WO2021192898A1 - 電流制御装置、スイッチ制御装置、電流制御方法及びコンピュータプログラム - Google Patents

電流制御装置、スイッチ制御装置、電流制御方法及びコンピュータプログラム Download PDF

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WO2021192898A1
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voltage
current
value
circuit
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佳佑 若園
佑樹 杉沢
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株式会社オートネットワーク技術研究所
住友電装株式会社
住友電気工業株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to current control devices, switch control devices, current control methods and computer programs.
  • This application claims priority based on Japanese Application No. 2020-051503 filed on March 23, 2020, and incorporates all the contents described in the Japanese application.
  • Patent Document 1 discloses a switch control device for a vehicle that controls the power supply from the battery to the load.
  • a semiconductor switch is arranged in the current path of the current flowing from the battery to the load.
  • the power supply to the load is controlled by switching the semiconductor switch on or off.
  • One end of the resistor is connected to the upstream side of the semiconductor switch.
  • the switch control device described in Patent Document 1 includes a constant current circuit, and the constant current circuit draws a constant current from a battery via a resistor.
  • the current threshold value is represented by (resistance value of resistance) / (constant current) / (on resistance value of semiconductor switch). " ⁇ " Represents a product.
  • the on-resistance value is the resistance value of the semiconductor switch when the semiconductor switch is on.
  • the current threshold is preferably constant.
  • the on-resistance value of the semiconductor switch changes depending on the temperature of the semiconductor switch. Therefore, in the switch control device described in Patent Document 1, the constant current is changed according to the ambient temperature of the semiconductor switch, which fluctuates in the same manner as the temperature of the semiconductor switch. As a result, a configuration in which the fluctuation range of the current threshold value according to the temperature of the semiconductor switch is small is realized.
  • the current control device includes a constant current circuit in which a voltage is applied and draws a constant current according to the applied voltage, and a processing unit that executes processing. , The constant current value drawn by the constant current circuit is set, the voltage applied to the constant current circuit is adjusted to a voltage corresponding to the set set value, and the current indicating the constant current drawn by the constant current circuit is adjusted. Information is acquired, and it is determined whether or not to adjust the voltage applied to the constant current circuit based on the difference value between the constant current indicated by the acquired current information and the set value.
  • a semiconductor switch through which a current flows, a second resistor connected to one end on the upstream side of the semiconductor switch, and a switch voltage at one end on the downstream side of the semiconductor switch are used.
  • the second resistor has a switching unit that switches the semiconductor switch off when it is less than the resistance voltage at one end on the downstream side of the second resistor, and a constant current corresponding to the applied voltage is applied.
  • the processing unit includes a constant current circuit that draws in through the resistor of the above, and a processing unit that executes processing. The processing unit sets a value of the constant current that the constant current circuit draws in, and the voltage applied to the constant current circuit.
  • a step of setting the constant current value of the constant current circuit in which a voltage is applied and a constant current corresponding to the applied voltage is drawn and a step of applying the constant current to the constant current circuit.
  • a step of adjusting the voltage to a voltage corresponding to the set set value a step of acquiring current information indicating the constant current drawn by the constant current circuit, and a constant current indicated by the acquired current information and the set value.
  • the computer executes a step of determining whether or not to adjust the voltage applied to the constant current circuit based on the difference value.
  • the computer program includes a step of setting the constant current value of the constant current circuit that draws a constant current corresponding to the applied voltage, and a voltage applied to the constant current circuit. The difference between the step of adjusting the voltage according to the set value, the step of acquiring the current information indicating the constant current drawn by the constant current circuit, and the constant current indicated by the acquired current information and the set value.
  • the computer is made to perform a step of determining whether or not to adjust the voltage applied to the constant current circuit based on the value.
  • the present disclosure can be realized not only as a current control device provided with such a characteristic processing unit, but also as a current control method in which the characteristic processing is a step, or such a step can be performed on a computer. It can be realized as a computer program for execution. Further, the present disclosure can be realized as a semiconductor integrated circuit that realizes a part or all of the current control device, or can be realized as a current control system including the current control device.
  • FIG. It is a block diagram which shows the main part structure of the power supply system in Embodiment 1.
  • FIG. It is a timing chart for demonstrating the operation of a semiconductor switch. It is a graph which shows the relationship between the on-resistance value and the ambient temperature of a semiconductor switch.
  • It is a circuit diagram which shows the main part structure of a constant current circuit and a current regulator.
  • It is a block diagram which shows the main part structure of a microcomputer. It is a graph which shows the relationship between the rate of change of an on-resistance value and the ambient temperature of a semiconductor switch.
  • a processing unit having a CPU Central Processing Unit
  • a constant current value may be set according to the ambient temperature. In this case, the constant current drawn by the constant current circuit is adjusted based on the set value set by the processing unit.
  • the current threshold value is not adjusted to the preset target value, so there is a possibility that the semiconductor switch will not switch from on to off at an appropriate timing.
  • the constant current drawn by the constant current circuit can be matched with the set value set by the processing unit.
  • the current control device includes a constant current circuit to which a voltage is applied and draws a constant current according to the applied voltage, and a processing unit for executing the processing.
  • the processing unit sets the value of the constant current drawn by the constant current circuit, adjusts the voltage applied to the constant current circuit to a voltage corresponding to the set set value, and adjusts the constant current drawn by the constant current circuit. Is acquired, and it is determined whether or not to adjust the voltage applied to the constant current circuit based on the difference value between the constant current indicated by the acquired current information and the set value.
  • the constant current circuit includes an NPN type bipolar transistor in which a collector is arranged on the upstream side of the emitter in the constant current current path, and the current path.
  • the processing unit adjusts the base voltage of the bipolar transistor of the constant current circuit to a voltage corresponding to a set value, which has a resistor arranged on the downstream side of the bipolar transistor.
  • the current information is a voltage between both ends of the resistor.
  • the current control device includes a signal output unit that outputs a PWM signal and a smoothing circuit that smoothes the voltage of the PWM signal output by the signal output unit, and the smoothing circuit smoothes the voltage.
  • the voltage is applied to the base of the bipolar transistor, and the processing unit adjusts the duty of the PWM signal to a duty according to the set set value.
  • the switch control device includes a semiconductor switch through which a current flows, a second resistor connected to one end on the upstream side of the semiconductor switch, and a switch at one end on the downstream side of the semiconductor switch.
  • a switching unit that switches the semiconductor switch off when the voltage is less than the resistance voltage at one end on the downstream side of the second resistor, and a constant current corresponding to the applied voltage.
  • a constant current circuit that draws in through the second resistor and a processing unit that executes processing are provided, and the processing unit sets a value of the constant current that the constant current circuit draws in and applies it to the constant current circuit.
  • the current voltage is adjusted to a voltage corresponding to the set value, current information indicating the constant current drawn by the constant current circuit is acquired, and the difference value between the constant current indicated by the acquired current information and the set value is set. Based on the above, it is determined whether or not to adjust the voltage applied to the constant current circuit.
  • the switch control device includes a temperature detection unit that detects the ambient temperature of the semiconductor switch, and the processing unit determines the temperature according to the ambient temperature detected by the temperature detection unit. Set the set value of the constant current drawn by the current circuit.
  • a step of setting the constant current value of the constant current circuit to which a voltage is applied and a constant current corresponding to the applied voltage is set, and the constant current circuit.
  • the computer executes a step of determining whether or not to adjust the voltage applied to the constant current circuit based on the difference value from the value.
  • the computer program includes a step of setting a constant current value of a constant current circuit in which a voltage is applied and a constant current corresponding to the applied voltage is set, and a step of setting the constant current value in the constant current circuit.
  • the computer is made to perform a step of determining whether or not to adjust the voltage applied to the constant current circuit based on the difference value between.
  • the constant current drawn by the constant current circuit when the constant current drawn by the constant current circuit is different from the set value, it is constant by adjusting the voltage applied to the constant current circuit. Make fine adjustments to the current. Therefore, the constant current drawn by the constant current circuit can be matched with the set value set by the processing unit.
  • the meaning of "match” is not limited to the exact meaning.
  • the difference value between the constant current and the set value is less than a certain value, it may be considered that the constant current and the set value match.
  • the constant value is, for example, a value that can be regarded as an error.
  • the resistance value between the collector and the emitter of the bipolar transistor is adjusted so that the current flowing through the collector and the emitter becomes a current determined by the voltage of the base of the bipolar transistor. , Constant current flows. The higher the base voltage, the larger the constant current.
  • the voltage between both ends of the resistor is proportional to the constant current drawn by the constant current circuit.
  • the constant current is calculated based on the voltage between both ends of the resistor.
  • the voltage of the base of the bipolar transistor is adjusted by adjusting the duty of the PWM signal.
  • the fact that the switch voltage is less than the resistance voltage means that the current flowing through the semiconductor switch is (resistance value of the second resistance), (constant current) / (semiconductor). It corresponds to exceeding the current threshold represented by the on-resistance value of the switch). " ⁇ " Means a product. When the current flowing through the semiconductor switch exceeds the current threshold value, the semiconductor switch is switched off. This prevents an overcurrent that greatly exceeds the current threshold from flowing through the semiconductor switch.
  • the on-resistance value of the semiconductor switch fluctuates according to the temperature of the semiconductor switch, that is, the ambient temperature of the semiconductor switch.
  • the constant current setting value is set according to the ambient temperature of the semiconductor switch. Therefore, the current threshold value represented by (resistance value of the second resistance) / (constant current) / (on resistance value of the semiconductor switch) can be maintained at a constant value independent of the ambient temperature of the semiconductor switch. ..
  • FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of the power supply system 1 according to the first embodiment.
  • the power supply system 1 is preferably mounted on the vehicle and includes a switch control device 10, a battery 11, and a load 12.
  • the switch control device 10 has a semiconductor switch 20.
  • the semiconductor switch 20 is an N-channel MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor).
  • the drain of the semiconductor switch 20 is connected to the positive electrode of the battery 11.
  • the source of the semiconductor switch 20 is connected to one end of the load 12.
  • the negative electrode of the battery 11 and the other end of the load 12 are grounded.
  • the semiconductor switch 20 When the semiconductor switch 20 is on, a current flows from the positive electrode of the battery 11 to the load 12 via the drain and source of the semiconductor switch 20. The battery 11 supplies electric power to the load 12 via the semiconductor switch 20. When the semiconductor switch 20 is off, no current flows through the drain and source of the semiconductor switch 20. Therefore, no power is supplied to the load 12.
  • the load 12 is an electric device mounted on the vehicle. The load 12 operates while the load 12 is being powered. When the power supply to the load 12 is stopped, the load 12 stops the operation.
  • the switch control device 10 controls the power supply from the battery 11 to the load 12 by switching the semiconductor switch 20 on or off.
  • the drain of the semiconductor switch 20 is one end on the upstream side of the semiconductor switch 20.
  • the source of the semiconductor switch 20 is one end on the downstream side of the semiconductor switch 20.
  • the switch control device 10 includes a device resistance 21, a temperature detection unit 22, a drive circuit 23, a controller 24, a comparator 25, and a current control device 26.
  • the comparator 25 has a positive end, a negative end, and an output end.
  • the current control device 26 includes a constant current circuit 30 and a current regulator 31.
  • the drain of the semiconductor switch 20 is connected to one end of the device resistor 21.
  • the device resistor 21 functions as a second resistor.
  • the other end of the device resistor 21 is connected to the constant current circuit 30.
  • the constant current circuit 30 is grounded.
  • the constant current circuit 30 is connected to the current regulator 31.
  • the current regulator 31 is further connected to the temperature detection unit 22.
  • the gate of the semiconductor switch 20 is connected to the drive circuit 23.
  • the drive circuit 23 is further separately connected to the controller 24 and the output terminal of the comparator 25.
  • the positive end of the comparator 25 is connected to the source of the semiconductor switch 20.
  • the negative end of the comparator 25 is connected to the other end of the device resistor 21.
  • the semiconductor switch 20 when the gate voltage whose reference potential is the source potential is equal to or higher than a constant voltage value, the semiconductor switch 20 is on. In the semiconductor switch 20, when the voltage of the gate whose reference potential is the potential of the source is less than a constant voltage, the semiconductor switch 20 is off.
  • Each of the controller 24 and the comparator 25 outputs a high level voltage or a low level voltage to the drive circuit 23.
  • the drive circuit 23 switches the semiconductor switch 20 on or off according to the output voltages of the controller 24 and the comparator 25.
  • the semiconductor switch 20 When the semiconductor switch 20 is switched on, the drive circuit 23 raises the voltage of the gate whose reference potential is the ground potential. As a result, the voltage of the gate whose reference potential is the potential of the source rises, and becomes a voltage equal to or higher than a certain voltage. As a result, the semiconductor switch 20 is switched on.
  • the drive circuit 23 lowers the voltage at the gate of the semiconductor switch 20 whose reference potential is the ground potential. As a result, the voltage of the gate whose reference potential is the potential of the source is lowered, and the voltage becomes less than a constant voltage. As a result, the semiconductor switch 20 is switched off.
  • the source voltage of the semiconductor switch 20 will be referred to as the switch voltage.
  • the voltage at one end of the device resistance 21 on the constant current circuit 30 side is referred to as a resistance voltage.
  • the reference potential of the switch voltage and the resistance voltage is the ground potential.
  • the constant current circuit 30 of the current control device 26 draws a constant current from the positive electrode of the battery 11 via the device resistor 21.
  • the constant current drawn into the constant current circuit 30 returns to the negative electrode of the battery 11.
  • the current regulator 31 applies a voltage to the constant current circuit 30.
  • the constant current circuit 30 draws a constant current according to the voltage applied by the current regulator 31.
  • Current information indicating the constant current drawn by the constant current circuit 30 is output from the constant current circuit 30 to the current regulator 31.
  • the temperature detection unit 22 detects the ambient temperature of the semiconductor switch 20 and outputs temperature information indicating the detected ambient temperature to the current regulator 31.
  • the current regulator 31 adjusts the voltage applied to the constant current circuit 30 based on the temperature information and the current information input from the temperature detection unit 22 and the constant current circuit 30. By adjusting the voltage applied to the constant current circuit 30, the constant current drawn by the constant current circuit 30 is adjusted.
  • the output voltage of the battery 11 is described as Vd.
  • the switch current flowing through the semiconductor switch 20 is referred to as Is.
  • the constant current drawn by the constant current circuit 30 is referred to as Ic.
  • Is and Ic are numerical values.
  • the on-resistance value of the semiconductor switch 20 is described as Ron.
  • the on-resistance value is the resistance value between the drain and the source of the semiconductor switch 20 when the semiconductor switch 20 is on.
