(57)【要約】【課題】半導体スイッチが、オフからオンに、又は、オンからオフに切替えられた場合に発生する電磁波の周波数帯域が狭くてスイッチング損失が小さい電流制御装置を提供する。【解決手段】半導体スイッチ２０の導通抵抗値は、半導体スイッチ２０のゲートにおける電圧に応じて異なり、この電圧を調整することによって半導体スイッチ２０を介してバッテリ３から負荷４に流れる電流が制御される。充電回路２３は、一端が半導体スイッチ２０のゲートに接続されているコンデンサＣ２を充電する。制御部２５は、充電回路２３が充電を行っている間に、コンデンサＣ２に単位時間当たりに流入する充電電流を時間の経過と共に増減させる。【選択図】図１
2016076750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御端子における電圧に応じて導通抵抗値が異なる半導体スイッチを備え、前記電圧を調整することによって該半導体スイッチを介して流れる電流を制御する電流制御装置において、
前記制御端子に一端が接続されている蓄電部と、
該蓄電部を充電する充電回路と、
該充電回路が充電を行っている間に、前記蓄電部に単位時間当たりに流入する充電電流を時間の経過と共に増減させる電流調整部と
を備えることを特徴とする電流制御装置。
【請求項２】
前記電流調整部は、一定時間が経過する都度、前記充電電流を一定量だけ増減させるように構成してあること
を特徴する請求項１に記載の電流制御装置。
【請求項３】
前記一定時間を、前記充電回路が電流を生成するために用いる電源電圧の高／低に応じて短い／長い時間に調整する時間調整部を備えること
を特徴とする請求項２に記載の電流制御装置。
【請求項４】
制御端子における電圧に応じて導通抵抗値が異なる半導体スイッチを備え、前記電圧を調整することによって該半導体スイッチを介して流れる電流を制御する電流制御装置において、
前記制御端子に一端が接続されている蓄電部と、
該蓄電部が蓄えている電力を放出する放電回路と、
該放電回路が放電を行っている間に、前記蓄電部から単位時間当たりに流出する放電電流を時間の経過と共に増減させる電流調整部と
を備えることを特徴とする電流制御装置。
【請求項５】
前記電流調整部は、一定時間が経過する都度、前記放電電流を一定量だけ増減させるように構成してあること
を特徴とする請求項４に記載の電流制御装置。
【請求項６】
前記一定時間を、前記放電回路が放電を行う前の前記制御端子における電圧の高／低に応じて短い／長い時間に調整する時間調整部を備えること
を特徴とする請求項５に記載の電流制御装置。
【請求項７】
前記蓄電部は前記半導体スイッチの浮遊容量であること
を特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１つに記載の電流制御装置。
【請求項８】
電流が流れる前記半導体スイッチの上流側の端子と、前記制御端子との間に接続されるコンデンサを備えること
を特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１つに記載の電流制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体スイッチを用いて、該半導体スイッチを介して流れる電流を制御する電流制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両には、バッテリから電流が供給される多数の電気機器（負荷）が搭載されている。これらの負荷の中には、バッテリから負荷への電流経路に流れる電流を制御することによって、作動／停止が制御される負荷がある。
【０００３】
特許文献１には、電流経路を流れる電流を制御する電流制御装置が開示されている。特許文献１に記載の電流制御装置では、制御端子を有する半導体スイッチが電流経路に設けられており、半導体スイッチを介して電流が流れる。半導体スイッチにおいて、制御端子における電圧の高／低に応じて半導体スイッチの導通抵抗値は小／大となる。
【０００４】
特許文献１に記載の電流制御装置では、制御端子における電圧を上昇させることによって導通抵抗値を低下させ、半導体スイッチをオンにする。これにより、半導体スイッチを介して電流が流れる。また、特許文献１に記載の電流制御装置では、制御端子における電圧を低下させることによって導通抵抗値を上昇させ、半導体スイッチをオフにする。これにより、半導体スイッチを介した電流の供給が停止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１０３８９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載に記載してあるような従来の電流制御装置として、ハイレベル及びローレベルの電圧によって構成され、ハイレベル及びローレベルの電圧が瞬時に切替わるパルス電圧が半導体スイッチの制御端子に入力される電流制御装置がある。
【０００７】
このような従来の電流制御装置では、制御端子に入力されているパルス電圧がハイレベルの電圧を示す場合、制御端子における電圧が高いため、半導体スイッチの導通抵抗値が低く、半導体スイッチはオンである。また、制御端子に入力されているパルス電圧がローレベルの電圧を示す場合、制御端子における電圧が低いため、半導体スイッチの導通抵抗値は高く、半導体スイッチはオフである。
【０００８】
このように構成された電流制御装置では、半導体スイッチが、オフからオンに、又は、オンからオフに切替えられた場合、電流経路を流れる電流は急峻に変化する。電流経路を電流が流れることによって、電流経路から電磁波が発生する。そして、電流経路を流れる電流が急峻に変化した場合に電流経路から発生する電磁波の周波数帯域は広く、この電磁波は高周波数成分を含む。
【０００９】
電流経路から発生した電磁波は、電流経路の周辺にある周辺機器内の電気信号に干渉し、周辺機器を誤動作させる可能性がある。電磁波の周波数帯域が広い程、電磁波及び電気信号夫々の周波数帯域が重なる領域が広くなり、電磁波が周辺機器内の電気信号に与える影響が大きくなる。このため、電磁波の周波数帯域が広い程、周辺機器を誤動作させる確率は高い。
結果、制御端子にパルス電圧を入力することによって電流経路を流れる電流を制御する従来の電流制御装置には、周辺機器を誤動作させる確率が高いという問題がある。
【００１０】
この問題を解決する構成として、ローレベルの電圧からハイレベルの電圧に緩やかに上昇し、更に、ハイレベルの電圧からローレベルの電圧に緩やかに低下するパルス電圧を用いる構成が考えられる。しかしながら、この構成では、ローレベル及びハイレベルの電圧間の切替え時間が長いため、半導体スイッチのスイッチング損失が大きいという問題がある。
【００１１】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、半導体スイッチが、オフからオンに、又は、オンからオフに切替えられた場合に発生する電磁波の周波数帯域が狭くてスイッチング損失が小さい電流制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る電流制御装置は、制御端子における電圧に応じて導通抵抗値が異なる半導体スイッチを備え、前記電圧を調整することによって該半導体スイッチを介して流れる電流を制御する電流制御装置において、前記制御端子に一端が接続されている蓄電部と、該蓄電部を充電する充電回路と、該充電回路が充電を行っている間に、前記蓄電部に単位時間当たりに流入する充電電流を時間の経過と共に増減させる電流調整部とを備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明にあっては、制御端子を有するＦＥＴ（Field Effect Transistor）又はバイポーラトランジスタ等の半導体スイッチを備える。半導体スイッチがＦＥＴである場合、制御端子はゲートであり、半導体スイッチがバイポーラトランジスタである場合、制御端子はベースである。半導体スイッチの導通抵抗値は、制御端子における電圧に応じて異なる。制御端子における電圧を調整することによって、半導体スイッチを介して流れる電流を制御する。
【００１４】
制御端子に一端が接続されている蓄電部、例えば、半導体スイッチの浮遊容量は、充電回路によって充電される。このとき、蓄電部に充電電流が流入する。充電回路が充電を行っている間、蓄電部に単位時間当たりに流入する充電電流を時間の経過と共に増加させ、更に、蓄電部に単位時間当たりに流入する充電電流は時間の経過と共に減少させる。充電電流の流入により、蓄電部の端子電圧が上昇する。蓄電部の端子間電圧の上昇によって、制御端子における電圧は上昇し、半導体スイッチの導通抵抗値は低下するか又は上昇する。半導体スイッチの導通抵抗値が低下した場合、半導体スイッチはオフからオンに切替えられ、半導体スイッチの導通抵抗値が上昇した場合、半導体スイッチはオンからオフに切替えられる。
【００１５】
以上のように蓄電部に流入する充電電流が調整された場合、制御端子における電圧は、急峻に変化することなく、短い期間に滑らかに上昇するため、導通抵抗値も短い期間に滑らかに低下するか又は上昇し、半導体スイッチを介して流れる電流も急峻に変化することなく短い期間に滑らかに変化する。このため、半導体スイッチが、オフからオンに、又は、オンからオフに切替えられた場合に発生する電磁波は低周波成分によって構成され、該電磁波の周波数帯域は狭い。また、短い期間に半導体スイッチが、オフからオンに、又は、オンからオフに切替わるので、スイッチング損失が小さい。
【００１６】
本発明に係る電流制御装置は、前記電流調整部は、一定時間が経過する都度、前記充電電流を一定量だけ増減させるように構成してあることを特徴する。
【００１７】
本発明にあっては、一定時間が経過する都度、単位時間当たりに蓄電部に流れる充電電流を一定量だけ増減させるため、簡単な構成で、制御端子における電圧を滑らかに上昇させることが可能となる。
【００１８】
