特許 7663042 電子装置

(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】2025-04-08

(45)【発行日】2025-04-16

(54)【発明の名称】電子装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 1/00 20060101AFI20250409BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20250409BHJP

【ＦＩ】

H02J1/00 309W

H02J7/00 302Z

H02J7/00 301B

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2021119877

(22)【出願日】2021-07-20

(65)【公開番号】P2023015846

(43)【公開日】2023-02-01

【審査請求日】2023-12-11

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110003214

【氏名又は名称】弁理士法人服部国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小野寺 賢

【審査官】大濱 伸也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－０１５０７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０１３０８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２２１００７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ １／００

Ｈ０２Ｊ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

制御基板（７０）に実装された電子装置であって、
所定の処理を実行する処理回路（３０）と、
外部電源（ＶＢ）から供給された電源供給電圧（ＶＢｉｎ）を分圧して生成した入力信号電圧（Ｖｉｎ）を前記処理回路に出力するように直列接続された複数の分圧抵抗（Ｒ１、Ｒ２）で構成されているか、或いは、前記電源供給電圧が前記処理回路の入力信号電圧として入力される接続点に接続されたプルダウン抵抗（Ｒ３）で構成されている高インピーダンス入力回路（４０、４０Ｕ）と、
第１端（Ｔ１）が電源スイッチ（ＳＷ１）を介して前記外部電源に接続され、前記第１端と反対側の第２端（Ｔ２）が前記高インピーダンス入力回路の高電位側に接続されたコネクタ端子（Ｒｃ）と、
半導体スイッチで構成され、前記コネクタ端子の前記第２端とグランドとを接続する回復電流通電経路を開閉可能な回復スイッチ（ＳＷ２）、前記回復スイッチに直列接続された電流制限抵抗（Ｒｒ）、及び、前記電源スイッチをＯＮした時から前記回復スイッチをＯＮ状態とする通電時間を設定する通電時間設定回路を有する接触抵抗回復回路（５０）と、
を備え、
前記通電時間設定回路は、前記コネクタ端子の前記第２端と、前記回復スイッチを構成するトランジスタのベース端子又はゲート端子との間でコンデンサ（Ｃｒ）と抵抗（Ｒｓ）とが直列接続されたＣＲ回路（５５）で構成されており、
前記電源スイッチのＯＮ後、前記回復スイッチのベース又はゲートに入力される電圧が前記回復スイッチのＯＮ閾値を下回るまでの時間が、前記ＣＲ回路の時定数に基づいて決まり、
前記接触抵抗回復回路は、前記通電時間の間、前記回復スイッチがＯＮすることで、前記コネクタ端子の接触抵抗を低下させるように、前記高インピーダンス入力回路に流れる電流よりも大きな電流を前記コネクタ端子に流す電子装置。

【請求項2】

制御基板（７０）に実装された電子装置であって、
所定の処理を実行する処理回路（３０）と、
外部電源（ＶＢ）から供給された電源供給電圧（ＶＢｉｎ）を分圧して生成した入力信号電圧（Ｖｉｎ）を前記処理回路に出力するように直列接続された複数の分圧抵抗（Ｒ１、Ｒ２）で構成されている高インピーダンス入力回路（４０）と、
第１端（Ｔ１）が電源スイッチ（ＳＷ１）を介して前記外部電源に接続され、前記第１端と反対側の第２端（Ｔ２）が前記高インピーダンス入力回路の高電位側に接続されたコネクタ端子（Ｒｃ）と、
半導体スイッチで構成され、前記コネクタ端子の前記第２端とグランドとを接続する回復電流通電経路を開閉可能な回復スイッチ（ＳＷ２）、前記回復スイッチに直列接続された電流制限抵抗（Ｒｒ）、及び、前記電源スイッチをＯＮした時から前記回復スイッチをＯＮ状態とする通電時間を設定する通電時間設定回路を有する接触抵抗回復回路（５０）と、
を備え、
前記通電時間設定回路は、ＩＣ（２０４、２０６）の内部に設けられたタイマ回路（６０）で構成されており、前記高インピーダンス入力回路で分圧して得られた前記入力信号電圧が前記タイマ回路の動作電源として用いられ、
前記接触抵抗回復回路は、前記通電時間の間、前記回復スイッチがＯＮすることで、前記コネクタ端子の接触抵抗を低下させるように、前記高インピーダンス入力回路に流れる電流よりも大きな電流を前記コネクタ端子に流す電子装置。

