特開 2024-103900 ハイサイド駆動回路及び電力供給装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024103900

(43)【公開日】2024-08-02

(54)【発明の名称】ハイサイド駆動回路及び電力供給装置

(51)【国際特許分類】

   H01H 47/32 20060101AFI20240726BHJP

   H02J 1/00 20060101ALI20240726BHJP

   H02H 3/087 20060101ALI20240726BHJP

   H03K 17/08 20060101ALI20240726BHJP

   H03K 17/567 20060101ALI20240726BHJP

【ＦＩ】

H01H47/32 A

H02J1/00 309Q

H02H3/087

H03K17/08 Z

H03K17/567

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023007848

(22)【出願日】2023-01-23

(71)【出願人】

【識別番号】509186579

【氏名又は名称】日立Ａｓｔｅｍｏ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001634

【氏名又は名称】弁理士法人志賀国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】三浦 啓介

【テーマコード（参考）】

5G004

5G057

5G165

5J055

【Ｆターム（参考）】

5G004AA04

5G004AB02

5G004BA04

5G057AA15

5G057BC04

5G057KK12

5G057KK32

5G057RS07

5G165BB04

5G165NA04

5G165NA10

5J055AX34

5J055AX53

5J055AX64

5J055BX16

5J055CX13

5J055DX09

5J055EY01

5J055EY05

5J055EY10

5J055FX05

5J055FX08

5J055FX13

5J055GX01

(57)【要約】

【課題】駆動トランジスタの過電流を防止することが可能なハイサイド駆動回路を提供する。
【解決手段】負荷の高電位側に駆動トランジスタが設けられたハイサイド駆動回路であって、駆動トランジスタの出力端電圧に基づいて駆動トランジスタの出力電流を制限する電流リミット回路を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

負荷の高電位側に駆動トランジスタが設けられたハイサイド駆動回路であって、
前記駆動トランジスタの出力端電圧に基づいて前記駆動トランジスタの出力電流を制限する電流リミット回路を備えるハイサイド駆動回路。

【請求項2】

前記電流リミット回路は、前記出力端電圧に基づいて前記駆動トランジスタの制御電流を低下させることにより前記出力電流を制限する請求項１に記載のハイサイド駆動回路。

【請求項3】

異常発生時に前記駆動トランジスタを非導通状態に保持する自己保護回路をさらに備える請求項１又は２に記載のハイサイド駆動回路。

【請求項4】

前記自己保護回路は、前記出力端電圧に基づいて前記駆動トランジスタを非導通状態に保持する請求項３に記載のハイサイド駆動回路。

【請求項5】

請求項１又は２に記載のハイサイド駆動回路と、
直流電源と、
前記ハイサイド駆動回路の入力端と前記直流電源との間に設けられたヒューズと、
前記ハイサイド駆動回路の出力端から供給される駆動電流に基づいて開閉するリレーとを備え、
前記リレーを介して前記直流電源の直流電力を負荷に給電する電力供給装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ハイサイド駆動回路及び電力供給装置に関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１には、リレー駆動回路が開示されている。このリレー駆動回路は、電源とリレー（負荷）との間に設けられるリレー駆動トランジスタを備え、当該リレー駆動トランジスタをＯＮ状態又はＯＦＦ状態に切替えることによってリレーを開閉駆動するものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】実開昭６３－９９７３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上記リレー駆動回路は、リレー（負荷）の電源側（高電位側、ハイサイド）にリレー駆動用トランジスタ（駆動トランジスタ）が設けられたハイサイド駆動回路である。負荷の駆動回路には、このようなハイサイド駆動回路の他に、負荷の低電位側（ローサイド）に駆動トランジスタが設けられたローサイド駆動回路や負荷の両側に駆動トランジスタが設けられた両サイド駆動回路が周知である。

【0005】

上記リレー駆動回路（ハイサイド駆動回路）は、リレー駆動用トランジスタとリレーとの接続線つまりリレー駆動用トランジスタの出力端が地絡した場合、リレー駆動用トランジスタ（駆動トランジスタ）に過電流が通電され、当該リレー駆動用トランジスタが損傷する虞がある。また、リレー駆動用トランジスタと電源との間にヒューズを設けた場合には、ヒューズが溶断してしまうという問題もある。

