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(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】P2024041423
(43)【公開日】2024-03-27
(54)【発明の名称】短絡保護装置
(51)【国際特許分類】
H02H 3/087 20060101AFI20240319BHJP
H02H 7/20 20060101ALI20240319BHJP
【ＦＩ】
H02H3/087
H02H7/20 D
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022146241
(22)【出願日】2022-09-14
(71)【出願人】
【識別番号】000003551
【氏名又は名称】株式会社東海理化電機製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
(72)【発明者】
【氏名】辻 敏和
【テーマコード（参考）】
5G004
5G053
【Ｆターム（参考）】
5G004AA04
5G004AB02
5G004BA03
5G004DA02
5G004DC07
5G004DC14
5G053AA02
5G053BA04
5G053CA01
5G053EA01
5G053EA09
(57)【要約】
【課題】短絡発生時、短絡発生ラインにおける電流の流れを直ちに停止できる短絡保護装置を提供する。
【解決手段】短絡保護装置７は、制御装置３から出力される制御信号Ｓａに基づき負荷２を駆動する負荷駆動装置１を、短絡から保護するために設けられる。スイッチ回路９は、ロジック回路８の論理演算の結果に基づいてスイッチング状態が制御されることにより、負荷２の駆動のオンオフを切り替える。このスイッチ回路９は、負荷２との間に発生する電圧信号Ｓｖをロジック回路８にフィードバック出力する。ロジック回路８は、制御信号Ｓａ及び電圧信号Ｓｖを論理演算の入力とし、これら信号を論理演算した結果によって、スイッチ回路９を制御する。
【選択図】図１
【解決手段】短絡保護装置７は、制御装置３から出力される制御信号Ｓａに基づき負荷２を駆動する負荷駆動装置１を、短絡から保護するために設けられる。スイッチ回路９は、ロジック回路８の論理演算の結果に基づいてスイッチング状態が制御されることにより、負荷２の駆動のオンオフを切り替える。このスイッチ回路９は、負荷２との間に発生する電圧信号Ｓｖをロジック回路８にフィードバック出力する。ロジック回路８は、制御信号Ｓａ及び電圧信号Ｓｖを論理演算の入力とし、これら信号を論理演算した結果によって、スイッチ回路９を制御する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
制御装置から出力される制御信号に基づき負荷を駆動する負荷駆動装置を、短絡から保護する短絡保護装置であって、
少なくとも前記制御信号を論理演算の入力とするロジック回路と、
前記ロジック回路の論理演算の結果に基づいてスイッチング状態が制御されることにより、前記負荷の駆動のオンオフを切り替えるスイッチ回路と、を備え、
前記スイッチ回路は、前記負荷との間に発生する電圧信号を前記ロジック回路にフィードバック出力し、
前記ロジック回路は、前記制御信号及び前記電圧信号を論理演算の入力とし、これら信号を論理演算した結果によって、前記スイッチ回路を制御する、短絡保護装置。
少なくとも前記制御信号を論理演算の入力とするロジック回路と、
前記ロジック回路の論理演算の結果に基づいてスイッチング状態が制御されることにより、前記負荷の駆動のオンオフを切り替えるスイッチ回路と、を備え、
前記スイッチ回路は、前記負荷との間に発生する電圧信号を前記ロジック回路にフィードバック出力し、
前記ロジック回路は、前記制御信号及び前記電圧信号を論理演算の入力とし、これら信号を論理演算した結果によって、前記スイッチ回路を制御する、短絡保護装置。
【請求項2】
前記電圧信号を前記スイッチ回路から前記ロジック回路にフィードバックする信号線に接続され、前記ロジック回路に入力される前記電圧信号の信号レベルを、前記負荷を駆動させるために強制的に反転させる初期駆動回路を備える
請求項１に記載の短絡保護装置。
請求項１に記載の短絡保護装置。
【請求項3】
前記電圧信号を分圧して前記ロジック回路に入力する分圧抵抗を備える
