(57)【要約】【課題】ＤＣ−ＤＣコンバータ等において温度上昇から回路を保護する。【解決手段】サーミスタ１０により温度を電圧信号に変換して比較器１４−１〜１４−４に供給する。比較器１４−１〜１４−３は、サーミスタ１０の電圧を異なる基準電在それぞれと比較し、比較結果をＲＳフリップフロップ１６−１〜１６−３に供給する。ＲＳフリップフロップ１６−１〜１６−３は、それぞれ外部出力回路１８、電流制限回路２０の動作／非動作を設定する。比較器１４−２からの出力をＲＳフリップフロップ１６−１のリセット端子に供給するとともにＲＳフリップフロップ１６−２のセット端子に供給して比較器を共有する。【選択図】        図２
2004242427.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度を検出する温度検出手段と、
第１基準電圧信号を生成する第１基準電圧信号生成手段と、
第２基準電圧信号を生成する第２基準電圧信号生成手段と、
前記温度検出手段からの信号と前記第１基準電圧信号を比較する第１比較手段と、
前記温度検出手段からの信号と前記第２基準電圧信号を比較する第２比較手段と、
前記第１及び第２比較手段からの比較結果に基づき動作あるいは非動作して回路の電流を制限する少なくとも第１及び第２の電流制限手段と、
を有し、前記第１の電流制限手段に対する前記第２比較手段並びに前記第２基準電圧信号生成手段と、前記第２の電流制限手段に対する前記第１比較手段並びに前記第１基準電圧信号生成手段とが共通化されていることを特徴とする電流制限回路。
【請求項２】
温度を検出する温度検出素子と、
第１の基準電圧を発生する第１基準電圧発生器と、
第２の基準電圧を発生する第２基準電圧発生器と、
第３の基準電圧を発生する第３基準電圧発生器と、
前記温度検出素子からの温度に応じた電圧信号と前記第１の基準電圧を比較する第１比較器と、
前記温度検出素子からの温度に応じた電圧信号と前記第２の基準電圧を比較する第２比較器と、
前記温度検出素子からの温度に応じた電圧信号と前記第３の基準電圧を比較する第３比較器と、
前記第１比較器からの出力によりセットされ、前記第２比較器からの出力によりリセットされる第１ＲＳフリップフロップと、
前記第２比較器からの出力によりセットされ、前記第３比較器からの出力によりリセットされる第２ＲＳフリップフロップと、
前記第１ＲＳフリップフロップの出力により動作及び非動作が設定される第１電流制限器と、
前記第２ＲＳフリップフロップの出力により動作及び非動作が設定される第２電流制限器と、
を有することを特徴とする電流制限回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電流制限回路、特に温度に応じて電流を制限する回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、回路素子の温度を検出し、検出温度に応じて電流値を制限する保護回路が知られている。
【０００３】
図５には、一般的な電流制限回路の構成が示されている。電流制限回路は、温度検出手段、基準電圧生成手段、電流制限手段、電流制限を外部（例えばユーザ）に報知する外部出力手段、及び電流制限手段と外部出力手段の動作を制御する手段から構成される。
【０００４】
温度検出手段としては、例えばサーミスタ１０が用いられる。サーミスタ１０は、温度に応じて抵抗値が変化し、温度に応じた電圧を出力する。
【０００５】
基準電圧生成手段としては、例えば複数の電源及び抵抗の組み合わせが用いられる。図では、基準レベル１〜６をそれぞれ生成している。
【０００６】
制御手段は、サーミスタ１０の電圧と基準レベル１〜６をそれぞれ比較する比較器１３−１〜１３−６及びＲＳフリップフロップ１７−１〜１７−３から構成される。
【０００７】
比較器１３−１の＋端子には基準レベル１が入力され、−端子にはサーミスタ１０の端子電圧が入力される。サーミスタ１０の一端は接地され、他端は抵抗Ｒを介して電源に接続されると共に、コンデンサＣに接続される。比較器１３−１の出力は２つのＮＡＮＤゲートのそれぞれの出力を他方にフィードバックしてなるＲＳフリップフロップ１７−１の一方のＮＡＮＤゲートの入力端子（セット端子）に供給される。
【０００８】
比較器１３−２の＋端子にはサーミスタ１０の端子電圧が入力され、−端子には基準レベル２が入力される。比較器１３−２の出力はＲＳフリップフロップ１７−１の他方のＮＡＮＤゲートの入力端子（リセット端子）に供給される。
【０００９】
ＲＳフリップフロップ１７−１の出力は外部出力回路１８に供給される。外部出力回路１８は、Ｈｉ信号の入力により外部出力を禁止し、Ｌｏｗ信号の入力により外部出力を許可する回路である。
【００１０】