【0006】

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、駆動トランジスタの過電流を防止することが可能なハイサイド駆動回路の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、本発明では、ハイサイド駆動回路に係る解決手段として、負荷の高電位側に駆動トランジスタが設けられたハイサイド駆動回路であって、前記駆動トランジスタの出力端電圧に基づいて前記駆動トランジスタの出力電流を制限する電流リミット回路を備える、という手段を採用する。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、駆動トランジスタの過電流を防止することが可能なハイサイド駆動回路を提供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態に係るハイサイド駆動回路の構成を示す回路図である。

【図2】本発明の一実施形態に係るハイサイド駆動回路の動作を示す第１のタイミングチャートである。

【図3】本発明の一実施形態に係るハイサイド駆動回路の動作を示す第２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】

【0010】

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態に係るハイサイド駆動回路Ａは、図１に示すように、駆動トランジスタ１、第１抵抗器２、第２抵抗器３、第３抵抗器４、第４抵抗器５、第５抵抗器６、制御トランジスタ７、コンデンサ８、Ｉ/Ｆ回路９及びマイコン１０を備えている。

【0011】

なお、これら構成要素のうち、第１抵抗器２、第２抵抗器３、第３抵抗器４、第４抵抗器５、第５抵抗器６及び制御トランジスタ７は、本発明の電流リミット回路を構成している。すなわち、第１抵抗器２、第２抵抗器３、第３抵抗器４、第４抵抗器５、第５抵抗器６及び制御トランジスタ７は、駆動トランジスタ１の出力端における電圧（出力端電圧）に基づいて駆動トランジスタ１のゲート電流Ｉｂ（制御電流）を低下させることにより駆動トランジスタ１の出力電流を制限する電流リミット回路として機能する。

【0012】

また、これら第１抵抗器２、第２抵抗器３、第３抵抗器４、第４抵抗器５、第５抵抗器６及び制御トランジスタ７は、本発明の自己保持回路をも構成している。すなわち、第１抵抗器２、第２抵抗器３、第３抵抗器４、第４抵抗器５、第５抵抗器６及び制御トランジスタ７は、異常発生時に駆動トランジスタ１を非導通状態に保持する自己保持回路として機能する。

【0013】

このハイサイド駆動回路Ａは、図示するようにヒューズＦを介して入力端に直流電源Ｅから所定電圧（電源電圧）の直流電力が給電される。また、このハイサイド駆動回路Ａは、出力端がワイヤーハーネスＷを介してリレーＲの第１制御端子Ｐ１に接続されている。ワイヤーハーネスＷは、ハイサイド駆動回路Ａの出力端とリレーＲの第１制御端子Ｐ１とを接続する接続線であり、一端がハイサイド駆動回路Ａの出力端に接続され、他端がリレーＲの第１制御端子Ｐ１に接続されている。

【0014】

上記直流電源Ｅは、図示するようにプラス端子がヒューズＦの一端に接続され、マイナス端子が接地されている。この直流電源Ｅは、電源電圧をヒューズＦの一端に印加する。ヒューズＦは、一端が直流電源Ｅのプラス端子に接続され、他端がハイサイド駆動回路Ａの入力端及びリレーＲの第１入出力端子Ｐ３に接続されている。

【0015】

このヒューズＦは、直流電源Ｅからハイサイド駆動回路Ａに給電される電源電流に対する安全装置である。すなわち、このヒューズＦは、電源電流が所定の電流値を超えると溶断することによって直流電源Ｅとハイサイド駆動回路Ａとの接続を遮断する。ヒューズＦは、自身の溶断によって直流電源Ｅ及びハイサイド駆動回路Ａの損傷を防止する。

【0016】

リレーＲは、第１制御端子Ｐ１、第２制御端子Ｐ２、第１入出力端子Ｐ３及び第２入出力端子Ｐ４を備えている。このリレーＲは、図示するように第１制御端子Ｐ１がワイヤーハーネスＷを介してハイサイド駆動回路Ａの出力端に接続され、第２制御端子Ｐ２が接地され、第１入出力端子Ｐ３がヒューズＦの他端に接続され、また第２入出力端子Ｐ４が負荷Ｌの一端に接続されている。

