(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源に対する下流側に配設されて負荷回路に電源供給をすると共に、上記負荷回路の電源に対する下流側に配設された負荷用電源スイッチの状態を監視する負荷駆動回路において、
電源供給端子が上記負荷回路と接続され、負荷駆動制御信号に応じてオンオフ動作をして上記負荷回路に電源電圧の供給をする半導体スイッチング素子と、
上記負荷用電源スイッチの状態を監視するタイミングの監視制御信号に応じてオンオフ動作をする監視用スイッチ回路と、
上記監視用スイッチ回路と接続された監視用抵抗と、
上記負荷駆動制御信号を上記半導体スイッチング素子に供給してオンオフ制御して上記負荷回路を駆動すると共に、上記監視制御信号を上記監視用スイッチ回路に供給してオンオフ制御して上記監視用抵抗による電圧値に基づいて上記負荷用電源スイッチの状態を監視する制御手段とを備え、
上記電源と、前記半導体スイッチング素子と上記負荷回路との接続点との間に、上記電源側から順に上記監視用スイッチ回路と上記監視用抵抗とを直列接続して、
上記制御手段の上記負荷駆動制御信号の信号出力端と上記半導体スイッチング素子がオンオフする信号入力端とを接続すると共に、上記制御手段の上記監視制御信号の信号出力端と上記監視用スイッチ回路がオンオフする信号入力端とを接続し、
上記制御手段が上記負荷回路の駆動中に上記負荷用電源スイッチのオンオフ状態を監視するときに、上記半導体スイッチング素子をオフ状態にした後、上記監視用スイッチ回路をオン状態にすること
を特徴とする負荷駆動回路。
【請求項２】
上記制御手段は、上記半導体スイッチング素子に供給する上記負荷駆動制御信号の供給期間を、上記監視用スイッチ回路に供給する上記監視制御信号の供給時間よりも充分に長くすることを特徴とする請求項１記載の負荷駆動回路。
【請求項３】
上記制御手段は、上記負荷回路を駆動しているときに、上記半導体スイッチング素子をオフ状態にし、上記監視用スイッチ回路をオン状態にして上記負荷用電源スイッチの状態を監視し、上記半導体スイッチング素子をオン状態にすることを特徴とする請求項１記載の負荷駆動回路。
【請求項４】
上記負荷回路はランプ負荷であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一に記載の負荷駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ユーザにより操作されるスイッチによりオン、オフが制御される負荷回路を駆動する負荷駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ユーザにより操作されることで、直接オン、オフが制御される直切りスイッチ系のランプが自動車などに搭載されている。
【０００３】
図３に、ランプ負荷１００に対して電源１０１からの電源電圧を供給して駆動する従来の負荷駆動回路を示す。この負荷駆動回路では、ランプスイッチ１０２をオン状態のままにしてランプ負荷１００を消し忘れたことでバッテリ上がり防止等を行う電源マネージメントを有する構成となっている。この負荷駆動回路では、電源マネージメントを行うに際して、電源１０１から見てランプ負荷１００の下流側に配設されたランプスイッチ１０２の状態を制御ユニット１１０内のマイコン１１１で読み込み、ランプ負荷１００の上流側でリレー１１２をマイコン１１１で制御してランプ負荷１００に電源１０１の電源電圧を供給する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の負荷駆動回路では、ランプ負荷１００の上流側、すなわち電源電圧供給側で全ての回路を構成できれば回路構成上効率的ではあるが、ランプスイッチ１０２とマイコン１１１とを接続して、ランプスイッチ１０２のオンオフ状態を監視する必要があり、構成上の効率が良くない。
【０００５】