【請求項3】

前記ＩＣ（２０４）の内部に、前記高インピーダンス入力回路、及び、前記接触抵抗回復回路の全部が設けられている請求項２に記載の電子装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、制御基板のコネクタ等に用いられる端子において、フレッティングコロージョン現象により酸化膜が形成されて接触抵抗が増加したとき、コヒーラ効果を利用して接触抵抗を回復する技術が知られている。コヒーラ効果とは、酸化膜に対してある値以上の電圧を印加すると、急激に電流が流れ、酸化膜が破壊されて接触抵抗が抵抗する現象をいう。酸化膜が破壊された後は、安定した接触抵抗となる。接触抵抗を低く維持することができれば、端子の金メッキを錫メッキに変更することでコスト低減が可能となる。

【0003】

例えば特許文献１に開示された装置は、バッテリからの入力電圧を受けてレギュレータ部で内部電源（基準電圧源）が生成される。スイッチがオフからオンに切り替わり電源供給が開始された時、内部電源から、コンデンサを充電するための突入電流が一時的に流れる。この突入電流により、コネクタ端子に形成された酸化膜が破壊及び除去される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０２０－１１９８１４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の従来技術では、コネクタ端子の酸化膜を除去するための接触抵抗回復電流を通電するのに、バッテリ電源とは別の内部電源を生成する電源回路、及び、内部電源用の電源端子が必要であり、制御基板の実装部品が増加する。内部電源の電源回路には酸化膜を除去できるだけの出力電流仕様が要求される。また、特許文献１の従来技術では大容量のコンデンサが必要となり、実装面積が大きくなるため、制御基板を小型化することができないという課題がある。

【0006】

本発明はこのような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、コネクタ端子の接触抵抗回復機能を備えた電子装置において、制御基板を小型化する電子装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、制御基板（７０）に実装された電子装置であって、所定の処理を実行する処理回路（３０）と、高インピーダンス入力回路（４０、４０Ｕ）と、コネクタ端子（Ｒｃ）と、接触抵抗回復回路（５０）と、を備える。

【0008】

高インピーダンス入力回路は、外部電源（ＶＢ）から供給された電源供給電圧（ＶＢｉｎ）を分圧して生成した入力信号電圧（Ｖｉｎ）を処理回路に出力するように直列接続された複数の分圧抵抗（Ｒ１、Ｒ２）で構成されている。或いは、高インピーダンス入力回路は、電源供給電圧が処理回路の入力信号電圧として入力される接続点に接続されたプルダウン抵抗（Ｒ３）で構成されている。

【0009】

コネクタ端子は、第１端（Ｔ１）が電源スイッチ（ＳＷ１）を介して外部電源に接続され、第１端と反対側の第２端（Ｔ２）が高インピーダンス入力回路の高電位側に接続されている。

【0010】

接触抵抗回復回路は、半導体スイッチで構成され、コネクタ端子の第２端とグランドとを接続する回復電流通電経路を開閉可能な回復スイッチ（ＳＷ２）、回復スイッチに直列接続された電流制限抵抗（Ｒｒ）、及び、電源スイッチをＯＮした時から回復スイッチをＯＮ状態とする通電時間を設定する通電時間設定回路を有する。接触抵抗回復回路は、通電時間の間、回復スイッチがＯＮすることで、コネクタ端子の接触抵抗を低下させるように、高インピーダンス入力回路に流れる電流よりも大きな電流をコネクタ端子に流す。

