專利名稱：負(fù)載電路保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種負(fù)載電路保護(hù)裝置，其保護(hù)利用設(shè)置在直流電源與負(fù)載之間的半導(dǎo)體開關(guān)來控制負(fù)載的驅(qū)動和停止的負(fù)載電路免受過電流。
背景技術(shù)：
例如，通過由諸如MOSFET的半導(dǎo)體開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷操作來調(diào)節(jié)來自電池的直流電壓，控制諸如要安裝在車輛上的電動窗驅(qū)動電機(jī)或燈這樣的負(fù)載的驅(qū)動和停止。在這種負(fù)載電路中，為了在發(fā)生過電流時(shí)保護(hù)負(fù)載電路，提前設(shè)定閾值電流并且設(shè)置當(dāng)電流超過該閾值電流時(shí)關(guān)斷半導(dǎo)體開關(guān)的保護(hù)裝置。此外，當(dāng)半導(dǎo)體開關(guān)導(dǎo)通之后即刻產(chǎn)生的涌流達(dá)到閾值電流時(shí)，半導(dǎo)體開關(guān)可能會錯(cuò)誤地關(guān)斷。從而，例如像 JP-A-11-51983(專利文獻(xiàn)1)中所描述的，已經(jīng)提出了通過將閾值電流設(shè)定為高的電流值來防止在半導(dǎo)體開關(guān)導(dǎo)通之后該半導(dǎo)體開關(guān)的錯(cuò)誤關(guān)斷。根據(jù)專利文獻(xiàn)1，在負(fù)載電路中設(shè)置分流電阻器，然后將該分流電阻器處的電壓與提前設(shè)定的閾值電壓(與閾值電流對應(yīng)的電壓)相比較，并且判定當(dāng)分流電阻器處產(chǎn)生的電壓高于閾值電壓時(shí)的電流是過電流，從而關(guān)斷半導(dǎo)體開關(guān)。此外，專利文獻(xiàn)1公開了在導(dǎo)通半導(dǎo)體開關(guān)后即刻，將電容器中積蓄的電荷施加到閾值電壓以將閾值電壓設(shè)定為比通常值更高，從而防止半導(dǎo)體開關(guān)由于涌流而錯(cuò)誤關(guān)斷。即，即使當(dāng)產(chǎn)生涌流而使分流電阻器處的電壓升高時(shí)，由于將半導(dǎo)體開關(guān)導(dǎo)通后即刻的閾值電壓設(shè)定為高，所以也能夠防止分流電阻處的電壓超過閾值電壓，從而能夠防止半導(dǎo)體開關(guān)的錯(cuò)誤關(guān)斷。根據(jù)專利文獻(xiàn)1所描述的技術(shù)，盡管能夠防止由于半導(dǎo)體開關(guān)導(dǎo)通之后即刻產(chǎn)生的涌流而引起的半導(dǎo)體開關(guān)的錯(cuò)誤關(guān)斷，但是，存在當(dāng)半導(dǎo)體開關(guān)導(dǎo)通之后發(fā)生完全短路并且過電流流動時(shí)，半導(dǎo)體開關(guān)不能立即關(guān)斷的問題。即，由于在半導(dǎo)體開關(guān)導(dǎo)通后即刻， 閾值電壓(閾值電流)被設(shè)定為比通常的閾值高，所以花費(fèi)長時(shí)間判定出過電流。從而，引起了諸如電線和半導(dǎo)體開關(guān)的電路元件在直到判斷出過電流為止的期間內(nèi)過熱的問題。此外，由于存在多個(gè)負(fù)載設(shè)置在半導(dǎo)體開關(guān)的下游側(cè)，并且為多個(gè)負(fù)載分別設(shè)置獨(dú)立的開關(guān)的情況。在這種情況下，即使在半導(dǎo)體開關(guān)導(dǎo)通并且在一定時(shí)間經(jīng)過之后電流變得穩(wěn)定的情況下，當(dāng)設(shè)置在下游側(cè)的開關(guān)接通時(shí)，涌流也會再次流動。從而，引起了當(dāng)涌流超過閾值電流時(shí)半導(dǎo)體開關(guān)錯(cuò)誤關(guān)斷的問題。引用列表專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1JP-A-11-5198
