JP2000308253A - 電源供給制御装置および電源供給制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 過熱遮断機能によるサーマルＦＥＴのオフ状
態をできる限り早く検出して、過熱状態によって受ける
サーマルＦＥＴの熱的ストレスを低減し、熱的寿命の短
縮を防止し得る電源供給制御装置および電源供給制御方
法を提供すること。 【解決手段】 過熱遮断機能付きＦＥＴ（サーマルＦＥ
Ｔ）１５が高温状態に置かれたことにより過熱遮断機能
が働いて、サーマルＦＥＴ１５が通電状態となっていな
い状態で、マイコン２３から駆動回路２１に供給される
ＰＷＭ制御信号の電圧レベルが“Ｈ"レベルから“Ｌ"レ
ベルとなる直前のタイミングで、シャント抵抗２５を流
れる負荷電流を電流検出回路１７から得て、該負荷電流
の電流値が略０［Ｖ］であるとき、マイコン２３はＰＷ
Ｍ制御信号の供給を停止し、サーマルＦＥＴ１５はマイ
コン２３のプログラムにより過熱遮断のラッチ状態を維
持し続ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電源供給制御装置お
よび電源供給制御方法に係り、過電流や過熱に対する保
護機能を備え、制御信号に応じた半導体スイッチのスイ
ッチング制御により、電源から負荷への電力供給を制御
する電源供給制御装置および電源供給制御方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の半導体スイッチを備えた電源供給
制御装置としては、例えば図８に示すようなものがあ
る。本従来例の電源供給制御装置は、自動車で用いられ
るヘッドライトやパワーウィンドウの駆動モータ等の各
負荷にバッテリからの電源を選択的に供給して、各負荷
への電力の供給を制御する装置である。

【０００３】同図において、本従来例の電源供給制御装
置１００は、電源１０１の出力電圧ＶＢを負荷１０３に
供給する経路中に、シャント抵抗１０４およびサーマル
ＦＥＴ１０２のドレイン（Ｄ）−ソース（Ｓ）を直列接
続して備えた構成である。また本装置１００は、シャン
ト抵抗１０４を流れる電流（以下、負荷電流と称す）を
検出してハードウェア回路によりサーマルＦＥＴ１０２
の駆動を制御するドライバ１０５と、スイッチ１０７が
オン状態中にドライバ１０５を制御するためのＰＷＭ
（パルス幅変調）制御信号をドライバ１０５に供給する
マイコン（ＣＰＵ）１０９とを備えて構成されている。

【０００４】半導体スイッチとしてのサーマルＦＥＴ１
０２は、温度センサ（図示せず）を備え、サーマルＦＥ
Ｔ１０２が過電流等により規定の温度（例えば、１５０
℃）以上まで上昇した場合には、ゲート（Ｇ）に“Ｈ"
レベルの電位が印加されている状態であっても、内蔵す
るゲート遮断回路によってサーマルＦＥＴ１０２を強制
的にオフ制御させる過熱遮断機能を備えている。このよ
うにしてオフ制御されたサーマルＦＥＴ１０２は、その
後温度が下がってもゲート（Ｇ）に“Ｌ"レベルの電位
が印加されるまで過熱遮断状態を維持する。

【０００５】また、ゲート（Ｇ）−ソース（Ｓ）間に
は、ゲート（Ｇ）−ソース（Ｓ）間を一定の電圧レベル
に保ってゲート（Ｇ）に過電圧が印加されようとした場
合にこれをバイパスしてサーマルＦＥＴ１０２の損傷を
防止するツェナーダイオードＺＤ１が接続されている。

【０００６】また、ドライバ１０５は、コンパレータ１
１１と駆動回路１１３とを備えている。コンパレータ１
１１は、シャント抵抗１０４を流れる負荷電流を検出し
て、この電流が過電流である旨を示す信号を出力する過
電流検出回路である。また、駆動回路１１３は、マイコ
ン１０９からのＰＷＭ制御信号およびコンパレータ１１
１からの信号に基づいて、抵抗１１５および内蔵抵抗１
２５を介してサーマルＦＥＴ１０２のゲート（Ｇ）に駆
動信号を供給することによってサーマルＦＥＴ１０２の
駆動を制御する回路である。すなわち、サーマルＦＥＴ
１０２の駆動をコンパレータ１１１の過電流検出によっ
てハード制御する構成である。

【０００７】このようにしてサーマルＦＥＴ１０２の駆
動が制御され、例えば、負荷１０３またはサーマルＦＥ
Ｔ１０２のドレイン（Ｄ）−ソース（Ｓ）間の短絡故障
または不完全短絡故障等によって生じた過電流が経路に
流れようとしても、駆動回路１１３によってサーマルＦ
ＥＴ１０２をオフ制御して、本装置１００の過電流保護
機能を実現している。

