(57)【要約】【課題】スイッチング素子の破損を防止する。【解決手段】バッテリＢＡＴ側からスイッチング素子１４を介して負荷ＬＯに電力を供給する経路に配されるコネクタ１７であって、バッテリＢＡＴ側から負荷ＬＯに電力を供給する経路に配され、負荷ＬＯの第１端子Ｔ１に接続される電源側端子１８と、負荷ＬＯの第２端子Ｔ２に接続されるグランド側端子１９と、電源側端子１８とグランド側端子１９とを接続し、負荷ＬＯの導電路とともに環状の導電路を形成する還流用導電路２３と、還流用導電路２３に配されて負荷ＬＯに電流を還流させる還流ダイオード２４と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源側からスイッチング素子を介して負荷に電力を供給する経路に配されるコネクタであって、
前記電源側から前記負荷に電力を供給する経路に配され、前記負荷の第１端子に接続される電源側端子と、
前記負荷の第２端子に接続されるグランド側端子と、
前記電源側端子と前記グランド側端子とを接続し、前記負荷の導電路とともに環状の導電路を形成する還流用導電路と、
前記還流用導電路に配されて前記負荷に電流を還流させる還流ダイオードと、を備えるコネクタ。
【請求項２】
前記電源の正負の極性を逆に接続した際に、前記還流ダイオードから前記スイッチング素子側に電流が逆流することを防止する逆接防止回路を備える請求項１に記載のコネクタ。
【請求項３】
外部のグランドに接続され、前記グランド側端子と導電路を介して接続されるグランド接続部を備える請求項１又は請求項２に記載のコネクタ。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のコネクタと、
前記スイッチング素子とを備えた電力供給制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源側からスイッチング素子を介して負荷に電力を供給する経路に配されるコネクタ及びこのコネクタを備えた電力供給制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電源から誘導性の負荷への通電電流をスイッチング素子で遮断する際に、スイッチング素子をサージ電流から保護する構成が知られている。
【０００３】
特許文献１では、電源から出力トランジスタを介して電磁クラッチへ電流が供給されるとともに、出力トランジスタと直列に接続された還流ダイオードと並列に電磁クラッチが接続される。この還流ダイオードは、逆接防止トランジスタを介して接地されている。
これにより、出力トランジスタのオフ時に誘導性負荷である電磁クラッチに起因して生じるサージ電流は、還流ダイオードを介して電磁クラッチに還流するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−３３７１２２公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１の構成では、還流ダイオードを接地する接地線の断線等に起因して還流ダイオードのアノード側がグランド電位から浮いた状態になると、出力トランジスタのオフ時にサージ電流を還流させることができず、出力トランジスタが破損することが懸念される。
【０００６】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、スイッチング素子の破損を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、電源側からスイッチング素子を介して負荷に電力を供給する経路に配されるコネクタであって、前記電源側から前記負荷に電力を供給する経路に配され、前記負荷の第１端子に接続される電源側端子と、前記負荷の第２端子に接続されるグランド側端子と、前記電源側端子と前記グランド側端子とを接続し、前記負荷の導電路とともに環状の導電路を形成する還流用導電路と、前記還流用導電路に配されて前記負荷に電流を還流させる還流ダイオードと、を備える。
【０００８】
本構成によれば、負荷に電流を還流させる還流ダイオードが負荷の導電路とともに環状の導電路を形成する還流用導電路に配されているため、誘導性の負荷への通電が遮断された際には、還流ダイオードによりサージ電流を環状の導電路で負荷側に還流させることが可能になる。よって、スイッチング素子の破損を防止することができる。
ここで、仮にコネクタが外れている場合には、環状の導電路が形成されないため、電流を負荷に還流させることができないが、この場合は、そもそもコネクタを介して負荷に電流が供給されず、スイッチング素子の遮断時にサージ電流が生じないため、スイッチング素子の破損の問題が生じない。
また、接地線の断線やコネクタ嵌合不良が生じてグランド側端子がグランド電位から浮いた場合は、負荷がグランド電位に接続されないため、電源側から負荷に電力が供給されなくなり、スイッチング素子の破損の問題は生じない。
【０００９】
上記構成の実施態様として以下の構成を有すれば好ましい。
・前記電源の正負の極性を逆に接続した際に、前記還流ダイオードから前記スイッチング素子側に電流が逆流することを防止する逆接防止回路を備える。
【００１０】
・外部のグランドに接続され、前記グランド側端子と導電路を介して接続されるグランド接続部を備える。
【００１１】
