(57)【要約】【課題】マイコン等で２乗演算処理を実行することなく電線の温度を高精度に求めることが可能な過熱保護装置を提供する。【解決手段】電圧Ｖisが三角波信号ｓ１を上回った場合に、センス電流Ｉｓを熱等価回路１３に出力し、該熱等価回路１３のコンデンサＣthに、電流値及び電流が流れた時間に応じた電荷を蓄積する。また、電圧Ｖisがｎ倍となった場合には、電圧Ｖisが三角波信号ｓ１を上回る時間がｎ倍となるので、コンデンサＣthに蓄積される電荷は、センス電流Ｉｓの２乗に比例する大きさとなる。従って、熱等価回路に生じる電圧（ＶT）は、負荷電流ＩＬの２乗に比例する大きさとなり、負荷・電線回路１６の推定温度と見なすことができる。このため、２乗演算用のマイコン等を用いることなく、負荷・電線回路１６の温度を推定することができる。【選択図】図１
2011182544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷に接続される電線を過熱から保護する過熱保護装置において、
負荷電流に比例した大きさの第１信号と、周期的に変化する第２信号とを比較する比較手段と、
電流値及び電流が流れた時間に応じた電荷を蓄積し、且つ電流が停止した場合には時間経過に伴って前記蓄積した電荷を放電する熱等価回路と、
前記第１信号が前記第２信号を上回った場合に、前記負荷電流に比例する大きさの電流を前記熱等価回路に供給するスイッチング手段と、
前記熱等価回路に生じる第１電圧と所定の閾値電圧を比較し、前記第１電圧が前記閾値電圧を上回った場合に、前記負荷への電力供給を停止する過熱遮断手段と、を備え、
前記第２信号は、前記第１信号の大きさがｎ倍となった際に、該第１信号が第２信号を上回る時間がｎ倍となる周期波形とされたことを特徴とする過熱保護装置。
【請求項２】
前記第２信号は、周期的に変化する三角波信号であることを特徴とする請求項１に記載の過熱保護装置。
【請求項３】
前記熱等価回路は、コンデンサと抵抗の並列接続回路であり、この並列接続回路の一端が前記スイッチング手段の出力端に接続され、他端がグランドに接続されることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の過熱保護装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷回路に過電流が流れた際に、該負荷回路の電線、負荷、及び電子スイッチ等を過熱から保護する過熱保護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両に搭載されるモータ、ランプ等の負荷は、半導体素子等の電子スイッチを介してバッテリに接続され、該電子スイッチのオン、オフを制御することにより、負荷を駆動させ、且つ停止させるようにしている。また、負荷回路にショート故障等が発生して負荷に過電流が流れると、負荷、及び該負荷を接続するための電線が過熱するので、電線が許容温度に達する前に電子スイッチを遮断して、電線及びその他の電子部品を過熱から保護する必要がある。
【０００３】
そこで、従来より、例えば特開２００９−１４２１４６号公報（特許文献１）に記載された過熱保護装置が提案されている。該特許文献１では、電線に発生するジュール熱が電線に流れる電流値の２乗に比例することから、負荷電流に比例する電流を検出し、この検出電流（＝Ｉｐとする）を乗算部で２乗演算することにより「Ｉｐ２」を求め、この「Ｉｐ２」を用いて、電線温度を求める方式を採用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１４２１４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１に開示された従来例では、検出電流Ｉｐを２乗する演算処理が必要になるため、検出電流Ｉｐをマイコンに取り込んで２乗演算の処理を行っており、装置が大規模化し且つコストアップを招くという問題が発生していた。