本発明に係る電流制御装置は、前記一定時間を、前記充電回路が電流を生成するために用いる電源電圧の高／低に応じて短い／長い時間に調整する時間調整部を備えることを特徴とする。
【００１９】
本発明にあっては、充電回路は、直流電源の電源電圧を用いて電流を生成する。充電回路が電源電圧を用いて電流を生成する場合、通常、電源電圧の高／低に応じて、蓄電部に単位時間当たりに流入する充電電流は大／小となる。電源電圧の高／低に応じて一定時間を短い／長い時間に調整するため、電源電圧と共に、充電完了後の制御端子における電圧が変動することはなく一定である。このため、蓄電部への充電が完了した場合において半導体スイッチを介して流れる電流は安定する。
【００２０】
本発明に係る電流制御装置は、制御端子における電圧に応じて導通抵抗値が異なる半導体スイッチを備え、前記電圧を調整することによって該半導体スイッチを介して流れる電流を制御する電流制御装置において、前記制御端子に一端が接続されている蓄電部と、該蓄電部が蓄えている電力を放出する放電回路と、該放電回路が放電を行っている間に、前記蓄電部から単位時間当たりに流出する放電電流を時間の経過と共に増減させる電流調整部とを備えることを特徴とする。
【００２１】
本発明にあっては、制御端子を有するＦＥＴ又はバイポーラトランジスタ等の半導体スイッチを備える。半導体スイッチの導通抵抗値は、制御端子における電圧に応じて異なる。制御端子における電圧を調整することによって、半導体スイッチを介して流れる電流を制御する。
【００２２】
制御端子に一端が接続されている蓄電部、例えば、半導体スイッチの浮遊容量が蓄えている電力は、放電回路によって放出される。このとき、蓄電部から放電電流が流出する。放電回路が放電を行っている間、蓄電部から単位時間当たりに流出する放電電流を時間の経過と共に増加させ、更に、蓄電部から単位時間当たりに流出する放電電流を時間の経過と共に減少させる。放電電流の流出により、蓄電部の端子電圧が低下する。蓄電部の端子間電圧の低下によって、制御端子における電圧は低下し、半導体スイッチの導通抵抗値は上昇するか又は低下する。半導体スイッチの導通抵抗値が上昇した場合、半導体スイッチはオンからオフに切替えられ、半導体スイッチの導通抵抗値が低下した場合、半導体スイッチはオフからオンに切替えられる。
【００２３】
以上のように蓄電部から流出する放電電流が調整された場合、制御端子における電圧は、急峻に変化することなく、短い期間に滑らかに低下するため、導通抵抗値も短い期間に滑らかに上昇するか又は低下し、半導体スイッチを介して流れる電流も急峻に変化することなく短い期間に滑らかに変化する。このため、半導体スイッチが、オンからオフに、又は、オフからオンに切替えられた場合に発生する電磁波は低周波成分によって構成され、該電磁波の周波数帯域は狭い。また、短い期間に半導体スイッチが、オフからオンに、又は、オンからオフに切替わるので、スイッチング損失が小さい。
【００２４】
本発明に係る電流制御装置は、前記電流調整部は、一定時間が経過する都度、前記放電電流を一定量だけ増減させるように構成してあることを特徴とする。
【００２５】
本発明にあっては、一定時間が経過する都度、単位時間当たりに蓄電部から流れる放電電流を一定量だけ増減させるため、簡単な構成で、制御端子における電圧を滑らかに低下させることが可能である。
【００２６】
本発明に係る電流制御装置は、前記一定時間を、前記放電回路が放電を行う前の前記制御端子における電圧の高／低に応じて短い／長い時間に調整する時間調整部を備えることを特徴とする。
【００２７】
本発明にあっては、例えば、直流電源の電源電圧を用いて蓄電部が充電されている場合、電源電圧の高／低に応じて、充電完了後の蓄電部の端子電圧は高／低となり、制御端子における電圧も高／低となる。放電回路が放電を行う前の制御端子における電圧の高／低に応じて一定時間を短い／長い時間に調整する。このため、制御端子における電圧が常に滑らかに低下する。
【００２８】
本発明に係る電流制御装置は、前記蓄電部は前記半導体スイッチの浮遊容量であることを特徴とする。
【００２９】
本発明にあっては、半導体スイッチの浮遊容量を充電すること、又は、半導体スイッチの浮遊容量に蓄えられている電力を放出することによって、半導体スイッチが、オフからオンに、又は、オンからオフに切替えられる。
【００３０】
本発明に係る電流制御装置は、電流が流れる前記半導体スイッチの上流側の端子と、前記制御端子との間に接続されるコンデンサを備えることを特徴とする。
【００３１】
本発明にあっては、電流が流れる半導体スイッチの上流側の端子と、制御端子との間にコンデンサが接続される。蓄電部、例えばコンデンサの他端における電圧が上昇した場合、制御端子における電圧が上昇しようとする。しかしながら、蓄電部の他端と、半導体スイッチの上流側の端との間の電圧が小さくなり、これにより、制御端子における電圧は低下しようとする。同様に、蓄電部、例えばコンデンサの他端における電圧が低下した場合、制御端子における電圧が低下しようとする。しかしながら、蓄電部の他端と、半導体スイッチの上流側の端との間の電圧が大きくなり、これにより、制御端子における電圧は上昇しようとする。結果、蓄電部の他端における電圧の変動によって、制御端子における電圧は殆ど変動することはない。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、半導体スイッチが、オンからオフに、又は、オフからオンに切替えられた場合に発生する電磁波の周波数帯域が狭く、スイッチング損失が小さい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施の形態１における電源システムの要部構成を示すブロック図である。
【図２】充電回路の要部構成を示すブロック図である。
【図３】定電流回路の回路図である。
【図４】放電回路の要部構成を示すブロック図である。
【図５】定電流回路の回路図である。
【図６】第１レジスタ値及び第２レジスタ値の説明図である。
【図７】制御部が実行する充電処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】制御部が実行する充電処理の手順を示すフローチャートである。
【図９】充電処理の説明図である。
【図１０】制御部が実行する放電処理の手順を示すフローチャートである。
【図１１】制御部が実行する放電処理の手順を示すフローチャートである。
【図１２】放電処理の説明図である。
【図１３】実施の形態２における制御部が実行する充電処理の手順を示すフローチャートである。
【図１４】実施の形態２における制御部が実行する充電処理の手順を示すフローチャートである。
【図１５】実施の形態３における電源システムの要部構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１における電源システム１の要部構成を示すブロック図である。電源システム１は、車両に好適に搭載されており、電流制御装置２、バッテリ３及び負荷４を備える。電流制御装置２は、バッテリ３の正極と、負荷４の一端とに各別に接続されている。バッテリ３の負極と、負荷４の他端とは接地されている。
【００３５】
バッテリ３から電流制御装置２を介して負荷４に負荷電流が流れる。負荷４は、ライト又はワイパー等の電気機器である。バッテリ３から負荷４に電流が供給されている間、負荷４は作動し、バッテリ３から負荷４への電流供給が停止している間、負荷４は停止する。
【００３６】
電流制御装置２には、負荷４の駆動を指示する駆動指示と、負荷４の停止を指示する停止指示とが入力される。電流制御装置２は、駆動指示が入力された場合、バッテリ３から負荷４に電流を供給し、負荷４を駆動する。また、電流制御装置２は、停止指示が入力された場合、バッテリ３から負荷４への電流供給を停止し、負荷４を停止させる。
【００３７】
電流制御装置２は、半導体スイッチ２０、昇圧回路２１、電圧検出部２２、充電回路２３、放電回路２４、制御部２５、電流センサ２６、記憶部２７、タイマ２８、報知部２９及びコンデンサＣ１，Ｃ２を有する。半導体スイッチ２０はＮチャネル型のＦＥＴである。
【００３８】
半導体スイッチ２０のドレインはバッテリ３の正極に接続され、半導体スイッチ２０のソースは負荷４の一端に接続されている。半導体スイッチ２０のゲートにはコンデンサＣ１，Ｃ２夫々の一端が接続されており、コンデンサＣ１の他端は半導体スイッチ２０のドレインに接続され、コンデンサＣ２の他端は半導体スイッチ２０のソースに接続されている。コンデンサＣ１の容量は、ドレイン及びゲート間の図示しない浮遊容量よりも大きく、コンデンサＣ１はドレイン及びゲート間の浮遊容量ではない。コンデンサＣ２は、ゲート及びソース間の浮遊容量である。
【００３９】
バッテリ３の正極には、更に、昇圧回路２１及び電圧検出部２２が接続されている。昇圧回路２１は更に充電回路２３に接続されている。充電回路２３は、昇圧回路２１に加えて、半導体スイッチ２０のゲートと制御部２５とに接続されている。電圧検出部２２は更に制御部２５に接続されている。制御部２５は、電圧検出部２２及び充電回路２３の他に、放電回路２４、電流センサ２６、記憶部２７、タイマ２８及び報知部２９に各別に接続されている。電流センサ２６は、半導体スイッチ２０のソースと負荷４の一端とを接続する接続線の中途に配置されている。放電回路２４は、制御部２５に加えて、半導体スイッチ２０のゲートに接続されている。放電回路２４は更に接地されている。
【００４０】
負荷電流は、バッテリ３から半導体スイッチ２０を介して負荷４に流れる。このとき、負荷電流は、半導体スイッチ２０において、ドレインからソースに流れる。半導体スイッチ２０において、接地電位を基準としたゲートの電圧が高い程、ソースの電位を基準としたゲートの電圧が高いため、ドレイン及びソース間の導通抵抗値は小さい。また、半導体スイッチ２０において、接地電位を基準としたゲートの電圧が低い程、ソースの電位を基準としたゲートの電圧が低いため、ドレイン及びソース間の導通抵抗値は大きい。半導体スイッチ２０のゲートは制御端子として機能し、半導体スイッチ２０のドレインは、上流側の端子として機能する。コンデンサＣ１は特許請求の範囲におけるコンデンサに該当する。