  • the resistance value of the device resistance 21 is described as Rc.
  • the switch voltage is represented by (Vd-Ron ⁇ Is).
  • the resistance voltage is represented by (Vd-Rc ⁇ Ic).
  • Vd, Is, Ic, Ron and Rc are positive values.
  • the current threshold value represented by Rc / Ic / Ron is described as Is.
  • the fact that the switch voltage is greater than or equal to the resistance voltage means that the switch current Is is less than or equal to the current threshold value Is. Since the resistance value Rc, the constant current Ic, and the on-resistance value Ron of the device resistance 21 are positive values, the current threshold value Is is also a positive value.
  • the comparator 25 outputs a high level voltage to the drive circuit 23 when the switch current Is is equal to or less than the current threshold value Is.
  • the comparator 25 outputs a low level voltage to the drive circuit 23 when the switch current Is exceeds the current threshold value Is.
  • the switch voltage When the semiconductor switch 20 is off, the switch voltage is zero V.
  • the resistance voltage is represented by Vd-Rc ⁇ Ic. This value is a positive value. Therefore, when the semiconductor switch 20 is off, the switch voltage is less than the resistance voltage, so that the comparator 25 outputs a low level voltage.
  • FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the semiconductor switch 20.
  • FIG. 2 shows the transition of the state of the semiconductor switch 20, the transition of the output voltage of the comparator 25 and the controller 24, and the transition of the switch current. Time is shown on the horizontal axis of these transitions.
  • the high level voltage and the low level voltage are indicated by "H” and "L", respectively.
  • the drive circuit 23 keeps the semiconductor switch 20 off.
  • the switch current is zero A and the comparator 25 outputs a low level voltage to the drive circuit 23.
  • the drive circuit 23 switches the semiconductor switch 20 from off to on. As a result, a current flows from the positive electrode of the battery 11 to the load 12 via the semiconductor switch 20.
  • the switch current is equal to or less than the current threshold value Is. Therefore, the comparator 25 switches the output voltage from the low level voltage to the high level voltage.
  • the drive circuit 23 switches the semiconductor switch 20 from on to off. As a result, the current flow is stopped through the semiconductor switch 20. As a result, the switch current drops to zero A, and the output voltage of the comparator 25 switches from the high level voltage to the low level voltage.
  • the drive circuit 23 switches the semiconductor switch 20 on or off according to the output voltage of the controller 24.
  • the controller 24 outputs a high level voltage to the drive circuit 23.
  • the controller 24 outputs a low level voltage to the drive circuit 23.
  • the semiconductor switch 20 when the controller 24 outputs a high level voltage, the semiconductor switch 20 is on, and a switch current flows through the semiconductor switch 20.
  • the switch current is less than the current threshold Is, and the comparator 25 outputs a high level voltage.
  • the comparator 25 switches the output voltage from the high level voltage to the low level voltage.
  • the drive circuit 23 switches the semiconductor switch 20 off.
  • the switch current drops to zero A.
  • an overcurrent that greatly exceeds the current threshold value Is is prevented from flowing through the semiconductor switch 20.
  • the drive circuit 23 functions as a switching unit. In the example of FIG. 2, after the semiconductor switch 20 is switched off, the semiconductor switch 20 is kept off. As described above, when the semiconductor switch 20 is off, the output voltage of the comparator 25 is a low level voltage.
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship between the on-resistance value Ron and the ambient temperature of the semiconductor switch 20.
  • the on-resistance value Ron of the semiconductor switch 20 fluctuates according to the temperature of the semiconductor switch 20.
  • the ambient temperature of the semiconductor switch 20 fluctuates in the same manner as the temperature of the semiconductor switch 20. Therefore, the on-resistance value Ron of the semiconductor switch 20 fluctuates according to the ambient temperature of the semiconductor switch 20. As shown in FIG. 3, the on-resistance value Ron increases when the ambient temperature of the semiconductor switch 20 rises.
  • the drive circuit 23 may mistakenly switch the semiconductor switch 20 off even though the switch current is a normal current.
  • the current regulator 31 changes the constant current Ic drawn by the constant current circuit 30 in the same manner as the on-resistance value Ron according to the ambient temperature of the semiconductor switch 20 detected by the temperature detection unit. Let me. Specifically, when the on-resistance value Ron rises to a 1.2-fold value due to a change in the ambient temperature of the semiconductor switch 20, the current regulator 31 adjusts the constant current Ic to a 1.2-fold value. As a result, the current threshold value Is can be maintained at a constant target value independent of the ambient temperature of the semiconductor switch 20.
  • the resistance value Rc of the device resistance 21 is constant regardless of the ambient temperature of the semiconductor switch 20.
  • the current regulator 31 sets the value of the constant current Ic according to the ambient temperature of the semiconductor switch 20 indicated by the temperature information input from the temperature detection unit 22, and sets the voltage applied to the constant current circuit 30. Adjust to the voltage corresponding to the set value. As a result, the constant current circuit 30 adjusts the constant current. When the constant current indicated by the current information input from the constant current circuit 30 is different from the set value, the current regulator 31 finely adjusts the constant current by adjusting the voltage applied to the constant current circuit 30. ..
  • FIG. 4 is a circuit diagram showing a main configuration of the constant current circuit 30 and the current regulator 31.
  • the constant current circuit 30 has a transistor 40 and a circuit resistor 41.
  • the transistor 40 is an NPN type bipolar transistor.
  • the collector of the transistor 40 is connected to the other end of the device resistor 21.
  • the emitter of the transistor 40 is connected to the current regulator 31 and one end of the circuit resistor 41.
  • the other end of the circuit resistor 41 is grounded.
  • the base of the transistor 40 is connected to the current regulator 31.
  • the constant current flows in the order of the device resistor 21, the collector of the transistor 40, the emitter of the transistor 40, and the circuit resistor 41. Therefore, in the constant current path, the collector of the transistor 40 is arranged on the upstream side of the emitter of the transistor 40. In the constant current path, the circuit resistor 41 is arranged on the downstream side of the transistor 40.
  • the current regulator 31 applies a voltage whose reference potential is the ground potential to the base of the transistor 40.
  • Vb the voltage at the base of the transistor 40 whose reference potential is the ground potential
  • Ve The voltage of the emitter of the transistor 40 whose reference potential is the ground potential
  • Vbe The voltage between the base and the emitter of the transistor 40.
  • the voltage Vbe is substantially constant. When the transistor 40 is made of silicon, the voltage Vbe is about 0.6V.
  • the resistance value between the collector and the emitter of the transistor 40 is adjusted so that the voltage Ve of the emitter matches (Vb-Vbe). Specifically, when the base voltage Vb rises, the resistance value between the collector and the emitter of the transistor 40 decreases. As a result, the combined resistance value of the device resistor 21, the transistor 40, and the circuit resistor 41 decreases, and the current flowing through the circuit resistor 41 from the positive electrode of the battery 11 increases. As a result, the voltage Ve of the emitter rises to (Vb-Vbe).
  • the constant current is adjusted to (Vb-Vbe) / Rk.
  • the resistance value between the collector and the emitter of the transistor 40 decreases, and the constant current is maintained at (Vb-Vbe) / Rk.
  • the resistance value between the collector and the emitter of the transistor 40 rises, and the constant current is maintained at (Vb-Vbe) / Rk.
  • the current amplification factor represented by (current flowing into the collector) / (current flowing into the base) is described as hfe. Since the current flowing into the collector is a constant current Ic, the current flowing from the current regulator 31 to the base of the transistor 40 is represented by Ic / hfe. Therefore, the current output from the emitter of the transistor 40 toward the circuit resistor 41 is represented by (1 + hfe) ⁇ Ic / hfe.
  • the current amplification factor hfe, the voltage Vbe, and the resistance value Rk are substantially constant. Therefore, the constant current Ic can be adjusted by adjusting the voltage Vb of the base.
  • the current regulator 31 adjusts the base voltage Vb. The higher the base voltage Vb, the larger the constant current Ic.
  • the emitter voltage Ve is proportional to the constant current Ic. Since the resistance value Rk and the current amplification factor hfe are constants, the constant current Ic can be calculated based on the voltage Ve of the emitter. As the current information indicating the constant current Ic, the voltage Ve of the emitter, that is, the voltage between both ends of the circuit resistor 41 is output to the current regulator 31.
  • the current regulator 31 includes a microcomputer (hereinafter referred to as a microcomputer) 50 and a smoothing circuit 51.
  • the smoothing circuit 51 has a first resistor 60, a second resistor 61, and a capacitor 62.
  • the microcomputer 50 is connected to the temperature detection unit 22 and the emitter of the transistor 40.
  • the microcomputer 50 is further connected to one end of the first resistor 60 and the second resistor 61 of the smoothing circuit 51.
  • the other end of the first resistor 60 is connected to the base of the transistor 40 and one end of the capacitor 62.
  • the other ends of each of the first resistor 60 and the capacitor 62 are grounded.
  • the microcomputer 50 outputs a PWM (Pulse Width Modulation) signal composed of a high level voltage and a low level voltage to the smoothing circuit 51.
  • the voltage of the PWM signal is a voltage at which the reference potential is the ground potential.
  • the high level voltage of the PWM signal is a positive constant voltage, for example, 5V.
  • the low level voltage of the PWM signal is a voltage lower than the high level voltage, for example, zero V.
  • the microcomputer 50 adjusts the ratio of the PWM signal to the period during which the voltage is the high level voltage, that is, the duty in one cycle.
  • Duty is a value that is greater than or equal to zero and less than or equal to 1. The larger the duty, the longer the period during which the voltage is the high level voltage in one cycle.
  • the capacitor 62 smoothes the voltage of the PWM signal by charging and discharging.
  • the first and second time constants are large enough. Therefore, the voltage between both ends of the capacitor 62 substantially matches the average value of the voltages of the PWM signals in one cycle.
  • the voltage smoothed by the capacitor 62 that is, the voltage between both ends of the capacitor 62 is applied to the base of the transistor 40.
  • the voltage Vb at the base of the transistor 40 changes according to the duty of the PWM signal. The larger the duty of the PWM signal, the higher the voltage Vb at the base of the transistor 40.
  • the microcomputer 50 adjusts the base voltage Vb by adjusting the duty of the PWM signal. Temperature information is output from the temperature detection unit 22 to the microcomputer 50. Current information is output from the constant current circuit 30 to the microcomputer 50. The microcomputer 50 adjusts the duty of the PWM signal, that is, the base voltage Vb, based on the temperature information and the current information. A current flows through the first resistor 60 or from the capacitor 62 to the base of the transistor 40.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a main configuration of the microcomputer 50.
  • the microcomputer 50 includes A / D conversion units 70 and 71, a signal output unit 72, a storage unit 73, and a control unit 74. These are connected to the internal bus 75.
  • the A / D conversion unit 70 is further connected to the temperature detection unit 22.
  • the A / D conversion unit 71 is further connected to one end of the circuit resistance 41 of the constant current circuit 30.
  • the signal output unit 72 is further connected to one end of the capacitor 62 of the smoothing circuit 51.
  • Analog temperature information is output from the temperature detection unit 22 to the A / D conversion unit 70.
  • the analog temperature information is, for example, a voltage that fluctuates according to the ambient temperature of the semiconductor switch 20.
  • the A / D conversion unit 70 converts the input analog temperature information into digital temperature information.
  • the control unit 74 acquires digital temperature information from the A / D conversion unit 70.
  • the ambient temperature of the semiconductor switch 20 indicated by the temperature information acquired by the control unit 74 substantially coincides with the ambient temperature of the semiconductor switch 20 at the time of acquisition.
  • the signal output unit 72 outputs a PWM signal toward the smoothing circuit 51.
  • the duty of the PWM signal is adjusted by the control unit 74.
  • the smoothing circuit 51 smoothes the voltage of the PWM signal output by the signal output unit 72.
  • Analog current information is output from the constant current circuit 30 to the A / D conversion unit 71.
  • the analog current information is the voltage of the emitter of the transistor 40, as described above.
  • the A / D conversion unit 71 converts the input analog current information into digital current information.
  • the control unit 74 acquires digital current information from the A / D conversion unit 71.
  • the constant current indicated by the current information acquired by the control unit 74 substantially coincides with the constant current at the time of acquisition.
  • the storage unit 73 is a non-volatile memory.
  • the computer program P is stored in the storage unit 73.
  • the control unit 74 has a processing element that executes processing, for example, a CPU (Central Processing Unit), and functions as a processing unit.
  • the processing element of the control unit 74 executes the current adjustment process and the fine adjustment process by executing the computer program P.
  • the current adjustment process is a process of adjusting the constant current to a set value.
  • the fine adjustment process is a process for finely adjusting a constant current.
  • the computer program P may be stored in the storage medium A so that the processing element of the control unit 74 can be read.
  • the computer program P read from the storage medium A by a reading device (not shown) is written in the storage unit 73.
  • the storage medium A is an optical disk, a flexible disk, a magnetic disk, a magnetic optical disk, a semiconductor memory, or the like.
  • the optical disk is a CD (Compact Disc) -ROM (Read Only Memory), a DVD (Digital Versatile Disc) -ROM, or a BD (Blu-ray (registered trademark) Disc).
  • the magnetic disk is, for example, a hard disk.
  • the computer program P may be downloaded from a device (not shown) connected to a communication network (not shown), and the downloaded computer program P may be written in the storage unit 73.
  • the number of processing elements included in the control unit 74 is not limited to 1, and may be 2 or more.
  • the plurality of processing elements may jointly execute the current adjustment process, the fine adjustment process, and the like according to the computer program P.
  • the storage unit 73 stores reference value data indicating a reference value regarding the on-resistance value of the semiconductor switch 20.
  • the reference value is the on-resistance value of the semiconductor switch 20 when the ambient temperature of the semiconductor switch 20 is a predetermined temperature, for example, 27 degrees.
  • the manufacturer of the switch control device 10 measures the on-resistance value of the switch at a predetermined temperature in advance for the switch used as the semiconductor switch 20 of the switch control device 10, and uses the data indicating the measured on-resistance value as a reference. It is stored in the storage unit 73 as value data.
  • the storage unit 73 further stores set value data indicating a constant current set value.
  • the set value indicated by the set value data is updated by the control unit 74.
  • the storage unit 73 further stores a graph showing the relationship between the rate of change of the on-resistance value and the ambient temperature of the semiconductor switch 20, and a graph showing the relationship between the duty of the PWM signal and the set value of the constant current. ..
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the rate of change of the on-resistance value and the ambient temperature of the semiconductor switch.
