(57)【要約】【課題】構成を簡素化することが可能な電流検出回路及び電力供給制御装置を提供する。【解決手段】電流検出回路１０Ａは、複数のセンスＭＯＳＦＥＴ１６Ａ〜１６Ｃのうちから選択される選択スイッチング素子１６Ｂから出力される検出用電流Ｉｓ２に基づき、負荷Ｌに供給される負荷電流ＩＬを検出するＩＣ２１と、を備え、選択スイッチング素子１６Ｂは、分担電流Ｉｍ１〜Ｉｍ３とこの分担電流Ｉｍ１〜Ｉｍ３に対応する検出用電流Ｉｓとの比率の温度特性が負荷に供給される電流の検出に与える誤差を、各分担電流Ｉｍ１〜Ｉｍ３間の温度特性により低減することが可能なセンスＭＯＳＦＥＴが選択スイッチング素子として選択されている。【選択図】図９
2014064129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力の供給を受ける入力部と電力を外部へ出力する出力部とを有する回路に設けられ負荷に供給される電流を検出する電流検出回路であって、
前記負荷に供給される電流のうち、複数の導電路に分担された分担電流の通断電を行う複数の電力用スイッチング素子と、
前記各電力用スイッチング素子に対応して複数の導電路にそれぞれ設けられ、検出用電流を出力可能な複数の検出用スイッチング素子と、
前記複数の検出用スイッチング素子のうちの選択スイッチング素子から出力される前記検出用電流に基づき、前記複数の電力用スイッチング素子を介して前記負荷に供給される電流を検出する検出部と、を備え、
前記選択スイッチング素子は、前記分担電流とこの分担電流に対応する前記検出用電流との比率の温度特性が前記負荷に供給される電流の検出に与える誤差を、前記各分担電流間の温度特性により低減することが可能な前記検出用スイッチング素子が前記選択スイッチング素子として選択されている電流検出回路。
【請求項２】
前記選択スイッチング素子は、前記比率における前記検出用電流の温度特性の傾きに対して、前記各分担電流の分流比の傾きが反対側の傾きとなる前記電力用スイッチング素子と対応する検出用スイッチング素子が前記選択スイッチング素子として選択されている請求項１に記載の電流検出回路。
【請求項３】
前記選択スイッチング素子は、前記反対側の傾きとなる前記検出用スイッチング素子が複数ある場合には、前記検出用電流の温度特性の傾きの絶対値と、前記分流比の温度特性の傾きの絶対値とが最も近い値となる前記検出用スイッチング素子が選択されている請求項２に記載の電流検出回路。
【請求項４】
前記複数の検出用スイッチング素子は、並んで配置されており、
前記入力部及び前記出力部は、共に、前記複数の検出用スイッチング素子の並び方向の一端側に設けられている請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の電流検出回路。
【請求項５】
前記電力用スイッチング素子及び前記検出用スイッチング素子は、回路基板に実装されており、
前記導電路は、前記回路基板にプリント配線されたパターンである請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の電流検出回路。
【請求項６】
前記電力用スイッチング素子及び前記検出用スイッチング素子がパッケージ内に収容されて半導体スイッチを構成している請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の電流検出回路。
【請求項７】
前記検出部による検出結果に応じて前記電力用スイッチング素子の通断電を制御する制御部を有する請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の電力供給制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流検出回路及び電力供給制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電源と負荷とを接続する電力供給ラインに、例えばパワーＭＯＳＦＥＴなどの大電力用半導体スイッチング素子を介設し、この半導体スイッチング素子をオンオフすることで負荷への電力供給を制御するようにした技術が提供されている。
【０００３】
