JP3282532B2 - Load drive - Google Patents

Load drive

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JP3282532B2
JP3282532B2 JP03388497A JP3388497A JP3282532B2 JP 3282532 B2 JP3282532 B2 JP 3282532B2 JP 03388497 A JP03388497 A JP 03388497A JP 3388497 A JP3388497 A JP 3388497A JP 3282532 B2 JP3282532 B2 JP 3282532B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、負荷駆動装置にか
かり、特に、MOS型FETにより電源から供給された
電力を負荷手段へ供給または未供給にスイッチングする
負荷駆動装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a load driving device, and more particularly, to a load driving device for switching power supplied from a power supply by a MOS type FET to a load means or not.

【0002】[0002]

【従来の技術】スイッチング素子としてパワーMOS型
FETを用いて、ランプやモータ等の負荷を駆動する負
荷駆動回路では、MOS型FETのオン抵抗、放熱板、
周囲温度、使用電圧、及び使用電流等の特性による諸条
件下で、MOS型FET自体の温度が上昇することによ
り、MOS型FETの破壊や出力低下を招くことがあ
る。
2. Description of the Related Art In a load driving circuit for driving a load such as a lamp or a motor using a power MOS FET as a switching element, the ON resistance of the MOS FET, a heat sink,
Under various conditions based on characteristics such as ambient temperature, operating voltage, and operating current, an increase in the temperature of the MOS FET itself may lead to destruction of the MOS FET and a decrease in output.

【0003】このように、パワーMOS型FETを用い
た負荷駆動回路では(特に、パルス幅変調制御回路:P
WM制御回路)、大電流を流すことによって大きな損失
が発生するので、熱設計が重要である。
As described above, in a load drive circuit using a power MOS type FET (particularly, a pulse width modulation control circuit: P
Since a large loss occurs when a large current flows in the WM control circuit, thermal design is important.

【0004】また、MOS型FETは、周囲温度、負荷
の変更等の外部要因による変化で、MOS型FET自体
の温度が上昇し、オン抵抗が増加する。このオン抵抗の
増加は、損失の増加、出力低下、及び素子温度上昇を生
じさせ、MOS型FETの加熱を招くことになる。
Further, in a MOS FET, the temperature of the MOS FET itself rises due to a change due to an external factor such as a change in ambient temperature or a load, and the on-resistance increases. The increase in the on-resistance causes an increase in loss, a decrease in output, and an increase in element temperature, resulting in heating of the MOSFET.

【0005】このため、パワーMOS型FETを加熱か
ら保護する加熱保護装置が提案されている(実開平1−
171599号公報参照)。この加熱保護装置は、パワ
ーMOS型FETの冷却フィンの温度を検出し、検出温
度が設定温度以下のときに以上温度と判定してモータ駆
動用のインバータの周波数を変更して加熱保護対策をし
ている。
[0005] For this reason, a heating protection device for protecting a power MOS-type FET from heating has been proposed (Japanese Utility Model Application Laid-open No. Hei.
No. 171599). This heating protection device detects the temperature of the cooling fins of the power MOS type FET, determines that the temperature is higher than the set temperature when the detected temperature is lower than the set temperature, and changes the frequency of the motor drive inverter to take heating protection measures. ing.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術のようにパワーMOS型FETの冷却フィンの温度
を検出するものではパワーMOS型FETの実際温度と
差異があると共に、冷却フィンの温度を基にして判定す
るのでパワーMOS型FETの温度が実際に上昇した後
に加熱保護対策に移行することによる時間差のため、M
OS型FETの破壊や出力低下を招くことがある。
However, in the conventional technique for detecting the temperature of the cooling fin of the power MOS FET as in the prior art, there is a difference from the actual temperature of the power MOS FET and the temperature of the cooling fin is determined based on the temperature of the cooling fin. Because of the time lag due to the transition to the heating protection measure after the temperature of the power MOSFET actually rises, M
The OS type FET may be destroyed or the output may be reduced.

【0007】本発明は、上記事実を考慮して、MOS型
FETを用いて負荷駆動するときに温度上昇を抑制でき
る負荷駆動装置を得ることが目的である。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a load driving device capable of suppressing a rise in temperature when a load is driven by using a MOS FET in consideration of the above fact.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
発明の負荷駆動装置は、電源から供給された電力を
負荷手段へ供給または未供給にスイッチングするための
MOS型FETと、前記電源から供給された電力の変動
を監視する監視手段と、前記負荷手段への電力の供給ま
たは未供給にスイッチングさせる前記MOS型FETの
駆動周波数を調整する調整手段と、前記監視手段の監視
結果に基づいて、前記調整手段の駆動周波数を調整する
制御手段と、を備えている。
In order to achieve the above object, a load driving apparatus according to the present invention comprises: a MOS type FET for switching power supplied from a power supply to a load means or not; Monitoring means for monitoring the fluctuation of the power supplied from the power supply, adjusting means for adjusting the driving frequency of the MOS-type FET for switching the supply or non-supply of the power to the load means, and based on the monitoring result of the monitoring means. Control means for adjusting the drive frequency of the adjusting means.

