專利名稱：電磁負(fù)載控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)提供給電磁負(fù)載的電流進(jìn)行控制的裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，在以汽油或輕油等作為燃料的汽車、摩托車、農(nóng)耕機(jī)、工廠機(jī)器、船舶機(jī)器等的內(nèi)燃機(jī)控制裝置中，為了提高燃料消耗率及輸出，使用了向汽缸內(nèi)直接噴射燃料的噴射器。該汽缸內(nèi)直接噴射型噴射器與現(xiàn)有技術(shù)相比，為進(jìn)行使用加壓成高壓的燃料的噴射器的打開閥門動(dòng)作，需要較多的能量。另外，為了應(yīng)對(duì)控制性能(響應(yīng)性)的提高及高速旋轉(zhuǎn)(高速控制)，需要在短時(shí)間內(nèi)向噴射器提供該能量。驅(qū)動(dòng)該噴射器的電路，利用升壓電路生成比電池電壓高的電壓，對(duì)與其連接的開關(guān)元件進(jìn)行導(dǎo)通/關(guān)斷(0N/0FF)驅(qū)動(dòng)。使用升壓電壓以流過電流且在短時(shí)間內(nèi)接通大電流由此來驅(qū)動(dòng)噴射器，能實(shí)現(xiàn)高壓的缸內(nèi)直接噴射。在下述專利文獻(xiàn)1中記載了向噴射器供給大電流的電磁負(fù)載控制裝置的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作例。專利文獻(xiàn)1 JP特開2008-115848號(hào)公報(bào)在上述專利文獻(xiàn)1記載的技術(shù)中，為使升壓效率盡可能高，而使噴射器中流過的負(fù)載電流回流到升壓電路中。另外，設(shè)有用于防止過升壓的放電單元，在升壓電壓達(dá)到閾值以上時(shí)進(jìn)行放電以降低升壓電壓。此時(shí)，對(duì)放電單元中流動(dòng)的放電電流進(jìn)行限制的僅僅是放電單元的電阻成分。因此，當(dāng)流過超過了放電單元額定電流的過大放電電流時(shí)，可能會(huì)損壞放電單元。為此，需要使用電流容量大的部件以免放電單元因過電流損壞，這樣將出現(xiàn)元件變得大型化且部件的成本變高的趨勢(shì)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是為了解決上述課題而提出的，其目的在于，在具備放電單元的電磁負(fù)載控制裝置中，以低成本構(gòu)成放電單元且避免被過電流損壞。本發(fā)明的一種方式的電磁負(fù)載控制裝置，對(duì)提供給電磁負(fù)載的電流進(jìn)行控制，其特征在于，該電磁負(fù)載控制裝置具備升壓電路，對(duì)施加于所述電磁負(fù)載的負(fù)過電壓進(jìn)行升壓；和放電裝置，對(duì)在所述升壓電路使所述負(fù)過電壓升壓時(shí)所蓄積的電荷進(jìn)行放電，所述放電裝置具備開關(guān)元件，切換是否將所述電荷反饋至電源側(cè)；和放電緩和元件，對(duì)所述開關(guān)元件流過放電電流的量進(jìn)行緩和，所述放電緩和元件，其構(gòu)成為自身也流過所述放電電流， 其一端接地，另一端與所述開關(guān)元件的所述電磁負(fù)載側(cè)及導(dǎo)通/關(guān)斷控制端子連接，當(dāng)流過所述放電電流時(shí)，向所述開關(guān)元件的導(dǎo)通/關(guān)斷控制端子提供信號(hào)從而切換所述開關(guān)元件的導(dǎo)通/關(guān)斷，向所述電源側(cè)間歇性反饋所述放電電流。本發(fā)明的另一種方式的電磁負(fù)載控制裝置，對(duì)提供給電磁負(fù)載的電流進(jìn)行控制， 其特征在于，該電磁負(fù)載控制裝置具備升壓電路，對(duì)施加于所述電磁負(fù)載的負(fù)過電壓進(jìn)行升壓；放電裝置，對(duì)在所述升壓電路使所述負(fù)過電壓升壓時(shí)所蓄積的電荷進(jìn)行放電；和升壓用開關(guān)元件，進(jìn)行所述升壓電路的升壓動(dòng)作的導(dǎo)通/關(guān)斷控制，所述電磁負(fù)載、所述放電裝置以及所述升壓用開關(guān)元件之間的電路圖案比其他部分的電路圖案寬，所述放電裝置具備開關(guān)元件，切換是否將所述電荷反饋至電源側(cè)；和放電緩和元件，對(duì)所述開關(guān)元件流過放電電流的量進(jìn)行緩和，所述放電緩和元件，其構(gòu)成為自身也流過所述放電電流，其一端接地，另一端與所述開關(guān)元件的所述電磁負(fù)載側(cè)及導(dǎo)通/關(guān)斷控制端子連接，當(dāng)流過所述放電電流時(shí)，向所述開關(guān)元件的導(dǎo)通/關(guān)斷控制端子提供信號(hào)從而切換所述開關(guān)元件的導(dǎo)通 /關(guān)斷，向所述電源側(cè)間歇性反饋所述放電電流。