特許 7310591 駆動装置

(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】

(24)【登録日】2023-07-10

(45)【発行日】2023-07-19

(54)【発明の名称】駆動装置

(51)【国際特許分類】

   H03K 17/687 20060101AFI20230711BHJP

   H02J 1/00 20060101ALI20230711BHJP

【ＦＩ】

H03K17/687 A

H02J1/00 310

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2019229585

(22)【出願日】2019-12-19

(65)【公開番号】P2021097387

(43)【公開日】2021-06-24

【審査請求日】2022-04-19

(73)【特許権者】

【識別番号】395011665

【氏名又は名称】株式会社オートネットワーク技術研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】000183406

【氏名又は名称】住友電装株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114557

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 英仁

(74)【代理人】

【識別番号】100078868

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 登夫

(72)【発明者】

【氏名】澤田 凌兵

(72)【発明者】

【氏名】加藤 雅幸

(72)【発明者】

【氏名】小田 康太

【審査官】渡井 高広

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－０２２８０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１２９９７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２４０６７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２１２５２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０７３６５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００７／０２５２６３７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－０７５０３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－０９７３７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０１－１９４６０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－３１１８１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９－０２７３２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０３Ｋ １７／６８７

Ｈ０２Ｊ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

負荷を駆動する駆動装置であって、
前記負荷を介して流れる電流の電流経路にて前記負荷の下流側に配置されるＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴと、
直流電源及び前記ＭＯＳＦＥＴのゲート間に接続される抵抗と、
前記ＭＯＳＦＥＴのゲート及びソース間に接続される第１スイッチと、
電流が出力される出力端の電位を基準とした制御端の電圧が閾値以上である場合にオンであり、入力端が前記直流電源に接続される第２スイッチと、
前記第２スイッチがオンに切替わった場合に前記第１スイッチをオンに切替え、前記第２スイッチがオフに切替わった場合に前記第１スイッチをオフに切替える切替え回路と、
前記第２スイッチの出力端の電位を基準とした電圧を前記第２スイッチの前記制御端に出力する出力部と
を備える駆動装置。

【請求項2】

前記第２スイッチの出力端は第１導線を介してグランド導体に接続され、
前記ＭＯＳＦＥＴのソースは第２導線を介して前記グランド導体に接続される
請求項１に記載の駆動装置。

【請求項3】

前記第１スイッチは、電流が出力される出力端の電位を基準とした制御端の電圧が第２の閾値以上である場合にオンであり、
前記第１スイッチの制御端及び出力端間に接続される第２の抵抗を備え、
電流が入力される前記第１スイッチの入力端は前記ＭＯＳＦＥＴのゲートに接続され、
前記第１スイッチの出力端は前記ＭＯＳＦＥＴのソースに接続され、
前記切替え回路は、
電流が入力される入力端の電位を基準とした制御端の電圧が第３の閾値未満である場合にオンである第３スイッチと、
前記第３スイッチの制御端及び入力端間に接続される第３の抵抗と
を有し、
前記第３スイッチの入力端は前記直流電源に接続され、
電流が出力される前記第３スイッチの出力端は、前記第１スイッチの制御端に接続され、
前記第３スイッチの制御端は、電流が入力される第２スイッチの入力端に接続される
請求項１又は請求項２に記載の駆動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は駆動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

車両には、直流電源、例えば、バッテリが負荷に電力を供給する電源システムが搭載されている。電源システムは、負荷を駆動する駆動装置を備える。特許文献１には、負荷を駆動する駆動装置が開示されている。この駆動装置は、負荷を介して流れる電流経路において、負荷の下流側に配置されたスイッチと、スイッチをオン又はオフに切替える駆動回路とを有する。スイッチがオンである場合、電流は、直流電源から負荷及びスイッチの順に流れ、負荷に電力が供給される。

【0003】

スイッチはＮチャネル型のＦＥＴ(Field Effect Transistor)である。スイッチのドレインは負荷に接続されている。スイッチのソースは接地されている。駆動回路は、ハイレベル電圧及びローレベル電圧によって構成される制御信号をスイッチのゲートに出力する。スイッチは、ソースの電位を基準としたゲートの電圧が閾値以上となった場合にオンに切替わり、ソースの電位を基準としたゲートの電圧が閾値未満となった場合にオフに切替わる。駆動回路は、制御信号の電圧をハイレベルに切替えることによってスイッチをオンに切替え、制御信号の電圧をローレベル電圧に切替えることによってスイッチをオフに切替える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１１－２１６２２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載されているような従来の駆動装置では、駆動回路は、導線によって接地されている。グランド導体への接続によって接地が実現される。導線の一端が駆動回路に接続されている。導線の他端は接地されている。駆動回路が出力する制御信号の電圧は、導線の一端の電位を基準とした電圧である。車両では、負荷とは異なる電気機器が共通の導線を介して接地される可能性がある。この構成では、電気機器の作動又は動作の停止によって、導線を流れる電流が変動する。導線は、通常、インダクタ成分及び抵抗成分を有する。このため、導線を流れる電流が変動した場合、接地電位を基準とした導線の一端の電圧は変動する。また、電気機器が共通の導線を介して接地されていない場合であっても、ノイズに係る電流が導線を流れるか、又は、グランド導体における導線の接触抵抗が増加したとき、接地電位を基準とした導線の一端の電圧は変動する。

【0006】

スイッチのソースは接地されているので、スイッチは、接地電位を基準としたゲートの電圧に応じてオン又はオフに切替わる。接地電位を基準とした導線の一端の電圧が負の電圧である場合、制御信号の電圧がハイレベル電圧を出力しているにも関わらず、スイッチがオンに切替わらない可能性がある。接地電位を基準とした導線の一端の電圧が高い場合、制御信号の電圧がローレベル電圧を出力しているにも関わらず、スイッチがオフに切替わらない可能性がある。

【0007】

本開示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、制御用の電圧の基準電位が変動した場合であっても、誤りなくスイッチをオン又はオフに切替えることができる駆動装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示の一態様に係る駆動装置は、負荷を駆動する駆動装置であって、前記負荷を介して流れる電流の電流経路にて前記負荷の下流側に配置されるＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴと、直流電源及び前記ＭＯＳＦＥＴのゲート間に接続される抵抗と、前記ＭＯＳＦＥＴのゲート及びソース間に接続される第１スイッチと、電流が出力される出力端の電位を基準とした制御端の電圧が閾値以上である場合にオンである第２スイッチと、前記第２スイッチがオンに切替わった場合に前記第１スイッチをオンに切替え、前記第２スイッチがオフに切替わった場合に前記第１スイッチをオフに切替える切替え回路と、前記第２スイッチの出力端の電位を基準とした電圧を前記第２スイッチの前記制御端に出力する出力部とを備える。

【発明の効果】

【0009】

上記の態様によれば、制御用の電圧の基準電位が変動した場合であっても、誤りなくＭＯＳＦＥＴをオン又はオフに切替えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態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】駆動装置の回路図である。

【図3】ＭＯＳＦＥＴの切替えを説明するためのタイミングチャートである。

【図4】実施形態２における駆動装置の要部構成を示すブロック図である。

【図5】駆動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6】第１下流駆動回路の回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列挙して説明する。以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。

【0012】

（１）本開示の一態様に係る駆動装置は、負荷を駆動する駆動装置であって、前記負荷を介して流れる電流の電流経路にて前記負荷の下流側に配置されるＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴと、直流電源及び前記ＭＯＳＦＥＴのゲート間に接続される抵抗と、前記ＭＯＳＦＥＴのゲート及びソース間に接続される第１スイッチと、電流が出力される出力端の電位を基準とした制御端の電圧が閾値以上である場合にオンである第２スイッチと、前記第２スイッチがオンに切替わった場合に前記第１スイッチをオンに切替え、前記第２スイッチがオフに切替わった場合に前記第１スイッチをオフに切替える切替え回路と、前記第２スイッチの出力端の電位を基準とした電圧を前記第２スイッチの前記制御端に出力する出力部とを備える。

