(57)【要約】【課題】基板への組み付けを容易に行うことができる半導体リレーモジュールを提供する。【解決手段】バッテリ１と負荷２との間に電気的に接続する半導体リレーモジュール１０は、入力端子Ｔ１１、出力端子Ｔ１２、制御端子Ｔ１３、及びグランド端子Ｔ１４を少なくとも有し、制御端子Ｔ１３の電圧に応じて動作する半導体リレー１００と、入力端子Ｔ１１及び制御端子Ｔ１３と電気的に接続された給電端子Ｔ１と、出力端子Ｔ１２と電気的に接続された出力端子Ｔ２と、グランド端子Ｔ１４と電気的に接続された制御端子Ｔ３と、抵抗Ｒ１０を含む電位確定回路１２０と、を備えおり、給電端子Ｔ１は、電位確定回路１２０を介してグランド端子Ｔ１４と電気的に接続されており、抵抗Ｒ１０の抵抗値は、負荷２の入力インピーダンスよりも高い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源と負荷との間に電気的に接続された半導体リレーモジュールであって、
入力端子、出力端子、制御端子、及びグランド端子を少なくとも有し、前記制御端子の電圧に応じて動作する半導体リレーと、
前記入力端子及び前記制御端子と電気的に接続された第１の端子と、
前記出力端子と電気的に接続された第２の端子と、
前記グランド端子と電気的に接続された第３の端子と、
少なくとも抵抗成分を含む第１の回路と、を備え、
前記第１の端子は、前記第１の回路を介して前記グランド端子と電気的に接続されており、
前記抵抗成分のインピーダンスは、前記負荷の入力インピーダンスよりも高い半導体リレーモジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体リレーモジュールであって、
前記第１の回路は、前記抵抗成分に対して電気的に並列接続されたキャパシタ成分を含む半導体リレーモジュール。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の半導体リレーモジュールであって、
前記半導体リレーモジュールは、前記第１の端子と前記第２の端子とを接続する給電ラインにおける前記半導体リレーの上流側又は下流側の電圧に基づいて、前記半導体リレーをオフさせる第２の回路を備えた半導体リレーモジュール。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体リレーモジュールを備える電力供給システムであって、
前記第３の端子は、第３の回路を介して外部グランドと電気的に接続されており、
前記第３の回路は、前記第３の端子及び前記外部グランドの間を接続又は遮断する電力供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体リレーモジュール及び電力供給システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電源に接続される電源リード部と、負荷に接続されるコネクタ用リード部と、電源リード部とコネクタ用リード部との間に電気的に接続された状態で介在するリレースイッチと、リレースイッチを制御する制御部材と、を有したリレーモジュールにおいて、電源用リード部及びコネクタ用リード部の各々の制御部材寄りの端部とリレースイッチと制御部材とを少なくとも封止したモールド部を有している。そして、制御部材がリレースイッチを制御することで、負荷に対する電力の供給を行っているリレーモジュールが知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１２３３１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術では、リレーモジュールの外部端子として、電源に接続する電源端子、負荷に接続する出力端子、グランドに接続するグランド端子、及び制御部材を制御する制御端子の少なくとも４端子を必要とする。そのため、リレーモジュールを基板へ組み付ける際に、リレーモジュールの端子と基板との接点数が多くなり、基板への組み付けが複雑になる、という問題がある。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、外部端子数を少なくすることで、基板との接点数を減らし、基板への組み付けを容易に行うことができる半導体リレーモジュール及び電力供給システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
［１］本発明に係る半導体リレーモジュールは、電源と負荷との間に電気的に接続された半導体リレーモジュールであって、入力端子、出力端子、制御端子、及びグランド端子を少なくとも有し、前記制御端子の電圧に応じて動作する半導体リレーと、前記入力端子及び前記制御端子と電気的に接続された第１の端子と、前記出力端子と電気的に接続された第２の端子と、前記グランド端子と電気的に接続された第３の端子と、少なくとも抵抗成分を含む第１の回路と、を備え、前記第１の端子は、前記第１の回路を介して前記グランド端子と電気的に接続されており、前記抵抗成分のインピーダンスは、前記負荷の入力インピーダンスよりも高い半導体リレーモジュールである。
【０００７】
［２］上記発明において、前記第１の回路は、前記抵抗成分に対して電気的に並列接続されたキャパシタ成分を含んでいてもよい。
【０００８】
［３］上記発明において、前記半導体リレーモジュールは、前記第１の端子と前記第２の端子とを接続する給電ラインにおける前記半導体リレーの上流側又は下流側の電圧に基づいて、前記半導体リレーをオフさせる第２の回路を備えていてもよい。
【０００９】
［４］本発明に係る電力供給システムは、上記の半導体リレーモジュールを備える電力供給システムであって、前記第３の端子は、第３の回路を介して外部グランドと電気的に接続されており、前記第３の回路は、前記第３の端子及び前記外部グランドの間を接続又は遮断する電力供給システムである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、基板への組み付けを容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る半導体リレーモジュールを利用した電力供給システムにおいて、半導体リレーモジュールによる電力供給動作の一例を示す概要図である。
【図２】図２は、本発明の第１実施形態に係る半導体リレーモジュールを利用した電力供給システムにおいて、半導体リレーモジュールによる電力遮断動作の一例を示す概要図である。