特許文献１では、パワーＭＯＳＦＥＴ等に過電流が流れたことを検出するセンスＭＯＳＦＥＴがパワーＭＯＳＦＥＴと並列に配置され、電流検出用抵抗がセンスＭＯＳＦＥＴに接続されており、センスＭＯＳＦＥＴを流れる電流による電流検出用抵抗での電圧降下が所定レベル以上になるとパワーＭＯＳＦＥＴに過電流が生じているとして、半導体スイッチング素子をオフにして通電を遮断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１０４４８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、パワーＭＯＳＦＥＴには電流容量があるため、負荷に流す電流が大きくなるとパワーＭＯＳＦＥＴを複数並列に配置することがあるが、このとき各パワーＭＯＳＦＥＴに対応してセンスＭＯＳＦＥＴを複数設けた場合、全てのセンスＭＯＳＦＥＴから出力されるセンス電流に基づいてパワーＭＯＳＦＥＴを介して負荷に供給される負荷電流を検出する場合には、全てのセンス電流の検出を行う構成が必要になり、構成が複雑になりやすいという問題がある。
【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、構成を簡素化することが可能な電流検出回路及び電力供給制御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】
本発明の電流検出回路は、電力の供給を受ける入力部と電力を外部へ出力する出力部とを有する回路に設けられ負荷に供給される電流を検出する電流検出回路であって、前記負荷に供給される電流のうち、複数の導電路に分担された各分担電流の通断電を行う複数の電力用スイッチング素子と、前記各電力用スイッチング素子に対応して複数の導電路にそれぞれ設けられた複数の検出用スイッチング素子と、前記複数の検出用スイッチング素子のうちの選択スイッチング素子から出力される検出用電流に基づき、前記複数の電力用スイッチング素子を介して前記負荷に供給される電流を検出する検出部と、を備え、前記選択スイッチング素子は、前記分担電流とこの分担電流に対応する前記検出用電流との比率の温度特性が前記負荷に供給される電流の検出に与える誤差を、前記各分担電流間の分流比の温度特性により低減することが可能な前記検出用スイッチング素子が前記選択スイッチング素子として選択されているところに特徴を有する。
【０００８】
本構成によれば、複数の検出用スイッチング素子のうちから選択された選択スイッチング素子から出力される検出用電流に基づき電力用スイッチング素子を介して負荷に供給される電流を検出するため、例えば複数の検出用スイッチング素子の検出用電流の合計に基づいて負荷に供給される電流を検出する場合と比較して全ての検出用電流についての検出や処理を行う構成が必要ないため、検出のための構成を簡素化することが可能となる。
【０００９】
ここで、各検出用スイッチング素子について、電力の入力部から出力部に至る複数の導電路の分流比が異なる場合には、いずれか１個の検出用スイッチング素子から出力される検出用電流に基づいて負荷に供給される電流を検出すると、各導電路ごとの分流比の違いによる温度特性の違いが加味されていないため、負荷に供給される電流の検出に誤差が生じるおそれがある。
また、これ以外にも、分担電流とこの分担電流に対応する検出用電流との比率についても温度特性による変動があり、負荷に供給される電流の検出に誤差が生じるおそれがある。
【００１０】
そこで、本構成では、選択スイッチング素子は、分担電流とこの分担電流に対応する検出用電流との比率の温度特性が負荷に供給される電流の検出に与える誤差を、前記各分担電流間の分流比の温度特性により低減することが可能な検出用スイッチング素子が選択スイッチング素子として選択されている。
このようにすれば、分担電流とこの分担電流に対応する検出用電流との比率の温度特性が負荷に供給される電流の検出に与える誤差を、前記各分担電流間の分流比の温度特性により、ある程度、互いにキャンセル（相殺）することが可能になり、温度特性により生じる負荷に供給される電流の検出誤差を抑制することが可能になる。よって、電流検出回路について、検出誤差を抑制しつつ検出のための構成を簡素化することが可能となる。
【００１１】
上記構成に加えて以下の構成を有すれば好ましい。
・前記選択スイッチング素子は、前記比率における前記検出用電流の温度特性の傾きに対して、前記各分担電流の分流比の傾きが反対側の傾きとなる前記電力用スイッチング素子と対応する検出用スイッチング素子が前記選択スイッチング素子として選択されている。
このようにすれば、比率における検出用電流の温度特性の傾きと分流比の温度特性の傾きを比較すれば、選択スイッチング素子を選択することが可能になるため、選択スイッチング素子の選択を容易にすることが可能になる。
【００１２】
・前記選択スイッチング素子は、前記反対側の傾きとなる前記検出用スイッチング素子が複数ある場合には、前記検出用電流の温度特性の傾きの絶対値と、前記各分担電流の分流比の温度特性の傾きの絶対値とが最も近い値となる検出用スイッチング素子が選択されている。
