JPH10233666A - 負荷駆動装置 - Google Patents
負荷駆動装置Info
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- JPH10233666A JPH10233666A JP9033884A JP3388497A JPH10233666A JP H10233666 A JPH10233666 A JP H10233666A JP 9033884 A JP9033884 A JP 9033884A JP 3388497 A JP3388497 A JP 3388497A JP H10233666 A JPH10233666 A JP H10233666A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＭＯＳ型ＦＥＴを用いてＰＷＭ制御で負荷駆
動するときに温度上昇を抑制する。 【解決手段】 バッテリー電源１２の電源電圧をＡ／Ｄ
変換器１８でデジタル値に変換してマイコン２０へ入力
する。マイコン２０ではバッテリー電源１２の電源電圧
が変動したか否かを判断することによってバッテリー電
源１２の電源電圧を監視し、バッテリー電源１２の電源
電圧が変動したときは、パワーＭＯＳ型ＦＥＴ１６が温
度上昇の可能性があるので、バッテリー電源１２の電源
電圧が増加したときには、駆動周波数を減少させること
で、パワーＭＯＳ型ＦＥＴ１６の駆動周波数を調整し熱
保護を行う。
動するときに温度上昇を抑制する。 【解決手段】 バッテリー電源１２の電源電圧をＡ／Ｄ
変換器１８でデジタル値に変換してマイコン２０へ入力
する。マイコン２０ではバッテリー電源１２の電源電圧
が変動したか否かを判断することによってバッテリー電
源１２の電源電圧を監視し、バッテリー電源１２の電源
電圧が変動したときは、パワーＭＯＳ型ＦＥＴ１６が温
度上昇の可能性があるので、バッテリー電源１２の電源
電圧が増加したときには、駆動周波数を減少させること
で、パワーＭＯＳ型ＦＥＴ１６の駆動周波数を調整し熱
保護を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、負荷駆動装置にか
かり、特に、ＭＯＳ型ＦＥＴにより電源から供給された
電力を負荷手段へ供給または未供給にスイッチングする
負荷駆動装置に関する。
かり、特に、ＭＯＳ型ＦＥＴにより電源から供給された
電力を負荷手段へ供給または未供給にスイッチングする
負荷駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】スイッチング素子としてパワーＭＯＳ型
ＦＥＴを用いて、ランプやモータ等の負荷を駆動する負
荷駆動回路では、ＭＯＳ型ＦＥＴのオン抵抗、放熱板、
周囲温度、使用電圧、及び使用電流等の特性による諸条
件下で、ＭＯＳ型ＦＥＴ自体の温度が上昇することによ
り、ＭＯＳ型ＦＥＴの破壊や出力低下を招くことがあ
る。
ＦＥＴを用いて、ランプやモータ等の負荷を駆動する負
荷駆動回路では、ＭＯＳ型ＦＥＴのオン抵抗、放熱板、
周囲温度、使用電圧、及び使用電流等の特性による諸条
件下で、ＭＯＳ型ＦＥＴ自体の温度が上昇することによ
り、ＭＯＳ型ＦＥＴの破壊や出力低下を招くことがあ
る。
【０００３】このように、パワーＭＯＳ型ＦＥＴを用い
た負荷駆動回路では（特に、パルス幅変調制御回路：Ｐ
ＷＭ制御回路）、大電流を流すことによって大きな損失
が発生するので、熱設計が重要である。
た負荷駆動回路では（特に、パルス幅変調制御回路：Ｐ
ＷＭ制御回路）、大電流を流すことによって大きな損失
が発生するので、熱設計が重要である。
【０００４】また、ＭＯＳ型ＦＥＴは、周囲温度、負荷
の変更等の外部要因による変化で、ＭＯＳ型ＦＥＴ自体
の温度が上昇し、オン抵抗が増加する。このオン抵抗の
増加は、損失の増加、出力低下、及び素子温度上昇を生
じさせ、ＭＯＳ型ＦＥＴの加熱を招くことになる。
の変更等の外部要因による変化で、ＭＯＳ型ＦＥＴ自体
の温度が上昇し、オン抵抗が増加する。このオン抵抗の
増加は、損失の増加、出力低下、及び素子温度上昇を生
じさせ、ＭＯＳ型ＦＥＴの加熱を招くことになる。
【０００５】このため、パワーＭＯＳ型ＦＥＴを加熱か
ら保護する加熱保護装置が提案されている（実開平１−
１７１５９９号公報参照）。この加熱保護装置は、パワ
ーＭＯＳ型ＦＥＴの冷却フィンの温度を検出し、検出温
度が設定温度以下のときに以上温度と判定してモータ駆
動用のインバータの周波数を変更して加熱保護対策をし
ている。
ら保護する加熱保護装置が提案されている（実開平１−
１７１５９９号公報参照）。この加熱保護装置は、パワ
ーＭＯＳ型ＦＥＴの冷却フィンの温度を検出し、検出温
度が設定温度以下のときに以上温度と判定してモータ駆
動用のインバータの周波数を変更して加熱保護対策をし
ている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術のようにパワーＭＯＳ型ＦＥＴの冷却フィンの温度
を検出するものではパワーＭＯＳ型ＦＥＴの実際温度と