【図３】図３は、本発明の第２実施形態に係る半導体リレーモジュールを利用した電力供給システムを示す概要図である。
【図４】図４は、本発明の第３実施形態に係る半導体リレーモジュールを利用した電力供給システムを示す概要図である。
【図５】図５は、本発明の第４実施形態に係る半導体リレーモジュールを利用した電力供給システムを示す概要図である。
【図６】図６は、本発明の第５実施形態に係る半導体リレーモジュールを利用した電力供給システムを示す概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
≪第１実施形態≫
図１は、本発明の第１実施形態に係る半導体リレーモジュール１０を利用した電力供給システムにおいて、半導体リレーモジュール１０による電力供給動作の一例を示す概要図である。図１に示す電力供給システムは、バッテリ１の電力で駆動する負荷２に対して、バッテリ１の電力を供給する電力供給システムであって、例えば、電気自動車（ハイブリッド車を含む）に適用されるものである。バッテリ１としては、例えば、リチウムイオン電池が挙げられる。負荷２としては、例えば、オルタネータを制御するための機器、エンジンに係る機器、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）や電子制御ブレーキ装置、舵角センサ等の各種センサ、オーディオ装置、メータ等の表示部、ヘッドランプ等が挙げられる。なお、本実施形態では、電源としてバッテリ１を用いているが、これに限定されず、例えば、電源装置や発電機などを電源として用いてもよい。
【００１４】
バッテリ１と負荷２との間には、半導体リレーモジュール１０が設けられており、半導体リレーモジュール１０はバッテリ１及び負荷２と電気的に接続されている。半導体リレーモジュール１０は、後述する半導体リレー１００がスイッチング動作することで、バッテリ１の電力を負荷２に対して供給又は遮断する。半導体リレーモジュール１０のスイッチング動作については後述する。
【００１５】
半導体リレーモジュール１０は、バッテリ１の電力を負荷２に対して供給又は分配する電気接続箱（図示しない）に収容されている。具体的には、電気接続箱には、半導体リレーモジュール１０を実装又は装着するための回路基板やコネクタがあり、半導体リレーモジュール１０は、この回路基板やコネクタに、後述する給電端子Ｔ１、出力端子Ｔ２、及び制御端子Ｔ３の３端子を介して実装又は装着されている。なお、この回路基板やコネクタは、少なくともバッテリ１及び負荷２と電気的に接続する電極又は端子を有している。また、半導体リレーモジュール１０が回路基板に実装される場合、回路基板には、半導体リレーモジュール１０の他に、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）やその他リレースイッチ等の電子部品も実装されている。また、半導体リレーモジュール１０は、電気接続箱に収容されることに限定されない。
【００１６】
半導体リレーモジュール１０は、後述する、半導体リレー１００、リニアレギュレータ１１０、及び電位確定回路１２０を有しており、これらを含むように絶縁性の合成樹脂等によりモールド成形されている。なお、半導体リレーモジュール１０は、モールド成形されていることに限定されない。
【００１７】
また、半導体リレーモジュール１０は、給電端子Ｔ１、出力端子Ｔ２、及び制御端子Ｔ３の３端子を有している。給電端子Ｔ１、出力端子Ｔ２、及び制御端子Ｔ３は、半導体リレーモジュール１０の外側に向かって突出するように形成されている金属板材である。金属板材としては、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル等が挙げられる。
【００１８】
給電端子Ｔ１は、半導体リレーモジュール１０のうちバッテリ１の電圧が入力される入力端子である。給電端子Ｔ１は、バッテリ１の一端と電気的に接続している。バッテリ１の他端は電気的にグランドＧと接続している。グランドＧに対するバッテリ１の電圧がＶＢＴの場合、給電端子Ｔ１には、バッテリ１の電圧ＶＢＴが印加される。
【００１９】
以降では、電圧を所定の電位とグランドＧの電位の電位差とし、電位を静電場における位置エネルギーとして説明する。例えば、図１では、バッテリ１の他端は電気的にグランドＧと接続しており、バッテリ１の一端の電圧は電圧ＶＢＴとして示される。
【００２０】
出力端子Ｔ２は、半導体リレーモジュール１０のうちバッテリ１の電力を負荷２へ出力するための出力端子である。出力端子Ｔ２は、負荷２と電気的に接続している。出力端子Ｔ２は、後述する半導体リレー１００がオンすることで給電端子Ｔ１と接続し、バッテリ１の電力は半導体リレーモジュール１０を介して負荷２へと供給される。
【００２１】
制御端子Ｔ３は、半導体リレーモジュール１０のうちバッテリ１の電力を負荷２に対しての供給又は遮断を制御するための制御端子である。また、制御端子Ｔ３は、後述する半導体リレー１００のグランド端子Ｔ１４と電気的に接続しており、半導体リレー１００の基準電位となる端子でもある。制御端子Ｔ３は、半導体リレーモジュール１０の外側で、外部制御回路３と接続している。
【００２２】
外部制御回路３は、半導体リレーモジュール１０を制御するための外部回路である。外部制御回路３は、制御端子Ｔ３とグランドＧとの間を電気的に接続又は遮断するために設けられている。外部制御回路３の一端は、制御端子Ｔ３と接続し、外部制御回路３の他端はグランドＧと電気的に接続している。図１では、外部制御回路３は、制御端子Ｔ３とグランドＧの間を電気的に接続するように制御されている。外部制御回路３には、例えば、電源リレー、半導体リレー又は機械式リレーを含むＥＣＵ等が挙げられる。上述した外部制御回路３の動作を制御する方法は特に限定されず、例えば、外部制御回路３にＥＣＵを用いた場合には、ＣＰＵにより外部制御回路３を制御してもよい。なお、外部制御回路３によりグランドＧと制御端子Ｔ３とが接続された状態において、グランドＧと制御端子Ｔ３との間の電位差をできるだけ小さくするために、外部制御回路３が有する抵抗成分のインピーダンスは、できるだけ低いものが好ましい。以降では、説明の便宜上、外部制御回路３が有するオン抵抗はないものとして説明する。
【００２３】
半導体リレーモジュール１０は、半導体リレー１００、リニアレギュレータ１１０、及び電位確定回路１２０を備えている。
【００２４】