このようにすれば、検出用電流の温度特性の傾きに対して、各分担電流の分流比の温度特性の傾きが反対側の傾きとなる検出用スイッチング素子が複数存在する場合に、最も負荷に供給される電流の検出誤差を少なくする検出用スイッチング素子を選択スイッチング素子として選択することが可能になる。
【００１３】
・前記複数の検出用スイッチング素子は、並んで配置されており、前記入力部及び前記出力部は、共に、前記複数の検出用スイッチング素子の並び方向の一端側に設けられている。
前記入力部及び前記出力部が、本構成のように、共に、前記複数の検出用スイッチング素子の並び方向の一端側に設けられている場合には、複数の検出用スイッチング素子についての分流比が異なることになりやすく検出誤差が生じやすいが、上記発明の構成によれば、このような検出誤差が生じやすい回路構成において、負荷に供給される電流の検出誤差を抑制することが可能となる。
【００１４】
・前記電力用スイッチング素子及び前記検出用スイッチング素子は、回路基板に実装されており、前記導電路は、前記回路基板にプリント配線されたパターンである。
このようにすれば、電流検出回路の構成を簡素化することができる。
【００１５】
・前記電力用スイッチング素子及び前記検出用スイッチング素子がパッケージ内に収容されて半導体スイッチを構成している。
このようにすれば、電力用スイッチング素子及び検出用スイッチング素子がパッケージ内に収容された半導体スイッチをディスクリート部品として使用して電流検出回路を構成することができるため、製造コストを低減しつつ、構成を簡素化することが可能となる。
・前記検出部による検出結果に応じて前記電力用スイッチング素子の通断電を制御する制御部を有する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、電流検出回路や電力供給制御装置の構成を簡素化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態１の電源から負荷に至る経路に電力供給制御装置が配された状態を概略的に示す図
【図２】電流検出回路の電気的構成を示す図
【図３】入力部から出力部に至る導電路に半導体スイッチが実装された状態を概略的に示す図
【図４】センス比を説明するための電気的構成を示す図
【図５】センス比の温度特性による検出用電流の変化率の温度特性を示す図
【図６】入力部から出力部に至る経路の抵抗をモデル化して示す図
【図７】分流比の温度特性を示す図
【図８】分流比の温度特性の変化率を示す図
【図９】検出用電流と分流比の各変化率と負荷電流の変化率との関係を示す図
【図１０】実施形態２の電流検出回路の電気的構成を示す図
【図１１】入力部から出力部に至る導電路に半導体スイッチが実装された状態を示す図
【図１２】分流比の変化率の温度特性を示す図
【図１３】センス比と分流比の各変化率と負荷電流の変化率との関係を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜実施形態１＞
以下、実施形態１について、図１〜図９を参照して説明する。
電力供給制御装置１０は、図１に示すように、図示しない自動車等の車両の電源Ｂ（バッテリ）から車両のランプ、モータ、ヒータなどの負荷Ｌに至る経路に設けられて負荷Ｌに供給される電力の制御を行うものである。
【００１９】
電力供給制御装置１０は、負荷Ｌに供給される負荷電流ＩＬを検出する電流検出回路１０Ａを備えており、電流検出回路１０Ａは、図２に示すように、回路基板１２の導電路１１に実装された電子部品１５Ａ〜１５Ｃ，１６Ａ〜１６Ｃ，１７，２０，２１を備える。
【００２０】
回路基板１２は、銅箔がプリント配線されてなる導電路１１を有し、この導電路１１上には、電源Ｂ側から電力の供給を受ける入力部１３と、電力を外部の負荷Ｌ側に出力する出力部１４とが設けられている。
【００２１】
電子部品１５Ａ〜１５Ｃ，１６Ａ〜１６Ｃ，１７，２０，２１は、負荷Ｌへの通断電を行う３個（複数）のパワーＭＯＳＦＥＴ１５Ａ〜１５Ｃ（本発明の構成である「電力用スイッチング素子」の一例）と、負荷Ｌに供給される負荷電流ＩＬを検出するために各パワーＭＯＳＦＥＴ１５Ａ〜１５Ｃに対応して設けられた３個（複数）のセンスＭＯＳＦＥＴ１６Ａ〜１６Ｃ（本発明の構成である「検出用スイッチング素子」の一例）と、センスＭＯＳＦＥＴ１６Ｂの出力側の電位をパワーＭＯＳＦＥＴ１５Ａ〜１５Ｃに対して調整する電位調整部１７と、電位調整部１７からの電流を電圧信号に変換する変換部２０と、変換部２０からの電圧信号を受けるＩＣ(Integrated Circuit)２１と、を備えて構成されている。
【００２２】