【0009】本発明の負荷駆動装置では、前記制御手段
は、前記駆動周波数を調整する際、負荷手段の性能を低
下させない予め定めた駆動周波数を選択する。
[0009] In the load driving device of the present invention, the control means, when adjusting the driving frequency, select the predetermined driving frequency not to lower the performance of the load means.

【0010】前記負荷駆動装置では、前記負荷手段は、
車両用の灯火装置を採用できる。
[0010] In the load driving apparatus, the load means,
Ru can adopt the lighting device for a vehicle.

【0011】前記負荷駆動装置では、前記灯火装置は、
デイタイムランニングライトを採用できる。
[0011] In the load driving device, the lighting device,
Ru can adopt the daytime running lights.

【0012】前記負荷駆動装置では、前記負荷手段は、
車両用のファン手段を採用できる。
[0012] In the load driving apparatus, the load means,
Ru can adopt a fan means for the vehicle.

【0013】発明では、MOS型FETによって、電
源から供給された電力が負荷手段へ供給または未供給に
スイッチングされる。負荷手段は、供給された電力によ
って作動されるものである。この電源から供給された電
力の変動は、監視手段により監視される。電力の変動に
は、電圧変動や電流変動がある。制御手段は、監視手段
の監視結果に基づいて、MOS型FETの駆動周波数を
調整する調整手段の駆動周波数を調整する。例えば、監
視結果による電力の変動が、MOS型FETの温度上昇
が予想される予め定めた値を越えたときに、駆動周波数
を変更する。電源の電圧変動の場合、電圧上昇したとき
には、駆動周波数を低下させる。すなわち、電圧上昇は
MOS型FETの温度上昇を招くものであり、駆動周波
数を低下させることにより加熱を招くことなく負荷駆動
が可能となる。
In the present invention, the power supplied from the power supply is switched to supply or not supply to the load means by the MOS FET. The load means is operated by the supplied electric power. The fluctuation of the power supplied from the power supply is monitored by monitoring means. Power fluctuations include voltage fluctuations and current fluctuations. The control means adjusts the driving frequency of the adjusting means for adjusting the driving frequency of the MOS FET based on the monitoring result of the monitoring means. For example, when the fluctuation in power due to the monitoring result exceeds a predetermined value at which a temperature rise of the MOS FET is expected, the drive frequency is changed. In the case of voltage fluctuation of the power supply, when the voltage rises, the drive frequency is lowered. That is, an increase in voltage causes an increase in the temperature of the MOS FET, and a load can be driven without inducing heating by lowering the drive frequency.

【0014】前記負荷手段は、駆動周波数により駆動さ
れるときに、その駆動周波数により適性性能を得るため
の周波数域が定められていることが一般的である。そこ
、本発明のように、前記制御手段が予め定めた駆動周
波数を選択して駆動周波数を調整すれば、負荷手段の性
能を低下させることなく、負荷駆動が可能となる。
When the load means is driven by a drive frequency, a frequency range for obtaining proper performance is generally determined by the drive frequency. There <br/>, as in the present invention, if pre-SL control means adjusts the selected driving frequency driving frequency is predetermined, without degrading the performance of the load means, it is possible to load drive .

【0015】前記負荷手段は、車両用の灯火装置を適用
することができる。灯火装置は、周知のように、所定の
明るさを最小の電力で得るためにスイッチング動作させ
ることが可能なものもある。従って、車両用の灯火装置
を負荷手段として、MOS型FETによって、電源から
供給された電力をスイッチングさせれば、MOS型FE
Tの加熱を招くことなく、所定の明るさを最小の電力で
得ることができる。この灯火装置は、日中に一定の明る
さで常時点灯状態を維持させるデイタイムランニングラ
イトを用いることができる。
[0015] The load means may be applied lighting system of the car dual. As is well known, some lighting devices can be switched to obtain a predetermined brightness with minimum power. Therefore, if the power supplied from the power supply is switched by the MOS FET using the lighting device for the vehicle as the load means, the MOS FE
A predetermined brightness can be obtained with minimum power without inducing heating of T. The lighting device can be used daytime running light to maintain the constant lighting state at a constant brightness during the day.