請求項１に記載の短絡保護装置。
請求項１に記載の短絡保護装置。
【請求項4】
前記ロジック回路は、論理積を演算するＡＮＤ回路であり、
前記スイッチ回路は、前記負荷と電源との間に接続されたハイサイドスイッチである
請求項１に記載の短絡保護装置。
前記スイッチ回路は、前記負荷と電源との間に接続されたハイサイドスイッチである
請求項１に記載の短絡保護装置。
【請求項5】
前記ロジック回路は、否定論理和を演算するＮＯＲ回路であり、
前記スイッチ回路は、電源に接続された前記負荷とグランドとの間に接続されたローサイドスイッチである
請求項１に記載の短絡保護装置。
前記スイッチ回路は、電源に接続された前記負荷とグランドとの間に接続されたローサイドスイッチである
請求項１に記載の短絡保護装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、負荷駆動装置を短絡から保護する短絡保護装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、特許文献１に開示されるように、リレーに駆動電流を出力するリレー駆動出力回路を短絡から保護する短絡保護回路が周知である。この短絡保護回路においては、リレー駆動出力回路の出力側で生じる短絡の有無を短絡検出回路で検知した場合に、リレー駆動出力回路の出力動作を停止させる。そして、短絡発生から所定時間経過後、リレー駆動出力回路に復帰信号を送信することにより、リレー駆動出力回路の出力動作を復帰させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００９－２５４１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１の場合、短絡を検出してリレー駆動出力回路の出力動作を停止させる処理は、ＣＰＵ（マイクロコンピュータ）が実行する。このため、短絡検出して回路動作を停止する動作は、ＣＰＵの性能によるところとなる。よって、ＣＰＵの性能によっては短絡検出から回路動作の停止までに時間を要してしまう可能性があるため、対策が必要とされていた。
【課題を解決するための手段】
【0005】
前記課題を解決する短絡保護装置は、制御装置から出力される制御信号に基づき負荷を駆動する負荷駆動装置を、短絡から保護する構成であって、少なくとも前記制御信号を論理演算の入力とするロジック回路と、前記ロジック回路の論理演算の結果に基づいてスイッチング状態が制御されることにより、前記負荷の駆動のオンオフを切り替えるスイッチ回路と、を備え、前記スイッチ回路は、前記負荷との間に発生する電圧信号を前記ロジック回路にフィードバック出力し、前記ロジック回路は、前記制御信号及び前記電圧信号を論理演算の入力とし、これら信号を論理演算した結果によって、前記スイッチ回路を制御する。
【発明の効果】
【0006】
本発明は、短絡発生時、短絡発生ラインにおける電流の流れを直ちに停止できる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】第1実施形態の短絡保護装置の構成図である。
【図2】ハイサイドスイッチの構成図である。
【図3】短絡保護装置の動作の仕方をまとめた表である。
【図4】地絡の具体図である。
【図5】第２実施形態の短絡保護装置の構成図である。
【図6】ローサイドスイッチの構成図である。
【図7】短絡保護装置の動作の仕方をまとめた表である。
【図8】天絡の具体図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
（第１実施形態）
以下、本開示の第１実施形態を説明する。
（負荷駆動装置１）
図１に示すように、負荷駆動装置１は、負荷２の動作を制御する制御装置３を備える。制御装置３は、例えば、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）である。負荷２は、例えば、一端が負荷駆動装置１の端子４に接続され、他端がＧＮＤに接続されている。負荷２は、例えば、ヒータ、モータ、リレー、ソレノイド、ランプ、コンデンサ、トランスなどである。負荷駆動装置１は、例えば、１つの集積回路から構成されることが好ましい。
以下、本開示の第１実施形態を説明する。
（負荷駆動装置１）
