JP4456475B2 - 電力供給制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、過熱保護機能を有する半導体スイッチを備えた電力供給制御装置に関する。

従来より、制御信号に基づきオンオフ動作する半導体スイッチ手段を備え、その半導体スイッチ手段に連なる電源から負荷へ供給される電力を制御する電力供給制御装置が提供されている。このような電力供給制御装置としては、例えば特許文献１のように、半導体スイッチ手段として、過熱保護機能付きＦＥＴを用いるような技術が知られている。この特許文献１に示される過熱保護機能付きＦＥＴは、当該ＦＥＴの温度を検出する温度センサを備えており、例えば負荷の短絡等によってドレイン−ソース間に過電流が流れて温度が上昇し所定の温度に達した場合にゲートへの制御信号の入力を遮断するように構成される。そして、ＦＥＴの温度が低下し、次に到来する制御信号の立ち上がり電圧でゲートの遮断を解除する構成となっている。
特開平７−２２１２６１号公報

ところで、上記のような電力供給制御装置では、オンオフレベルを交互に繰り返すパルス列状のオンオフ制御信号（例えばＰＷＭ（Pulse Width Modulation。パルス幅変調）制御信号）を過熱保護機能付きＦＥＴに与えて負荷への電力供給量を制御する方法が採られているが、このような過熱保護機能付きＦＥＴをパルス列状のオンオフ制御信号によって制御する場合には次のような問題が生じる。

即ち、上記過熱保護機能付きＦＥＴは、例えば負荷が短絡などした場合、オン動作させるオン信号（例えばハイレベル）を受けたときに過電流が流れて過熱状態となりゲートへの入力を遮断する遮断動作を行う。しかし、その後間もなく到来する次のオン信号の出力タイミングで遮断動作が解除され、再びドレイン−ソース間に過電流が流れＦＥＴの温度が上昇することとなる。この構成の場合、負荷に短絡等が生じた状態で、オンオフ制御信号の出力が依然として続くと、過熱保護機能付きＦＥＴはオン信号が出力される毎に遮断動作とその解除を繰り返すこととなる。しかしながら、このような過熱保護機能付きＦＥＴは、素子の構造上、遮断動作回数に限界があるため、上記のように負荷の短絡等が生じた状態でオンオフ制御信号が長時間続くと、遮断動作回数が許容回数を超え、ＦＥＴが破壊されてしまうといった問題がある。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、パルス列状の制御信号に基づく半導体素子のオンオフ動作により電力供給の制御を行うことができ、かつ半導体スイッチ素子の破壊を効果的に防ぐことが可能な電力供給制御装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、パルス列状の制御信号に基づいて制御入力端子の電圧レベルを変化させることによりオンオフ動作される半導体素子と、温度検出手段による検出結果に基づいて強制的に前記制御入力端子の電圧レベルを変化させて前記半導体素子の遮断動作を行い、その後、遮断動作から復帰させる過熱保護手段とを有する半導体スイッチ手段を備えて、前記半導体素子をオンオフ動作させることで電源から負荷への電力供給を制御する電力供給制御装置において、前記制御入力端子の電圧レベルを検出する入力レベル検出手段を設け、この入力レベル検出手段によって検出されたレベルが、前記半導体素子の遮断動作が行われる遮断レベルに達したことが検出されたことを条件に、前記制御信号を停止または無効化する保護動作を行うスイッチ保護手段を設け、前記スイッチ保護手段は、前記制御信号を出力する制御手段からなり、前記制御手段は、前記制御信号において前記半導体素子を導通させるオン信号が出力されるオン期間毎に、当該オン期間において、前記オン信号の出力開始から一定期間が経過した後、前記制御入力端子の電圧レベルを複数回確認するよう構成され、前記制御入力端子の電圧レベルが前記複数回にわたり前記遮断レベルに達したことが検出されたオン期間が、所定回数連続することを条件として、前記保護動作を行うことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載の電力供給制御装置において、前記過熱保護手段が、前記半導体素子に対する前記遮断動作を行った後、前記半導体スイッチ手段に前記制御信号が到来することを条件として、前記半導体素子を前記遮断動作から復帰させるように構成されていることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の電力供給制御装置において、前記スイッチ保護手段が、当該電力供給制御装置の外部に設けられたリセット手段からリセット信号を入力可能に構成されており、かつ前記保護動作を行った後、前記リセット信号が入力されることを条件として前記保護動作の解除を行うように構成されていることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電力供給制御装置において、前記スイッチ保護手段、前記半導体スイッチ手段、及び前記入力レベル検出手段が、共に同一基板に取り付けられていることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の電力供給制御装置において、前記電源は車両用電源であり、前記負荷は車両用電気部品であることを特徴とする。

