過電流検出装置
【課題】装置を大型化することなく且つ半導体スイッチの電圧のばらつきの影響を軽減して過電流を検出することが可能な過電流検出装置を提供する。
【解決手段】ＦＥＴ（Ｔ１）のドレインと、ＥＥＰＲＯＭ１２との間に、抵抗Ｒ１，Ｒ２の直列接続回路を含む分圧回路１５を設ける。従って、ＥＥＰＲＯＭ１２には、ＦＥＴ（Ｔ１）のドレイン電圧Ｖ１を抵抗Ｒ１とＲ２で分圧した電圧が供給され、この電圧が判定電圧ＶＭの嵩上げ電圧となる。その結果、ＦＥＴ（Ｔ１）のドレイン・ソース間電圧Ｖdsが大きく、判定電圧ＶＭがＥＥＰＲＯＭ１２の設定電圧の上限を超える場合であってもこの嵩上げ電圧が存在することにより、この電圧Ｖdsに応じた判定電圧ＶＭを設定することができ、過電流の発生を高精度に検出することが可能となる。
【解決手段】ＦＥＴ（Ｔ１）のドレインと、ＥＥＰＲＯＭ１２との間に、抵抗Ｒ１，Ｒ２の直列接続回路を含む分圧回路１５を設ける。従って、ＥＥＰＲＯＭ１２には、ＦＥＴ（Ｔ１）のドレイン電圧Ｖ１を抵抗Ｒ１とＲ２で分圧した電圧が供給され、この電圧が判定電圧ＶＭの嵩上げ電圧となる。その結果、ＦＥＴ（Ｔ１）のドレイン・ソース間電圧Ｖdsが大きく、判定電圧ＶＭがＥＥＰＲＯＭ１２の設定電圧の上限を超える場合であってもこの嵩上げ電圧が存在することにより、この電圧Ｖdsに応じた判定電圧ＶＭを設定することができ、過電流の発生を高精度に検出することが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷駆動回路に流れる過電流を検出する技術に係り、特に、オン、オフを切り替えるための半導体スイッチのオン抵抗が大きい場合でも高精度に過電流を検出する過電流検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両に搭載されるランプやモータ等の負荷は、バッテリ（直流電源）と各負荷との間にＦＥＴ（半導体スイッチ）を設け、各ＦＥＴのオン、オフを切り替えることにより、各負荷の駆動、停止を制御している。このような負荷駆動回路では、短絡事故等に起因して過電流が流れた場合には、いち早くＦＥＴを遮断して、該半導体スイッチ、負荷、及びこれらを接続する電線を過熱から保護する必要がある。
【０００３】
そこで、従来よりＦＥＴの両端の電圧であるドレイン・ソース間電圧Ｖds（以下、「電圧Ｖds」という）と、予め設定した過電流の判定電圧を比較器（コンパレータ）で比較し、電圧Ｖdsが判定電圧を上回った場合には、過電流が発生したものと判断して、ＦＥＴを遮断するようにした過電流検出装置が知られている。
【０００４】
また、負荷毎に遮断電流を調整するために、例えば、特開２００６−１９７７６８号公報（特許文献１）に記載されているように、ＩＣ回路の外部に設けた抵抗の抵抗値を調整することにより、負荷電流に合わせたＦＥＴのオン抵抗Ｒonに応じて過電流の判定電圧を設定可能とした過電流検出装置が提案されている。
【０００５】
更に、過電流の判定電圧を任意の値に設定可能な電圧設定回路（例えば、レジスタやＥＥＰＲＯＭ）を用いることにより、ＦＥＴのオン抵抗Ｒon、及び比較器のオフセット電圧にばらつきが存在する場合でも、電圧設定回路に設定する判定電圧を調整することにより、所望の過電流判定値で負荷駆動回路を遮断するようにした過電流検出装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１９７７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した電圧設定回路を用いて判定電圧を設定する方式では、設定可能な判定電圧に上限値が存在し、ＦＥＴのドレイン・ソース間電圧Ｖdsがこの上限値を上回る場合には、この電圧Ｖdsを検出することができなくなる。このため、電圧Ｖdsが小さい半導体スイッチを使用しなければならず、電圧Ｖdsが小さい半導体スイッチは素子が大型化し、且つコスト的に高価となるので、装置の大規模化、高コスト化を招くという欠点があった。
【０００８】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、装置が大型化することなく、且つ半導体スイッチの電圧のばらつきの影響を軽減して過電流を検出することが可能な過電流検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本願請求項１に記載の発明は、直流電源と負荷を接続する回路に半導体スイッチを設け、該半導体スイッチのオン、オフを切り替えることにより、前記負荷の駆動、停止を制御する負荷駆動回路の、過電流を検出する過電流検出装置において、前記半導体スイッチの、前記直流電源側に接続される第１端子と前記負荷側に接続される第２端子との間に生じる両端電圧（Ｖds）と、予め設定した判定電圧（ＶＭ）とを比較し、前記両端電圧（Ｖds）が前記判定電圧（ＶＭ）を上回った場合に、過電流判定信号を出力する比較手段と、駆動指令に応じて、前記半導体スイッチのオン、オフを制御すると共に、前記過電流判定信号が出力された際に、前記半導体スイッチをオフとする制御手段と、前記半導体スイッチの前記第１端子に生じる電圧（Ｖ１）を所定の分圧比で分圧した嵩上げ電圧を生成する分圧手段（例えば、分圧回路１５）と、前記嵩上げ電圧に基づいて前記判定電圧を設定し、この判定電圧を前記比較手段に出力する判定電圧設定手段（ＥＥＰＲＯＭ）と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記分圧手段は、前記半導体スイッチの第１端子とグランドとの間に接続される第１の抵抗（Ｒ１）と第２の抵抗（Ｒ２）との直列接続回路と、前記第１の抵抗に対して並列に接続されるコンデンサ（Ｃ１）を備え、前記第１の抵抗と第２の抵抗との接続点に生じる電圧を前記嵩上げ電圧とすることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２において、前記判定電圧設定手段は、前記負荷に過電流が流れたときに生じる前記両端電圧に基づいて、前記判定電圧を設定することを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３において、前記比較手段、前記制御手段、及び前記判定電圧設定手段は集積回路の内部に設けられ、前記分圧手段は、前記集積回路の外部に設けられることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、半導体スイッチと負荷を含む複数の駆動回路を一つの直流電源に接続し、前記各駆動回路毎に前記半導体スイッチのオン、オフを切り替えることにより、前記各