JPH07245375A - 負荷駆動装置 - Google Patents

負荷駆動装置

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JPH07245375A
JPH07245375A JP6032488A JP3248894A JPH07245375A JP H07245375 A JPH07245375 A JP H07245375A JP 6032488 A JP6032488 A JP 6032488A JP 3248894 A JP3248894 A JP 3248894A JP H07245375 A JPH07245375 A JP H07245375A
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JP
Japan
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substrate
thermistor
switch means
power
temperature
Prior art date
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Pending
Application number
JP6032488A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasunobu Hirao
恭紳 平尾
Junji Sugiura
純二 杉浦
Hidekazu Katsuyama
勝山  秀和
Hideo Watanabe
英男 渡辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH07245375A publication Critical patent/JPH07245375A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0201Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating

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  • Control Of Direct Current Motors (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パワートランジスタ等のスイッチ手段の過熱
を容易に感知することのできる負荷駆動装置を提供す
る。 【構成】 1はモータ電流制御用のパワーMOSFE
T、2は温度が上昇すると抵抗値が大きくなるPTCサ
ーミスタ、3および4は抵抗体、5は発振防止用のコン
デンサ、9はALN基板、10は放熱フィンである。熱
伝導性のよいALN基板によりPTCサーミスタ2は、
パワーMOSFET1の発熱を速やかに検出できるよう
になり、温度保護をより迅速にかけることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、モータ等の負荷を駆動
する制御装置に関し、特にその過熱保護に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、車両等のブロアモータ等の負荷駆
動装置として、制御装置(コントローラ)と、このコン
トローラからの信号により、ブロアモータに電流を流す
スイッチ手段としてのパワートランジスタからなる駆動
装置がある。また、モータロック等の異常事態が生じた
時に制御装置、モータ等が破損・焼損するのを防止する
機構として、温度ヒューズやサーミスタからなる温度感
知手段を、例えばパワートランジスタのベースあるいは
コレクタラインに挿入するものがある。これらは、パワ
ートランジスタの異常過熱が生じた場合にその温度を感
知して、温度ヒューズにおいては溶断してそれ以上パワ
ートランジスタに電流が流れないようにし、サーミスタ
においては抵抗値が変化し、それをコントローラにてモ
ニタして、それ以上パワートランジスタに電流が流れな
いようにするものである。
【0003】そして、パワートランジスタおよび温度ヒ
ューズあるいはサーミスタは、パワートランジスタの過
熱を感知できるように、プリント基板上に近接配置され
ている。パワートランジスタの過熱をよりよく感知する
ためには、さらにパワートランジスタおよび温度ヒュー
ズあるいはサーミスタを近接させる必要がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
素子を近接させるにも工程の限界があり、それ以上に近
接させることはできない。従って、パワートランジスタ
の温度感知をそれ以上高精度にできない。すなわち、温
度感知手段の熱応答性が悪いと言った問題がある。その
ため、上記従来技術では、実際にはパワートランジスタ
の温度を十分に感知しているとは言えず、パワートラン
ジスタの過熱による制御装置、モータ等の破損・焼損防
止を十分に行えているとは言えない。
【0005】従って、本発明は上記問題点に鑑み、パワ
ートランジスタ等のスイッチ手段の過熱を容易に感知す
ることのできる負荷駆動装置を提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】そこで、本願発明者らは
パワートランジスタ等の素子が搭載される基板に着目し
た。この基板には絶縁性であることが要求される。すな
わち、本発明による負荷駆動装置は、負荷に接続され、
該負荷に流れる電流を制御する半導体素子からなるスイ
ッチ手段と、該スイッチ手段の発熱を感知する温度感知