＜請求項１の発明＞
請求項１の構成によれば、過熱保護機能が作動する状態に至ったことを、制御電圧端子の電圧レベルに基づいて確認でき、半導体素子の遮断動作と復帰動作が許容回数以上繰り返される前に、制御信号を停止又は無効化して半導体素子を保護することが可能となる。従って、オンオフ制御信号による電力供給制御を可能としつつ、その一方で、半導体スイッチの破壊を効果的に防ぐことのできる構成となる。
また、請求項１のように、半導体素子の遮断動作が行われたか否か（即ち、過熱保護機能が作動したか否か）を、制御入力端子の電圧レベルに基づいて判断する構成とすると、電源から負荷への電力供給ラインのレベルに基づいて当該遮断動作を判断するような構成と比較して、ノイズの影響がより少なくなるため判断を高精度に行うことができ、かつ、装置構成の小型化、簡素化を図りやすい構成となる。

また、請求項１の構成のように、所定回数のオン期間において、連続して制御入力端子のレベルが遮断レベルに達することを条件として保護動作を行うようにすれば、ノイズの影響をより効果的に抑えることができる。

更に、請求項１の構成のように、制御入力端子の電圧レベルが複数回にわたり遮断レベルに達したことが検出されたオン期間が、所定回数連続することを条件として保護動作を行うようにすれば、各オン期間毎にノイズによる影響を除くことができるため、より一層ノイズの影響を考慮した精度高い判断が可能となり、異常状態をより正確に判別できることとなる。

＜請求項２の発明＞
請求項２の構成のように、半導体素子に対する遮断動作が行った後、半導体スイッチ手段に制御信号が到来することを条件として、半導体素子を遮断動作から復帰させるように過熱保護手段を構成すると、オン信号に基づいて遮断動作を簡単に解除できることとなるが、このような構成の場合、過熱が解消されない状態（例えば、短絡等の起因する大電流状態）が続くと、制御信号に基づく信号が半導体スイッチ手段に供給され続けている間、過熱保護手段による遮断動作が行われても、オン信号が到来する度に解除されることとなり、短時間の間に遮断動作及び解除動作が繰り返されてしまう。しかしながら、請求項２の構成では、このように短時間のうちに遮断と解除が繰り返されやすい構成のものに、制御信号を停止または無効化する保護動作を行うスイッチ保護手段を設けており、保護が極めて効果的に行われることとなる。

＜請求項３の発明＞
請求項３の構成によれば、スイッチ保護手段によって制御信号の停止或いは無効化がなされた場合であっても、当該電力供給制御装置の外部から独立してリセットを行うことができる。即ち、一旦、制御信号の停止或いは無効化がなされた場合には、当該電力供給制御装置の内部動作に起因して復帰せずに、外部からのリセット信号に基づいて復帰することとなるため、当該電力供給制御装置の内部動作に拘わらず制御信号の停止状態又は無効化状態を確実に維持することができ、その一方で、外部から独立して容易に復帰できることとなる。

＜請求項４の発明＞
請求項４の構成によれば、スイッチ保護手段、半導体スイッチ手段、及び入力レベル検出手段を、共に同一基板に取り付けており、装置構成の簡素化が図られる。特に、本構成では、制御入力端子の電圧レベルを検出するように入力レベル検出手段を構成しているため、入力レベル検出手段については、小型化、簡素化を図りやすく、基板に好適に取り付けることができるようになっており、ひいては、スイッチ保護手段、半導体スイッチ手段、入力レベル検出手段、及び基板全体の小型化、簡素化が図られることとなる。

＜請求項５の発明＞
請求項５の構成のように、車両用電源から車両用電気部品に電力を供給する構成の場合、負荷（即ち車両用電気部品）への電力供給ラインは車両用電源の影響から電圧変動が生じやすくなる。このため、仮に、電力供給ラインのレベル変化に基づいて半導体素子の遮断動作を判断する構成とすると、電圧変動の影響により正確な判断が阻害されることが懸念されるが、本構成では、負荷への電力供給ラインと比較して電源の影響を受けにくい入力ライン（即ち、制御入力端子への信号供給ライン）の電圧レベルを検出して半導体素子の遮断動作を判断しているため、構成を簡素化しつつ、遮断動作の判断を精度高く安定して行うことができる。

