JP4513562B2 - リレー駆動回路 - Google Patents

Description

本発明は、リレーを駆動するリレー駆動回路に関する。

従来、この種のリレー駆動回路として、定電圧でリレーを駆動してリレー接点を保持させるようにしたものがある。

しかしながら、このように定電圧で駆動した場合、以下の問題が生じる。リレー接点を保持する保持力は、リレーの起磁力で決定され、この起磁力は、リレーコイルに流れる電流×リレーコイルの巻き数で表される。ここで、リレーの雰囲気温度が変化した場合、図８に示すように、リレーコイルの抵抗値は雰囲気温度の上昇に伴って上昇する。このため、雰囲気温度が最高温度（図８の場合、１２０℃）としたときでもリレー接点を保持させるに必要な起磁力を得るには、例えば６Ｖで定電圧駆動する必要があり（図８の定電圧起磁力（６Ｖ）のグラフ参照）、それよりも低い温度のときには、過剰な起磁力が発生し、消費電力をロスしてしまうことになる。一方、定電圧駆動する場合の定電圧を上記した電圧よりも低い電圧とすると、雰囲気温度−起磁力の特性は図の下方に全体的に移動する（例えば、図８の定電圧起磁力（４．３Ｖ）のグラフ参照）。このため、雰囲気温度の上昇に伴ってリレーコイルの抵抗値が増大すると、リレーコイルに流れる電流が減少し、リレー接点を保持する保持力が低下してリレーがオフしてしまうことになる。

このような問題を解決するため、本出願人は、定電圧駆動ではなく、定電流駆動によりリレー接点を保持させるものを提案している（特願２００３−４１３７４２）。定電流駆動とした場合には、リレーの雰囲気温度が上昇してリレーコイルの抵抗値が増大したとしても、起磁力＝リレーコイルに流れる電流×リレーコイルの巻き数の関係から、起磁力は変化しない（例えば、図８の定電流起磁力のグラフ参照）。したがって、定電流駆動とすることにより、過剰な起磁力の発生がなく、またリレーコイルがオフしてしまうのを防止することができる。

しかしながら、上記出願のものでは、小型化、回路の簡素化等の観点から定電流でリレーを駆動するための専用の電源を持たず、リレーを駆動するトランジスタで構成されたリレードライバ部の電圧降下方式によりリレー接点を保持させるに必要な電圧を作り出し、それによって定電流駆動を行っていた。このような電圧降下方式では、リレードライバ部での電圧降下が大きくなるため、リレードライバ部での消費電力のロスが大きくなり、またリレードライバ部での発熱が大きくなるという問題があった。

そこで、本発明は、定電流駆動によりリレー接点を保持する場合の消費電力のロスの低減および発熱の低減を図ることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１ないし８に記載の発明では、電源（１０）から定電圧を生成する定電圧電源回路（３０）と、リレー（２０）を動作させるときに、電源（１０）によりリレー（２０）に初期通電を行ってリレー（２０）のリレー接点（２２）を吸引させ、この吸引後に定電圧電源回路（３０）で生成された定電圧を電源としてリレー（２０）に定電流を流してリレー接点（２２）を吸引された状態に保持させる回路（４０、５０、６０、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０）と、を備えたリレー駆動回路を特徴としている。

このように定電圧電源回路（３０）で生成された定電圧を電源としてリレー（２０）を定電流駆動することにより、雰囲気温度が変化しても安定したリレー接点（２２）の保持を行うことができ、また上記した電圧降下方式により保持用の電圧を作り出すものに比べて、消費電力のロスを低減するとともにその発熱も低減することができる。

なお、請求項７に記載の発明のように、定電圧電源回路（３０）をスイッチングレキュレータにより構成すれば、その定電圧電源回路（３０）での消費電力のロスを低減するとともに低発熱化を図ることができる。