図１に示すように、負荷駆動装置１は、負荷２の動作を制御する制御装置３を備える。制御装置３は、例えば、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）である。負荷２は、例えば、一端が負荷駆動装置１の端子４に接続され、他端がＧＮＤに接続されている。負荷２は、例えば、ヒータ、モータ、リレー、ソレノイド、ランプ、コンデンサ、トランスなどである。負荷駆動装置１は、例えば、１つの集積回路から構成されることが好ましい。
【0009】
（短絡保護装置７、ロジック回路８、及びスイッチ回路９）
図１に示す通り、負荷駆動装置１は、負荷駆動装置１を短絡から保護する短絡保護装置７を備える。本例の場合、対象とする短絡は、負荷２が地面に接触して大地に電流が流れてしまう地絡である。短絡保護装置７は、デジタル信号を処理して論理演算を実行するロジック回路８と、負荷２の駆動のオンオフを切り替えるスイッチ回路９と、を備える。制御装置３、ロジック回路８、及びスイッチ回路９は、１つの集積回路内に構成されることが好ましい。
図１に示す通り、負荷駆動装置１は、負荷駆動装置１を短絡から保護する短絡保護装置７を備える。本例の場合、対象とする短絡は、負荷２が地面に接触して大地に電流が流れてしまう地絡である。短絡保護装置７は、デジタル信号を処理して論理演算を実行するロジック回路８と、負荷２の駆動のオンオフを切り替えるスイッチ回路９と、を備える。制御装置３、ロジック回路８、及びスイッチ回路９は、１つの集積回路内に構成されることが好ましい。
【0010】
地絡を検出する場合、ロジック回路８は、例えば、論理積を演算するＡＮＤ回路１２である。ロジック回路８は、２つの入力端子１３（本例は、第１入力端子１３ａ及び第２入力端子１３ｂ）と、１つの出力端子１４と、を有する。第１入力端子１３ａは、制御装置３の出力制御端子１５に接続されている。ロジック回路８は、制御装置３の出力制御端子１５から入力する制御信号Ｓａを第１入力端子１３ａで入力する。このように、ロジック回路８は、少なくとも制御信号Ｓａを論理演算の入力とする。制御信号Ｓａは、Ｈｉレベル又はＬｏレベルの２値化信号である。出力端子１４は、スイッチ回路９に接続されている。
【0011】
図２に示すように、地絡を検出する場合、スイッチ回路９は、例えば、負荷２と電源１６との間に接続されたハイサイドスイッチ１７である。ハイサイドスイッチ１７の場合、制御装置３から「Ｈｉ」の制御信号Ｓａが出力されるとき、負荷２が駆動する。スイッチ回路９は、例えば、トランジスタ（ＰＮＰ型トランジスタ）である。スイッチ回路９がトランジスタの場合、エミッタ端子が電源１６に接続され、コレクタ端子が負荷２に接続され、ベース端子がロジック回路８に接続される。なお、スイッチ回路９は、例えば、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）でもよい。
【0012】
スイッチ回路９は、２値化信号の電圧信号Ｓｖを負荷２に印加することにより、負荷２の動作を制御する。具体的には、スイッチ回路９から負荷２にＨｉレベルの電圧信号Ｓｖが印加されると、負荷２が駆動する。一方、スイッチ回路９から負荷２にＬｏレベルの電圧信号Ｓｖが印加されると、負荷２が非駆動となる。
【0013】
（スイッチ回路９の電圧フィードバック）
図１に示す通り、スイッチ回路９は、負荷２との間に発生する電圧信号Ｓｖをロジック回路８にフィードバック出力する。具体的には、負荷２及びスイッチ回路９の中点１９が、信号線２０によってロジック回路８の第２入力端子１３ｂに接続されている。このように、信号線２０は、電圧信号Ｓｖをスイッチ回路９からロジック回路８にフィードバックするために設けられる。スイッチ回路９がトランジスタの場合、スイッチ回路９からロジック回路８にフィードバックする電圧は、例えば、トランジスタのコレクタ端子に発生する電圧である。
図１に示す通り、スイッチ回路９は、負荷２との間に発生する電圧信号Ｓｖをロジック回路８にフィードバック出力する。具体的には、負荷２及びスイッチ回路９の中点１９が、信号線２０によってロジック回路８の第２入力端子１３ｂに接続されている。このように、信号線２０は、電圧信号Ｓｖをスイッチ回路９からロジック回路８にフィードバックするために設けられる。スイッチ回路９がトランジスタの場合、スイッチ回路９からロジック回路８にフィードバックする電圧は、例えば、トランジスタのコレクタ端子に発生する電圧である。
