JP5035103B2

JP5035103B2 - 負荷駆動装置

Info

Publication number: JP5035103B2
Application number: JP2008125684A
Authority: JP
Inventors: 雅央山田; 聡史吉村; 晃司中村; 正寿用皆
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2008-05-13
Filing date: 2008-05-13
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2028-05-13
Also published as: JP2009278226A

Description

本発明は、過電流保護機能を備えた負荷駆動装置に関する。

従来より、過電流保護の機能を備えたスイッチング電源回路が、例えば特許文献１で提案されている。具体的に、特許文献１では、負荷を駆動するための第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子と、各スイッチング素子に電流を流すための直流電源と、同期整流と過電流保護動作とを行う同期整流制御ブロックとを備えたスイッチング電源回路が提案されている。

このような構成のスイッチング電源回路では、負荷を各スイッチング素子にてＰＷＭ制御すると共に、第１のスイッチング素子のオン期間にオン抵抗に流れる電流による電圧降下を検出することで負荷電流をモニタする過電流保護の動作を行っている。

この過電流保護の動作においては、負荷印加電圧が小さい、すなわちスイッチング素子のオン時間が短い低負荷印加電圧時では、電流値の誤検出を防止するため、負荷電流をモニタしないマスク時間を設け、マスク時間を経過したタイミングで負荷電流のモニタを行っていた。
特開２００３−１８９５９８号公報

しかしながら、上記従来の技術では、スイッチング素子のオン時間が短い低負荷印加電圧時では、スイッチング素子がオンする時間が短くなるため、マスク時間を経過したタイミングでスイッチング素子は既にオフされており、マスク時間が経過する前にスイッチング素子に流れる負荷電流をモニタできなかった。

本発明は、上記点に鑑み、スイッチング素子のオン時間が短い低負荷印加電圧時において負荷電流を検出できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、負荷（１３）をスイッチング駆動するスイッチング素子（１０）と、外部からの駆動指令に応じて、スイッチング素子（１０）をスイッチング駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成回路（６）と、駆動信号を入力し、該駆動信号に従ってスイッチング素子（１０）を駆動する駆動回路（９）と、負荷（１３）のローサイド側の電位を入力し、該電位に基づいてスイッチング素子（１０）がオンされてから一定のマスク時間の経過時に負荷（１３）に過電流が流れているか否かを判定し、負荷（１３）に過電流が流れていると判定したとき、駆動回路（９）にスイッチング素子（１０）の駆動を停止させる過電流保護回路（８）と、駆動信号を入力し、スイッチング素子（１０）がオンされてからマスク時間の経過時にスイッチング素子（１０）がオンしている状態となるように、一定時間ごとに駆動信号のデューティー比を変えて駆動回路（９）に入力することで、マスク時間の経過時にスイッチング素子（１０）を強制的にオンさせた状態で過電流保護回路（８）に負荷（１３）に過電流が流れているか否かを判定させる電流モニタ専用パルス回路（７）とを備えている。

これによると、駆動信号が過電流をモニタするタイミングでスイッチング素子（１０）をオフさせる信号であったとしても、電流モニタ専用パルス回路（７）によってスイッチング素子（１０）を強制的にオンさせることができる。したがって、過電流をモニタする際には、スイッチング素子（１０）が必ずオンしているため、スイッチング素子（１０）のオン時間が短い低負荷印加電圧時であっても、負荷電流を検出することができる。これにより、確実に過電流の有無を判定することができる。