  • the rate of change of the on-resistance value is the ratio to the reference value indicated by the reference value data.
  • the rate of change of the on-resistance value is X.
  • X is a positive real number. As shown in FIG. 6, the rate of change of the on-resistance value increases as the ambient temperature of the semiconductor switch 20 increases.
  • FIG. 7 is a graph showing the relationship between the set values of duty and constant current.
  • the PWM signal duty setting value is proportional to the constant current setting value.
  • the larger the constant current setting value the larger the duty of the PWM signal.
  • the transistor 40 no current flows through the collector and the emitter of the transistor 40 unless the base voltage whose reference potential is the ground potential exceeds a certain value. Therefore, there are a plurality of values as the duty setting values when the constant current setting value is zero A.
  • a graph showing the relationship between the rate of change of the on-resistance value and the ambient temperature of the semiconductor switch 20 and a graph showing the relationship between the set values of the duty and the constant current are stored in advance in the storage unit 73.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the procedure of the current adjustment process.
  • the control unit 74 periodically executes the current adjustment process.
  • the control unit 74 acquires temperature information from the A / D conversion unit 71 (step S1).
  • the control unit 74 sets the rate of change of the on-resistance value of the semiconductor switch 20 to the rate of change corresponding to the ambient temperature of the semiconductor switch 20 indicated by the temperature information acquired in step S1 (step S2).
  • step S2 for example, the control unit 74 sets the rate of change as the ambient temperature indicated by the temperature information acquired in step S1 in a graph (see FIG. 6) showing the relationship between the rate of change of the on-resistance value and the ambient temperature of the semiconductor switch. Set to the rate of change corresponding to.
  • the method of setting the rate of change is not limited to the method using a graph, and may be, for example, a method using a relational expression showing the relationship between the rate of change of the on-resistance value and the ambient temperature of the semiconductor switch. ..
  • the control unit 74 substitutes the ambient temperature indicated by the temperature information acquired in step S1 into the variable of the ambient temperature in the relational expression, and calculates the rate of change.
  • the control unit 74 sets the rate of change of the on-resistance value to the calculated rate of change.
  • the control unit 74 calculates the on-resistance value of the semiconductor switch 20 by multiplying the rate of change set in step S2 by the reference value indicated by the reference value data (step S3).
  • the control unit 74 sets the set value of the constant current drawn by the constant current circuit 30 to the constant current which is the target value for which the current threshold value is set in advance (step S4).
  • the current threshold value Is is represented by Rc ⁇ Ic / Roh.
  • Rc, Ic, and Ron are the resistance value, constant current, and on-resistance value of the device resistance 21, respectively.
  • the target value of the current threshold value Is is described as Ig
  • the constant current Ic at which the current threshold value Is is the target value Ig is represented by Ron ⁇ Ig / Rc.
  • step S4 the control unit 74 sets the constant current set value to Ron ⁇ Ig / Rc.
  • the target value Ig and the resistance value Rc are constants.
  • the on-resistance value Ron is the on-resistance value calculated in step S3.
  • the on-resistance value Ron is the reference value
  • the constant current Ic at which the current threshold value Is is the target value Ig is described as the reference current value. It is assumed that the on-resistance value Ron becomes X times the reference value according to the fluctuation of the ambient temperature of the semiconductor switch 20.
  • the set value of the constant current is set to X times the reference current value.
  • X is a positive real number.
  • the set value set in step S4 is also a value corresponding to the ambient temperature of the semiconductor switch 20.
  • control unit 74 updates the set value of the constant current indicated by the set value data to the set value set in step S4 (step S5), and sets the duty set value of the PWM signal by the set value data.
  • the duty is set to the set value corresponding to the current set value (step S6).
  • control unit 74 sets the duty, for example, the constant current set value indicated by the set value data in the graph (see FIG. 7) showing the relationship between the duty set value and the constant current set value. Set to the setting value corresponding to.
  • the method of setting the duty setting value is not limited to the method using a graph, and may be, for example, a method using a relational expression showing the relationship between the duty setting value and the constant current setting value. ..
  • the control unit 74 substitutes the set value indicated by the set value data into the variable of the set value of the constant current in the relational expression, and calculates the set value of the duty.
  • the control unit 74 sets the set value of the duty to the calculated set value.
  • the control unit 74 adjusts the duty of the PWM signal output by the signal output unit 72 to the set value of the duty set in step S6 (step S7).
  • the base voltage of the transistor 40 applied by the current regulator 31 is adjusted to a voltage corresponding to the duty set value set in step S6, that is, the constant current set value set in step S4. ..
  • the higher the duty the higher the voltage of the base.
  • the constant current is adjusted to a value corresponding to the adjusted base voltage. As mentioned above, the constant current increases as the base voltage increases.
  • the control unit 74 ends the current adjustment process after executing step S7.
  • the control unit 74 adjusts the constant current to a value corresponding to the on-resistance value of the semiconductor switch 20 by periodically executing the current adjustment process.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram of the effect of the current adjustment process.
  • FIG. 9 shows a graph showing the relationship between the on-resistance value and the ambient temperature, a graph showing the relationship between the constant current and the ambient temperature, and a graph showing the relationship between the current threshold value and the ambient temperature.
  • the ambient temperature is the ambient temperature of the semiconductor switch 20.
  • the control unit 74 periodically executes the current adjustment process. As a result, the constant current fluctuates in the same manner as the on-resistance value according to the ambient temperature of the semiconductor switch 20. Specifically, when the on-resistance value becomes X times the reference value due to fluctuations in the ambient temperature, the constant current is adjusted to X times the reference current value in the current adjustment process.
  • X is a positive real number
  • the reference current value is a constant current whose current threshold value is the target value when the on-resistance value is the reference value. Since the constant current is adjusted as described above, the current threshold value is maintained at a constant target value regardless of the ambient temperature of the semiconductor switch 20, as shown in FIG.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the procedure of the fine adjustment processing.
  • the duty of the PWM signal that is, the voltage at the base of the transistor 40 is adjusted so that the constant current becomes the set value.
  • the fine adjustment process is a process for adjusting the actual constant current to a set value.
  • the control unit 74 periodically executes the fine adjustment process.
  • the control unit 74 reads out the constant current set value indicated by the set value data (step S11), and acquires the current information from the A / D conversion unit 71 (step S12). As described above, the current information is the voltage between both ends of the circuit resistor 41 and indicates the actual constant current. Next, the control unit 74 determines whether or not the actual constant current indicated by the current information acquired in step S12 matches the set value read in step S11 (step S13).
  • the meaning of "match" in step S13 is not limited to a strict meaning. For example, when the difference value between the actual constant current and the set value is less than a predetermined value, the control unit 74 may determine in step S13 that the actual current value matches the set value.
  • the control unit 74 determines in step S13 that the actual current value is different from the set value.
  • the predetermined value is set in advance and is, for example, a value that can be regarded as an error.
  • step S13: YES When the control unit 74 determines that the actual constant current matches the set value (step S13: YES), the control unit 74 ends the fine adjustment process.
  • the control unit 74 determines that the actual constant current does not match the set value, that is, the actual constant current is different from the set value (step S13: NO), the current information acquired in step S12 is obtained. It is determined whether or not the actual constant current shown exceeds the set value read in step S11 (step S14).
  • step S15 the control unit 74 reduces the duty of the PWM signal output by the signal output unit 72 (step S15). As a result, the voltage at the base of the transistor 40 drops, and the constant current drops.
  • the reduction width of the duty may be a constant value.
  • the reduction width of the duty may be a width corresponding to the difference value between the constant current and the set value. In this case, the larger the difference value, the larger the amount of decrease.
  • the control unit 74 determines that the actual constant current does not exceed the set value (S14: NO)
  • the actual constant current is less than the set value, so that the PWM signal output by the signal output unit 72 Increase the duty (step S16).
  • the voltage at the base of the transistor 40 rises, and the constant current rises.
  • the increase in duty may be a constant value.
  • the increase width of the duty may be a width corresponding to the difference value between the constant current and the set value. In this case, the larger the difference value, the larger the increase.
  • step S13 determines whether or not to adjust the base voltage of the transistor 40 based on the difference value between the constant current indicated by the current information acquired in step S12 and the set value indicated by the set value data. Corresponds to determining.
  • the control unit 74 executes step S15 or step S16, and then executes step S13 again.
  • the control unit 74 determines the duty of the PWM signal output by the signal output unit 72, that is, the base of the transistor 40, until the actual constant current matches the set value. Adjust the voltage of.
  • the control unit 74 can match the actual constant current drawn by the constant current circuit 30 with the set value indicated by the set value data, that is, the set value set in step S4 of the current adjustment process.
  • the meaning of "match" with respect to the constant current and the set value is not limited to a strict meaning as described above.
  • the current information is not limited to the voltage between both ends of the circuit resistor 41, and may be, for example, the voltage between both ends of the device resistor 21.
  • the constant current can be calculated by dividing the voltage between both ends of the device resistance 21 by the resistance value of the device resistance 21.
  • a resistor may be arranged on the upstream side of the transistor 40. In this case, the current information may be the voltage across this resistor.
  • the adjustment of the duty of the PWM signal corresponds to the adjustment of the voltage of the base of the transistor 40. Therefore, the microcomputer 50 may directly adjust the voltage of the base of the transistor 40 instead of the duty of the PWM signal.
  • the higher the duty of the PWM signal the higher the base voltage of the transistor 40. Therefore, the control unit 74 sets the base voltage setting value in the same manner as the duty setting value.
  • the microcomputer 50 has a voltage application unit that directly applies a voltage to the base of the transistor 40 instead of the signal output unit. The voltage application unit is connected to the base of the transistor 40, and adjusts the voltage of the base according to the instruction of the microcomputer 50.
  • the constant current circuit 30 in the first embodiment is realized by a transistor 40 and a circuit resistor 41.
  • the configuration of the constant current circuit that draws in the constant current is not limited to the configuration of the constant current circuit 30.
  • the second embodiment will be described as different from the first embodiment.
  • Other configurations except the configuration described later are common to the first embodiment. Therefore, the components common to the first embodiment are designated by the same reference numerals as those of the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
  • FIG. 11 is a block diagram showing a main configuration of the current control device 26a according to the second embodiment.
  • the switch control device 10 according to the second embodiment has other components other than the current control device 26 among the components included in the switch control device 10 according to the first embodiment.
  • the switch control device 10 in the second embodiment has a current control device 26a instead of the current control device 26.
  • the current control device 26a includes a constant current circuit 30a, a current regulator 31a, and a regulator 32.
  • the current regulator 31a has a microcomputer 50.
  • the other end of the device resistor 21 is connected to the constant current circuit 30a.
  • the constant current circuit 30a is grounded.
  • the drain of the semiconductor switch 20 is connected to the regulator 32.
  • the regulator 32 is connected to the constant current circuit 30 and the microcomputer 50 of the current regulator 31a.
  • the temperature detection unit 22 is connected to the microcomputer 50 of the current regulator 31a.
  • the microcomputer 50 is further connected to the constant current circuit 30.
  • the constant current circuit 30a of the current regulator 31a draws a constant current from the positive electrode of the battery 11 via the device resistor 21 as in the constant current circuit 30 in the first embodiment.
  • the regulator 32 steps down the output voltage of the battery 11 whose reference potential is the ground potential to a target voltage, and applies the target voltage to the constant current circuit 30a. As a result, a current flows from the regulator 32 to the constant current circuit 30a.
  • the target voltage is a voltage whose reference potential is the ground potential.
  • the current flowing from the regulator 32 to the constant current circuit 30a is referred to as a reference current.
  • the reference current is represented by Ir.
  • the constant current Ic drawn by the constant current circuit 30a substantially matches K times the reference current Ir.
  • K is a positive real number.
  • the reference current Ir changes according to the target voltage. Therefore, the constant current Ic is adjusted by adjusting the target voltage.
  • the microcomputer 50 acquires temperature information from the temperature detection unit 22 as in the first embodiment.
  • the microcomputer 50 further acquires current information indicating a constant current Ic from the constant current circuit 30a.
  • the microcomputer 50 adjusts the voltage applied to the constant current circuit 30a by the regulator 32 based on the acquired temperature information and current information.
  • the constant current circuit 30a and the current regulator 31a each operate in the same manner as the constant current circuit 30 and the current regulator 31a in the first embodiment.
  • the constant current circuit 30a has a first circuit resistor 80, a second circuit resistor 81, and a current mirror circuit 82.
  • the current mirror circuit 82 has a first transistor B1 and a second transistor B2.
  • the first transistor B1 and the second transistor B2 are NPN type bipolar transistors, respectively.
  • One end of the first circuit resistor 80 is connected to the other end of the device resistor 21.
  • the other end of the first circuit resistor 80 is connected to the collector of the first transistor B1.
  • One end of the second circuit resistor 81 is connected to the regulator 32.
  • the other end of the second circuit resistor 81 is connected to the collector and base of the second transistor B2.
  • the base of the first transistor B1 is connected to the base of the second transistor B2.
  • the emitters of the first transistor B1 and the second transistor B2 are grounded. Both ends of the first circuit resistor 80 are connected to the microcomputer 50.
  • the constant current Ic flows from the positive electrode of the battery 11 in the order of the device resistor 21, the first circuit resistor 80, and the first transistor B1.
  • the constant current Ic flows in the order of collector and base.
  • the reference current Ir flows from the regulator 32 in the order of the second circuit resistor 81 and the second transistor B2.
  • the second transistor B2 most of the reference current Ir flows in the order of collector and base. The current flowing through the collector and the base in the second transistor B2 substantially coincides with the reference current Ir.
  • the emitter and base of the first transistor B1 are connected to the emitter and base of the second transistor B2, respectively. Therefore, the voltage between the base and the emitter of the first transistor B1 is the same as the voltage between the base and the emitter of the second transistor B2.
  • the collector current flowing in the order of the collector and the emitter is determined by the voltage between the emitter and the base. Therefore, the constant current Ic is adjusted to K times the reference current Ir.
  • the relationship between the collector current and the voltage between the emitter and base is described as the transistor characteristic.
  • the constant current Ic substantially matches the reference current Ir.
  • the reference current Ir increases as the target voltage applied by the regulator 32 to one end of the second circuit resistor 81 of the constant current circuit 30a increases.
  • the microcomputer 50 outputs the target information indicating the set value of the target voltage to the regulator 32.
  • the regulator 32 adjusts the target voltage applied to one end of the second circuit resistor 81 of the constant current circuit 30a to a set value.
  • the microcomputer 50 adjusts the target voltage by outputting target information indicating various set values to the regulator 32.
