電負(fù)載的分支供電控制裝置及分支供電控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電負(fù)載的分支供電控制裝置及分支供電控制方法，其中，作為場效應(yīng)晶體管的逆接保護(hù)元件（120a、120b）分別與多個電負(fù)載（107a、107b）進(jìn)行串聯(lián)連接，該多個電負(fù)載（107a、107b）由直流電源（101）經(jīng)由共用的供電開關(guān)元件（110a）進(jìn)行分支供電，所述逆接保護(hù)元件連接時的極性使供電電流沿所述場效應(yīng)晶體管的源極端子S與漏極端子D之間所產(chǎn)生的寄生二極管（121a、121b）的導(dǎo)通方向流通，若所述場效應(yīng)晶體管的電流小于規(guī)定值，則利用柵極控制電路部（129）來切斷所述逆接保護(hù)元件的柵極電壓，從而使逆接保護(hù)元件開路。
【專利說明】電負(fù)載的分支供電控制裝置及分支供電控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電負(fù)載的分支供電控制裝置及分支供電控制方法，經(jīng)由供電開關(guān)元件和逆接保護(hù)元件來進(jìn)行供電的多個電負(fù)載能共用供電開關(guān)元件，并將多個逆接保護(hù)元件進(jìn)行分支連接。
【背景技術(shù)】
[0002]例如在車載電負(fù)載中,在作為車載電池的直流電源與多個車載電負(fù)載之間設(shè)置多個供電開關(guān)兀件，由一個供電開關(guān)兀件對一個或多個車載電負(fù)載分開進(jìn)行供電。例如，根據(jù)專利文獻(xiàn)I “車用電源分配裝置”的圖6，使用智能功率開關(guān)即場效應(yīng)晶體管44A來作為供電開關(guān)元件，以取代電磁繼電器的輸出觸點(diǎn)。另一方面，將逆接保護(hù)二極管與由直流電源供電的電負(fù)載進(jìn)行串聯(lián)連接，來防止在接錯電源極性時有負(fù)載電流流過，這一方法正得以廣泛使用，普遍采用以下方式:即，通過使用場效應(yīng)晶體管作為逆接保護(hù)元件，來力圖抑制正常運(yùn)行時由逆接保護(hù)元件所引起的電壓下降及溫度上升。此外，此處所謂的場效應(yīng)晶體管包括P溝道型場效應(yīng)晶體管和N溝道型場效應(yīng)晶體管，無論采用哪種場效應(yīng)晶體管，在電源電極正常時，都進(jìn)行閉路驅(qū)動，使得沿與內(nèi)部寄生二極管的通電方向相同的方向進(jìn)行通電。
[0003]例如，根據(jù)專利文獻(xiàn)2 “電源逆接保護(hù)電路”的圖4，在利用電池3的功率來動作的ECU45中，在將與電池3的正極端子相連接的電源端子5和供電對象的控制電路13連接起來的電源布線15上，設(shè)置有N溝道型FET21，并使其寄生二極管Dl的陽極位于電源端子5偵彳，另外，在FET21的下游側(cè)，設(shè)置有N溝道型FET22，并使其寄生二極管D2的陰極位于FET21側(cè)。這樣，若在電池3正常連接時接通點(diǎn)火開關(guān)9，則利用由FET21的漏極側(cè)提供動作功率的電荷泵電路43、47來使FET21、22導(dǎo)通，以對控制電路13提供電池3的功率。另外，在電池3逆接時，F(xiàn)ET21、22截止，利用寄生二極管Dl來阻止逆電流。
[0004]此外，當(dāng)因FET22導(dǎo)通而接受來自電池3的功率時，控制電路13開始動作，當(dāng)開始動作時，控制電路13輸出驅(qū)動信號Sd，即使點(diǎn)火開關(guān)9斷開，F(xiàn)ET21、22也會保持導(dǎo)通。另外，雖然省略了圖示，但控制電路13為了對點(diǎn)火開關(guān)9的接通/斷開狀態(tài)進(jìn)行檢測而對信號輸入端子11的電壓進(jìn)行監(jiān)視。而且，控制電路13基于信號輸入端子11的電壓來對點(diǎn)火開關(guān)9斷開的情況進(jìn)行檢測，在此之后，數(shù)據(jù)備份等動作停止前序處理結(jié)束，當(dāng)可以停止動作這一條件成立時，使所述驅(qū)動信號Sd的輸出停止。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開平10-126963號公報(圖1、摘要、圖6、第0025段)
[0008]專利文獻(xiàn)2:日本專利特開2007-082374號公報(圖4、摘要、圖1、第0056、0057段)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0010]根據(jù)上述專利文獻(xiàn)1，使用智能功率開關(guān)即場效應(yīng)晶體管來作為供電開關(guān)元件。因此，若因電負(fù)載、負(fù)載布線發(fā)生異常而導(dǎo)致供電開關(guān)元件中流過過大電流，則能對供電開關(guān)元件進(jìn)行開路保護(hù)，但存在以下問題:即，若接錯車載電池的電源極性，則會經(jīng)由場效應(yīng)晶體管內(nèi)部所產(chǎn)生的寄生二極管而流過短路電流，從而導(dǎo)致供電開關(guān)元件或與其相連的相關(guān)元件發(fā)生過熱損傷。與之相對，根據(jù)專利文獻(xiàn)2，使用逆接保護(hù)元件和供電開關(guān)元件來作為一組開關(guān)元件，從而解決了與電源極性逆接相關(guān)的問題。然而，若對多個電負(fù)載均使用一組開關(guān)元件，在經(jīng)濟(jì)上較為浪費(fèi)。
[0011]本發(fā)明的第一目的在于，提供一種電負(fù)載的分支供電控制裝置及分支供電控制方法，經(jīng)由供電開關(guān)元件和逆接保護(hù)元件來進(jìn)行供電的多個電負(fù)載能共用供電開關(guān)元件，并將多個逆接保護(hù)元件進(jìn)行分支連接。本發(fā)明的第二目的在于，提供一種電負(fù)載的分支供電控制裝置及分支供電控制方法，在一個電負(fù)載的正側(cè)布線與直流電源的正極布線誤觸而發(fā)生電源短路故障的情況下，能防止對另一個電負(fù)載進(jìn)行繞行供電(wraparound-powered)。
[0012]解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
[0013]本發(fā)明所涉及的電負(fù)載的分支供電控制裝置包括:第一及第二逆接保護(hù)元件，該第一及第二逆接保護(hù)元件分別串聯(lián)連接于第一及第二電負(fù)載各自的上游位置，所述第一及第二電負(fù)載由與直流電源的正側(cè)端子相連接的共用的供電開關(guān)元件受到分支供電；負(fù)載開關(guān)元件，該負(fù)載開關(guān)元件進(jìn)一步地與所述第一及第二電負(fù)載分別進(jìn)行串聯(lián)連接；以及控制電路部，該控制電路部經(jīng)由所述供電開關(guān)元件、所述第一及第二逆接保護(hù)元件、及所述負(fù)載開關(guān)元件，對所述第一及第二電負(fù)載提供供電電流，在所述電負(fù)載的分支供電控制裝置中，所述第一及第二逆接保護(hù)元件使用P溝道型或N溝道型的場效應(yīng)晶體管，連接時的極性使所述供電電流沿所述場效應(yīng)晶體管的源極端子S與漏極端子D之間所產(chǎn)生的寄生二極管的導(dǎo)通方向流通，且包括控制所述源極端子S與漏極端子D之間的導(dǎo)通狀態(tài)的柵極控制電路部，所述柵極控制電路部或所述控制電路部包括模擬比較器或數(shù)字比較單元，該模擬比較器或數(shù)字比較單元在流過生成有所述寄生二極管的所述場效應(yīng)晶體管的所述供電電流為規(guī)定閾值電流以上時，對施加于所述源極端子S與柵極端子G之間的柵極電壓進(jìn)行控制，以對所述場效應(yīng)晶體管進(jìn)行閉路驅(qū)動，在所述供電電流小于規(guī)定閾值電流、或至少所述源極端子S與漏極端子D之間的電壓變?yōu)樗黾纳O管的非導(dǎo)通方向的極性時，切斷所述柵極電壓，使所述場效應(yīng)晶體管不導(dǎo)通。
[0014]本發(fā)明所涉及的電負(fù)載的分支供電控制方法用于如下裝置，該裝置包括控制電路部，該控制電路部對提供給第一及第二電負(fù)載的供電電流進(jìn)行控制，該供電電流從直流電源通過共用的供電開關(guān)元件而被分支，并經(jīng)由P溝道型或N溝道型的場效應(yīng)晶體管即第一及第二逆接保護(hù)元件、以及負(fù)載開關(guān)元件來進(jìn)行供電，所述控制電路部還包括微處理器，該微處理器與RAM存儲器、非易失性程序存儲器、非易失性數(shù)據(jù)存儲器、以及多通道A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行協(xié)作，在所述電負(fù)載的分支供電控制方法中，先將與流過所述第一及第二逆接保護(hù)元件的要提供給所述第一及第二電負(fù)載的供電電流的值成正比的電流檢測電壓Vdif經(jīng)由所述多通道A/D轉(zhuǎn)換器，輸入到所述微處理器，所述微處理器與所述第一及第二逆接保護(hù)元件的柵極控制電路部進(jìn)行協(xié)作，在流過所述場效應(yīng)晶體管的所述供電電流為規(guī)定閾值電流以上時，對施加于所述場效應(yīng)晶體管的源極端子S與柵極端子G之間的柵極電壓進(jìn)行控制，以對所述場效應(yīng)晶體管進(jìn)行閉路驅(qū)動，在所述供電電流小于規(guī)定閾值電流、或至少所述源極端子S與漏極端子D之間的電壓變?yōu)樗鰣鲂?yīng)晶體管內(nèi)部所生成的寄生二極管的非導(dǎo)通方向的極性時，切斷所述柵極電壓，使所述場效應(yīng)晶體管處于不導(dǎo)通狀態(tài)。
[0015]發(fā)明效果
[0016]根據(jù)本發(fā)明所涉及的電負(fù)載的分支供電控制裝置，作為場效應(yīng)晶體管的逆接保護(hù)元件分別與多個電負(fù)載進(jìn)行串聯(lián)連接，該多個電負(fù)載由直流電源經(jīng)由共用的供電開關(guān)元件而受到分支供電，若流過所述場效應(yīng)晶體管的所述供電電流小于規(guī)定閾值電流，或者所述場效應(yīng)晶體管的源極端子S與漏極端子D之間的電壓至少變?yōu)榧纳O管的非導(dǎo)通方向的極性，則利用柵極控制電路部或控制電路部來切斷逆接保護(hù)元件的柵極電壓，從而使逆接保護(hù)元件開路。
[0017]另外，根據(jù)本發(fā)明所涉及的電負(fù)載的分支供電控制方法，作為場效應(yīng)晶體管的逆接保護(hù)元件分別與多個電負(fù)載進(jìn)行串聯(lián)連接，該多個電負(fù)載由直流電源經(jīng)由共用的供電開關(guān)元件而受到分支供電，若流過所述場效應(yīng)晶體管的所述供電電流小于規(guī)定閾值電流，或者所述場效應(yīng)晶體管的源極端子S與漏極端子D之間的電壓至少變?yōu)榧纳O管的非導(dǎo)通方向的極性，則微處理器與柵極控制電路部進(jìn)行協(xié)作，切斷逆接保護(hù)元件的柵極電壓，從而使逆接保護(hù)元件開路。
[0018]因此，與一個電負(fù)載使用一對供電開關(guān)元件和逆接保護(hù)元件的串聯(lián)電路的技術(shù)方案相比，電負(fù)載的個數(shù)越多，越能節(jié)減供電開關(guān)元件的使用個數(shù)，還能簡化供電開關(guān)元件的散熱機(jī)構(gòu)，從而具有小型廉價的效果。
[0019]另外，在逆接保護(hù)元件的輸出側(cè)布線與直流電源的正極布線誤觸而發(fā)生電源短路事故的情況下，由于逆接保護(hù)元件變?yōu)殚_路狀態(tài)而不會對其他分支電路進(jìn)行繞行供電，從而在供電開關(guān)元件開路時伴隨電源短路故障的通電線區(qū)域不會擴(kuò)大，因此，能減少供電開關(guān)元件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是表示本發(fā)明的實施方式I所涉及的電負(fù)載的分支供電控制裝置的整體電路圖。
[0021]圖2是表示圖1的一部分的詳細(xì)控制電路圖。
[0022]圖3是表示本發(fā)明的實施方式2所涉及的電負(fù)載的分支供電控制裝置的整體電路圖。
[0023]圖4是表示圖3的一部分的詳細(xì)控制電路圖。
[0024]圖5是表示本發(fā)明的實施方式3所涉及的電負(fù)載的分支供電控制裝置的整體電路圖。
[0025]圖6是表示圖5的一部分的詳細(xì)控制電路圖。
[0026]圖7是表示圖5的一部分的其他例子的詳細(xì)控制電路圖。
[0027]圖8是用于說明圖5的動作的流程圖。
[0028]圖9是用于說明圖8的一部分動作的流程圖。
[0029]圖10是表示圖1、圖3、圖5的異常判定項目的一覽表的圖。
【具體實施方式】
[0030]實施方式I[0031](I)結(jié)構(gòu)的詳細(xì)說明
[0032]關(guān)于表示本發(fā)明的實施方式I所涉及的電負(fù)載的分支供電控制裝置的整體電路圖即圖1、以及與圖1的柵極控制電路部129相關(guān)的詳細(xì)控制電路圖即圖2，對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明。在圖1中，分支供電控制裝置100例如由車載電池即直流電源101來進(jìn)行供電，包括:對多個電負(fù)載進(jìn)行分割配電的供配電控制裝置IlOaa ;第一及第二分支供電控制裝置100a、IOOb ;以及對設(shè)置于第一及第二分支供電控制裝置IOOaUOOb內(nèi)的穩(wěn)壓電源150a、150b進(jìn)行供電的供電控制裝置llObb。第一分支供電控制裝置IOOa對由多個電負(fù)載所構(gòu)成的第一電負(fù)載107a、108a進(jìn)行供電,第二分支供電控制裝置IOOb對由多個電負(fù)載所構(gòu)成的第二電負(fù)載107b、108b進(jìn)行供電。供配電控制裝置IlOaa包括與直流電源101的正極端子相連接的主電源端子101a、以及連接于該主電源端子與配電端子102x之間的例如P溝道型的場效應(yīng)晶體管即供電開關(guān)元件110a，供電開關(guān)元件IlOa內(nèi)的寄生二極管Illa連接時的極性為防止直流電源101放電的方向，并且，當(dāng)由后述的供電控制柵極電路119對源極端子S與柵極端子G之間施加?xùn)艠O電壓時，源極端子S與漏極端子D之間導(dǎo)通，沿與寄生二極管Illa的導(dǎo)通方向相反的方向?qū)?，從而在第一及第二電?fù)載107a、108a、107b、108b中流過供電電流。
[0033]此外，在供配電控制裝置IlOaa內(nèi)設(shè)有未圖示的多個供電開關(guān)元件，經(jīng)由多個配電端子102x對其他電負(fù)載也進(jìn)行供電，與各配電系統(tǒng)相對應(yīng)地串聯(lián)連接有未圖示的熔斷器。構(gòu)成供電控制柵極電路119的柵極電阻112與穩(wěn)壓二極管113互相并聯(lián)連接在供電開關(guān)元件IlOa的源極端子S與柵極端子G之間，柵極端子G經(jīng)由驅(qū)動電阻114及NPN型晶體管即供電輔助晶體管115與接地電路GND相連接。未圖示的供配電控制電路所產(chǎn)生的供電指令信號DRlO的邏輯電平例如在未圖示的電源開關(guān)閉合時變?yōu)椤案唠娖?H)”，經(jīng)由基極電阻116對供電輔助晶體管115進(jìn)行導(dǎo)通驅(qū)動，其結(jié)果是，由柵極電阻112和驅(qū)動電阻114所產(chǎn)生的分壓電壓受到穩(wěn)壓二極管113的限制，并作為柵極電壓而被施加于供電開關(guān)元件IlOa的源極端子S與柵極端子G之間。供電控制裝置IlObb包括與直流電源101的正極端子相連接的主電源端子101b、以及連接于該主電源端子與配電端子102y之間的例如P溝道型的場效應(yīng)晶體管即供電開關(guān)元件110b，供電開關(guān)元件IlOb內(nèi)的寄生二極管Illb連接時的極性為防止直流電源101放電的方向，并且，當(dāng)由前述的供電控制柵極電路119對源極端子S與柵極端子G之間施加?xùn)艠O電壓時，源極端子S與漏極端子D之間導(dǎo)通，沿與寄生二極管Illb的導(dǎo)通方向相反的方向進(jìn)行導(dǎo)通，從而經(jīng)由逆接保護(hù)二極管Illc對穩(wěn)壓電源150a、150b進(jìn)行供電。