【0013】

上記の一態様にあっては、出力部は、第２スイッチの出力端の電位を基準とした制御用の電圧を出力する。第２スイッチは、出力端の電位を基準とした制御端の電圧に応じてオン又はオフに切替わる。このため、制御用の電圧の基準電位、即ち、接地電位を基準とした第２スイッチの出力端の電圧が変動した場合であっても、第２スイッチは、誤りなくオン又はオフに切替わる。

【0014】

切替え回路は、第２スイッチがオンに切替わった場合、第１スイッチをオンに切替える。第１スイッチがオンに切替わった場合、ＭＯＳＦＥＴにおいて、ソースの電位を基準としたゲートの電圧はゼロＶに低下し、ＭＯＳＦＥＴはオフに切替わる。切替え回路は、第２スイッチがオフに切替わった場合、第１スイッチをオフに切替える。第１スイッチがオフに切替わった場合、ＭＯＳＦＥＴにおいて、ソースの電位を基準としたゲートの電圧が上昇し、ＭＯＳＦＥＴはオンに切替わる。第２スイッチの切替えに誤りがない場合、ＭＯＳＦＥＴの切替えも誤りなく行われる。結果、制御用の電圧の基準電位が変動した場合であっても、ＭＯＳＦＥＴは誤りなくオン又はオフに切替わる。

【0015】

（２）本開示の一態様に係る駆動装置では、前記第２スイッチの出力端は第１導線を介してグランド導体に接続され、前記ＭＯＳＦＥＴのソースは第２導線を介して前記グランド導体に接続される。

【0016】

上記の一態様にあっては、グランド導体への接続により、接地が実現されている。第１導線は、インダクタ成分及び抵抗成分を有する。このため、第１導線を流れる電流が変動した場合、グランド導体の電位、即ち、接地電位を基準とした第２スイッチの出力端の電圧が変動する。

【0017】

（３）本開示の一態様に係る駆動装置は、前記第１スイッチは、電流が出力される出力端の電位を基準とした制御端の電圧が第２の閾値以上である場合にオンであり、前記第１スイッチの制御端及び出力端間に接続される第２の抵抗を備え、電流が入力される前記第１スイッチの入力端は前記ＭＯＳＦＥＴのゲートに接続され、前記第１スイッチの出力端は前記ＭＯＳＦＥＴのソースに接続され、前記切替え回路は、電流が入力される入力端の電位を基準とした制御端の電圧が第３の閾値未満である場合にオンである第３スイッチと、前記第３スイッチの制御端及び入力端間に接続される第３の抵抗とを有し、前記第３スイッチの入力端は前記直流電源に接続され、電流が出力される前記第３スイッチの出力端は、前記第１スイッチの制御端に接続され、前記第３スイッチの制御端は、電流が入力される第２スイッチの入力端に接続される。

【0018】

上記の一態様にあっては、例えば、ＭＯＳＦＥＴのソース及び第２スイッチの出力端が各別に接地される。第２スイッチがオンである場合、電流が第３の抵抗及び第２スイッチの順に流れる。このとき、第３スイッチにおいて、入力端の電位を基準とした制御端の電圧は、負の電圧であり、第３の閾値未満である。従って、第２スイッチがオンである場合、第３スイッチはオンである。第３スイッチがオンである場合、電流が第３スイッチ及び第２の抵抗の順に流れる。このとき、第１スイッチにおいて、出力端の電位を基準とした制御端の電圧は、正の電圧であり、第２の閾値以上である。従って、第３スイッチがオンである場合、第１スイッチはオンである。

【0019】

第２スイッチがオフである場合、第３の抵抗を電流が流れない。このとき、第３スイッチにおいて、入力端の電位を基準とした制御端の電圧は、ゼロＶであり、第３の閾値以上である。従って、第２スイッチがオフである場合、第３スイッチはオフである。第３スイッチがオフである場合、電流が第２の抵抗を流れない。このとき、第１スイッチにおいて、出力端の電位を基準とした制御端の電圧が、ゼロＶであり、第２の閾値未満である。従って、第３スイッチがオフである場合、第１スイッチはオフである。

【0020】

［本開示の実施形態の詳細］
本開示の実施形態に係る電源システムの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、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および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【0021】

（実施形態１）
＜電源システムの構成＞
図１は実施形態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、好適に車両に搭載されており、直流電源１０、駆動装置１１、複数の電気機器１２、負荷１３、第１導線１４、第２導線１５及びグランド導体１６を備える。直流電源１０は、例えば、バッテリである。負荷１３は、車両に搭載される電気機器である。電気機器１２は、例えば、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)である。第１導線１４及び第２導線１５それぞれは、インダクタ成分及び抵抗成分を有する。第１導線１４の等価回路は、インダクタ１４ａ及び導線抵抗１４ｂの直列回路で表される。第１導線１４の一端及び他端それぞれは直列回路の一端及び他端に対応する。第２導線１５の等価回路も、インダクタ及び導線抵抗の直列回路で表される。

【0022】

直流電源１０の正極は、駆動装置１１及び複数の電気機器１２に各別に接続されている。駆動装置１１は、負荷１３の一端及び他端に各別に接続されている。直流電源１０の負極はグランド導体１６に接続されている。駆動装置１１及び複数の電気機器１２は、第１導線１４の一端に接続されている。第１導線１４の他端はグランド導体１６に接続されている。駆動装置１１は、更に、第２導線１５の一端に接続されている。第２導線１５の他端はグランド導体１６に接続されている。

【0023】

グランド導体１６は例えば車両のボディである。直流電源１０の負極をグランド導体１６に接続することによって、直流電源１０の負極の接地が実現されている。駆動装置１１及び複数の電気機器１２を、第１導線１４を介してグランド導体１６に接続することによって、駆動装置１１及び複数の電気機器１２の接地が実現されている。

【0024】

直流電源１０は、駆動装置１１及び複数の電気機器１２に電力を供給する。直流電源１０が駆動装置１１に電力を供給している場合、電流は、直流電源１０の正極から駆動装置１１、第１導線１４及びグランド導体１６の順に流れ、直流電源１０の負極に戻る。直流電源１０が電気機器１２に電力を供給している場合、電流は、直流電源１０の正極から電気機器１２、第１導線１４及びグランド導体１６の順に流れ、直流電源１０の負極に戻る。

【0025】

電気機器１２が作動した場合、又は、電気機器１２が動作を停止した場合、電気機器１２から第１導線１４に出力される電流は変動する。電気機器１２が作動した場合、電気機器１２から第１導線１４に出力される電流は上昇する。電気機器１２が動作を停止した場合、電気機器１２から第１導線１４に出力される電流は低下する。

【0026】

複数の電気機器１２は、作動又は動作の停止を各別に行う。このため、第１導線１４を流れる電流は大きく変動する。第１導線１４を流れる電流が上昇した場合、第１導線１４の導線抵抗１４ｂが生じる電圧降下の幅が上昇するので、グランド導体１６の電位を基準とした第１導線１４の一端の電圧は上昇する。第１導線１４を流れる電流の上昇幅が大きい程、グランド導体１６の電位を基準とした第１導線１４の一端の電圧の上昇幅は大きい。

【0027】

第１導線１４を流れる電流が低下した場合、インダクタ１４ａは、グランド導体１６側の一端の電位を基準とした第１導線１４の一端の電圧を低下させる。これにより、グランド導体１６の電位を基準とした第１導線１４の一端の電圧は低下する。第１導線１４を流れる電流が低下する幅が大きい程、グランド導体１６の電位を基準とした第１導線１４の一端の電圧が低下する幅は大きい。
以上のことから、グランド導体１６の電位を基準とした第１導線１４の一端の電圧は変動する。第１導線１４の一端の電圧は、駆動装置１１及び第１導線１４間の接続ノードの電圧である。