また、請求項８に記載の発明のように、定電圧電源回路（３０）を、リレー（２０）のリレーコイル（２１）の抵抗値を示す情報に基づいてリレーコイル（２１）の抵抗値が上昇したときに定電圧を上昇させるように構成すれば、リレー（２０）雰囲気温度が上昇してリレーコイル（２１）の抵抗値が上昇したとしても、定電流による通電時の電源出力が不足しないようにすることができる。この場合、リレーコイル（２１）の抵抗値を示す情報としては、リレーコイル（２１）の電圧、リレーコイル（２１）の温度、リレーコイル（２１）に流れる電流とすることができる。

なお、この「発明が解決しようとする課題」の欄および「特許請求の範囲」において、各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る車両用のリレー駆動回路の構成を図１に示す。このリレー駆動回路は、車両の負荷（例えば、ヘッドライトなど）を動作させるためのリレー２０を駆動するのに用いられる。リレー２０は、リレーコイル２１とリレー接点２２とから構成されている。

リレー駆動回路は、電源としての車載バッテリ１０のバッテリ電圧（例えば１２Ｖ）より低い定電圧（例えば４〜６．５Ｖ）を生成する定電圧電源回路としての低保持通電用の電源回路３０と、バッテリ電圧によりリレー２０に初期通電を行う初期通電回路４０と、電源回路３０で生成された定電圧を電源としてリレー２０に定電流を流して低保持通電を行う低保持通電回路５０と、外部入力スイッチ７０がオンしたときに初期通電回路４０によりリレー２０に初期通電を行い、所定時間（初期通電によってリレー接点２２を完全に吸引させるに必要な時間）経過後に低保持通電回路５０によりリレー２０に低保持通電を行うように初期通電回路４０および低保持通電回路５０を制御する制御回路６０とを備えている。なお、この実施形態では、電源回路３０で生成された定電圧を電源としてリレー２０に定電流を流してリレー接点２２を保持状態にすることを低保持通電という。

以下、上記した制御回路６０、初期通電回路４０、低保持通電回路５０、電源回路３０について具体的に説明する。

制御回路６０は、図１に示すように、外部入力スイッチ７０がオンしたとき所定時間の間端子Ａからハイレベルの信号を出力し、また外部入力スイッチ７０がオンしている間端子Ｂからハイレベルの信号を出力する。

この制御回路６０は、図２に示すように、抵抗６１、６２と、インバータ６３、６４と、カウンタ回路６５と、アンドゲート６６と、オアゲート６７と、発振器（ＯＳＣ）６８とから構成されている。この図２に示す構成において、外部入力スイッチ７０がオンすると、インバータ６３の出力がハイレベルになり、それが端子Ｂを介して出力される。また、それぞれのカウンタ回路６５のリセットが解除され、最終段のカウンタ回路６５の出力がローレベル、インバータ６３の出力がハイレベルとなり、アンドゲート６６から端子Ａを介してハイレベルの信号が出力される。アンドゲート６６の出力がハイレベルになると、インバータ６４の出力がローレベルとなり、オアゲート６７を介して、発振器６８の出力が初段のカウンタ回路６５に入力される。複数のカウンタ回路６５がそれぞれのタイマ時間を計時すると、最終段のカウンタ回路６５の出力がハイレベルとなり、アンドゲート６６の出力がローレベルになる。また、それによってインバータ６４の出力がハイレベルになるため、オアゲート６７が閉じ、発振器６８の出力がカウンタ回路６５に入力されなくなる。

したがって、上記した動作により、外部入力スイッチ７０がオンすると、カウンタ回路６５が計時する所定時間の間のみ、端子Ａからハイレベルの信号が出力され、また外部入力スイッチ７０がオンしている間、端子Ｂからハイレベルの信号が出力される。

初期通電回路４０は、Ｎチャネル型のＭＯＳトランジスタ４１と、Ｐチャネル型のＭＯＳトランジスタ４２と、抵抗４３、４４と、ダイオード４５とからなり、制御回路６０の端子Ａからの信号がハイレベルであると、トランジスタ４１、４２がオンし、バッテリ電圧によりリレー２０に初期通電を行ってリレー接点２２を完全に吸引させる。なお、ダイオード４５は、電流の回り込み防止のために設けられている。