差異があると共に、冷却フィンの温度を基にして判定す
るのでパワーＭＯＳ型ＦＥＴの温度が実際に上昇した後
に加熱保護対策に移行することによる時間差のため、Ｍ
ＯＳ型ＦＥＴの破壊や出力低下を招くことがある。
技術のようにパワーＭＯＳ型ＦＥＴの冷却フィンの温度
を検出するものではパワーＭＯＳ型ＦＥＴの実際温度と
差異があると共に、冷却フィンの温度を基にして判定す
るのでパワーＭＯＳ型ＦＥＴの温度が実際に上昇した後
に加熱保護対策に移行することによる時間差のため、Ｍ
ＯＳ型ＦＥＴの破壊や出力低下を招くことがある。
【０００７】本発明は、上記事実を考慮して、ＭＯＳ型
ＦＥＴを用いて負荷駆動するときに温度上昇を抑制でき
る負荷駆動装置を得ることが目的である。
ＦＥＴを用いて負荷駆動するときに温度上昇を抑制でき
る負荷駆動装置を得ることが目的である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載の発明の負荷駆動装置は、電源から供
給された電力を負荷手段へ供給または未供給にスイッチ
ングするためのＭＯＳ型ＦＥＴと、前記電源から供給さ
れた電力の変動を監視する監視手段と、前記負荷手段へ
の電力の供給または未供給にスイッチングさせる前記Ｍ
ＯＳ型ＦＥＴの駆動周波数を調整する調整手段と、前記
監視手段の監視結果に基づいて、前記調整手段の駆動周
波数を調整する制御手段と、を備えている。
に請求項１に記載の発明の負荷駆動装置は、電源から供
給された電力を負荷手段へ供給または未供給にスイッチ
ングするためのＭＯＳ型ＦＥＴと、前記電源から供給さ
れた電力の変動を監視する監視手段と、前記負荷手段へ
の電力の供給または未供給にスイッチングさせる前記Ｍ
ＯＳ型ＦＥＴの駆動周波数を調整する調整手段と、前記
監視手段の監視結果に基づいて、前記調整手段の駆動周
波数を調整する制御手段と、を備えている。
【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の負荷駆動装置において、前記制御手段は、前記駆動周
波数を調整する際、負荷手段の性能を低下させない予め
定めた駆動周波数を選択することを特徴とする。
の負荷駆動装置において、前記制御手段は、前記駆動周
波数を調整する際、負荷手段の性能を低下させない予め
定めた駆動周波数を選択することを特徴とする。
【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の負荷駆動装置において、前記負荷手段は、車
両用の灯火装置であることを特徴とする。
２に記載の負荷駆動装置において、前記負荷手段は、車
両用の灯火装置であることを特徴とする。
【００１１】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の負荷駆動装置において、前記灯火装置は、デイタイム
ランニングライトであることを特徴とする。
の負荷駆動装置において、前記灯火装置は、デイタイム
ランニングライトであることを特徴とする。
【００１２】請求項５に記載の発明は、請求項１に記載
の負荷駆動装置において、前記負荷手段は、車両用のフ
ァン手段であることを特徴とする。
の負荷駆動装置において、前記負荷手段は、車両用のフ
ァン手段であることを特徴とする。
【００１３】請求項１の発明では、ＭＯＳ型ＦＥＴによ
って、電源から供給された電力が負荷手段へ供給または
未供給にスイッチングされる。負荷手段は、供給された
電力によって作動されるものである。この電源から供給
された電力の変動は、監視手段により監視される。電力
の変動には、電圧変動や電流変動がある。制御手段は、
監視手段の監視結果に基づいて、ＭＯＳ型ＦＥＴの駆動
周波数を調整する調整手段の駆動周波数を調整する。例
えば、監視結果による電力の変動が、ＭＯＳ型ＦＥＴの
温度上昇が予想される予め定めた値を越えたときに、駆
動周波数を変更する。電源の電圧変動の場合、電圧上昇
したときには、駆動周波数を低下させる。すなわち、電
圧上昇はＭＯＳ型ＦＥＴの温度上昇を招くものであり、
駆動周波数を低下させることにより加熱を招くことなく
負荷駆動が可能となる。
って、電源から供給された電力が負荷手段へ供給または
未供給にスイッチングされる。負荷手段は、供給された
電力によって作動されるものである。この電源から供給
された電力の変動は、監視手段により監視される。電力
の変動には、電圧変動や電流変動がある。制御手段は、
監視手段の監視結果に基づいて、ＭＯＳ型ＦＥＴの駆動
周波数を調整する調整手段の駆動周波数を調整する。例
えば、監視結果による電力の変動が、ＭＯＳ型ＦＥＴの
温度上昇が予想される予め定めた値を越えたときに、駆
動周波数を変更する。電源の電圧変動の場合、電圧上昇
したときには、駆動周波数を低下させる。すなわち、電
圧上昇はＭＯＳ型ＦＥＴの温度上昇を招くものであり、
駆動周波数を低下させることにより加熱を招くことなく
負荷駆動が可能となる。
【００１４】前記負荷手段は、駆動周波数により駆動さ
れるときに、その駆動周波数により適性性能を得るため