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図４を参照しつつ説明する。
本実施形態の電力供給制御装置１０は、パルス状の制御信号としてのＰＷＭ（Pulse Width Modulation。パルス幅変調）制御信号Ｓ１（以下、単に制御信号Ｓ１ともいう）を、半導体スイッチ手段に相当するサーマルＦＥＴ１１の入力に与えてオンオフ動作させることでこのサーマルＦＥＴ１１の出力側に連なる車両用電源３０（以下、単に電源３０とも称する）から負荷３１への電力供給をＰＷＭ制御するように構成されている。なお、本実施形態では、電力供給制御装置１０は図示しない車両に搭載され、負荷３１として例えば車両用のランプ、パワーウインドウ用駆動モータやワイパー用駆動モータなどの駆動制御をするために使用される。

（１）全体構成
図１には、電力供給制御装置１０のハードウエア構成が示されている。同図に示すように、電力供給制御装置１０は、マイコン１２と、ＦＥＴ駆動回路１３と、上記サーマルＦＥＴ１１と、レベル変換回路４０とを備えて構成されている。

マイコン１２はＣＰＵとして、或いはＣＰＵを備えて構成されており、ＰＷＭ制御信号Ｓ１を内部生成或いは図示しない外部信号源から取り込んでＦＥＴ駆動回路１３に与える。なお、マイコン１２は、特許請求の範囲でいうスイッチ保護手段に相当しており、スイッチ保護手段としての具体的機能については後述する。

ＦＥＴ駆動回路１３は、マイコン１２からのＰＷＭ制御信号Ｓ１を昇圧（増幅）するための昇圧回路１５を備えた構成をなし、ここで昇圧されたＰＷＭ制御信号Ｓ１’は、例えば抵抗Ｒ２を介してサーマルＦＥＴ１１に備えられたＦＥＴ（電界効果トランジスタ。本実施形態ではｎチャネル型ＦＥＴ。）２０のゲート端子Ｇに与えられる。なお、このゲート端子Ｇは、特許請求の範囲でいう制御入力端子に相当する。

レベル変換回路４０は入力レベル検出手段５０の要部をなし、制御入力端子たるゲート端子Ｇの電圧レベルを間接的に検出し、レベル変換してマイコン１２に与えるように構成されている。このレベル変換回路４０は、入力側がＦＥＴ２０のゲート端子ＧとＦＥＴ駆動回路１３との接続点に接続され、ＦＥＴ２０のゲート端子Ｇに印加されるゲート電圧に対応したレベルの測定信号Ｓ２をマイコン１２に与える構成となっている。具体的には、抵抗Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の値に基づいてゲート端子Ｇの電圧レベルに対応した電圧レベルがレベル変換回路４０に入力されるようになっており、さらに、このレベル変換回路４０にてマイコン１２で入力可能なレベルに変換されるようになっている。レベル変換回路４０からは、ゲート端子Ｇの電圧レベルに対応した低電圧信号がマイコン１２に入力されることとなる。なお、サーマルＦＥＴ１１においてゲート端子Ｇと入力端子Ｐの間には、保護用の抵抗Ｒ２が介在しており、レベル変換回路４０は、抵抗Ｒ２とＦＥＴ駆動回路１３の間の接続点に接続されている。

（２）サーマルＦＥＴの内部構成
図２に示すように、本実施形態のサーマルＦＥＴ１１は、過熱保護手段に相当する過熱保護回路４２を有しており、上記、ＦＥＴ２０と、過熱保護回路４２の要部を構成する、温度センサ２１、制御回路２２、スイッチ２３、リセット回路２４とを備えて構成されている。このうちＦＥＴ２０は、ゲート端子Ｇに入力されるＰＷＭ制御信号Ｓ１’に応じてオンオフ動作し、電源３０から負荷３１に対する電力供給量を制御するように構成される。過熱保護回路４２は、温度検出センサ２１による検出結果に基づいて強制的にゲート端子Ｇの電圧レベルＶＧを変化させてＦＥＴ２０の遮断動作を行い、その後、所定条件の成立に応じてＦＥＴ２０を遮断動作から復帰させるように構成されている。