【0014】
短絡保護装置７は、例えば、電圧信号Ｓｖを分圧してロジック回路８に入力する分圧抵抗２１を備える。分圧抵抗２１は、例えば、抵抗Ｒ１、Ｒ２を有するとともに、信号線２０上に配置されている。分圧抵抗２１は、例えば、抵抗Ｒ１、Ｒ２の中点２２がロジック回路８の第２入力端子１３ｂに接続されている。中点１９、２２、信号線２０、及び分圧抵抗２１は、例えば、１つの集積回路内に構成されることが好ましい。
【0015】
（初期駆動回路２５）
図１に示す通り、短絡保護装置７は、負荷２を駆動させるために電圧信号Ｓｖの信号レベルを強制的に反転させる初期駆動回路２５を備える。初期駆動回路２５は、電圧信号Ｓｖをスイッチ回路９からロジック回路８にフィードバックする信号線２０に接続されている。初期駆動回路２５は、例えば、トランジスタやＦＥＴが使用される。初期駆動回路２５は、例えば、トランジスタの場合、コレクタ端子が電源２６に接続され、エミッタ端子がロジック回路８の第２入力端子１３ｂ（中点２２）に接続され、ベース端子が制御装置３の初期駆動制御端子２７に接続されている。
図１に示す通り、短絡保護装置７は、負荷２を駆動させるために電圧信号Ｓｖの信号レベルを強制的に反転させる初期駆動回路２５を備える。初期駆動回路２５は、電圧信号Ｓｖをスイッチ回路９からロジック回路８にフィードバックする信号線２０に接続されている。初期駆動回路２５は、例えば、トランジスタやＦＥＴが使用される。初期駆動回路２５は、例えば、トランジスタの場合、コレクタ端子が電源２６に接続され、エミッタ端子がロジック回路８の第２入力端子１３ｂ（中点２２）に接続され、ベース端子が制御装置３の初期駆動制御端子２７に接続されている。
【0016】
次に、本実施形態の短絡保護装置７の作用について説明する。
（負荷２を駆動する場合）
図３のステータス番号「４」に示すように、制御装置３は、負荷２の駆動を開始するとき、出力制御端子１５から駆動要求として「Ｈｉ」の制御信号Ｓａを出力するとともに、初期駆動制御端子２７から「Ｈｉ」の初期駆動信号Ｓｂを出力する。初期駆動制御端子２７からロジック回路８に「Ｈｉ」の初期駆動信号Ｓｂを出力するのは、第２入力端子１３ｂをＨｉ入力とすることにより、ロジック回路８の２入力をともに「Ｈｉ」とするためである。
（負荷２を駆動する場合）
図３のステータス番号「４」に示すように、制御装置３は、負荷２の駆動を開始するとき、出力制御端子１５から駆動要求として「Ｈｉ」の制御信号Ｓａを出力するとともに、初期駆動制御端子２７から「Ｈｉ」の初期駆動信号Ｓｂを出力する。初期駆動制御端子２７からロジック回路８に「Ｈｉ」の初期駆動信号Ｓｂを出力するのは、第２入力端子１３ｂをＨｉ入力とすることにより、ロジック回路８の２入力をともに「Ｈｉ」とするためである。
【0017】
ロジック回路８は、ＡＮＤ回路１２の場合、２入力がともに「Ｈｉ」となると、出力端子１４からスイッチ回路９に「Ｈｉ」の演算値を出力する。スイッチ回路９は、ロジック回路８から「Ｈｉ」の演算値を入力すると、オン状態をとる。これにより、スイッチ回路９から負荷２に「Ｈｉ」の電圧信号Ｓｖが印加されるため、負荷２が駆動する。
【0018】
制御装置３は、負荷２の駆動をセンサ（図示略）などによって検出すると、初期駆動信号Ｓｂを「Ｈｉ」から「Ｌｏ」に切り替えるとともに、制御信号Ｓａの「Ｈｉ」の出力を継続する。このとき、初期駆動信号Ｓｂが「Ｌｏ」に切り替えられるが、スイッチ回路９からフィードバックされる「Ｈｉ」の電圧信号Ｓｖによって、第２入力端子１３ｂにおける「Ｈｉ」の入力は継続される。よって、負荷２の駆動状態が維持される。
【0019】
（負荷２の駆動を停止する場合）
図３のステータス番号「２」に示すように、制御装置３は、負荷２の駆動を停止するとき、出力制御端子１５から停止要求として「Ｌｏ」の制御信号Ｓａを出力する。このとき、ＡＮＤ回路１２であるロジック回路８は、２入力の一方が「Ｌｏ」となるため、スイッチ回路９に「Ｌｏ」の演算値を出力する。スイッチ回路９は、ロジック回路８から「Ｌｏ」の演算値を入力すると、オフ状態となる。これにより、スイッチ回路９から負荷２に印加される電圧信号Ｓｖが「Ｌｏ」となるため、負荷２の駆動が停止する。