の周波数域が定められていることが一般的である。そこ
で、請求項２に記載したように、前記制御手段が予め定
めた駆動周波数を選択して駆動周波数を調整すれば、負
荷手段の性能を低下させることなく、負荷駆動が可能と
なる。
れるときに、その駆動周波数により適性性能を得るため
の周波数域が定められていることが一般的である。そこ
で、請求項２に記載したように、前記制御手段が予め定
めた駆動周波数を選択して駆動周波数を調整すれば、負
荷手段の性能を低下させることなく、負荷駆動が可能と
なる。
【００１５】前記負荷手段は、請求項３にも記載したよ
うに、車両用の灯火装置を適用することができる。灯火
装置は、周知のように、所定の明るさを最小の電力で得
るためにスイッチング動作させることが可能なものもあ
る。従って、車両用の灯火装置を負荷手段として、ＭＯ
Ｓ型ＦＥＴによって、電源から供給された電力をスイッ
チングさせれば、ＭＯＳ型ＦＥＴの加熱を招くことな
く、所定の明るさを最小の電力で得ることができる。こ
の灯火装置は、請求項４に記載したように、日中に一定
の明るさで常時点灯状態を維持させるデイタイムランニ
ングライトを用いることができる。
うに、車両用の灯火装置を適用することができる。灯火
装置は、周知のように、所定の明るさを最小の電力で得
るためにスイッチング動作させることが可能なものもあ
る。従って、車両用の灯火装置を負荷手段として、ＭＯ
Ｓ型ＦＥＴによって、電源から供給された電力をスイッ
チングさせれば、ＭＯＳ型ＦＥＴの加熱を招くことな
く、所定の明るさを最小の電力で得ることができる。こ
の灯火装置は、請求項４に記載したように、日中に一定
の明るさで常時点灯状態を維持させるデイタイムランニ
ングライトを用いることができる。
【００１６】また、前記負荷手段は、請求項５に記載し
たように、車両用のファン手段を適用することができ
る。すなわち、負荷手段は、ＭＯＳ型ＦＥＴによって、
電源から供給された電力をスイッチングさせて駆動させ
るものであればよく、ファン手段も所定の風力を最小の
電力で得るためにスイッチング動作させることが可能で
あり、ＭＯＳ型ＦＥＴによって、電源から供給された電
力をスイッチングさせれば、ＭＯＳ型ＦＥＴの加熱を招
くことなく、所定の風力を最小の電力で得ることができ
る。
たように、車両用のファン手段を適用することができ
る。すなわち、負荷手段は、ＭＯＳ型ＦＥＴによって、
電源から供給された電力をスイッチングさせて駆動させ
るものであればよく、ファン手段も所定の風力を最小の
電力で得るためにスイッチング動作させることが可能で
あり、ＭＯＳ型ＦＥＴによって、電源から供給された電
力をスイッチングさせれば、ＭＯＳ型ＦＥＴの加熱を招
くことなく、所定の風力を最小の電力で得ることができ
る。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態の一例を詳細に説明する。本実施の形態は車両
用のランプ駆動装置に本発明を適用したものである。
施の形態の一例を詳細に説明する。本実施の形態は車両
用のランプ駆動装置に本発明を適用したものである。
【００１８】図１に示すように、本実施の形態のランプ
駆動装置は、ランプ１４を備えており、ランプ１４の一
端は車両に搭載されたバッテリー電源１２に接続され、
ランプ１４の他端はパワーＭＯＳ型ＦＥＴ１６のドレイ
ンに接続されている。パワーＭＯＳ型ＦＥＴ１６の第１
ゲートはドライバ２２を介してマイコン２０に接続され
ている。また、パワーＭＯＳ型ＦＥＴ１６の第２ゲート
及びソースは接地されている。
駆動装置は、ランプ１４を備えており、ランプ１４の一
端は車両に搭載されたバッテリー電源１２に接続され、
ランプ１４の他端はパワーＭＯＳ型ＦＥＴ１６のドレイ
ンに接続されている。パワーＭＯＳ型ＦＥＴ１６の第１
ゲートはドライバ２２を介してマイコン２０に接続され
ている。また、パワーＭＯＳ型ＦＥＴ１６の第２ゲート
及びソースは接地されている。
【００１９】マイコン２０は、パワーＭＯＳ型ＦＥＴの
加熱を招くことなくランプ駆動させる機能を有するもの
であり、ＣＰＵ２８、ＲＡＭ３０、ＲＯＭ３２、入出力
ポート（Ｉ／Ｏ）２４、からなるマイクロコンピュータ
で構成され、各々はコマンドやデータの授受が可能なよ
うにバス２６によって接続されている。また、マイコン
２０はランプ１４を駆動させるための周波数による駆動
波形を発生させる波形発生器３４を備えており、入出力
ポート２４に接続されている。この波形発生器３４は、
ドライバ２２を介してパワーＭＯＳ型ＦＥＴ１６の第１
ゲートに接続されている。ドライバ２２は、波形発生器
３４から出力された信号をパワーＭＯＳ型ＦＥＴ１６の
第１ゲート用の駆動信号に変換するものである。なお、
ＲＯＭ３２には、マイコン２０において実行される後述
する処理ルーチンが記憶されている。
加熱を招くことなくランプ駆動させる機能を有するもの
であり、ＣＰＵ２８、ＲＡＭ３０、ＲＯＭ３２、入出力
ポート（Ｉ／Ｏ）２４、からなるマイクロコンピュータ
で構成され、各々はコマンドやデータの授受が可能なよ
うにバス２６によって接続されている。また、マイコン