パワーＭＯＳＦＥＴ１５Ａ〜１５Ｃは、Ｎ型であって、入力部１３から出力部１４に至る導電路１１において、ドレインが入力部１３側に接続され、ソースが出力部１４側に接続されており、３個（複数）のパワーＭＯＳＦＥＴ１５Ａ〜１５Ｃを介して１個の負荷Ｌに電力が供給される。なお、１個の負荷Ｌに対して複数のパワーＭＯＳＦＥＴ１５Ａ〜１５Ｃを介して電力を供給するのは、各パワーＭＯＳＦＥＴ１５Ａ〜１５Ｃは、供給可能な電流容量があるため、供給する電流量が大きい場合には、複数のパワーＭＯＳＦＥＴ１５Ａ〜１５Ｃに電流を分流させる必要があるためである。
【００２３】
パワーＭＯＳＦＥＴ１５Ａ〜１５Ｃ及びセンスＭＯＳＦＥＴ１６Ａ〜１６Ｃは互いに並列に配置され、互いのドレイン同士、及び、ゲート同士が電気的に接続されて同電位とされている。
センスＭＯＳＦＥＴ１６Ａ〜１６Ｃは、負荷電流ＩＬを検出するために設けられており、センスＭＯＳＦＥＴ１６Ｂのソース側は、パワーＭＯＳＦＥＴ１５Ｂに分担された分担電流Ｉｍ２の電流量に応じた検出用電流Ｉｓを出力可能に構成され、センスＭＯＳＦＥＴ１６Ａ，１６Ｃのソース側は、開放されている。
【００２４】
パワーＭＯＳＦＥＴ１５Ａ〜１５ＣとセンスＭＯＳＦＥＴ１６Ａ〜１６Ｃは、図３に示すように、合成樹脂製のパッケージ２２内に（一体的に）収容されて半導体スイッチ２３Ａ〜２３Ｃを構成している。図３は、入力部１３から出力部１４に至る導電路１１と、この導電路１１に介設された半導体スイッチ２３Ａ〜２３Ｃとの関係を概略的に示しており、電位調整部１７は省略されている。
【００２５】
導電路１１は、入力部１３に連なる第１導電路１１Ａと、出力部１４に連なる第２導電路１１Ｂとを有し、これらの導電路１１は、平行に配置されている。
第１導電路１１Ａの左端部（一端側）に入力部１３が設けられ、第２導電路１１Ｂの左端部（一端側）に出力部１４が設けられている。
【００２６】
半導体スイッチ２３Ａ〜２３Ｃは、同一構成であって、導電路１１に所定間隔ごとに並んで設けられており、パワーＭＯＳＦＥＴ１５Ａ〜１５Ｃ及びセンスＭＯＳＦＥＴ１６Ａ〜１６Ｃの共通のドレインを構成するドレイン端子ＤＴと、パワーＭＯＳＦＥＴ１５Ａ〜１５Ｃのソースを構成するソース端子ＳＴと、センスＭＯＳＦＥＴ１６Ａ〜１６Ｃのソースを構成する検出用電流出力端子ＣＴと、パワーＭＯＳＦＥＴ１５Ａ〜１５Ｃ及びセンスＭＯＳＦＥＴ１６Ａ〜１６Ｃの共通のゲートを構成するゲート端子ＧＴと、を備えている。
【００２７】
そして、各半導体スイッチ２３Ａ〜２３Ｃのドレイン端子ＤＴが第１導電路１１Ａ上にて半田付け等により第１導電路１１Ａと電気的に接続され、ソース端子ＳＴが第２導電路１１Ｂ上にて半田付け等により第２導電路１１Ｂと電気的に接続されている。
【００２８】
各半導体スイッチ２３Ａ〜２３Ｃのゲート端子ＧＴは、図示しない導電路を介してＩＣ２１の端子に接続されている。
３個の半導体スイッチ２３Ａ〜２３Ｃのうち、半導体スイッチ２３Ｂの検出用電流出力端子ＣＴは、図示しない導電路を介して電位調整部１７に接続されている。
【００２９】
電位調整部１７は、図２に示すように、パワーＭＯＳＦＥＴ１５Ａ〜１５Ｃ及びセンスＭＯＳＦＥＴ１６Ａ〜１６Ｃの出力側電位（ ソース電位） を同電位に保持するためのものであり、オペアンプ１８と、ＦＥＴ１９とを備えている。
オペアンプ１８の入力側は、１個のセンスＭＯＳＦＥＴ１６Ｂのソースと、３個（複数）のパワーＭＯＳＦＥＴ１５Ａ〜１５Ｃのソースとに電気的に接続されている。
【００３０】
オペアンプ１８の出力側は、ＦＥＴ１９のゲートに電気的に接続されている。これにより、オペアンプ１８の差動出力は、ＦＥＴ１９のゲート−ドレイン間を介して入力（正相入力）にフィードバックされる。
このようにオペアンプ１８の差動出力をフィードバックすることによって、オペアンプ１８の正相入力の電位と逆相入力の電位とがほとんど同じになるイマジナリーショートとなる。これにより、パワーＭＯＳＦＥＴ１５Ａ〜１５Ｃ及びセンスＭＯＳＦＥＴ１６Ａのソースが互いに同電位となり、パワーＭＯＳＦＥＴ１５Ｂを流れる分担電流Ｉｍ２に対して安定した一定比率の検出用電流Ｉｓ２をセンスＭＯＳＦＥＴ１６Ｂに流すことができる。
【００３１】
変換部２０は、ＦＥＴ１９のソースから出力される電流を電圧信号に変換してＩＣ２１に出力する。
ＩＣ２１は、変換部２０から受けた電圧信号に基づき負荷Ｌに供給される負荷電流ＩＬの検出、及び、パワーＭＯＳＦＥＴ１５Ａ〜１５Ｃ及びセンスＭＯＳＦＥＴ１６Ａ〜１６Ｃのオンオフの制御を行う。
【００３２】