手段と、前記スイッチ手段と温度感知手段とが実装され
る基板と、該基板に設置された放熱フィンとを有する負
荷駆動装置であって、前記基板がALN基板であること
を特徴としている。
【0007】また、前記温度感知手段はサーミスタであ
るとよい。また、前記放熱フィンはコルゲートフィンで
あるとよい。
【0008】
【作用および効果】本発明の負荷駆動装置によると、前
記半導体素子からなるスイッチ手段と該スイッチ手段の
発熱を感知する温度感知手段とが、熱伝導性のよいAL
N基板上に搭載されているため、前記温度感知手段は、
前記ALN基板を介して前記スイッチ手段の発熱状況を
感知することができる。
【0009】これにより、前記スイッチ手段の発熱状況
をすみやかに感知することができ、負荷駆動装置の温度
保護をより迅速に行うことができる。すなわち、熱応答
性が向上し、負荷駆動装置の温度保護を確実に行えるよ
うになるという優れた効果がある。また、前記温度感知
手段がサーミスタであれば、表面実装技術を用いて、前
記スイッチ手段と同時に実装できるため、両者を近接配
置することができ、さらに熱応答性が向上する。従っ
て、前記スイッチ手段の温度感知をより確実に行うこと
ができる。
【0010】また、前記放熱フィンがコルゲートフィン
であれば、放熱性がよくフィンを小さくすることができ
る。これにより熱容量を小さくできるため、前記温度感
知手段は温度変化を敏感に感知することができ、さらに
熱応答性が向上する。従って、前記スイッチ手段の温度
感知をより確実に行うことができる。
【0011】
【実施例】本発明を、自動車空調用ブロアモータの駆動
装置に適用した実施例を以下に示す。図1(a)は本実
施例のブロアモータ駆動装置を示す実装図の平面図であ
り、図1(b)は、断面図である。また、図2は、ブロ
アモータ駆動装置の回路図である。尚、同一の素子につ
いては回路図および実装図において同一符号を付与す
る。
【0012】図1において、1はモータ電流制御用のパ
ワーMOSFET(スイッチ手段)、2は温度が上昇す
ると抵抗値が大きくなるPTCサーミスタ(温度感知手
段)、3および4は抵抗体、5は発振防止用のコンデン
サである。また、9は窒化アルミニウム基板(以下、A
LN基板)であり、その基板上に、パワーMOSFET
1、PTCサーミスタ2、抵抗体3および4、コンデン
サ5が表面実装にて同一面上にはんだ付けされている。
【0013】これらの素子は、基板上の端子からケース
11内のターミナルにワイヤボンド等により接続されコ
ネクタに接続される。ALN基板9の裏面は、放熱フィ
ン10に高熱伝導性のグリスを介して固定される。この
放熱フィンは強制空冷に対して非常に放熱性の優れたコ
ルゲートフィンからなる。
【0014】このように、本実施例においては、パワー
MOSFET1とPTCサーミスタ2を高熱伝導性に優
れたALN基板9上に搭載しているため、PTCサーミ
スタ2とパワーMOSFET1との熱的結合を十分に得
ることができる。従って、PTCサーミスタ2はこのA
LN基板9を介してパワーMOSFET1の温度をすみ
やかに感知することができるため、温度保護をより迅速
にかけることができる。すなわち、本実施例のブロアモ
ータ駆動装置においては、パワーMOSFET1の過熱
に対する熱応答性が向上し、パワーMOSFET1ある
いはエアコンECU7の破損・焼損防止を確実に行うこ
とが可能となる。
【0015】なお、上記実施例では、温度感知手段とし
てPTCサーミスタを用いたが、温度ヒューズを用いて
もよい。その場合、パワーMOSFET1の制御装置が
異常過熱したときは、温度ヒューズが溶断することによ
り、過熱保護として機能することになる。ただし、温度
ヒューズを用いた場合では、基板に実装する際には溶断
しないように、リード構造にする、実装工程を他の素子
と別にするなどの注意が必要である。
【0016】次に、図2に示すブロアモータ駆動装置の
作動を説明する。図2において、6はブロアモータ、7
はエアコンECU(Electric Control Unit,制御手
段)、8はモータ上流のリレーである。また、図2中の
大きい方の一点鎖線にて囲まれた領域内の素子は、AL
N基板9に搭載される。通常動作は、エアコンECUか
らの信号(電圧)に対して、パワーMOSFET1には
サーミスタ2と抵抗体3の分圧分の電圧がゲートに印加
され、電圧に基づく動作点でドレイン、ソース間の電圧
を制御し、ブロアモータの通電電流を制御する。
【0017】ここで、もしモータロック等の異常事態が
生じ、送風が止まり、パワーMOSFET1等の制御装
置が異常過熱した場合、サーミスタ2の抵抗値が増加す
るため、パワーMOSFET1のゲートに加わる電圧が
減少するとともに、図2中のA点の電位が上がる。そし
て、この電位をエアコンECU7へフィードバックして
おり、エアコンECU7は制御しようとしている電位に
対し、実際の電位が高いため、A点の電位を下げるべく
パワーMOSFET1のゲート電位を上げるように働
く。しかし、パワーMOSFET1はその発熱によりサ
ーミスタ2の抵抗値が増加するため、OFFする方向へ
と働く。それに伴いパワーMOSFET1に流れる電流
が減少するため、パワーMOSFET1にて消費される
電力が減少し、発熱が抑制される方向に働き、サーミス
タの抵抗値の上昇が抑えられる。結果として制御装置の
発熱によるゲート電位低下と、それによる通電電流減少
のための発熱抑制によるゲート電位上昇とのバランスが
取れた状態で制御されるため、パワーMOSFET1等
の制御装置やモータ等を焼損することなく保護すること
が可能である。
【0018】また、この状態において、エアコンECU
7は、A点の電位をモニタすることができるため、制御