【０００８】このような過電流保護を行うにあたって、
コンパレータ１１１は、検出したシャント抵抗１０４に
よる電圧降下分の電位差が判定値（過電流遮断値）を超
えたとき、“Ｈ"レベルの電位を持った信号を駆動回路
１１３に供給する。このとき、駆動回路１１３はサーマ
ルＦＥＴ１０２をオフ制御するための駆動信号をサーマ
ルＦＥＴ１０２に供給する。その後、負荷電流が低下し
てシャント抵抗１０４による電圧降下分の電位差が判定
値（復帰電流値）を下回ると、コンパレータ１１１は
“Ｌ"レベルの電位を持った信号を駆動回路１１３に供
給する。このとき、駆動回路１１３はサーマルＦＥＴ１
０２をオン制御するための駆動信号をサーマルＦＥＴ１
０２に供給する。

【０００９】また、本従来例の電源供給制御装置１００
における図９は、（ａ）ＰＷＭ制御信号、（ｂ）サーマ
ルＦＥＴ１０２の温度および（ｃ）負荷電流の経時変化
を説明する説明図である。同図に示すように、サーマル
ＦＥＴ１０２が過熱保護のためにオフ制御（過熱遮断）
されている状態において、ＰＷＭ制御信号の電圧レベル
が“Ｈ"レベル（ＯＮ）から“Ｌ"レベル（ＯＦＦ）にな
ったとき、サーマルＦＥＴ１０２の過熱遮断状態は解除
されてしまう。そして、再びＰＷＭ制御信号の電圧レベ
ルが“Ｈ"レベル（ＯＮ）となったときは、サーマルＦ
ＥＴ１０２は再びオン制御となるため、再び過熱遮断状
態となってしまう。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このように、上記従来
例の電源供給制御装置１００では、サーマルＦＥＴ１０
２の温度が十分に低下していない状態において、ＰＷＭ
制御信号の電圧レベルが再び“Ｈ"レベル（ＯＮ）とな
ったときは、サーマルＦＥＴ１０２の温度が再び規定以
上まで上昇してしまう。したがって、デッドショート等
によって過電流が連続的に流れようとする場合は、ＰＷ
Ｍ制御信号の電圧レベルが“Ｈ"レベルとなるたびにサ
ーマルＦＥＴ１０２が比較的高温な状態におかれるた
め、サーマルＦＥＴ１０２に熱的ストレスを頻繁に受け
てしまい、熱的寿命に短時間で達してしまうという問題
点があった。

【００１１】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたものであって、過熱遮断機能によるサーマルＦＥＴ
のオフ状態をできる限り早く検出して、過熱状態によっ
て受けるサーマルＦＥＴの熱的ストレスを低減し、熱的
寿命の短縮を防止し得る電源供給制御装置および電源供
給制御方法を提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項１に係る電源供給制御装置は、オン
制御、オフ制御を繰り返し行う制御信号によってスイッ
チング制御され、電源から負荷への電力供給を制御する
半導体スイッチと、前記半導体スイッチが所定の温度に
達したときに、前記半導体スイッチをオフ制御する過熱
遮断手段と、前記半導体スイッチに流れようとする電流
を検出する電流検出手段と、前記制御信号がオン制御か
らオフ制御へ遷移する前に、前記電流検出手段によって
得られた検出結果に基づいて前記制御信号の供給を制御
する制御手段と、を備えたものである。

【００１３】また、請求項２に係る電源供給制御装置
は、請求項１に記載の電源供給制御装置において、前記
負荷に印加されている電圧を検出する電圧検出手段を備
え、前記制御手段は、前記制御信号がオン制御からオフ
制御へ遷移する前に、前記電流検出手段によって得られ
た検出結果および前記電圧検出手段によって得られた検
出結果から、当該電源供給制御装置が通常状態である
か、前記半導体スイッチが前記過熱遮断手段によってオ
フ制御された過熱遮断状態であるか、或いは前記負荷が
オープン状態であるかを判断するものである。

【００１４】請求項３に係る電源供給制御装置は、請求
項１または２に記載の電源供給制御装置において、前記
電流検出手段によって得られた検出結果または前記電圧
検出手段によって得られた検出結果は、前記制御信号が
オン制御からオフ制御へ遷移する直前の結果である。

【００１５】また、本発明の請求項４に係る電源供給制
御方法は、オン制御、オフ制御を繰り返し行う制御信号
によって半導体スイッチをスイッチング制御して、電源
から負荷への電力供給を制御し、前記半導体スイッチが
所定の温度に達したときは過熱遮断手段が前記半導体ス
イッチをオフ制御する電源供給制御方法において、前記
半導体スイッチに流れようとする電流を検出する電流検
出ステップと、前記制御信号がオン制御からオフ制御へ
遷移する前に、前記電流検出ステップによる検出結果に
基づいて、前記制御信号の供給を制御する制御ステップ
と、を備えたものである。

