(57)【要約】【課題】バッテリの逆接続時に逆接保護用半導体リレーが誤動作する可能性を低減する。【解決手段】第１及び第２バッテリ２０１，２０２から駆動回路部１０へ個別に電源供給を行う電源供給系統のそれぞれに逆接保護リレー４１，４２が設けられる。逆接保護リレーは、ソース電極がバッテリの正極に接続され、ドレイン電極が駆動回路部に接続され、ゲート電極がドライバ５０からの駆動信号を入力し、バッテリの正極から駆動回路部に向かう方向を順方向とする寄生ダイオード４１ｄ，４２ｄを有する。逆接保護リレーと、複数のバッテリのうち少なくとも１つのバッテリが逆接続されたときに、バッテリが逆接続された電源供給系統の逆接保護リレーのゲート−ソース間電圧を、ソース電極とドレイン電極との間の導通が遮断される電圧まで自律的に低下させる誤動作防止回路部７０を備える。【選択図】図１
2020182332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷を駆動する駆動回路部と、
複数のバッテリから前記駆動回路部へ個別に電源供給を行う複数の電源供給系統と、
前記複数の電源供給系統のそれぞれに設けられた第１半導体リレーであって、ソース電極が前記バッテリの正極に接続され、ドレイン電極が前記駆動回路部に接続され、ゲート電極がドライバから出力された駆動信号を入力し、前記バッテリの正極から前記駆動回路部に向かう方向を順方向とする寄生ダイオードを有する、前記第１半導体リレーと、
前記複数のバッテリのうち少なくとも１つのバッテリが極性を反対にして前記駆動回路部に逆接続されたときに、バッテリが逆接続された電源供給系統の前記第１半導体リレーの前記ゲート−ソース間電圧を、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間の導通が遮断される電圧まで低下させる第１の回路部と、
を備える、負荷駆動装置。
【請求項２】
前記第１の回路部は、前記複数の電源供給系統のそれぞれにおいて、前記第１半導体リレーの前記ゲート電極と前記第１半導体リレーの前記ソース電極とを接続するスイッチ素子を備え、前記スイッチ素子は、前記バッテリが逆接続された電源供給系統において、前記第１半導体リレーの前記ゲート電極と前記第１半導体リレーの前記ソース電極とを自律的に導通させる、請求項１に記載の負荷駆動装置。
【請求項３】
前記スイッチ素子は、前記バッテリが逆接続された電源供給系統において、前記第１半導体リレーの前記ソース電極の電圧と接地電位との間の電位差に基づいて、前記第１半導体リレーの前記ゲート電極と前記第１半導体リレーの前記ソース電極とを自律的に導通させる、請求項２に記載の負荷駆動装置。
【請求項４】
前記スイッチ素子は、前記複数の電源供給系統のそれぞれにおいて、前記ドライバから前記第１半導体リレーの前記ゲート電極へ前記駆動信号を出力する信号ラインを介して、前記第１半導体リレーの前記ゲート電極に接続され、前記スイッチ素子と前記信号ラインとの間には、前記信号ラインから前記スイッチ素子に向かう方向を順方向とするダイオードが設けられる、請求項２又は請求項３に記載の負荷駆動装置。
【請求項５】
前記複数のバッテリが前記駆動回路部に正常に接続された状態で前記複数の電源供給系統のうち１つの電源供給系統から電源を供給して前記負荷を駆動するときに、電源が供給される電源供給系統以外の電源供給系統における前記第１半導体リレーの前記ゲート−ソース間電圧を、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間の導通が遮断される電圧まで低下させる第２の回路部を更に備える、請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の負荷駆動装置。
【請求項６】
前記複数の電源供給系統の前記第１半導体リレーは、単一の前記ドライバから前記駆動信号を入力する、請求項５に記載の負荷駆動装置。
【請求項７】
前記複数の電源供給系統のそれぞれにおいて、前記第１半導体リレーの前記ソース電極と前記バッテリの正極とを接続する正極ラインに第２半導体リレーを更に備え、前記スイッチ素子は、前記第１半導体リレーと前記第２半導体リレーとの間の前記正極ラインに接続されることで、前記第１半導体リレーの前記ソース電極に接続される、請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の負荷駆動装置。
【請求項８】
負荷を駆動する駆動回路部と、
１つのバッテリから前記駆動回路部へ電源供給を行う１つの電源供給系統と、
前記１つの電源供給系統に設けられた第１半導体リレーであって、ソース電極が前記バッテリの正極に接続され、ドレイン電極が前記駆動回路部に接続され、ゲート電極がドライバから出力された駆動信号を入力し、前記バッテリの正極から前記駆動回路部に向かう方向を順方向とする寄生ダイオードを有する、前記第１半導体リレーと、
前記１つのバッテリが極性を反対にして前記駆動回路部に逆接続されたときに、前記第１半導体リレーの前記ゲート−ソース間電圧を、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間の導通が遮断される電圧まで低下させる第１の回路部と、
を備える、負荷駆動装置。
【請求項９】
前記第１の回路部は、前記第１半導体リレーの前記ゲート電極と前記第１半導体リレーの前記ソース電極とを接続するスイッチ素子を備え、前記スイッチ素子は、前記１つのバッテリが逆接続されたときに、前記第１半導体リレーの前記ゲート電極と前記第１半導体リレーの前記ソース電極とを自律的に導通させる、請求項８に記載の負荷駆動装置。
【請求項１０】
前記スイッチ素子は、前記１つのバッテリが逆接続されたときに、前記第１半導体リレーの前記ソース電極の電圧と接地電位との間の電位差に基づいて、前記第１半導体リレーの前記ゲート電極と前記第１半導体リレーの前記ソース電極とを自律的に導通させる、請求項９に記載の負荷駆動装置。
【請求項１１】
前記スイッチ素子は、前記ドライバから前記第１半導体リレーの前記ゲート電極へ前記駆動信号を出力する信号ラインを介して、前記第１半導体リレーの前記ゲート電極に接続され、前記スイッチ素子と前記信号ラインとの間には、前記信号ラインから前記スイッチ素子に向かう方向を順方向とするダイオードを設けた、請求項９又は請求項１０に記載の負荷駆動装置。
【請求項１２】
前記第１半導体リレーの前記ソース電極と前記バッテリの正極とを接続する正極ラインに第２半導体リレーを更に備え、前記スイッチ素子は、前記第１半導体リレーと前記第２半導体リレーとの間の前記正極ラインに接続されることで、前記第１半導体リレーの前記ソース電極に接続される、請求項８〜請求項１１のいずれか１つに記載の負荷駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の負荷駆動装置として、例えば、特許文献１に記載されるように、バッテリから負荷へと至る電源供給経路に介在し、互いの寄生ダイオードが逆向きとなるように直列接続された２つの半導体リレーを備えたものが知られている。２つの半導体リレーのうち寄生ダイオードの順方向がバッテリから負荷へ向かうものは、負荷駆動装置に対してバッテリを逆接続したときに過大な電流の発生を抑制して負荷駆動装置の回路素子を保護する逆接保護用の半導体リレーである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−０８２３７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、逆接保護用の半導体リレーには、負荷電流が大きい場合、オン抵抗値が低いＮチャネル型ＦＥＴ（Field Effect Transistor）を使用するのが一般的である。Ｎチャネル型ＦＥＴを逆接保護用の半導体リレーとした場合には、この半導体リレーを駆動するために昇圧電源を備えたリレードライバを接続する必要がある。