比較器１３−３の＋端子には基準レベル３が入力され、−端子にはサーミスタ１０の端子電圧が入力される。比較器１３−３の出力はＲＳフリップフロップ１７−２の一方のＮＡＮＤゲートの入力端子（リセット端子）に供給される。
【００１１】
比較器１３−４の＋端子にはサーミスタ１０の端子電圧が入力され、−端子には基準レベル４が入力される。比較器１３−４の出力はＲＳフリップフロップ１７−２の他方のＮＡＮＤゲートの入力端子（リセット端子）に供給される。
【００１２】
ＲＳフリップフロップ１７−２の出力は電流制限回路２０に供給される。
【００１３】
比較器１３−５の＋端子には基準レベル５が入力され、−端子にはサーミスタ１０の端子電圧が入力される。比較器１３−５の出力はＲＳフリップフロップ１７−３の一方のＮＡＮＤゲートの入力端子（リセット端子）に供給される。
【００１４】
比較器１３−６の＋端子にはサーミスタ１０の端子電圧が入力され、−端子には基準レベル６が入力される。比較器１３−６の出力はＲＳフリップフロップ１７−３の他方のＮＡＮＤゲートの入力端子（リセット端子）に供給される。
【００１５】
ＲＳフリップフロップ１７−３の出力は電流制限回路２０に供給される。電流制限回路２０は、２つの電流制限モードＡ，Ｂを有する回路であり、Ｈｉ信号の入力により電流制限を実行する。すなわち、ＲＳフリップフロップ１７−２からＬｏｗ信号が供給されるとモードＡの電流制限を実行し、ＲＳフリップフロップ１７−３からＬｏｗ信号が供給されるとモードＢの電流制限を実行する。ＲＳフリップフロップ１７−２及びＲＳフリップフロップ１７−３からともにＬｏｗ信号が供給されると、電流制限回路２０は、モードＡ及びモードＢの電流制限をともに実行する。
【００１６】
このような回路構成において、以下、その動作について説明する。
【００１７】
温度が低くサーミスタ１０の端子電圧が大きい場合、比較器１３−１の出力はＬｏｗ、比較器１３−２の出力はＨｉとなる。したがって、ＲＳフリップフロップ１７−１のセット端子にはＬｏｗ（あるいは０）、リセット端子にはＨｉ（あるいは１）が入力されてセット状態となり、ＲＳフリップフロップ１７−１の出力はＨｉ（あるいは１）となる。このとき、外部出力回路１８は外部出力しないままである。
【００１８】
温度が上昇してサーミスタ１０の端子電圧が基準レベル１まで低下した場合、比較器１３−１の出力はＬｏｗからＨｉに変化し、比較器１３−２の出力はＨｉのままとなる。したがって、ＲＳフリップフロップ１７−１のセット端子にはＨｉ、リセット端子にもＨｉが入力されて保持状態となり、ＲＳフリップフロップ１７−１の出力はＨｉのまま変化しない。このときも、外部出力回路１８は外部出力しない。
【００１９】
温度がさらに上昇してサーミスタ１０の端子電圧が基準レベル２まで低下した場合、比較器１３−１の出力はＨｉのままであるが、比較器１３−２の出力はＨｉからＬｏｗに変化する。したがって、ＲＳフリップフロップ１７−１のセット端子にはＨｉが入力され、リセット端子にはＬｏｗが入力されてリセット状態となり、ＲＳフリップフロップ１７−１の出力はＬｏｗとなる。このとき、外部出力回路１８は外部出力し、ユーザに対して温度上昇を報知する。
【００２０】
一方、  温度が低い場合、比較器１３−３の出力はＬｏｗ、比較器１３−４の出力はＨｉとなる。したがって、ＲＳフリップフロップ１７−２のセット端子にはＬｏｗ（あるいは０）、リセット端子にはＨｉ（あるいは１）が入力されてセット状態となり、ＲＳフリップフロップ１７−１の出力はＨｉ（あるいは１）となる。このとき、電流制限回路２０は電流制限しないままである。
【００２１】
温度が上昇してサーミスタ１０の抵抗値が低下し端子電圧が基準レベル３まで低下した場合、比較器１３−３の出力はＬｏｗからＨｉに変化し、比較器１３−４の出力はＨｉのままとなる。したがって、ＲＳフリップフロップ１７−２のセット端子にはＨｉ、リセット端子にもＨｉが入力されて保持状態となり、ＲＳフリップフロップ１７−２の出力はＨｉのまま変化しない。このときも、電流制限回路２０は電流制限しない。
【００２２】
温度がさらに上昇して基準レベル４に達した場合、比較器１３−３の出力はＨｉのままであるが、比較器１３−４の出力はＨｉからＬｏｗに変化する。したがって、ＲＳフリップフロップ１７−２のセット端子にはＨｉが入力され、リセット端子にはＬｏｗが入力されてリセット状態となり、ＲＳフリップフロップ１７−２の出力はＬｏｗとなる。このとき、電流制限回路２０はモードＡの電流制限を実行して温度上昇を抑制する。
【００２３】
また、  温度が低い場合には比較器１３−５の出力はＬｏｗ、比較器１３−６の出力はＨｉとなる。したがって、ＲＳフリップフロップ１７−３のセット端子にはＬｏｗ（あるいは０）、リセット端子にはＨｉ（あるいは１）が入力されてセット状態となり、ＲＳフリップフロップ１７−３の出力はＨｉ（あるいは１）となる。このとき、電流制限回路２０はモードＢの電流制限はしない。
【００２４】
