(57)【要約】【課題】故障が発生している半導体スイッチを含む全ての半導体スイッチ夫々の両端子を開放させることができるスイッチ制御装置、スイッチ切替え方法及びコンピュータプログラムを提供する。【解決手段】ｎ（ｎ：２以上の整数）個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎは並列に接続されている。スイッチ制御装置１２が有する駆動回路４０は、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎ中の少なくとも１つについて故障が検知された場合、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎをオンに切替えるためのオン動作を行う。その後、駆動回路４０は、所定の条件が満たされた場合、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎをオフに切替えるためのオフ動作を行う。【選択図】図１
2018129762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列に接続された複数の半導体スイッチ中の少なくとも１つについて故障が検知された場合に、該複数の半導体スイッチをオンに切替えるためのオン動作を行う第１切替え部と、
該第１切替え部が前記オン動作を行った後に、前記複数の半導体スイッチをオフに切替えるためのオフ動作を行う第２切替え部と
を備えるスイッチ制御装置。
【請求項２】
前記第１切替え部は、前記複数の半導体スイッチの温度と共に上昇するスイッチ温度が所定温度以上となった場合に、前記オン動作を行う
請求項１に記載のスイッチ制御装置。
【請求項３】
前記第１切替え部は、前記オフ動作が行われているにも関わらず、該複数の半導体スイッチを介して流れる電流が基準電流以上である場合に、前記オン動作を行う
請求項１に記載のスイッチ制御装置。
【請求項４】
前記第２切替え部は、前記第１切替え部が前記オン動作を行った後にて、該複数の半導体スイッチの温度と共に上昇するスイッチ温度が閾値温度以上となった場合に前記オフ動作を行う
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載のスイッチ制御装置。
【請求項５】
前記第２切替え部は、前記第１切替え部が前記オン動作を行った後にて、該複数の半導体スイッチを介して流れる電流が閾値電流以上となった場合に前記オフ動作を行う
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載のスイッチ制御装置。
【請求項６】
前記複数の半導体スイッチ夫々は、
端子と、
半導体スイッチ本体と、
前記端子及び半導体スイッチ本端を接続するワイヤと
を有し、
前記複数の半導体スイッチ夫々では、電流が前記半導体スイッチ本体、ワイヤ及び端子を流れる
請求項１から請求項５のいずれか１つに記載のスイッチ制御装置。
【請求項７】
並列に接続された複数の半導体スイッチ中の少なくとも１つについて故障が検知された場合に、前記複数の半導体スイッチをオンに切替えるためのオン動作を行うステップと、
該オン動作が行われた後に、前記複数の半導体スイッチをオフに切替えるためのオフ動作を行うステップと
を含むスイッチ切替え方法。
【請求項８】
並列に接続された複数の半導体スイッチ中の少なくとも１つについて故障が検知された場合に、前記複数の半導体スイッチをオンに切替えるためのオン動作の実行を指示するステップと、
該オン動作を行うことを指示した後に、前記複数の半導体スイッチをオフに切替えるためのオフ動作の実行を指示するステップと
をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチ制御装置、スイッチ切替え方法及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される電源システムとして、バッテリから負荷への給電経路に、半導体スイッチとして機能するＦＥＴ(Field Effect Transistor)が配置された電源システム（例えば、特許文献１を参照）がある。この電源システムでは、電流が、バッテリから、ＦＥＴのドレイン端子及びソース端子を介して負荷に流れる。
【０００３】
ＦＥＴドライバは、ＦＥＴのゲート端子の電圧を調整することによって、ＦＥＴのドレイン端子及びソース端子間の抵抗値を調整する。ＦＥＴドライバは、ＦＥＴがオンとなる、即ち、ＦＥＴのドレイン端子及びソース端子間の抵抗値が十分に小さな値となるように、ＦＥＴのゲート端子の電圧を調整する。ＦＥＴがオンである場合、電流が、バッテリから、ＦＥＴのドレイン端子及びソース端子を介して負荷に電流が流れ、負荷に電力が供給される。
【０００４】
また、ＦＥＴドライバは、ＦＥＴがオフとなる、即ち、ＦＥＴのドレイン端子及びソース端子間の抵抗値が十分に大きな値となるようにＦＥＴのゲート端子の電圧を調整する。ＦＥＴがオフである場合、ＦＥＴのドレイン端子及びソース端子を介して、バッテリから負荷に電流が流れず、負荷に電力が供給されることはない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−１６３０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＦＥＴで発生する故障として、半オン故障がある。半オン故障は、ＦＥＴをオンにするためのオン動作を行っても、ＦＥＴのドレイン端子及びソース端子間の抵抗値が十分に小さな値にならず、ＦＥＴをオフにするためのオフ動作を行っても、ＦＥＴのドレイン端子及びソース端子間の抵抗値が十分に大きな値とならない現象である。半オン故障が発生しているＦＥＴでは、ドレイン端子及びソース端子間の抵抗値は十分に大きな値ではないため、ドレイン端子及びソース端子を介して電流が流れる。
【０００７】
ＦＥＴに電流が流れた場合にＦＥＴから発生する熱量は、ＦＥＴのドレイン端子及びソース端子間の抵抗値が大きい程大きい。前述したように、半オン故障が発生しているＦＥＴのドレイン端子及びソース端子間の抵抗値は十分に小さな値ではない。このため、半オン故障が発生しているＦＥＴに電流が流れた場合、ＦＥＴから発生する熱量は大きく、ＦＥＴの温度が急速に上昇する。ＦＥＴの温度が高い場合、ＦＥＴの周辺に配置されている素子が過熱され、素子の性能が低下する虞がある。
【０００８】
半オン故障が発生しているＦＥＴの温度上昇を防止する電源システムとして、複数のＦＥＴが並列に接続されている電源システムが考えられる。この電源システムでは、複数のＦＥＴ中の少なくとも１つについて半オン故障が検知された場合、複数のＦＥＴの中で正常なＦＥＴをオンに切替え、正常なＦＥＴのオンを維持する。これにより、バッテリから負荷へ流れる電流の略全てが正常なＦＥＴを通過するので、半オン故障が発生しているＦＥＴに電流が流れず、このＦＥＴの温度上昇が防止される。
【０００９】
しかしながら、正常なＦＥＴをオンに維持している場合において、種々の原因で複数のＦＥＴの温度が上昇し続けたとき、複数のＦＥＴの周辺に配置されている素子が過熱される可能性ある。前述したように、素子が過熱された場合、素子の性能が低下する。このため、素子が過熱される前に全てのＦＥＴのドレイン端子及びソース端子を開放する必要がある。
【００１０】
また、正常なＦＥＴをオンに維持している場合において、種々の原因で複数のＦＥＴを介して過電流が流れて負荷が故障する可能性がある。負荷の故障を防止するためには、複数のＦＥＴを介して過電流が流れる前に全てのＦＥＴのドレイン端子及びソース端子を開放する必要がある。
【００１１】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、故障が発生している半導体スイッチを含む全ての半導体スイッチ夫々の両端子を開放させることができるスイッチ制御装置、スイッチ切替え方法及びコンピュータプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様に係るスイッチ制御装置は、並列に接続された複数の半導体スイッチ中の少なくとも１つについて故障が検知された場合に、該複数の半導体スイッチをオンに切替えるためのオン動作を行う第１切替え部と、該第１切替え部が前記オン動作を行った後に、前記複数の半導体スイッチをオフに切替えるためのオフ動作を行う第２切替え部とを備える。