【０００５】
しかし、リレードライバの構成によっては、負荷駆動装置に対して極性を反対にしてバッテリを逆接続したときに、リレードライバを通してグランドと逆接保護用の半導体リレーのゲート電極とが導通する場合が想定される。この場合には、逆接保護用の半導体リレーのゲートとソースとの間に電位差が発生して逆接保護用の半導体リレーがオン状態となってしまい、負荷や負荷駆動装置に負荷駆動時とは逆向きに過大な電流が流れるおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明は以上のような問題点に鑑み、バッテリを逆接続したときに、逆接保護用の半導体リレーが誤動作する可能性を低減する負荷駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このため、本発明の負荷駆動装置の一態様は、負荷を駆動する駆動回路部と、複数のバッテリから駆動回路部へ個別に電源供給を行う複数の電源供給系統と、複数の電源供給系統のそれぞれに設けられた第１半導体リレーであって、ソース電極がバッテリの正極に接続され、ドレイン電極が駆動回路部に接続され、ゲート電極がドライバから出力された駆動信号を入力し、バッテリの正極から駆動回路部に向かう方向を順方向とする寄生ダイオードを有する、第１半導体リレーと、複数のバッテリのうち少なくとも１つのバッテリが極性を反対にして駆動回路部に逆接続されたときに、バッテリが逆接続された電源供給系統の第１半導体リレーのゲート−ソース間電圧を、ソース電極とドレイン電極との間の導通が遮断される電圧まで低下させる第１の回路部と、を備える。
【０００８】
また、本発明の負荷駆動装置の別の態様は、負荷を駆動する駆動回路部と、１つのバッテリから駆動回路部へ電源供給を行う１つの電源供給系統と、１つの電源供給系統に設けられた第１半導体リレーであって、ソース電極がバッテリの正極に接続され、ドレイン電極が駆動回路部に接続され、ゲート電極がドライバから出力された駆動信号を入力し、バッテリの正極から駆動回路部に向かう方向を順方向とする寄生ダイオードを有する、第１半導体リレーと、１つのバッテリが極性を反対にして駆動回路部に逆接続されたときに、第１半導体リレーのゲート−ソース間電圧を、ソース電極とドレイン電極との間の導通が遮断される電圧まで低下させる第１の回路部と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の負荷駆動装置によれば、バッテリを逆接続したときに逆接保護用の半導体リレーが誤動作する可能性を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態に係る負荷駆動装置の一例を示す回路図である。
【図２】同負荷駆動装置の駆動回路部及び負荷の一例を示す回路図である。
【図３】図１における負荷駆動時の回路動作の一例を示す回路図である。
【図４】図１におけるバッテリ逆接続時の回路動作の一例を示す回路図である。
【図５】第２実施形態に係る負荷駆動装置の一例を示す回路図である。
【図６】図５における負荷駆動時の回路動作の一例を示す回路図である。
【図７】図５におけるバッテリ逆接続時の回路動作の一例を示す回路図である。
【図８】従来の負荷駆動装置におけるバッテリ逆接続時の回路動作を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。
【００１２】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る負荷駆動装置の一例を示す。負荷駆動装置１００は、車両に搭載された車載バッテリ２００から、同じく車両に搭載された負荷３００に対する通電量を制御する駆動回路部１０と、駆動回路部１０を制御する制御回路部２０と、を備える。車載バッテリ２００から駆動回路部１０へ電源を供給する電源供給系統では、負荷駆動装置１００の信頼性向上を図るべく、冗長設計がなされている。具体的には、電源供給系統が、第１バッテリ２０１から電源を供給する第１電源供給系統と第２バッテリ２０２から電源を供給する第２電源供給系統とで冗長設計がなされている。
【００１３】
制御回路部２０は、例えばマイクロコンピュータであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサや、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性メモリ、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性メモリ及び入出力インタフェースを有する。また、制御回路部２０は、図示省略のイグニッションスイッチがオン状態となったことを契機として電源が供給される。制御回路部２０は、例えば、上位の制御系（図示省略）からの指令信号や各種センサ（図示省略）の出力信号に基づいて負荷３００に対する通電量の目標値を演算する。そして、制御回路部２０は、駆動回路部１０から負荷３００に対する通電量が目標値に近づくように、駆動回路部１０へ制御信号を出力する。
【００１４】
また、制御回路部２０は、例えば負荷電流が目標値から継続して乖離しているか否かを判定することで、第１電源供給系統に異常が発生しているか否かを診断する。制御回路部２０は、第１電源供給系統が正常であると診断した場合には、第１電源供給系統により電源供給を行って負荷３００を駆動すべく、後述のようにして、第１電源供給系統を駆動回路に接続しつつ第２電源供給系統を駆動回路部１０から切り離す。一方、制御回路部２０は、第１電源供給系統の異常発生を検知した場合には、第２電源供給系統により電源供給を行って負荷３００を駆動すべく、後述のようにして、第２電源供給系統を駆動回路に接続しつつ第１電源供給系統を駆動回路部１０から切り離す。つまり、第２電源供給系統は、第１電源供給系統に異常が発生した場合のバックアップとして使用される。
【００１５】
負荷駆動装置１００において、第１電源供給系統には、第１バッテリ２０１の正極に接続された第１正極端子１０１が含まれるとともに、この第１正極端子１０１と駆動回路部１０の正極側とを接続する第１正極ラインＬ１が含まれる。また、負荷駆動装置１００において、第２電源供給系統には、第２バッテリ２０２の正極に接続された第２正極端子１０２が含まれるとともに、この第２正極端子１０２と第１正極ラインＬ１とを接続ノードＮ１で接続する第２正極ラインＬ２が含まれる。さらに、負荷駆動装置１００には、第１及び第２バッテリ２０１，２０２の両方の負極と接続されるとともにボディアース等に接地がなされた負極端子１０３と、この負極端子１０３と駆動回路部１０の負極側とを接続する負極ラインＬ３と、が含まれる。
【００１６】