負荷の駆動、停止を制御する負荷駆動回路群の、前記各駆動回路に生じる過電流を検出する過電流検出装置において、前記各半導体スイッチの、前記直流電源に接続される点に生じる電圧（Ｖ１）を所定の分圧比で分圧した嵩上げ電圧を生成する分圧手段を備え、前記各駆動回路は、前記半導体スイッチの、前記直流電源側に接続される第１端子と前記負荷側に接続される第２端子との間に生じる両端電圧（Ｖds）と、予め設定した判定電圧（ＶＭ）とを比較し、前記両端電圧（Ｖds）が前記判定電圧（ＶＭ）を上回った場合に、過電流判定信号を出力する比較手段と、駆動指令に応じて、前記半導体スイッチのオン、オフを制御すると共に、前記過電流判定信号が出力された際に、前記半導体スイッチをオフとする制御手段と、前記嵩上げ電圧に基づいて前記判定電圧を設定し、この判定電圧を前記比較手段に出力する判定電圧設定手段（例えば、ＥＥＰＲＯＭ）と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項５において、前記各分圧手段は、前記半導体スイッチの第１端子とグランドとの間に接続される第１の抵抗（Ｒ１）と第２の抵抗（Ｒ２）との直列接続回路と、前記第１の抵抗に対して並列に接続されるコンデンサ（Ｃ１）を備え、前記第１の抵抗と第２の抵抗との接続点に生じる電圧を前記嵩上げ電圧とすることを特徴とする。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項５または６において、前記判定電圧設定手段は、前記負荷に過電流が流れたときに生じる前記両端電圧に基づいて、前記判定電圧を設定することを特徴とする。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、請求項５〜７において、前記比較手段、前記制御手段、及び前記判定電圧設定手段は集積回路の内部に設けられ、前記分圧手段は、前記集積回路の外部に設けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る過電流検出装置では、半導体スイッチの第１端子に生じる電圧（Ｖ１）を所定の分圧比で分圧する分圧手段を備え、この分圧手段で生成される嵩上げ電圧に基づいて、負荷電流が過電流であるか否かを判定するための判定電圧を設定する。従って、半導体スイッチの両端電圧（例えば、ドレイン・ソース間電圧Ｖds）が大きい場合であっても、嵩上げ電圧が存在することにより、適切な判定電圧を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る過電流検出装置の構成を示す回路図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る過電流検出装置の構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
［第１実施形態の説明］
図１は、本発明の第１実施形態に係る過電流検出装置が搭載された負荷駆動回路の構成を示す回路図である。図１に示すように、負荷駆動回路は、バッテリ（直流電源）ＶＢと、ＦＥＴ（Ｔ１；半導体スイッチ）、及びランプ、モータ等の負荷ＲＬを備えており、ＦＥＴ（Ｔ１）のオン、オフを切り替えることにより、負荷ＲＬの駆動、停止を制御することができる。即ち、バッテリＶＢのプラス端子はＦＥＴ（Ｔ１）のドレイン（第１端子）に接続され、該ＦＥＴ（Ｔ１）のソース（第２端子）は、負荷ＲＬの一端に接続され、負荷ＲＬの他端はグランドに接地されている。また、過電流検出装置は、ＩＣ（集積回路）１１、チャージポンプ１４、及び分圧回路１５を備えている。
【００２１】
分圧回路（分圧手段）１５は、抵抗Ｒ１（第１の抵抗）と抵抗Ｒ２（第２の抵抗）との直列接続回路を有し、抵抗Ｒ１の一端はＦＥＴ（Ｔ１）のドレインに接続され、抵抗Ｒ２の一端はグランドに接地されている。また、抵抗Ｒ１に対して並列にコンデンサＣ１が設けられている。更に、抵抗Ｒ１とＲ２の接続点は、ＩＣ１１内に設けられるＥＥＰＲＯＭ１２（判定電圧設定手段）に接続されている。従って、ＦＥＴ（Ｔ１）のドレイン電圧Ｖ１を、抵抗Ｒ１とＲ２で分圧した電圧がＥＥＰＲＯＭ１２に供給されることになる。
【００２２】
ＩＣ１１は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-only Memory）１２と、比較器ＣＭＰ１と、ドライバ回路１３、及び抵抗Ｒ３，Ｒ４、スイッチＳＷ１を有している。比較器ＣＭＰ１は、マイナス側入力端子がＦＥＴ（Ｔ１）のソース（電圧Ｖ２）に接続され、プラス側入力端子がＥＥＰＲＯＭ１２に接続されている。そして、ＦＥＴ（Ｔ１）のドレイン・ソース間電圧Ｖdsが増加し、この電圧ＶdsがＥＥＰＲＯＭ１２にて設定されている判定電圧ＶＭを上回ると（即ち、Ｖ２＜（Ｖ１−ＶＭ）となると）、比較器ＣＭＰ１の出力信号が「Ｌ」から「Ｈ」（過電流判定信号）に反転する。即ち、比較器ＣＭＰ１の出力信号に基づいて、過電流が発生しているか否かを判定することができる。
【００２３】
ドライバ回路（制御手段）１３は、抵抗Ｒ４を介してバッテリＶＢに接続され、更に、スイッチＳＷ１を介してグランドに接地されている。また、該ドライバ回路１３は、ＩＣ１１の外部に設けられるチャージポンプ１４と接続されている。そして、スイッチＳＷ１がオンとされた場合には、チャージポンプ１４より出力される電圧を抵抗Ｒ３を経由してＦＥＴ（Ｔ１）のゲートに印加し、該ＦＥＴ（Ｔ１）をオンとする。また、比較器ＣＭＰ１より「Ｈ」レベルの信号（過電流判定信号）が出力された場合には、ＦＥＴ（Ｔ１）のゲートへの電圧供給を停止し、ＦＥＴ（Ｔ１）をオフとする。
【００２４】
ＥＥＰＲＯＭ１２は、任意に設定される過電流の判定電圧ＶＭを記憶し、電圧Ｖ１から判定電圧ＶＭを減じた電圧（Ｖ１−ＶＭ）を比較器ＣＭＰ１のプラス側入力端子に出力する。該ＥＥＰＲＯＭ１２は操作者により予め設定された電圧の範囲内で、任意の判定電圧ＶＭを設定することが可能である。
【００２５】
次に、上述のように構成された本実施形態に係る過電流検出装置の作用について説明する。操作者がスイッチＳＷ１をオンとすると、ドライバ回路１３に供給される信号が「Ｈ」から「Ｌ」に切り替わるので、ドライバ回路１３はチャージポンプ１４より出力される電圧を駆動信号として出力する。この駆動信号は、抵抗Ｒ３を介してＦＥＴ（Ｔ１）のゲートに印加されるので、該ＦＥＴ（Ｔ１）がオンとなり、バッテリＶＢの出力電圧が負荷ＲＬに供給され、該負荷ＲＬが駆動する。
【００２６】