[0034]第一分支供電控制裝置IOOa包括:與供配電控制裝置IlOaa的配電端子102x相連接的第一分支端子102a ;以及連接于該第一分支端子與第一負(fù)載端子103a、104a之間的例如P溝道型的場效應(yīng)晶體管即逆接保護(hù)元件120a。若逆接保護(hù)元件120a內(nèi)的寄生二極管121a連接時的極性與對第一電負(fù)載107a、108a的供電電流的流向相一致，且由后述的柵極控制電路部129來對源極端子S與柵極端子G之間施加?xùn)艠O電壓時，漏極端子D與源極端子S之間導(dǎo)通，沿與寄生二極管121a的導(dǎo)通方向相同的方向進(jìn)行導(dǎo)通，對多個第一電負(fù)載107a、108a流過供電電流。在與多個第一電負(fù)載107a、108a的負(fù)側(cè)端子相連接的第一負(fù)載端子105a、106a與接地電路GND之間，分別連接有負(fù)載開關(guān)元件230a、240a。此外，使用例如N溝道型的場效應(yīng)晶體管來作為負(fù)載開關(guān)元件230a、240a，雖然在該晶體管的漏極端子D與源極端子S之間會生成寄生二極管231a、241a，但所述寄生二極管的極性使得對第一電負(fù)載107a、108a的供電電流不流入該寄生二極管。
[0035]第一分支供電控制裝置IOOa內(nèi)所設(shè)置的穩(wěn)壓電源150a由配電端子102y進(jìn)行供電，產(chǎn)生規(guī)定的穩(wěn)定電壓即控制電壓Vcc，從而對第一分支供電控制裝置IOOa內(nèi)所設(shè)置的控制電路部160a進(jìn)行供電。施加有控制電壓Vcc的控制電路部160a與未圖示的輸入信號的動作狀態(tài)聯(lián)動地產(chǎn)生開關(guān)指令信號DR1、DR2，經(jīng)由柵極電阻232a、242a對負(fù)載開關(guān)元件230a、240a的柵極端子G與源極端子S之間施加?xùn)艠O電壓，由此，使負(fù)載開關(guān)元件230a、240a的漏極端子D與源極端子S之間導(dǎo)通。此外，在第一電負(fù)載107a、108a為感性負(fù)載的情況下，第一電負(fù)載107a、108a與續(xù)流二極管238a、248a并聯(lián)連接，因負(fù)載開關(guān)元件230a、240a閉合而流過的供電電流在將負(fù)載開關(guān)元件230a、240a閉合時，續(xù)流至續(xù)流二極管238a、248a并發(fā)生衰減。其中，在負(fù)載開關(guān)元件230a、240a斷開的情況下，當(dāng)要使供電電流急速衰減時，不設(shè)置續(xù)流二極管238a、248a，在負(fù)載開關(guān)元件230a、240a的兩端，利用寄生二極管231a、241a所具有的電壓限制功能而產(chǎn)生高電壓。此外，負(fù)載驅(qū)動控制電路290a是穩(wěn)壓電源150a、控制電路部160a、以及負(fù)載開關(guān)元件230a、240a的總稱。
[0036]經(jīng)由供電開關(guān)元件110a、配電端子102x和第二分支端子102b而與直流電源101相連接從而對第二電負(fù)載107b、108b進(jìn)行供電的第二分支供電控制裝置IOOb也具有相同的結(jié)構(gòu)，包括:負(fù)載驅(qū)動控制電路290b，該負(fù)載驅(qū)動控制電路290b是由穩(wěn)壓電源150b來提供控制電壓Vcc以進(jìn)行動作的控制電路部160b、和負(fù)載開關(guān)元件230b、240b的總稱；第二逆接保護(hù)元件120b，該第二逆接保護(hù)元件120b包含寄生二極管121b ;以及圖2所示的后述的柵極控制電路部129。
[0037]此外，也可以將第一分支供電控制裝置IOOa和第二分支供電控制裝置IOOb構(gòu)成為一體，在這種情況下，穩(wěn)壓電源150a、150b與控制電路部160a、160b也構(gòu)成為一體。另外，也可以將供配電控制裝 置IlOaa內(nèi)的供電開關(guān)元件IlOa也設(shè)置于構(gòu)成一體的第一、第二分支供電控制裝置的內(nèi)部，此處，分支供電控制裝置是在共用的供電開關(guān)元件IIOa之后設(shè)置有分支連接的多個逆接保護(hù)元件120a、120b……的結(jié)構(gòu)，而非對多個逆接保護(hù)元件分別單獨(dú)設(shè)置供電開關(guān)元件的結(jié)構(gòu)。
[0038]此外，對于P溝道型的場效應(yīng)晶體管即逆接保護(hù)元件120a、120b，在施加有使柵極端子G的電位比源極端子S的電位要低的極性的規(guī)定柵極電壓時，漏極端子D與源極端子S之間導(dǎo)通，其導(dǎo)通方向使電流從漏極端子D與源極端子S之中電位較高的一方流向電位較低的另一方。若柵極電壓在規(guī)定值以下，則漏極端子D與源極端子S之間的導(dǎo)通被切斷，但由于在漏極端子D與源極端子S之間，寄生二極管121a、121b處于并聯(lián)連接狀態(tài)，因此，無法切斷從漏極端子D流向源極端子S的電流。另一方面，對于N溝道型的場效應(yīng)晶體管即負(fù)載開關(guān)元件230a、240a、230b、240b，在施加有使柵極端子G的電位比源極端子S的電位要高的極性的規(guī)定柵極電壓時，漏極端子D與源極端子S之間導(dǎo)通，其導(dǎo)通方向使電流從漏極端子D與源極端子S之中電位較高的一方流向電位較低的另一方。若柵極電壓在規(guī)定值以下，則漏極端子D與源極端子S之間的導(dǎo)通被切斷，但由于在漏極端子D與源極端子S之間，寄生二極管231a、241a、231b、241b處于并聯(lián)連接狀態(tài)，因此，無法切斷從源極端子S流向漏極端子D的電流。
[0039]接著，對第一分支供電控制裝置IOOa中應(yīng)用于第一逆接保護(hù)元件120a的柵極控制電路部129的詳細(xì)情況的圖2進(jìn)行說明。此外，對于在第二分支供電控制裝置IOOb中應(yīng)用于第二逆接保護(hù)元件120b的柵極控制電路部129，也與圖2的情況相同。在圖2中，構(gòu)成柵極控制電路部129的柵極電阻122與穩(wěn)壓二極管123互相并聯(lián)連接，所形成的并聯(lián)連接電路連接于第一逆接保護(hù)元件120a的源極端子S與柵極端子G之間，柵極端子G經(jīng)由驅(qū)動電阻124和NPN型晶體管即驅(qū)動晶體管125而與接地電路GND相連接。驅(qū)動晶體管125在后述的模擬比較器25的輸出即電流判定信號DRf的邏輯電平為“高電平(H)”時，經(jīng)由基極電阻126而被導(dǎo)通驅(qū)動，其結(jié)果是，由柵極電阻122和驅(qū)動電阻124所產(chǎn)生的分壓電壓受到穩(wěn)壓二極管123的限制，并作為柵極電壓而被施加于第一逆接保護(hù)元件120a的源極端子S與柵極端子G之間。第一逆接保護(hù)元件120a的漏極端子D或源極端子S與電流檢測電阻127串聯(lián)連接，第一逆接保護(hù)元件120a與電流檢測電阻127的串聯(lián)電路的兩端電壓被差動放大器20放大，從而產(chǎn)生與流過第一逆接保護(hù)元件120a的電流成正比的電流檢測電壓Vdif0
[0040]此外，在差動放大器20的一對輸入端子上，利用互為反方向地并聯(lián)連接的一對箝位二極管21、21來對輸入電壓進(jìn)行限制，并且，正側(cè)的輸入端子經(jīng)由漏電流切斷元件24與連接于電流檢測電阻127上游位置的輸入電阻22a相連接，負(fù)側(cè)的輸入端子與連接于第一逆接保護(hù)元件120a下游位置即源極端子的輸入電阻23a相連接。另外，在各輸入端子上，連接有用于確定漏電流切斷元件24開路時的電位的下拉電阻22b、23b。模擬比較器25將差動放大器20所產(chǎn)生的電流檢測電壓Vdif、與基準(zhǔn)電壓生成電路26所產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓即判定閾值電壓AVO進(jìn)行比較，當(dāng)Vdif ^ Λ VO時，電流判定信號DRf的邏輯電平變?yōu)椤癏”，經(jīng)由基極電阻126對驅(qū)動晶體管125進(jìn)行閉路驅(qū)動。控制電路部160a包括:用于運(yùn)算處理的RAM存儲器161 ;例如作為閃存的非易失性程序存儲器162 ;作為該非易失性程序存儲器的一部分區(qū)域或分開連接的非易失性數(shù)據(jù)存儲器163 ;以及與多通道A/D轉(zhuǎn)換器164進(jìn)行協(xié)作的微處理器。
[0041]利用分壓電阻151a、152a對經(jīng)由供電開關(guān)兀件IlOa而施加于第一分支端子102a的直流電源101的電源電壓進(jìn)行分壓，并將分壓后的電源電壓作為測定電源電壓Vba而輸入多通道A/D轉(zhuǎn)換器164。優(yōu)選將差動放大器20的輸出電壓即電流檢測電壓Vdif也輸入多通道A/D轉(zhuǎn)換器164，從而能對圖8中后述的異常判定單元805加以利用。漏電流切斷元件24通過將輔助晶體管27導(dǎo)通從而經(jīng)由驅(qū)動電阻28來進(jìn)行閉路驅(qū)動，驅(qū)動輔助晶體管27的基極電阻29與控制電路部160a所產(chǎn)生的通電指令信號DRO相連接。然后，控制電路部160a與未圖示的輸入信號的動作狀態(tài)聯(lián)動地產(chǎn)生開關(guān)指令信號DR1、DR2，以對圖1的負(fù)載驅(qū)動控制電路290a內(nèi)的負(fù)載開關(guān)元件230a、240a進(jìn)行開關(guān)控制。設(shè)置于第二分支供電控制裝置IOOb的控制電路部160b也具有相同結(jié)構(gòu)，與未圖示的輸入信號的動作狀態(tài)聯(lián)動地產(chǎn)生開關(guān)指令信號DRl、DR2，以對圖1的負(fù)載驅(qū)動控制電路290b內(nèi)的負(fù)載開關(guān)元件230b、240b進(jìn)行開關(guān)控制。
[0042]( 2)作用、動作的詳細(xì)說明
[0043] 接著，對于具有如圖1、圖2所示結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的實施方式I所涉及的分支供電控制裝置，對其作用、動作進(jìn)行詳細(xì)說明。首先，在圖1中，例如當(dāng)未圖示的電源開關(guān)閉合而產(chǎn)生供電指令信號DRlO時，經(jīng)由供電輔助晶體管115對供電開關(guān)元件IlOa進(jìn)行閉路驅(qū)動，將直流電源101的電源電壓提供給設(shè)置于第一、第二分支供電控制裝置IOOaUOOb的第一、第二分支端子102a、102b。同樣，經(jīng)由供電輔助晶體管115對供電開關(guān)元件IlOb進(jìn)行閉路驅(qū)動，經(jīng)由逆接保護(hù)二極管Illc向配電端子102y提供直流電源101的電源電壓。其結(jié)果是，在第一、第二分支供電控制裝置100a、IOOb內(nèi)的穩(wěn)壓電源150a、150b產(chǎn)生控制電壓Vcc，控制電路部160a、160b分別產(chǎn)生通電指令信號DRO時，如圖2所后述的那樣，第一、第二逆接保護(hù)元件120a、120b的柵極控制電路部129開始動作。當(dāng)控制電路部160a、160b與未圖示的輸入信號的動作狀態(tài)聯(lián)動而分別產(chǎn)生開關(guān)指令信號DR1、DR2，從而對負(fù)載開關(guān)元件230a、240a、230b、240b之中的某一個負(fù)載開關(guān)元件進(jìn)行閉路驅(qū)動時，則對與該負(fù)載開關(guān)元件相連接的第一、第二電負(fù)載107a、108a、107b、108b之中的某一個電負(fù)載進(jìn)行供電驅(qū)動。
[0044]此外，若第一、第二電負(fù)載107a、108a、107b、108b的正側(cè)布線與接地電路GND誤觸而發(fā)生正線接地短路異常，則在供電開關(guān)元件IlOa和逆接保護(hù)元件120a上會流過過大電流，但若使供電開關(guān)元件UOa具有過電流切斷功能，則能防止電路元件或布線被燒毀。若供電開關(guān)元件IlOa處于過電流切斷狀態(tài)，則將失去對第一、第二電負(fù)載107a、108a、107b、108b的電流控制功能，但由于供電開關(guān)元件IlOb會對控制電路部160a、160b進(jìn)行供電，因此，不會完全喪失控制功能。另外，若第一、第二電負(fù)載107a、108b、107b、108b的負(fù)側(cè)布線與電源線誤觸而發(fā)生負(fù)線電源短路異常，則該負(fù)載開關(guān)元件230a、240a、230b、240b上會流過過大電流，但若使負(fù)載開關(guān)元件230a、240a、230b、240b具有過電流切斷功能，則能防止電路元件或布線被燒毀。同樣，在第一、第二電負(fù)載107a、108a、107b、108b內(nèi)部發(fā)生短路、或正側(cè)布線與負(fù)側(cè)布線誤觸而發(fā)生短路異常的情況下，只要使供電開關(guān)元件IlOa和負(fù)載開關(guān)元件230a、240a、230b、240b具有過電流切斷功能，就能防止電路元件或布線被燒毀。
[0045]另一方面，若第一、第二電負(fù)載107a、108a、107b、108b的正側(cè)布線與直流電源101的電源線誤觸而發(fā)生正線電源短路異常，例如，設(shè)想第一電負(fù)載107a的正側(cè)布線與直流電源101的正極布線誤觸而導(dǎo)致供電開關(guān)元件IlOa處于開路狀態(tài)，如果第一逆接保護(hù)元件120a從源極端子S向漏極端子D的方向?qū)?，則短路電源繞行到第二逆接保護(hù)元件120b一側(cè)，從而達(dá)到能對第二電負(fù)載107b、108b進(jìn)行供電的狀態(tài)。但是，對于第一逆接保護(hù)元件120a，若從漏極端子D向源極端子S方向流過的電流在規(guī)定值以下，則由于利用圖2所示的差動放大器20和模擬比較器25的作用切斷了柵極電壓，因此，能防止因短路電源而發(fā)生繞行供電。此外，在圖1、圖2所示的實施方式I的情況下，存在需要對第一、第二電負(fù)載107a、108a、107b、108b設(shè)置正側(cè)布線和負(fù)側(cè)布線的問題，但在切斷了電源的運(yùn)行停止?fàn)顟B(tài)下，即使例如正側(cè)布線發(fā)生電源短路異常，由于連接于下游位置的負(fù)載開關(guān)元件230a、240a、230b、240b是斷開的，從而也不會始終處于異常供電狀態(tài)。
[0046]在圖2中，若控制電路部160a產(chǎn)生通電指令信號DR0，則對漏電流切斷元件24進(jìn)行閉路驅(qū)動，形成差動放大器20的輸入電路。因此，在從電流檢測電阻127和第一逆接保護(hù)元件120a的漏極端子D向源極端子S方向流過的供電電流為規(guī)定閾值電流以上的情況下，模擬比較器25的輸出即電流判定信號DRf的邏輯電平變?yōu)椤案唠娖?H)”，對驅(qū)動晶體管125進(jìn)行閉路驅(qū)動，對第一逆接保護(hù)元件120a進(jìn)行導(dǎo)通驅(qū)動。但是，在供電電流是小于規(guī)定閾值電流的過小電流的情況下，由于驅(qū)動晶體管125處于開路狀態(tài)，第一逆接保護(hù)元件120a處于非驅(qū)動狀態(tài)，因此，供電電流會繞至寄生二極管121a—側(cè)。雖然供電電流過小，但若向寄生二極管121a—側(cè)流過，則第一逆接保護(hù)元件120a的兩端電壓會上升，其結(jié)果是，差動放大器20的電流判定信號DRf的邏輯電平變?yōu)椤案唠娖?H)”，若第一逆接保護(hù)元件120a再次閉合，則第一逆接保護(hù)元件120a的兩端電壓會減少，差動放大器20的電流判定信號DRf的邏輯電平變?yōu)椤暗碗娖?L)”。因此，若供電電流小于規(guī)定閾值電流，則第一逆接保護(hù)元件120a處于反復(fù)通斷狀態(tài)。其中，若第一逆接保護(hù)元件120a的源極端子S的電位在漏極端子D的電位以上，處于反向電流將流過的狀態(tài)，則不會對第一逆接保護(hù)元件120a進(jìn)行閉路驅(qū)動，第一逆接保護(hù)元件120a維持開路狀態(tài)。