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題如上所述，專利文獻(xiàn)1中公開的現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)例設(shè)置成通過將在半導(dǎo)體開關(guān)導(dǎo)通后即刻的閾值電流設(shè)定為高的來防止由于涌流而引起的半導(dǎo)體開關(guān)的錯(cuò)誤關(guān)斷。從而，存在當(dāng)半導(dǎo)體開關(guān)導(dǎo)通后即刻由于完全短路等而產(chǎn)生過電流的時(shí)候花費(fèi)長時(shí)間判定出過電流的問題。此外，當(dāng)多個(gè)負(fù)載設(shè)置在半導(dǎo)體開關(guān)的下游側(cè)上并且對多個(gè)負(fù)載分別設(shè)置獨(dú)立的開關(guān)的時(shí)候，在開關(guān)接通時(shí)涌流流入半導(dǎo)體開關(guān)中。從而，引起了半導(dǎo)體開關(guān)由于涌流而錯(cuò)誤關(guān)斷的問題。為了解決現(xiàn)有技術(shù)的這種問題而進(jìn)行了本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的是提供一種用于負(fù)載電路的保護(hù)裝置，其能夠區(qū)分負(fù)載處產(chǎn)生的過電流以及在半導(dǎo)體開關(guān)導(dǎo)通或用于驅(qū)動設(shè)置在該半導(dǎo)體開關(guān)的下游側(cè)上的負(fù)載的開關(guān)接通的時(shí)候所產(chǎn)生的涌流，并且能夠在僅僅產(chǎn)生過電流時(shí)立即關(guān)斷半導(dǎo)體開關(guān)以從而保護(hù)負(fù)載電路。問題的解決方案為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于保護(hù)包含直流電源、半導(dǎo)體開關(guān)和負(fù)載的負(fù)載電路的負(fù)載電路保護(hù)裝置，該負(fù)載電路保護(hù)裝置包括電流檢測部，該電流檢測部檢測流經(jīng)所述半導(dǎo)體開關(guān)的電流；電壓檢測部，該電壓檢測部檢測在連接于所述直流電源與所述半導(dǎo)體開關(guān)之間的電線處產(chǎn)生的電壓；閾值電流調(diào)節(jié)部，該閾值電流調(diào)節(jié)部根據(jù)由所述電壓檢測部檢測出的電壓來調(diào)節(jié)用于判定過電流是否流經(jīng)所述負(fù)載電路的閾值電流；關(guān)斷控制部，該關(guān)斷控制部判定由所述電流檢測部檢測到的電流是否達(dá)到所述閾值電流，并且當(dāng)判定所述檢測到的電流達(dá)到所述閾值電流的時(shí)候輸出關(guān)斷信號；以及驅(qū)動控制部，該驅(qū)動控制部基于外部輸入信號來切換所述半導(dǎo)體開關(guān)的導(dǎo)通/關(guān)斷狀態(tài)，并且當(dāng)向該驅(qū)動控制部提供關(guān)斷信號的時(shí)候關(guān)斷所述半導(dǎo)體開關(guān)。優(yōu)選，當(dāng)由所述電壓檢測部檢測到的電壓降低的時(shí)候，所述閾值電流調(diào)節(jié)部根據(jù)由所述電壓檢測部檢測出的電壓的降低來使閾值電流減小。