半導体リレー１００は、バッテリ１の電力を負荷２へ供給又は遮断するために設けられており、半導体素子で構成されたリレーである。半導体リレー１００は、入力端子Ｔ１１、出力端子Ｔ１２、制御端子Ｔ１３、及びグランド端子Ｔ１４を少なくとも有している。半導体リレー１００の機能については、後述する。
【００２５】
入力端子Ｔ１１は、給電ラインＬ１０を介して給電端子Ｔ１と電気的に接続している。図１では、入力端子Ｔ１１には、バッテリ１の電圧ＶＢＴが印加される。なお、給電ラインＬ１０は、半導体リレーモジュール１０の給電端子Ｔ１と出力端子Ｔ２との間の給電ラインであって、バッテリ１から負荷２へバッテリ１の電力が供給されるラインである。
【００２６】
出力端子Ｔ１２は、半導体リレーモジュール１０の出力端子Ｔ２と電気的に接続している。出力端子Ｔ１２は、半導体リレーモジュール１０の出力端子Ｔ２を介して負荷２と電気的に接続している。
【００２７】
制御端子Ｔ１３は、給電ラインＬ１１を介して半導体リレーモジュール１０の給電端子Ｔ１と電気的に接続している。給電ラインＬ１１は、給電ラインＬ１０から分岐した給電ラインであって、半導体リレーモジュール１０の給電端子Ｔ１と制御端子Ｔ１３の間の給電ラインである。図１では、制御端子Ｔ１３には、後述するリニアレギュレータ１１０が出力する電圧ＶＲＧが印加される。
【００２８】
グランド端子Ｔ１４は、グランドラインＬ２０を介して制御端子Ｔ３と電気的に接続している。グランド端子Ｔ１４は、半導体リレー１００において基準電位点となる端子である。図１では、グランド端子Ｔ１４は、制御端子Ｔ３及び外部制御回路３を介してグランドＧと電気的に接続しており、グランド端子Ｔ１４の電位はグランドＧと同電位となる。
【００２９】
半導体リレー１００は、半導体素子を用いた無接点リレーである。半導体リレー１００は、この半導体素子がオン又はオフのスイッチング動作することで、入力端子Ｔ１１と出力端子Ｔ１２を接続又は遮断する。本実施形態では、半導体リレー１００は、半導体素子がオンすると、入力端子Ｔ１１と出力端子Ｔ１２は接続し、半導体素子がオフすると、入力端子Ｔ１１と出力端子Ｔ１２は遮断するように構成されている。半導体素子には、例えば、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等の電圧駆動するものが挙げられる。半導体リレー１００は半導体素子を用いた無接点リレーであるため、機械式リレーの動作電流よりも少なくすることができ、半導体リレーモジュール１０の低消費電力化及び低発熱化を実現することができる。また、機械式リレーとは異なり、入力端子Ｔ１１と出力端子Ｔ１２との接続又は遮断を無音で行うことができ、静寂性が求められる装置にも適用できる。
【００３０】
半導体リレー１００は、制御端子Ｔ１３の電圧が所定の閾値電圧ＶＴＨよりも高い場合に、上述した半導体素子がオンして、入力端子Ｔ１１と出力端子Ｔ１２とを接続する。反対に、半導体リレー１００は、制御端子Ｔ１３の電圧が所定の閾値電圧ＶＴＨ以下の場合に、上述した半導体素子がオフして、入力端子Ｔ１１と出力端子Ｔ１２とを遮断する。所定の閾値電圧ＶＴＨには、例えば、半導体素子の製造プロセスにより予め定められた電圧等が挙げられる。なお、半導体リレー１００の制御端子Ｔ１３は、上述した半導体素子の制御端子と電気的に接続している。
【００３１】
また、図１では、半導体リレー１００の基準電位点であるグランド端子Ｔ１４はグランドＧと同電位である。そのため、上述したように、半導体素子がオンする条件を、グランドＧに対する電圧で示すことができる。これに対して、電位を用いて半導体素子がオンする条件を示すと、半導体素子がオンする条件は、制御端子Ｔ１３とグランド端子Ｔ１４の間の電位差が所定の閾値電圧ＶＴＨよりも大きいことが条件となる。反対に、半導体素子がオフする条件は、制御端子Ｔ１３とグランド端子Ｔ１４の間の電位差が所定の閾値電圧ＶＴＨ以下になることが条件となる。
【００３２】
リニアレギュレータ１１０は、半導体リレー１００の制御端子Ｔ１３に電圧を印加するために設けられている。リニアレギュレータ１１０は、半導体素子で構成される回路であって、入力電圧を降圧して出力する。半導体リレー１００の半導体素子の制御端子には、リニアレギュレータ１１０から出力される電圧が制御端子Ｔ３を介して入力される。半導体素子の制御端子としては、例えば、半導体素子にＭＯＳＦＥＴ又はＩＧＢＴが用いられる場合に、このＭＯＳＦＥＴ又はＩＧＢＴのゲート端子が挙げられる。
【００３３】
リニアレギュレータ１１０は、給電ラインＬ１１に設けられている。図１では、リニアレギュレータ１１０には、バッテリの電圧ＶＢＴが入力される。そして、リニアレギュレータ１１０は、バッテリ１の電圧ＶＢＴを降圧して電圧ＶＲＧ（＜ＶＢＴ）を出力している。
【００３４】
リニアレギュレータ１１０は、入力端子Ｔ２１、出力端子Ｔ２２、及びグランド端子Ｔ２３を少なくとも有している。
【００３５】
入力端子Ｔ２１は、給電端子Ｔ１と電気的に接続している。図１では、入力端子Ｔ２１には、バッテリ１の電圧ＶＢＴが印加される。
【００３６】
出力端子Ｔ２２は、半導体リレー１００の制御端子Ｔ１３と電気的に接続している。グランド端子Ｔ２３は、グランドラインＬ２０を介して半導体リレー１００の制御端子Ｔ３と電気的に接続している。リニアレギュレータ１１０のグランド端子Ｔ２３と、上述した半導体リレー１００のグランド端子Ｔ１４は、グランドラインＬ２０を介して接続しているため、以降では、説明の便宜上、この２つの端子は同電位のものとして説明する。また、上述したように、図１では、グランド端子Ｔ１４はグランドＧと同電位である。つまり、図１では、グランド端子Ｔ１４、グランド端子Ｔ２３、及びグランドラインＬ２０は、グランドＧと同電位となる。
【００３７】
電位確定回路１２０は、半導体リレーモジュール１０の給電端子Ｔ１と半導体リレー１００のグランド端子Ｔ１４の間に設けられており、給電端子Ｔ１及びグランド端子Ｔ１４と電気的に接続している。言い換えると、給電端子Ｔ１は、電位確定回路１２０を介してグランド端子Ｔ１４と電気的に接続している。また、上述したように、グランド端子Ｔ１４は、グランドラインＬ２０を介して半導体リレーモジュール１０の制御端子Ｔ３と接続されている。つまり、給電端子Ｔ１は、電位確定回路１２０を介して制御端子Ｔ３と電気的に接続している。
【００３８】