本發(fā)明涉及的電磁負(fù)載控制裝置所具備的放電裝置構(gòu)成為具有切換將放電電流反饋至電源側(cè)的開關(guān)元件的導(dǎo)通/關(guān)斷的放電緩和元件，當(dāng)放電電流流經(jīng)放電緩和元件時(shí)切換開關(guān)元件的導(dǎo)通/關(guān)斷以向電源側(cè)間歇式反饋放電電流。根據(jù)本發(fā)明涉及的電磁負(fù)載控制裝置，通過間歇性反饋放電電流，從而不會(huì)增大放電裝置的電流容量，能降低放電裝置因過電流而損壞的可能性。

圖1是實(shí)施方式1涉及的電磁負(fù)載控制裝置的電路圖。圖2是恒壓電路200的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖。圖3是表示實(shí)施方式1涉及的電磁負(fù)載控制裝置的動(dòng)作的時(shí)序圖。圖4是實(shí)施方式2涉及的電磁負(fù)載控制裝置的電路圖。圖5是實(shí)施方式3涉及的電磁負(fù)載控制裝置的電路圖。圖6是表示流經(jīng)電阻204的驅(qū)動(dòng)信號(hào)和放電電流123之間關(guān)系的圖。圖7是表示實(shí)施方式4涉及的電磁負(fù)載控制裝置的放電電流和FET203的驅(qū)動(dòng)電流之間關(guān)系的圖。圖8是表示專利文獻(xiàn)1記載的電磁負(fù)載控制裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。圖9是表示圖8所示的電磁負(fù)載控制裝置的動(dòng)作的時(shí)序圖。符號(hào)說明100 :GND，101 電池，102 電池電壓，103 電流檢測(cè)信號(hào)，104 電流檢測(cè)器，105 升壓下降檢測(cè)信號(hào)，106 電流檢測(cè)電阻，107 升壓線圈，108 充電電流，109 升壓用開關(guān)元件，110 升壓開關(guān)信號(hào)，111 升壓控制部，112 升壓用二極管，113 放電單元，114 升壓用電容器，116 過電壓控制部，117 升壓電壓，118 電壓檢測(cè)器，119 過電壓檢測(cè)信號(hào)，120 兩端電位差，121 過電壓放電控制信號(hào)，130 噴射器驅(qū)動(dòng)器控制部，131 =VH高側(cè)控制信號(hào)， 132 =VB高側(cè)控制信號(hào)，133 低側(cè)控制信號(hào)，134 =VH驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)部，135 =VB驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)部， 137 =VH高側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，138 =VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，136 低側(cè)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)部，139 低側(cè)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)信號(hào)，140 =VH高側(cè)開關(guān)元件，141 =VH高側(cè)逆流防止二極管，142 噴射器負(fù)載，143 低側(cè)開關(guān)元件，144 負(fù)載驅(qū)動(dòng)電流，145 =VB高側(cè)逆流防止二極管，146 =VB高側(cè)開關(guān)元件，147 回流二極管，200 恒壓電路，201 恒壓二極管，202 電阻，203 :FET，204 電阻，205 電容
ο
具體實(shí)施方式
