负载驱动装置制造方法及图纸

一种负载驱动装置包括开关元件(20)、检测器(30)、判定部分(40)、控制器(50)和阈值设定部分(80)。所述开关元件被布置在电压源与负载之间或者负载与地之间。所述开关元件被接通以从所述电压源向负载提供电力。所述检测器检测在所述开关元件中流动的电流。所述判定部分将所述检测器的检测值与阈值进行比较，并判断是否有过电流在所述开关元件中流动。所述控制器基于所述判定部分的判定结果对所述开关元件进行控制。随着所述电压源的电压更高，所述阈值设定部分将阈值设定为较高的值。这样，改善了负载驱动装置的响应性，并且在发生短路时保护了开关元件。

Load driving device

A load drive device includes a switch element (20), a detector (30), a decision section (40), a controller (50), and a threshold setting section (80). The switching element is disposed between the voltage source and the load, or between the load and the ground. The switching element is turned on to provide power from the voltage source to the load. The detector detects current flowing in the switching element. The decision section compares the detection value of the detector with the threshold and determines whether an overcurrent current flows in the switching element. The controller controls the switching element based on the decision result of the decision section. As the voltage of the voltage source is higher, the threshold setting section sets the threshold to a higher value. In this way, the response of the load driving device is improved, and the switching element is protected in case of short circuit.

