(57)【要約】【課題】負荷駆動用のトランジスタの大型化を抑制することができる保護回路を提供する。【解決手段】この保護回路１０では、負荷１１の電源オフによってサージ電圧が発生した場合には、ツェナーダイオード３１がオンし、これに伴ってチャージポンプ回路１５がオンし、そのチャージポンプ回路１５からの所定電圧の出力電圧によってＭＯＳＦＥＴ１３がオンされる。これにより、サージ電圧発生時にＭＯＳＦＥＴ１３にかかる電圧を抑制することができ、ＭＯＳＦＥＴ１３の大型化を抑制することができる。【選択図】        図１
2004208469.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源から与えられる電源電流が通流される通電路に介装されたインダクタンス性の負荷と、前記通電路に介装され、前記電源電流の前記負荷への通電状態を制御するトランジスタとを備える回路構造に対して設けられる保護回路であって、
前記通電路における前記トランジスタの前記電源電流の通流方向上流側の部分とグランドとを接続する導電路に、グランド側から前記通電路側に向けて順方向になるように介装されたツェナーダイオードと、
前記導電路における前記ツェナーダイオードとグランドとの間の部分に接続され、前記ツェナーダイオードがオンするのに伴ってオンし、前記トランジスタに対して所定電圧を出力して前記トランジスタをオンさせる駆動回路と、
を備えることを特徴とする保護回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インダクタンス性の負荷への電流の通流状態を制御するトランジスタ等を保護するための保護回路に関し、特に車載用の各種電源分配部における電源制御に適用される保護回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２は、従来の保護回路およびその保護回路が適用される回路構造の回路図である。この種の保護回路としては、図２に示すように、インダクタンス性の負荷（例えばモータ）１の電源オフ時に発生するサージ電圧への対策としてダイナミッククランプ回路を用いたものがある。このダイナミッククランプ回路は、ＭＯＳＦＥＴ（トランジスタ）３のゲートとドレインとの間に介装されたツェナーダイオード５を備えている。負荷１の電源オフに伴うサージ電圧発生時には、ツェナーダイオード５がオンし、これに伴ってＭＯＳＦＥＴ３がオンし、これによってサージ電流が吸収される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来の保護回路では、負荷１の電源オフに伴うサージ電圧発生時に、ＭＯＳＦＥＴ１３のドレイン側の電圧がツェナーダイオード５を介してゲートに直接印加される構成であり、ＭＯＳＦＥＴ３に大きな電圧がかかるため、これに耐え得るようにＭＯＳＦＥＴ３を大型化する必要があるという問題がある。
【０００４】
そこで、本発明は前記問題点に鑑み、負荷駆動用のトランジスタの大型化を抑制することができる保護回路を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための技術的手段は、電源から与えられる電源電流が通流される通電路に介装されたインダクタンス性の負荷と、前記通電路に介装され、前記電源電流の前記負荷への通電状態を制御するトランジスタとを備える回路構造に対して設けられる保護回路であって、前記通電路における前記トランジスタの前記電源電流の通流方向上流側の部分とグランドとを接続する導電路に、グランド側から前記通電路側に向けて順方向になるように介装されたツェナーダイオードと、前記導電路における前記ツェナーダイオードとグランドとの間の部分に接続され、前記ツェナーダイオードがオンするのに伴ってオンし、前記トランジスタに対して所定電圧を出力して前記トランジスタをオンさせる駆動回路と、
を備えることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態に係る保護回路およびその保護回路が適用される回路構造の回路図である。本実施形態に係る保護回路１０が適用される回路構造は、図１に示すように、インダクタンス性の負荷（例えばモータ）１１と、負荷１１への通電状態を制御するＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ（トランジスタ）１３と、ＭＯＳＦＥＴ１３を駆動するチャージポンプ回路（駆動回路）１５とを備えている。負荷１１とＭＯＳＦＥＴ１３とは、ＭＯＳＦＥＴ１３の方が電源電流の通流方向上流側となるように、通電路１７に直列に介装されている。通電路１７は、電源ライン（電源）１９とグランドとの間に介装される。チャージポンプ回路１５とＭＯＳＦＥＴ１３のゲートとの間には、抵抗２１が介装されている。通電路１７には、ＭＯＳＦＥＴ１３と並列になるようにダイオード２３が接続されている。ダイオード２３は、その順方向が電源ライン１９から通電路１７に供給される電源電流の通流方向と逆向きになるように接続されている。