温度センサ２１は、ＦＥＴ２０のチャネル温度を検出し、この検出温度に対応する温度検出信号Ｓ３を出力する。

制御回路２２は、温度センサ２１が出力する温度検出信号Ｓ３を受けて、検出温度が所定の温度以上である場合に、スイッチ２３に駆動信号Ｓ４を与えて閉動作させる。なお、制御回路２２はラッチ回路を備え、この遮断状態を保持する機能を有しており、温度センサ２１での検出温度が所定の温度よりも低下しても、引き続きスイッチ２３をオン状態に保持するような駆動信号Ｓ４を出力する。

スイッチ２３は、ＦＥＴ２０のゲート端子Ｇとソース端子Ｓとの間に接続されており、上記制御回路２２からの駆動信号Ｓ４が入力端子に入力されるように構成されている。そして、スイッチ２３は、制御回路２２から駆動信号Ｓ４を受けていないときは開状態となりＰＷＭ制御信号Ｓ１’をＦＥＴ２０のゲート端子Ｇに供給可能とする一方で、駆動信号Ｓ４を受けたときには閉動作してＰＷＭ制御信号Ｓ１’のゲートへの入力を遮断する。以下、この動作・状態を遮断動作・状態という。

過熱保護回路では４２では、ＦＥＴ２０に対する遮断動作（即ちスイッチ２３のオン動作）が行われた後、ＰＷＭ制御信号Ｓ１’（即ち、ＰＷＭ制御信号Ｓ１の増幅信号）におけるＦＥＴ２０を導通させるオン信号（Ｈレベル信号）が当該サーマルＦＥＴ１１に到来することを条件として、ＦＥＴ２０を遮断動作から復帰させるように構成されている。具体的には、リセット回路２４が、ＰＷＭ制御信号Ｓ１’のオン信号（具体的には立ち上がり電圧）を検知する毎に、解除信号Ｓ５を制御回路２２に与えて上記遮断状態を解除するように構成されている。

より詳しくは、制御回路２２はラッチ回路を有しており、温度センサ２１での検出温度が所定の温度よりも低下した場合には、ラッチ回路に保持信号が入力され、ラッチ回路はその入力を保持する。制御回路２２では、ラッチ回路の保持状態が続いている間は、駆動信号Ｓ４を出力し続ける。このラッチ回路での保持（即ち、遮断状態の維持）は、その後、リセット回路２４から解除信号Ｓ５が入力されるまで続き、解除信号Ｓ５が入力されると、ラッチ回路での保持が解除され、駆動信号Ｓ４の出力が停止する。これに伴い、スイッチ２３の駆動動作が解除されることとなる（即ち、過熱保護回路４２によるＦＥＴ２０の遮断動作が解除されることとなる）。

以上のような構成により、電力供給制御装置１０は、マイコン１２からの出力Ｓ１に基づくＰＷＭ制御信号Ｓ１’をサーマルＦＥＴ１１に与えてオンオフ動作させ、電源３０から負荷３１への電力供給をＰＷＭ制御を実行する。その一方で、サーマルＦＥＴ１１は、例えば負荷３１の短絡等によって電源３０、負荷３１に連なる電力供給ラインに過電流が流れ所定の温度以上になったときにゲート端子ＧへのＰＷＭ制御信号Ｓ１’の入力を遮断する過熱保護機能を動作させる。

（３）スイッチ保護動作
次に、スイッチ保護動作について、図３及び図４を用いて説明する。
図３を参照して説明する。なお、図３において、符号ＶＭはマイコン１２から出力されるＰＷＭ制御信号Ｓ１の電圧レベルを示しており、ＶＰは入力端子Ｐの電圧レベルを示すものである。また、ＶＧはＦＥＴ２０のゲート端子Ｇのゲート電圧レベルを示し、ＶＳはＦＥＴ２０のソース電圧レベルを示している。

（ａ）制御概要
図１に示すように、本実施形態の電力供給制御装置１０では、過電流状態となった後で、ハイローレベル（オンオフレベル）を交互に繰り返すＰＷＭ制御信号Ｓ１’をサーマルＦＥＴ１１にそのまま継続的に与えると、サーマルＦＥＴ１１は、図２に示す温度センサ２１、制御回路２２及びスイッチ２３による遮断動作と、その後のオン信号の立ち上がりに基づくリセット回路２４、制御回路２２による解除動作とをＰＷＭ制御信号Ｓ１のパルス毎（即ちオン信号毎）に繰り返し実行し、最終的に破壊されてしまうおそれがある。そこで、本実施形態では、上述したようにゲート端子Ｇの電圧レベルを間接的に検出する入力レベル検出手段５０を設け、この入力レベル検出手段５０によって検出されたレベルが、ＦＥＴ２０の遮断動作が行われる遮断レベルに達したことが検出されたことを条件に、マイコン１２からの制御信号Ｓ１を停止する保護動作を行うようにしている。