[0047]此外，第一、第二逆接保護(hù)元件120a、120b的漏極端子D與源極端子S間閉路時的內(nèi)部電阻例如為7πιΩ，與之相對，電流檢測電阻127的電阻值例如為ΙΟπιΩ，將用于對第一、第二逆接保護(hù)元件120a、120b進(jìn)行閉路驅(qū)動的閾值電流設(shè)為例如0.1A，將差動放大器20的放大率設(shè)為100，在這種情況下，判定閾值電壓AVO的值如下:AV0 =(7+10) X0.1X100=170mV。另一方面，對第一、第二電負(fù)載107a、108a、107b、108b的供電電流例如分別為5A，并且，對于每兩個電負(fù)載，流過一個逆接保護(hù)元件的供電電流為 10A，在這種情況下，電流檢測電阻127和第一、第二逆接保護(hù)元件120a、120b的串聯(lián)電路中的電壓降為(7+10)X 10 =170mV，所產(chǎn)生的損耗為0.17X10 = 1.7W。為了降低所產(chǎn)生的該損耗，盡可能減小電流檢測電阻127的電阻值，作為優(yōu)選方案，也可以不連接電流檢測電阻127。在這種情況下，閾值電流增大為例如0.3A左右，從而能降低差動放大器20的最小輸入電壓，以防止產(chǎn)生控制誤差。此外，在將由寄生二極管121a、121b所產(chǎn)生的正方向的電壓降設(shè)為1.0V的情況下，若在不對逆接保護(hù)元件進(jìn)行閉路驅(qū)動的狀態(tài)下有0.3A的電流流過，則逆接保護(hù)元件所產(chǎn)生的損耗為0.3X1.0 = 0.3W，這對于運(yùn)行中的功耗1.7W來說是足夠小的值。
[0048]在錯接直流電源101的電源極性而導(dǎo)致以圖1的虛線狀態(tài)來進(jìn)行連接的情況下，若第一、第二逆接保護(hù)元件120a、120b從源極端子S向漏極端子D的方向?qū)ǎ瑒t會通過負(fù)載開關(guān)元件230a、240a、230b、240b內(nèi)的寄生二極管231a、241a、231b、241b、以及續(xù)流二極管238a、248a、238b、248b和供電開關(guān)元件IlOa內(nèi)的寄生二極管111a，發(fā)生電源短路故障。但是，由于第一、第二逆接保護(hù)元件120a、120b的源極電位不會在柵極電位以上，因此，不會從源極電阻S向漏極端子D的方向?qū)?，不會發(fā)生電源短路。此外，在僅使用二極管來作為逆接保護(hù)元件的情況下，正常運(yùn)行時二極管的電壓降較大，伴隨功耗而產(chǎn)生的溫度上升變得過大，但若使用場效應(yīng)晶體管，則能大幅抑制該功耗。以上對利用柵極控制電路部129內(nèi)的模擬比較器25來比較供電電流與閾值電流的情況進(jìn)行了說明，但也可以如圖8中所后述的那樣利用控制電路部160a、160b所執(zhí)行的數(shù)字比較單元806a來進(jìn)行比較。另外，供電開關(guān)元件IlOa和第一、第二逆接保護(hù)元件120a、120b也可以使用N溝道型場效應(yīng)晶體管來代替P溝道型場效應(yīng)晶體管。
[0049](3)實施方式I的要點(diǎn)和特征
[0050]根據(jù)以上說明可知，實施方式I的第一要點(diǎn)所涉及的分支供電控制裝置100包括:第一及第二逆接保護(hù)元件120a、120b，該第一及第二逆接保護(hù)元件120a、120b分別串聯(lián)連接于第一及第二電負(fù)載107a、108a、107b、108b的上游位置,所述第一及第二電負(fù)載107a、108a、107b、108b由與直流電源101的正側(cè)端子相連接的共用的供電開關(guān)元件IlOa進(jìn)行分支供電；負(fù)載開關(guān)元件230a、240a、230b、240b，該負(fù)載開關(guān)元件230a、240a、230b、240b進(jìn)一步分別與所述第一及第二電負(fù)載進(jìn)行串聯(lián)連接；以及控制電路部160a、160b，該控制電路部160a、160b經(jīng)由所述供電開關(guān)元件、所述第一及第二逆接保護(hù)元件、及所述負(fù)載開關(guān)元件，對所述第一及第二電負(fù)載提供供電電流，在該電負(fù)載的分支供電控制裝置100中，所述第一及第二逆接保護(hù)元件使用P溝道型或N溝道型的場效應(yīng)晶體管，所連接的極性使所述供電電流沿所述場效應(yīng)晶體管的源極端子S與漏極端子D之間所產(chǎn)生的寄生二極管121a、121b的導(dǎo)通方向流通，并包括控制所述源極端子S與漏極端子D之間的導(dǎo)通狀態(tài)的柵極控制電路部129，所述柵極控制電路部或所述控制電路部包括模擬比較器25或數(shù)字比較單元806a，該模擬比較器25或數(shù)字比較單元806a在生成有所述寄生二極管的所述場效應(yīng)晶體管中流過的所述供電電流為規(guī)定閾值電流以上時，對施加于所述源極端子S與柵極端子G之間的柵極電壓進(jìn)行控制，使得對所述場效應(yīng)晶體管進(jìn)行閉路驅(qū)動，在所述供電電流小于規(guī)定閾值電流、或至少所述源極端子S與漏極端子D之間的電壓成為所述寄生二極管的非導(dǎo)通方向的極性時，切斷所述柵極電壓，使所述場效應(yīng)晶體管不導(dǎo)通。
[0051]關(guān)于實施方式I的第二要點(diǎn)，所述柵極控制電路部129與所述第一及第二逆接保護(hù)元件120a、120b的兩端電壓、或該逆接保護(hù)元件和電流檢測電阻127的串聯(lián)電路所對應(yīng)的兩端電壓成正比的電流檢測電壓Vdif聯(lián)動，當(dāng)該電流檢測電壓是在與所述規(guī)定閾值電流相對應(yīng)的判定閾值電壓AVO以上的值時，對所述第一及第二逆接保護(hù)元件進(jìn)行閉路驅(qū)動，當(dāng)所述電流檢測電壓Vdif是小于所述判定閾值電壓AVO的值時，切斷所述第一及第二逆接保護(hù)元件的柵極電壓，至少在所述電流檢測電壓Vdif的方向與所述寄生二極管121a、121b的導(dǎo)通方向相反時，使所述第一及第二逆接保護(hù)元件不導(dǎo)通。如上所述，在第二要點(diǎn)中，對其值與逆接保護(hù)元件的通電電流成正比的電流檢測電壓、和與規(guī)定閾值電流成正比的判定閾值電壓進(jìn)行對比，并在通電電流小于規(guī)定值時，斷開逆接保護(hù)元件。因此，具有以下特征:即，即使減小電流檢測電阻的電阻值或使其為零，也能利用逆接保護(hù)元件的內(nèi)部電阻來獲得與通電電流成正比的信號電壓，因此，能抑制正常運(yùn)轉(zhuǎn)時的溫度上升。此外，在逆接保護(hù)元件的通電電流是接近規(guī)定閾值電流的較小的電流的情況下，若逆接保護(hù)元件開路，則會因寄生二極管中流過電流而導(dǎo)致電流檢測電壓上升，其結(jié)果是，若逆接保護(hù)元件閉路，則電流檢測電壓會減小，因此，逆接保護(hù)元件反復(fù)處于通斷狀態(tài)，但由于通電電流是較小的值，因此，能將伴隨通斷動作而導(dǎo)致逆接保護(hù)元件的溫度上升抑制在正常運(yùn)行中的連續(xù)電流所導(dǎo)致的溫度上升以下。
[0052]關(guān)于實施方式I的第三要點(diǎn)，所述柵極控制電路部129包括驅(qū)動晶體管125，該驅(qū)動晶體管125與所述模擬比較器25所產(chǎn)生的電流判定信號DRf聯(lián)動，對所述第一及第二逆接保護(hù)元件120a、120b進(jìn)行開關(guān)控制，并包括生成所述電流檢測電壓Vdif的差動放大器20，所述差動放大器20的輸入端子通過一對箝位二極管21相互連接，各輸入端子經(jīng)由輸入電阻22a、23a與測定所述電流檢測電壓Vdif的被測定電壓的兩端相連接，并且，在正輸入側(cè)的輸入電阻22a上串聯(lián)連接有漏電流切斷元件24，所述漏電流切斷元件24與所述控制電路部160a、160b所產(chǎn)生的通電指令信號DRO聯(lián)動地進(jìn)行開關(guān)控制，所述通電指令信號DRO至少在所述控制電路部產(chǎn)生對所述負(fù)載開關(guān)元件230a、240a、230b、240b的開關(guān)指令信號DRl、DR2、從而對所述第一及第二電負(fù)載107a、108a、107b、108b進(jìn)行供電時，對所述漏電流切斷元件24進(jìn)行閉路驅(qū)動。如上所述，在第三要點(diǎn)中，生成電流檢測電壓的差動放大器的輸入電路利用輸入電阻和箝位二極管來進(jìn)行保護(hù)以防止施加過電壓，并且，在即使斷開逆接保護(hù)元件也沒問題的情況下，利用漏電流切斷元件來切斷輸入電路。因此，具有以下特征:即，當(dāng)在發(fā)生電源短路異常的狀態(tài)下保持電源開關(guān)開路的情況下，能抑制直流電源的放電。[0053]實施方式2
[0054](I)結(jié)構(gòu)的詳細(xì)說明
[0055]關(guān)于表示本發(fā)明的實施方式2所涉及的電負(fù)載的分支供電控制裝置的整體電路圖即圖3、以及與圖3的開關(guān)柵極控制電路部139相關(guān)的詳細(xì)控制電路圖即圖4，以與圖1的差異為中心，對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明。此外，作為圖1與圖3的第一主要差異，在圖1的供配電控制裝置IlOaa中，使用P溝道型場效應(yīng)晶體管來作為供電開關(guān)元件110a，與之相對，在圖3的供配電控制裝置210中，使用電磁繼電器的輸出觸點(diǎn)來作為供電開關(guān)元件210a。另外，作為第二主要差異，圖1的負(fù)載開關(guān)元件是與第一、第二電負(fù)載的下游位置相連接的N溝道型場效應(yīng)晶體管，與之相對，圖3的負(fù)載開關(guān)元件是與第一、第二電負(fù)載的上游位置相連接的P溝道型場效應(yīng)晶體管。但是，關(guān)于第一、第二逆接保護(hù)元件120a、120b和柵極控制電路部129，在圖1與圖3中使用同一結(jié)構(gòu)，因此，圖2能直接適用于實施方式2的情況。
[0056]在圖3中，分支供電控制裝置200例如由車載電池即直流電源101來進(jìn)行供電，由對多個電負(fù)載進(jìn)行分割配電的供配電控制裝置210、以及第一及第二分支供電控制裝置200a、200b構(gòu)成，并具有以下結(jié)構(gòu):即，第一分支供電控制裝置200a對由多個電負(fù)載107a、108a構(gòu)成的第一電負(fù)載107a、108a進(jìn)行供電,第二分支供電控制裝置200b對由多個電負(fù)載107b、108b構(gòu)成的第二電負(fù)載107b、108b進(jìn)行供電。供配電控制裝置210包括:與直流電源101的正極端子相連接的主電源端子IOla ;以及連接于該主電源端子與配電端子102之間的例如電磁繼電器的輸出觸點(diǎn)即供電開關(guān)元件210a，未圖示的供配電控制電路所產(chǎn)生的供電指令信號DRlO的邏輯電平例如在未圖示的電源開關(guān)閉合時變?yōu)椤案唠娖?H)”，經(jīng)由基極電阻216而對供電輔助晶體管215進(jìn)行導(dǎo)通驅(qū)動，其結(jié)果是，對勵磁線圈210b進(jìn)行激勵而使輸出觸點(diǎn)210a閉合。此外，在供配電控制裝置210內(nèi)設(shè)有未圖示的多個供電開關(guān)元件，經(jīng)由多個配電端子102對其他電負(fù)載也進(jìn)行供電，與各配電系統(tǒng)相對應(yīng)地串聯(lián)連接有未圖示的熔斷器。
[0057]第一分支供電控制裝置200a包括:與供配電控制裝置210的配電端子102相連接的第一分支端子102a ;以及連接于該第一分支端子與第一負(fù)載端子103a、104a之間的例如P溝道型的場效應(yīng)晶體管即逆接保護(hù)元件120a，逆接保護(hù)元件120a內(nèi)的寄生二極管121a連接時的極性與第一電負(fù)載107a、108a的供電電流的流向相一致，并且在由前述的柵極控制電路部129對源極端子S與柵極端子G之間施加?xùn)艠O電壓時，漏極端子D與源極端子S之間導(dǎo)通，沿與寄生二極管121a的導(dǎo)通方向相同的方向?qū)?，從而在多個第一電負(fù)載107a、108a中流過供電電流。在與多個第一電負(fù)載107a、108a的正側(cè)端子相連接的第一負(fù)載端子103a、104a與第一逆接保護(hù)元件120a的源極端子S之間，分別連接有負(fù)載開關(guān)元件130a、140a。此外，例如使用P溝道型場效應(yīng)晶體管來作為負(fù)載開關(guān)元件130a、140a，在該晶體管的漏極端子D與源極端子S之間生成寄生二極管131a、141a，但所述寄生二極管具有的極性使得對第一電負(fù)載107a、108a的供電電流不會流入該寄生二極管。
[0058]第一分支供電控制裝置200a內(nèi)所設(shè)置的穩(wěn)壓電源150a由例如第一分支端子102a進(jìn)行供電，產(chǎn)生規(guī)定的穩(wěn)定電壓即控制電壓Vcc，從而對第一分支供電控制裝置200a內(nèi)所設(shè)置的控制電路部160a進(jìn)行供電。施加有控制電壓Vcc的控制電路部160a與未圖示的輸入信號的動作狀態(tài)聯(lián)動而產(chǎn)生開關(guān)指令信號DR1、DR2，經(jīng)由開關(guān)柵極控制電路部139、149對負(fù)載開關(guān)元件130a、140a的柵極端子G與源極端子S之間施加?xùn)艠O電壓，由此，使負(fù)載開關(guān)元件130a、140a的源極端子S與漏極端子D之間導(dǎo)通。此外，在第一電負(fù)載107a、108a為感性負(fù)載的情況下，第一電負(fù)載107a、108a與續(xù)流二極管138a、148a并聯(lián)連接，因負(fù)載開關(guān)元件130a、140a閉合而流過的供電電流在負(fù)載開關(guān)元件130a、140a閉合時，續(xù)流至續(xù)流二極管138a、148a并發(fā)生衰減。但是，在負(fù)載開關(guān)元件130a、140a斷開的情況下，當(dāng)要使供電電流急速衰減時，不設(shè)置續(xù)流二極管138a、148a，而在負(fù)載開關(guān)元件130a、140a的兩端，基于寄生二極管131a、141a所具有的電壓限制功能而產(chǎn)生高電壓。此外，負(fù)載驅(qū)動控制電路190a是穩(wěn)壓電源150a、控制電路部160a、以及負(fù)載開關(guān)元件130a、140a的總稱。
[0059]經(jīng)由供電開關(guān)元件210a、配電端子102和第二分支端子102b而與直流電源101相連接從而對第二電負(fù)載107b、108b進(jìn)行供電的第二分支供電控制裝置200b也具有相同的結(jié)構(gòu)，包括:負(fù)載驅(qū)動控制電路190b，該負(fù)載驅(qū)動控制電路190b是由穩(wěn)壓電源150b來提供控制電壓Vcc以進(jìn)行動作的控制電路部160b和負(fù)載開關(guān)元件130b、140b的總稱；第二逆接保護(hù)元件120b，該第二逆接保護(hù)元件120b包含寄生二極管121b ;以及圖2所示的前述的柵極控制電路部129。此外，也可以將第一分支供電控制裝置200a和第二分支供電控制裝置200b構(gòu)成為一體，在這種情況下，穩(wěn)壓電源150a、150b與控制電路部160a、160b也構(gòu)成為一體。另外，也可以將供配電控制裝置210內(nèi)的供電開關(guān)元件210a也設(shè)置于構(gòu)成一體的第一、第二分支供電控制裝置的內(nèi)部，此處，分支供電控制裝置是在共用的供電開關(guān)元件210a之后設(shè)置有分支連接的多個逆接保護(hù)元件120a、120b……的結(jié)構(gòu)，而非對多個逆接保護(hù)元件分別單獨(dú)設(shè)置供電開關(guān)元件的結(jié)構(gòu)。