【0011】

本発明の第１の態様では、通電時間設定回路は、コネクタ端子の第２端と、回復スイッチを構成するトランジスタのベース端子又はゲート端子との間でコンデンサ（Ｃｒ）と抵抗（Ｒｓ）とが直列接続されたＣＲ回路（５５）で構成されている。電源スイッチのＯＮ後、回復スイッチのベース又はゲートに入力される電圧が回復スイッチのＯＮ閾値を下回るまでの時間が、ＣＲ回路の時定数に基づいて決まる。
本発明の第２の態様では、通電時間設定回路は、ＩＣ（２０４、２０６）の内部に設けられたタイマ回路（６０）で構成されている。複数の分圧抵抗（Ｒ１、Ｒ２）で構成されている高インピーダンス入力回路で分圧して得られた入力信号電圧がタイマ回路の動作電源として用いられる。

【0012】

本発明では、外部電源からコネクタ端子を経由して高インピーダンス入力回路に向かう経路の途中に接触抵抗回復回路が設けられる。外部電源からの電源供給を開始した時から所定の通電時間、接触抵抗回復回路の回復スイッチがＯＮすることで、コネクタ端子に大電流が通電されて酸化膜を破壊する。特許文献１の従来技術で設けられている接触抵抗回復電流を通電するための別の電源回路は不要である。

【0013】

また、本発明の接触抵抗回復回路は、半導体スイッチで構成された回復スイッチを用いるため、大容量コンデンサを用いる特許文献１の従来技術と比べて実装面積を減らし、制御基板を小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の各実施形態による電子装置の基本構成を示すブロック図。

【図2】第１実施形態による電子装置のブロック図。

【図3】第１実施形態による電子装置の動作チャート。

【図4】第２実施形態による電子装置のブロック図。

【図5】第３実施形態による電子装置のブロック図。

【図6】第４実施形態による電子装置のブロック図。

【図7】第５実施形態による電子装置のブロック図。

【図8】図７のブロック図を具体化した回路図。

【図9】第６実施形態による電子装置のブロック図。

【図10】図９のブロック図を具体化した回路図。

【図11】高インピーダンス入力回路の他の構成例を示すブロック図。

【図12】比較例１の電子装置のブロック図。

【図13】比較例２の電子装置のブロック図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明による電子装置の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。各実施形態の電子装置は、車載バッテリの直流電力により車載アクチュエータの駆動制御を行う制御装置において、バッテリ電圧の入力状態を判定する処理回路を含む装置である。複数の実施形態において実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

【0016】

（基本構成）
最初に図１を参照し、本発明の各実施形態による電子装置１０の基本構成について説明する。電子装置１０は、処理回路３０、高インピーダンス入力回路４０、及び、接触抵抗回復回路５０を備え、制御基板７０に実装されている。制御基板７０の一端にはコネクタ７５が設けられており、電子装置１０は、コネクタ端子Ｒｃをさらに備える。

【0017】

コネクタ端子Ｒｃは、一種の抵抗素子として図示される。コネクタ端子Ｒｃの第１端Ｔ１は、電源スイッチＳＷ１を介して「外部電源」としてのバッテリＶＢに接続される。コネクタ端子Ｒｃの第１端Ｔ１と反対側の第２端Ｔ２は、高インピーダンス入力回路４０の高電位側に接続されている。

【0018】

図面及び明細書中の記号に関し、「ＶＢ」は、物としてのバッテリを指す符号であるとともに、バッテリの物性値であるバッテリ電圧を意味する。「Ｒｃ」は、コネクタ端子の符号であるとともに、コネクタ端子の物性値である端子接触抵抗を意味する。それ以外の抵抗の記号Ｒ１、Ｒ２、Ｒｒ等についても、抵抗素子の符号であるとともに、その物性値である抵抗（値）を意味する。

【0019】

処理回路３０は所定の処理を実行する。本実施形態では、車載アクチュエータの起動時にバッテリ電圧ＶＢの供給状態を判定する処理を実行する。処理回路３０は、入力信号電圧Ｖｉｎが高インピーダンス状態か低インピーダンス状態かを判定し、判定結果を出力する。その判定結果に基づき、正常に電源供給されている場合、例えば起動回路がアクチュエータを起動する。