  • the voltage between both ends of the first circuit resistor 80 is represented by (resistance value of the first circuit resistor 80) ⁇ Ic. Since the resistance value of the first circuit resistor 80 is a constant value, the constant current Ic can be calculated by dividing the voltage between both ends of the first circuit resistor 80 by the resistance value of the first circuit resistor 80. The voltage between both ends of the first circuit resistor 80 is output to the microcomputer 50 as current information indicating a constant current Ic. The microcomputer 50 adjusts the target voltage applied by the regulator 32 based on the temperature information input from the temperature detection unit 22 and the current information input from the constant current circuit 30a.
  • FIG. 12 is a block diagram showing a main configuration of the microcomputer 50.
  • the microcomputer 50 in the second embodiment has other components other than the signal output unit 72 among the components included in the microcomputer 50 in the first embodiment.
  • the microcomputer 50 in the second embodiment has a voltage adjusting unit 76 instead of the signal output unit 72.
  • the voltage adjusting unit 76 is separately connected to the internal bus 75 and the regulator 32.
  • the A / D conversion unit 71 operates in the same manner as in the first embodiment. However, the current information input to the A / D conversion unit 71 is not the voltage between both ends of the circuit resistor 41, but the voltage between both ends of the first circuit resistor.
  • the voltage adjusting unit 76 adjusts the target voltage applied by the regulator 32 to one end of the second circuit resistor 81 of the constant current circuit 30a by outputting target information indicating various set values.
  • the voltage adjusting unit 76 adjusts the target voltage according to the instruction of the control unit 74.
  • the control unit 74 executes the same current adjustment process as the current adjustment process of the first embodiment shown in FIG.
  • step S6 in the second embodiment the control unit 74 sets the set value of the target voltage, not the duty of the PWM signal, to the set value of the target voltage corresponding to the set value of the constant current indicated by the set value data.
  • the control unit 74 may set the target voltage set value using a graph showing the relationship between the target voltage set value and the constant current set value. Further, in step S6, the control unit 74 may set the target voltage set value using a relational expression showing the relationship between the target voltage set value and the constant current set value.
  • the larger the set value of the constant current the larger the set value of the target voltage is set.
  • step S7 in the second embodiment the control unit 74 instructs the voltage adjusting unit 76 to adjust the target voltage to the set value set in step S6. After executing step S7, the control unit 74 ends the current adjustment process.
  • the control unit 74 executes a fine adjustment process similar to the fine adjustment process of the first embodiment shown in FIG. In step S15 in the second embodiment, the control unit 74 instructs the voltage adjusting unit 76 to lower the target voltage instead of the duty of the PWM signal.
  • the amount of decrease in the target voltage may be a constant value.
  • the reduction width of the target voltage may be a width corresponding to the difference value between the actual constant current and the set value of the constant current. In this case, the larger the difference value, the larger the amount of decrease.
  • the control unit 74 instructs the voltage adjusting unit 76 to raise the target voltage instead of the duty of the PWM signal.
  • the increase range of the target voltage may be a constant value.
  • the increase width of the target voltage may be a width corresponding to the difference value between the actual constant current and the set value of the constant current. In this case, the larger the difference value, the larger the increase.
  • the control unit 74 executes step S15 or step S16, and then executes step S13 again, as in the first embodiment.
  • the control unit 74 repeatedly adjusts the target voltage applied by the regulator 32 until the actual constant current matches the set value.
  • the control unit 74 can match the actual constant current drawn by the constant current circuit 30 with the set value indicated by the set value data, that is, the set value set in step S4 of the current adjustment process.
  • the switch control device 10 according to the second embodiment similarly exhibits the effect of the switch control device 10 according to the first embodiment. Therefore, it is prevented that an overcurrent that greatly exceeds the current threshold value flows through the semiconductor switch 20, and the current threshold value is maintained at a constant value that does not depend on the ambient temperature of the semiconductor switch 20.
  • the method of adjusting the constant current Ic is not limited to the method of adjusting the target voltage.
  • the target voltage may be fixed.
  • a variable resistor is connected instead of the first circuit resistor 80.
  • the constant current Ic can be adjusted by adjusting the resistance value of the variable resistor.
  • the microcomputer 50 adjusts the resistance value of the variable resistor instead of adjusting the target voltage. The smaller the resistance value of the variable resistor, the larger the constant current Ic. Therefore, instead of lowering the target voltage, the resistance value of the variable resistor is raised. Instead of increasing the target voltage, decrease the resistance value of the variable resistor.
  • each of the first transistor B1 and the second transistor B2 is not limited to the NPN type bipolar transistor, and may be, for example, an N channel type FET.
  • the device in which the current control device 26 in the first embodiment or the current control device 26a in the second embodiment is used is not limited to the switch control device 10.
  • Each of the current control devices 26 and 26a can be used in a device that supplies a constant current to the load.
  • the semiconductor switch 20 is not limited to the N-channel MOSFET, and may be any semiconductor switch whose on-resistance value fluctuates according to the ambient temperature.
  • the semiconductor switch 20 may be, for example, a semiconductor switch whose on-resistance value decreases when the ambient temperature decreases.

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Abstract

電流制御装置は定電流回路（３０）及び電流調整器（３１）を備える。電流調整器（３１）は定電流回路（３０）に電圧を印加する。定電流回路（３０）は、印加された電圧に応じた定電流を引き込む。マイコン（５０）は、定電流回路（３０）が引き込む定電流の値を設定し、電流調整器（３１）が定電流回路（３０）に印加する電圧を、設定した設定値に応じた電圧に調整する。マイコン（５０）は、定電流回路（３０）が引き込む定電流と設定値との差分値に基づいて、電流調整器（３１）が定電流回路（３０）に印加している電圧を調整する。

Description

電流制御装置、スイッチ制御装置、電流制御方法及びコンピュータプログラム
　本開示は、電流制御装置、スイッチ制御装置、電流制御方法及びコンピュータプログラムに関する。