２０はランプ１４を駆動させるための周波数による駆動
波形を発生させる波形発生器３４を備えており、入出力
ポート２４に接続されている。この波形発生器３４は、
ドライバ２２を介してパワーＭＯＳ型ＦＥＴ１６の第１
ゲートに接続されている。ドライバ２２は、波形発生器
３４から出力された信号をパワーＭＯＳ型ＦＥＴ１６の
第１ゲート用の駆動信号に変換するものである。なお、
ＲＯＭ３２には、マイコン２０において実行される後述
する処理ルーチンが記憶されている。
【００２０】入出力ポート２４は、Ａ／Ｄ変換器１８を
介してバッテリー電源１２とランプ１４との間に接続さ
れている。Ａ／Ｄ変換器１８は、バッテリー電源１２の
電源電圧をデジタル信号に変換してマイコン２０へ出力
するものである。
介してバッテリー電源１２とランプ１４との間に接続さ
れている。Ａ／Ｄ変換器１８は、バッテリー電源１２の
電源電圧をデジタル信号に変換してマイコン２０へ出力
するものである。
【００２１】上記構成により、マイコン２０により発生
された所定周波数による駆動波形で、ドライバ２２を介
してパワーＭＯＳ型ＦＥＴ１６がスイッチングされ、ラ
ンプ１４は周波数駆動によるオンオフ制御、すなわちＰ
ＷＭ制御される。これにより、ランプ１４は所定周波数
で点灯される。なお、マイコン２０により発生される所
定周波数、すなわちデフォルトの周波数Ｆｏはランプ１
４の点灯性能（明るさやチラつき度）を低下させないよ
うにバッテリー電源１２の電源電圧の初期値に対応して
予め定められており、ＲＯＭ３２に記憶されている。
された所定周波数による駆動波形で、ドライバ２２を介
してパワーＭＯＳ型ＦＥＴ１６がスイッチングされ、ラ
ンプ１４は周波数駆動によるオンオフ制御、すなわちＰ
ＷＭ制御される。これにより、ランプ１４は所定周波数
で点灯される。なお、マイコン２０により発生される所
定周波数、すなわちデフォルトの周波数Ｆｏはランプ１
４の点灯性能（明るさやチラつき度）を低下させないよ
うにバッテリー電源１２の電源電圧の初期値に対応して
予め定められており、ＲＯＭ３２に記憶されている。
【００２２】ここで、パワーＭＯＳ型ＦＥＴ１６の温度
上昇の要因について、ＰＷＭ制御時におけるパワーＭＯ
Ｓ型ＦＥＴ１６の特性と共に説明する。
上昇の要因について、ＰＷＭ制御時におけるパワーＭＯ
Ｓ型ＦＥＴ１６の特性と共に説明する。
【００２３】まず、パワーＭＯＳ型ＦＥＴ１６の温度
は、パワーＭＯＳ型ＦＥＴ１６における損失度合いによ
り決定される。すなわち、パワーＭＯＳ型ＦＥＴ１６の
温度（以下、ＦＥＴ温度という）とパワーＭＯＳ型ＦＥ
Ｔ１６の損失（以下、ＦＥＴ損失という）とは比例関係
にあり、ＦＥＴ損失は以下の（１）式で表せる。
は、パワーＭＯＳ型ＦＥＴ１６における損失度合いによ
り決定される。すなわち、パワーＭＯＳ型ＦＥＴ１６の
温度（以下、ＦＥＴ温度という）とパワーＭＯＳ型ＦＥ
Ｔ１６の損失（以下、ＦＥＴ損失という）とは比例関係
にあり、ＦＥＴ損失は以下の（１）式で表せる。
【００２４】 ＦＥＴ温度∝ＦＥＴ損失 ＝（オン損失）＋（スイッチング損失） ＝ＲDS（ＯＮ）・ＩD 2 ＋1/6 ＩD ・ＶDS（ｔon＋ｔoff ）・ｆ −−−（１） 但し、ＲDS（ＯＮ）：ＦＥＴ１６のドレイン−ソース間
のオン抵抗 ＩD ：ＦＥＴ１６のドレイン電流 ＶDS ：ＦＥＴ１６のドレイン−ソース間電圧 ｔon ：ターンオン時間 ｔoff ：ターンオフ時間 ｆ ：ＰＷＭ周波数（駆動周波数）
のオン抵抗 ＩD ：ＦＥＴ１６のドレイン電流 ＶDS ：ＦＥＴ１６のドレイン−ソース間電圧 ｔon ：ターンオン時間 ｔoff ：ターンオフ時間 ｆ ：ＰＷＭ周波数（駆動周波数）
【００２５】上記（１）式から理解されるように、電源
電圧が上昇すると、パワーＭＯＳ型ＦＥＴ１６のドレイ
ン電流ＩD またはドレイン−ソース間電圧ＶDSの数値が
大きくなるため、ＦＥＴ損失が増加して、ＦＥＴ温度が
上昇することになる。また、ＰＷＭ周波数ｆが増加する
ことにより、スイッチング損失が増加して、ＦＥＴ温度
が上昇することになる（図３参照）。
電圧が上昇すると、パワーＭＯＳ型ＦＥＴ１６のドレイ
ン電流ＩD またはドレイン−ソース間電圧ＶDSの数値が
大きくなるため、ＦＥＴ損失が増加して、ＦＥＴ温度が
上昇することになる。また、ＰＷＭ周波数ｆが増加する
ことにより、スイッチング損失が増加して、ＦＥＴ温度
が上昇することになる（図３参照）。
【００２６】上記スイッチング損失は、１サイクルのス
イッチング過程で消費した電力を表すものであり、ター
ンオン時のスイッチング損失ＰSW(ON)は以下の（２）式
によって求めることができる。すなわち、ターンオン時
のスイッチング損失ＰSW(ON)は繰り返し時間（周期）を
Ｔとしてターンオン時の電流波形及び電圧波形の瞬時値
を積分することで求めることができる。本実施の形態で
は、図２に示すように、ターンオン時の電流波形につい
てターンオン時間ｔonの間で０から電流Ｉonまで一定増
加する特性の波形と、電圧波形はターンオン時間ｔonの
間で電圧ＶDSから０まで一定減少する特性の波形とを仮
