JP2024055589A

JP2024055589A - Protective Device

Info

Publication number: JP2024055589A
Application number: JP2022162647A
Authority: JP
Inventors: 崇博安井; 陽平遠山; 輝秋山; 裕樹平山
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd; Furukawa Automotive Systems Inc
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd; Furukawa Automotive Systems Inc
Priority date: 2022-10-07
Filing date: 2022-10-07
Publication date: 2024-04-18

Abstract

【課題】コストおよび大型化を抑え、スイッチが誘導性負荷の逆起電力による負サージによって壊れるのを防ぐ保護装置を提供すること。【解決手段】保護装置は、入力される制御信号に応じてオンまたはオフとなり、前記オンのときに電源からの電力を誘導性負荷へ供給し、前記オフのときに前記電源から前記誘導性負荷への電力供給を遮断するスイッチを制御するスイッチ制御部を有し、前記スイッチ制御部は、前記スイッチの前記電力の経路となる両端子間の電位差が、前記スイッチの耐圧値よりも小さい所定の保護閾値に達したと判定した場合、所定の期間だけ前記スイッチをオンにする保護制御信号を前記スイッチに出力する。【選択図】図１[Problem] To provide a protection device that prevents a switch from being broken by a negative surge caused by a back electromotive force of an inductive load while suppressing costs and size. [Solution] The protection device has a switch control unit that controls a switch that turns on or off in response to an input control signal, supplies power from a power source to the inductive load when on, and cuts off the power supply from the power source to the inductive load when off, and when it determines that the potential difference between both terminals that form the power path of the switch has reached a predetermined protection threshold value that is smaller than the withstand voltage value of the switch, outputs a protection control signal to the switch that turns on the switch for a predetermined period of time. [Selected Figure] Figure 1

Description

本発明は、保護装置に関する。 The present invention relates to a protection device.

誘導性負荷へ電力を供給するスイッチを保護する発明として、例えば特許文献１に開示された保護装置がある。この保護装置は、例えばショートの発生により誘導性負荷へ流れる電流が過電流検出の閾値を超えると、誘導性負荷へ電力を供給する半導体スイッチとしてのＦＥＴ（Field Effect Transistor）のゲートに対して、デューティ比が徐々に小さくなるようにＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を出力し、最終的にＰＷＭ信号のデューティ比を０にする。これにより負荷へ流れる電流の変動が抑制され、ＦＥＴの破壊を防止することができる。 One example of an invention for protecting a switch that supplies power to an inductive load is the protective device disclosed in Patent Document 1. When the current flowing to the inductive load exceeds an overcurrent detection threshold due to, for example, a short circuit, this protective device outputs a PWM (Pulse Width Modulation) signal to the gate of a FET (Field Effect Transistor) acting as a semiconductor switch that supplies power to the inductive load, so that the duty ratio gradually decreases, eventually setting the duty ratio of the PWM signal to 0. This suppresses fluctuations in the current flowing to the load, and prevents damage to the FET.

特開２０１２－９０３６３号公報JP 2012-90363 A

誘導性負荷へ電力を供給する回路においては、スイッチをオフにして電力の供給を停止した場合、誘導性負荷の逆起電力によりスイッチの後段で負サージが発生する。特許文献１に開示された保護装置は、このような負サージに対応するため、スイッチの後段で誘導性負荷と並列にクランプダイオードを設けているが、クランプダイオードを設けることによりコストがかかる。また、負サージが大きい場合は、これに対応するため容量の大きくかつ大型のクランプダイオードが必要となるため、コストがかかるとともに保護装置が大型化する。 In a circuit that supplies power to an inductive load, when the switch is turned off to stop the supply of power, a negative surge occurs downstream of the switch due to the back electromotive force of the inductive load. The protective device disclosed in Patent Document 1 provides a clamp diode in parallel with the inductive load downstream of the switch to handle such negative surges, but providing a clamp diode is costly. Furthermore, if the negative surge is large, a large-capacity clamp diode is required to handle it, which increases costs and makes the protective device larger.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コストおよび大型化を抑え、スイッチが誘導性負荷の逆起電力による負サージによって壊れるのを防ぐ保護装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above, and aims to provide a protection device that reduces costs and size and prevents a switch from being damaged by a negative surge caused by the back electromotive force of an inductive load.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様は、入力される制御信号に応じてオンまたはオフとなり、前記オンのときに電源からの電力を誘導性負荷へ供給し、前記オフのときに前記電源から前記誘導性負荷への電力供給を遮断するスイッチを制御するスイッチ制御部を有し、前記スイッチ制御部は、前記スイッチの前記電力の経路となる両端子間の電位差が、前記スイッチの耐圧値よりも小さい所定の保護閾値に達したと判定した場合、所定の期間だけ前記スイッチをオンにする保護制御信号を前記スイッチに出力する保護装置である。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, one aspect of the present invention is a protection device that has a switch control unit that controls a switch that turns on or off according to an input control signal, supplies power from a power source to an inductive load when the switch is on, and cuts off the power supply from the power source to the inductive load when the switch is off, and outputs a protection control signal to the switch to turn the switch on for a predetermined period of time when the switch control unit determines that the potential difference between both terminals that form the power path of the switch has reached a predetermined protection threshold value that is smaller than the withstand voltage value of the switch.

前記保護装置は、前記スイッチの両端子間の電位差を検出する電位差検出部を備えるものでもよい。 The protection device may include a potential difference detection unit that detects the potential difference between both terminals of the switch.

前記スイッチ制御部は、前記誘導性負荷の前記電力の経路となる両端子間の電位差に基づいて、前記スイッチの両端子間の電位差が前記保護閾値に達したかを判定するものでもよい。 The switch control unit may determine whether the potential difference between the two terminals of the switch has reached the protection threshold based on the potential difference between the two terminals that form the power path of the inductive load.

前記保護装置は、前記スイッチの耐圧値よりも小さい基準電圧値に、前記スイッチに流れる電流値の増減に応じて絶対値が増減する負値の補正値を加算して、前記保護閾値を生成する加算部を備えるものでもよい。 The protection device may include an adder that generates the protection threshold by adding a negative correction value whose absolute value increases or decreases according to an increase or decrease in the value of the current flowing through the switch to a reference voltage value that is smaller than the withstand voltage value of the switch.

前記保護装置は、前記スイッチの両端子間の電位差を、前記スイッチに流れる電流値に基づいて算出する電位差算出部を備えるものでもよい。 The protection device may also include a potential difference calculation unit that calculates the potential difference between both terminals of the switch based on the value of the current flowing through the switch.