【0017】

このリレーＲは、ハイサイド駆動回路Ａの出力端からワイヤーハーネスＷを介して入力される駆動電流のＯＮ／ＯＦＦに基づいて開状態又は閉状態に設定される。すなわち、このリレーＲは、ハイサイド駆動回路Ａから駆動電流が入力されない状態では第１入出力端子Ｐ３と第２入出力端子Ｐ４とが開状態（非接続状態）となり、ハイサイド駆動回路Ａから駆動電流が入力された状態では第１入出力端子Ｐ３と第２入出力端子Ｐ４とが閉状態（接続状態）となる。

【0018】

このようなリレーＲは、開状態において直流電源Ｅと負荷Ｌとを非接続状態に設定し、閉状態において直流電源Ｅと負荷Ｌとを接続状態に設定する。すなわち、リレーＲは、ハイサイド駆動回路Ａから入力される駆動電流に基づいて負荷Ｌへの通電を操作する開閉装置である。

【0019】

負荷Ｌは、一端がリレーＲの第２入出力端子Ｐ４に接続され、他端が接地されている。この負荷Ｌは、リレーＲを介して直流電源Ｅから給電される直流電力によって所定の機能を発揮する。なお、この負荷Ｌは、様々な回路素子や電子回路を総称するものである。例えば、負荷Ｌは、コイル等の誘導性負荷、コンデンサ等の容量性負荷又は集積回路等である。

【0020】

駆動トランジスタ１は、図示するようにエミッタ端子、コレクタ端子及びゲート端子を備えるＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor：絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）である。この駆動トランジスタ１は、エミッタ端子がヒューズＦの他端及び第１抵抗器２に接続されている。すなわち、駆動トランジスタ１のエミッタ端子は、ハイサイド駆動回路Ａの入力端である。

【0021】

この駆動トランジスタ１は、コレクタ端子がワイヤーハーネスＷの一端及び第３抵抗器４の一端に接続されている。すなわち、駆動トランジスタ１のコレクタ端子は、ハイサイド駆動回路Ａの出力端である。また、駆動トランジスタ１は、ゲート端子が第１抵抗器２の他端及び第２抵抗器３の一端に接続されている。

【0022】

駆動トランジスタ１は、第１抵抗器２、第２抵抗器３及び制御トランジスタ７によってゲート端子に印加されるバイアス電圧に基づいてＯＮ／ＯＦＦ動作する。この駆動トランジスタ１は、ＯＦＦ状態（非導通状態）ではエミッタ端子とコレクタ端子との導通が遮断されるので、リレーＲに駆動電流を出力しない。これに対して、駆動トランジスタ１は、ＯＮ状態（導通状態）ではエミッタ端子とコレクタ端子とが導通するので、リレーＲに駆動電流を出力する。

【0023】

第１抵抗器２は、一端がヒューズＦの他端及び駆動トランジスタ１のエミッタ端子に接続され、他端が駆動トランジスタ１のゲート端子及び第２抵抗器３の一端に接続されている。この第１抵抗器２は、所定の抵抗値（第１抵抗値）を有している。このような第１抵抗器２は、駆動トランジスタ１のバイアス抵抗器であり、電源電圧を第１抵抗値と第２抵抗器３の抵抗値（第２抵抗値）とで略分圧したバイアス電圧を駆動トランジスタ１のゲート端子に印加する。

【0024】

第２抵抗器３は、一端が駆動トランジスタ１のゲート端子及び第１抵抗器２の他端に接続され、他端が制御トランジスタ７のコレクタ端子に接続されている。この第２抵抗器３は、所定の抵抗値（第２抵抗値）を有している。この第２抵抗器３は、第１抵抗器２と同様に駆動トランジスタ１のバイアス抵抗器であり、電源電圧を第１抵抗値と第２抵抗値とで略分圧したバイアス電圧を駆動トランジスタ１のゲート端子に印加する。

【0025】

また、この第２抵抗器３には、駆動トランジスタ１のゲート電流Ｉｂ（制御電流）が制御トランジスタ７のコレクタ端子に向かって流れる。このゲート電流Ｉｂは、電流増幅素子として機能する駆動トランジスタ１の出力電流を支配するものである。本実施形態における電流リミット回路は、駆動トランジスタ１の出力端電圧に基づいて制御トランジスタ７を制御することにより上記ゲート電流Ｉｂを低下させ、以って駆動トランジスタ１の出力電流を制限する。