定して、ターンオン時のスイッチング損失ＰSW(ON)を求
めるものとする。
イッチング過程で消費した電力を表すものであり、ター
ンオン時のスイッチング損失ＰSW(ON)は以下の（２）式
によって求めることができる。すなわち、ターンオン時
のスイッチング損失ＰSW(ON)は繰り返し時間（周期）を
Ｔとしてターンオン時の電流波形及び電圧波形の瞬時値
を積分することで求めることができる。本実施の形態で
は、図２に示すように、ターンオン時の電流波形につい
てターンオン時間ｔonの間で０から電流Ｉonまで一定増
加する特性の波形と、電圧波形はターンオン時間ｔonの
間で電圧ＶDSから０まで一定減少する特性の波形とを仮
定して、ターンオン時のスイッチング損失ＰSW(ON)を求
めるものとする。
【００２７】
【数１】
【００２８】但し、ｖ＝（−ＶDS／ｔon）・ｔ＋ＶDS｝ ｉ＝（Ｉon／ｔon）・ｔ
【００２９】なお、ターンオフ時のスイッチング損失Ｐ
SW(OFF) は（２）式の電圧と電流を逆にすることによっ
て求めることができる。
SW(OFF) は（２）式の電圧と電流を逆にすることによっ
て求めることができる。
【００３０】従って、ターンオン及びターンオフによる
スイッチング損失ＰSWは、以下の（３）式で表せる。
スイッチング損失ＰSWは、以下の（３）式で表せる。
【００３１】 ＰSW ＝ ＰSW(ON)＋ＰSW(OFF) ＝ １／６・Ｉon・ＶDS・（ｔon＋ｔoff ）・ｆ ・・・（３）
【００３２】次に、本実施の形態の作用を説明する。ま
ず、マイコン２０では、電源が投入されると、図４のフ
ローチャートが実行される。なお、バッテリー電源１２
の基準となる電源電圧Ｖｏに対して、パワーＭＯＳ型Ｆ
ＥＴ１６が温度上昇することなくかつランプ１４の性能
を低下させることがない駆動周波数ｆｏが予め設定され
ており、その駆動周波数ｆｏでパワーＭＯＳ型ＦＥＴ１
６がスイッチングされてランプ１４がＰＷＭ制御されて
いるものとする。
ず、マイコン２０では、電源が投入されると、図４のフ
ローチャートが実行される。なお、バッテリー電源１２
の基準となる電源電圧Ｖｏに対して、パワーＭＯＳ型Ｆ
ＥＴ１６が温度上昇することなくかつランプ１４の性能
を低下させることがない駆動周波数ｆｏが予め設定され
ており、その駆動周波数ｆｏでパワーＭＯＳ型ＦＥＴ１
６がスイッチングされてランプ１４がＰＷＭ制御されて
いるものとする。
【００３３】ステップ１０２ではバッテリー電源１２の
電源電圧Ｖを読み取る。すなわち、バッテリー電源１２
の電源電圧Ｖのアナログ値がＡ／Ｄ変換器１８でデジタ
ル値に変換されてマイコン２０へ入力される。次のステ
ップ１０４では電源電圧Ｖが基準電源電圧Ｖｏに一致す
るか否かを判断することによって、バッテリー電源１２
の電源電圧が変動したか否かを判断する。なお、基準電
源電圧Ｖｏとして上限値及び下限値に所定電圧δ、σ
（δ≠σ）を設定してその範囲を判断に用いても良い。
すなわち、電源電圧範囲（ＶｏからＶｏ＋δまでの範囲
や、Ｖｏ−σまでの範囲、また、Ｖｏ±δの範囲）を基
準電源電圧Ｖｏに代えても良い。
電源電圧Ｖを読み取る。すなわち、バッテリー電源１２
の電源電圧Ｖのアナログ値がＡ／Ｄ変換器１８でデジタ
ル値に変換されてマイコン２０へ入力される。次のステ
ップ１０４では電源電圧Ｖが基準電源電圧Ｖｏに一致す
るか否かを判断することによって、バッテリー電源１２
の電源電圧が変動したか否かを判断する。なお、基準電
源電圧Ｖｏとして上限値及び下限値に所定電圧δ、σ
（δ≠σ）を設定してその範囲を判断に用いても良い。
すなわち、電源電圧範囲（ＶｏからＶｏ＋δまでの範囲
や、Ｖｏ−σまでの範囲、また、Ｖｏ±δの範囲）を基
準電源電圧Ｖｏに代えても良い。
【００３４】入力されたバッテリー電源１２の電源電圧
Ｖが基準電源電圧Ｖｏに一致または電源電圧範囲内であ
るときは、パワーＭＯＳ型ＦＥＴ１６が温度上昇しない
ことが予測されるので、パワーＭＯＳ型ＦＥＴ１６の駆
動周波数を調整する必要がない。このため、ステップ１
０４で否定判断されステップ１０８へ進み、予め設定さ
れている駆動周波数ｆｏでパワーＭＯＳ型ＦＥＴ１６を
駆動する。すなわち、マイコン２０では、駆動周波数ｆ
ｏのデジタル値を波形発生器３４へ出力する。波形発生
器３４では、入力されたデジタル値の駆動周波数ｆｏを
アナログ波形として発生させ、ドライバ２２を介してパ
ワーＭＯＳ型ＦＥＴ１６へ出力する。これにより、パワ
ーＭＯＳ型ＦＥＴ１６は、駆動周波数ｆｏでオンオフ駆
動され、ＰＷＭ制御により、ランプ１４を点灯させるこ
とになる。
Ｖが基準電源電圧Ｖｏに一致または電源電圧範囲内であ
るときは、パワーＭＯＳ型ＦＥＴ１６が温度上昇しない
ことが予測されるので、パワーＭＯＳ型ＦＥＴ１６の駆
動周波数を調整する必要がない。このため、ステップ１
０４で否定判断されステップ１０８へ進み、予め設定さ
れている駆動周波数ｆｏでパワーＭＯＳ型ＦＥＴ１６を
駆動する。すなわち、マイコン２０では、駆動周波数ｆ
ｏのデジタル値を波形発生器３４へ出力する。波形発生