【００１３】
本発明の一態様に係るスイッチ切替え方法は、並列に接続された複数の半導体スイッチ中の少なくとも１つについて故障が検知された場合に、前記複数の半導体スイッチをオンに切替えるためのオン動作を行うステップと、該オン動作が行われた後に、前記複数の半導体スイッチをオフに切替えるためのオフ動作を行うステップとを含む。
【００１４】
本発明の一態様に係るコンピュータプログラムは、並列に接続された複数の半導体スイッチ中の少なくとも１つについて故障が検知された場合に、前記複数の半導体スイッチをオンに切替えるためのオン動作の実行を指示するステップと、該オン動作を行うことを指示した後に、前記複数の半導体スイッチをオフに切替えるためのオフ動作の実行を指示するステップとをコンピュータに実行させる。
【００１５】
なお、本発明を、このような特徴的な処理部を備えるスイッチ制御装置として実現することができるだけでなく、かかる特徴的な処理をステップとするスイッチ切替え方法として実現したり、かかるステップをコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムとして実現したりすることができる。また、本発明を、スイッチ制御装置の一部又は全部を実現する半導体集積回路として実現したり、スイッチ制御装置を含むスイッチ制御システムとして実現したりすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
上記の態様によれば、故障が発生している半導体スイッチを含む全ての半導体スイッチ夫々の両端子を開放させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態１における電源システムの要部構成を示すブロック図である。
【図２】半導体スイッチの設置の説明図である。
【図３】半導体スイッチの断面図である。
【図４】切替え処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】切替え処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】スイッチ制御装置の効果の説明図である。
【図７】実施形態２における電源システムの要部構成を示すブロック図である。
【図８】切替え処理の手順を示すフローチャートである。
【図９】切替え処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】スイッチ制御装置の効果の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施態様を列挙して説明する。以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
【００１９】
（１）本発明の一態様に係るスイッチ制御装置は、並列に接続された複数の半導体スイッチ中の少なくとも１つについて故障が検知された場合に、該複数の半導体スイッチをオンに切替えるためのオン動作を行う第１切替え部と、該第１切替え部が前記オン動作を行った後に、前記複数の半導体スイッチをオフに切替えるためのオフ動作を行う第２切替え部とを備える。
【００２０】
（２）本発明の一態様に係るスイッチ制御装置では、前記第１切替え部は、前記複数の半導体スイッチの温度と共に上昇するスイッチ温度が所定温度以上となった場合に、前記オン動作を行う。
【００２１】
（３）本発明の一態様に係るスイッチ制御装置では、前記第１切替え部は、前記オフ動作が行われているにも関わらず、該複数の半導体スイッチを介して流れる電流が基準電流以上である場合に、前記オン動作を行う。
【００２２】
（４）本発明の一態様に係るスイッチ制御装置では、前記第２切替え部は、前記第１切替え部が前記オン動作を行った後にて、該複数の半導体スイッチの温度と共に上昇するスイッチ温度が閾値温度以上となった場合に前記オフ動作を行う。
【００２３】
（５）本発明の一態様に係るスイッチ制御装置では、前記第２切替え部は、前記第１切替え部が前記オン動作を行った後にて、該複数の半導体スイッチを介して流れる電流が閾値電流以上となった場合に前記オフ動作を行う。
【００２４】
（６）本発明の一態様に係るスイッチ制御装置では、前記複数の半導体スイッチ夫々は、端子と、半導体スイッチ本体と、前記端子及び半導体スイッチ本端を接続するワイヤとを有し、前記複数の半導体スイッチ夫々では、電流が前記半導体スイッチ本体、ワイヤ及び端子を流れる。
【００２５】
（７）本発明の一態様に係るスイッチ切替え方法は、並列に接続された複数の半導体スイッチ中の少なくとも１つについて故障が検知された場合に、前記複数の半導体スイッチをオンに切替えるためのオン動作を行うステップと、該オン動作が行われた後に、前記複数の半導体スイッチをオフに切替えるためのオフ動作を行うステップとを含む。
【００２６】
（８）本発明の一態様に係るコンピュータプログラムは、並列に接続された複数の半導体スイッチ中の少なくとも１つについて故障が検知された場合に、前記複数の半導体スイッチをオンに切替えるためのオン動作の実行を指示するステップと、該オン動作を行うことを指示した後に、前記複数の半導体スイッチをオフに切替えるためのオフ動作の実行を指示するステップとをコンピュータに実行させる。
【００２７】
上記の一態様に係るスイッチ制御装置、スイッチ切替え方法及びコンピュータプログラムにあっては、複数の半導体スイッチ中の少なくとも１つについて、例えば半オン故障が検知された場合、複数の半導体スイッチをオンに切替えるためのオン動作を行う。これにより、正常な半導体スイッチがオンに切替わるので、故障が発生している半導体スイッチの温度上昇が防止され、複数の半導体スイッチを介した電流供給が行われる。
【００２８】
オン動作を行った後において、複数の半導体スイッチを介した電流供給を停止すべきであると判定した場合、複数の半導体スイッチをオフに切替えるためのオフ動作を行う。これにより、正常な半導体スイッチがオフに切替わるので、故障が発生している半導体スイッチに大きな電流が流れ、故障が発生している半導体スイッチ内で断線が発生し、故障が発生している半導体スイッチの両端子が開放される。また、正常な半導体スイッチはオフである。結果、故障が発生している半導体スイッチを含む全ての半導体スイッチの両端子が開放される。
【００２９】
上記の一態様に係るスイッチ制御装置にあっては、スイッチ温度が所定温度以上となった場合に、複数の半導体スイッチ中の少なくとも１つについて故障が検知されたとして、オン動作を行う。スイッチ温度は、複数の半導体スイッチの温度上昇と共に上昇する温度である。
【００３０】
上記の一態様に係るスイッチ制御装置にあっては、複数の半導体スイッチをオフに切替えるオフ動作が行われているにも関わらず、複数の半導体スイッチを介して流れる電流が基準電流以上である場合、複数の半導体スイッチ中の少なくとも１つについて故障が検知されたとして、オン動作を行う。
【００３１】
上記の一態様に係るスイッチ制御装置にあっては、オン動作を行った後において、スイッチ温度が閾値温度以上となった場合、複数の半導体スイッチを介した電流供給を停止すべきであるとして、オフ動作を行う。これにより、故障が発生している半導体スイッチを含む複数の半導体スイッチの両端子が開放され、複数の半導体スイッチ全体の温度は低下する。
【００３２】
上記の一態様に係るスイッチ制御装置にあっては、オン動作を行った後において、複数の半導体スイッチを介して流れる電流が閾値電流以上である場合、複数の半導体スイッチを介した電流供給を停止すべきであるとして、オフ動作を行う。これにより、故障が発生している半導体スイッチを含む複数の半導体スイッチの両端子が開放され、複数の半導体スイッチを介した電流供給が停止する。
【００３３】
上記の一態様に係るスイッチ制御装置にあっては、複数の半導体スイッチ夫々では、端子と半導体スイッチ本体とがワイヤによって接続されている。ワイヤは細いため、ワイヤの抵抗値は大きい。このため、ワイヤに電流を流してワイヤの温度を上昇させることによって、ワイヤを断線させることは容易である。結果、故障が発生した半導体スイッチを含む複数の半導体スイッチの両端子を容易に開放させることが可能である。