具体的には、変換部２０から電圧信号を受けると、３個のセンスＭＯＳＦＥＴ１６Ａ〜１６Ｃのうちから、予め選択されている１個のセンスＭＯＳＦＥＴ１６Ｂ（本発明の構成である「選択スイッチング素子」の一例）の検出用電流Ｉｓに所定の補正係数（選択スイッチング素子に応じた係数）を掛けた値（検出用電流に基づく値）を求める演算を行う。なお、３個のセンスＭＯＳＦＥＴ１６Ａ〜１６Ｃのうちから選択スイッチング素子を選択する方法については、後述する。
【００３３】
そして、ＩＣ２１は、センスＭＯＳＦＥＴ１６Ｂの検出用電流Ｉｓに補正係数を掛けた総検出用電流値と、センス比ＳＲ（分担電流Ｉｍ２／検出用電流Ｉｓ２）とを掛け合わせた数に基づいて負荷電流ＩＬを検出する。なお、この負荷電流ＩＬの検出に、総検出用電流値に対して補正値を使用したり、総検出用電流値との対応マップを使用するようにしてもよい。
ここで、センス比ＳＲの求め方は、例えば、３個の半導体スイッチ２３Ａ〜２３Ｃのうちのいずれか１個の検出用電流の分担電流Ｉｍ１（〜Ｉｍ３）に対する比率であるセンス比ＳＲを、予め測定しておき、他の半導体スイッチのセンス比ＳＲについては、同一としてもよい。
このように、ＩＣ２１が負荷Ｌに供給される負荷電流ＩＬを検出するため、ＩＣ２１が本発明の構成である「検出部」の一例となる。
【００３４】
また、この検出結果に応じて、パワーＭＯＳＦＥＴ１５Ａ〜１５Ｃ（及びセンスＭＯＳＦＥＴ１６Ａ〜１６Ｃ）のゲート（制御入力）に信号を与え、過電流が流れている場合には、パワーＭＯＳＦＥＴ１５Ａ〜１５（及びセンスＭＯＳＦＥＴ１６Ａ〜１６Ｃ）をオフするように負荷Ｌへの電力供給を制御することで電力供給制御装置１０を構成することができる。したがって、ＩＣ２１が本発明の構成である「制御部」の一例となる。
【００３５】
ここで、検出用電流Ｉｓは、図５に示すように、温度特性があり、これにより、負荷電流ＩＬの検出値に第１の誤差（検出用電流Ｉｓの温度特性による誤差）が生じるおそれがある。この第１の誤差の解消方法については後述する。
【００３６】
また、本実施形態では、図３に示すように導電路１１の一端側に入力部１３及び出力部１４があり、入力部１３から出力部１４に至る複数の経路の抵抗が異なり、各パワーＭＯＳＦＥＴ１５Ａ〜１５Ｃから出力される分担電流Ｉｍ１〜Ｉｍ３の分流比ＤＲの温度特性についても異なっている。
具体的には、図６の電流検出回路１０Ａをモデル化した回路図に示すように、入力部１３から出力部１４に至る３つの経路Ａ〜Ｃ（複数の導電路１１）上に配された各半導体スイッチ２３Ａ〜２３Ｃから出力される分担電流Ｉ１〜Ｉ３は、全体の電流をＩ（Ｉ＝Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３）とすると、
【数１】
2014064129.tif 000003
となる。
但し、
ｒ１〜ｒ４：隣の半導体スイッチまでの導電路（パターン）の抵抗
Ｒ：半導体スイッチの抵抗
α：半導体スイッチの温度特性（0.6%/deg)
β：導電路（銅パターン）の温度特性(0.44%/deg)
【００３７】
上記式のように検出用電流を求める式が異なるため、図７に示すように、半導体スイッチ２３Ａ〜２３Ｃの（パワーＭＯＳＦＥＴ１５Ａ〜１５Ｃの）分流比ＤＲが異なる。
ここで、α≠βであることから、半導体スイッチ２３Ａ〜２３Ｃと銅パターンの環境温度特性（周囲温度特性）が異なり、環境温度が変化すると、各電流Ｉ１〜Ｉ３の比率が変化する。これにより、図７のＩ１は、やや右下がりの傾きを有し、Ｉ３は、やや右上がりの傾きを有する。
【００３８】
これにより、半導体スイッチ２３Ａを通る経路Ａについては、図８（２５℃を変化率０とした図）に示すように、他の半導体スイッチ２３Ｂ，２３Ｃよりも導電路１１の抵抗が小さいため、半導体スイッチ２３Ａの温度特性の影響が大きくなっている。そのため、環境温度が低いと、検出用電流Ｉ１の値が大きくなり、環境温度が高くなるにつれて、検出用電流Ｉ１の値が小さくなる傾きを有する。
一方、半導体スイッチ２３Ｃを通る経路Ｃについては、他の半導体スイッチ２３Ａ，２３Ｂよりも導電路１１の抵抗が大きいため、半導体スイッチ２３Ｃよりも導電路１１の抵抗による影響が大きく、環境温度が低いと、検出用電流Ｉ３の値が小さくなり、環境温度が高くなるにつれて、検出用電流Ｉ３の値が大きくなる傾きを有する。
【００３９】
これに対して、半導体スイッチ２３Ｂを通る経路Ｂについては、他の半導体スイッチ２３Ａ，２３Ｃに対して、導電路１１の抵抗が中間に位置しているため、半導体スイッチ２３Ｂ及び導電路１１の一方からの極端に強い影響を受けず、環境温度が低いと、わずかに検出用電流Ｉ２の値が小さく、環境温度が高くなると、わずかに検出用電流Ｉ２の値が大きくなる傾きを有する。
【００４０】