温度が上昇して基準レベル５に達した場合、比較器１３−５の出力はＬｏｗからＨｉに変化し、比較器１３−６の出力はＨｉのままとなる。したがって、ＲＳフリップフロップ１７−３のセット端子にはＨｉ、リセット端子にもＨｉが入力されて保持状態となり、ＲＳフリップフロップ１７−３の出力はＨｉのまま変化しない。このときも、電流制限回路２０はモードＢの電流制限はしない。
【００２５】
温度がさらに上昇して基準レベル６に達した場合、比較器１３−５の出力はＨｉのままであるが、比較器１３−６の出力はＨｉからＬｏｗに変化する。したがって、ＲＳフリップフロップ１７−３のセット端子にはＨｉが入力され、リセット端子にはＬｏｗが入力されてリセット状態となり、ＲＳフリップフロップ１７−３の出力はＬｏｗとなる。このとき、電流制限回路２０はモードＢの電流制限を実行して温度上昇を抑制する。
【００２６】
なお、従来においては、トランス内部の温度を測定し、加熱状態にあるときにトランスに流れる１次電流を抑制するためにデューティ比を小さく制御する技術が知られているが、電流制限回路２０における電流制限方法の一つとしてこのようなデューティ比制御も可能である。
【００２７】
また、電流制限回路２０は、２つの電流制限モードＡ，Ｂを実行する回路として説明したが、もちろんモードＡを実行する電流制限回路と、モードＢを実行する電流制限回路とに分かれていてもよい。
【００２８】
【特許文献１】
特開２００２−２８１７４８号公報
【００２９】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来においては外部出力回路１８や電流制限回路２０の動作を制御するセット用回路とリセット用回路にそれぞれ基準電圧と比較器とを設けているため、回路構成の複雑化及び素子数の増大を招いており、電流制限を実行する回路の増大とともに、セット用回路とリセット用回路が累積的に増大してしまう問題があった。
【００３０】
本発明の目的は、温度上昇に伴って回路の電流を制限するための回路が複数存在していても、構成を簡易化し、また素子数の増大を抑制できる回路を提供することにある。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、温度を検出する温度検出手段と、第１基準電圧信号を生成する第１基準電圧信号生成手段と、第２基準電圧信号を生成する第２基準電圧信号生成手段と、前記温度検出手段からの信号と前記第１基準電圧信号を比較する第１比較手段と、前記温度検出手段からの信号と前記第２基準電圧信号を比較する第２比較手段と、前記第１及び第２比較手段からの比較結果に基づき動作あるいは非動作して回路の電流を制限する少なくとも第１及び第２の電流制限手段とを有し、前記第１の電流制限手段に対する前記第２比較手段並びに前記第２基準電圧信号生成手段と、前記第２の電流制限手段に対する前記第１比較手段並びに前記第１基準電圧信号生成手段とが共通化されていることを特徴とする。第１及び第２比較手段からの比較結果に基づき第１電流制限手段の動作あるいは非動作を設定するとともに、第１及び第２比較手段からの比較結果に基づき第２電流制限手段の動作あるいは非動作を設定する際に、第１電流制限手段の動作あるいは非動作を設定する第２比較手段並びに第２基準電圧信号生成手段と、第２電流制限手段の動作あるいは非動作を設定する第１比較手段並びに第１基準電圧信号生成手段とを共通化することで、電流制限手段が複数存在していても回路構成を簡易化し、回路素子数の増大を抑制することができる。第１電流制限手段と第２電流制限手段は、電流制限の態様あるいは方法を異にすることが好適であり、例えば第１電流制限手段は第１比較手段からの比較結果に基づいて非動作状態に設定され、第２比較手段からの比較結果に基づいて動作状態に設定される。第２電流制限手段も同様である。
【００３２】
また、本発明は、温度を検出する温度検出素子と、第１の基準電圧を発生する第１基準電圧発生器と、第２の基準電圧を発生する第２基準電圧発生器と、第３の基準電圧を発生する第３基準電圧発生器と、前記温度検出素子からの温度に応じた電圧信号と前記第１の基準電圧を比較する第１比較器と、前記温度検出素子からの温度に応じた電圧信号と前記第２の基準電圧を比較する第２比較器と、前記温度検出素子からの温度に応じた電圧信号と前記第３の基準電圧を比較する第３比較器と、前記第１比較器からの出力によりセットされ、前記第２比較器からの出力によりリセットされる第１ＲＳフリップフロップと、前記第２比較器からの出力によりセットされ、前記第３比較器からの出力によりリセットされる第２ＲＳフリップフロップと、前記第１ＲＳフリップフロップの出力により動作及び非動作が設定される第１電流制限器と、前記第２ＲＳフリップフロップの出力により動作及び非動作が設定される第２電流制限器とを有することを特徴とする。第１ＲＳフリップフロップが第１電流制限器の動作／非動作を設定し、第２ＲＳフリップフロップが第２電流制限器の動作／非動作を設定する際に、第１ＲＳフリップフロップと第２ＲＳフリップフロップが第２基準電圧発生器及び第２比較器の出力をともに用いることで、回路構成を簡易化し回路素子数を削減できる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