【００４１】
接地電位を基準としたゲートの電圧が十分に高くて導通抵抗値がゼロ又は略ゼロである場合、半導体スイッチ２０はオンである。接地電位を基準としたゲート電圧が十分に低くて導通抵抗値が十分に大きい場合、半導体スイッチ２０を介して電流が流れることはなく、半導体スイッチ２０はオフである。
【００４２】
昇圧回路２１は例えば、チャージポンプ回路である。昇圧回路２１は、バッテリ３が出力する電圧、即ち、バッテリ３の電源電圧を、例えば電源電圧の２倍に昇圧し、昇圧した電圧を充電回路２３に与える。昇圧回路２１が充電回路２３に与える電圧は、バッテリ３の電源電圧の高／低に応じて高／低となり、バッテリ３の電源電圧と共に変動する。
【００４３】
充電回路２３は、昇圧回路２１が昇圧した電圧、即ち、バッテリ３の電源電圧を用いて電流を生成する。充電回路２３が生成した電流はコンデンサＣ１，Ｃ２夫々に流入する。充電回路２３から半導体スイッチ２０のゲートに向かって流れる電流は制御部２５によって調整される。
【００４４】
半導体スイッチ２０をオフからオンに切替えるため、充電回路２３が電流を生成した場合、充電回路２３から半導体スイッチ２０のゲートに向かって流れる電流の一部は、充電電流としてコンデンサＣ２に流入し、充電回路２３はコンデンサＣ２を充電する。コンデンサＣ２は蓄電部として機能する。
【００４５】
充電回路２３から半導体スイッチ２０のゲートに向かって流れる電流の残りは、半導体スイッチ２０のゲート側からコンデンサＣ１に流入する。充電回路２３からコンデンサＣ１，Ｃ２夫々に流入する電流の比は一定である。電流の流入によって、コンデンサＣ２が蓄えている電力が増加する。これにより、接地電位を基準とした半導体スイッチ２０のゲートにおける電圧が上昇し、半導体スイッチ２０の導通抵抗値が低下する。
【００４６】
半導体スイッチ２０の導通抵抗値の低下によって、負荷電流が増加した場合、負荷４の両端間の電圧は上昇し、接地電位を基準とした半導体スイッチ２０のゲートにおける電圧は上昇しようとする。しかしながら、負荷４の両端間の電圧の上昇によって、半導体スイッチ２０のドレイン及びソース間、即ち、コンデンサＣ１，Ｃ２の他端間の電圧は低下するため、接地電位を基準とした半導体スイッチ２０のゲートにおける電圧は低下しようとする。従って、負荷電流が増加して負荷４の両端間の電圧が上昇した場合であっても、接地電位を基準とした半導体スイッチ２０のゲートにおける電圧は殆ど変動することはない。
【００４７】
コンデンサＣ２の充電によって、接地電位を基準としたゲートにおける電圧が十分に高くなった場合、半導体スイッチ２０の導通抵抗値はゼロ又は略ゼロとなり、半導体スイッチ２０はオフからオンに切替えられる。これにより、負荷電流がバッテリ３から半導体スイッチ２０を介して負荷４に供給される。
【００４８】
放電回路２４は、半導体スイッチ２０をオンからオフに切替えるため、コンデンサＣ１，Ｃ２が蓄えている電力を放出する。このとき、コンデンサＣ１，Ｃ２夫々の一端から電流が放電回路２４を介して接地電位に向かって流れる。放電回路２４がコンデンサＣ１，Ｃ２夫々の一端から接地電位に向かって出力する電流は制御部２５によって調整される。コンデンサＣ１，Ｃ２夫々から放電回路２４に向けて流出する電流の比は一定である。
【００４９】
電流の流出によって、コンデンサＣ２が蓄えている電力が減少する。これにより、接地電位を基準とした半導体スイッチ２０のゲートにおける電圧が低下し、半導体スイッチ２０の導通抵抗値が上昇する。
【００５０】
半導体スイッチ２０の導通抵抗値の上昇によって、負荷電流が減少した場合、負荷４の両端間の電圧は低下し、接地電位を基準とした半導体スイッチ２０のゲートにおける電圧は低下しようとする。しかしながら、負荷４の両端間の電圧の低下によって、コンデンサＣ１，Ｃ２の他端間の電圧は上昇するため、接地電位を基準とした半導体スイッチ２０のゲートにおける電圧は上昇しようとする。従って、負荷電流が減少して負荷４の両端間の電圧が低下した場合であっても、接地電位を基準とした半導体スイッチ２０のゲートにおける電圧は殆ど変動することはない。
【００５１】
以上のように、半導体スイッチ２０のドレイン及びゲート間にコンデンサＣ１が接続されているため、負荷４の一端、即ち、コンデンサＣ２の他端における電圧が変動した場合であっても、接地電位を基準とした半導体スイッチ２０のゲートにおける電圧は殆ど変動することはない。このゲートにおける電圧の変動幅は、コンデンサＣ１の静電容量が大きい程小さい。
【００５２】
コンデンサＣ２の放電によって、接地電位を基準としたゲートにおける電圧が十分に低くなった場合、半導体スイッチ２０の導通抵抗値が十分に大きくなって、バッテリ３から半導体スイッチ２０を介して負荷４への電流供給が停止する。
【００５３】
電圧検出部２２は、バッテリ３の電源電圧を検出し、検出した電源電圧を制御部２５に通知する。
電流センサ２６は、バッテリ３から半導体スイッチ２０を介して負荷４に流れる負荷電流を検出し、検出した負荷電流を制御部２５に通知する。
【００５４】
制御部２５は、マイクロコンピュータであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を有する。ＲＯＭは、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ＲＯＭ）又はフラッシュメモリ等の不揮発性メモリであり、制御部２５が実行すべき制御プログラムを予め記憶している。ＲＡＭは、ＤＲＡＭ（Dynamic ＲＡＭ）又はＳＲＡＭ（Static ＲＡＭ）等であり、制御部２５が制御プログラムを実行する際に発生する種々のデータを一時的に記憶する。制御部２５は、ＲＯＭに記憶してある制御プログラムを実行することにより種々の処理を実行する。
【００５５】
制御部２５は、半導体スイッチ２０をオフからオンに切替える場合、充電回路２３にコンデンサＣ２を充電させる充電処理を行う。更に、制御部２５は、半導体スイッチ２０をオンからオフに切替える場合、コンデンサＣ２が蓄えている電力を放電回路２４に放出させる放電処理を行う。
【００５６】
制御部２５は、充電回路２３にコンデンサＣ２を充電させ、更には、放電回路２４にコンデンサＣ２が蓄えている電力を放出させることによって、接地電位を基準とした半導体スイッチ２０のゲートにおける電圧を調整する。制御部２５は、半導体スイッチ２０のゲートにおける電圧を調整することにより、半導体スイッチ２０を介して流れる負荷電流を制御する。
【００５７】
制御部２５には駆動指示及び停止指示が入力される。制御部２５は、駆動指示が入力された場合、充電処理と放電処理とを交互に繰り返し、バッテリ３から負荷４に印加される電圧を調整する。制御部２５は、所謂ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御を行う。ＰＷＭ制御では、制御部２５は、半導体スイッチ２０を周期的に、オンからオフに、又は、オフからオンに切替える。そして、制御部２５は、１周期中のオン期間の割合、所謂デューティを、例えば、電圧検出部２２が検出した電源電圧に基づいて調整することによって、負荷４に一定の電圧を印加する。
制御部２５は、停止指示が入力された場合、放電処理を行い、半導体スイッチ２０をオフにする。
【００５８】
記憶部２７は、不揮発性メモリであり、充電処理及び放電処理で用いられる基準値を記憶している。更に、記憶部２７は、充電処理で用いられる第１レジスタ値、充電時間、基準電流及び基準時間と、放電処理で用いられる第２レジスタ値及び放電時間を記憶している。記憶部２７が記憶している内容の読み出し及び書き込みは、制御部２５によって行われる。基準値、第１レジスタ値及び第２レジスタ値は２進数の値である。
【００５９】
タイマ２８は計時する。タイマ２８は、制御部２５の指示に従って計時の開始及び終了を行う。タイマ２８が計時した計時時間は、制御部２５によって、タイマ２８から読み出される。
報知部２９は制御部２５の指示に従って報知を行う。
【００６０】
図２は充電回路２３の要部構成を示すブロック図である。充電回路２３はｎ個（ｎ：２以上の整数）の定電流回路Ａ１，Ａ２，・・・，Ａｎを有する。ｎ個の定電流回路Ａ１，Ａ２，・・・，Ａｎ夫々は、昇圧回路２１と、半導体スイッチ２０のゲートと、制御部２５とに各別に接続されている。ｎ個の定電流回路Ａ１，Ａ２，・・・，Ａｎ夫々は、昇圧回路２１から半導体スイッチ２０のゲートに向かって、一定の電流Ｉａ１，Ｉａ２，・・・，Ｉａｎを出力する。
【００６１】
定電流回路Ａｋ（ｋ：ｎ以下の自然数）から半導体スイッチ２０のゲートに向かって流れる電流Ｉａｋは、２k-1 ×Ｉａ１である。即ち、電流Ｉａ２，Ｉａ３，・・・，Ｉａｎ夫々は、２×Ｉａ１，２2 ×Ｉａ１，・・・２n-1 ×Ｉａ１である。制御部２５は、ハイレベル又はローレベルの電圧を定電流回路Ａ１，Ａ２，・・・，Ａｎに各別に出力する。制御部２５は、定電流回路Ａｋにハイレベルの電圧を出力することによって、定電流回路Ａｋを駆動する。定電流回路Ａｋは、制御部２５からハイレベルの電圧が入力された場合、昇圧回路２１から半導体スイッチ２０のゲートに向けて電流Ｉａｋを出力する。制御部２５は定電流回路Ａｋにローレベルの電圧を出力することによって、定電流回路Ａｋの駆動を停止する。定電流回路Ａｋは、制御部２５からローレベルの電圧が入力された場合、昇圧回路２１から半導体スイッチ２０のゲートに向けた電流の出力を停止する。
【００６２】
制御部２５は、定電流回路Ａ１，Ａ２，・・・，Ａｎの中で、駆動する定電流回路と、駆動を停止する定電流回路とを選択することによって、充電回路２３から半導体スイッチ２０のゲートに向かって流れる電流、即ち、充電回路２３からコンデンサＣ２に流入する充電電流を調整する。制御部２５が、例えば、定電流回路Ａ１，Ａ３を駆動して他の定電流回路の駆動を停止した場合、充電回路２３から半導体スイッチ２０のゲートに向かって流れる電流は５×Ｉａ１となる。
【００６３】