【００３４】
［本発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係るスイッチ制御装置の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００３５】
（実施形態１）
図１は、実施形態１における電源システム１の要部構成を示すブロック図である。電源システム１は、好適に車両に搭載されており、バッテリ１０、負荷１１、スイッチ制御装置１２、温度検出部１３及びｎ（ｎ：２以上の整数）個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎを備える。半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎ夫々は、Ｎチャネル型のＦＥＴであり、半導体スイッチ本体２０、ドレイン端子２１、ソース端子２２及びゲート端子２３を有する。半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎ夫々において、ドレイン端子２１、ソース端子２２及びゲート端子２３は、半導体スイッチ本体２０に接続されている。
【００３６】
ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎは並列に接続されている。半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎ夫々について、ドレイン端子２１はバッテリ１０の正極に接続され、ソース端子２２は負荷１１の一端に接続されている。バッテリ１０の負極と、負荷１１の他端とは接地されている。ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎ夫々のゲート端子２３は、他の半導体スイッチのゲート端子２３に接続されていると共に、スイッチ制御装置１２に接続されている。スイッチ制御装置１２には、温度検出部１３と、外部装置３０とに接続されている。
【００３７】
なお、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎに係る並列は、厳密な並列を意味せず、実質的な並列を意味する。従って、例えば、半導体スイッチＫ１及び抵抗の直列回路が、他の半導体スイッチのドレイン端子２１及びソース端子２２間に接続されている状態も、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎが並列に接続されている状態である。
【００３８】
半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎ夫々について、ソース端子２２の電位を基準としたゲート端子２３の電圧が一定電圧以上である場合、ドレイン端子２１及びソース端子２２間の抵抗値が十分に小さく、ドレイン端子２１及びソース端子２２を介して電流が流れる。このとき、半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎ夫々はオンである。
【００３９】
半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎ夫々について、ソース端子２２の電位を基準としたゲート端子２３の電圧が一定電圧未満である場合、ドレイン端子２１及びソース端子２２間の抵抗値が十分に大きく、ドレイン端子２１及びソース端子２２を介して電流が流れることはない。このとき、半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎ夫々はオフである。
【００４０】
スイッチ制御装置１２は、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎをオンに切替えるためのオン動作を行う。オン動作は、半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎ夫々について、接地電位を基準としたゲート端子２３の電圧であるゲート電圧を上昇させる動作である。これにより、半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎ夫々について、ソース端子２２の電位を基準としたゲート端子２３の電圧が上昇し、ドレイン端子２１及びソース端子２２間の抵抗値が十分に大きくなる。
【００４１】
また、スイッチ制御装置１２は、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎをオフに切替えるためのオフ動作を行う。オフ動作は、半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎ夫々について、ゲート電圧を低下させる動作である。これにより、半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎ夫々について、ソース端子２２の電位を基準としたゲート端子２３の電圧が上昇し、ドレイン端子２１及びソース端子２２間の抵抗値が十分に小さくなる。
【００４２】
スイッチ制御装置１２がオン動作を行った場合、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎの中で正常な半導体スイッチが略同時にオンに切替わる。同様に、スイッチ制御装置１２がオフ動作を行った場合、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎの中で正常な半導体スイッチが略同時にオフに切替わる。
【００４３】
温度検出部１３はスイッチ温度を検出する。スイッチ温度は、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎ周辺の温度である。温度検出部１３は、検出したスイッチ温度を示す温度情報をスイッチ制御装置１２に出力する。
また、外部装置３０は、スイッチ制御装置１２に、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎのオンを指示するオン信号と、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎのオフを指示するオフ信号とを出力する。
【００４４】
スイッチ制御装置１２は、外部装置３０から入力された信号と、温度検出部１３から入力された温度情報が示すスイッチ温度とに基づいて、オン動作又はオフ動作を行う。
【００４５】
ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎがオンに切替わった場合、電流が、バッテリ１０から、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎを介して負荷１１に流れ、負荷１１に電力が供給される。ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎがオフに切替わった場合、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎを介した電流供給が停止し、バッテリ１０から負荷１１への電力供給が停止する。
【００４６】
ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎ夫々について、半オン故障が発生する可能性がある。半オン故障は、オン動作が行われているにも関わらず、ドレイン端子２１及びソース端子２２間の抵抗値が十分に小さな値に低下せず、更に、オフ動作が行われているにも関わらず、ドレイン端子２１及びソース端子２２間の抵抗値が十分に大きな値に上昇しない現象である。
【００４７】
ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎ中の少なくとも１つで半オン故障が発生した場合、半オン故障が発生している半導体スイッチのドレイン端子２１及びソース端子２２間の抵抗値が十分に大きな値ではないため、バッテリ１０から負荷１１への電流供給を停止することができない。従って、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎ中の正常な半導体スイッチの全てがオフである場合、半オン故障が発生している半導体スイッチを介して電流が流れる。