電位確定回路１２０は、制御端子Ｔ３がフローティング状態になった際に、半導体リレー１００のグランド端子Ｔ１４の電位を確定させるために設けられた回路である。フローティング状態とは、電気的に電位が固定せずに浮いた状態、いわゆる、浮動状態のことを示している。電位確定回路１２０は、制御端子Ｔ３が半導体リレーモジュール１０の外側で、電気的に他の導体（グランドＧを含む）に接続していない状態であっても、半導体リレーモジュール１０の内部である半導体リレー１００のグランド端子Ｔ１４の電位を確定する。
【００３９】
具体的には、制御端子Ｔ３がフローティング状態になると、制御端子Ｔ３は、電位確定回路１２０により給電端子Ｔ１と直流的に接続する。そのため、制御端子Ｔ３の電位は、制御端子Ｔ３のフローティング状態前の電位（制御端子Ｔ３が電気的に他の導体と接続している状態）から、給電端子Ｔ１と同電位相当の電位へと移行する。半導体リレーモジュール１０において、制御端子Ｔ３は、グランドラインＬ２０を介して半導体リレー１００のグランド端子Ｔ１４と接続されているため、グランド端子Ｔ１４も給電端子Ｔ１と同電位相当となる。また、給電端子Ｔ１は、給電ラインＬ１０を介して半導体リレー１００の入力端子Ｔ１１と接続されている。つまり、制御端子Ｔ３がフローティング状態になると、給電端子Ｔ１、制御端子Ｔ３、半導体リレー１００の入力端子Ｔ１１及びグランド端子Ｔ１４の各端子の電位は、同電位相当となる。これにより、半導体リレー１００が遮断動作する。半導体リレー１００の動作については後述する。
【００４０】
また、制御端子Ｔ３がフローティング状態になった際に、電位確定回路１２０により制御端子Ｔ３の電位を確定させることは、半導体リレー１００の誤動作を防止する効果も奏する。例えば、電位確定回路１２０を設けていない場合に、制御端子Ｔ３がフローティング状態になると、半導体リレー１００のグランド端子Ｔ１４の電位もフローティング状態となる。この場合、制御端子Ｔ３から入力される外部ノイズにより、半導体リレー１００のグランド端子Ｔ１４の電位は変動し、半導体リレー１００が誤動作をするおそれがある。しかし、本実施形態のように、電位確定回路１２０を設けることで、制御端子Ｔ３がフローティング状態の際に、半導体リレー１００のグランド端子Ｔ１４を、給電端子Ｔ１と同電位相当に確定させて、グランド端子Ｔ１４の電位の変動を抑制することができる。その結果、外部ノイズによる半導体リレー１００の誤動作を防ぐことができる。
【００４１】
電位確定回路１２０は、少なくとも抵抗Ｒ１０を含んでいる。これにより、制御端子Ｔ３がフローティング状態になると、制御端子Ｔ３は給電端子Ｔ１と直流的に接続するため、制御端子Ｔ３の電位を給電端子Ｔ１と同電位相当に確定させることができる。また、半導体リレー１００のグランド端子Ｔ１４の電位も、給電端子Ｔ１の電位と同電位相当に確定させることができる。なお、本実施形態では、電位確定回路１２０は、抵抗Ｒ１０の他に、静電容量（キャパシタンス）により電気エネルギーを蓄える又は放出するコンデンサＣ１０を含んでいる。コンデンサＣ１０については後述する。
【００４２】
抵抗Ｒ１０の抵抗値は、負荷２の入力インピーダンスよりも高く設定されている。また、抵抗Ｒ１０の抵抗値は、負荷２が正常に駆動する際に流れる最低動作電流よりも小さい電流が流れるような値に設定されていることが好ましい。例えば、抵抗Ｒ１０の抵抗値は、負荷２の入力インピーダンスに対して、数万〜数十万倍高い抵抗値に設定されていることが好ましい。これにより、図１に示すように、給電端子Ｔ１がバッテリ１と接続し、制御端子Ｔ３が外部制御回路３を介してグランドＧと接続している場合、すなわち、バッテリ１の電力により負荷２が動作している場合に、バッテリ１の電流が抵抗Ｒ１０を介してグランドＧへ流れ込むことを防いでいる。
【００４３】
コンデンサＣ１０は、抵抗Ｒ１０に対して電気的に並列接続されている。コンデンサＣ１０は、給電端子Ｔ１と制御端子Ｔ３を交流的に接続しており、制御端子Ｔ３がフローティング状態になると、制御端子Ｔ３に入る外部ノイズの影響を除去する。具体的には、コンデンサＣ１０に電荷を蓄積することで、外部ノイズのうち交流成分を除去する。コンデンサＣ１０の容量値は、バッテリ１の電圧ＶＢＴの高さに応じて設定するのが好ましい。
【００４４】
次に、図１を用いて、本実施形態に係る半導体リレーモジュール１０を用いた電力供給システムにおいて、半導体リレーモジュール１０による電力供給動作について説明する。また、図２を用いて、本実施形態に係る半導体リレーモジュール１０を用いた電力供給システムにおいて、半導体リレーモジュール１０による電力遮断動作について説明する。まず、図１を用いて、半導体リレーモジュール１０による電力供給動作について説明する。
【００４５】
図１は、半導体リレーモジュール１０により給電端子Ｔ１と出力端子Ｔ２とが接続しており、負荷２に対してバッテリ１の電力が供給されている状態を示している。半導体リレーモジュール１０は、半導体リレー１００がオンすることで、給電端子Ｔ１と出力端子Ｔ２とを接続している。以下、半導体リレー１００がオンする動作について説明する。
【００４６】
上述したように、外部制御回路３は、制御端子Ｔ３とグランドＧとの間を接続するように制御されている。この場合、半導体リレー１００のグランド端子Ｔ１４は、グランドラインＬ２０、制御端子Ｔ３及び外部制御回路３を介して、グランドＧと電気的に接続される。そのため、半導体リレー１００のグランド端子Ｔ１４は、グランドＧと同電位となる。
【００４７】
半導体リレー１００の入力端子Ｔ１１には、給電端子Ｔ１を介してバッテリ１の電圧ＶＢＴが印加されている。半導体リレー１００の制御端子Ｔ１３には、リニアレギュレータ１１０が出力する電圧ＶＲＧが印加されている。なお、リニアレギュレータ１１０が出力する電圧ＶＲＧは、半導体リレー１００の所定の閾値電圧ＶＴＨよりも高い電圧とする。
【００４８】
図１では、半導体リレー１００の各端子の電位は、それぞれ上述したような電位となる。半導体リレー１００において、制御端子Ｔ１３とグランド端子Ｔ１４の間の電位差は、半導体素子の閾値電圧ＶＴＨよりも大きな電位差に相当する、電圧ＶＲＧとなる。これにより、半導体リレー１００はオンして入力端子Ｔ１１と出力端子Ｔ１２を接続する。その結果、半導体リレーモジュール１０の給電端子Ｔ１と半導体リレーモジュール１０の出力端子Ｔ２は接続され、バッテリ１の電力は給電ラインＬ１０を介して負荷２へ供給される。
【００４９】