低保持通電回路５０は、基準となる定電流を生成する定電流基準回路５１と、リレー２０に定電流を流すＰチャネル型のＭＯＳトランジスタ５２とから構成されている。

定電流基準回路５１は、Ｐチャネル型のＭＯＳトランジスタ５１１と、カレントミラー回路を構成する一対のＮチャンネル型のＭＯＳトランジスタ５１２、５１３と、制御回路６０の端子Ｂからの信号によりオンオフするＮチャネル型のＭＯＳトランジスタ５１４と、外部入力スイッチ７０がオフしているときに演算増幅器５１６の反転入力端子の電位を接地レベルにするＮチャンネル型のＭＯＳトランジスタ５１５と、演算増幅器５１６と、抵抗５１７〜５２３とから構成されている。なお、抵抗５２３は、調整抵抗となっている。

この定電流基準回路５１において、外部入力スイッチ７０がオフしているときは、トランジスタ５１５がオンし、演算増幅器５１６の反転入力端子の電位が接地レベルになるため、演算増幅器５１６の出力がオンし、トランジスタ５１１がオフしている。したがって、外部入力スイッチ７０がオフしているときには、トランジスタ５１１には定電流が流れない。また、カレントミラー回路を構成するトランジスタ５１２、５１３のそれぞれのゲートが高インピーダンスの抵抗５１７を介して接地されている。このことによっても外部入力スイッチ７０がオフしているときにはトランジスタ５１１は確実にオフされる。

制御回路６０の端子Ｂからの信号がハイレベルになると、トランジスタ５１４がオンし、演算増幅器５１６は、反転入力端子と非反転入力端子の電圧が等しくなるようにトランジスタ５１１のゲート電圧を制御する。この場合、カレントミラー回路を構成するトランジスタ５１２と５１３のカレントミラー比を例えば１：１に設定しておくと、トランジスタ５１２には、トランジスタ５１３に流れる電流と等しい電流が流れる。そして、その電流によりトランジスタ５１２と抵抗５１８との接続点に生じる電圧が演算増幅器５１６の反転入力端子に入力される。また、電源回路３０から出力された定電圧を抵抗５１９、５２３により分圧した一定の電圧が演算増幅器５１６の非反転入力端子に入力される。演算増幅器５１６は、反転入力端子と非反転入力端子の電圧が等しくなるようにトランジスタ５１１のゲート電圧を制御するので、トランジスタ５１１に流れる電流が変化しても、その変化がなくなるようにトランジスタ５１１のゲート電圧が制御され、トランジスタ５１１には定電流が流れることになる。

また、定電流基準回路５１のトランジスタ５１１とリレー２０に定電流を流すトランジスタ５２はカレントミラー回路を構成しており、そのカレントミラー比を１：ｎ（例えば１：１０００）に設定しておくと、トランジスタ５２には、トランジスタ５１１に流れる定電流のｎ倍の定電流が流れる。この定電流がリレー２０に流れ、このことによってリレー２０の低保持通電が行われる。この低保持通電時の電圧は、リレー接点２２のオンを保持できる復帰電圧相当のものである。その電圧は、電源回路３０により生成される。

電源回路３０は、図３に示すように、電源出力制御回路３１、電源出力回路３２、フィードバック電圧生成回路３３とから構成されている。なお、図において、Ｃは電源端子、Ｄは低保持通電用の電源出力端子、Ｅはフィードバック端子である。このフィードバック端子Ｅは、リレーコイル２１の電圧をモニタするポイントＦに接続されている。

電源出力制御回路３１は、演算増幅器３１１と、発振器３１２と、駆動回路３１３とから構成され、電源出力回路３２は、トランジスタ３２１と、平滑回路３２２とから構成されている。発振器３１２は、演算増幅器３１１の出力電圧に応じたデューティ比の発振信号を出力し、それによって駆動回路３１３はトランジスタ３２１をスイッチングする。このトランジスタ３２１のスイッチングによって出力されるバッテリ電圧を平滑回路３２にて平滑した電圧が定電圧として端子Ｄから出力される。つまり、この電源回路３０は、スイッチングレギュレータにより構成されたものとなっている。なお、この電源回路３０としては、高効率な定電圧電源であれば、他の構成のものであってもよい。