また、ランプスイッチ１０２の状態をマイコン１１１で監視するのに、１つの回路を追加する必要があり、その分コスト的にも高価になってしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、負荷回路を駆動すると共に、負荷回路のオンオフ状態を監視することを簡単な回路構成で実現できる負荷駆動回路を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、請求項１に係る負荷駆動回路は、電源に対する下流側に配設されて負荷回路に電源供給をすると共に、上記負荷回路の電源に対する下流側に配設された負荷用電源スイッチの状態を監視する負荷駆動回路において、電源供給端子が上記負荷回路と接続され、負荷駆動制御信号に応じてオンオフ動作をして上記負荷回路に電源電圧の供給をする半導体スイッチング素子と、上記負荷用電源スイッチの状態を監視するタイミングの監視制御信号に応じてオンオフ動作をする監視用スイッチ回路と、上記監視用スイッチ回路と接続された監視用抵抗と、上記負荷駆動制御信号を上記半導体スイッチング素子に供給してオンオフ制御して上記負荷回路を駆動すると共に、上記監視制御信号を上記監視用スイッチ回路に供給してオンオフ制御して上記監視用抵抗による電圧値に基づいて上記負荷用電源スイッチの状態を監視する制御手段とを備え、上記電源と、前記半導体スイッチング素子と上記負荷回路との接続点との間に、上記電源側から順に上記監視用スイッチ回路と上記監視用抵抗とを直列接続して、上記制御手段の上記負荷駆動制御信号の信号出力端と上記半導体スイッチング素子がオンオフする信号入力端とを接続すると共に、上記制御手段の上記監視制御信号の信号出力端と上記監視用スイッチ回路がオンオフする信号入力端とを接続し、上記制御手段が上記負荷回路の駆動中に上記負荷用電源スイッチのオンオフ状態を監視するときに、上記半導体スイッチング素子をオフ状態にした後、上記監視用スイッチ回路をオン状態にすることを特徴とする。
【０００８】
請求項１に係る負荷駆動回路では、負荷用電源スイッチが操作されることで、負荷回路に電源電圧の供給をするために半導体スイッチング素子を駆動すると共に、負荷回路のオンオフするために操作される負荷用電源スイッチの状態を監視するために監視用スイッチ回路を駆動する。これにより、負荷駆動回路では、監視用抵抗の電圧値に応じて負荷回路への電源電圧の供給を制御する。
【０００９】
請求項２に係る負荷駆動回路では、上記制御手段は、上記半導体スイッチング素子に供給する上記負荷駆動制御信号の供給期間を、上記監視用スイッチ回路に供給する上記監視制御信号の供給時間よりも充分に長くすることが望ましい。
【００１０】
請求項２に係る負荷駆動回路では、負荷駆動制御信号により負荷回路を駆動している期間よりも監視制御信号により負荷用電源スイッチの監視をしている期間を短くする。
【００１１】
請求項３に係る負荷駆動回路では、上記制御手段は、上記負荷回路を駆動しているときに、上記半導体スイッチング素子をオフ状態にし、上記監視用スイッチ回路をオン状態にして上記負荷用電源スイッチの状態を監視し、上記半導体スイッチング素子をオン状態にすることが望ましい。
【００１２】
請求項３に係る負荷駆動回路では、負荷用電源スイッチがオンに操作されて負荷回路を駆動しているときに、一旦半導体スイッチング素子をオフ状態にし、この期間内に負荷用電源スイッチの状態を監視する。
【００１３】
請求項４に係る負荷駆動回路では、上記負荷回路はランプ負荷であっても良い。
【００１４】
請求項４に係る負荷駆動回路では、ランプ負荷に電源電圧の供給をするために半導体スイッチング素子を駆動し、ランプ負荷のオンオフするために操作される負荷用電源スイッチの状態を監視するために監視用スイッチ回路を駆動する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１６】
本発明は、例えば図１に示すように構成された負荷駆動回路に適用される。
【００１７】
［負荷駆動回路の構成］
この負荷駆動回路は、負荷回路であるランプ負荷１と、このランプ負荷１のオンオフ状態を変化させるためにユーザにより切り替え操作されるランプスイッチ２と、ランプ負荷１に電源電圧を供給する電源３と、ランプ負荷１を駆動制御する制御ユニット４とを備える。
【００１８】
この負荷駆動回路では、ランプ負荷１の電源３に対する下流側にランプスイッチ２が配設され、ランプスイッチ２の端子ａと端子ｂとが接続されるように操作されることで電源３とグランド端子１１とが接続されてランプ負荷１に電源電圧を供給する。また、この負荷駆動回路では、ランプスイッチ２の端子ａと端子ｃとが接続されるように操作されることで電源３の電源電圧が端子ｃにより開放されるように構成されている。
【００１９】
制御ユニット４は、ランプ負荷１の駆動制御及び電源マネージメントをするマイコン２１と、スイッチ回路であるストローブ回路部２２と、スイッチング部２３と、半導体スイッチング素子であるＭＯＳＦＥＴ２４と、ストローブ回路部２２と接続されたプルアップ抵抗２５とを備える。
【００２０】