図３は定電流回路Ａ１の回路図である。定電流回路Ａ１は、トランジスタ５０，５１、半導体スイッチ５２及び抵抗Ｒ１０，Ｒ１１，・・・，Ｒ１３を有する。トランジスタ５０，５１夫々はＰＮＰ型のバイポーラトランジスタであり、半導体スイッチ５２はＮＰＮ型のバイポーラトランジスタである。トランジスタ５０，５１夫々のエミッタは昇圧回路２１に接続されており、トランジスタ５０のベースはトランジスタ５１のベース及びコレクタに接続されている。トランジスタ５０のコレクタは抵抗Ｒ１０の一端に接続され、抵抗Ｒ１０の他端は半導体スイッチ２０のゲートに接続されている。
【００６４】
トランジスタ５１のコレクタは更に抵抗Ｒ１１の一端に接続され、抵抗Ｒ１１の他端は、半導体スイッチ５２のコレクタに接続されている。半導体スイッチ５２のベースは抵抗Ｒ１２，Ｒ１３夫々の一端が接続され、抵抗Ｒ１２の他端は制御部２５に接続されている。半導体スイッチ５２のエミッタと、抵抗Ｒ１３の他端とは接地されている。
【００６５】
半導体スイッチ５２のベースには、抵抗Ｒ１２を介して、制御部２５からハイレベル又はローレベルの電圧が出力される。
制御部２５がハイレベルの電圧を半導体スイッチ５２のベースに出力した場合、電流が抵抗Ｒ１２，Ｒ１３の順に流れる。このとき、半導体スイッチ５２において、エミッタの電位を基準としたベースの電圧は一定電圧以上となる。このため、半導体スイッチ５２はオンとなり、半導体スイッチ５２のコレクタ及びエミッタ間に電流が流れる。
【００６６】
制御部２５がローレベルの電圧を半導体スイッチ５２のベースに出力した場合、制御部２５から抵抗Ｒ１２，Ｒ１３の順に流れる電流は、略ゼロであるか、又は、制御部２５がハイレベルの電圧を半導体スイッチ５２に出力した場合に抵抗Ｒ１２，Ｒ１３に流れる電流よりも十分に小さい。このとき、半導体スイッチ５２において、エミッタの電位を基準としたベースの電圧は一定電圧未満である。このため、半導体スイッチ５２はオフとなり、半導体スイッチ５２のコレクタ及びエミッタ間に電流が流れることはない。
【００６７】
トランジスタ５０，５１夫々は増幅素子として機能する。トランジスタ５０，５１夫々では、エミッタからベースに流れる電流を一定数倍した電流がエミッタ及びコレクタ間を流れる。トランジスタ５０，５１の特性は同じ又は略同じであり、特に、トランジスタ５０，５１夫々の増幅率、即ち、前述した一定数は同じ又は略同じある。
【００６８】
前述したように、トランジスタ５０，５１夫々のベースは互いに接続しているので、半導体スイッチ５２がオンである場合、トランジスタ５０，５１夫々において、昇圧回路２１から同一又は略同一の電流がエミッタからベースに流れ、昇圧回路２１から同じ又は略同じ電流がエミッタ及びコレクタ間を流れる。従って、トランジスタ５０のエミッタ及びコレクタ間に流れる電流は、トランジスタ５１のエミッタ及びコレクタ間に流れる電流と同じ又は略同じである。トランジスタ５０，５１は所謂カレントミラー回路を構成している。
【００６９】
半導体スイッチ５２のコレクタ及びエミッタ間のオン抵抗の抵抗値はゼロ又は略ゼロであるとした場合において、半導体スイッチ５２がオンであるときに、トランジスタ５１のエミッタ及びコレクタ間を流れる電流、即ち、電流Ｉａ１は抵抗Ｒ１１の抵抗値によって決まる。抵抗Ｒ１１の抵抗値の大／小に応じて、電流Ｉａ１は小／大である。
【００７０】
トランジスタ５１のエミッタ及びコレクタ間を流れる電流は、昇圧回路２１が充電回路２３に与える電圧の高／低に応じて大／小となり、昇圧回路２１が充電回路２３に与える電圧、即ち、バッテリ３の電源電圧と共に変動する。従って、電流Ｉａ１も、バッテリ３の電源電圧の高／低に応じて大／小となり、バッテリ３の電源電圧と共に変動する。
【００７１】
なお、トランジスタ５０，５１夫々において、エミッタからベースに流れた電流は、抵抗Ｒ１１及び半導体スイッチ５２の順に流れる。トランジスタ５１のエミッタ及びコレクタ間を流れた電流も、抵抗Ｒ１１及び半導体スイッチ５２の順に流れる。トランジスタ５０のエミッタ及びコレクタ間を流れた電流は抵抗Ｒ１０を介して半導体スイッチ２０のゲートに向かって流れる。
【００７２】
定電流回路Ａ２，Ａ３，・・・，Ａｎ夫々は定電流回路Ａ１と同様に構成される。電流Ｉａ２，Ｉａ３，・・・，Ｉａｎ夫々が２×Ｉａ１，２2 ×Ｉａ１，・・・２n-1 ×Ｉａ１となるように、定電流回路Ａ１の抵抗Ｒ１１の抵抗値と、抵抗Ｒ１１に対応する定電流回路Ａ２，Ａ３，・・・，Ａｎ夫々の抵抗の抵抗値とが調整されている。
【００７３】
図４は放電回路２４の要部構成を示すブロック図である。放電回路２４は、ｎ個（ｎ：２以上の整数）の定電流回路Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂｎを有する。ｎ個の定電流回路Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂｎ夫々は、半導体スイッチ２０のゲートと、制御部２５とに各別に接続され、更に、接地されている。ｎ個の定電流回路Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂｎ夫々は、コンデンサＣ１，Ｃ２夫々の一端から接地電位に向かって、一定の電流Ｉｂ１，Ｉｂ２，・・・，Ｉｂｎを出力する。
【００７４】
定電流回路Ｂｋ（ｋ：ｎ以下の自然数）を介して、コンデンサＣ１，Ｃ２夫々から接地電位に向かって流れる電流Ｉｂｋは、２k-1 ×Ｉｂ１である。即ち、電流Ｉｂ２，Ｉｂ３，・・・，Ｉｂｎ夫々は、２×Ｉｂ１，２2 ×Ｉｂ１，・・・，２n-1 ×Ｉｂ１である。制御部２５は、ハイレベル又はローレベルの電圧を定電流回路Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂｎに各別に出力し、定電流回路Ａ１，Ａ２，・・・，Ａｎと同様に駆動と駆動の停止とを行う。定電流回路Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂｎ夫々は、ハイレベルの電圧が制御部２５から入力された場合、電流Ｉｂ１，Ｉｂ２，・・・，ＩｂｎをコンデンサＣ１，Ｃ２夫々の一端から接地電位に向けて出力し、ローレベルの電圧が制御部２５から入力された場合、電流の出力を停止する。
【００７５】
制御部２５は、定電流回路Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂｎの中で、駆動する定電流回路と、駆動を停止する定電流回路とを選択することによって、放電回路２４を介して、コンデンサＣ１，Ｃ２夫々から接地電位に向かって流れる電流、即ち、コンデンサＣ２から流出する放電電流を調整する。制御部２５が、例えば、定電流回路Ｂ１，Ｂ３を駆動して他の定電流回路の駆動を停止した場合、放電回路２４を介して、コンデンサＣ１，Ｃ２夫々から接地電位に向かって流れる電流は５×Ｉｂ１となる。
【００７６】
図５は定電流回路Ｂ１の回路図である。定電流回路Ｂ１は、トランジスタ６０，６１及び抵抗Ｒ２１，Ｒ２２を有する。トランジスタ６０，６１夫々はＮＰＮ型のバイポーラトランジスタである。トランジスタ６０のコレクタは半導体スイッチ２０のゲートに接続されている。トランジスタ６０のベースと、トランジスタ６１のベース及びコレクタとは制御部２５に接続されている。トランジスタ６０，６１夫々のエミッタは抵抗Ｒ２１，Ｒ２２の一端に接続されており、抵抗Ｒ２１，Ｒ２２夫々の他端は接地されている。
【００７７】
トランジスタ６０，６１夫々は、トランジスタ５０，５１と同様に増幅素子として機能する。トランジスタ６０，６１夫々では、ベースからエミッタに流れる電流を一定数倍した電流がコレクタ及びエミッタ間を流れる。トランジスタ６０，６１の特性は同じ又は略同じであり、特に、トランジスタ６０，６１夫々の増幅率、即ち、前述した一定数は同じ又は略同じである。
【００７８】
制御部２５は、トランジスタ６０のベースと、トランジスタ６１のベース及びコレクタとにハイレベル又はローレベルの電圧を出力する。制御部２５が定電流回路Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂｎ夫々に出力するハイレベル及びローレベルの電圧は、バッテリ３の電源電圧に無関係に一定である。ハイレベルの電圧は例えば５ボルトであり、ローレベルの電圧は例えば０．６ボルト未満の電圧である。
【００７９】
前述したように、トランジスタ６０，６１夫々のベースは互いに接続されているので、制御部２５がハイレベルの電圧を定電流回路Ｂ１に出力した場合、トランジスタ６０，６１夫々において、制御部２５から同一又は略同一の電流がベースからエミッタに流れる。このため、定電流回路Ｂ１の半導体スイッチ２０側から、トランジスタ６０のコレクタ及びエミッタと、抵抗Ｒ２１とを介して接地電位に流れる電流、即ち、電流Ｉｂ１は、制御部２５から、トランジスタ６１のコレクタ及びエミッタと、抵抗Ｒ２２とを介して接地電位に流れる電流と同じ又は略同じである。トランジスタ６０，６１も所謂カレントミラー回路を構成している。
【００８０】
制御部２５がローレベルの電圧を定電流回路Ｂ１に出力した場合、トランジスタ６０，６１夫々において、エミッタの電位を基準としたベースの電圧が低いため、コレクタ及びエミッタ間を電流が流れることはない。
【００８１】
制御部２５がハイレベルの電圧を定電流回路Ｂ１に出力した場合において、トランジスタ６１のコレクタ及びエミッタ間を流れる電流、即ち、電流Ｉｂ１は、抵抗Ｒ２２の抵抗値によって決まる。抵抗Ｒ２２の抵抗値の大／小に応じて、定電流回路Ｂ１がコンデンサＣ１，Ｃ２夫々から接地電位に向けて出力する電流は小／大である。制御部２５が定電流回路Ｂ１に出力するハイレベルの電圧は、前述したように、バッテリ３の電源電圧と共に変動することはないため、電流Ｉｂ１もバッテリ３の電源電圧と共に変動することはなく、一定である。
【００８２】
定電流回路Ｂ２，Ｂ３，・・・，Ｂｎ夫々は定電流回路Ｂ１と同様に構成される。電流Ｉｂ２，Ｉｂ３，・・・，Ｉｂｎ夫々が２×Ｉｂ１，２2 ×Ｉｂ１，・・・，２n-1 ×Ｉｂ１となるように、定電流回路Ｂ１の抵抗Ｒ２２の抵抗値と、抵抗Ｒ２２に対応する定電流回路Ｂ２，Ｂ３，・・・，Ｂｎ夫々の抵抗の抵抗値とが調整されている。