器３４では、入力されたデジタル値の駆動周波数ｆｏを
アナログ波形として発生させ、ドライバ２２を介してパ
ワーＭＯＳ型ＦＥＴ１６へ出力する。これにより、パワ
ーＭＯＳ型ＦＥＴ１６は、駆動周波数ｆｏでオンオフ駆
動され、ＰＷＭ制御により、ランプ１４を点灯させるこ
とになる。
【００３５】一方、バッテリー電源１２の電源電圧Ｖが
変動したときは、上記で説明したように、パワーＭＯＳ
型ＦＥＴ１６が温度上昇の可能性があるので、パワーＭ
ＯＳ型ＦＥＴ１６の駆動周波数を調整する必要がある。
このため、ステップ１０４で肯定判断され、ステップ１
０６へ進み、駆動周波数を調整し熱保護を行う。
変動したときは、上記で説明したように、パワーＭＯＳ
型ＦＥＴ１６が温度上昇の可能性があるので、パワーＭ
ＯＳ型ＦＥＴ１６の駆動周波数を調整する必要がある。
このため、ステップ１０４で肯定判断され、ステップ１
０６へ進み、駆動周波数を調整し熱保護を行う。
【００３６】例えば、バッテリー電源１２の電源電圧Ｖ
が基準電源電圧Ｖｏから増加した電源電圧Ｖｕ（Ｖｏ＜
Ｖｕ）であるとき、駆動周波数が一定であると、上記の
（２）を用いて説明したように、ＦＥＴ損失が増加し、
ＦＥＴ温度が上昇する。そこで、この場合ステップ１０
６では、駆動周波数をｆｏから減少させたｆｕ（ｆｏ＞
ｆｕ）に設定する。これは、上記（１）式及び図３に示
すように、駆動周波数ｆの増加によりＦＥＴ温度が上昇
するので、駆動周波数ｆを減少させることによりＦＥＴ
温度が上昇することを抑制できるためである。
が基準電源電圧Ｖｏから増加した電源電圧Ｖｕ（Ｖｏ＜
Ｖｕ）であるとき、駆動周波数が一定であると、上記の
（２）を用いて説明したように、ＦＥＴ損失が増加し、
ＦＥＴ温度が上昇する。そこで、この場合ステップ１０
６では、駆動周波数をｆｏから減少させたｆｕ（ｆｏ＞
ｆｕ）に設定する。これは、上記（１）式及び図３に示
すように、駆動周波数ｆの増加によりＦＥＴ温度が上昇
するので、駆動周波数ｆを減少させることによりＦＥＴ
温度が上昇することを抑制できるためである。
【００３７】本発明者は、この駆動周波数と、電源電圧
と、温度との関係を実験して、以下の結果を得た。バッ
テリー電源１２の電源電圧が１２Ｖで１００ＨｚのＰＷ
Ｍ制御を行っているときに電源電圧が０．１Ｖ上昇した
場合、１Ｈｚ減少させれば温度上昇を抑制でき、また、
１６Ｖの電源電圧で１００Ｈｚの場合には、６０Ｈｚに
すればよい。
と、温度との関係を実験して、以下の結果を得た。バッ
テリー電源１２の電源電圧が１２Ｖで１００ＨｚのＰＷ
Ｍ制御を行っているときに電源電圧が０．１Ｖ上昇した
場合、１Ｈｚ減少させれば温度上昇を抑制でき、また、
１６Ｖの電源電圧で１００Ｈｚの場合には、６０Ｈｚに
すればよい。
【００３８】このように、本実施の形態では、パワーＭ
ＯＳ型ＦＥＴ１６がバッテリー電源１２の電源電圧の上
昇によって温度上昇が予測されるので、バッテリー電源
１２の電源電圧を常時監視し、バッテリー電源１２の電
源電圧が上昇したときにはパワーＭＯＳ型ＦＥＴ１６が
温度上昇しないように駆動周波数を減少させている。こ
のように、パワーＭＯＳ型ＦＥＴ１６のオンオフ切り替
え回数が減少することによりパワーＭＯＳ型ＦＥＴ１６
は温度低下し、加熱することなく連続駆動が可能とな
る。
ＯＳ型ＦＥＴ１６がバッテリー電源１２の電源電圧の上
昇によって温度上昇が予測されるので、バッテリー電源
１２の電源電圧を常時監視し、バッテリー電源１２の電
源電圧が上昇したときにはパワーＭＯＳ型ＦＥＴ１６が
温度上昇しないように駆動周波数を減少させている。こ
のように、パワーＭＯＳ型ＦＥＴ１６のオンオフ切り替
え回数が減少することによりパワーＭＯＳ型ＦＥＴ１６
は温度低下し、加熱することなく連続駆動が可能とな
る。
【００３９】上記実施の形態では、パワーＭＯＳ型ＦＥ
Ｔ１６の温度上昇を招かぬようにパワーＭＯＳ型ＦＥＴ
１６を用いたＰＷＭ制御を容易とするので、冷却フィン
（放熱板）の大きさを拡大することなく、ＰＷＭ制御を
行う以前の当初の設計時の値で装置を構成することが容
易となる。このため、従来ＰＷＭ制御を行うためには発
熱対策を必要として冷却フィンを拡大化する必要があっ
たＰＷＭ制御の装置であってもコンパクト化できる。
Ｔ１６の温度上昇を招かぬようにパワーＭＯＳ型ＦＥＴ
１６を用いたＰＷＭ制御を容易とするので、冷却フィン
（放熱板）の大きさを拡大することなく、ＰＷＭ制御を
行う以前の当初の設計時の値で装置を構成することが容
易となる。このため、従来ＰＷＭ制御を行うためには発
熱対策を必要として冷却フィンを拡大化する必要があっ
たＰＷＭ制御の装置であってもコンパクト化できる。
【００４０】なお、本実施の形態では、バッテリー電源
電圧の変動を監視しパワーＭＯＳ型ＦＥＴ１６が温度上
昇しないようにできるため、直接温度検知が不要とな
り、高価な温度センサや温度検出回路を新規に増設する
必要がなく、低コストでかつ簡単な構成で、パワーＭＯ
Ｓ型ＦＥＴ１６を加熱することなく安定的に連続駆動が
可能となる。
電圧の変動を監視しパワーＭＯＳ型ＦＥＴ１６が温度上