そのため、上記したように、選択した１個のセンスＭＯＳＦＥＴの検出用電流Ｉｓに基づき負荷Ｌに供給される負荷電流ＩＬを検出する場合には、選択するセンスＭＯＳＦＥＴの温度特性に応じて負荷電流ＩＬの検出に第２の誤差（分流比ＤＲの温度特性による誤差）が生じるおそれがある。
【００４１】
そこで、本実施形態では、上記した検出用電流Ｉｓの環境温度特性による第１の誤差と、分流比ＤＲの環境温度特性による第２の誤差とが個別に生じることは、許容しつつ、（誤差を個別に補正するのではなく）これらの誤差を互いに相殺（キャンセル）し合うセンスＭＯＳＦＥＴを選択スイッチング素子として選択することとしている。
【００４２】
具体的には、各半導体スイッチ２３Ａ〜２３Ｃについて、電流検出回路１０Ａについて、分流比ＤＲの温度特性を求める。
この分流比ＤＲの温度特性の求め方は、実際に測定しなくても、例えば、上記したように、検出用電流Ｉｓの温度特性は、導電路１１の短い経路の検出用電流ＩｓがセンスＭＯＳＦＥＴの影響を強く受け、導電路１１の長い経路の検出用電流Ｉｓが導電路１１の抵抗による影響を強く受けるため、導電路１１の長さに基づいて分流比ＤＲの変化率を予め規定するようにすればよい。なお、実際に測定を行って分流比ＤＲの温度特性を求めてもよい。
【００４３】
そして、各半導体スイッチ２３Ａ〜２３Ｃについての分流比ＤＲの温度特性が得られたら、センス比ＳＲの温度特性（の変化率）による検出用電流Ｉｓの傾きとは反対側の傾き（正負反対の傾き）の分流比ＤＲの温度特性（の変化率）を有するセンスＭＯＳＦＥＴを、負荷電流ＩＬの検出に用いる選択スイッチング素子として選択する。図８では、右下がりの傾きの検出用電流Ｉｓの温度特性（の変化率）に対して、右上がりの傾きの分流比の温度特性（の変化率）を有するセンスＭＯＳＦＥＴを選択する。
ここで、本実施形態のように、センス比ＳＲの温度特性による検出用電流Ｉｓの傾きと、反対側向きの分流比の傾きを有するセンスＭＯＳＦＥＴが複数（１６Ｂ，１６Ｃ）ある場合には、各傾きの絶対値が最も近い分流比ＤＲのセンスＭＯＳＦＥＴ１６Ｂを選択スイッチング素子として選択する。なお、各温度特性の傾きは、温度特性が線形性を有さない場合には、所定の温度（例えば、２５℃）における傾きとしたり、所定の温度範囲の複数の傾きの平均値を比較すべき温度特性の傾きとすればよい。
【００４４】
そして、選択スイッチング素子（センスＭＯＳＦＥＴ１６）から出力される検出用電流Ｉｓ２（をセンスＭＯＳＦＥＴ１６Ａ〜１６Ｃと、センス比ＳＲの逆数と、選択スイッチング素子に応じて予め設定されている所定の補正係数とを掛け合わせて負荷Ｌに供給される負荷電流ＩＬを検出する（検出用電流とセンス比とに基づき負荷電流を検出する）。
これにより、図９に示すように、センス比ＳＲの温度特性の影響と分流比ＤＲの温度特性による影響が、ある程度、互いにキャンセルされた負荷電流ＩＬの変化率ＬＲを得ることができる。
【００４５】
本実施形態によれば、以下の作用・効果を奏する。
（１）本実施形態によれば、複数のセンスＭＯＳＦＥＴ１６Ａ〜１６Ｃ（検出用スイッチング素子））のうちから選択された選択スイッチング素子１６Ｂから出力される検出用電流Ｉｓに基づきパワーＭＯＳＦＥＴ１５Ａ〜１５Ｃ（電力用スイッチング素子）を介して負荷Ｌに供給される負荷電流ＩＬを検出するため、例えば複数のセンスＭＯＳＦＥＴ１６Ａ〜１６Ｃの検出用電流の合計に基づいて負荷Ｌに供給される負荷電流ＩＬを検出する場合と比較して全ての検出用電流についての検出や処理を行う構成が必要ないため、検出のための構成を簡素化することが可能となる。
【００４６】
ここで、分担電流Ｉｍ２とこの分担電流Ｉｍ２に対応する検出用電流Ｉｓとの比率であるセンス比ＳＲについても温度特性による変動があり、負荷Ｌに供給される電流の検出に第１の誤差が生じるおそれがある。
また、各パワーＭＯＳＦＥＴ１５Ａ〜１５Ｃについて、電力の入力部１３から出力部１４に至る複数の導電路１１の経路抵抗分流比が異なる場合には、分担電流Ｉｍ１〜Ｉｍ３の温度特性が異なり、いずれか１個のセンスＭＯＳＦＥＴから出力される検出用電流Ｉｓに基づいて負荷Ｌに供給される負荷電流ＩＬを検出すると、各導電路１１ごとの温度特性の違いが加味されていないため、負荷Ｌに供給される負荷電流ＩＬの検出に誤差が生じるおそれがある。
また、これ以外にも、分担電流とこの分担電流に対応する検出用電流との比率についても温度特性による変動があり、負荷に供給される電流の検出に誤差が生じるおそれがある。
【００４７】
一方、本実施形態では、選択スイッチング素子は、分担電流Ｉｍ２とこの分担電流Ｉｍ２に対応する検出用電流Ｉｓとの比率の温度特性が負荷電流ＩＬの検出に与える誤差を、前記各分担電流間の分流比ＤＲの温度特性により低減することが可能なセンスＭＯＳＦＥＴ１６Ｂ（検出用スイッチング素子）が選択スイッチング素子として選択されている。