【００８３】
以下に、ｎが３である電流制御装置２の制御部２５が実行する充電処理及び放電処理を一例として説明する。まず、充電処理及び放電処理夫々で使用される第１レジスタ値及び第２レジスタ値を説明する。
【００８４】
図６は第１レジスタ値及び第２レジスタ値の説明図である。制御部２５は、定電流回路Ａ１〜Ａ３について第１レジスタ値に従った駆動と駆動の停止とを行い、定電流回路Ｂ１〜Ｂ３について第２レジスタ値に従った駆動と駆動の停止とを行う。第１レジスタ値及び第２レジスタ値夫々は、図６に示すように、２進数で表された３ビットの値である。
【００８５】
第１レジスタ値の下１桁目、下２桁目及び下３桁目夫々のビットは、定電流回路Ａ１，Ａ２，Ａ３夫々に対応している。同様に、第２レジスタ値の下１桁目、下２桁目及び下３桁目夫々のビットは、定電流回路Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３夫々に対応している。第１レジスタ値及び第２レジスタ値夫々において、ビット値「１」は、対応する定電流回路の駆動を意味し、ビット値「０」は、対応する定電流回路の駆動の停止を意味する。
【００８６】
図６に一例として示されている第１レジスタ値は「１０１」であり、これは、定電流回路Ａ１，Ａ３の駆動と定電流回路Ａ２の駆動の停止とを意味する。このように制御部２５が駆動と駆動の停止とを実行した場合、電流Ｉａｋ（ｋ：ｎ以下の自然数）は前述したように２k-1 ×Ｉａ１であるので、充電回路２３は、（２2 ＋１）×Ｉａ１＝５×Ｉａ１を出力する。同様に、図６に一例として示されている第２レジスタ値は「０１１」であり、これは、定電流回路Ａ２，Ａ３の駆動と定電流回路Ａ１の駆動の停止とを意味する。このように制御部２５が駆動と駆動の停止とを実行した場合、電流Ｉｂｋは前述したように２k-1 ×Ｉｂ１であるので、放電回路２４は、（２＋１）×Ｉｂ１＝３×Ｉｂ１を出力する。
【００８７】
電流Ｉａｋが２k-1 ×Ｉａ１であるので、充電回路２３が出力する電流は、（第１レジスタ値を１０進数に変換した値）×Ｉａ１である。同様に、電流Ｉｂｋが２k-1 ×Ｉｂ１であるので、放電回路２４が出力する電流は、（第２レジスタ値を１０進数に変換した値）×Ｉｂ１である。従って、第１レジスタ値を１だけインクリメント／デクリメントすることによって、充電回路２３が出力する電流を電流Ｉａ１だけ増加／減少させることができる。同様に、第２レジスタ値を１だけインクリメント／デクリメントすることによって、放電回路２４が出力する電流を電流Ｉｂ１だけ増加／減少させることができる。
【００８８】
ｎが３を除く２以上の整数である場合における第１レジスタ値及び第２レジスタ値夫々は、ｎが３である場合における第１レジスタ値及び第２レジスタ値と同様である。第１レジスタ値及び第２レジスタ値夫々は、ｎビットの２進数で表され、第１レジスタ値の下１桁目〜下ｎ桁目夫々は定電流回路Ａ１〜Ａｎに対応し、第２レジスタ値の下１桁目〜下ｎ桁目夫々は定電流回路Ｂ１〜Ｂｎに対応する。第１レジスタ値及び第２レジスタ値夫々において、ビット値「１」は対応する定電流回路の駆動を意味し、ビット値「０」は対応する定電流回路の駆動の停止を意味する。
【００８９】
図７及び図８は制御部２５が実行する充電処理の手順を示すフローチャートである。制御部２５は、ＰＷＭ制御を行う場合において、半導体スイッチ２０をオフからオンに切替えるときに充電処理を実行する。制御部２５は、定電流回路Ａ１〜Ａ３及び定電流回路Ｂ１〜Ｂ３の駆動が停止している状態で充電処理を開始する。充電処理の開始時点において第１レジスタ値はゼロ、即ち「０００」である。
【００９０】
制御部２５は、まず、記憶部２７に記憶してある第１レジスタ値を１だけインクリメントし（ステップＳ１）、定電流回路Ａ１〜Ａ３について第１レジスタ値に従った駆動と駆動の停止とを行う（ステップＳ２）。制御部２５は、図６で示したように、第１レジスタ値が「１０１」である場合、定電流回路Ａ１，Ａ３を駆動し、定電流回路Ａ２の駆動を停止する。制御部２５は、ステップＳ１，Ｓ２を実行することにより、充電回路２３が半導体スイッチ２０のゲートに向かって出力する電流を電流Ｉａ１だけ増加させる。
【００９１】
前述したように、充電回路２３からコンデンサＣ１，Ｃ２夫々に流入する電流の比は一定である。このため、充電回路２３が半導体スイッチ２０のゲートに向かって出力する電流が一定の電流Ｉａ１だけ増加した場合、単位時間当たりにコンデンサＣ２に流入する充電電流が一定量だけ増加する。
【００９２】
制御部２５は、ステップＳ２を実行した後、タイマ２８に指示して計時を開始させ（ステップＳ３）、バッテリ３から半導体スイッチ２０を介して負荷４に流れている負荷電流を電流センサ２６から読み込む（ステップＳ４）。そして、制御部２５は、ステップＳ４で読み込んだ負荷電流が、予め設定されている基準電流以上であるか否かを判定する（ステップＳ５）。
【００９３】
制御部２５は、負荷電流が基準電流未満であると判定した場合（Ｓ５：ＮＯ）、タイマ２８が計時している計時時間が、予め設定されている充電時間以上であるか否かを判定する（ステップＳ６）。制御部２５は、計時時間が充電時間未満であると判定した場合（Ｓ６：ＮＯ）、処理をステップＳ４に戻す。負荷電流が基準電流以上となるか又は計時時間が充電時間以上となるまで、制御部２５はステップＳ４，Ｓ５，Ｓ６を繰り返し実行する。この間、充電回路２３はコンデンサＣ２を充電し続ける。
【００９４】
制御部２５は、計時時間が充電時間以上であると判定した場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、タイマ２８に指示して計時を終了させる（ステップＳ７）。このとき、タイマ２８が計時している計時時間はゼロに戻される。次に、制御部２５は、第１レジスタ値が基準値であるか否かを判定する（ステップＳ８）。ここで、基準値は２進数で表された「１１１」が設定されている。２進数の「１１１」は１０進数の「７」である。制御部２５は第１レジスタ値が基準値ではないと判定した場合（Ｓ８：ＮＯ）、処理をステップＳ１に戻す。そして、制御部２５は、第１レジスタ値を更に１だけインクリメントし、充電回路２３から半導体スイッチ２０のゲートに向かって出力する電流を電流Ｉａ１だけ増加させる。
【００９５】
図９は充電処理の説明図である。図９には、半導体スイッチ２０におけるゲートの電圧の推移と、定電流回路Ａ１〜Ａ３夫々の動作状態の推移と、１０進数で表された第１レジスタ値の推移とが示されている。定電流回路Ａ１〜Ａ３夫々の動作状態は、駆動状態と、駆動を停止している停止状態とであり、図６の説明で述べたように、「１」は駆動状態を示し、「０」は停止状態を示す。
【００９６】
負荷電流が基準電流未満である場合において、第１レジスタ値が「００１」から基準値「１１１」となるまで、制御部２５は、ステップＳ１〜Ｓ８を繰り返し、充電時間が経過する都度、第１レジスタ値を１だけインクリメントする。これにより、１０進数で表された第１レジスタ値は１→２→・・・→６→７の順に変更される。制御部２５は、２進数である第１レジスタ値を、「００１」→「０１０」→・・・→「１１０」→「１１１」の順に変更し、定電流回路Ａ１〜Ａ３について第１レジスタ値に従った駆動と駆動の停止とを行う。
【００９７】
結果、電流Ｉａｋ（ｋ：ｎ以下の自然数）は２k-1 ×Ｉａ１であるため、充電回路２３から半導体スイッチ２０のゲートに向かって出力される電流は、充電時間が経過する都度、電流Ｉａ１だけ増加し、コンデンサＣ２に単位時間当たりに流入する電流も単位時間当たりに一定量だけ増加する。このため、半導体スイッチ２０におけるゲートの電圧の推移について、単位時間当たりの電圧の上昇幅、即ち、傾きが徐々に大きくなる。
【００９８】
制御部２５は、負荷電流が基準電流以上であると判定した場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、タイマ２８に計時を終了させ（ステップＳ９）、負荷４に過電流が流れているとして報知部２９に報知を行わせる（ステップＳ１０）。報知部２９は、図示しない表示部へのメッセージの表示、又は、図示しないランプの点灯等を行うことによって報知を行う。制御部２５がステップＳ９を実行した場合、タイマ２８が計時している計時時間はゼロに戻される。
【００９９】
次に、制御部２５は、定電流回路Ａ１〜Ａ３の駆動を停止し（ステップＳ１１）、定電流回路Ｂ１〜Ｂ３を駆動する（ステップＳ１２）。これにより、制御部２５は、コンデンサＣ２が蓄えている電力を放出し、接地電位を基準とした半導体スイッチ２０のゲートにおける電圧を低下させ、半導体スイッチ２０をオフにする。
なお、ステップＳ１２において駆動する定電流回路は定電流回路Ｂ１〜Ｂ３に限定されず、制御部２５は定電流回路Ｂ１〜Ｂ３の少なくとも１つを駆動すればよい。
【０１００】
次に、制御部２５は、タイマ２８に計時を開始させ（ステップＳ１３）、タイマ２８が計時している計時時間が基準時間以上であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。制御部２５は、計時時間が基準時間未満であると判定した場合（Ｓ１４：ＮＯ）、処理をステップＳ１４に戻し、計時時間が基準時間以上となるまで待機する。計時時間が基準時間以上となるまでの間、放電回路２４はコンデンサＣ２が蓄えている電力を放出し続けている。
【０１０１】
制御部２５は、計時時間が基準時間以上であると判定した場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、定電流回路Ｂ１〜Ｂ３の駆動を停止する（ステップＳ１５）。従って、基準時間は、定電流回路Ｂ１〜Ｂ３が半導体スイッチ２０を確実にオフすることが可能な時間であることが好ましい。制御部２５は、ステップＳ１５を実行した後、タイマ２８に計時を終了させ（ステップＳ１６）、記憶部２７に記憶してある第１レジスタ値をゼロに設定する（ステップＳ１７）。その後、制御部２５は充電処理を終了する。
