(57)【要約】  電磁リレーに比べて発熱量及び損失が小さい自己保護機能付きＩＰＤを用いて、作動電圧以下の電源電圧でも作動可能な電力供給制御装置の提供。  電源６及び負荷２間に介装されるトランジスタ７と、高圧側入力端子及び低圧側入力端子間に電源６から電圧を印加され、外部から与えられる負荷２の操作信号に基づき、トランジスタ７をオン又はオフに制御する制御回路８とを備え、負荷２への電力供給を制御する電力供給制御装置。電源６による制御回路８への印加電圧値を検出する電圧検出器４と、電圧検出器４が検出した印加電圧値が所定電圧値より低いか否かを判定する判定手段（４）と、判定手段（４）が低いと判定したときは、制御回路８の低圧側入力端子へ負電圧を出力する負電圧出力回路５とを備えている。
2015053105.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源及び負荷間に介装されるトランジスタと、高圧側入力端子及び低圧側入力端子間に前記電源から電圧を印加され、外部から与えられる前記負荷の操作信号に基づき、前記トランジスタをオン又はオフに制御する制御回路とを備え、前記負荷への電力供給を制御する電力供給制御装置において、
前記電源による前記制御回路への印加電圧値を検出する電圧検出器と、該電圧検出器が検出した印加電圧値が所定電圧値より低いか否かを判定する判定手段と、該判定手段が低いと判定したときは、前記制御回路の低圧側入力端子へ負電圧を出力する負電圧出力回路とを備えることを特徴とする電力供給制御装置。
【請求項２】
前記負電圧出力回路は、前記電源にアノードが接続された第１ダイオードと、該第１ダイオードのカソードに接続され、電源電圧を与えられる反転チャージポンプ回路と、該反転チャージポンプ回路の出力側コンデンサの固定電位端子にカソードが接続され、アノードが前記低圧側入力端子、及び前記出力側コンデンサの他方の端子に接続された第２ダイオードとを備え、前記判定手段が低いと判定したときは、前記反転チャージポンプ回路が作動するように構成してある請求項１記載の電力供給制御装置。
【請求項３】
前記負電圧出力回路は、前記電源にアノードが接続された第１ダイオードと、該第１ダイオードのカソードに接続され、電源電圧を与えられる反転チャージポンプ回路と、該反転チャージポンプ回路の出力側コンデンサの各端子にそれぞれカソードが接続され、各アノードが前記低圧側入力端子に接続された第２ダイオード及び第３ダイオードとを備え、前記判定手段が低いと判定したときは、前記反転チャージポンプ回路が作動するように構成してある請求項１記載の電力供給制御装置。
【請求項４】
前記負電圧出力回路は、前記電源にアノードが接続された第１ダイオードと、該第１ダイオードのカソードに一方の端子が接続されたスイッチング素子と、該スイッチング素子の他方の端子及び固定電位端子間に接続されたコイルと、該コイルの各端子にそれぞれカソードが接続され、各アノードが前記低圧側入力端子に接続された第２ダイオード及び第３ダイオードと、前記判定手段が低いと判定したときは、前記スイッチング素子をオン／オフ制御する第２制御回路とを備える請求項１記載の電力供給制御装置。
【請求項５】
前記制御回路は、前記トランジスタの通流電流に比例する電流を分流する分流回路を有しており、該分流回路が分流した電流が入力され、入力された該電流に関連する電流を出力するカレントミラー回路と、該カレントミラー回路が出力した電流を通流させる抵抗と、該抵抗の両端電圧に関連する電圧に基づき、前記通流電流を遮断すべきか否かを判定する手段とを更に備える請求項１から４の何れか１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、電源及び負荷間に介装されるトランジスタと、電源から電圧を印加され、外部から与えられる負荷の操作信号に基づき、トランジスタをオン又はオフに制御する制御回路とを備え、負荷への電力供給を制御する電力供給制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両等に搭載され、負荷への電力を通流／遮断する電力供給制御装置には、電磁リレー又は半導体リレー等が使用される。半導体リレーとして使用されるＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物半導体電界効果トランジスタ）は、作動電圧の閾値が高いので、電源電圧が低い場合に作動しなくなる虞があり、電源電圧が低い場合でも電力供給が必要な負荷に対しては、低電圧でも対応可能な電磁リレーが使用される。【０００３】
特許文献１には、負荷に給電を行う為の負荷電圧を供給するドライバ回路が開示されている。給電電圧を供給する為の給電電圧源と、電気エネルギーを一時蓄積する為の一時蓄積ユニットとを有し、一時蓄積ユニットは、電気エネルギーを供給する為の給電電圧源に接続されている。さらに、給電電圧が電圧降下した場合に、負荷に負荷電圧が供給されるように、一時蓄積ユニットによって必要に応じて電気エネルギーが供給されるドライバユニットを有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１２−５０７９６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した電力供給制御装置のように、電源電圧が低ければ、負荷への電力の通流／遮断には電磁リレーを使用せざるを得ないことがあるが、電磁リレーを使用すれば、半導体リレーを使用する場合に比べて、発熱量及び損失が増加するという問題がある。【０００６】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、電磁リレーに比べて発熱量及び損失が小さい自己保護機能付き半導体リレー（ＩＰＤ（Intelligent Power Device））を用いて、ＩＰＤの作動電圧以下の電源電圧でも作動可能な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】