このようにすれば、分担電流Ｉｍ２とこの分担電流Ｉｍ２に対応する検出用電流Ｉｓとの比率であるセンス比ＳＲの温度特性の変化が負荷電流ＩＬの検出に与える誤差を、前記各分担電流間の温度特性により、ある程度、温度特性による影響を互いにキャンセル（相殺）することが可能になり、環境温度特性により生じる負荷電流ＩＬの検出誤差を抑制することが可能になる。よって、電流検出回路１０Ａについて、検出誤差を抑制しつつ検出のための構成を簡素化することが可能となる。
【００４８】
（２）選択スイッチング素子は、センス比（比率）における検出用電流Ｉｓの温度特性の傾きに対して、各分担電流Ｉｍ１〜Ｉｍ３の分流比ＤＲの傾きが反対側の傾きとなるパワーＭＯＳＦＥＴ１５Ｂと対応するセンスＭＯＳＦＥＴ１６Ｂが選択スイッチング素子として選択されている。
このようにすれば、センス比（比率）における検出用電流Ｉｓの温度特性の傾きと分流比ＤＲの温度特性の傾きを比較すれば、選択スイッチング素子を選択することが可能になるため、選択スイッチング素子の選択を容易にすることが可能になる。
【００４９】
（３）選択スイッチング素子は、反対側の傾きとなるセンスＭＯＳＦＥＴ（検出用スイッチング素子）が複数ある場合には、検出用電流Ｉｓの温度特性の傾きの絶対値と、各分担電流Ｉｍ１〜Ｉｍ３の分流比ＤＲの温度特性の傾きの絶対値とが最も近い値となる検出用スイッチング素子が選択されている。
このようにすれば、検出用電流Ｉｓの温度特性の傾きに対して、各分担電流Ｉｍ１〜Ｉｍ３の分流比ＤＲの温度特性の傾きが反対側の傾きとなるセンスＭＯＳＦＥＴが複数存在する場合に、最も負荷に供給される負荷電流ＩＬの検出誤差を少なくするセンスＭＯＳＦＥＴ１６Ｂを選択スイッチング素子として選択することが可能になる。
【００５０】
（４）複数のセンスＭＯＳＦＥＴ１６Ａ〜１６Ｃ（検出用スイッチング素子）は、並んで配置されており、入力部１３及び出力部１４は、共に、複数のセンスＭＯＳＦＥＴ１６Ａ〜１６Ｃ（検出用スイッチング素子）の並び方向の一端側に設けられている。
入力部１３及び出力部１４が、本実施形態のように、共に、複数のセンスＭＯＳＦＥＴ１６Ａ〜１６Ｃの並び方向の一端側に設けられている場合には、複数のセンスＭＯＳＦＥＴ１６Ａ〜１６Ｃについての経路抵抗分流比が異なることになりやすく検出誤差が生じやすいが、上記実施形態の構成によれば、このような検出誤差が生じやすい回路構成において、負荷Ｌに供給される電流の検出誤差を抑制することが可能となる。
【００５１】
（５）パワーＭＯＳＦＥＴ１５Ａ〜１５Ｃ及びセンスＭＯＳＦＥＴ１６Ａ〜１６Ｃは、回路基板１２に実装されており、導電路１１は、回路基板１２にプリント配線されたパターンである。
このようにすれば、電流検出回路１０Ａの構成を簡素化することができる。
【００５２】
（６）パワーＭＯＳＦＥＴ１５Ａ〜１５Ｃ及びセンスＭＯＳＦＥＴ１６Ａ〜１６Ｃがパッケージ２２内に収容されて半導体スイッチ２３Ａ〜２３Ｃを構成している。
このようにすれば、パワーＭＯＳＦＥＴ１５Ａ〜１５Ｃ及びセンスＭＯＳＦＥＴ１６Ａ〜１６Ｃがパッケージ２２内に収容された半導体スイッチ２３Ａ〜２３Ｃをディスクリート部品として使用して電流検出回路１０Ａを構成することができるため、製造コストを低減しつつ、構成を簡素化することが可能となる。
【００５３】
＜実施形態２＞
実施形態２について、図１０ないし図１３を参照しつつ説明する。
実施形態１の電流検出回路１０Ａは、負荷電流ＩＬは、半導体スイッチ２３Ａ〜２３Ｃに設けられた３個のパワーＭＯＳＦＥＴ１５Ａ〜１５Ｃに分流されており、各パワーＭＯＳＦＥＴ１５Ａ〜１５Ｃに対応して３個のセンスＭＯＳＦＥＴ１６Ａ〜１６Ｃが設けられる構成であったが、実施形態２の電流検出回路２４は、負荷電流ＩＬは、図１０に示すように、半導体スイッチ２５Ａ，２５Ｂに設けられた２個のパワーＭＯＳＦＥＴ２６Ａ，２６Ｂに分流されており、各パワーＭＯＳＦＥＴ２６Ａ，２６Ｂに対応して２個のセンスＭＯＳＦＥＴ２７Ａ，２７Ｂが設けられる構成としたものである。以下、実施形態１と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
具体的には、図１１の電流検出回路をモデル化した回路図に示すように、入力部１３から出力部１４に至る３つの経路Ａ〜Ｃ（複数の導電路１１）上に配された各半導体スイッチ２３Ａ〜２３Ｃから出力される分担電流Ｉ１〜Ｉ２は、全体の電流をＩ（Ｉ＝Ｉ１＋Ｉ２）とすると、
【数２】
2014064129.tif 000004
となる。
但し、
ｒ１〜ｒ２：隣の半導体スイッチまでの導電路（パターン）の抵抗