[0024]現(xiàn)有的電磁負(fù)載控制裝置在說明本發(fā)明實(shí)施方式之前，為了便于比較，首先說明專利文獻(xiàn)1記載的電磁負(fù)載控制裝置的電路結(jié)構(gòu)及動(dòng)作。然后，說明本發(fā)明實(shí)施方式涉及的電磁負(fù)載控制裝置。圖8是表示專利文獻(xiàn)1記載的電磁負(fù)載控制裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。圖8所示的電磁負(fù)載控制裝置是對(duì)提供給噴射器的電流進(jìn)行通電控制的裝置。圖8所示的裝置利用升壓電路生成比電池電壓高的電壓，對(duì)開關(guān)元件進(jìn)行導(dǎo)通/關(guān)斷驅(qū)動(dòng)，從而對(duì)該升壓電壓進(jìn)行通電控制。由此，使用升壓電壓以流過電流來驅(qū)動(dòng)噴射器，并在短時(shí)間內(nèi)接通大電流，從而實(shí)現(xiàn)壓力高的缸內(nèi)直接噴射。圖8所示的電磁負(fù)載控制裝置具備電池101、電流檢測(cè)器104、電流檢測(cè)電阻 106、升壓線圈107、升壓用開關(guān)元件109、升壓控制部111、升壓用二極管112、放電單元113、 升壓用電容器114、過電壓控制部116、電壓檢測(cè)器118。這些結(jié)構(gòu)用于將電池101提供的電壓進(jìn)行升壓，并作為升壓電壓117提供給后述的VH高側(cè)(highside)開關(guān)元件140。升壓線圈107、升壓用開關(guān)元件109、升壓用電容器114相當(dāng)于本發(fā)明中的升壓電路。電池101、電流檢測(cè)電阻106、升壓用電容器114與地線100連接。電池101將電池電壓102提供給升壓線圈107及后述的VB高側(cè)開關(guān)元件146。升壓控制部111向升壓用開關(guān)元件109輸出升壓開關(guān)信號(hào)110，對(duì)升壓用開關(guān)元件109進(jìn)行導(dǎo)通/關(guān)斷控制，控制對(duì)電池電壓102進(jìn)行升壓的動(dòng)作。電流檢測(cè)器104基于電流檢測(cè)電阻 106的兩端電位差120檢測(cè)流經(jīng)升壓用開關(guān)元件109的充電電流108，并將檢測(cè)結(jié)果輸出到升壓控制部111中。放電單元113是通過放電來降低升壓電壓117的裝置，與升壓用二極管112并聯(lián)連接。過電壓控制部116向放電單元113輸出過電壓放電控制信號(hào)121，對(duì)放電單元113 進(jìn)行導(dǎo)通/關(guān)斷控制。升壓用電容器114基于升壓電壓117以電荷進(jìn)行放電。電壓檢測(cè)器 118檢測(cè)升壓電壓117。在升壓電壓117下降時(shí)，將升壓下降檢測(cè)信號(hào)105輸出到升壓控制部111中，在升壓電壓117處于過電壓時(shí)，將過電壓檢測(cè)信號(hào)119輸出到過電壓控制部116 中。圖8所示的電磁負(fù)載控制裝置還具備噴射器驅(qū)動(dòng)器控制部130、VH驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)部 134、VB驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)部135、低側(cè)(lowside)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)部136、VH高側(cè)開關(guān)元件140、VH高側(cè)逆流防止二極管141、噴射器負(fù)載142、低側(cè)開關(guān)元件143、VB高側(cè)逆流防止二極管145、 VB高側(cè)開關(guān)元件146、回流二極管147及178。VH驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)部134根據(jù)噴射器驅(qū)動(dòng)器控制部130輸出的VH高側(cè)控制信號(hào)131， 輸出VH高側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)137，對(duì)VH高側(cè)開關(guān)元件140進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。VB驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)部135 根據(jù)噴射器驅(qū)動(dòng)器控制部130輸出的VB高側(cè)控制信號(hào)132，輸出VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)138，對(duì) VB高側(cè)開關(guān)元件146進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。