【0028】

なお、電源システム１は電気機器１２を有していなくてもよい。即ち、第１導線１４の一端に電気機器１２が接続されていなくてもよい。この場合であっても、ノイズに係る電流が第１導線１４を流れるか、又は、グランド導体１６における第１導線１４の接触抵抗が増加したとき、第１導線１４を流れる電流が変動する。結果、グランド導体１６の電位を基準とした第１導線１４の一端の電圧は変動する。
以下では、例として、複数の電気機器１２が第１導線１４の一端に接続されている構成を説明する。

【0029】

負荷１３の一端は駆動装置１１を介して直流電源１０の正極に接続されている。駆動装置１１は、スイッチとして機能するＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor）２０（図２参照）を有する。負荷１３の他端は、ＭＯＳＦＥＴ２０及び第２導線１５を介してグランド導体１６に接続されている。駆動装置１１は、ＭＯＳＦＥＴ２０をオンに切替える。これにより、直流電源１０は負荷１３に電力を供給し、負荷１３は作動する。駆動装置１１は、ＭＯＳＦＥＴ２０をオンに切替えることによって負荷１３を駆動する。駆動装置１１は、ＭＯＳＦＥＴ２０をオフに切替える。これにより、直流電源１０は負荷１３への電力供給を停止し、負荷１３は動作を停止する。
駆動装置１１は、後述するように、グランド導体１６の電位を基準とした第１導線１４の一端の電圧が変動した場合であっても、ＭＯＳＦＥＴ２０をオン又はオフに誤りなく切替えることできる。

【0030】

＜駆動装置１１の構成＞
図２は駆動装置１１の回路図である。駆動装置１１は、ＭＯＳＦＥＴ２０に加えて、回路抵抗２１、第１スイッチ２２、第１スイッチ抵抗２３，２４、切替え回路２５、第２スイッチ２６、第２スイッチ抵抗２７，２８、レギュレータ２９及びマイクロコンピュータ（以下、マイコン）３０を有する。切替え回路２５は、第３スイッチ４０及び第３スイッチ抵抗４１，４２を有する。第１スイッチ２２及び第２スイッチ２６それぞれは、ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタである。第３スイッチ４０はＰＮＰ型のバイポーラトランジスタである。

【0031】

ＭＯＳＦＥＴ２０のドレインは負荷１３の他端に接続されている。ＭＯＳＦＥＴ２０のソースは第２導線１５を介してグランド導体１６に接続されている。回路抵抗２１の一端は、直流電源１０の正極に接続されている。回路抵抗２１の他端はＭＯＳＦＥＴ２０のゲートに接続されている。ＭＯＳＦＥＴ２０のゲートは、更に、第１スイッチ２２のコレクタに接続されている。第１スイッチ２２のエミッタは、ＭＯＳＦＥＴ２０のソースと、第２導線１５の一端とに接続されている。第１スイッチ２２のベース及びエミッタ間に第１スイッチ抵抗２３が接続されている。第１スイッチ抵抗２３は第２の抵抗として機能する。第１スイッチ２２のベースは、更に、第１スイッチ抵抗２４の一端に接続されている。

【0032】

直流電源１０の正極は、切替え回路２５が有する第３スイッチ４０のエミッタに接続されている。第３スイッチ４０のコレクタは第１スイッチ抵抗２４の他端に接続されている。切替え回路２５内では、第３スイッチ４０のベース及びエミッタ間に第３スイッチ抵抗４１が接続されている。第３スイッチ抵抗４１は第３の抵抗として機能する。第３スイッチ４０のベースは、更に、第３スイッチ抵抗４２の一端に接続されている。

【0033】

第３スイッチ抵抗４２の他端は、第２スイッチ２６のコレクタに接続されている。第２スイッチ２６のエミッタは第１導線１４の一端に接続されている。第２スイッチ２６のベース及びエミッタ間に第２スイッチ抵抗２７が接続されている。第２スイッチ２６のベースは、更に、第２スイッチ抵抗２８の一端に接続されている。第２スイッチ抵抗２８の他端はマイコン３０に接続されている。
直流電源１０の正極はレギュレータ２９に接続されている。レギュレータ２９は、更にマイコン３０に接続されている。マイコン３０は、更に、第１導線１４の一端に接続されている。

【0034】

以上のように、ＭＯＳＦＥＴ２０のゲート及びソース間に第１スイッチ２２が接続されている。第２スイッチ２６のエミッタは、第１導線１４を介してグランド導体１６に接続されている。第２スイッチのエミッタ、及び、第１導線１４間の接続ノードには、複数の電気機器１２が接続されている。第３スイッチ４０のコレクタは、第１スイッチ抵抗２４を介して第１スイッチ２２のベースに接続されている。第３スイッチ４０のベースは第３スイッチ抵抗４２を介して第２スイッチ２６のコレクタに接続されている。

【0035】

＜駆動装置１１の動作＞
ＭＯＳＦＥＴ２０において、ソースの電位を基準としたゲートの電圧がゲート閾値以上である場合、ドレイン及びソース間の抵抗値が十分に小さい。このとき、ＭＯＳＦＥＴ２０はオンであり、ドレイン及びソースを介して電流が流れることが可能である。ＭＯＳＦＥＴ２０において、ソースの電位を基準としたゲートの電圧がゲート閾値未満である場合、ドレイン及びソース間の抵抗値が十分に大きい。このとき、ＭＯＳＦＥＴ２０はオフであり、ドレイン及びソースを介して電流が流れることはない。ゲート閾値は、正の一定値であり、予め設定されている。

【0036】

第１スイッチ２２において、エミッタの電位を基準としたベースの電圧が第１電圧閾値以上である場合、コレクタ及びエミッタ間の抵抗値が十分に小さい。このとき、第１スイッチ２２はオンであり、コレクタ及びエミッタを介して電流が流れることが可能である。第１スイッチ２２において、エミッタの電位を基準としたベースの電圧が第１電圧閾値未満である場合、コレクタ及びエミッタ間の抵抗値が十分に大きい。このとき、第１スイッチ２２はオフであり、コレクタ及びエミッタを介して電流が流れることはない。第１電圧閾値は、正の一定値であり、予め設定されている。第１電圧閾値は第２の閾値に相当する。

【0037】

第２スイッチ２６は、第１スイッチ２２と同様に構成されている。第２スイッチ２６において、エミッタの電位を基準としたベースの電圧が第２電圧閾値以上である場合、第２スイッチ２６はオンである。第２スイッチ２６において、エミッタの電位を基準としたベースの電圧が第２電圧閾値未満である場合、第２スイッチ２６はオフである。第２電圧閾値は、正の一定値であり、予め設定されている。

【0038】

第３スイッチ４０において、エミッタの電位を基準としたベースの電圧が第３電圧閾値未満である場合、エミッタ及びコレクタ間の抵抗値が十分に小さい。このとき、第３スイッチ４０はオンであり、エミッタ及びコレクタを介して電流が流れることが可能である。第３スイッチ４０において、エミッタの電位を基準としたベースの電圧が第３電圧閾値以上である場合、エミッタ及びコレクタ間の抵抗値が十分に大きい。このとき、第３スイッチ４０はオフであり、エミッタ及びコレクタを介して電流が流れることはない。第３電圧閾値は、負の一定値であり、予め設定されている。第３電圧閾値は第３の閾値に相当する。

【0039】

以下では、グランド導体１６の電位を基準とした直流電源１０の電圧を電源電圧と記載する。レギュレータ２９は、電源電圧を目標電圧に降圧し、目標電圧をマイコン３０に印加する。これにより、マイコン３０に電力が供給される。電源電圧は、例えば１２Ｖである。目標電圧は例えば５Ｖである。マイコン３０に電力が供給されている場合、電流は、直流電源１０の正極から、レギュレータ２９、マイコン３０、第１導線１４及びグランド導体１６の順に流れる。

【0040】

マイコン３０は、ハイレベル電圧及びローレベル電圧によって構成される制御信号を、第２スイッチ抵抗２８を介して、第２スイッチ２６の制御端に出力する。ハイレベル電圧及びローレベル電圧それぞれは、第２スイッチ２６のエミッタの電位とした電圧である。ハイレベル電圧はローレベル電圧よりも高い。ローレベル電圧は例えばゼロＶである。マイコン３０は、制御信号の電圧を切替えることによってＭＯＳＦＥＴ２０をオン又はオフに切替える。マイコン３０は出力部として機能する。