昇しないようにできるため、直接温度検知が不要とな
り、高価な温度センサや温度検出回路を新規に増設する
必要がなく、低コストでかつ簡単な構成で、パワーＭＯ
Ｓ型ＦＥＴ１６を加熱することなく安定的に連続駆動が
可能となる。
【００４１】また、本実施の形態では、バッテリー電源
電圧の変動を監視しパワーＭＯＳ型ＦＥＴ１６が温度上
昇しないようにできるため、パワーＭＯＳ型ＦＥＴの温
度が実際に上昇した後に加熱保護対策に移行することに
よる時間差が生じることがない。すなわち、パワーＭＯ
Ｓ型ＦＥＴの加熱許容点を越える前に加熱保護を可能と
するので、パワーＭＯＳ型ＦＥＴの耐久性を向上できる
と共に、性能を最大限に発揮することができる。
電圧の変動を監視しパワーＭＯＳ型ＦＥＴ１６が温度上
昇しないようにできるため、パワーＭＯＳ型ＦＥＴの温
度が実際に上昇した後に加熱保護対策に移行することに
よる時間差が生じることがない。すなわち、パワーＭＯ
Ｓ型ＦＥＴの加熱許容点を越える前に加熱保護を可能と
するので、パワーＭＯＳ型ＦＥＴの耐久性を向上できる
と共に、性能を最大限に発揮することができる。
【００４２】なお、本実施の形態の車両用のランプ駆動
装置は、デイタイムランニングライト（Day Time Runni
ng Light）に好適である。デイタイムランニングライト
とは、日中に一定の明るさで常時点灯状態を維持させる
灯火装置をいい、バッテリー電源の消費を抑えるため、
夜間点灯時の明るさより暗い明るさで点灯させるもので
ある。本実施の形態によれば、ランプをＰＷＭ制御で点
灯させた場合であっても、バッテリー電源電圧の変動を
監視しパワーＭＯＳ型ＦＥＴ１６が温度上昇しないよう
にできるため、パワーＭＯＳ型ＦＥＴの耐久性を低下さ
せることなく、また、バッテリー電源の消費を抑えて、
デイタイムランニングライトを点灯制御することができ
る。
装置は、デイタイムランニングライト（Day Time Runni
ng Light）に好適である。デイタイムランニングライト
とは、日中に一定の明るさで常時点灯状態を維持させる
灯火装置をいい、バッテリー電源の消費を抑えるため、
夜間点灯時の明るさより暗い明るさで点灯させるもので
ある。本実施の形態によれば、ランプをＰＷＭ制御で点
灯させた場合であっても、バッテリー電源電圧の変動を
監視しパワーＭＯＳ型ＦＥＴ１６が温度上昇しないよう
にできるため、パワーＭＯＳ型ＦＥＴの耐久性を低下さ
せることなく、また、バッテリー電源の消費を抑えて、
デイタイムランニングライトを点灯制御することができ
る。
【００４３】なお、本実施の形態では、ランプのＰＷＭ
制御に本発明を適用した場合を説明したが、本発明は、
ランプの駆動に限定されるものではなく、ＭＯＳ型ＦＥ
ＴのＰＷＭ制御で駆動する装置、例えばファン装置への
適用が可能である。また、通常駆動からＭＯＳ型ＦＥＴ
のＰＷＭ制御を行って省エネルギー型駆動へ移行する装
置にはさらなる効果を期待できる。
制御に本発明を適用した場合を説明したが、本発明は、
ランプの駆動に限定されるものではなく、ＭＯＳ型ＦＥ
ＴのＰＷＭ制御で駆動する装置、例えばファン装置への
適用が可能である。また、通常駆動からＭＯＳ型ＦＥＴ
のＰＷＭ制御を行って省エネルギー型駆動へ移行する装
置にはさらなる効果を期待できる。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載した
発明によれば、電源から供給された電力の変動を監視手
段により監視し、監視手段の監視結果に基づいて制御手
段がＭＯＳ型ＦＥＴの駆動周波数を調整するので、ＭＯ
Ｓ型ＦＥＴの温度上昇を招くことなく負荷駆動が可能と
なる、という効果がある。
発明によれば、電源から供給された電力の変動を監視手
段により監視し、監視手段の監視結果に基づいて制御手
段がＭＯＳ型ＦＥＴの駆動周波数を調整するので、ＭＯ
Ｓ型ＦＥＴの温度上昇を招くことなく負荷駆動が可能と
なる、という効果がある。
【００４５】請求項２に記載した発明によれば、制御手
段が予め定めた駆動周波数を選択して駆動周波数を調整
するので、負荷手段の性能を低下させることなく、負荷
駆動できる、という効果がある。
段が予め定めた駆動周波数を選択して駆動周波数を調整
するので、負荷手段の性能を低下させることなく、負荷
駆動できる、という効果がある。
【００４６】請求項３に記載した発明によれば、車両用
の灯火装置を負荷手段として、ＭＯＳ型ＦＥＴによっ
て、電源から供給された電力をスイッチングさせるの
で、ＭＯＳ型ＦＥＴの加熱を招くことなく耐久性を向上
でき、車両用の電源消費を抑制して所定の明るさを得る
ことができる、という効果がある。
の灯火装置を負荷手段として、ＭＯＳ型ＦＥＴによっ
て、電源から供給された電力をスイッチングさせるの
で、ＭＯＳ型ＦＥＴの加熱を招くことなく耐久性を向上
でき、車両用の電源消費を抑制して所定の明るさを得る
ことができる、という効果がある。
【００４７】請求項４に記載した発明によれば、ＭＯＳ
型ＦＥＴによって電源から供給された電力をスイッチン
グさせることでデイタイムランニングライトを駆動する