次に、図２を用いて、本実施形態に係る半導体リレーモジュール１０を用いた電力供給システムにおいて、半導体リレーモジュール１０による電力遮断動作について説明する。図２は、本発明の第１実施形態に係る半導体リレーモジュール１０を利用した電力供給システムにおいて、半導体リレーモジュール１０による電力遮断動作の一例を示す概要図である。なお、図２では、図１に示す電力供給システムの構成から、外部制御回路３の動作が異なる以外は同様の構成であるため、図１と同様の構成には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略して、図１を用いた説明を援用する。
【００５０】
図２は、半導体リレーモジュール１０により給電端子Ｔ１と出力端子Ｔ２とが遮断されており、負荷２に対してバッテリ１の電力が遮断されている状態を示している。半導体リレーモジュール１０は、半導体リレー１００がオフすることで、給電端子Ｔ１と出力端子Ｔ２とを遮断している。以下、半導体リレー１００がオフする動作について説明する。
【００５１】
外部制御回路３は、制御端子Ｔ３とグランドＧとの間を遮断するように制御されている。この場合、半導体リレー１００のグランド端子Ｔ１４は、制御端子Ｔ３と同様に、グランドＧと電気的に接続されずにフローティング状態となる。
【００５２】
制御端子Ｔ３がフローティング状態になると、制御端子Ｔ３は電位確定回路１２０の抵抗Ｒ１０を介して給電端子Ｔ１と直流的に接続された状態となる。言い換えると、半導体リレーモジュール１０の外側で、制御端子Ｔ３が他の導体と電気的に接続していない状態であっても、制御端子Ｔ３は、半導体リレーモジュール１０の内部にある電位確定回路１２０の抵抗Ｒ１０を介して、給電端子Ｔ１の電位と同電位相当となる。
【００５３】
この場合、半導体リレー１００においても、グランド端子Ｔ１４の電位は、入力端子Ｔ１１の電位と同電位相当となる。グランド端子Ｔ１４の電位について、図１に示すグランド端子Ｔ１４の電位と比較すると、図１ではグランド端子Ｔ１４の電位は、グランドＧの電位であるのに対して、図２ではグランド端子Ｔ１４の電位は、入力端子Ｔ１１の電位（給電端子Ｔ１の電位）と同電位相当（＞グランドＧの電位）と相違する。制御端子Ｔ３がフローティング状態になると、グランド端子Ｔ１４の電位は、グランドＧの電位から入力端子Ｔ１１の電位まで上昇する。そのため、制御端子Ｔ１３とグランド端子Ｔ１４の間の電位差は、半導体素子の閾値電圧ＶＴＨよりも大きな電位差に相当する、電圧ＶＲＧよりも低い電位差となる。つまり、制御端子Ｔ１３とグランド端子Ｔ１４の間の電位差は、半導体素子の閾値電圧ＶＴＨ以下となり、これにより、半導体リレー１００はオフして入力端子Ｔ１１と出力端子Ｔ１２を遮断する。その結果、半導体リレーモジュール１０において、給電端子Ｔ１と出力端子Ｔ２は遮断され、負荷２に対するバッテリ１の電力は遮断される。
【００５４】
以上のように、本実施形態では、半導体リレーモジュール１０は、入力端子Ｔ１１、出力端子Ｔ１２、制御端子Ｔ１３、及びグランド端子Ｔ１４を少なくとも有し、制御端子Ｔ１３の電圧に応じて動作する半導体リレー１００と、入力端子Ｔ１１及び制御端子Ｔ１３と電気的に接続された給電端子Ｔ１と、出力端子Ｔ１２と電気的に接続された出力端子Ｔ２と、グランド端子Ｔ１４と電気的に接続された制御端子Ｔ３と、抵抗Ｒ１０を含む電位確定回路１２０と、を備えている。また、給電端子Ｔ１は、電位確定回路１２０を介してグランド端子Ｔ１４と電気的に接続されている。抵抗Ｒ１０の抵抗値は、負荷２の入力インピーダンスよりも高く設定されている。
【００５５】
ここで、半導体リレー１００の制御については、グランド端子Ｔ１４をグランドＧと電気的に接続させた状態で、制御端子Ｔ１３の電圧を制御し、入力端子Ｔ１１と出力端子Ｔ１２との接続又は遮断をさせることが一般的である。この場合、半導体リレー１００のうち入力端子Ｔ１１、出力端子Ｔ１２、制御端子Ｔ１３、及びグランド端子Ｔ１４を半導体リレーモジュールの外部端子として設ける必要がある。そのため、半導体リレーモジュールを基板へ組み付けることが複雑になる。
【００５６】
これに対して、本実施形態では、半導体リレー１００のうち入力端子Ｔ１１、出力端子Ｔ１２、及びグランド端子Ｔ１４を半導体リレーモジュール１０の外部端子として設けている。半導体リレーモジュール１０の外部端子数が３端子となり、上述した一般的な半導体リレーモジュールに対して外部端子数を１端子減らすことができる。
【００５７】
本実施形態では、上記のような構成を採用することで、グランド端子Ｔ１４とグランドＧを電気的に接続させた状態で制御端子Ｔ１３の電圧を制御するのではなく、グランド端子Ｔ１４の電位そのものを制御することで半導体リレー１００の制御をしている。
【００５８】
上述した実施形態において、半導体リレーモジュール１０による電力供給動作では、半導体リレー１００の基準電位をグランドＧと同電位にすることで、制御端子Ｔ１３とグランド端子Ｔ１４の間に電位差を発生させて、半導体素子がオンする動作をさせている。反対に、半導体リレーモジュール１０による電力遮断動作では、半導体リレー１００の基準電位を入力端子Ｔ１１と同電位にすることで、制御端子Ｔ１３とグランド端子Ｔ１４との間の電位差を発生させず又はこの電位差を小さくして、半導体素子がオフする動作をさせている。これにより、半導体リレー１００の制御端子Ｔ１３と半導体リレー１００のグランド端子Ｔ１４とを半導体リレーモジュール１０の外部端子として、個別に設ける必要がなく、半導体リレー１００のリレー機能を維持することができる。その結果、半導体リレーモジュール１０の外部端子数を減らすことができ、半導体リレーモジュール１０を基板へ組み付ける際に、外部端子と基板との接点数を少なくなり、基板への組み付けを容易に行うことができる。
【００５９】
また、半導体リレーモジュール１０の外部端子数を減らすことができるため、半導体リレーモジュール１０に接続する部材の数も減らすことができる。例えば、部材としては、ハーネス等が挙げられる。
【００６０】
さらに、本実施形態では、半導体リレーモジュール１０の外部形状を、上述した一般的な半導体リレー又は機械式リレーと同様に形成することで、この一般的な半導体リレー又は機械式リレーとの互換性を持たせることができる。具体的には、半導体リレーモジュール１０を実装するために回路基板を再設計することなく、一般的な半導体リレー又は機械式リレーが実装されている回路基板に、半導体リレーモジュール１０を実装することができる。
【００６１】