【０００６】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、マイコン等で２乗演算処理を実行することなく、電線の温度を高精度に求めることが可能な過熱保護装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本願請求項１に記載の発明は、負荷に接続される電線を過熱から保護する過熱保護装置において、負荷電流に比例した大きさの第１信号（Ｖis）と、周期的に変化する第２信号（ｓ１）とを比較する比較手段と、電流値及び電流が流れた時間に応じた電荷を蓄積し、且つ電流が停止した場合には時間経過に伴って前記蓄積した電荷を放電する熱等価回路と、前記第１信号が前記第２信号を上回った場合に、前記負荷電流に比例する大きさの電流（Ｉｓ）を前記熱等価回路に供給するスイッチング手段（２１）と、前記熱等価回路に生じる第１電圧（ＶT）と所定の閾値電圧（Ｖth）を比較し、前記第１電圧が前記閾値電圧を上回った場合に、前記負荷への電力供給を停止する過熱遮断手段と、を備え、前記第２信号は、前記第１信号の大きさがｎ倍となった際に、該第１信号が第２信号を上回る時間がｎ倍となる周期波形とされたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記第２信号は、周期的に変化する三角波信号であることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、前記熱等価回路は、コンデンサ（Ｃth）と抵抗（Ｒth）の並列接続回路であり、この並列接続回路の一端（点ｐ２）が前記スイッチング手段の出力端に接続され、他端がグランドに接続されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明では、第１信号が第２信号を上回った場合に、負荷電流に比例する大きさの電流（Ｉｓ）を熱等価回路に出力するので、該熱等価回路には、電流値及び電流が流れた時間に応じた電荷が蓄積されることになる。また、第１信号がｎ倍となった場合には、第１信号が第２信号を上回る時間がｎ倍となるので、熱等価回路に蓄積される電荷は、電流Ｉｓの２乗に比例する大きさとなる。従って、熱等価回路に生じる電圧（ＶT）は、負荷電流の２乗に比例する大きさとなり、負荷に発生する推定熱量と見なすことができるので、この推定熱量を用いて負荷、及び電線の過熱状態を監視することができる。この際、２乗演算を行うためにマイコン等の演算回路を用いないので、回路構成を簡素化し、コストダウンを図ることができる。
【００１１】
請求項２の発明では、第２信号として三角波信号を用いるので、第１信号と第２信号の比較を容易に行うことができ、装置構成をより一層簡素化することができる。
【００１２】
請求項３の発明では、熱等価回路をコンデンサと抵抗の並列接続回路で構成するので、負荷、及び電線の発熱量を高精度に模擬することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る過熱保護装置の構成を示す回路図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る過熱保護装置で用いられる三角波信号と電圧Ｖisとの比較によりオン時間ｔisが決定する様子を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る過熱保護装置において、通常電流が流れているときの各電流の変化を示すタイミングチャートである。