低側(cè)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)部136根據(jù)噴射器驅(qū)動(dòng)器控制部130 輸出的低側(cè)控制信號(hào)133，輸出低側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)139，對(duì)低側(cè)開關(guān)元件143進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制?；亓鞫O管147將因噴射器負(fù)載142引起的反電動(dòng)勢(shì)回流到升壓側(cè)。圖9是表示圖8所示的電磁負(fù)載控制裝置的動(dòng)作的時(shí)序圖。下面，利用圖9說明圖8所示的電磁負(fù)載控制裝置的動(dòng)作。提供電池電壓101之后，電磁負(fù)載控制裝置開始動(dòng)作。通過使升壓開關(guān)元件109導(dǎo)通/關(guān)斷，生成了升壓電壓117。升壓電壓117被升壓到圖9所示的電壓117d。在圖9所示的時(shí)刻125，向噴射器負(fù)載142提供負(fù)載電流，噴射器負(fù)載142的驅(qū)動(dòng)開始。噴射器驅(qū)動(dòng)器控制部130輸出VH高側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)131、VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)132、低側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)133。伴隨于此，VH、VB、低側(cè)的各開關(guān)元件140、146、143分別反復(fù)導(dǎo)通/關(guān)斷，將負(fù)載驅(qū)動(dòng)電流144提供給噴射器負(fù)載142。通過VH高側(cè)控制信號(hào)131使VH高側(cè)開關(guān)元件140接通(ON)，通過充電到升壓用電容器114中的電荷，升壓電壓117和電流被提供給噴射器負(fù)載142。此時(shí)，升壓電壓117 如圖9所示那樣逐漸下降。當(dāng)升壓電壓117下降到不足規(guī)定閾值117a時(shí)，電壓檢測(cè)器118 檢測(cè)出該情況，并將電壓下降檢測(cè)信號(hào)105輸出到升壓控制部111中。升壓控制部111輸出升壓開關(guān)信號(hào)110，使升壓開關(guān)元件109導(dǎo)通/關(guān)斷。電流檢測(cè)電阻106檢測(cè)在升壓開關(guān)元件109處于接通期間所流動(dòng)的充電電流108。 當(dāng)充電電流108達(dá)到規(guī)定的充電電流閾值108a時(shí)，充電電流檢測(cè)信號(hào)120達(dá)到規(guī)定的閾值 120a。升壓控制部111在此時(shí)將升壓開關(guān)元件109關(guān)斷(OFF)。此時(shí)，充電電流108經(jīng)由升壓二極管112被充電到升壓電容器114中，由此升壓電壓117被重新升壓到規(guī)定的升壓電壓電平117d。然后，在圖9所示的時(shí)刻126，當(dāng)噴射器負(fù)載142的驅(qū)動(dòng)結(jié)束時(shí)，低側(cè)開關(guān)元件143 關(guān)斷。由此，負(fù)載驅(qū)動(dòng)電流144成為反電動(dòng)勢(shì)電流，經(jīng)由回流二極管147回流到升壓側(cè)。此時(shí)，回流電流被充電到升壓用電容器114中，升壓電壓117上升。因回流電流升壓電壓117持續(xù)上升，在超過了規(guī)定的電壓閾值117b時(shí)，電壓檢測(cè)器118檢測(cè)出該情況，并將過電壓檢測(cè)信號(hào)119輸出到過電壓控制部116中。過電壓控制部116根據(jù)過電壓檢測(cè)信號(hào)119，將過電壓放電控制信號(hào)115輸出到放電單元113中。放電單元113根據(jù)過電壓放電控制信號(hào)115而變?yōu)閷?dǎo)通，在放電單元113中流過放電電流123 產(chǎn)生放電。伴隨于此，升壓電壓117下降。此時(shí)，升壓開關(guān)元件109關(guān)斷，放電電流123流到電池101中。當(dāng)升壓電壓117下降到不足規(guī)定電壓117c時(shí)，電壓檢測(cè)器118檢測(cè)出該情況，并將過電壓檢測(cè)信號(hào)119變更為低電平。與此相伴，放電單元113變?yōu)殛P(guān)斷，放電動(dòng)作停止。 由此，防止了升壓電壓117的過升壓，防止了因過升壓引起的電路部件的損壞。這里，在上述放電動(dòng)作中，放電單元113在升壓電壓117達(dá)到規(guī)定電壓閾值117b 以上時(shí)變?yōu)閷?dǎo)通，且導(dǎo)通持續(xù)到不足117c為止。