前記スイッチは、前記誘導性負荷とグラウンドとの間に位置し、前記スイッチの両端子間の電位差は、前記誘導性負荷と前記スイッチとの間の電位に基づいて取得されるものでもよい。 The switch may be located between the inductive load and ground, and the potential difference between the two terminals of the switch may be obtained based on the potential between the inductive load and the switch.

本発明によれば、コストおよび大型化を抑え、スイッチが誘導性負荷の逆起電力による負サージによって壊れるのを防ぐことができる、という効果を奏する。 The present invention has the advantage of reducing costs and size, and preventing the switch from being damaged by a negative surge caused by the back electromotive force of an inductive load.

図１は、実施形態１に係る保護装置を備えた電気装置の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an electrical device equipped with a protection device according to a first embodiment. 図２は、図１における制御信号、Ｖｄｓ、および負荷電流の変化を示すタイムチャートである。FIG. 2 is a time chart showing changes in the control signal, Vds, and load current in FIG. 図３は、実施形態２に係る保護装置を備えた電気装置の構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of an electrical device equipped with a protection device according to the second embodiment. 図４は、実施形態３に係る保護装置を備えた電気装置の構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of an electrical device equipped with a protection device according to the third embodiment. 図５は、実施形態４に係る保護装置を備えた電気装置の構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of an electrical device equipped with a protection device according to the fourth embodiment. 図６は、実施形態５に係る保護装置を備えた電気装置の構成を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of an electrical device equipped with a protection device according to the fifth embodiment.

以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態により本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一または対応する要素については適宜同一の符号を付し、重複説明を適宜省略する。 Below, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiment described below. In addition, in the description of the drawings, the same or corresponding elements are appropriately designated by the same reference numerals, and duplicate explanations will be omitted as appropriate.

［実施形態１］
（全体構成）
図１は、実施形態１に係る保護装置を備えた電気装置の構成を示すブロック図である。電気装置１０は、実施形態１に係る保護装置１と、電源２と、スイッチ３と、誘導性負荷４と、通常動作制御部５と、信号入力部６と、抵抗７ａ、７ｂと、を備えている。 [Embodiment 1]
(overall structure)
Fig. 1 is a block diagram showing a configuration of an electric device including a protection device according to embodiment 1. The electric device 10 includes a protection device 1 according to embodiment 1, a power source 2, a switch 3, an inductive load 4, a normal operation control unit 5, a signal input unit 6, and resistors 7a and 7b.

電気装置１０は、たとえば車両に搭載されている。電源２は、たとえば車両に搭載されるバッテリである。電源２が供給する電力は、スイッチ３を経由して誘導性負荷４へ供給される。 The electric device 10 is mounted on, for example, a vehicle. The power source 2 is, for example, a battery mounted on the vehicle. The power supplied by the power source 2 is supplied to the inductive load 4 via the switch 3.

スイッチ３は、たとえば、ＦＥＴやＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などの半導体スイッチ素子３ａと、コンデンサ３ｂとを備えている。半導体スイッチ素子３ａはＮチャネルＭＯＳＦＥＴでもよい。コンデンサ３ｂは、半導体スイッチ素子３ａの寄生コンデンサを含むが、半導体スイッチ素子３ａと並列接続した外付けのコンデンサを含んでもよい。スイッチ３は、電力の経路となる両端子のうち一方の端子（たとえばドレイン端子）が電源２側に接続されており、両端子のうちもう一方の端子（たとえばソース端子）が誘導性負荷４側に接続されている。スイッチ３は、信号入力部６から半導体スイッチ素子３ａの制御端子（たとえばゲート端子）に入力される制御信号によってオンまたはオフとなり、オンのときに電源２からの電力を誘導性負荷４へ供給し、オフのときに電源２から誘導性負荷４への電力供給を遮断する。 The switch 3 includes a semiconductor switch element 3a, such as an FET or an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), and a capacitor 3b. The semiconductor switch element 3a may be an N-channel MOSFET. The capacitor 3b includes a parasitic capacitor of the semiconductor switch element 3a, but may also include an external capacitor connected in parallel to the semiconductor switch element 3a. The switch 3 has one of two terminals (e.g., a drain terminal) that serve as a power path connected to the power source 2, and the other of the two terminals (e.g., a source terminal) connected to the inductive load 4. The switch 3 is turned on or off by a control signal input from the signal input unit 6 to a control terminal (e.g., a gate terminal) of the semiconductor switch element 3a. When the switch 3 is turned on, it supplies power from the power source 2 to the inductive load 4, and when the switch 3 is turned off, it cuts off the power supply from the power source 2 to the inductive load 4.

図１において、スイッチ３における電力の経路となる両端子間の電位差をＶｄｓで示している。 In Figure 1, the potential difference between the two terminals that form the power path in switch 3 is shown as Vds.

誘導性負荷４は、たとえば車両において電源２から供給される電力で駆動する誘導性負荷であり、コイルを内蔵しているモータなどの機器である。誘導性負荷４は、グラウンドＧに接続されている。図１において、誘導性負荷４における電力の経路となる両端子間の電位差をＶＬで示している。 The inductive load 4 is an inductive load that is driven by power supplied from the power source 2 in a vehicle, and is a device such as a motor with a built-in coil. The inductive load 4 is connected to the ground G. In FIG. 1, the potential difference between the two terminals that form the power path in the inductive load 4 is indicated as VL.

通常動作制御部５は、たとえばマイクロコントローラを含んで構成されている。通常動作制御部５は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）などの上位装置から受け取った通常動作制御指令に応じて、信号入力部６を経由して半導体スイッチ素子３ａの制御端子に通常動作制御信号を出力する。ここで、通常動作とは、誘導性負荷４が搭載される対象（たとえば車両）においてその機能を発揮するために行う誘導性負荷４の動作である。通常動作制御信号とは、誘導性負荷４が通常動作を行うようにスイッチ３を動作させるための制御信号である。したがって、誘導性負荷４は、通常動作制御部５からの通常動作制御信号に従ってスイッチ３を経由して電力が供給されることによって、その機能を発揮すべく通常動作を行ない、電力供給が遮断されることによって通常動作を停止する。 The normal operation control unit 5 is configured to include, for example, a microcontroller. In response to a normal operation control command received from a higher-level device such as an ECU (Electronic Control Unit), the normal operation control unit 5 outputs a normal operation control signal to the control terminal of the semiconductor switch element 3a via the signal input unit 6. Here, normal operation refers to the operation of the inductive load 4 to perform its function in an object (for example, a vehicle) in which the inductive load 4 is mounted. The normal operation control signal is a control signal for operating the switch 3 so that the inductive load 4 performs normal operation. Therefore, the inductive load 4 performs normal operation to perform its function by receiving power via the switch 3 in accordance with the normal operation control signal from the normal operation control unit 5, and stops normal operation by cutting off the power supply.