【0020】

高インピーダンス入力回路４０は、直列接続された複数の分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２により構成されている。なお、分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２を有しない他の構成例の高インピーダンス入力回路４０Ｕについて、図１１を参照して後述する。高インピーダンス入力回路４０の高電位側には、バッテリＶＢからコネクタ端子Ｒｃを介して供給されたバッテリ供給電圧ＶＢｉｎが印加される。高インピーダンス入力回路４０は、バッテリ供給電圧ＶＢｉｎを分圧して生成した入力信号電圧Ｖｉｎを処理回路３０に出力する。入力信号電圧Ｖｉｎは下式で表される。
Ｖｉｎ＝ＶＢｉｎ×Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）

【0021】

接触抵抗回復回路５０は、コネクタ端子Ｒｃの第２端Ｔ２とグランドとの間に高インピーダンス入力回路４０に対して並列に接続された回復電流通電経路を有する。回復電流通電経路には、電流制限抵抗Ｒｒと回復スイッチＳＷ２とが直列接続されている。回復スイッチＳＷ２は、バイポーラトランジスタやＦＥＴ（電界効果トランジスタ）等の半導体スイッチで構成され、回復電流通電経路を開閉可能である。

【0022】

回復スイッチＳＷ２がＯＮ（接続）すると、回復電流通電経路に回復電流Ｉｒｅが流れる。回復電流Ｉｒｅは、回復スイッチＳＷ２がＯＦＦ（遮断）した時に高インピーダンス入力回路４０に流れる電流よりも大きな電流となるように、電流制限抵抗Ｒｒの抵抗値が設定されている。回復スイッチＳＷ２がＯＮの間、コネクタ端子Ｒｃに回復電流Ｉｒｅが流れて酸化膜が破壊及び除去されることで、接触抵抗Ｒｃが低下し、正常レベルに回復される。

【0023】

通電時間設定回路５５、６０は、電源スイッチＳＷ１をＯＮした時から回復スイッチＳＷ２をＯＮ状態とする通電時間を設定する。通電時間設定回路の符号「５５」は、第１、第２実施形態のＣＲ回路に対応し、符号「６０」は、第３～第６実施形態のタイマ回路に対応する。

【0024】

図１において、以下の数値例を用いて作用を説明する。
ＶＢ＝１２Ｖ
Ｒ１＝６０ｋΩ
Ｒ２＝２０ｋΩ
Ｒｃ＝１００Ω（酸化した状態）
Ｒｒ＝２００Ω

【0025】

接触抵抗回復回路５０の回復スイッチＳＷ２がＯＦＦのとき、コネクタ端子Ｒｃに印加される電圧は、（１２×０．１／（０．１＋６０＋２０）≒）１５ｍＶであり、非常に小さい。バッテリ電圧ＶＢ（１２Ｖ）の大部分は高インピーダンス入力回路４０の分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２に印加される。そのため、コネクタ端子Ｒｃの仕様によって多少の差はあるものの、酸化膜を破壊できないと推定される。

【0026】

回復スイッチＳＷ２がＯＮすると、コネクタ端子Ｒｃに印加される電圧は（１２×０．１／（０．１＋０．２）＝）４Ｖとなり、酸化膜を破壊可能な電圧まで上昇して酸化膜が破壊されることで、回復電流Ｉｒｅ（４０ｍＡ以上）が通電されると考えられる。

【0027】

ただし、常時回復電流Ｉｒｅを通電すると不要な消費電力の増加や本来の入力信号電圧Ｖｉｎへの影響がある。そこで、接触抵抗値が回復したと見込まれる時間で回復スイッチＳＷ２をＯＦＦし回復電流通電経路を遮断する。

【0028】

こうして、電源スイッチＳＷ１がＯＮした時から所定の通電時間のみ接触抵抗回復回路５０の回復スイッチＳＷ２をＯＮすることでコネクタ端子Ｒｃにある値以上の電圧を印加することができる。これによりコネクタ端子Ｒｃの酸化膜を除去し、接触抵抗を、酸化前の正常で安定した抵抗値に回復することができる。