具体的には、図３に示すように、マイコン１２から出力されるＰＷＭ制御信号Ｓ１においてＦＥＴ２０を導通させるオン信号（ハイレベル信号）が出力されるオン期間Ｔ１毎に、ゲート端子Ｇのレベルの確認を行い、所定回数のオン期間Ｔ１において、連続してゲート端子Ｇのレベルが遮断レベルに達することを条件として、マイコン１２にてＰＷＭ制御信号Ｓ１の出力を停止する保護動作を行うように構成されている。具体的には、入力端子ＰのレベルＶＰがゲート端子ＧのレベルＶＧに対応しているため（即ち、図１に示すように、ゲート端子ＧのレベルＶＧに対し、抵抗Ｒ２を加味したレベルが入力端子ＰのレベルＶＰに相当しているため）、入力レベル検出手段５０は、入力端子ＰのレベルＶＰを確認をすることによりゲート端子ＧのレベルＶＧを間接的に検出している。マイコン１２は、この入力端子ＰのレベルＶＰが、遮断レベルＶＸ（ゲート端子Ｇの遮断動作に対応したレベル）に達した場合（即ちＶＸを下回った場合）に、ゲート端子ＧのレベルＶＧが遮断レベルに達したものとみなし、ＰＷＭ制御信号Ｓ１の出力を停止するようにしている。

また、図３において、「検出」の部分の矢印にて説明されるように、マイコン１２では、各オン期間Ｔ１において、オン信号（ハイレベル信号）の出力開始から一定期間Ｔ２が経過した後、ゲート電圧Ｇの電圧レベルＶＧを複数回確認（詳しくは、入力端子Ｐの電圧レベルＶＰを複数回（図３では３回）確認）している。そして、ゲート端子Ｇの電圧レベルＶＧが複数回にわたり遮断レベルに達したことが検出されたオン期間Ｔ１（即ち、入力端子ＶＰの電圧レベルＶＧが複数回にわたり遮断レベルＶＸを下回ったことが検出されたオン期間）が、所定回数（本実施形態では５回）連続することを条件として、保護動作（即ちＰＷＭ制御信号Ｓ１の出力をローレベルにする停止動作）を行うようにしている。図３の例では、第２番目のオン信号から第６番目のオン信号まで、連続してレベルＶＰが遮断レベルＶＸを下回っており、第６番目のオン信号でのレベルＶＰの検出後にＰＷＭ制御信号Ｓ１を停止させることとなる。

（ｂ）制御の流れ
次に、負荷３１の短絡等によってサーマルＦＥＴ１１に過電流が流れた場合の動作について図４に示すフローチャートを参照しつつ説明する。マイコン１２は、ステップＳ１でＰＷＭ制御信号Ｓ１の出力を開始し、その後、パルスカウントＰを初期化し（Ｓ２）、上記検出タイミングが来るのを待つ。本実施形態での検出タイミングは、図３に示すように、例えばＰＷＭ制御信号Ｓ１の電圧レベルＶＭの立ち上がりタイミングを基準として一定時間Ｔ２経ったときとしている。

そして、検出タイミングが到来したとき（Ｓ３で「Ｙ」）に、Ｓ４で、ＰＷＭ制御信号Ｓ１の１つのパルスに対し、ゲート電圧ＧのレベルＶＧと遮断レベルとの比較動作（具体的には、入力端子Ｐの電圧レベルＶＰと遮断レベルＶＸとの比較動作）を時間Ｔ３内において所定時間間隔で複数回（本実施形態では３回）繰り返し実行する。そして、入力端子Ｐの電圧レベルＶＰが遮断レベルＶＸを下回る比較結果が所定回数（ここでは３回）あった場合（Ｓ５で「Ｙ」）には、Ｓ６において、マイコン１２は、パルスカウントＰが５回未満か否かを確認する。パルスカウントＰが５回に到達していない場合には、Ｓ６においてＮに進み、パルスカウントＰに１加算して（Ｓ７）再び上記Ｓ３〜Ｓ５の処理を繰り返し実行する。なお、Ｓ５において、入力端子Ｐの電圧レベルＶＰが３回のうち１回でも遮断レベルＶＸ以上となった場合には、遮断動作が働いていないものとみなし、Ｓ５においてＮに進む。