信号入力部６は、通常動作制御部５からの通常動作制御信号または保護装置１からの保護動作制御信号を半導体スイッチ素子３ａの制御端子に出力する。信号入力部６は、たとえばＯＲ回路を含んで構成されている。 The signal input unit 6 outputs a normal operation control signal from the normal operation control unit 5 or a protection operation control signal from the protection device 1 to the control terminal of the semiconductor switch element 3a. The signal input unit 6 is configured to include, for example, an OR circuit.

抵抗７ａは、たとえばゲート抵抗として機能する。抵抗７ｂは、たとえばゲート－ソース間抵抗として機能する。 Resistor 7a functions, for example, as a gate resistor. Resistor 7b functions, for example, as a gate-source resistor.

（保護装置の構成）
保護装置１は、電位差検出部１ａと、基準電圧発生部１ｂと、比較部１ｃと、保護動作制御部１ｄと、を備えている。保護動作制御部１ｄは、スイッチ制御部の一例である。 (Configuration of protective device)
The protection device 1 includes a potential difference detection unit 1a, a reference voltage generation unit 1b, a comparison unit 1c, and a protection operation control unit 1d. The protection operation control unit 1d is an example of a switch control unit.

電位差検出部１ａは、スイッチ３における電力の経路となる両端子間の電位差Ｖｄｓを検出する。電位差検出部１ａは、たとえば差動検出回路を含んで構成されている。 The potential difference detection unit 1a detects the potential difference Vds between both terminals that form the power path in the switch 3. The potential difference detection unit 1a is configured to include, for example, a differential detection circuit.

基準電圧発生部１ｂは、後述するように実施形態１において保護閾値となる基準電圧を発生する。基準電圧発生部１ｂは、たとえば直流定電圧源を含んで構成されている。 The reference voltage generating unit 1b generates a reference voltage that serves as a protection threshold in the first embodiment, as described below. The reference voltage generating unit 1b is configured to include, for example, a DC constant voltage source.

比較部１ｃは、電位差検出部１ａが検出した電位差Ｖｄｓの値と、基準電圧発生部１ｂが発生した基準電圧の値（保護閾値）とを比較し、その比較結果を保護動作制御部１ｄに出力する。比較部１ｃは、たとえば比較回路を含んで構成されている。 The comparison unit 1c compares the value of the potential difference Vds detected by the potential difference detection unit 1a with the value of the reference voltage (protection threshold) generated by the reference voltage generation unit 1b, and outputs the comparison result to the protection operation control unit 1d. The comparison unit 1c is configured to include, for example, a comparison circuit.

保護動作制御部１ｄは、比較部１ｃから受け取った比較結果に基づいて、信号入力部６を経由して、保護動作制御信号を半導体スイッチ素子３ａの制御端子に出力する。ここで、保護動作とは、通常動作の終了時にスイッチ３をオフにして電力の供給を遮断した場合、誘導性負荷４の逆起電力により発生する負サージから、スイッチ３を保護するためのスイッチ３の動作である。保護動作制御信号とは、スイッチ３を保護動作させるための制御信号である。保護動作制御部１ｄは、たとえばマイクロコントローラを含んで構成されている。 The protective operation control unit 1d outputs a protective operation control signal to the control terminal of the semiconductor switch element 3a via the signal input unit 6 based on the comparison result received from the comparison unit 1c. Here, the protective operation refers to the operation of the switch 3 to protect the switch 3 from a negative surge generated by the back electromotive force of the inductive load 4 when the switch 3 is turned off at the end of normal operation to cut off the power supply. The protective operation control signal is a control signal for causing the switch 3 to perform a protective operation. The protective operation control unit 1d is configured to include, for example, a microcontroller.

ここで、保護動作制御部１ｄは、比較部１ｃから受け取った比較結果に基づいて、スイッチ３の両端子間の電位差Ｖｄｓが、上述した保護閾値に達したと判定した場合、所定の期間だけスイッチ３をオンにする保護制御信号をスイッチ３に出力する。 Here, when the protection operation control unit 1d determines based on the comparison result received from the comparison unit 1c that the potential difference Vds between both terminals of the switch 3 has reached the above-mentioned protection threshold, it outputs a protection control signal to the switch 3 to turn on the switch 3 for a predetermined period of time.

保護動作制御部１ｄの動作とこれによって得られる効果について、図２のタイムチャートを参照して説明する。図２は、図１における制御信号、Ｖｄｓ、および負荷電流の変化を示すタイムチャートである。 The operation of the protection operation control unit 1d and the effect obtained by it will be explained with reference to the time chart in Figure 2. Figure 2 is a time chart showing the changes in the control signal, Vds, and load current in Figure 1.

図２において、制御信号のうち信号Ｓ１は通常動作制御信号である。時刻０から時刻ｔ１までは、スイッチ３にはオン信号である通常動作制御信号が入力されている。これにより、スイッチ３はオンとなっており、電力が誘導性負荷４に供給される。そして、誘導性負荷４には定常電流が流れる。一方、時刻０から時刻ｔ１においては、Ｖｄｓは、スイッチ３の半導体スイッチ素子３ａのオン抵抗などに応じた低い値となっている。 In FIG. 2, among the control signals, signal S1 is a normal operation control signal. From time 0 to time t1, the normal operation control signal, which is an on signal, is input to switch 3. As a result, switch 3 is on and power is supplied to inductive load 4. A steady current flows through inductive load 4. On the other hand, from time 0 to time t1, Vds is a low value that corresponds to the on resistance of semiconductor switch element 3a of switch 3, etc.

時刻ｔ１において、通常動作制御信号がオフになると、誘導性負荷４の逆起電力により負サージが発生する。この負サージによって、スイッチ３のコンデンサ３ｂが充電されるので、Ｖｄｓは徐々に増加する。一方、負荷電流は、通常動作時に誘導性負荷４が蓄えたエネルギーがスイッチ３や誘導性負荷４によって消費されるので、低下する。 At time t1, when the normal operation control signal turns off, a negative surge occurs due to the back electromotive force of the inductive load 4. This negative surge charges the capacitor 3b of the switch 3, so Vds gradually increases. Meanwhile, the load current decreases because the energy stored in the inductive load 4 during normal operation is consumed by the switch 3 and the inductive load 4.