【図４】本発明の一実施形態に係る過熱保護装置において、過電流が流れているときの各電流の変化を示すタイミングチャートである。
【図５】本発明の一実施形態に係る過熱保護装置において、負荷電流ＩＬの変化に対する、センス電流Ｉｓの変化、スイッチング回路の出力電流の変化、及び電圧ＶTの変化を示すタイミングチャートである。
【図６】本発明の一実施形態に係る過熱保護装置で用いられる熱等価回路を示す回路図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る過熱保護装置において、電圧Ｖisの変化に対するコンデンサＣthの蓄積電荷の変化を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
［実施形態の構成説明］
図１は、本発明の一実施形態に係る過熱保護装置、及び該過熱保護装置が取り付けられる負荷駆動回路の構成を示す回路図である。
【００１６】
図１に示す負荷駆動回路は、バッテリＶＢ、マルチソースＦＥＴ（Ｑ１）、及び負荷・電線回路１６を備えており、バッテリＶＢの出力端子はマルチソースＦＥＴ（Ｑ１）のドレインに接続されている。マルチソースＦＥＴ（Ｑ１）は、メインＦＥＴ（Ｑ1a）及びセンスＦＥＴ（Ｑ1b）を備えており、このうちメインＦＥＴ（Ｑ1a）のソースは、負荷・電線回路１６の一端に接続され、この他端がグランドに接続されている。また、センスＦＥＴ（Ｑ1b）のソースは、ＦＥＴ（Ｑ２）、及び抵抗Ｒisを介してグランドに接続されている。
【００１７】
更に、マルチソースＦＥＴ（Ｑ１）のゲート（メインＦＥＴ（Ｑ1a）及びセンスＦＥＴ（Ｑ1b）の共通のゲート）は、制御回路１１の出力端子に接続されている。従って、制御回路１１より出力される駆動信号により、マルチソースＦＥＴ（Ｑ１）のオン、オフが制御され、負荷・電線回路１６の駆動、停止が制御される。
【００１８】
メインＦＥＴ（Ｑ1a）のソースは、増幅器ＡＭＰ１のマイナス側入力端子に接続され、このプラス側入力端子は、センスＦＥＴ（Ｑ1ｂ）のソースに接続され、出力端子は、ＦＥＴ（Ｑ２）のゲートに接続されている。従って、メインＦＥＴ（Ｑ1a）のソース電圧と、センスＦＥＴ（Ｑ1b）のソース電圧が等しくなるように、ＦＥＴ（Ｑ２）に流れるセンス電流Ｉｓが制御されるので、該センス電流Ｉｓは負荷・電線回路１６に流れる負荷電流ＩＬに比例した大きさの電流となる。例えば、センスＦＥＴ（Ｑ1b）とメインＦＥＴ（Ｑ1a）のセンス比（「チャンネル比」ともいう）が１／１０００である場合には、センス電流Ｉｓは負荷電流ＩＬの１／１０００の電流となる。
【００１９】
また、ＦＥＴ（Ｑ２）と抵抗Ｒisとの間には、カレントミラー回路２３が設けられ、該カレントミラー回路２３の出力端子はスイッチング回路（スイッチング手段）２１に接続されている。
【００２０】
カレントミラー回路２３は、抵抗Ｒisに流れるセンス電流Ｉｓと同一、或いは比例した電流を生成してスイッチング回路２１に出力する。本実施形態では、カレントミラー回路２３より出力される電流は、センス電流Ｉｓ（つまり、同一）であるものとする。
【００２１】
ここで、センスＦＥＴ（Ｑ1b）と、増幅器ＡＭＰ１と、ＦＥＴ（Ｑ２）と、カレントミラー回路２３、及び抵抗Ｒisにより、電流センサ回路１５が構成されている。
【００２２】
また、抵抗Ｒisの一端（点ｐ１）は第１比較器ＣＭＰ１のプラス側入力端子に接続され、この第１比較器ＣＭＰ１のマイナス側入力端子には三角波発生器２２が接続されている。更に、第１比較器ＣＭＰ１の出力端子はスイッチング回路２１に接続されている。従って、第１比較器ＣＭＰ１は、点ｐ１に生じる電圧Ｖis（第１信号）が三角波発生器２２より出力される三角波信号（第２信号）よりも大きい場合にはＨレベルの信号を出力し、電圧Ｖisが三角波信号よりも小さい場合にはＬレベルの信号を出力する。