第１発明に係る電力供給制御装置は、電源及び負荷間に介装されるトランジスタと、高圧側入力端子及び低圧側入力端子間に前記電源から電圧を印加され、外部から与えられる前記負荷の操作信号に基づき、前記トランジスタをオン又はオフに制御する制御回路とを備え、前記負荷への電力供給を制御する電力供給制御装置において、前記電源による前記制御回路への印加電圧値を検出する電圧検出器と、該電圧検出器が検出した印加電圧値が所定電圧値より低いか否かを判定する判定手段と、該判定手段が低いと判定したときは、前記制御回路の低圧側入力端子へ負電圧を出力する負電圧出力回路とを備えることを特徴とする。【０００８】
この電力供給制御装置では、トランジスタが、電源及び負荷間に介装され、高圧側入力端子及び低圧側入力端子間に電源から電圧を印加される制御回路が、外部から与えられる負荷の操作信号に基づき、トランジスタをオン又はオフに制御して、負荷への電力供給を制御する。電圧検出器が、電源による制御回路への印加電圧値を検出し、判定手段が、電圧検出器が検出した印加電圧値が所定電圧値より低いか否かを判定する。判定手段が低いと判定したときは、負電圧出力回路が、制御回路の低圧側入力端子へ負電圧を出力する。【０００９】
第２発明に係る電力供給制御装置は、前記負電圧出力回路は、前記電源にアノードが接続された第１ダイオードと、該第１ダイオードのカソードに接続され、電源電圧を与えられる反転チャージポンプ回路と、該反転チャージポンプ回路の出力側コンデンサの固定電位端子にカソードが接続され、アノードが前記低圧側入力端子、及び前記出力側コンデンサの他方の端子に接続された第２ダイオードとを備え、前記判定手段が低いと判定したときは、前記反転チャージポンプ回路が作動するように構成してあることを特徴とする。【００１０】
この電力供給制御装置では、負電圧出力回路は、反転チャージポンプ回路が、電源にアノードが接続された第１ダイオードのカソードに接続され、電源電圧を与えられる。第２ダイオードは、カソードが反転チャージポンプ回路の出力側コンデンサの固定電位端子に接続され、アノードが制御回路の低圧側入力端子、及び出力側コンデンサの他方の端子に接続されている。判定手段が低いと判定したときは、反転チャージポンプ回路が作動する。【００１１】
第３発明に係る電力供給制御装置は、前記負電圧出力回路は、前記電源にアノードが接続された第１ダイオードと、該第１ダイオードのカソードに接続され、電源電圧を与えられる反転チャージポンプ回路と、該反転チャージポンプ回路の出力側コンデンサの各端子にそれぞれカソードが接続され、各アノードが前記低圧側入力端子に接続された第２ダイオード及び第３ダイオードとを備え、前記判定手段が低いと判定したときは、前記反転チャージポンプ回路が作動するように構成してあることを特徴とする。【００１２】
この電力供給制御装置では、負電圧出力回路は、第１ダイオードが電源にアノードが接続され、反転チャージポンプ回路が、第１ダイオードのカソードに接続され、電源電圧を与えられる。第２ダイオード及び第３ダイオードが、反転チャージポンプ回路の出力側コンデンサの各端子にそれぞれカソードが接続され、各アノードが制御回路の低圧側入力端子に接続されている。判定手段が低いと判定したときは、反転チャージポンプ回路が作動する。【００１３】
第４発明に係る電力供給制御装置は、前記負電圧出力回路は、前記電源にアノードが接続された第１ダイオードと、該第１ダイオードのカソードに一方の端子が接続されたスイッチング素子と、該スイッチング素子の他方の端子及び固定電位端子間に接続されたコイルと、該コイルの各端子にそれぞれカソードが接続され、各アノードが前記低圧側入力端子に接続された第２ダイオード及び第３ダイオードと、前記判定手段が低いと判定したときは、前記スイッチング素子をオン／オフ制御する第２制御回路とを備えることを特徴とする。【００１４】
この電力供給制御装置では、負電圧出力回路は、電源にアノードが接続された第１ダイオードのカソードに、スイッチング素子の一方の端子が接続されている。スイッチング素子の他方の端子及び固定電位端子間に、コイルが接続され、各アノードが制御回路の低圧側入力端子に接続された第２ダイオード及び第３ダイオードの各カソードが、コイルの各端子にそれぞれ接続されている。判定手段が低いと判定したときは、第２制御回路が、スイッチング素子をオン／オフ制御して、コイルに負電圧を出力させる。【００１５】
第５発明に係る電力供給制御装置は、前記制御回路は、前記トランジスタの通流電流に比例する電流を分流する分流回路を有しており、該分流回路が分流した電流が入力され、入力された該電流に関連する電流を出力するカレントミラー回路と、該カレントミラー回路が出力した電流を通流させる抵抗と、該抵抗の両端電圧に関連する電圧に基づき、前記通流電流を遮断すべきか否かを判定する手段とを更に備えることを特徴とする。【００１６】
