特許 6199043 負荷駆動制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6199043

(24)【登録日】2017年9月1日

(45)【発行日】2017年9月20日

(54)【発明の名称】負荷駆動制御装置

(51)【国際特許分類】

   H03K 17/08 20060101AFI20170911BHJP

   H02M 3/155 20060101ALI20170911BHJP

   H03K 17/16 20060101ALI20170911BHJP

   H03K 17/687 20060101ALI20170911BHJP

【ＦＩ】

   H03K17/08 C

   H02M3/155 H

   H03K17/16 H

   H03K17/687 F

【請求項の数】9

【全頁数】27

(21)【出願番号】特願2013-30381(P2013-30381)

(22)【出願日】2013年2月19日

(65)【公開番号】特開2014-160928(P2014-160928A)

(43)【公開日】2014年9月4日

【審査請求日】2015年9月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】509186579

【氏名又は名称】日立オートモティブシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001829

【氏名又は名称】特許業務法人開知国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100077816

【弁理士】

【氏名又は名称】春日 讓

(74)【代理人】

【識別番号】100156524

【弁理士】

【氏名又は名称】猪野木 雄一

(72)【発明者】

【氏名】渡部 光彦

(72)【発明者】

【氏名】小山 克也

(72)【発明者】

【氏名】栗本 裕史

(72)【発明者】

【氏名】石田 良介

【審査官】 及川 尚人

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−０１５９４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００８−５４１５０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２２２６８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２３９１０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０７２２７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２８２８３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０３Ｋ １７／００−１７／７０

Ｈ０２Ｍ ３／１５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の負荷を駆動する第１のスイッチング素子と、
前記第１のスイッチング素子のゲートに充放電する電流を示す第１のゲート駆動電流を前記第１のスイッチング素子のゲートに供給することにより、前記第１のスイッチング素子のゲートを駆動する第１のゲート駆動部と、
前記第１のスイッチング素子の周囲温度がしきい値Ｈ１以上となる度に、前記第１のゲート駆動電流を単位量だけ大きくし、前記第１のスイッチング素子の周囲温度がしきい値Ｌ１以下となる度に、前記第１のゲート駆動電流を前記単位量だけ小さくする第１のスロープ可変部と、
を備え、
前記しきい値Ｈ１は前記しきい値Ｌ１よりも大きい
ことを特徴とする負荷駆動制御装置。

【請求項2】

第１の負荷を駆動する第１のスイッチング素子と、
前記第１のスイッチング素子のゲートに充放電する電流を示す第１のゲート駆動電流を前記第１のスイッチング素子のゲートに供給することにより、前記第１のスイッチング素子のゲートを駆動する第１のゲート駆動部と、
前記第１のスイッチング素子の周囲温度がしきい値Ｈ１以上の場合に、前記第１のゲート駆動電流を単位量だけ大きくし、前記第１のスイッチング素子の周囲温度がしきい値Ｌ１以下の場合に、前記第１のゲート駆動電流を前記単位量だけ小さくする第１のスロープ可変部と、を備え、前記しきい値Ｈ１は前記しきい値Ｌ１よりも大きい負荷駆動制御装置であって、
前記第1のスロープ可変部は、
前記第１のスイッチング素子の周囲温度が前記しきい値Ｌ１以下であり、且つ、所定時間Ｔ１が経過した場合、前記第１のゲート駆動電流を単位量だけ小さくする
ことを特徴とする負荷駆動制御装置。

【請求項3】

請求項２に記載の負荷駆動制御装置であって、
電源を生成する電源用スイッチング素子と、
前記第１のスイッチング素子の周囲温度が前記しきい値Ｈ１以上であり、且つ、所定時間Ｔ２が経過した場合、前記電源用スイッチング素子のスイッチング周波数を小さくする周波数可変部を備える
ことを特徴とする負荷駆動制御装置。

【請求項4】

請求項２に記載の負荷駆動制御装置であって、
電源を生成する電源用スイッチング素子と、
前記第１のスイッチング素子の周囲温度がしきい値Ｈ２以上の場合、前記電源用スイッチング素子のスイッチング周波数を小さくする周波数可変部を備え、
前記しきい値Ｈ２は前記しきい値Ｈ１よりも大きい
ことを特徴とする負荷駆動制御装置。

【請求項5】

請求項４に記載の負荷駆動制御装置であって、
前記第１のスイッチング素子の周囲温度がしきい値Ｈ３以上の場合、前記第１のスイッチング素子の駆動を停止する第１の遮断用ゲートを備え、
前記しきい値Ｈ３は前記しきい値Ｈ２よりも大きい
ことを特徴とする負荷駆動制御装置。

【請求項6】

請求項５に記載の負荷駆動制御装置であって、
前記第１のスイッチング素子の周囲温度がしきい値Ｈ４以上の場合、前記電源用スイッチング素子の駆動を停止する電源遮断用ゲートを備え、
前記しきい値Ｈ４は前記しきい値Ｈ３よりも大きい
ことを特徴とする負荷駆動制御装置。

【請求項7】

第１の負荷を駆動する第１のスイッチング素子と、
前記第１のスイッチング素子のゲートに充放電する電流を示す第１のゲート駆動電流を前記第１のスイッチング素子のゲートに供給することにより、前記第１のスイッチング素子のゲートを駆動する第１のゲート駆動部と、
前記第１のスイッチング素子の周囲温度がしきい値Ｈ１以上の場合に、前記第１のゲート駆動電流を単位量だけ大きくし、前記第１のスイッチング素子の周囲温度がしきい値Ｌ１以下の場合に、前記第１のゲート駆動電流を前記単位量だけ小さくする第１のスロープ可変部と、を備え、前記しきい値Ｈ１は前記しきい値Ｌ１よりも大きい負荷駆動制御装置であって、
前記第１のスイッチング素子の周囲温度がしきい値Ｈ３以上の場合、前記第１のスイッチング素子の駆動を停止する第１の遮断用ゲートと、
第２の負荷を駆動する第２のスイッチング素子と、
前記第２のスイッチング素子のゲートに充放電する電流を示す第２のゲート駆動電流を前記第２のスイッチング素子のゲートに供給することにより、前記第２のスイッチング素子のゲートを駆動する第２のゲート駆動部と、
前記第２のスイッチング素子の周囲温度がしきい値Ｈ３以上の場合に、前記第２のゲート駆動電流を前記単位量だけ大きくする第２のスロープ可変部と、
前記第２のスイッチング素子の周囲温度がしきい値Ｈ６以上の場合、前記第２のスイッチング素子の駆動を停止する第２の遮断用ゲートと、
を備え、
前記しきい値Ｈ６は前記しきい値Ｈ３よりも大きい
ことを特徴とする負荷駆動制御装置。

【請求項8】

請求項１に記載の負荷駆動制御装置であって、
前記第１のスロープ可変部は、
電流源及び前記電流源に直列接続されるスイッチから構成される回路を複数有し、複数の前記回路は並列に接続され、
それぞれの前記スイッチを制御することにより、前記第１のゲート駆動電流を切り替える
ことを特徴とする負荷駆動制御装置。

【請求項9】

第１の負荷を駆動する第１のスイッチング素子と、
前記第１のスイッチング素子のゲートに充放電する電流を示す第１のゲート駆動電流を前記第１のスイッチング素子のゲートに供給することにより、前記第１のスイッチング素子のゲートを駆動する第１のゲート駆動部と、
前記第１のゲート駆動電流を可変するスロープ可変部と、
前記第１のスイッチング素子を駆動する条件とこの条件における前記第１のスイッチング素子の周囲温度の予測値とを対応付けて記憶する条件テーブルと、
前記第１のスイッチング素子を駆動する条件に対応する前記第１のスイッチング素子の周囲温度の予測値を前記条件テーブルから取得し、取得した予測値が高くなるにつれて前記第１のゲート駆動電流が大きくなるように前記スロープ可変部を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする負荷駆動制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、過温度保護機能を備えた負荷駆動制御装置に係り、特に車両に用いられる負荷を駆動するのに好適な負荷駆動制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）パルス制御によりドライバ（ＭＯＳＦＥＴ）をオンオフして負荷（例えば、ソレノイド）を駆動する装置が知られている。このような負荷駆動制御装置では、外部温度の上昇や、電源電圧の上昇、またドライバのオンオフ制御時の電力損失による自己発熱等により、温度が上昇して定格温度を越え、装置の破壊等が発生する場合がある。その為、多くの負荷駆動制御装置では、保護機能を備えて、発熱した場合にドライバを停止し、破壊を防止するような構成となっている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