[0060]接著，對表示在第一、第二分支供電控制裝置200a、200b中適用于負(fù)載開關(guān)元件130a、130b的開關(guān)柵極控制電路部139的詳細(xì)情況的圖4進(jìn)行說明。此外，對負(fù)載開關(guān)元件140a、140b適用的開關(guān)柵 極控制電路部149具有與開關(guān)柵極控制電路部139相同的結(jié)構(gòu)。在圖4中，構(gòu)成開關(guān)柵極控制電路部139的柵極電阻132與穩(wěn)壓二極管133互相并聯(lián)連接，所形成的并聯(lián)連接電路連接于負(fù)載開關(guān)元件130a的源極端子S與柵極端子G之間，柵極端子G經(jīng)由驅(qū)動電阻134和NPN型晶體管即開關(guān)輔助晶體管135而與接地電路GND相連接。開關(guān)輔助晶體管135在后述的觸發(fā)器電路166的置位輸出的邏輯電平為“高電平(H)”時，經(jīng)由基極電阻136而被導(dǎo)通驅(qū)動，其結(jié)果是，由柵極電阻132和驅(qū)動電阻134所產(chǎn)生的分壓電壓受到穩(wěn)壓二極管133的限制，并作為柵極電壓而被施加于負(fù)載開關(guān)元件130a的源極端子S與柵極端子G之間。
[0061]所述控制電路部160a如圖2中所述那樣，包含:用于運(yùn)算處理的RAM存儲器161 ；例如作為閃存的非易失性程序存儲器162 ;作為該非易失性程序存儲器的一部分區(qū)域或分開連接的非易失性數(shù)據(jù)存儲器163 ;以及與多通道A/D轉(zhuǎn)換器164進(jìn)行協(xié)作的微處理器，經(jīng)由供電開關(guān)元件210a而施加于第一分支端子102a的直流電源101的電源電壓由分壓電阻151a、152a進(jìn)行分壓，分壓后的電壓作為測定電源電壓Vba被輸入至多通道A/D轉(zhuǎn)換器164，并對與第一逆接保護(hù)元件120a相連接的柵極控制電路部129產(chǎn)生通電指令信號DR0。開關(guān)柵極控制電路部139內(nèi)所設(shè)置的開關(guān)信號處理電路165包括觸發(fā)器電路166，觸發(fā)器電路166的置位輸入電路與“或”元件167相連接，觸發(fā)器電路166的復(fù)位輸入電路與控制電路部160a所產(chǎn)生的開關(guān)指令信號DRl的下降沿微分電路(fall differentiatingcircuit)168相連接，觸發(fā)器電路166的置位輸出經(jīng)由基極電阻136對開關(guān)輔助晶體管135進(jìn)行閉路驅(qū)動。[0062]當(dāng)?shù)谝惠斎牒偷诙斎氲倪壿嬰娖蕉甲優(yōu)椤案唠娖?H)”時，“與”元件169的輸出信號的邏輯電平變?yōu)椤案唠娖?H)”，其中，所述第一輸入的邏輯電平在開關(guān)輔助晶體管135開路時變?yōu)椤备唠娖?H)”，所述第二輸入的邏輯電平在與第一負(fù)載端子103a相連接的第一電負(fù)載107a的正側(cè)布線與電源線誤觸、或負(fù)載開關(guān)元件130a閉路時變?yōu)椤案唠娖?H)”。此夕卜，當(dāng)?shù)谝惠斎氲倪壿嬰娖綖椤案唠娖?H)”時，第一負(fù)載開關(guān)元件130a處于開路狀態(tài)，因此，“與”元件169的第二輸入和邏輯與輸出的邏輯電平本來應(yīng)該為“低電平(L)”，但在第一電負(fù)載107a發(fā)生電源短路故障時，第一輸入和第二輸入的邏輯電平都變?yōu)椤案唠娖?H)”，因此，輸出邏輯電平也變?yōu)椤案唠娖?H)”。在控制電路部160a所產(chǎn)生的開關(guān)指令信號DRl和“與”元件169的邏輯輸出中至少一個的邏輯電平為“高電平(H)”時，“或”元件167對觸發(fā)器電路166進(jìn)行置位驅(qū)動。
[0063]與控制電路部160a所產(chǎn)生的開關(guān)指令信號DR2聯(lián)動地驅(qū)動另一個第一電負(fù)載108a的負(fù)載開關(guān)元件140a所對應(yīng)的開關(guān)柵極控制電路部149也具有相同的結(jié)構(gòu)，包括柵極電阻142、穩(wěn)壓二極管143、驅(qū)動電阻144、開關(guān)輔助晶體管145、基極電阻146、以及開關(guān)信號處理電路165,開關(guān)信號處理電路165由觸發(fā)器電路166、“或”兀件167、下降沿微分電路168、以及“與”元件169構(gòu)成。
[0064]( 2)作用、動作的詳細(xì)說明
[0065]接著，對于具有如圖3、圖4所示結(jié)構(gòu)的實施方式2所涉及的分支供電控制裝置的作用、動作進(jìn)行詳細(xì)說明。首先，在圖3中，例如當(dāng)未圖示的電源開關(guān)閉合而產(chǎn)生供電指令信號DRlO時，經(jīng)由供電輔助晶體管215對供電開關(guān)元件210a進(jìn)行閉路驅(qū)動，將直流電源101的電源電壓提供給設(shè)置于第一、第二分支供電控制裝置200a、200b的第一、第二分支端子102a、102b。其結(jié)果是，若第一、第二分支供電控制裝置200a、200b內(nèi)的穩(wěn)壓電源150a、150b產(chǎn)生控制電壓Vcc，控制電路部160a、160b分別產(chǎn)生通電指令信號DR0，則如圖2所前述的那樣，第一、第二逆接保護(hù)元件120a、120b的柵極控制電路部129開始動作。通過由控制電路部160a、160b分別與未圖示的輸入信號的動作狀態(tài)聯(lián)動地產(chǎn)生開關(guān)指令信號DR1、DR2，從而對負(fù)載開關(guān)元件130a、140a、130b、140b之中的某一個負(fù)載開關(guān)元件進(jìn)行閉路驅(qū)動，則與該負(fù)載開關(guān)元件相連接的第一、第二電負(fù)載107a、108a、107b、108b之中的某一個電負(fù)載受到供電驅(qū)動。
[0066]另外，若第一、第二電負(fù)載107a、108b、107b、108b的正側(cè)布線與接地電路GND誤觸而發(fā)生正線接地異常，則該供電開關(guān)元件210a、第一、第二逆接保護(hù)元件120a、120b、以及負(fù)載開關(guān)元件130a、140a、130b、140b上會流過過大電流,但若使負(fù)載開關(guān)元件130a、140a、130b、140b具有過電流切斷功能，則能防止電路元件或布線被燒毀。對于這一點(diǎn)，在第一、第二電負(fù)載107a、108a、107b、108b發(fā)生內(nèi)部短路的情況下也相同。
[0067]另一方面，若第一、第二電負(fù)載107a、108a、107b、108b的正側(cè)布線與直流電源101的電源線誤觸而發(fā)生正線電源短路異常，例如設(shè)想第一電負(fù)載107a的正側(cè)布線與直流電源101的正極布線誤觸而導(dǎo)致供電開關(guān)元件210a開路的狀態(tài)，如果第一逆接保護(hù)元件120a從源極端子S向漏極端子D的方向?qū)ǎ瑒t短路電源將繞至第二逆接保護(hù)元件120b —側(cè)，從而達(dá)到能對第二電負(fù)載107b、108b進(jìn)行供電的狀態(tài)。但是，對于第一逆接保護(hù)元件120a，若從漏極端子D向源極端子S方向流過的電流在規(guī)定值以下，則由于利用圖2所示的差動放大器20和模擬比較器25的作用切斷了柵極電壓，因此，能防止因短路電源而發(fā)生的繞行供電。此外，在圖3、圖4所示的實施方式2的情況下，具有以下優(yōu)點(diǎn):即，第一、第二電負(fù)載107a、108a、107b、108b只需正側(cè)布線即可，但若正側(cè)布線發(fā)生電源短路異常，則即使在電源被切斷的運(yùn)行停止?fàn)顟B(tài)下，也無法切斷已發(fā)生電源短路的電負(fù)載的供電電流，因此，需要添加未圖示的異常通知單元。
[0068]在圖4中，當(dāng)控制電路部160a所產(chǎn)生的開關(guān)指令信號DRl的邏輯電平由“高電平(H)”變?yōu)椤暗碗娖?L)”時，利用下降沿微分電路168來對觸發(fā)器電路166進(jìn)行復(fù)位驅(qū)動，其結(jié)果是，開關(guān)輔助晶體管135與負(fù)載開關(guān)元件130a斷開，若處于未發(fā)生電源短路故障的正常狀態(tài)，則“與”元件169的輸出的邏輯電平為“低電平(L)”，因此，觸發(fā)器電路166保持復(fù)位狀態(tài)，并且，若開關(guān)指令信號DRl的邏輯電平由“低電平(L)”變?yōu)椤案唠娖?H)”，則經(jīng)由“或”元件167對觸發(fā)器電路166進(jìn)行置位驅(qū)動，其結(jié)果是，開關(guān)輔助晶體管135和負(fù)載開關(guān)元件130a受到閉路驅(qū)動。但是，當(dāng)開關(guān)指令信號DRl的邏輯電平由“高電平(H)”變?yōu)椤暗碗娖?L)”時，利用下降沿微分電路168對觸發(fā)器電路166進(jìn)行復(fù)位驅(qū)動，其結(jié)果是，即使斷開開關(guān)輔助晶體管135和負(fù)載開關(guān)元件130a，但由于“與”元件169的輸出的邏輯電平在發(fā)生電源短路故障時變?yōu)椤案唠娖?H)”，因此，觸發(fā)器電路166立即再次置位，不等開關(guān)指令信號DRl的邏輯電平由“低電平(L)”變?yōu)椤案唠娖?H)”，開關(guān)輔助晶體管135和負(fù)載開關(guān)元件130a就會受到閉路驅(qū)動。
[0069]由此，來防止因從短路電源通過寄生二極管131a向第一電負(fù)載108a進(jìn)行繞行通電而導(dǎo)致寄生二極管131a發(fā)生過熱燒毀，無論開關(guān)指令信號DRl的斷開指令狀態(tài)如何，都強(qiáng)制閉合負(fù)載開關(guān)元件130a，從而使繞行通電避開寄生二極管131a而對負(fù)載開關(guān)元件130a的漏極端子D和源極端子S之間進(jìn)行閉路導(dǎo)通，從而防止過熱燒毀。其中，當(dāng)負(fù)載開關(guān)元件140a斷開時，不會發(fā)生繞行通電，處于運(yùn)行停止?fàn)顟B(tài)的電源短路故障不會波及其他電負(fù)載。以上對利用柵極控制電路部129內(nèi)的模擬比較器25來比較供電電流與閾值電流的情況進(jìn)行了說明，但也可以如圖8中所后述的那樣利用控制電路部160a、160b所執(zhí)行的數(shù)字比較單元806a來進(jìn)行比較。另外，也可以使用P溝道型場效應(yīng)晶體管或N溝道型場效應(yīng)晶體管來替代供電開關(guān)元件210a，并且，第一、第二逆接保護(hù)元件120a、120b和負(fù)載開關(guān)元件130a、140a、130b、140b也能使用N溝道型場效應(yīng)晶體管來代替P溝道型場效應(yīng)晶體管。
[0070](3)實施方式2的要點(diǎn)和特征
[0071]根據(jù)以上說明可知，實施方式2的第一要點(diǎn)所涉及的分支供電控制裝置200包括:第一及第二逆接保護(hù)元件120a、120b，該第一及第二逆接保護(hù)元件120a、120b分別串聯(lián)連接于第一及第二電負(fù)載107a、108a、107b、108b的上游位置,所述第一及第二電負(fù)載107a、108a、107b、108b由與直流電源101的正側(cè)端子相連接的共用的供電開關(guān)元件210a進(jìn)行分支供電；負(fù)載開關(guān)元件130a、140a、130b、140b，該負(fù)載開關(guān)元件130a、140a、130b、140b進(jìn)一步分別與所述第一及第二電負(fù)載進(jìn)行串聯(lián)連接；以及控制電路部160a、160b，該控制電路部160a、160b經(jīng)由所述供電開關(guān)元件、所述第一及第二逆接保護(hù)元件、及所述負(fù)載開關(guān)元件，對所述第一及第二電負(fù)載提供供電電流，在所述電負(fù)載的分支供電控制裝置200中，所述第一及第二逆接保護(hù)元件使用P溝道型或N溝道型的場效應(yīng)晶體管，其連接的極性使所述供電電流沿所述場效應(yīng)晶體管的源極端子S與漏極端子D之間所產(chǎn)生的寄生二極管121a、121b的導(dǎo)通方向流通，并包括控制所述源極端子S與漏極端子D之間的導(dǎo)通狀態(tài)的柵極控制電路部129，所述柵極控制電路部或所述控制電路部包括模擬比較器25或數(shù)字比較單元806a，該模擬比較器25或數(shù)字比較單元806a在流過生成有所述寄生二極管的所述場效應(yīng)晶體管的所述供電電流在規(guī)定閾值電流以上時，對施加于所述源極端子S與柵極端子G之間的柵極電壓進(jìn)行控制，使得對所述場效應(yīng)晶體管進(jìn)行閉路驅(qū)動，在所述供電電流小于規(guī)定閾值電流、或至少所述源極端子S與漏極端子D之間的電壓為所述寄生二極管的非導(dǎo)通方向的極性時，切斷所述柵極電壓，使所述場效應(yīng)晶體管不導(dǎo)通。
[0072]關(guān)于實施方式2的第二要點(diǎn)，所述柵極控制電路部129與所述第一及第二逆接保護(hù)元件120a、120b的兩端電壓、或該逆接保護(hù)元件和電流檢測電阻127的串聯(lián)電路的兩端電壓成正比的電流檢測電壓Vdif聯(lián)動，當(dāng)該電流檢測電壓是在與所述規(guī)定閾值電流相對應(yīng)的判定閾值電壓AVO以上的值時，對所述第一及第二逆接保護(hù)元件進(jìn)行閉路驅(qū)動，當(dāng)所述電流檢測電壓Vdif是小于所述判定閾值電壓AVO的值時，切斷所述第一及第二逆接保護(hù)元件的柵極電壓，至少在所述電流檢測電壓Vdif的方向與所述寄生二極管121a、121b的導(dǎo)通方向相反時，所述第一及第二逆接保護(hù)元件不導(dǎo)通。如上所述，在第二要點(diǎn)中，對值與逆接保護(hù)元件的通電電流成正比的電流檢測電壓、和與規(guī)定閾值電流成比例的判定閾值電壓進(jìn)行比較，并在通電電流小于規(guī)定值時，斷開逆接保護(hù)元件。因此，具有與實施方式I的情況相同的特征。
[0073]關(guān)于實施方式2的第三要點(diǎn)，所述柵極控制電路部129與所述模擬比較器25所產(chǎn)生的電流判定信號DRf聯(lián)動，包括對所述第一及第二逆接保護(hù)元件120a、120b進(jìn)行開關(guān)控制的驅(qū)動晶體管125，并包括生成所述電流檢測電壓Vdif的差動放大器20，所述差動放大器20的輸入端子通過一對箝位二極管21相互連接，各輸入端子經(jīng)由輸入電阻22a、23a與測定所述電流檢測電壓Vdif的被測定電壓的兩端相連接，并且，在正輸入側(cè)的輸入電阻22a上串聯(lián)連接有漏電流切斷元件24，所述漏電流切斷元件24與所述控制電路部160a、160b所產(chǎn)生的通電指令信號DRO聯(lián)動地進(jìn)行開關(guān)控制，所述通電指令信號DRO至少在所述控制電路部產(chǎn)生對所述負(fù)載開關(guān)元件130a、140a、130b、140b的開關(guān)指令信號DRl、DR2，從而對所述第一及第二電負(fù)載107a、108a、107b、108b進(jìn)行供電時，對所述漏電流切斷元件24進(jìn)行閉路驅(qū)動。如上所述，在第三要點(diǎn)中，生成電流檢測電壓的差動放大器的輸入電路利用輸入電阻和箝位二極管來進(jìn)行保護(hù)以防止過電壓施加，并且，在即使斷開逆接保護(hù)元件也沒問題的情況下，利用漏電流切斷元件來切斷輸入電路。因此，具有與實施方式I的情況相同的特征。