【0016】また、前記負荷手段は、車両用のファン手
段を適用することができる。すなわち、負荷手段は、M
OS型FETによって、電源から供給された電力をスイ
ッチングさせて駆動させるものであればよく、ファン手
段も所定の風力を最小の電力で得るためにスイッチング
動作させることが可能であり、MOS型FETによっ
て、電源から供給された電力をスイッチングさせれば、
MOS型FETの加熱を招くことなく、所定の風力を最
小の電力で得ることができる。
Further, the load means may be applied fan means car dual. That is, the load means is M
It is sufficient that the power supplied from the power supply is switched and driven by the OS type FET, and the fan means can also be switched to obtain a predetermined wind power with the minimum power. By switching the power supplied from the power supply,
A predetermined wind power can be obtained with minimum power without inducing heating of the MOS FET.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態の一例を詳細に説明する。本実施の形態は車両
用のランプ駆動装置に本発明を適用したものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the present embodiment, the present invention is applied to a lamp driving device for a vehicle.

【0018】図1に示すように、本実施の形態のランプ
駆動装置は、ランプ14を備えており、ランプ14の一
端は車両に搭載されたバッテリー電源12に接続され、
ランプ14の他端はパワーMOS型FET16のドレイ
ンに接続されている。パワーMOS型FET16の第1
ゲートはドライバ22を介してマイコン20に接続され
ている。また、パワーMOS型FET16の第2ゲート
及びソースは接地されている。
As shown in FIG. 1, the lamp driving apparatus according to the present embodiment includes a lamp 14, one end of which is connected to a battery power supply 12 mounted on a vehicle.
The other end of the lamp 14 is connected to the drain of the power MOSFET 16. First of power MOS type FET16
The gate is connected to the microcomputer 20 via the driver 22. The second gate and source of the power MOS FET 16 are grounded.

【0019】マイコン20は、パワーMOS型FETの
加熱を招くことなくランプ駆動させる機能を有するもの
であり、CPU28、RAM30、ROM32、入出力
ポート(I/O)24、からなるマイクロコンピュータ
で構成され、各々はコマンドやデータの授受が可能なよ
うにバス26によって接続されている。また、マイコン
20はランプ14を駆動させるための周波数による駆動
波形を発生させる波形発生器34を備えており、入出力
ポート24に接続されている。この波形発生器34は、
ドライバ22を介してパワーMOS型FET16の第1
ゲートに接続されている。ドライバ22は、波形発生器
34から出力された信号をパワーMOS型FET16の
第1ゲート用の駆動信号に変換するものである。なお、
ROM32には、マイコン20において実行される後述
する処理ルーチンが記憶されている。
The microcomputer 20 has a function of driving the lamp without inducing heating of the power MOS type FET, and is constituted by a microcomputer including a CPU 28, a RAM 30, a ROM 32, and an input / output port (I / O) 24. Are connected by a bus 26 so that commands and data can be exchanged. The microcomputer 20 includes a waveform generator 34 for generating a driving waveform based on a frequency for driving the lamp 14, and is connected to the input / output port 24. This waveform generator 34
The first of the power MOS type FET 16 via the driver 22
Connected to the gate. The driver 22 converts a signal output from the waveform generator 34 into a drive signal for the first gate of the power MOS FET 16. In addition,
The ROM 32 stores a later-described processing routine executed by the microcomputer 20.

【0020】入出力ポート24は、A/D変換器18を
介してバッテリー電源12とランプ14との間に接続さ
れている。A/D変換器18は、バッテリー電源12の
電源電圧をデジタル信号に変換してマイコン20へ出力
するものである。
The input / output port 24 is connected between the battery power supply 12 and the lamp 14 via the A / D converter 18. The A / D converter 18 converts the power supply voltage of the battery power supply 12 into a digital signal and outputs the digital signal to the microcomputer 20.

【0021】上記構成により、マイコン20により発生
された所定周波数による駆動波形で、ドライバ22を介
してパワーMOS型FET16がスイッチングされ、ラ
ンプ14は周波数駆動によるオンオフ制御、すなわちP
WM制御される。これにより、ランプ14は所定周波数
で点灯される。なお、マイコン20により発生される所
定周波数、すなわちデフォルトの周波数Foはランプ1
4の点灯性能(明るさやチラつき度)を低下させないよ
うにバッテリー電源12の電源電圧の初期値に対応して
予め定められており、ROM32に記憶されている。
With the above configuration, the power MOS FET 16 is switched via the driver 22 with the driving waveform at a predetermined frequency generated by the microcomputer 20, and the lamp 14 is turned on / off by frequency driving, that is, P
WM control is performed. Thus, the lamp 14 is turned on at a predetermined frequency. The predetermined frequency generated by the microcomputer 20, that is, the default frequency Fo is the lamp 1
4 is predetermined in accordance with the initial value of the power supply voltage of the battery power supply 12 and stored in the ROM 32 so as not to lower the lighting performance (brightness and degree of flickering).