【0041】

前述したように、複数の電気機器の作動又は動作の停止によって、第１導線１４を流れる電流は変動する。第１導線１４を流れる電流が変動した場合、第２スイッチ２６のエミッタの電位、即ち、グランド導体１６の電位を基準とした第１導線１４の一端の電圧は変動する。
なお、前述したように、ノイズに係る電流が第１導線１４を流れるか、又は、グランド導体１６における第１導線１４の接触抵抗が増加した場合も、第１導線１４を流れる電流が変動し、グランド導体１６の電位を基準とした第１導線１４の一端の電圧は変動する。

【0042】

図３は、ＭＯＳＦＥＴ２０の切替えを説明するためのタイミングチャートである。図３では、ハイレベル電圧が「Ｈ」で示され、ローレベル電圧が「Ｌ」で示されている。制御信号の電圧の推移と、第２スイッチ２６、第３スイッチ４０、第１スイッチ２２及びＭＯＳＦＥＴ２０の状態の推移とが示されている。これらの推移について横軸には時間が示されている。

【0043】

制御信号の電圧がゼロＶを超えている場合、電流は、マイコン３０から第２スイッチ抵抗２８，２７の順に流れ、マイコン３０に戻る。マイコン３０は、負荷１３を駆動する場合、制御信号の電圧をハイレベル電圧からローレベル電圧に切替える。制御信号の電圧がローレベル電圧である場合、第２スイッチ抵抗を流れる電流は、十分に小さいか、又は、ゼロＡである。このため、第２スイッチ２６において、エミッタの電位を基準としたベースの電圧は、十分に低いか、又は、ゼロＶであり、第２電圧閾値未満である。このため、第２スイッチ２６はオフである。

【0044】

第２スイッチ２６がオフである場合、第３スイッチ抵抗４１，４２を電流が流れることはない。このため、第３スイッチ４０において、エミッタの電位を基準としたベースの電圧は、ゼロＶであり、第３電圧閾値以上である。このため、第３スイッチ４０はオフである。

【0045】

第３スイッチ４０がオフである場合、第１スイッチ抵抗２３，２４を電流が流れることはない。このため、第１スイッチ２２において、エミッタの電位を基準としたベースの電圧は、ゼロＶであり、第１電圧閾値未満である。このため、第１スイッチ２２はオフである。従って、切替え回路２５は、第２スイッチ２６がオフに切替わった場合、第１スイッチ２２をオフに切替える。

【0046】

第１スイッチ２２がオフである場合、回路抵抗２１に電流が流れないので、グランド導体１６の電位を基準としたゲートの電圧は、電源電圧である。ノイズに係る電流が第２導線１５を流れるか、又は、グランド導体１６において第２導線１５の接触抵抗が増加した場合、グランド導体１６の電位を基準とした第２導線１５の一端、即ち、ＭＯＳＦＥＴ２０のソースの電圧は変動する。電源電圧は、グランド導体１６の電位を基準としたＭＯＳＦＥＴ２０のソースの電圧の最大値よりも十分に大きい。この最大値と電源電圧との差はゲート閾値以上である。このため、第１スイッチ２２がオフである場合、ＭＯＳＦＥＴ２０において、ソースの電位を基準としたゲートの電圧は、ゲート閾値以上であり、ＭＯＳＦＥＴ２０はオンである。

【0047】

ＭＯＳＦＥＴ２０がオンである場合、電流は、直流電源１０の正極から負荷１３、ＭＯＳＦＥＴ２０、第２導線１５及びグランド導体１６の順に流れ、直流電源１０の負極に戻る。これにより、負荷１３に電力が供給され、負荷１３が作動する。このとき、ＭＯＳＦＥＴ２０のドレインに電流が入力され、ＭＯＳＦＥＴ２０のソースから電流が出力される。

【0048】

直流電源１０の正極から負荷１３、ＭＯＳＦＥＴ２０、第２導線１５及びグランド導体１６の順に流れる電流の電流経路は、負荷１３を介して流れる電流の電流経路である。ＭＯＳＦＥＴ２０は、この電流経路における負荷１３の下流側に配置されている。

【0049】

マイコン３０は、負荷１３の動作を停止させる場合、制御信号の電圧をローレベル電圧からハイレベル電圧に切替える。制御信号の電圧がハイレベル電圧である場合、第２スイッチ抵抗２８，２７の順に流れる電流は十分に大きい。このため、制御信号の電圧がハイレベル電圧である場合、第２スイッチ２６において、エミッタの電位を基準としたベースの電圧は、第２電圧閾値以上であり、第２スイッチ２６はオンである。

【0050】

第２スイッチ２６がオンである場合、電流は、直流電源１０の正極から、第３スイッチ抵抗４１，４２、第２スイッチ２６、第１導線１４及びグランド導体１６の順に流れ、直流電源１０の負極に戻る。これにより、第３スイッチ抵抗４１において電圧降下が生じ、第３スイッチ４０において、エミッタの電位を基準としたベースの電圧は第３電圧閾値未満である。結果、第２スイッチ２６がオンである場合、第３スイッチ４０はオンである。

【0051】

第２スイッチ２６がオンである場合、第２スイッチ２６のコレクタに電流が入力され、第２スイッチ２６のエミッタから電流が出力される。第２スイッチ２６について、コレクタ、エミッタ及びベースそれぞれは、入力端、出力端及び制御端として機能する。

【0052】

第３スイッチ４０がオンである場合、電流は、直流電源１０の正極から、第３スイッチ４０、第１スイッチ抵抗２４，２３、第２導線１５及びグランド導体１６の順に流れ、直流電源１０の負極に戻る。これにより、第１スイッチ抵抗２３において電圧降下が生じ、第１スイッチ２２において、エミッタの電位を基準としたベースの電圧は第１電圧閾値以上である。結果、第３スイッチ４０がオンである場合、第１スイッチ２２はオンである。切替え回路２５は、第２スイッチ２６がオンに切替わった場合、第１スイッチ２２をオンに切替える。

【0053】

前述したように、電源電圧は、グランド導体１６の電位を基準としたＭＯＳＦＥＴ２０のソース、即ち、第１スイッチ２２のエミッタの電圧の最大値よりも十分に大きい。このため、第１スイッチ抵抗２３を流れる電流は大きく、第１スイッチ抵抗２３における電圧降下の幅は第１電圧閾値以上である。従って、第３スイッチ４０がオンである場合、第１スイッチ２２は確実にオンに切替わる。

【0054】

第３スイッチ４０がオンである場合、第３スイッチ４０のエミッタに電流が入力され、第３スイッチ４０のコレクタから電流が出力される。第３スイッチ４０について、エミッタ、コレクタ及びベースそれぞれは、入力端、出力端及び制御端として機能する。

【0055】

第１スイッチ２２がオンである場合、ＭＯＳＦＥＴ２０において、ソースの電位を基準としたゲートの電圧は、ゼロＶであり、ゲート閾値未満である。従って、第１スイッチ２２がオンである場合、ＭＯＳＦＥＴ２０はオフである。

【0056】

以上のように、制御信号の電圧がローレベル電圧である場合、即ち、マイコン３０がローレベル電圧を第２スイッチ２６のゲートに出力している場合、ＭＯＳＦＥＴ２０はオンである。制御信号の電圧がハイレベル電圧である場合、即ち、マイコン３０がハイレベル電圧を第２スイッチ２６のゲートに出力している場合、ＭＯＳＦＥＴ２０はオフである。

【0057】

第１スイッチ２２がオンである場合、電流は、直流電源１０の正極から回路抵抗２１、第１スイッチ２２、第２導線１５及びグランド導体１６の順に流れ、直流電源１０の負極に戻る。第１スイッチ２２がオンである場合、第１スイッチ２２のコレクタに電流が入力され、第１スイッチ２２のエミッタから電流が出力される。第１スイッチ２２について、コレクタ、エミッタ及びベースそれぞれは、入力端、出力端及び制御端として機能する。