請求項２に記載の発明では、負荷（１３）をスイッチング駆動するスイッチング素子（１０）と、負荷（１３）に並列に接続され、スイッチング素子（１０）がオフのときに回生電流が流れる回生素子（１１）と、負荷（１３）および回生素子（１１）のハイサイド側とグランド（２３）との間に直列に接続される第１抵抗（１８）および第２抵抗（１９）と、外部からの駆動指令に応じて、スイッチング素子（１０）をスイッチング駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成回路（６）と、駆動信号を入力し、該駆動信号に従ってスイッチング素子（１０）を駆動する駆動回路（９）と、負荷（１３）のローサイド側の電位を入力し、該電位に基づいてスイッチング素子（１０）がオンされてから一定のマスク時間の経過時に負荷（１３）に過電流が流れているか否かを判定し、負荷（１３）に過電流が流れていると判定したとき、駆動回路（９）にスイッチング素子（１０）の駆動を停止させるスイッチング素子用過電流保護回路（２０）と、第１抵抗（１８）と第２抵抗（１９）との分圧を入力し、該分圧に基づいてスイッチング素子（１０）がオンされてからマスク時間の経過時に負荷（１３）に過電流が流れているか否かを判定し、負荷（１３）に過電流が流れていると判定したとき、駆動回路（９）にスイッチング素子（１０）の駆動を停止させる回生素子用過電流保護回路（２１）と、マスク時間の経過時にスイッチング素子（１０）がオンしているときを負荷（１３）の高出力時とし、オフしているときを負荷（１３）の低出力時としたとき、駆動指令を入力すると共に該駆動指令が高出力時であるとき、スイッチング素子用過電流保護回路（２０）によって負荷（１３）に過電流が流れているか否かを判定させ、低出力時であるとき、回生素子用過電流保護回路（２１）によって負荷（１３）に過電流が流れているか否かを判定させる低出力電圧回路（２２）とを備え、回生素子用過電流保護回路（２１）は、スイッチング素子（１０）がオフすることによって回生素子（１１）に流れる回生電流により負荷（１３）および回生素子（１１）のハイサイド側の電位が上昇し、該上昇に伴って上昇する分圧をモニタすることにより、負荷（１３）に過電流が流れているか否かを判定するようになっていることを特徴とする。

これにより、低出力時には、スイッチング素子（１０）のオン時間が短いことを利用してスイッチング素子（１０）がオフのときに回生素子（１１）に流れる回生電流をモニタすることにより、負荷（１３）に過電流が流れたか否かを判定することができる。したがって、スイッチング素子（１０）のオン時間が短い低出力時において負荷電流を検出することができる。一方、高出力時には、スイッチング素子（１０）が必ずオンしているタイミングで負荷電流を検出することができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、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。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。本実施形態で示される負荷駆動装置は、モータ等の負荷をＰＷＭ（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）駆動するものである。

図１は、本発明の第１実施形態に係る負荷駆動装置に負荷を接続した負荷駆動システムの全体ブロック図である。この図に示されるように、負荷駆動装置１は、入力処理回路２、差動増幅回路３、ＬＰＦ４、偏差積分回路５、ＰＷＭ回路６、電流モニタ専用パルス回路７、過電流保護回路８、駆動回路９、スイッチング素子１０、およびダイオード素子１１を備えている。

入力処理回路２は、ＳＩ端子１２を介して外部から入力される駆動指令としての指令信号を一定電圧に電圧変換するものである。駆動指令は、矩形状のパルス信号である。

差動増幅回路３は、負荷１３が接続されるＭ＋端子１４の電位とＭ−端子１５の電位とを入力し、各端子１４、１５の電位差を一定の増幅率で増幅する回路である。

ＬＰＦ４は、差動増幅回路３から入力される電圧信号のうち、低域周波数のみを通過させる回路である。このＬＰＦ４により、各端子１４、１５の電位差の平均電圧が得られる。

偏差積分回路５は、入力処理回路２から入力される一定電圧とＬＰＦ４から入力される平均電圧とを比較するものである。偏差積分回路５は、入力処理回路２から入力される一定電圧に対し、一定電圧よりも平均電圧が大きいときには平均電圧を小さくする指令を含ませ、一定電圧よりも平均電圧が小さいときには平均電圧を大きくする指令を含ませて出力する。

ＰＷＭ回路６は、外部からの駆動指令に応じて駆動信号を生成するものである。具体的には、ＰＷＭ回路６は、偏差積分回路５から入力される指令に従って、スイッチング素子１０を駆動するｄｕｔｙ比を決め、該ｄｕｔｙ比を含む駆動信号を出力する。なお、ＰＷＭ回路６は、本発明の駆動信号生成回路に相当する。

電流モニタ専用パルス回路７は、ＰＷＭ回路６から駆動信号を入力し、一定時間ごとに駆動信号のデューティー比を変えて駆動回路９に入力するものである。これは、スイッチング素子１０がオンされてから一定の時間をあらわすマスク時間の経過時にスイッチング素子１０がオンしている状態となるようにするためである。