【0022】ここで、パワーMOS型FET16の温度
上昇の要因について、PWM制御時におけるパワーMO
S型FET16の特性と共に説明する。
Here, the cause of the temperature rise of the power MOS type FET 16 will be described with respect to the power MO during the PWM control.
This will be described together with the characteristics of the S-type FET 16.

【0023】まず、パワーMOS型FET16の温度
は、パワーMOS型FET16における損失度合いによ
り決定される。すなわち、パワーMOS型FET16の
温度(以下、FET温度という)とパワーMOS型FE
T16の損失(以下、FET損失という)とは比例関係
にあり、FET損失は以下の(1)式で表せる。
First, the temperature of the power MOSFET 16 is determined by the degree of loss in the power MOSFET 16. That is, the temperature of the power MOS type FET 16 (hereinafter referred to as FET temperature) and the power MOS type FE
There is a proportional relationship with the loss of T16 (hereinafter referred to as FET loss), and the FET loss can be expressed by the following equation (1).

【0024】 FET温度∝FET損失 =(オン損失)+(スイッチング損失) =RDS(ON)・ID 2 +1/6 ID ・VDS(ton+toff )・f −−−(1) 但し、RDS(ON):FET16のドレイン−ソース間
のオン抵抗 ID :FET16のドレイン電流 VDS :FET16のドレイン−ソース間電圧 ton :ターンオン時間 toff :ターンオフ時間 f :PWM周波数(駆動周波数)
FET temperature∝FET loss = (ON loss) + (switching loss) = R DS (ON) · ID 2 +1/6 ID · V DS (ton + toff) · f − (1) where R DS (ON): ON resistance between drain and source of FET 16 ID : Drain current of FET 16 V DS : Drain-source voltage of FET 16 ton: Turn-on time toff: Turn-off time f: PWM frequency (drive frequency)

【0025】上記(1)式から理解されるように、電源
電圧が上昇すると、パワーMOS型FET16のドレイ
ン電流ID またはドレイン−ソース間電圧VDSの数値が
大きくなるため、FET損失が増加して、FET温度が
上昇することになる。また、PWM周波数fが増加する
ことにより、スイッチング損失が増加して、FET温度
が上昇することになる(図3参照)。
[0025] As will be appreciated from the above (1), when the power supply voltage rises, the drain current I D and the drain of the power MOS type FET 16 - for numeric source voltage V DS increases, FET losses increase Thus, the FET temperature rises. Further, as the PWM frequency f increases, the switching loss increases, and the FET temperature rises (see FIG. 3).

【0026】上記スイッチング損失は、1サイクルのス
イッチング過程で消費した電力を表すものであり、ター
ンオン時のスイッチング損失PSW(ON)は以下の(2)式
によって求めることができる。すなわち、ターンオン時
のスイッチング損失PSW(ON)は繰り返し時間(周期)を
Tとしてターンオン時の電流波形及び電圧波形の瞬時値
を積分することで求めることができる。本実施の形態で
は、図2に示すように、ターンオン時の電流波形につい
てターンオン時間tonの間で0から電流Ionまで一定増
加する特性の波形と、電圧波形はターンオン時間tonの
間で電圧VDSから0まで一定減少する特性の波形とを仮
定して、ターンオン時のスイッチング損失PSW(ON)を求
めるものとする。
The above-mentioned switching loss represents the power consumed in the switching process of one cycle, and the switching loss PSW (ON) at the time of turn-on can be obtained by the following equation (2). That is, the switching loss PSW (ON) at the time of turn-on can be obtained by integrating the instantaneous values of the current waveform and the voltage waveform at the time of turn-on with the repetition time (cycle) as T. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the current waveform at the time of turn-on has a characteristic of constantly increasing from 0 to the current Ion during the turn-on time ton, and the voltage waveform is the voltage V DS during the turn-on time ton. It is assumed that the switching loss PSW (ON) at the time of turn-on is obtained on the assumption that the waveform has a characteristic that decreases constantly from 0 to 0.