放電電流123是由升壓電壓117與電池電壓102之間的電位差、及放電單元1 13的電阻成分所決定的值。在升壓電壓117處于規(guī)定閾值117b以上的期間內(nèi)，持續(xù)流過該放電電流。此時(shí)，限制放電電流123的僅僅是放電單元113的電阻成分，因此在放電單元113 中有可能流過超過了所容許的額定電流的放電電流123。由于該過大的放電電流123有可能導(dǎo)致放電單元113的損壞。放電電流的計(jì)算例對(duì)于作為放電單元113采用了 P型!7ET(Field Effect Transistor)時(shí)的放電電流，下面說明其計(jì)算例。升壓電壓117通常在未超過噴射器驅(qū)動(dòng)元件的元件耐壓的范圍內(nèi)進(jìn)行設(shè)定。在電壓閾值117b = 80V的情況下，在過電壓檢測(cè)信號(hào)119輸出放電輸出信號(hào)的期間，放電單元113對(duì)電壓閾值117b與電池電壓102之間的電位差進(jìn)行放電。在將電路的布線圖案的電阻設(shè)為R情況下，放電電流123能以下式(1)表示。放電電流123 = (80V-VB) / (R+RDS0N) ......(1)其中，VB 電池電壓(通常為14V)RDSON 放電單元113的接通電阻電路的布線圖案的電阻R，能以下式(2)表示。布線圖案電阻R = P · L/A ……(2)其中，ρ電阻率1· 68Χ1(Γ8(Ω · m)L 圖案長(zhǎng)度A 圖案橫截面積(=圖案寬度X電鍍厚度)盡管也依賴于印刷基板的銅箔的體積，但在圖案寬度=10mm、鍍銅厚度=35 μ m、 圖案長(zhǎng)度L= IOcm的情況下，根據(jù)上式⑵可知布線圖案電阻R = 4.8mQ。若設(shè)放電單元113的接通電阻RDSON = 200m Ω，則放電電流123根據(jù)上式(1)，能如下式( 所示那樣進(jìn)行計(jì)算。放電電流123 = (80-14) V/204. 8m Ω = 322Α ......(3)為了耐住過大的放電電流123，放電單元113所具備的電路元件的形狀將變大，成本將趨于變高。實(shí)施方式1圖1是本發(fā)明實(shí)施方式1涉及的電磁負(fù)載控制裝置的電路圖。圖1所示的電路與圖8已說明的現(xiàn)有的電路結(jié)構(gòu)不同，作為放電單元設(shè)置恒壓電路200。其他的電路結(jié)構(gòu)與圖 8相同。圖2是表示恒壓電路200的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖。恒壓電路200具備恒壓二極管201、電阻 202 及 FET203。恒壓二極管201具有恒壓特性(齊納電壓)Vz。恒壓二極管201的一端被接地， 另一端與FET203的柵極端子(導(dǎo)通/關(guān)斷控制端子)以及升壓用二極管112的陰極連接。 伴隨著電壓117的上升，在恒壓二極管201中開始流過電流Iz，當(dāng)由該Iz和電阻202產(chǎn)生的電位差為FET的柵極導(dǎo)通電壓Vgs時(shí)，F(xiàn)ET203的柵極端子選通，從而FET203導(dǎo)通。FET203與升壓用二極管112并聯(lián)連接，由于使柵極端子選通從而恒壓二極管201 處于導(dǎo)通狀態(tài)，向電池101側(cè)反饋放電電流123。電阻202連接在FET203的源極與柵極之間，減少流過恒壓二極管201中的電流。恒壓二極管201的齊納電壓Vz和FET203的柵極-源極間電壓Vgs相加后的值為升壓電壓117。因此，按照電壓閾值117b = Vz+Vgs的方式設(shè)定各元件的特性。如上述那樣設(shè)定各元件的特性時(shí)，在短時(shí)間內(nèi)反復(fù)如下的動(dòng)作，即FET203瞬間導(dǎo)通從而流過放電電流之后，F(xiàn)ET203再次截止。由此，流經(jīng)回流二極管147的電流波形如圖2的下圖所示。使用圖3再次說明放電時(shí)的動(dòng)作。圖3是表示本實(shí)施方式1涉及的電磁負(fù)載控制裝置的動(dòng)作的時(shí)序圖。在本實(shí)施方式1中，為進(jìn)行放電動(dòng)作，恒壓電路200的電壓逐漸上升，當(dāng)達(dá)到恒壓二極管201的恒壓特性附近時(shí)，柵極電壓Vgs達(dá)到瞬時(shí)導(dǎo)通FET203的電壓，F(xiàn)ET203導(dǎo)通從而進(jìn)行放電。當(dāng)由于放電使得恒壓電路200的電壓下降時(shí)，恒壓二極管201的齊納電壓Vz被維持，同時(shí)柵極電壓Vgs下降，F(xiàn)ET203處于不導(dǎo)通。