JP6711251B2 - 駆動装置 - Google Patents
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Description
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態について図1〜図4を参照して説明する。
図1に示す駆動装置1は、直流電源2から負荷3へと至る電源供給経路に直列に介在するトランジスタQ1、Q2の駆動を制御するもので、半導体集積回路(IC)として構成されている。
L1>L2 …(1)
L1<L2 …(2)
[1]正常時の動作
この場合、直流電源2の高電位側端子および低電位側端子の接続が正しく行われているため、電源線L1の電位が12Vであるとともに、電源線L2の電位が0Vである。つまり、電源線L1、L2の電位関係は正常の関係となっている。そのため、制御部4、駆動部5および負荷駆動部10に対し、正常に電源供給が行われている。したがって、制御部4、駆動部5および負荷駆動部10は、いずれも通常通りの動作状態となる。
この場合、直流電源2の高電位側端子および低電位側端子の接続が誤って行われているため、電源線L1の電位が0Vであるとともに、電源線L2の電位が12Vである。つまり、電源線L1、L2の電位関係は逆転した関係となっている。そのため、制御部4、駆動部5および負荷駆動部10に対し、正常に電源供給が行われない。したがって、制御部4、駆動部5および負荷駆動部10は、いずれも通常通りに動作することができない。
本実施形態では、直流電源2の逆接続が生じると、電源線L1およびL2の電位関係が正常の関係とは逆転した関係になる。そのため、逆接保護制御部6は、駆動部5による駆動に関係なくトランジスタQ2を強制的にオフ駆動して電源供給経路に流れる電流を遮断する保護動作を実行する。これにより、たとえ駆動部5が正常に動作していなくとも、トランジスタQ2がオフ駆動され、逆接続に起因して生じる逆向きの電流が流れる経路が遮断される。このように、本実施形態によれば、逆接続時に流れる電流を確実に遮断することができるため、直流電源2が誤って逆接続された場合であっても、トランジスタQ1〜Q6などの回路素子の故障を防止することができる。
以下、第2実施形態について図5を参照して説明する。
図5に示すように、本実施形態の駆動装置21は、第1実施形態の駆動装置1に対し、逆接保護制御部6に代えて逆接保護制御部22を備えている点が異なる。逆接保護制御部22は、逆接保護制御部6に対し、電位固定部の構成が異なっている。この場合、電位固定部23は、抵抗R21〜R24およびコンパレータCP21を備えている。
[1]正常時の動作
この場合、制御部4、駆動部5および負荷駆動部10は、第1実施形態と同様、いずれも通常通りの動作状態となる。また、この場合、ノードN7の電圧がほぼ0Vとなり、トランジスタQ11、Q12がオフされる。これにより、コンパレータCP21は、非動作状態となる。トランジスタQ13のソース電圧は、電源線L2の電圧である0Vとなる。このように、正常時、コンパレータCP21が非動作状態であるため、逆接保護制御部22によって、駆動部5によるトランジスタQ2のオン駆動が妨げられることはない。
この場合、制御部4、駆動部5および負荷駆動部10は、第1実施形態と同様、いずれも通常通りに動作することができない。また、この場合、ノードN7の電圧がほぼ12Vとなり、トランジスタQ11、Q12がオンされる。これにより、コンパレータCP21は、動作状態となり、その出力信号の電圧レベルが0Vとなる。そのため、トランジスタQ2のゲート電圧がOFFレベル(0V)となり、トランジスタQ2がオフ駆動される。このように、逆接続時、逆接保護制御部22は、駆動部5によるトランジスタQ2の駆動に関係なく、トランジスタQ2を強制的にオフ駆動する。そのため、電源線L2から電源線L1へと向かう電流経路が遮断され、過大な電流が流れることが防止される。
以下、第3実施形態について図6を参照して説明する。
図6に示すように、本実施形態の駆動装置31は、直流電源2から負荷3へと至る電源供給経路に直列に介在するトランジスタQ1、Q31の駆動を制御する。トランジスタQ31は、Pチャネル型MOSトランジスタであり、ドレイン・ソース間にドレイン側をアノードとして接続された寄生ダイオードを備えている。
[1]正常時の動作
この場合、制御部4、駆動部5および負荷駆動部10は、第1実施形態と同様、いずれも通常通りの動作状態となる。また、この場合、ノードN7の電圧がほぼ0Vとなり、トランジスタQ11、Q12がオフされる。トランジスタQ11、Q12のオフに伴い、トランジスタQ32のソース電圧およびゲート電圧は、いずれも電源線L2の電圧である0Vとなる。そのため、トランジスタQ32がオフされる。このように、正常時、トランジスタQ32がオフされているため、逆接保護制御部32によって、駆動部5によるトランジスタQ31のオン駆動が妨げられることはない。