【0058】

第１導線１４が断線した場合、又は、第１導線１４を介した駆動装置１１とグランド導体１６との接続が外れた場合、第２スイッチ２６のエミッタが開放される。この場合、第２スイッチ抵抗２７に電流が流れないので、第２スイッチ２６において、エミッタの電位を基準としたベースの電圧は、ゼロＶであり、第２電圧閾値未満である。このとき、第２スイッチ２６はオフである。前述したように、第２スイッチ２６がオフである場合、第３スイッチ４０及び第１スイッチ２２はオフであり、ＭＯＳＦＥＴ２０はオンである。従って、第２スイッチ２６のエミッタが開放された場合、ＭＯＳＦＥＴ２０はオンに維持される。

【0059】

＜駆動装置１１の効果＞
マイコン３０が第２スイッチ２６に出力するハイレベル電圧及びローレベル電圧は、第２スイッチ２６のエミッタの電位を基準とした電圧である。第２スイッチ２６は、エミッタの電位を基準としたベースの電圧に応じてオン又はオフに切替わる。このため、ハイレベル電圧及びローレベル電圧の基準電位、即ち、グランド導体１６の電位を基準とした第２スイッチ２６のエミッタの電圧が変動した場合であっても、第２スイッチ２６は誤りなくオン又はオフに切替わる。

【0060】

また、直流電源１０の電源電圧は、グランド導体１６の電位を基準とした第１導線１４の一端の電圧の最大値よりも十分に高い。このため、第２スイッチ２６がオンである場合、第３スイッチ抵抗４１を十分に大きな電流が流れ、第３スイッチ４０において、エミッタの電位を基準としたベースの電圧は第３電圧閾値未満である。結果、第２スイッチ２６がオンに切替わった場合、グランド導体１６の電位を基準とした第１導線１４の一端の電圧に無関係に、第３スイッチ４０がオンに切替わる。前述したように、第３スイッチ４０がオンに切替わった場合、第１スイッチ２２がオンに切替わり、ＭＯＳＦＥＴ２０がオフに切替わる。

【0061】

第２スイッチ２６がオフに切替わった場合、グランド導体１６の電位を基準とした第１導線１４の一端の電圧に無関係に、第３スイッチ抵抗４１を介して電流の通流は停止し、第３スイッチ４０はオフに切替わる。前述したように、第３スイッチ４０がオフに切替わった場合、第１スイッチ２２はオフに切替わり、ＭＯＳＦＥＴ２０はオンに切替わる。
以上のように、第２スイッチ２６の切替えに誤りがない場合、ＭＯＳＦＥＴ２０の切替えも誤りなく行われる。結果、制御信号の電圧の基準電位、即ち、グランド導体１６の電位を基準とした第１導線１４の一端の電圧が変動した場合であっても、ＭＯＳＦＥＴ２０は誤りなくオン又はオフに切替わる。

【0062】

＜なお書き＞
ＭＯＳＦＥＴ２０は、電流が出力される出力端の電位を基準とした制御端の電圧を上昇させることによってオンに切替わるスイッチであればよい。このため、ＭＯＳＦＥＴ２０の代わりに、ＭＯＳＦＥＴとは異なるＮチャネル型のＦＥＴ、ＩＧＢＴ(Insulated Gate Bipolar Transistor)又は、ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタ等を用いてもよい。

【0063】

（実施形態２）
実施形態１においては、負荷１３の電力供給の制御に用いるスイッチの数は、１つである。しかしながら、負荷１３の電力供給の制御に用いるスイッチの数は、１に限定されず、２以上であってもよい。
以下では、実施形態２について、実施形態１と異なる点を説明する。後述する構成を除く他の構成は、実施形態１と共通している。このため、実施形態１と共通する構成部には実施形態１と同一の参照符号を付してその説明を省略する。

【0064】

＜駆動装置１１の概要＞
図４は、実施形態２における駆動装置１１の要部構成を示すブロック図である。実施形態２における電源システム１では、駆動装置１１は、負荷１３として、モータＭを駆動する。実施形態２における電源システム１は、実施形態１と同様に、電気機器１２を有していなくてもよい。駆動装置１１は、第１上流スイッチ５０ｕ、第１下流スイッチ５０ｄ、第２上流スイッチ５１ｕ及び第２下流スイッチ５１ｄを有する。直流電源１０の正極からモータＭを介して流れる電流の電流経路として、第１電流経路及び第２電流経路が設けられている。

【0065】

第１電流経路において、モータＭの上流側及び下流側それぞれに第１上流スイッチ５０ｕ及び第１下流スイッチ５０ｄが配置されている。第２電流経路において、モータＭの上流側及び下流側それぞれに第２上流スイッチ５１ｕ及び第２下流スイッチ５１ｄが配置されている。第１電流経路を電流が流れている場合にモータＭを流れる電流の方向は、第１方向であり、図４においては下向きである。第２電流経路を電流が流れている場合にモータＭを流れる電流の方向は、第２方向であり、図４において上向きである。第１方向は第２方向と異なる。

【0066】

駆動装置１１は、第２上流スイッチ５１ｕ及び第２下流スイッチ５１ｄがオフである状態で第１上流スイッチ５０ｕ及び第１下流スイッチ５０ｄをオンに切替える。これにより、第１方向の電流がモータＭに流れ、モータＭは正方向に回転する。モータＭは円柱状のロータを有する。モータＭの回転は、ロータの軸回りの回転を意味する。正方向は例えば時計回りの方向である。

【0067】

駆動装置１１は、第１上流スイッチ５０ｕ及び第１下流スイッチ５０ｄがオフである状態で第２上流スイッチ５１ｕ及び第２下流スイッチ５１ｄをオンに切替える。これにより、第２方向の電流がモータＭに流れ、モータＭは逆方向に回転する。正方向が時計回りである場合、逆方向は反時計回りの方向である。
モータＭは、例えば、車両の窓を開閉するために用いられる。モータＭが正方向に回転した場合、例えば、車両の窓が開放される。モータＭが逆方向に回転した場合、例えば、車両の窓が閉鎖される。

【0068】

駆動装置１１は、第１上流スイッチ５０ｕ及び第２上流スイッチ５１ｕをオフに切替える。これにより、直流電源１０からモータＭへの電力供給が停止し、モータＭが動作を停止する。

【0069】

＜駆動装置１１の構成＞
図４に示すように、駆動装置１１は、第１上流スイッチ５０ｕ、第１下流スイッチ５０ｄ、第２上流スイッチ５１ｕ及び第２下流スイッチ５１ｄに加えて、レギュレータ２９、マイコン３０、第１上流駆動回路５２ｕ、第１下流駆動回路５２ｄ、第２上流駆動回路５３ｕ、第２下流駆動回路５３ｄ及びスイッチ抵抗５４，５５を有する。第１上流スイッチ５０ｕ、第１下流スイッチ５０ｄ、第２上流スイッチ５１ｕ及び第２下流スイッチ５１ｄそれぞれは、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴである。

【0070】

直流電源１０、レギュレータ２９、マイコン３０、第１導線１４及びグランド導体１６は実施形態１と同様に接続されている。第１導線１４の一端には、複数の電気機器１２が接続されている。第１上流スイッチ５０ｕのドレインは、直流電源１０の正極に接続されている。第１上流スイッチ５０ｕのソースは、モータＭの一端に接続されている。モータＭの他端は、第１下流スイッチ５０ｄのドレインに接続されている。第１下流スイッチ５０ｄのソースは、第２導線１５を介してグランド導体１６に接続されている。第１下流スイッチ５０ｄのゲート及びソース間には、スイッチ抵抗５４が接続されている。