【００１６】また、請求項５に係る電源供給制御方法
は、請求項４に記載の電源供給制御方法において、前記
負荷に印加されている電圧を検出する電圧検出ステップ
と、前記制御信号がオン制御からオフ制御へ遷移する前
に、前記電流検出ステップによる検出結果および前記電
圧検出ステップによる検出結果から、電源供給制御装置
が通常状態であるか、前記半導体スイッチが前記過熱遮
断手段によってオフ制御された過熱遮断状態であるか、
或いは前記負荷がオープン状態であるかを判断する判断
ステップと、を備えたものである。

【００１７】さらに、請求項６に係る電源供給制御方法
は、請求項４または５に記載の電源供給制御方法におい
て、前記電流検出ステップによって得られた検出結果ま
たは前記電圧検出ステップによって得られた検出結果
は、前記制御信号がオン制御からオフ制御へ遷移する直
前の結果である。

【００１８】本発明の請求項１に係る電源供給制御装置
および請求項４に係る電源供給制御方法では、オン制
御、オフ制御を繰り返し行う制御信号によってスイッチ
ング制御され電源から負荷への電力供給を制御する半導
体スイッチに流れようとする電流が、電流検出手段によ
って検出される（電流検出ステップ）。そして、制御手
段は、前記制御信号がオン制御からオフ制御へ遷移する
前の、電流検出手段によって得られた検出結果に基づい
て制御信号の供給を制御している（制御ステップ）。特
に、制御手段（制御ステップ）は制御信号の供給を継続
または停止して制御するようにすれば、半導体スイッチ
が所定の温度に達して過熱遮断状態となったとき、制御
信号の供給が停止されるので、半導体スイッチが高温状
態に頻繁に置かれることがなくなり、半導体スイッチが
受ける熱的ストレスが減少するため、半導体スイッチの
熱的寿命を延ばすことが可能となる。

【００１９】また、請求項２に係る電源供給制御装置お
よび請求項５に係る電源供給制御方法では、負荷に印加
されている電圧を検出する電圧検出手段（電圧検出ステ
ップ）を備え、制御手段は、制御信号がオン制御からオ
フ制御へ遷移する前の、電流検出手段（電流検出ステッ
プ）によって得られた検出結果および電圧検出手段（電
圧検出ステップ）によって得られた検出結果から、通常
状態、前記半導体スイッチの過熱遮断状態または前記負
荷のオープン状態のいずれであるかを判断している（判
断ステップ）。したがって、半導体スイッチまたは負荷
の状態を正確に知ることができるため、故障に対する処
置が行いやすい。

【００２０】さらに、請求項３に係る電源供給制御装置
および請求項６に係る電源供給制御方法では、電流検出
手段によって得られた検出結果または電圧検出手段によ
って得られた検出結果は、制御信号がオン制御からオフ
制御へ遷移する直前の結果である。したがって、検出見
落としを極力少なくすることが可能となるため、半導体
スイッチまたは負荷の状態をできる限り確実に早く検出
することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の電源供給制御装置
および電源供給制御方法の実施の形態例について、〔第
１の実施形態〕、〔第２の実施形態〕の順に図１乃至図
７を参照して詳細に説明する。ここで、図１は本発明の
第１の実施形態の電源供給制御装置の回路構成図、図２
は半導体スイッチ（サーマルＦＥＴ１５）の詳細な回路
構成図、図３は（ａ）ＰＷＭ制御信号、（ｂ）負荷電
流、（ｃ）サーマルＦＥＴのゲート（Ｇ）−ソース
（Ｓ）間電圧Ｖ_GSおよび（ｄ）サーマルＦＥＴの温度の
継時変化を説明する説明図、図４は（ａ）ＰＷＭ制御信
号、（ｂ）サーマルＦＥＴの温度および（ｃ）負荷電流
の経時変化と、（ｄ）負荷電流の検出タイミングとを説
明する説明図、図５は第１の実施形態の電源供給制御装
置が行う電源供給制御方法を説明するフローチャート、
図６は本発明の第２の実施形態の電源供給制御装置の回
路構成図、図７は第２の実施形態の電源供給制御装置が
行う電源供給制御方法を説明するフローチャートであ
る。

【００２２】なお、以下の説明では、例えば自動車で用
いられるヘッドライトやパワーウィンドウの駆動モータ
等の各負荷にバッテリからの電源を選択的に供給して、
各負荷への電力の供給を制御する電源供給制御装置およ
び電源供給制御方法に適用した実施の形態例について説
明するが、本発明はこのような形態に限定されるもので
はなく、電源から負荷への電力供給をスイッチング制御
する電源供給制御装置および電源供給制御方法であれば
どのような形態であっても適用可能である。

【００２３】〔第１の実施形態〕本発明の第１の実施形
態の電源供給制御装置について、図１を参照して説明す
る。本実施形態の電源供給制御装置１０は、主に、電源
１１と、負荷１３と、特許請求の範囲の半導体スイッチ
に該当するサーマルＦＥＴ１５と、電流検出手段に該当
する電流検出回路１７と、過電流検出回路１９と、駆動
回路２１と、制御手段に該当するマイコン（ＣＰＵ）２
３と、シャント抵抗２５とを備え、電源１１の出力電圧
ＶＢを負荷１３に供給する経路中に、シャント抵抗２５
およびサーマルＦＥＴ１５のドレイン（Ｄ）−ソース
（Ｓ）を直列接続して備えた構成である。