【００２３】
スイッチング回路２１は、第１比較器ＣＭＰ１の出力信号がＨレベルのときにオンとなってカレントミラー回路２３より供給されるセンス電流Ｉｓを後段の熱等価回路１３側に流し、第１比較器ＣＭＰ１の出力信号がＬレベルのときにオフとなって、センス電流Ｉｓを遮断する。
【００２４】
ここで、スイッチング回路２１と、第１比較器ＣＭＰ１、及び三角波発生器２２とで、熱量調整回路１４が構成される。更に、該熱量調整回路１４の後段側には熱等価回路１３、及び過熱判定回路１２が設けられている。
【００２５】
熱等価回路１３は、コンデンサＣthと抵抗Ｒthの並列接続回路を備えており、この並列接続回路の一端（点ｐ２）はスイッチング回路２１の出力端子に接続され、他端はグランドに接続されている。また、コンデンサＣthは、負荷・電線回路１６の熱容量を模擬した大きさの静電容量に設定されており、抵抗Ｒthは負荷・電線回路１６の熱抵抗を模擬した大きさの抵抗値に設定されている。従って、点ｐ２に発生する電圧ＶT（第１電圧）は、負荷・電線回路１６の推定温度に対応する電圧値になると言える。なお、この詳細については後述する。
【００２６】
過熱判定回路１２は、第２比較器ＣＭＰ２と、閾値電圧Ｖthを発生する電源を備えており、第２比較器ＣＭＰ２のプラス側入力端子には点ｐ２に生じる電圧ＶTが供給され、マイナス側入力端子には閾値電圧Ｖthが供給される。従って、点ｐ２に生じる電圧（コンデンサＣthに蓄積される電圧）ＶTが閾値電圧Ｖthを上回った場合に、第２比較器ＣＭＰ２の出力信号がＨレベル（遮断信号）となる。
【００２７】
制御回路１１は、図示省略のチャージポンプや駆動回路を備えており、負荷の駆動指令信号が入力された際に、マルチソースＦＥＴ（Ｑ１）のゲートに駆動信号を出力する。更に、第２比較器ＣＭＰ２よりＨレベル信号（遮断信号）が出力された場合には、マルチソースＦＥＴ（Ｑ１）をオフとして、負荷駆動回路を遮断する。即ち、制御回路１１は、熱等価回路１３に生じる電圧（ＶT）と所定の閾値電圧（Ｖth）を比較し、電圧ＶTが閾値電圧Ｖthを上回った場合に、負荷への電力供給を停止する過熱遮断手段としての機能を備える。
【００２８】
［負荷・電線回路の推定熱量ＶTの説明］
以下、点ｐ２に発生する電圧ＶTが、負荷・電線回路１６の推定熱量ＶTに対応することについて説明する。まず、点ｐ１に発生する電圧Ｖis（第１信号）の変化と、熱量調整回路１４に設けられた第１比較器ＣＭＰ１の出力信号との関係について説明する。図２は、三角波発生器２２より出力される三角波信号ｓ１の波形を示す説明図であり、周期がＴ０、最大値Ｖis_max、最小値０、勾配が＋４５°、−４５°で交互に変化する周期波形となっている。従って、点ｐ１の電圧Ｖisと三角波信号ｓ１を比較した場合に、電圧Ｖisが三角波信号ｓ１を上回る時間ｔis（ＣＭＰ１の出力信号がＨレベルとなる時間）は、電圧Ｖisに比例することになる。数式で示すと、下記（１）式が成立する。
【００２９】
Ｖis／Ｖis_max＝ｔis／Ｔ０    …（１）
これは、電圧Ｖisがｎ倍（ｎは正の数）になると時間ｔisもｎ倍となることを意味し、更に、電圧Ｖisはセンス電流Ｉｓに比例した大きさとされているから、センス電流Ｉｓがｎ倍になると時間ｔisもｎ倍になると言える。また、周知のように（電流）×（時間）＝（電荷）の関係が成立するから、電流がｎ倍となり、更に時間もｎ倍になった場合には、電荷は電流の２乗に比例した大きさとなる。即ち、図１のスイッチング回路２１より出力されてコンデンサＣthに蓄積される電荷（これを、ｑ１とする）は、センス電流Ｉｓの２乗に比例した大きさとなる。
【００３０】