【0071】

第２上流スイッチ５１ｕのドレインは、直流電源１０の正極に接続されている。第２上流スイッチ５１ｕのソースは、第１下流スイッチ５０ｄ及びモータＭ間の接続ノードに接続されている。第１上流スイッチ５０ｕ及びモータＭ間の接続ノードは、第２下流スイッチ５１ｄのドレインに接続されている。第２下流スイッチ５１ｄのソースは、第２導線１５を介してグランド導体１６に接続されている。第２下流スイッチ５１ｄのゲート及びソース間には、スイッチ抵抗５５が接続されている。

【0072】

第１上流スイッチ５０ｕ、第１下流スイッチ５０ｄ、第２上流スイッチ５１ｕ及び第２下流スイッチ５１ｄそれぞれのゲートは、第１上流駆動回路５２ｕ、第１下流駆動回路５２ｄ、第２上流駆動回路５３ｕ及び第２下流駆動回路５３ｄに接続されている。第１上流駆動回路５２ｕはマイコン３０に接続されている。第１上流駆動回路５２ｕ及びマイコン３０間の接続ノードは、第２下流駆動回路５３ｄに接続されている。第２上流駆動回路５３ｕはマイコン３０に接続されている。第２上流駆動回路５３ｕ及びマイコン３０間の接続ノードは、第１下流駆動回路５２ｄに接続されている。

【0073】

マイコン３０は、更に、第１下流駆動回路５２ｄ及び第２下流駆動回路５３ｄそれぞれに直接に接続されている。第１下流駆動回路５２ｄ及び第２下流駆動回路５３ｄそれぞれは、マイコン３０及び第１導線１４間の接続ノードに接続されている。第１下流駆動回路５２ｄは、更に、第１下流スイッチ５０ｄのソースに接続されている。第２下流駆動回路５３ｄは、更に、第２下流スイッチ５１ｄのソースに接続されている。

【0074】

第１下流駆動回路５２ｄ及び第２下流駆動回路５３ｄそれぞれは、直流電源１０の正極に接続されている。図面が煩雑になることを防ぐため、これらの接続線の記載を図４では省略している。

【0075】

＜駆動装置１１の動作＞
第１上流スイッチ５０ｕ、第１下流スイッチ５０ｄ、第２上流スイッチ５１ｕ及び第２下流スイッチ５１ｄそれぞれについて、ソースの電位を基準としたゲートの電圧がスイッチ閾値以上である場合、ドレイン及びソース間の抵抗値は十分に小さい。このとき、第１上流スイッチ５０ｕ、第１下流スイッチ５０ｄ、第２上流スイッチ５１ｕ及び第２下流スイッチ５１ｄそれぞれはオンであり、ドレイン及びソースを介して電流が流れることが可能である。

【0076】

第１上流スイッチ５０ｕ、第１下流スイッチ５０ｄ、第２上流スイッチ５１ｕ及び第２下流スイッチ５１ｄそれぞれについて、ソースの電位を基準としたゲートの電圧がスイッチ閾値未満である場合、ドレイン及びソース間の抵抗値は十分に大きい。このとき、第１上流スイッチ５０ｕ、第１下流スイッチ５０ｄ、第２上流スイッチ５１ｕ及び第２下流スイッチ５１ｄそれぞれはオフであり、ドレイン及びソースを介して電流が流れることはない。スイッチ閾値は、正の一定値であり、予め設定されている。第１上流スイッチ５０ｕ、第１下流スイッチ５０ｄ、第２上流スイッチ５１ｕ及び第２下流スイッチ５１ｄのスイッチ閾値それぞれは、他のスイッチ閾値と同一であってもよいし、他のスイッチ閾値と異なっていてもよい。

【0077】

マイコン３０は、第１上流駆動回路５２ｕ及び第２下流駆動回路５３ｄに右側制御信号を出力する。マイコン３０は、第２上流駆動回路５３ｕ及び第１下流駆動回路５２ｄに左側制御信号を出力する。右側制御信号及び左側制御信号それぞれは、ハイレベル電圧及びローレベル電圧によって構成される。マイコン３０は、右側制御信号及び左側制御信号の電圧それぞれをハイレベル電圧又はローレベル電圧に切替える。第１上流駆動回路５２ｕ及び第２下流駆動回路５３ｄそれぞれは、右側制御信号の電圧に応じてオン又はオフに切替わる。第２上流駆動回路５３ｕ及び第１下流駆動回路５２ｄそれぞれは、左側制御信号の電圧に応じてオン又はオフに切替わる。

【0078】

図５は、駆動装置１１の動作を説明するためのタイミングチャートである。図５でも、ハイレベル電圧が「Ｈ」で示され、ローレベル電圧が「Ｌ」で示されている。右側制御信号及び左側制御信号の推移と、第１上流スイッチ５０ｕ、第１下流スイッチ５０ｄ、第２上流スイッチ５１ｕ及び第２下流スイッチ５１ｄの状態の推移とが示されている。これらの推移について、横軸には時間が示されている。

【0079】

右側制御信号及び左側制御信号の電圧として３つの状態がある。第１状態は、右側制御信号及び左側制御信号それぞれの電圧がハイレベル電圧及びローレベル電圧である状態である。第２状態は、右側制御信号及び左側制御信号それぞれの電圧がローレベル電圧及びハイレベル電圧である状態である。第３状態は、右側制御信号及び左側制御信号の電圧がローレベル電圧である状態である。

【0080】

右側制御信号がローレベル電圧からハイレベル電圧に切替わった場合、第１上流駆動回路５２ｕは、グランド導体１６の電位を基準とした第１上流スイッチ５０ｕのゲートの電圧を上昇させる。これにより、第１上流スイッチ５０ｕでは、ソースの電位を基準としたゲートの電圧がスイッチ閾値以上となり、第１上流スイッチ５０ｕはオンに切替わる。同様の場合において、第２下流駆動回路５３ｄは、第２下流スイッチ５１ｄにおいて、ソースの電位を基準としたゲートの電圧をゼロＶに低下させる。これにより、第２下流スイッチ５１ｄでは、ソースの電位を基準としたゲートの電圧がスイッチ閾値未満となり、第２下流スイッチ５１ｄはオフに切替わる。従って、右側制御信号の電圧がハイレベル電圧である場合、第１上流スイッチ５０ｕ及び第２下流スイッチ５１ｄそれぞれはオン及びオフである。

【0081】

左側制御信号がハイレベル電圧からローレベル電圧に切替わった場合、第２上流駆動回路５３ｕは、グランド導体１６の電位を基準とした第２上流スイッチ５１ｕのゲートの電圧を低下させる。これにより、第２上流スイッチ５１ｕでは、ソースの電位を基準としたゲートの電圧がスイッチ閾値未満となり、第２上流スイッチ５１ｕはオフに切替わる。同様の場合において、第１下流駆動回路５２ｄは、第１下流スイッチ５０ｄにおいて、ソースの電位を基準としたゲートの電圧を上昇させる。これにより、第１下流スイッチ５０ｄでは、ソースの電位を基準としたゲートの電圧がスイッチ閾値以上となり、第１下流スイッチ５０ｄはオンに切替わる。従って、左側制御信号の電圧がローレベル電圧である場合、第２上流スイッチ５１ｕ及び第１下流スイッチ５０ｄそれぞれはオフ及びオンである。

【0082】

右側制御信号及び左側制御信号それぞれの電圧がハイレベル電圧及びローレベル電圧である場合、第１上流スイッチ５０ｕ及び第１下流スイッチ５０ｄがオンであり、かつ、第２上流スイッチ５１ｕ及び第２下流スイッチ５１ｄがオフである。このとき、電流は、直流電源１０の正極から、第１上流スイッチ５０ｕ、モータＭ、第１下流スイッチ５０ｄ、第２導線１５及びグランド導体１６の順に流れ、直流電源１０の負極に戻る。これにより、第１方向の電流がモータＭを流れ、モータＭは正方向に回転する。

【0083】

第１上流スイッチ５０ｕ及び第１下流スイッチ５０ｄがオンである場合、第１上流スイッチ５０ｕ及び第１下流スイッチ５０ｄそれぞれについて、ドレインに電流が入力され、ソースから電流が出力される。