【0027】[0027]

【数1】 (Equation 1)

【0028】但し、v=(−VDS/ton)・t+VDS} i=(Ion/ton)・tHere, v = (− V DS / ton) · t + V DS } i = (Ion / ton) · t

【0029】なお、ターンオフ時のスイッチング損失P
SW(OFF) は(2)式の電圧と電流を逆にすることによっ
て求めることができる。
The switching loss P at the time of turn-off
SW (OFF) can be obtained by reversing the voltage and current in equation (2).

【0030】従って、ターンオン及びターンオフによる
スイッチング損失PSWは、以下の(3)式で表せる。
[0030] Therefore, the switching loss P SW is by turn-on and turn-off, expressed in the following equation (3).

【0031】 PSW = PSW(ON)+PSW(OFF) = 1/6・Ion・VDS・(ton+toff )・f ・・・(3)[0031] P SW = P SW (ON) + P SW (OFF) = 1/6 · Ion · V DS · (ton + toff) · f ··· (3)

【0032】次に、本実施の形態の作用を説明する。ま
ず、マイコン20では、電源が投入されると、図4のフ
ローチャートが実行される。なお、バッテリー電源12
の基準となる電源電圧Voに対して、パワーMOS型F
ET16が温度上昇することなくかつランプ14の性能
を低下させることがない駆動周波数foが予め設定され
ており、その駆動周波数foでパワーMOS型FET1
6がスイッチングされてランプ14がPWM制御されて
いるものとする。
Next, the operation of the present embodiment will be described. First, in the microcomputer 20, when the power is turned on, the flowchart of FIG. 4 is executed. The battery power supply 12
Of the power MOS type F
A drive frequency fo is set in advance so that the temperature of the ET 16 does not increase and the performance of the lamp 14 does not decrease.
6 is switched and the lamp 14 is under PWM control.

【0033】ステップ102ではバッテリー電源12の
電源電圧Vを読み取る。すなわち、バッテリー電源12
の電源電圧Vのアナログ値がA/D変換器18でデジタ
ル値に変換されてマイコン20へ入力される。次のステ
ップ104では電源電圧Vが基準電源電圧Voに一致す
るか否かを判断することによって、バッテリー電源12
の電源電圧が変動したか否かを判断する。なお、基準電
源電圧Voとして上限値及び下限値に所定電圧δ、σ
(δ≠σ)を設定してその範囲を判断に用いても良い。
すなわち、電源電圧範囲(VoからVo+δまでの範囲
や、Vo−σまでの範囲、また、Vo±δの範囲)を基
準電源電圧Voに代えても良い。
In step 102, the power supply voltage V of the battery power supply 12 is read. That is, the battery power supply 12
The analog value of the power supply voltage V is converted into a digital value by the A / D converter 18 and input to the microcomputer 20. In the next step 104, it is determined whether or not the power supply voltage V matches the reference power supply voltage Vo.
It is determined whether or not the power supply voltage has changed. It should be noted that the reference power supply voltage Vo has a predetermined voltage δ, σ
(Δ ≠ σ) may be set and the range may be used for the determination.
That is, the power supply voltage range (the range from Vo to Vo + δ, the range from Vo−σ, or the range of Vo ± δ) may be replaced with the reference power supply voltage Vo.

【0034】入力されたバッテリー電源12の電源電圧
Vが基準電源電圧Voに一致または電源電圧範囲内であ
るときは、パワーMOS型FET16が温度上昇しない
ことが予測されるので、パワーMOS型FET16の駆
動周波数を調整する必要がない。このため、ステップ1
04で否定判断されステップ108へ進み、予め設定さ
れている駆動周波数foでパワーMOS型FET16を
駆動する。すなわち、マイコン20では、駆動周波数f
oのデジタル値を波形発生器34へ出力する。波形発生
器34では、入力されたデジタル値の駆動周波数foを
アナログ波形として発生させ、ドライバ22を介してパ
ワーMOS型FET16へ出力する。これにより、パワ
ーMOS型FET16は、駆動周波数foでオンオフ駆
動され、PWM制御により、ランプ14を点灯させるこ
とになる。
When the input power supply voltage V of the battery power supply 12 matches the reference power supply voltage Vo or is within the power supply voltage range, it is predicted that the temperature of the power MOS FET 16 will not rise. There is no need to adjust the drive frequency. Therefore, step 1
When the determination is negative in 04, the process proceeds to step 108, where the power MOS type FET 16 is driven at a preset drive frequency fo. That is, in the microcomputer 20, the driving frequency f
The digital value of o is output to the waveform generator 34. The waveform generator 34 generates the driving frequency fo of the input digital value as an analog waveform, and outputs the analog driving waveform to the power MOS FET 16 via the driver 22. Thus, the power MOS FET 16 is turned on and off at the drive frequency fo, and the lamp 14 is turned on by PWM control.