【００３４】
図１には、本実施形態に係る電流制限回路の概念構成が示されている。温度検出部１は、回路素子の温度を検出する。回路素子は任意であり、例えばトランスでもよい。温度検出部１としては、サーミスタその他、温度データを電気信号として出力する任意のセンサが用いられる。温度検出部１は、検出した温度を電圧信号として出力する。
【００３５】
第１基準電圧生成部２−１、第２基準電圧生成部２−２、及び第３基準電圧生成部２−３は、それぞれ第１基準電圧、第２基準電圧、第３基準電圧を生成して出力する。第１基準電圧、第２基準電圧、第３基準電圧はそれぞれ異なり、例えば第１基準電圧＞第２基準電圧＞第３基準電圧に設定される。
【００３６】
第１比較部３−１は、第１基準電圧と温度検出部１からの温度に応じた電圧値とを大小比較し、その結果をセット信号として第１電流制限部４−１に出力する。また、第２比較部３−２は、第２基準電圧と温度検出部１からの温度に応じた電圧値とを大小比較し、その結果をリセット信号として第１電流制限部４−１に出力する。
【００３７】
第１電流制限部４−１は、温度に応じて回路の電流値を制限するための回路であり、第１比較部３−１からのセット信号により電流制限動作を実行せず、第２比較部３−２からのリセット信号により電流制限動作を実行する。もちろん、第１電流制限部４−１は、セット信号により電流制限動作を実行し、リセット信号により電流制限動作を解除することもできる。電流制限動作は、回路素子に流れる電流値を抑制する処理であり、デューティ比の減少も含まれる。また、電流制限動作は、電流値を直接制限する動作の他、電流制限に派生する動作を含んでいてもよい。このような動作には、例えば電流制限の開始をユーザに報知するための外部出力が含まれる。
【００３８】
一方、第２比較部３−２は、第２基準電圧と温度に応じた電圧値との大小比較結果をリセット信号として第１電流制限部４−１に出力するとともに、大小比較結果をセット信号として第２電流制限部４−２にも出力する。第２電流制限部４−２に供給するセット信号は、第１電流制限部４−１に供給するリセット信号と同一でもよく、あるいはリセット信号を反転した信号とする等、何らかの簡易な処理を施してもよい。
【００３９】
また、第３比較部３−３は、第３基準電圧と温度検出部１からの温度に応じた電圧値とを大小比較し、その結果をリセット信号として第２電流制限部４−２に出力する。
【００４０】
第２電流制限部４−２は、温度に応じて回路の電流値を制限するための回路であり、第２比較部３−２からのセット信号により電流制限動作を実行せず、第３比較部３−３からのリセット信号により電流制限動作を実行する。もちろん、第２電流制限部４−２は、セット信号により電流制限動作を実行し、リセット信号により電流制限動作を解除することもできる。第２電流制限部４−２は、第１電流制限部４−１と異なる電流制限処理を実行する。例えば、第１電流制限部４−１が温度上昇に伴う電流制限の開始をユーザに報知する処理を実行する場合、第２電流制限部４−２は温度上昇に伴い電流値を抑制する処理を実行する等である。第１電流制限部４−１における動作開始と第２電流制限部４−２における動作開始のタイミングは同時でもよく、あるいは異なっていてもよい。それぞれの動作タイミングは、第１基準電圧、第２基準電圧、第３基準電圧の設定により任意に変えることができる。例えば、回路素子がある温度に達した場合、第２比較部３−２からリセット信号が第１電流制限部４−１に出力されて電流制限をユーザに報知する処理を実行し、その後、温度がさらに上昇して第３比較部３−３からリセット信号が第２電流制限部４−２に出力されて電流制限を実行する等である。第２比較部３−２は、第１電流制限部４−１にリセット信号を出力すると同時に第２電流制限部４−２にセット信号を出力しており、第２電流制限部４−２は第３比較部３−３からのリセット信号により直ちに電流制限動作を実行できる。
【００４１】