【0029】

（比較例）
ここで図１２、図１３を参照し、比較例の電子装置１０８、１０９について説明する。図１２に示す比較例１の電子装置１０８は、特許文献１（特開２０２０－１１９８１４号公報）の図３等の構成に相当する。ＶＢＡＴ及びＳＷＢは特許文献１のバッテリ電圧及びバッテリスイッチに相当する。制御基板７０内に設けられた電源回路８１は特許文献１のレギュレータ部に相当し、バッテリ電圧ＶＢＡＴを受けて回復電流通電用の内部電源電圧ＶＳを生成する。

【0030】

電源回路８１は、回復スイッチＳＷＳ及び電源回路保護抵抗Ｒｐｖを介して回復電流通電用コネクタ端子Ｒｃｂに接続されている。接触抵抗回復時にＳＷ制御部８２が回復スイッチＳＷＳをＯＮすると、回復電流通電用の内部電源電圧ＶＳは、回復電流通電用コネクタ端子Ｒｃｂを介してコネクタ端子Ｒｃの第１端Ｔ１に印加される。

【0031】

比較例１の接触抵抗回復回路５０８は、電流制限抵抗ＲｒとコンデンサＣｒとが直列接続されたＲＣ回路で構成されている。回復スイッチＳＷＳがＯＮされ内部電源電圧ＶＳが印加されると、コンデンサＣｒを充電するための突入電流が一時的に流れる。この突入電流により、コネクタ端子Ｒｃに形成された酸化膜が破壊及び除去される。

【0032】

比較例１の電子装置１０８では、回復電流通電用の内部電源電圧ＶＳを生成するための電源回路８１や回復電流通電用コネクタ端子Ｒｃｂが必要であるため、制御基板７０の実装部品が増加する。また、コネクタ端子Ｒｃの素材、表面処理、サイズ等の条件によって変わるが、車載用の制御基板７０を想定した場合、コンデンサＣｒの容量は１０００μＦ以上必要と推測され、実装面積が大きくなる。

【0033】

図１３に示す比較例２の電子装置１０９は、図１２の接触抵抗回復回路５０８の構成を本実施形態の接触抵抗回復回路５０に置き換えたものである。この構成では、コネクタ端子Ｒｃから入力されるバッテリ供給電圧ＶＢｉｎにより回復電流が通電されるため、電源回路８１は不要である。しかし比較例２においてもコンデンサＣｒの容量は１０００μＦ以上必要であるため、制御基板７０を小型化することができない。

【0034】

（本発明の着眼点）
上記の比較例１、２に対し本発明では、制御基板７０を小型化することを目的とする。その手段として、接触抵抗回復回路５０において回復電流Ｉｒｅを通電するための電圧源は、コネクタ端子Ｒｃに入力されるバッテリ供給電圧ＶＢｉｎとし、別の電源回路を不要とする。また、大容量のコンデンサを使用せず、半導体スイッチにより接触抵抗回復回路５０を構成する。

【0035】

第３～第６実施形態では、制御基板７０上の回路の全部又は一部をＩＣに組み込む。ＩＣの内部に電流増幅回路やタイマ回路を組み込むことで更なる小型化を実現する。例えばＩＣは、処理回路３０を含む「入力ＩＣ」として構成される。タイマ回路６０の動作電源も高インピーダンス入力回路４０の電圧を用い、別の電源回路を不要とする。第６実施形態では、高インピーダンス入力回路４０で分圧して得られた入力信号電圧Ｖｉｎを動作電源とするＦＥＴ回路でタイマ回路を構成することで、ＩＣの端子数を低減可能である。

【0036】

続いて図２～図１０を参照し、第１～第６実施形態の電子装置について順に説明する。以下、第１～第６実施形態の電子装置の符号は、「１０」に続く３桁目に実施形態の番号を付す。

【0037】

（第１実施形態）
図２に示す第１実施形態の電子装置１０１では、接触抵抗回復回路５０の回復スイッチＳＷ２がＮＰＮ型バイポーラトランジスタ（図中「ＢＴ」）で構成されている。回復スイッチＳＷ２のコレクタは高電位側の電流制限抵抗Ｒｒに接続され、エミッタはグランドに接続されている。なお、図２の構成を論理反転することで、回復スイッチＳＷ２をＰＮＰ型バイポーラトランジスタで構成することも可能である。