【００４８】
このとき、半オン故障が発生している半導体スイッチのドレイン端子２１及びソース端子２２間の抵抗値は十分に小さな値ではないため、半オン故障が発生している半導体スイッチから、単位時間に発生する熱量は大きく、半オン故障が発生している半導体スイッチの温度が急速に上昇する。結果、スイッチ温度も急速に上昇する。
【００４９】
図２は半導体スイッチＫ１，Ｋ２，Ｋ３の設置の説明図である。図２には、ｎが３である場合の例が示されている。以下では、３個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，Ｋ３の設置を説明する。電源システム１は、更に、２つの導電板１４，１５と回路基板１６とを備える。導電板１４，１５夫々は、所謂バスバーである。
【００５０】
導電板１４の板面に垂直な方向は導電板１５の板面に垂直な方向と略同じである。導電板１４の端面は、一定の間隔を隔てて、導電板１５の端面と対向している。導電板１４，１５の板面上に共通の回路基板１６が配置されている。回路基板１６において、導電板１４，１５の端面が互いに対向している部分に対応する場所に、貫通孔１６ａが設けられており、貫通孔１６ａ内に３個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，Ｋ３が設置されている。
【００５１】
半導体スイッチＫ１，Ｋ２，Ｋ３夫々について、ドレイン端子２１、ソース端子２２及びゲート端子２３夫々は板状をなし、ドレイン端子２１は導電板１４に接続され、ソース端子２２は導電板１５に接続されている。従って、半導体スイッチＫ１，Ｋ２，Ｋ３夫々について、ドレイン端子２１は、導電板１４を介して、バッテリ１０の正極に接続され、ソース端子２２は、導電板１５を介して、負荷１１の一端に接続されている。半導体スイッチＫ１，Ｋ２，Ｋ３夫々のゲート端子２３は、回路基板１６に接続されている。半導体スイッチＫ１，Ｋ２，Ｋ３夫々について、ゲート端子２３と導電板１５との間に回路基板１６が配置されており、ゲート端子２３及び導電板１５間を電流が流れることはない。
【００５２】
ｎが２又は４以上である場合、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎは、ｎが３である場合の例と同様に設置される。即ち、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎ夫々について、ドレイン端子２１は導電板１４に接続され、ソース端子２２は導電板１５に接続され、ゲート端子２３は回路基板１６に接続される。
【００５３】
温度検出部１３は回路基板１６上に設置されている。前述したように、温度検出部１３はスイッチ温度を検出する。スイッチ温度は、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎから、空気を介して温度検出部１３に伝導した熱によって上昇し、更に、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎから、導電板１４，１５中の一方と、回路基板１６とを介して温度検出部１３に伝導した熱によって上昇する。従って、スイッチ温度は、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎ全体の温度と共に上昇する。
【００５４】
回路基板１６には、図示しない素子が配置されている。素子の温度は、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎから、空気を介して素子に伝導した熱によって上昇し、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎから、導電板１４，１５中の一方と、回路基板１６とを介して素子に伝導した熱によって上昇する。従って、回路基板１６に配置されている素子の温度は、スイッチ温度と同様に、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎ全体の温度と共に上昇する。素子の温度が上昇して素子が過熱された場合、素子の性能が低下する可能性がある。
【００５５】
図３は半導体スイッチＫ１の断面図である。ドレイン端子２１の一方の板面は、図示しない半田によって、導電板１４に接続されている。ドレイン端子２１の他方の板面は、図示しない半田によって、板状をなす半導体スイッチ本体２０の一方の板面に接続されている。
【００５６】
半導体スイッチＫ１は、更に、ワイヤ２４及び樹脂２５を有する。ワイヤ２４は、半導体スイッチ本体２０の他方の板面と、ソース端子２２とを接続している。前述したように、ソース端子２２は、導電板１５に更に接続されている。半導体スイッチ本体２０と、ドレイン端子２１の一部分と、ソース端子２２の一部分と、ワイヤ２４とは、樹脂２５によって覆われている。半導体スイッチＫ１について、電流は、導電板１４、ドレイン端子２１、半導体スイッチ本体２０、ワイヤ２４、ソース端子２２及び導電板１５の順に流れる。
【００５７】
半導体スイッチＫ１において、ワイヤ２４が断線した場合、ドレイン端子２１及びソース端子２２は開放される。ワイヤ２４は細いため、ワイヤ２４の抵抗値は大きい。このため、ワイヤ２４に電流を流してワイヤ２４の温度を上昇させ、ワイヤ２４を断線させることは容易である。従って、半導体スイッチＫ１のドレイン端子２１及びソース端子２２を容易に開放させることができる。
【００５８】
半導体スイッチＫ２，Ｋ３，・・・，Ｋｎ夫々は半導体スイッチＫ１と同様に構成されている。従って、半導体スイッチＫ２，Ｋ３，・・・，Ｋｎ夫々は、ワイヤ２４及び樹脂２５を更に有し、半導体スイッチＫ１と同様の効果を奏する。
【００５９】
図１に示すように、スイッチ制御装置１２は、駆動回路４０及びマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）４１を有する。マイコン４１は、制御部５０、記憶部５１、入力部５２，５３及び出力部５４を有する。これらはバス５５に各別に接続されている。入力部５２は、更に、温度検出部１３に接続されている。入力部５３は、更に、外部装置３０に接続されている。出力部５４は、更に、駆動回路４０の入力端子に接続されている。駆動回路４０の出力端子は、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎ夫々のゲート端子２３に接続されている。
【００６０】
温度検出部１３から入力部５２に温度情報が入力される。制御部５０は、入力部５２から温度情報を取得する。制御部５０が入力部５２から取得した温度情報が示すスイッチ温度は、取得時点に温度検出部１３が検出したスイッチ温度と略一致する。
外部装置３０から入力部５３にオン信号及びオフ信号が入力される。入力部５３は、オン信号又はオフ信号が入力された場合、入力された信号を制御部５０に通知する。
【００６１】
出力部５４は、ハイレベル電圧又はローレベル電圧を駆動回路４０に出力している。制御部５０は、出力部５４に、半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎのオン又はオフへの切替えを指示する。
制御部５０が出力部５４にオンへの切替えを指示した場合、出力部５４は駆動回路４０に出力している出力電圧をハイレベル電圧に切替える。駆動回路４０は、出力部５４の出力電圧がローレベル電圧からハイレベル電圧に切替わった場合、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎをオンにするためのオン動作を行う。オン動作は、前述したように、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎのゲート電圧を上昇させる動作である。
【００６２】