マスク時間とは、後述する過電流保護回路８が過電流をモニタするタイミングを示す時間である。つまり、電流モニタ専用パルス回路７は、マスク時間の経過時にスイッチング素子１０を強制的にオンさせた状態で過電流保護回路８に負荷１３に過電流が流れているか否かを判定させるものである。

すなわち、スイッチング素子１０のオン時間が長い高出力時（高負荷印加電圧時）には、マスク時間の経過時にはスイッチング素子１０が必ずオンしているものの、スイッチング素子１０のオン時間が短い低出力時（低負荷印加電圧時）には、スイッチング素子１０が必ずオンしているとは限らず、すでにオフになっている。したがって、電流モニタ専用パルス回路７では、負荷電流を確実にモニタできるスイッチング素子１０のオン時間を確保するためのｄｕｔｙ比が設定される。なお、以下では、マスク時間の経過時にスイッチング素子１０がオンしているときを負荷１３の高出力時とし、オフしているときを負荷１３の低出力時とする。

また、「一定時間ごとに」というのは、時間そのものが一定である場合に限らず、数パルスごとにという意味も含んでいる。本実施形態では、電流モニタ専用パルス回路７は数パルスごとに駆動信号のデューティー比を変えるようになっている。つまり、「一定時間ごとに」というのは、負荷印加電圧制御に影響しないタイミングを指し、該タイミングに合致した割り込み回数が電流モニタ専用パルス回路７に設定され、定期的に駆動信号のｄｕｔｙ比が変えられる。

過電流保護回路８は、Ｍ−端子１５の電位、すなわち負荷１３のローサイド側の電位を入力し、該電位に基づいてスイッチング素子１０がオンされてから一定のマスク時間の経過時に負荷１３に過電流が流れているか否かを判定するものである。そして、過電流保護回路８は、負荷１３に過電流が流れていると判定したとき、駆動回路９にスイッチング素子１０の駆動を停止させるようになっている。

このような過電流保護回路８は、偏差積分回路５から出力される一定電圧とＭ−端子１５の電位とを比較するコンパレータ８ａと、誤検出防止のための上記マスク時間が設定されたマスク８ｂと、過電流を監視する一定時間を計測するタイマ８ｃとを備えている。

コンパレータ８ａは、Ｍ−端子１５の電位が一定電圧よりも高いとき、過電流が流れていると判定する。マスク８ｂは、電流モニタ専用パルス回路７から入力される駆動信号に従って、スイッチング素子１０をオフさせるタイミングからマスク時間をカウントする。また、タイマ８ｃは、一定時間として例えば１．７ｓｅｃをカウントする。なお、マスク時間はタイマ８ｃがカウントする時間よりも十分短い。

したがって、過電流保護回路８は、タイマ８ｃによって一定時間の計測を開始し、マスク時間の経過時ごとにコンパレータ８ａによる判定結果を蓄積していく。そして、タイマ８ｃによる一定時間の計測終了後に、Ｍ−端子１５の電位が一定電圧よりも高いという判定結果が一定の回数以上得られると、負荷１３に過電流が流れているとして、過電流保護回路８はスイッチング素子１０の駆動を停止する停止指令を出力する。一方、Ｍ−端子１５の電位が一定電圧よりも高いという判定結果が一定の回数以上得られないと、負荷１３に過電流は流れていないとして、過電流保護回路８はスイッチング素子１０の駆動を停止する指令を出力しない。

駆動回路９は、ＰＷＭ回路６から駆動信号を入力し、該駆動信号に従ってスイッチング素子１０を駆動するものである。また、駆動回路９は、電流モニタ専用パルス回路７からｄｕｔｙ比が変えられた駆動信号を入力したとき、該ｄｕｔｙ比が変えられた駆動信号によって強制的にスイッチング素子１０をオンするようになっている。さらに、過電流保護回路８から停止指令を入力したとき、負荷１３を過電流から保護するため、スイッチング素子１０を強制的にオフする。