[0074]關(guān)于實施方式2的第四要點(diǎn)，所述第一及第二電負(fù)載中的任意一個或兩個由多個電負(fù)載107a、108a、107b、108b構(gòu)成，該多個電負(fù)載107a、108a、107b、108b經(jīng)由多個負(fù)載開關(guān)元件130a、140a、130b、140b中的任意一個負(fù)載開關(guān)元件進(jìn)行供電驅(qū)動，其中，所述多個負(fù)載開關(guān)元件130a、140a、130b、140b在所述第一及第二逆接保護(hù)元件120a、120b的下游位置分支并串聯(lián)連接，所述多個負(fù)載開關(guān)元件使用P溝道型或N溝道型的場效應(yīng)晶體管，其連接的極性使所述供電電流沿與所述場效應(yīng)晶體管的源極端子S和漏極端子D之間所生成的寄生二極管131a、141a、131b、141b的導(dǎo)通方向相反的方向流通，并且，所述多個負(fù)載開關(guān)元件包括開關(guān)柵極控制電路部139、149，該開關(guān)柵極控制電路部139、149與分別提供給所述多個負(fù)載開關(guān)元件的開關(guān)指令信號DR1、DR2聯(lián)動地對所述源極端子S與漏極端子D之間的導(dǎo)通狀態(tài)進(jìn)行控制，所述開關(guān)柵極控制電路部包括開關(guān)信號處理電路165，該開關(guān)信號處理電路165在每次所述開關(guān)指令信號DR1、DR2為斷開指令時，都對所述多個負(fù)載開關(guān)元件的輸出電壓進(jìn)行監(jiān)視，在產(chǎn)生開路時輸出電壓時，判定為該負(fù)載開關(guān)兀件的輸出布線與所述直流電源101的正極布線誤觸從而發(fā)生了間接電源短路異常，若檢測出發(fā)生所述間接電源短路異常，則在所述開關(guān)指令信號DR1、DR2再次產(chǎn)生斷開指令之前，強(qiáng)制將所對應(yīng)的所述負(fù)載開關(guān)元件閉合。
[0075]如上所述，在該第四要點(diǎn)中，每次斷開負(fù)載開關(guān)元件時都對負(fù)載開關(guān)元件的輸出布線是否發(fā)生間接電源短路進(jìn)行判定，當(dāng)檢測出間接電源短路異常時，在下一次斷開指令產(chǎn)生之前，強(qiáng)制將該負(fù)載開關(guān)元件閉合。因此，具有以下特征:即，能避免經(jīng)由發(fā)生了間接電源短路異常的負(fù)載開關(guān)元件的內(nèi)部寄生二極管對其他電負(fù)載進(jìn)行繞行供電，使強(qiáng)制閉合的負(fù)載開關(guān)元件的漏極端子與源極端子反向?qū)?，從而能大幅降低該?fù)載開關(guān)元件的溫度上升。
[0076]實施方式3
[0077](I)結(jié)構(gòu)的詳細(xì)說明
[0078]關(guān)于表示本發(fā)明的實施方式3所涉及的電負(fù)載的分支供電控制裝置的整體電路圖即圖5、以及與圖5的柵極控制電路部329和開關(guān)柵極控制電路部339、349相關(guān)的詳細(xì)控制電路圖即圖6、圖7，對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明。此外，作為圖1、圖3的第一主要差異，在圖1的供配電控制裝置IlOaa中，使用P溝道型場效應(yīng)晶體管來作為供電開關(guān)元件110a，與之相對，在圖5的供配電控制裝置310中，使用N溝道型場效應(yīng)晶體管來作為供電開關(guān)元件310a。另外，作為第二主要差異，圖1的第一、第二逆接保護(hù)元件120a、120b使用P溝道型場效應(yīng)晶體管，與之相對，圖5的第一、第二逆接保護(hù)元件320a、320b使用N溝道型場效應(yīng)晶體管。另外，作為第三主要差異，圖1的負(fù)載開關(guān)元件是與第一、第二電負(fù)載的下游位置相連接的N溝道型場效應(yīng)晶體管，與之相對，圖5的負(fù)載開關(guān)元件是與第一、第二電負(fù)載的上游位置相連接的N溝道型場效應(yīng)晶體管。此外，為了在電負(fù)載的上游位置使用N溝道型場效應(yīng)晶體管，一般使用具有公知的電荷泵電路的升壓電路。
[0079]首先，在圖5中，分支供電控制裝置300例如由車載電池即直流電源101來進(jìn)行供電，并由對多個電負(fù)載進(jìn)行分割配電的供配電控制裝置310、以及第一及第二分歧供電控制裝置300a、300b構(gòu)成，其具有以下結(jié)構(gòu):即，第一分支供電控制裝置300a對由多個電負(fù)載107a、108a構(gòu)成的第一電負(fù)載107a、108a進(jìn)行供電，第二分支供電控制裝置300b對由多個電負(fù)載107b、108b構(gòu)成的第二電負(fù)載107b、108b進(jìn)行供電。供配電控制裝置310包括與直流電源101的正極端子相連接的主電源端子101a、以及連接于該主電源端子與配電端子102之間的例如N溝道型場效應(yīng)晶體管即供電開關(guān)元件310a，供電開關(guān)元件310a內(nèi)的寄生二極管311a連接時的極性為防止直流電源101放電的方向，并且，當(dāng)由后述的供電柵極控制電路部319對柵極端子G與源極端子S之間施加?xùn)艠O電壓時，漏極端子D與源極端子S之間導(dǎo)通，沿與寄生二極管311a的導(dǎo)通方向相反的方向進(jìn)行導(dǎo)通，從而在第一及第二電負(fù)載107a、108a、107b、108b中流過供電電流。
[0080]此外，在供配電控制裝置310內(nèi)設(shè)有未圖示的多個供電開關(guān)元件，并經(jīng)由多個配電端子102對其他電負(fù)載也進(jìn)行供電，與各配電系統(tǒng)相對應(yīng)地串聯(lián)連接有未圖示的熔斷器。構(gòu)成供電柵極控制電路部319的柵極電阻312與穩(wěn)壓二極管313互相并聯(lián)連接，所形成的并聯(lián)連接電路連接于供電開關(guān)元件310a的柵極端子G與源極端子S之間，柵極端子G經(jīng)由驅(qū)動電阻314和PNP型中繼晶體管91而與升壓電路90的輸出端子相連接。此外，升壓電路90與供電開關(guān)元件310a的漏極端子D相連接，生成對直流電源101的電源電壓進(jìn)行提高的相加電壓。另外，中繼晶體管91的基極端子經(jīng)由基極電阻92和供電輔助晶體管315而與接地電路GND相連接。未圖示的供配電控制電路所產(chǎn)生的供電指令信號DRlO的邏輯電平例如因未圖示的電源開關(guān)閉合而變?yōu)椤案唠娖?H)”，經(jīng)由基極電阻316對供電輔助晶體管315進(jìn)行導(dǎo)通驅(qū)動，其結(jié)果是，由柵極電阻312和驅(qū)動電阻314所產(chǎn)生的升壓電壓的分壓電壓受到穩(wěn)壓二極管313的限制，并作為柵極電壓而被施加于供電開關(guān)元件310a的柵極端子G與源極端子S之間。
[0081]第一分支供電控制裝置300a包括:與供配電控制裝置310的配電端子102相連接的第一分支端子102a ;以及連接于該第一分支端子與第一負(fù)載端子103a、104a之間的例如N溝道型場效應(yīng)晶體管即逆接保護(hù)元件320a，逆接保護(hù)元件320a內(nèi)的寄生二極管321a連接時的極性與第一電負(fù)載107a、108a的供電電流的流向相一致，并且在由后述的柵極控制電路部329對柵極電阻G與源極端子S之間施加?xùn)艠O電壓時，源極端子S與漏極端子D之間導(dǎo)通，沿與寄生二極管321a的導(dǎo)通方向相同的方向?qū)?，從而使多個第一電負(fù)載107a、108a的供電電流流過。在與多個第一電負(fù)載107a、108a的正側(cè)端子相連接的第一負(fù)載端子103a、104a與第一逆接保護(hù)元件320a的漏極端子D之間，分別連接有負(fù)載開關(guān)元件330a、340a。此外，例如使用N溝道型場效應(yīng)晶體管來作為負(fù)載開關(guān)元件330a、340a，在該晶體管的漏極端子D與源極端子S之間生成寄生二極管331a、341a，所述寄生二極管331a、341a的極性使得第一電負(fù)載107a、108a的供電電流不會流入該寄生二極管。
[0082]第一分支供電控制裝置300a內(nèi)所設(shè)置的穩(wěn)壓電源150a如圖6所后述的那樣，由直流電源101進(jìn)行供電而產(chǎn)生規(guī)定的穩(wěn)定電壓即控制電壓Vcc,從而對第一分支供電控制裝置300a內(nèi)所設(shè)置的控制電路部170a進(jìn)行供電。施加有控制電壓Vcc的控制電路部170a與未圖示的輸入信號的動作狀態(tài)聯(lián)動而產(chǎn)生開關(guān)指令信號DR1、DR2，經(jīng)由開關(guān)柵極控制電路部339、349對負(fù)載開關(guān)元件330a、340a的柵極端子G與源極端子S之間施加?xùn)艠O電壓，由此，使負(fù)載開關(guān)元件330a、340a的漏極端子D與源極端子S之間導(dǎo)通。此外，在第一電負(fù)載107a、108a為感性負(fù)載的情況下，第一電負(fù)載107a、108a與續(xù)流二極管338a、348a并聯(lián)連接，通過負(fù)載開關(guān)元件330a、340a閉合而流過的供電電流在負(fù)載開關(guān)元件330a、340a閉合時續(xù)流至續(xù)流二極管338a、348a并發(fā)生衰減。但是,在負(fù)載開關(guān)元件330a、340a斷開時想要使供電電流急速衰減的情況下，不設(shè)置續(xù)流二極管338a、348a，在負(fù)載開關(guān)元件330a、340a的兩端會基于寄生二極管331a、341a所具有的電壓限制功能而產(chǎn)生高電壓。此外，負(fù)載驅(qū)動控制電路390a是穩(wěn)壓電源150a、控制電路部170a、以及負(fù)載開關(guān)元件330a、340a的總稱。
[0083]經(jīng)由供電開關(guān)元件310a、配電端子102和第二分支端子102b而與直流電源101相連接從而對第二電負(fù)載107b、108b進(jìn)行供電的第二分支供電控制裝置300b也具有相同的結(jié)構(gòu)，包括:負(fù)載驅(qū)動控制電路390b，該負(fù)載驅(qū)動控制電路390b是由穩(wěn)壓電源150b來提供控制電壓Vcc以進(jìn)行動作的控制電路部170b和負(fù)載開關(guān)元件330b、340b的總稱；第二逆接保護(hù)元件320b，該第二逆接保護(hù)元件320b包含寄生二極管321b ;以及圖6所示的后述的柵極控制電路部329。此外，也可以將第一分支供電控制裝置300a和第二分支供電控制裝置300b構(gòu)成為一體，在這種情況下，穩(wěn)壓電源150a、150b與控制電路部170a、170b也構(gòu)成為一體。另外，也可以將供配電控制裝置310內(nèi)的供電開關(guān)元件310a也設(shè)置于構(gòu)成一體的第一、第二分支供電控制裝置的內(nèi)部，此處，作為所謂的分支供電控制裝置，是在共用的供電開關(guān)元件310a之后設(shè)置有分支連接的多個逆接保護(hù)元件320a、320b……的結(jié)構(gòu)，而非對多個逆接保護(hù)元件分別單獨(dú)設(shè)置供電開關(guān)元件的結(jié)構(gòu)。
[0084]接著，對表示在第一分支供電控制裝置300a中用于第一逆接保護(hù)元件320a的柵極控制電路部329的詳細(xì)情況的圖6進(jìn)行說明。此外，對于在第二分支供電控制裝置300b中用于第二逆接保護(hù)元件320b的柵極控制電路部329，也與圖6的情況相同。在圖6中，構(gòu)成柵極控制電路部329的柵極電阻322與穩(wěn)壓二極管323互相并聯(lián)連接，所形成的并聯(lián)連接電路連接于第一逆接保護(hù)元件320a的源極端子S與柵極端子G之間，柵極端子G經(jīng)由驅(qū)動電阻324和PNP型中繼晶體管91而與升壓電路90的輸出端子相連接。此外，升壓電路90與供電開關(guān)元件310a的漏極端子D相連接，生成對直流電源101的電源電壓進(jìn)行提高的相加電壓。另外，中繼晶體管91的基極端子經(jīng)由基極電阻92和驅(qū)動晶體管325而與接地電路GND相連接。驅(qū)動晶體管325在控制電路部170a所產(chǎn)生的電流判定信號DRf的邏輯電平為“高電平(H)”時，經(jīng)由基極電阻326而被導(dǎo)通驅(qū)動，其結(jié)果是，由柵極電阻322和驅(qū)動電阻324所產(chǎn)生的升壓電壓的分壓電壓受到穩(wěn)壓二極管323的限制，并作為柵極電壓而被施加于第一逆接保護(hù)元件320a的柵極端子G與源極端子S之間。第一逆接保護(hù)元件320a的源極端子S或漏極端子D與電流檢測電阻327串聯(lián)連接，第一逆接保護(hù)元件320a與電流檢測電阻327的串聯(lián)電路的兩端電壓被差動放大器20放大，從而產(chǎn)生與流過第一逆接保護(hù)元件320a的電流成正比的電流檢測電壓Vdif。
[0085] 此外，在差動放大器20的一對輸入端子上，利用沿互相相反方向并聯(lián)連接的一對箝位二極管21來對輸入電壓進(jìn)行限制，并且，正側(cè)的輸入端子經(jīng)由漏電流切斷元件24與連接于電流檢測電阻327上游位置的輸入電阻22a相連接，負(fù)側(cè)的輸入端子與第一逆接保護(hù)元件320a下游位置即漏極端子所連接的輸入電阻23a相連接。另外，在各輸入端子上，連接有用于確定漏電流切斷元件24開路時的電位的下拉電阻22b、23b。將差動放大器20所產(chǎn)生的電流檢測電壓Vdif輸入控制電路部170a，利用后述的微處理器將電流檢測電壓Vdif與規(guī)定常數(shù)即判定閾值電壓AVO進(jìn)行比較，當(dāng)Vdif ^ AVO時，電流判定信號DRf的邏輯電平變?yōu)椤案唠娖?H)”，經(jīng)由基極電阻326對驅(qū)動晶體管325進(jìn)行閉路驅(qū)動?？刂齐娐凡?70a如圖7所示，包括:用于運(yùn)算處理的RAM存儲器171 ;例如作為閃存的非易失性程序存儲器172 ;作為該非易失性程序存儲器的一部分區(qū)域或分開連接的非易失性數(shù)據(jù)存儲器173 ;以及與多通道A/D轉(zhuǎn)換器174進(jìn)行協(xié)作的微處理器。漏電流切斷元件24在輔助晶體管27閉合時經(jīng)由驅(qū)動電阻28而受到閉路驅(qū)動，驅(qū)動輔助晶體管27的基極電阻29與控制電路部170a所產(chǎn)生的通電指令信號DRO相連接。
[0086]由直流電源101施加主電源電壓Vbb的穩(wěn)壓電源150a在電源開關(guān)109閉合而使電源開關(guān)信號IGS的邏輯電平變?yōu)椤案唠娖?H)”時，經(jīng)由“或”元件153a而被施加電源起動信號STA，從而產(chǎn)生作為規(guī)定的穩(wěn)定電壓的例如DC5V的控制電壓Vcc，以對控制電路部170a進(jìn)行供電。此外，穩(wěn)壓電源150a由例如使用了結(jié)型晶體管的穩(wěn)定電壓控制電路構(gòu)成，并構(gòu)成基極電路，使得在錯將直流電源101的連接極性連接成逆極性的情況下，使結(jié)型晶體管不導(dǎo)通，不產(chǎn)生控制電壓Vcc。當(dāng)控制電路部170a開始動作時，產(chǎn)生自保持指令信號HLD，將自保持指令信號HLD和電源開關(guān)信號IGS輸入至“或”元件153a。因此，當(dāng)電源開關(guān)109閉合，控制電路部170a開始動作時，即使電源開關(guān)109斷開，電源起動信號STA也保持有效，控制電路部170a解除自保持指令信號HLD時，穩(wěn)壓電源150a停止動作。