優(yōu)選，所述閾值電流調(diào)節(jié)部針對由所述電壓檢測部檢測到的電壓來設(shè)定上限電壓和下限電壓，并且在所述上限電壓與所述下限電壓之間的電壓區(qū)域中，所述閾值電流調(diào)節(jié)部以線性函數(shù)的方式來調(diào)節(jié)閾值電流，并且在低于等于所述下限電壓的電壓區(qū)域中以及在高于等于所述上限電壓的區(qū)域中，所述閾值電流調(diào)節(jié)部使閾值電流維持在恒定值。發(fā)明的有益效果在根據(jù)本發(fā)明的負(fù)載電路保護(hù)裝置中，電流檢測裝置檢測流經(jīng)半導(dǎo)體開關(guān)的電流，并且在檢測電流達(dá)到提前設(shè)定的閾值電流的情況下，該半導(dǎo)體開關(guān)關(guān)斷，從而保護(hù)負(fù)載電路以免過熱。此外，檢測連接在直流電源與半導(dǎo)體開關(guān)之間的電線上的電壓，并且根據(jù)該電壓來調(diào)節(jié)閾值電流。例如，當(dāng)檢測電壓降低時(shí)，使閾值電流減小。從而，在負(fù)載電路中發(fā)生完全短路的情況下，檢測電流突然增大，并且在連接于直流電源與半導(dǎo)體開關(guān)之間的電線處產(chǎn)生反電動勢，從而閾值電流減小。因此，檢測電流在較早的時(shí)間點(diǎn)處達(dá)到閾值電流， 因而能夠使半導(dǎo)體開關(guān)關(guān)斷。此外，在由于半導(dǎo)體開關(guān)導(dǎo)通或者設(shè)置在該半導(dǎo)體開關(guān)下游側(cè)上的開關(guān)接通而產(chǎn)生涌流的情況下，盡管閾值電流減小，但是由于電流減小的量小，所以檢測電流不會達(dá)到閾值電流。從而，能夠防止因開關(guān)偶然的接通/斷開操作引起的涌流而導(dǎo)致的半導(dǎo)體開關(guān)的錯(cuò)誤關(guān)斷。


圖1是示出了具有根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的負(fù)載電路保護(hù)裝置的負(fù)載電路的構(gòu)造的框圖。圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的負(fù)載電路保護(hù)裝置中的閾值電流調(diào)節(jié)部的構(gòu)造的電路圖。圖3是示出了在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的負(fù)載電路保護(hù)裝置中的閾值電流調(diào)節(jié)部中所設(shè)定的電壓與閾值電流之間關(guān)系的特性圖。圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的負(fù)載電路保護(hù)裝置中的檢測電流和閾值電流的特性圖。圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的負(fù)載電路保護(hù)裝置中的檢測電流和閾值電流的特性圖。參考標(biāo)記列表
1負(fù)載電路
11半導(dǎo)體開關(guān)
12a至12c負(fù)載
13a、13b 開關(guān)
14電壓計(jì)
15電流計(jì)
16驅(qū)動電路
17控制電路
21閾值電流調(diào)節(jié)部
ANDl邏輯電路
CMPl比較器
具體實(shí)施例方式下文中，將基于附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。圖1是示出了具有根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的負(fù)載電路保護(hù)裝置的負(fù)載電路的構(gòu)造的電路圖。如圖1所示，負(fù)載電路1例如是用于控制諸如安裝在車輛上的燈、電機(jī)這樣的負(fù)載1 至12c的驅(qū)動的電路。