【0026】

第３抵抗器４は、駆動トランジスタ１のコレクタ端子及びワイヤーハーネスＷの一端に接続されており、他端が第４抵抗器５の一端、コンデンサ８の一端及びＩ/Ｆ回路９の入力端に接続されている。この第３抵抗器４は、所定の抵抗値（第３抵抗値）を有しており、駆動トランジスタ１の出力電圧（コレクタ電圧）を駆動トランジスタ１のゲート端子にフィードバックするフィードバック抵抗器である。

【0027】

第４抵抗器５は、一端が第３抵抗器４の他端、コンデンサ８の一端及びＩ/Ｆ回路９の入力端に接続され、他端が制御トランジスタ７のゲート端子及び第５抵抗器６の一端に接続されている。この第４抵抗器５は、所定の抵抗値（第４抵抗値）を有している、第４抵抗器５の一端には、第３抵抗器４の他端からフィードバック電圧が印加される。

【0028】

また、第４抵抗器５の一端には、コンデンサ８を介してマイコン１０の制御パルスの交流成分が印加される。このような第４抵抗器５は、制御トランジスタ７のバイアス抵抗器であり、フィードバック電圧と制御パルスの交流成分との合成電圧を第４抵抗値と第５抵抗器６の抵抗値（第６抵抗値）とで分圧した制御電圧を制御トランジスタ７のゲート端子に印加する。

【0029】

第５抵抗器６は、一端が制御トランジスタ７のゲート端子及び第４抵抗器５の他端に接続され、他端が接地されている。この第５抵抗器６は、所定の抵抗値（第５抵抗値）を有している。この第５抵抗器６は、第４抵抗器５と同様に制御トランジスタ７のバイアス抵抗器であり、フィードバック電圧を第４抵抗値と第５抵抗値とで分圧した分圧電圧を制御トランジスタ７のゲート端子に印加する。

【0030】

制御トランジスタ７は、駆動トランジスタ１と同様にＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor：絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）である。この制御トランジスタ７は、ゲート端子が第４抵抗器５の他端及び第５抵抗器６の一端に接続され、エミッタ端子が接地され、またコレクタ端子が第２抵抗器３の他端に接続されている。

【0031】

制御トランジスタ７は、ゲート端子に入力される分圧電圧に基づいてＯＮ／ＯＦＦ動作することにより、駆動トランジスタ１のバイアス電圧を２値に切り替える。すなわち、制御トランジスタ７は、ＯＦＦ状態（非導通状態）ではエミッタ端子とコレクタ端子との導通が遮断されるので、第２抵抗器３の他端を接地させない。これに対して、制御トランジスタ７は、ＯＮ状態（導通状態）ではエミッタ端子とコレクタ端子とが導通するので、第２抵抗器３の他端を接地させる。

【0032】

コンデンサ８は、一端がマイコン１０の出力端に接続され、他端が第３抵抗器４の他端、第４抵抗器５の一端及びＩ/Ｆ回路９の入力端に接続されている。コンデンサ８は、所定の静電容量を有しており、マイコン１０の出力端から一端に入力される制御パルスの交流成分のみを他端から第４抵抗器５の一端に出力するカップリングコンデンサである。

【0033】

Ｉ/Ｆ回路９は、入力端が第３抵抗器４の他端、第４抵抗器５の一端及びコンデンサ８の他端に接続され、出力端がマイコン１０の入力端に接続されている。このＩ/Ｆ回路９は、入力端に入力されるフィードバック電圧と制御パルスの交流成分との合成電圧をバッファリングし、モニタ信号としてマイコン１０に出力する。

【0034】

マイコン１０は、出力端がコンデンサ８の一端に接続され、入力端がＩ/Ｆ回路９の出力端に接続されている。このマイコン１０は、制御パルスを生成してコンデンサ８の一端に出力することにより駆動トランジスタ１の動作状態を制御するとともに、上記モニタ信号に基づいて駆動トランジスタ１の動作状態を監視する。

【0035】

このようなハイサイド駆動回路Ａは、駆動トランジスタ１がリレーＲを介して負荷Ｌの高電位側に設けられており、駆動トランジスタ１をＯＮ状態又はＯＦＦ状態に切替えることによってリレーＲを開閉駆動する。ハイサイド駆動回路Ａは、リレーＲの開閉駆動によって負荷Ｌへの駆動電流の通電を調節する。