【0084】

右側制御信号がハイレベル電圧からローレベル電圧に切替わった場合、第１上流駆動回路５２ｕは、グランド導体１６の電位を基準とした第１上流スイッチ５０ｕのゲートの電圧を低下させる。これにより、第１上流スイッチ５０ｕでは、ソースの電位を基準としたゲートの電圧がスイッチ閾値未満となり、第１上流スイッチ５０ｕはオフに切替わる。同様の場合において、第２下流駆動回路５３ｄは、第２下流スイッチ５１ｄにおいて、ソースの電位を基準としたゲートの電圧を上昇させる。これにより、第２下流スイッチ５１ｄでは、ソースの電位を基準としたゲートの電圧がスイッチ閾値以上となり、第２下流スイッチ５１ｄはオンに切替わる。従って、右側制御信号の電圧がローレベル電圧である場合、第１上流スイッチ５０ｕ及び第２下流スイッチ５１ｄそれぞれはオフ及びオンである。

【0085】

左側制御信号がローレベル電圧からハイレベル電圧に切替わった場合、第２上流駆動回路５３ｕは、グランド導体１６の電位を基準とした第２上流スイッチ５１ｕのゲートの電圧を上昇させる。これにより、第２上流スイッチ５１ｕでは、ソースの電位を基準としたゲートの電圧がスイッチ閾値以上となり、第２上流スイッチ５１ｕはオンに切替わる。同様の場合において、第１下流駆動回路５２ｄは、第１下流スイッチ５０ｄにおいて、ソースの電位を基準としたゲートの電圧をゼロＶに低下させる。これにより、第１下流スイッチ５０ｄでは、ソースの電位を基準としたゲートの電圧がスイッチ閾値未満となり、第１下流スイッチ５０ｄはオフに切替わる。従って、左側制御信号の電圧がハイレベル電圧である場合、第２上流スイッチ５１ｕ及び第１下流スイッチ５０ｄそれぞれはオン及びオフである。

【0086】

右側制御信号及び左側制御信号それぞれの電圧がローレベル電圧及びハイレベル電圧である場合、第１上流スイッチ５０ｕ及び第１下流スイッチ５０ｄがオフであり、かつ、第２上流スイッチ５１ｕ及び第２下流スイッチ５１ｄがオンである。このとき、電流は、直流電源１０の正極から、第２上流スイッチ５１ｕ、モータＭ、第２下流スイッチ５１ｄ、第２導線１５及びグランド導体１６の順に流れ、直流電源１０の負極に戻る。これにより、第２方向の電流がモータＭを流れ、モータＭは逆方向に回転する。

【0087】

第２上流スイッチ５１ｕ及び第２下流スイッチ５１ｄがオンである場合、第２上流スイッチ５１ｕ及び第２下流スイッチ５１ｄそれぞれについて、ドレインに電流が入力され、ソースから電流が出力される。

【0088】

右側制御信号及び左側制御信号の電圧がローレベル電圧である場合、第１上流スイッチ５０ｕ及び第２上流スイッチ５１ｕがオフであり、かつ、第１下流スイッチ５０ｄ及び第２下流スイッチ５１ｄがオンである。第１上流スイッチ５０ｕ及び第２上流スイッチ５１ｕがオフであるので、モータＭに電力が供給されず、モータＭは動作を停止する。

【0089】

モータＭは図示しないインダクタを有する。モータＭに電力が供給されている間、電流はインダクタを流れ、インダクタにエネルギーが蓄積される。第１下流スイッチ５０ｄ及び第２下流スイッチ５１ｄがオンである場合、モータＭの一端から、電流が第１下流スイッチ５０ｄ及び第２下流スイッチ５１ｄを介して流れ、モータＭはエネルギーを放出する。図５に示すように、モータＭが回転する方向を変更する場合、モータＭの動作を一旦停止させ、モータＭにエネルギーを放出させる。

【0090】

＜第１下流駆動回路５２ｄの構成＞
図６は、第１下流駆動回路５２ｄの回路図である。第１下流駆動回路５２ｄは、回路抵抗２１、第１スイッチ２２、第１スイッチ抵抗２３，２４、切替え回路２５、第２スイッチ２６、第２スイッチ抵抗２７，２８及び回路スイッチ６０を有する。実施形態２における切替え回路２５は、実施形態１と同様に第３スイッチ４０及び第３スイッチ抵抗４１，４２を有する。回路抵抗２１、第１スイッチ２２、第１スイッチ抵抗２３，２４、切替え回路２５、第２スイッチ２６、第２スイッチ抵抗２７，２８、第３スイッチ４０及び第３スイッチ抵抗４１，４２の接続は実施形態１と同様である。

【0091】

回路スイッチ６０の一端は、直流電源１０の正極に接続されている。回路スイッチ６０の他端は、回路抵抗２１及び第３スイッチ４０のエミッタ間の接続ノードに接続されている。回路抵抗２１及び第１スイッチ２２のコレクタ間の接続ノードは、第１下流スイッチ５０ｄのゲートに接続されている。第１スイッチ２２のエミッタは第１下流スイッチ５０ｄのソースに接続されている。

【0092】

実施形態１と同様に、第２スイッチ２６のベースは、第２スイッチ抵抗２８を介してマイコン３０に接続されるとともに、第２スイッチ２６のエミッタは、第１導線１４の一端に接続されている。

【0093】

以上のように、回路抵抗２１は、直流電源１０の正極及び第１下流スイッチ５０ｄのゲート間に接続されている。第１スイッチ２２は、第１下流スイッチ５０ｄのゲート及びソース間に接続されている。

【0094】

＜第１下流駆動回路５２ｄの動作＞
マイコン３０は、回路スイッチ６０をオン又はオフに切替える。マイコン３０は、左側制御信号を第２スイッチ２６のベースに出力する。左側制御信号のハイレベル電圧及びローレベル電圧は、第２スイッチ２６のエミッタを基準とした電圧である。このため、回路スイッチ６０がオンである場合、左側制御信号の電圧に応じて、第２スイッチ２６、第３スイッチ４０及び第１スイッチ２２はオン又はオフに切替わる。

【0095】

回路スイッチ６０がオンである場合において、左側制御信号の電圧がローレベル電圧であるとき、実施形態１と同様に、第２スイッチ２６、第３スイッチ４０及び第１スイッチ２２はオフである。第１スイッチ２２がオフである場合、電流は、直流電源１０の正極から回路抵抗２１、スイッチ抵抗５４、第２導線１５及びグランド導体１６の順に流れ、直流電源１０の負極に戻る。スイッチ抵抗５４において、電圧降下が生じる。このとき、第１下流スイッチ５０ｄにおいて、ソースの電位を基準としたゲートの電圧がスイッチ閾値以上であり、第１下流スイッチ５０ｄはオンである。電源電圧は、グランド導体１６の電位を基準とした第１下流スイッチ５０ｄのソースの電圧の最大値よりも十分に大きい。このため、スイッチ抵抗５４において生じる電圧降下の幅はスイッチ閾値以上である。従って、第１スイッチ２２がオフである場合、第１下流スイッチ５０ｄは確実にオンに切替わる。

【0096】

回路スイッチ６０がオンである場合において、左側制御信号の電圧がハイレベル電圧であるとき、実施形態１と同様に、第２スイッチ２６、第３スイッチ４０及び第１スイッチ２２はオンである。第１スイッチ２２がオンである場合、第１下流スイッチ５０ｄにおいて、ソースの電位を基準としたゲートの電圧は、ゼロＶであり、スイッチ閾値未満である。結果、第１下流スイッチ５０ｄはオフである。電源電圧は、実施形態１と同様に、グランド導体１６の電位を基準とした第１スイッチ２２のエミッタの電圧の最大値よりも十分に大きい。このため、第２スイッチ２６がオンである場合において、第１スイッチ抵抗２３において生じる電圧降下の幅は第１電圧閾値以上である。従って、第３スイッチ４０がオンである場合、第１スイッチ２２は確実にオンに切替わる。