ＥＥＰＲＯＭ１２には判定電圧ＶＭが設定されており、該ＥＥＰＲＯＭ１２より比較器ＣＭＰ１のプラス側入力端子に（Ｖ１−ＶＭ）が供給される。また、比較器ＣＭＰ１のマイナス側入力端子にはＦＥＴ（Ｔ１）のソース電圧Ｖ２（＝Ｖ１−Ｖds）が供給される。そして、負荷ＲＬが通常に駆動している場合には、負荷電流Ｉ１は通常値であるから、ＦＥＴ（Ｔ１）のオン抵抗Ｒonと負荷電流Ｉ１の積で示されるドレイン・ソース間電圧Ｖds（両端電圧）は判定電圧ＶＭを下回り、Ｖ２＞（Ｖ１−ＶＭ）となるので、比較器ＣＭＰ１の出力信号は「Ｌ」となって過電流は検出されない。
【００２７】
また、負荷駆動回路に短絡故障等が発生して負荷電流Ｉ１が過電流となった場合には、電圧Ｖdsが増大するので電圧Ｖ２は低下し、Ｖ２＜（Ｖ１−ＶＭ）となるので、比較器ＣＭＰ１の出力信号は「Ｈ」となって過電流が検出される。上記の内容から、ＦＥＴ（Ｔ１）のドレイン・ソース間電圧Ｖdsが判定電圧ＶＭを上回った場合に、比較器ＣＭＰ１の出力信号が「Ｌ」から「Ｈ」に反転して、過電流を検出することとなる。
【００２８】
つまり、下記（１）式が成立する場合には過電流は検出されず、下記（２）式が成立する場合には過電流が検出されることになる。
ＶＭ＞Ｖds …（１）
ＶＭ＜Ｖds …（２）
【００２９】
ここで、ＦＥＴ（Ｔ１）のオン抵抗Ｒonにはばらつきが存在するので、ドレイン・ソース間電圧Ｖds（＝Ｒon＊Ｉ１）についてもばらつきが発生する。従って、バッテリＶＢ、ＦＥＴ（Ｔ１）、負荷ＲＬからなる負荷駆動回路では、実際にＦＥＴ（Ｔ１）をオンとし、過電流が流れたときの電圧ＶdsでＦＥＴ（Ｔ１）をオフとするための判定電圧ＶＭを設定し、この判定電圧ＶＭをＥＥＰＲＯＭ１２に記憶することにより、ＦＥＴ（Ｔ１）のオン抵抗Ｒonのばらつきによる誤動作を防止している。即ち、電圧Ｖdsにばらつきが存在している場合であっても、スイッチとして使用するＦＥＴ（Ｔ１）に実際に過電流を流し、このときの電圧Ｖdsに基づいて、判定電圧ＶＭを設定すれば、ＦＥＴ（Ｔ１）の電圧Ｖdsのばらつきによる誤動作を防止できることになる。
【００３０】
更に、ＦＥＴ（Ｔ１）として低価格の素子を用いる場合には、一般的にオン抵抗Ｒonの値が大きく、ひいてはドレイン・ソース間電圧Ｖdsも大きくなる傾向がある。この場合には、電圧Ｖdsに合わせて判定電圧ＶＭを大きい値に設定する必要があり、設定値がＥＥＰＲＯＭ１２の設定上限値を超える場合には、判定電圧ＶＭを設定できなくなることがあり得る。
【００３１】
そこで、本実施形態では分圧回路１５を設けることにより、判定電圧ＶＭを決めるための設定電圧ＶＭ’を嵩上げして、電圧Ｖdsが大きい値となった場合でも、この電圧Ｖdsに応じた判定電圧ＶＭを設定できるようにしている。以下、詳細に説明する。
【００３２】
図１に示すように、分圧回路１５は、抵抗Ｒ１とＲ２の直列接続回路を用いて、ＦＥＴ（Ｔ１）のドレイン電圧Ｖ１を分圧している。従って、抵抗Ｒ１（第１の抵抗）の両端には、Ｖ１＊Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２）で示される電圧降下が発生することになる。
【００３３】
従って、設定電圧ＶＭ’は、下記（３）式で示されることになる。
ＶＭ’＝Ｖds−｛Ｖ１＊Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２）｝ …（３）
そして、（３）式より、下記（４）式が得られる。
【００３４】
Ｖds＝ＶＭ’＋｛Ｖ１＊Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２）｝＝ＶＭ …（４）
（４）式より、判定電圧ＶＭは、設定電圧ＶＭ’と、｛Ｖ１＊Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２）｝（以下、これを「嵩上げ電圧」という）とを加算した電圧となり、この判定電圧ＶＭと、電圧Ｖdsとの比較により、過電流が判定されることになる。つまり、（４）式においてＶds＜ＶＭの場合には過電流は検出されず、Ｖds＞ＶＭの場合には過電流が検出されることになる。従って、ＥＥＰＲＯＭ１２の設定電圧ＶＭ’に上限が存在する場合であっても、分圧回路１５を設けて嵩上げ電圧を設定することにより、大きい値の電圧Ｖdsに対応する判定電圧ＶＭをＥＥＰＲＯＭ１２に設定することができることになる。
【００３５】
また、抵抗Ｒ１，Ｒ２の大きさを適宜設定することにより、嵩上げ電圧を０〜Ｖ１の任意の電圧値に設定することができ、ＥＥＰＲＯＭ１２にて設定可能な判定電圧の上限値に応じた好適な嵩上げ電圧を設定することができる。
【００３６】
このようにして、第１実施形態に係る過電流検出装置では、分圧回路１５を設けることにより、ＦＥＴ（Ｔ１）のドレイン電圧Ｖ１を分圧した電圧をＥＥＰＲＯＭ１２に供給しＥＥＰＲＯＭ１２は、この分圧した電圧に基づいて判定電圧ＶＭを設定するので、判定電圧ＶＭの上限値を嵩上げすることができる。従って、ＦＥＴ（Ｔ１）のドレイン・ソース間電圧Ｖdsが大きい値であっても、この電圧Ｖdsに対応する判定電圧ＶＭを設定することができる。
【００３７】
その結果、半導体スイッチとしてドレイン・ソース間電圧Ｖdsの大きいＦＥＴ（例えば、安価なＦＥＴ）を用いた場合であっても、高精度な過電流検出が可能となり、過電流検出装置の小型化、低コスト化を図ることができる。
［第２実施形態の説明］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図２は、本発明の第２実施形態に係る過電流検出装置が搭載された負荷駆動回路の構成を示す回路図である。図２に示すように、第２実施形態では、複数チャンネル（図では３チャンネル）の負荷駆動回路Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を、一つのＩＣ１１ａを用いて制御する例について示している。
【００３８】
即ち、ＦＥＴ（Ｔ１）と負荷ＲＬ１からなる負荷駆動回路Ｓ１、ＦＥＴ（Ｔ２）と負荷ＲＬ２からなる負荷駆動回路Ｓ２、及びＦＥＴ（Ｔ３）と負荷ＲＬ３からなる負荷駆動回路Ｓ３の３チャンネルを備え、各ＦＥＴ（Ｔ１〜Ｔ３）のドレインは、バッテリＶＢに接続され、各ＦＥＴ（Ｔ１〜Ｔ３）のオン、オフを切り替えることにより、各負荷ＲＬ１〜ＲＬ３の駆動、停止を制御する。
【００３９】
また、ＩＣ１１ａ（集積回路）は、３チャンネルの各負荷駆動回路Ｓ１〜Ｓ３毎に、ＥＥＰＲＯＭ１２ａ〜１２ｃ、及び比較器ＣＭＰ１１〜ＣＭＰ１３を備えている。なお、ＩＣ１１ａは、図１に示したＩＣ１１と同様に、各負荷駆動回路Ｓ１〜Ｓ３毎に、ドライバ回路、スイッチ、抵抗等を備えているが、図２では記載を省略している。
【００４０】