[0087]接著，對表示在第一、第二分支供電控制裝置300a、300b中用于負(fù)載開關(guān)元件330a、330b的開關(guān)柵極控制電路部339的詳細(xì)情況的圖7進(jìn)行說明。此外，對負(fù)載開關(guān)元件340a,340b適用的開關(guān)柵極控制電路部349具有與開關(guān)柵極控制電路部339相同的結(jié)構(gòu)。在圖7中，構(gòu)成開關(guān)柵極控制電路部339的柵極電阻332與穩(wěn)壓二極管333互相并聯(lián)連接，所形成的并聯(lián)連接電路連接于負(fù)載開關(guān)元件330a的柵極端子G與源極端子S之間，柵極端子G經(jīng)由驅(qū)動電阻334和PNP型中繼晶體管91而與升壓電路90的輸出端子相連接。此夕卜，升壓電路90與負(fù)載開關(guān)元件330a的漏極端子D相連接，生成對直流電源101的電源電壓進(jìn)行提高的相加電壓。另外，中繼晶體管91的基極端子經(jīng)由基極電阻92和開關(guān)輔助晶體管335而與接地電路GND相連接。開關(guān)輔助晶體管335在控制電路部170a所產(chǎn)生的開關(guān)指令信號DRl的邏輯電平變?yōu)椤案唠娖?H)”時，經(jīng)由基極電阻336而被導(dǎo)通驅(qū)動，其結(jié)果是，由柵極電阻332和驅(qū)動電阻334所產(chǎn)生的升壓電壓的分壓電壓受到穩(wěn)壓二極管333的限制，并作為柵極電壓而被施加于負(fù)載開關(guān)元件330a的柵極端子G與源極端子S之間。
[0088]控制電路部170a如圖6中所述那樣，包含:用于運(yùn)算處理的RAM存儲器171 ;例如作為閃存的非易失性程序存儲器172 ;作為該非易失性程序存儲器的一部分區(qū)域或分開連接的非易失性數(shù)據(jù)存儲器173 ;以及與多通道A/D轉(zhuǎn)換器174進(jìn)行協(xié)作的微處理器，經(jīng)由供電開關(guān)元件310a而施加在第一分支端子102a上的直流電源101的電源電壓由分壓電阻151a、152a進(jìn)行分壓，分壓后的電壓作為測定電源電壓Vba被輸入到多通道A/D轉(zhuǎn)換器174,并對與第一逆接保護(hù)元件320a相連接的柵極控制電路部329產(chǎn)生通電指令信號DR0。另外，負(fù)載開關(guān)元件330a、340a的源極端子S與“非”元件即負(fù)載電壓監(jiān)視元件178a、179a相連接，負(fù)載電壓監(jiān)視元件178a、179a的輸出信號即負(fù)載監(jiān)視信號Vxl、Vx2輸入到控制電路部170a。用于與控制電路部170a所產(chǎn)生的開關(guān)指令信號DR2聯(lián)動地對其他第一電負(fù)載108a進(jìn)行驅(qū)動的負(fù)載開關(guān)元件340a所對應(yīng)的開關(guān)柵極控制電路部349也具有相同結(jié)構(gòu)，由柵極電阻342、穩(wěn)壓二極管343、驅(qū)動電阻344、開關(guān)輔助晶體管345、基極電阻346、升壓電路90、中繼晶體管91、以及基極電阻92構(gòu)成。
[0089]( 2)作用、動作的詳細(xì)說明
[0090]接著，關(guān)于具有圖5?圖7結(jié)構(gòu)的實施方式3所涉及的分支供電控制裝置，基于圖8、圖9所示的用于說明動作的流程圖和表示異常判定項目一覽表的圖10，對其作用、動作詳細(xì)進(jìn)行說明。首先，在圖5中，例如當(dāng)電源開關(guān)109 (參照圖6)閉合而產(chǎn)生供電指令信號DRlO時，經(jīng)由供電輔助晶體管315對供電開關(guān)元件310a進(jìn)行閉路驅(qū)動，將直流電源101的電源電壓提供給第一、第二分支供電控制裝置300a、300b的分支端子102a、102b。另外，當(dāng)?shù)谝弧⒌诙种Ч╇娍刂蒲b置300a、300b內(nèi)的穩(wěn)壓電源150a、150b產(chǎn)生控制電壓Vcc,控制電路部170a、170b分別產(chǎn)生通電指令信號DRO時，如圖6所前述的那樣，第一、第二逆接保護(hù)元件320a、320b的柵極控制電路部329開始動作。若控制電路部170a、170b分別與未圖示的輸入信號的動作狀態(tài)聯(lián)動地產(chǎn)生開關(guān)指令信號DR1、DR2，從而對負(fù)載開關(guān)元件330a、340a、330b、340b之中的某一個負(fù)載開關(guān)元件進(jìn)行閉路驅(qū)動，則對與該負(fù)載開關(guān)元件相連接的第一、第二電負(fù)載107a、108a、107b、108b之中的某一個電負(fù)載進(jìn)行供電驅(qū)動。
[0091]另外，若第一、第二電負(fù)載107a、108b、107b、108b的正側(cè)布線與接地電路GND誤觸而發(fā)生正線接地異常，則供電開關(guān)元件310a、第一、第二逆接保護(hù)元件320a、320b、以及負(fù)載開關(guān)元件330a、340a、330b、340b上會流過過大電流，但若使負(fù)載開關(guān)元件330a、340a、330b、340b具有過電流切斷功能，則能防止電路元件或布線被燒毀。對于這一點(diǎn)，在第一、第二電負(fù)載107a、108a、107b、108b發(fā)生內(nèi)部短路的情況下也相同。
[0092]另一方面，若第一、第二電負(fù)載107a、108a、107b、108b的正側(cè)布線與直流電源101的電源線誤觸而發(fā)生正線電源短路異常，例如設(shè)想第一電負(fù)載107a的正側(cè)布線與直流電源101的正極布線誤觸而導(dǎo)致供電開關(guān)元件310a開路的狀態(tài)，如果第一逆接保護(hù)元件320a從漏極端子D向源極端子S的方向?qū)ǎ瑒t短路電源將繞至第二逆接保護(hù)元件320b —側(cè)，從而變成能對第二電負(fù)載107b、108b進(jìn)行供電的狀態(tài)。但是，對于第一逆接保護(hù)元件320a，若從源極端子S向漏極端子D的方向流過的電流在規(guī)定值以下，則由于利用圖6所示的差動放大器20和控制電路部170a的作用來切斷柵極電壓，因此，能防止因短路電源而發(fā)生繞行供電。此外，在圖5?圖7所示的實施方式3的情況下，具有以下優(yōu)點(diǎn):即，第一、第二電負(fù)載107a、108a、107b、108b只需正側(cè)布線即可，但若正側(cè)布線發(fā)生電源短路異常，則即使在電源被切斷的運(yùn)行停止?fàn)顟B(tài)下，也無法切斷已發(fā)生電源短路的電負(fù)載的供電電流，因此，需添加未圖示的異常通知單元。
[0093]在圖6中，若控制電路部170a產(chǎn)生通電指令信號DR0，則對漏電流切斷元件24進(jìn)行閉路驅(qū)動，形成差動放大器20的輸入電路。因此，在通過電流檢測電阻327從第一逆接保護(hù)元件320a的源極端子S向漏極端子D的方向流過的供電電流為規(guī)定閾值電流以上的情況下，控制電路部170a的輸出即電流判定信號DRf的邏輯電平為“高電平(H)”，從而對驅(qū)動晶體管325進(jìn)行閉路驅(qū)動，對第一逆接保護(hù)元件320a進(jìn)行導(dǎo)通驅(qū)動。但是，在供電電流是小于規(guī)定閾值電流的過小電流的情況下，由于驅(qū)動晶體管325處于開路狀態(tài)，第一逆接保護(hù)元件320a處于非驅(qū)動狀態(tài)，因此，供電電流會繞至寄生二極管321a —側(cè)。
[0094]雖然供電電流過小，但若向寄生二極管321a —側(cè)流過，則第一逆接保護(hù)元件320a的兩端電壓會上升，其結(jié)果是，電流判定信號DRf的邏輯電平變?yōu)椤案唠娖?H)”，若第一逆接保護(hù)元件320a再閉合，則第一逆接保護(hù)元件320a的兩端電壓會減少，使得電流判定信號DRf的邏輯電平變?yōu)椤暗碗娖?L)”。因此，若供電電流小于規(guī)定閾值電流，則第一逆接保護(hù)元件320a將反復(fù)處于通斷狀態(tài)。但是，若第一逆接保護(hù)元件320a的漏極端子D的電位變?yōu)樵礃O端子S的電位以上，從而處于有反向電流流過的狀態(tài)，則不會對第一逆接保護(hù)元件320a進(jìn)行閉路驅(qū)動，第一逆接保護(hù)元件320a維持開路狀態(tài)。
[0095]在圖7中，若控制電路部170a所產(chǎn)生的開關(guān)指令信號DRl的邏輯電平變?yōu)椤案唠娖?H)”，則經(jīng)由開關(guān)輔助晶體管335和中繼晶體管91對負(fù)載開關(guān)元件330a進(jìn)行閉路驅(qū)動，由負(fù)載電壓監(jiān)視元件178a所產(chǎn)生的負(fù)載監(jiān)視信號Vxl的邏輯電平變?yōu)椤暗碗娖?L)”，并在反相后輸入到控制電路部170a。若控制電路部170a所產(chǎn)生的開關(guān)指令信號DRl的邏輯電平為“低電平(L)”，則負(fù)載開關(guān)元件330a斷開，負(fù)載監(jiān)視信號Vxl的邏輯電平變?yōu)椤案唠娖?H)”，但若第一電負(fù)載107a發(fā)生正線電源短路故障，則負(fù)載監(jiān)視信號Vxl的邏輯電平變?yōu)椤暗碗娖?L)”，從而檢測出異常狀態(tài)。由開關(guān)指令信號DR2進(jìn)行供電控制的第一電負(fù)載108a所對應(yīng)的負(fù)載開關(guān)元件340a與開關(guān)柵極控制電路部349的作用動作相同。
[0096]接著，對用于說明圖5的動作的流程圖即圖8進(jìn)行說明。在圖8中，工序800a是在如圖5那樣進(jìn)行連接的控制電路部170a中，將電源開關(guān)109閉合接通的步驟。接下來的工序800b是將電源開關(guān)109閉合從而使“或”元件153a產(chǎn)生電源起動信號STA的步驟。接下來的工序800c是對穩(wěn)壓電源150a施加主電源電壓Vbb而產(chǎn)生控制電壓Vcc,以對控制電路部170a進(jìn)行供電的步驟。接下來的工序801是對控制電路部170a進(jìn)行供電從而起動微處理器，與儲存于非易失性程序存儲器172中的控制程序的內(nèi)容以及未圖示的輸入信號的動作狀態(tài)聯(lián)動地開始對與電負(fù)載組串聯(lián)連接的負(fù)載開關(guān)元件進(jìn)行開關(guān)控制的步驟。在接下來的工序802a中，產(chǎn)生對“或”元件153a的自保持指令信號HLD，即使電源開關(guān)109斷開，也維持穩(wěn)壓電源150a的動作狀態(tài)，在接下來的工序802b中，產(chǎn)生對輔助晶體管27的通電指令信號DRO，對漏電流切斷元件24進(jìn)行閉路驅(qū)動。
[0097]接下來的工序803a是在讀取了電源開關(guān)信號IGS的邏輯狀態(tài)之后轉(zhuǎn)移至工序803b的步驟。工序803b是判定步驟，在工序803b中，根據(jù)電源開關(guān)信號IGS的邏輯電平來對電源開關(guān)109是否閉合進(jìn)行判定，若閉合，則判定為“是”并轉(zhuǎn)移至工序804a，若未閉合，則判定為“否”并轉(zhuǎn)移至工序模塊809。在工序804a中，讀取測定電源電壓Vba (圖7)并存儲直流電源101的電源電壓的當(dāng)前值，在接下來的工序804b中，讀取開關(guān)指令信號DRl、DR2的產(chǎn)生狀態(tài)，在接下來的工序804c中，與在工序804a中所存儲的電源電壓的當(dāng)前值和在工序804b中所讀取到的開關(guān)指令信號DR1、DR2的邏輯狀態(tài)聯(lián)動地對可能流過第一逆接保護(hù)元件320a的供電電流進(jìn)行預(yù)測推算，由工序804a~804c所構(gòu)成的工序模塊804為供電電流推算單元。此外，在非易失性程序存儲器172或非易失性數(shù)據(jù)存儲器173中，預(yù)先存儲保存有第一電負(fù)載107a、108a在基準(zhǔn)溫度下的電阻值。工序804c之后的工序805a是在讀取電流檢測電壓Vdif的值之后轉(zhuǎn)移至工序805b的步驟。
[0098]工序805b是判定步驟，在工序805b中，將在工序805a中所讀取到的實測供電電流的值與在工序804c中所預(yù)測推算出的供電電流的值進(jìn)行對比，根據(jù)兩者是否存在差異來判定有無異常，若存在異常，則判定為“是”并轉(zhuǎn)移至工序805c，若沒有異常，則判定為“否”并轉(zhuǎn)移至工序806a，由工序805a和工序805b所構(gòu)成的工序模塊805為異常判定單元。在工序805c中，基于在圖10中后述的異常判定表，對異常內(nèi)容進(jìn)行分析存儲，并進(jìn)行異常通知，隨后轉(zhuǎn)移至工序806a。工序806a是判定步驟，在工序806a中，將在工序805a中所讀取到的電流檢測電壓Vdif的值與規(guī)定的判定閾值電壓AVO的值進(jìn)行對比，若Vdif ^ Λ V0，則判定為“是”并轉(zhuǎn)移至工序模塊807，若Vdif < Λ V0，則判定為“否”并轉(zhuǎn)移至工序806b，工序806a為數(shù)字比較單元。工序806b中，將電流判定信號DRf的邏輯電平設(shè)為“低電平(L)”，在將驅(qū)動晶體管325、中繼晶體管91、第一逆接保護(hù)元件320a斷開之后，轉(zhuǎn)移至工序模塊807。由工序806a和工序806b所構(gòu)成的工序模塊806為逆流監(jiān)視單元。
[0099]接下來的工序模塊807是關(guān)于圖9中所后述的間接電源短路異常的處理步驟。在工序模塊807中，控制電路部170a在每次斷開負(fù)載開關(guān)元件330a、340a時都對其輸出電壓進(jìn)行監(jiān)視并判定是否存在間接電源短路異常，當(dāng)檢測到間接電源短路異常時，在下一次產(chǎn)生斷開指令之前，強(qiáng)制將該負(fù)載開關(guān)元件閉合。工序模塊808為對負(fù)載開關(guān)元件330a、340a產(chǎn)生或停止產(chǎn)生開關(guān)指令信號DR1、DR2的正常運(yùn)行時的輸入輸出控制模塊，在工序模塊808之后轉(zhuǎn)移至動作結(jié)束工序810，在動作結(jié)束工序810中，在執(zhí)行其他控制程序之后，設(shè)置至多例如IOmesc的循環(huán)時間，之后返回動作開始工序801，并重復(fù)執(zhí)行工序801以后的工序。在工序803b的判定為“否”，判定為電源開關(guān)109斷開的狀態(tài)下所執(zhí)行的工序模塊809中，將寫入RAM存儲器171的學(xué)習(xí)信息、異常產(chǎn)生信息傳輸保存于非易失性數(shù)據(jù)存儲器173，之后解除自保持指令信號HLD。在接下來的工序800d中，電源起動信號STA停止，穩(wěn)壓電源150a的動作停止。
[0100]接著，對圖9的流程圖進(jìn)行說明，以用于對與圖8中的工序模塊807所示的間接電源短路異常處理相關(guān)的動作進(jìn)行說明。在圖9中，工序901是作為前述的工序模塊807的開始工序的子程序的開始步驟。接下來的工序902是判定步驟，在工序902中，首先對負(fù)載開關(guān)元件330a、340a所對應(yīng)的開關(guān)指令信號DR1、DR2之中的開關(guān)指令信號DRx = DRl的邏輯狀態(tài)進(jìn)行判定，對開關(guān)指令信號DRl的邏輯電平是否為“低電平(L)”而對負(fù)載開關(guān)元件330a產(chǎn)生了斷開指令進(jìn)行判定，若產(chǎn)生了斷開指令，則判定為“是”并轉(zhuǎn)移至工序903，當(dāng)開關(guān)指令信號DRl的邏輯電平為“高電平(H)”而對負(fù)載開關(guān)元件330a產(chǎn)生閉合指令時，判定為“否”并轉(zhuǎn)移至工序907。工序903是解除后述工序906所產(chǎn)生的對負(fù)載開關(guān)元件330a的強(qiáng)制閉合指令的步驟。接下來的工序904是判定步驟，在工序904中，若圖7所示的負(fù)載監(jiān)視信號Vxl的邏輯電平為“低電平(L)”，產(chǎn)生負(fù)載開關(guān)元件330a的輸出電壓，則判定為“是”并轉(zhuǎn)移至工序905，若負(fù)載監(jiān)視信號Vxl的邏輯電平為“高電平(H)”，且未產(chǎn)生負(fù)載開關(guān)元件330a的輸出電壓，則進(jìn)判定為“否”并轉(zhuǎn)移至工序907。