【０１０２】
制御部２５は、第１レジスタ値が基準値、即ち「１１１」であると判定した場合（Ｓ８：ＹＥＳ）、第１レジスタ値を１だけデクリメントし（ステップＳ１８）、定電流回路Ａ１〜Ａ３について第１レジスタ値に従った駆動と駆動の停止とを行う（ステップＳ１９）。制御部２５がステップＳ１８，Ｓ１９を実行することにより、充電回路２３が半導体スイッチ２０のゲートに向かって出力する電流を電流Ｉａ１だけ減少させる。
【０１０３】
前述したように、充電回路２３からコンデンサＣ１，Ｃ２夫々に流入する電流の比は一定である。このため、充電回路２３が半導体スイッチ２０のゲートに向かって出力する電流が一定の電流Ｉａ１だけ減少した場合、単位時間当たりにコンデンサＣ２に流入する充電電流が一定量だけ減少する。
【０１０４】
制御部２５は、ステップＳ１９を実行した後、ステップＳ２０〜Ｓ２４を実行する。ステップＳ２０〜Ｓ２４夫々の処理内容は、ステップＳ３〜Ｓ７の処理内容と同様であり、ステップＳ２０〜Ｓ２４の処理内容の説明を省略する。ステップＳ３〜Ｓ７の処理内容の説明において、ステップＳ２はステップＳ１９に対応する。
【０１０５】
制御部２５は、ステップＳ２４を実行した後、第１レジスタ値が「００１」であるか否かを判定する（ステップＳ２５）。制御部２５は第１レジスタ値が「００１」ではないと判定した場合（Ｓ２５：ＮＯ）、処理をステップＳ１８に戻す。そして、制御部２５は、第１レジスタ値を更に１だけデクリメントし、充電回路２３から半導体スイッチ２０のゲートに向かって出力する電流を電流Ｉａ１だけ減少させる。
【０１０６】
図９に示すように、負荷電流が基準電流未満である場合において、第１レジスタ値が「１１１」から「００１」となるまで、制御部２５は、ステップＳ１８〜Ｓ２５を繰り返し、充電時間が経過する都度、第１レジスタ値を１だけデクリメントする。これにより、１０進数で表された第１レジスタ値は７→６→・・・→２→１の順に変更される。従って、制御部２５は、２進数である第１レジスタ値を、「１１１」→「１１０」→・・・→「０１０」→「００１」の順に変更し、定電流回路Ａ１〜Ａ３について第１レジスタ値に従った駆動と駆動の停止とを行う。
【０１０７】
結果、電流Ｉａｋ（ｋ：ｎ以下の自然数）は２k-1 ×Ｉａ１であるため、充電回路２３から半導体スイッチ２０のゲートに向かって出力される電流は、充電時間が経過する都度、電流Ｉａ１だけ減少し、コンデンサＣ２に単位時間当たりに流出する電流も一定量だけ減少する。このため、半導体スイッチ２０におけるゲートの電圧の推移について、単位時間当たりの電圧の上昇幅、即ち、傾きが徐々に小さくなる。
【０１０８】
制御部２５は、負荷電流が基準電流以上であると判定した場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、処理をステップＳ９に移す。その後、制御部２５は、ステップＳ９〜Ｓ１７を行い、充電処理を終了する。
また、制御部２５は、第１レジスタ値が「００１」であると判定した場合（Ｓ２５：ＹＥＳ）、定電流回路Ａ１〜Ａ３の駆動を停止し（ステップＳ２６）、第１レジスタ値をゼロ、即ち「０００」に設定する（ステップＳ２７）。その後、制御部２５は充電処理を終了する。
【０１０９】
以上のように、充電処理では、制御部２５は、充電回路２３がコンデンサＣ２を充電している間、コンデンサＣ２に単位時間当たりに流入する充電電流を時間の経過と共に増減させる。このため、接地電位を基準とした半導体スイッチ２０のゲートにおける電圧は、図９に示すように、急峻に変化することなく、短い期間に滑らかに上昇し、半導体スイッチ２０の導通抵抗値も短い期間に滑らかに低下する。これにより、負荷電流も急峻に変化することなく短い期間に滑らかに変化する。このため、半導体スイッチ２０がオフからオンに切替えられた場合に発生する電磁波は低周波成分によって構成され、電磁波の周波数帯域は狭い。更に、短い期間に半導体スイッチ２０がオフからオンに切替わるのでスイッチング損失が小さい。
【０１１０】
また、充電処理では、制御部２５は、予め設定された充電時間が経過する都度、コンデンサＣ２に単位時間当たりに流入する充電電流を一定量だけ増減させる。このため、定電流回路Ａ１〜Ａ３を並列に接続した簡単な構成で、接地電位を基準とした半導体スイッチ２０のゲートにおける電圧を滑らかに上昇させることができる。
ｎが３を除く２以上の整数である場合における充電処理は、ｎビットの第１レジスタ値と、ｎ個の定電流回路Ａ１，Ａ２，・・・，Ａｎを用いて、ｎが３である場合における充電処理と同様に、制御部２５によって行われる。
【０１１１】
図１０及び図１１は制御部２５が実行する放電処理の手順を示すフローチャートである。制御部２５は、ＰＷＭ制御を行う場合、及び、負荷４の駆動を停止する場合夫々において、半導体スイッチ２０をオンからオフに切替えるときに放電処理を実行する。制御部２５は、定電流回路Ａ１〜Ａ３及び定電流回路Ｂ１〜Ｂ３の駆動が停止している状態で放電処理を開始する。放電処理の開始時点において、第２レジスタ値はゼロ、即ち、「０００」である。
【０１１２】
制御部２５は、まず、バッテリ３の電源電圧を電圧検出部２２から読み込み（ステップＳ３１）、読み込んだ電源電圧の高／低に応じて、記憶部２７に記憶してある放電時間を短い／長い時間に調整する（ステップＳ３２）。定電流回路Ａ１の説明で述べたように、電流Ｉａ１はバッテリ３の電源電圧の高／低に応じて、大／小となる。このため、制御部２５が充電処理を完了した場合において、接地電位を基準とした半導体スイッチ２０のゲートにおける電圧は、バッテリ３の電源電圧の高／低に応じて高／低となる。従って、ステップＳ３２を実行することは、接地電位を基準とした半導体スイッチ２０のゲートにおける電圧の高／低に応じて、放電時間を短い／長い時間に調整していることと等価である。
なお、ステップＳ３１，Ｓ３２において、制御部２５は、半導体スイッチ２０のゲートにおける電圧を、該電圧を検出する検出部から読み込み、読み込んだ電圧の高／低に応じて、放電時間を短い／長い時間に調整してもよい。
【０１１３】
次に、制御部２５は、記憶部２７に記憶してある第２レジスタ値を１だけインクリメントし（ステップＳ３３）、定電流回路Ｂ１〜Ｂ３について第２レジスタ値に従った駆動と駆動の停止とを行う（ステップＳ３４）。制御部２５は、図６で示したように、第２レジスタ値が「０１１」である場合、定電流回路Ｂ１，Ｂ２を駆動し、定電流回路Ｂ３の駆動を停止する。制御部２５はステップＳ３３，Ｓ３４を実行することにより、放電回路２４を介してコンデンサＣ１，Ｃ２夫々から接地電位に向けて流れる電流を電流Ｉｂ１だけ増加させる。
【０１１４】
前述したように、コンデンサＣ１，Ｃ２夫々から放電回路２４を介して接地電位に流れる電流の比は一定である。このため、放電回路２４を介してコンデンサＣ１，Ｃ２夫々から接地電位に向けて流れる電流が電流Ｉｂ１だけ増加した場合、単位時間当たりにコンデンサＣ２から流出する放電電流が一定量だけ増加する。
【０１１５】
制御部２５は、ステップＳ３４を実行した後、タイマ２８に指示して計時を開始させ（ステップＳ３５）、タイマ２８が計時している計時時間が、ステップＳ３２で調整された放電時間以上であるか否かを判定する（ステップＳ３６）。制御部２５は、計時時間が放電時間未満であると判定した場合（Ｓ３６：ＮＯ）、処理をステップＳ３６に戻し、計時時間が放電時間以上となるまで待機する。この間、放電回路２４はコンデンサＣ２が蓄えている電力を放出し続ける。
【０１１６】
制御部２５は、計時時間が放電時間以上であると判定した場合（Ｓ３６：ＹＥＳ）、タイマ２８に指示して計時を終了させる（ステップＳ３７）。このとき、タイマ２８が計時している計時時間はゼロに戻される。次に、制御部２５は、第２レジスタ値が基準値、即ち、「１１１」であるか否かを判定する（ステップＳ３８）。制御部２５は、第２レジスタ値が基準値ではないと判定した場合（Ｓ３８：ＮＯ）、処理をステップＳ３３に戻す。そして、制御部２５は、第２レジスタ値を更に１だけインクリメントし、コンデンサＣ１，Ｃ２夫々から放電回路２４を介して接地電位に流れる電流を電流Ｉｂ１だけ増加させる。
【０１１７】
図１２は放電処理の説明図である。図１２には、半導体スイッチ２０におけるゲートの電圧の推移と、定電流回路Ｂ１〜Ｂ３夫々の動作状態の推移と、１０進数で表された第２レジスタ値の推移とが示されている。定電流回路Ｂ１〜Ｂ３夫々の動作状態は、駆動状態と、駆動を停止している停止状態とであり、図６の説明で述べたように、「１」は駆動状態を示し、「０」は停止状態を示す。
【０１１８】
第２レジスタ値が「００１」から基準値「１１１」となるまで、制御部２５は、ステップＳ３３〜Ｓ３８を繰り返し、ステップＳ３２で調整された放電時間が経過する都度、第２レジスタ値を１だけインクリメントする。これにより、１０進数で表された第２レジスタ値は、１→２→・・・→６→７の順に変更される。制御部２５は、２進数である第２レジスタ値を、「００１」→「０１０」→・・・→「１１０」→「１１１」の順に変更し、定電流回路Ｂ１〜Ｂ３について第２レジスタ値に従った駆動と駆動の停止とを行う。
【０１１９】
結果、電流Ｉａｋ（ｋ：ｎ以下の自然数）は２k-1 ×Ｉａ１であるため、放電回路２４がコンデンサＣ１，Ｃ２夫々から接地電位に向けて出力する電流は、放電時間が経過する都度、電流Ｉｂ１だけ増加し、コンデンサＣ２から単位時間当たりに流出する電流の単位時間当たりに一定量だけ減少する。このため、半導体スイッチ２０におけるゲートの電圧の推移について、単位時間当たりの電圧の下降幅、即ち、傾きが徐々に大きくなる。
【０１２０】
制御部２５は、第２レジスタ値が基準値、即ち「１１１」であると判定した場合（Ｓ３８：ＹＥＳ）、第２レジスタ値を１だけデクリメントし（ステップＳ３９）、定電流回路Ｂ１〜Ｂ３について第２レジスタ値に従った駆動と駆動の停止とを行う（ステップＳ４０）。制御部２５がステップＳ３９，Ｓ４０を実行することにより、放電回路２４がコンデンサＣ１，Ｃ２夫々から接地電位に向けて出力する電流を電流Ｉｂ１だけ減少させる。