更に、各負荷駆動回路Ｓ１〜Ｓ３に設けられたＦＥＴ（Ｔ１〜Ｔ３）のドレインは、分圧回路１５ａを介してＩＣ１１ａに接続され、各ＥＥＰＲＯＭ１２ａ〜１２ｃに接続されている。分圧回路１５ａは、図１に示した分圧回路１５と同様に、抵抗Ｒ１（第１の抵抗）と抵抗Ｒ２（第２の抵抗）との直列接続回路、及び抵抗Ｒ１に対して並列に接続されたコンデンサＣ１を備え、抵抗Ｒ１とＲ２の接続点に生じる電圧を、各ＥＥＰＲＯＭ１２ａ〜１２ｃに出力する。
【００４１】
次に、第２実施形態に係る過電流検出装置の作用について説明する。まず、前述した第１実施形態と同様に、各負荷駆動回路Ｓ１〜Ｓ３毎に、過電流が流れたときの判定電圧ＶＭ１，ＶＭ２，ＶＭ３を求め、それぞれのＥＥＰＲＯＭ１２ａ，１２ｂ，１２ｃに設定する。従って、各チャンネルの負荷駆動回路Ｓ１〜Ｓ３に対して、それぞれＦＥＴ（Ｔ１）〜（Ｔ３）のオン抵抗Ｒon（ドレイン・ソース間電圧Ｖds）に応じた判定電圧ＶＭ１〜ＶＭ３を設定することができる。
【００４２】
また、分圧回路１５ａで分圧した電圧が各ＥＥＰＲＯＭ１２ａ〜１２ｃに出力されるので、前述した第１実施形態と同様に、嵩上げした判定電圧ＶＭ１〜ＶＭ３を得ることができる。従って、各負荷駆動回路Ｓ１〜Ｓ３に設けられるＦＥＴ（Ｔ１）〜（Ｔ３）のオン抵抗にばらつきが存在する場合であっても、過電流判定値を一定の値に設定することが可能となり、且つ、各ＦＥＴ（Ｔ１）〜（Ｔ３）のドレイン・ソース間電圧Ｖdsが大きい値であっても、この電圧Ｖdsに対応する判定電圧ＶＭ１〜ＶＭ３を設定することができる。その結果、半導体スイッチとしてドレイン・ソース間電圧Ｖdsの大きいＦＥＴ（例えば、安価なＦＥＴ）を用いた場合であっても、高精度な過電流検出が可能となる。
【００４３】
更に、複数チャンネルの各負荷駆動回路Ｓ１〜Ｓ３に対して、一つの分圧回路１５ａを備えることで、嵩上げした判定電圧ＶＭ１〜ＶＭ３を生成するので、多くの部品を用いることなく、嵩上げした判定電圧ＶＭ１〜ＶＭ３を得ることができる。即ち、第２実施形態では、３チャンネルの負荷駆動回路Ｓ１〜Ｓ３を設ける例について示したが、これが４チャンネル以上となった場合でも、一つの分圧回路１５ａを設ければ良く、部品点数を削減することができる。その結果、装置規模の小型化、低コスト化を図ることができる。
【００４４】
以上、本発明の過電流検出装置を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、負荷駆動回路に設けられるＦＥＴ（Ｔ１）のオン抵抗Ｒonにばらつきが存在する場合でも、過電流を高精度に検出する上で極めて有用である。
【符号の説明】
【００４６】
１１ ＩＣ（集積回路）
１１ａ ＩＣ（集積回路）
１２ ＥＥＰＲＯＭ（判定電圧設定手段）
１２ａ〜１２ｃ ＥＥＰＲＯＭ（判定電圧設定手段）
１３ ドライバ回路（制御手段）
１４ チャージポンプ
１５，１５ａ 分圧回路（分圧手段）
Ｔ１〜Ｔ３ ＦＥＴ（半導体スイッチ）
ＲＬ 負荷
ＲＬ１〜ＲＬ３ 負荷
Ｒ１ 抵抗（第１の抵抗）
Ｒ２ 抵抗（第２の抵抗）
Ｃ１ コンデンサ
ＣＭＰ１ 比較器（比較手段）
ＣＭＰ１１〜ＣＭＰ１３ 比較器（比較手段）
ＶＢ バッテリ（直流電源）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷駆動回路に流れる過電流を検出する技術に係り、特に、オン、オフを切り替えるための半導体スイッチのオン抵抗が大きい場合でも高精度に過電流を検出する過電流検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両に搭載されるランプやモータ等の負荷は、バッテリ（直流電源）と各負荷との間にＦＥＴ（半導体スイッチ）を設け、各ＦＥＴのオン、オフを切り替えることにより、各負荷の駆動、停止を制御している。このような負荷駆動回路では、短絡事故等に起因して過電流が流れた場合には、いち早くＦＥＴを遮断して、該半導体スイッチ、負荷、及びこれらを接続する電線を過熱から保護する必要がある。
【０００３】
そこで、従来よりＦＥＴの両端の電圧であるドレイン・ソース間電圧Ｖds（以下、「電圧Ｖds」という）と、予め設定した過電流の判定電圧を比較器（コンパレータ）で比較し、電圧Ｖdsが判定電圧を上回った場合には、過電流が発生したものと判断して、ＦＥＴを遮断するようにした過電流検出装置が知られている。
【０００４】
また、負荷毎に遮断電流を調整するために、例えば、特開２００６−１９７７６８号公報（特許文献１）に記載されているように、ＩＣ回路の外部に設けた抵抗の抵抗値を調整することにより、負荷電流に合わせたＦＥＴのオン抵抗Ｒonに応じて過電流の判定電圧を設定可能とした過電流検出装置が提案されている。
【０００５】
更に、過電流の判定電圧を任意の値に設定可能な電圧設定回路（例えば、レジスタやＥＥＰＲＯＭ）を用いることにより、ＦＥＴのオン抵抗Ｒon、及び比較器のオフセット電圧にばらつきが存在する場合でも、電圧設定回路に設定する判定電圧を調整することにより、所望の過電流判定値で負荷駆動回路を遮断するようにした過電流検出装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１９７７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した電圧設定回路を用いて判定電圧を設定する方式では、設定可能な判定電圧に上限値が存在し、ＦＥＴのドレイン・ソース間電圧Ｖdsがこの上限値を上回る場合には、この電圧Ｖdsを検出することができなくなる。このため、電圧Ｖdsが小さい半導体スイッチを使用しなければならず、電圧Ｖdsが小さい半導体スイッチは素子が大型化し、且つコスト的に高価となるので、装置の大規模化、高コスト化を招くという欠点があった。