該循環(huán)在短時(shí)間內(nèi)反復(fù)，且在放電完全結(jié)束的時(shí)刻循環(huán)結(jié)束。也就是說，放電電流經(jīng)由FET恒壓二極管201被放出，在放電電壓達(dá)到電壓閾值 117b的時(shí)刻，F(xiàn)ET203瞬時(shí)導(dǎo)通后處于截止?fàn)顟B(tài)。因此，在流經(jīng)FET203的電流過大之前， FET203處于截止?fàn)顟B(tài)，因此無需增大FET203的電流容量。實(shí)施方式1 計(jì)算例以下，對(duì)于本實(shí)施方式1涉及的電磁負(fù)載控制裝置的動(dòng)作，說明對(duì)具體電路參數(shù)進(jìn)行設(shè)定的計(jì)算例。在設(shè)電壓閾值117b = 80V、FET203的柵極電壓Vgs = 5V的情況下，恒壓二極管 201的恒壓特性Vz = 75V。FET203的柵極-源極間電阻202設(shè)定為流過恒壓二極管201的偏置電流這種程度的值。在恒壓二極管201的偏置電流為0. 5mA的情況下，電阻202的電阻值R202以下式求出。R202 = Vgs/0. 5mA = IOK Ω ......(4)恒壓二極管201的消耗電流以下式(5)求出。75VX0. 5mA = 37mff ......(5)電阻202的消耗功率以下式(6)求出。Vgs/ΙΟΚΩ XVgs = 2. 5mff ......(6)因此，恒壓二極管201、電阻202均能夠使用小型部件，因此能夠抑制作為放電單元的恒壓電路200的成本。接下來，從噴射器負(fù)載142的觀點(diǎn)出發(fā)，說明本實(shí)施方式1涉及的電磁負(fù)載控制裝置的動(dòng)作。在將噴射器負(fù)載142自身的電感設(shè)為L(zhǎng)、將電流設(shè)為Ii時(shí)，噴射器負(fù)載142的反電動(dòng)勢(shì)Wi以下式(7)表示。Wi = 1/2XLX Ii2 ......(7)噴射器負(fù)載142的電感為幾mH 幾十mH。這里，假設(shè)為20mH。若假設(shè)噴射器負(fù)載142的電流為20A，則噴射器負(fù)載142進(jìn)行一次動(dòng)作時(shí)的反電動(dòng)勢(shì)Wi，以下式(8)求出。Wi = 1/2X20X10_3X 202 = 4W ......(8)為了簡(jiǎn)便起見，在此忽略升壓用電容器，假設(shè)FET203完全吸收式(8)的功率?；谑?3)所示的電流值，可知式(8)的功率值被大幅度降低。也就是說，本實(shí)施方式1涉及的電磁負(fù)載控制裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比，放電單元的消耗功率少，由此給放電元件帶來的負(fù)擔(dān)也少，故能使用更小型的放電元件。實(shí)施方式1 總結(jié)如上述，本實(shí)施方式1涉及的電磁負(fù)載控制裝置中作為用于緩和放電電流的元件具備恒壓二極管201。恒壓二極管201的一端被接地，另一端與FET203的柵極端子連接。 當(dāng)放電電壓達(dá)到電壓閾值117b時(shí)，Vgs達(dá)到使FET203導(dǎo)通的值，在使FET203瞬時(shí)導(dǎo)通之后，若放電電壓下降，則FET203再次處于截止?fàn)顟B(tài)。通過反復(fù)該動(dòng)作，在放電電流過大之前 FET203處于截止?fàn)顟B(tài)，因此能夠利用小型元件來構(gòu)成放電單元。另外，根據(jù)本實(shí)施方式1涉及的電磁負(fù)載控制裝置，通過適當(dāng)設(shè)定齊納電壓Vz，基于恒壓二極管201的恒壓特性，可自動(dòng)地實(shí)施以上動(dòng)作，由此無需重新設(shè)置用于對(duì)FET203進(jìn)行導(dǎo)通/關(guān)斷控制的微型計(jì)算機(jī)等的運(yùn)算裝置，就可實(shí)施同等動(dòng)作，能以低成本構(gòu)成放電單元。實(shí)施方式2圖4是本發(fā)明實(shí)施方式2涉及的電磁負(fù)載控制裝置的電路圖。這里，僅示出恒壓電路200的周邊部分。其他構(gòu)成與實(shí)施方式1相同。在本實(shí)施方式2中，在升壓用二極管 112的陰極與FET203的源極之間，新追加了電流限制用的電阻180。電阻180在升壓時(shí)不限制沿著升壓用二極管112的正向流動(dòng)的升壓用的電流，因此優(yōu)選不設(shè)置在沿著升壓用二極管112的正向流動(dòng)的路徑上，例如不設(shè)置在升壓用二極管 112的陰極與電阻202之間。