【０１２１】
前述したように、コンデンサＣ１，Ｃ２夫々から放電回路２４に向けて流出する電流の比は一定である。このため、放電回路２４がコンデンサＣ１，Ｃ２夫々から接地電位に向けて出力する電流が一定の電流Ｉｂ１だけ減少した場合、単位時間当たりにコンデンサＣ２から流出する放電電流が一定量だけ減少する。
【０１２２】
制御部２５は、ステップＳ４０を実行した後、ステップＳ４１〜Ｓ４３を実行する。ステップＳ４１〜Ｓ４３夫々の処理内容は、ステップＳ３５〜Ｓ３７の処理内容と同様であり、ステップＳ４１〜Ｓ４３の処理内容の説明を省略する。ステップＳ３５〜Ｓ３７の処理内容の説明において、ステップＳ３４はステップＳ４０に対応する。
【０１２３】
制御部２５は、ステップＳ４３を実行した後、第１レジスタ値が「００１」であるか否かを判定する（ステップＳ４４）。制御部２５は、第２レジスタ値が「００１」ではないと判定した場合（Ｓ４４：ＮＯ）、処理をステップＳ３９に戻す。そして、制御部２５は、第２レジスタ値を更に１だけデクリメントし、放電回路２４がコンデンサＣ１，Ｃ２夫々から接地電位に向けて出力する電流を電流Ｉｂ１だけ減少させる。
【０１２４】
図１２に示すように、第２レジスタ値が「１１１」から「００１」となるまで、制御部２５は、ステップＳ３９〜Ｓ４４を繰り返し、放電時間が経過する都度、第２レジスタ値を１だけデクリメントする。これにより、１０進数で表された第２レジスタ値は７→６→・・・→２→１の順に変更される。従って、制御部２５は、２進数である第１レジスタ値を、「１１１」→「１１０」→・・・→「０１０」→「００１」の順に変更し、定電流回路Ｂ１〜Ｂ３について第２レジスタ値に従った駆動と駆動の停止とを行う。
【０１２５】
結果、電流Ｉｂｋ（ｋ：ｎ以下の自然数）は２k-1 ×Ｉｂ１であるため、放電回路２４を介して、コンデンサＣ１，Ｃ２夫々から接地電位に向かって出力される電流は、放電時間が経過する都度、電流Ｉｂ１だけ減少し、コンデンサＣ２に単位時間当たりに流出する電流も一定量だけ減少する。このため、半導体スイッチ２０におけるゲートの電圧の推移について、単位時間当たりの電圧の下降幅、即ち、傾きが徐々に小さくなる。
【０１２６】
制御部２５は、第２レジスタ値が「００１」であると判定した場合（Ｓ４４：ＹＥＳ）、定電流回路Ｂ１〜Ｂ３の駆動を停止し（ステップＳ４５）、第２レジスタ値をゼロ、即ち「０００」に設定する（ステップＳ４６）。その後、制御部２５は放電処理を終了する。
【０１２７】
以上のように、放電処理では、制御部２５は、放電回路２４が放電を行っている間、コンデンサＣ２から単位時間当たりに流出する放電電流を時間の経過と共に増減させる。このため、接地電位を基準とした半導体スイッチ２０のゲートにおける電圧は、図１２に示すように、急峻に変化することなく、短い期間に滑らかに低下し、半導体スイッチ２０の導通抵抗値も短い期間に滑らかに上昇する。これにより、負荷電流も急峻に変化することなく短い期間に滑らかに変化する。このため、半導体スイッチ２０がオンからオフに切替えられた場合に発生する電磁波は低周波成分によって構成され、電磁波の周波数帯域は狭い。また、短い期間に半導体スイッチ２０がオンからオフに切替わるので、スイッチング損失が小さい。制御部２５は電流調整部として機能する。
【０１２８】
また、放電処理では、制御部２５は、ステップＳ３２で調整された一定の放電時間が経過する都度、コンデンサＣ２から単位時間当たりに流出する放電電流を一定量だけ増減させる。このため、定電流回路Ｂ１〜Ｂ３を並列に接続した簡単な構成で、接地電位を基準とした半導体スイッチ２０のゲートにおける電圧を滑らかに低下させることができる。
【０１２９】
前述したように、バッテリ３の電源電圧の高／低に応じて電流Ｉａ１が大／小となるので、半導体スイッチ２０のゲートにおける充電完了後の電圧は、バッテリ３の電源電圧の高／低に応じて高／低となる。放電処理では、制御部２５は、放電回路２４が放電を行う前のバッテリ３の電源電圧の高／低、即ち、半導体スイッチ２０のゲートにおける電圧の高／低に応じて、放電時間を短い／長い時間に調整する。このため、半導体スイッチ２０のゲートにおける電圧が常に滑らかに低下する。制御部２５は時間調整部としても機能する。
【０１３０】
ｎが３を除く２以上の整数である場合における放電処理は、ｎビットの第２レジスタ値と、ｎ個の定電流回路Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂｎを用いて、ｎが３である場合における充電処理と同様に、制御部２５によって行われる。
【０１３１】
（実施の形態２）
実施の形態１では、制御部２５はバッテリ３の電源電圧に応じて放電時間を調整している。しかしながら、制御部２５は、放電時間ではなく、充電時間を、バッテリ３の電源電圧に応じて調整し、充電完了後の半導体スイッチ２０のゲートにおける電圧を安定させてもよい。
以下では、実施の形態２について、実施の形態１と異なる点を説明する。後述する構成を除く他の実施の形態２の構成については、実施の形態１と同様であるため、その詳細な説明を省略する。
【０１３２】
実施の形態２における電源システム１は、車両に好適に搭載され、実施の形態１における電源システム１が備える構成部を同様に備える。実施の形態２における電流制御装置２も、実施の形態１における電流制御装置２が備える構成部を同様に有し、これらの構成部は実施の形態１と同様に接続されている。
実施の形態２においては、制御部２５が実行する充電処理及び放電処理が実施の形態１と異なっている。以下では、ｎが３である場合において、制御部２５が実行する充電処理及び放電処理を一例として説明する。
【０１３３】
図１３及び図１４は実施の形態２における制御部２５が実行する充電処理の手順を示すフローチャートである。制御部２５は、実施の形態１と同様に、ＰＷＭ制御を行う場合において、半導体スイッチ２０をオフからオンに切替えるときに充電処理を実行する。制御部２５は、定電流回路Ａ１〜Ａ３及び定電流回路Ｂ１〜Ｂ３の駆動が停止している状態で充電処理を開始する。充電処理の開始時点において第１レジスタ値はゼロ、即ち「０００」である。
【０１３４】
制御部２５は、まず、バッテリ３の電源電圧を電圧検出部２２から読み込み（ステップＳ５１）、読み込んだ電源電圧の高／低に応じて、記憶部２７に記憶してある充電時間を短い／長い時間に調整する（ステップＳ５２）。次に、制御部２５は、処理をステップＳ５３に移す。
【０１３５】
実施の形態２における充電処理において、制御部２５が実行するステップＳ５３〜Ｓ７９の処理内容は、実施の形態１における充電処理において、制御部２５が実行するステップＳ１〜Ｓ２７の処理内容と同様である。このため、ステップＳ５３〜Ｓ７９の処理内容の詳細な説明を省略する。ステップＳ５８では、ステップＳ５２で調整された一定の充電時間が用いられる。
【０１３６】
以上のように、実施の形態２における充電処理では、制御部２５は、充電時間を、充電回路２３が電流を生成するために用いるバッテリ３の電源電圧の高／低に応じて短い／長い時間に調整する。
このため、バッテリ３の電源電圧が高くて電流Ｉａ１が大きい場合には充電時間を短く、バッテリ３の電源電圧が低くて電流Ｉａ１が小さい場合には充電時間が長いため、充電完了後の半導体スイッチ２０のゲートにおける電圧は、バッテリ３の電源電圧と共に変動することはなく一定である。このため、充電完了後の半導体スイッチ２０の導通抵抗値も安定し、半導体スイッチ２０を介して流れる負荷電流が安定する。
【０１３７】
前述したように、実施の形態２における充電処理では、制御部２５は、実施の形態１における充電処理で行ったステップＳ１〜Ｓ１７を、ステップＳ５３〜Ｓ７９として実行する。従って、実施の形態２における電流制御装置２は、制御部２５が実施の形態１における充電処理を行うことによって得られる効果と同様の効果を奏する。
ｎが３を除く２以上の整数である場合における充電処理は、ｎビットの第１レジスタ値と、ｎ個の定電流回路Ａ１，Ａ２，・・・，Ａｎを用いて、ｎが３である場合における充電処理と同様に、制御部２５によって行われる。
【０１３８】
実施の形態２における制御部２５は、実施の形態１と同様に、ＰＷＭ制御を行う場合、又は、負荷４の駆動を停止する場合において、半導体スイッチ２０をオンからオフに切替えるときに放電処理を実行する。制御部２５は、定電流回路Ａ１〜Ａ３及び定電流回路Ｂ１〜Ｂ３の駆動が停止している状態で放電処理を開始する。放電処理の開始時点において、第２レジスタ値はゼロ、即ち、「０００」である。
【０１３９】
実施の形態２における放電処理では、制御部２５は、実施の形態１における放電処理のステップＳ３３〜Ｓ４６を実行し、実施の形態１における放電処理のステップＳ３１，Ｓ３２を実行しない。実施の形態２においては、バッテリ３の電源電圧に応じた充電時間の調整により、充電完了後の半導体スイッチ２０のゲートにおける電圧が安定しているため、バッテリ３の電源電圧に応じた放電時間の調整を行う必要はない。
【０１４０】
実施の形態２における制御部２５は、実施の形態１における放電処理のステップＳ３３〜Ｓ４６を行うので、実施の形態２における電流制御装置２は、制御部２５が実施の形態１における放電処理を行うことによって得られる効果の中で、バッテリ３の電源電圧に応じて放電時間を調整することによって得られる効果を除いた他の効果を同様に奏する。
ｎが３を除く２以上の整数である場合における充電処理は、ｎビットの第２レジスタ値と、ｎ個の定電流回路Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂｎを用いて、ｎが３である場合における充電処理と同様に、制御部２５によって行われる。
【０１４１】
（実施の形態３）
実施の形態１において、バッテリ３から負荷４へ流れる負荷電流を制御するための半導体スイッチとして、Ｎチャネル型のＦＥＴを用いている。しかしながら、負荷電流を制御するための半導体スイッチとして、Ｐチャネル型のＦＥＴを用いてもよい。