また、上述した半導体リレーモジュール１０において、電位確定回路１２０は、抵抗Ｒ１０に対して電気的に接続されたコンデンサＣ１０を備えている。これにより、制御端子Ｔ３がフローティング状態になった場合に、制御端子Ｔ３から入力される外部ノイズのうち交流成分を除去することができる。その結果、制御端子Ｔ３をフローティング状態にさせてバッテリ１の電力を負荷２に対して遮断する際に、半導体リレー１００の動作をより安定的に実施させることができる。
【００６２】
さらに、上述した半導体リレーモジュール１０を備える電力供給システムにおいて、制御端子Ｔ３は、外部制御回路３を介してグランドＧと電気的に接続されている。そして、外部制御回路３は、制御端子Ｔ３及びグランドＧの間を接続又は遮断する。これにより、簡易な制御でバッテリ１の電力を負荷２に供給又は遮断することができる。
【００６３】
本実施形態における「バッテリ１」が本発明における「電源」の一例に相当し、本実施形態における「負荷２」が本発明における「負荷」の一例に相当し、本実施形態における「半導体リレーモジュール１０」は本発明における「半導体リレーモジュール」の一例に相当し、本実施形態における「半導体リレー１００」は本発明における「半導体リレー」の一例に相当し、本実施形態における「入力端子Ｔ１１」が本発明における「入力端子」の一例に相当し、本実施形態における「出力端子Ｔ１２」が本発明における「出力端子」の一例に相当し、本実施形態における「制御端子Ｔ１３」が本発明における「制御端子」の一例に相当し、本実施形態における「グランド端子Ｔ１４」が本発明における「グランド端子」の一例に相当し、本実施形態における「給電端子Ｔ１」は本発明における「第１の端子」の一例に相当し、本実施形態における「出力端子Ｔ２」は本発明における「第２の端子」の一例に相当し、本実施形態における「制御端子Ｔ３」は本発明における「第３の端子」の一例に相当し、本実施形態における「電位確定回路１２０」は本発明における「第１の回路」の一例に相当し、本実施形態における「抵抗Ｒ１０」が本発明における「抵抗成分」の一例に相当し、本実施形態における「コンデンサＣ１０」が本発明における「キャパシタ成分」の一例に相当し、本実施形態における「外部制御回路３」は本発明における「第３の回路」の一例に相当する。
【００６４】
≪第２実施形態≫
図３は本発明の第２実施形態に係る半導体リレーモジュール１０Ｂを利用した電力供給システムを示す概要図である。本実施形態では、半導体リレーモジュール１０Ｂにショート検出回路１３０が追加されている点で第１実施形態と相違するが、それ以外の構成は第１実施形態と同様である。以下に、第２実施形態における電力供給システムについて第１実施形態との相違点についてのみ説明し、第１実施形態と同様の構成である部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６５】
半導体リレー１００は半導体素子を用いているため、負荷２を含む出力端子Ｔ２からグランドＧまでの負荷回路２０にショートが発生し、印加電圧が半導体素子の動作保証値よりも低くなった場合に、半導体素子が異常な挙動を示し、負荷２自身やその周辺のハーネス等が損傷する事態が生じかねない。こうした事態に備えて、本実施形態では、負荷回路２０に発生したショートを検出するショート検出回路１３０を備えている。
【００６６】
このショート検出回路１３０は、図３に示すように、接続線Ｌ３１〜Ｌ３３と、抵抗Ｒ３１，Ｒ３２と、インバータ１３１と、スイッチング素子１３２と、を備えている。本実施形態における「ショート検出回路１３０」が、本発明における「第２の回路」の一例に相当する。
【００６７】
接続線Ｌ３１の一端Ｐ３１（接続点Ｐ３１）は、半導体リレー１００の下流側で給電ラインＬ１０に接続されている。一方、当該接続線Ｌ３１の他端Ｐ３２（接続点Ｐ３２）は、グランドラインＬ２０に接続されている。この接続線Ｌ３１には、一対の抵抗Ｒ３１，Ｒ３２が設けられており、この抵抗Ｒ３１，Ｒ３２の間に位置する接続点Ｐ３３から接続線Ｌ３２が分岐している。なお、この抵抗Ｒ３１，Ｒ３２の抵抗値は、上述の抵抗Ｒ１０と同様に、負荷２の入力インピーダンスに対して、数万〜数十万倍高い抵抗値に設定されていることが好ましい。これにより、バッテリ１の電力により負荷２が動作している場合に、バッテリ１の電流が抵抗Ｒ３１，Ｒ３２を介してグランドＧへ流れ込むことを防いでいる。本実施形態における「給電ラインＬ１０」が、本発明における「給電ライン」の一例に相当する。
【００６８】
接続線Ｌ３２には、インバータ１３１が設けられている。このインバータ１３１の入力端子が接続点Ｐ３３と電気的に接続されており、抵抗Ｒ３１，Ｒ３２の分圧がインバータ１３１に入力されるようになっている。このインバータ１３１は、分圧が所定の閾値電圧以上である場合にはオフ信号を出力するのに対し、分圧が所定の閾値電圧よりも低くなった場合にはオン信号を出力する。
【００６９】
接続線Ｌ３３の一端Ｐ３４（接続点Ｐ３４）は、抵抗Ｒ３２よりも下流側で接続線Ｌ３１に接続されている。一方、この接続線Ｌ３３の他端Ｐ３５（接続点Ｐ３５）は、リニアレギュレータ１１０の下流側で給電ラインＬ１１に接続されている。
【００７０】
この接続線Ｌ３３には、スイッチング素子１３２が設けられている。スイッチング素子１３２の高電位側端子が給電ラインＬ１１と電気的に接続されており、当該スイッチング素子１３２の低電位側端子が接続線Ｌ３１と電気的に接続されている。また、このスイッチング素子１３２の制御端子には、インバータ１３１の出力端子が接続されており、インバータ１３１のオフ信号又はオン信号が入力されるようになっている。
【００７１】
スイッチング素子１３２としてＭＯＳＦＥＴを用いた場合には、スイッチング素子１３２の高電位側端子はドレイン端子であり、当該スイッチング素子１３２の低電位側端子はソース端子であり、当該スイッチング素子１３２の制御端子はゲート端子である。なお、スイッチング素子１３２として、ＭＯＳＦＥＴ以外の素子を用いてもよく、例えばＩＧＢＴを用いてもよい。
【００７２】
以下にこのショート検出回路１３０の動作について説明する。
【００７３】
負荷回路２０にショートが発生していない場合には、インバータ１３１はオフ信号をスイッチング素子１３２に常時出力する。このオフ信号に基づいてスイッチング素子１３２が高電位側端子と低電位側端子を遮断しており、給電ラインＬ１１とグランドラインＬ２０が接続線Ｌ３３，Ｌ３２を介して電気的に接続されていない。このため、半導体リレー１００の制御端子Ｔ１３には、リニアレギュレータ１１０が出力する電圧ＶＲＧが印加され、半導体リレー１００がオンしており、バッテリ１の電力は給電ラインＬ１０を介して負荷２へ供給されている。