また、一般的には、抵抗に発生する熱量（ジュール熱）は、Ｉ２Ｒ（Ｉは電流値、Ｒは抵抗値）で示されるから、コンデンサＣthには、負荷・電線回路１６の発熱量に比例した大きさの電荷が蓄積されることになる。更に、抵抗Ｒthにより蓄積された電荷が放電されるので、この放電により負荷・電線回路１６の放熱を模擬することができる。従って、コンデンサＣthに発生する電圧（点ｐ２の電圧）ＶTは、負荷・電線回路１６の推定温度と見なすことができる。
【００３１】
これを等価回路で示すと、図６（ｂ）に示す回路となる。即ち、図６（ａ）に示す負荷・電線回路１６の抵抗をｒとし、この負荷・電線回路１６に負荷電流ＩＬが流れる場合には、負荷・電線回路１６の発熱量（ジュール熱）は「ＩＬ２＊ｒ」となるので、この等価回路は図６（ｂ）に示すように、コンデンサＣthと抵抗Ｒthとの並列接続回路と、電流源Ｉｃで示すことができる。そして、図６（ｂ）の点ｐ３に発生する電圧が、上記の発熱量「ＩＬ２＊ｒ」に対応する電圧となり、図１の点ｐ２に示す電圧ＶTとなる。
【００３２】
このため、電圧ＶTが予め設定した閾値電圧Ｖthを上回った場合に、負荷・電線回路１６が許容温度に達したと見なすことができる。本実施形態では、この原理を用いて、負荷・電線回路１６の過熱状態を監視し、許容温度に達した場合にマルチソースＦＥＴ（Ｑ１）を遮断して負荷駆動回路を過熱から保護するようにしている。
【００３３】
［本実施形態の作用］
次に、上述のように構成された本実施形態に係る過熱保護装置の作用について説明する。まず、図１に示す制御回路１１からマルチソースＦＥＴ（Ｑ１）のゲートに駆動信号が出力されると、メインＦＥＴ（Ｑ1a）、及びセンスＦＥＴ（Ｑ1b）が共にオンとなり、バッテリＶＢより出力される電圧が負荷・電線回路１６に供給されて、ランプやモータ等の負荷が駆動する。この際、負荷・電線回路１６には負荷電流ＩＬが流れることになる。
【００３４】
また、増幅器ＡＭＰ１は、メインＦＥＴ（Ｑ1a）のソース電圧とセンスＦＥＴ（Ｑ1b）のソース電圧との差分に応じた信号をＦＥＴ（Ｑ２）のゲートに出力するので、該ＦＥＴ（Ｑ２）は、各ソース電圧を等しくするためのセンス電流Ｉｓを流すように動作する。このため、センス電流Ｉｓは負荷電流ＩＬに比例した大きさ（例えば、１／１０００）の電流となる。更に、センス電流Ｉｓは、抵抗Ｒisを経由してグランドに流れるので、抵抗Ｒisの両端には、センス電流Ｉｓに比例した大きさ、即ち、負荷電流ＩＬに比例した大きさの電圧Ｖis（第１信号）が発生することになる。
【００３５】
そして、この電圧Ｖisは第１比較器ＣＭＰ１のプラス側入力端子に供給され、三角波発生器２２より出力される三角波信号ｓ１と比較される。以下、図３，図４を参照して、負荷電流ＩＬが通常電流である場合と、負荷電流ＩＬに過電流が流れた場合の、第１比較器ＣＭＰ１の出力信号の変化について説明する。
【００３６】
負荷電流ＩＬが通常電流である場合（電流値が小さい場合）には、図３（ａ）に示すように、電圧Ｖis（符号ｓ２）は最大値Ｖis_maxに対して小さい数値となり、電圧Ｖisが三角波信号ｓ１を上回る時間は、ｔis_a1となる。従って、第１比較器ＣＭＰ１の出力信号は、図３（ｂ）に示すように、周期Ｔ０のうち時間ｔis_a1の間にオンとなる矩形波となる。そして、この矩形波はスイッチング回路２１に出力されて、該スイッチング回路２１のオン、オフを制御するので、スイッチング回路２１より出力される電流波形は、図３（ｃ）に示すように、１周期当たりに、センス電流Ｉｓが時間ｔis_a1だけ流れる矩形波状の電流波形となる。
【００３７】