【０００７】
本実施形態に係る保護回路１０は、ツェナーダイオード３１と、抵抗３３と、保護回路１０の構成要素としても併用されるチャージポンプ回路１５とを備えている。ツェナーダイオード３１と抵抗３３とは、通電路１７におけるＭＯＳＦＥＴ１３の電源電流の通流方向上流側の部分とグランドとを接続する導電路３５に、抵抗３３の方がグランド側になるように直列に介装されている。ツェナーダイオード３１の向きは、その順方向がグランド側から通電路１７側に向くように設定されている。
【０００８】
チャージポンプ回路１５は、出力電圧調節機能付きのチャージポンプ回路であり、駆動電圧が供給されるとオンして昇圧動作および出力電圧調節動作を行い、抵抗２１を介してＭＯＳＦＥＴ１３のゲートに電圧を印加し、ＭＯＳＦＥＴ１３をオンさせる。通常の制御動作時には、チャージポンプ回路１５は、例えば入力されるスイッチ信号に基づいてオン、オフし、トランジスタ２３をオン、オフさせ、これによって負荷１１への通電がオン、オフされる。
【０００９】
また、チャージポンプ回路１５は、導電路３５におけるツェナーダイオード３１と抵抗３３との間の部分と接続されており、ツェナーダイオード３１がオンして、抵抗３３のツェナーダイオード３１側の端部に生じる電圧が駆動電圧として与えられると、これに伴ってオンするようになっている。
【００１０】
そして、負荷１１の電源オフに伴ってサージ電圧が発生した場合には、ＭＯＳＦＥＴ１３のドレイン側の電位上昇に伴ってツェナーダイオード３１がオンし、抵抗３３のツェナーダイオード３１側の端部に生じる電圧が上昇し、これによってチャージポンプ回路１５に入力される駆動電圧が所定電圧（ＭＯＳＦＥＴ１３のゲート電位が閾値電圧を所定レベルだけ超えるようなレベル）まで上昇する。この駆動電圧の上昇に伴って、チャージポンプ回路１５の出力電圧が上昇し、ＭＯＳＦＥＴ１３のゲート、ソース間に閾値電圧を上回る電位差が生じ、ＭＯＳＦＥＴ１３が完全にオンし、これによってサージ電流が吸収される。このＭＯＳＦＥＴ１３のオン状態は、サージ電圧が収束し、ツェナーダイオード３１がオンするまで保持される。
【００１１】
以上のように、本実施形態によれば、負荷１１の電源オフによってサージ電圧が発生した場合には、ツェナーダイオード３１がオンし、これに伴ってチャージポンプ回路１５がオンし、そのチャージポンプ回路１５からの所定電圧の出力電圧によってＭＯＳＦＥＴ１３がオンされる構成であるため、サージ電圧発生時にＭＯＳＦＥＴ１３にかかる電圧を抑制することができ、ＭＯＳＦＥＴ１３の大型化を抑制することができる。
【００１２】
なお、本実施形態では、サージ発生に伴ってツェナーダイオード３１がオンした際にチャージポンプ回路１５からＭＯＳＦＥＴ１３のゲートに出力される出力電圧を安定させるために、チャージポンプ回路１５として出力電圧調節機能付きのものを用いるようにしているが、その代わりに、出力電圧調節機能の付いていない単に昇圧動作のみを行うものを用いるようにしてもよい。この場合、ＭＯＳＦＥＴ１３のゲートに入力される電圧を安定させるために、チャージポンプ回路１５の出力端子からＭＯＳＦＥＴ１３のゲート端子までの配線区間のいずれかの位置（例えば、抵抗２１とゲート端子との間の位置）とグランドとの間にツェナーダイオードを介装してもよい。なお、そのツェナーダイオードの向きは、グランド側からゲート端子側に向かって順方向になるように設定される。あるいは、チャージポンプ回路１５の出力端子からＭＯＳＦＥＴ１３のゲート端子までの配線区間のいずれかの位置（例えば、抵抗２１とゲート端子との間の位置）と、通電路１７におけるＭＯＳＦＥＴ１３と負荷１１との間のいずれかの位置と間にツェナーダイオードを介装してもよい。なお、そのツェナーダイオードの向きは、通電路１７側からゲート端子側に向けて順方向になるように設定される。
【００１３】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、負荷の電源オフによってサージ電圧が発生した場合には、ツェナーダイオードがオンし、これに伴って駆動回路がオンし、その駆動回路から出力される所定電圧の出力電圧によってトランジスタがオンされる構成であるため、サージ電圧発生時にトランジスタにかかる電圧を抑制することができ、トランジスタの大型化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る保護回路およびその保護回路が適用される回路構造の回路図である。
【図２】従来の保護回路およびその保護回路が適用される回路構造の回路図である。
【符号の説明】
１０  保護回路
１１  負荷
１３  ＭＯＳＦＥＴ
１５  チャージポンプ回路
３１  ツェナーダイオード
３３  抵抗
【図１】
2004208469.tif 000003
【図２】
2004208469.tif 000004