以下では、実施の形態３について、実施の形態１と異なる点を説明する。後述する構成を除く他の実施の形態３の構成については、実施の形態１と同様であるため、その詳細な説明を省略する。
【０１４２】
図１５は、実施の形態３における電源システム７の要部構成を示すブロック図である。電源システム７は、実施の形態１と同様に、好適に車両に搭載され、バッテリ３、負荷４及び電流制御装置８を備える。これらは、実施の形態１と同様に接続されている。ここで、実施の形態１における電流制御装置２は実施の形態３では電流制御装置８に対応する。
【０１４３】
バッテリ３及び負荷４は実施の形態１と同様に作用し、バッテリ３から電流制御装置８を介して負荷４に負荷電流が流れる。電流制御装置８にも、電流制御装置２と同様に、駆動指示及び停止指示が入力される。電流制御装置８は、実施の形態１における電流制御装置２と同様に、駆動指示が入力された場合、バッテリ３から負荷４に電流を供給して負荷４を駆動し、停止指示が入力された場合、バッテリ３から負荷４への電流供給を停止して負荷４を停止させる。
【０１４４】
電流制御装置８は、昇圧回路２１、電圧検出部２２、充電回路２３、放電回路２４、制御部２５、電流センサ２６、記憶部２７、タイマ２８、報知部２９、半導体スイッチ８０及びコンデンサＣ１，Ｃ２を有する。これらは実施の形態１と同様に接続されている。ここで、実施の形態１における半導体スイッチ２０は半導体スイッチ８０に対応し、半導体スイッチ２０のゲート、ドレイン及びソース夫々は、半導体スイッチ８０のゲート、ソース及びドレインに対応する。
【０１４５】
従って、実施の形態１において、半導体スイッチ２０のドレインが接続されていた構成部には、実施の形態３において、半導体スイッチ８０のソースが接続されている。また、実施の形態１において、半導体スイッチ２０のソースが接続されていた構成部には、実施の形態３において、半導体スイッチ８０のドレインが接続されている。
【０１４６】
負荷電流は、バッテリ３から半導体スイッチ８０を介して負荷４に流れる。このとき、負荷電流は半導体スイッチ８０において、ソースからドレインに流れる。半導体スイッチ８０において、接地電位を基準としたでゲートの電圧が高い程、ソースの電位を基準としたゲートの電圧が高いため、ソース及びドレイン間の導通抵抗値は大きい。また、半導体スイッチ８０において、接地電位を基準としたゲートの電圧が低い程、ソースの電位を基準としたゲートの電圧が低いため、ソース及びドレイン間の導通抵抗値は小さい。制御部２５は、実施の形態１と同様に、半導体スイッチ８０のゲートに電圧を調整することにより負荷電流を制御する。実施の形態３において、半導体スイッチ８０のゲートは制御端子として機能し、半導体スイッチ８０のソースは、上流側の端子として機能する。
【０１４７】
接地電位を基準としたゲートの電圧が十分に低くて導通抵抗値がゼロ又は略ゼロである場合、半導体スイッチ８０はオンである。接地電位を基準としたゲート電圧が十分に高くて導通抵抗値が十分に大きい場合、半導体スイッチ８０を介して電流が流れることはなく、半導体スイッチ８０はオフである。
【０１４８】
実施の形態３における昇圧回路２１、電圧検出部２２、充電回路２３、放電回路２４、制御部２５、電流センサ２６、記憶部２７、タイマ２８及び報知部２９の構成及び作用は、実施の形態１と同様である。実施の形態１におけるこれらの構成及び作用の説明において、半導体スイッチ２０は実施の形態３における半導体スイッチ８０に対応する。
【０１４９】
ただし、充電回路２３は、半導体スイッチ８０のゲートにおける電圧を上昇させて半導体スイッチ８０をオンからオフに切替えるために充電を行い、放電回路２４は、半導体スイッチ８０のゲートにおける電圧を低下させて半導体スイッチ８０をオフからオンに切替えるために放電を行う。
【０１５０】
また、実施の形態３では、制御部２５は、半導体スイッチ８０をオンからオフに切替える場合に実施の形態１における充電処理を行い、半導体スイッチ８０をオフからオンに切替える場合に実施の形態１における放電処理を行う。
実施の形態３において、以上の内容が実施の形態１と異なる。
【０１５１】
実施の形態３では、制御部２５は、負荷電流を読み込んで負荷電流が基準電流以上であるか否かを判定する処理を、充電処理において行わず、放電処理において行う。制御部２５は、負荷電流を読み込んで負荷電流が基準電流以上であるか否かを判定する処理を、実施の形態１における充電処理と同様に、計時時間が放電時間以上であるか否かを繰り返し判定している間に行う。そして、制御部２５は、負荷電流が基準電流以上であると判定した場合、負荷４に過電流が流れているとして報知部２９に報知を行わせると共に、定電流回路Ｂ１〜Ｂ３の駆動を停止する。その後、制御部２５は、基準時間が経過するまで、定電流回路Ａ１〜Ａ３の少なくとも１つを駆動し、コンデンサＣ２を充電することによって半導体スイッチ８０をオフにする。
【０１５２】
電流制御装置８では、充電処理により、半導体スイッチ８０のゲートにおける電圧は、急峻に変化することなく、短い期間に滑らかに上昇する。これにより、半導体スイッチ８０の導通抵抗値も短い期間に滑らかに上昇し、半導体スイッチ８０が短い期間にオンからオフに切替えられる。更に、半導体スイッチ８０のゲートにおける電圧は、放電処理により、急峻に変化することなく、短い期間に滑らかに低下する。これにより、半導体スイッチ８０の導通抵抗値も短い期間に滑らかに低下し、半導体スイッチ８０が短い期間にオフからオンに切替えられる。従って、負荷電流が急峻に変化することなく短い期間に滑らかに変化するため、半導体スイッチ８０のオン／オフが切替えられた場合に発生する電磁波は低周波成分によって構成され、電磁波の周波数帯域は狭い。更に、半導体スイッチ８０のオン／オフが短い期間に切替えられるので、スイッチング損失が小さい
【０１５３】
また、電磁波の周波数帯域が狭くてスイッチング損失が小さいという効果以外の効果についても、電流制御装置８は実施の形態１における電流制御装置２と同様の効果を奏する。
【０１５４】
なお、実施の形態３において、電流制御装置８における制御部２５は、実施の形態１における充電処理及び放電処理夫々の代わりに、実施の形態２における充電処理及び放電処理を行ってもよい。この場合、電流制御装置８は、実施の形態３において前述した効果の中で、放電処理においてバッテリ３の電源電圧に応じて放電時間を調整することによって得られる効果を除く他の効果を奏する。更に、電流制御装置８は、充電処理においてバッテリ３の電源電圧に応じて充電時間を調整することによって得られる効果を実施の形態２と同様に奏する。
【０１５５】
制御部２５は、実施の形態２における充電処理及び放電処理を行う場合においても、負荷電流を読み込んで負荷電流が基準電流以上であるか否かを判定する処理を、充電処理において行わず、放電処理において行う。負荷電流を読み込んで負荷電流が基準電流以上であるか否かを判定する処理と、負荷電流が基準電流以上であると判定した場合に行う一連の処理とは、前述した実施の形態３における放電処理において、制御部２５が行う処理と同様である。
【０１５６】
なお、実施の形態１〜３において、コンデンサＣ１は半導体スイッチ２０又は半導体スイッチ８０の浮遊容量であってもよい。更に、コンデンサＣ２は、半導体スイッチ２０又は半導体スイッチ８０の浮遊容量でなくてもよい。この場合であっても電流制御装置２，８は同様の効果を奏する。
【０１５７】
更に、昇圧回路２１が例えばＤＣＤＣコンバータであって常に一定の電圧を充電回路２３に与えるように構成されている場合、電流Ｉａ１はバッテリ３の電源電圧と共に変動しないため、制御部２５は、放電処理又は充電処理で電源電圧に応じて放電時間又は充電時間を調整しなくてもよい。
【０１５８】
また、実施の形態１，２において半導体スイッチ２０はＮチャネル型のＦＥＴに限定されず、例えばＮＰＮ型のバイポーラトランジスタであってもよい。更に、実施の形態３において半導体スイッチ８０はＰチャネル型のＦＥＴに限定されず、例えばＰＮＰ型のバイポーラトランジスタであってもよい。この場合であっても、電流制御装置２，８は同様の効果を奏する。ＦＥＴにおけるゲート、ソース及びドレイン夫々はバイポーラトランジスタにおけるベース、エミッタ及びコレクタに対応する。
【０１５９】
また、実施の形態１〜３において、基準値は「１１１」に限定されず、例えば「１０１」であってもよく、充電処理及び放電処理夫々で用いる基準値は互いに異なっていてもよい。更に、充電回路２３が有する定電流回路の数は、充電回路２３が有する定電流回路の数と異なっていてもよい。この場合、第１レジスタ値のビット数は充電回路２３が有する定電流回路の数と同じであり、第２レジスタ値のビット数は放電回路２４が有する定電流回路の数と同じである。
【０１６０】
開示された実施の形態１〜３は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１６１】
２，８  電流制御装置
２０，８０  半導体スイッチ
２３  充電回路
２４  放電回路
２５  制御部（電流調整部、時間調整部）
Ｃ１  コンデンサ
Ｃ２  コンデンサ（蓄電部）
【図１】
2016076750.tif 000003
【図２】
2016076750.tif 000004
【図３】
2016076750.tif 000005
【図４】
2016076750.tif 000006
【図５】
2016076750.tif 000007
【図６】
2016076750.tif 000008
【図７】
2016076750.tif 000009
【図８】
2016076750.tif 000010
【図９】
2016076750.tif 000011
【図１０】
2016076750.tif 000012
【図１１】
2016076750.tif 000013
【図１２】
2016076750.tif 000014
【図１３】
2016076750.tif 000015
【図１４】
2016076750.tif 000016
【図１５】
2016076750.tif 000017