【0036】

また、このようなハイサイド駆動回路Ａ、直流電源Ｅ、ヒューズＦ及びリレーＲは本発明の電力供給装置を構成している。本実施形態に係る電力供給装置は、ハイサイド駆動回路Ａによって駆動されるリレーＲを介して直流電源Ｅの出力である直流電力を負荷Ｌに給電する。

【0037】

次に、本実施形態に係るハイサイド駆動回路Ａの動作について、図２及び図３に示すタイミングチャートを参照して詳しく説明する。

【0038】

なお、これら図２及び図３では、図１に示したａ～ｇの回路部位の電圧波形又は電流波形を波形ａ～ｇとして示している。すなわち、波形ａはヒューズＦを流れる電流波形であり、波形ｂはマイコン１０の制御パルス電圧波形であり、波形ｃは第４抵抗器５の一端における電圧波形である。また、波形ｄは制御トランジスタ７のコレクタ電圧波形であり、波形ｅは駆動トランジスタ１の出力電圧波形であり、波形ｆはリレーＲの駆動電流波形であり、波形ｇはモニター電圧波形である。

【0039】

〔通常動作〕
図２（ａ）は、ハイサイド駆動回路Ａの通常動作を示している。ハイサイド駆動回路Ａの通常動作では、マイコン１０は、波形ｂに示すようにＬｏ状態とＨｉ状態とを必要に応じて切り替える制御パルスを生成してコンデンサ８の一端に出力する。この場合、電源電圧波形（波形ａ）は、制御パルスに基づいて駆動トランジスタ１がＯＮ／ＯＦＦ動作するために、駆動トランジスタ１のＯＮ／ＯＦＦ動作に同期して若干変動する。

【0040】

また、第４抵抗器５の一端には、波形ｃで示すように、制御パルス電圧波形（波形ｂ）の立上り及び立下りがオーバーシュートした電圧が印加される。このオーバーシュートは、コンデンサ８と第３抵抗器４、第４抵抗器５及び第５抵抗器６とから構成される微分回路の作用である。

【0041】

制御トランジスタ７のコレクタ電圧波形（波形ｄ）は、制御トランジスタ７によって制御パルス（波形ｂ）が位相反転した電圧波形である。また、駆動トランジスタ１の出力電圧波形（波形ｅ）は、駆動トランジスタ１によってコレクタ電圧波形（波形ｄ）が位相反転した電圧波形である。すなわち、ハイサイド駆動回路Ａの出力波形は、制御パルス電圧波形（波形ｂ）と同相のパルス波形である。

【0042】

また、リレーＲの駆動電流波形（波形ｆ）は、駆動トランジスタ１がＯＮ状態のときのみに駆動電流をリレーＲに通電する波形である。モニター電圧波形（波形ｇ）は、駆動トランジスタ１がＯＮ／ＯＦＦ動作に同期して正常電圧範囲のモニター電圧がマイコン１０に入力されることを示している。

【0043】

〔自己保護回路の異常検出動作〕
一方、ハイサイド駆動回路Ａは、自己保護回路の故障を検出する場合、図２（ｂ）に示すように動作する。この場合、マイコン１０は、波形ｂに示すようにＬｏ状態からＨｉ状態に遷移するステップ信号をコンデンサ８の一端に出力する。

【0044】

このようなステップ信号に対して、ワイヤーハーネスＷが地絡している場合には、駆動トランジスタ１のコレクタ端子が強制的に接地されるので、第４抵抗器５の一端における電圧波形（波形ｃ）は、ステップ信号のＨｉ状態を保持することができない。すなわち、電圧波形（波形ｃ）は、ステップ信号の遷移点で電圧が一時的に上昇する波形となる。

【0045】

そして、制御トランジスタ７のコレクタ電圧波形（波形ｄ）は、電圧波形（波形ｃ）に基づいてステップ信号の遷移点で一時的にＬｏ状態からＨｉ状態に遷移し、速やかにＬｏ状態に戻るパルス信号となる。そして、駆動トランジスタ１の出力電圧波形（波形ｅ）は、駆動トランジスタ１によってコレクタ電圧波形（波形ｄ）が位相反転した電圧波形となる。