【0035】一方、バッテリー電源12の電源電圧Vが
変動したときは、上記で説明したように、パワーMOS
型FET16が温度上昇の可能性があるので、パワーM
OS型FET16の駆動周波数を調整する必要がある。
このため、ステップ104で肯定判断され、ステップ1
06へ進み、駆動周波数を調整し熱保護を行う。
On the other hand, when the power supply voltage V of the battery power supply 12 fluctuates, as described above, the power MOS
Since the temperature of the type FET 16 may increase, the power M
It is necessary to adjust the drive frequency of the OS type FET 16.
Therefore, an affirmative determination is made in step 104 and step 1
Proceeding to step 06, the drive frequency is adjusted to perform thermal protection.

【0036】例えば、バッテリー電源12の電源電圧V
が基準電源電圧Voから増加した電源電圧Vu(Vo<
Vu)であるとき、駆動周波数が一定であると、上記の
(2)を用いて説明したように、FET損失が増加し、
FET温度が上昇する。そこで、この場合ステップ10
6では、駆動周波数をfoから減少させたfu(fo>
fu)に設定する。これは、上記(1)式及び図3に示
すように、駆動周波数fの増加によりFET温度が上昇
するので、駆動周波数fを減少させることによりFET
温度が上昇することを抑制できるためである。
For example, the power supply voltage V of the battery power supply 12
Is increased from the reference power supply voltage Vo (Vu <Vo <
Vu), if the drive frequency is constant, the FET loss increases, as described using (2) above,
The FET temperature rises. Therefore, in this case, step 10
6, fu (fo>) in which the driving frequency is reduced from fo
fu). This is because, as shown in the above equation (1) and FIG. 3, the FET temperature rises due to the increase in the drive frequency f.
This is because a rise in temperature can be suppressed.

【0037】本発明者は、この駆動周波数と、電源電圧
と、温度との関係を実験して、以下の結果を得た。バッ
テリー電源12の電源電圧が12Vで100HzのPW
M制御を行っているときに電源電圧が0.1V上昇した
場合、1Hz減少させれば温度上昇を抑制でき、また、
16Vの電源電圧で100Hzの場合には、60Hzに
すればよい。
The present inventor experimented on the relationship among the driving frequency, the power supply voltage, and the temperature, and obtained the following results. Power supply voltage of battery power supply 12 is 12V and 100W PW
If the power supply voltage rises by 0.1 V during the M control, the temperature rise can be suppressed by reducing it by 1 Hz.
In the case of a power supply voltage of 16 V and 100 Hz, the frequency may be set to 60 Hz.

【0038】このように、本実施の形態では、パワーM
OS型FET16がバッテリー電源12の電源電圧の上
昇によって温度上昇が予測されるので、バッテリー電源
12の電源電圧を常時監視し、バッテリー電源12の電
源電圧が上昇したときにはパワーMOS型FET16が
温度上昇しないように駆動周波数を減少させている。こ
のように、パワーMOS型FET16のオンオフ切り替
え回数が減少することによりパワーMOS型FET16
は温度低下し、加熱することなく連続駆動が可能とな
る。
As described above, in the present embodiment, the power M
Since the OS type FET 16 is predicted to increase in temperature due to the increase in the power supply voltage of the battery power supply 12, the power supply voltage of the battery power supply 12 is constantly monitored. When the power supply voltage of the battery power supply 12 increases, the temperature of the power MOS FET 16 does not increase. The driving frequency is reduced as described above. As described above, the number of times the power MOS type FET 16 is switched on and off is reduced, so that the power MOS type FET 16
Reduces the temperature, and enables continuous driving without heating.

【0039】上記実施の形態では、パワーMOS型FE
T16の温度上昇を招かぬようにパワーMOS型FET
16を用いたPWM制御を容易とするので、冷却フィン
(放熱板)の大きさを拡大することなく、PWM制御を
行う以前の当初の設計時の値で装置を構成することが容
易となる。このため、従来PWM制御を行うためには発
熱対策を必要として冷却フィンを拡大化する必要があっ
たPWM制御の装置であってもコンパクト化できる。
In the above embodiment, the power MOS type FE
Power MOS type FET so as not to cause temperature rise of T16
Since the PWM control using 16 is facilitated, the device can be easily configured with the value at the time of the initial design before the PWM control is performed without increasing the size of the cooling fins (radiator plates). For this reason, it is possible to reduce the size of the PWM control device, which has conventionally required a heat generation countermeasure and a need to enlarge the cooling fins in order to perform the PWM control.