制御部５０が出力部５４にオフへの切替えを指示した場合、出力部５４は出力電圧をローレベル電圧に切替える。駆動回路４０は、出力部５４の出力電圧がハイレベル電圧からローレベル電圧に切替わった場合、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎをオフにするためのオフ動作を行う。オフ動作は、前述したように、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎのゲート電圧を低下させる動作である。
【００６３】
記憶部５１は、例えば不揮発性メモリである。記憶部５１には、コンピュータプログラムＰ１が記憶されている。制御部５０は図示しないＣＰＵ(Central Processing Unit)を有する。制御部５０のＣＰＵは、コンピュータプログラムＰ１を実行することによって、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎをオン又はオフに切替える切替え処理を実行する。コンピュータプログラムＰ１は、切替え処理をＣＰＵに実行させるために用いられる。
【００６４】
なお、コンピュータプログラムＰ１は、コンピュータが読み取り可能に、記憶媒体Ａ１に記憶されていてもよい。この場合、図示しない読み出し装置によって記憶媒体Ａ１から読み出されたコンピュータプログラムＰ１が記憶部５１に記憶される。記憶媒体Ａ１は、光ディスク、フレキシブルディスク、磁気ディスク、磁気光ディスク又は半導体メモリ等である。光ディスクは、ＣＤ（Compact Disc）−ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）−ＲＯＭ、又は、ＢＤ（Blu-ray(登録商標) Disc）等である。磁気ディスクは、例えばハードディスクである。また、図示しない通信網に接続されている図示しない外部装置からコンピュータプログラムＰ１をダウンロードし、ダウンロードしたコンピュータプログラムＰ１を記憶部５１に記憶してもよい。
【００６５】
記憶部５１には、コンピュータプログラムＰ１の他に、フラグの値が記憶されている。フラグの値は、ゼロ、１又は２である。フラグの値がゼロであることは、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎの動作が正常であることを意味する。フラグの値が１であることは、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎ中の少なくとも１つで半オン故障が発生していることを意味する。フラグの値が２であることは、半オン故障が発生している半導体スイッチのドレイン端子２１及びソース端子２２を開放させたことを意味する。フラグの値は制御部５０によって変更される。
【００６６】
図４及び図５は切替え処理の手順を示すフローチャートである。制御部５０は切替え処理を周期的に実行する。まず、制御部５０は、フラグの値がゼロであるか否かを判定する（ステップＳ１）。制御部５０は、フラグの値がゼロであると判定した場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、外部装置３０から入力部５３にオン信号が入力されたか否かを判定する（ステップＳ２）。制御部５０は、オン信号が入力されたと判定した場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎのオンへの切替えを出力部５４に指示する（ステップＳ３）。
【００６７】
これにより、出力部５４は出力電圧をハイレベル電圧に切替え、駆動回路４０はオン動作を行う。これにより、半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎ中の正常な半導体スイッチはオンに切替わる。結果、電流が、バッテリ１０の正極から、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎを介して負荷１１に流れ、負荷１１に電力が供給される。
【００６８】
制御部５０は、オン信号が入力されていないと判定した場合（Ｓ２：ＮＯ）、外部装置３０から入力部５３にオフ信号が入力されたか否かを判定する（ステップＳ４）。制御部５０は、オフ信号が入力されたと判定した場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎのオフへの切替えを出力部５４に指示する（ステップＳ５）。
【００６９】
これにより、出力部５４は出力電圧をローレベル電圧に切替え、駆動回路４０はオフ動作を行う。これにより、半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎ中の正常な半導体スイッチはオフに切替わる。ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎが正常な半導体スイッチである場合、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎがオフに切替わるので、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎを介した電流供給が停止し、負荷１１への電力供給が停止する。
【００７０】
ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎ中の少なくとも１つに半オン故障が発生している場合、制御部５０がステップＳ５を実行することによって、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎの中で、半オン故障が発生している半導体スイッチを除く他の半導体スイッチがオフに切替わる。このため、電流は、バッテリ１０から、半オン故障が発生している半導体スイッチを介して負荷１１に流れ続け、半オン故障が発生している半導体スイッチの温度が急速に上昇する。
【００７１】
制御部５０は、ステップＳ３，Ｓ５の一方を実行した後、又は、オフ信号が入力されていないと判定した場合（Ｓ４：ＮＯ）、出力部５４が出力している出力電圧がローレベル電圧であるか否かを判定する（ステップＳ６）。制御部５０は、出力電圧がローレベル電圧であると判定した場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、入力部５２から温度情報を取得し（ステップＳ７）、取得した温度情報が示すスイッチ温度に基づいて、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎ中の少なくとも１つで半オン故障が発生しているか否かを判定する（ステップＳ８）。
【００７２】
出力電圧がローレベル電圧である場合、即ち、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎの中で全ての正常な半導体スイッチがオフである場合、半オン故障が発生している半導体スイッチに電流が流れ、半オン故障が発生している半導体スイッチの温度が急速に上昇する。これにより、スイッチ温度も急速に上昇する。ステップＳ８では、制御部５０は、スイッチ温度が基準温度以上である場合、半オン故障が発生していると判定し、スイッチ温度が基準温度未満である場合、半オン故障が発生していないと判定する。基準温度は、一定値であり、予め設定されている。
【００７３】
制御部５０は、半オン故障が発生していると判定した場合、即ち、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎ中の少なくとも１つについて半オン故障を検知した場合（Ｓ８：ＹＥＳ）、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎのオンへの切替えを出力部５４に指示する（ステップＳ９）。
【００７４】
これにより、出力部５４は出力電圧をハイレベル電圧に切替え、駆動回路４０はオン動作を行う。これにより、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎの中で正常な半導体スイッチがオンに切替わる。ステップＳ９で制御部５０が行うオンへの切替えの指示は、駆動回路４０へのオン動作の実行の指示に相当し、駆動回路４０は第１切替え部として機能する。
【００７５】