また、近年、車両の電子化に伴い、ドライバ用ＭＯＳＦＥＴの出力電圧の高周波成分によるＥＭＩ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）ノイズが発生する場合が多く、自動車メーカーではＥＭＩを対象にした規制の強化を行っている。そのため、負荷を駆動するドライバ用トランジスタのオンオフ制御端子（例えばドライバ用トランジスタがＭＯＳのときはゲート端子）の容量に対して、電流源を用いて充電または放電を行ってＯＮ/ＯＦＦ制御することによって、負荷駆動電圧波形の立上り時間及び立下り時間（以下ではスロープと呼ぶ）を緩やかにして、ＥＭＩノイズを低減させる技術が使われる。スロープを緩やかにしてＥＭＩノイズを低減させる技術に関連し、電圧波形と周波数スペクトルの関係が知られている（例えば、非特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９−２８２８３９号公報

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】鈴木茂夫著、「ＥＭＣと基礎技術」、工学図書株式会社、１９９６年、頁１８

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

車両に用いられる負荷を駆動する場合、過温度により負荷駆動制御装置が破壊されることを防止するとともに、ＥＭＩノイズの発生を抑制する必要がある。

【0007】

しかし、特許文献１の技術では、異常高温の原因であるＦＥＴを完全に停止するため、その後、このＦＥＴに接続された負荷を駆動することができない。

【0008】

また、非特許文献１の技術では、スロープを緩やかにするために、ドライバ用のＭＯＳＦＥＴのオン抵抗を大きくして、駆動する負荷電流値を制御する必要がある。そのため、スロープを緩やかにした場合は、電力損失Ｐ＝Ｉ×Ｒ^2で計算される電力損失が大きくなり、発熱が増大するのが一般的である。

【0009】

したがって、特許文献１の技術に特許文献２の技術を適用する場合、発熱によりドライバを完全に停止する可能性が高くなる。ドライバが完全に停止すると、負荷を駆動することができなくなり、車両が走行できなる可能性もある。そこで、負荷の駆動を可能な限り維持することが求められる。

【0010】

また最近は、製造コスト低減の観点により、上記のような負荷駆動ドライバに加えて、マイコン等の演算装置に電源を供給するための電源回路を備え、なおかつこれらを同一の半導体チップ上に電子回路として構成する事が求められている。

【0011】

本発明の目的は、負荷の駆動を可能な限り維持することができる負荷駆動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】

上記目的を達成するために、本発明は、第１の負荷を駆動する第１のスイッチング素子と、前記第１のスイッチング素子のゲートに充放電する電流を示す第１のゲート駆動電流を前記第１のスイッチング素子のゲートに供給することにより、前記第１のスイッチング素子のゲートを駆動する第１のゲート駆動部と、前記第１のスイッチング素子の周囲温度がしきい値Ｈ１以上となる度に、前記第１のゲート駆動電流を単位量だけ大きくし、前記第１のスイッチング素子の周囲温度がしきい値Ｌ１以下となる度に、前記第１のゲート駆動電流を前記単位量だけ小さくする第１のスロープ可変部と、を備え、前記しきい値Ｈ１は前記しきい値Ｌ１よりも大きいようにしたものである。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、負荷の駆動を可能な限り維持することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の第１の実施形態である負荷駆動制御装置の構成を示すブロック図である。

【図2】本発明の第１の実施形態である負荷駆動制御装置に用いられる所定温度保持部の構成を示すブロック図である。

【図3】本発明の第１の実施形態である負荷駆動制御装置に用いられるスロープ可変部の構成を示すブロック図である。

【図4】本発明の第１の実施形態である負荷駆動制御装置に用いられるゲート駆動部の構成を示すブロック図である。

【図5】本発明の第１の実施形態である負荷駆動制御装置におけるゲート駆動電流と負荷駆動信号との関係を示す図である。

【図6】本発明の第１の実施形態である負荷駆動制御装置における負荷駆動信号とスイッチング損失の関係を示す図である。

【図7】本発明の第１の実施形態である負荷駆動制御装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。

【図8】本発明の第１の実施形態である負荷駆動制御装置の別の動作を説明するタイミングチャートである。

【図9】本発明の第２の実施形態である負荷駆動制御装置の構成を示すブロック図である。

【図10】本発明の第２の実施形態である負荷駆動制御装置に用いられる周波数可変部の構成を示すブロック図である

【図11】本発明の第２の実施形態である負荷駆動制御装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。

【図12】本発明の第３の実施形態である負荷駆動制御装置の構成を示すブロック図である。

【図13】本発明の第３の実施形態である負荷駆動制御装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。

【図14】本発明の第４の実施形態である負荷駆動制御装置の構成を示すブロック図である。

【図15】本発明の第４の実施形態である負荷駆動制御装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。

【図16】本発明の第５の実施形態である負荷駆動制御装置の構成を示すブロック図である。

【図17】本発明の第５の実施形態である負荷駆動制御装置に用いられる優先度設定部の構成を示すブロック図である。

【図18】本発明の第５の実施形態である負荷駆動制御装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。

【図19】本発明の第６の実施形態である負荷駆動制御装置の構成を示すブロック図である。

【図20】本発明の第６の実施形態である負荷駆動制御装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。

【図21】本発明の第７の実施形態である負荷駆動制御装置の構成を示すブロック図である。

【図22】本発明の第７の実施形態である負荷駆動制御装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

〔第１の実施形態〕
以下、図１〜図８を用いて、本発明の第１の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ａの構成及び動作を説明する。以下では、車両に用いられる負荷（例えば、ＡＴ（Automatic Transmission）のＬ負荷）を駆動する負荷駆動制御装置１００Ａを一例として説明する。

【0016】

最初に、図１を用いて、負荷駆動制御装置１００Ａの全体構成を説明する。図１は、本発明の第１の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ａの構成を示すブロック図である。

【0017】

負荷駆動制御装置１００Ａは、主として、電源生成ブロック４、ドライバ駆動ブロック３０、所定温度保持部５２を備える。

【0018】

電源生成ブロック４は、電源装置１から供給される電源電圧３からスイッチング電源出力１３を生成する。なお、電源装置１の負極は、ＧＮＤ２に接続されている。

【0019】

電源生成ブロック４は、電源制御部５、スロープ可変部１６_２、ゲート駆動部７、電源スイッチングＭＯＳ９、スイッチング電源用外部ダイオード１１、スイッチング電源用外部コイル素子１２、温度検知部１４を備える。

【0020】

電源制御部５は、フィードバックされたスイッチング電源出力１３と所定の目標値との偏差が０になるように、ゲート駆動部７を制御する電源制御スイッチ信号６をゲート駆動部７に供給する。

【0021】

スロープ可変部１６_２は、スロープを可変するスロープ可変信号１７_２をゲート駆動部７に供給する。スロープ可変部１６_２の詳細については、図３を用いて後述する。

【0022】

ゲート駆動部７は、スロープ可変信号１７_２と電源制御スイッチ信号６に基づいて、電源スイッチングＭＯＳ９のゲートを駆動する電源スイッチングＭＯＳゲート駆動信号８を電源スイッチングＭＯＳ９に供給する。