【００２４】まず、電源１１は、略１２［Ｖ］の電圧値
を持った直流電力を供給するバッテリである。次に、負
荷１３は、例えばヘッドライトやパワーウィンドウの駆
動モータ等であり、スイッチ２７をオン動作することに
よって機能する。ユーザ等によってスイッチ２７がオン
状態とされると電源１１から負荷１３に電力が供給され
るため、負荷１３が稼動する。

【００２５】次に、半導体スイッチとしてのサーマルＦ
ＥＴ１５は、より詳しくは図２に示すような構成となっ
ている。図２において、サーマルＦＥＴ１５は、制御用
ＦＥＴ１２４と、内蔵抵抗１２５と、温度センサ１２１
と、ラッチ回路１２２と、制御用ＦＥＴ１２４のゲート
遮断回路としての特許請求の範囲の過熱遮断手段に該当
する過熱遮断用ＦＥＴ１２３とを備えて構成されてい
る。

【００２６】これらの構成要素を備えたサーマルＦＥＴ
１５は、制御用ＦＥＴ１２４またはサーマルＦＥＴ１５
が規定以上の温度（例えば、１５０℃）まで上昇したこ
とが温度センサ１２１によって検出された場合には、ゲ
ート（Ｇ）に“Ｈ"レベルの電位が印加されている状態
であっても、その旨の検出情報がラッチ回路１２２に保
持され、過熱遮断用ＦＥＴ１２３がオン動作となること
によって、制御用ＦＥＴ１２４を強制的にオフ制御する
過熱遮断機能を備えている。このようにしてオフ制御さ
れたサーマルＦＥＴ１５は、その後温度が下がってもゲ
ート（Ｇ）に"Ｌ“レベルの電位が印加されるまで過熱
遮断状態を維持する。

【００２７】より詳しくは、温度センサ１２１は４個の
ダイオードが縦続接続されてなり、実装上、温度センサ
１２１は制御用ＦＥＴ１２４の近傍に配置形成されてい
る。サーマルＦＥＴ１５（制御用ＦＥＴ１２４）の温度
が上昇するにつれて温度センサ１２１の各ダイオードの
抵抗値が減少するので、ＦＥＴＱ５１のゲート電位が
“Ｌ“レベルとされる電位まで下がると、ＦＥＴＱ５１
がオン状態からオフ状態に遷移する。これにより、ＦＥ
ＴＱ５４のゲート電位がサーマルＦＥＴ１５のゲート制
御端子（Ｇ）の電位にプルアップされ、ＦＥＴＱ５４が
オフ状態からオン状態に遷移して、ラッチ回路１２２に
“１"がラッチされることとなる。このとき、ラッチ回
路１２２の出力が“Ｈ"レベルとなって過熱遮断用ＦＥ
Ｔ１２３がオフ状態からオン状態に遷移するので、制御
用ＦＥＴ１２４のゲート（ＴＧ）の電圧レベルが“Ｌ"
レベルとなって、制御用ＦＥＴ１２４がオン状態からオ
フ状態に遷移して、過熱遮断されることとなる。

【００２８】また、サーマルＦＥＴ１５のゲート（Ｇ）
−ソース（Ｓ）間には、ツェナーダイオードＺＤ１が接
続されており、ゲート（Ｇ）−ソース（Ｓ）間を一定の
電圧レベル（例えば、１２Ｖ）に保って、ゲート（Ｇ）
に過電圧が印加されようとした場合にこれをバイパスし
てサーマルＦＥＴ１５の損傷を防止する。また、該ツェ
ナーダイオードＺＤ１の電流制限用として、駆動回路１
１の出力端子とサーマルＦＥＴ１５のゲート（Ｇ）との
間に電流制限抵抗２２を設置している。

【００２９】次に、電流検出回路１７は、第１の差動増
幅器１７１および第２の差動増幅器１７３を備えて構成
されており、シャント抵抗２５を流れる電流（以下、負
荷電流と称す）を検出している。該電流検出回路１７
は、所定の抵抗値を持ったシャント抵抗２５による電圧
降下分の電位差をまず第１の差動増幅器１７１で差動増
幅し、さらに第１の差動増幅器１７１から出力された信
号を第２の差動増幅器１７３で差動増幅する。このよう
にして差動増幅された信号は、Ａ／Ｄ変換器２９でＡ／
Ｄ変換されマイコン２３に供給される。

