(57)【要約】【課題】  大幅なコストアップや回路の大型化を招かずに過電圧やサージ電圧の印加時に流れる大電流からその回路部品を保護できる車載用給電制御回路を提供する。【解決手段】  この車載用給電制御回路１は、給電路Ｈ上に介装接続された電流検出用抵抗Ｒ２と、第１のトランジスタＱ１のオン電圧用抵抗Ｒ３の上流側と下流側とを迂回接続する迂回電路Ｈ１と、迂回電路Ｈ１上に介装接続され、電流検出用抵抗Ｒ２での電圧降下幅が所定電圧幅を超えない場合はオフになり、そのオフにより迂回電路Ｈ１を遮断して抵抗Ｒ２，Ｒ３側に電流を流れさせて第１のトランジスタＱ１をオンにし、他方、電流検出用抵抗Ｒ２での電圧降下幅が所定電圧幅を超えた場合にオンになり、そのオンにより迂回電路Ｈ１を導通させて各抵抗Ｒ２，Ｒ３側に流れる電流を迂回電路Ｈ１側に迂回させて第１のトランジスタＱ１のオン動作を制限する第２のトランジスタＱ２とを備える。【選択図】図１
2005176573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のトランジスタのエミッタ・ベース間に介装接続されたオン電圧用抵抗と、前記オン電圧用抵抗での電圧降下に応じてオンオフされて電源から負荷に至る給電路を導通・遮断する前記第１のトランジスタと、前記給電路と接地点との間に接続されて前記負荷に対する過電圧保護用のツェナダイオードとを備えた車載用給電制御回路に於いて、
前記給電路上に介装接続された電流検出用抵抗と、
前記電流検出用抵抗の上流側と前記オン電圧用抵抗の下流側とを迂回接続する迂回電路と、
前記迂回電路上に介装接続され、前記電流検出用抵抗での電圧降下幅が所定電圧幅を超えない場合はオフになり、そのオフにより前記迂回電路を遮断して前記オン電圧用抵抗側に電流を流れさせて前記第１のトランジスタをオンにし、他方、前記電流検出用抵抗での電圧降下幅が所定電圧幅を超えた場合にオンになり、そのオンにより前記迂回電路を導通させて前記オン電圧用抵抗側に流れる電流を前記迂回電路側に迂回させて前記第１のトランジスタのオン動作を制御する第２のトランジスタと、
を備えることを特徴とする車載用給電制御回路。
【請求項２】
前記第１のトランジスタのエミッタ・ベース間が前記給電路上に介装接続される共に前記第１のトランジスタのエミッタ・ベース間に前記オン電圧用抵抗が介装接続され、
前記電流検出用抵抗は、前記給電路上に於ける前記第１のトランジスタの上流側に介装接続され、
前記迂回電路は、前記電流検出用抵抗の上流側端と前記第１のトランジスタのベースとを迂回接続し、
前記第２のトランジスタのベースは、抵抗を介して前記電流検出用抵抗の下流側端に接続されることを特徴とする請求項１に記載の車載用給電制御回路。
【請求項３】
更に前記給電路上にツェナー電流制限用の抵抗が介装接続されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車載用給電制御回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源からセンサ等の負荷への給電を制御する車載用給電制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２は、この種の従来の車載用給電制御回路が適用された回路系の一例図である。この種の従来の車両用給電制御回路１００は、図２の様に、電源＋Ｂからセンサ等の負荷Ｌに至る給電路Ｈ上に介装接続されたトランジスタＱ１と、給電路Ｈ上に介装接続されて負荷Ｌ等の地絡時に流れる地絡電流を制限する為の抵抗Ｒ１と、給電路Ｈと接地点との間に接続されて電源＋Ｂからの過電圧やサージ電圧から負荷Ｌを保護する為のツェナダイオードＺＤと、電源＋ＢとトランジスタＱ１のエミッタ間に接続されたダイオードＤ１と、トランジスタＱ１のエミッタ・ベース間に接続された抵抗Ｒ３と、トランジスタＱ１をオンオフ制御する為のマイコンＭの出力端子Ｔ４とを備えて主構成される。