【0023】

電源スイッチングＭＯＳ９のソース端子とコイル素子１２は導体１０で直列に接続される。導体１０には、ダイオード１１のカソード端子が接続される。

【0024】

電源スイッチングＭＯＳ９、ダイオード１１、コイル素子１２を介して、電源電圧３からスイッチング電源出力１３が生成される。

【0025】

温度検知部１４は、温度を検知するセンサであり、電力損失による発熱が大きい電源スイッチングＭＯＳ9の近傍に配置されている。温度検知部１４は、検知した温度を示す温度検知部出力１５をＡＤ変換部５０に供給する。

【0026】

ドライバ駆動ブロック３０は、ＰＷＭ駆動部３１、スロープ可変部１６_１、ゲート駆動部３３、ハイサイドＭＯＳＦＥＴ３５、ロウサイドＭＯＳＦＥＴ３７、温度検知部４８、電流検知部３９、ソレノイド等の負荷４１、検出バッファ回路４４、電流値補正部４６を備える。

【0027】

ＰＷＭ駆動部３１は、ＰＷＭ制御信号３２をゲート駆動部３３に供給する。

【0028】

スロープ可変部１６_１は、スロープ可変信号１７_１をゲート駆動部３３に供給する。

【0029】

ゲート駆動部３３は、スロープ可変信号１７_１とＰＷＭ制御信号３２に基づいて、ハイサイドＭＯＳゲート信号３４とロウサイドＭＯＳゲート信号３６をハイサイドＭＯＳＦＥＴ３５、ロウサイドＭＯＳＦＥＴ３７にそれぞれ供給する。

【0030】

ハイサイドＭＯＳＦＥＴ３５、ロウサイドＭＯＳＦＥＴ３７は、ハイサイドＭＯＳゲート信号３４とロウサイドＭＯＳゲート信号３６にそれぞれ応答して、交互（相補的）にオン／オフする。ゲート駆動部３３の詳細については、図４を用いて後述する。

【0031】

ハイサイドＭＯＳＦＥＴ３５及びロウサイドＭＯＳＦＥＴ３７のオン／オフにより、電源電圧３からドライバ出力信号３８としての負荷駆動信号４０が生成される。負荷駆動信号４０は負荷４１に供給され、ソレノイド等の負荷４１が駆動する。このとき、負荷４１に負荷駆動電流４２が流れる。

【0032】

なお、ハイサイドＭＯＳＦＥＴ３５とロウサイドＭＯＳＦＥＴ３７は、第１の負荷としての負荷４１を駆動する第１のスイッチング素子に対応する。

【0033】

温度検知部４８は、温度を検知するセンサであり、電源生成ブロック4と同様に、電力損失による発熱が大きいハイサイドＭＯＳＦＥＴ35、ロウサイドＭＯＳＦＥＴ37の近傍に配置されている。温度検知部４８は、検知した温度を示す温度検知部出力４９をＡＤ変換部５０に供給する。

【0034】

電流検知部３９は、負荷４１に流れる電流を検出するセンサである。電流検知部３９は、検出した電流の電流値を示す電流検知信号４３を検出バッファ回路４４に供給する。

【0035】

検出バッファ回路４４は、電流検知信号４３から電流値信号４５を生成し、生成した電流値信号４５を電流値補正部４６に供給する。

【0036】

電流値補正部４６には、ＡＤ変換部出力５１も入力される。電流値補正部４６は、ＡＤ変換部出力５１に基づいて、電流値信号４５のばらつきを補正し、電流値フィードバック信号４７をＰＷＭ制御部３１に供給する。

【0037】

温度検知部出力１５は、ＡＤ変換部50に入力され、ＡＤ変換される。同様に、温度検知部出力４９は、ＡＤ変換部50に入力され、ＡＤ変換される。ＡＤ変換部５０は、ＡＤ変換部出力５１を所定温度保持部５２に供給する。なお、ＡＤ変換部５０は、マルチプレクサタイプである。

【0038】

所定温度保持部５２は、ＡＤ変換部出力５１に応じてスロープを可変するためのスロープ制御信号５３、５４をスロープ可変部１６_２、１６_１にそれぞれ供給する。スロープ制御信号５３、５４は、スロープの急化又は緩化を指示する信号である。所定温度保持部５２の詳細については、図２を用いて後述する。

【0039】

なお、前述したスロープ可変部１６_１は、スロープ制御信号５４に基づいて、スロープ可変信号１７_１を生成する。同様に、前述したスロープ可変部１６_２は、スロープ制御信号５３に基づいて、スロープ可変信号１７_２を生成する。その詳細については、図３を用いて後述する。

【0040】

本実施形態の場合、ＡＤ変換部50から出力されるAD変換部出力51を電流値補正部46に入力する事によって、電流値の補正精度を上げるような構成となっている。

【0041】

本実施形態では、負荷駆動制御装置１００Ａの電源生成ブロック４、ドライバ駆動ブロック３０、ＡＤ変換部５０、所定温度保持部５２は１つのチップ（例えば、ワンチップＩＣ）に配置されている。これにより、負荷駆動制御装置の製造コストを低減することができる。なお、負荷駆動制御装置１００Ａには、電源装置１は含まれない。

【0042】

次に、図２を用いて、本発明の第１の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ａに用いられる所定温度保持部52の構成を説明する。図２は、本発明の第１の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ａに用いられる所定温度保持部52の構成を示すブロック図である。

【0043】

所定温度保持部５２は、比較部52a、52b、しきい値生成部52c、52e、を備える。しきい値生成部52c、52eは、それぞれ所定のしきい値信号52d、52fを比較部52a、52bに出力する。

【0044】

比較部52a、52bは、入力されたAD変換部出力51と所定のしきい値信号52d、52fを比較し、比較結果に応じてスロープ制御信号53、54を出力する。なお、本実施形態では比較回路を２個のみ記載しているが、もちろん比較回路の数を多くする事によって、より多数のしきい値の設定、及び比較が可能である事は明白である。

【0045】

ここで、図２の分岐点P1において、所定温度保持部52は、AD変換部出力51が温度検知部14に由来するものである場合、比較部52aに出力を切替える。一方、所定温度保持部52は、AD変換部出力51が温度検知部48に由来するものである場合、比較部52bに出力を切替える。

【0046】

しきい値生成部52c、52eは、メモリを備え、メモリに記憶した所定のしきい値を読み出すことにより、所定のしきい値を生成している。

【0047】

次に、図３を用いて、本発明の第１の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ａに用いられるスロープ可変部１６（１６_１、１６_２）の構成を説明する。図３は、本発明の第１の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ａに用いられるスロープ可変部１６（１６_１、１６_２）の構成を示すブロック図である。

【0048】

スロープ可変部１６は、所定時間計測部16a、電流値可変信号生成部16c、電流源回路16f、スイッチ回路16gを備える。

【0049】

所定時間計測部16aは、入力されたスロープ制御信号53（54）に応じて、所定時間経過後に所定時間経過信号16bを出力する。

【0050】

電流値可変信号生成部16cは、スロープ制御信号53（54）、もしくは所定時間経過信号16bに応じて、電流値可変信号16dを出力する。電流値可変信号16dは図３に示すように、スイッチ回路16gに供給される。

【0051】

スイッチ回路16gは、電流値可変信号16dに基づいて、スイッチ回路16gを構成する各スイッチのON/OFF切替を行う。電流値可変信号１６は、各スイッチのＯＮ／ＯＦＦを指示する信号である。

【0052】

またスイッチ回路16gには電流源回路16fが接続されており、スイッチ回路16gのON/OFF切替に応じて異なる電流値の電流を供給出来るようになっている。

【0053】

この電流はスロープ可変信号17として、ゲート駆動部7、33に供給される。電流源回路16fには、電源16e（ゲート駆動電源）から所定の電圧が印加される。

【0054】

本実施形態では、例えば、スロープの急化を指示するスロープ制御信号５３を受信するごとに、スロープ可変部１６は、スイッチ回路１６ｇを構成するスイッチを順次閉じる。逆に、緩化を指示するスロープ制御信号５３を受信するごとに、スロープ可変部１６は、スイッチ回路１６ｇを構成するスイッチを順次開放する。これにより、電流源の電流値の整数倍の電流値を持つスロープ可変信号１７が生成される。