その後、保護動作制御部１ｄは、Ｖｄｓが保護閾値（図２における保護電圧）に達したと判定したら、所定の期間だけスイッチ３をオンにする保護制御信号Ｓ２１を出力する。保護制御信号Ｓ２１は、たとえば図２に示すように所定のパルス幅を有する矩形状のパルス信号である。これにより、スイッチ３はオンとなり、コンデンサ３ｂが放電するとともに、Ｖｄｓは半導体スイッチ素子３ａののオン抵抗などに応じた低い値に低下する。 After that, when the protection operation control unit 1d determines that Vds has reached the protection threshold (protection voltage in FIG. 2), it outputs a protection control signal S21 that turns on the switch 3 for a predetermined period of time. The protection control signal S21 is, for example, a rectangular pulse signal having a predetermined pulse width as shown in FIG. 2. This turns on the switch 3, discharging the capacitor 3b and decreasing Vds to a low value according to the on-resistance of the semiconductor switch element 3a, etc.

ここで、保護制御信号Ｓ２１がオンである所定の期間は、コンデンサ３ｂの容量Ｃおよび内部抵抗（等価直列抵抗）ＥＳＲ、ならびに半導体スイッチ素子３ａのオン抵抗Ｒｏｎによって決まる時定数に応じて、コンデンサ３ｂが十分放電してＶｄｓが十分低くなるような適正な値とすることができる。たとえば、所定の期間を、コンデンサ３ｂが９５％以上放電するまでの時間にする場合は、当該所定の期間は上記時定数の３倍以上にする。すなわち、（所定の期間）≧Ｃ（Ｒｏｎ＋ＥＳＲ）３にする。 The predetermined period during which the protection control signal S21 is on can be set to an appropriate value that allows the capacitor 3b to be sufficiently discharged and Vds to be sufficiently low, depending on the time constant determined by the capacitance C and internal resistance (equivalent series resistance) ESR of the capacitor 3b, and the on-resistance Ron of the semiconductor switch element 3a. For example, if the predetermined period is set to the time until the capacitor 3b is discharged by 95% or more, the predetermined period is set to be at least three times the time constant. In other words, (predetermined period) ≧ C(Ron + ESR)3.

また、保護閾値は、スイッチ３の耐圧値よりも小さい値に設定される。これにより、スイッチ３のＶｄｓが負サージによって過度に上昇することが抑制され、スイッチ３が破壊することが防止される。 The protection threshold is set to a value smaller than the withstand voltage value of switch 3. This prevents the Vds of switch 3 from rising excessively due to a negative surge, and prevents switch 3 from being destroyed.

その後、保護制御信号Ｓ２１がオフになると、再び負サージが発生し、これによりＶｄｓは徐々に増加する。そこで、保護動作制御部１ｄは、Ｖｄｓが保護閾値に達したと判定したら、所定の期間だけスイッチ３をオンにする保護制御信号Ｓ２２を出力する。これにより、再びＶｄｓは低い値に低下する。 After that, when the protection control signal S21 turns off, a negative surge occurs again, which causes Vds to gradually increase. Therefore, when the protection operation control unit 1d determines that Vds has reached the protection threshold, it outputs a protection control signal S22 that turns on the switch 3 for a predetermined period of time. This causes Vds to drop to a low value again.

その後も、保護動作制御部１ｄは、Ｖｄｓが保護閾値に達したと判定する度に、保護制御信号Ｓ２３～Ｓ２７を順次出力する。なお、パルス幅は、たとえば全ての保護制御信号Ｓ２１～Ｓ２７において等しいが、互いに異なるものが含まれていてもよい。また、図２に示すように負荷電流は徐々に低下するので、Ｖｄｓの上昇の傾きは徐々に小さくなる。 After that, the protection operation control unit 1d sequentially outputs the protection control signals S23 to S27 each time it determines that Vds has reached the protection threshold. Note that the pulse width is the same for all protection control signals S21 to S27, for example, but may include signals with different pulse widths. Also, as the load current gradually decreases as shown in FIG. 2, the slope of the increase in Vds gradually becomes smaller.

そして、時刻ｔ２以降は、Ｖｄｓが保護閾値に達したと判定されないので、保護動作制御部１ｄは保護制御信号を出力しなくなる。 Then, after time t2, it is no longer determined that Vds has reached the protection threshold, so the protection operation control unit 1d no longer outputs a protection control signal.

以上のように構成された保護装置１によれば、スイッチ３が負サージによって壊れるのを防ぐことができる。また、保護装置１では、クランプダイオードが不要なので、コストおよび大型化が抑制される。 The protective device 1 configured as described above can prevent the switch 3 from being damaged by a negative surge. In addition, the protective device 1 does not require a clamp diode, which reduces costs and size.

また、保護装置１を備えた電気装置１０によれば、誘導性負荷４に蓄えられたエネルギーをスイッチ３自体ではあまり消費しない。したがって、スイッチ３の発熱が抑えられるので、誘導性負荷４の定格に対してスイッチ３の定格に過度にマージンを設ける必要がない。その結果、スイッチ３を適正に低コストかつ小型化できる。 In addition, according to the electrical device 10 equipped with the protection device 1, the switch 3 itself does not consume much of the energy stored in the inductive load 4. Therefore, heat generation in the switch 3 is suppressed, and there is no need to provide an excessive margin in the rating of the switch 3 relative to the rating of the inductive load 4. As a result, the switch 3 can be appropriately made small and inexpensive.

［実施形態２］
図３は、実施形態２に係る保護装置を備えた電気装置の構成を示すブロック図である。電気装置１０Ａは、図１に示す電気装置１０の構成において、保護装置１を、実施形態２に係る保護装置１Ａに置き換えた構成を有する。 [Embodiment 2]
Fig. 3 is a block diagram showing a configuration of an electric device including a protection device according to embodiment 2. The electric device 10A has a configuration in which the protection device 1 in the configuration of the electric device 10 shown in Fig. 1 is replaced with the protection device 1A according to embodiment 2.

保護装置１Ａは、図１に示す保護装置１の構成において、電位差検出部１ａを、電位差検出部１Ａａに置き換えた構成を有する。 Protection device 1A has a configuration in which potential difference detection unit 1a in the configuration of protection device 1 shown in FIG. 1 is replaced with potential difference detection unit 1Aa.

電位差検出部１Ａａは、ダイオード１Ａａ１と、抵抗１Ａａ２と、ツェナーダイオード１Ａａ３とを含んで構成されている。ダイオード１Ａａ１は、アノードが電源２とスイッチ３との間に接続されており、カソードが抵抗１Ａａ２を経由してツェナーダイオード１Ａａ３のカソードに接続されている。ツェナーダイオード１Ａａ３のアノードは、スイッチ３と誘導性負荷４との間に接続されている。 The potential difference detection unit 1Aa includes a diode 1Aa1, a resistor 1Aa2, and a Zener diode 1Aa3. The anode of the diode 1Aa1 is connected between the power supply 2 and the switch 3, and the cathode is connected to the cathode of the Zener diode 1Aa3 via the resistor 1Aa2. The anode of the Zener diode 1Aa3 is connected between the switch 3 and the inductive load 4.