【0038】

回復電流通電経路を構成する電流制限抵抗Ｒｒ及び回復スイッチＳＷ２と並列に、コンデンサＣｒ、抵抗Ｒｓ、抵抗Ｒｔが高電位側からこの順に直列接続されている。抵抗Ｒｓと抵抗Ｒｔとの接続点は回復スイッチＳＷ２のベースに接続されている。通電時間設定回路は、コンデンサＣｒと抵抗Ｒｓとが直列接続されたＣＲ回路５５で構成されている。抵抗Ｒｓと抵抗Ｒｔとの接続点の電圧、すなわち、回復スイッチＳＷ２のベースに入力される電圧をベース電圧Ｖａと記す。

【0039】

図３の動作チャートを参照し、電子装置１０１の動作について説明する。動作チャートの縦軸には上から順に、電源スイッチＳＷ１のＯＮ／ＯＦＦ、ベース電圧Ｖａ、回復スイッチＳＷ２のＯＮ／ＯＦＦ、回復電流Ｉｒｅの変化を示す。時刻ｔ１に電源スイッチＳＷ１がＯＮされると、ベース電圧Ｖａは、バッテリ供給電圧ＶＢｉｎに近い電圧、詳しくは抵抗Ｒｓによる電圧降下分を引いた電圧まで上昇する。このとき、ベース電圧ＶａがＯＮ閾値Ｖｔｈを上回って回復スイッチＳＷ２がＯＮし、回復電流Ｉｒｅの通電が開始する。

【0040】

その後、コンデンサＣｒの充電に伴い、ベース電圧Ｖａは徐々に低下する。時刻ｔ２にベース電圧ＶａがＯＮ閾値Ｖｔｈを下回ると、回復スイッチＳＷ２はＯＦＦし、回復電流Ｉｒｅの通電が終了する。厳密には、回復スイッチＳＷ２のＯＦＦ動作、及び、それに伴う回復電流Ｉｒｅの減少は、時刻ｔ２から時刻ｔ３まで傾きを持って変化する。しかし、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間ΔＴは、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間Ｔｏｎに比べて極めて短いため、無視してよい。したがって、電源スイッチＳＷ１のＯＮ後、ベース電圧ＶａがＯＮ閾値Ｖｔｈを下回るまでの時間を回復電流Ｉｒｅの通電時間とみなす。

【0041】

ここで、ベース電圧Ｖａの低下時間は、ＣＲ回路の時定数、すなわちコンデンサＣｒの容量と抵抗Ｒｓの抵抗値との積により決まる。よって、回復電流Ｉｒｅの通電時間Ｔｏｎは、ＣＲ回路の時定数と回復スイッチＳＷ２のＯＮ閾値Ｖｔｈとに基づいて決まる。

【0042】

このように第１実施形態では、接触抵抗回復回路５０の回復電流通電経路に並列に接続されたＣＲ回路５５により通電時間設定回路が構成される。ＣＲ回路のコンデンサＣｒに充電される電圧は、コネクタ端子Ｒｃから入力されるバッテリ供給電圧ＶＢｉｎであり、特許文献１の従来技術のような別の電源回路や電源端子は不要である。よって、制御基板７０を小型化することができる。

【0043】

（第２実施形態）
図４に示す第２実施形態の電子装置１０２では、接触抵抗回復回路５０の回復スイッチＳＷ２がＮｃｈのＦＥＴ（例えばＭＯＳＦＥＴ）で構成されている。回復スイッチＳＷ２のドレインは高電位側の電流制限抵抗Ｒｒに接続され、ソースはグランドに接続されており、ソース側からドレイン側への電流を許容する寄生ダイオードが構成されている。寄生ダイオードを経由する逆方向の電流を遮断するため、接触抵抗Ｒｒと回復スイッチＳＷ２との間に順方向の電流のみを許容するダイオードＤ１が接続されている。なお、図４の構成を論理反転することで、回復スイッチＳＷ２をＰｃｈのＦＥＴで構成することも可能である。