【0055】

次に、図４を用いて、本発明の第１の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ａに用いられるゲート駆動部33の構成を説明する。図４は、本発明の第１の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ａに用いられるゲート駆動部33の構成を示すブロック図である。

【0056】

ゲート駆動部33は、駆動電流生成部33a、ハイサイド電流源回路33g、ハイサイドＭＯＳドライバ回路33k、ロウサイド電流源回路33i、を備える。また、ゲート駆動部33は、ハイサイド電流源回路33o、ロウサイドＭＯＳドライバ回路33s、ロウサイド電流源回路33qを備える。

【0057】

駆動電流生成部33aは、入力されたスロープ可変信号17に応じてハイサイドＭＯＳＦＥＴ35、ロウサイドＭＯＳＦＥＴ37のゲート駆動電流の基準電流値信号33c〜33fを生成する。例えば、スロープを急化する場合、スロープ可変信号１７は、電流源の整数倍で大きくなる。このとき、基準電流値信号33c〜33fは、電流源の整数倍に比例して大きくなる。

【0058】

ハイサイド電流源回路33gは、ゲート駆動電流の基準電流値信号33cに応じたハイサイドチャージ電流33hをＭＯＳドライバ回路33kに供給する。例えば、ハイサイドチャージ電流33hは、ゲート駆動電流の基準電流値信号33cに比例して大きくなる。

【0059】

ロウサイド電流源回路33iは、ゲート駆動電流の基準電流値信号33dに応じたハイサイドディスチャージ電流33jをＭＯＳドライバ回路33kに供給する。例えば、ロウサイド電流源回路33iは、ゲート駆動電流の基準電流値信号33dに比例して大きくなる。

【0060】

ＭＯＳドライバ回路33kは、ハイサイドＭＯＳドライブ信号３３ｌに基づいて、直列接続された２個のスイッチング素子を交互にオン／オフする。これにより、ハイサイドチャージ電流33hとハイサイドディスチャージ電流33jが交互に切り替わり、ハイサイドＭＯＳゲート信号３４が生成される。

【0061】

同様に、ハイサイド電流源回路33oは、ゲート駆動電流の基準値信号33eに応じたロウサイドチャージ電流33pをロウサイドＭＯＳドライバ回路33sに供給する。

【0062】

ロウサイド電流源回路33qは、ゲート駆動電流の基準値信号33fに応じたロウサイドディスチャージ電流33rをロウサイドＭＯＳドライバ回路33sに供給する。

【0063】

ロウサイドＭＯＳドライバ回路33sは、ロウサイドＭＯＳドライブ信号33tに基づいて、直列接続された２個のスイッチング素子を交互にオン／オフする。これにより、ハイサイドチャージ電流33pとハイサイドディスチャージ電流33rが交互に切り替わり、ハイサイドＭＯＳゲート信号３６が生成される。

【0064】

なお、電源生成ブロック4側のゲート駆動部7では、本構成のうちロウサイドＭＯＳドライバ回路33s側のみを備えた構成となっている。

【0065】

なお、ハイサイドＭＯＳドライブ信号３３ｌ、ロウサイドＭＯＳドライブ信号３３ｔのうち、一方は、ＰＷＭ制御信号３２を入力信号としたものであるが、他方は、入力信号を反転したものである。

【0066】

次に、図５を用いて、本発明の第１の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ａにおけるゲート駆動電流と負荷駆動信号との関係を説明する。図５は、本発明の第１の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ａにおけるゲート駆動電流と負荷駆動信号との関係を示す図である。

【0067】

図５において、横軸はゲート駆動電流107（図4におけるチャージ電流(33h、33p)、ディスチャージ電流（33p、33r））であり、電流値が大きくなると、負荷駆動信号40のスロープが急峻になる事を示している。

【0068】

ゲート駆動電流107が小さい場合(107a)、負荷駆動信号40のスロープは波形100に示すように緩くなる。ゲート駆動電流107が大きくなると（107b）、スロープは波形101のように急峻となり、さらに大きくなると（107c）、さらにスロープは波形102のように急峻となる。

【0069】

次に、図６を用いて、本発明の第１の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ａにおける負荷駆動信号とスイッチング損失の関係を説明する。図６は、本発明の第１の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ａにおける負荷駆動信号とスイッチング損失の関係を示す図である。

【0070】

図６において、横軸は負荷駆動信号40のスロープ109を示し、縦軸はその時のスイッチング損失108を示す。スロープ109が緩い場合（109a）は、スイッチング損失108は大きく発熱も多くなる。図６は、スロープ109が急峻になった場合（109b）(109c)は、急峻になればなるほどスイッチング損失108も小さくなり、発熱も少なくなる事を示している。

【0071】

次に、図７を用いて、本発明の第１の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ａの動作を説明する。図７は、本発明の第１の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ａの動作を説明するためのタイミングチャートである。

【0072】

図７では、負荷駆動制御装置の温度が可変する要素のうち、負荷駆動電流42が変動した場合の動作について説明する。またAD変換部出力51は、所定温度保持部52に入力された後、所定のしきい値（109a、109b）という所定の温度差を持ったしきい値に比較されるようになっている。

【0073】

負荷駆動電流42が42aに示すように低い値の場合、負荷に流れる負荷駆動電流値と負荷駆動を行うＭＯＳＦＥＴのオン抵抗とで計算される損失も小さい為、発熱も少ない。

【0074】

よってＥＭＩの影響を小さくするために、負荷のＰＷＭ駆動を行う負荷駆動信号40のスロープが最も緩やかな波形100（スロープ１）で駆動されている。この時、ADC変換部出力51はしきい値109a、109bの所定の温度幅の中に入っている。またこの時、スロープ可変信号17は17aの値となっている。

【0075】

次にタイミング200において、負荷駆動電流42が42aから42bへと増加すると、ＭＯＳＦＥＴの損失が増大し、発熱が増える事となる、これによって、ＡＤＣ変換部出力51は51aに示すように、出力波形が持ち上がるようになる。

【0076】

そしてしきい値109aを越えると、比較部52aによって比較検出され、タイミング201において、スロープ制御信号（急化）54aが出力される事となる。これに応じて、スロープ可変信号17も17aから17bに変化し、ＭＯＳＦＥＴのゲートへのチャージ電流、ディスチャージ電流が変化してスロープは急峻となり、波形101のスロープ2の状態へと変化する。

【0077】

このスロープの急峻化によって、スイッチングの損失が低下し発熱が減少するため、ＡＤ変換部出力51は低下する。よって、外的な条件（この場合は負荷駆動電流42の増加）の変動が起こった場合でも、自動的にスロープを可変して所定の温度範囲に収まるように制御するため、発熱による影響を最低限に抑える事が可能となる。

【0078】

タイミング202において負荷駆動電流42が42bから42cへと変動した時も同様な動作を行い、スロープ可変信号が17bから17cに変化し、ＭＯＳＦＥＴのゲートへのチャージ電流、ディスチャージ電流が変化してスロープは急峻となり、波形102のスロープ3の状態へと変化する。これにより発熱が減少してＡＤ変換部出力51は低下するので、負荷駆動制御装置の温度を所定の範囲内に収める事が可能となる。

【0079】

タイミング204では逆に負荷駆動電流42が42cから42dへと減少した場合について説明している。この場合、負荷駆動電流42の減少に伴って損失が減り、発熱が低下して温度が下がる。よって図7の51cに示すように、AD変換部出力51は下側のしきい値109bを越えて低下し、スロープ制御信号（緩化）54cが出力される。

【0080】

これによってスロープ可変信号17は17cから17dに減少するので、タイミング205において上記とは逆にスロープは波形102（スロープ3）から波形101（スロープ2）へとより緩やかなスロープへと変化する。このスロープの緩化によって損失が増加し、ＭＯＳＦＥＴの発熱が増加するので、ＡＤ変換部出力51は上昇する。