図１に示された本実施形態の概念構成と、図５に示された従来の回路構成とを対比すると、以下のことが明らかとなる。すなわち、従来の回路構成では、外部出力回路１８や電流制限回路２０等、複数の電流制限部が存在する場合、各電流制限部毎に基準電圧生成部とセット用比較部並びにリセット用比較部を設けており回路構成が複雑であるが、本実施形態の構成では第２基準電圧生成部２−２及び第２比較部３−２が第１電流制限部４−１に対してリセット信号を出力するとともに第２電流制限部４−２に対してセット信号を出力しており、第１電流制限部４−１に対するリセット回路と第２電流制限部４−２に対するセット回路を兼用している、あるいは第１電流制限部４−１に対するセット回路と第２電流制限部４−２に対するリセット回路を共通化しているため回路構成が簡易化されている。より詳しくは、第２電流制限部４−２に着目すると、第２電流制限部４−２をセットするための独自の基準電圧生成部及び比較部が存在せず、第１電流制限部４−１をリセットするための基準電圧生成部及び比較部を援用してこれらの回路素子を省略している。本実施形態の優位性は、電流制限部の数が増大するほど顕著となる。
【００４２】
以下、本実施形態を具体的に説明する。
【００４３】
図２には、本実施形態の回路構成の一例が示されている。本実施形態の電流制限回路は、例えば車両に搭載されるＤＣ−ＤＣコンバータの制御回路に組み込むことができる。
【００４４】
温度検出部１として、サーミスタ１０が設けられる。サーミスタ１０の一端は接地され、他端は抵抗Ｒを介して電源に接続されるとともにコンデンサＣに接続される。コンデンサＣの他端は接地される。サーミスタ１０は温度上昇とともにその抵抗値が変化（減少）し、温度に応じた端子電圧を出力する。サーミスタ１０の端子電圧は、比較器１４−１〜比較器１４−４に供給される。
【００４５】
基準電圧生成部１２は、電源及び互いに直列接続された５個の抵抗Ｒ１〜Ｒ５からなり、各抵抗Ｒ１〜Ｒ５で電源電圧を分圧してなる基準電圧をそれぞれ比較器１４−１〜１４−４に供給する。抵抗Ｒ１の電圧降下により生成される第１基準電圧は比較器１４−１に供給され、抵抗Ｒ１、Ｒ２の電圧降下により生成される第２基準電圧は比較器１４−２に供給され、抵抗Ｒ１〜Ｒ３の電圧降下により生成される第３基準電圧は比較器１４−３に供給され、抵抗Ｒ１〜Ｒ４の電圧降下により生成される第４基準電圧は比較器１４−４に供給される。第１基準電圧＞第２基準電圧＞第３基準電圧＞第４基準電圧である。
【００４６】
比較器１４−１の＋端子には第１基準電圧が入力され、−端子にはサーミスタ１０の端子電圧が入力される。比較器１４−１は、サーミスタ１０の端子電圧と第１基準電圧とを大小比較してその結果を２値信号としてＲＳフリップフロップ１６−１に出力する。
【００４７】
比較器１４−２の＋端子には第２基準電圧が入力され、−端子にはサーミスタ１０の端子電圧が入力される。比較器１４−２は、サーミスタ１０の端子電圧と第２基準電圧とを大小比較してその結果を２値信号としてＲＳフリップフロップ１６−１に出力するとともに、ＲＳフリップフロップ１６−２にも出力する。より詳細には、比較器１４−２は、大小比較結果をインバータで反転してＲＳフリップフロップ１６−１に出力するとともに、大小比較結果を反転することなくそのままＲＳフリップフロップ１６−２に出力する。
【００４８】
比較器１４−３の＋端子には第３基準電圧が入力され、−端子にはサーミスタ１０の端子電圧が入力される。比較器１４−３は、サーミスタ１０の端子電圧と第３基準電圧とを大小比較してその結果を２値信号としてＲＳフリップフロップ１６−２に出力するとともに、ＲＳフリップフロップ１６−３にも出力する。より詳細には、比較器１４−３は、大小比較結果のインバータで反転してＲＳフリップフロップ１６−２に出力するとともに、大小比較結果を反転することなくそのままＲＳフリップフロップ１６−３に出力する。
【００４９】
比較器１４−４の＋端子にはサーミスタ１０の端子電圧が入力され、−端子には第４基準電圧が入力される。比較器１４−４は、サーミスタ１０の端子電圧と第４基準電圧とを大小比較してその結果を２値信号としてＲＳフリップフロップ１６−３に出力する。
【００５０】
ＲＳフリップフロップ１６−１は、比較器１４−１からの２値信号をセット信号とし、比較器１４−２からの２値信号をリセット信号として動作するＲＳフリップフロップであり、入力信号に応じた２値信号を外部出力回路１８に出力する。
【００５１】
具体的には、比較器１４−１からＬｏｗ、比較器１４−２からＬｏｗ（インバータで反転されるためＨｉとなる）が入力されたときにセット状態に遷移してＨｉを外部出力回路１８に出力し、比較器１４−１からＨｉ、比較器１４−２からＬｏｗが入力されたときに保持状態に遷移し、比較器１４−１からＨｉ，比較器１４−２からＨｉ（インバータで反転されるためＬｏｗとなる）が入力されたときにリセット状態に遷移してＬｏｗを外部出力回路１８に出力する。
【００５２】
ＲＳフリップフロップ１６−２は、比較器１４−２からの２値信号をセット信号とし、比較器１４−３からの２値信号をリセット信号として動作するＲＳフリップフロップであり、入力信号に応じた２値信号を電流制限回路２０に出力する。
【００５３】