また、この電源回路３０のフィードバック端子Ｅには、リレーコイル２１の電圧が入力される。フィードバック電圧生成回路３３は、フィードバック端子Ｅから入力されたリレーコイル２１の電圧を抵抗３３１、３３２により分圧した電圧と、基準電源３３３の電圧との和をフィードバック電圧として生成し、電源出力制御回路３１の演算増幅器３１１に出力する。演算増幅器３１１は、端子Ｄから出力された定電圧とフィードバック電圧生成回路３３から出力されたフィードバック電圧とが等しくなるように、発振器３１２を制御する電圧を出力する。したがって、リレーコイル２１の電圧が雰囲気温度により変化したとしても、上記したフィードバック電圧生成回路３３、演算増幅器３１１等の作動により、リレーコイル２１の電圧に応じた定電圧が端子Ｄから出力されることになる。

次に、上記したリレー駆動回路の作動について説明する。

外部入力スイッチ７０がオンすると、制御回路６０は、端子Ａから所定時間の間ハイレベルの信号を出力し、端子Ｂから外部入力スイッチ７０がオンしている間ハイレベルの信号を出力する。

端子Ａからハイレベル信号が出力されると、初期通電回路４０のトランジスタ４１、４２がオンし、バッテリ電圧によりリレー２０に初期通電が行われる。このことによって、リレー接点２２が完全に吸引される。このとき、低保持通電回路５０においても、基準となる定電流を生成し、トランジスタ５２から定電流を流すように動作している。

そして、外部入力スイッチ７０がオンしてから所定時間が経過すると、制御回路６０の端子Ａから出力される信号がローレベルになるため、初期通電回路４０のトランジスタ４１、４２がオフし、リレー２０への初期通電が終了し、低保持通電回路５０による低保持通電に切り替わる。この場合、定電流基準回路５１が基準となる定電流を生成し、トランジスタ５２からリレー２０に定電流を供給する。このことによって、リレー接点２２は、初期通電によって吸引された状態に保持される。

このように定電流でリレー２０を駆動するようにした場合、雰囲気温度が変化するとリレーコイル２１の電圧が変化する。つまり、雰囲気温度が上昇すると、図８に示したようにリレーコイル２１の抵抗値が増大するため、リレーコイル２１に流れる定電流×リレーコイル２１の抵抗値の関係により、リレーコイル２１の電圧が上昇する。この場合、電源回路３０から出力される定電圧を一定にしておくと、低保持通電時の電源出力が不足（飽和）する可能性がある。そこで、この実施形態では、電源回路３０において、リレーコイル２１の電圧をモニタし、リレーコイル２１の電圧に応じた定電圧を出力するというフィードバック制御を行っている。このフィードバック制御により、雰囲気温度が上昇してリレーコイル２１の電圧が上昇したときには、電源回路３０から出力される定電圧が上昇するので、低保持通電時の電源出力が不足しないようことができる。

以上述べたように、この実施形態によれば、バッテリ電圧より低い定電圧を生成する低保持通電用の電源回路３０を有し、外部入力スイッチ７０がオンしたときに初期通電回路４０がバッテリ電圧によりリレー２０に初期通電を行ってリレー接点２２を完全に吸引させ、所定時間経過後に低保持通電回路５０が電源回路３０で生成された定電圧を電源としてリレー２０に定電流を流し低保持通電を行うようにしているから、定電圧で低保持通電を行った場合のように雰囲気温度によって起磁力が変化することはないので、安定したリレー接点２２の保持を行うことができる。

また、この実施形態によれば、バッテリ電圧より低い定電圧を生成する低保持通電用の電源回路３０で生成された定電圧を電源としてリレー２０に定電流を流して低保持通電を行っているため、リレードライバ部の電圧降下方式により低保持電圧を作り出すものに比べて、リレードライバ部（この実施形態では、トランジスタ５２）での消費電力のロスを低減するとともにその発熱も低減することができる。