【0097】

以上のように、回路スイッチ６０がオンである場合においては、図５に示すように、左側制御信号の電圧がローレベル電圧であるとき、第１下流スイッチ５０ｄはオンである。同様の場合において、左側制御信号の電圧がハイレベル電圧であるとき、第１下流スイッチ５０ｄはオフである。

【0098】

回路スイッチ６０がオフである場合、第２スイッチ２６がオンであるか否か、即ち、左側制御信号の電圧に無関係にスイッチ抵抗５４に電流が流れることはない。このため、回路スイッチ６０がオフである場合、第１下流スイッチ５０ｄにおいて、ソースの電位を基準としたゲートの電圧はゼロＶであり、スイッチ閾値未満である。従って、第１下流スイッチ５０ｄはオフである。

【0099】

従って、マイコン３０は、左側制御信号の電圧をローレベル電圧に切替え、かつ、回路スイッチ６０をオフに切替えた場合、第２上流スイッチ５１ｕ及び第１下流スイッチ５０ｄをオフに切替えることができる。

【0100】

＜第２下流駆動回路５３ｄ＞
第２下流駆動回路５３ｄは第１下流駆動回路５２ｄと同様に構成されている。第１下流駆動回路５２ｄの接続の説明において、第１下流スイッチ５０ｄを第２下流スイッチ５１ｄに置き換えることによって、第２下流駆動回路５３ｄの接続を説明することができる。

【0101】

第２下流駆動回路５３ｄの動作は、第１下流駆動回路５２ｄの動作と同様である。第１下流駆動回路５２ｄの動作の説明において、左側制御信号、第１下流スイッチ５０ｄ及びスイッチ抵抗５４それぞれを、右側制御信号、第２下流スイッチ５１ｄ及びスイッチ抵抗５５に置き換えることによって、第２下流駆動回路５３ｄの動作を説明することができる。右側制御信号の電圧は、第２下流駆動回路５３ｄが有する第２スイッチ２６のエミッタの電位を基準とした電圧である。

【0102】

従って、回路スイッチ６０がオンである場合においては、右側制御信号の電圧がローレベル電圧であるとき、第２下流スイッチ５１ｄはオンである。同様の場合において、右側制御信号の電圧がハイレベル電圧であるとき、第２下流スイッチ５１ｄはオフである。マイコン３０は、右側制御信号の電圧をローレベル電圧に切替え、かつ、第２下流駆動回路５３ｄが有する回路スイッチ６０をオフに切替えた場合、第１上流スイッチ５０ｕ及び第２下流スイッチ５１ｄをオフに切替えることができる。

【0103】

マイコン３０は、右側制御信号及び左側制御信号の電圧をローレベル電圧に切替え、かつ、第１下流駆動回路５２ｄ及び第２下流駆動回路５３ｄの回路スイッチ６０をオフに切替える。これにより、第１上流スイッチ５０ｕ、第１下流スイッチ５０ｄ、第２上流スイッチ５１ｕ及び第２下流スイッチ５１ｄがオフである状態を実現することができる。

【0104】

回路スイッチ６０がオンである場合において、第１下流駆動回路５２ｄ及び第２下流駆動回路５３ｄの第２スイッチ２６のエミッタが開放されたとき、第２スイッチ２６がオフに切替わるので、第１下流スイッチ５０ｄ及び第２下流スイッチ５１ｄがオンに切替わる。これにより、モータＭの両端の電圧が一致するので、モータＭは動作を停止する。

【0105】

＜駆動装置１１の効果＞
実施形態２における駆動装置１１は、実施形態１における駆動装置１１が奏する効果を同様に奏する。従って、回路スイッチ６０がオンである場合において、右側制御信号及び左側制御信号それぞれの電圧の基準電位、即ち、グランド導体１６の電位を基準とした第１導線１４の一端の電圧が変動したときであっても、第１下流スイッチ５０ｄ及び第２下流スイッチ５１ｄは誤りなくオン又はオフに切替わる。回路スイッチ６０がオフである場合においては、グランド導体１６の電位を基準とした第１導線１４の一端の電圧に無関係に、第１下流スイッチ５０ｄ及び第２下流スイッチ５１ｄはオフである。

【0106】

＜なお書き＞
実施形態２において、第１上流スイッチ５０ｕ及び第２上流スイッチ５１ｕそれぞれは、スイッチとして機能すればよいので、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴに限定されず、ＭＯＳＦＥＴとは異なるＮチャネル型のＦＥＴ、Ｐチャネル型のＦＥＴ、ＩＧＢＴ、バイポーラトランジスタ又はリレー接点等であってもよい。第１下流スイッチ５０ｄ及び第２下流スイッチ５１ｄそれぞれは、電流が出力される出力端の電位を基準とした制御端の電圧を上昇させることによってオンに切替わるスイッチであればよい。このため、第１下流スイッチ５０ｄ及び第２下流スイッチ５１ｄそれぞれは、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴに限定されず、ＭＯＳＦＥＴとは異なるＮチャネル型のＦＥＴ、ＩＧＢＴ又はＮＰＮ型のバイポーラトランジスタ等であってもよい。実施形態２において、駆動装置１１が駆動する負荷は、モータＭに限定されず、直流電圧の印加方向を切替える電気機器であればよい。

【0107】

実施形態１において、実施形態２と同様に、ＭＯＳＦＥＴ２０のゲート及びソース間に抵抗が接続されていてもよい。この場合、第１スイッチ２２がオフであるとき、電流が直流電源１０の正極から回路抵抗２１、抵抗及びグランド導体１６の順に流れ、直流電源１０の負極に戻る。抵抗において電圧降下が生じるので、ＭＯＳＦＥＴ２０において、ソースの電位を基準としたゲートの電圧はゲート閾値以上であり、ＭＯＳＦＥＴ２０はオンである。

【0108】

実施形態１，２において、第１スイッチ２２及び第２スイッチ２６それぞれは、電流が出力される出力端の電位を基準とした制御端の電圧を上昇させることによってオンに切替わるスイッチであればよい。このため、第１スイッチ２２及び第２スイッチ２６それぞれは、ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタに限定されず、Ｎチャネル型のＦＥＴ又はＩＧＢＴ等であってもよい。

【0109】

また、実施形態１，２において、第３スイッチ４０は、電流が出力される出力端の電位を基準とした制御端の電圧を低下させることによってオンに切替わるスイッチであればよい。このため、第３スイッチ４０は、ＰＮＰ型のバイポーラトランジスタに限定されず、例えば、Ｐチャネル型のＦＥＴであってもよい。実施形態１，２における電源システム１が備える電気機器１２の数は、２以上に限定されず、１であってもよい。

【0110】

開示された実施形態１，２はすべ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、上述した意味ではなく、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すべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0111】

１ 電源システム
１０ 直流電源
１１ 駆動装置
１２ 電気機器
１３ 負荷
１４ 第１導線
１４ａ インダクタ
１４ｂ 導線抵抗
１５ 第２導線
１６ グランド導体
２０ ＭＯＳＦＥＴ
２１ 回路抵抗
２２ 第１スイッチ
２３ 第１スイッチ抵抗（第２の抵抗）
２４ 第１スイッチ抵抗
２５ 切替え回路
２６ 第２スイッチ
２７，２８ 第２スイッチ抵抗
２９ レギュレータ
３０ マイコン（出力部）
４０ 第３スイッチ
４１ 第３スイッチ抵抗（第３の抵抗）
４２ 第３スイッチ抵抗
５０ｄ 第１下流スイッチ
５０ｕ 第１上流スイッチ
５１ｄ 第２下流スイッチ
５１ｕ 第２上流スイッチ
５２ｄ 第１下流駆動回路
５２ｕ 第１上流駆動回路
５３ｄ 第２下流駆動回路
５３ｕ 第２上流駆動回路
５４，５５ スイッチ抵抗
６０ 回路スイッチ
Ｍ モータ（負荷）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】