電位差検出部１Ａａは、誘導性負荷４における電力の経路となる両端子間の電位差ＶＬと、ツェナーダイオード１Ａａ３のツェナー電圧Ｖｚとを加算した値であるＶＬｓ（＝ＶＬ＋Ｖｚ）を比較部１ｃに出力する。 The potential difference detection unit 1Aa outputs VLs (= VL + Vz), which is the sum of the potential difference VL between the two terminals that form the power path in the inductive load 4 and the Zener voltage Vz of the Zener diode 1Aa3, to the comparison unit 1c.

比較部１ｃは、電位差検出部１ａが検出したＶＬｓの値と、基準電圧発生部１ｂが発生した基準電圧Ｖｔｈの値とを比較し、その比較結果を保護動作制御部１ｄに出力する。 The comparator 1c compares the value of VLs detected by the potential difference detector 1a with the value of the reference voltage Vth generated by the reference voltage generator 1b, and outputs the comparison result to the protection operation controller 1d.

保護動作制御部１ｄは、比較部１ｃから受け取った比較結果に基づいて、スイッチ３の両端子間の電位差Ｖｄｓが保護閾値に達したと判定する。具体的には、ＶＬｓの値が基準電圧Ｖｔｈの値と等しい場合、Ｖｄｓが保護閾値に達したと判定する。 The protection operation control unit 1d determines that the potential difference Vds between both terminals of the switch 3 has reached the protection threshold value based on the comparison result received from the comparison unit 1c. Specifically, when the value of VLs is equal to the value of the reference voltage Vth, it determines that Vds has reached the protection threshold value.

すなわち、保護装置１Ａでは、保護動作制御部１ｄは、ＶＬに基づいて、Ｖｄｓが保護閾値に達したかを判定する。 That is, in the protection device 1A, the protection operation control unit 1d determines whether Vds has reached the protection threshold based on VL.

ここで、ツェナー電圧Ｖｚの値は、電源２の電源電圧Ｖｂと保護閾値Ｖｄｓｔｈと基準電圧Ｖｔｈとに基づいて設定される。例えば、Ｖｂが最大で１６Ｖ、保護閾値Ｖｄｓｔｈが２７Ｖであれば、ＶＬ＝Ｖｂ－Ｖｄｓｔｈ＝１６Ｖ－２７Ｖ＝－１１Ｖである。このとき、基準電圧Ｖｔｈが１Ｖであれば、Ｖｚは、Ｖｔｈ－ＶＬ＝１Ｖ－（－１１Ｖ）＝１２Ｖである。なお、逆に基準電圧Ｖｔｈを、ＶｂとＶｄｓとＶｚとに基づいて設定してもよい。 The value of the Zener voltage Vz is set based on the power supply voltage Vb of the power supply 2, the protection threshold Vdsth, and the reference voltage Vth. For example, if Vb is a maximum of 16V and the protection threshold Vdsth is 27V, then VL = Vb - Vdsth = 16V - 27V = -11V. In this case, if the reference voltage Vth is 1V, then Vz is Vth - VL = 1V - (-11V) = 12V. Conversely, the reference voltage Vth may be set based on Vb, Vds, and Vz.

保護装置１Ａによれば、保護装置１と同様に、スイッチ３が負サージによって壊れるのを防ぐことができ、保護装置１Ａのコストおよび大型化が抑制される。また、保護装置１Ａを備えた電気装置１０Ａによれば、スイッチ３を適正に低コストかつ小型化できる。 Like the protective device 1, the protective device 1A can prevent the switch 3 from being damaged by a negative surge, and the cost and size of the protective device 1A can be reduced. Furthermore, the electrical device 10A equipped with the protective device 1A can appropriately reduce the cost and size of the switch 3.

［実施形態３］
図４は、実施形態３に係る保護装置を備えた電気装置の構成を示すブロック図である。電気装置１０Ｂは、図１に示す電気装置１０の構成において、保護装置１を、実施形態３に係る保護装置１Ｂに置き換えた構成を有する。 [Embodiment 3]
Fig. 4 is a block diagram showing a configuration of an electric device including a protection device according to embodiment 3. The electric device 10B has a configuration in which the protection device 1 in the configuration of the electric device 10 shown in Fig. 1 is replaced with the protection device 1B according to embodiment 3.

保護装置１Ｂは、図１に示す保護装置１の構成に、電流検出部１ｅ、電圧変換部１ｆ、乗算部１ｇ、および加算部１ｈを追加した構成を有する。 Protection device 1B has a configuration in which a current detection unit 1e, a voltage conversion unit 1f, a multiplication unit 1g, and an addition unit 1h are added to the configuration of protection device 1 shown in FIG. 1.

電流検出部１ｅは、スイッチ３の両端子間に流れる電流Ｉｄｓの値を検出し、電圧変換部１ｆに出力する。電流Ｉｄｓは、負荷に流れる負荷電流と等しい。 The current detection unit 1e detects the value of the current Ids flowing between both terminals of the switch 3 and outputs it to the voltage conversion unit 1f. The current Ids is equal to the load current flowing through the load.

電圧変換部１ｆは、入力された電流Ｉｄｓの検出値をこの検出値に比例する電圧値（正値）に変換し、乗算部１ｇに出力する。 The voltage conversion unit 1f converts the input detection value of the current Ids into a voltage value (positive value) proportional to this detection value and outputs it to the multiplication unit 1g.

乗算部１ｇは、入力された電圧値に負値の係数を乗算して負値の補正値を生成し、加算部１ｈに出力する。 The multiplication unit 1g multiplies the input voltage value by a negative coefficient to generate a negative correction value, and outputs it to the addition unit 1h.

基準電圧発生部１ｂは、基準電圧を発生し、加算部１ｈに出力する。基準電圧は、スイッチ３の耐圧値よりも小さい。 The reference voltage generating unit 1b generates a reference voltage and outputs it to the adding unit 1h. The reference voltage is smaller than the withstand voltage value of the switch 3.

加算部１ｈは、基準電圧発生部１ｂから入力された基準電圧の値に、乗算部１ｇから入力された負値の補正値を加算して、保護閾値を生成する。 The adder 1h adds the negative correction value input from the multiplier 1g to the reference voltage value input from the reference voltage generator 1b to generate a protection threshold.