負荷駆動装置１００は、第１及び第２バッテリ２０１，２０２から駆動回路部１０に対する電源供給の断接を切り替えるための電源リレー部３０を備える。電源リレー部３０は、第１正極ラインＬ１に配置された第１電源リレー３１と第２正極ラインＬ２に配置された第２電源リレー３２とで構成される。第１電源リレー３１は、制御回路部２０の出力ポートＰ１から出力された制御信号を直接的にあるいはドライバ等を介して間接的に入力し、入力した制御信号に応じて、オン状態（導通）とオフ状態（非導通）との間で切り替わる半導体リレーである。同様に、第２電源リレー３２は、制御回路部２０の出力ポートＰ２から出力された制御信号を直接的にあるいはドライバ等を介して間接的に入力し、入力した制御信号に応じて、オン状態とオフ状態との間で切り替わる半導体リレーである。第１電源リレー３１がオン状態であるときには、第１電源リレー３１を介した通電が可能となって第１バッテリ２０１から駆動回路部１０への電源供給が行われる。一方、第１電源リレー３１がオフ状態であるときには、第１電源リレー３１を介した通電が遮断されて第１バッテリ２０１から駆動回路部１０への電源供給が遮断される。第２電源リレー３２についても同様である。
【００１７】
電源リレー部３０において、第１電源リレー３１には駆動回路部１０から第１正極端子１０１に向かう方向を順方向とするダイオード３１ｄが並列に接続される。同様に、第２電源リレー３２には駆動回路部１０から第２正極端子１０２に向かう方向を順方向とするダイオード３２ｄが並列に接続される。
【００１８】
また、負荷駆動装置１００は、第１及び第２バッテリ２０１，２０２が極性を反対にして接続される逆接続の場合に、過大な電流の発生を抑制して負荷駆動装置１００の回路素子を保護するための逆接保護リレー部４０を備える。逆接保護リレー部４０は、第１電源リレー３１と駆動回路部１０との間の第１正極ラインＬ１に配置された第１逆接保護リレー４１と、第２電源リレー３２と接続ノードＮ１との間の第２正極ラインＬ２に配置された第２逆接保護リレー４２と、で構成される。第１逆接保護リレー４１及び第２逆接保護リレー４２はそれぞれ、後述の単一の逆接保護リレードライバ５０から入力した駆動信号に応じて、オン状態とオフ状態との間で切り替わる半導体リレーである。第１逆接保護リレー４１は第１信号ラインＬ４を介して駆動信号を入力し、第２逆接保護リレー４２は第２信号ラインＬ５を介して駆動信号を入力する。第１逆接保護リレー４１がオン状態であるときに第１逆接保護リレー４１を介した通電が可能となり、第１逆接保護リレー４１がオフ状態であるときに第１電源リレー３１を介した通電が遮断される。第２逆接保護リレー４２についても同様である。
【００１９】
第１逆接保護リレー４１には、第１正極端子１０１から駆動回路部１０に向かう方向を順方向とするダイオード４１ｄが並列に接続される。同様に、第２逆接保護リレー４２には、第２正極端子１０２から駆動回路部１０に向かう方向を順方向とするダイオード４２ｄが並列に接続される。ダイオード４１ｄの順方向が上記のように設定されることで、第１逆接保護リレー４１をオフ状態にして第１バッテリ２０１を逆接続してしまったときに、第１バッテリ２０１と負荷３００及び駆動回路部１０との間に形成される電流経路が遮断される。同様に、ダイオード４２ｄの順方向が上記のように設定されることで、第２逆接保護リレー４２をオフ状態にして第２バッテリ２０２を逆接続してしまったときに、第２バッテリ２０２と負荷３００及び駆動回路部１０との間に形成される電流経路が遮断される。
【００２０】
電源リレー３１，３２、及び、逆接保護リレー４１，４２には、負荷３００を流れる負荷電流の大きさ（数Ａ〜数十Ａ）を考慮して、オン抵抗値が低いＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）が用いられる。第１電源リレー３１において、ドレイン電極（Ｄ）が第１正極端子１０１に接続され、ゲート電極（Ｇ）が直接的又は間接的に制御回路部２０の出力ポートＰ１に接続される。第１逆接保護リレー４１において、ドレイン電極（Ｄ）が接続ノードＮ１に接続され、ゲート電極（Ｇ）が第１信号ラインＬ４を介して後述の逆接保護リレードライバ５０に接続される。第１信号ラインＬ４には抵抗１０４が配置される。そして、第１電源リレー３１のソース電極（Ｓ）と第１逆接保護リレー４１のソース電極（Ｓ）とが互いに接続される。同様に、第２電源リレー３２において、ドレイン電極（Ｄ）が第２正極端子１０２に接続され、ゲート電極（Ｇ）が直接的又は間接的に制御回路部２０の出力ポートＰ２に接続される。第２逆接保護リレー４２において、ドレイン電極（Ｄ）が接続ノードＮ１に接続され、ゲート電極（Ｇ）が第２信号ラインＬ５を介して後述の逆接保護リレードライバに接続される。第２信号ラインＬ５には抵抗１０５が配置される。そして、第２電源リレー３２のソース電極（Ｓ）と第２逆接保護リレー４２のソース電極（Ｓ）とが互いに接続される。第１及び第２電源リレー３１，３２、並びに、第１及び第２逆接保護リレー４１，４２のそれぞれのダイオード３１ｄ，３２ｄ，４１ｄ，４２ｄには、寄生ダイオードが利用される。
【００２１】
第１及び第２逆接保護リレー４１，４２の両方のゲート電極（Ｇ）には、第１及び第２逆接保護リレー４１，４２を駆動するための逆接保護リレードライバ５０が接続される。これは、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴである第１及び第２逆接保護リレー４１，４２をオン状態とするためには、両方のゲート電極（Ｇ）に、電源電圧が印加されるソース電極（Ｓ）の電圧（ソース電圧）よりも高い電圧を印加する必要があるためである。逆接保護リレードライバ５０は、論理回路５１、昇圧回路５２、第１ドライバリレー５３及び第２ドライバリレー５４を有する。
【００２２】
論理回路５１及び昇圧回路５２は、第１電源供給系統に異常が発生していない場合、第１正極ラインＬ１から、これにアノードが接続されたダイオード１０６を介して電源供給が行われる。一方、論理回路５１及び昇圧回路５２は、第１電源供給系統に異常が発生した場合（例えば第１バッテリ２０１の電源電圧低下時）には、第２正極ラインＬ２から、オン状態にされた予備電源リレー１０７及びダイオード１０８を介して電源供給が行われる。予備電源リレー１０７は、制御回路部２０の出力ポートＰ３から出力された制御信号を直接的にあるいはドライバ等を介して間接的に入力し、入力した制御信号に応じて、オン状態（導通）とオフ状態（非導通）との間で切り替わる半導体リレーである。オン状態のときには、予備電源リレー１０７を介した通電が可能になる一方、オフ状態のときには、予備電源リレー１０７を介した通電が遮断される。図示の例では、予備電源リレー１０７は、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴであり、ドレイン電極（Ｄ）が第２電源リレー３２のドレイン電極（Ｄ）に接続され、ソース電極（Ｓ）がダイオード１０８のアノードに接続され、ゲート電極（Ｇ）が制御回路部２０の出力ポートＰ３に接続される。予備電源リレー１０７の寄生ダイオードであるダイオード１０７ｄはソース電極（Ｓ）からドレイン電極（Ｄ）に向かう方向を順方向とする。
【００２３】
第１ドライバリレー５３及び第２ドライバリレー５４は、昇圧回路５２と負極ラインＬ３との間で直列に接続される。第１ドライバリレー５３は、論理回路５１から出力された制御信号に応じてオン状態又はオフ状態に切り替わり、オン状態のときに第１ドライバリレー５３を介した通電が可能になる一方、オフ状態のときに第１ドライバリレー５３を介した通電が遮断される。第２ドライバリレー５４についても同様である。第１ドライバリレー５３と第２ドライバリレー５４とを接続する接続ノードＮ２の電圧が逆接保護リレードライバ５０の駆動信号として出力される。