在負(fù)載電路1中，諸如MOSFET這樣的半導(dǎo)體開關(guān)11設(shè)置在安裝于車輛上的電池(直流電源)VB與各負(fù)載1 至12c之間，從而通過控制半導(dǎo)體開關(guān)11的導(dǎo)通/關(guān)斷操作來控制每個(gè)負(fù)載1 至12c的驅(qū)動和停止。此外，由于開關(guān)13a、13b分別設(shè)置在負(fù)載12a、12b的上游側(cè)，所以能夠獨(dú)立地操作各個(gè)負(fù)載1 和12b的驅(qū)動和停止。用于檢測電線上一點(diǎn)處的電壓的電壓計(jì)14(電壓檢測部)設(shè)置在該連接于電池 VB與半導(dǎo)體開關(guān)11之間的電線上。此外，用于檢測流經(jīng)半導(dǎo)體開關(guān)11的電流的一電流計(jì) 15 (電流檢測部)設(shè)置在連接于半導(dǎo)體開關(guān)11與各個(gè)負(fù)載1 至12c之間的電線上。由電壓計(jì)14檢測出的電壓信號和由電流計(jì)15檢測出的電流信號都被輸出到控制電路17?？刂齐娐?7包括決定閾值電流(后文中稱為Iref)的閾值電流調(diào)節(jié)部21，該閾值電流用于基于從電壓計(jì)14輸出的電壓信號來判定是否產(chǎn)生過電流；比較器CMPl (關(guān)斷控制部)，用于將由閾值電流調(diào)節(jié)部21決定的閾值電流Iref與由電流計(jì)15檢測出的檢測電流(后文中稱為II)相比較；以及邏輯電路AND1，用于切換半導(dǎo)體開關(guān)11的導(dǎo)通/關(guān)斷狀態(tài)的外部信號輸入到該邏輯電路AND1。電流計(jì)15利用電流傳感器或分流電阻器來檢測流經(jīng)半導(dǎo)體開關(guān)11的電流。此外， 在采用具有電流傳感功能的半導(dǎo)體開關(guān)的情況下，可以直接從半導(dǎo)體開關(guān)提取電流信號。邏輯電路ANDl的輸出信號被輸出到用于控制半導(dǎo)體開關(guān)11的導(dǎo)通/關(guān)斷操作的驅(qū)動電路(驅(qū)動控制部)16。比較器CMPl在其正極側(cè)輸入端子處被提供有閾值電流Iref，而且在其負(fù)極側(cè)輸入端子處被提供有檢測電流II。當(dāng)檢測電流Il超過閾值電流Iref時(shí)，比較器CMPl的輸出信號從高電平改變?yōu)榈碗娖健ｉ撝惦娏髡{(diào)節(jié)部21基于由電壓計(jì)14檢測出的電壓(該電壓稱為Vd)來調(diào)節(jié)閾值電流Iref。圖2是示出了閾值電流調(diào)節(jié)部21的構(gòu)造的電路圖。如圖2所示，閾值電流調(diào)節(jié)部21包括具有電阻器R1、二極管D2和電阻器R2、R3的串聯(lián)電路，其中電壓Vd被提供到作為電阻器Rl的一端的點(diǎn)pl，并且電阻器R3的一端接地。作為二極管D2與電阻器R2之間的連接點(diǎn)的點(diǎn)P4經(jīng)由二極管D2而連接于下限電壓Vmin所輸出到的點(diǎn)p2。此外，點(diǎn)p4經(jīng)由穩(wěn)壓二極管ZDl接地。此外，電阻器R2與R3之間的連接點(diǎn)形成為用于閾值電流信號的輸出點(diǎn)P3。根據(jù)上述構(gòu)造，如圖2所示，當(dāng)電壓Vd提供到點(diǎn)pl并且用于判定下限電壓的下限電壓Vmin (例如，5 [V])提供到點(diǎn)p2的時(shí)候，在點(diǎn)p3處產(chǎn)生電壓作為閾值電流信號。該閾值電流信號如圖1所示輸出到比較器CMP1。將參考圖3所示的特性圖來詳細(xì)說明該操作。在電壓Vd小于等于下限電壓Vmin的情況下，由于通過下限電壓Vmin來控制點(diǎn)p4 處的電壓，所以點(diǎn)p4處的電壓成為恒定值Vmin。結(jié)果，點(diǎn)p3處的電壓例如成為4[V]的恒定值。