比較部１ｃは、電位差検出部１ａが検出した電位差Ｖｄｓの値と、基準電圧発生部１ｂが発生した保護閾値とを比較し、その比較結果を保護動作制御部１ｄに出力する。 The comparator 1c compares the value of the potential difference Vds detected by the potential difference detector 1a with the protection threshold generated by the reference voltage generator 1b, and outputs the comparison result to the protection operation controller 1d.

保護動作制御部１ｄは、比較部１ｃから受け取った比較結果に基づいて、信号入力部６を経由して、保護動作制御信号を半導体スイッチ素子３ａの制御端子に出力する。具体的には、保護動作制御部１ｄは、比較部１ｃから受け取った比較結果に基づいて、電位差Ｖｄｓが、上述した保護閾値に達したと判定した場合、所定の期間だけスイッチ３をオンにする保護制御信号をスイッチ３に出力する。 Based on the comparison result received from the comparison unit 1c, the protection operation control unit 1d outputs a protection operation control signal to the control terminal of the semiconductor switch element 3a via the signal input unit 6. Specifically, when the protection operation control unit 1d determines that the potential difference Vds has reached the above-mentioned protection threshold based on the comparison result received from the comparison unit 1c, it outputs a protection control signal to the switch 3 to turn the switch 3 on for a predetermined period of time.

ここで、電位差検出部１ａが電位差Ｖｄｓを検出してから、保護動作制御部１ｄが出力した保護動作制御信号によってスイッチ３がオンになるまでには、或る程度の遅延時間ｔｄが存在する。この遅延時間ｔｄが経過する間にも、電位差Ｖｄｓは上昇し続け保護閾値をオーバーするおそれがある。このような場合、スイッチ３の破壊を防止するために、スイッチ３の耐圧値に対して保護閾値を設定する場合に、予測されるオーバー量よりも大きな差を設ける（マージンを設ける）手法が考えられる。しかし、あまりマージンを大きくすると、スイッチ３の耐圧値に対して低すぎる電位差Ｖｄｓに達したときにスイッチ３をオンにしてしまうことになる。この場合、スイッチ３がオンの期間に消費されるエネルギーが比較的少なくなるので、図１に示すような負荷電流が０Ａに収まるまでに比較的時間が掛かることになる。 Here, there is a certain delay time td between when the potential difference detection unit 1a detects the potential difference Vds and when the switch 3 is turned on by the protection operation control signal output by the protection operation control unit 1d. Even during this delay time td, the potential difference Vds continues to rise and may exceed the protection threshold. In such a case, in order to prevent the switch 3 from being destroyed, a method of setting a protection threshold for the withstand voltage value of the switch 3 with a difference larger than the predicted overage (providing a margin) can be considered. However, if the margin is made too large, the switch 3 will be turned on when the potential difference Vds reaches a value that is too low for the withstand voltage value of the switch 3. In this case, the energy consumed during the period when the switch 3 is on is relatively small, so it takes a relatively long time for the load current shown in FIG. 1 to settle at 0 A.

本発明者らが鋭意検討したところ、オーバー量をＶｄｓ＿ｏｖｅｒとすると、以下の式（１）が成り立つので、Ｖｄｓ＿ｏｖｅｒは式（２）によって表すことができることを見出した。
Ｉｄｓ（ｔ）×ｔｄ＝Ｃ×Ｖｄｓ＿ｏｖｅｒ・・・（１）
Ｖｄｓ＿ｏｖｅｒ＝Ｉｄｓ（ｔ）×ｔｄ／Ｃ・・・（２）
なお、式（１）、（２）において、Ｃはスイッチ３のコンデンサ３ｂの容量である。 As a result of extensive research, the present inventors have found that if the over amount is Vds_over, then the following formula (1) holds, and therefore Vds_over can be expressed by formula (2).
Ids(t)×td=C×Vds_over (1)
Vds_over=Ids(t)×td/C (2)
In the equations (1) and (2), C is the capacitance of the capacitor 3 b of the switch 3 .

式（２）から、Ｖｄｓ＿ｏｖｅｒはＩｄｓ（ｔ）の増減に応じて増減する、すなわち、Ｉｄｓ（ｔ）が大きくなるとＶｄｓ＿ｏｖｅｒも大きくなり、Ｉｄｓ（ｔ）が小さくなるとＶｄｓ＿ｏｖｅｒも小さくなる。 From equation (2), Vds_over increases or decreases in accordance with the increase or decrease in Ids(t). In other words, as Ids(t) increases, Vds_over also increases, and as Ids(t) decreases, Vds_over also decreases.

そこで、実施形態２に係る保護装置１Ｂでは、基準電圧値に、Ｉｄｓ（ｔ）の増減に応じて絶対値が増減する負値の補正値を加算して、保護閾値としている。これにより、保護閾値は、図２の時刻ｔ２の直後のようにＩｄｓ（ｔ）が大きくＶｄｓ＿ｏｖｅｒが大きい場合は、基準電圧値に対してより低くなる。その結果、スイッチ３の耐圧値に対する保護閾値のマージンは大きくなるので、Ｖｄｓ＿ｏｖｅｒが大きくてもＶｄｓが耐圧値に達しにくくなる。その後、Ｉｄｓ（ｔ）が徐々に小さくなると、Ｖｄｓ＿ｏｖｅｒも小さくなるが、このとき補正値の絶対値も徐々に小さくなるので、保護閾値は徐々に大きくなる。その結果、スイッチ３の耐圧値に対する保護閾値のマージンは小さくなる。 Therefore, in the protection device 1B according to the second embodiment, a negative correction value whose absolute value increases or decreases according to the increase or decrease of Ids(t) is added to the reference voltage value to determine the protection threshold. As a result, when Ids(t) is large and Vds_over is large, as in the case immediately after time t2 in FIG. 2, the protection threshold becomes lower than the reference voltage value. As a result, the margin of the protection threshold with respect to the withstand voltage value of the switch 3 becomes larger, so that even if Vds_over is large, it becomes difficult for Vds to reach the withstand voltage value. After that, as Ids(t) gradually decreases, Vds_over also becomes smaller, but at this time, the absolute value of the correction value also gradually decreases, so the protection threshold gradually increases. As a result, the margin of the protection threshold with respect to the withstand voltage value of the switch 3 becomes smaller.