具体的には、比較器１４−２からＬｏｗ、比較器１４−３からＬｏｗ（インバータで反転されるためＨｉとなる）が入力されたときにセット状態に遷移してＨｉを電流制限回路２０に出力し、比較器１４−２からＨｉ、比較器１４−３からＬｏｗが入力されたときに保持状態に遷移し、比較器１４−２からＨｉ、比較器１４−３からＨｉ（インバータで反転されるためＬｏｗとなる）が入力されたときにリセット状態に遷移してＬｏｗを電流制限回路２０に出力する。ＲＳフリップフロップ１６−２の出力は、電流制限回路２０の有する２つの電流制限モード（モードＡ及びモードＢ）のうち、モードＡの動作／非動作を制御する。
【００５４】
ＲＳフリップフロップ１６−３は、比較器１４−３からの２値信号をセット信号とし、比較器１４−４からの２値信号をリセット信号として動作するＲＳフリップフロップであり、入力信号に応じた２値信号を電流制限回路２０に出力する。
【００５５】
具体的には、比較器１４−３からＬｏｗ、比較器１４−４からＨｉが入力されたときにセット状態に遷移してＨｉを電流制限回路２０に出力し、比較器１４−３からＨｉ、比較器１４−４からＨｉが入力されたときに保持状態に遷移し、比較器１４−３からＨｉ、比較器１４−３からＬｏｗが入力されたときにリセット状態に遷移してＬｏｗを電流制限回路２０に出力する。ＲＳフリップフロップ１６−３の出力は、電流制限回路２０の有する２つの電流制限モードのうち、モードＢの動作／非動作を制御する。
【００５６】
外部出力回路１８は、ＲＳフリップフロップ１６−１の出力により外部に対して報知する回路であり、ＲＳフリップフロップ１６−１からの出力がＨｉのときに出力せず、ＲＳフリップフロップ１６−１からの出力がＬｏｗのときに外部に出力する。ここで、外部とはユーザのみならずＤＣ−ＤＣコンバータを制御するＥＣＵ（電子制御装置）も含まれる。ＤＣ−ＤＣコンバータを制御するＥＣＵに報知することで、ＥＣＵは温度が上昇したことを検知し、例えば駆動負荷を減らす等の省電流制御に移行することができる。
【００５７】
電流制限回路２０は、ＲＳフリップフロップ１６−２の出力によりモードＡの電流制限を実行するとともに、ＲＳリップフロップ１６−３の出力によりモードＢの電流制限を実行する回路である。モードＡはＲＳフリップフロップ１６−２からの出力がＨｉのときに不実行、Ｌｏｗのときに実行し、モードＢはＲＳフリップフロップ１６−３からの出力がＨｉのときに不実行、Ｌｏｗのときに実行する。モードＡとモードＢが互いに異なった処理であり、モードＡは例えばＤＣ−ＤＣコンバータの駆動電流を５０アンペアから３０アンペアに減らす処理、モードＢは例えばＤＣ−ＤＣコンバータの駆動電流を３０アンペアから１５アンペアに減らす処理である。電流制限回路２０は、モードＡを実行する電流制限回路と、モードＢを実行する電流制限回路に分かれていてもよい。
【００５８】
このような構成において、温度が十分低く、第１基準電圧に達しない場合には、各比較器１４−１〜１４−４の出力は以下のようになる。
【００５９】
比較器１４−１：Ｌｏｗ
比較器１４−２：Ｌｏｗ
比較器１４−３：Ｌｏｗ
比較器１４−４：Ｈｉ
したがって、各ＲＳフリップフロップ１６−１〜１６−３の入力及び出力は以下のようになる。
【００６０】
ＲＳフリップフロップ１６−１
セット端子：Ｌｏｗ
リセット端子：Ｈｉ
出力端子：Ｈｉ
ＲＳフリップフロップ１６−２
セット端子：Ｌｏｗ
リセット端子：Ｈｉ
出力端子：Ｈｉ
ＲＳフリップフロップ１６−３
セット端子：Ｌｏｗ
リセット端子：Ｈｉ
出力端子：Ｈｉ
したがって、外部出力回路１８、及び電流制限回路２０にはいずれもＨｉが供給されるためユーザやＥＣＵに対する報知は行われず、電流制限も実行されない。
【００６１】
温度が上昇し、第１基準電圧に達すると、比較器１４−１における出力がＬｏｗからＨｉに変化する。すなわち、各比較器１４−１〜１４−４からの出力は、
比較器１４−１：Ｈｉ
比較器１４−２：Ｌｏｗ
比較器１４−３：Ｌｏｗ
比較器１４−４：Ｈｉ
となり、ＲＳフリップフロップ１６−１〜１６−３の入力、出力は以下のようになる。
【００６２】
ＲＳフリップフロップ１６−１
セット端子：Ｈｉ
リセット端子：Ｈｉ
出力端子：Ｈｉ（保持状態）
ＲＳフリップフロップ１６−２
セット端子：Ｌｏｗ
リセット端子：Ｈｉ
出力端子：Ｈｉ
ＲＳフリップフロップ１６−３
セット端子：Ｌｏｗ
リセット端子：Ｈｉ
出力端子：Ｈｉ
したがって、外部出力回路１８及び電流制限回路２０とも現在の状態を維持し、ユーザやＥＣＵに対する報知も電流制限も実行されない。
【００６３】
温度がさらに上昇し、サーミスタ１０の端子電圧が低下して第２基準電圧に達すると、比較器１４−２の出力もＬｏｗからＨｉに変化する。すなわち、
比較器１４−１：Ｈｉ
比較器１４−２：Ｈｉ
比較器１４−３：Ｌｏｗ
比較器１４−４：Ｈｉ
となる。すると、ＲＳフリップフロップ１６−１〜１６−３の入出力状態は、
ＲＳフリップフロップ１６−１
セット端子：Ｈｉ
リセット端子：Ｌｏｗ
出力端子：Ｌｏｗ
ＲＳフリップフロップ１６−２