由于使得電壓4[V]與閾值電流30[A]對應(yīng)，所以最小閾值電流成為30[A](圖3中的gl區(qū)域)。當(dāng)電壓Vd變得高于下限電壓Vmin時(shí)，點(diǎn)p3處產(chǎn)生的電壓升高。S卩，點(diǎn)p3處產(chǎn)生的電壓以線性函數(shù)的方式隨著電壓Vd的升高而升高(圖3中的g2區(qū)域)。然后，當(dāng)電壓 Vd達(dá)到作為穩(wěn)壓二極管ZDl的設(shè)定電壓的上限電壓Vmax(例如，20[V])時(shí)，點(diǎn)p4處的電壓變?yōu)樯舷揠妷篤max的恒定值。結(jié)果，點(diǎn)p3處的電壓變?yōu)槔?6[V]的恒定值。由于使得電壓16[V]與閾值電流90[A]對應(yīng)，所以最大閾值電流為90[A](圖3中的g3區(qū)域)。如上所述，閾值電流調(diào)節(jié)部21能夠基于由電壓計(jì)14檢測出的電壓而在從30至 90[A]的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)閾值電流。在電壓Vd為小于等于下限電壓Vmin的情況下，通過將閾值電流Iref設(shè)定為恒定值，能夠防止半導(dǎo)體開關(guān)11由于通常時(shí)候的電壓波動或噪聲引起的錯(cuò)誤關(guān)斷。此外，通過將上限電壓Vmax設(shè)定為小于等于半導(dǎo)體開關(guān)11的耐電壓的電壓，在發(fā)生完全短路的時(shí)候能夠保護(hù)半導(dǎo)體開關(guān)11。盡管針對閾值電流調(diào)節(jié)部21具有如圖2所示的構(gòu)造的實(shí)例進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明不限于此，而是該閾值電流調(diào)節(jié)部21可以通過利用微機(jī)或IC(集成電路)以軟件構(gòu)造。接下來，將參考圖4所示的特性圖針對根據(jù)本實(shí)施例的負(fù)載電路保護(hù)裝置的操作進(jìn)行說明。在圖4中，曲線Sl是示出了流經(jīng)半導(dǎo)體開關(guān)11的電流的變化的特性圖，即，由電流計(jì)15檢測出的電流的變化的特性圖；曲線S2是示出了由電壓計(jì)14檢測出的電壓Vd的變化的特性圖；并且曲線S3是示出了在閾值電流調(diào)節(jié)部21處設(shè)定的閾值電流的變化的特性圖。此外，曲線S4是示出了采用現(xiàn)有技術(shù)時(shí)的閾值電流的變化的特性圖。當(dāng)圖1所示的各個(gè)開關(guān)13a、13b處于斷開狀態(tài)下ON信號輸入到控制電路17的時(shí)候，比較器CMPl的輸出變?yōu)楦唠娖?，所以邏輯電路ANDl的輸出變?yōu)楦唠娖健ｍ憫?yīng)于該高電平信號，驅(qū)動電路16導(dǎo)通半導(dǎo)體開關(guān)11。然后，當(dāng)在圖4所示的時(shí)間點(diǎn)t0時(shí)導(dǎo)通半導(dǎo)體開關(guān)11時(shí)，電流流入負(fù)載12c。此時(shí)，由于產(chǎn)生涌流，所以檢測電流Il (曲線Si)如圖4中的符號ql所示突然增大。隨著該電流增大，由于在半導(dǎo)體開關(guān)11與電池VB之間的電線中存在電感元件，而在半導(dǎo)體開關(guān)11與電池VB之間的電線處產(chǎn)生了反電動勢，所以電壓Vd(曲線S2)降低。閾值電流Iref (曲線S3)根據(jù)該電壓降低而減小。在該情況下，由于閾值電流Iref的減小量不變大，所以檢測電流Il不會超過閾值電流Iref，從而比較器CMPl的輸出信號維持高電平。即，維持半導(dǎo)體開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)。而后，由曲線Sl所示的檢測電流Il 減小至正常電流。