スイッチング素子１０は、Ｍ−端子１５とＧＮＤ端子１６との間に接続され、駆動回路によってスイッチング駆動される素子である。スイッチング素子１０がオンすると、バッテリ等の電源が接続される＋Ｂ端子１７、Ｍ＋端子１４、負荷１３、Ｍ−端子１５、スイッチング素子１０、およびＧＮＤ端子１６という経路が形成され、該経路に電流が流れる。スイッチング素子１０として、例えばＤＭＯＳトランジスタが採用される。

ダイオード素子１１は、Ｍ＋端子１４とＭ−端子１５との間に接続されるいわゆる回生素子であり、スイッチング素子１０がオフのときに、負荷１３に流れる電流を還流させるものである。以上が、負荷駆動装置１の全体構成である。

負荷１３は、スイッチング素子１０のオン／オフによってＰＷＭ駆動されるものであり、例えばファン等のモータ、フューエルポンプのモータ、エアコンのブロワモータ等が採用される。以上が、負荷駆動システムの全体構成である。

次に、上記負荷駆動装置１における過電流保護の作動について説明する。まず、ＳＩ端子１２に外部から指令信号が入力されると、入力処理回路２にて一定電圧に変換される。そして、偏差積分回路５では、入力処理回路２から入力される一定電圧とＬＰＦ４から入力される各端子１４、１５の電位差の平均電圧とが比較され、該平均電圧を一定電圧に近づける指令が一定電圧と共にＰＷＭ回路６に入力される。

ＰＷＭ回路６では、偏差積分回路５からの信号に従って、駆動信号のｄｕｔｙ比が決められ、駆動信号が生成される。該駆動信号は駆動回路９および電流モニタ専用パルス回路７に入力される。

電流モニタ専用パルス回路７では、駆動信号の数パルスごとにスイッチング素子１０を強制的にオンさせるために駆動信号のデューティー比が変えられて駆動回路９に入力される。したがって、駆動回路９では、ＰＷＭ回路６から入力される駆動信号に従ってスイッチング素子１０がスイッチング駆動されるが、電流モニタ専用パルス回路７からデューティー比が変えられた駆動信号が入力されると、該駆動信号に従って強制的にスイッチング素子１０がオンされる。

過電流保護回路８では、スイッチング素子１０がオンされるタイミングからマスク時間の経過後のＭ−端子１５の電位と偏差積分回路５から出力される一定電圧とが比較される。そして、過電流保護回路８にて、過電流が流れていることを示すＭ−端子１５の電位が一定電圧よりも高いという判定結果が一定の回数以上得られると、スイッチング素子１０の駆動を停止する停止指令が駆動回路９に入力され、スイッチング素子１０の駆動が停止される。

このような過電流保護の作動において、低出力時における作動を図２に示されるタイミングチャートを参照して説明する。図２では、Ｍ＋端子１４の電位およびグランド電位の各波形が示されている。図２中の「ＯＦＦ」および「ＯＮ」はスイッチング素子１０のオフおよびオンを示している。

低出力時では、スイッチング素子１０のオン時間が短くなるため、図２に示されるように、過電流保護回路８における電流モニタのタイミング、すなわちスイッチング素子１０がオンしてからマスク時間の経過時でスイッチング素子１０が既にオフしている。

しかしながら、上述のように、電流モニタ専用パルス回路７によって、数パルスごとに、スイッチング素子１０がオンしてからマスク時間の経過時にスイッチング素子１０がオンするようにデューティー比が変えられた駆動信号が駆動回路９に入力される。このため、図２に示されるように、過電流保護回路８における電流モニタのタイミングでスイッチング素子１０がオンになる。したがって、過電流保護回路８では、確実に負荷１３に電流が流れている状態で過電流が流れているか否かが判定される。そして、タイマ８ｃの計測時間内における判定結果がカウントされ、上記と同様に、該判定結果に基づいてスイッチング素子１０の駆動の継続または停止が駆動回路９に指示される。

以上説明したように、本実施形態では、電流モニタ専用パルス回路７において低出力時に駆動信号のデューティー比を変え、過電流保護回路８の電流モニタのタイミングでスイッチング素子１０を必ずオンさせることが特徴となっている。

これにより、低出力時で過電流をモニタする際に、電流モニタ専用パルス回路７によってスイッチング素子１０を強制的にオンさせることができるため、スイッチング素子１０のオン時間が短い低出力時であっても、過電流保護回路８にて負荷に流れる電流を検出することができる。