この電力供給制御装置では、制御回路が有する分流回路が、トランジスタの通流電流に比例する電流を分流し、カレントミラー回路が、分流回路が分流した電流を入力され、入力された電流に関連する電流を出力する。カレントミラー回路が出力した電流を抵抗が通流させ、判定する手段が、抵抗の両端電圧に関連する電圧に基づき、トランジスタの通流電流を遮断すべきか否かを判定する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る電力供給制御装置によれば、電磁リレーに比べて発熱量及び損失が小さい自己保護機能付き半導体リレー（ＩＰＤ）を用いて、ＩＰＤの作動電圧以下の電源電圧でも作動可能な電力供給制御装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る電力供給制御装置の実施例の概略構成を示す回路図である。
【図２】本発明に係る電力供給制御装置の実施例の概略構成を示す回路図である。
【図３】本発明に係る電力供給制御装置の実施例の概略構成を示す回路図である。
【図４】本発明に係る電力供給制御装置の実施例の概略構成を示す回路図である。
【図５】本発明に係る電力供給制御装置の実施例の概略構成を示す回路図である。
【図６】反転チャージポンプ制御回路の具体的な構成例を示す回路図である。
【図７】反転チャージポンプ制御回路の他の具体的な構成例を示す回路図である。
【図８】本発明に係る電力供給制御装置の実施例の概略構成を示す回路図である。
【図９】本発明に係る電力供給制御装置の実施例の概略構成を示す回路図である。
【図１０】本発明に係る電力供給制御装置の実施例の概略構成を示す回路図である。
【図１１】本発明に係る電力供給制御装置の実施例の概略構成を示す回路図である。
【図１２】カレントミラー回路の具体的回路例を示す回路図である。
【図１３】カレントミラー回路の他の具体的回路例を示す回路図である。
【図１４】カレントミラー回路の他の具体的回路例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明をその実施例を示す図面に基づき説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１は、本発明に係る電力供給制御装置の実施例１の概略構成を示す回路図である。
この電力供給制御装置１は、車両に搭載されるものであり、直流の電源６及び負荷２間に介装されるＮチャネルＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物電界効果トランジスタ）７と、高圧側入力端子及び低圧側入力端子間に電源６から電圧を印加され、外部から与えられる負荷２の操作信号に基づき、ＦＥＴ７をオン又はオフに制御する制御回路８とを備えている。【００２１】
ＦＥＴ７及び制御回路８は、自己保護機能付きＩＰＤ（半導体リレー）３を構成している。
この電力供給制御装置１は、また、電源６による制御回路８への印加電圧値を検出し、検出した印加電圧値が所定電圧値より低いか否かを判定する低電圧検出回路（電圧検出器、判定手段）４と、低電圧検出回路４が低いと判定したときに、制御回路８の低圧側入力端子へ負電圧を出力する負電圧出力回路５とを備えている。【００２２】
負電圧出力回路５は、電源６にアノードが接続されたダイオード（第１ダイオード）１２と、ダイオード１２のカソードに一方の端子が接続されたスイッチング素子（トランジスタ）９と、スイッチング素子９の他方の端子及び接地端子（固定電位端子）間に接続されたコイル１１とを備えている。【００２３】
負電圧出力回路５は、また、コイル１１のスイッチング素子９側の端子にカソードが接続され、アノードが制御回路８の低圧側入力端子に接続されたダイオード（第３ダイオード）１３と、コイル１１の接地側の端子にカソードが接続され、アノードが制御回路８の低圧側入力端子に接続されたダイオード（第２ダイオード）１４と、低電圧検出回路４が、制御回路８への印加電圧値が所定電圧値より低いと判定したときは、スイッチング素子９をオン／オフ制御（スイッチング）する制御回路（第２制御回路）１０とを備えている。
制御回路８は、高圧側入力端子及び低圧側入力端子間に接続され、与えられた電源電圧を平滑する平滑コンデンサ１６ａを有している。【００２４】
このような構成の電力供給制御装置１では、制御回路８は、図示しない車両のボディＥＣＵ（Electronic Control Unit）等、外部から負荷駆動指令信号を受けているときは、ＦＥＴ７をオンにして、負荷２を駆動させ、負荷駆動指令信号を受けていないときは、ＦＥＴ７をオフにして、負荷２を停止させる。
低電圧検出回路４は、制御回路８に印加される電源６の電圧値を検出し、検出した電圧値が、制御回路８の作動可能な所定電圧値より低いか否かを判定している。低電圧検出回路４は、検出した電圧値が所定電圧値より低くなければ、制御回路１０に対して降圧動作指令信号を出力せず、負電圧出力回路５を作動させない。【００２５】
低電圧検出回路４は、検出した電圧値が所定電圧値より低ければ、制御回路１０に対して降圧動作指令信号を出力し、負電圧出力回路５を作動させる。
制御回路１０は、低電圧検出回路４から降圧動作指令信号を与えられているときは、スイッチング素子９をオン／オフ制御（スイッチング）する。スイッチング素子９をオン／オフすることにより、コイル１１内に流れる電流が断続する。【００２６】
スイッチング素子９がオンであり、コイル１１内で電流が流れるとき、コイル１１のスイッチング素子９側端子は正電圧であるが、ダイオード１３に阻止されて制御回路８の低圧側入力端子には与えられない。
スイッチング素子９がオフとなり、電流が遮断されるとき、コイル１１内では電流が慣性力で流れ続けるので、正電荷がコイル１１、スイッチング素子９及びダイオード１３間から抜かれて、負電圧が発生する。この負電圧は、ダイオード１３を通じて制御回路８の低圧側入力端子に与えられ、その結果、制御回路８の高圧側入力端子及び低圧側入力端子間に印加される電圧が上昇し、制御回路８は作動する。【００２７】