【0046】

そして、リレーＲの駆動電流波形（波形ｆ）は、駆動トランジスタ１がＯＮ状態のときのみに駆動電流をリレーＲに通電する波形となる。また、モニター電圧波形（波形ｇ）は、第４抵抗器５の一端における電圧波形（波形ｃ）と同様な波形となる。このモニター電圧波形（波形ｇ）は、ステップ信号（波形ｂ）とは明らかに異なる電圧波形である。マイコン１０は、モニター電圧波形（波形ｇ）のステップ信号（波形ｂ）との相違に基づいて自己保護回路に故障が発生したと判定する。

【0047】

〔ワイヤーハーネスの異常検出動作〕
また、ハイサイド駆動回路ＡとリレーＲとを接続するワイヤーハーネスＷに地絡が発生した場合、ハイサイド駆動回路Ａは、図３（ａ）に示すように動作する。なお、図３（ａ）において、時刻ｔａはワイヤーハーネスＷに地絡が発生した時刻である。

【0048】

すなわち、図３（ａ）は、波形ｂに示すようにマイコン１０が制御パルスをＬｏ状態からＨｉ状態に切替え、ハイサイド駆動回路ＡからリレーＲに駆動電流を通電している状態において、時刻ｔａでワイヤーハーネスＷに地絡が発生した場合の動作を示している。

【0049】

時刻ｔａにおいてワイヤーハーネスＷに地絡が発生すると、第４抵抗器５の一端における電圧波形（波形ｃ）は、時刻ｔａ以降においてＨｉ状態を保持することができず、強制的にＬｏ状態に遷移する。そして、制御トランジスタ７のコレクタ電圧波形（波形ｄ）は、電圧波形（波形ｃ）に同期して時刻ｔａにおいてＬｏ状態からＨｉ状態に遷移する。

【0050】

ここで、ハイサイド駆動回路Ａは、上述した自己保持回路を備えているので、制御トランジスタ７のコレクタ電圧波形（波形ｄ）は、Ｈｉ状態に保持される。すなわち、ワイヤーハーネスＷに地絡が発生すると、第３抵抗器４の一端は接地され、この結果フィードバック電圧は接地電位となる。

【0051】

この結果、第４抵抗器５の一端には、接地電位がフィードバック電圧として印加されることになる。このフィードバック電圧は、制御トランジスタ７のベース電位を接地電位に固定するもの、つまり制御トランジスタ７をＯＦＦ状態に保持し、この結果として駆動トランジスタ１をＯＦＦ状態に保持するものである。

【0052】

このような本実施形態に係るハイサイド駆動回路Ａによれば、ワイヤーハーネスＷの地絡発生時に駆動トランジスタ１をＯＦＦ状態に保持することができるので、駆動トランジスタ１がＯＮ状態を保持することにより異常発熱することを防止することができる。したがって、本実施形態によれば、駆動トランジスタ１の損傷を効果的に防止することができる。

【0053】

この結果、駆動トランジスタ１の出力電圧波形（波形ｅ）は、制御トランジスタ７のコレクタ電圧波形（波形ｄ）に同期して時刻ｔａにおいてＨｉ状態からＬｏ状態に遷移する。そして、リレーＲの駆動電流は、波形ｆに示すように駆動トランジスタ１の出力電圧波形（波形ｅ）がＨｉ状態からＬｏ状態に遷移する際に一時的に電流値が上昇するものの、速やかにゼロとなる。

【0054】

ここで、上述した駆動電流の一時的な上昇は、リレーＲが誘導性負荷であることに起因する。ハイサイド駆動回路Ａは、上述した電流リミット回路を備えているので、駆動電流の一時的な上昇におけるピーク電流値Ｖａが駆動トランジスタ１の損傷電流以下又は／及びヒューズＦの溶断電流値以下に抑制される。

【0055】

すなわち、本実施形態に係るハイサイド駆動回路Ａによれば、ワイヤーハーネスＷの地絡に起因する駆動トランジスタ１の過電流を防止することにより、駆動トランジスタ１の損傷を防止することができる。また、本実施形態によれば、ワイヤーハーネスＷの地絡に起因するヒューズＦの溶断をも防止することができるので、ワイヤーハーネスＷの地絡解消後において速やかに作動を開始することが可能である。