【００３０】次に、過電流検出回路１９は、負荷１３ま
たはサーマルＦＥＴ１５のドレイン（Ｄ）−ソース
（Ｓ）間の短絡故障（デッドショート等）または不完全
短絡故障等によって生じた過電流を検出するコンパレー
タ１９１を有している。該コンパレータ１９１は、図３
に示すように、シャント抵抗２５による電圧降下分の電
位差が判定値（過電流遮断値）を超えたとき、“Ｈ"レ
ベルの電位を持ったの信号を駆動回路２１に供給する。
また、その後、シャント抵抗２５を流れる負荷電流が低
下して電位差が判定値（復帰電流値）を下回ったとき
は、“Ｌ"レベルの電位を持った信号を駆動回路２１に
供給する。このように、サーマルＦＥＴ１５が過電流遮
断機能によりオフ制御されている状態から再びオン制御
されるタイミングに遅延を設けることで、サーマルＦＥ
Ｔ１０２の遮断をラッチし続けることなく制御してい
る。なお、過電流遮断電流値と復帰電流値との間にヒス
テリシスを設けた理由としては、例えば、過電流検出回
路１９がノイズによって実際とは異なる負荷電流の電流
値がマイコン２３に入力されたときは、マイコン２３が
所望しない動作を行ってしまうというように、ノイズに
よる誤動作を防ぐために設定されている。

【００３１】次に、駆動回路２１は、コレクタ側が電位
ＶＰに接続されたソーストランジスタ２１１と、エミッ
タ側が接地電位（ＧＮＤ）に接続されたシンクトランジ
スタ２１３とを直列接続して備え、マイコン２３からの
ＰＷＭ（パルス幅変調）制御信号に基いて、ソーストラ
ンジスタ２１１およびシンクトランジスタ２１３をオン
／オフ制御することによってソーストランジスタ２１１
のエミッタまたはシンクトランジスタ２１３のコレクタ
から“Ｈ"または“Ｌ"レベルの電位を持った信号を出力
して、サーマルＦＥＴ１５を駆動制御する。なお、図１
中のシンクトランジスタ２１３のコレクタに印加される
電位ＶＰは、昇圧のために用いられるチャージポンプ
（図示せず）の出力電圧である。

【００３２】また、駆動回路２１は、コンパレータ１９
１から“Ｌ"レベルの電位を持った信号が供給されたと
きは、サーマルＦＥＴ１５をオン制御する信号をサーマ
ルＦＥＴ１５に供給し、コンパレータ１９１から“Ｈ"
レベルの電位を持った信号が供給されたときは、マイコ
ン２３からのＰＷＭ制御信号にかかわらず、サーマルＦ
ＥＴ１５をオフ制御する信号をサーマルＦＥＴ１５に供
給する。

【００３３】さらに、マイコン２３は、設定によりＰＷ
Ｍ（パルス幅変調）制御信号を駆動回路２１に供給す
る。また、該マイコン２３は、電流検出回路１７によっ
て検出されたシャント抵抗２５を流れる負荷電流を常時
モニタしている。また、ＰＷＭ制御信号、サーマルＦＥ
Ｔ１５の温度および負荷電流の経時変化と、負荷電流の
検出タイミングとを説明する図４に示すように、ＰＷＭ
制御信号の電圧レベルが“Ｌ"レベル（ＯＦＦ）となる
直前の負荷電流の電流値を得る。このとき得られた電流
値が略０［Ｖ］であれば、マイコン２３はＰＷＭ制御信
号の供給を停止する。以後、マイコン２３は、電源１１
の切り離し等による電源リセットや、修理工場でのサー
ビスツール等による過熱遮断状態の設定解除などの特別
な処置が行われるまで、ＰＷＭ制御信号の供給停止状態
を維持する。すなわち、マイコン２３はプログラムによ
りソフト的にサーマルＦＥＴ１５の過熱遮断のラッチ状
態を維持し続けることとなる。

【００３４】次に、以上説明した本実施形態の電源供給
制御装置１０の回路構成を踏まえて、図５を参照して電
源供給制御方法を説明する。まず、ステップＳ５０１で
は、マイコン２３から出力されたＰＷＭ制御信号の電圧
レベルが“Ｈ"レベル（ＯＮ）から“Ｌ"レベル（ＯＦ
Ｆ）となる直前のタイミングで、シャント抵抗２５を流
れる負荷電流を検出する。次にステップＳ５０３に進
み、マイコン２３はこの負荷電流の電流値が略０［Ａ］
であるかを調べる。ここで電流値が略０［Ａ］のときは
ステップＳ５０５に進み、マイコン２３はＰＷＭ制御信
号の供給を停止する。一方、電流値が略０［Ａ］ではな
い所定値以上のときはステップＳ５０７に進み、マイコ
ン２３は駆動回路２１にＰＷＭ制御信号を供給し続け、
ステップＳ５０１に戻ってＰＷＭ制御信号の電圧レベル
が再び“Ｈ"レベルから“Ｌ"レベルとなる直前のタイミ
ングで負荷電流を検出する。