そして、パルスカウントＰが所定の回数（例えば５回）になったときに（Ｓ７で「Ｙ」）、ＰＷＭ制御信号Ｓ１の電圧レベルＶＭをオフレベルに保持してＰＷＭ制御を停止させる（Ｓ８）。例えば、図３の例では、過電流状態となって、ＰＷＭ制御信号Ｓ１の２パルス目からサーマルＦＥＴ１１の過熱保護機能による遮断動作が実行され、それ以降の検出タイミングでゲート電圧ＶＧが遮断レベルを下回り、対応して入力端子ＰのレベルＶＰが遮断レベルＶＸを下回っている。この下回る回数が５パルス連続した後の６パルス目で初めて上記ＰＷＭ制御の停止動作が実行されることとなる。

このように、制御信号Ｓ１の連続する複数のパルスにおいて所定回数遮断動作が確認された場合に、ＰＷＭ制御信号Ｓ１の出力停止を行うようにしているため、単発的なノイズなどによる一時的な過電流状態による影響を排除できるようにしている。

更に、本実施形態に係る電力供給制御装置１０では、スイッチ保護手段たるマイコン１２に、電力供給制御装置１０の外部に設けられた図示しないリセット手段からリセット信号が入力されるように構成されており、ＰＷＭ制御信号Ｓ１を停止する保護動作を行った後、リセット信号が入力されることを条件として保護動作の解除が行われるようになっている。具体的には、ＩＧのＯＮ信号及びＤＲＬの切替信号(オンからオフへの切替信号、或いはオフからオンへの切替信号）のいずれか又は両方をリセット信号としている。

このように構成されているため、マイコン１２によって制御信号Ｓ１の停止或いは無効化がなされた場合であっても、電力供給制御装置１０の外部から独立してリセットを行うことができる。即ち、一旦、制御信号Ｓ１の停止或いは無効化がなされた場合には、電力供給制御装置１０の内部動作に起因して復帰せずに、外部からのリセット信号に基づいて復帰することとなるため、電力供給制御装置１０の内部動作に拘わらず制御信号Ｓ１の停止状態又は無効化状態を確実に維持することができ、その一方で、外部から独立して容易に復帰できることとなる。

また、本実施形態に係る電力供給制御装置１０では、スイッチ保護手段たるマイコン１２と、半導体スイッチ手段たるサーマルＦＥＴ１１と、入力レベル検出手段５０とが、共に同一基板に取り付けられている。このように、スイッチ保護手段、半導体スイッチ手段、及び入力レベル検出手段を、共に同一基板に取り付けるようにすれば、装置全体構成の小型化、簡素化が図られる。特に、本構成では、ゲート端子Ｇの電圧レベルＶＧを検出するように入力レベル検出手段５０を構成しているため、入力レベル検出手段５０については、小型化、簡素化を図りやすく、基板に好適に取り付けることができるようになっており、ひいては、マイコン１２、サーマルＦＥＴ１１、入力レベル検出手段５０、及び基板全体の小型化、簡素化を図りやすい構成となっている。

なお、本実施形態のように、車両用電源３０から車両用電気部品たる負荷３１に電力を供給する構成の場合、負荷３１への電力供給ラインは車両用電源３０の影響から電圧変動が生じやすくなる。このため、仮に、電力供給ラインのレベル変化に基づいてＦＥＴ２０の遮断動作を判断する構成とすると、電圧変動の影響により正確な判断が阻害されることが懸念されるが、本構成では、負荷３１への電力供給ラインと比較して電源３０の影響を受けにくい入力ライン（即ち、ゲート端子Ｇへの信号供給ライン）の電圧レベルを検出してＦＥＴ２０の遮断動作を判断しているため、構成を簡素化しつつ、遮断動作の判断を精度高く安定して行うことができるようになっている。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）本実施形態では、制御信号としてＰＷＭ制御信号Ｓ１としたが、これに限らず、ハイローレベルを交互に繰り返す信号であれば、パルス幅変調されない他のパルス信号や三角波信号などであってもよい。