セット端子：Ｈｉ
リセット端子：Ｈｉ
出力端子：Ｈｉ（保持状態）
ＲＳフリップフロップ１６−３
セット端子：Ｌｏｗ
リセット端子：Ｈｉ
出力端子：Ｈｉ
となり、ＲＳフリップフロップ１６−１の出力がＨｉからＬｏｗに変化する。これにより、外部出力回路１８が動作状態に移行し、ユーザやＥＣＵへ温度上昇を報知する。外部出力回路１８から報知を受けたユーザは、やがで電流制限が行われることを事前に知ることができ、ＥＣＵは不必要な負荷を選択的に遮断するなど省電流モードに移行する。
【００６４】
温度がさらに上昇し、サーミスタ１０の端子電圧が低下して第３基準電圧に達すると、比較器１４−３の出力もＬｏｗからＨｉに変化する。すなわち、
比較器１４−１：Ｈｉ
比較器１４−２：Ｈｉ
比較器１４−３：Ｈｉ
比較器１４−４：Ｈｉ
となるので、ＲＳフリップフロップ１６−１〜１６−３は、
ＲＳフリップフロップ１６−１
セット端子：Ｈｉ
リセット端子：Ｌｏｗ
出力端子：Ｌｏｗ
ＲＳフリップフロップ１６−２
セット端子：Ｈｉ
リセット端子：Ｌｏｗ
出力端子：Ｌｏｗ
ＲＳフリップフロップ１６−３
セット端子：Ｈｉ
リセット端子：Ｈｉ
出力端子：Ｈｉ（保持状態）
となる。したがって、外部出力回路１８はユーザ及びＥＣＵに対して出力し続け、電流制限回路２０はモードＡの電流制限（例えば駆動電流を５０アンペアから３０アンペアに制限する）を実行する。
【００６５】
温度がさらに上昇し、サーミスタ１０の端子電圧が低下して第４基準電圧に達すると、比較器１４−４の出力がＨｉからＬｏｗに変化する。すなわち、
比較器１４−１：Ｈｉ
比較器１４−２：Ｈｉ
比較器１４−３：Ｈｉ
比較器１４−４：Ｌｏｗ
となり、ＲＳフリップフロップ１６−１〜１６−３は、
ＲＳフリップフロップ１６−１
セット端子：Ｈｉ
リセット端子：Ｌｏｗ
出力端子：Ｌｏｗ
ＲＳフリップフロップ１６−２
セット端子：Ｈｉ
リセット端子：Ｌｏｗ
出力端子：Ｌｏｗ
ＲＳフリップフロップ１６−３
セット端子：Ｈｉ
リセット端子：Ｌｏｗ
出力端子：Ｌｏｗ
となる。ＲＳフリップフロップ１６−３の出力がＨｉからＬｏｗに変化するので、これにより電流制限回路２０のモードＢ（例えば駆動電流を３０アンペアから１５アンペアに制限する）を実行する。
【００６６】
このように、温度が上昇するに従い、外部出力回路１８、電流制限回路２０のモードＡ、電流制限回路２０のモードＢを順次実行して電流制限の度合いを強めていく。
【００６７】
一方、このような電流制限の結果、温度上昇が停止し、さらに温度が低下した場合には以下のように動作する。
【００６８】
すなわち、温度が低下してサーミスタ１０の端子電圧が上昇し、第４基準電圧に達すると、比較器１４−４の出力がＬｏｗからＨｉに変化する。すなわち、
比較器１４−１：Ｈｉ
比較器１４−２：Ｈｉ
比較器１４−３：Ｈｉ
比較器１４−４：Ｈｉ
となり、ＲＳフリップフロップ１６−１〜１６−３は、
ＲＳフリップフロップ１６−１
セット端子：Ｈｉ
リセット端子：Ｌｏｗ
出力端子：Ｌｏｗ
ＲＳフリップフロップ１６−２
セット端子：Ｈｉ
リセット端子：Ｌｏｗ
出力端子：Ｌｏｗ
ＲＳフリップフロップ１６−３
セット端子：Ｈｉ
リセット端子：Ｈｉ
出力端子：Ｌｏｗ（保持状態）
となり、外部出力回路１８は出力し続け、電流制限回路２０はモードＡ及びモードＢの電流制限を実行する。電流制限回路２０のモードＢは保持状態にあることに留意されたい。
【００６９】
温度がさらに低下し、サーミスタ１０の端子電圧が上昇して第３基準電圧に達すると、比較器１４−３の出力がＨｉからＬｏｗに変化する。すなわち、
比較器１４−１：Ｈｉ
比較器１４−２：Ｈｉ
比較器１４−３：Ｌｏｗ
比較器１４−４：Ｈｉ
となり、ＲＳフリップフロップ１６−１〜１６−３は、
ＲＳフリップフロップ１６−１
セット端子：Ｈｉ
リセット端子：Ｌｏｗ
出力端子：Ｌｏｗ
ＲＳフリップフロップ１６−２
セット端子：Ｈｉ
リセット端子：Ｈｉ
出力端子：Ｌｏｗ（保持状態）
ＲＳフリップフロップ１６−３
セット端子：Ｌｏｗ
リセット端子：Ｈｉ
出力端子：Ｈｉ
となり、ＲＳフリップフロップ１６−３の出力がＬｏｗからＨｉに変化する。これにより、電流制限回路２０のモードＢが動作状態から非動作状態に移行し、モードＢでの電流制限は停止される。外部出力回路１８での動作及び電流制限回路２０でのモードＡの電流制限は依然として実行される。
【００７０】
温度がさらに低下し、サーミスタ１０の端子電圧が第２基準電圧に達すると、比較器１４−２の出力がＨｉからＬｏｗに変化する。すなわち、
比較器１４−１：Ｈｉ
比較器１４−２：Ｌｏｗ
比較器１４−３：Ｌｏｗ
比較器１４−４：Ｈｉ
となり、ＲＳフリップフロップ１６−１〜１６−３は、
ＲＳフリップフロップ１６−１
セット端子：Ｈｉ
リセット端子：Ｈｉ
出力端子：Ｌｏｗ（保持状態）
ＲＳフリップフロップ１６−２
セット端子：Ｌｏｗ
リセット端子：Ｈｉ