【００７４】
これに対し、負荷回路２０にショートが発生し、給電ラインＬ１０において半導体リレー１００よりも下流側の電圧が半導体素子の動作保証値よりも低下すると、インバータ１３１がオン信号をスイッチング素子１３２に出力する。スイッチング素子１３２は、このオン信号に基づいて、高電位側端子と低電位側端子を接続し、これにより、給電ラインＬ１１とグランドラインＬ２０が接続線Ｌ３３，Ｌ３２を介して電気的に接続され、半導体リレー１００の制御端子Ｔ１３の電位は、グランドＧと同電位となる。このため、半導体リレー１００が強制的にオフされて、給電端子Ｔ１と出力端子Ｔ２が遮断され、負荷２に対するバッテリ１の電力の供給が停止される。
【００７５】
以上のように、本実施形態では、半導体リレーモジュール１０が、給電ラインＬ１０における半導体リレー１００の下流側の電圧に基づいて、半導体リレー１００を強制的にオフさせるショート検出回路１３０を備えている。そして、半導体リレー１００の半導体素子に動作保証値よりも低い電圧しか印加されない場合に、このショート検出回路１３０によって、半導体リレー１００の制御端子Ｔ１３に印加される電圧を変化させる（本例では低下させる）ことで、半導体リレー１００を強制的にオフさせることができるので、負荷回路２０のショートにより負荷２やハーネス等が損傷してしまうのを抑制することができる。
【００７６】
なお、特に図示しないが、リニアレギュレータ１１０がイネーブル回路を備えている場合には、ショート検出回路１３０を以下のように構成してもよい。
【００７７】
すなわち、インバータ１３１の出力端子をリニアレギュレータ１１０のイネーブル回路に接続し、インバータ１３１からオフ信号又はオン信号をイネーブル回路に入力する。インバータ１３１からイネーブル回路にオフ信号が入力されている場合には、リニアレギュレータ１１０は、半導体リレー１００の制御端子Ｔ１３に対して、電圧ＶＲＧを出力する。リニアレギュレータ１１０が出力する電圧ＶＲＧは、半導体リレー１００の所定の閾値電圧ＶＴＨよりも高い電圧である。一方、インバータ１３１からイネーブル回路にオン信号が入力されている場合には、リニアレギュレータ１１０は、半導体リレー１００の制御端子Ｔ１３に対して、半導体素子の閾値電圧ＶＴＨよりも低い電圧を出力する。なお、この場合には、接続線Ｌ３３とスイッチング素子１３２は不要となる。
【００７８】
≪第３実施形態≫
図４は本発明の第３実施形態に係る半導体リレーモジュール１０Ｃを利用した電力供給システムを示す概要図である。本実施形態では、半導体リレーモジュール１０Ｃのショート検出回路１３０に遅延回路１３３が追加されている点で第２実施形態と相違するが、それ以外の構成は第２実施形態と同様である。以下に、第３実施形態における電力供給システムについて第２実施形態との相違点についてのみ説明し、第２実施形態と同様の構成である部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００７９】
本実施形態では、負荷回路２０に発生したショートが、負荷２やハーネスが損傷する程の異常であるか否かを判断するために、ショート検出回路１３０に遅延回路１３３（第４の回路）が設けられている。この遅延回路１３３は、図４に示すように、接続線Ｌ３２に設けられており、インバータ１３１の出力端子とスイッチング素子１３２の制御端子との間に介在している。
【００８０】
具体的には、この遅延回路１３３は、インバータ１３１からオン信号の出力が開始され、且つ、所定時間経過後にもインバータ１３１からのオン信号が出力されている場合に、スイッチング素子１３２の制御端子にオン信号を出力する。これに対し、インバータ１３１からオン信号の出力が開始されたが、所定時間内にオフ信号に切り替わった場合には、遅延回路１３３は、スイッチング素子１３２の制御端子にオン信号を出力しない。
【００８１】
こうした遅延回路１３３の具体例としては、特に限定されないが、例えば、コンデンサを含む回路や論理回路等を例示することができる。また、上述の所定時間の具体例としては、特に限定されないが、数１００ｍｓｅｃ〜数ｓｅｃ程度を例示することができる。なお、遅延回路１３３をインバータ１３１と接続点Ｐ３３との間に介在させてもよい。
【００８２】
本実施形態では、負荷回路２０に発生したショートが、負荷２やハーネスを損傷させない程度の瞬間的なショートである場合に、遅延回路１３３によって、バッテリ１から負荷２への電力供給を停止させずに継続させることができる。
【００８３】
≪第４実施形態≫
図５は本発明の第４実施形態に係る半導体リレーモジュール１０Ｄを利用した電力供給システムを示す概要図である。本実施形態では、給電ラインＬ１０に対するショート検出回路１３０の接続線Ｌ３１の接続位置が第２実施形態と相違するが、それ以外の構成は第２実施形態と同様である。以下に、第４実施形態における電力供給システムについて第２実施形態との相違点についてのみ説明し、第２実施形態と同様の構成である部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００８４】
本実施形態では、接続線Ｌ３１の一端Ｐ３１が、半導体リレー１００の下流側に代えて、半導体リレー１００の上流側で給電ラインＬ１０に接続されている。本実施形態における「給電ラインＬ１０」が、本発明における「給電ライン」の一例に相当する。
【００８５】
負荷回路２０にショートが発生していない場合には、上述の第２実施形態と同様に、スイッチング素子１３２によって、給電ラインＬ１１とグランドラインＬ２０との接続線Ｌ３３，Ｌ３２による接続が遮断されているので、半導体リレー１００がオンしており、バッテリ１の電力は給電ラインＬ１０を介して負荷２へ供給されている。
【００８６】
これに対し、負荷回路２０にショートが発生し、給電ラインＬ１０において半導体リレー１００よりも上流側の電圧が半導体素子の動作保証値よりも低下すると、インバータ１３１がオン信号をスイッチング素子１３２に出力する。このオン信号に基づいてスイッチング素子１３２によって、給電ラインＬ１１とグランドラインＬ２０が接続線Ｌ３３，Ｌ３２を介して電気的に接続され、半導体リレー１００の制御端子Ｔ１３の電位は、グランドＧと同電位となる。このため、半導体リレー１００が強制的にオフされて、給電端子Ｔ１と出力端子Ｔ２は遮断され、負荷２に対するバッテリ１の電力の供給が停止される。