隨著該電流減小，由于電壓Vd也升高至正常電壓，所以閾值電流Iref返回到正常值。而后，當(dāng)在時(shí)間點(diǎn)tl時(shí)在負(fù)載電路1中發(fā)生完全短路(例如電池VB與地之間的直接短路的故障)的時(shí)候，檢測電流11(曲線Si)突然增大，進(jìn)而隨著該電流增大而產(chǎn)生過大的反電動勢。從而，電壓Vd(曲線S2)突然減小，而且閾值電流Iref (曲線S3)以同樣的方式突然減小。結(jié)果，由于檢測電流Il在時(shí)間點(diǎn)t3時(shí)超過了閾值電流Iref，所以向比較器CMPl的負(fù)極側(cè)輸入端子提供的信號超過向其正極側(cè)輸入端子提供的信號，從而比較器 CMPl的輸出信號改變?yōu)榈碗娖?。結(jié)果，由于邏輯電路ANDl的輸出信號改變?yōu)榈碗娖?，所以?qū)動電路16使半導(dǎo)體開關(guān)11關(guān)斷。從而，當(dāng)在負(fù)載電路1中發(fā)生完全短路時(shí)，由于半導(dǎo)體開關(guān)11能夠在時(shí)間點(diǎn)t3 時(shí)關(guān)斷，所以能夠防止構(gòu)成負(fù)載電路1的半導(dǎo)體開關(guān)11和諸如電線這樣的各種構(gòu)成元件過熱。此外，當(dāng)與由現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)例所示的曲線S4所表示的閾值電流相比的時(shí)候，在現(xiàn)有技術(shù)實(shí)例的情況下，檢測電流Il在時(shí)間點(diǎn)t4時(shí)超過閾值電流。然而，當(dāng)采用根據(jù)本實(shí)施例的負(fù)載電路保護(hù)裝置的時(shí)候，可以理解的是，在發(fā)生完全短路時(shí)，半導(dǎo)體開關(guān)11能夠在更早的時(shí)間點(diǎn)時(shí)關(guān)斷。接下來，將參考圖5所示的特性圖，對于在半導(dǎo)體開關(guān)11導(dǎo)通并且涌流減小而成為正常電流之后使開關(guān)13a或1 接通的情況進(jìn)行說明。在圖5中，曲線Sll是示出了流經(jīng)半導(dǎo)體開關(guān)11的電流的變化的特性圖，即，由電流計(jì)15檢測出的電流的變化的特性圖； 曲線S12是示出了由電壓計(jì)14檢測出的電壓Vd的變化的特性圖；并且曲線S13是示出了在閾值電流調(diào)節(jié)部21處設(shè)定的閾值電流Iref的變化的特性圖。此外，曲線S14是示出了采用現(xiàn)有技術(shù)時(shí)的閾值電流的變化的特性圖。如圖5所示，當(dāng)半導(dǎo)體開關(guān)11在時(shí)間點(diǎn)tlO時(shí)導(dǎo)通并且電流減小至正常電流之后使開關(guān)13a在時(shí)間點(diǎn)til時(shí)接通的時(shí)候，如符號qll所示再次產(chǎn)生涌流，并且檢測電流 Il (曲線Sll)增大。然而，像前述的半導(dǎo)體開關(guān)11導(dǎo)通的情況那樣，盡管閾值電流Iref (曲線Si； )減小，但是檢測電流Il不會超過閾值電流Iref，從而能夠維持半導(dǎo)體開關(guān)11的導(dǎo)通狀態(tài)。即，當(dāng)在半導(dǎo)體開關(guān)11處于導(dǎo)通狀態(tài)的情況下設(shè)置在該半導(dǎo)體開關(guān)11的下游側(cè)上的開關(guān)13a接通的時(shí)候，能夠防止半導(dǎo)體開關(guān)11的錯(cuò)誤關(guān)斷。