[0101]在工序905中，雖然工序902的判定是負(fù)載開關(guān)元件330a的斷開指令，但由于工序904判定為存在負(fù)載開關(guān)元件330a的輸出電壓，因此，判定為在負(fù)載開關(guān)元件330a的輸出布線上發(fā)生間接電源短路故障，從而存儲異常發(fā)生信息，并在進(jìn)行異常通知后轉(zhuǎn)移至工序906。在工序906中，強(qiáng)制地將對負(fù)載開關(guān)元件330a的開關(guān)指令信號DRl設(shè)為邏輯電平為“高電平(H)”的閉合指令，以防止負(fù)載開關(guān)元件330a的輸出布線上所產(chǎn)生的間接短路電源經(jīng)由寄生二極管331a繞至負(fù)載開關(guān)元件340a的輸入側(cè)，導(dǎo)致寄生二極管331發(fā)生過熱
[0102]在接下來的工序907中，首先判定為“否”，并返回工序902，以在開關(guān)指令信號DRl之后基于開關(guān)指令信號DR2、以及與其相關(guān)的負(fù)載開關(guān)元件340a和負(fù)載監(jiān)視信號Vx2來進(jìn)行電源短路異常處理，當(dāng)?shù)谝浑娯?fù)載107a、108a的所有異常判定都完成時，判定為“是”并轉(zhuǎn)移至作為子程序的結(jié)束步驟的工序909。
[0103]接著，對作為表示圖8的工序805c中所執(zhí)行的異常判定項目的一覽表的圖即圖10進(jìn)行說明。在圖10中，表的上部是將負(fù)載開關(guān)元件設(shè)置于電負(fù)載的下游位置的圖1的情況，下部是將負(fù)載開關(guān)元件設(shè)置于電負(fù)載的上游位置的圖3、圖5的情況。另外，表的左列表示開關(guān)指令信號DRl、DR2是對負(fù)載開關(guān)元件的斷開指令的情況，表的右列表示開關(guān)指令信號DR1、DR2是對負(fù)載開關(guān)元件的閉合指令的情況，但在以下的說明中，只使用第一電負(fù)載107a，只對開關(guān)指令信號DRl的控制的情況進(jìn)行說明。這里，對于流過第一電負(fù)載107a的電流，利用根據(jù)測定電源電壓Vba而計算出的當(dāng)前的電源電壓、以及儲存于非易失性程序存儲器172或非易失性數(shù)據(jù)存儲器173中的基準(zhǔn)溫度下的第一電負(fù)載107a的電阻值來計算基準(zhǔn)值，對第一電負(fù)載107a的當(dāng)前溫度所確定的電阻值變動幅度進(jìn)行假設(shè)，以確定最小電流為Imin、最大電流為Imax。
[0104]上部I的右列表示在圖1中負(fù)載開關(guān)元件230a閉合(負(fù)載開關(guān)元件240a斷開)時電流檢測電壓Vdif過小的情況，推測其原因在于，第一電負(fù)載107a的正側(cè)布線發(fā)生電源短路，或者負(fù)載開關(guān)元件230a發(fā)生斷路異常，或者第一電負(fù)載107a發(fā)生斷路。此外，即使第一電負(fù)載107a的負(fù)側(cè)布線發(fā)生電源短路，電流檢測電壓Vdif也過小，但在這種情況下，負(fù)載開關(guān)元件230a因過電流切斷功能而斷開，表面上可推測為負(fù)載開關(guān)元件230a發(fā)生斷路異常。上部I的左列表示在圖1中負(fù)載開關(guān)元件230a斷開(負(fù)載開關(guān)元件240a斷開)時電流檢測電壓Vdif過小的情況，一般為正常狀態(tài)，但由于也可以假設(shè)為發(fā)生了上部I的右列所示的異常，因此，嘗試將開關(guān)指令信號DRl設(shè)為閉合指令，當(dāng)未檢測到異常時，確定地判定為開始是正常狀態(tài)。
[0105]上部2的右列表示在圖1中負(fù)載開關(guān)元件230a閉合(負(fù)載開關(guān)元件240a斷開)時電流檢測電壓Vdif較大的情況，這是第一電負(fù)載107a發(fā)生不完全短路異常的狀態(tài)。此外，若第一電負(fù)載107a完全短路，則由于負(fù)載開關(guān)元件230a會因負(fù)載開關(guān)元件230a的過電流切斷功能而斷開，從而電流檢測電壓Vdif會變得過小，因此，判定為是上部I的右列中的負(fù)載開關(guān)元件230a的斷路異常。上部2的左列表示在圖1中負(fù)載開關(guān)元件230a斷開(負(fù)載開關(guān)元件240a斷開)時電流檢測電壓Vdif較大的情況，由此判定為第一電負(fù)載107a發(fā)生負(fù)線接地異常、或負(fù)載開關(guān)元件230a發(fā)生短路異常。
[0106]上部3的右列表示在圖1中負(fù)載開關(guān)元件230a閉合(負(fù)載開關(guān)元件240a斷開)時電流檢測電壓Vdif過大的情況，這是第一電負(fù)載107a的正側(cè)布線發(fā)生接地異常、或第一電負(fù)載107a發(fā)生短路異常的狀態(tài)。此外，若是正線接地，則供電開關(guān)元件IlOa會因供電開關(guān)元件IlOa的過電流切斷功能而斷開，若是電負(fù)載短路，則負(fù)載開關(guān)元件230a會因負(fù)載開關(guān)元件230a的過電流切斷功能而斷開，因此，電流檢測電壓Vdif變?yōu)檫^小狀態(tài)，從而進(jìn)行與上部I的右列相對應(yīng)的判定。上部3的左列表示在圖1中負(fù)載開關(guān)元件230a斷開(負(fù)載開關(guān)元件240a斷開)時電流檢測電壓Vdif過大的情況,這是第一電負(fù)載107a的正側(cè)布線發(fā)生接地異常的狀態(tài)。在這種情況下，由于供電開關(guān)元件IlOa會因供電開關(guān)元件IlOa的過電流切斷功能而斷開，因此，電流檢測電壓Vdif變?yōu)檫^小狀態(tài)，進(jìn)行與上部I的左列相對應(yīng)的判定。
[0107]下部I的右列表示在圖3、圖5中負(fù)載開關(guān)元件130a、330a閉合(負(fù)載開關(guān)元件140a、340a斷開)時電流檢測電壓Vdif過小的情況，推測其原因在于第一電負(fù)載107a的正側(cè)布線發(fā)生電源短路，或者負(fù)載開關(guān)元件130a、330a發(fā)生斷路異常，或者第一電負(fù)載107a發(fā)生斷路。下部I的左列表示在圖3、圖5中負(fù)載開關(guān)元件130a、330a斷開(負(fù)載開關(guān)元件140a、340a斷開)時電流檢測電壓Vdif過小的情況，一般為正常狀態(tài)，但由于也可以假設(shè)為發(fā)生了下部I的右列所示的異常，因此，嘗試將開關(guān)指令信號DRl設(shè)為閉合指令，在未檢測到異常時，確定地判定為開始是正常狀態(tài)。
[0108]下部2的右列表示在圖3、圖5中負(fù)載開關(guān)元件130a、330a閉合(負(fù)載開關(guān)元件140a、340a斷開)時電流檢測電壓Vdif較大的情況，這是第一電負(fù)載107a發(fā)生不完全短路異常的狀態(tài)。此外，若第一電負(fù)載107a完全短路,則由于負(fù)載開關(guān)兀件130a、330a會因負(fù)載開關(guān)元件130a、330a的過電流切斷功能而斷開，使得電流檢測電壓Vdif變得過小，因此，判定為下部I的右列中的負(fù)載開關(guān)元件130a、330a發(fā)生斷路異常。下部2的左列表示在圖
3、圖5中負(fù)載開關(guān)元件130a、330a斷開(負(fù)載開關(guān)元件140a、340a斷開)時電流檢測電壓Vdif較大的情況，由此判定為負(fù)載開關(guān)元件130a、330a發(fā)生短路異常。
[0109]下部3的右列表示在圖3、圖5中負(fù)載開關(guān)元件130a、330a閉合(負(fù)載開關(guān)元件140a、340a斷開)時電流檢測電壓Vdif過大的情況,這是第一電負(fù)載107a的正側(cè)布線發(fā)生接地異常、或第一電負(fù)載107a發(fā)生短路異常的狀態(tài)。此外，若發(fā)生正線接地或電負(fù)載發(fā)生短路，則由于負(fù)載開關(guān)元件130a、330a會因負(fù)載開關(guān)元件130a、330a的過電流切斷功能而斷開，因此，電流檢測電壓Vdif變?yōu)檫^小狀態(tài)，進(jìn)行與下部I的右列相對應(yīng)的判定。下部3的左列表示在圖3、圖5中負(fù)載開關(guān)元件130a、330a斷開(負(fù)載開關(guān)元件140a、340a斷開)時電流檢測電壓Vdif過大的情況，這等同于第一電負(fù)載107a的正線接地或內(nèi)部短路、與負(fù)載開關(guān)元件130a、330a的內(nèi)部短路同時發(fā)生的情況，作為實際情況，由于負(fù)載開關(guān)元件130a、330a會因負(fù)載開關(guān)元件130a、330a的過電流切斷功能而斷開，因此，電流檢測電壓Vdif變?yōu)檫^小狀態(tài)，進(jìn)行與下部I的右列相對應(yīng)的判定。
[0110]在以上說明中，設(shè)開關(guān)指令信號DR2為斷開指令，對開關(guān)指令信號DRl所引起的負(fù)載開關(guān)元件的開關(guān)動作進(jìn)行了考慮，但對于設(shè)開關(guān)指令信號DRl為斷開指令，利用開關(guān)指令信號DR2來進(jìn)行負(fù)載開關(guān)元件的開關(guān)動作也是同樣的。另外，對于開關(guān)指令信號DRl和開關(guān)指令信號DR2都閉合的情況,也能以基于第一電負(fù)載107a和第一電負(fù)載108a的合成電阻或第二電負(fù)載107b和第二電負(fù)載108b的合成電阻的供電電流為基準(zhǔn)，用同樣的方法來進(jìn)行判定。
[0111]在如上所述的實施方式3中，在利用微處理器的數(shù)字比較單元806a中對供電電流與閾值電流進(jìn)行比較，但也能如圖1、圖3所前述的那樣，在柵極控制電路部329內(nèi)設(shè)置模擬比較器25，從而利用硬件來對供電電流與閾值電流進(jìn)行比較。另外，供電開關(guān)元件310a、第
一、第二逆接保護(hù)元件320a、320b、和負(fù)載開關(guān)元件330a、340a、330b、340b也可以使用P溝道型場效應(yīng)晶體管來代替N溝道型場效應(yīng)晶體管。
[0112](3)實施方式3的要點(diǎn)和特征
[0113]根據(jù)以上說明可知，實施方式3的第一要點(diǎn)所涉及的分支供電控制裝置300包括:第一及第二逆接保護(hù)元件320a、320b，該第一及第二逆接保護(hù)元件320a、320b分別串聯(lián)連接于第一及第二電負(fù)載107a、108a、107b、108b的上游位置,所述第一及第二電負(fù)載107a、108a、107b、108b由與直流電源101的正側(cè)端子相連接的共用的供電開關(guān)元件310a進(jìn)行分支供電；負(fù)載開關(guān)元件330a、340a、330b、340b，該負(fù)載開關(guān)元件330a、340a、330b、340b進(jìn)一步分別與所述第一及第二電負(fù)載進(jìn)行串聯(lián)連接；以及控制電路部170a、170b，該控制電路部170a、170b經(jīng)由所述供電開關(guān)元件、所述第一及第二逆接保護(hù)元件、及所述負(fù)載開關(guān)元件，對所述第一及第二電負(fù)載提供供電電流，在該電負(fù)載的分支供電控制裝置300中，所述第一及第二逆接保護(hù)元件使用P溝道型或N溝道型的場效應(yīng)晶體管，其連接時的極性使所述供電電流沿所述場效應(yīng)晶體管的源極端子S與漏極端子D之間所產(chǎn)生的寄生二極管321a、321b的導(dǎo)通方向流通，并包括控制所述源極端子S與漏極端子D之間的導(dǎo)通狀態(tài)的柵極控制電路部329，所述柵極控制電路部或所述控制電路部包括模擬比較器25或數(shù)字比較單元806a，該模擬比較器25或數(shù)字比較單元806a在流過生成有所述寄生二極管的所述場效應(yīng)晶體管的所述供電電流在規(guī)定閾值電流以上時，對施加于所述源極端子S與柵極端子G之間的柵極電壓進(jìn)行控制，使得對所述場效應(yīng)晶體管進(jìn)行閉路驅(qū)動，在所述供電電流小于規(guī)定閾值電流、或至少所述源極端子S與漏極端子D之間的電壓變?yōu)樗黾纳O管的非導(dǎo)通方向的極性時，切斷所述柵極電壓，使所述場效應(yīng)晶體管不導(dǎo)通。
[0114]關(guān)于實施方式3的第二要點(diǎn)，所述柵極控制電路部329與所述第一及第二逆接保護(hù)元件320a、320b的兩端電壓、或該逆接保護(hù)元件和電流檢測電阻327的串聯(lián)電路的兩端電壓成正比的電流檢測電壓Vdif聯(lián)動，當(dāng)該電流檢測電壓是在與所述規(guī)定閾值電流相對應(yīng)的判定閾值電壓AVO以上的值時，對所述第一及第二逆接保護(hù)元件進(jìn)行閉路驅(qū)動，當(dāng)所述電流檢測電壓Vdif是小于所述判定閾值電壓AVO的值時，切斷所述第一及第二逆接保護(hù)元件的柵極電壓，至少在所述電流檢測電壓Vdif的方向與所述寄生二極管321a、321b的導(dǎo)通方向相反時，使所述第一及第二逆接保護(hù)元件不導(dǎo)通。如上所述，在第二要點(diǎn)中，對值與逆接保護(hù)元件的通電電流成正比的電流檢測電壓、和與規(guī)定閾值電流成正比的判定閾值電壓進(jìn)行對比，并在通電電流小于規(guī)定值時，斷開逆接保護(hù)元件。因此，具有與實施方式1、2的情況相同的特征。
[0115]關(guān)于實施方式3的第三要點(diǎn)，所述柵極控制電路部329包括驅(qū)動晶體管325，該驅(qū)動晶體管325與數(shù)字比較單元806a所產(chǎn)生的電流判定信號DRf聯(lián)動，對所述第一及第二逆接保護(hù)元件320a、320b進(jìn)行開關(guān)控制，并且，該柵極控制電路部329還包括生成所述電流檢測電壓Vdif的差動放大器20，所述差動放大器20的輸入端子通過一對箝位二極管21相互連接，各輸入端子經(jīng)由輸入電阻22a、23a與測定所述電流檢測電壓Vdif的被測定電壓的兩端相連接，并且，在正輸入側(cè)的輸入電阻22a上串聯(lián)連接有漏電流切斷元件24，所述漏電流切斷元件24與所述控制電路部170a、170b所產(chǎn)生的通電指令信號DRO聯(lián)動地進(jìn)行開關(guān)控制，所述通電指令信號DRO至少在所述控制電路部產(chǎn)生對所述負(fù)載開關(guān)元件330a、340a、330b,340b的開關(guān)指令信號DR1、DR2，從而在對所述第一及第二電負(fù)載107a、108a、107b、108b進(jìn)行供電時，對所述漏電流切斷元件24進(jìn)行閉路驅(qū)動。如上所述，在第三要點(diǎn)中，生成電流檢測電壓的差動放大器的輸入電路利用輸入電阻和箝位二極管來進(jìn)行保護(hù)以防止施加過電壓，并且，在即使斷開逆接保護(hù)元件也沒問題的情況下，利用漏電流切斷元件來切斷輸入電路。因此，具有與實施方式1、2的情況相同的特征。
[0116](4)實施方式I?3的要點(diǎn)和特征