一方、負荷電流ＩＬが過電流となった場合（電流値が大きい場合）には、図４（ａ）に示すように、電圧Ｖis（符号ｓ３）は最大値Ｖis_maxに対して大きい数値となり、電圧Ｖisが三角波信号ｓ１を上回る時間は、ｔis_a2となる。従って、第１比較器ＣＭＰ１の出力信号は、図４（ｂ）に示すように、周期Ｔ０のうち時間ｔis_a2の間にオンとなる矩形波となる。そして、この矩形波はスイッチング回路２１に出力されて、該スイッチング回路２１のオン、オフを制御するので、スイッチング回路２１より出力される電流波形は、図４（ｃ）に示すように、１周期当たりに、センス電流Ｉｓが時間ｔis_a2だけ流れる矩形波状の電流波形となる。
【００３８】
次に、熱等価回路１３の動作を図５に示すタイミングチャートを参照して説明する。図５は、時刻ｔ０でマルチソースＦＥＴ（Ｑ１）をオンとし、時刻ｔ１でマルチソースＦＥＴ（Ｑ１）のオン時に発生する突入電流が収束して通常電流となり、更に、時刻ｔ２で過電流が発生した場合の各信号の変化を示している。また、図５（ａ）は負荷電流ＩＬとセンス電流Ｉｓの変化を示し、図５（ｂ）はスイッチング回路２１より出力されるセンス電流Ｉｓの変化を示し、図５（ｃ）は点ｐ２に生じる電圧ＶT（推定温度に対応）の変化を示している。
【００３９】
始めに、時刻ｔ１〜ｔ２間の通常電流の場合について説明すると、図３（ｃ）に示したように、周期Ｔ０のうちの時間ｔis_a1だけ、センス電流Ｉｓが熱等価回路１３に流れるので、矩形波状の電流（図５（ｂ）のｔ１〜ｔ２参照）が流れる毎に、センス電流Ｉｓの２乗に比例した電荷がコンデンサＣthに蓄積される。しかし、抵抗Ｒthで消費される電荷量は、この蓄積量を上回るのでコンデンサＣthに生じる電圧（点ｐ２の電圧）ＶTは低い値に収束する。従って、電圧ＶTは閾値電圧Ｖthを上回ることはなく、第２比較器ＣＭＰ２の出力信号はＬレベルとなり、マルチソースＦＥＴ（Ｑ１）のオン状態が継続される。つまり、負荷の駆動が継続される。
【００４０】
また、負荷・電線回路１６にショート故障等のトラブルが発生し、時刻ｔ２で負荷電流ＩＬが過電流となった場合には、図４（ｃ）に示したように、周期Ｔ０のうちの時間ｔis_a2だけ、センス電流Ｉｓが熱等価回路１３に流れるので、矩形波状の電流（図５（ｂ）のｔ２〜ｔ３参照）が流れる毎に、センス電流Ｉｓの２乗に比例した電荷がコンデンサＣthに蓄積される。この場合には、抵抗Ｒthで消費される電荷量は、コンデンサＣthの蓄積量を下回るのでコンデンサＣthに生じる電圧ＶTは時間経過と共に徐々に上昇し、やがて時刻ｔ３にて閾値電圧Ｖthを上回ることになる。
【００４１】
その結果、第２比較器ＣＭＰ２の出力信号はＨレベルとなり、制御回路１１に遮断信号が出力されるのでマルチソースＦＥＴ（Ｑ１）はオフとされ、負荷駆動回路が遮断される。つまり、過電流が発生した場合には、この過電流に伴う負荷・電線回路１６の推定温度（電圧ＶT）が求められ、この推定温度（電圧ＶT）が閾値電圧Ｖthを上回った場合には、負荷・電線回路１６が許容温度に達したものと見なして負荷駆動回路を遮断し、負荷・電線回路１６を過熱から保護することができる。
【００４２】
この場合には、上述したように、コンデンサＣthに蓄積される電荷量は、センス電流Ｉｓの２乗に比例した大きさとなる。即ち、図７の特性図に示すように、電圧Ｖis（センス電流Ｉｓに対応）の増加に伴って、コンデンサＣthに蓄積される電荷量は二次関数的に増大することになるので、実際の電線の発熱を模擬した発熱量とすることができ、高精度な熱量演算が可能となる。
【００４３】
更に、マルチソースＦＥＴ（Ｑ１）をオンとした直後には、図５の時刻ｔ０〜ｔ１に示したように、センス電流Ｉｓが上昇し、これに伴って点ｐ２の電圧ＶTが上昇するが、この電圧ＶTが閾値電圧Ｖthに達するまでの間に、突入電流が収束してセンス電流Ｉｓが低下するので、第２比較器ＣＭＰ２の出力信号がＨレベルに転じることはなく、突入電流に起因する誤遮断を防止できる。
【００４４】