【００２４】
図示の例では、第１及び第２ドライバリレー５３，５４はＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴであり、第１ドライバリレー５３のソース電極（Ｓ）と第２ドライバリレー５４のドレイン電極（Ｄ）とが接続ノードＮ２で相互に接続される。第１ドライバリレー５３のドレイン電極（Ｄ）は、昇圧回路５２から出力された昇圧電圧が印加される。第２ドライバリレー５４のソース電極（Ｓ）は負極ラインＬ３に接続される。第１ドライバリレー５３及び第２ドライバリレー５４の両方のゲート電極（Ｇ）は論理回路５１と接続される。接続ノードＮ２は、第１信号ラインＬ４及び第２信号ラインＬ５に接続される。第１ドライバリレー５３の寄生ダイオードであるダイオード５３ｄ、及び第２ドライバリレー５４の寄生ダイオードであるダイオード５４ｄは、ソース電極（Ｓ）からドレイン電極（Ｄ）に向かう方向を順方向とする。
【００２５】
論理回路５１は、制御回路部２０の出力ポートＰ４から制御信号を入力するように構成される内部インピーダンスの高い回路である。論理回路５１は、制御回路部２０の出力ポートＰ４から出力された制御信号に応じて、第１ドライバリレー５３又は第２ドライバリレー５４のいずれか一方をオン状態にする制御信号を第１ドライバリレー５３及び第２ドライバリレー５４にそれぞれ出力する。例えば、制御回路部２０の出力ポートＰ４から出力された高電位状態の制御信号により、論理回路５１は、第１ドライバリレー５３をオン状態にするとともに第２ドライバリレー５４をオフ状態にする制御信号を出力する。一方、制御回路部２０の出力ポートＰ４から出力された低電位状態の制御信号により、論理回路５１は、第１ドライバリレー５３をオフ状態にするとともに第２ドライバリレー５４をオン状態にする制御信号を出力する。第１ドライバリレー５３がオン状態であるときには、逆接保護リレードライバ５０から出力される駆動信号は昇圧回路５２による昇圧電圧相当の高電位状態となる。一方、第２ドライバリレー５４がオン状態であるときには、逆接保護リレードライバ５０から出力される駆動信号は接地電位に相当する低電位状態となる。
【００２６】
負荷駆動装置１００は、第１及び第２逆接保護リレー４１，４２の動作を個別に遮断する動作遮断回路部６０を備える。動作遮断回路部６０は、第１逆接保護リレー４１の動作を遮断する第１遮断トランジスタ６１と、第２逆接保護リレー４２の動作を遮断する第２遮断トランジスタ６２と、を有する。第１遮断トランジスタ６１は第１信号ラインＬ４と負極ラインＬ３とを接続し、第２遮断トランジスタ６２は、第２信号ラインＬ５と負極ラインＬ３とを接続する。第１遮断トランジスタ６１は、制御回路部２０の出力ポートＰ５から出力された制御信号に応じてオン状態とオフ状態との間で切り替わる。第１遮断トランジスタ６１がオン状態のときに第１遮断トランジスタ６１を介した通電が可能になる一方、第１遮断トランジスタ６１がオフ状態のときに第１遮断トランジスタ６１を介した通電が遮断される。同様に、第２遮断トランジスタ６２は、制御回路部２０の出力ポートＰ６から出力された制御信号に応じてオン状態とオフ状態との間で切り替わる。第２遮断トランジスタ６２がオン状態のときに第２遮断トランジスタ６２を介した通電が可能になる一方、第２遮断トランジスタ６２がオフ状態のときに第１遮断トランジスタ６１を介した通電が遮断される。
【００２７】
図示の例では、第１及び第２遮断トランジスタ６１，６２はＮＰＮ型トランジスタである。第１遮断トランジスタ６１において、コレクタ電極（Ｃ）はダイオード６３を介して第１信号ラインＬ４と接続され、エミッタ電極（Ｅ）は負極ラインＬ３と接続され、ベース電極（Ｂ）はベース抵抗６４を介して制御回路部２０の出力ポートＰ５に接続される。また、第１遮断トランジスタ６１において、ベース電極（Ｂ）とエミッタ電極（Ｅ）との間にはベース−エミッタ間抵抗６５が接続される。同様に、第２遮断トランジスタ６２において、コレクタ電極（Ｃ）はダイオード６６を介して第２信号ラインＬ５と接続され、エミッタ電極（Ｅ）は負極ラインＬ３と接続され、ベース電極（Ｂ）はベース抵抗６７を介して制御回路部２０の出力ポートＰ６に接続される。また、第２遮断トランジスタ６２において、ベース電極（Ｂ）とエミッタ電極（Ｅ）との間にはベース−エミッタ間抵抗６８が接続される。上記のダイオード６３は、第１遮断トランジスタ６１のエミッタ−コレクタ間電圧がその逆方向耐圧に達した場合に、エミッタ電極（Ｅ）からコレクタ電極（Ｃ）への電流の逆流を遮断する働きをする。上記のダイオード６６は、第２遮断トランジスタ６２のエミッタ−コレクタ間電圧がその逆方向耐圧に達した場合に、エミッタ電極（Ｅ）からコレクタ電極（Ｃ）への電流の逆流を遮断する働きをする。
【００２８】
負荷駆動装置１００は、車載バッテリ２００を逆接続したときに第１及び第２逆接保護リレー４１，４２の誤動作を防止するための誤動作防止回路部７０を備える。誤動作防止回路部７０は、第１逆接保護リレー４１の誤動作を防止するための第１誤動作防止トランジスタ７１（スイッチ素子）と、第２逆接保護リレー４２の誤動作を防止するための第２誤動作防止トランジスタ７２（スイッチ素子）と、を有する。
【００２９】
第１誤動作防止トランジスタ７１は、第１電源リレー３１と第１逆接保護リレー４１との間の第１正極ラインＬ１と、第１信号ラインＬ４と、を接続し、第１正極ラインＬ１と負極ラインＬ３との電位差に応じてオン状態とオフ状態との間で切り替わる半導体素子である。第１誤動作防止トランジスタ７１がオン状態のときに第１誤動作防止トランジスタ７１を介した通電が可能になる一方、第１誤動作防止トランジスタ７１がオフ状態のときに第１誤動作防止トランジスタ７１を介した通電が遮断される。
【００３０】
第２誤動作防止トランジスタ７２は、第２電源リレー３２と第２逆接保護リレー４２との間の第２正極ラインＬ２と、第２信号ラインＬ５と、を接続し、第２正極ラインＬ２と負極ラインＬ３との電位差に応じてオン状態とオフ状態との間で切り替わる半導体素子である。第２誤動作防止トランジスタ７２がオン状態のときに第２誤動作防止トランジスタ７２を介した通電が可能になる一方、第２誤動作防止トランジスタ７２がオフ状態のときに第２誤動作防止トランジスタ７２を介した通電が遮断される。
【００３１】
図示の例では、第１及び第２誤動作防止トランジスタ７１，７２はＮＰＮ型トランジスタである。第１誤動作防止トランジスタ７１において、コレクタ電極（Ｃ）はダイオード７３を介して第１信号ラインＬ４と接続され、エミッタ電極（Ｅ）は第１正極ラインＬ１と接続され、ベース電極（Ｂ）はベース抵抗７４を介して負極ラインＬ３に接続される。また、第１誤動作防止トランジスタ７１において、ベース電極（Ｂ）とエミッタ電極（Ｅ）との間にはベース−エミッタ間抵抗７５が接続される。同様に、第２誤動作防止トランジスタ７２において、コレクタ電極（Ｃ）はダイオード７６を介して第２信号ラインＬ５と接続され、エミッタ電極（Ｅ）は第２正極ラインＬ２と接続され、ベース電極（Ｂ）はベース抵抗７７を介して負極ラインＬ３に接続される。また、第２誤動作防止トランジスタ７２において、ベース電極（Ｂ）とエミッタ電極（Ｅ）との間にはベース−エミッタ間抵抗７８が接続される。
【００３２】