【００３５】以上のように、本実施形態の電源供給制御
装置および電源供給制御方法１０によれば、シャント抵
抗２５を流れる負荷電流を検出して、該負荷電流の電流
値が略０［Ａ］であれば、マイコン２３はＰＷＭ制御信
号の供給を停止して、マイコン２３のプログラムにより
ソフト的に過熱遮断状態のラッチが維持される。このよ
うに、サーマルＦＥＴ１５は高温状態に頻繁に置かれる
ことがなくなるため、サーマルＦＥＴ１５の受ける熱的
ストレスが減少し、サーマルＦＥＴ１５の熱的寿命を延
ばすことができる。また、ＰＷＭ制御信号の供給の停止
以後、マイコン２３は、電源の切り離しやラッチ状態解
除の特別処置が修理工場などで行われるまで、プログラ
ムによりソフト的にサーマルＦＥＴ１５のこの状態をラ
ッチし続けている。このため、例えばノイズ等によって
サーマルＦＥＴ１５のゲート（Ｇ）または制御用ＦＥＴ
１２４のゲート（ＴＧ）に“Ｈ"レベル相当の電位が印
加されてサーマルＦＥＴ１５がオン状態になることがな
いため、確実にラッチ状態を維持することができる。ま
た、ラッチ状態をソフト的に維持することにより、ラッ
チ状態解除方法をシステム毎に独自に設定することがで
きる。

【００３６】また、マイコン２３は、ＰＷＭ制御信号の
電圧レベルが“Ｈ"レベルから“Ｌ"レベルとなる直前の
タイミングで負荷電流の電流値を検出する。なお、マイ
コン２３のプログラムの関係上、負荷電流検出タイミン
グと、ＰＷＭ制御信号が“Ｈ"レベルから“Ｌ"レベルと
なるタイミングとの時間差はプログラムの順番上避けら
れないが、負荷電流を検出する処理およびＰＷＭ制御信
号を“Ｈ"レベルから“Ｌ"レベルにする処理をプログラ
ムの順番上近くすれば、検出見落としを極力少なくする
ことができるため、サーマルＦＥＴ１５のオフ状態をで
きる限り確実に早く検出することができる。

【００３７】〔第２の実施形態〕次に、第２の実施形態
の電源供給制御装置および電源供給制御方法について、
図６および図７を参照して説明する。ここで、図６は、
本実施形態の電源供給制御装置を示す回路構成図であ
り、図７は、本実施形態の電源供給制御装置が行う電源
供給制御方法を説明するフローチャートである。なお、
図６において、第１の実施形態（図１）と重複する部分
には同一の符号を附して説明を省略する。

【００３８】図６において、本実施形態の電源供給制御
装置６０は、図１に示した第１の実施形態の構成に加え
て、サーマルＦＥＴ１５のソース（Ｓ）と負荷１３との
接続点の電位（以下、負荷電圧と称す）をＡ／Ｄ変換器
２９′を介してマイコン２３に取り込む構成、すなわ
ち、特許請求の範囲にいう電圧検出手段が追加されたも
のである。この電圧検出手段により、マイコン２３は負
荷電圧を常時モニタしており、第１実施形態の電源供給
制御装置１０と同様に、ＰＷＭ制御信号の電圧レベルが
“Ｈ"レベルから“Ｌ"レベルとなる直前に電流検出回路
１７から負荷電流を、また電圧検出手段から負荷電圧を
得て、得られた負荷電流の電流値および負荷電圧の電圧
値から、当該電源供給制御装置６０が通常状態である
か、サーマルＦＥＴ１５が過熱遮断状態であるか、或い
は負荷１３がオープン状態（以下、負荷オープン状態と
称す）であるかを判断する。該判断結果が通常状態であ
る場合はＰＷＭ制御信号の供給を継続する。また、サー
マルＦＥＴ１５が過熱遮断状態の場合はＰＷＭ制御信号
の供給を停止し、マイコン２３のプログラムによりソフ
ト的に過熱遮断状態のラッチが維持されることとなる。
また、負荷オープン状態の場合にもＰＷＭ制御信号の供
給を停止するが、ユーザ等に負荷オープン状態である旨
を知らせるために別途表示手段（図示せず）等を用いて
その旨を表示（以下、負荷オープン表示と称す）させ
る。なお、負荷オープン状態がユーザ等に報知されれば
良く、表示手段の代わりに音声出力手段を用いても良い
し、或いは表示手段および音声出力手段の組み合わせで
作用することも考えられる。

【００３９】次に、本電源供給制御装置６０における電
源供給制御方法を、図７を参照して説明する。まず、ス
テップＳ７０１では、マイコン２３から出力されたＰＷ
Ｍ制御信号の電圧レベルが“Ｈ"レベルから“Ｌ"レベル
となる直前のタイミングで負荷電流および負荷電圧を検
出する。次にステップＳ７０３に進み、マイコン２３は
この負荷電流の電流値が略０［Ａ］であるかを調べる。
ここで電流値が略０［Ａ］ではない所定値以上であると
きにはステップＳ７０５に進み、マイコン２３は駆動回
路２１にＰＷＭ制御信号を供給し続ける。一方、電流値
が略０［Ａ］であるときには次のステップＳ７０７に進
み、マイコン２３はＰＷＭ制御信号の供給を停止する。
次に、ステップ７０９に進み、負荷電圧の電圧値が略１
２［Ｖ］であるかを調べることによって、負荷１３がオ
ープン状態かを調べる。ここで、負荷オープン状態と判
断されたときはステップＳ７１１に進み、表示手段等を
用いてユーザ等に負荷オープン状態である旨を表示す
る。一方、負荷オープン状態ではないと判断されたとき
は、ステップを終了する。