制御部５０は、ステップＳ９を実行した後、フラグの値をゼロから１に変更する（ステップＳ１０）。制御部５０は、出力電圧がローレベル電圧ではないと判定した場合（Ｓ６：ＮＯ）、半オン故障が発生していないと判定した場合（Ｓ８：ＮＯ）、又は、ステップＳ１０を実行した後、切替え処理を終了する。
【００７６】
制御部５０は、フラグの値がゼロではないと判定した場合（Ｓ１：ＮＯ）、フラグの値が１であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。制御部５０は、フラグの値が１であると判定した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、入力部５２から温度情報を取得し（ステップＳ１２）、取得した温度情報が示すスイッチ温度が閾値温度以上であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。閾値温度も、一定値であり、予め設定されている。閾値温度は基準温度よりも高い。
【００７７】
制御部５０は、スイッチ温度が閾値温度以上であると判定した場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎから伝導した熱によって、回路基板１６に配置された素子が過熱される虞があるとして、出力部５４に、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎのオフへの切替えを出力部５４に指示する（ステップＳ１４）。
【００７８】
これにより、出力部５４は出力電圧をローレベル電圧に切替え、駆動回路４０はオフ動作を行う。ステップＳ１３，Ｓ１４は、フラグの値が１である場合、即ち、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎの中の少なくとも１つについて半オン故障が検知されて、駆動回路４０がオン動作を行った後に実行される。
【００７９】
ステップＳ１４で制御部５０が行ったオフへの切替えの指示は、駆動回路４０へのオフ動作の実行の指示に相当し、駆動回路４０は第２切替え部としても機能する。
【００８０】
制御部５０がステップＳ１４を実行することによって、駆動回路４０がオフ動作を行った場合、正常な半導体スイッチがオフに切替わるので、半オン故障が発生している半導体スイッチ内では、ワイヤ２４に大きな電流が流れ、ワイヤ２４が断線し、ドレイン端子２１及びソース端子２２が開放される。半オン故障が発生している半導体スイッチのドレイン端子２１及びソース端子２２が開放された場合、正常な半導体スイッチはオフに維持されているため、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎを介して電流が流れず、バッテリ１０から負荷１１への電力供給が停止する。
【００８１】
制御部５０は、ステップＳ１４を実行した後、フラグの値を２に変更する（ステップＳ１５）。制御部５０は、フラグの値が１ではないと判定した場合（Ｓ１１：ＮＯ）、スイッチ温度が閾値温度未満であると判定した場合（Ｓ１３：ＮＯ）、又は、ステップＳ１５を実行した後、切替え処理を終了する。
【００８２】
前述したように、正常な半導体スイッチがオフである状態でフラグの値は２に変更される。更に、切替え処理では、フラグの値が２である場合、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎがオンに切替えられることはない。従って、ステップＳ１５が実行された後において、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎを介して電流が流れることはない。
【００８３】
図６は、スイッチ制御装置１２の効果の説明図である。図６には、スイッチ温度の推移と、出力部５４が出力している出力電圧の推移とが示されている。図６では、「Ｈ」はハイレベル電圧を示し、「Ｌ」はローレベル電圧を示す。各推移の横軸には時間が示されている。
また、図６では、基準温度をＴｒと記載し、閾値温度をＴｔｈと記載している。Ｔｃは、オフ動作が行われた場合に、半オン故障が発生している半導体スイッチ内で断線が発生する断線温度である。Ｔｄは、回路基板１６に配置されている素子が過熱される過熱温度である。
【００８４】
ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎが正常な半導体スイッチである場合において、出力部５４が駆動回路４０にハイレベル電圧を出力しているとき、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎがオンであり、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎを介して電流が流れている。通常、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎでは、単位時間の放熱量及び発熱量が略一致しているため、スイッチ温度は、基準温度Ｔｒよりも低い温度で安定している。
【００８５】
ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎがオンである間に、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎ中の少なくとも１つで半オン故障が発生したと仮定する。このとき、半オン故障が発生している半導体スイッチのドレイン端子２１及びソース端子２２の抵抗値は、正常な半導体スイッチのドレイン端子２１及びソース端子２２の抵抗値よりも大きいので、負荷１１に供給される略全ての電流が正常な半導体スイッチを流れる。従って、半オン故障が発生している半導体スイッチのドレイン端子２１及びソース端子２２を介して流れる電流は略ゼロＡであるため、半オン故障が発生している半導体スイッチの温度は殆ど上昇することはない。
【００８６】
ただし、並列に接続されているｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎ中の少なくとも１つで半オン故障が発生した場合、正常な半導体スイッチの数が減少するので、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎの合成抵抗が上昇する。これにより、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎが発する熱量が増加するため、スイッチ温度が上昇する。ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎを介して電流供給は継続される。
【００８７】
ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎ中に半オン故障が発生している半導体スイッチが含まれている状態で、外部装置３０がオフ信号を出力して出力部５４が出力電圧をローレベル電圧に切替えた場合、駆動回路４０はオフ動作を行う。これにより、正常な半導体スイッチがオフに切替わるので、電流が、バッテリ１０から、半オン故障が発生している半導体スイッチを介して負荷１１に流れる。これにより、半オン故障が発生している半導体スイッチの温度が急速に上昇し、この温度上昇に伴ってスイッチ温度も急速に上昇する。
【００８８】
スイッチ温度が基準温度Ｔｒ以上となった場合、制御部５０は、半オン故障を検知し、出力部５４にｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎのオンへの切替えを指示し、フラグの値をゼロから１に変更する。制御部５０が出力部５４にｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎのオンへの切替えを指示した場合、出力部５４は、出力電圧をローレベル電圧からハイレベル電圧に切替え、駆動回路４０はオン動作を行う。駆動回路４０がオン動作を行った場合、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎの中で正常な半導体スイッチがオンに切替わるので、半オン故障が発生している半導体スイッチに流れる電流は、再び、略ゼロＡとなる。結果、半オン故障が発生している半導体スイッチの温度上昇が防止され、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎを介した電流供給が行われる。