図３のステータス番号「２」に示すように、制御装置３は、負荷２の駆動を停止するとき、出力制御端子１５から停止要求として「Ｌｏ」の制御信号Ｓａを出力する。このとき、ＡＮＤ回路１２であるロジック回路８は、２入力の一方が「Ｌｏ」となるため、スイッチ回路９に「Ｌｏ」の演算値を出力する。スイッチ回路９は、ロジック回路８から「Ｌｏ」の演算値を入力すると、オフ状態となる。これにより、スイッチ回路９から負荷２に印加される電圧信号Ｓｖが「Ｌｏ」となるため、負荷２の駆動が停止する。
【0020】
図３のステータス番号「１」に示すように、スイッチ回路９の電圧信号Ｓｖが「Ｌｏ」になると、ロジック回路８の２入力がともに「Ｌｏ」となる。よって、ロジック回路８からスイッチ回路９に出力される演算値が「Ｌｏ」に維持されるため、負荷２の停止が維持される。
【0021】
（地絡が発生した場合）
図４に示すように、負荷２が駆動中のときに、例えば負荷２の配線２９が大地と接触すると、負荷２に地絡が発生する。地絡が発生した場合、電源１６、スイッチ回路９、及び大地を結ぶラインが短絡発生ライン３０となり、この短絡発生ライン３０に電流が流れ続けてしまう。このとき、スイッチ回路９に大電流が流れてしまうと、スイッチ回路９の異常などの原因となるため、スイッチ回路９を直ちにオフに切り替える必要がある。なお、配線２９は、例えば、負荷駆動装置１の端子４と負荷２とを繋ぐ線である。
図４に示すように、負荷２が駆動中のときに、例えば負荷２の配線２９が大地と接触すると、負荷２に地絡が発生する。地絡が発生した場合、電源１６、スイッチ回路９、及び大地を結ぶラインが短絡発生ライン３０となり、この短絡発生ライン３０に電流が流れ続けてしまう。このとき、スイッチ回路９に大電流が流れてしまうと、スイッチ回路９の異常などの原因となるため、スイッチ回路９を直ちにオフに切り替える必要がある。なお、配線２９は、例えば、負荷駆動装置１の端子４と負荷２とを繋ぐ線である。
【0022】
図３のステータス番号「３」に示すように、負荷２の駆動時に地絡が発生した場合、電圧信号Ｓｖが「Ｌｏ」に落ちる。このため、ロジック回路８の第２入力端子１３ｂには、「Ｌｏ」の信号が入力される。よって、ロジック回路８の２入力のうち第２入力端子１３ｂの入力が「Ｌｏ」となるため、ロジック回路８からスイッチ回路９には、「Ｌｏ」の演算結果が出力される。これにより、スイッチ回路９がオフ状態に切り替わる。従って、地絡発生時には、スイッチ回路９を直ちにオフして電流の流れが停止される。
【0023】
本例の場合、ロジック回路８は、負荷２の駆動時、スイッチ回路９から電圧信号Ｓｖとして「Ｌｏ」の信号をフィードバック入力すると、制御装置３からの指令を得ずとも、自ら「Ｌｏ」の演算結果をスイッチ回路９に出力してスイッチ回路９をオフ状態に切り替える。このため、負荷２の駆動時に地絡が発生したとき、電圧信号Ｓｖが「Ｌｏ」に落ちることを利用して、スイッチ回路９を直ちにオフ状態に切り替えることが可能となる。よって、地絡発生時のスイッチ回路９の動作停止を瞬時に実施することが可能となる。
【0024】
（実施形態の効果）
上記実施形態の短絡保護装置７によれば、以下のような効果を得ることができる。
（1-1）短絡保護装置７は、制御装置３から出力される制御信号Ｓａに基づき負荷２を駆動する負荷駆動装置１を、短絡から保護するために設けられる。短絡保護装置７は、ロジック回路８及びスイッチ回路９を備える。ロジック回路８は、少なくとも制御信号Ｓａを論理演算の入力とする。スイッチ回路９は、ロジック回路８の論理演算の結果に基づいてスイッチング状態が制御されることにより、負荷２の駆動のオンオフを切り替える。スイッチ回路９は、負荷２との間に発生する電圧信号Ｓｖをロジック回路８にフィードバック出力する。ロジック回路８は、制御信号Ｓａ及び電圧信号Ｓｖを論理演算の入力とし、これら信号を論理演算した結果によって、スイッチ回路９を制御する。
上記実施形態の短絡保護装置７によれば、以下のような効果を得ることができる。
（1-1）短絡保護装置７は、制御装置３から出力される制御信号Ｓａに基づき負荷２を駆動する負荷駆動装置１を、短絡から保護するために設けられる。短絡保護装置７は、ロジック回路８及びスイッチ回路９を備える。ロジック回路８は、少なくとも制御信号Ｓａを論理演算の入力とする。スイッチ回路９は、ロジック回路８の論理演算の結果に基づいてスイッチング状態が制御されることにより、負荷２の駆動のオンオフを切り替える。スイッチ回路９は、負荷２との間に発生する電圧信号Ｓｖをロジック回路８にフィードバック出力する。ロジック回路８は、制御信号Ｓａ及び電圧信号Ｓｖを論理演算の入力とし、これら信号を論理演算した結果によって、スイッチ回路９を制御する。