しようとしている電圧になかなかならないことを感知し
てモータの上流のリレーをOFFする制御をすることに
より、あるいはパワーMOSFET1へのゲートへの出
力を完全にOFFする制御をすることにより、さらなる
過熱保護をかけることができる。
【0019】また、この構成の場合、温度ヒューズと異
なり、発熱の異常事態がヒューズが切れるか切れないか
の”1”か”0”かの判定ではなく、変化具合をもエア
コンECU7にて検出することのできるため、ダイアグ
機能への応用も可能である。また、図1に示すように、
サーミスタは温度ヒューズと異なり、はんだ付温度で溶
断するようなことがないため、構造的に基板上にパワー
MOSFET等の発熱素子や他の素子とともに同時に表
面実装ではんだ付するとが可能であり、製造上も構造上
も簡単にすることができる。さらに、パワーMOSFE
T等の発熱素子と同時に表面実装で実装できるがゆえ
に、その発熱素子のごく近傍にサーミスタを実装するこ
とができる。
【0020】尚、本説明は、PTCサーミスタにて行っ
たがNTCサーミスタを用いた場合も、サーミスタと抵
抗体3との位置を入れ換えることで構成できる。いずれ
のサーミスタを用いた場合も異常事態が解消し、発熱が
通常動作と同じ状態に戻れば、サーミスタの抵抗値がも
とに戻るため、温度ヒューズのように制御装置の機能が
損なわれ、制御装置自体を別のものに交換しなければな
らないという不具合を解消することができる。
【0021】また、ALN基板に取り付ける放熱フィン
をアルミダイカスト製の大型のものから、強制空冷に対
する放熱性に優れたコルゲートフィンとすることで、非
常に小型にすることができ、またコルゲートフィン自
体、薄いため、アルミダイカスト製の大型フィンに比
べ、熱容量が小さくサーミスタの熱応答性を向上させる
ことができる。
【0022】また、図1に示すブロアモータ駆動装置の
取り付け位置は、ブロア・スクロール内あるいはクーリ
ングユニット内等の通風経路である(図示せず)。本実
施例によると小型化できるため、空気抵抗の削減・風き
り音の防止が向上する。また、小型化が可能となったた
め、ブロアモータ自体を冷却するリターン用バイパス経
路内に取り付けることが可能になり、更に空気抵抗の削
減・風きり音の防止が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は、一実施例のモータ駆動装置の実装平
面図である。(b)は、(a)図の断面図である。
【図2】図1のモータ駆動装置の回路図である。
【符号の説明】
1 パワーMOSFET 2 PTCサーミスタ 3、4 抵抗体 5 コンデンサ 9 ALN基板 10 放熱フィン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 英男 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本電 装株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 負荷に接続され、該負荷に流れる電流を
    制御する半導体素子からなるスイッチ手段と、 該スイッチ手段の発熱を感知する温度感知手段と、 前記スイッチ手段と温度感知手段とが実装される基板
    と、 該基板に設置された放熱フィンと を有する負荷駆動装置において、 前記基板がALN基板であることを特徴とする負荷駆動
    装置。
  2. 【請求項2】 前記温度感知手段はサーミスタであるこ
    とを特徴とする請求項1記載の負荷駆動装置。
  3. 【請求項3】 前記放熱フィンはコルゲートフィンであ
    ることを特徴とする請求項1または2に記載の負荷駆動
    装置。
JP6032488A 1994-03-02 1994-03-02 負荷駆動装置 Pending JPH07245375A (ja)

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JP6032488A JPH07245375A (ja) 1994-03-02 1994-03-02 負荷駆動装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000019587A1 (en) * 1998-09-28 2000-04-06 Zexel Valeo Climate Control Corporation Brushless motor
JP2010104138A (ja) * 2008-10-23 2010-05-06 Denso Corp 直流モータの駆動装置
JP2011503895A (ja) * 2007-11-12 2011-01-27 韓國電子通信研究院 金属−絶縁体転移素子を用いたトランジスタの発熱制御回路及びその発熱制御方法

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US8563903B2 (en) 2007-11-12 2013-10-22 Electronics And Telecommunications Research Institute Method and circuit for controlling radiant heat of transistor using metal-insulator transition device
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Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20011120