JPH06225439A - 給電制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本当に必要な場合にのみ確実に動作して過電
流による悪影響を避けるようにする。 【構成】 別系統の指令部２から与えられる制御指令信
号に応答してスイッチング素子３を駆動して負荷４への
電力供給をオン・オフ制御する装置１であって、スイッ
チング素子３を通して負荷４に供給される電流が基準値
を超えたことを検出するための過電流検出手段８と、こ
の検出手段８により検出された過電流状態が一定時間以
上続く異常状態を検出するための過電流持続時間監視手
段９と、この監視手段９により異常状態が検出されたと
きにスイッチング素子３をオフにする保護手段１０とを
備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば自動車のヘッ
ドランプなどを負荷としてこれを点灯・消灯する給電制
御装置に関し、特に、起動直後の過大な突入電流からス
イッチング素子や負荷を保護する回路技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】パワーＭＯＳトランジスタなどのスイッ
チング素子とランプなどの負荷を直列に直流電源に接続
し、そのスイッチング素子を駆動して負荷への電力供給
をオン・オフ制御するようにした給電制御装置が各種の
分野で多用されている。この主の給電制御装置におい
て、負荷がランプなどの場合、スイッチング素子をオン
駆動した直後（起動直後）に大きな突入電流が流れ、徐
々に電流が減少して定常値に安定する。一般的には、ラ
ンプ点灯時の突入電流は定常時の１２〜２０倍に達し、
電流が安定するまでの時間は数msec〜数十msecである。
過大な突入電流はランプの寿命を縮める。また過大な突
入電流に耐え得る大容量のスイッチング素子は高価であ
る。このような理由で、多くの給電制御装置では突入電
流を適宜に抑制するように構成されている。

【０００３】しかし、なんらかの原因で異常が発生し、
想定を超える大きな突入電流が流れることがある。この
ような異常事態に対処するために、通常の給電制御装置
には次のような過電流保護回路が組み込まれている。つ
まり、スイッチング素子を通して負荷に供給される出力
電流を検出して所定の基準値と比較し、出力電流が基準
値を超えたならスイッチング素子をオフにし、出力電流
を遮断する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記のように出力電流
のレベル弁別出力に応じてスイッチング素子をオフにす
るという従来の構成では、レベル弁別のしきい値（前記
基準値）の設定が難しく、安定で信頼性の高い動作を実
現することができなかった。しきい値を低めに設定して
おけば、過電流による素子破壊などを確実に防ぐことが
できて安全ではあるが、必要異常に頻繁に過電流保護回
路が動作し、通常の起動動作がたびたび妨げられてしま
う。反対にしきい値を高めに設定しておくと、無用に過
電流保護回路が動作するという不都合はなくなるが、し
きい値に達しないレベルの過電流が想定以上の時間継続
するという異常には対処できずに、スイッチング素子や
負荷の寿命を縮めたり破損したりすることがある。つま
り、出力電流が前記しきい値に達していなくても、過大
な電流が長時間流れ続けると多くの悪影響が及ぶ。

【０００５】この発明は前述した従来の問題点に鑑みな
されたもので、その目的は、本当に必要な場合にのみ確
実に動作して過電流による悪影響を避けることができる
ようにした給電制御装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこでこの発明では、ス
イッチング素子を通して負荷に供給される出力電流が基
準値を超えたことを検出するための過電流検出手段と、
この検出手段により検出された過電流状態が一定時間以
上続く異常状態を検出するための過電流持続時間監視手
段と、この監視手段により前記異常状態が検出されたと
きに前記スイッチング素子をオフにする保護手段とを給
電制御装置に付加した。

【０００７】

【作用】前記の構成では、過電流のレベル弁別結果だけ
でなく、過電流状態の持続時間に従って異常状態が判定
される。つまり基準値を超える過電流が流れても、出力
電流がすぐに基準値以下に低下すれば保護動作は働か
ず、過電流状態が一定時間以上続いた場合にのみ保護動
作が働く。

【０００８】

【実施例】この発明の一実施例による給電制御装置の概
略構成を図１に示している。この給電制御装置１は、前
記指令部であるＣＰＵ２から与えられる制御指令信号に
応答してスイッチング素子３を駆動して負荷４への電力
供給をオン・オフ制御するものである。具体的には、Ｃ
ＰＵ２は自動車における各種の電装部品を集中的に制御
するマイクロプロセッサであり、負荷４は電装部品の１
つとしてのヘッドランプである。直流電源ＶCCは給電制
御装置１の電源であるとともに、負荷４に印加する電源
でもある。

【０００９】ＣＰＵ２からの指令信号はレシーバ５を介
して制御論理回路６に入力される。通常の状態であれ
ば、ＣＰＵ２から負荷駆動を指令するオン指令信号が供
給されると、制御論理回路６からドライバ７に向けてオ
ン駆動信号が出力され、パワーＭＯＳトランジスタから
なるスイッチング素子３がオンとなり、負荷４に電源Ｖ
CCが印加される。ＣＰＵ２からオフ指令信号が供給され
ると、制御論理回路６の出力が反転してスイッチング素
子３がオフとなる。