また、この実施形態によれば、電源回路３０をスイッチングレギュレータで構成しているため、電源回路３０での消費電力のロスを低減するとともに低発熱化を図ることができる。

また、この実施形態によれば、電源回路３０において、リレーコイル２１の電圧をモニタし、リレーコイル２１の電圧に応じた定電圧を出力するようにしているから、雰囲気温度が上昇してリレーコイル２１の電圧が上昇したとしても、低保持通電時の電源出力が不足しないようにすることができる。

なお、上記した実施形態において、制御回路６０は、外部入力スイッチ７０がオンしている間、端子Ｂからハイレベルの信号を出力するものを示したが、端子Ａからの出力がハイレベルからローレベルに変化した時から外部入力スイッチ７０がオンしている間、端子Ｂからハイレベルの信号を出力するようにしてもよい。

また、上記した実施形態では、電源回路３０において、リレーコイル２１の電圧をモニタし、リレーコイル２１の電圧に応じた定電圧を出力するものを示したが、リレーコイル２１の抵抗値の上昇に応じて電源回路３０から出力される定電圧が高くなればよいため、他の手段でリレーコイル２１の抵抗値の上昇を検出し、それに応じた定電圧を出力させるようにしてもよい。

例えば、リレーコイル２１の温度を検出し、リレーコイル２１の温度に応じた定電圧を出力させるようにしてもよい。この場合の構成を図４に示す。図に示すようにリレーコイル２１の近傍にその温度を検出する温度検出手段としてサーミスタ８０を設け、リレーコイル２１の温度が上昇したときにそれに応じた電圧が電源回路３０に入力され、図１に示したのと同様の作動によって、電源回路３０からリレーコイル２１の温度に応じた定電圧が出力される。

また、リレーコイル２１の電圧や温度ではなく、リレーコイル２１に流れる電流を電流検出手段（例えば、リレーコイル２１に直列に接続したシャント抵抗）により、リレーコイル２１に流れる電流を検出し、リレーコイル２１に流れる電流に応じた定電圧が出力されるようにしてもよい。
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係る車両用のリレー駆動回路の構成を図５に示す。このリレー駆動回路は、複数のリレー２０を駆動するように構成されたもので、第１実施形態で示したのと同一構成の電源回路３０と、電源切替回路１１０と、定電流基準回路１２０と、制御回路１３０と、フィードバック回路１４０とを備えるとともに、複数のリレーの個別の駆動回路（以下、チャンネルという）毎に、初期通電回路１５０と、低保持通電回路１６０と、リレーオフ回路１７０と、リレー駆動用トランジスタ１８０とを備えたものとなっている。

なお、初期通電回路１５０と、低保持通電回路１６０と、リレーオフ回路１７０は、それぞれアナログスイッチにより構成されており、制御回路１３０からの制御信号がハイレベルのときに、入出力間が導通するようになっている。なお、アナログスイッチとしては、例えば、図６に示すように、Ｐチャネル型のＭＯＳトランジスタと、Ｎチャネル型のＭＯＳトランジスタと、インバータとから構成されたものとすることができる。

また、この実施形態における定電流基準回路１２０は、定電流源１２１と、Ｎチャンネル型のＭＯＳトランジスタ１２２と、演算増幅器１２３と、抵抗１２４と、基準電源１２５とから構成されている。演算増幅器１２３は、トランジスタ１２２のドレイン電圧と基準電源１２５の電圧とが等しくなるようにトランジスタ１２２のゲート電圧を制御するので、トランジスタ１２２には、基準となる定電流が流れる。

また、この定電流基準回路１２０のトランジスタ１２２と各チャンネルのリレー駆動用トランジスタ１８０は、第１実施形態と同様、カレントミラー回路を構成しており、低保持通電時には、カレントミラー比１：ｎに応じ、定電流基準回路１２０のトランジスタ１２２に流れる定電流のｎ倍の定電流がリレー駆動用トランジスタ１８０に流れる。