このように、一パルスのｄｕｔｙ比を変えるだけであるので、ＰＷＭ制御周波数を下げる必要がなく、一定の駆動周波数で負荷１３を駆動し続けることができる。

（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。本実施形態では、負荷１３に並列に接続されるダイオード素子１１に流れる電流を利用して、負荷１３に過電流が流れているか否かを判定することが特徴となっている。なお、ダイオード素子１１は本発明の回生素子に相当する。

図３は、本実施形態に係る負荷駆動装置１に負荷１３を接続した負荷駆動システムの全体ブロック図である。図３では、図１に示される負荷駆動装置１に対し、電流モニタ専用パルス回路７が備えられておらず、また、第１抵抗１８、第２抵抗１９、スイッチング素子用過電流保護回路２０、ダイオード素子用過電流保護回路２１、および低出力電圧回路２２を備えた構成になっている。その他の構成は、図１に示されるものと同様である。

第１抵抗１８および第２抵抗１９は、負荷１３およびダイオード素子１１のハイサイド側とグランド２３との間に直列に接続される。なお、グランド２３はＧＮＤ端子１６に接続される。

スイッチング素子用過電流保護回路２０およびダイオード素子用過電流保護回路２１は、第１実施形態で示された過電流保護回路８と同様に負荷１３の電流をモニタする機能を有するものである。

スイッチング素子用過電流保護回路２０は、負荷１３のローサイド側の電位を入力し、該電位に基づいてスイッチング素子１０がオンされてから一定のマスク時間の経過時に負荷１３に過電流が流れているか否かを判定するものである。そして、スイッチング素子用過電流保護回路２０は、負荷１３に過電流が流れていると判定したとき、駆動回路９にスイッチング素子１０の駆動を停止させるようになっている。

スイッチング素子用過電流保護回路２０は、過電流保護回路８と同様に、コンパレータ２０ａと、マスク２０ｂと、タイマ２０ｃとを備えている。

また、ダイオード素子用過電流保護回路２１は、第１抵抗１８と第２抵抗１９との分圧を入力し、該分圧に基づいてスイッチング素子１０がオンされてからマスク時間の経過時に負荷１３に過電流が流れているか否かを判定するものである。そして、ダイオード素子用過電流保護回路２１は、負荷１３に過電流が流れていると判定したとき、駆動回路９にスイッチング素子１０の駆動を停止させるようになっている。

具体的に、ダイオード素子用過電流保護回路２１は、スイッチング素子１０がオフすることによってダイオード素子１１に流れる回生電流により負荷１３およびダイオード素子１１のハイサイド側の電位が上昇し、該上昇に伴って上昇する分圧をモニタすることにより、負荷１３に過電流が流れているか否かを判定する。なお、ダイオード素子用過電流保護回路２１は、本発明の回生素子用過電流保護回路に相当する。

ダイオード素子用過電流保護回路２１は、過電流保護回路８と同様に、コンパレータ２１ａと、マスク２１ｂと、タイマ２１ｃとを備えている。

低出力電圧回路２２は、入力処理回路２から出力される一定電圧を入力し、該一定電圧に基づいてスイッチング素子用過電流保護回路２０およびダイオード素子用過電流保護回路２１のいずれか一方に負荷電流をモニタさせるものである。すなわち、低出力電圧回路２２は、該一定電圧がスイッチング素子１０の高出力時であるとき、スイッチング素子用過電流保護回路２０によって負荷１３に過電流が流れているか否かを判定させ、該一定電圧が低出力時であるとき、ダイオード素子用過電流保護回路２１によって負荷１３に過電流が流れているか否かを判定させる。

また、ダイオード素子１１は負荷１３に並列に接続され、スイッチング素子１０がオフのときに回生電流が流れるようになっている。以上が、本実施形態に係る負荷駆動装置１の全体構成である。

次に、図３に示される負荷駆動装置１の過電流保護の作動について、図４を参照して説明する。図４（ａ）は、高出力時のＭ＋端子の電位のタイミングチャートであり、図４（ｂ）は低出力時のＭ＋端子の電位のタイミングチャートである。