このように、保護装置１Ｂでは、Ｖｄｓ＿ｏｖｅｒの大きさに応じて保護閾値の値が適正に変化するので、遅延時間ｔｄによるＶｄｓ＿ｏｖｅｒの発生の問題を解決できるととに、負荷電流が０Ａに収まるまでに掛かる時間が過度に長くなることが抑制される。また、スイッチ３として、基準電圧値に対してマージンを取るために耐圧値が過度に大きいものを用いなくてもよいので、スイッチ３をより適正に低コストかつ小型化することができる。 In this way, in the protection device 1B, the value of the protection threshold changes appropriately according to the magnitude of Vds_over, so that the problem of Vds_over occurring due to the delay time td can be solved, and the time it takes for the load current to settle at 0 A is prevented from becoming excessively long. In addition, since it is not necessary to use a switch 3 with an excessively large withstand voltage value in order to leave a margin for the reference voltage value, the switch 3 can be made more appropriately at low cost and in small size.

また、保護装置１Ｂによれば、保護装置１と同様に、スイッチ３が負サージによって壊れるのを防ぐことができ、保護装置１Ｂのコストおよび大型化が抑制されるとともに、スイッチ３を適正に低コストかつ小型化できる。 Furthermore, like protective device 1, protective device 1B can prevent switch 3 from being damaged by a negative surge, suppressing the cost and size of protective device 1B, while allowing switch 3 to be appropriately made small and inexpensive.

［実施形態４］
図５は、実施形態４に係る保護装置を備えた電気装置の構成を示すブロック図である。電気装置１０Ｃは、図１に示す電気装置１０の構成において、保護装置１を、実施形態４に係る保護装置１Ｃに置き換えた構成を有する。 [Embodiment 4]
Fig. 5 is a block diagram showing a configuration of an electric device including a protection device according to embodiment 4. The electric device 10C has a configuration in which the protection device 1 in the configuration of the electric device 10 shown in Fig. 1 is replaced with the protection device 1C according to embodiment 4.

保護装置１Ｃは、図１に示す保護装置１の構成において、電流検出部１ｅを追加し、電位差検出部１ａを電位差算出部１ｉに置き換えた構成を有する。 Protection device 1C has a configuration similar to that of protection device 1 shown in FIG. 1, with the addition of a current detection unit 1e and the replacement of potential difference detection unit 1a with a potential difference calculation unit 1i.

電流検出部１ｅは、スイッチ３の両端子間に流れる電流Ｉｄｓの値を検出し、電位差算出部１ｉに出力する。 The current detection unit 1e detects the value of the current Ids flowing between both terminals of the switch 3 and outputs it to the potential difference calculation unit 1i.

電位差算出部１ｉは、入力された電流Ｉｄｓの検出値に基づいて、電位差Ｖｄｓを算出し、比較部１ｃに出力する。電位差算出部１ｉは、たとえば積分回路を含んで構成されている。 The potential difference calculation unit 1i calculates the potential difference Vds based on the detection value of the input current Ids and outputs it to the comparison unit 1c. The potential difference calculation unit 1i is configured to include, for example, an integration circuit.

比較部１ｃは、電位差算出部１ｉが算出した電位差Ｖｄｓの値と、基準電圧発生部１ｂが発生した基準電圧の値（保護閾値）とを比較し、その比較結果を保護動作制御部１ｄに出力する。 The comparator 1c compares the value of the potential difference Vds calculated by the potential difference calculator 1i with the value of the reference voltage (protection threshold) generated by the reference voltage generator 1b, and outputs the comparison result to the protection operation controller 1d.

保護動作制御部１ｄは、比較部１ｃから受け取った比較結果に基づいて、電位差Ｖｄｓが、上述した保護閾値に達したと判定した場合、所定の期間だけスイッチ３をオンにする保護制御信号をスイッチ３に出力する。 When the protection operation control unit 1d determines, based on the comparison result received from the comparison unit 1c, that the potential difference Vds has reached the above-mentioned protection threshold, it outputs a protection control signal to the switch 3 to turn on the switch 3 for a predetermined period of time.

電位差算出部１ｉの動作についてより具体的に説明する。本発明者らが鋭意検討したところ、電位差Ｖｄｓについては、以下の式（３）が成り立つので、Ｖｄｓは式（４）によって表すことができる。なお、ｔはスイッチ３がオフの時間である。
∫Ｉｄｓ（ｔ）ｄｔ＝Ｃ×Ｖｄｓ・・・（３）
Ｖｄｓ＝∫Ｉｄｓ（ｔ）ｄｔ／Ｃ・・・（４）
なお、式（３）、（４）において、Ｃはスイッチ３のコンデンサ３ｂの容量である。 The operation of the potential difference calculation unit 1i will be described in more detail. As a result of extensive investigation by the present inventors, the potential difference Vds satisfies the following formula (3), and therefore Vds can be expressed by formula (4). Here, t is the time during which the switch 3 is off.
∫Ids(t)dt = C × Vds ... (3)
Vds = ∫Ids(t)dt/C (4)
In the equations (3) and (4), C is the capacitance of the capacitor 3 b of the switch 3 .

そこで、電位差算出部１ｉは、入力された電流Ｉｄｓの検出値に基づいて式（４）に示すような積分演算を実行し、電位差Ｖｄｓを算出する。なお、電位差算出部１ｉの積分回路は、たとえばスイッチ３がオンの期間に、保護動作制御部１ｄからのリセット信号によってリセットされる。 The potential difference calculation unit 1i then performs an integral calculation as shown in equation (4) based on the detection value of the input current Ids to calculate the potential difference Vds. Note that the integration circuit of the potential difference calculation unit 1i is reset by a reset signal from the protection operation control unit 1d, for example, while the switch 3 is on.

保護装置１Ｃによれば、保護装置１と同様に、スイッチ３が負サージによって壊れるのを防ぐことができ、保護装置１Ｃのコストおよび大型化が抑制されるとともに、スイッチ３を適正に低コストかつ小型化できる。 Like protective device 1, protective device 1C can prevent switch 3 from being damaged by a negative surge, reducing the cost and size of protective device 1C, while also allowing switch 3 to be appropriately made small and inexpensive.

また、保護装置１Ｃによれば、電位差算出部１ｉを、簡易な積分演算を実行できる要素で構成できるので、構成や実施が比較的容易である。 In addition, according to the protection device 1C, the potential difference calculation unit 1i can be configured with elements that can perform simple integral calculations, making it relatively easy to configure and implement.

［実施形態５］
図６は、実施形態５に係る保護装置を備えた電気装置の構成を示すブロック図である。電気装置１０Ｄは、図１に示す電気装置１０の構成において、スイッチ３と誘導性負荷４との配置を入れ替え、保護装置１を、実施形態５に係る保護装置１Ｄに置き換えた構成を有する。 [Embodiment 5]
Fig. 6 is a block diagram showing the configuration of an electric device including a protection device according to embodiment 5. The electric device 10D has a configuration in which the positions of the switch 3 and the inductive load 4 in the configuration of the electric device 10 shown in Fig. 1 are interchanged, and the protection device 1 is replaced with the protection device 1D according to embodiment 5.