コイル１１内に流れる電流が断続することにより、以上の回路動作が繰り返され、制御回路８の低圧側入力端子は、負電圧に維持される。平滑コンデンサ１６ａは、この負電圧を平滑し、より安定的に負電圧を維持する。
尚、低電圧検出回路４が検出する電圧値に応じて、制御回路１０が、デュ―ティ比を定めてスイッチング素子９をオン／オフ制御するようにしても良い。
【実施例２】
【００２８】
図２は、本発明に係る電力供給制御装置の実施例２の概略構成を示す回路図である。
この電力供給制御装置１ａは、図示しない車両のボディＥＣＵ等、外部から負荷駆動指令信号を与えられるマイクロコントローラ（以下、マイコンと記載）１５を備えている。マイコン１５は、電源６と制御回路８の低圧側入力端子との間に接続されて電源電圧を供給されており、外部から与えられた負荷駆動指令信号を制御回路８に取り次ぐ。その他の構成及び動作は、実施例１で説明した構成及び動作と同様であるので、説明を省略する。
【実施例３】
【００２９】
図３は、本発明に係る電力供給制御装置の実施例３の概略構成を示す回路図である。
この電力供給制御装置１ｂは、図示しない車両のボディＥＣＵ等、外部から負荷駆動指令信号を与えられるマイクロコントローラ（以下、マイコンと記載）１５ａを備えている。マイコン１５ａは、電源６と制御回路８の低圧側入力端子との間に接続されて電源電圧を供給されており、外部から与えられた負荷駆動指令信号を制御回路８に取り次ぐ。【００３０】
マイコン１５ａは、また、制御回路８の低圧側入力端子に低圧側が接続された分流抵抗Ｒにより、ＦＥＴ７の電流値を与えられ監視しており、制御回路８の低圧側入力端子と同じ負電圧（接地）基準で、ＦＥＴ７の電流値をＡ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換できる。その為、電源６の出力電圧が低いときでも、ＦＥＴ７の電流値に基づき、負荷２へ供給する電力を通流すべきか遮断すべきかを判定することができる。その他の構成及び動作は、実施例１で説明した構成及び動作と同様であるので、説明を省略する。
【実施例４】
【００３１】
図４は、本発明に係る電力供給制御装置の実施例４の概略構成を示す回路図である。
この電力供給制御装置１ｃでは、マイコン１５ａは、電源６と接地端子との間に接続されて電源電圧を供給されており、外部から与えられた負荷駆動指令信号を制御回路８に取り次ぐ。【００３２】
マイコン１５ａは、また、接地端子に低圧側が接続された分流抵抗Ｒにより、ＦＥＴ７の電流値を与えられ監視しており、接地電圧基準で、ＦＥＴ７の電流値をＡ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換できる。その為、電源６の出力電圧が低いときでも、ＦＥＴ７の電流値に基づき、負荷２へ供給する電力を通流すべきか遮断すべきかを判定することができる。その他の構成及び動作は、実施例３で説明した構成及び動作と同様であるので、説明を省略する。
【実施例５】
【００３３】
図５は、本発明に係る電力供給制御装置の実施例５の概略構成を示す回路図である。
この電力供給制御装置１ｄは、低電圧検出回路４が低いと判定したときに、制御回路８の低圧側入力端子へ負電圧を出力する負電圧出力回路５ａを備えている。
負電圧出力回路５ａは、電源６にアノードが接続されたダイオード（第１ダイオード）１２と、ダイオード１２のカソードに接続され，電源電圧が与えられる反転チャージポンプ制御回路１５と、反転チャージポンプ制御回路２５の出力端子及び接地端子（固定電位端子）間に接続されたコンデンサ１６とを備えている。反転チャージポンプ制御回路２５及びコンデンサ１６は反転チャージポンプ回路を構成している。【００３４】
負電圧出力回路５ａは、また、コンデンサ１６の反転チャージポンプ制御回路２５側の端子にカソードが接続され、アノードが制御回路８の低圧側入力端子に接続されたダイオード（第３ダイオード）１３と、コンデンサ１６の接地側の端子にカソードが接続され、アノードが制御回路８の低圧側入力端子に接続されたダイオード（第２ダイオード）１４とを備えている。【００３５】
低電圧検出回路４が、制御回路８への印加電圧値が所定電圧値より低いと判定したときは、反転チャージポンプ制御回路２５が作動し、コンデンサ１６から制御回路８の低圧側入力端子へ負電圧が出力される。
尚、本実施例５のように、負電圧出力回路５ａに反転チャージポンプ制御回路２５を備えて、反転チャージポンプ回路を構成する場合は、ダイオード１３を備えずに短絡しておいても良い。【００３６】
図６は、反転チャージポンプ制御回路２５の具体的な構成例を示す回路図である。
この反転チャージポンプ制御回路２５ａは、ダイオード１２のカソード及び接地端子間に接続されて電源電圧が与えられ、低電圧検出回路４が、制御回路８への印加電圧値が所定電圧値より低いと判定したときは、周期的な矩形波電圧を出力する駆動回路１９と、駆動回路１９からベースに矩形波電圧を与えられ、抵抗Ｒ１を通じて、コレクタにダイオード１２のカソードが接続され、エミッタが接地されたＮＰＮ型トランジスタ１８とを備えている。【００３７】
また、反転チャージポンプ制御回路２５ａは、トランジスタ１８のコレクタに一方の端子が接続されたコンデンサ１７と、コンデンサ１７の他方の端子にカソードが接続され、アノードがダイオード１３のカソード（コンデンサ１６の反転チャージポンプ制御回路２５ａ側の端子）に接続されたダイオード２０と、コンデンサ１７の他方の端子にアノードが接続され、カソードが接地されたダイオード２１とを備えている。【００３８】