まず、高出力時では、入力処理回路２から出力された一定電圧が高出力時を示すものであるから、低出力電圧回路２２から各保護回路２０、２１のうちスイッチング素子用過電流保護回路２０に負荷電流のモニタを行う指示がなされる。

そして、スイッチング素子用過電流保護回路２０では、第１実施形態の過電流保護回路８と同様に、スイッチング素子１０がオンされるタイミングからマスク時間の経過後のＭ−端子１５の電位と偏差積分回路５から出力される一定電圧とが比較される。高出力時では、図４（ａ）に示されるように、マスク時間の経過時の電流モニタのタイミングでスイッチング素子１０が必ずオンされているため、スイッチング素子用過電流保護回路８にて、Ｍ−端子１５の電位が偏差積分回路５から出力される一定電圧よりも高いという判定結果がタイマ２０ｃによる計測時間内に一定の回数以上得られると、駆動回路９に停止指令が入力され、スイッチング素子１０の駆動が停止される。

一方、低出力時では、入力処理回路２から出力された一定電圧が低出力時を示すものであるから、低出力電圧回路２２から各保護回路２０、２１のうちダイオード素子用過電流保護回路２１に負荷電流のモニタを行う指示がなされる。

このような低出力時では、図４（ｂ）に示されるように、スイッチング素子１０がオンしてからマスク時間の経過時には既にスイッチング素子１０がオフしている。このため、負荷１３に流れる負荷電流は、＋Ｂ端子１７、Ｍ＋端子１４、負荷１３、Ｍ−端子１５、およびダイオード素子１１という順に流れる。

これにより、Ｍ＋端子１４の電位がダイオード素子１１の順方向電圧Ｖｆ分だけ上昇するため、第１抵抗１８および第２抵抗１９の分圧も上昇する。したがって、ダイオード素子用過電流保護回路８では、上昇した分圧がモニタされ、負荷１３に過電流が流れているか否かが判定される。

ダイオード素子１１の順方向電圧Ｖｆは、スイッチング素子１０のオン抵抗に比べてばらつきが大きいと考えられるが、低出力時ではスイッチング素子１０のオン時間は短くなるため、負荷駆動装置１自身は、電流を絞った状態に近く、負荷駆動装置１が破壊する心配は少ない。

そして、タイマ２１ｃによる計測時間内に過電流が流れたという判定結果が一定の回数以上得られると、駆動回路９に停止指令が入力され、スイッチング素子１０の駆動が停止される。

以上説明したように、本実施形態では、スイッチング素子１０の駆動が高出力時であるか、または低出力時であるかに応じて、低出力電圧回路２２によって負荷電流をモニタする保護回路２０、２１を選択し、各保護回路２０、２１によって過電流が流れているか否かを判定することが特徴となっている。

これにより、高出力時では、スイッチング素子１０がオンすることによって負荷１３に流れる負荷電流を直接モニタすることができ、過電流が流れているか否かを判定できる。一方、低出力時では、スイッチング素子１０がオフのときに、負荷１３に並列に接続された回生素子としてのダイオード素子１１に負荷電流が流れることで発生する順方向電圧Ｖｆを利用して、過電流が流れているか否かを判定することができる。したがって、スイッチング素子１０のオン時間が短い低出力時においても確実に負荷電流を検出することができる。

（他の実施形態）
第１実施形態では、駆動信号のｄｕｔｙ比にかかわらず、電流モニタ専用パルス回路７で定期的に駆動信号のｄｕｔｙ比を変えていたが、負荷電流のモニタができなくなる低出力時になったときのみ、電流モニタ専用パルス回路７で駆動信号のｄｕｔｙ比を変えて、該パルスを駆動回路９に割り込ませても良い。

第２実施形態では、回生素子として負荷１３の両端にダイオード素子１１を接続しているが、検出精度を上げるため、ＩＧＢＴなどのオン抵抗を利用することで、負荷電流モニタ精度を上げるようにしても良い。

本発明の第１実施形態に係る負荷駆動装置に負荷を接続した負荷駆動システムの全体ブロック図である。低出力時におけるＭ＋端子の電位のタイミングチャートを示した図である。本発明の第２実施形態に係る負荷駆動装置に負荷を接続した負荷駆動システムの全体ブロック図である。（ａ）は高出力時のＭ＋端子の電位のタイミングチャートであり、（ｂ）は低出力時のＭ＋端子の電位のタイミングチャートである。