・前記コネクタと、前記スイッチング素子とを備えた電力供給制御装置とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、スイッチング素子の破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態１の電力供給制御回路が電源と負荷との間に接続された状態の電気的構成を示す図
【図２】図１の電源の極性を逆に接続した状態の図
【図３】比較例の電気的構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜実施形態１＞
実施形態１を図１ないし図３を参照しつつ説明する。
電力供給制御装置１０は、例えば電気自動車やハイブリッド自動車等の車両に搭載されるものであり、図１に示すように、バッテリＢＡＴ（「電源」の一例）からモータや車載電装品等の負荷ＬＯに電力が供給される経路に配されている。
【００１５】
バッテリＢＡＴの＋Ｂ（１２[Ｖ]）側は、ヒューズＦＵを介して電力供給制御装置１０の本体１１に接続されている。
負荷ＬＯは、抵抗成分とコイル成分を有する誘導性負荷（Ｌ負荷）を備えており、抵抗成分とコイル成分とが直列に接続された導電路の一方に第１端子Ｔ１が配され、導電路の他方に第２端子Ｔ２が配されている。
【００１６】
電力供給制御装置１０は、本体１１と、本体１１と電線Ｗ１，Ｗ２を介して接続され、負荷ＬＯに取付けられるコネクタ１７とを備える。
本体１１は、バッテリＢＡＴの＋側に接続される給電端子１２と、コネクタ１７に接続される第１出力端子１５及び第２出力端子１６とを備える。
給電端子１２と第１出力端子１５との間の導電路１３には、スイッチング素子１４が接続されている。
このスイッチング素子１４は、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴであって、ドレインが給電端子１２側の導電路に接続され、ソースが第１出力端子１５側の導電路に接続されている。なお、このＭＯＳＦＥＴのゲートは、図示しない制御回路に接続されており、制御回路から制御信号を受けてドレイン−ソース間の通断電を行う。
【００１７】
第２出力端子１６は、バッテリＢＡＴの＋Ｂの電源ライン（導電路）に接続されている。
本体１１は、例えば、プラグインリレーを回路基板に実装して形成することができる。
【００１８】
コネクタ１７は、一対の電線Ｗ１，Ｗ２の各端末部に接続される一対の電線側端子２１，２２と、負荷ＬＯの第１端子Ｔ１に接続される電源側端子１８と、負荷ＬＯの第２端子Ｔ２に接続されるグランド側端子１９と、外部の接地線ＥＡ（「外部のグランド」の一例）に接続されるグランド接続部２０と、を備え、これらが例えば合成樹脂製のハウジングに保持されている。
【００１９】
一対の電線側端子２１，２２は、共に、バッテリＢＡＴの＋側と本体１１を介して接続されており、第１出力端子１５及び第２出力端子１６に電線Ｗ１，Ｗ２によって接続される。
グランド接続部２０は、外部の接地線ＥＡの端子に接続されており、グランド側端子１９と導電路を介して接続されている。
【００２０】
また、コネクタ１７は、負荷ＬＯの導電路とともに環状の導電路を形成する還流用導電路２３と、還流用導電路２３に配されて負荷ＬＯに電流を還流させる還流ダイオード２４と、バッテリＢＡＴの正負の極性を逆に接続した際に、還流ダイオード２４からスイッチング素子１４側に電流が逆流することを防止する逆接防止回路２５とを備える。
【００２１】
還流用導電路２３は、コネクタ１７内において電源側端子１８とグランド側端子１９との間を接続する導電路として形成され、還流ダイオード２４が直列に接続されるとともに、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ２６のドレイン−ソース間が接続されている。
還流ダイオード２４は、ＭＯＳＦＥＴ２６側をアノードとし、第１出力端子１５及び電源側端子１８側をカソードとする向きで接続されている（電流を負荷ＬＯに還流させる方向（図１の破線の矢印方向）を順方向として接続されている）。
【００２２】
逆接防止回路２５は、ＭＯＳＦＥＴ２６と抵抗２７とコンデンサ２８とを備えて構成されている。
抵抗２７とコンデンサ２８は並列に接続されている。
ＭＯＳＦＥＴ２６のゲート、抵抗２７及びコンデンサ２８の一端側は、電源ライン（＋Ｂ）の導電路に接続されている。
ＭＯＳＦＥＴ２６のドレイン、抵抗２７及びコンデンサ２８の他端側は、グランド接続部２０とグランド側端子１９とを接続するグランドラインの導電路に接続されている。
【００２３】
次に、スイッチング素子の遮断時の動作について説明する。
まず、本実施形態とは異なる図３の比較例の電力供給制御回路３０について説明する。
電力供給制御回路３０の本体３１は、２個のＭＯＳＦＥＴ３２，３３を備えており、ＭＯＳＦＥＴ３２は、バッテリＢＡＴから負荷ＬＯに至る電源ラインに接続されている。また、ＭＯＳＦＥＴ３３のゲートは、抵抗４１を介して電源ラインに接続され、ソース−ゲート間は、ツェナーダイオード３７で接続されている。
また、本体３１は、出力端子３４とグランド接続端子３５との間を接続する導電路を有しており、コネクタ３８及び負荷ＬＯとともに、グランド接続端子３５，出力端子３４，端子３９，第１端子Ｔ１，第２端子Ｔ２，端子４０と外部のグランドとで環状の導電路を形成している。
また、本体３１における出力端子３４とグランド接続端子３５との間には、ＭＯＳＦＥＴ３３のドレイン−ソース間が直列に接続されるとともに、電流を負荷ＬＯ側に還流させる還流ダイオード３６が直列に接続されている。