【0081】

つまり、本実施形態では、第１のスロープ可変部１６_１が、所定温度保持部52、ゲート駆動部３３と協働し、第１のスイッチング素子（図１のＭＯＳＦＥＴ35及び37）の周囲温度がしきい値Ｈ１（図７の符号109a）以上の場合に、第１のスイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ35及び37）のゲートに充放電する電流を示す第１のゲート駆動電流を単位量（図３に示す電流源回路16fが供給する電流値の単位）だけ大きくし、前記第１のスイッチング素子の周囲温度がしきい値Ｌ１（図７の符号109b）以下の場合に、前記第１のゲート駆動電流を前記単位量だけ小さくする。ここで、しきい値Ｈ１はしきい値Ｌ１よりも大きい。これにより、負荷の駆動を可能な限り維持することができる。

【0082】

さらにここでは、本実施形態におけるもう一つの特徴を説明する。51cにおいて、スロープの緩化によって発熱が増えてＡＤ変換部出力51は上昇するが、上昇量が少なくしきい値109bを超えないため、54cに示すようにスロープ制御信号（緩化）が出力し続ける事となる。

【0083】

この時、スロープ可変部16において所定時間計測部により所定時間が計測され、所定時間経過信号16bが出力されて電流値可変信号生成部16cに入力されるので、スロープ可変信号17は図７の110で示す所定時間Ｔ１経過後に、17dから17eに変化する。

【0084】

これによって、ＰＷＭ駆動信号のスロープはタイミング206においてより緩やかな波形100（スロープ1）へと変化するので、損失が増加して発熱が増え、AD変換部出力51が上昇する。これによって、スロープを可変した後でも、AD変換部出力51が所定のしきい値範囲幅に到達しない場合は、所定時間後に自動的に再度スロープが可変され、スロープの可変を行う事が可能な構成となっている。

【0085】

つまり、本実施形態では、第１のスロープ可変部１６_１は、所定温度保持部52、ゲート駆動部３３と協働し、第１のスイッチング素子（図１のＭＯＳＦＥＴ35及び37）の周囲温度が前記しきい値Ｌ１（図７の符号109b）以下であり、且つ、所定時間Ｔ１が経過した場合、第１のゲート駆動電流を単位量だけ小さくする。これにより、スロープが緩化し、ＥＭＩノイズの発生を抑制することができる。

【0086】

次に、図８を用いて、本発明の第１の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ａの別の動作を説明する。図８は、本発明の第１の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ａの別の動作を説明するタイミングチャートである。

【0087】

図８において、240は負荷駆動制御装置の周囲温度を示し、周囲温度240が変化した場合の動作について説明する。

【0088】

最初、ＥＭＩの影響を小さくするために、負荷のＰＷＭ駆動を行う負荷駆動信号40のスロープが最も緩やかな波形100（スロープ１）で駆動されている。周囲温度240が240aに示すように低い場合、ADC変換部出力51はしきい値109a、109bの所定の温度幅の中に入っている。

【0089】

またこの時、スロープ可変信号17は17aの値となっている。ここで、周囲温度240が上昇し、ＡＤＣ変換部出力51がタイミング241でしきい値109aを越えると、比較部52aによって比較検出され、スロープ制御信号（急化）54aが出力される事となる。

【0090】

これに応じて、スロープ可変信号17も17aから17bに変化し、ＭＯＳＦＥＴのゲートへのチャージ電流、ディスチャージ電流が変化してスロープは急峻となり、波形100（スロープ１）から波形101（スロープ2）の状態へと変化する。

【0091】

このスロープの急峻化によって、スイッチングの損失が低下し発熱が減少するため、ＡＤ変換部出力51は低下する。この後、周囲温度240が240bに示すように上昇を続けた場合でも、タイミング243で同様の動作となり、波形101（スロープ2）から波形102（スロープ3）の状態へと変化する。

【0092】

このスロープの急峻化によって、スイッチングの損失が低下し発熱が減少するため、ＡＤ変換部出力51は低下する。またタイミング246において周囲温度240が低下した場合でも、図７の場合と同様な動作となり、逆にスロープが緩化して波形102（スロープ3）から波形101（スロープ2）の状態へと変化し、所定時間110経過後にさらに波形100（スロープ1）へと変化する。

【0093】

よって、このような動作により、外的な条件（この例の場合は周囲温度の変化）の変動が起こった場合でも、自動的にスロープを可変して所定の温度範囲に収まるように制御するため、発熱による影響を最低限に抑える事が可能となる。

【0094】

また通常はEMI対策のために緩やかなスロープに設定しておき、周囲温度240や負荷駆動電流42が増加して装置の保護が必要となった場合のみスロープを急峻にして発熱を低下させた状態で動作を継続させるといった保護機能の付いた負荷駆動制御装置を実現出来る。

【0095】

なお、本実施形態においては、主にドライバ駆動ブロック30の動作を中心に説明を行ったが、電源生成ブロック4の動作についても同様であり、温度検知部14の出力によってゲート駆動部7の電流値を制御してスロープを可変し、スイッチングＭＯＳＦＥＴ9の発熱を低減させる事により、動作を継続させるといった保護機能を持った負荷駆動制御装置を実現する事が出来る。

【0096】

また、本実施形態においては、ＡＤ変換部を設けて、AD変換された値を所定温度保持部52に入力して比較を行っているが、このAD変換は必須ではなく、アナログ信号のままで同様な処理を行い、スロープ制御を行って発熱を低減させる事により、過温度状態の保護を行い、動作を継続させる事も勿論可能である。

【0097】

〔第２の実施形態〕
次に、図９〜図１１を用いて、本発明の第２の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ｂの構成及び動作を説明する。

【0098】

最初に、図９を用いて、本発明の第２の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ｂの全体構成を説明する。図９は、本発明の第２の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ｂの構成を示すブロック図である。なお、図９において、図１と同一部分には同一符号を付す。

【0099】

図１と比較して、図９に示す負荷駆動制御装置１００Ｂは、特に、周波数可変部６０（６０_１、６０_２）を備える点が異なる。

【0100】

周波数可変部60（６０_１、６０_２）は、所定温度保持部52の出力に応じて、電源生成ブロックのゲート駆動スイッチング周波数を可変する、もしくはドライバ駆動ブロック３０のＰＷＭ駆動周波数を可変する。

【0101】

周波数可変部６０_１から出力される周波数可変信号６１_１は電源制御部5に入力される。一方、周波数可変部６０_２から出力される周波数可変信号６１_２はPWM制御部31に入力される。それ以外は、第1実施形態と同様である。

【0102】

次に、図１０を用いて、本発明の第２の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ｂに用いられる周波数可変部60（６０_１、６０_２）の構成を説明する。図１０は、本発明の第２の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ｂに用いられる周波数可変部60の構成を示すブロック図である。

【0103】

周波数可変部60（６０_１、６０_２）は、所定時間計測部60a、周波数可変信号生成部60b、所定周波数生成部60c、60e、切替スイッチ60hを備える。

【0104】

所定時間計測部60aは、入力されたスロープ制御信号54から所定時間を計測し、所定時間経過信号を周波数可変信号生成部60bに供給する。

【0105】

周波数可変信号生成部60bは、所定時間経過信号60iもしくは入力されたスロープ制御信号54に応じて所定の周波数の切替を行う周波数可変信号６０ｇを生成し、生成した周波数可変信号６０ｇを切替スイッチ60hに供給する。

【0106】

所定周波数生成部60c、60eは、それぞれ所定の周波数信号60d、60fを生成し、生成した周波数信号60d、60fを切替スイッチ60hに供給する。なお、所定周波数生成部60c、60eは、メモリを備え、メモリに記憶した所定周波数を読み出すことにより、所定の周波数信号60d、60fを生成する。