【０００８】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、装置が大型化することなく、且つ半導体スイッチの電圧のばらつきの影響を軽減して過電流を検出することが可能な過電流検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本願請求項１に記載の発明は、直流電源と負荷を接続する回路に半導体スイッチを設け、該半導体スイッチのオン、オフを切り替えることにより、前記負荷の駆動、停止を制御する負荷駆動回路の、過電流を検出する過電流検出装置において、前記半導体スイッチの、前記直流電源側に接続される第１端子と前記負荷側に接続される第２端子との間に生じる両端電圧（Ｖds）と、予め設定した判定電圧（ＶＭ）とを比較し、前記両端電圧（Ｖds）が前記判定電圧（ＶＭ）を上回った場合に、過電流判定信号を出力する比較手段と、駆動指令に応じて、前記半導体スイッチのオン、オフを制御すると共に、前記過電流判定信号が出力された際に、前記半導体スイッチをオフとする制御手段と、前記半導体スイッチの前記第１端子に生じる電圧（Ｖ１）を所定の分圧比で分圧した嵩上げ電圧を生成する分圧手段（例えば、分圧回路１５）と、前記嵩上げ電圧に基づいて前記判定電圧を設定し、この判定電圧を前記比較手段に出力する判定電圧設定手段（ＥＥＰＲＯＭ）と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記分圧手段は、前記半導体スイッチの第１端子とグランドとの間に接続される第１の抵抗（Ｒ１）と第２の抵抗（Ｒ２）との直列接続回路と、前記第１の抵抗に対して並列に接続されるコンデンサ（Ｃ１）を備え、前記第１の抵抗と第２の抵抗との接続点に生じる電圧を前記嵩上げ電圧とすることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２において、前記判定電圧設定手段は、前記負荷に過電流が流れたときに生じる前記両端電圧に基づいて、前記判定電圧を設定することを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３において、前記比較手段、前記制御手段、及び前記判定電圧設定手段は集積回路の内部に設けられ、前記分圧手段は、前記集積回路の外部に設けられることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、半導体スイッチと負荷を含む複数の駆動回路を一つの直流電源に接続し、前記各駆動回路毎に前記半導体スイッチのオン、オフを切り替えることにより、前記各負荷の駆動、停止を制御する負荷駆動回路群の、前記各駆動回路に生じる過電流を検出する過電流検出装置において、前記各半導体スイッチの、前記直流電源に接続される点に生じる電圧（Ｖ１）を所定の分圧比で分圧した嵩上げ電圧を生成する分圧手段を備え、前記各駆動回路は、前記半導体スイッチの、前記直流電源側に接続される第１端子と前記負荷側に接続される第２端子との間に生じる両端電圧（Ｖds）と、予め設定した判定電圧（ＶＭ）とを比較し、前記両端電圧（Ｖds）が前記判定電圧（ＶＭ）を上回った場合に、過電流判定信号を出力する比較手段と、駆動指令に応じて、前記半導体スイッチのオン、オフを制御すると共に、前記過電流判定信号が出力された際に、前記半導体スイッチをオフとする制御手段と、前記嵩上げ電圧に基づいて前記判定電圧を設定し、この判定電圧を前記比較手段に出力する判定電圧設定手段（例えば、ＥＥＰＲＯＭ）と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項５において、前記各分圧手段は、前記半導体スイッチの第１端子とグランドとの間に接続される第１の抵抗（Ｒ１）と第２の抵抗（Ｒ２）との直列接続回路と、前記第１の抵抗に対して並列に接続されるコンデンサ（Ｃ１）を備え、前記第１の抵抗と第２の抵抗との接続点に生じる電圧を前記嵩上げ電圧とすることを特徴とする。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項５または６において、前記判定電圧設定手段は、前記負荷に過電流が流れたときに生じる前記両端電圧に基づいて、前記判定電圧を設定することを特徴とする。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、請求項５〜７において、前記比較手段、前記制御手段、及び前記判定電圧設定手段は集積回路の内部に設けられ、前記分圧手段は、前記集積回路の外部に設けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る過電流検出装置では、半導体スイッチの第１端子に生じる電圧（Ｖ１）を所定の分圧比で分圧する分圧手段を備え、この分圧手段で生成される嵩上げ電圧に基づいて、負荷電流が過電流であるか否かを判定するための判定電圧を設定する。従って、半導体スイッチの両端電圧（例えば、ドレイン・ソース間電圧Ｖds）が大きい場合であっても、嵩上げ電圧が存在することにより、適切な判定電圧を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る過電流検出装置の構成を示す回路図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る過電流検出装置の構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
［第１実施形態の説明］
図１は、本発明の第１実施形態に係る過電流検出装置が搭載された負荷駆動回路の構成を示す回路図である。図１に示すように、負荷駆動回路は、バッテリ（直流電源）ＶＢと、ＦＥＴ（Ｔ１；半導体スイッチ）、及びランプ、モータ等の負荷ＲＬを備えており、ＦＥＴ（Ｔ１）のオン、オフを切り替えることにより、負荷ＲＬの駆動、停止を制御することができる。即ち、バッテリＶＢのプラス端子はＦＥＴ（Ｔ１）のドレイン（第１端子）に接続され、該ＦＥＴ（Ｔ１）のソース（第２端子）は、負荷ＲＬの一端に接続され、負荷ＲＬの他端はグランドに接地されている。また、過電流検出装置は、ＩＣ（集積回路）１１、チャージポンプ１４、及び分圧回路１５を備えている。
【００２１】
分圧回路（分圧手段）１５は、抵抗Ｒ１（第１の抵抗）と抵抗Ｒ２（第２の抵抗）との直列接続回路を有し、抵抗Ｒ１の一端はＦＥＴ（Ｔ１）のドレインに接続され、抵抗Ｒ２の一端はグランドに接地されている。また、抵抗Ｒ１に対して並列にコンデンサＣ１が設けられている。更に、抵抗Ｒ１とＲ２の接続点は、ＩＣ１１内に設けられるＥＥＰＲＯＭ１２（判定電圧設定手段）に接続されている。従って、ＦＥＴ（Ｔ１）のドレイン電圧Ｖ１を、抵抗Ｒ１とＲ２で分圧した電圧がＥＥＰＲＯＭ１２に供給されることになる。
【００２２】
ＩＣ１１は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-only Memory）１２と、比較器ＣＭＰ１と、ドライバ回路１３、及び抵抗Ｒ３，Ｒ４、スイッチＳＷ１を有している。比較器ＣＭＰ１は、マイナス側入力端子がＦＥＴ（Ｔ１）のソース（電圧Ｖ２）に接続され、プラス側入力端子がＥＥＰＲＯＭ１２に接続されている。そして、ＦＥＴ（Ｔ１）のドレイン・ソース間電圧Ｖdsが増加し、この電圧ＶdsがＥＥＰＲＯＭ１２にて設定されている判定電圧ＶＭを上回ると（即ち、Ｖ２＜（Ｖ１−ＶＭ）となると）、比較器ＣＭＰ１の出力信号が「Ｌ」から「Ｈ」（過電流判定信号）に反転する。即ち、比較器ＣＭＰ１の出力信号に基づいて、過電流が発生しているか否かを判定することができる。