制御回路１３０は、各チャンネルのリレー２０の駆動用に設けられた外部入力スイッチ１９１、１９２…のオンオフにより、各チャンネル毎の出力端子Ｇ、Ｈ、Ｉの出力、各チャンネル共通の出力端子Ｊを備えている。この制御回路１３０は、リレー２０を動作させないときは、Ｉ端子の出力のみをハイレベルにし、外部入力スイッチ１９１、１９２…のいずれかがオンすると、Ｉ端子の出力をローレベルにするとともに、オンとなった外部入力スイッチに対応したＪ端子およびＧ端子の出力を所定時間（第１実施形態と同様、リレー接点２２を完全に吸引させるに必要な時間）ハイレベルにし、所定時間経過後にＪ端子およびＧ端子の出力をローレベルにするとともにＨ端子の出力をハイレベルにする。

この制御回路１３０の具体的な一例を図７に示す。図に示すように制御回路１３０の各チャンネル毎に設けられた回路は、図２に示すものと同様の構成となっている。すなわち、図２に示すものと同様、抵抗１３１、１３２と、インバータ１３３、１３４と、カウンタ回路１３５と、アンドゲート１３６と、オアゲート１３７を有し、外部入力スイッチ１９１がオンすると、端子Ｇから所定時間の間ハイレベルとなる信号を出力する。なお、発振器１３８は、各チャンネルに対して共通に用いられている。

また、この図６に示す構成では、インバータ１３３の出力とアンドゲート１３６の出力のアンドをとるアンドゲートが設けられている。このため、端子Ｇからハイレベル信号が出力されなくなったときに、端子Ｈからハイレベルとなる信号が出力される。また、端子Ｉからは外部入力スイッチ１９１がオフしている間ハイレベルとなる信号が出力される。また、各チャンネルの端子Ｇに出力される信号がオアゲート１３０１を介して端子Ｊから出力される。したがって、各チャンネルのいずれかの端子Ｇからハイレベルが出力されている間、端子Ｊからもハイレベルの信号が出力される。

このような制御回路１３０の動作によって、図５に示す各回路がどのように動作するかについて以下説明する。なお、以下の説明では、外部入力スイッチ１９１のオンオフにより、複数のリレー２０のうち１つのリレー２０を動作させる場合について説明する。

外部入力スイッチ１９１がオフしていると、制御回路１３０は、Ｉ端子からハイレベルの信号を出力する。この出力によってリレーオフ回路１７０がオンし、リレー駆動用トランジスタ１８０のゲートが接地される。このため、リレー駆動用トランジスタ１８０はオフし、リレー２０には通電が行われない。

この状態から外部入力スイッチ１９１がオンすると、制御回路１３０は、Ｉ端子の出力をローレベルにするとともに、Ｊ端子およびＧ端子の出力を所定時間ハイレベルにする。このことにより、電源切替回路１１０のトランジスタ１１１、１１２がオンし、バッテリ１０による通電に切り替えられる。また、初期通電回路１５０がオンし、リレー駆動用トランジスタ１８０がオンする。したがって、バッテリ１０から電源切替回路１１０、リレー２０、リレー駆動用トランジスタ１８０を介して初期通電が行われ、リレー接点２２が完全に吸引される。

その後、所定時間が経過すると、制御回路１３０は、Ｊ端子およびＧ端子の出力をローレベルにするとともにＨ端子の出力をハイレベルにする。このことにより、電源切替回路１１０のトランジスタ１１１、１１２がオフするため、電源回路３０からの通電に切り替えられる。また、低保持通電回路１６０がオンする。その結果、電源回路３０からリレー２０、リレー駆動用トランジスタ１８０を介して低保持通電が行われる。このとき、リレー駆動用トランジスタ１８０には、定電流基準回路１２０のトランジスタ１２２に流れる定電流のｎ倍の定電流が流れる。このことによって、リレー接点２２は、初期通電によって吸引された状態に保持される。

なお、他のチャンネルについても、初期通電回路１５０と、低保持通電回路１６０と、リレーオフ回路１７０と、リレー駆動用トランジスタ１８０が備えられており、上記したのと同様の動作が行われる。