ストローブ回路部２２は、マイコン２１がベース端子に接続されると共に電源３がコレクタ端子に接続され、エミッタ端子が接地されている。このストローブ回路部２２は、マイコン２１からの監視制御信号がベース端子に供給されることでオン状態に制御される。このストローブ回路部２２は、マイコン２１によりランプスイッチ２の状態を監視する監視周期Ｔ１ごとに期間Ｔ２だけオン状態にされる。
【００２１】
スイッチング部２３は、マイコン２１がベース端子と接続されると共にコレクタ端子がＭＯＳＦＥＴ２４のゲート端子と接続され、エミッタ端子が接地されている。このスイッチング部２３は、ベース端子にマイコン２１からの負荷駆動制御信号が供給されることでオン状態とされる。
【００２２】
ＭＯＳＦＥＴ２４は、ゲート端子にスイッチング部２３が接続され、ソース端子に電源３が接続されると共に、ドレイン端子にランプ負荷１が接続されている。このＭＯＳＦＥＴ２４は、マイコン２１によりオンオフ状態が制御され、オン状態とされることで、電源３からの電源電圧をランプ負荷１に供給する。このＭＯＳＦＥＴ２４は、ランプ負荷１を点灯（オン状態）とする期間だけオン状態にされる。
【００２３】
マイコン２１は、電源３と接続されて、ランプ負荷１への電源供給を制御すると共に、ランプスイッチ２のオンオフ状態を監視して電源マネージメントをする。このマイコン２１は、ストローブ回路部２２をオンオフ制御する監視制御信号をストローブ回路部２２のベース端子に供給すると共に、スイッチング部２３のオンオフ状態を制御することでプルアップ抵抗２５による接続点Ａの電位を検出して、ＭＯＳＦＥＴ２４のオンオフ状態を制御してランプ負荷１の電源電圧の供給を制御する。
【００２４】
［負荷駆動回路の動作］
図２に、上述の負荷駆動回路の動作に係るタイミングチャートを示す。
【００２５】
図２によれば、マイコン２１は、ランプスイッチ２の状態を監視するために、監視周期Ｔ１ごとにストローブ回路部２２に監視制御信号を出力して監視周期Ｔ１ごとにオン状態にしている（時刻ｔ１、（ｃ））。
【００２６】
ランプスイッチ２がオフ状態（ｄ）、ランプ負荷１が消灯（オフ）状態であるときに（ｅ）、ストローブ回路部２２がオン状態とされると、プルアップ抵抗２５があるために、ＭＯＳＦＥＴ２４とランプ負荷１との接続点Ａの電位がＨＩ状態になる。これにより、マイコン２１はランプスイッチ２がオフ状態にあり、ランプ負荷１に電源供給がされていないことを認識する。したがって、マイコン２１は、ランプ負荷１をオフ状態にするために、ＭＯＳＦＥＴ２４をオフ状態のままにしておく。
【００２７】
そして、時刻ｔ２でランプスイッチ２がオン状態に操作され（ｄ）、その後の時刻ｔ３でストローブ回路部２２にオン状態にして接続点Ａの電位がＬＯ状態であると（ｃ）、マイコン２１は、ランプスイッチ２がオン状態に操作されたと認識する。
【００２８】
次の時刻ｔ４において、マイコン２１は、スイッチング部２３に負荷駆動制御信号を供給することでＭＯＳＦＥＴ２４をオン状態にし（ｂ）、ランプ負荷１に電源電圧を供給する（ｅ）。
【００２９】
その後の時刻ｔ５において、マイコン２１は、監視周期Ｔ１でストローブ回路部２２をオン状態とすると（ｃ）、接続点Ａ電位はＬＯ状態になり（ａ）、ランプスイッチ２が継続してオン状態にあることを認識する。
【００３０】
その後の時刻ｔ６でランプスイッチ２がオフ状態に操作されると（ｄ）、その次の時刻ｔ７でストローブ回路部２２がオン状態とされたときに接続点Ａ電位がＨＩ状態となり（（ｃ）、（ａ））、マイコン２１でランプスイッチ２がオフ状態であることを認識し、時刻ｔ８でＭＯＳＦＥＴ２４をオフ状態にすることで（ｂ）、ランプ負荷１をオフ状態にする（ｅ）。
【００３１】
ここで、マイコン２１は、ストローブ回路部２２をオン状態にしてランプスイッチ２の状態を監視するが、ＭＯＳＦＥＴ２４がオン状態であるときにはランプスイッチ２がオン状態にあるときであっても接続点Ａ電位はＨＩ状態になる。これに対し、マイコン２１は、ストローブ回路部２２をオン状態にする前にＭＯＳＦＥＴ２４をオフ状態にしてランプスイッチ２の状態を監視し、その後再びＭＯＳＦＥＴ２４をオン状態にする。
【００３２】
このような動作をすると、ランプ負荷１は一瞬消灯してちらつきが発生するが、ＭＯＳＦＥＴ２４をオフ状態にしている期間Ｔ２が監視周期Ｔ１と比較して充分に短くするようにマイコン２１により調整することで、ランプ負荷１の不動作期間を利用者に気にならない程度にすることができ、ランプ負荷１のちらつきを目視で認識できないレベルとする。
【００３３】