【００８７】
そして、本実施形態では、接続線Ｌ３１の接続点Ｐ３１が半導体リレー１００の上流側で給電ラインＬ１０に接続されているため、半導体リレー１００がオフされると、当該接続点Ｐ３１の電位が、給電端子Ｔ１と同電位相当の電位へと移行する。これにより、インバータ１３１がオフ信号をスイッチング素子１３２に出力し、スイッチング素子１３２が接続線Ｌ３３を遮断して、半導体リレー１００がオンとなり、バッテリ１の電力が負荷２に供給される。
【００８８】
すなわち、本実施形態では、負荷回路２０にショートが発生すると、半導体リレー１００がオンとオフを繰り返すハンチング現象が発生する。これにより、負荷回路２０にショートが発生した際に、負荷回路２０を流れる平均電流を低下させることができるので、負荷回路２０のショートによって負荷２やハーネス等が損傷してしまうのを抑制することができる。
【００８９】
また、本実施形態では、負荷回路２０にショートが発生すると、半導体リレー１００のハンチングに応じて負荷２が間欠的に動作するので、電力供給システムが適用された電気自動車の乗員に対して、負荷回路２０の異常を報知することもできる。
【００９０】
≪第５実施形態≫
図６は本発明の第５実施形態に係る半導体リレーモジュール１０Ｅを利用した電力供給システムを示す概要図である。本実施形態では、半導体リレーモジュール１０Ｅのショート検出回路１３０に遅延回路１３３が追加されている点で第４実施形態と相違するが、それ以外の構成は第４実施形態と同様である。以下に、第５実施形態における電力供給システムについて第４実施形態との相違点についてのみ説明し、第４実施形態と同様の構成である部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００９１】
本実施形態では、負荷回路２０にショートが発生した際に、半導体リレー１００のハンチングの周期（半導体リレー１００のオン／オフの間隔）を広げるために、ショート検出回路１３０に遅延回路１３３が設けられている。本実施形態の遅延回路１３３（第５の回路）は、上述の第４実施形態で説明した遅延回路１３３と同様の構成を有している。この遅延回路１３３は、図６に示すように、接続線Ｌ３２に設けられており、インバータ１３１の出力端子とスイッチング素子１３２の制御端子との間に介在している。なお、この遅延回路１３３をインバータ１３１と接続点Ｐ３３との間に介在させてもよい。
【００９２】
本実施形態では、負荷回路２０にショートが発生していない場合には、上述の第４実施形態と同様に、スイッチング素子１３２によって、給電ラインＬ１１とグランドラインＬ２０との接続線Ｌ３３，Ｌ３２による接続が遮断されているので、半導体リレー１００がオンしており、バッテリ１の電力は給電ラインＬ１０を介して負荷２へ供給されている。
【００９３】
これに対し、負荷回路２０にショートが発生し、給電ラインＬ１０において半導体リレー１００よりも上流側の電圧が半導体素子の動作保証値よりも低下すると、インバータ１３１がオン信号を遅延回路１３３に出力する。遅延回路１３３は、所定時間経過後にもインバータ１３１からのオン信号が出力されている場合にはスイッチング素子１３２の制御端子にオン信号を出力するが、所定時間内にオフ信号に切り替わった場合にはスイッチング素子１３２の制御端子にオン信号を出力しない。従って、本実施形態では、上述の第４実施形態と同様に、負荷回路２０のショートに伴って半導体リレー１００にハンチングが発生するが、この遅延回路１３３によって、半導体リレー１００のハンチングの周期（半導体リレー１００のオン／オフの間隔）が広がるので、電力供給システムが適用された電気自動車の乗員が負荷回路２０の異常を認識し易くなる。
【００９４】
また、本実施形態では、半導体リレー１００のハンチングの周期（半導体リレー１００のオン／オフの間隔）が広がることで、高速なハンチングによる半導体リレー１００の損傷の発生を抑制することができる。
【００９５】
なお、特に図示しないが、本実施形態では、遅延回路１３３に代えて、ショート検出回路１３０がラッチ回路（第６の回路）を備えてもよい。
【００９６】
負荷回路２０にショートが発生し、給電ラインＬ１０において半導体リレー１００よりも上流側の電圧が半導体素子の動作保証値よりも低下すると、インバータ１３１がオン信号をラッチ回路に出力するが、このラッチ回路は、このオン信号を保持する機能を有しており、例えば、マルチバイブレータやフリップフロップを用いて構成することができる。こうしたラッチ回路をショート検出回路１３０に設けることにより、負荷回路２０にショートが発生した際に、半導体リレー１００のハンチング現象が発生せず、バッテリ１から負荷２への電力供給を停止した状態を維持することができる。なお、外部制御回路３の遮断動作に同期させて、このラッチ回路によるオン信号の保持を解除してもよい。
【００９７】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００９８】
例えば、上述した実施形態では、リニアレギュレータ１１０を用いて半導体リレー１００の制御端子Ｔ１３へ印加する構成を示したが、これに限られない。例えば、リニアレギュレータ１１０の代わりに、給電ラインＬ１１に抵抗とツェナーダイオードとの直列回路を設けてもよい。この場合に、抵抗の一端を半導体リレーモジュール１０の給電端子Ｔ１と接続させ、抵抗の他端はツェナーダイオードと接続させ、抵抗とツェナーダイオードの接続点を半導体リレー１００の制御端子Ｔ１３と接続させてもよい。
【符号の説明】
【００９９】
１…バッテリ
２…負荷
２０…負荷回路
３…外部制御回路
１０，１０Ｂ〜１０Ｅ…半導体リレーモジュール
Ｔ１…給電端子
Ｔ２…出力端子
Ｔ３…制御端子
Ｌ１０，Ｌ１１…給電ライン
Ｌ２０…グランドライン
１００…半導体リレー
Ｔ１１…入力端子
Ｔ１２…出力端子
Ｔ１３…制御端子
Ｔ１４…グランド端子
１１０…リニアレギュレータ
Ｔ２１…入力端子
Ｔ２２…出力端子
Ｔ２３…グランド端子
１２０…電位確定回路
Ｒ１０…抵抗
Ｃ１０…コンデンサ
１３０…ショート検出回路
Ｒ３１、Ｒ３２…抵抗
１３１…インバータ
１３２…スイッチング素子
１３３…遅延回路
Ｌ３１〜Ｌ３３…接続線
Ｐ３１〜Ｐ３５…接続点
【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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