このように複数のリレー２０を駆動する場合に、電源回路３０と、電源切替回路１１０と、定電流基準回路１２０とをそれぞれのチャンネルに対して共通に用いているため、回路構成を簡素化することができる。

また、この実施形態では、リレーコイル２１の電圧をモニタし、リレーコイル２１の電圧に応じた定電圧を出力するようにするため、ダイオード１４１、１４２…によるダイオードオア回路と、フィードバック回路１４０が設けられている。ダイオードオア回路１４１、１４２…は、各チャンネルのリレーコイル２１の下流側のうち最も低い電圧を検出し、フィードバック回路１４０は、その検出した電圧を反転型の増幅回路で反転増幅する。このように反転増幅するのは、リレーコイル２１の抵抗値が上昇するにつれてリレーコイル２１の下流側の電圧が低下することになるため、リレーコイル２１の抵抗値が上昇するにつれて上昇した電圧を得るようにするためである。

したがって、フィードバック回路１４０の出力電圧を電源回路３０のＥ端子に入力することにより、第１実施形態と同様、リレーコイル２１の抵抗値の上昇に応じて電源回路３０から出力される定電圧を高くすることができる。

なお、リレーコイル２１の抵抗値の上昇の検出は、電圧による検出のみならず、リレーコイル２１の温度、リレーコイル２１に流れる電流を検出により行うようにしてもよい。

上記した第２実施形態によれば、第１実施形態と同様、電源回路３０、リレー駆動用トランジスタ１８０での消費電力のロスを低減するとともに発熱も低減することができる。

なお、上記した第１、第２実施形態では、外部入力スイッチがオンしたときの最初のみに初期通電を行ってリレー接点２２を完全に吸引させるものを示したが、初期通電を定期的に行ってリレー接点２２を繰り返し吸引させるリフレッシュ駆動を行うようにしてもよい。

また、上記した第１、第２実施形態では、初期通電を行ってから所定時間経過後に低保持通電を行うものを示したが、その所定時間は、初期通電によってリレー接点２２が吸引されるに必要な時間であり、必ずしも固定の時間である必要はなく、何らかの条件で可変となる時間であってもよい。

また、上記した第１、第２実施形態の各種トランジスタは、それぞれで示したＭＯＳトランジスタ、バイポーラに限られるものではなく、リレー駆動回路の回路構成に応じて適宜変更されていてもよい。

また、上記した第１、第２実施形態では、制御回路１３０をハード的に構成するものを示したが、マイクロコンピュータを用いてソフト的に制御するようにしてもよい。

また、本発明は、車両用のリレー駆動回路に限らず、他の用途のリレー駆動回路にも適用することができる。

本発明の第１実施形態に係る車両用のリレー駆動回路の構成を示す図である。 図１中の制御回路６０の具体的な構成を示す図である。 図１中の電源回路３０の具体的な構成を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る車両用のリレー駆動回路の変形例を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る車両用のリレー駆動回路の構成を示す図である。 図５中の初期通電回路１５０、低保持通電回路１６０およびリレーオフ回路１７０の構成を示す図である。 図５中の制御回路１３０の具体的な構成を示す図である。 従来のリレー駆動回路の問題を説明するための図である。

符号の説明

１０…車載バッテリ、２０…リレー、２１…リレーコイル、２２…リレー接点、３０…電源回路、４０…初期通電回路、５０…低保持通電回路、６０…制御回路、７０、１９１、１９２…外部入力スイッチ、１１０…電源切替回路、１２０…定電流基準回路、１３０…制御回路、１４０…フィードバック回路、１５０…初期通電回路、１６０…低保持通電回路、１７０…リレーオフ回路、１８０…リレー駆動用トランジスタ。

Claims (8)

