装置。
10. 前記スイッチ制御装置は、一方の電力供給源に接続される半導体スイッチを構成する複数の電界効果トランジスタのうち、ボディダイオードが電力供給方向に対して順方向となる電界効果トランジスタと、他方の電力供給源に接続される半導体スイッチを構成する複数の電界効果トランジスタとのうち、ボディダイオードが電力供給方向に対して順方向となる電界効果トランジスタに流れる電流が出力供給方向に対して逆方向となったときに、前記電界効果トランジスタを遮断する
    請求項７又は８に記載の電源切替装置。
11. 前記負荷装置の電気的特性を表す情報には、少なくとも等価電気抵抗と等価静電容量が含まれる
    請求項３又は８に記載の電源切替装置。
12. 車両を制御するコントローラと、電源切替装置と、を含む車両制御装置であって、
    前記電源切替装置は、前記車両に設けられた負荷装置に電力を供給する第１の電力供給源と前記負荷装置との間に設けた第１の半導体スイッチと、前記負荷装置に電力を供給する第２の電力供給源と前記負荷装置との間に設けた第２の半導体スイッチと、前記第１の半導体スイッチ及び前記第２の半導体スイッチの駆動電圧を制御するスイッチ制御装置と、を備え、
    前記スイッチ制御装置は、第１の電力供給源と第２の電力供給源において一方の電力供給源から他方の電力供給源へ切り替えるときに、切り替え後に電力を供給する側の電力供給源に接続された前記半導体スイッチを非飽和状態に保持する中間状態を設け、前記第１の電力供給源と前記第２の電力供給源が出力する電圧の電圧差に応じて前記中間状態の保持時間を変更する
    車両制御装置。
13. 負荷装置に電力を供給する第１の電力供給源と前記負荷装置との間に設けた第１の半導体スイッチと、前記負荷装置に電力を供給する第２の電力供給源と前記負荷装置との間に設けた第２の半導体スイッチと、前記第１の半導体スイッチ及び前記第２の半導体スイッチの駆動電圧を制御するスイッチ制御装置と、を備えた電源切替装置による電源切替方法であって、
    前記スイッチ制御装置において、第１の電力供給源と第２の電力供給源において一方の電力供給源から他方の電力供給源へ切り替えるときに、切り替え後に電力を供給する側の電力供給源に接続された前記半導体スイッチを非飽和状態に保持する中間状態を設け、前記第１の電力供給源と前記第２の電力供給源が出力する電圧の電圧差を検出し、
    該電圧差に応じて前記中間状態の保持時間を変更する
    電源切替方法。

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