（２）上記実施形態では、半導体スイッチとしてｎチャネル型ＦＥＴを備えたものとしたが、これに限らず、ｐチャネル型ＦＥＴであってもよい。また、電界効果トランジスタに限らず、バイポーラトランジスタであってもよい。
（３）上記実施形態では、入力レベル検出手段５０によって検出されたレベルが、ＦＥＴ２０の遮断動作が行われる遮断レベルに達したことが検出されたことを条件に、マイコン１２にて制御信号Ｓ１を停止する保護動作を行っていたが、このようにせずに、制御信号Ｓ１を無効化するようにスイッチ保護手段を構成してもよい。例えば、入力レベル検出手段５０によって検出されたレベルが、ＦＥＴ２０の遮断動作が行われる遮断レベルに達したことが検出された場合に、マイコン１２から出力される制御信号がサーマルＦＥＴ１１に到達しないように構成してもよい。例えば、サーマルＦＥＴ１１とマイコン１２の間のいずれかの部分に、スイッチ２３と同様のスイッチを設け、遮断レベルに達した場合に、サーマルＦＥＴ１１とマイコン１２の間のいずれかの部分を接地レベルに維持して、制御信号Ｓ１或いはＳ１'無効化する構成などとしてもよい。

本発明の実施形態１に係る電力供給制御装置のハードウエア構成を概念的に示す概念図 サーマルＦＥＴの内部構成を概念的に示す概念図 制御信号Ｓ１、入力端子電圧ＶＰ、ゲート電圧ＶＧ、ソース電圧ＶＳの電圧レベル変化等を示すタイムチャート マイコン１２の制御内容を示すフローチャート

符号の説明

１０…電力供給制御装置
１１…サーマルＦＥＴ（半導体スイッチ手段）
１２…マイコン（スイッチ保護手段、制御手段）
２０…ＦＥＴ（半導体素子）
２１…温度センサ（温度検出手段）
３０…車両用電源
３１…負荷
４２…過熱保護回路（過熱保護手段）
５０…入力レベル検出手段
Ｇ…ゲート端子（制御入力端子）
Ｓ１…ＰＷＭ制御信号（制御信号）
Ｔ１…オン期間
Ｔ２…オン信号の出力開始からの一定期間

Claims (5)

1. パルス列状の制御信号に基づいて制御入力端子の電圧レベルを変化させることによりオンオフ動作される半導体素子と、温度検出手段による検出結果に基づいて強制的に前記制御入力端子の電圧レベルを変化させて前記半導体素子の遮断動作を行い、その後、遮断動作から復帰させる過熱保護手段とを有する半導体スイッチ手段を備えて、前記半導体素子をオンオフ動作させることで電源から負荷への電力供給を制御する電力供給制御装置において、
   前記制御入力端子の電圧レベルを検出する入力レベル検出手段を設け、この入力レベル検出手段によって検出されたレベルが、前記半導体素子の遮断動作が行われる遮断レベルに達したことが検出されたことを条件に、前記制御信号を停止または無効化する保護動作を行うスイッチ保護手段を設け、
   前記スイッチ保護手段は、前記制御信号を出力する制御手段からなり、
   前記制御手段は、前記制御信号において前記半導体素子を導通させるオン信号が出力されるオン期間毎に、当該オン期間において、前記オン信号の出力開始から一定期間が経過した後、前記制御入力端子の電圧レベルを複数回確認するよう構成され、前記制御入力端子の電圧レベルが前記複数回にわたり前記遮断レベルに達したことが検出されたオン期間が、所定回数連続することを条件として、前記保護動作を行うことを特徴とする電力供給制御装置。
2. 前記過熱保護手段は、前記半導体素子に対する前記遮断動作が行われた後、前記制御信号における前記半導体素子を導通させるオン信号が前記半導体スイッチ手段に到来することを条件として、前記半導体素子を前記遮断動作から復帰させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電力供給制御装置。
3. 前記スイッチ保護手段は、当該電力供給制御装置の外部に設けられたリセット手段からリセット信号を入力可能に構成されており、前記保護動作を行った後、前記リセット信号が入力されることを条件として前記保護動作の解除を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力供給制御装置。
4. 前記スイッチ保護手段、前記半導体スイッチ手段、及び前記入力レベル検出手段が、共に同一基板に取り付けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電力供給制御装置。
5. 前記電源は車両用電源であり、前記負荷は車両用電気部品であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の電力供給制御装置。

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