將針對由作為現(xiàn)有技術(shù)實(shí)例的曲線S14所示的閾值電流進(jìn)行比較。在現(xiàn)有技術(shù)實(shí)例的情況下，如曲線S14所示，閾值電流從半導(dǎo)體開關(guān)11導(dǎo)通的時(shí)間點(diǎn)tlO逐漸減小，并且在由符號qll所示的時(shí)間點(diǎn)時(shí)變成低于檢測電流II。從而，當(dāng)設(shè)置在半導(dǎo)體開關(guān)11的下游側(cè)上的開關(guān)13a接通時(shí)，半導(dǎo)體開關(guān)11由于涌流將會錯(cuò)誤關(guān)斷。換言之，通過采用根據(jù)本實(shí)施例的保護(hù)裝置，能夠確定地防止半導(dǎo)體開關(guān)11由于設(shè)置在該半導(dǎo)體開關(guān)11的下游側(cè)上的開關(guān)的操作而錯(cuò)誤關(guān)斷。以這種方式，在根據(jù)本實(shí)施例的負(fù)載電路保護(hù)裝置中，檢測電池VB與半導(dǎo)體開關(guān) 11之間的電線上任意點(diǎn)處產(chǎn)生的電壓Vd，然后根據(jù)該電壓Vd來調(diào)節(jié)閾值電流Iref，并且當(dāng)檢測電流Il超過閾值電流Iref時(shí)半導(dǎo)體開關(guān)11關(guān)斷。當(dāng)發(fā)生完全短路時(shí)，由于產(chǎn)生了過大的反電動勢，所以電壓Vd很大程度地降低，因而閾值電流Iref也很大程度地減小。從而，半導(dǎo)體開關(guān)11能夠在更早的時(shí)間點(diǎn)時(shí)關(guān)斷。此外，盡管在半導(dǎo)體開關(guān)11的導(dǎo)通之后即刻由于涌流而產(chǎn)生反電動勢，但是由于閾值電流Iref的減小量不很大，所以檢測電流Il不會超過閾值電流Iref。從而，能夠防止半導(dǎo)體開關(guān)11由于涌流而錯(cuò)誤關(guān)斷。此外，在半導(dǎo)體開關(guān)11導(dǎo)通之后立即發(fā)生完全短路的情況下，半導(dǎo)體開關(guān)11能夠立即關(guān)斷。此外，即使在半導(dǎo)體開關(guān)11導(dǎo)通之后設(shè)置在下游側(cè)的上的各個(gè)開關(guān)13a、i;3b接通并且電流變得穩(wěn)定的情況下，由于此時(shí)產(chǎn)生的涌流不超過閾值電流Iref，所以能夠避免半導(dǎo)體開關(guān)11的錯(cuò)誤關(guān)斷。盡管基于附圖所示的實(shí)施例說明了根據(jù)本發(fā)明的負(fù)載電路保護(hù)裝置，但是本發(fā)明不限于此，并且各個(gè)部分的構(gòu)造可以分別由具有同樣功能的任意構(gòu)造來代替。例如，盡管針對用于保護(hù)安裝在車輛上的負(fù)載電路的保護(hù)裝置說明了實(shí)施例，但是本發(fā)明不限于此。此外，盡管針對在半導(dǎo)體開關(guān)11的下游側(cè)上設(shè)置三個(gè)負(fù)載1 至12C 的情況說明了實(shí)施例，但是本發(fā)明不限于此，并且負(fù)載的數(shù)量可以是1、2或4個(gè)以上。盡管參考特定實(shí)施例詳細(xì)說明了本發(fā)明，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，在不脫離本發(fā)明的精神、范圍和意圖的情況下，可以進(jìn)行各種改變和修改。本發(fā)明基于2008年12月沈日提交的日本專利申請(日本專利申請 No. 2008-334807)，其內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。工業(yè)實(shí)用性為了在負(fù)載電路中發(fā)生完全短路時(shí)立即關(guān)斷半導(dǎo)體開關(guān)從而保護(hù)電路以免過熱， 本發(fā)明是相當(dāng)有用的。
權(quán)利要求