【技术实现步骤摘要】

本公开内容涉及具有保护功能的负载驱动装置。
技术介绍
JP2001-8363A公开了一种包括开关元件(即，MOSFET)、计时器和控制器的负载驱动装置(即，灯照明装置)。开关元件具有在过高的温度下自我切断的功能，并被接通以从电压源(即，电池)向负载(即灯)提供电力。计时器从开始对开关元件通电的时间点开始工作。在计时器的工作期间，当开关元件的温度升高到恒定值并且开关元件被切断时，控制器再次将开关元件接通。
技术实现思路
刚好在灯被点亮之前的正常温度下，灯的灯丝的电阻低，并且在灯照明期间的高温下，灯的灯丝的电阻高。因此，刚好在灯照明之后，有冲击电流流动。在JP2001-8363A中，控制器检测由冲击电流引起的开关元件的自我切断，并使开关元件再次工作。作为结果，在JP2001-8363A中，限制了灯照明的延迟，也就是说，改善了响应性。然而，在开关元件被短路到地或者电压源并且短路电流作为过电流流入开关元件中时，使开关元件在被切断之后再次工作。因此，在发生短路时，连接开关元件、负载驱动装置、负载和电压源的线束未受到安全保护。本公开内容的目的在于提供一种能够提高响应性并在发生短路时对开关元件进行安全保护的负载驱动装置。根据本公开内容的一方面，一种负载驱动装置包括开关元件、检测器、判定部分、控制器和阈值设定部分。开关元件被布置在电压源和负载之间或者负载和地之间。开关元件被接通以从电压源向负载提供电力。检测器检测在开关元件中流动的电流。判定部分将检测器检测的检测值与阈值进行比较，并判断是否有过电流在开关元件中流动。控制器基于判定部分的判定结果对开关元件进行控制。随着电压源的电压更高，阈值设定部分将阈值设定为较高的值。在电压源和负载驱动装置的连接状态、负载和负载驱动装置的连接状态或者电压源的劣化程度相同时，与在冲击电流流动的冲击状态下相比，在开关元件被短路至电压源或地的短路状态下电压源的电压更低。也就是说，在冲击状态下阈值被设定为较高的值，并且在短路状态下阈值被设定为比在冲击状态下更低的值。冲击电流低于在冲击状态下设定的阈值，并且不被判定为过电流。作为结果，改善了负载驱动装置的响应性。短路电流等于或者高于在短路状态下设定的阈值，并且被判定为过电流。由于在短路状态下设定的阈值低，因而反电动势的能量也低。作为结果，开关元件在短路状态下受到安全保护。附图说明参考附图根据以下具体实施方式，本公开内容的上述和其他目的、特征和优点将变得更加显而易见，在附图中，通过类似的附图标记表示类似的部分，并且在附图中：图1是示出了根据第一实施例的负载驱动装置的示意性结构的图示；图2是示出了过电流阈值与电池电压VB之间的关系的图示；图3是在发生接地短路时的时序图；图4是示出了冲击电流与过电流阈值之间的关系的图示；图5是示出了在第一变型中过电流阈值与电池电压VB之间的关系的图示；图6是示出了在第二变型中过电流阈值与电池电压VB之间的关系的图示；图7是示出了在第三变型中过电流阈值与电池电压VB之间的关系的图示；图8是示出了在第四变型中过电流阈值与电池电压VB之间的关系的图示；图9是示出了在第五变型中过电流阈值与电池电压VB之间的关系的图示；图10是示出了根据第六变型的负载驱动装置的示意性结构的图示；以及图11是示出了根据第二实施例的负载驱动装置的示意性结构的图示。具体实施方式根据专利技术人的考查，发现了下述问题。已知通过检测在诸如开关元件的元件中流动的电流并将其与过电流阈值进行比较来在发生短路时对开关元件进行保护。然而，在具有大冲击电流的负载(例如灯)中，冲击电流与短路电流是不可区分的。就电流的检测值高于阈值时断开开关元件以中断电流的情况而言，冲击电流也被中断。作为结果，灯的照明被延迟。已知将过电流阈值设定为充分低于冲击电流的值，并将电流箝位在该值，从而在开关元件断开时保护开关元件不受线束中存储的能量的影响。例如，检测布置了开关元件的半导体芯片的温度以及布置了负载驱动装置的除所述开关元件之外的元件中的至少一部分的半导体芯片的温度。由半导体芯片的温度差ΔT检测开关元件的过热状态并控制开关元件的接通和断开。具体而言，在ΔT增大到中断温度时断开开关元件，并且在ΔT下降至复苏温度时接通开关元件。相应地，通过接通和断开开关元件来使灯发热并点亮，以避免使开关元件过热。在开关元件与负载驱动装置的其他元件被布置到同一半导体芯片中时，检测半导体芯片的接近开关元件的位置处的温度以及半导体芯片的远离开关元件的位置处的温度，以获得温度差ΔT。在开关元件为(例如)MOSFET时，对栅极电压加以控制，以增大漏极-源极电压Vds，即，增大接通电阻。这样，将在MOSFET中流动的电流箝位至充分低于冲击电流的阈值。然而，在Vds增大时，MOSFET中生成的热量也增大。作为结果，MOSFET由于检测到过热而被重复地接通和关断，并且灯的照明被延迟。而且，由于通过温差ΔT检测到过热，在MOSFET被重复地接通和关断时，MOSFET的温度逐渐升高。相应地，MOSFET未被安全保护。本公开内容是在考虑上述问题的情况下得出的。在下文中，将参考附图描述本公开内容的实施例。在下述实施例中，将用相同的符号标示在功能和/或结构上相互对应的部分。(第一实施例)将参考图1描述根据本实施例的负载驱动装置的示意性结构。图1所示的负载驱动装置10被安装至车辆，并且利用电池11驱动负载12，电池11为直流电压源。负载驱动装置10被应用于负载12。例如，负载12是诸如前灯的灯、加热器、电动机等。尤其是，负载驱动装置10适合应用于具有大冲击电流的负载12，例如灯。在本实施例中，将描述负载12为灯的示例。电池10对应于电压源。负载驱动装置10包括作为外部连接端子的电源端子T1、输出端子T2和输入端子T3。负载驱动装置10包括MOSFET20、电流检测部分30、比较器40、控制电路50、参考生成部分60、电流转换部分70和阈值设定部分80。电源端子T1通过接线13(诸如线束)连接至电池11的正端子。电源端子T1接收来自电池11的电池电压VB。在图1中，接线13被示为具有电感13L和电阻13R。输出端子T2通过诸如线束的接线14连接至负载12。输出端子T2是用于从负载驱动装置10到负载12的输出的端子。在图1中，接线14被示为具有电感14L和电阻14R。负载12被连接至电池11的负端子(即，地)。输出端子T2对应于连接端子。输入端子T3从外部装置接收用于驱动负载12的控制命令。在本实施例中，接收对灯的控制命令，灯是负载12。MOSFET20设置在电池11与负载12之间。MOSFET20被接通，以从电池11向负载12供应电力。MOSFET20设置在负载12的高侧。MOSFET20对应于开关元件。在本实施例中，采用n沟道型MOSFET作为MOSFET20。MOSFET20的漏极连接至电源端子T1，并且MOSFET20的源极连接至输出端子T2。开关元件不限于n沟道型MOSFET20。可以采用p沟道型MOSFET、IGBT和双极晶体管作为开关元件。电流检测部分30检测在MOSFET20中流动的电流。电流检测部分30包括MOSFET31和电阻器32。电流检测部分30对应于检测器。MOSFET31对应于感测元件。电阻器32对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种负载驱动装置，包括：开关元件(20)，其布置在电压源与负载之间或者在所述负载与地之间，并且被接通以从所述电压源向所述负载供应电力；检测器(30)，其检测在所述开关元件中流动的电流；判定部分(40)，其将由所述检测器检测到的检测值与阈值进行比较，并判断是否有过电流在所述开关元件中流动；控制器(50)，其基于所述判定部分的判定结果来控制所述开关元件；以及阈值设定部分(80)，其随着所述电压源的电压更高而将所述阈值设定为较高的值。

【技术特征摘要】
2016.02.24 JP 2016-0335201.一种负载驱动装置，包括：开关元件(20)，其布置在电压源与负载之间或者在所述负载与地之间，并且被接通以从所述电压源向所述负载供应电力；检测器(30)，其检测在所述开关元件中流动的电流；判定部分(40)，其将由所述检测器检测到的检测值与阈值进行比较，并判断是否有过电流在所述开关元件中流动；控制器(50)，其基于所述判定部分的判定结果来控制所述开关元件；以及阈值设定部分(80)，其随着所述电压源的电压更高而将所述阈值设定为较高的值。2.根据权利要求1所述的负载驱动装置，其中，所述阈值设定部分将所述阈值设定为使得所述电压源的所述电压与所述阈值之间的关系由基函数来定义。3.根据权利要求2所述的负载驱动装置，其中，所述阈值设定部分将所述阈值设定为使得所述阈值与所述电压源的所述电压成比例。4.根据权利要求1所述的负载驱动装置，其中：所述检测器包括感测元件(31)，其与所述开关元件布置在同一半导体芯片中，以及感测电阻器(32)，其与所述感测元件串联连接；并且在所述感测元件中流动的电流与...

【专利技术属性】
技术研发人员：川本一平，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本;JP