【0107】

切替スイッチ60hは、周波数切替信号60gに応じて周波数信号の切替を行い、切替により選択した周波数信号を周波数可変信号６１として出力する。

【0108】

次に、図１１を用いて、本発明の第２の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ｂの動作を説明する。図１１は、本発明の第２の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ｂの動作を説明するためのタイミングチャートである。

【0109】

第２実施形態でも、第１実施形態と同様に、電源電圧3の上昇によってAD変換部出力51が所定のしきい値109a、109bを越えると、スロープ制御信号54が出力されてスロープを可変し、発熱を低減させながら、負荷駆動制御装置は動作を継続する（図１１のタイミング261、タイミング264参照）。

【0110】

またこの時、電源生成ブロック４の電源スイッチングＭＯＳ9を駆動するスイッチング周波数は、所定周波数１となっている。

【0111】

次に、タイミング266において、周囲温度240が240bに示すように上昇を始めた場合（例えば、渋滞などにより車両が停止した場合）、51cに示している通り、AD変換部出力51も上昇する。

【0112】

そしてタイミング267においてしきい値109aを越えると、スロープ制御信号54が出力され、第1実施形態と同様に、スロープは急化して、波形102（スロープ3）から波形103（スロープ4）に切り替わる。

【0113】

しかし周囲温度は上がっているので、51dに示すようにAD変換部出力51はさらに上昇を続けるため、スロープ制御信号54はハイを継続する。そして、所定時間計測部60aによって計測された所定時間269後のタイミング268において、所定時間経過信号60iが出力され、これによって図１１に示すように周波数切替信号60gが出力されて、電源スイッチングＭＯＳ9のスイッチング周波数は所定周波数1から所定周波数2へと切り替えられる。

【0114】

一般的には、周波数が高いと、スイッチングによる電力損失が増大して発熱が大きくなる事が知られている。よって、本実施形態の場合も、周波数条件は（所定周波数1＞所定周波数２）となっており、より低い周波数へと切り替えられる事となる。

【0115】

このような動作によって、スロープを切り替えても発熱が多くてAD変換部出力51が低下しない場合でも、スイッチング周波数を切替えて周波数を低下させる事によって、さらに発熱を低下させる事が可能となる。これにより、電源を生成したり、負荷を駆動したりといった動作を継続させるといった保護機能を持った負荷駆動制御装置を実現する事が出来る。

【0116】

つまり、本実施形態では、周波数可変部６０_２は、所定温度保持部52、電源制御部5、ゲート駆動部7等と協働し、第１のスイッチング素子（図９のＭＯＳＦＥＴ35及び37）の周囲温度がしきい値Ｈ１（図１１の符号109a）以上であり、且つ、所定時間Ｔ２が経過した場合、電源用スイッチング素子（図９のＭＯＳＦＥＴ9）のスイッチング周波数を小さくする。

【0117】

なお、本実施形態では電源生成ブロック４についての動作を述べているが、同様な効果はドライバ駆動ブロック３０についても言える事は明白である。

【0118】

〔第３の実施形態〕
次に、図１２〜図１３を用いて、本発明の第３の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ｃの構成及び動作を説明する。

【0119】

最初に、図１２を用いて、本発明の第３の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ｃの全体構成を説明する。図１２は、本発明の第３の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ｃの構成を示すブロック図である。なお、図１２において、図９と同一部分には同一符号を付す。

【0120】

図９と比較して、図１２に示す負荷駆動制御装置１００Ｃは、所定温度保持部にしきい値信号７１が入力される点が異なる。

【0121】

図１２において、周波数可変部６０_２は所定温度保持部52から出力される周波数制御信号70によって制御されている。また、所定温度保持部52には、外部からしきい値信号71が入力されている。それ以外は第２実施形態と同様である。

【0122】

次に、図１３を用いて、本発明の第３の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ｃの動作を説明する。図１３は、本発明の第３の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ｃの動作を説明するためのタイミングチャートである。

【0123】

第３実施形態では、所定温度保持部52にしきい値信号71が入力されており、図１３に示している通りAD変換部出力51はこのしきい値信号71と比較されている。そしてタイミング268においてAD変換部出力51がこのしきい値71を越えると、周波数制御信号70が出力されて、電源スイッチングＭＯＳ9のスイッチング周波数は所定周波数1から所定周波数2へと切り替えられる。

【0124】

つまり、本実施形態では、周波数可変部６０_２は、第１のスイッチング素子の周囲温度（図１２のＭＯＳＦＥＴ35及び37）がしきい値Ｈ２（図１３の符号71）以上の場合、前記電源用スイッチング素子（図１２のＭＯＳＦＥＴ9）のスイッチング周波数を小さくする。ここで、しきい値Ｈ２は前記しきい値Ｈ１よりも大きい。

【0125】

これによって、第２実施形態と同様に、スイッチング周波数を切替えて周波数を低下させる事によって、さらに発熱を低下させる事が可能となる。これにより、電源を生成したり、負荷を駆動したりといった動作を継続させるといった保護機能を持った負荷駆動制御装置を実現する事が出来る。

【0126】

また、本実施形態によれば、マイコン等でしきい値７１をフレキシブルに変更できる。

【0127】

〔第４の実施形態〕
次に、図１４〜図１５を用いて、本発明の第４の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ｄの構成及び動作を説明する。

【0128】

最初に、図１４を用いて、本発明の第４の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ｄの全体構成を説明する。図１４は、本発明の第４の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ｄの構成を示すブロック図である。なお、図１４において、図１２と同一部分には同一符号を付す。

【0129】

図１４において、ゲート駆動部7、及び33の前段に遮断用ゲート84、81が付加されている。また遮断用ゲート84、81にはそれぞれ、所定温度保持部52からスイッチング駆動停止信号83、及びドライバ駆動停止信号80が入力されるようになっている。それ以外は第３の実施形態と同様である。

【0130】

次に、図１５を用いて、本発明の第４の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ｄの動作を説明する。図１５は、本発明の第４の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ｄの動作を説明するためのタイミングチャートである。

【0131】

図１５において、タイミング261、タイミング264での動作は、第１〜第３の実施形態と同様な動作となり、AD変換部出力51がしきい値を越えると、スロープ制御信号54が出力されて、スロープが可変する。波形100（スロープ1）から波形102（スロープ3）に切り替わる。

【0132】

またタイミング267、タイミング268における動作も、第２実施形態、第３実施形態と同様で、周囲温度240の上昇に伴ってＡＤ変換部出力51も上昇し、スロープ制御信号54が出力されて、波形102（スロープ3）から波形103（スロープ4）に切り替わり（タイミング267）、その後ＡＤ変換部出力51がしきい値71aを越えると、周波数制御信号70が出力されて、電源スイッチングＭＯＳ9のスイッチング周波数は所定周波数1から所定周波数2へと切り替えられる（タイミング268）。

【0133】

本実施形態では、この状態でもまだ周囲温度240の上昇が継続し、AD変換部出力51も上昇を続けている。この場合、所定温度保持部52に外部から入力されているしきい値信号71によって設定されている所定しきい値71bを越えると、ドライバ駆動停止信号80が出力される。

【0134】

本ドライバ駆動停止信号80は、遮断用ゲート81に入力されて、ＰＷＭ制御信号32をゲートし、ＰＷＭ駆動信号82を出力する。これによって、ドライバ駆動ブロック30の動作は停止する事となり、発熱の防止を抑える事が出来る。

【0135】

さらにAD変換部出力51が上昇してしきい値71cを超えると、スイッチング駆動停止信号83が出力される。本ドライバ駆動停止信号83は、遮断用ゲート84に入力されて、電源制御スイッチ信号6をゲートし、スイッチング駆動信号85を出力する。これによって、電源生成ブロック4の動作は停止する事となり、発熱の防止を抑える事が出来る。

【0136】

このように、ＡＤ変換部出力51に応じて、まずスロープの可変を行い、次に駆動周波数を可変し、最後に停止するといった手順を踏む事で、高温の環境下においても、即装置の停止が発生せず、自分自身で自動的に発熱を低減させながら動作を継続し、最後に自己保護のために回路を停止させるような動作を実現させる事が出来、信頼性の高い負荷駆動制御装置を提供する事が可能となる。