【0044】

第１実施形態と同様に、通電時間設定回路は、コンデンサＣｒと抵抗Ｒｓとが直列接続されたＣＲ回路５５で構成されている。電源スイッチのＯＮ後、ゲートに入力される電圧Ｖａが回復スイッチＳＷ２のＯＮ閾値Ｖｔｈを下回るまでの時間が回復電流Ｉｒｅの通電時間Ｔｏｎとなる。通電時間Ｔｏｎは、ＣＲ回路の時定数に基づいて決まる。

【0045】

（第３実施形態）
第３～第６実施形態では、通電時間設定回路は、入力ＩＣの内部に設けられたタイマ回路６０で構成されている。タイマ回路６０は、通電時間の間、回復スイッチＳＷ２にＯＮ信号ＳＷｏを出力する。図５に示す第３実施形態の電子装置１０３では、入力ＩＣ２０３の内部に、高インピーダンス入力回路４０、及び、接触抵抗回復回路５０の全部が設けられている。タイマ回路６０の動作電源としてバッテリ供給電圧ＶＢｉｎが用いられる。入力ＩＣ２０３の端子は、バッテリ供給電圧ＶＢｉｎ及びグランドＧＮＤの２端子となる。

【0046】

この構成では各回路を入力ＩＣ２０３の内部に構成することで小型化できる。例えばタイマ回路６０に増幅回路等を組み込むことで、より複雑な回路を構成でき、制御基板７０の小型化が可能となる。タイマ回路６０の具体的な回路構成は、第５実施形態の図８が参照される。また、入力ＩＣ２０３の端子数を低減することができる。

【0047】

（第４実施形態）
図６に示す第４実施形態の電子装置１０４では、入力ＩＣ２０４の内部に、高インピーダンス入力回路４０、及び、接触抵抗回復回路５０の全部が設けられている。第３実施形態との違いは、タイマ回路６０の動作電源として、高インピーダンス入力回路４０で分圧して得られた入力信号電圧Ｖｉｎが用いられることである。つまり、高インピーダンス入力回路４０から処理回路３０に出力される入力信号電圧Ｖｉｎが分岐され、タイマ回路６０の動作電源として用いられる。

【0048】

この構成では、第３実施形態と同様に制御基板７０の小型化が可能となる。タイマ回路６０の具体的な回路構成は、第６実施形態の図１０が参照される。

【0049】

（第５実施形態）
図７に示す第５実施形態の電子装置１０５では、タイマ回路６０が入力ＩＣ２０５の内部に設けられており、タイマ回路６０の動作電源としてバッテリ供給電圧ＶＢｉｎが用いられる。図５に示す第３実施形態に対し、高インピーダンス入力回路４０、及び、接触抵抗回復回路５０のタイマ回路６０以外の部分は入力ＩＣ２０５に含まれない。この構成ではタイマ回路６０を入力ＩＣ２０５の内部に構成することで小型化できる。また、分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２や電流制限抵抗Ｒｒを設計変更する場合の対応が容易である。

【0050】

図８に、図７をより具体化した回路図を示す。図８の例では、図２に示す第１実施形態と同様に、接触抵抗回復回路５０の回復スイッチＳＷ２はバイポーラトランジスタで構成されている。タイマ回路６０５は、コンデンサＣｒ、抵抗Ｒｓ、Ｒｔ、電流増幅回路６５を含み、電源スイッチＳＷ１のＯＮ後、バッテリ供給電圧ＶＢｉｎがコンデンサＣｒに充電される。ＣＲ回路の時定数に基づいて回復スイッチＳＷ２のＯＮ時間が決まる。設定する通電時間によっては、コンデンサＣｒを入力ＩＣ２０５の外部に配置してもよい。

【0051】

（第６実施形態）
図９に示す第６実施形態の電子装置１０６では、タイマ回路６０が入力ＩＣ２０６の内部に設けられており、タイマ回路６０の動作電源として分圧後の入力信号電圧Ｖｉｎが用いられる。図６に示す第４実施形態に対し、高インピーダンス入力回路４０、及び、接触抵抗回復回路５０のタイマ回路６０以外の部分は入力ＩＣ２０６に含まれない。

【0052】

この構成ではタイマ回路６０を入力ＩＣ２０６の内部に構成することで小型化できる。また、分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２や電流制限抵抗Ｒｒを設計変更する場合の対応が容易である。さらに、第５実施形態に対し入力ＩＣ２０６の端子を低減することができる。