【0025】
本構成によれば、例えば、負荷駆動装置１に短絡が発生した場合には、矩形波が反転した電圧信号Ｓｖがスイッチ回路９からロジック回路８にフィードバック出力される。そして、この電圧信号Ｓｖの入力を契機に、ロジック回路８からスイッチ回路９には、スイッチ回路９をオフ状態にする論理演算の結果が出力される。このように、短絡発生時、ＭＣＵやＣＰＵを介さずに、ロジック回路８の動作のみで、スイッチ回路９をオフ状態に切り替えることが可能となる。よって、短絡発生時、短絡発生ライン３０における電流の流れを直ちに停止できる。
【0026】
（1-2）短絡保護装置７は、電圧信号Ｓｖをスイッチ回路９からロジック回路８にフィードバックする信号線２０に接続された初期駆動回路２５を備える。初期駆動回路２５は、ロジック回路８に入力される電圧信号Ｓｖの信号レベルを、負荷２を駆動させるために強制的に反転させる。この構成によれば、負荷２及びスイッチ回路９の間の電圧信号Ｓｖをロジック回路８にフィードバックしてロジック回路８の入力とする構成とした場合に、初期駆動時において、ロジック回路８からスイッチ回路９に対し、スイッチ回路９をオン状態とするための論理演算の結果を出力することができる。
【0027】
（1-3）短絡保護装置７は、電圧信号Ｓｖを分圧してロジック回路８に入力する分圧抵抗２１を備える。この構成によれば、負荷２及びスイッチ回路９の間の電圧信号Ｓｖをロジック回路８にフィードバックする場合に、ロジック回路８に適した値の電圧信号Ｓｖを、ロジック回路８に入力することができる。
【0028】
（1-4）ロジック回路８は、論理積を演算するＡＮＤ回路１２である。スイッチ回路９は、負荷２と電源１６との間に接続されたハイサイドスイッチ１７である。この構成によれば、負荷駆動装置１の地絡を検出できる。
【0029】
（1-5）地絡発生時に、例えば、転極制御によって短絡発生ライン３０に電流を流さない対策をとることも考えられる。しかし、この構成の場合、同系統の出力ラインが必要になり、更には、転極制御のための回路が必要となるため、回路規模が大きくなる懸念があった。一方、本例の構成の場合、スイッチ回路の出力である電圧信号Ｓｖをロジック回路８に単にフィードバック入力する構成を追加するだけでよいので、回路規模が大きくなってしまうことがない。
【0030】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態を説明する。なお、第２実施形態は、第１実施形態の地絡を天絡に変更した実施例である。よって、第１実施形態と同一部分には同じ符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ詳述する。
次に、第２実施形態を説明する。なお、第２実施形態は、第１実施形態の地絡を天絡に変更した実施例である。よって、第１実施形態と同一部分には同じ符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ詳述する。
【0031】
（短絡保護装置７）
図５に示すように、短絡保護装置７は、負荷２の短絡として地絡を検出する。このように、本例の短絡保護装置７は、負荷２を天絡から保護する。天絡は、負荷２が電源１６にショートしてしまう現象である。天絡を検出する場合、ロジック回路８は、例えば、否定論理和を演算するＮＯＲ回路３５である。ＮＯＲ回路３５も２つの入力端子３６と１つの出力端子３７とを有する。具体的には、第１入力端子３６ａが出力制御端子１５に接続され、第２入力端子３６ｂが中点２２（初期駆動回路２５）に接続され、出力端子３７がスイッチ回路９に接続されている。
図５に示すように、短絡保護装置７は、負荷２の短絡として地絡を検出する。このように、本例の短絡保護装置７は、負荷２を天絡から保護する。天絡は、負荷２が電源１６にショートしてしまう現象である。天絡を検出する場合、ロジック回路８は、例えば、否定論理和を演算するＮＯＲ回路３５である。ＮＯＲ回路３５も２つの入力端子３６と１つの出力端子３７とを有する。具体的には、第１入力端子３６ａが出力制御端子１５に接続され、第２入力端子３６ｂが中点２２（初期駆動回路２５）に接続され、出力端子３７がスイッチ回路９に接続されている。
【0032】