上記のダイオード７３は、第１誤動作防止トランジスタ７１のエミッタ−コレクタ間電圧がその逆方向耐圧に達した場合に、エミッタ電極（Ｅ）からコレクタ電極（Ｃ）への電流の逆流を遮断する働きをする。同様に、上記のダイオード７６は、第２誤動作防止トランジスタ７２のエミッタ−コレクタ間電圧がその逆方向耐圧に達した場合に、エミッタ電極（Ｅ）からコレクタ電極（Ｃ）への電流の逆流を遮断する働きをする。ここで、例えば、第１電源リレー３１及び第１逆接保護リレー４１の異常を個別に診断する場合を考える。この場合には、第１電源リレー３１をオン状態にするとともに、第１ドライバリレー５３をオフ状態にして第２ドライバリレー５４をオン状態にすることで第１逆接保護リレー４１をオフ状態にする。これにより、第１誤動作防止トランジスタ７１において、コレクタ電圧が接地電位（例えば０Ｖ）となり、エミッタ電圧が電源電圧（例えば＋１３Ｖ）となり、エミッタ−コレクタ間電圧がその逆方向耐圧（例えば＋５Ｖ）に達する。しかし、第１誤動作防止トランジスタ７１のコレクタ電極（Ｃ）と第１信号ラインＬ４との間にはダイオード７３が配置されているので、第１誤動作防止トランジスタ７１のエミッタ電極（Ｅ）からコレクタ電極（Ｃ）に向かう電流が遮断される。
【００３３】
また、第１誤動作防止トランジスタ７１のエミッタ電極（Ｅ）が第１電源リレー３１の下流に接続され、第２誤動作防止トランジスタ７２のエミッタ電極（Ｅ）が第２電源リレー３２の下流に接続されることで以下の効果が生じる。すなわち、第１バッテリ２０１の正常接続時に負荷３００を駆動しないときには、第１電源リレー３１をオフ状態にすることで、ベース−エミッタ間抵抗７５及びベース抵抗７４を介した暗電流を抑制できる。同様に、第２バッテリ２０２の正常接続時に負荷３００を駆動しないときには、第２電源リレー３２をオフ状態にすることで、ベース−エミッタ間抵抗７８及びベース抵抗７７を介した暗電流を抑制できる。
【００３４】
図２は、負荷３００及び駆動回路部１０の一例を示す。例えば、負荷３００は、Ｕ相コイル３０１、Ｖ相コイル３０２及びＷ相コイル３０３を備えた３相ブラシレスモータであり、駆動回路部１０は３相ブラシレスモータを駆動するためのインバータである。負荷３００としての３相ブラシレスモータは、３相コイル３０１，３０２，３０３が中性点３０４で一括接続されて巻き回された筒状のステータ（図示省略）と、このステータの中央部に回転可能に備えられた永久磁石回転子としてのロータ３０５と、を有する。
【００３５】
駆動回路部１０としてのインバータは、第１正極ラインＬ１と負極ラインＬ３との間に設けられる。駆動回路部１０では、第１正極ラインＬ１に接続される正極母線１０ａと負極ラインＬ３に接続される負極母線１０ｂとの間に、Ｕ相アーム、Ｖ相アーム及びＷ相アームが並列に接続される。Ｕ相アームは上段のスイッチング素子１１と下段のスイッチング素子１２とが直列接続されて構成される。Ｖ相アームは上段のスイッチング素子１３と下段のスイッチング素子１４とが直列接続されて構成される。Ｗ相アームは上段のスイッチング素子１５と下段のスイッチング素子１６とが直列接続されて構成される。そして、Ｕ相アームの２つのスイッチング素子１１，１２間がＵ相コイル３０１に接続され、Ｖ相アームの２つのスイッチング素子１３，１４間がＶ相コイル３０２に接続され、Ｗ相アームの２つのスイッチング素子１５，１６間がＷ相コイル３０３に接続される。
【００３６】
駆動回路部１０としてのインバータにおいて、スイッチング素子１１〜１６はそれぞれ、逆並列のダイオード１１ｄ〜１６ｄと外部制御可能な制御電極とを有し、制御電極に入力された制御信号に従ってオン状態とオフ状態との間でスイッチング動作を行う。スイッチング素子１１〜１６は、ダイオード１１ｄ〜１６ｄの順方向が負極母線１０ｂから正極母線１０ａに向かう方向となるように配置される。スイッチング素子１１〜１６には、例えば、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等を用い得る。図示の例では、スイッチング素子１１〜１６としてＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴを用い、ダイオード１１ｄ〜１６ｄとして寄生ダイオードを利用している。
【００３７】
図３は、第１電源供給系統によって電源供給を行って負荷を駆動するときの負荷駆動装置１００の回路動作の一例を示す。制御回路部２０は、第１電源供給系統によって電源供給を行って負荷を駆動するときに、出力ポートＰ１〜Ｐ６から以下のように制御信号を出力する。出力ポートＰ１からは、第１電源リレー３１をオン状態にする制御信号が出力される。出力ポートＰ２からは、第２電源リレー３２をオフ状態にする制御信号が出力される。出力ポートＰ３からは、予備電源リレー１０７をオフ状態にする制御信号が出力される。出力ポートＰ４からは、第１ドライバリレー５３をオン状態にし、かつ、第２ドライバリレー５４をオフ状態にする制御信号が出力される。出力ポートＰ５からは、第１逆接保護リレー４１をオン状態にすべく、第１遮断トランジスタ６１をオフ状態にする（例えば０Ｖの）制御信号が出力される。出力ポートＰ６からは、第２逆接保護リレー４２をオフ状態にすべく、第２遮断トランジスタ６２をオン状態にする（例えば＋５Ｖの）制御信号が出力される。
【００３８】
逆接保護リレードライバ５０の昇圧回路５２は、第１正極ラインＬ１から電源供給が行われて、第１バッテリ２０１の電源電圧（例えば＋１３Ｖ）を昇圧した昇圧電圧（例えば＋２３Ｖ）を出力する。逆接保護リレードライバ５０において、第１ドライバリレー５３はオン状態であり、かつ、第２ドライバリレー５４はオフ状態であるので、逆接保護リレードライバ５０から出力される駆動信号は昇圧回路５２による昇圧電圧（例えば＋２３Ｖ）となる。
【００３９】
第１電源リレー３１はオン状態であるので、第１正極ラインＬ１で第１誤動作防止トランジスタ７１のエミッタ電極及び第１逆接保護リレー４１のソース電極と接続される接続ノードＮ３の電圧は、第１バッテリ２０１の電源電圧（例えば＋１３Ｖ）となる。誤動作防止回路部７０において、第１誤動作防止トランジスタ７１は、エミッタ電圧が電源電圧（例えば＋１３Ｖ）であるのに対しベース電圧がベース抵抗７４とベース−エミッタ間抵抗７５との分圧（例えば＋６．５Ｖ）となって、オフ状態となる。また、動作遮断回路部６０において、第１遮断トランジスタ６１は、ベース電圧及びエミッタ電圧がいずれも接地電位（例えば０Ｖ）となるので、オフ状態となる。したがって、逆接保護リレードライバ５０から出力された、昇圧電圧（例えば＋２３Ｖ）の駆動信号は、電圧降下せずに第１逆接保護リレー４１のゲート電極に印加される。これにより、第１逆接保護リレー４１において、昇圧電圧（例えば＋２３Ｖ）と電源電圧（例えば＋１３Ｖ）との電位差であるゲート−ソース間電圧がゲートしきい値電圧（例えば＋１０Ｖ）以上となって、第１逆接保護リレー４１はオン状態となる。第１電源リレー３１及び第１逆接保護リレー４１がいずれもオン状態となるので、第１バッテリ２０１の正極から、第１正極ラインＬ１、駆動回路部１０及び負極ラインＬ３を介して第１バッテリ２０１の負極までが通電可能となる（図中の太実線矢印参照）。したがって、制御回路部２０から駆動回路部１０へ制御信号を出力することで駆動回路部１０から負荷３００への通電量が制御され、負荷３００が駆動される。
【００４０】