この場合、制御部4、駆動部5および負荷駆動部10は、第1実施形態と同様、いずれも通常通りに動作することができない。また、この場合、ノードN7の電圧がほぼ12Vとなり、トランジスタQ11、Q12がオンされる。トランジスタQ11、Q12のオンに伴い、「端子P32→抵抗R32→抵抗R31→トランジスタQ12→トランジスタQ11(の寄生ダイオード)」という経路で電流が流れる。なお、この際に流れる電流は、抵抗R31、R32により制限されて比較的小さいものとなる。
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で任意に変形、組み合わせ、あるいは拡張することができる。
逆接保護制御部の具体的な構成は、上記各実施形態で例示した構成に限らずともよく、電源線L1、L2の電位関係が正常の関係とは逆転した関係になると、駆動部5による駆動に関係なくトランジスタQ2を強制的にオフ駆動して直流電源2から負荷3へと至る電源供給経路に流れる電流を遮断する保護動作を実行することができる構成であればよい。
Claims (5)
- 直流電源(2)から負荷(3)へと至る電源供給経路に直列に介在するものであり且つ互いの寄生ダイオードが逆向きとなるように接続された開閉用MOSトランジスタ(Q1)および保護用MOSトランジスタ(Q2、Q31)の駆動を制御する駆動装置(1、21、31)であって、
前記直流電源の高電位側端子に接続される高電位側電源線(L1)および前記直流電源の低電位側端子に接続される低電位側電源線(L2)を介して前記直流電源から電源供給を受けて動作するものであり、前記開閉用MOSトランジスタおよび前記保護用MOSトランジスタを駆動する駆動部(5)と、
前記高電位側電源線および前記低電位側電源線の電位関係が正常の関係とは逆転した関係になると、前記駆動部による駆動に関係なく前記保護用MOSトランジスタを強制的にオフ駆動して前記電源供給経路に流れる電流を遮断する保護動作を実行する逆接保護制御部(6、22、32)と、
を備え、
前記逆接保護制御部は、
前記高電位側電源線および前記低電位側電源線の間の電圧を分圧し、その分圧電圧に基づいて前記高電位側電源線および前記低電位側電源線の電位関係を検出する電位関係検出部(7)を備え、
前記電位関係検出部の検出結果に基づいて前記保護動作を実行し、
前記電位関係検出部は、
前記高電位側電源線および前記低電位側電源線の間に接続された抵抗(R1、R2)の直列回路と、
前記高電位側電源線および前記低電位側電源線の間に接続され、前記抵抗の相互接続ノードの電圧である前記分圧電圧に基づいてオンオフされるトランジスタ(Q11、Q12)と、
を備え、
前記トランジスタのオンオフにより前記電位関係の検出結果を表すようになっており、
前記逆接保護制御部は、
前記電位関係検出部により前記電位関係が逆転した関係であることが検出されると、前記保護用MOSトランジスタのゲート電位を前記高電位側電源線または前記低電位側電源線の電位に固定する電位固定部(8、33)を備え、
前記電位固定部は、
前記保護用MOSトランジスタのゲートと前記高電位側電源線または前記低電位側電源線との間を開閉するスイッチ(Q13、Q32)を備え、
前記スイッチは、前記電位関係検出部の前記トランジスタとは異なるトランジスタにより構成されている駆動装置。 - 前記保護用MOSトランジスタ(Q2)は、Nチャネル型であり、
前記電位固定部(8)は、
前記電位関係検出部により前記電位関係が逆転した関係であることが検出されると、前記保護用MOSトランジスタのゲート電位を前記高電位側電源線の電位に固定する請求項1に記載の駆動装置。 - 前記保護用MOSトランジスタ(Q31)は、Pチャネル型であり、
前記電位固定部(33)は、
前記電位関係検出部により前記電位関係が逆転した関係であることが検出されると、前記保護用MOSトランジスタのゲート電位を前記低電位側電源線の電位に固定する請求項1に記載の駆動装置。 - 前記電位固定部(8)は、
さらに、前記電位関係検出部により前記電位関係が正常の関係であることが検出されると前記スイッチ(Q13)をオフし、前記電位関係が逆転した関係であることが検出されると前記スイッチ(Q13)をオンするスイッチ制御部(12)を備える請求項2に記載の駆動装置 - 前記電位固定部は、
さらに、前記電位関係検出部により前記電位関係が正常の関係であることが検出されると前記スイッチ(Q32)をオフし、前記電位関係が逆転した関係であることが検出されると前記スイッチ(Q32)をオンするスイッチ制御部(34)を備える請求項3に記載の駆動装置。
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