このような負荷駆動回路では、ランプ負荷１をオンオフ動作させるスイッチング素子としてオンオフ時間が短いＭＯＳＦＥＴ２４を使用することにより、ランプ負荷１を駆動しているか否かに拘わらずランプスイッチ２の状態を監視することができる。したがって、この負荷駆動回路によれば、直切りスイッチ系のランプ負荷１を備えていても、ランプスイッチ２の切り忘れ等に対する監視をする電源マネージメントを実現することができる。
【００３４】
また、このような負荷駆動回路によれば、制御ユニット４側、すなわち電源電圧供給側でランプスイッチ２の状態を監視することができ、回路構成を効率的とすることができ、回路構成を簡単なものとすることができる。また、この負荷駆動回路によれば、ランプスイッチ２の状態を監視するのに制御ユニット４外に別個に回路を設ける必要がなく、製造コストを安価とすることができる。
【００３５】
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【００３６】
すなわち、負荷駆動回路によれば、高速なターンオン、ターンオフを実現できるＭＯＳＦＥＴ２４を使用することにより、ランプ負荷１のフェードアウト（減光式）消灯など、ＰＷＭ制御を行うようにマイコン２１でＭＯＳＦＥＴ２４を制御することもできる。
【００３７】
また、負荷駆動回路によれば、加熱遮断付のＭＯＳＦＥＴ２４を使用することで、ランプ負荷１に対する過電流対策を行うことができ、商品性を向上を実現することができる。
【００３８】
更に、負荷駆動回路によれば、ストローブ回路部２２を他の入力スイッチ３１と共用することにより、ストローブ方式で入力スイッチ３１の読み込みを行う制御ユニット４を、コストをかけずに上述の動作を実現して、上述と同様の効果を発揮させることができる。
【００３９】
更にまた、上述の負荷駆動回路では、半導体スイッチング素子としてＭＯＳＦＥＴ２４を使用し、監視用スイッチ回路としてトランジスタを使用した一例について説明したが、他の高速スイッチング素子であっても上述した効果を発揮できることは勿論である。
【００４０】
【発明の効果】
請求項１に係る負荷駆動回路によれば、負荷用電源スイッチが操作されることで、負荷回路に電源電圧の供給をするために半導体スイッチング素子を駆動すると共に、負荷回路をオンオフするために操作される負荷用電源スイッチの状態を監視するために監視用スイッチ回路を駆動して、監視用抵抗による電圧値に応じて負荷回路への電源電圧の供給を制御することができるので、外部に負荷用電源スイッチの状態を監視する回路を別個に設ける必要なく、簡単な回路で構成することができ、コストを低減することができる。
【００４１】
請求項２に係る負荷駆動回路によれば、負荷駆動制御信号により負荷回路を駆動している期間よりも監視制御信号により負荷用電源スイッチの監視をしている期間を短くするので、負荷回路の不動作期間を利用者に気にならない程度にすることができる。
【００４２】
請求項３に係る負荷駆動回路によれば、負荷用電源スイッチがオンに操作されて負荷回路を駆動しているときに、一旦半導体スイッチング素子をオフ状態にし、この期間内に負荷用電源スイッチの状態を監視するので、負荷回路駆動時でも負荷用電源スイッチの状態を監視することができ、負荷用電源スイッチの切り忘れなどを防止することができる。
【００４３】
請求項４に係る負荷駆動回路によれば、ランプ負荷に電源電圧の供給をするために半導体スイッチング素子を駆動し、ランプ負荷のオンオフするために操作される負荷用電源スイッチの状態を監視するために監視用スイッチ回路を駆動するので、直切りランプ負荷である場合にしばしば発生するランプ用電源スイッチの切り忘れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した負荷駆動回路の構成を示す回路図である。
【図２】本発明を適用した負荷駆動回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図３】従来の負荷駆動回路の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１  ランプ負荷
２  ランプスイッチ
３  電源
４  制御ユニット
２１  マイコン
２２  ストローブ回路部
２３  スイッチング部
２４  ＭＯＳＦＥＴ
２５  プルアップ抵抗
【図１】
0003793027.tif 000002
【図２】
0003793027.tif 000003
【図３】
0003793027.tif 000004