【０００３】
尚、図２の回路系は、上記の構成要素の他に、負荷Ｌの端子Ｔ３とマイコンＭの端子Ｔ５と接続する電路Ｈ３と、電路Ｈ３上にそれぞれ介装接続されたダイオードＤ２及び抵抗Ｒ７と、電路Ｈ３上に於ける各要素Ｄ２，Ｒ７間の中間点と給電路Ｈ上に於ける各要素Ｒ１，Ｑ１間の中間点との間に介装接続された抵抗Ｒ８と、電路Ｈ３上に於ける各要素Ｄ２，Ｒ７間の中間点と接地点との間に介装接続された抵抗Ｒ９と、電路Ｈ３上に於ける各要素Ｒ７，Ｔ５との間の中間点と接地点との間に介装されたコンデンサＣとを備えている。
【０００４】
この種の車載用給電制御回路１００は、様々な車載環境に耐え得る様に（例えば高電圧（例えば２４Ｖ）バッテリ使用の際に発生する過電圧やその際の走行中に起こるバッテリ外れによるジャイアントサージ等により破壊されない様に）設計される必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の車載用給電制御回路１００では、電源＋Ｂから当該回路１００に過電圧やサージ電圧が印加されると、電源＋Ｂから給電路Ｈに大電流が流れその大電流によりトランジスタＱ１、抵抗Ｒ１及びツェナダイオードＺＤ等が破壊される虞がある。この問題を解決するには、それら各部品Ｑ１，Ｒ１，ＺＤ等の許容損失のランクを上げればよいが、その様にすると、大幅なコストアップを招くと共に、各部品Ｑ１，Ｒ１，ＺＤ等が大型化するので、それらの部品が実装される基板の占有面積が拡大して当該回路１００も大型化するという問題を招く。
【０００６】
又、電源＋Ｂから給電路Ｈを通じてツェナダイオードＺＤにツェナー電圧を超える過電圧やサージ電圧が印加されると、電源＋Ｂから給電路Ｈを通じてツェナダイオードＺＤに大電流が流入してツェナダイオードＺＤが破壊される虞がある。この問題を解決するには抵抗Ｒ１の値を上げてツェナダイオードＺＤへの電流流入量を制限すればよいが、その様にすると、抵抗Ｒ１での電圧降下が増大するので正常時に負荷Ｌに十分な電圧を供給できなくなる（即ち負荷Ｌへの電圧供給機能が損なわれる）という問題を招く。
【０００７】
この場合、他の解決方法として、当該過電圧等がツェナダイオードＺＤに印加されてもツェナダイオードＺＤに大電流が流入しない様にツェナダイオードＺＤのツェナ電圧を上げてもよいが、その様にすると、ツェナ電圧が負荷Ｌの破壊電圧を超えて負荷Ｌを過電圧等から適切に保護できなくなる（即ち負荷Ｌに対する過電圧保護機能が損なわれる）虞があるという問題を招く。
【０００８】
そこで、この発明の課題は、第１に、大幅なコストアップや回路の大型化を招かずに過電圧やサージ電圧の印加時に流れる大電流からその回路部品を保護でき、且つその回路の機能（負荷への電圧供給機能や負荷に対する過電圧保護機能等）を損なわずにツェナー電流制限用の抵抗や負荷に対する過電圧保護用のツェナダイオードを備える事ができる車載用給電制御回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する為には、請求項１に記載の発明は、第１のトランジスタのエミッタ・ベース間に介装接続されたオン電圧用抵抗と、前記オン電圧用抵抗での電圧降下に応じてオンオフされて電源から負荷に至る給電路を導通・遮断する前記第１のトランジスタと、前記給電路と接地点との間に接続されて前記負荷に対する過電圧保護用のツェナダイオードとを備えた車載用給電制御回路に於いて、前記給電路上に介装接続された電流検出用抵抗と、前記電流検出用抵抗の上流側と前記オン電圧用抵抗の下流側とを迂回接続する迂回電路と、前記迂回電路上に介装接続され、前記電流検出用抵抗での電圧降下幅が所定電圧幅を超えない場合はオフになり、そのオフにより前記迂回電路を遮断して前記オン電圧用抵抗側に電流を流れさせて前記第１のトランジスタをオンにし、他方、前記電流検出用抵抗での電圧降下幅が所定電圧幅を超えた場合にオンになり、そのオンにより前記迂回電路を導通させて前記オン電圧用抵抗側に流れる電流を前記迂回電路側に迂回させて前記第１のトランジスタのオン動作を制御する第２のトランジスタと、を備えるものである。