　本出願は、２０２０年３月２３日出願の日本出願第２０２０－０５１５０３号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
　特許文献１には、バッテリから負荷への電力供給を制御する車両用のスイッチ制御装置が開示されている。このスイッチ制御装置では、バッテリから負荷に流れる電流の電流経路に半導体スイッチが配置されている。半導体スイッチをオン又はオフに切替えることによって負荷への電力供給を制御する。半導体スイッチの上流側に抵抗の一端が接続されている。特許文献１に記載のスイッチ制御装置は定電流回路を備え、定電流回路はバッテリから抵抗を介して定電流を引き込んでいる。
　半導体スイッチがオンである場合において、半導体スイッチの下流側の一端の電圧を抵抗の他端の電圧と比較する。これにより、半導体スイッチを介して流れる電流が電流閾値以上であるか否かを判定することができる。電流閾値は、（抵抗の抵抗値）・（定電流）／（半導体スイッチのオン抵抗値）で表される。「・」は積を表す。オン抵抗値は、半導体スイッチがオンである場合における半導体スイッチの抵抗値である。
　電流閾値は一定であることが好ましい。しかしながら、半導体スイッチのオン抵抗値は、半導体スイッチの温度に応じて変化する。このため、特許文献１に記載のスイッチ制御装置では、半導体スイッチの温度と同様に変動する半導体スイッチの周囲温度に応じて、定電流を変動させる。結果、半導体スイッチの温度に応じた電流閾値の変動幅が小さい構成が実現される。
特開２０１７－２２９１３８号公報
　本開示の一態様に係る電流制御装置は、電圧が印加されており、印加されている電圧に応じた定電流を引き込む定電流回路と、処理を実行する処理部とを備え、前記処理部は、前記定電流回路が引き込む定電流の値を設定し、前記定電流回路に印加されている電圧を、設定した設定値に応じた電圧に調整し、前記定電流回路が引き込む定電流を示す電流情報を取得し、取得した電流情報が示す定電流と設定した設定値との差分値に基づいて、前記定電流回路に印加されている電圧を調整するか否かを判定する。
　本開示の一態様に係るスイッチ制御装置は、電流が流れる半導体スイッチと、前記半導体スイッチの上流側の一端に接続される第２の抵抗と、前記半導体スイッチの下流側の一端のスイッチ電圧が、前記第２の抵抗の下流側の一端の抵抗電圧未満である場合に前記半導体スイッチをオフに切替える切替え部と、電圧が印加されており、印加されている電圧に応じた定電流を前記第２の抵抗を介して引き込む定電流回路と、処理を実行する処理部とを備え、前記処理部は、前記定電流回路が引き込む定電流の値を設定し、前記定電流回路に印加されている電圧を、設定した設定値に応じた電圧に調整し、前記定電流回路が引き込む定電流を示す電流情報を取得し、取得した電流情報が示す定電流と設定した設定値との差分値に基づいて、前記定電流回路に印加されている電圧を調整するか否かを判定する。
　本開示の一態様に係る電流制御方法では、電圧が印加され、印加された電圧に応じた定電流を引き込む定電流回路の前記定電流の値を設定するステップと、前記定電流回路に印加する電圧を、設定した設定値に応じた電圧に調整するステップと、前記定電流回路が引き込む定電流を示す電流情報を取得するステップと、取得した電流情報が示す定電流と設定した設定値との差分値に基づいて、前記定電流回路に印加する電圧を調整するか否かを判定するステップとをコンピュータが実行する。
　本開示の一態様に係るコンピュータプログラムは、電圧が印加され、印加された電圧に応じた定電流を引き込む定電流回路の前記定電流の値を設定するステップと、前記定電流回路に印加する電圧を、設定した設定値に応じた電圧に調整するステップと、前記定電流回路が引き込む定電流を示す電流情報を取得するステップと、取得した電流情報が示す定電流と設定した設定値との差分値に基づいて、前記定電流回路に印加する電圧を調整するか否かを判定するステップとをコンピュータに実行させる。
　なお、本開示を、このような特徴的な処理部を備える電流制御装置として実現することができるだけでなく、かかる特徴的な処理をステップとする電流制御方法として実現したり、かかるステップをコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムとして実現したりすることができる。また、本開示を、電流制御装置の一部又は全部を実現する半導体集積回路として実現したり、電流制御装置を含む電流制御システムとして実現したりすることができる。
実施形態１における電源システムの要部構成を示すブロック図である。 半導体スイッチの動作を説明するためのタイミングチャートである。 オン抵抗値及び半導体スイッチの周囲温度の関係を示すグラフである。 定電流回路及び電流調整器の要部構成を示す回路図である。 マイコンの要部構成を示すブロック図である。 オン抵抗値の変化率と半導体スイッチの周囲温度との関係を示すグラフである。 デューティ及びスイッチ電流の設定値の関係を示すグラフである。 電流調整処理の手順を示すフローチャートである。 電流調整処理の効果の説明図である。 微調整処理の手順を示すフローチャートである。 実施形態２における電流制御装置の要部構成を示すブロック図である。 マイコンの要部構成を示すブロック図である。
［本開示が解決しようとする課題］
　特許文献１に記載されているように、半導体スイッチの下流側の一端の電圧を抵抗の他端の電圧と比較するスイッチ制御装置では、例えばＣＰＵ(Central Processing Unit)を有する処理部が半導体スイッチの周囲温度に応じた定電流の値を設定してもよい。この場合、定電流回路が引き込む定電流は、処理部が設定した設定値に基づいて調整される。
　ここで、調整後の定電流が設定値と異なる場合、電流閾値が予め設定されている目標値に調整されないので、適切なタイミングで半導体スイッチがオンからオフに切替わらない可能性がある。
　そこで、定電流回路が引き込む定電流を処理部が設定した設定値に一致させることができる電流制御装置、スイッチ制御装置、電流制御方法及びコンピュータプログラムを提供することを目的とする。
［本開示の効果］
　本開示によれば、定電流回路が引き込む定電流を処理部が設定した設定値に一致させることができる。
［本開示の実施形態の説明］
　最初に本開示の実施態様を列挙して説明する。以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
（１）本開示の一態様に係る電流制御装置は、電圧が印加されており、印加されている電圧に応じた定電流を引き込む定電流回路と、処理を実行する処理部とを備え、前記処理部は、前記定電流回路が引き込む定電流の値を設定し、前記定電流回路に印加されている電圧を、設定した設定値に応じた電圧に調整し、前記定電流回路が引き込む定電流を示す電流情報を取得し、取得した電流情報が示す定電流と設定した設定値との差分値に基づいて、前記定電流回路に印加されている電圧を調整するか否かを判定する。
（２）本開示の一態様に係る電流制御装置では、前記定電流回路は、前記定電流の電流経路にて、コレクタがエミッタの上流側に配置されるＮＰＮ型のバイポーラトランジスタと、前記電流経路において、前記バイポーラトランジスタの下流側に配置される抵抗とを有し、前記処理部は、前記定電流回路が有する前記バイポーラトランジスタのベースの電圧を、設定した設定値に応じた電圧に調整する。
（３）本開示の一態様に係る電流制御装置では、前記電流情報は前記抵抗の両端間の電圧である。
（４）本開示の一態様に係る電流制御装置は、ＰＷＭ信号を出力する信号出力部と、前記信号出力部が出力したＰＷＭ信号の電圧を平滑する平滑回路とを備え、前記平滑回路が平滑した電圧が前記バイポーラトランジスタのベースに印加され、前記処理部は、前記ＰＷＭ信号のデューティを、設定した設定値に応じたデューティに調整する。
（５）本開示の一態様に係るスイッチ制御装置は、電流が流れる半導体スイッチと、前記半導体スイッチの上流側の一端に接続される第２の抵抗と、前記半導体スイッチの下流側の一端のスイッチ電圧が、前記第２の抵抗の下流側の一端の抵抗電圧未満である場合に前記半導体スイッチをオフに切替える切替え部と、電圧が印加されており、印加されている電圧に応じた定電流を前記第２の抵抗を介して引き込む定電流回路と、処理を実行する処理部とを備え、前記処理部は、前記定電流回路が引き込む定電流の値を設定し、前記定電流回路に印加されている電圧を、設定した設定値に応じた電圧に調整し、前記定電流回路が引き込む定電流を示す電流情報を取得し、取得した電流情報が示す定電流と設定した設定値との差分値に基づいて、前記定電流回路に印加されている電圧を調整するか否かを判定する。
（６）本開示の一態様に係るスイッチ制御装置は、前記半導体スイッチの周囲温度を検出する温度検出部を備え、前記処理部は、前記温度検出部が検出した周囲温度に応じて、前記定電流回路が引き込む定電流の設定値を設定する。
（７）本開示の一態様に係る電流制御方法では、電圧が印加され、印加された電圧に応じた定電流を引き込む定電流回路の前記定電流の値を設定するステップと、前記定電流回路に印加する電圧を、設定した設定値に応じた電圧に調整するステップと、前記定電流回路が引き込む定電流を示す電流情報を取得するステップと、取得した電流情報が示す定電流と設定した設定値との差分値に基づいて、前記定電流回路に印加する電圧を調整するか否かを判定するステップとをコンピュータが実行する。
（８）本開示の一態様に係るコンピュータプログラムは、電圧が印加され、印加された電圧に応じた定電流を引き込む定電流回路の前記定電流の値を設定するステップと、前記定電流回路に印加する電圧を、設定した設定値に応じた電圧に調整するステップと、前記定電流回路が引き込む定電流を示す電流情報を取得するステップと、取得した電流情報が示す定電流と設定した設定値との差分値に基づいて、前記定電流回路に印加する電圧を調整するか否かを判定するステップとをコンピュータに実行させる。
　上記の態様に係る電流制御装置、電流制御方法及びコンピュータプログラムにあっては、例えば、定電流回路が引き込む定電流が設定値と異なる場合、定電流回路に印加する電圧を調整することによって、定電流の微調整を行う。このため、定電流回路が引き込む定電流を、処理部が設定した設定値に一致させることができる。「一致」の意味は厳密な意味に限定されない。定電流と設定値との差分値が一定値未満である場合に定電流と設定値とが一致しているとみなしてもよい。一定値は、例えば、誤差とみなすことができる値である。
　上記の態様に係る電流制御装置にあっては、バイポーラトランジスタのコレクタ及びエミッタ間の抵抗値は、コレクタ及びエミッタを介して流れる電流が、バイポーラトランジスタのベースの電圧によって決まる電流となるように調整され、定電流が流れる。ベースの電圧が高い程、定電流は大きい。
　上記の態様に係る電流制御装置にあっては、抵抗の両端間の電圧は、定電流回路が引き込む定電流に比例する。抵抗の両端間の電圧に基づいて定電流を算出する。
　上記の態様に係る電流制御装置にあっては、ＰＷＭ信号のデューティを調整することによって、バイポーラトランジスタのベースの電圧を調整する。ベースの電圧はデューティが大きい程、高い。
　上記の態様に係るスイッチ制御装置にあっては、スイッチ電圧が抵抗電圧未満であることは、半導体スイッチを介して流れる電流が、（第２の抵抗の抵抗値）・（定電流）／（半導体スイッチのオン抵抗値）によって表される電流閾値を超えていることに相当する。「・」は積を意味する。半導体スイッチを介して流れる電流が電流閾値を超えた場合、半導体スイッチをオフに切替える。これにより、電流閾値を大きく超える過電流が半導体スイッチを介して流れることが防止される。
　上記の態様に係るスイッチ制御装置にあっては、半導体スイッチのオン抵抗値は、半導体スイッチの温度、即ち、半導体スイッチの周囲温度に応じて変動する。定電流の設定値は半導体スイッチの周囲温度に応じて設定される。このため、（第２の抵抗の抵抗値）・（定電流）／（半導体スイッチのオン抵抗値）によって表される電流閾値を、半導体スイッチの周囲温度に依存しない一定値に維持することができる。
［本開示の実施形態の詳細］
　本開示の実施形態に係る電源システムの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
（実施形態１）
＜電源システムの構成＞
　図１は、実施形態１における電源システム１の要部構成を示すブロック図である。電源システム１は、好適に車両に搭載されており、スイッチ制御装置１０、バッテリ１１及び負荷１２を備える。スイッチ制御装置１０は半導体スイッチ２０を有する。半導体スイッチ２０はＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴ(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)である。半導体スイッチ２０のドレインはバッテリ１１の正極に接続されている。半導体スイッチ２０のソースは負荷１２の一端に接続されている。バッテリ１１の負極と、負荷１２の他端とは接地されている。
　半導体スイッチ２０がオンである場合、バッテリ１１の正極から、電流が半導体スイッチ２０のドレイン及びソースを介して負荷１２に流れる。バッテリ１１は半導体スイッチ２０を介して負荷１２に電力を供給する。半導体スイッチ２０がオフである場合、半導体スイッチ２０のドレイン及びソースを介して電流が流れない。従って、負荷１２に電力が供給されることはない。負荷１２は、車両に搭載されている電気機器である。負荷１２に電力が供給されている間、負荷１２は作動する。負荷１２への電力供給が停止した場合、負荷１２は動作を停止する。スイッチ制御装置１０では、半導体スイッチ２０をオン又はオフに切替えることによってバッテリ１１から負荷１２への電力供給を制御する。
　半導体スイッチ２０がオンである場合、電流は半導体スイッチ２０のドレイン及びソースの順に流れる。従って、半導体スイッチ２０のドレインは、半導体スイッチ２０の上流側の一端である。半導体スイッチ２０のソースは、半導体スイッチ２０の下流側の一端である。
＜スイッチ制御装置１０の構成＞
　スイッチ制御装置１０は、半導体スイッチ２０に加えて、装置抵抗２１、温度検出部２２、駆動回路２３、制御器２４、コンパレータ２５及び電流制御装置２６を有する。コンパレータ２５は、プラス端、マイナス端及び出力端を有する。電流制御装置２６は定電流回路３０及び電流調整器３１を有する。
　半導体スイッチ２０のドレインは、装置抵抗２１の一端に接続されている。装置抵抗２１は第２の抵抗として機能する。装置抵抗２１の他端は定電流回路３０に接続されている。定電流回路３０は接地されている。電流制御装置２６内では、定電流回路３０は電流調整器３１に接続されている。電流調整器３１は、更に、温度検出部２２に接続されている。半導体スイッチ２０のゲートは駆動回路２３に接続されている。駆動回路２３は、更に、制御器２４とコンパレータ２５の出力端とに各別に接続されている。コンパレータ２５のプラス端は半導体スイッチ２０のソースに接続されている。コンパレータ２５のマイナス端は、装置抵抗２１の他端に接続されている。
　半導体スイッチ２０において、基準電位がソースの電位であるゲートの電圧が一定電圧値以上である場合、半導体スイッチ２０はオンである。半導体スイッチ２０において、基準電位がソースの電位であるゲートの電圧が一定電圧未満である場合、半導体スイッチ２０はオフである。
　制御器２４及びコンパレータ２５それぞれは、ハイレベル電圧又はローレベル電圧を駆動回路２３に出力する。駆動回路２３は、制御器２４及びコンパレータ２５の出力電圧に応じて、半導体スイッチ２０をオン又はオフに切替える。駆動回路２３は、半導体スイッチ２０をオンに切替える場合、基準電位が接地電位であるゲートの電圧を上昇させる。これにより、基準電位がソースの電位であるゲートの電圧が上昇し、一定電圧以上の電圧となる。結果、半導体スイッチ２０がオンに切替わる。駆動回路２３は、半導体スイッチ２０をオフに切替える場合、基準電位が接地電位である半導体スイッチ２０のゲートの電圧を低下させる。これにより、基準電位がソースの電位であるゲートの電圧が低下し、一定電圧未満の電圧となる。結果、半導体スイッチ２０がオフに切替わる。