【００４０】以上のように、本実施形態の電源供給制御
装置および電源供給制御方法によれば、シャント抵抗２
５を流れる負荷電流およびサーマルＦＥＴ１５のソース
（Ｓ）側の負荷電圧を検出することにより、マイコン２
３は、通常状態、サーマルＦＥＴ１５の過熱遮断状態ま
たは負荷オープン状態のいずれかを、電源電圧や温度変
動に影響されずに検出することができる。また、該判断
結果によってＰＷＭ制御信号の継続または停止などの制
御または負荷オープン表示を行っている。したがって、
本実施形態においては、第１の実施形態の電源供給制御
装置および電源供給制御方法による効果に加えて、サー
マルＦＥＴ１５の過熱遮断状態と負荷オープン状態とを
区別して、負荷オープン状態の場合にはその旨をユーザ
等に通知して、当該電源供給制御装置の状況に応じた対
処が可能となる。

【００４１】なお、本実施形態の変形例として、サーマ
ルＦＥＴ１５のソース（Ｓ）側の負荷電圧をコンパレー
タで受けて、基準電圧と比較して“Ｈ"レベルまたは
“Ｌ"レベルの電圧を持った信号をマイコン２３に供給
する構成により、電圧検出手段を実現しても良い。この
場合には、図７のステップＳ７０７において、「負荷電
圧の電圧レベルが“Ｈ"レベルか？」というステップに
置きかえる必要がある。

【００４２】また、以上説明した実施形態に係る電源供
給制御装置の回路構成においては、ＦＥＴにＮチャネル
型のものを使用したが、本発明に係る電源供給制御装置
の回路構成はこれに限定されるものではなく、Ｐチャネ
ル型のものを使用しても良い。但し、各ＦＥＴのゲート
電位が“Ｌ"／“Ｈ"レベルに逆転することに伴う回路変
更が必要となる。また、ＦＥＴの代わりにＩＧＢＴ（In
sulated Gate BipolarTransistor）を使用することも可
能である。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電源供給
制御装置および電源供給制御方法によれば、オン制御、
オフ制御を繰り返し行う制御信号によってスイッチング
制御され電源から負荷への電力供給を制御する半導体ス
イッチに流れようとする電流が、電流検出手段によって
検出される。そして、制御手段は、前記制御信号がオン
制御からオフ制御へ遷移する前の、電流検出手段によっ
て得られた検出結果に基づいて制御信号の供給を制御し
ている。特に、制御手段は制御信号の供給を継続または
停止して制御するようにすれば、半導体スイッチが所定
の温度に達して過熱遮断状態となったとき、制御信号の
供給が停止されるので、半導体スイッチが高温状態に頻
繁に置かれることがなくなり、半導体スイッチが受ける
熱的ストレスが減少するため、半導体スイッチの熱的寿
命を延ばすことができる。

【００４４】また、本発明によれば、負荷に印加されて
いる電圧を検出する電圧検出手段を備え、制御手段は、
制御信号がオン制御からオフ制御へ遷移する前の、電流
検出手段によって得られた検出結果および電圧検出手段
によって得られた検出結果から、通常状態、前記半導体
スイッチの過熱遮断状態または前記負荷のオープン状態
のいずれであるかを判断している。したがって、半導体
スイッチまたは負荷の状態を正確に知ることができるた
め、故障に対する処置が行いやすいという効果を呈す
る。

【００４５】さらに、本発明によれば、電流検出手段に
よって得られた検出結果または電圧検出手段によって得
られた検出結果は、制御信号がオン制御からオフ制御へ
遷移する直前の結果である。したがって、検出見落とし
を極力少なくすることが可能となるため、半導体スイッ
チまたは負荷の状態をできる限り確実に早く検出するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の電源供給制御装置を
示す回路構成図である。

【図２】半導体スイッチの詳細な回路構成図である。

【図３】（ａ）ＰＷＭ制御信号、（ｂ）負荷電流、
（ｃ）サーマルＦＥＴのゲート（Ｇ）−ソース（Ｓ）間
電圧Ｖ_GSおよび（ｄ）サーマルＦＥＴの温度の継時変化
を説明する説明図である。