このような構成の反転チャージポンプ制御回路２５ａを備えた負電圧出力回路５ａでは、駆動回路１９が作動して周期的な矩形波電圧を出力することにより、トランジスタ１８がオン／オフする。
トランジスタ１８がオフであるとき、抵抗Ｒ１、コンデンサ１７、ダイオード２１の経路で、コンデンサ１７が充電される。【００３９】
次いで、トランジスタ１８がオンになると、コンデンサ１７のトランジスタ１８側の端子が接地されるので、コンデンサ１７のダイオード２０，２１側の端子は、負電圧となる。この負電圧は、ダイオード２０，１３を通じて、制御回路８の低圧側入力端子へ与えられると共に、接地端子、コンデンサ１６、ダイオード２０の経路でコンデンサ１６を充電（接地端子側が正）する（コンデンサ１７は放電する）。【００４０】
次いで、トランジスタ１８がオフになると、抵抗Ｒ１、コンデンサ１７、ダイオード２１の経路で、コンデンサ１７が充電され、この間、コンデンサ１６は、ダイオード１３を通じて負電圧を制御回路８の低圧側入力端子へ与える。
次いで、トランジスタ１８がオンになると、コンデンサ１７のトランジスタ１８側の端子が接地され、コンデンサ１７のダイオード２０，２１側の端子は、負電圧となる。【００４１】
コンデンサ１７のこの負電圧は、ダイオード２０，１３を通じて、制御回路８の低圧側入力端子へ与えられると共に、接地端子、コンデンサ１６、ダイオード２０の経路でコンデンサ１６を充電（接地端子側が正）する（コンデンサ１７は放電する）。
以上の動作が繰り返されることにより、負電圧が安定的に制御回路８の低圧側入力端子へ与えられる。【００４２】
図７は、反転チャージポンプ制御回路２５の他の具体的な構成例を示す回路図である。
この反転チャージポンプ制御回路２５ｂは、ダイオード１２のカソード及び接地端子間に接続されて電源電圧が与えられ、低電圧検出回路４が、制御回路８への印加電圧値が所定電圧値より低いと判定したときに作動する駆動回路１９ａと、駆動回路１９ａからそれぞれオン／オフ制御されるスイッチ２２，２３，２４，２６と、コンデンサ１７とを備えている。【００４３】
スイッチ２４は、一方の端子がダイオード１２のカソードに接続され、他方の端子が、コンデンサ１７の一方の端子及びスイッチ２２の一方の端子に接続され、スイッチ２２の他方の端子は接地されている。
コンデンサ１７の他方の端子は、スイッチ２３，２６の一方の端子に接続されている。スイッチ２６の他方の端子は、ダイオード１３のカソード（コンデンサ１６の反転チャージポンプ制御回路２５ｂ側の端子）に接続され、スイッチ２３の他方の端子は接地されている。【００４４】
このような構成の反転チャージポンプ制御回路２５ｂを備えた負電圧出力回路５ａでは、駆動回路１９ａが作動する場合、先ず、スイッチ２３，２４をオンにし、スイッチ２２，２６をオフにする。これにより、スイッチ２４、コンデンサ１７、スイッチ２３の経路で、コンデンサ１７が充電される。【００４５】
次いで、駆動回路１９ａが、スイッチ２３，２４をオフにし、スイッチ２２，２６をオンにする。これにより、コンデンサ１７のスイッチ２２側の端子が接地されるので、コンデンサ１７のスイッチ２３側の端子は、負電圧となる。この負電圧は、スイッチ２６、ダイオード１３を通じて、制御回路８の低圧側入力端子へ与えられると共に、接地端子、コンデンサ１６、スイッチ２６の経路でコンデンサ１６を充電（接地端子側が正）する（コンデンサ１７は放電する）。【００４６】
次いで、駆動回路１９ａが、スイッチ２３，２４をオンにし、スイッチ２２，２６をオフにする。これにより、スイッチ２４、コンデンサ１７、スイッチ２３の経路で、コンデンサ１７が充電され、この間、コンデンサ１６は、ダイオード１３を通じて負電圧を制御回路８の低圧側入力端子へ与える。【００４７】
次いで、駆動回路１９ａが、スイッチ２３，２４をオフにし、スイッチ２２，２６をオンにする。これにより、コンデンサ１７のスイッチ２２側の端子が接地されるので、コンデンサ１７のスイッチ２３側の端子は負電圧となる。この負電圧は、ダイオード１３、スイッチ２６を通じて、制御回路８の低圧側入力端子へ与えられると共に、接地端子、コンデンサ１６、スイッチ２６の経路でコンデンサ１６を充電（接地端子側が正）する（コンデンサ１７は放電する）。
以上の動作が繰り返されることにより、負電圧が安定的に制御回路８の低圧側入力端子へ与えられる。【００４８】
このような構成の電力供給制御装置１ｄ（図５）では、制御回路８は、図示しない車両のボディＥＣＵ（Electronic Control Unit）等、外部から負荷駆動指令信号を受けているときは、ＦＥＴ７をオンにして、負荷２を駆動させ、負荷駆動指令信号を受けていないときは、ＦＥＴ７をオフにして、負荷２を停止させる。
低電圧検出回路４は、制御回路８に印加される電源６の電圧値を検出し、検出した電圧値が、制御回路８の作動可能な所定電圧値より低いか否かを判定している。低電圧検出回路４は、検出した電圧値が所定電圧値より低くなければ、反転チャージポンプ制御回路２５に対して降圧動作指令信号を出力せず、負電圧出力回路５ａを作動させない。【００４９】
低電圧検出回路４は、検出した電圧値が所定電圧値より低ければ、反転チャージポンプ制御回路２５に対して降圧動作指令信号を出力し、負電圧出力回路５ａを作動させる。負電圧出力回路５ａの動作は、反転チャージポンプ制御回路２５ａ（図６）の動作、及び反転チャージポンプ制御回路２５ｂ（図７）の動作と共にそれぞれ説明したので、説明を省略する。