第２電源リレー３２はオフ状態であるので、第２正極ラインＬ２で第２誤動作防止トランジスタ７２のエミッタ電極及び第２逆接保護リレー４２のソース電極と接続される接続ノードＮ４の電圧は、接地電位（例えば０Ｖ）となる。誤動作防止回路部７０において、第２誤動作防止トランジスタ７２は、エミッタ電圧が接地電位（例えば０Ｖ）であるのに対しベース電圧も接地電位（例えば０Ｖ）となるので、オフ状態となる。しかし、動作遮断回路部６０の第２遮断トランジスタ６２において、エミッタ電圧が接地電位（例えば０Ｖ）であるのに対しベース電圧がベース抵抗６７とベース−エミッタ間抵抗６８との分圧（例えば＋２．５Ｖ）となる。このため、第２遮断トランジスタ６２は、ベース電圧（例えば＋２．５Ｖ）とエミッタ電圧（例えば０Ｖ）との電位差であるベース−エミッタ間電圧が接合部飽和電圧（例えば＋０．７Ｖ）以上となって、オン状態となる。したがって、逆接保護リレードライバ５０から第２信号ラインＬ５及び第２遮断トランジスタ６２のコレクタ−エミッタ間を介して負極ラインＬ３に電流が流れる（図中の白抜矢印参照）。これにより、逆接保護リレードライバ５０から出力された、昇圧電圧（例えば＋２３Ｖ）の駆動信号は、抵抗１０５によってダイオード６６の順方向電圧（例えば＋０．７Ｖ）まで電圧降下した状態で第２逆接保護リレー４２のゲート電極に印加される。第２逆接保護リレー４２では、ゲート−ソース間電圧（例えば＋０．７Ｖ）がゲートしきい値電圧（例えば＋３Ｖ）未満となって、第２逆接保護リレー４２はオフ状態となる。第２電源リレー３２及び第２逆接保護リレー４２がいずれもオフ状態となるので、第２バッテリ２０２の正極と駆動回路部１０と間の通電は遮断される。
【００４１】
制御回路部２０は、第１電源供給系統によって電源供給を行って負荷３００を駆動するときには、上記のように制御信号を出力することで、第１電源供給系統が駆動回路部１０に接続されるとともに第２電源供給系統が駆動回路部１０から切り離される。
【００４２】
なお、第２電源供給系統によって電源供給を行って負荷３００を駆動するときには、制御回路部２０は出力ポートＰ１〜Ｐ６から以下のように制御信号を出力する。すなわち、出力ポートＰ１から、第１電源リレー３１をオフ状態にする制御信号を出力する。出力ポートＰ２から、第２電源リレー３２をオン状態にする制御信号を出力する。出力ポートＰ３から、予備電源リレー１０７をオン状態にする制御信号を出力する。出力ポートＰ４から、第１ドライバリレー５３をオン状態にし、かつ、第２ドライバリレー５４をオフ状態にする制御信号を出力する。出力ポートＰ５から、第１逆接保護リレー４１をオフ状態にすべく、第１遮断トランジスタ６１をオン状態にする（例えば＋５Ｖの）制御信号を出力する。出力ポートＰ６から、第２逆接保護リレー４２をオン状態にすべく、第２遮断トランジスタ６２をオフ状態にする（例えば０Ｖの）制御信号を出力する。このようにしても、上記と同様の回路動作によって、第２電源供給系統が駆動回路部１０に接続されるとともに第１電源供給系統が駆動回路部１０から切り離される。
【００４３】
図４は、第１バッテリ２０１を負荷駆動装置１００に対して逆接続したときの負荷駆動装置１００の回路動作を示す。第１バッテリ２０１を負荷駆動装置１００に対して逆接続したときには、負極端子１０３の端子電圧は接地電位（例えば０Ｖ）であるが、第１正極端子１０１の端子電圧は接地電位から電源電圧（例えば＋１３Ｖ）を減算した電圧（例えば−１３Ｖ）となる。第１バッテリ２０１を負荷駆動装置１００に対して逆接続する状況が発生するのは、通常、図示省略のイグニッションスイッチをオフ状態にして第１バッテリ２０１を交換する場合である。このときには、制御回路部２０には電源供給がなされていないので、制御回路部２０の出力ポートＰ１〜Ｐ６からは制御信号が出力されていない。したがって、第１及び第２電源リレー３１，３２、予備電源リレー１０７、第１及び第２ドライバリレー５３，５４、並びに、第１及び第２遮断トランジスタ６１，６２はいずれもオフ状態となる。また、駆動回路部１０が、図２に示すように負荷３００としてのブラシレスモータを駆動するインバータである場合には、スイッチング素子１１〜１６も全てオフ状態となっている。
【００４４】
しかし、制御回路部２０の出力ポートＰ１〜Ｐ６から制御信号が出力されていない状態でも、第１バッテリ２０１から電流が流れる第１の閉回路が形成される。第１の閉回路では、逆接続された第１バッテリ２０１の正極からの電流が、ベース抵抗７４、ベース−エミッタ間抵抗７５、及び、第１電源リレー３１のダイオード３１ｄを介して、第１バッテリ２０１の負極へ戻る。なお、ベース抵抗７４及びベース−エミッタ間抵抗７５は十分大きい抵抗値を有しているので、第１の閉回路を流れる電流は微小である。
【００４５】
第１の閉回路に電流が流れると、接続ノードＮ３の電圧は、ベース抵抗７４及びベース−エミッタ間抵抗７５での電圧降下により、接地電位（例えば０Ｖ）から低下する。より具体的には、接続ノードＮ３では、第１電源リレー３１のダイオード３１ｄの順方向電圧（例えば＋０．７Ｖ）によって、第１正極端子の端子電圧（例えば−１３Ｖ）よりも高い電圧（例えば−１２．３Ｖ）となる。誤動作防止回路部７０の第１誤動作防止トランジスタ７１のエミッタ電圧は接続ノードＮ３の電圧（例えば−１２．３Ｖ）である。これに対し、ベース電圧は、接地電位と接続ノードＮ３の電圧との電位差をベース抵抗７４とベース−エミッタ間抵抗７５とで分圧した電圧（例えば−６．２Ｖ）である。したがって、第１誤動作防止トランジスタ７１は、ベース−エミッタ間電圧（例えば＋６．１Ｖ）が接合部飽和電圧（例えば＋０．７Ｖ）以上となってオン状態となるので、第１誤動作防止トランジスタ７１にベース電流が流れる（図中の白抜矢印参照）。これにより、逆接続された第１バッテリ２０１の正極からの電流が、負荷駆動装置１００内を負極端子１０３から第１正極端子１０１まで流れて、第１バッテリ２０１の負極へ戻る第２の閉回路が形成される（図中の太実線矢印参照）。第２の閉回路を流れる電流は、負荷駆動装置１００において、第２ドライバリレー５４のダイオード５４ｄ、抵抗１０４、ダイオード７３、第１誤動作防止トランジスタ７１のコレクタ−エミッタ間及び第１電源リレー３１のダイオード３１ｄを、この順番で流れる。なお、抵抗１０４は十分大きい抵抗値を有しているので、第２の閉回路を流れる電流は微小である。
【００４６】
第２の閉回路に電流が流れると、第１逆接保護リレー４１のゲート電圧は、抵抗１０４での電圧降下によって接地電位（例えば０Ｖ）から低下する。より具体的には、第１逆接保護リレー４１のゲート電圧は、ダイオード７３の順方向電圧（例えば＋０．７Ｖ）によって、接続ノードＮ３の電圧（例えば−１２．３Ｖ）よりも高い電圧（−１１．６Ｖ）となる。第１逆接保護リレー４１では、ゲート電圧（例えば−１１．６Ｖ）とソース電圧（例えば−１２．３Ｖ）との電位差であるゲート−ソース間電圧（例えば＋０．７Ｖ）がゲートしきい値電圧（例えば３Ｖ）未満となって、第１逆接保護リレー４１はオフ状態となる。これにより、逆接続された第１バッテリ２０１の正極から駆動回路部１０を介して負極へ戻る、負荷駆動時と逆向きの電流経路が遮断される（図中の太破線矢印参照）。
【００４７】