　以下では、半導体スイッチ２０のソースの電圧をスイッチ電圧と記載する。装置抵抗２１の定電流回路３０側の一端の電圧を抵抗電圧と記載する。スイッチ電圧及び抵抗電圧の基準電位は接地電位である。コンパレータ２５は、スイッチ電圧が抵抗電圧以上である場合、ハイレベル電圧を駆動回路２３に出力する。コンパレータ２５は、スイッチ電圧が抵抗電圧未満である場合、ローレベル電圧を駆動回路２３に出力する。
　電流制御装置２６の定電流回路３０は、バッテリ１１の正極から装置抵抗２１を介して定電流を引き込む。定電流回路３０に引き込まれた定電流はバッテリ１１の負極に戻る。電流調整器３１は定電流回路３０に電圧を印加している。定電流回路３０は、電流調整器３１が印加した電圧に応じた定電流を引き込む。定電流回路３０から電流調整器３１に、定電流回路３０が引き込む定電流を示す電流情報が出力される。
　温度検出部２２は、半導体スイッチ２０の周囲温度を検出し、検出した周囲温度を示す温度情報を電流調整器３１に出力する。電流調整器３１は、温度検出部２２及び定電流回路３０から入力された温度情報及び電流情報に基づいて、定電流回路３０に印加されている電圧を調整する。定電流回路３０に印加されている電圧を調整することによって、定電流回路３０が引き込む定電流が調整される。
　バッテリ１１の出力電圧をＶｄと記載する。半導体スイッチ２０を介して流れるスイッチ電流をＩｓと記載する。定電流回路３０が引き込む定電流をＩｃと記載する。Ｉｓ及びＩｃは数値である。半導体スイッチ２０のオン抵抗値をＲｏｎと記載する。オン抵抗値は、半導体スイッチ２０がオンである場合における半導体スイッチ２０のドレイン及びソース間の抵抗値である。装置抵抗２１の抵抗値をＲｃと記載する。この場合、スイッチ電圧は（Ｖｄ－Ｒｏｎ・Ｉｓ）で表される。抵抗電圧は（Ｖｄ－Ｒｃ・Ｉｃ）で表される。Ｖｄ、Ｉｓ、Ｉｃ、Ｒｏｎ及びＲｃは正値である。
　半導体スイッチ２０はオンであると仮定する。前述したように、スイッチ電圧が抵抗電圧以上である場合、即ち、下記式が満たされる場合、コンパレータ２５はハイレベル電圧を出力する。
　Ｖｄ－Ｒｏｎ・Ｉｓ≧Ｖｄ－Ｒｃ・Ｉｃ
　この不等式を展開した場合、下記式が得られる。
　Ｉｓ≦Ｒｃ・Ｉｃ／Ｒｏｎ
　Ｒｃ・Ｉｃ／Ｒｏｎで表される電流閾値をＩｔｈと記載する。展開した不等式が示すように、スイッチ電圧が抵抗電圧以上であることは、スイッチ電流Ｉｓが電流閾値Ｉｔｈ以下であることを意味する。装置抵抗２１の抵抗値Ｒｃ、定電流Ｉｃ及びオン抵抗値Ｒｏｎは正値であるため、電流閾値Ｉｔｈも正値である。
　前述したように、スイッチ電圧が抵抗電圧未満である場合、即ち、下記式が満たされる場合、コンパレータ２５はローレベル電圧を出力する。
　Ｖｄ－Ｒｏｎ・Ｉｓ＜Ｖｄ－Ｒｃ・Ｉｃ
　この不等式を展開した場合、下記式が得られる。
　Ｉｓ＞Ｒｃ・Ｉｃ／Ｒｏｎ（＝Ｉｔｈ）
　スイッチ電圧が抵抗電圧未満であることは、スイッチ電流Ｉｓが電流閾値Ｉｔｈを超えていることを意味する。
　従って、コンパレータ２５は、スイッチ電流Ｉｓが電流閾値Ｉｔｈ以下である場合、ハイレベル電圧を駆動回路２３に出力する。コンパレータ２５は、スイッチ電流Ｉｓが電流閾値Ｉｔｈを超えている場合、ローレベル電圧を駆動回路２３に出力する。
　半導体スイッチ２０がオフである場合、スイッチ電圧はゼロＶである。抵抗電圧は、Ｖｄ－Ｒｃ・Ｉｃで表される。この値は正値である。従って、半導体スイッチ２０がオフである場合、スイッチ電圧は抵抗電圧未満であるので、コンパレータ２５はローレベル電圧を出力する。
＜半導体スイッチ２０の動作＞
　図２は、半導体スイッチ２０の動作を説明するためのタイミングチャートである。図２は、半導体スイッチ２０の状態の推移と、コンパレータ２５及び制御器２４の出力電圧の推移と、スイッチ電流の推移とが示されている。これらの推移の横軸には時間が示されている。図２では、ハイレベル電圧及びローレベル電圧それぞれは、「Ｈ」及び「Ｌ」によって示されている。
　制御器２４がローレベル電圧を駆動回路２３に出力している場合、駆動回路２３は、半導体スイッチ２０をオフに維持する。半導体スイッチ２０がオフである場合、スイッチ電流はゼロＡであり、コンパレータ２５はローレベル電圧を駆動回路２３に出力する。
　制御器２４が出力電圧をローレベル電圧からハイレベル電圧に切替えた場合、駆動回路２３は半導体スイッチ２０をオフからオンに切替える。これにより、バッテリ１１の正極から半導体スイッチ２０を介して負荷１２に電流が流れる。電源システム１が正常である場合においては、半導体スイッチ２０がオンであるとき、スイッチ電流は電流閾値Ｉｔｈ以下である。このため、コンパレータ２５は、出力電圧をローレベル電圧からハイレベル電圧に切替える。
　制御器２４が出力電圧をハイレベル電圧からローレベル電圧に切替えた場合、駆動回路２３は半導体スイッチ２０をオンからオフに切替える。これにより、半導体スイッチ２０を介して電流の通流が停止する。結果、スイッチ電流がゼロＡに低下し、コンパレータ２５の出力電圧はハイレベル電圧からローレベル電圧に切替わる。
　以上のように、電源システム１が正常である場合、駆動回路２３は、制御器２４の出力電圧に応じて、半導体スイッチ２０をオン又はオフに切替える。制御器２４は、負荷１２を作動させる場合、ハイレベル電圧を駆動回路２３に出力する。制御器２４は、負荷１２の動作を停止させる場合、ローレベル電圧を駆動回路２３に出力する。
　前述したように、制御器２４がハイレベル電圧を出力している場合、半導体スイッチ２０はオンであり、半導体スイッチ２０を介してスイッチ電流が流れる。電源システム１が正常である場合、スイッチ電流は電流閾値Ｉｔｈ未満であり、コンパレータ２５はハイレベル電圧を出力している。
　半導体スイッチ２０がオンである状態で電源システム１において異常が発生し、スイッチ電流が上昇したと仮定する。スイッチ電流が電流閾値Ｉｔｈを超えた場合、コンパレータ２５は、出力電圧をハイレベル電圧からローレベル電圧に切替える。制御器２４の出力電圧がハイレベル電圧である状態でコンパレータ２５の出力電圧がハイレベル電圧からローレベル電圧に切替わった場合、駆動回路２３は半導体スイッチ２０をオフに切替える。これにより、スイッチ電流はゼロＡに低下する。結果、電流閾値Ｉｔｈを大きく超える過電流が半導体スイッチ２０を介して流れることが防止される。駆動回路２３は切替え部として機能する。図２の例では、半導体スイッチ２０がオフに切替わった後、半導体スイッチ２０はオフに維持されている。前述したように、半導体スイッチ２０がオフである場合、コンパレータ２５の出力電圧はローレベル電圧である。
＜半導体スイッチ２０のオン抵抗値の温度依存性＞
　図３はオン抵抗値Ｒｏｎ及び半導体スイッチ２０の周囲温度の関係を示すグラフである。半導体スイッチ２０のオン抵抗値Ｒｏｎは半導体スイッチ２０の温度に応じて変動する。半導体スイッチ２０の周囲温度は、半導体スイッチ２０の温度と同様に変動する。従って、半導体スイッチ２０のオン抵抗値Ｒｏｎは半導体スイッチ２０の周囲温度に応じて変動する。図３に示すように、オン抵抗値Ｒｏｎは、半導体スイッチ２０の周囲温度が上昇した場合、上昇する。
　従って、装置抵抗２１の抵抗値Ｒｃ及び定電流Ｉｃが固定されている場合において、半導体スイッチ２０の周囲温度が高いとき、オン抵抗値Ｒｏｎが大きいので、電流閾値Ｉｔｈは小さい。従って、半導体スイッチ２０の周囲温度が高い場合、スイッチ電流は正常な電流であるにも関わらず、駆動回路２３が半導体スイッチ２０を誤ってオフに切替える可能性がある。
　このため、スイッチ制御装置１０では、電流調整器３１は、定電流回路３０が引き込む定電流Ｉｃを、温度検出部が検出した半導体スイッチ２０の周囲温度に応じて、オン抵抗値Ｒｏｎと同様に変化させる。具体的には、半導体スイッチ２０の周囲温度の変化によって、オン抵抗値Ｒｏｎが１．２倍の値に上昇した場合、電流調整器３１は定電流Ｉｃを１．２倍の値に調整する。これにより、電流閾値Ｉｔｈを、半導体スイッチ２０の周囲温度に依存しない一定の目標値に維持することができる。
　装置抵抗２１の抵抗値Ｒｃは、半導体スイッチ２０の周囲温度に無関係に一定である。　　　
　電流調整器３１は、温度検出部２２から入力された温度情報が示す半導体スイッチ２０の周囲温度に応じて、定電流Ｉｃの値を設定し、定電流回路３０に印加されている電圧を、設定した設定値に対応する電圧に調整する。これにより、定電流回路３０は定電流を調整する。電流調整器３１は、定電流回路３０から入力された電流情報が示す定電流が設定値と異なる場合、定電流回路３０に印加している電圧を調整することによって、定電流の微調整を行う。
＜定電流回路３０の構成＞
　図４は、定電流回路３０及び電流調整器３１の要部構成を示す回路図である。定電流回路３０はトランジスタ４０及び回路抵抗４１を有する。トランジスタ４０は、ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタである。トランジスタ４０のコレクタは装置抵抗２１の他端に接続されている。トランジスタ４０のエミッタは、電流調整器３１と回路抵抗４１の一端とに接続されている。回路抵抗４１の他端は接地されている。トランジスタ４０のベースは電流調整器３１に接続されている。
　定電流は、装置抵抗２１、トランジスタ４０のコレクタ、トランジスタ４０のエミッタ及び回路抵抗４１の順に流れる。従って、定電流の電流経路において、トランジスタ４０のコレクタは、トランジスタ４０のエミッタの上流側に配置されている。定電流の電流経路において、回路抵抗４１はトランジスタ４０の下流側に配置されている。
　電流調整器３１は、基準電位が接地電位である電圧をトランジスタ４０のベースに印加している。以下では、基準電位が接地電位であるトランジスタ４０のベースの電圧をＶｂと記載する。基準電位が接地電位であるトランジスタ４０のエミッタの電圧をＶｅと記載する。トランジスタ４０のベース及びエミッタ間の電圧をＶｂｅと記載する。電圧Ｖｂｅは実質的に一定である。トランジスタ４０がシリコンで形成されている場合、電圧Ｖｂｅは、約０．６Ｖである。
　トランジスタ４０のコレクタ及びエミッタ間の抵抗値は、エミッタの電圧Ｖｅが（Ｖｂ－Ｖｂｅ）に一致するように調整される。具体的には、ベースの電圧Ｖｂが上昇した場合、トランジスタ４０のコレクタ及びエミッタ間の抵抗値は低下する。これにより、装置抵抗２１、トランジスタ４０及び回路抵抗４１の合成抵抗値が低下し、バッテリ１１の正極から回路抵抗４１を流れる電流が上昇する。これにより、エミッタの電圧Ｖｅが（Ｖｂ－Ｖｂｅ）まで上昇する。
　ベースの電圧Ｖｂが低下した場合、トランジスタ４０のコレクタ及びエミッタ間の抵抗値は上昇する。これにより、装置抵抗２１、トランジスタ４０及び回路抵抗４１の合成抵抗値が上昇し、バッテリ１１の正極から回路抵抗４１を流れる電流が上昇する。これにより、エミッタの電圧Ｖｅが（Ｖｂ－Ｖｂｅ）まで低下する。
　回路抵抗４１の抵抗値をＲｋと記載した場合、回路抵抗４１を流れる電流は、（Ｖｂ－Ｖｂｅ）／Ｒｋに調整され、トランジスタ４０のコレクタ及びエミッタを介して定電流が流れる。
　バッテリ１１の出力電圧が変動した場合であっても、定電流は（Ｖｂ－Ｖｂｅ）／Ｒｋに調整される。バッテリ１１の出力電圧が低下した場合、トランジスタ４０のコレクタ及びエミッタ間の抵抗値は低下し、定電流が（Ｖｂ－Ｖｂｅ）／Ｒｋに維持される。バッテリ１１の出力電圧が上昇した場合、トランジスタ４０のコレクタ及びエミッタ間の抵抗値が上昇し、定電流が（Ｖｂ－Ｖｂｅ）／Ｒｋに維持される。
　トランジスタ４０において、（コレクタに流れ込む電流）／（ベースに流れ込む電流）で表される電流増幅率をｈｆｅと記載する。コレクタに流れ込む電流は定電流Ｉｃであるので、電流調整器３１からトランジスタ４０のベースに流れる電流はＩｃ／ｈｆｅで表される。従って、トランジスタ４０のエミッタから回路抵抗４１に向けて出力される電流は、（１＋ｈｆｅ）・Ｉｃ／ｈｆｅで表される。
　この電流は、（Ｖｂ－Ｖｂｅ）／Ｒｋに一致するので、定電流Ｉｃは下記式で表される。
　Ｉｃ＝ｈｆｅ・（Ｖｂ－Ｖｂｅ）／（（１＋ｈｆｅ）・Ｒｋ）
　電流増幅率ｈｆｅ、電圧Ｖｂｅ及び抵抗値Ｒｋは実質的に一定である。このため、ベースの電圧Ｖｂを調整することによって定電流Ｉｃを調整することができる。電流調整器３１はベースの電圧Ｖｂを調整する。ベースの電圧Ｖｂが高い程、定電流Ｉｃは大きい。
　エミッタの電圧Ｖｅは下記式で表される。
　Ｖｅ＝Ｒｋ・（１＋ｈｆｅ）・Ｉｃ／ｈｆｅ
　エミッタの電圧Ｖｅは定電流Ｉｃに比例する。抵抗値Ｒｋ及び電流増幅率ｈｆｅは定数であるので、エミッタの電圧Ｖｅに基づいて、定電流Ｉｃを算出することができる。定電流Ｉｃを示す電流情報として、エミッタの電圧Ｖｅ、即ち、回路抵抗４１の両端間の電圧が電流調整器３１に出力される。
＜電流調整器３１の構成＞
　図４に示すように、電流調整器３１は、マイクロコンピュータ（以下、マイコンという）５０及び平滑回路５１を有する。平滑回路５１は、第１抵抗６０、第２抵抗６１及びキャパシタ６２を有する。マイコン５０は、温度検出部２２及びトランジスタ４０のエミッタに接続されている。マイコン５０は、更に、平滑回路５１の第１抵抗６０及び第２抵抗６１の一端に接続されている。第１抵抗６０の他端は、トランジスタ４０のベースと、キャパシタ６２の一端に接続されている。第１抵抗６０及びキャパシタ６２それぞれの他端は接地されている。
　マイコン５０は、平滑回路５１に向けて、ハイレベル電圧及びローレベル電圧によって構成されるＰＷＭ(Pulse Width Modulation)信号を出力する。ＰＷＭ信号の電圧は、基準電位が接地電位である電圧である。ＰＷＭ信号のハイレベル電圧は、正の一定電圧であり、例えば、５Ｖである。ＰＷＭ信号のローレベル電圧は、ハイレベル電圧よりも低い電圧であり、例えば、ゼロＶである。
　ＰＷＭ信号では、ローレベル電圧からハイレベル電圧への切替え、又は、ハイレベル電圧からローレベル電圧の切替えが周期的に行われる。マイコン５０は、ＰＷＭ信号に関して、１周期において、電圧がハイレベル電圧である期間が占める割合、即ち、デューティを調整する。デューティは、ゼロ以上であり、かつ、１以下である値である。デューティが大きい程、１周期において電圧がハイレベル電圧である期間が長い。
　ＰＷＭ信号の電圧がハイレベル電圧である場合、マイコン５０から電流が第１抵抗６０及びキャパシタ６２の順に流れ、キャパシタ６２が充電される。第１抵抗６０の抵抗値をＲ１と記載する。キャパシタ６２のキャパシタンスをＣと記載する。キャパシタ６２の充電速度は、Ｒ１・Ｃで表される第１時定数が大きい程、遅い。ＰＷＭ信号の電圧がローレベル電圧である場合、キャパシタ６２から電流が第１抵抗６０及び第２抵抗６１の順に流れ、キャパシタ６２は放電する。第２抵抗６１の抵抗値をＲ２と記載する。キャパシタ６２の放電速度は、（Ｒ１＋Ｒ２）・Ｃで表される第２時定数が大きい程、遅い。
　以上のように、キャパシタ６２は充放電を行うことによって、ＰＷＭ信号の電圧を平滑する。第１時定数及び第２時定数は十分に大きい。このため、キャパシタ６２の両端間の電圧は、１周期のＰＷＭ信号の電圧の平均値に実質的に一致する。キャパシタ６２が平滑した電圧、即ち、キャパシタ６２の両端間の電圧がトランジスタ４０のベースに印加される。トランジスタ４０のベースの電圧Ｖｂは、ＰＷＭ信号のデューティに応じて変化する。ＰＷＭ信号のデューティが大きい程、トランジスタ４０のベースの電圧Ｖｂは高い。
　マイコン５０は、ＰＷＭ信号のデューティを調整することによってベースの電圧Ｖｂを調整する。温度検出部２２からマイコン５０に温度情報が出力される。定電流回路３０からマイコン５０に電流情報が出力される。マイコン５０は、温度情報及び電流情報に基づいて、ＰＷＭ信号のデューティ、即ち、ベースの電圧Ｖｂを調整する。
　なお、第１抵抗６０を介して、又は、キャパシタ６２からトランジスタ４０のベースに電流が流れ込む。
＜マイコン５０の構成＞