符号の説明

６駆動信号生成回路
７電流モニタ専用パルス回路
８過電流保護回路
９駆動回路
１０スイッチング素子
１１ダイオード素子
１３負荷
１８第１抵抗
１９第２抵抗
２０スイッチング素子用過電流保護回路
２１ダイオード素子用過電流保護回路
２２低出力電圧回路
２３グランド

Claims

負荷（１３）をスイッチング駆動するスイッチング素子（１０）と、
外部からの駆動指令に応じて、前記スイッチング素子（１０）をスイッチング駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成回路（６）と、
前記駆動信号を入力し、該駆動信号に従って前記スイッチング素子（１０）を駆動する駆動回路（９）と、
前記負荷（１３）のローサイド側の電位を入力し、該電位に基づいて前記スイッチング素子（１０）がオンされてから一定のマスク時間の経過時に前記負荷（１３）に過電流が流れているか否かを判定し、前記負荷（１３）に過電流が流れていると判定したとき、前記駆動回路（９）に前記スイッチング素子（１０）の駆動を停止させる過電流保護回路（８）と、
前記駆動信号を入力し、前記スイッチング素子（１０）がオンされてから前記マスク時間の経過時に前記スイッチング素子（１０）がオンしている状態となるように、一定時間ごとに前記駆動信号のデューティー比を変えて前記駆動回路（９）に入力することで、前記マスク時間の経過時に前記スイッチング素子（１０）を強制的にオンさせた状態で前記過電流保護回路（８）に前記負荷（１３）に過電流が流れているか否かを判定させる電流モニタ専用パルス回路（７）とを備えていることを特徴とする負荷駆動装置。
負荷（１３）をスイッチング駆動するスイッチング素子（１０）と、
前記負荷（１３）に並列に接続され、前記スイッチング素子（１０）がオフのときに回生電流が流れる回生素子（１１）と、
前記負荷（１３）および前記回生素子（１１）のハイサイド側とグランド（２３）との間に直列に接続される第１抵抗（１８）および第２抵抗（１９）と、
外部からの駆動指令に応じて、前記スイッチング素子（１０）をスイッチング駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成回路（６）と、
前記駆動信号を入力し、該駆動信号に従って前記スイッチング素子（１０）を駆動する駆動回路（９）と、
前記負荷（１３）のローサイド側の電位を入力し、該電位に基づいて前記スイッチング素子（１０）がオンされてから一定のマスク時間の経過時に前記負荷（１３）に過電流が流れているか否かを判定し、前記負荷（１３）に過電流が流れていると判定したとき、前記駆動回路（９）に前記スイッチング素子（１０）の駆動を停止させるスイッチング素子用過電流保護回路（２０）と、
前記第１抵抗（１８）と前記第２抵抗（１９）との分圧を入力し、該分圧に基づいて前記スイッチング素子（１０）がオンされてから前記マスク時間の経過時に前記負荷（１３）に過電流が流れているか否かを判定し、前記負荷（１３）に過電流が流れていると判定したとき、前記駆動回路（９）に前記スイッチング素子（１０）の駆動を停止させる回生素子用過電流保護回路（２１）と、
前記マスク時間の経過時に前記スイッチング素子（１０）がオンしているときを前記負荷（１３）の高出力時とし、オフしているときを前記負荷（１３）の低出力時としたとき、前記駆動指令を入力すると共に該駆動指令が前記高出力時であるとき、前記スイッチング素子用過電流保護回路（２０）によって前記負荷（１３）に過電流が流れているか否かを判定させ、前記低出力時であるとき、前記回生素子用過電流保護回路（２１）によって前記負荷（１３）に過電流が流れているか否かを判定させる低出力電圧回路（２２）とを備え、
前記回生素子用過電流保護回路（２１）は、前記スイッチング素子（１０）がオフすることによって前記回生素子（１１）に流れる回生電流により前記負荷（１３）および前記回生素子（１１）のハイサイド側の電位が上昇し、該上昇に伴って上昇する前記分圧をモニタすることにより、前記負荷（１３）に過電流が流れているか否かを判定するようになっていることを特徴とする負荷駆動装置。