在將電阻180的電阻值設(shè)為1歐姆的情況下，放電電流123能用下式(9)求出。放電電流123 = (80-14) V/1204. 8m Ω = 53Α ......(9)如上述，根據(jù)本實(shí)施方式2，與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠降低放電電流123。其中，在電阻180中流過上式(8)的電流53Α，電阻180需要采用具有53W以上的額定功率的器件，因此，恒壓電路200容易變?yōu)榇笮?。再有，用于放電的消耗功率本身并不是因電?80而下降的。另外，如本實(shí)施方式2所示，在升壓用二極管112的陰極與FET203的源極之間設(shè)置電阻180以降低放電電流的方法，也能用于下面的實(shí)施方式中。實(shí)施方式3圖5是本發(fā)明實(shí)施方式3涉及的電磁負(fù)載控制裝置的電路圖。這里，僅示出恒壓電路200的周邊部分。其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1相同。在本實(shí)施方式3中，代替恒壓二極管 201，設(shè)置了電容器205。電容器205的一端被接地，另一端與FET203的柵極端子及升壓用二極管112的陰極連接。電阻204是用于對(duì)驅(qū)動(dòng)FET203的驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行調(diào)整的電阻。圖6是表示流經(jīng)電阻204的驅(qū)動(dòng)信號(hào)和放電電流123之間關(guān)系的圖。通過與電阻 204并聯(lián)地設(shè)置電容器205，用于驅(qū)動(dòng)FET203的驅(qū)動(dòng)信號(hào)其下降沿延遲。由此，即便施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)FET203也不會(huì)立即處于完全導(dǎo)通狀態(tài)，而是處于半導(dǎo)通狀態(tài)，從而在不飽和區(qū)域中工作。當(dāng)FET203在不飽和區(qū)域中工作時(shí)，因?yàn)樘幱跊]有流過額定值那樣的電流的狀態(tài)，所以其結(jié)果是放電電流123受到限制。作為發(fā)揮與圖5 圖6同樣效果的方法，取代使用電容器205，而調(diào)整電阻202和 204的值，并與上述同樣地使FET203在不飽和區(qū)域中工作。其中，在該方法中，由于FET203 的工作電阻比額定值大，因此消耗功率增大。因此，需要使用大型FET203以便相應(yīng)地彌補(bǔ)其功率損耗，若從成本方面考慮未必是優(yōu)選方案。實(shí)施方式4圖7是表示本發(fā)明實(shí)施方式4涉及的電磁負(fù)載控制裝置的放電電流和FET203的驅(qū)動(dòng)電流之間關(guān)系的圖。在實(shí)施方式1中，作為降低放電電流123的單元，設(shè)有恒壓二極管 201，使FET203自動(dòng)地間歇性動(dòng)作。同樣的動(dòng)作也能夠通過間歇性供給驅(qū)動(dòng)FET203的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來實(shí)現(xiàn)。例如，如圖7那樣提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以對(duì)FET203進(jìn)行PWM驅(qū)動(dòng)。其中，在使用本實(shí)施方式4涉及的方法的情況下，作為取代恒壓二極管201的放電緩和元件，需要采用實(shí)施PWM控制的控制電路。在安裝該控制電路的面積不富余的情況下， 難以采用本方法。另外，在通過單芯片的ASIC(面向特定用途的IC)構(gòu)成控制電路的情況
9下，伴隨著邏輯增加需要確認(rèn)作業(yè)，從成本方面出發(fā)未必是優(yōu)選的方案。以上，基于實(shí)施方式具體說明了由本發(fā)明者提出的發(fā)明，但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)可進(jìn)行各種變更。另外，對(duì)于上述各結(jié)構(gòu)、功能、處理部等，既能夠例如在集成電路中設(shè)計(jì)從而以硬件實(shí)現(xiàn)其全部或一部分，也可以通過處理器執(zhí)行實(shí)現(xiàn)各功能的程序由此作為軟件實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)各功能的程序、表格等的信息能夠存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器或硬盤等存儲(chǔ)裝置、IC卡、DVD等存儲(chǔ)裝置中。另外，在本發(fā)明的電磁負(fù)載控制裝置的電路中，也可以按照最短且圖案寬度比周邊圖案寬的方式，設(shè)計(jì)圖1所示的升壓線圈107、升壓用開關(guān)元件109和升壓用二極管112 之間的布線圖案。由此，能夠降低圖案阻抗。