【００８９】
その後、種々の原因で、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎでは、単位時間の発熱量が単位時間の放熱量を超えている状態が続いたと仮定する。この場合、時間の経過と共にスイッチ温度が上昇する。スイッチ温度が基準温度Ｔｒ以上となって駆動回路４０がオン動作を行った後において、スイッチ温度が閾値温度Ｔｔｈ以上となった場合、制御部５０は、出力部５４にｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎのオフへの切替えを指示し、フラグの値を１から２に変更する。制御部５０が出力部５４にｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎのオフへの切替えを指示した場合、出力部５４は、出力電圧をハイレベル電圧からローレベル電圧に切替え、駆動回路４０はオフ動作を行う。
【００９０】
駆動回路４０がオフ動作を行った場合、正常な半導体スイッチがオフに切替わるので、半オン故障が発生している半導体スイッチに大きな電流が流れる。これにより、半オン故障が発生している半導体スイッチ内では、ワイヤ２４が断線され、ドレイン端子２１及びソース端子２２が開放される。正常な半導体スイッチはオフであるので、半オン故障が発生している半導体スイッチを含むｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎのドレイン端子２１及びソース端子２２が開放される。
【００９１】
前述したように、閾値温度Ｔｔｈは断線温度Ｔｃを超えているので、出力部５４が出力電圧をローレベル電圧に切替えてから断線が発生するまでの期間は短い。
なお、半オン故障が発生している半導体スイッチに電流が流れている間、スイッチ温度は上昇する。
【００９２】
半オン故障が発生している半導体スイッチのドレイン端子２１及びソース端子２２が開放された場合、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎを介した電流供給が停止されるので、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎは発熱を停止する。結果、スイッチ温度は、時間の経過と共に低下する。
【００９３】
（実施形態２）
図７は、実施形態２における電源システム１の要部構成を示すブロック図である。
以下では、実施形態２について、実施形態１と異なる点を説明する。後述する構成を除く他の構成については、実施形態１と共通しているため、実施形態１と共通する構成部には実施形態１と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【００９４】
実施形態２における電源システム１は、実施形態１における電源システム１が備える構成部の中で、温度検出部１３を除く他の構成部を備える。実施形態２における電源システム１は、温度検出部１３の代わりに、電流検出部６０及び抵抗Ｒ１を備える。ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎ夫々のソース端子２２は、抵抗Ｒ１の一端に接続され、抵抗Ｒ１の他端は負荷１１の一端に接続されている。電流検出部６０は、抵抗Ｒ１の両端と、マイコン４１の入力部５２とに各別に接続されている。
【００９５】
電流は、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎ及び抵抗Ｒ１を介して負荷１１に流れる。ここで、抵抗Ｒ１の抵抗値は一定である。このため、オームの法則により、抵抗Ｒ１を介して負荷１１に流れる負荷電流は抵抗Ｒ１の両端間の電圧に比例する。電流検出部６０は、抵抗Ｒ１の両端間の電圧を検出し、負荷電流を示す電流情報を入力部５２に出力する。電流情報が示す負荷電流は、具体的には、負荷電流の大きさである。
【００９６】
制御部５０は、入力部５２から電流情報を取得する。入力部５２から取得した電流情報が示す負荷電流は、取得時に抵抗Ｒ１を流れる負荷電流と略一致する。
【００９７】
図８及び図９は切替え処理の手順を示すフローチャートである。実施形態２における制御部５０が実行する切替え処理のステップＳ２１〜Ｓ２６，Ｓ２９〜Ｓ３１，Ｓ３４，Ｓ３５夫々は、実施形態１における制御部５０が実行する切替え処理のステップＳ１〜Ｓ６，Ｓ９〜Ｓ１１，Ｓ１４，Ｓ１５と同様である。このため、ステップＳ２１〜Ｓ２６，Ｓ２９〜Ｓ３１，Ｓ３４，Ｓ３５の詳細な説明を省略する。
【００９８】
制御部５０は、出力部５４が出力している出力電圧がローレベル電圧であると判定した場合（Ｓ２６：ＹＥＳ）、入力部５２から電流情報を取得し（ステップＳ２７）、取得した電流情報が示す負荷電流に基づいて、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎ中の少なくとも１つで半オン故障が発生しているか否かを判定する（ステップＳ２８）。
【００９９】
出力電圧がローレベル電圧であることは、駆動回路４０がオフ動作を行っていることを意味する。駆動回路４０がオフ動作を行っている場合において、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎの全てが正常な半導体スイッチであるとき、負荷電流は略ゼロＡである。
【０１００】
同様の場合において、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎに、半オン故障が発生している半導体スイッチが含まれている場合、半オン故障が発生している半導体スイッチを介して負荷電流が流れるので、負荷電流は基準電流以上である。基準電流は、一定値であり、ゼロを超えている。
【０１０１】
ステップＳ２８において、制御部５０は、ステップＳ２７で取得した電流情報が示す負荷電流が基準電流以上である場合、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎ中の少なくとも１つで半オン故障が発生していると判定する。以上のように、制御部５０は、駆動回路４０がオフ動作を行っているにも関わらず、負荷電流が基準電流以上である場合、半オン故障を検知する。基準電流は予め設定されている。
【０１０２】
また、ステップＳ２８において、制御部５０は、ステップＳ２７で取得した電流情報が示す負荷電流が基準電流未満である場合、半オン故障が発生していないと判定する。
【０１０３】
制御部５０は、半オン故障が発生していると判定した場合、即ち、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎ中の少なくとも１つについて半オン故障を検知した場合（Ｓ２８：ＹＥＳ）、ステップＳ２９を実行し、駆動回路４０はオン動作を行う。制御部５０は、半オン故障が発生していないと判定した場合（Ｓ２８：ＮＯ）、切替え処理を終了する。
【０１０４】
また、制御部５０は、フラグの値が１であると判定した場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）、入力部５２から電流情報を取得し（ステップＳ３２）、取得した電流情報が示す負荷電流が閾値電流以上であるか否かを判定する（ステップＳ３３）。閾値電流も、一定値であり、予め設定されている。閾値電流は基準電流よりも大きい。
【０１０５】
制御部５０は、負荷電流が閾値電流以上であると判定した場合（Ｓ３３：ＹＥＳ）、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎを介して負荷１１に過電流が流れる虞があるとして、ステップＳ３４を実行する。ステップＳ３４では、半オン故障が発生している半導体スイッチのドレイン端子２１及びソース端子２２を開放させる。
【０１０６】
ステップＳ３３，Ｓ３４は、フラグの値が１である場合、即ち、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎの中の少なくとも１つについて半オン故障が検知されて、駆動回路４０がオン動作を行った後に実行される。制御部５０がステップＳ３４を実行した場合、駆動回路４０はオフ動作を行う。これにより、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎのドレイン端子２１及びソース端子２２が開放される。