第１バッテリ２０１を負荷駆動装置１００に対して逆接続したときに、第２逆接保護リレー４２も以下のようにしてオフ状態となる。オフ状態である第２電源リレー３２において、ドレイン電圧は第２バッテリ２０２の電源電圧（例えば＋１３Ｖ）であり、ソース電圧は接地電位（例えば０Ｖ）であるので、ダイオード３２ｄを介したソース電極からドレイン電極への電流の流れは遮断される。したがって、誤動作防止回路部７０のベース抵抗７７及びベース−エミッタ間抵抗７８を介した電流も遮断されるので、接続ノードＮ４の電圧は接地電位（例えば０Ｖ）となる。また、誤動作防止回路部７０の第２誤動作防止トランジスタ７２は、ベース電圧及びエミッタ電圧がいずれも接地電位（例えば０Ｖ）となって、オフ状態となる。よって、第２逆接保護リレー４２のゲート電圧は、第２ドライバリレー５４のダイオード５４ｄの順方向電圧（例えば＋０．７Ｖ）によって、接地電位（例えば０Ｖ）よりも低い電圧（例えば−０．７Ｖ）となる。しかし、第２逆接保護リレー４２は、ゲート電圧（例えば−０．７Ｖ）に対して、ソース電圧が、接地電位（例えば０Ｖ）である接続ノードＮ４の電圧と等しくなって、ゲート電圧よりもソース電圧の方が高くなるので、オフ状態となる。
【００４８】
第１遮断トランジスタ６１において、コレクタ電圧が第１逆接保護リレー４１のゲート電圧（例えば−１１．６Ｖ）であり、かつ、エミッタ電圧が接地電位（例えば０Ｖ）である。このとき、第１遮断トランジスタ６１のエミッタ−コレクタ間電圧（例えば＋１１．６Ｖ）は、その逆方向耐圧（例えば＋５Ｖ）を超えている。しかし、ダイオード７３が第１遮断トランジスタ６１のコレクタ電極に直列に接続されているので、第１遮断トランジスタ６１のエミッタ電極からコレクタ電極に向かう電流が遮断される。
【００４９】
なお、第２バッテリ２０２を逆接続したときの負荷駆動装置１００の回路動作は、第１バッテリ２０１を逆接続したときの負荷駆動装置１００の回路動作と同様であるので、その説明を割愛する。次に、負荷駆動装置１００による効果について、従来の負荷駆動装置１００cvtに関する図８を参照して説明する。
【００５０】
図８は、第１バッテリ２０１を従来の負荷駆動装置１００cvtに対して逆接続したときの負荷駆動装置１００cvtの回路動作を示す。従来の負荷駆動装置１００cvtは、負荷駆動装置１００と比較すると、第１及び第２逆接保護リレー４１，４２に一対一で逆接保護リレードライバ５０ａ，５０ｂが設けられ、動作遮断回路部６０及び誤動作防止回路部７０を備えていない点で異なる。なお、負荷駆動装置１００と同様の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略ないし簡潔にする。
【００５１】
第１逆接保護リレー４１の逆接保護リレードライバ５０ａは、制御回路部２０の出力ポートＰ４から出力される制御信号を入力することで第１及び第２ドライバリレー５３，５４が制御される。同様に、第２逆接保護リレー４２の逆接保護リレードライバ５０ｂは、制御回路部２０の出力ポートＰ４’から出力される制御信号を入力することで第１及び第２ドライバリレー５３，５４が制御される。
【００５２】
第１バッテリ２０１を負荷駆動装置１００cvtに逆接続したときには、出力ポートＰ１〜Ｐ４’から制御信号が出力されていないので、第１及び第２電源リレー３１，３２、予備電源リレー１０７、第１及び第２ドライバリレー５３，５４は全てオフ状態となる。第１逆接保護リレー４１のゲート電圧は、第２ドライバリレー５４のダイオード５４ｄの順方向電圧（例えば＋０．７Ｖ）によって、接地電位（例えば０Ｖ）より低い電圧（例えば−０．７Ｖ）となる。第１逆接保護リレー４１のソース電圧は、第１電源リレー３１のダイオード３１ｄの順方向電圧によって、逆接続された第１バッテリ２０１の負極電圧（例えば−１３Ｖ）より高い電圧（例えば−１２．３Ｖ）となる。したがって、第１逆接保護リレー４１において、ゲート−ソース間電圧（例えば＋１１．６Ｖ）がゲートしきい値電圧（例えば＋３Ｖ）以上となって、第１逆接保護リレー４１がオン状態となってしまう。
【００５３】
第１逆接保護リレー４１がオン状態のとき、逆接続された第１バッテリ２０１の正極からの電流は、駆動回路部１０、第１逆接保護リレー４１のドレイン−ソース間及び第１電源リレー３１のダイオード３１ｄをこの順で逆流して負極へ戻る（図中の太実線矢印参照）。例えば図２に示すように、駆動回路部１０が負荷３００としてのブラシレスモータを駆動するインバータである場合には、駆動回路部１０では、負極ラインＬ３からダイオード１１ｄ〜１６ｄを介して第１正極ラインＬ１へ電流が逆流する。このように逆流する電流は、十分大きい抵抗値を有する抵抗を流れないため、過大な電流となる。これは、負荷３００や負荷駆動装置１００cvtの回路素子の耐久性を低下させたり素子破壊を発生させたりするおそれがあることを意味する。
【００５４】
しかし、負荷駆動装置１００では、上記のように誤動作防止回路部７０を備えているので、第１バッテリ２０１を負荷駆動装置１００に対して逆接続したときに、第１逆接保護リレー４１を自律的にオフ状態にすることができる。したがって、逆接続された第１バッテリ２０１の正極から駆動回路部１０を介して負極へ戻る、負荷駆動時と逆向きの電流経路が遮断されるので、過大な電流による負荷３００や負荷駆動装置１００の回路素子の耐久性低下を抑制することが可能となる。
【００５５】
また、負荷駆動装置１００では、上記のように動作遮断回路部６０を備えているので、第１及び第２逆接保護リレー４１，４２の動作を個別に遮断することができる。したがって、第１及び第２逆接保護リレー４１，４２の２つの逆接保護リレーについて１つの逆接保護リレードライバ５０を設ければ足りるので、負荷駆動装置１００の大型化やコスト上昇を抑制することが可能となる。
【００５６】
［第２実施形態］
図５は、第２実施形態に係る負荷駆動装置の一例を示す。なお、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付すことで、その説明を省略ないし簡潔にする。
【００５７】
負荷駆動装置１００ａは、車載バッテリ２００から駆動回路部１０へ電源を供給する電源供給系統が冗長設計されていない点で負荷駆動装置１００と異なる。すなわち、負荷駆動装置１００ａは、第１バッテリ２０１から電源を供給する第１電源供給系統のみを有し、負荷駆動装置１００において第２バッテリ２０２から電源を供給する第２電源供給系統を備えていない。したがって、負荷駆動装置１００ａでは、負荷駆動装置１００における、第２正極ラインＬ２、第２信号ラインＬ５、第２正極端子１０２、第２電源リレー３２、第２逆接保護リレー４２、抵抗１０５、予備電源リレー１０７、ダイオード１０８が省略されている。また、負荷駆動装置１００ａでは、第２逆接保護リレー４２が備えられていないので、負荷駆動装置１００において第１及び第２逆接保護リレー４１，４２の動作を個別に遮断する動作遮断回路部６０が省略されている。さらに、負荷駆動装置１００ａの誤動作防止回路部７０ａでは、負荷駆動装置１００において第２逆接保護リレー４２の誤動作を防止するための回路素子が省略されている。具体的には、負荷駆動装置１００における、第２誤動作防止トランジスタ７２及びこれに付随する回路素子、すなわち、ダイオード７６、ベース抵抗７７、ベース−エミッタ間抵抗７８が省略されている。
【００５８】