図６に示すように、天絡を検出する場合、スイッチ回路９は、例えば、電源１６に接続された負荷２とグランドとの間に接続されたローサイドスイッチ３８である。ローサイドスイッチ３８の場合、制御装置３から「Ｌｏ」の制御信号Ｓａが出力されるとき、負荷２が駆動する。スイッチ回路９は、例えば、トランジスタ（ＮＰＮ型トランジスタ）である。スイッチ回路９がトランジスタの場合、コレクタ端子が負荷２に接続され、エミッタ端子がＧＮＤに接続され、ベース端子がロジック回路８に接続される。なお、スイッチ回路９は、例えば、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）でもよい。
【0033】
図５に示す通り、初期駆動回路２５は、負荷２を駆動するときに第２入力端子３６ｂの信号レベルを強制的に「Ｌｏ」に落とすためのスイッチ部３９である。スイッチ部３９は、例えば、ＦＥＴが使用される。
【0034】
次に、本実施形態の短絡保護装置７の作用について説明する。
（負荷２を駆動する場合）
図７のステータス番号「１」に示すように、制御装置３は、負荷２の駆動を開始するとき、出力制御端子１５から駆動要求として「Ｌｏ」の制御信号Ｓａを出力する。このとき、制御装置３は、初期駆動制御端子２７から出力する初期駆動信号Ｓｂにより、スイッチ部３９を通じてロジック回路８の第２入力端子３６ｂを強制的に「Ｌｏ」にする。このようにして、ロジック回路８の２入力をともに「Ｌｏ」にする。
（負荷２を駆動する場合）
図７のステータス番号「１」に示すように、制御装置３は、負荷２の駆動を開始するとき、出力制御端子１５から駆動要求として「Ｌｏ」の制御信号Ｓａを出力する。このとき、制御装置３は、初期駆動制御端子２７から出力する初期駆動信号Ｓｂにより、スイッチ部３９を通じてロジック回路８の第２入力端子３６ｂを強制的に「Ｌｏ」にする。このようにして、ロジック回路８の２入力をともに「Ｌｏ」にする。
【0035】
ロジック回路８は、ＮＯＲ回路３５の場合、２入力がともに「Ｌｏ」となると、出力端子３７からスイッチ回路９に「Ｈｉ」の演算値を出力する。スイッチ回路９は、ロジック回路８から「Ｈｉ」の演算値を入力すると、オン状態をとる。これにより、負荷２の回路が閉ループとなるため、負荷２が駆動する。
【0036】
制御装置３は、負荷２の駆動をセンサ（図示略）などによって検出すると、初期駆動信号Ｓｂによるスイッチ部３９の駆動を停止するとともに、制御信号Ｓａの「Ｌｏ」の出力を継続する。このとき、スイッチ部３９による強制的な「Ｌｏ」への電位降下が実施されなくなるが、スイッチ回路９からフィードバックされる「Ｌｏ」の電圧信号Ｓｖによって、第２入力端子３６ｂにおける「Ｌｏ」の入力は継続される。よって、負荷２の駆動状態が維持される。
【0037】
（負荷２の駆動を停止する場合）
図７のステータス番号「３」に示すように、制御装置３は、負荷２の駆動を停止するとき、出力制御端子１５から停止要求として「Ｈｉ」の制御信号Ｓａを出力する。このとき、ＮＯＲ回路３５であるロジック回路８は、２入力の一方が「Ｈｉ」となるため、スイッチ回路９に「Ｌｏ」の演算値を出力する。スイッチ回路９は、ロジック回路８から「Ｌｏ」の演算値を入力すると、オフ状態となる。これにより、スイッチ回路９から負荷２に印加される電圧信号Ｓｖが「Ｈｉ」となるため、負荷２の駆動が停止する。
図７のステータス番号「３」に示すように、制御装置３は、負荷２の駆動を停止するとき、出力制御端子１５から停止要求として「Ｈｉ」の制御信号Ｓａを出力する。このとき、ＮＯＲ回路３５であるロジック回路８は、２入力の一方が「Ｈｉ」となるため、スイッチ回路９に「Ｌｏ」の演算値を出力する。スイッチ回路９は、ロジック回路８から「Ｌｏ」の演算値を入力すると、オフ状態となる。これにより、スイッチ回路９から負荷２に印加される電圧信号Ｓｖが「Ｈｉ」となるため、負荷２の駆動が停止する。
【0038】
図７のステータス番号「４」に示すように、スイッチ回路９の電圧信号Ｓｖが「Ｈｉ」になると、ロジック回路８の２入力がともに「Ｈｉ」となる。よって、ロジック回路８からスイッチ回路９に出力される演算値が「Ｌｏ」に維持されるため、負荷２の停止が維持される。
【0039】
（天絡が発生した場合）