【0137】

また本実施形態のように、電源を生成する電源生成ブロックと、負荷を駆動するドライバ駆動ブロックの両方を同時に制御する場合、電源生成ブロック4を停止させる電源停止しきい値（図１５の71cに示す）と、ドライバ駆動ブロック30を停止させるドライバ停止しきい値（図１５の71bに示す）とでは、電源停止しきい値（71c）＞ドライバ停止しきい値（71b）というふうに、電源停止しきい値（71c）の方がより高いしきい値に設定されるようにされる。

【0138】

これによって、電源生成ブロック4は最後まで動作を継続する事が出来るので、負荷駆動制御装置の信頼性をより高める事が可能となる。

【0139】

つまり、本実施形態では、第１の遮断用ゲート（図１４の遮断用ゲート81）は、所定温度保持部52、ＰＷＭ制御部31、ゲート駆動部33等と協働し、第１のスイッチング素子（図１４のＭＯＳＦＥＴ35及び37）の周囲温度がしきい値Ｈ３（図１５の符号71b）以上の場合、第１のスイッチング素子の駆動を停止する。ここで、しきい値Ｈ３はしきい値Ｈ２よりも大きい。

【0140】

また、本実施形態では、電源遮断用ゲート（図１４の遮断用ゲート84）は、所定温度保持部52、電源制御部5、ゲート駆動部7等と協働し、第１のスイッチング素子（図１４のＭＯＳＦＥＴ35及び37）の周囲温度がしきい値Ｈ４（図１５の符号71c）以上の場合、前記電源用スイッチング素子（図１４のＭＯＳＦＥＴ9）の駆動を停止する。ここで、しきい値Ｈ４はしきい値Ｈ３よりも大きい。

【0141】

〔第５の実施形態〕
次に、図１６〜図１８を用いて、本発明の第５の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ｅの構成及び動作を説明する。

【0142】

最初に、図１６を用いて、本発明の第５の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ｅの全体構成を説明する。図１６は、本発明の第５の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ｅの構成を示すブロック図である。なお、図１６において、図１４と同一部分には同一符号を付す。

【0143】

図１４と比較して、負荷駆動制御装置１００Ｅは、２つのドライバ駆動ブロック30a、30bを備える点と優先度設定部90を備える点が異なる。

【0144】

ドライバ駆動ブロック30a、30bは、それぞれ個別の負荷41a、41bを駆動する。

【0145】

優先度設定部90で生成された優先設定しきい値a（91）と優先設定しきい値b（92）が出力され、ドライバ駆動ブロック30a、30bそれぞれの所定温度保持部52に入力されるような構成となっている。

【0146】

優先度設定信号93は、外部制御媒体（例えばCPUなど）から優先度設定部９０に入力される。

【0147】

次に、図１７を用いて、本発明の第５の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ｅに用いられる優先度設定部90の構成を説明する。図１７は、本発明の第５の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ｅに用いられる優先度設定部90の構成を示すブロック図である。

【0148】

優先度設定部90は、しきい値生成部90a〜90d、スイッチ回路90e、90fを備える。しきい値生成部90a〜90dには、90a〜90dはそれぞれ異なるしきい値が設定されている。スイッチ回路90e、90fは、優先度設定信号93に応じてしきい値を選択し、選択したしきい値を出力する。ここで、スイッチ回路90e、90fは、優先度設定信号93に応じて、優先度の低い負荷が先に停止するようにしきい値生成部90a〜90dを切替える。

【0149】

次に、図１８を用いて、本発明の第５の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ｅの動作を説明する。図１８は、本発明の第５の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ｅの動作を説明するためのタイミングチャートである。

【0150】

所定温度保持部52におけるしきい値は、優先度設定しきい値91、92によって設定され、本実施形態ではドライバ駆動ブロック30a側の優先設定しきい値（91）の方が、より低い値に設定されている。

【0151】

よって、図１８のタイミングチャートに示すように、周囲温度240が上昇した場合、ドライバ駆動ブロック30a側のAD変換部出力51aが上昇し、スロープ制御信号54aの方が先に出力され、ＰＷＭ駆動信号82aに示すように、タイミング290、291、292において波形100（スロープ1）から波形103（スロープ4）への変化が先に発生する。そして最後にドライバ駆動停止信号80aが出力されて、まずドライバ駆動ブロック30a側の方が停止する。

【0152】

他方、周囲温度の上昇によって、AD変換部出力51bも上昇する。しかし、ドライバ駆動ブロック30b側の優先設定しきい値（92）はドライバ駆動ブロック30a側よりも高めに設定されているため、スロープ制御信号54bは出力されない。

【0153】

そして、上記のようにドライバ駆動ブロック30a側のスロープが可変され、さらにドライバの動作が停止したタイミング293において、優先設定しきい値（92）を越えて、スロープが波形100（スロープ1）から波形101（スロープ２）へと変化する。その後も同様な動作となって、AD変換部出力51bの上昇とともにスロープが変化し、最後はドライバ駆動停止信号80ｂが出力されて、ドライバ駆動ブロック30b側の方も停止する。

【0154】

つまり、本実施形態では、第１の遮断用ゲート（図１６の遮断用ゲート８１_１）は、第１のスイッチング素子（図１６のＭＯＳＦＥＴ３５_１及び３７_１）の周囲温度がしきい値Ｈ３以上の場合、前記第１のスイッチング素子の駆動を停止する。ここで、前記しきい値Ｈ３は前記しきい値Ｈ２よりも大きい。

【0155】

一方、第２のスロープ可変部（図１６のスロープ可変部１６_２）は、第２のスイッチング素子（図１６のＭＯＳＦＥＴ３５_２及び３７_２）の周囲温度がしきい値Ｈ３以上の場合に、前記第２のスイッチング素子のゲートに充放電する電流を示す第２のゲート駆動電流を前記単位量だけ大きくする。

【0156】

また、第２の遮断用ゲート（図１６の遮断用ゲート８１_２）は、第２のスイッチング素子の周囲温度がしきい値Ｈ６以上の場合、前記第２のスイッチング素子の駆動を停止する。ここで、前記しきい値Ｈ６は前記しきい値Ｈ３よりも大きい。

【0157】

このように、優先度設定部90によって、異なった値のしきい値をそれぞれのドライバ駆動ブロックに設定する事により、例えば優先度の低い負荷（吸排気のバルブタイミングを変える装置に用いられるコイル）については、早めにスロープの可変や周波数の可変を行ったり、停止させたりして、優先度の高い負荷をより最後まで動作可能となるような制御を行う事が出来るので、負荷駆動制御装置の信頼性をより高める事が可能となる。

【0158】

また本実施形態では、ドライバ駆動ブロックで動作を説明しているが、第1実施形態のように、ドライバ駆動ブロックと電源生成ブロックとを組み合わせた構成においても、本実施形態で説明した優先度設定部による保護が可能な事は明白である。

【0159】

またこの場合、ドライバ駆動ブロックの優先度設定しきい値が、電源生成ブロックの優先度設定しきい値より低く設定する事によって、電源生成ブロックの動作を、ドライバ駆動ブロックよりもより長く動作継続させる事が可能となる。

【0160】

これによって、電源生成ブロックによって生成される電源を最後まで確保出来るので、ＣＰＵなど制御装置等を最後まで正常に動作をさせ続ける事が可能となり、負荷駆動制御装置の信頼性をより高める事が可能となる。

【0161】

〔第６の実施形態〕
次に、図１９〜図２０を用いて、本発明の第６の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ｆの構成及び動作を説明する。

【0162】

最初に、図１９を用いて、本発明の第６の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ｆの全体構成を説明する。図１９は、本発明の第６の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ｆの構成を示すブロック図である。なお、図１９において、図１６と同一部分には同一符号を付す。