電力供給制御装置１ｄのその他の構成及び動作は、上述した電力供給制御装置１（図１）の構成及び動作と同様であるので、説明を省略する。但し、電力供給制御装置１ｄではコンデンサ１６が平滑機能も有するので、平滑コンデンサ１６ａは不要である。
【実施例６】
【００５０】
図８は、本発明に係る電力供給制御装置の実施例６の概略構成を示す回路図である。
この電力供給制御装置１ｅは、図示しない車両のボディＥＣＵ等、外部から負荷駆動指令信号を与えられるマイクロコントローラ（以下、マイコンと記載）１５を備えている。マイコン１５は、電源６と制御回路８の低圧側入力端子との間に接続されて電源電圧を供給されており、外部から与えられた負荷駆動指令信号を制御回路８に取り次ぐ。その他の構成及び動作は、実施例５で説明した電力供給制御装置１ｄ（図５）の構成及び動作と同様であるので、説明を省略する。
【実施例７】
【００５１】
図９は、本発明に係る電力供給制御装置の実施例７の概略構成を示す回路図である。
この電力供給制御装置１ｆは、図示しない車両のボディＥＣＵ等、外部から負荷駆動指令信号を与えられるマイクロコントローラ（以下、マイコンと記載）１５ａを備えている。マイコン１５ａは、電源６と制御回路８の低圧側入力端子との間に接続されて電源電圧を供給されており、外部から与えられた負荷駆動指令信号を制御回路８に取り次ぐ。【００５２】
マイコン１５ａは、また、制御回路８の低圧側入力端子に低圧側が接続された分流抵抗Ｒにより、ＦＥＴ７の電流値を与えられ監視しており、制御回路８の低圧側入力端子と同じ負電圧（接地）基準で、ＦＥＴ７の電流値をＡ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換できる。その為、電源６の出力電圧が低いときでも、ＦＥＴ７の電流値に基づき、負荷２へ供給する電力を通流すべきか遮断すべきかを判定することができる。その他の構成及び動作は、実施例５で説明した電力供給制御装置１ｄ（図５）の構成及び動作と同様であるので、説明を省略する。
【実施例８】
【００５３】
図１０は、本発明に係る電力供給制御装置の実施例８の概略構成を示す回路図である。
この電力供給制御装置１ｇでは、マイコン１５ａは、電源６と接地端子との間に接続されて電源電圧を供給されており、外部から与えられた負荷駆動指令信号を制御回路８に取り次ぐ。【００５４】
マイコン１５ａは、また、接地端子に低圧側が接続された分流抵抗Ｒにより、ＦＥＴ７の電流値を与えられ監視しており、接地電圧基準で、ＦＥＴ７の電流値をＡ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換できる。その為、電源６の出力電圧が低いときでも、ＦＥＴ７の電流値に基づき、負荷２へ供給する電力を通流すべきか遮断すべきかを判定することができる。その他の構成及び動作は、実施例７で説明した電力供給制御装置１ｆ（図９）の構成及び動作と同様であるので、説明を省略する。
【実施例９】
【００５５】
図１１は、本発明に係る電力供給制御装置の実施例９の概略構成を示す回路図である。
ＩＰＤ３では、制御回路８が内蔵する分流回路８ａが、ＦＥＴ７の通流電流に比例する電流を分流しており、分流回路８ａが分流した電流を、図３，４，９，１０（分流回路８ａの図示を省略）に示すように、分流抵抗Ｒに通流させ電圧信号に変換してマイコン１５ａに与えている。【００５６】
しかし、図３，９に示すように、分流抵抗Ｒの低圧側を制御回路８の低圧側入力端子に接続しておくと、電源６の出力電圧が低いときは、制御回路８の低圧側入力端子とマイコン１５ａの接地端子とに電位差が生じて、ＦＥＴ７の通流電流を示す電圧信号が不正確になると言う問題がある。また、図４，１０に示すように、分流抵抗Ｒの低圧側を接地しておくと、電源６の出力電圧が低いときでも、分流抵抗Ｒの低圧側とマイコン１５ａの接地端子とに電位差が生じないが、ＦＥＴ７の通流電流を示す電圧信号のレンジが、電源６の出力電圧以下となり、ＦＥＴ７の通流電流を正確に検出できないと言う問題がある。【００５７】
そこで、本実施例９の電力供給制御装置１ｈでは、分流回路８ａが分流しＦＥＴ７の通流電流に比例した電流が入力されるカレントミラー回路２７を備えている。カレントミラー回路２７は、入力された電流に略等しい又は比例した電流を出力し、内蔵する分流抵抗Ｒ（図１２〜１４）に通流させて電圧信号に変換して出力する。分流抵抗Ｒの低圧側は、マイコン１５ａと同様に接地端子に接続してある。【００５８】
マイコン１５ａ及びカレントミラー回路２７の電源は、電源６の出力電圧を昇降圧して一定電圧を出力する昇降圧回路３６から与えられる。尚、昇降圧回路３６は、制御回路等の小電力用であり、負荷２及び負荷２駆動用のＩＰＤ３等の大電力用には使用できない。
マイコン１５ａは、また、カレントミラー回路２７が出力した電圧信号により、ＦＥＴ７の電流値を与えられて監視しており、接地電圧基準で正確に、ＦＥＴ７の電流値をＡ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換できる。
その為、電源６の出力電圧が低いときでも、ＦＥＴ７の電流値に基づき、負荷２へ供給する電力を通流すべきか遮断すべきかを精度良く判定することができる。
本実施例９のその他の構成及び動作は、実施例４で説明した構成（図４）及び動作と同様であるので、説明を省略する。【００５９】
図１２は、カレントミラー回路２７の具体的回路例を示す回路図である。
このカレントミラー回路２７ａは、ワイドラー型カレントミラーにより入力電流を２回折り返して出力しており、ＩＰＤ３の分流回路８ａが分流した電流が、入力電流としてＮＰＮ型トランジスタ３１のコレクタに与えられ、トランジスタ３１のエミッタは、制御回路８（ＩＰＤ３）の低圧側入力端子に接続されている。【００６０】