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記第１のトランジスタのエミッタ・ベース間が前記給電路上に介装接続される共に前記第１のトランジスタのエミッタ・ベース間に前記オン電圧用抵抗が介装接続され、前記電流検出用抵抗は、前記給電路上に於ける前記第１のトランジスタの上流側に介装接続され、前記迂回電路は、前記電流検出用抵抗の上流側端と前記第１のトランジスタのベースとを迂回接続し、前記第２のトランジスタのベースは、抵抗を介して前記電流検出用抵抗の下流側端に接続されるものである。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、更に前記給電路上にツェナー電流制限用の抵抗が介装接続されるものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、従来の回路構成に電流検出用抵抗と迂回電路と第２のトランジスタとを追加して、前記電流検出用抵抗での電圧降下幅が所定電圧幅を越える様な大電流が給電路に流れた場合に第１のトランジスタのオン動作が制限されて（オン抵抗の増大により）当該大電流が制限される様に構成される為、従来の回路構成に僅かな数の部品等（電流検出用抵抗、迂回電路及び第２のトランジスタ等）を追加するだけで、即ち大幅なコストアップや回路の大型化を招かずに過電圧やサージ電圧の印加時に流れる大電流から当該回路の回路部品を保護できる。
【００１３】
又、給電路と接地点との間に負荷に対する過電圧保護用のツェナダイオードが介装接続されるが、上記の効果により、ツェナ電圧を上げること無く前記ツェナダイオードを備える事ができ、これにより負荷に対する過電圧保護機能を損なわずに前記ツェナダイオードを備える事ができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、第１のトランジスタのエミッタ・ベース間が給電路上に介装接続される共に第１のトランジスタのエミッタ・ベース間にオン電圧用抵抗が介装接続され、電流検出用抵抗が給電路上に於ける第１のトランジスタの上流側に介装接続され、迂回電路が電流検出用抵抗の上流側端と第１のトランジスタのベースとを迂回接続し、第３のトランジスタのベースが抵抗を介して前記電流検出用抵抗の下流側端に接続される為、簡単な接続関係で電流検出用抵抗での電圧降下に応じて第２のトランジスタをオンオフさせる事ができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、更に給電路上にツェナー電流制限用の抵抗が介装接続されるが、請求項１の効果により、ツェナー電流制限用の抵抗の値を上げること無くツェナー電流制限用の抵抗を備える事ができ、これにより負荷への電圧供給機能を損なわずにツェナー電流制限用の抵抗を備える事ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、この実施の形態に係る車載用給電制御回路が適用された回路系の一例図である。この車両用給電制御回路１は、図１の様に、従来の車載用給電制御回路１００部分に電流検出用抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ１０と迂回電路Ｈ１と第２のトランジスタＱ２とを追加して構成される。
【００１７】