【0056】

そして、モニター電圧波形（波形ｇ）は、駆動トランジスタ１の出力電圧波形（波形ｅ）と同様な波形となる。このモニター電圧波形（波形ｇ）は、ステップ信号（波形ｂ）とは明らかに異なる電圧波形である。マイコン１０は、モニター電圧波形（波形ｇ）のステップ信号（波形ｂ）との相違に基づいてワイヤーハーネスＷに地絡が発生したと判定する。

【0057】

〔コンデンサの異常検出動作〕
また、ハイサイド駆動回路Ａは、コンデンサ８の故障を検出する場合、図３（ｂ）に示すように動作する。図３（ｂ）の波形ｂに示すようにマイコン１０が制御パルスをＬｏ状態からＨｉ状態に切替えるた状態で、時刻ｔｂにおいてコンデンサ８の両端がショートが発生すると、第４抵抗器５の一端における電圧波形（波形ｃ）、制御トランジスタ７のコレクタ電圧波形（波形ｄ）及びリレーＲの駆動電流波形（波形ｆ）は、特に異常を示さない。

【0058】

しかしながら、コンデンサ８の両端がショートすることによって、モニター電圧波形（波形ｇ）は、時刻ｔｂ以降において通常電圧とは異なる電圧値となる。マイコン１０は、モニター電圧波形（波形ｇ）のステップ信号（波形ｂ）との相違に基づいて自己保護回路に故障が発生したと判定する。

【0059】

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、第１抵抗器２、第２抵抗器３、第３抵抗器４、第４抵抗器５、第５抵抗器６及び制御トランジスタ７によって電流リミット回路及び自己保持回路を構成したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、電流リミット回路及び自己保持回路の構成には様々な変形例が考えられる。

【0060】

（２）上記実施形態では、リレーＲを介して負荷Ｌを駆動したが、本発明はこれに限定されない。ハイサイド駆動回路の駆動対象はリレーＲに限定されず、様々な回路素子や回路が考えられる。

【0061】

（３）上記実施形態では、マイコン１０が生成した制御パルスを微分回路を介して制御トランジスタ７に入力させたが、本発明はこれに限定されない。例えば、制御トランジスタ７のＯＮ状態からＯＦＦ状態への遷移及びＯＦＦ状態からＯＮ状態への遷移の高速化を図る必要がない場合には、微分回路を削除してもよい。

【0062】

（付記１）
負荷の高電位側に駆動トランジスタが設けられたハイサイド駆動回路であって、
前記駆動トランジスタの出力端電圧に基づいて前記駆動トランジスタの出力電流を制限する電流リミット回路を備えるハイサイド駆動回路。

【0063】

（付記２）
前記電流リミット回路は、前記出力端電圧に基づいて前記駆動トランジスタの制御電流を低下させることにより前記出力電流を制限する付記１に記載のハイサイド駆動回路。

【0064】

（付記３）
異常発生時に前記駆動トランジスタを非導通状態に保持する自己保護回路をさらに備える付記１又は２に記載のハイサイド駆動回路。

【0065】

（付記４）
前記自己保護回路は、前記出力端電圧に基づいて前記駆動トランジスタを非導通状態に保持することを特徴とする付記３に記載のハイサイド駆動回路。

【0066】

（付記５）
付記１～４のいずれか１つに記載のハイサイド駆動回路と、
直流電源と、
前記ハイサイド駆動回路の入力端と前記直流電源との間に設けられたヒューズと、
前記ハイサイド駆動回路の出力端から供給される駆動電流に基づいて開閉するリレーとを備え、
前記リレーを介して前記直流電源の直流電力を負荷に給電する、という手段を採用する電力供給装置。

【符号の説明】

【0067】

Ａ ハイサイド駆動回路
Ｅ 直流電源
Ｆ ヒューズ
Ｌ 負荷
Ｒ リレー
Ｗ ワイヤーハーネス
１ 駆動トランジスタ
２ 第１抵抗器
３ 第２抵抗器
４ 第３抵抗器
５ 第４抵抗器
６ 第５抵抗器
７ 制御トランジスタ
８ コンデンサ
９ Ｉ/Ｆ回路
１０ マイコン

【図1】

【図2】

【図3】