【００１０】この実施例の給電制御装置１には、以下に
詳述する過電流検出回路８の他、具体的な回路構成は示
していないが、電源電圧ＶCCが異常に高い状態を検出す
るための過電圧検出回路１３と、スイッチング素子３の
温度が異常に高い状態を検出するための過熱検出回路１
２と、負荷４の出力電流経路が遮断されている状態を検
出するための負荷オープン検出回路１１とが設けられて
いる。

【００１１】過電流検出回路８は、スイッチング素子３
と直列に接続された小さな抵抗値の電流検出用抵抗８１
と、この抵抗８１の両端電圧を検出する差動増幅器８２
と、差動増幅器８２の出力電圧と基準電圧Ｖ１とを比較
するコンパレータ８３とからなる。抵抗８１を流れる電
流（負荷電流）が基準値より小さければ、差動増幅器８
２の出力電圧は基準電圧Ｖ１より小さく、コンパレータ
８３の出力は低レベルになっている。負荷電流が基準値
を超えると、差動増幅器８２の出力電圧が基準電圧Ｖ１
を超え、コンパレータ８３の出力が反転して高レベルに
なる。

【００１２】この発明の給電制御装置１では、過電流検
出回路８で過電流状態を検出した（コンパレータ８３の
出力が高レベルになる）だけでは異常とは判定せずに、
過電流状態の持続時間を監視回路９で監視し、過電流状
態が一定時間以上続いた場合に異常と判定して保護回路
を働かせる。つまり持続時間監視回路９では、過電流検
出回路８の高レベル出力を抵抗９１とコンデンサ９２か
らなる積分回路で積分し、その積分電圧と基準電圧Ｖ２
とをコンパレータ９３で比較する。過電流検出回路８の
出力が低レベルから高レベルに反転すると、コンデンサ
９２が徐々に充電されてその端子電圧が漸増する。その
ような漸増状態が一定時間以上続くと、コンデンサ９２
の端子電圧が基準電圧Ｖ２を超え、コンパレータ９３の
出力が低レベルから高レベルに反転する。

【００１３】監視回路９の出力信号は制御論理回路６に
入力されるとともに、トランジスタ１０の制御信号とな
る。このトランジスタ１０はスイッチング素子３のゲー
トとグランド間に接続されていて、通常状態ではオフし
ており、監視回路９の出力が高レベルになるとオンとな
り、スイッチング素子３を強制的にシャットダウン（オ
フ）させる。これで負荷４への電力供給が遮断される。
以上が過電流検出（持続時間判定を含む）による保護回
路の構成と動作である。

【００１４】前記監視回路９の出力信号だけでなく、負
荷オープン検出回路１１、過熱検出回路１２、過電圧検
出回路１３の各出力信号が制御論理回路６に供給され
る。制御論理回路６は、これらの検出信号に従って所定
の異常発生時にはＣＰＵ２からオン指令信号が与えられ
てもスイッチング素子３をオン駆動しないようになって
いるとともに、前記検出信号に従って生成した状態信号
をドライバ１４を介してＣＰＵ２に伝えるようになって
いる。

【００１５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、この発明の
給電制御装置では、過電流のレベル弁別結果だけでな
く、過電流の持続時間に従って異常状態を判定し、保護
回路を動作させるように構成しているので、基準値を超
える過電流が流れても、出力電流がすぐに基準値以下に
低下すれば保護動作は働かず、過電流状態が一定時間以
上続いた場合にのみ保護動作が働く。したがって電流レ
ベル弁別のしきい値の設定が保護動作に必要以上に高感
度に影響を及ぼすという従来の問題点が改善され、本当
に必要な場合にのみ確実に動作して過電流による悪影響
を避けることができる。つまり常に適切に動作する信頼
性の高い過電流保護を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による給電制御装置の概略
構成図である。

【符号の説明】

１ 給電制御装置 ２ ＣＰＵ（指令部） ３ スイッチング素子 ４ 負荷 ８ 過電流検出回路 ９ 持続時間監視回路 １０ 出力シャットダウン用トランジスタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 別系統の指令部から与えられる制御指令
   信号に応答してスイッチング素子を駆動して負荷への電
   力供給をオン・オフ制御する装置であって、前記スイッ
   チング素子を通して前記負荷に供給される電流が基準値
   を超えたことを検出するための過電流検出手段と、この
   検出手段により検出された過電流状態が一定時間以上続
   く異常状態を検出するための過電流持続時間監視手段
   と、この監視手段により前記異常状態が検出されたとき
   に前記スイッチング素子をオフにする保護手段とを備え
   たことを特徴とする給電制御装置。