ここで、従来の車載用給電制御回路１００部分は、図１の様に（図２と同様に）、電源＋Ｂからセンサ等の負荷Ｌに至る給電路Ｈ上に介装接続された順方向のダイオードＤ１と、給電路Ｈ上に於けるダイオードＤ１の下流側に介装接続された第１のトランジスタＱ１と、第１のトランジスタＱ１をオンオフ駆動する第３のトランジスタＱ３と、第３のトランジスタＱ３をオンオフ駆動するマイコンＭと、給電路Ｈ上に於ける各要素Ｌ，Ｑ１間に介装接続されたツェナー電流制限用の抵抗Ｒ１と、給電路Ｈ上に於ける各要素Ｌ，Ｒ１間の中間点と接地点との間に介装接続された負荷Ｌに対する過電圧保護用のツェナダイオードＺＤとを備えて主構成される。尚、給電路Ｈは、負荷Ｌの端子Ｔ１に接続されて負荷Ｌ内を通って負荷Ｌの端子Ｔ２から引き出されて接地点に接地される。
【００１８】
第１のトランジスタＱ１は、ＰＮＰトランジスタとして構成され、そのエミッタ・コレクタ間が給電路Ｈ上に介装接続され、且つそのベースがオン電圧用抵抗Ｒ３を介してそのエミッタに接続されると共に抵抗Ｒ４を介して第３のトランジスタＱ３のコレクタに接続される。第３のトランジスタＱ３は、例えばＮＰＮトランジスタとして構成され、そのコレクタ・エミッタ間が抵抗Ｒ４と接地点との間に介装接続され、且つそのベースが抵抗Ｒ５を介して接地されると共に抵抗Ｒ６を介してマイコンＭの出力端Ｔ４に接続される。
【００１９】
電流検出用抵抗Ｒ２は、例えば給電路Ｈ上に於ける第１のトランジスタＱ１の上流側（ここでは各要素Ｄ１，Ｑ１間）に介装接続される。この電流検出用抵抗Ｒ２は、第２のトランジスタＱ２のオン電圧用抵抗として機能し、その抵抗値は、例えば、給電路Ｈに各部品Ｄ１，Ｑ１，Ｒ１，ＺＤ（給電路Ｈ上に接続された部品）のうちの少なくとも１つを破壊する様な大電流が流れた場合に当該抵抗Ｒ２で生じる電圧降下により第２のトランジスタＱ２がオンされる様に設定される。
【００２０】
迂回電路Ｈ１は、給電路Ｈ上に於けるダイオードＤ１と電流検出用抵抗Ｒ２との接続点（電流検出用抵抗Ｒ２の上流側端）と下流側（ここでは第１のトランジスタＱ１のベース）とを迂回接続する。
【００２１】
第２のトランジスタＱ２は、ＰＮＰトランジスタとして構成され、そのエミッタ・コレクタ間が迂回電路Ｈ１上に介装接続され、そのベースが抵抗Ｒ１０を介して抵抗Ｒ２，Ｒ３の間（即ち電流検出用抵抗Ｒ２の下流側端）に接続される。これにより、この第２のトランジスタＱ２は、後述の様に、電流検出用抵抗Ｒ２での電圧降下幅が所定電圧幅（第２のトランジスタＱ２をオンさせる電圧幅）を超えない場合はオフになり、そのオフにより迂回電路Ｈ１を遮断して第１のトランジスタＱ１にベース電流を流れさせて第１のトランジスタＱ１をオンにする。他方、電流検出用抵抗Ｒ２での電圧降下幅が所定電圧幅を超えた場合に第２のトランジスタＱ２のエミッタからベース、抵抗Ｒ１０及び抵抗Ｒ３を介して第２のトランジスタＱ２にベース電流が流れて第２のトランジスタＱ２がオンになり、そのオンにより迂回電路Ｈ１を導通させて第１のトランジスタに流れる電源電流を回電路Ｈ１側に迂回させて第１のトランジスタＱ１のオン動作を制限する。
【００２２】
次に、この車載用給電制御回路１の動作を説明する。
【００２３】
先ず、電源＋Ｂから負荷Ｌに給電を行う場合は、マイコンＭのＴ４出力により第３のトランジスタＱ３をオン駆動する。これにより、正常時に於いては、電源＋Ｂから規定の電流が出力されて順に各素子Ｄ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｑ３を通じて接地点に流れ、その際の抵抗Ｒ３での電圧降下により第１のトランジスタＱ１がオンにされる。この第１のトランジスタＱ１のオンにより給電路Ｈが導通されて電源＋Ｂからの電源電流が給電路Ｈを通じて（即ち順に各要素Ｄ１，Ｒ２，Ｑ１，Ｒ１を通じて）負荷Ｌの端子Ｔ１に供給される。
【００２４】