ので、常時点灯状態を維持させても車両用の電源消費を
抑制して所定の明るさを得ることができる、という効果
がある。
型ＦＥＴによって電源から供給された電力をスイッチン
グさせることでデイタイムランニングライトを駆動する
ので、常時点灯状態を維持させても車両用の電源消費を
抑制して所定の明るさを得ることができる、という効果
がある。
【００４８】請求項５に記載した発明によれば、ＭＯＳ
型ＦＥＴによって電源から供給された電力をスイッチン
グさせることができるので、ＭＯＳ型ＦＥＴの加熱を招
くことなく、所定の風力を最小の電力で得ることができ
る、という効果がある。
型ＦＥＴによって電源から供給された電力をスイッチン
グさせることができるので、ＭＯＳ型ＦＥＴの加熱を招
くことなく、所定の風力を最小の電力で得ることができ
る、という効果がある。
【図１】本実施の形態の車両用のランプ駆動装置の構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図２】パワーＭＯＳ型ＦＥＴのスイッチング損失を説
明するためのターンオン時の電流波形及び電圧波形を示
す線図である。
明するためのターンオン時の電流波形及び電圧波形を示
す線図である。
【図３】パワーＭＯＳ型ＦＥＴの駆動周波数と温度との
関係を示す線図である。
関係を示す線図である。
【図４】本実施の形態の車両用のランプ駆動装置で実行
される電源電圧監視処理の流れを示すフローチャートで
ある。
される電源電圧監視処理の流れを示すフローチャートで
ある。
１２ バッテリー電源 １４ ランプ １６ パワーＭＯＳ型ＦＥＴ １８ Ａ／Ｄ変換器 ２０ マイコン ３４ 波形発生器
Claims (5)
- 【請求項１】 電源から供給された電力を負荷手段へ供
給または未供給にスイッチングするためのＭＯＳ型ＦＥ
Ｔと、 前記電源から供給された電力の変動を監視する監視手段
と、 前記負荷手段への電力の供給または未供給にスイッチン
グさせる前記ＭＯＳ型ＦＥＴの駆動周波数を調整する調
整手段と、 前記監視手段の監視結果に基づいて、前記調整手段の駆
動周波数を調整する制御手段と、 を備えた負荷駆動装置。 - 【請求項２】 前記制御手段は、前記駆動周波数を調整
する際、負荷手段の性能を低下させない予め定めた駆動
周波数を選択することを特徴とする請求項１に記載の負
荷駆動装置。 - 【請求項３】 前記負荷手段は、車両用の灯火装置であ
ることを特徴とする請求項１または２に記載の負荷駆動
装置。 - 【請求項４】 前記灯火装置は、デイタイムランニング
ライトであることを特徴とする請求項３に記載の負荷駆
動装置。 - 【請求項５】 前記負荷手段は、車両用のファン手段で
あることを特徴とする請求項１に記載の負荷駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03388497A JP3282532B2 (ja) | 1997-02-18 | 1997-02-18 | 負荷駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03388497A JP3282532B2 (ja) | 1997-02-18 | 1997-02-18 | 負荷駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10233666A true JPH10233666A (ja) | 1998-09-02 |
| JP3282532B2 JP3282532B2 (ja) | 2002-05-13 |
Family
ID=12398960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03388497A Expired - Fee Related JP3282532B2 (ja) | 1997-02-18 | 1997-02-18 | 負荷駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3282532B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012152160A1 (zh) * | 2011-07-27 | 2012-11-15 | 中兴通讯股份有限公司 | 数字电源及线路板 |
-
1997
- 1997-02-18 JP JP03388497A patent/JP3282532B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012152160A1 (zh) * | 2011-07-27 | 2012-11-15 | 中兴通讯股份有限公司 | 数字电源及线路板 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3282532B2 (ja) | 2002-05-13 |
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