昇降圧回路３６の出力端子にＰＮＰ型トランジスタ２９のエミッタが接続され、トランジスタ２９のコレクタは、ＮＰＮ型トランジスタ３０のコレクタに接続され、トランジスタ３０のエミッタは、制御回路８（ＩＰＤ３）の低圧側入力端子に接続されている。トランジスタ３０，３１の各ベースは、トランジスタ３１のコレクタに接続されている。
昇降圧回路３６の出力端子にＰＮＰ型トランジスタ２８のエミッタが接続され、トランジスタ２８のコレクタは、分流抵抗Ｒの高圧側、及びマイコン１５ａのＡ／Ｄ変換入力端子に接続されている。分流抵抗Ｒの低圧側は接地され、トランジスタ２８，２９の各ベースは、トランジスタ２９のコレクタに接続されている。【００６１】
このカレントミラー回路２７ａでは、トランジスタ３０，３１は、特性を等しくしてあるので、略同じ電流が流れ、トランジスタ２８，２９も、特性を等しくしてあるので、略同じ電流が流れる。
ここで、トランジスタ３０，３１の各エミッタは、制御回路８（ＩＰＤ３）の低圧側入力端子に接続されているので、電源６の出力電圧が低いときでも、ＦＥＴ７の通流電流に比例する分流電流は、レンジが圧縮されることなく、そのまま、トランジスタ３１のコレクタへ流れ込む。【００６２】
トランジスタ３１のコレクタへ流れこんだ分流電流は、その一部がトランジスタ３０，３１のベース電流となる他、トランジスタ３１のエミッタを通じて、制御回路８（ＩＰＤ３）の低圧側入力端子へ流れる。これにより、トランジスタ３１のコレクタへ流れこんだ分流電流に略等しい電流が、トランジスタ３０のコレクタ―エミッタを通じて、制御回路８（ＩＰＤ３）の低圧側入力端子へ流れる。【００６３】
分流電流に略等しい電流が、トランジスタ３０のコレクタ―エミッタを通じて流れることにより、その分流電流に略等しい電流が、トランジスタ２９のエミッタ―コレクタを通じて流れ、これにより、その分流電流に略等しい電流が、トランジスタ２８のエミッタ―コレクタ及び分流抵抗Ｒを通じて接地端子へも流れる。
以上より、ＦＥＴ７の通流電流に比例する分流電流に略等しい電流を、分流抵抗Ｒを通じて接地端子へ流すことができる。従って、電源６の出力電圧が低いときでも、マイコン１５ａは、分流抵抗Ｒの両端電圧（に関連する電圧）により、ＦＥＴ７に通流する電流値を正しく検出することができ、ＦＥＴ７の電流値に基づき、負荷２へ供給する電力を遮断すべきか否かを判定することができる。【００６４】
図１３は、カレントミラー回路２７の他の具体的回路例を示す回路図である。
このカレントミラー回路２７ｂは、ウィルソン・カレントミラーにより入力電流を２回折り返して出力しており、ワイドラー型カレントミラーを使用する場合（図１２）に発生するベース電流による誤差を補正する。
トランジスタ２９のコレクタが、ＮＰＮ型トランジスタ３３のコレクタに接続され、トランジスタ３３のエミッタは、トランジスタ３０のコレクタ及びトランジスタ３０，３１の各ベースに接続されている。トランジスタ３３のベースは、トランジスタ３１のコレクタに接続され、トランジスタ３１，３３は負帰還回路を形成している。【００６５】
トランジスタ２８のコレクタが、トランジスタ２８，２９の各ベース、及びＰＮＰ型トランジスタ３２のエミッタに接続され、トランジスタ３２のベースは、トランジスタ２９のコレクタに接続され、トランジスタ２９，３２は負帰還回路を形成している。
トランジスタ３２のコレクタは、分流抵抗Ｒの高圧側、及びマイコン１５ａのＡ／Ｄ変換入力端子に接続されている。【００６６】
このカレントミラー回路２７ｂでは、制御回路８（ＩＰＤ３）が分流した分流電流の一部は、トランジスタ３３のベース電流となってトランジスタ３３のエミッタ電流に合流する。トランジスタ３３のエミッタ電流は、トランジスタ３０のコレクタ電流及びトランジスタ３０，３１の各ベース電流に分流され、トランジスタ３１のベース電流は、トランジスタ３１のエミッタ電流に合流し、トランジスタ３０のベース電流は、トランジスタ３０のエミッタ電流に合流する。【００６７】
以上より、制御回路８（ＩＰＤ３）からの分流電流から分流したトランジスタ３３のベース電流は、トランジスタ３１のベース電流となって戻ってくるので、トランジスタ３３，３１の各ベース電流を等しくすると、制御回路８（ＩＰＤ３）からの分流電流（入力電流）と、トランジスタ３３のコレクタ電流（出力電流）は等しくなる。【００６８】
また、トランジスタ２９のエミッタ電流は、そのベース電流が分流されてコレクタ電流となる。トランジスタ２８のエミッタ電流は、そのベース電流が分流されてコレクタ電流となり、トランジスタ２８，２９の各ベース電流はトランジスタ３２のエミッタ電流に合流する。
トランジスタ３２のエミッタ電流は、そのベース電流が分流されてコレクタ電流となり、トランジスタ３２のベース電流は、トランジスタ２９のコレクタ電流と合流する。【００６９】
以上より、トランジスタ２９のエミッタ電流から分流されたベース電流は、トランジスタ３２のベース電流として、トランジスタ２９のコレクタ電流へ戻って来る。従って、トランジスタ２９，３２の各ベース電流を等しくすると、トランジスタ３２のベース電流が合流したトランジスタ２９のコレクタ電流（入力電流）は、トランジスタ３２のコレクタ電流（出力電流）と等しくなる。【００７０】
ここで、トランジスタ３２のベース電流が合流したトランジスタ２９のコレクタ電流（入力電流）は、トランジスタ３３のコレクタ電流（出力電流）と等しいので、トランジスタ３２のコレクタ電流は、制御回路８（ＩＰＤ３）が分流した分流電流と等しい。また、トランジスタ３２のコレクタ電流は、分流抵抗Ｒを通じて接地端子へ流れる。【００７１】