出力端子：Ｈｉ
ＲＳフリップフロップ１６−３
セット端子：Ｌｏｗ
リセット端子：Ｈｉ
出力端子：Ｈｉ
となり、ＲＳフリップフロップ１６−２の出力がＬｏｗからＨｉに変化する。これにより、電流制限回路２０のモードＡが非動作状態に移行する。なお、外部出力回路１８は出力し続ける。
【００７１】
温度がさらに低下し、サーミスタ１０の端子電圧が上昇して第１基準電圧に達すると、比較器１４−１の出力がＨｉからＬｏｗに変化する。すなわち、
比較器１４−１：Ｌｏｗ
比較器１４−２：Ｌｏｗ
比較器１４−３：Ｌｏｗ
比較器１４−４：Ｈｉ
となり、ＲＳフリップフロップ１６−１〜１６−３は、
ＲＳフリップフロップ１６−１
セット端子：Ｌｏｗ
リセット端子：Ｈｉ
出力端子：Ｈｉ
ＲＳフリップフロップ１６−２
セット端子：Ｌｏｗ
リセット端子：Ｈｉ
出力端子：Ｈｉ
ＲＳフリップフロップ１６−３
セット端子：Ｌｏｗ
リセット端子：Ｈｉ
出力端子：Ｈｉ
となり、ＲＳフリップフロップ１６−１の出力がＬｏｗからＨｉに変化する。これにより、外部出力回路１８も非動作状態に移行する。
【００７２】
以上まとめると、外部出力回路１８は、温度が上昇してサーミスタ１０の端子電圧が低下し第２基準電圧に達すると非動作状態から動作状態に移行し、逆に温度が低下してサーミスタ１０の端子電圧が上昇して第１基準電圧に達すると動作状態から非動作状態に移行することとなり、ヒステリシス特性を有する。また、電流制限回路２０のモードＡは、温度が上昇してサーミスタ１０の端子電圧が低下し第３基準電圧に達すると非動作状態から動作状態に移行し、逆に温度が低下してサーミスタ１０の端子電圧が上昇して第２基準電圧に達すると動作状態から非動作状態に移行するヒステリシス特性を有する。さらに、電流制限回路２０のモードＢは、温度が上昇してサーミスタ１０の端子電圧が低下し第４基準電圧に達すると非動作状態から動作状態に移行し、逆に温度が低下してサーミスタ１０の端子電圧が上昇して第３基準電圧に達すると動作状態から非動作状態に移行するヒステリシス特性を有する。ヒステリシス特性により、動作／非動作間の頻繁な切替を防止して温度制御を安定化できる。
【００７３】
図３には、外部出力回路１８のヒステリシス特性が示されており、図４には電流制限回路２０のモードＡ及びモードＢのヒステリシス特性が示されている。両図において、横軸は温度であり、Ｔ１は第１基準電圧に達する温度、Ｔ２は第２基準電圧に達する温度、Ｔ３は第３基準電圧に達する温度、Ｔ４は第４基準電圧に達する温度である。図３について説明すると、温度がＴ２まで上昇すると外部出力回路１８は非動作状態から動作状態に移行する。そして、動作状態から温度が低下し、Ｔ１に達すると動作状態から非動作状態に移行する。
【００７４】
このように、本実施形態では、ＲＳフリップフロップ１６−１〜１６−３にセット信号及びリセット信号を供給する回路を共通化することで、回路構成を簡易化することができ、かつ、外部出力回路１８と電流制限回路２０にヒステリシス特性を設定することができる。
【００７５】
以上、本発明の実施形態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種々の変更が可能である。
【００７６】
例えば、本実施形態では、図２に示されるように外部出力回路１８，モードＡの電流制限回路２０、モードＢの電流制限回路２０を設けているが、さらにモードＣの電流制限回路を設けることもでき、この場合にはモードＣの電流制限回路をセット、リセット状態に設定するためのＲＳフリップフロップを追加し、基準電圧生成部１２及び比較器１４−４を共通化すればよい。電流制限回路の数は任意に設定できる。
【００７７】
また、本実施形態では、ＤＣ−ＤＣコンバータを例にとり説明したが、本実施形態はこれに限らず温度保護を必要とする任意の回路に適用することができる。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、簡易な構成で温度上昇に伴う電流制限を行い回路を保護できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の概念構成図である。
【図２】実施形態の回路構成図である。
【図３】外部出力回路のヒステリシス特性説明図である。
【図４】電流制限回路のヒステリシス特性説明図である。
【図５】従来の回路構成図である。
【符号の説明】
１０  サーミスタ、１２  基準電圧生成部、１４  比較器、１６  ＲＳフリップフロップ、１８  外部出力回路、２０  電流制限回路。
【図１】
2004242427.tif 000003
【図２】
2004242427.tif 000004
【図３】
2004242427.tif 000005
【図４】
2004242427.tif 000006
【図５】
2004242427.tif 000007