　図５はマイコン５０の要部構成を示すブロック図である。マイコン５０は、Ａ／Ｄ変換部７０，７１、信号出力部７２、記憶部７３及び制御部７４を有する。これらは内部バス７５に接続されている。Ａ／Ｄ変換部７０は、更に、温度検出部２２接続されている。Ａ／Ｄ変換部７１は、更に、定電流回路３０の回路抵抗４１の一端に接続されている。信号出力部７２は、更に、平滑回路５１のキャパシタ６２の一端に接続されている。
　温度検出部２２からアナログの温度情報がＡ／Ｄ変換部７０に出力される。アナログの温度情報は、例えば、半導体スイッチ２０の周囲温度に応じて変動する電圧である。Ａ／Ｄ変換部７０は、入力されたアナログの温度情報をデジタルの温度情報に変換する。制御部７４は、Ａ／Ｄ変換部７０からデジタルの温度情報を取得する。制御部７４が取得した温度情報が示す半導体スイッチ２０の周囲温度は、取得時点における半導体スイッチ２０の周囲温度と実質的に一致する。
　信号出力部７２は、平滑回路５１に向けてＰＷＭ信号を出力している。ＰＷＭ信号のデューティは制御部７４によって調整される。平滑回路５１は、信号出力部７２が出力したＰＷＭ信号の電圧を平滑する。
　定電流回路３０からアナログの電流情報がＡ／Ｄ変換部７１に出力される。アナログの電流情報は、前述したように、トランジスタ４０のエミッタの電圧である。Ａ／Ｄ変換部７１は、入力されたアナログの電流情報をデジタルの電流情報に変換する。制御部７４は、Ａ／Ｄ変換部７１からデジタルの電流情報を取得する。制御部７４が取得した電流情報が示す定電流は、取得時点における定電流と実質的に一致する。
　記憶部７３は不揮発性メモリである。記憶部７３には、コンピュータプログラムＰが記憶されている。制御部７４は、処理を実行する処理素子、例えば、ＣＰＵ(Central Processing Unit)を有し、処理部として機能する。制御部７４の処理素子は、コンピュータプログラムＰを実行することによって、電流調整処理及び微調整処理を実行する。電流調整処理は、定電流を設定値に調整する処理である。微調整処理は、定電流の微調整を行う処理である。
　なお、コンピュータプログラムＰは、制御部７４の処理素子が読み取り可能に記憶媒体Ａに記憶されていてもよい。この場合、図示しない読み出し装置によって記憶媒体Ａから読み出されたコンピュータプログラムＰが記憶部７３に書き込まれる。記憶媒体Ａは、光ディスク、フレキシブルディスク、磁気ディスク、磁気光ディスク又は半導体メモリ等である。光ディスクは、ＣＤ（Compact Disc）－ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）－ＲＯＭ、又は、ＢＤ（Blu-ray(登録商標) Disc）等である。磁気ディスクは、例えばハードディスクである。また、図示しない通信網に接続されている図示しない装置からコンピュータプログラムＰをダウンロードし、ダウンロードしたコンピュータプログラムＰを記憶部７３に書き込んでもよい。
　制御部７４が有する処理素子の数は、１に限定されず、２以上であってもよい。この場合、複数の処理素子がコンピュータプログラムＰに従って、電流調整処理及び微調整処理等を協同で実行してもよい。
　記憶部７３には、コンピュータプログラムＰの他に、半導体スイッチ２０のオン抵抗値に関する基準値を示す基準値データが記憶されている。基準値は、半導体スイッチ２０の周囲温度が所定温度、例えば、２７度である場合における半導体スイッチ２０のオン抵抗値である。半導体スイッチ２０として用いられるスイッチの基準値、即ち、所定温度におけるスイッチのオン抵抗値に関して、製造誤差が存在する。このため、スイッチ制御装置１０の製造者は、スイッチ制御装置１０の半導体スイッチ２０として用いるスイッチについて、事前に、所定温度におけるスイッチのオン抵抗値を測定し、測定したオン抵抗値を示すデータを基準値データとして記憶部７３に記憶する。
　記憶部７３には、更に、定電流の設定値を示す設定値データが記憶されている。設定値データが示す設定値は、制御部７４によって更新される。記憶部７３には、更に、オン抵抗値の変化率と半導体スイッチ２０の周囲温度との関係を示すグラフと、ＰＷＭ信号のデューティ及び定電流の設定値の関係を示すグラフとが記憶されている。
　図６は、オン抵抗値の変化率と半導体スイッチの周囲温度との関係を示すグラフである。オン抵抗値の変化率は、基準値データが示す基準値との比率である。オン抵抗値が基準値のＸ倍である場合、オン抵抗値の変化率はＸである。Ｘは正の実数である。図６に示すように、オン抵抗値の変化率は半導体スイッチ２０の周囲温度が高い程、高い。
　図７は、デューティ及び定電流の設定値の関係を示すグラフである。定電流の設定値がゼロを超える範囲においては、ＰＷＭ信号のデューティの設定値は、定電流の設定値に比例する。定電流の設定値が大きい程、ＰＷＭ信号のデューティは大きい。トランジスタ４０において、基準電位が接地電位であるベースの電圧が一定値以上とならない限り、電流がトランジスタ４０のコレクタ及びエミッタを介して流れない。このため、定電流の設定値がゼロＡである場合におけるデューティの設定値として複数の値が存在する。
　オン抵抗値の変化率と半導体スイッチ２０の周囲温度との関係を示すグラフと、デューティ及び定電流の設定値の関係を示すグラフとが記憶部７３に予め記憶されている。
＜電流調整処理＞
　図８は電流調整処理の手順を示すフローチャートである。制御部７４は、電流調整処理を周期的に実行する。電流調整処理では、制御部７４は、Ａ／Ｄ変換部７１から温度情報を取得する（ステップＳ１）。次に、制御部７４は、半導体スイッチ２０のオン抵抗値の変化率を、ステップＳ１で取得した温度情報が示す半導体スイッチ２０の周囲温度に対応する変化率に設定する（ステップＳ２）。ステップＳ２では、制御部７４は、例えば、変化率を、オン抵抗値の変化率と半導体スイッチの周囲温度との関係を示すグラフ（図６参照）においてステップＳ１で取得した温度情報が示す周囲温度に対応する変化率に設定する。
　なお、変化率を設定する方法は、グラフを用いた方法に限定されず、例えば、オン抵抗値の変化率と半導体スイッチの周囲温度との関係を示す関係式を用いた方法であってもよい。この場合、制御部７４は、関係式において、周囲温度の変数に、ステップＳ１で取得した温度情報が示す周囲温度を代入し、変化率を算出する。制御部７４は、オン抵抗値の変化率を、算出した変化率に設定する。
　次に、制御部７４は、ステップＳ２で設定した変化率に、基準値データが示す基準値を乗算することによって、半導体スイッチ２０のオン抵抗値を算出する（ステップＳ３）。次に、制御部７４は、定電流回路３０が引き込む定電流の設定値を、電流閾値が予め設定されている目標値となる定電流に設定する（ステップＳ４）。前述したように、電流閾値ＩｔｈはＲｃ・Ｉｃ／Ｒｏｈで表される。Ｒｃ、Ｉｃ及びＲｏｎそれぞれは、装置抵抗２１の抵抗値、定電流及びオン抵抗値である。電流閾値Ｉｔｈの目標値をＩｇと記載した場合、電流閾値Ｉｔｈが目標値Ｉｇとなる定電流ＩｃはＲｏｎ・Ｉｇ／Ｒｃで表される。
　ステップＳ４では、制御部７４は、定電流の設定値をＲｏｎ・Ｉｇ／Ｒｃに設定する。ここで、目標値Ｉｇ及び抵抗値Ｒｃは定数である。オン抵抗値ＲｏｎはステップＳ３で算出したオン抵抗値である。オン抵抗値Ｒｏｎが基準値である場合において、電流閾値Ｉｔｈが目標値Ｉｇとなる定電流Ｉｃを基準電流値と記載する。半導体スイッチ２０の周囲温度が変動に応じてオン抵抗値Ｒｏｎが基準値のＸ倍となったと仮定する。この場合、ステップＳ４では、定電流の設定値は、基準電流値のＸ倍に設定される。前述したように、Ｘは正の実数である。
　ステップＳ３で算出したオン抵抗値は、温度情報が示す半導体スイッチ２０の周囲温度に応じた値であるため、ステップＳ４で設定される設定値も半導体スイッチ２０の周囲温度に応じた値である。
　次に、制御部７４は、設定値データが示す定電流の設定値を、ステップＳ４で設定した設定値に更新し（ステップＳ５）、ＰＷＭ信号のデューティの設定値を、設定値データが示す定電流の設定値に対応するデューティの設定値に設定する（ステップＳ６）。ステップＳ６では、制御部７４は、例えば、デューティの設定値を、デューティの設定値と定電流の設定値との関係を示すグラフ（図７参照）において、設定値データが示す定電流の設定値に対応する設定値に設定する。
　なお、デューティの設定値を設定する方法は、グラフを用いた方法に限定されず、例えば、デューティの設定値と定電流の設定値との関係を示す関係式を用いた方法であってもよい。この場合、制御部７４は、関係式において、定電流の設定値の変数に、設定値データが示す設定値を代入し、デューティの設定値を算出する。制御部７４は、デューティの設定値を、算出した設定値に設定する。
　次に、制御部７４は、信号出力部７２が出力しているＰＷＭ信号のデューティを、ステップＳ６で設定したデューティの設定値に調整する（ステップＳ７）。これにより、電流調整器３１が印加しているトランジスタ４０のベースの電圧は、ステップＳ６で設定したデューティの設定値、即ち、ステップＳ４で設定した定電流の設定値に応じた電圧に調整される。前述したように、ベースの電圧は、デューティが大きい程、高い。定電流は、調整されたベースの電圧に対応する値に調整される。前述したように、定電流は、ベースの電圧が高い程、大きい。
　制御部７４は、ステップＳ７を実行した後、電流調整処理を終了する。制御部７４は、電流調整処理を周期的に実行することによって、定電流を半導体スイッチ２０のオン抵抗値に応じた値に調整する。
＜電流調整処理の効果＞
　図９は電流調整処理の効果の説明図である。図９には、オン抵抗値及び周囲温度の関係を示すグラフと、定電流及び周囲温度の関係を示すグラフと、電流閾値及び周囲温度の関係を示すグラフとが示されている。ここで、周囲温度は、半導体スイッチ２０の周囲温度である。
　種々の原因で、半導体スイッチ２０の温度、即ち、半導体スイッチ２０の周囲温度は変動する。図９に示すように、半導体スイッチ２０の周囲温度が変動した場合、半導体スイッチ２０のオン抵抗値も変動する。制御部７４は電流調整処理を周期的に実行する。これにより、定電流は、半導体スイッチ２０の周囲温度に応じてオン抵抗値と同様に変動する。具体的には、周囲温度の変動によって、オン抵抗値が基準値のＸ倍になった場合、電流調整処理において、定電流は、基準電流値のＸ倍に調整される。前述したように、Ｘは正の実数であり、基準電流値は、オン抵抗値が基準値である場合において、電流閾値が目標値となる定電流である。以上のように定電流が調整されるので、電流閾値は、図９に示すように、半導体スイッチ２０の周囲温度に無関係に一定の目標値に維持される。
＜微調整処理＞
　図１０は微調整処理の手順を示すフローチャートである。電流調整処理では、定電流が設定値となるように、ＰＷＭ信号のデューティ、即ち、トランジスタ４０のベースの電圧が調整される。しかしながら、電流調整処理の実行によって、実際の定電流が設定値に調整されていない可能性がある。微調整処理は、実際の定電流を設定値に調整する処理である。制御部７４は周期的に微調整処理を実行する。
　微調整処理では、制御部７４は、設定値データが示す定電流の設定値を読み出し（ステップＳ１１）、Ａ／Ｄ変換部７１から電流情報を取得する（ステップＳ１２）。前述したように、電流情報は、回路抵抗４１の両端間の電圧であり、実際の定電流を示す。次に、制御部７４は、ステップＳ１２で取得した電流情報が示す実際の定電流がステップＳ１１で読み出した設定値と一致するか否かを判定する（ステップＳ１３）。ここで、ステップＳ１３の「一致」の意味は厳密な意味に限定されない。例えば、実際の定電流と設定値との差分値が所定値未満である場合に、制御部７４は、ステップＳ１３において実際の電流値が設定値と一致していると判定してもよい。この場合、実際の電流値と設定値との差分値が所定値以上である場合に、制御部７４は、ステップＳ１３において実際の電流値が設定値と異なっていると判定する。所定値は、予め設定されており、例えば、誤差と見なすことができる値である。
　制御部７４は、実際の定電流が設定値と一致していると判定した場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、微調整処理を終了する。制御部７４は、実際の定電流が設定値と一致していない、即ち、実際の定電流が設定値と異なっていると判定した場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、ステップＳ１２で取得した電流情報が示す実際の定電流がステップＳ１１で読み出した設定値を超えているか否かを判定する（ステップＳ１４）。制御部７４は、実際の定電流が設定値を超えていると判定した場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、信号出力部７２が出力しているＰＷＭ信号のデューティを下げる（ステップＳ１５）。これにより、トランジスタ４０のベースの電圧が低下し、定電流が低下する。第１例として、デューティの下げ幅は一定値であってもよい。第２例として、デューティの下げ幅は、定電流及び設定値の差分値に応じた幅であってもよい。この場合、差分値が大きい程、下げ幅は大きい。
　制御部７４は、実際の定電流が設定値を超えていないと判定した場合（Ｓ１４：ＮＯ）、実際の定電流は設定値未満であるので、信号出力部７２が出力しているＰＷＭ信号のデューティを上げる（ステップＳ１６）。これにより、トランジスタ４０のベースの電圧が上昇し、定電流が上昇する。第１例として、デューティの上げ幅は一定値であってもよい。第２例として、デューティの上げ幅は、定電流及び設定値の差分値に応じた幅であってもよい。この場合、差分値が大きい程、上げ幅は大きい。
　制御部７４は、ステップＳ１３において、実際の定電流が設定値と一致すると判定した場合、微調整処理を終了し、実際の定電流が設定値と一致しないと判定した場合、定電流回路３０が有するトランジスタ４０のベース電圧を調整する。このため、ステップＳ１３を実行することは、ステップＳ１２で取得した電流情報が示す定電流と、設定値データ示す設定値との差分値に基づいて、トランジスタ４０のベースの電圧を調整するか否かを判定することに相当する。
　制御部７４は、ステップＳ１５又はステップＳ１６を実行した後、ステップＳ１３を再び実行する。制御部７４は、実際の定電流が設定値と異なっている場合、実際の定電流が設定値と一致するまで、信号出力部７２が出力しているＰＷＭ信号のデューティ、即ち、トランジスタ４０のベースの電圧を繰り返し調整する。これにより、制御部７４は、定電流回路３０が引き込む実際の定電流を、設定値データが示す設定値、即ち、電流調整処理のステップＳ４で設定された設定値に一致させることができる。定電流及び設定値に関する「一致」の意味は、前述したように、厳密な意味に限定されない。
＜なお書き＞
　電流情報は、回路抵抗４１の両端間の電圧に限定されず、例えば、装置抵抗２１の両端間の電圧であってもよい。この場合、装置抵抗２１の両端間の電圧を、装置抵抗２１の抵抗値で除算することによって、定電流を算出することができる。また、定電流の電流経路において、トランジスタ４０の上流側に抵抗を配置してもよい。この場合、電流情報は、この抵抗の両端間の電圧であってもよい。
　ＰＷＭ信号のデューティの調整は、トランジスタ４０のベースの電圧の調整に相当する。このため、マイコン５０は、ＰＷＭ信号のデューティではなく、トランジスタ４０のベースの電圧を直接に調整してもよい。ＰＷＭ信号のデューティが高い程、トランジスタ４０のベースの電圧が高いので、制御部７４は、ベースの電圧の設定値をデューティの設定値と同様に設定する。トランジスタ４０のベースの電圧を直接に調整する構成では、マイコン５０は、信号出力部の代わりに、トランジスタ４０のベースに直接に電圧を印加する電圧印加部を有する。電圧印加部は、トランジスタ４０のベースに接続され、マイコン５０の指示に従って、ベースの電圧を調整する。
（実施形態２）
　実施形態１における定電流回路３０はトランジスタ４０及び回路抵抗４１によって実現されている。しかしながら、定電流を引き込む定電流回路の構成は定電流回路３０の構成に限定されない。