制御部５０は、負荷電流が閾値電流未満であると判定した場合（Ｓ３３：ＮＯ）、切替え処理を終了する。
【０１０７】
図１０は、スイッチ制御装置１２の効果の説明図である。図１０には、出力部５４が出力している出力電圧の推移が示されている。図１０では、「Ｈ」はハイレベル電圧を示し、「Ｌ」はローレベル電圧を示す。出力電圧の推移の横軸には時間が示されている。
【０１０８】
ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎ中の少なくとも１つで半オン故障が発生している状態で、外部装置３０がオフ信号を出力して出力部５４が出力電圧をローレベル電圧に切替えた場合、駆動回路４０はオフ動作を行い、正常な半導体スイッチがオフに切替わる。このとき、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎ中に半オン故障が発生している半導体スイッチが含まれているので、負荷電流は基準電流以上である。
【０１０９】
出力部５４が出力している出力電圧がローレベル電圧である状態で負荷電流が基準電流以上である場合、制御部５０は、半オン故障を検知し、出力部５４にｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎのオンへの切替えを指示し、フラグの値をゼロから１に変更する。制御部５０が出力部５４にｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎのオンへの切替えを指示した場合、出力部５４は、出力電圧をローレベル電圧からハイレベル電圧に切替え、駆動回路４０はオン動作を行う。駆動回路４０がオン動作を行った場合、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎ中の正常な半導体スイッチがオンに切替わる。これにより、半オン故障が発生している半導体スイッチに流れる電流は、再び、略ゼロＡとなる。結果、半オン故障が発生している半導体スイッチの温度上昇が防止され、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎを介した電流供給が行われる。
【０１１０】
その後、種々の原因で、負荷電流が閾値電流以上となった場合、制御部５０は、出力部５４にｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎのオフへの切替えを指示し、フラグの値を１から２に変更する。制御部５０が出力部５４にｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎのオフへの切替えを指示した場合、出力部５４は、出力電圧をハイレベル電圧からローレベル電圧に切替え、駆動回路４０はオフ動作を行う。駆動回路４０がオフ動作を行った場合、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎ中の正常な半導体スイッチがオフに切替わる。
【０１１１】
正常な半導体スイッチがオフに切替わった場合、半オン故障が発生している半導体スイッチに大きな電流が流れる。これにより、半オン故障が発生している半導体スイッチ内では、ワイヤ２４が断線され、ドレイン端子２１及びソース端子２２が開放される。正常な半導体スイッチはオフであるので、半オン故障が発生している半導体スイッチを含むｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎのドレイン端子２１及びソース端子２２が開放される。
【０１１２】
半オン故障が発生している半導体スイッチのドレイン端子２１及びソース端子２２が開放された場合、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎを介した電流供給が停止され、負荷１１に過電流が流れることが防止される。
【０１１３】
なお、実施形態１において、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎ中の少なくとも１つについて半オン故障が発生しているか否かを、スイッチ温度ではなく、実施形態２と同様に、負荷電流に基づいて行ってもよい。この場合、実施形態１における電源システム１は、電流検出部６０及び抵抗Ｒ１を更に備える。制御部５０は、入力部５２から温度情報及び電流情報を取得する。
【０１１４】
また、実施形態１における電源システム１が電流検出部６０及び抵抗Ｒ１を更に備える場合、制御部５０は、フラグの値が１である場合において、スイッチ温度が閾値温度以上であるか否かを判定すると共に、実施形態２と同様に、負荷電流が閾値電流以上であるかを判定してもよい。制御部５０は、スイッチ温度が閾値温度であると判定したか、又は、負荷電流が閾値電流以上であると判定した場合、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎのドレイン端子２１及びソース端子２２を開放させる。
【０１１５】
更に、実施形態２において、ｎ個の半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎ中の少なくとも１つについて半オン故障が発生しているか否かを、負荷電流ではなく、実施形態１と同様に、スイッチ温度に基づいて行ってもよい。この場合、実施形態２における電源システム１は、温度検出部１３を更に備える。制御部５０は、入力部５２から温度情報及び電流情報を取得する。
【０１１６】
また、実施形態１，２において、半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎ夫々が有するソース端子２２及びワイヤ２４の数は２以上であってもよい。複数のソース端子２２，２２，・・・，２２夫々は、ワイヤ２４によって半導体スイッチ本体２０に接続される。
【０１１７】
更に、半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎ夫々は、Ｎチャネル型のＦＥＴに限定されず、Ｐチャネル型のＦＥＴ又はバイポーラトランジスタ等であってもよい。半導体スイッチＫ１，Ｋ２，・・・，ＫｎがＰチャネル型のＦＥＴである場合、オン動作はゲート電圧を低下させる動作であり、オフ動作はゲート電圧を上昇させる動作である。
また、マイコン４１の代わりに、ＡＮＤ回路、ＯＲ回路及びコンパレータ等のハードウェアを用いてスイッチ制御装置１２を構成してもよい。
【０１１８】
開示された実施形態１，２はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１１９】
１  電源システム
１０  バッテリ
１１  負荷
１２  スイッチ制御装置
１３  温度検出部
１４，１５  導電板
１６  回路基板
２０  半導体スイッチ本体
２１  ドレイン端子
２２  ソース端子
２３  ゲート端子
２４  ワイヤ
２５  樹脂
３０  外部装置
４０  駆動回路（第１切替え部、第２切替え部）
５０  制御部
５１  記憶部
５２，５３  入力部
５４  出力部
５５  バス
６０  電流検出部
Ａ１  記憶媒体
Ｋ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎ  半導体スイッチ
Ｐ１  コンピュータプログラム
Ｒ１  抵抗
【図１】
2018129762.tif 000003
【図２】
2018129762.tif 000004
【図３】
2018129762.tif 000005
【図４】
2018129762.tif 000006
【図５】
2018129762.tif 000007
【図６】
2018129762.tif 000008
【図７】
2018129762.tif 000009
【図８】
2018129762.tif 000010
【図９】
2018129762.tif 000011
【図１０】
2018129762.tif 000012