Ｒ：半導体スイッチの抵抗
α：半導体スイッチの温度特性（0.6%/deg)
β：導電路（銅パターン）の温度特性(0.44%/deg)
【００５４】
この電流検出回路２４における２個のセンスＭＯＳＦＥＴ２７Ａ，２７Ｂの分流比ＤＲは、図１２に示すように、センスＭＯＳＦＥＴ２７Ａを通る経路については、ＭＯＳＦＥＴ２７Ｂよりも導電路１１の抵抗が小さいため、センスＭＯＳＦＥＴ２７Ａの環境温度特性の影響が大きく、環境温度が低いと、電流の検出値が大きく、環境温度が高くなるにつれて、電流の検出値が小さくなる傾きを有する。
【００５５】
一方、センスＭＯＳＦＥＴ２７Ｂを通る経路については、ＭＯＳＦＥＴ２７Ａよりも導電路１１の抵抗が大きいため、センスＭＯＳＦＥＴ２７Ａよりも導電路１１の抵抗による影響が大きく、環境温度が低いと、電流の検出値が小さく、環境温度が高くなるにつれて、電流の検出値が大きくなる傾きを有する。
【００５６】
なお、センスＭＯＳＦＥＴ２７Ａ，２７Ｂについては、実施形態１と同一構成のものを使用しており、センスＭＯＳＦＥＴ２７Ａ，２７Ｂにおける検出用電流Ｉｓの分担電流Ｉｍに対する比率であるセンス比ＳＲには、温度特性がある。
また、分流比ＤＲの温度特性についても、各センスＭＯＳＦＥＴ２７Ａ，２７Ｂから出力される検出用電流ＩＡ，ＩＢの測定を行うと、図１２に示すような温度特性が得られる。
【００５７】
そこで、実施形態２についても、センス比ＳＲの温度特性による第１の誤差と、分流比ＤＲの温度特性による第２の誤差とが生じることは、許容しつつ、（温度特性による誤差を個別に補正するのではなく）負荷電流ＩＬの検出に与える影響を互いに相殺（キャンセル）し合うセンスＭＯＳＦＥＴを選択スイッチング素子として選択するものである。
【００５８】
そして、図１３に示すように、センス比ＳＲの温度特性による検出用電流Ｉｓの傾きと、反対側の傾き（正負反対の傾き）の分流比ＤＲの温度特性が得られるセンスＭＯＳＦＥＴ２７Ｂを選択スイッチング素子として選択する。
【００５９】
そして、選択されたセンスＭＯＳＦＥＴ２７Ｂから出力される検出用電流Ｉｓと、センス比ＳＲとを掛け合わせた数と、選択されたセンスＭＯＳＦＥＴに応じて予め設定された所定の補正係数とを掛けて合わせて、負荷Ｌに供給される負荷電流ＩＬを検出する。これにより、センス比ＳＲの温度特性の影響と分流比ＤＲの温度特性による影響が、ある程度、互いにキャンセルされた負荷電流ＩＬの変化率ＬＲを得ることができる。
【００６０】
＜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、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記実施形態では、電流検出回路１０Ａ，２４及び電力供給制御装置１０には、半導体スイッチが２又は３個備えられていたが、これに限らず、半導体スイッチが４個以上備えられるものに本発明を適用してもよい。これに応じて、センスＭＯＳＦＥＴやパワーＭＯＳＦＥＴの個数についても４個以上備えられるものに本発明を適用してもよい。
【００６１】
（２）上記実施形態では、スイッチング素子として、センスＭＯＳＦＥＴやパワーＭＯＳＦＥＴを用いたが、これに限られず、例えば、リレー等を用いてもよい。
【００６２】
（３）上記実施形態では、導電路１１として、銅箔がプリント配線されたものを用いたが、これに限られない。例えば、銅合金や、アルミニウム、アルミニウム合金等の導体を導電路として使用してもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１０…電力供給制御装置
１０Ａ，２４…電流検出回路
１１…導電路
１２…回路基板
１３…入力部
１４…出力部
１５Ａ〜１５Ｃ，２６Ａ，２６Ｂ…パワーＭＯＳＦＥＴ（電力用スイッチング素子）
１６Ａ〜１６Ｃ，２７Ａ，２７Ｂ…センスＭＯＳＦＥＴ（検出用スイッチング素子）
１６Ｂ…センスＭＯＳＦＥＴ（選択スイッチング素子）
１７…電位調整部
２０…変換部
２１…ＩＣ（検出部、制御部）
２２…パッケージ
２３Ａ〜２３Ｃ，２５Ａ，２５Ｂ…半導体スイッチ
Ｂ…電源
Ｌ…負荷
Ｉｍ１〜Ｉｍ３…分担電流
Ｉｓ１〜Ｉｓ３，Ｉｓ…検出用電流
ＩＬ…負荷電流
ＤＲ…分流比
ＳＲ…センス比
ＬＲ…負荷電流の変化率
【図１】
2014064129.tif 000005
【図２】
2014064129.tif 000006
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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