具体的には、電気装置１０Ｄにおいては、スイッチ３は誘導性負荷４とグラウンドＧとの間に位置する。すなわち、スイッチ３は、電力の経路となる両端子のうち一方の端子（たとえばドレイン端子）が誘導性負荷４側に接続されており、両端子のうちもう一方の端子（たとえばソース端子）がグラウンドＧ側に接続されている。このような配置は、スイッチ３が誘導性負荷４の低電圧側に接続されるので、ローサイドスイッチとも呼ばれる。一方、実施形態１～４のような配置は、スイッチ３が誘導性負荷４の高電圧側に接続されるので、ハイサイドスイッチとも呼ばれる。 Specifically, in the electric device 10D, the switch 3 is located between the inductive load 4 and ground G. That is, one of the two terminals that form the power path (e.g., the drain terminal) of the switch 3 is connected to the inductive load 4, and the other of the two terminals (e.g., the source terminal) is connected to the ground G. This type of arrangement is also called a low-side switch, since the switch 3 is connected to the low-voltage side of the inductive load 4. On the other hand, the arrangements in the first to fourth embodiments are also called high-side switches, since the switch 3 is connected to the high-voltage side of the inductive load 4.

また、保護装置１Ｄは、図１に示す保護装置１の構成において、電位差検出部１ａを電位差検出部１ｊに置き換えた構成を有する。 In addition, the protection device 1D has a configuration in which the potential difference detection unit 1a in the configuration of the protection device 1 shown in FIG. 1 is replaced with a potential difference detection unit 1j.

電位差検出部１ｊは、誘導性負荷４とスイッチ３との間の電位を検出する。スイッチ３の端子（たとえばソース端子）がグラウンドＧ側に接続されているので、検出された電位は、スイッチ３の電位差Ｖｄｓに相当する。電位差検出部１ｊは、たとえば分圧回路を含んで構成されている。 The potential difference detection unit 1j detects the potential between the inductive load 4 and the switch 3. Since a terminal (e.g., a source terminal) of the switch 3 is connected to the ground G side, the detected potential corresponds to the potential difference Vds of the switch 3. The potential difference detection unit 1j is configured to include, for example, a voltage divider circuit.

比較部１ｃは、電位差検出部１ａが検出した電位差Ｖｄｓの値と、基準電圧発生部１ｂが発生した基準電圧の値（保護閾値）とを比較し、その比較結果を保護動作制御部１ｄに出力する。 The comparator 1c compares the value of the potential difference Vds detected by the potential difference detector 1a with the value of the reference voltage (protection threshold) generated by the reference voltage generator 1b, and outputs the comparison result to the protection operation controller 1d.

保護装置１Ｄによれば、保護装置１と同様に、スイッチ３が負サージによって壊れるのを防ぐことができ、保護装置１Ｄのコストおよび大型化が抑制されるとともに、スイッチ３を適正に低コストかつ小型化できる。 Like the protective device 1, the protective device 1D can prevent the switch 3 from being damaged by a negative surge, suppressing the cost and size of the protective device 1D, and allowing the switch 3 to be appropriately made small and inexpensive.

なお、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。たとえば、実施形態３のように補正値を用いて保護閾値を生成する構成を他の実施形態と組み合わせてもよいし、実施形態５のようなローサイドスイッチの配置において他の実施形態の構成を適用してもよい。 The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments. The present invention also includes configurations in which the above-mentioned components are appropriately combined. For example, the configuration in which a protection threshold is generated using a correction value as in embodiment 3 may be combined with other embodiments, or the configuration of other embodiments may be applied to the arrangement of a low-side switch as in embodiment 5.

また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。 Further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Therefore, the broader aspects of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible.

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ：保護装置
１ａ、１Ａａ、１ｊ：電位差検出部
１ｂ：基準電圧発生部
１ｃ：比較部
１ｄ：保護動作制御部
１ｅ：電流検出部
１ｆ：電圧変換部
１ｇ：乗算部
１ｈ：加算部
１ｉ：電位差算出部
１Ａａ１：ダイオード
１Ａａ２、７ａ、７ｂ：抵抗
１Ａａ３：ツェナーダイオード
２：電源
３：スイッチ
３ａ：半導体スイッチ素子
３ｂ：コンデンサ
４：誘導性負荷
５：通常動作制御部
６：信号入力部
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ：電気装置
Ｇ：グラウンド
Ｓ１：信号
Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ２３、Ｓ２４、Ｓ２５、Ｓ２６、Ｓ２７：保護制御信号 Reference Signs 1, 1A, 1B, 1C, 1D: Protection devices 1a, 1Aa, 1j: Potential difference detection section 1b: Reference voltage generation section 1c: Comparison section 1d: Protection operation control section 1e: Current detection section 1f: Voltage conversion section 1g: Multiplication section 1h: Addition section 1i: Potential difference calculation section 1Aa1: Diodes 1Aa2, 7a, 7b: Resistor 1Aa3: Zener diode 2: Power supply 3: Switch 3a: Semiconductor switch element 3b: Capacitor 4: Inductive load 5: Normal operation control section 6: Signal input section 10, 10A, 10B, 10C, 10D: Electrical device G: Ground S1: Signals S21, S22, S23, S24, S25, S26, S27: Protection control signal

Claims

a switch control unit that controls a switch that is turned on or off in response to an input control signal, and that supplies power from a power source to an inductive load when the switch is turned on, and cuts off the power supply from the power source to the inductive load when the switch is turned off;
When the switch control unit determines that the potential difference between both terminals of the switch that form the power path has reached a predetermined protection threshold value that is smaller than the withstand voltage value of the switch, the switch control unit outputs a protection control signal to the switch to turn on the switch for a predetermined period of time.

The protection device according to claim 1 , further comprising a potential difference detection unit that detects a potential difference between both terminals of the switch.

The protection device according to claim 1 , wherein the switch control unit determines whether a potential difference between both terminals of the switch has reached the protection threshold, based on a potential difference between both terminals of the inductive load that form a path of the power.

The protection device according to claim 1 , further comprising an adder that generates the protection threshold by adding a negative correction value whose absolute value increases or decreases according to an increase or decrease in a current value flowing through the switch to a reference voltage value that is smaller than a withstand voltage value of the switch.

The protection device according to claim 1 , further comprising a potential difference calculation unit that calculates a potential difference between both terminals of the switch based on a value of a current flowing through the switch.

the switch is located between the inductive load and ground;
The protection device according to claim 1 , wherein the potential difference across the switch is obtained based on a potential between the inductive load and the switch.