1.一種用于保護(hù)包含直流電源、半導(dǎo)體開關(guān)和負(fù)載的負(fù)載電路的負(fù)載電路保護(hù)裝置， 該負(fù)載電路保護(hù)裝置包括電流檢測部，該電流檢測部檢測流入所述半導(dǎo)體開關(guān)的電流；電壓檢測部，該電壓檢測部檢測在連接于所述直流電源與所述半導(dǎo)體開關(guān)之間的電線處產(chǎn)生的電壓；閾值電流調(diào)節(jié)部，該閾值電流調(diào)節(jié)部根據(jù)由所述電壓檢測部檢測到的電壓來調(diào)節(jié)用于判定過電流是否流入所述負(fù)載電路的閾值電流；關(guān)斷控制部，該關(guān)斷控制部判定由所述電流檢測部檢測到的電流是否達(dá)到所述閾值電流，并且當(dāng)判定所述檢測到的電流達(dá)到所述閾值電流的時(shí)候輸出關(guān)斷信號；以及驅(qū)動控制部，該驅(qū)動控制部基于外部輸入信號來切換所述半導(dǎo)體開關(guān)的導(dǎo)通/關(guān)斷狀態(tài)，并且當(dāng)關(guān)斷信號被提供到該驅(qū)動控制部的時(shí)候關(guān)斷所述半導(dǎo)體開關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)載電路保護(hù)裝置，其中，當(dāng)由所述電壓檢測部檢測到的電壓降低的時(shí)候，所述閾值電流調(diào)節(jié)部根據(jù)由所述電壓檢測部檢測出的該電壓的降低來使閾值電流減小。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的負(fù)載電路保護(hù)裝置，其中，所述閾值電流調(diào)節(jié)部針對由所述電壓檢測部檢測到的電壓來設(shè)定上限電壓和下限電壓，并且在所述上限電壓與所述下限電壓之間的電壓區(qū)域中，所述閾值電流調(diào)節(jié)部以線性函數(shù)的方式來調(diào)節(jié)閾值電流，并且在低于等于所述下限電壓的電壓區(qū)域中以及在高于等于所述上限電壓的區(qū)域中，所述閾值電流調(diào)節(jié)部使閾值電流維持在恒定值。
全文摘要
提供一種用于負(fù)載電路的保護(hù)裝置，該負(fù)載電路保護(hù)裝置能夠?qū)⒇?fù)載處產(chǎn)生的過電流以及在半導(dǎo)體開關(guān)或設(shè)置在該半導(dǎo)體開關(guān)的下游側(cè)上的開關(guān)接通的時(shí)候所產(chǎn)生的涌流相互區(qū)分開，并且能夠僅當(dāng)產(chǎn)生過電流時(shí)關(guān)斷半導(dǎo)體開關(guān)以從而保護(hù)負(fù)載電路。利用比較器(CMP1)相互比較由電流計(jì)(15)檢測到的檢測電流(I1)與提前設(shè)定的閾值電流，并且在檢測電流(I1)達(dá)到閾值電流(Iref)時(shí)，半導(dǎo)體開關(guān)(11)關(guān)斷從而保護(hù)電路。此外，測量連接在電池(VB)與半導(dǎo)體開關(guān)(11)之間的電線上的電壓(Vd)，并且在產(chǎn)生反電動勢并且電壓(Vd)降低的情況下，閾值電流(Iref)減小。從而，在發(fā)生完全短路時(shí)，檢測電流(I1)立即達(dá)到閾值電流(Iref)從而關(guān)斷半導(dǎo)體開關(guān)(11)，并且在產(chǎn)生涌流時(shí)，由于檢測電流(I1)沒有達(dá)到閾值電流(Iref)，所以能夠防止產(chǎn)生錯(cuò)誤的關(guān)斷。
文檔編號H02H3/087GK102265475SQ20098015217
公開日2011年11月30日 申請日期2009年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日
發(fā)明者上田圭祐, 中村吉秀, 丸山晃則 申請人:矢崎總業(yè)株式會社