これにより、ＦＥＴ７の通流電流に比例する分流電流に等しい電流を、分流抵抗Ｒを通じて接地端子へ流すことができるので、電源６の出力電圧が低いときでも、マイコン１５ａは、ＦＥＴ７に通流する電流値を正しく検出することができ、ＦＥＴ７の電流値に基づき、負荷２へ供給する電力を遮断すべきか否かを正確に判定することができる。
その他の構成及び動作は、上述したカレントミラー回路２７ａ（図１２）と同様であるので、説明を省略する。【００７２】
図１４は、カレントミラー回路２７の他の具体的回路例を示す回路図である。
このカレントミラー回路２７ｃは、高精度ウィルソン・カレントミラーにより入力電流を２回折り返して出力しており、ウィルソン・カレントミラーを使用する場合（図１３）に比べて、温度変化による影響が小さくなり、高精度に電流を折り返すことができる。【００７３】
カレントミラー回路２７ｃは、ＩＰＤ３の分流回路８ａ（図１１）が分流した電流が、入力電流としてＮＰＮ型トランジスタ３５のコレクタに与えられ、トランジスタ３５のエミッタは、トランジスタ３１のコレクタに接続されている。トランジスタ３５のコレクタは、トランジスタ３３，３５の各ベースに接続されている。
トランジスタ２９のコレクタが、ＰＮＰ型トランジスタ３４のエミッタに接続され、トランジスタ３４のコレクタは、トランジスタ３２，３４の各ベース、及びトランジスタ３３のコレクタに接続されている。【００７４】
このカレントミラー回路２７ｃでは、ダイオード接続したトランジスタ３５が、電圧調整回路として機能し、トランジスタ３０，３１の各コレクタ―エミッタ間電圧を等しくする。これにより、トランジスタ３０，３１の各作動条件が等しくなるので、制御回路８（ＩＰＤ３）からの分流電流（入力電流）と、トランジスタ３３のコレクタ電流（出力電流）とを更に高精度に一致させることができる。【００７５】
また、ダイオード接続したトランジスタ３４が、電圧調整回路として機能し、トランジスタ２８，２９の各エミッタ―コレクタ間電圧を等しくする。これにより、トランジスタ２８，２９の各作動条件が等しくなるので、トランジスタ３４のコレクタ電流（入力電流）と、トランジスタ３２のコレクタ電流（出力電流）とを更に高精度に一致させることができる。【００７６】
ここで、トランジスタ３４のコレクタ電流（入力電流）は、トランジスタ３３のコレクタ電流（出力電流）と等しいので、トランジスタ３２のコレクタ電流は、制御回路８（ＩＰＤ３）が分流した分流電流と等しい。また、トランジスタ３２のコレクタ電流は、分流抵抗Ｒを通じて接地端子へ流れる。【００７７】
これにより、ＦＥＴ７の通流電流に比例する分流電流に等しい電流を、分流抵抗Ｒを通じて接地端子へ流すことができるので、電源６の出力電圧が低いときでも、マイコン１５ａは、ＦＥＴ７に通流する電流値を高精度に検出することができ、ＦＥＴ７の電流値に基づき、負荷２へ供給する電力を遮断すべきか否かを正確に判定することができる。
その他の構成及び動作は、上述したカレントミラー回路２７ｂ（図１３）と同様であるので、説明を省略する。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、電源及び負荷間に介装されるトランジスタと、外部から与えられる負荷の操作信号に基づき、トランジスタをオン又はオフに制御する制御回路とを備え、負荷への電力供給を制御するＩＰＤ（Intelligent Power Device）等の電力供給制御装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００７９】
１，１ａ〜１ｈ  電力供給制御装置
２  負荷
３  ＩＰＤ
４  低電圧検出回路（電圧検出器、判定手段）
５，５ａ  負電圧出力回路
６  電源
７  ＦＥＴ
８  制御回路
８ａ  分流回路
９  スイッチング素子（トランジスタ）
１０  制御回路（第２制御回路）
１１  コイル
１２  ダイオード（第１ダイオード）
１３  ダイオード（第３ダイオード）
１４  ダイオード（第２ダイオード）
１５，１５ａ  マイコン（マイクロコントローラ）
１６  コンデンサ（出力側コンデンサ）
１６ａ  平滑コンデンサ
１７  コンデンサ
１８  トランジスタ
１９，１９ａ  駆動回路
２０，２１  ダイオード
２２〜２４，２６  スイッチ
２５，２５ａ，２５ｂ  反転チャージポンプ制御回路
２７，２７ａ〜２７ｃ  カレントミラー回路
２８〜３５  トランジスタ
３６  昇降圧回路
Ｒ  分流抵抗
Ｒ１  抵抗
【図１】
2015053105.tif 000003
【図２】
2015053105.tif 000004
【図３】
2015053105.tif 000005
【図４】
2015053105.tif 000006
【図５】
2015053105.tif 000007
【図６】
2015053105.tif 000008
【図７】
2015053105.tif 000009
【図８】
2015053105.tif 000010
【図９】
2015053105.tif 000011
【図１０】
2015053105.tif 000012
【図１１】
2015053105.tif 000013
【図１２】
2015053105.tif 000014
【図１３】
2015053105.tif 000015
【図１４】
2015053105.tif 000016
【国際調査報告】
2015053105.tif 000017
2015053105.tif 000018