尚、電源＋Ｂからの電流が規定範囲内にある間は、電流検出用抵抗Ｒ２での電圧降下幅は第２のトランジスタＱ２をオンさせる電圧幅に達しないので、第２のトランジスタＱ２はオフ状態にされて迂回電路Ｈ１は遮断されている。この迂回電路Ｈ１の遮断により、上記に於いては、電源＋Ｂからの電源電流は、要素Ｄ１から迂回電路Ｈ１側に迂回せずに各抵抗Ｒ２，Ｒ３側を通じて抵抗Ｒ４へ流れている。
【００２５】
そして、この状態で、例えば電源＋Ｂの異常等により電源＋Ｂから当該回路１に過電圧やサージ電圧が印加されて給電路Ｈに大電流が流れると、この大電流の通電により電流検出用抵抗Ｒ２での電圧降下幅が第２のトランジスタＱ２をオンさせる電圧幅に達し、これにより第２のトランジスタＱ２がオンされて迂回電路Ｈ１が導通される。この迂回電路Ｈ１の導通により、要素Ｄ１から各抵抗Ｒ２，Ｒ３側を通じて抵抗Ｒ４へ流れていた電源電流（電流）は、要素Ｄ１から迂回電路Ｈ１側に迂回して抵抗Ｒ４へ流れる様になり、これにより抵抗Ｒ３での電圧降下が低減して第１のトランジスタＱ１へのベース電流が制限され、この第１のトランジスタＱ１のオン動作制限により給電路Ｈの大電流の流れが制限される。この様にして各要素Ｄ１，Ｑ１，Ｒ１，Ｒ２，ＺＤが大電流から保護される。
【００２６】
以上の様に構成された車載用給電制御回路１によれば、従来の回路構成１００に電流検出用抵抗Ｒ２と迂回電路Ｈ１と第２のトランジスタＱ２とを追加して、電流検出用抵抗Ｒ２での電圧降下幅が所定電圧幅を越える様な大電流が給電路Ｈに流れた場合に第１のトランジスタＱ１のオン動作が制限されて（オン抵抗の増大により）当該大電流が制限される様に構成される為、従来の回路構成１００に僅かな数の部品等Ｒ２，Ｈ１，Ｑ２（より詳細にはＲ２，Ｒ１０，Ｈ１，Ｑ２）を追加するだけで、即ち大幅なコストアップや回路の大型化を招かずに過電圧やサージ電圧の印加時に流れる大電流から当該回路１の回路部品を保護できる（効果１）。尚、各部品Ｒ２，Ｒ１０，Ｈ１，Ｑ２を追加する方が、各部品Ｄ１，Ｑ１，Ｒ１，ＺＤのランクを上げるよりも安価で小型に回路１を構成できる。
【００２７】
又、この効果１により、ツェナ電圧を上げること無くツェナダイオードＺＤを備える事ができる為、負荷Ｌに対する過電圧保護機能を損なわずにツェナダイオードＺＤを備える事ができる。
【００２８】
又、この効果１により、抵抗Ｒ１の値を上げること無く抵抗Ｒ１を備える事ができる為、負荷Ｌへの電圧供給機能を損なわずにツェナー電流制限用の抵抗Ｒ１を備える事ができる。
【００２９】
又、第１のトランジスタＱ１のエミッタ・コレクタ間が給電路Ｈ上に介装接続される共に第１のトランジスタＱ１のエミッタ・ベース間にオン電圧用抵抗Ｒ３が介装接続され、電流検出用抵抗Ｒ２が給電路Ｈ上に於ける第１のトランジスタＱ１の上流側に介装接続され、迂回電路Ｈ１が電流検出用抵抗Ｒ２の上流側端と第１のトランジスタＱ１のベースとを迂回接続し、第２のトランジスタＱ２のベースが抵抗Ｒ１０を介して電流検出用抵抗Ｒ２の下流側端に接続される為、簡単な接続関係で電流検出用抵抗Ｒ２での電圧降下に応じて第２のトランジスタＱ２のオン動作を制御する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態に係る車載用給電制御回路が適用された回路系の一例図である。
【図２】従来の車載用給電制御回路が適用された回路系の一例図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  車載用給電制御回路
Ｈ  給電路
Ｈ１  迂回電路
Ｑ１  第１のトランジスタ
Ｑ２  第２のトランジスタ
Ｒ１  ツェナー電流制限用の抵抗
Ｒ２  電流検出用抵抗
Ｒ３  オン電圧用抵抗
Ｒ１０  抵抗
ＺＤ  ツェナダイオード
【図１】
2005176573.tif 000003
【図２】
2005176573.tif 000004