【００２３】
ドライバ回路（制御手段）１３は、抵抗Ｒ４を介してバッテリＶＢに接続され、更に、スイッチＳＷ１を介してグランドに接地されている。また、該ドライバ回路１３は、ＩＣ１１の外部に設けられるチャージポンプ１４と接続されている。そして、スイッチＳＷ１がオンとされた場合には、チャージポンプ１４より出力される電圧を抵抗Ｒ３を経由してＦＥＴ（Ｔ１）のゲートに印加し、該ＦＥＴ（Ｔ１）をオンとする。また、比較器ＣＭＰ１より「Ｈ」レベルの信号（過電流判定信号）が出力された場合には、ＦＥＴ（Ｔ１）のゲートへの電圧供給を停止し、ＦＥＴ（Ｔ１）をオフとする。
【００２４】
ＥＥＰＲＯＭ１２は、任意に設定される過電流の判定電圧ＶＭを記憶し、電圧Ｖ１から判定電圧ＶＭを減じた電圧（Ｖ１−ＶＭ）を比較器ＣＭＰ１のプラス側入力端子に出力する。該ＥＥＰＲＯＭ１２は操作者により予め設定された電圧の範囲内で、任意の判定電圧ＶＭを設定することが可能である。
【００２５】
次に、上述のように構成された本実施形態に係る過電流検出装置の作用について説明する。操作者がスイッチＳＷ１をオンとすると、ドライバ回路１３に供給される信号が「Ｈ」から「Ｌ」に切り替わるので、ドライバ回路１３はチャージポンプ１４より出力される電圧を駆動信号として出力する。この駆動信号は、抵抗Ｒ３を介してＦＥＴ（Ｔ１）のゲートに印加されるので、該ＦＥＴ（Ｔ１）がオンとなり、バッテリＶＢの出力電圧が負荷ＲＬに供給され、該負荷ＲＬが駆動する。
【００２６】
ＥＥＰＲＯＭ１２には判定電圧ＶＭが設定されており、該ＥＥＰＲＯＭ１２より比較器ＣＭＰ１のプラス側入力端子に（Ｖ１−ＶＭ）が供給される。また、比較器ＣＭＰ１のマイナス側入力端子にはＦＥＴ（Ｔ１）のソース電圧Ｖ２（＝Ｖ１−Ｖds）が供給される。そして、負荷ＲＬが通常に駆動している場合には、負荷電流Ｉ１は通常値であるから、ＦＥＴ（Ｔ１）のオン抵抗Ｒonと負荷電流Ｉ１の積で示されるドレイン・ソース間電圧Ｖds（両端電圧）は判定電圧ＶＭを下回り、Ｖ２＞（Ｖ１−ＶＭ）となるので、比較器ＣＭＰ１の出力信号は「Ｌ」となって過電流は検出されない。
【００２７】
また、負荷駆動回路に短絡故障等が発生して負荷電流Ｉ１が過電流となった場合には、電圧Ｖdsが増大するので電圧Ｖ２は低下し、Ｖ２＜（Ｖ１−ＶＭ）となるので、比較器ＣＭＰ１の出力信号は「Ｈ」となって過電流が検出される。上記の内容から、ＦＥＴ（Ｔ１）のドレイン・ソース間電圧Ｖdsが判定電圧ＶＭを上回った場合に、比較器ＣＭＰ１の出力信号が「Ｌ」から「Ｈ」に反転して、過電流を検出することとなる。
【００２８】
つまり、下記（１）式が成立する場合には過電流は検出されず、下記（２）式が成立する場合には過電流が検出されることになる。
ＶＭ＞Ｖds …（１）
ＶＭ＜Ｖds …（２）
【００２９】
ここで、ＦＥＴ（Ｔ１）のオン抵抗Ｒonにはばらつきが存在するので、ドレイン・ソース間電圧Ｖds（＝Ｒon＊Ｉ１）についてもばらつきが発生する。従って、バッテリＶＢ、ＦＥＴ（Ｔ１）、負荷ＲＬからなる負荷駆動回路では、実際にＦＥＴ（Ｔ１）をオンとし、過電流が流れたときの電圧ＶdsでＦＥＴ（Ｔ１）をオフとするための判定電圧ＶＭを設定し、この判定電圧ＶＭをＥＥＰＲＯＭ１２に記憶することにより、ＦＥＴ（Ｔ１）のオン抵抗Ｒonのばらつきによる誤動作を防止している。即ち、電圧Ｖdsにばらつきが存在している場合であっても、スイッチとして使用するＦＥＴ（Ｔ１）に実際に過電流を流し、このときの電圧Ｖdsに基づいて、判定電圧ＶＭを設定すれば、ＦＥＴ（Ｔ１）の電圧Ｖdsのばらつきによる誤動作を防止できることになる。
【００３０】
更に、ＦＥＴ（Ｔ１）として低価格の素子を用いる場合には、一般的にオン抵抗Ｒonの値が大きく、ひいてはドレイン・ソース間電圧Ｖdsも大きくなる傾向がある。この場合には、電圧Ｖdsに合わせて判定電圧ＶＭを大きい値に設定する必要があり、設定値がＥＥＰＲＯＭ１２の設定上限値を超える場合には、判定電圧ＶＭを設定できなくなることがあり得る。
【００３１】
そこで、本実施形態では分圧回路１５を設けることにより、判定電圧ＶＭを決めるための設定電圧ＶＭ’を嵩上げして、電圧Ｖdsが大きい値となった場合でも、この電圧Ｖdsに応じた判定電圧ＶＭを設定できるようにしている。以下、詳細に説明する。
【００３２】
図１に示すように、分圧回路１５は、抵抗Ｒ１とＲ２の直列接続回路を用いて、ＦＥＴ（Ｔ１）のドレイン電圧Ｖ１を分圧している。従って、抵抗Ｒ１（第１の抵抗）の両端には、Ｖ１＊Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２）で示される電圧降下が発生することになる。
【００３３】
従って、設定電圧ＶＭ’は、下記（３）式で示されることになる。
ＶＭ’＝Ｖds−｛Ｖ１＊Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２）｝ …（３）
そして、（３）式より、下記（４）式が得られる。
【００３４】
Ｖds＝ＶＭ’＋｛Ｖ１＊Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２）｝＝ＶＭ …（４）
（４）式より、判定電圧ＶＭは、設定電圧ＶＭ’と、｛Ｖ１＊Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２）｝（以下、これを「嵩上げ電圧」という）とを加算した電圧となり、この判定電圧ＶＭと、電圧Ｖdsとの比較により、過電流が判定されることになる。つまり、（４）式においてＶds＜ＶＭの場合には過電流は検出されず、Ｖds＞ＶＭの場合には過電流が検出されることになる。従って、ＥＥＰＲＯＭ１２の設定電圧ＶＭ’に上限が存在する場合であっても、分圧回路１５を設けて嵩上げ電圧を設定することにより、大きい値の電圧Ｖdsに対応する判定電圧ＶＭをＥＥＰＲＯＭ１２に設定することができることになる。
【００３５】
また、抵抗Ｒ１，Ｒ２の大きさを適宜設定することにより、嵩上げ電圧を０〜Ｖ１の任意の電圧値に設定することができ、ＥＥＰＲＯＭ１２にて設定可能な判定電圧の上限値に応じた好適な嵩上げ電圧を設定することができる。
【００３６】
このようにして、第１実施形態に係る過電流検出装置では、分圧回路１５を設けることにより、ＦＥＴ（Ｔ１）のドレイン電圧Ｖ１を分圧した電圧をＥＥＰＲＯＭ１２に供給しＥＥＰＲＯＭ１２は、この分圧した電圧に基づいて判定電圧ＶＭを設定するので、判定電圧ＶＭの上限値を嵩上げすることができる。従って、ＦＥＴ（Ｔ１）のドレイン・ソース間電圧Ｖdsが大きい値であっても、この電圧Ｖdsに対応する判定電圧ＶＭを設定することができる。