【0053】

図１０に、図９をより具体化した回路図を示す。図１０の例では、図４に示す第２実施形態と同様に、接触抵抗回復回路５０の回復スイッチＳＷ２はＦＥＴで構成されている。タイマ回路６０６は、コンデンサＣｔ１、複数の抵抗Ｒｔ１～Ｒｔ４、複数の半導体スイッチ（ＦＥＴ）Ｔｒｔ１、Ｔｒｔ２が多段に接続されたＦＥＴ回路で構成されている。

【0054】

電源スイッチＳＷ１のＯＮ後、高インピーダンス入力回路４０で分圧して得られた入力信号電圧ＶｉｎがコンデンサＣｔ１に充電される。複数の半導体スイッチＴｒｔ１、Ｔｒｔ２で多段増幅された信号が回復スイッチＳＷ２のゲートに出力される。入力ＩＣ２０６の内部に多段増幅回路等を構成することで、ＩＣ外部で回路構成するより小型・低コストで実現できる。コンデンサＣｔ１も低容量化できるため、より小型化が可能である。設定する通電時間によっては、コンデンサＣｔ１を入力ＩＣ２０６の外部に配置してもよい。

【0055】

（本発明の効果）
（１）比較例１、２によるＲＣ回路での通電方式では、１０００μＦ以上と推定される大容量のコンデンサＣｒが必要である。それに対し本発明の各実施形態では、半導体スイッチで構成された回復スイッチＳＷ２を用いることで、コンデンサＣｒの容量を５０μＦ～０．０１μＦ以下にまで低減することができる。部品点数は増加するが、これにより制御基板７０全体の実装面積を低減することができ、小型化が可能である。

【0056】

（２）本発明の各実施形態では、回復電流Ｉｒｅを通電するための電圧源は、コネクタ端子Ｒｃに入力されるバッテリ供給電圧ＶＢｉｎである。比較例１のように回復電流通電用の電源回路が不要である。電源回路やその電源端子の実装面積を必要としないため、制御基板７０の小型化が可能である。また、回復電流通電用に電源回路の能力を上げることを要しない。

【0057】

（その他の実施形態）
図１１に、図１に対し高インピーダンス入力回路の構成が異なる他の実施形態の基本構成を示す。図１１に示す電子装置１０Ｕでは、高インピーダンス入力回路４０Ｕは、電源供給電圧ＶＢｉｎが処理回路３０の入力信号電圧Ｖｉｎとして入力される接続点に接続された高抵抗のプルダウン抵抗Ｒ３で構成されている。このように分圧抵抗を用いない構成でも、上記実施形態と同様の作用効果が得られる。

【0058】

外部電源ＶＢは、バッテリに限らず、キャパシタや燃料電池等で構成されてもよい。また、直流電源の電力に代えて、交流電源の出力が整流された電力が電子装置に入力されてもよい。

【0059】

以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

【符号の説明】

【0060】

１０（１０１－１０６）、１０Ｕ・・・電子装置、
２０ ・・・入力ＩＣ（ＩＣ）、
３０ ・・・処理回路、 ４０、４０Ｕ・・・高インピーダンス入力回路、
５０ ・・・接触抵抗回復回路、
５５ ・・・ＣＲ回路（通電時間設定回路）、
６０ ・・・タイマ回路（通電時間設定回路）
７０ ・・・制御基板、
Ｒ１、Ｒ２・・・分圧抵抗、
Ｒｃ ・・・コネクタ端子、端子接触抵抗、 Ｒｒ ・・・電流制限抵抗、
ＳＷ１・・・電源スイッチ、 ＳＷ２・・・回復スイッチ、
Ｔ１ ・・・（コネクタ端子の）第１端、 Ｔ２・・・（コネクタ端子の）第２端、
ＶＢ ・・・バッテリ（外部電源）、バッテリ電圧、
ＶＢｉｎ・・・バッテリ供給電圧（電源供給電圧）、 Ｖｉｎ・・・入力信号電圧。

【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】