　以下では、実施形態２について、実施形態１と異なる点を説明する。後述する構成を除く他の構成は実施形態１と共通している。このため、実施形態１と共通する構成部には、実施形態１と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
＜電流制御装置の構成＞
　図１１は実施形態２における電流制御装置２６ａの要部構成を示すブロック図である。実施形態２におけるスイッチ制御装置１０は、実施形態１におけるスイッチ制御装置１０が有する構成部の中で、電流制御装置２６を除く他の構成部を有する。実施形態２におけるスイッチ制御装置１０は、電流制御装置２６の代わりに、電流制御装置２６ａを有する。電流制御装置２６ａは、定電流回路３０ａ、電流調整器３１ａ及びレギュレータ３２を有する。電流調整器３１ａはマイコン５０を有する。
　装置抵抗２１の他端は定電流回路３０ａに接続されている。定電流回路３０ａは接地されている。半導体スイッチ２０のドレインはレギュレータ３２に接続されている。レギュレータ３２は、定電流回路３０と、電流調整器３１ａのマイコン５０に接続されている。温度検出部２２は電流調整器３１ａのマイコン５０に接続されている。マイコン５０は、更に、定電流回路３０に接続されている。
　電流調整器３１ａの定電流回路３０ａは、実施形態１における定電流回路３０と同様に、バッテリ１１の正極から、装置抵抗２１を介して定電流を引き込む。レギュレータ３２は、基準電位が接地電位であるバッテリ１１の出力電圧を目標電圧に降圧し、目標電圧を定電流回路３０ａに印加する。これにより、レギュレータ３２から定電流回路３０ａに電流が流れる。目標電圧は基準電位が接地電位である電圧である。レギュレータ３２から定電流回路３０ａに流れる電流を参照電流と記載する。参照電流をＩｒで表す。
　定電流回路３０ａが引き込む定電流Ｉｃは、参照電流ＩｒのＫ倍に実質的に一致する。Ｋは正の実数である。参照電流Ｉｒは目標電圧に応じて変化する。このため、目標電圧を調整することによって、定電流Ｉｃが調整される。
　マイコン５０は、実施形態１と同様に、温度検出部２２から温度情報を取得する。マイコン５０は、更に、定電流回路３０ａから定電流Ｉｃを示す電流情報を取得する。マイコン５０は、取得した温度情報及び電流情報に基づいて、レギュレータ３２が定電流回路３０ａに印加する電圧を調整する。
　以上のように、定電流回路３０ａ及び電流調整器３１ａそれぞれは、実施形態１における定電流回路３０及び電流調整器３１ａと同様に作用する。
＜定電流回路３０ａの構成＞
　定電流回路３０ａは、第１回路抵抗８０、第２回路抵抗８１及びカレントミラー回路８２を有する。カレントミラー回路８２は第１トランジスタＢ１及び第２トランジスタＢ２を有する。第１トランジスタＢ１及び第２トランジスタＢ２それぞれはＮＰＮ型のバイポーラトランジスタである。
　第１回路抵抗８０の一端は、装置抵抗２１の他端に接続されている。第１回路抵抗８０の他端は、第１トランジスタＢ１のコレクタに接続されている。第２回路抵抗８１の一端はレギュレータ３２に接続されている。第２回路抵抗８１の他端は、第２トランジスタＢ２のコレクタ及びベースに接続されている。第１トランジスタＢ１のベースは第２トランジスタＢ２のベースに接続されている。第１トランジスタＢ１及び第２トランジスタＢ２のエミッタは接地されている。第１回路抵抗８０の両端はマイコン５０に接続されている。
　定電流Ｉｃは、バッテリ１１の正極から、装置抵抗２１、第１回路抵抗８０及び第１トランジスタＢ１の順に流れる。第１トランジスタＢ１では、定電流Ｉｃはコレクタ及びベースの順に流れる。参照電流Ｉｒは、レギュレータ３２から、第２回路抵抗８１及び第２トランジスタＢ２の順に流れる。第２トランジスタＢ２では、参照電流Ｉｒの大部分がコレクタ及びベースの順に流れる。第２トランジスタＢ２においてコレクタ及びベースを流れる電流は参照電流Ｉｒと実質的に一致する。
　前述したように、第１トランジスタＢ１のエミッタ及びベースそれぞれは、第２トランジスタＢ２のエミッタ及びベースに接続されている。このため、第１トランジスタＢ１におけるベース及びエミッタ間の電圧は、第２トランジスタＢ２におけるベース及びエミッタ間の電圧は一致する。ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタにおいて、コレクタ及びエミッタの順に流れるコレクタ電流は、エミッタ及びベース間の電圧によって決まる。このため、定電流Ｉｃは参照電流ＩｒのＫ倍に調整される。
　コレクタ電流とエミッタ及びベース間の電圧との関係をトランジスタ特性と記載する。第１トランジスタＢ１及び第２トランジスタＢ２のトランジスタ特性が同じである場合、定電流Ｉｃは参照電流Ｉｒに実質的に一致する。参照電流Ｉｒは、レギュレータ３２が定電流回路３０ａの第２回路抵抗８１の一端に印加する目標電圧が高い程、大きい。
　マイコン５０は、目標電圧の設定値を示す目標情報をレギュレータ３２に出力する。レギュレータ３２は、定電流回路３０ａの第２回路抵抗８１の一端に印加する目標電圧を設定値に調整する。マイコン５０は、種々の設定値を示す目標情報をレギュレータ３２に出力することによって目標電圧を調整する。
　第１回路抵抗８０の両端間の電圧は、（第１回路抵抗８０の抵抗値）・Ｉｃで表される。第１回路抵抗８０の抵抗値は一定値であるので、第１回路抵抗８０の両端間の電圧を、第１回路抵抗８０の抵抗値で除算することによって定電流Ｉｃを算出することができる。第１回路抵抗８０の両端間の電圧が、定電流Ｉｃを示す電流情報としてマイコン５０に出力される。
　マイコン５０は、温度検出部２２から入力される温度情報と、定電流回路３０ａから入力される電流情報とに基づいて、レギュレータ３２が印加する目標電圧を調整する。
＜マイコン５０の構成＞
　図１２はマイコン５０の要部構成を示すブロック図である。実施形態２におけるマイコン５０は、実施形態１におけるマイコン５０が有する構成部の中で、信号出力部７２を除く他の構成部を有する。実施形態２におけるマイコン５０は、信号出力部７２の代わりに、電圧調整部７６を有する。電圧調整部７６は、内部バス７５と、レギュレータ３２とに各別に接続されている。
　Ａ／Ｄ変換部７１は、実施形態１と同様に作用する。ただし、Ａ／Ｄ変換部７１に入力される電流情報は、回路抵抗４１の両端間の電圧ではなく、第１回路抵抗の両端間の電圧である。
　電圧調整部７６は、種々の設定値を示す目標情報を出力することによってレギュレータ３２が定電流回路３０ａの第２回路抵抗８１の一端に印加する目標電圧を調整する。電圧調整部７６は、制御部７４の指示に従って目標電圧を調整する。
＜電流調整処理＞
　制御部７４は、図８に示す実施形態１の電流調整処理と同様の電流調整処理を実行する。実施形態２におけるステップＳ６では、制御部７４は、ＰＷＭ信号のデューティではなく、目標電圧の設定値を、設定値データが示す定電流の設定値に対応する目標電圧の設定値に設定する。ステップＳ６では、実施形態１と同様に、制御部７４は、目標電圧の設定値と定電流の設定値との関係を示すグラフを用いて目標電圧の設定値を設定してもよい。更に、ステップＳ６では、制御部７４は、目標電圧の設定値と定電流の設定値との関係を示す関係式を用いて目標電圧の設定値を設定してもよい。ステップＳ６では、定電流の設定値が大きい程、目標電圧の設定値は大きい値に設定される。
　実施形態２におけるステップＳ７では、制御部７４は、電圧調整部７６に指示して、目標電圧をステップＳ６で設定した設定値に調整させる。制御部７４はステップＳ７を実行した後、電流調整処理を終了する。
＜微調整処理＞
　制御部７４は、図１０に示す実施形態１の微調整処理と同様の微調整処理を実行する。実施形態２におけるステップＳ１５では、制御部７４は、電圧調整部７６に指示して、ＰＷＭ信号のデューティではなく、目標電圧を下げさせる。第１例として、目標電圧の下げ幅は一定値であってもよい。第２例として、目標電圧の下げ幅は、実際の定電流と定電流の設定値との差分値に応じた幅であってもよい。この場合、差分値が大きい程、下げ幅は大きい。
　実施形態２におけるステップＳ１６では、制御部７４は、電圧調整部７６に指示して、ＰＷＭ信号のデューティではなく、目標電圧を上げさせる。第１例として、目標電圧の上げ幅は一定値であってもよい。第２例として、目標電圧の上げ幅は、実際の定電流と定電流の設定値との差分値に応じた幅であってもよい。この場合、差分値が大きい程、上げ幅は大きい。
　制御部７４は、実施形態１と同様に、ステップＳ１５又はステップＳ１６を実行した後、ステップＳ１３を再び実行する。制御部７４は、実際の定電流が設定値と異なっている場合、実際の定電流が設定値と一致するまで、レギュレータ３２が印加している目標電圧を繰り返し調整する。これにより、制御部７４は、定電流回路３０が引き込む実際の定電流を、設定値データが示す設定値、即ち、電流調整処理のステップＳ４で設定された設定値に一致させることができる。
＜スイッチ制御装置１０の効果＞
　実施形態２におけるスイッチ制御装置１０は、実施形態１におけるスイッチ制御装置１０が奏する効果を同様に奏する。従って、電流閾値が大きく超える過電流が半導体スイッチ２０を介して流れることが防止され、電流閾値が半導体スイッチ２０の周囲温度に依存しない一定値に維持される。
＜実施形態２のなお書き＞
　実施形態２において、定電流Ｉｃを調整する方法は、目標電圧を調整する方法に限定されない。目標電圧は固定されていてもよい。この場合、例えば、第１回路抵抗８０の代わりに可変抵抗を接続する。可変抵抗の抵抗値を調整することによって定電流Ｉｃを調整することができる。この構成では、マイコン５０は、目標電圧を調整する代わりに、可変抵抗の抵抗値を調整する。可変抵抗の抵抗値が小さい程、定電流Ｉｃは大きい。従って、目標電圧を下げる代わりに、可変抵抗の抵抗値を上げる。目標電圧を上げる代わりに、可変抵抗の抵抗値を下げる。
　実施形態２において、第１トランジスタＢ１及び第２トランジスタＢ２それぞれは、ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタに限定されず、例えば、Ｎチャネル型のＦＥＴであってもよい。
＜実施形態１，２の変形例＞
　実施形態１における電流制御装置２６又は実施形態２における電流制御装置２６ａが用いられる装置は、スイッチ制御装置１０に限定されない。電流制御装置２６，２６ａそれぞれは、負荷に定電流を供給する装置において用いることができる。
　実施形態１，２において、半導体スイッチ２０は、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴに限定されず、周囲温度に応じてオン抵抗値が変動する半導体スイッチであればよい。半導体スイッチ２０は、例えば、周囲温度が低下した場合にオン抵抗値が低下する半導体スイッチであってもよい。
　開示された実施形態１，２はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　１　電源システム
　１０　スイッチ制御装置
　１１　バッテリ
　１２　負荷
　２０　半導体スイッチ
　２１　装置抵抗（第２の抵抗）
　２２　温度検出部
　２３　駆動回路（切替え部）
　２４　制御器
　２５　コンパレータ
　２６，２６ａ　電流制御装置
　３０，３０ａ　定電流回路
　３１，３１ａ　電流調整器
　３２　レギュレータ
　４０　トランジスタ
　４１　回路抵抗
　５０　マイコン
　５１　平滑回路
　６０　第１抵抗
　６１　第２抵抗
　６２　キャパシタ
　７０，７１　Ａ／Ｄ変換部
　７２　信号出力部
　７３　記憶部
　７４　制御部（処理部）
　７５　内部バス
　７６　電圧調整部
　８０　第１回路抵抗
　８１　第２回路抵抗
　８２　カレントミラー回路
　Ａ　記憶媒体
　Ｂ１　第１トランジスタ
　Ｂ２　第２トランジスタ
　Ｐ　コンピュータプログラム

Claims (8)

  1. 　電圧が印加されており、印加されている電圧に応じた定電流を引き込む定電流回路と、
    　処理を実行する処理部と
    　を備え、
    　前記処理部は、
    　前記定電流回路が引き込む定電流の値を設定し、
    　前記定電流回路に印加されている電圧を、設定した設定値に応じた電圧に調整し、
    　前記定電流回路が引き込む定電流を示す電流情報を取得し、
    　取得した電流情報が示す定電流と設定した設定値との差分値に基づいて、前記定電流回路に印加されている電圧を調整するか否かを判定する
    　電流制御装置。
  2. 　前記定電流回路は、
    　前記定電流の電流経路にて、コレクタがエミッタの上流側に配置されるＮＰＮ型のバイポーラトランジスタと、
    　前記電流経路において、前記バイポーラトランジスタの下流側に配置される抵抗と
    　を有し、
    　前記処理部は、前記定電流回路が有する前記バイポーラトランジスタのベースの電圧を、設定した設定値に応じた電圧に調整する
    　請求項１に記載の電流制御装置。
  3. 　前記電流情報は前記抵抗の両端間の電圧である
    　請求項２に記載の電流制御装置。
  4. 　ＰＷＭ信号を出力する信号出力部と、
    　前記信号出力部が出力したＰＷＭ信号の電圧を平滑する平滑回路と
    　を備え、
    　前記平滑回路が平滑した電圧が前記バイポーラトランジスタのベースに印加され、
    　前記処理部は、前記ＰＷＭ信号のデューティを、設定した設定値に応じたデューティに調整する
    　請求項２又は請求項３に記載の電流制御装置。
  5. 　電流が流れる半導体スイッチと、
    　前記半導体スイッチの上流側の一端に接続される第２の抵抗と、
    　前記半導体スイッチの下流側の一端のスイッチ電圧が、前記第２の抵抗の下流側の一端の抵抗電圧未満である場合に前記半導体スイッチをオフに切替える切替え部と、
    　電圧が印加されており、印加されている電圧に応じた定電流を前記第２の抵抗を介して引き込む定電流回路と、
    　処理を実行する処理部と
    　を備え、
    　前記処理部は、
    　前記定電流回路が引き込む定電流の値を設定し、
    　前記定電流回路に印加されている電圧を、設定した設定値に応じた電圧に調整し、
    　前記定電流回路が引き込む定電流を示す電流情報を取得し、
    　取得した電流情報が示す定電流と設定した設定値との差分値に基づいて、前記定電流回路に印加されている電圧を調整するか否かを判定する
    　スイッチ制御装置。
  6. 　前記半導体スイッチの周囲温度を検出する温度検出部を備え、
    　前記処理部は、前記温度検出部が検出した周囲温度に応じて、前記定電流回路が引き込む定電流の設定値を設定する
    　請求項５に記載のスイッチ制御装置。
  7. 　電圧が印加され、印加された電圧に応じた定電流を引き込む定電流回路の前記定電流の値を設定するステップと、
    　前記定電流回路に印加する電圧を、設定した設定値に応じた電圧に調整するステップと、
    　前記定電流回路が引き込む定電流を示す電流情報を取得するステップと、
    　取得した電流情報が示す定電流と設定した設定値との差分値に基づいて、前記定電流回路に印加する電圧を調整するか否かを判定するステップと
    　をコンピュータが実行する電流制御方法。
  8. 　電圧が印加され、印加された電圧に応じた定電流を引き込む定電流回路の前記定電流の値を設定するステップと、
    　前記定電流回路に印加する電圧を、設定した設定値に応じた電圧に調整するステップと、
    　前記定電流回路が引き込む定電流を示す電流情報を取得するステップと、
    　取得した電流情報が示す定電流と設定した設定値との差分値に基づいて、前記定電流回路に印加する電圧を調整するか否かを判定するステップと
    　をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
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