【００２４】
また、電力供給制御回路３０のコネクタ３８は、電線Ｗ３，Ｗ４の端末部に接続されており、負荷ＬＯの第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２に接続される端子３９，４０を備える。
この比較例の回路では、ＭＯＳＦＥＴ３２の通電が遮断されたときには、負荷ＬＯのコイル成分により、誘導起電力が生じる。
【００２５】
ここで、ＭＯＳＦＥＴ３３のゲートは、電源ラインに接続されているため、ＭＯＳＦＥＴ３３がオン状態となっており、誘導起電力により、還流ダイオード３６の順方向に電流が流れ、ＭＯＳＦＥＴ３２の遮断時のサージ電流が吸収されるようになっている。
【００２６】
しかしながら、比較例の構成では、接地線の断線（点Ａ）や接地線の端子３５の外れ等により、環状の導電路が遮断（分断）されていると、サージ電流を還流することができず、ＭＯＳＦＥＴ３２のボディダイオードをアバランシェ降伏させてＭＯＳＦＥＴ３２に損傷を生じさせることが懸念される。
【００２７】
一方、本実施形態の図１では、以下のようにスイッチング素子１４に損傷が生じないように構成されている。
まず、外部のスイッチ等の操作により制御回路からゲートに制御信号が入力され、スイッチング素子１４が通電状態から遮断されると、負荷ＬＯのコイル成分により、起電力が生じる。
【００２８】
このとき、ＭＯＳＦＥＴ２６のゲートは、電源ライン(＋Ｂ）に接続されているため、ＭＯＳＦＥＴ２６はオン状態となっており、環状の導電路について、還流ダイオード２４の順方向に電流が流れて負荷ＬＯに電流が還流する。
これにより、スイッチング素子１４の遮断時のサージ電流を環状の導電路内で吸収することができる。そのため、スイッチング素子１４のボディダイオードを強制的に通電させることがないため、スイッチング素子１４に損傷が生じない。
【００２９】
また、バッテリＢＡＴの電極の正負を反対に接続した場合には、図２に示すように、ＭＯＳＦＥＴ２６のゲートがグランド電位となるため、ＭＯＳＦＥＴ２６がオフされ、比較的抵抗値の低い抵抗２７から本体１１側のグランドに向けて電流が流れる（図２の破線の矢印方向）。これにより、スイッチング素子１４側にサージ電流が流れてスイッチング素子１４を損傷させることがない。
【００３０】
本実施形態によれば、以下の作用・効果を奏する。
本実施形態によれば、負荷ＬＯに電流を還流させる還流ダイオード２４が、電源側端子１８とグランド側端子１９とを接続し、負荷ＬＯの導電路とともに環状の導電路を形成する還流用導電路２３に配されているため、誘導性の負荷ＬＯへの通電が遮断された際には、還流ダイオード２４によりサージ電流を環状の導電路で負荷ＬＯ側に還流させることが可能になる。よって、スイッチング素子１４の破損を防止することができる。
【００３１】
ここで、仮にコネクタ１７が外れている場合には、環状の導電路が形成されないため、電流を負荷ＬＯに還流させることができないが、この場合は、そもそもコネクタ１７を介して負荷ＬＯに電流が供給されないため、スイッチング素子１４の遮断時にサージ電流が生じないため、スイッチング素子１４の破損の問題が生じない。
【００３２】
また、接地線の断線やコネクタ嵌合不良が生じてグランド側端子１９がグランド電位から浮いた場合は、負荷ＬＯがグランド電位に接続されないため、バッテリＢＡＴ（電源）側から負荷ＬＯに電力が供給されなくなり、スイッチング素子１４の破損の問題は生じない。
【００３３】
さらに、バッテリＢＡＴの正負の極性を逆に接続した際に、還流ダイオード２４からスイッチング素子１４側に電流が逆流することを防止する逆接防止回路２５を備える。
このようにすれば、電流の逆流によりスイッチング素子１４に損傷等が生じることを防止することができる。
【００３４】
また、本実施形態のようにグランド接続部２０をコネクタ１７に設けることで、例えば、グランド接続部を本体１１に設ける場合と比較して負荷ＬＯのグランド側に接続する導電路を本体１１側まで延ばす必要がないため、本体１１とコネクタ１７との間の端子間の接続不良等による不具合を低減させることが可能になる。
【００３５】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、バッテリＢＡＴから負荷ＬＯに電力を供給する経路に配されるスイッチング素子は、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴとしたが、これに限られない。Ｐ型のＭＯＳＦＥＴや他の半導体スイッチング素子等を用いてもよい。
（２）車両のコネクタ以外のコネクタに本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１０...電力供給制御装置
１４...スイッチング素子
１７...コネクタ
１８...電源側端子
１９...グランド側端子
２０...グランド接続部
２３...還流用導電路
２４...還流ダイオード
２５...逆接防止回路
ＢＡＴ...バッテリ（電源）
ＥＡ...接地線
ＬＯ...負荷
Ｔ１...第１端子
Ｔ２...第２端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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