【００３７】
その結果、半導体スイッチとしてドレイン・ソース間電圧Ｖdsの大きいＦＥＴ（例えば、安価なＦＥＴ）を用いた場合であっても、高精度な過電流検出が可能となり、過電流検出装置の小型化、低コスト化を図ることができる。
［第２実施形態の説明］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図２は、本発明の第２実施形態に係る過電流検出装置が搭載された負荷駆動回路の構成を示す回路図である。図２に示すように、第２実施形態では、複数チャンネル（図では３チャンネル）の負荷駆動回路Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を、一つのＩＣ１１ａを用いて制御する例について示している。
【００３８】
即ち、ＦＥＴ（Ｔ１）と負荷ＲＬ１からなる負荷駆動回路Ｓ１、ＦＥＴ（Ｔ２）と負荷ＲＬ２からなる負荷駆動回路Ｓ２、及びＦＥＴ（Ｔ３）と負荷ＲＬ３からなる負荷駆動回路Ｓ３の３チャンネルを備え、各ＦＥＴ（Ｔ１〜Ｔ３）のドレインは、バッテリＶＢに接続され、各ＦＥＴ（Ｔ１〜Ｔ３）のオン、オフを切り替えることにより、各負荷ＲＬ１〜ＲＬ３の駆動、停止を制御する。
【００３９】
また、ＩＣ１１ａ（集積回路）は、３チャンネルの各負荷駆動回路Ｓ１〜Ｓ３毎に、ＥＥＰＲＯＭ１２ａ〜１２ｃ、及び比較器ＣＭＰ１１〜ＣＭＰ１３を備えている。なお、ＩＣ１１ａは、図１に示したＩＣ１１と同様に、各負荷駆動回路Ｓ１〜Ｓ３毎に、ドライバ回路、スイッチ、抵抗等を備えているが、図２では記載を省略している。
【００４０】
更に、各負荷駆動回路Ｓ１〜Ｓ３に設けられたＦＥＴ（Ｔ１〜Ｔ３）のドレインは、分圧回路１５ａを介してＩＣ１１ａに接続され、各ＥＥＰＲＯＭ１２ａ〜１２ｃに接続されている。分圧回路１５ａは、図１に示した分圧回路１５と同様に、抵抗Ｒ１（第１の抵抗）と抵抗Ｒ２（第２の抵抗）との直列接続回路、及び抵抗Ｒ１に対して並列に接続されたコンデンサＣ１を備え、抵抗Ｒ１とＲ２の接続点に生じる電圧を、各ＥＥＰＲＯＭ１２ａ〜１２ｃに出力する。
【００４１】
次に、第２実施形態に係る過電流検出装置の作用について説明する。まず、前述した第１実施形態と同様に、各負荷駆動回路Ｓ１〜Ｓ３毎に、過電流が流れたときの判定電圧ＶＭ１，ＶＭ２，ＶＭ３を求め、それぞれのＥＥＰＲＯＭ１２ａ，１２ｂ，１２ｃに設定する。従って、各チャンネルの負荷駆動回路Ｓ１〜Ｓ３に対して、それぞれＦＥＴ（Ｔ１）〜（Ｔ３）のオン抵抗Ｒon（ドレイン・ソース間電圧Ｖds）に応じた判定電圧ＶＭ１〜ＶＭ３を設定することができる。
【００４２】
また、分圧回路１５ａで分圧した電圧が各ＥＥＰＲＯＭ１２ａ〜１２ｃに出力されるので、前述した第１実施形態と同様に、嵩上げした判定電圧ＶＭ１〜ＶＭ３を得ることができる。従って、各負荷駆動回路Ｓ１〜Ｓ３に設けられるＦＥＴ（Ｔ１）〜（Ｔ３）のオン抵抗にばらつきが存在する場合であっても、過電流判定値を一定の値に設定することが可能となり、且つ、各ＦＥＴ（Ｔ１）〜（Ｔ３）のドレイン・ソース間電圧Ｖdsが大きい値であっても、この電圧Ｖdsに対応する判定電圧ＶＭ１〜ＶＭ３を設定することができる。その結果、半導体スイッチとしてドレイン・ソース間電圧Ｖdsの大きいＦＥＴ（例えば、安価なＦＥＴ）を用いた場合であっても、高精度な過電流検出が可能となる。
【００４３】
更に、複数チャンネルの各負荷駆動回路Ｓ１〜Ｓ３に対して、一つの分圧回路１５ａを備えることで、嵩上げした判定電圧ＶＭ１〜ＶＭ３を生成するので、多くの部品を用いることなく、嵩上げした判定電圧ＶＭ１〜ＶＭ３を得ることができる。即ち、第２実施形態では、３チャンネルの負荷駆動回路Ｓ１〜Ｓ３を設ける例について示したが、これが４チャンネル以上となった場合でも、一つの分圧回路１５ａを設ければ良く、部品点数を削減することができる。その結果、装置規模の小型化、低コスト化を図ることができる。
【００４４】
以上、本発明の過電流検出装置を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、負荷駆動回路に設けられるＦＥＴ（Ｔ１）のオン抵抗Ｒonにばらつきが存在する場合でも、過電流を高精度に検出する上で極めて有用である。
【符号の説明】
【００４６】
１１ ＩＣ（集積回路）
１１ａ ＩＣ（集積回路）
１２ ＥＥＰＲＯＭ（判定電圧設定手段）
１２ａ〜１２ｃ ＥＥＰＲＯＭ（判定電圧設定手段）
１３ ドライバ回路（制御手段）
１４ チャージポンプ
１５，１５ａ 分圧回路（分圧手段）
Ｔ１〜Ｔ３ ＦＥＴ（半導体スイッチ）
ＲＬ 負荷
ＲＬ１〜ＲＬ３ 負荷
Ｒ１ 抵抗（第１の抵抗）
Ｒ２ 抵抗（第２の抵抗）
Ｃ１ コンデンサ
ＣＭＰ１ 比較器（比較手段）
ＣＭＰ１１〜ＣＭＰ１３ 比較器（比較手段）
ＶＢ バッテリ（直流電源）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源と負荷を接続する回路に半導体スイッチを設け、該半導体スイッチのオン、オフを切り替えることにより、前記負荷の駆動、停止を制御する負荷駆動回路の、過電流を検出する過電流検出装置において、
前記半導体スイッチの、前記直流電源側に接続される第１端子と前記負荷側に接続される第２端子との間に生じる両端電圧と、予め設定した判定電圧とを比較し、前記両端電圧が前記判定電圧を上回った場合に、過電流判定信号を出力する比較手段と、
駆動指令に応じて、前記半導体スイッチのオン、オフを制御すると共に、前記過電流判定信号が出力された際に、前記半導体スイッチをオフとする制御手段と、
前記半導体スイッチの前記第１端子に生じる電圧を所定の分圧比で分圧した嵩上げ電圧を生成する分圧手段と、
前記嵩上げ電圧に基づいて前記判定電圧を設定し、この判定電圧を前記比較手段に出力する判定電圧設定手段と、
を備えたことを特徴とする過電流検出装置。
【請求項２】
前記分圧手段は、前記半導体スイッチの第１端子とグランドとの間に接続される第１の抵抗と第２の抵抗との直列接続回路と、前記第１の抵抗に対して並列に接続されるコンデンサを備え、前記第１の抵抗と第２の抵抗との接続点に生じる電圧を前記嵩上げ電圧とすることを特徴とする請求項１に記載の過電流検出装置。
【請求項３】
前記判定電圧設定手段は、前記負荷に過電流が流れたときに生じる前記両端電圧に基づいて、前記判定電圧を設定することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の過電流検出装置。
【請求項４】