權(quán)利要求1.一種電磁負(fù)載控制裝置，對(duì)提供給電磁負(fù)載的電流進(jìn)行控制，其特征在于， 該電磁負(fù)載控制裝置具備升壓電路，對(duì)施加于所述電磁負(fù)載的負(fù)過電壓進(jìn)行升壓；和放電裝置，對(duì)在所述升壓電路使所述負(fù)過電壓升壓時(shí)所蓄積的電荷進(jìn)行放電，所述放電裝置具備開關(guān)元件，切換是否將所述電荷反饋至電源側(cè)；和放電緩和元件，對(duì)所述開關(guān)元件流過放電電流的量進(jìn)行緩和， 所述放電緩和元件， 其構(gòu)成為自身也流過所述放電電流，其一端接地，另一端與所述開關(guān)元件的所述電磁負(fù)載側(cè)及導(dǎo)通/關(guān)斷控制端子連接， 當(dāng)流過所述放電電流時(shí)，向所述開關(guān)元件的導(dǎo)通/關(guān)斷控制端子提供信號(hào)從而切換所述開關(guān)元件的導(dǎo)通/關(guān)斷，向所述電源側(cè)間歇性反饋所述放電電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁負(fù)載控制裝置，其特征在于，所述放電緩和元件利用恒壓二極管構(gòu)成，該恒壓二極管具有比在所述放電裝置中流過所述放電電流時(shí)的放電電壓小的恒壓特性。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁負(fù)載控制裝置，其特征在于，所述放電緩和元件利用電容器構(gòu)成，該電容器與所述開關(guān)元件的導(dǎo)通/關(guān)斷控制端子連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁負(fù)載控制裝置，其特征在于， 在所述開關(guān)元件的所述電磁負(fù)載側(cè)，設(shè)有降低放電電流的電阻元件。
5.一種電磁負(fù)載控制裝置，對(duì)提供給電磁負(fù)載的電流進(jìn)行控制，其特征在于， 該電磁負(fù)載控制裝置具備升壓電路，對(duì)施加于所述電磁負(fù)載的負(fù)過電壓進(jìn)行升壓； 放電裝置，對(duì)在所述升壓電路使所述負(fù)過電壓升壓時(shí)所蓄積的電荷進(jìn)行放電；和升壓用開關(guān)元件，進(jìn)行所述升壓電路的升壓動(dòng)作的導(dǎo)通/關(guān)斷控制， 所述電磁負(fù)載、所述放電裝置以及所述升壓用開關(guān)元件之間的電路圖案比其他部分的電路圖案寬，所述放電裝置具備開關(guān)元件，切換是否將所述電荷反饋至電源側(cè)；和放電緩和元件，對(duì)所述開關(guān)元件流過放電電流的量進(jìn)行緩和， 所述放電緩和元件， 其構(gòu)成為自身也流過所述放電電流，其一端接地，另一端與所述開關(guān)元件的所述電磁負(fù)載側(cè)及導(dǎo)通/關(guān)斷控制端子連接， 當(dāng)流過所述放電電流時(shí)，向所述開關(guān)元件的導(dǎo)通/關(guān)斷控制端子提供信號(hào)從而切換所述開關(guān)元件的導(dǎo)通/關(guān)斷，向所述電源側(cè)間歇性反饋所述放電電流。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種電磁負(fù)載控制裝置，其具備放電單元，能夠以低成本構(gòu)成放電單元且不會(huì)因過電流而損壞。本實(shí)用新型涉及的電磁負(fù)載控制裝置所具備的放電裝置具有放電緩和元件，其切換將放電電流反饋至電源側(cè)的開關(guān)元件的導(dǎo)通/關(guān)斷，當(dāng)放電電流流經(jīng)放電緩和元件時(shí)切換開關(guān)元件的導(dǎo)通/關(guān)斷，向電源側(cè)間歇性反饋放電電流。
文檔編號(hào)F02D41/20GK202250430SQ20112032337
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月31日
發(fā)明者山田茂樹, 江藤大介, 渡部光彥, 那須文明, 黛拓也 申請(qǐng)人:日立汽車系統(tǒng)株式會(huì)社, 日立汽車部件(蘇州)有限公司