1. 電源（１０）から定電圧を生成する定電圧電源回路（３０）と、
   リレー（２０）を動作させるときに、前記電源（１０）により前記リレー（２０）に初期通電を行って前記リレー（２０）のリレー接点（２２）を吸引させ、この吸引後に前記定電圧電源回路（３０）で生成された定電圧を電源として前記リレー（２０）に定電流を流して前記リレー接点（２２）を前記吸引された状態に保持させる回路（４０、５０、６０、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０）と、を備えたことを特徴とするリレー駆動回路。
2. 電源（１０）から定電圧を生成する定電圧電源回路（３０）と、
   前記電源（１０）によりリレー（２０）に初期通電を行って前記リレー（２０）のリレー接点（２２）を吸引させる初期通電回路（４０）と、
   前記定電圧電源回路（３０）で生成された定電圧を電源として前記リレー（２０）に定電流を流して前記リレー接点（２２）を前記吸引された状態に保持させる保持用通電回路（５０）と、
   前記リレー（２０）を動作させるときに、前記初期通電回路（４０）により前記リレー（２０）に初期通電を行い、所定時間が経過した後に前記保持用通電回路（５０）により前記リレー（２０）に前記定電流を流すように、前記初期通電回路（４０）および前記保持用通電回路（５０）を制御する制御回路（６０）と、を備えたことを特徴とするリレー駆動回路。
3. 前記保持用通電回路（５０）は、基準となる定電流が第１のトランジスタ（５１１）に流れるように前記定電流を生成する定電流基準回路（５１）と、前記第１のトランジスタ（５１１）とカレントミラー回路を構成し前記第１のトランジスタ（５１１）に流れる電流の所定倍の定電流を前記リレー（２０）に流す第２のトランジスタ（５２）とを有することを特徴とする請求項２に記載のリレー駆動回路。
4. 電源（１０）から定電圧を生成する定電圧電源回路（３０）と、
   リレー（２０）に前記電源（１０）により通電を行うか前記定電圧を電源として通電を行うかを切り替える電源切替回路（１１０）と、
   前記リレー（２０）に初期通電を行って前記リレー（２０）のリレー接点（２２）を吸引させる初期通電回路（１５０）と、
   前記定電圧電源回路（３０）で生成された定電圧を電源として前記リレー（２０）に定電流を流して前記リレー接点（２２）を前記吸引された状態に保持させる保持用通電回路（１２０、１６０）と、
   前記リレー（２０）を動作させるときに、前記電源切替回路（１１０）により前記電源（１０）による通電に切り替えて、前記初期通電回路（１５０）により前記リレー（２０）に初期通電を行い、所定時間が経過した後に、前記電源切替回路（１１０）により前記定電圧による通電に切り替えて、前記保持用通電回路（１２０、１６０）により前記リレー（２０）に前記定電流を流すように、前記電源切替回路（１１０）、前記初期通電回路（１５０）および前記保持用通電回路（１２０、１６０）を制御する制御回路（１３０）と、を備えたことを特徴とするリレー駆動回路。
5. 前記リレー（２０）に通電を行うための通電用トランジスタ（１８０）を備え、前記初期通電回路（１５０）および前記保持用通電回路（１２０、１６０）は、前記通電用トランジスタ（１８０）を制御してそれぞれの通電を行うことを特徴とする請求項４に記載のリレー駆動回路。
6. 前記保持用通電回路（１２０、１６０）は、基準となる定電流がトランジスタ（１２２）に流れるように構成された定電流基準回路（１２０）を有し、この定電流基準回路（１２０）の前記トランジスタ（１２２）は前記通電用トランジスタ（１８０）とカレントミラー回路を構成しており、前記定電圧による通電時に、前記通電用トランジスタ（１８０）には、前記定電流基準回路（１２０）のトランジスタ（１２２）に流れる電流の所定倍の定電流が流れるようになっているを特徴とする請求項５に記載のリレー駆動回路。
7. 前記定電圧電源回路（３０）は、スイッチングレキュレータにより構成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載のリレー駆動回路。
8. 前記定電圧電源回路（３０）は、前記リレー（２０）のリレーコイル（２１）の抵抗値を示す情報に基づいて前記リレーコイル（２１）の抵抗値が上昇したときに前記定電圧を上昇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ないし７のいずれか１つに記載のリレー駆動回路。

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