図６は、負荷３００を駆動するときの負荷駆動装置１００ａの回路動作の一例を示す。制御回路部２０は、負荷３００を駆動するときに、出力ポートＰ１，Ｐ４から以下のように制御信号を出力する。出力ポートＰ１からは、第１電源リレー３１をオン状態にする制御信号が出力される。出力ポートＰ４からは、第１ドライバリレー５３をオン状態にし、かつ、第２ドライバリレー５４をオフ状態にする制御信号が出力される。このような状態において、図３の負荷駆動装置１００と同様の回路動作によって、誤動作防止回路部７０ａの第１誤動作防止トランジスタ７１はオフ状態となり、これにより、第１逆接保護リレー４１はオン状態となる。第１電源リレー３１及び第１逆接保護リレー４１がいずれもオン状態となるので、第１バッテリ２０１の正極から、第１正極ラインＬ１、駆動回路部１０及び負極ラインＬ３を介して第１バッテリ２０１の負極までが通電可能となる（図中の太実線矢印参照）。したがって、制御回路部２０が駆動回路部１０へ制御信号を出力することで、駆動回路部１０から負荷３００への通電量が制御され、負荷３００が駆動される。
【００５９】
図７は、第１バッテリ２０１を負荷駆動装置１００ａに対して逆接続したときの負荷駆動装置１００ａの回路動作を示す。第１バッテリ２０１を負荷駆動装置１００ａに対して逆接続する場合には、上記のように、制御回路部２０には電源供給がなされていないので、制御回路部２０の出力ポートＰ１，Ｐ４からは制御信号が出力されていない。したがって、第１電源リレー３１、並びに、第１及び第２ドライバリレー５３，５４はいずれもオフ状態となる。また、駆動回路部１０が、図２に示すように負荷３００としてのブラシレスモータを駆動するインバータである場合には、スイッチング素子１１〜１６も全てオフ状態となっている。このような状態であっても、図４の負荷駆動装置１００と同様の回路動作によって、上記の第１の閉回路が形成されることで、第１誤動作防止トランジスタ７１は、ベース−エミッタ間電圧が接合部飽和電圧以上となってオン状態となる。このため、第１誤動作防止トランジスタ７１にベース電流が流れる（図中の白抜矢印参照）。そして、図４の負荷駆動装置１００と同様の回路動作によって、上記の第２の閉回路が形成されることで（図中の太実線矢印参照）、第１逆接保護リレー４１は、ゲート−ソース間電圧がゲートしきい値電圧未満となって、オフ状態となる。これにより、逆接続された第１バッテリ２０１の正極から駆動回路部１０を介して負極へ戻る、負荷駆動時と逆向きの電流経路が遮断される（図中の太破線矢印参照）。
【００６０】
このように単一の電源供給系統を有する非冗長設計の負荷駆動装置１００ａでも誤動作防止回路部７０ａを備えているため、第１バッテリ２０１を負荷駆動装置１００に対して逆接続したときに、第１逆接保護リレー４１を自律的にオフ状態にできる。したがって、逆接続された第１バッテリ２０１の正極から駆動回路部１０を介して負極へ戻る、負荷駆動時と逆向きの電流経路が遮断されるので、過大な電流による負荷３００や負荷駆動装置１００の回路素子の耐久性低下を抑制することが可能となる。
【００６１】
なお、負荷駆動装置１００において、第１及び第２逆接保護リレー４１，４２について１つの逆接保護リレードライバ５０を設けて、動作遮断回路部６０によって第１及び第２逆接保護リレー４１，４２の動作を個別に遮断する構成とした。しかし、負荷駆動装置１００において、従来の負荷駆動装置１００cvtと同様に、動作遮断回路部６０を省略して、第１及び第２逆接保護リレー４１，４２に一対一で逆接保護リレードライバ５０ａ，５０ｂを設けることを排除するものではない。
【００６２】
動作遮断回路部６０及び誤動作防止回路部７０，７０ａの回路構成は単なる一例であり、第１及び第２遮断トランジスタ６１，６２、第１及び第２誤動作防止トランジスタ７１，７２として、ＮＰＮ型トランジスタに代えて、例えばＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子を適用し得る。要するに、動作遮断回路部６０は、制御回路部２０から出力された制御信号に応じて第１及び第２逆接保護リレー４１，４２の各ゲート電圧を個別に低下させる回路であればよい。すなわち、動作遮断回路部６０は、第１逆接保護リレー４１のゲート−ソース間電圧及び第２逆接保護リレー４２のゲート−ソース間電圧を個別に低下させて第１逆接保護リレー４１及び第２逆接保護リレー４２を選択的にオフ状態に保つ回路であればよい。また、誤動作防止回路部７０，７０ａは、第１バッテリ２０１を逆接続したときに、第１逆接保護リレー４１のソース電圧と接地電位との電位差に基づいて、第１逆接保護リレー４１のゲート電極とソース電極とを自律的に導通させる回路であればよい。これに加えて、誤動作防止回路部７０は、第２バッテリ２０２を逆接続したときに、第２逆接保護リレー４２のソース電圧と接地電位との電位差に基づいて、第２逆接保護リレー４２のゲート電極とソース電極とを自律的に導通させる回路であればよい。
【００６３】
負荷駆動装置１００，１００ａでは、第１及び第２バッテリ２０１，２０２を逆接続したときに、逆接保護リレードライバ５０を介して負極ラインＬ３と第１及び第２逆接保護リレー４１，４２の両ゲート電圧が導通してしまうことを前提としている。したがって、逆接保護リレードライバ５０は、バッテリ逆接続時に逆接保護リレードライバ５０を介して負極ラインＬ３と第１及び第２逆接保護リレー４１，４２の両ゲート電圧が導通するものであれば、他の回路構成としてもよい。例えば、逆接保護リレードライバ５０は、第１及び第２ドライバリレー５３，５４として、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴに代えて、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴを用いてもよい。
【００６４】
駆動回路部１０の一例として、ブラシレスモータである負荷３００を駆動するインバータを示したが、このブラシレスモータは、電動パワーステアリングシステムや電動ブレーキシステムにアクチュエータとして適用され得る。また、駆動回路部１０は、ブラシレスモータに限らず、内燃機関インジェクタ及び自動車用変速機等に用いられるソレノイドやその他の誘導性負荷を駆動するものであってもよい。
【００６５】
負荷駆動装置１００では、第１バッテリ２０１から電源を供給する第１電源供給系統と、第２バッテリ２０２から電源を供給する第２電源供給系統と、の２つの電源供給系統で冗長設計がなされていた。これに代えて、負荷駆動装置１００では、３つ以上の電源供給系統で冗長設計がなされていてもよい。この場合には、２つの電源供給系統にそれぞれ設けられた遮断トランジスタ６１，６２及び誤動作防止トランジスタ７１，７２に加えて、３つ目以降の電源供給系統のそれぞれについて遮断トランジスタ及び誤動作防止トランジスタを備えればよい。
【符号の説明】
【００６６】
１０…駆動回路部、３０…電源リレー部、３１…第１電源リレー、３２…第２電源リレー、４０…逆接保護リレー部、４１…第１逆接保護リレー、４１ｄ…ダイオード、４２…第２逆接保護リレー、４２ｄ…ダイオード、５０…逆接保護リレードライバ、６０…動作遮断回路部、６１…第１遮断トランジスタ、６２…第２遮断トランジスタ、７０，７０ａ…誤動作防止回路部、７１…第１誤動作防止トランジスタ、７２…第２誤動作防止トランジスタ、７３，７６…ダイオード、１００，１００ａ…負荷駆動装置、２００…車載バッテリ、２０１…第１バッテリ、２０２…第２バッテリ、３００…負荷、Ｌ１…第１正極ライン、Ｌ２…第２正極ライン、Ｌ３…負極ライン、Ｌ４…第１信号ライン、Ｌ５…第２信号ライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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