前記比較手段、前記制御手段、及び前記判定電圧設定手段は集積回路の内部に設けられ、前記分圧手段は、前記集積回路の外部に設けられることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の過電流検出装置。
【請求項５】
半導体スイッチと負荷を含む複数の駆動回路を一つの直流電源に接続し、前記各駆動回路毎に前記半導体スイッチのオン、オフを切り替えることにより、前記各負荷の駆動、停止を制御する負荷駆動回路群の、前記各駆動回路に生じる過電流を検出する過電流検出装置において、
前記各半導体スイッチの、前記直流電源に接続される点に生じる電圧を所定の分圧比で分圧した嵩上げ電圧を生成する分圧手段を備え、
前記各駆動回路は、
前記半導体スイッチの、前記直流電源側に接続される第１端子と前記負荷側に接続される第２端子との間に生じる両端電圧と、予め設定した判定電圧とを比較し、前記両端電圧が前記判定電圧を上回った場合に、過電流判定信号を出力する比較手段と、
駆動指令に応じて、前記半導体スイッチのオン、オフを制御すると共に、前記過電流判定信号が出力された際に、前記半導体スイッチをオフとする制御手段と、
前記嵩上げ電圧に基づいて前記判定電圧を設定し、この判定電圧を前記比較手段に出力する判定電圧設定手段と、
を備えたことを特徴とする過電流検出装置。
【請求項６】
前記各分圧手段は、前記半導体スイッチの第１端子とグランドとの間に接続される第１の抵抗と第２の抵抗との直列接続回路と、前記第１の抵抗に対して並列に接続されるコンデンサを備え、前記第１の抵抗と第２の抵抗との接続点に生じる電圧を前記嵩上げ電圧とすることを特徴とする請求項５に記載の過電流検出装置。
【請求項７】
前記判定電圧設定手段は、前記負荷に過電流が流れたときに生じる前記両端電圧に基づいて、前記判定電圧を設定することを特徴とする請求項５または請求項６のいずれかに記載の過電流検出装置。
【請求項８】
前記比較手段、前記制御手段、及び前記判定電圧設定手段は集積回路の内部に設けられ、前記分圧手段は、前記集積回路の外部に設けられることを特徴とする請求項５〜請求項７のいずれか１項に記載の過電流検出装置。
【請求項１】
直流電源と負荷を接続する回路に半導体スイッチを設け、該半導体スイッチのオン、オフを切り替えることにより、前記負荷の駆動、停止を制御する負荷駆動回路の、過電流を検出する過電流検出装置において、
前記半導体スイッチの、前記直流電源側に接続される第１端子と前記負荷側に接続される第２端子との間に生じる両端電圧と、予め設定した判定電圧とを比較し、前記両端電圧が前記判定電圧を上回った場合に、過電流判定信号を出力する比較手段と、
駆動指令に応じて、前記半導体スイッチのオン、オフを制御すると共に、前記過電流判定信号が出力された際に、前記半導体スイッチをオフとする制御手段と、
前記半導体スイッチの前記第１端子に生じる電圧を所定の分圧比で分圧した嵩上げ電圧を生成する分圧手段と、
前記嵩上げ電圧に基づいて前記判定電圧を設定し、この判定電圧を前記比較手段に出力する判定電圧設定手段と、
を備えたことを特徴とする過電流検出装置。
【請求項２】
前記分圧手段は、前記半導体スイッチの第１端子とグランドとの間に接続される第１の抵抗と第２の抵抗との直列接続回路と、前記第１の抵抗に対して並列に接続されるコンデンサを備え、前記第１の抵抗と第２の抵抗との接続点に生じる電圧を前記嵩上げ電圧とすることを特徴とする請求項１に記載の過電流検出装置。
【請求項３】
前記判定電圧設定手段は、前記負荷に過電流が流れたときに生じる前記両端電圧に基づいて、前記判定電圧を設定することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の過電流検出装置。
【請求項４】
前記比較手段、前記制御手段、及び前記判定電圧設定手段は集積回路の内部に設けられ、前記分圧手段は、前記集積回路の外部に設けられることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の過電流検出装置。
【請求項５】
半導体スイッチと負荷を含む複数の駆動回路を一つの直流電源に接続し、前記各駆動回路毎に前記半導体スイッチのオン、オフを切り替えることにより、前記各負荷の駆動、停止を制御する負荷駆動回路群の、前記各駆動回路に生じる過電流を検出する過電流検出装置において、
前記各半導体スイッチの、前記直流電源に接続される点に生じる電圧を所定の分圧比で分圧した嵩上げ電圧を生成する分圧手段を備え、
前記各駆動回路は、
前記半導体スイッチの、前記直流電源側に接続される第１端子と前記負荷側に接続される第２端子との間に生じる両端電圧と、予め設定した判定電圧とを比較し、前記両端電圧が前記判定電圧を上回った場合に、過電流判定信号を出力する比較手段と、
駆動指令に応じて、前記半導体スイッチのオン、オフを制御すると共に、前記過電流判定信号が出力された際に、前記半導体スイッチをオフとする制御手段と、
前記嵩上げ電圧に基づいて前記判定電圧を設定し、この判定電圧を前記比較手段に出力する判定電圧設定手段と、
を備えたことを特徴とする過電流検出装置。
【請求項６】
前記各分圧手段は、前記半導体スイッチの第１端子とグランドとの間に接続される第１の抵抗と第２の抵抗との直列接続回路と、前記第１の抵抗に対して並列に接続されるコンデンサを備え、前記第１の抵抗と第２の抵抗との接続点に生じる電圧を前記嵩上げ電圧とすることを特徴とする請求項５に記載の過電流検出装置。
【請求項７】
前記判定電圧設定手段は、前記負荷に過電流が流れたときに生じる前記両端電圧に基づいて、前記判定電圧を設定することを特徴とする請求項５または請求項６のいずれかに記載の過電流検出装置。
【請求項８】
前記比較手段、前記制御手段、及び前記判定電圧設定手段は集積回路の内部に設けられ、前記分圧手段は、前記集積回路の外部に設けられることを特徴とする請求項５〜請求項７のいずれか１項に記載の過電流検出装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−４９６６４（Ｐ２０１２−４９６６４Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８７９８０（Ｐ２０１０−１８７９８０）
【出願日】平成２２年８月２５日（２０１０．８．２５）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２５日（２０１０．８．２５）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
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