図８に示すように、負荷２が駆動中のときに、例えば負荷２の配線２９が電源１６にショートすると、負荷２に天絡が発生する。天絡が発生した場合、負荷２及び電源１６を結ぶラインが短絡発生ライン３０となり、この短絡発生ライン３０に電圧が印加され続けてしまう。このとき、負荷２が駆動され続けてしまうため、スイッチ回路９を直ちにオフに切り替える必要がある。
図８に示すように、負荷２が駆動中のときに、例えば負荷２の配線２９が電源１６にショートすると、負荷２に天絡が発生する。天絡が発生した場合、負荷２及び電源１６を結ぶラインが短絡発生ライン３０となり、この短絡発生ライン３０に電圧が印加され続けてしまう。このとき、負荷２が駆動され続けてしまうため、スイッチ回路９を直ちにオフに切り替える必要がある。
【0040】
図７のステータス番号「２」に示すように、負荷２の駆動時に天絡が発生した場合、電圧信号Ｓｖが「Ｈｉ」に切り替わる。このため、ロジック回路８の第２入力端子３６ｂには、「Ｈｉ」の信号が入力される。よって、ロジック回路８の２入力のうち第２入力端子３６ｂの入力が「Ｈｉ」となるため、ロジック回路８からスイッチ回路９には、「Ｌｏ」の演算結果が出力される。これにより、スイッチ回路９がオフ状態に切り替わる。従って、天絡発生時には、スイッチ回路９を直ちにオフして電流の流れが停止される。
【0041】
（実施形態の効果）
上記実施形態の短絡保護装置７によれば、以下のような効果を得ることができる。
（2-1）ロジック回路８は、否定論理和を演算するＮＯＲ回路３５である。スイッチ回路９は、電源１６に接続された負荷２とグランドとの間に接続されたローサイドスイッチ３８である。この構成によれば、負荷駆動装置１の天絡を検出できる。
上記実施形態の短絡保護装置７によれば、以下のような効果を得ることができる。
（2-1）ロジック回路８は、否定論理和を演算するＮＯＲ回路３５である。スイッチ回路９は、電源１６に接続された負荷２とグランドとの間に接続されたローサイドスイッチ３８である。この構成によれば、負荷駆動装置１の天絡を検出できる。
【0042】
（他の実施形態）
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
【0043】
・各実施形態において、ロジック回路８は、ＡＮＤ回路１２やＮＯＲ回路３５以外の他の論理回路を用いてもよい。
・各実施形態において、スイッチ回路９は、ハイサイドスイッチ１７やローサイドスイッチ３８以外の他の回路を用いてもよい。
・各実施形態において、スイッチ回路９は、ハイサイドスイッチ１７やローサイドスイッチ３８以外の他の回路を用いてもよい。
【0044】
・各実施形態において、制御装置３、ロジック回路８、及びスイッチ回路９は、それぞれ独立した集積回路から構成されてもよいし、或いは、これらの２つを有する集積回路から構成されてもよい。
【0045】
・各実施形態において、電源１６、２６は、同一電源としてもよいし、異なるものとしてもよい。
・各実施形態において、初期駆動回路２５は、種々のスイッチング素子やスイッチを使用できる。
・各実施形態において、初期駆動回路２５は、種々のスイッチング素子やスイッチを使用できる。
【0046】
・第２実施形態において、短絡保護装置７から初期駆動回路２５を省略してもよい。すなわち、天絡から負荷２を保護する短絡保護装置７において、初期駆動回路２５を省略してもよい。
【0047】
・各実施形態において、制御装置３は、例えば、ＭＰＵ（Micro Processor Unit）、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などとしてもよい。
・各実施形態において、短絡保護装置７は、車載用に限定されず、他の機器やシステムに使用可能である。
・各実施形態において、短絡保護装置７は、車載用に限定されず、他の機器やシステムに使用可能である。
【0048】
・各実施形態において、本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
【符号の説明】
【0049】
１…負荷駆動装置、２…負荷、３…制御装置、７…短絡保護装置、８…ロジック回路、９…スイッチ回路、１２…ＡＮＤ回路、１６…電源、１７…ハイサイドスイッチ、２０…信号線、２１…分圧抵抗、２５…初期駆動回路、３５…ＮＯＲ回路、３８…ローサイドスイッチ、Ｓａ…制御信号、Ｓｖ…電圧信号。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】