【0163】

図１９において、温度検知部48から出力された温度検知部出力49がCPU部300に入力されるようになっている。またCPU部300から出力されたスロープ切替信号301が、電源生成ブロック4、及びドライバ駆動ブロック30の各スロープ可変部16に入力されるようになっている。

【0164】

本実施形態では、電源生成ブロック4及びドライバ駆動ブロック30が組み込まれるワンチップＩＣが配置される基板上に、１つの温度検知部48が配置されている。つまり、ワンチップＩＣと温度検知部48は別体である。

【0165】

またドライバ駆動ブロック30においては、検出バッファ回路44の出力である電流値信号45がCPU部300に入力され、CPU部300で演算処理されて、ＰＷＭ制御信号32をゲート駆動部33に出力するような構成となっている。

【0166】

また同時に温度検知部出力49は過温度保護部303にも入力され、温度検知部出力49が所定のしきい値以上になると、過温度保護遮断信号304を出力する。それ以外は、他の第１の実施形態〜第５の実施形態と同様である。

【0167】

次に、図２０を用いて、本発明の第６の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ｆの動作を説明する。図２０は、本発明の第６の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ｆの動作を説明するためのタイミングチャートである。

【0168】

最初、温度検知部出力49は十分に低く、ＰＷＭ駆動信号はスロープ１で動作しているが、周囲温度240や電源電圧3の条件によって発熱が増え温度検知部出力49が上昇する。この時、本実施形態では温度検知部出力49はCPU部300に入力されているので、CPU部300の内部に設定されているしきい値425aと比較されて、タイミング320においてCPU部300からスロープ切替信号301aが出力され、ＰＷＭ駆動信号は波形100（スロープ1）から波形101（スロープ2）に変化する。

【0169】

この後も同様に、温度検知部49に応じて、スロープ切替信号301が出力されてスロープが変化し、最後に温度検知部49がしきい値425dを超えると、CPU部300はＰＷＭ制御信号32の出力を止めて、ドライバ駆動ブロック30の動作を停止する。

【0170】

さらに温度検知部出力49が上昇し、過温度保護部303内部に設定された遮断しきい値426を越えると、過温度保護遮断信号304が出力され、スイッチング駆動信号85がマスクされて、電源生成ブロック４が動作停止となる。

【0171】

つまり、本実施形態では、制御部（図１９のCPU部300）は、Ｎ個のしきい値Ｔｈ（ｉ）（ｉ＝１、２、・・・、Ｎ）と第１のスイッチング素子（図１９のＭＯＳＦＥＴ35及び37）のゲートに充放電する電流を示す第１のゲート駆動電流の電流値とを対応付けて記憶し、第１のスイッチング素子の周囲温度が前記しきい値Ｔｈ（ｉ）（図２０の符号425a〜425d）以上の場合に、前記第１のゲート駆動電流が前記しきい値Ｔｈ（ｉ）に対応する電流値になるように前記スロープ可変部（図１９のスロープ可変部１６_２）を制御する。ここで、しきい値Ｔｈ（ｉ＋１）はしきい値Ｔｈ（ｉ）より大きい。

【0172】

このように、本実施形態では、温度検知部48から出力される温度検知部出力49をCPU部300に取り込み、CPU部300の内部で設定したしきい値425a〜425dと比較を行って、スロープ切替信号301によって任意にスロープを調整する事が出来る。

【0173】

また、本実施形態によれば、マイコン等でしきい値425a〜425d，426をフレキシブルに変更できる。

【0174】

なお本実施形態では、CPU部内部で設定されるしきい値（425a〜425d）は、過温度遮断しきい値426よりも低いしきい値に設定されるようにされる。

【0175】

これによって、電源生成ブロック4はドライバ駆動ブロック30よりも長く動作を継続する事が出来るので、電源低下によるCPU部300のリセットなどが無く、負荷駆動制御装置の信頼性をより高める事が可能となる。

【0176】

〔第７の実施形態〕
次に、図２１〜図２２を用いて、本発明の第７の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ｇの構成及び動作を説明する。

【0177】

最初に、図２１を用いて、本発明の第７の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ｇの全体構成を説明する。図２１は、本発明の第７の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ｇの構成を示すブロック図である。なお、図２１において、図１９と同一部分には同一符号を付す。

【0178】

本実施形態では、CPU部300には温度検知部からの出力は入力されず、電源電圧3のみが入力されるような構成となっている。また所定のドライバ駆動条件に応じてCPU部300によってドライバの駆動スロープを切り替えるために、条件テーブル310を備え、条件テーブル310からの条件入力信号311に応じてスロープ切替信号301を出力するような構成となっている。

【0179】

次に、図２２を用いて、本発明の第７の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ｇの動作を説明する。図２２は、本発明の第７の実施形態である負荷駆動制御装置１００Ｇの動作を説明するためのタイミングチャートである。

【0180】

最初、ＰＷＭ駆動信号はスロープ１で動作しているが、電源電圧3が上昇してCPU部300内部に設定されたしきい値430を越えると、タイミング320においてCPU部300からスロープ切替信号301aが出力され、ＰＷＭ駆動信号は波形100（スロープ1）から波形101（スロープ2）に変化する。

【0181】

また、負荷を駆動する条件（例えばDuty等）を可変させた場合、所定の条件での駆動を継続させた場合に、自動的にスロープ切替信号301を出力して、スロープを可変したり、ドライバ駆動ブロックを停止させたりする。

【0182】

またこれら負荷を駆動する条件と設定するスロープは条件テーブル310に記憶されており、条件テーブル310から入力される条件入力信号311に応じてスロープを設定する事により、様々な条件に最適なスロープ設定を行う事が可能となる。

【0183】

ここで、条件テーブル310には、電流値、デューティー比、電圧、時間などのパラメータと発熱（温度）が対応付けて記憶されている。

【0184】

即ち、条件テーブル310は、第１のスイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ35及び37）を駆動する条件とこの条件における前記第１のスイッチング素子の周囲温度の予測値とを対応付けて記憶する。

【0185】

本実施形態では、制御部（ＣＰＵ部３００）は、第１のスイッチング素子（図１９のＭＯＳＦＥＴ35及び37）を駆動する条件に対応する第１のスイッチング素子の周囲温度の予測値を前記条件テーブルから取得し、取得した予測値が高くなるにつれて前記ゲート駆動電流が大きくなるようにスロープ可変部１６を制御する。

【0186】

このような動作により、温度を検知する方法が無い安価な負荷駆動制御装置においても、負荷を駆動する条件に応じてスロープを可変し、発熱を抑えつつ動作を継続する事が可能となり、信頼性の高い負荷駆動制御装置を実現出来る。

【符号の説明】

【0187】

1…電源装置
2…ＧＮＤ
3…電源電圧
4…電源生成ブロック
5…電源制御部
6…電源制御スイッチ信号
7…ゲート駆動部
8…電源スイッチングＭＯＳゲート駆動信号
9…電源スイッチングＭＯＳ
11…スイッチング電源用外部ダイオード
12…コイル素子
13…スイッチング電源出力
14…温度検知部
15…温度検知部出力
16…スロープ可変部
17…スロープ可変信号
30…ドライバ駆動ブロック
31…ＰＷＭ駆動部
32…ＰＷＭ制御信号
33…ゲート駆動部
34…ハイサイドＭＯＳゲート信号
35…ハイサイドＭＯＳＦＥＴ
36…ロウサイドＭＯＳゲート信号
37…ロウサイドＭＯＳＦＥＴ
38…ドライバ出力信号
39…電流検知部
40…負荷駆動信号
41…ソレノイド等の負荷
42…負荷に流れる負荷駆動電流
43…電流検知信号
44…検出バッファ回路
45…電流値信号
46…電流値補正部
47…電流値フィードバック信号
48…温度検知部
49…温度検知部出力
50…ＡＤ変換部
51…AD変換部出力
52…所定温度保持部
53…スロープ制御信号
54…スロープ制御信号

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】