このようにして、本実施形態に係る過熱保護装置では、負荷電流ＩＬに比例した大きさのセンス電流Ｉｓをスイッチング回路２１に供給し、更に、第１比較器ＣＭＰ１を用いてセンス電流Ｉｓの大きさに応じたオン時間ｔisを生成し、このオン時間ｔisだけスイッチング回路２１をオンとするようにしている。従って、スイッチング回路２１より出力される電荷は、センス電流Ｉｓの２乗に比例した大きさとなるので、コンデンサＣthに生じる電圧ＶTは負荷・電線回路１６の推定温度と見なすことができる。そして、この電圧ＶTと閾値電圧Ｖthが第２比較器ＣＭＰ２で比較され、電圧ＶTが閾値電圧Ｖthを上回った場合に、負荷・電線回路１６が許容温度に達したものと見なして、マルチソースＦＥＴ（Ｑ１）を遮断する。
【００４５】
その結果、負荷・電線回路１６が許容温度を上回る前の時点で確実に負荷駆動回路を遮断し、負荷・電線回路１６を過熱から保護することができる。また、熱量調整回路１４の動作により、コンデンサＣthにセンス電流Ｉｓの２乗に比例した大きさの電荷を蓄積し、このコンデンサＣthに生じる電圧を用いて負荷・電線回路１６の温度を推定するので、２乗の演算をマイコン等を用いて演算する必要がない。その結果、従来と対比して装置の小型化、軽量化を図ることができ、更にコストダウンを図ることができる。
【００４６】
以上、本発明の過熱保護装置を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。
【００４７】
例えば、上述した実施形態では、電圧Ｖis（第１信号）と三角波信号ｓ１（第２信号）を比較して、オン時間ｔisを求める例について説明したが、電圧Ｖisと比較する信号は三角波信号に限定されるものではなく、上述した（１）式の条件を満たす信号であれば良い。
【００４８】
また、上述した実施形態では、マルチソースＦＥＴ（Ｑ１）を使用し、このマルチソースＦＥＴ（Ｑ１）のセンスＦＥＴ（Ｑ1b）を用いて、センス電流Ｉｓを生成する例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、これ以外の回路構成で負荷電流ＩＬに比例するセンス電流Ｉｓを生成するようにしても良い。
【００４９】
更に、上記の説明では、理解促進を考慮して、通常電流が流れた場合と過電流が流れた場合の２つの場合についてのみ説明したが、負荷電流ＩＬは時間経過に伴って変化し、これに伴って熱等価回路１３より出力される電圧ＶTは流動的に変化する。そして、電圧ＶTが閾値電圧Ｖthを上回った時点で、マルチソースＦＥＴ（Ｑ１）が遮断されることになる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、電線温度を簡単な構成で検出することに利用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１１  制御回路
１２  過熱判定回路
１３  熱等価回路
１４  熱量調整回路
１５  電流センサ回路
１６  負荷・電線回路
２１  スイッチング回路
２２  三角波発生器
２３  カレントミラー回路
ＶＢ  バッテリ
Ｑ１  マルチソースＦＥＴ
Ｑ1a  メインＦＥＴ
Ｑ1b  センスＦＥＴ
Ｑ２  ＦＥＴ
ＩＬ  負荷電流
Ｉｓ  センス電流
ＡＭＰ１  増幅器
ＣＭＰ１  第１比較器
ＣＭＰ２  第２比較器
Ｃth  コンデンサ
Ｒth  抵抗
Ｖth  閾値電圧
【図１】
2011182544.tif 000003
【図２】
2011182544.tif 000004
【図３】
2011182544.tif 000005
【図４】
2011182544.tif 000006
【図５】
2011182544.tif 000007
【図６】
2011182544.tif 000008
【図７】
2011182544.tif 000009