【図４】（ａ）ＰＷＭ制御信号、（ｂ）サーマルＦＥＴ
の温度および（ｃ）負荷電流の経時変化と、（ｄ）負荷
電流の検出タイミングとを説明する説明図である。

【図５】第１の実施形態の電源供給制御装置が行う電源
供給制御方法を説明するフローチャートである。

【図６】本発明の第２の実施形態の電源供給制御装置の
回路構成図である。

【図７】第２の実施形態の電源供給制御装置が行う電源
供給制御方法を説明するフローチャートである。

【図８】従来の電源供給制御装置を示す回路構成図であ
る。

【図９】従来の技術の（ａ）ＰＷＭ制御信号、（ｂ）サ
ーマルＦＥＴ１０２の温度および（ｃ）負荷電流の経時
変化とを示す説明図である。

【符号の説明】

１１ 電源 １３ 負荷 １５ サーマルＦＥＴ １７ 電流検出回路 １９ 過電流検出抵抗 ２１ 駆動回路 ２２ 電流制限抵抗 ２３ マイコン ２５ シャント抵抗 ２７ スイッチ ２９ Ａ／Ｄ変換器 ６１ 導線 １２１ 温度センサ １２２ ラッチ回路 １２３ 過熱遮断用ＦＥＴ １２４ 制御用ＦＥＴ １２５ 内蔵抵抗 １７１ 第１の差動増幅器 １７３ 第２の差動増幅器 １９１ コンパレータ ２１１ ソーストランジスタ ２１３ シンクトランジスタ ＺＤ１ ツェナーダイオード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０３Ｋ 17/687 Ｈ０３Ｋ 17/687 Ａ Ｆターム(参考） 5G004 AA04 AB02 BA03 BA04 DA02 EA01 5G053 AA01 AA02 BA01 BA04 BA06 CA02 EA01 EA04 EC03 5H730 AA20 AS00 BB11 BB57 DD04 DD28 FD41 FD61 FF09 FG05 XX03 XX04 XX15 XX19 XX26 XX38 XX43 5J055 AX15 AX34 AX36 AX56 AX64 BX16 CX13 CX20 CX28 DX09 DX13 DX14 DX22 DX53 DX54 EX01 EX02 EX04 EX06 EX10 EX11 EX23 EY01 EY12 EY13 EZ07 EZ08 EZ10 EZ23 EZ24 EZ31 EZ39 EZ43 EZ57 FX04 FX05 FX07 FX13 FX21 FX31 GX00 GX01 GX03

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オン制御、オフ制御を繰り返し行う制御
   信号によってスイッチング制御され、電源から負荷への
   電力供給を制御する半導体スイッチと、 前記半導体スイッチが所定の温度に達したときに、前記
   半導体スイッチをオフ制御する過熱遮断手段と、 前記半導体スイッチに流れる電流を検出する電流検出手
   段と、 前記制御信号がオン制御からオフ制御へ遷移する前に、
   前記電流検出手段によって得られた検出結果に基づい
   て、前記制御信号の供給を制御する制御手段と、を備え
   たことを特徴とする電源供給制御装置。
2. 【請求項２】 前記負荷に印加されている電圧を検出す
   る電圧検出手段を備え、 前記制御手段は、前記制御信号がオン制御からオフ制御
   へ遷移する前に、前記電流検出手段によって得られた検
   出結果および前記電圧検出手段によって得られた検出結
   果から、当該電源供給制御装置が通常状態であるか、前
   記半導体スイッチが前記過熱遮断手段によってオフ制御
   された過熱遮断状態であるか、或いは前記負荷がオープ
   ン状態であるかを判断することを特徴とする請求項１記
   載の電源供給制御装置。
3. 【請求項３】 前記電流検出手段によって得られた検出
   結果または前記電圧検出手段によって得られた検出結果
   は、前記制御信号がオン制御からオフ制御へ遷移する直
   前の結果であることを特徴とする請求項１または２記載
   の電源供給制御装置。
4. 【請求項４】 オン制御、オフ制御を繰り返し行う制御
   信号によって半導体スイッチをスイッチング制御して、
   電源から負荷への電力供給を制御し、前記半導体スイッ
   チが所定の温度に達したときは過熱遮断手段が前記半導
   体スイッチをオフ制御する電源供給制御方法において、 前記半導体スイッチに流れようとする電流を検出する電
   流検出ステップと、 前記制御信号がオン制御からオフ制御へ遷移する前に、
   前記電流検出ステップによる検出結果に基づいて、前記
   制御信号の供給を制御する制御ステップと、を備えたこ
   とを特徴とする電源供給制御方法。
5. 【請求項５】 前記負荷に印加されている電圧を検出す
   る電圧検出ステップと、 前記制御信号がオン制御からオフ制御へ遷移する前に、
   前記電流検出ステップによる検出結果および前記電圧検
   出ステップによる検出結果から、電源供給制御装置が通
   常状態であるか、前記半導体スイッチが前記過熱遮断手
   段によってオフ制御された過熱遮断状態であるか、或い
   は前記負荷がオープン状態であるかを判断する判断ステ
   ップと、を備えたことを特徴とする請求項４記載の電源
   供給制御方法。
6. 【請求項６】 前記電流検出ステップによって得られた
   検出結果または前記電圧検出ステップによって得られた
   検出結果は、前記制御信号がオン制御からオフ制御へ遷
   移する直前の結果であることを特徴とする請求項４また
   は５記載の電源供給制御方法。