【0040】なお、本実施の形態では、バッテリー電源
電圧の変動を監視しパワーMOS型FET16が温度上
昇しないようにできるため、直接温度検知が不要とな
り、高価な温度センサや温度検出回路を新規に増設する
必要がなく、低コストでかつ簡単な構成で、パワーMO
S型FET16を加熱することなく安定的に連続駆動が
可能となる。
In the present embodiment, the fluctuation of the battery power supply voltage can be monitored to prevent the temperature of the power MOS FET 16 from rising, so that direct temperature detection becomes unnecessary, and an expensive temperature sensor and temperature detection circuit are newly provided. There is no need to add, and it is a low cost and simple configuration.
The continuous driving can be stably performed without heating the S-type FET 16.

【0041】また、本実施の形態では、バッテリー電源
電圧の変動を監視しパワーMOS型FET16が温度上
昇しないようにできるため、パワーMOS型FETの温
度が実際に上昇した後に加熱保護対策に移行することに
よる時間差が生じることがない。すなわち、パワーMO
S型FETの加熱許容点を越える前に加熱保護を可能と
するので、パワーMOS型FETの耐久性を向上できる
と共に、性能を最大限に発揮することができる。
Further, in this embodiment, since the fluctuation of the battery power supply voltage can be monitored so that the temperature of the power MOS FET 16 does not rise, the operation shifts to the heating protection measures after the temperature of the power MOS FET actually rises. There is no time lag caused by this. That is, the power MO
Since the heating protection can be performed before exceeding the allowable heating point of the S-type FET, the durability of the power MOS-type FET can be improved and the performance can be maximized.

【0042】なお、本実施の形態の車両用のランプ駆動
装置は、デイタイムランニングライト(Day Time Runni
ng Light)に好適である。デイタイムランニングライト
とは、日中に一定の明るさで常時点灯状態を維持させる
灯火装置をいい、バッテリー電源の消費を抑えるため、
夜間点灯時の明るさより暗い明るさで点灯させるもので
ある。本実施の形態によれば、ランプをPWM制御で点
灯させた場合であっても、バッテリー電源電圧の変動を
監視しパワーMOS型FET16が温度上昇しないよう
にできるため、パワーMOS型FETの耐久性を低下さ
せることなく、また、バッテリー電源の消費を抑えて、
デイタイムランニングライトを点灯制御することができ
る。
The lamp driving device for a vehicle according to the present embodiment is provided with a day time running light (Day Time Run Light).
ng Light). A daytime running light is a lighting device that maintains a constant lighting state at a constant brightness during the day.To reduce battery power consumption,
Lighting is performed at a brightness lower than the brightness at night. According to the present embodiment, even when the lamp is turned on by the PWM control, the fluctuation of the battery power supply voltage can be monitored and the temperature of the power MOS FET 16 can be prevented from rising. Without reducing the power consumption of the battery,
The lighting of the daytime running light can be controlled.

【0043】なお、本実施の形態では、ランプのPWM
制御に本発明を適用した場合を説明したが、本発明は、
ランプの駆動に限定されるものではなく、MOS型FE
TのPWM制御で駆動する装置、例えばファン装置への
適用が可能である。また、通常駆動からMOS型FET
のPWM制御を行って省エネルギー型駆動へ移行する装
置にはさらなる効果を期待できる。
In this embodiment, the PWM of the lamp is
Although the case where the present invention is applied to control has been described, the present invention
It is not limited to the driving of the lamp, but the MOS type FE
The present invention can be applied to a device driven by PWM control of T, for example, a fan device. Also, from normal drive to MOS type FET
A further effect can be expected in a device that performs the PWM control described above and shifts to energy-saving driving.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上説明したように発明によれば、電
源から供給された電力の変動を監視手段により監視し、
監視手段の監視結果に基づいて制御手段がMOS型FE
Tの駆動周波数を調整するので、MOS型FETの温度
上昇を招くことなく負荷駆動が可能となる、という効果
がある。
As described above, according to the present invention, the fluctuation of the electric power supplied from the power supply is monitored by the monitoring means.
The control means is based on the monitoring result of the monitoring means and the MOS type FE
Since the drive frequency of T is adjusted, there is an effect that the load can be driven without inducing the temperature rise of the MOS FET.

【0045】また、本発明によれば、制御手段が予め定
めた駆動周波数を選択して駆動周波数を調整するので、
負荷手段の性能を低下させることなく、負荷駆動でき
る、という効果がある。
According to the present invention, the control means selects a predetermined drive frequency and adjusts the drive frequency.
There is an effect that the load can be driven without deteriorating the performance of the load means.

【0046】本発明の負荷駆動装置において、負荷手段
として車両用の灯火装置を用いると、MOS型FETに
よって、電源から供給された電力をスイッチングさせる
ので、MOS型FETの加熱を招くことなく耐久性を向
上でき、車両用の電源消費を抑制して所定の明るさを得
ることができる、というさらなる効果がある。
In the load driving device of the present invention, when a lighting device for a vehicle is used as the load means, the power supplied from the power supply is switched by the MOS-type FET. can be improved, it is possible to obtain a predetermined brightness by suppressing the power consumption of a vehicle, there is a further effect that.

【0047】前記灯火装置としてデイタイムランニング
ライトを用いると、MOS型FETによって電源から供
給された電力をスイッチングさせることでデイタイムラ
ンニングライトを駆動するので、常時点灯状態を維持さ
せても車両用の電源消費を抑制して所定の明るさを得る
ことができる、というさらなる効果がある。
Daytime running as the lighting device
When the light is used , the daytime running light is driven by switching the power supplied from the power supply by the MOS-type FET. Therefore, even if the lighting is always maintained, the power consumption for the vehicle is suppressed and the predetermined brightness is obtained. Has the further effect of being able to obtain

【0048】本発明の負荷駆動装置において負荷手段と
して車両用のファン手段を用いると、MOS型FETに
よって電源から供給された電力をスイッチングさせるこ
とができるので、MOS型FETの加熱を招くことな
く、所定の風力を最小の電力で得ることができる、とい
さらなる効果がある。
In the load driving device according to the present invention,
When the vehicle fan means is used, the power supplied from the power supply can be switched by the MOS FET, so that a predetermined wind power can be obtained with the minimum power without inducing the heating of the MOS FET. There is a further effect that it can be done.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本実施の形態の車両用のランプ駆動装置の構成
を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a vehicle lamp driving device according to an embodiment.

【図2】パワーMOS型FETのスイッチング損失を説
明するためのターンオン時の電流波形及び電圧波形を示
す線図である。
FIG. 2 is a diagram showing a current waveform and a voltage waveform at the time of turn-on for explaining switching loss of a power MOS type FET.

【図3】パワーMOS型FETの駆動周波数と温度との
関係を示す線図である。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a driving frequency of a power MOS type FET and a temperature.

【図4】本実施の形態の車両用のランプ駆動装置で実行
される電源電圧監視処理の流れを示すフローチャートで
ある。
FIG. 4 is a flowchart illustrating a flow of a power supply voltage monitoring process executed by the vehicle lamp driving device according to the present embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12 バッテリー電源 14 ランプ 16 パワーMOS型FET 18 A/D変換器 20 マイコン 34 波形発生器 12 Battery Power 14 Lamp 16 Power MOS FET 18 A / D Converter 20 Microcomputer 34 Waveform Generator

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 電源から供給された電力を負荷手段へ供
給または未供給にスイッチングするためのMOS型FE
Tと、 前記電源から供給された電力の変動を監視する監視手段
と、 前記負荷手段への電力の供給または未供給にスイッチン
グさせる前記MOS型FETの駆動周波数を調整する調
整手段と、 前記監視手段の監視結果に基づいて、前記調整手段の駆
動周波数を調整する際、前記負荷手段の性能を低下させ
ない予め定めた駆動周波数を選択する制御手段と、 を備えた負荷駆動装置。
A MOS type FE for switching power supplied from a power supply to a load means or not to supply the load means.
T; monitoring means for monitoring a change in power supplied from the power supply; adjusting means for adjusting a drive frequency of the MOS-type FET for switching between supply and non-supply of power to the load means; and the monitoring means. based on the monitoring result, when adjusting the driving frequency of the adjusting means decreases the performance of the load means
And a control means for selecting a predetermined driving frequency .
【請求項2】 前記負荷手段は、車両用の灯火装置であ
ることを特徴とする請求項1に記載の負荷駆動装置。
2. The lighting device according to claim 1, wherein said load means is a lighting device for a vehicle.
The load drive device according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記灯火装置は、デイタイムランニング
ライトであることを特徴とする請求項2に記載の負荷駆
動装置。
3. The lighting device according to claim 1, wherein the lighting device is a daytime running device.
The load drive according to claim 2, wherein the load drive is a light.
Motion device.
【請求項4】 前記負荷手段は、車両用のファン手段で
あることを特徴とする請求項1に記載の負荷駆動装置。
4. The load means is a fan means for a vehicle.
The load driving device according to claim 1, wherein:
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