[0117]由以上說明可知，實施方式I?3的第五要點(diǎn)所涉及的電負(fù)載的分支供電控制方法用于如下裝置，該裝置包括控制電路部160a ；160a ; 170a、160b ；160b ; 170b，且所述控制電路部包含微處理器，其中，所述控制電路部160a ; 160a ; 170a、160b ；160b ; 170b對提供給第一及第二電負(fù)載107a、108a、107b、108b的供電電流進(jìn)行控制，該供電電流從直流電源101通過共用的供電開關(guān)元件IlOa ；210a ；310a而被分支，并經(jīng)由P溝道型或N溝道型的場效應(yīng)晶體管即第一及第二逆接保護(hù)元件120a ；120a ;320a、120b ；120b ;320b、以及負(fù)載開關(guān)元件 230a,240a ;130a、140a ;330a、340a、230b、240b ;130b、140b ;330b、340b 來進(jìn)行供電，所述微處理器與RAM存儲器161、171、非易失性程序存儲器162、172、作為該非易失性程序存儲器的一部分區(qū)域或分開連接的非易失性數(shù)據(jù)存儲器163、173、以及多通道A/D轉(zhuǎn)換器164,174進(jìn)行協(xié)作，在所述電負(fù)載的分支供電控制方法中，與流過所述第一及第二逆接保護(hù)元件的對所述第一及第二電負(fù)載的供電電流的值成正比的電流檢測電壓Vdif經(jīng)由所述多通道A/D轉(zhuǎn)換器輸入至所述微處理器，所述微處理器與所述第一及第二逆接保護(hù)元件的柵極控制電路部129 ；129 ；329進(jìn)行協(xié)作，在流過所述場效應(yīng)晶體管的所述供電電流在規(guī)定閾值電流以上時，對施加于所述場效應(yīng)晶體管的源極端子S與柵極端子G之間的柵極電壓進(jìn)行控制，使得對該場效應(yīng)晶體管進(jìn)行閉路驅(qū)動，在所述供電電流小于規(guī)定閾值電流、或至少所述源極端子S與漏極端子D之間的電壓變?yōu)樗鰣鲂?yīng)晶體管內(nèi)部所生成的寄生二極管121a;121a;321a、121b ；121b ；321b的非導(dǎo)通方向的極性時，切斷所述柵極電壓，使所述場效應(yīng)晶體管處于不導(dǎo)通狀態(tài)。
[0118]關(guān)于實施方式I?3所涉及的第六要點(diǎn)，所述非易失性程序存儲器162、172包含作為數(shù)字比較單元806a的控制程序，所述數(shù)字比較單元在所述電流檢測電壓Vdif小于與所述規(guī)定閾值電流相對應(yīng)的判定閾值電壓AVO的值時，切斷所述第一及第二逆接保護(hù)元件120a ；120a ;320a、120b ；120b ；320b的柵極電壓，至少在所述電流檢測電壓Vdif的方向與所述第I及第2逆接保護(hù)元件內(nèi)的所述寄生二極管121a ；121a ;321a、121b ；121b ；321b的導(dǎo)通方向相反時，使該第一及第二逆接保護(hù)元件不導(dǎo)通。如上所述，在第六要點(diǎn)中，對其值與逆接保護(hù)元件所對應(yīng)的通電電流成正比的電流檢測電壓、和與規(guī)定閾值電流成正比的判定閾值電壓進(jìn)行對比，并在通電電流小于規(guī)定值時，斷開逆接保護(hù)元件。因而，能方便地對判定閾值電壓進(jìn)行設(shè)定變更，還能利用微處理器來自由決定逆接保護(hù)元件的開路時刻，因此，能防止逆接保護(hù)元件因?qū)⑤^大的閾值電流高頻度地進(jìn)行通斷而發(fā)生異常過熱。
[0119]關(guān)于實施方式I?3所涉及的第七要點(diǎn)，所述非易失性程序存儲器162、172包含成為供電電流推算單元804和異常判定單元805的控制程序，且所述非易失性程序存儲器162、172或所述非易失性數(shù)據(jù)存儲器163、173預(yù)先存儲有所述第一及第二電負(fù)載107a、108a、107b、108b在基準(zhǔn)溫度下的電阻值的值，所述供電電流推算單元804根據(jù)分別與所述第一及第二電負(fù)載串聯(lián)連接的負(fù)載開關(guān)元件230a、240a ;130a、140a ;330a、340a，230b、240b ;130b、140b ;330b、340b的開關(guān)指令信號DR1、DR2的產(chǎn)生狀態(tài)、以及所述電負(fù)載的電阻值的值，來對流過所述第一及第二逆接保護(hù)元件120a ；120a ;320a、120b ；120b ；320b的所述供電電流的大小進(jìn)行推算，所述異常判定單元805將根據(jù)所述電流檢測電壓Vdif算出的當(dāng)前的供電電流的值、與由所述供電電流推算單元804推算出的預(yù)測供電電流的值進(jìn)行對比，以判定所述負(fù)載開關(guān)元件、負(fù)載布線、以及所述電負(fù)載中是否有某一個發(fā)生了電源短路、接地短路、斷路、或短路的異常。如上所述，在第七要點(diǎn)中，與對負(fù)載開關(guān)元件的開關(guān)指令信號的產(chǎn)生狀態(tài)聯(lián)動地對電負(fù)載的供電電流進(jìn)行推算，將推算結(jié)果和與實測供電電流成正比的電流檢測電壓Vdif進(jìn)行對比，從而對負(fù)載布線是否存在電源短路或接地短路異常、所述負(fù)載開關(guān)元件是否存在斷路或短路異常、以及所述電負(fù)載是否存在斷路或短路異常中的任意一種情況進(jìn)行判定。因此，不僅能減少供電開關(guān)元件的個數(shù)，還能利用分支連接后的逆接保護(hù)元件來對電負(fù)載的分支供電控制裝置中的異常進(jìn)行判定。
[0120]關(guān)于實施方式3所涉及的第八要點(diǎn)，所述第一及第二電負(fù)載中的任意一方或雙方由多個電負(fù)載107a、108a、107b、108b構(gòu)成，該多個電負(fù)載107a、108a、107b、108b經(jīng)由多個負(fù)載開關(guān)元件330a、340a、330b、340b中的任意一個負(fù)載開關(guān)元件進(jìn)行供電驅(qū)動，所述多個負(fù)載開關(guān)元件330a、340a、330b、340b在所述第一及第二逆接保護(hù)元件320a、320b的下游位置分支并串聯(lián)連接，所述多個負(fù)載開關(guān)元件使用P溝道型或N溝道型的場效應(yīng)晶體管，其連接時的極性使所述供電電流沿與所述場效應(yīng)晶體管的源極端子S和漏極端子D之間所生成的寄生二極管331a、341a、331b、341b的導(dǎo)通方向相反的方向流通，并且還包括開關(guān)柵極控制電路部339、349，該開關(guān)柵極控制電路部339、349與分別提供給所述多個負(fù)載開關(guān)元件的開關(guān)指令信號DR1、DR2聯(lián)動地對所述源極端子S與漏極端子D之間的導(dǎo)通狀態(tài)進(jìn)行控制，所述非易失性程序存儲器172包含作為間接電源短路檢測單元904和強(qiáng)制閉合指令單元906的控制程序，所述間接電源短路檢測單元904在每次將所述開關(guān)指令信號DRl、DR2設(shè)為開路指令時，都對所述多個負(fù)載開關(guān)元件的輸出電壓進(jìn)行監(jiān)視，在產(chǎn)生了開路時輸出電壓的情況下，判定為該負(fù)載開關(guān)元件的輸出布線與所述直流電源101的正極布線誤觸而發(fā)生了間接電源短路異常，所述強(qiáng)制閉合指令單元906在所述間接電源短路檢測單元904檢測出所述間接電源短路異常的發(fā)生時起作用，在所述開關(guān)指令信號DR1、DR2再次產(chǎn)生開路指令之前，強(qiáng)制將所對應(yīng)的所述負(fù)載開關(guān)元件閉合。
[0121]如上所述，在實施方式3中，關(guān)于第八要點(diǎn)，每次斷開負(fù)載開關(guān)元件時都對負(fù)載開關(guān)元件的輸出布線是否發(fā)生間接電源短路進(jìn)行判定，當(dāng)檢測出間接電源短路異常時，在下一次產(chǎn)生開路指令之前，強(qiáng)制將該負(fù)載開關(guān)元件閉合。因此，能避免經(jīng)由發(fā)生了間接電源短路異常的負(fù)載開關(guān)元件的內(nèi)部寄生二極管對其他電負(fù)載進(jìn)行供電，使強(qiáng)制閉合的負(fù)載開關(guān)元件的漏極端子與源極端子之間反向?qū)?，從而能大幅降低該?fù)載開關(guān)元件的溫度上升。
[0122]此外，本發(fā)明在其發(fā)明的范圍內(nèi)能夠自由組合各實施方式，對各實施方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖冃魏褪÷浴?br> 【權(quán)利要求】
1.一種電負(fù)載的分支供電控制裝置(100、200、300)，包括: 第一及第二逆接保護(hù)元件(120a、120b、320a、320b)，該第一及第二逆接保護(hù)元件(120a、120b,320a,320b)分別串聯(lián)連接于第一及第二電負(fù)載(107a、108a、107b、108b)的上游位置，所述第一及第二電負(fù)載(107a、108a、107b、108b)由與直流電源(101)的正側(cè)端子相連接的共用的供電開關(guān)元件(110a、210a、310a)進(jìn)行分支供電； 負(fù)載開關(guān)元件(130a、140a、130b、140b、230a、240a、230b、240b、330a、340a、330b、340b),該負(fù)載開關(guān)元件(130a、140a、130b、140b、230a、240a、230b、240b、330a、340a、330b、340b)進(jìn)一步分別與所述第一及第二電負(fù)載(107a、108a、107b、108b)進(jìn)行串聯(lián)連接；以及 控制電路部(160a、160b、170a、170b)，該控制電路部(160a、160b、170a、170b)經(jīng)由所述供電開關(guān)元件(1108、210&、310&)、所述第一及第二逆接保護(hù)元件(120&、12013、320&、320b)、及所述負(fù)載開關(guān)元件(130a、140a、130b、140b、230a、240a、230b、240b、330a、340a、330b、340b)，對所述第一及第二電負(fù)載(107a、108a、107b、108b)提供供電電流， 所述電負(fù)載的分支供電控制裝置的特征在于， 所述第一及第二逆接保護(hù)元件(120a、120b、320a、320b)使用P溝道型或N溝道型的場效應(yīng)晶體管，其連接時的極性使所述供電電流沿所述場效應(yīng)晶體管的源極端子S與漏極端子D之間所產(chǎn)生的寄生二極管(121a、121b、321a、321b)的導(dǎo)通方向流通，并且，所述第一及第二逆接保護(hù)元件(120a 、120b、320a、320b)包括控制所述源極端子S與漏極端子D之間的導(dǎo)通狀態(tài)的柵極控制電路部(129、329)， 所述柵極控制電路部(129、329)或所述控制電路部(160a、160b、170a、170b)包括模擬比較器(25 )或數(shù)字比較單元(806a)，該模擬比較器(25 )或數(shù)字比較單元(806a)在流過生成有所述寄生二極管(121a、121b、321a、321b)的所述場效應(yīng)晶體管的所述供電電流為規(guī)定閾值電流以上時，對施加于所述源極端子S與柵極端子G之間的柵極電壓進(jìn)行控制，使得對所述場效應(yīng)晶體管進(jìn)行閉路驅(qū)動；在所述供電電流小于規(guī)定閾值電流、或至少所述源極端子S與漏極端子D之間的電壓變?yōu)樗黾纳O管(121a、121b、321a、321b)的非導(dǎo)通方向的極性時，切斷所述柵極電壓，使所述場效應(yīng)晶體管不導(dǎo)通。
2.如權(quán)利要求1所述的電負(fù)載的分支供電控制裝置，其特征在于， 所述柵極控制電路部(129、329)與所述第一及第二逆接保護(hù)元件(120a、120b、320a、320b)的兩端電壓、或該逆接保護(hù)元件(120a、120b、320a、320b)和電流檢測電阻(127、327)的串聯(lián)電路的兩端電壓成正比的電流檢測電壓Vdif聯(lián)動，當(dāng)該電流檢測電壓是在與所述規(guī)定閾值電流相對應(yīng)的判定閾值電壓請以上的值時，對所述第一及第二逆接保護(hù)元件(120a、120b、320a、320b)進(jìn)行閉路驅(qū)動，當(dāng)所述電流檢測電壓Vdif是小于所述判定閾值電壓AVO的值時，切斷所述第一及第二逆接保護(hù)元件(120a、120b、320a、320b)的柵極電壓，至少在所述電流檢測電壓Vdif的方向與所述寄生二極管(121a、121b、321a、321b)的導(dǎo)通方向相反時，所述第一及第二逆接保護(hù)元件(120a、120b、320a、320b)不導(dǎo)通。
3.如權(quán)利要求2所述的電負(fù)載的分支供電控制裝置，其特征在于， 所述柵極控制電路部(129、329 )包括驅(qū)動晶體管(125、325 )，該驅(qū)動晶體管(125、325 )與所述模擬比較器(25)或數(shù)字比較單元(806a)所產(chǎn)生的電流判定信號DRf聯(lián)動地對所述第一及第二逆接保護(hù)元件(120a、120b、320a、320b)進(jìn)行開關(guān)控制，并包括生成所述電流檢測電壓Vdif的差動放大器(20)，所述差動放大器(20)的輸入端子通過一對箝位二極管(21)相互連接，各輸入端子經(jīng)由輸入電阻(22a、23a)與測定所述電流檢測電壓Vdif的被測定電壓的兩端相連接，并且，在正輸入側(cè)的所述輸入電阻(22a)上串聯(lián)連接有漏電流切斷元件(24)，所述漏電流切斷元件(24)與所述控制電路部(160a、160b、170a、170b)所產(chǎn)生的通電指令信號DRO聯(lián)動地進(jìn)行開關(guān)控制，所述通電指令信號DRO至少在所述控制電路部(160a、160b、170a、170b)產(chǎn)生對所述負(fù)載開關(guān)元件(130a、140a、130b、140b、230a、240a、230b、240b、330a、340a、330b、340b)的開關(guān)指令信號DR1、DR2從而對所述第一及第二電負(fù)載(107a、108a、107b、108b)進(jìn)行供電時，對所述漏電流切斷元件(24)進(jìn)行閉路驅(qū)動。
4.如權(quán)利要求1至3的任一項所述的電負(fù)載的分支供電控制裝置，其特征在于， 所述第一及第二電負(fù)載(107a、108a、107b、108b)中的任意一方或雙方由多個電負(fù)載(107a、108a、107b、108b)構(gòu)成，該多個電負(fù)載(107a、108a、107b、108b)經(jīng)由多個負(fù)載開關(guān)元件(130a、140a、130b、140b)中的任意一個負(fù)載開關(guān)元件進(jìn)行供電驅(qū)動，所述多個負(fù)載開關(guān)元件(130a、140a、130b、140b)在所述第一及第二逆接保護(hù)元件(120a、120b)的下游位置分支并串聯(lián)連接，所述多個負(fù)載開關(guān)元件(130a、140a、130b、140b)使用P溝道型或N溝道型的場效應(yīng)晶體管，且連接時的極性使所述供電電流沿與所述場效應(yīng)晶體管的源極端子S和漏極端子D之間所生成的寄生二極管(131a、141a、131b、141b)的導(dǎo)通方向相反的方向流通，并且，所述多個負(fù)載開關(guān)元件(130a、140a、130b、140b)包括開關(guān)柵極控制電路部(139、149)，該開關(guān)柵極控制電路部(139、149)與分別提供給所述多個負(fù)載開關(guān)元件(130a、140a、130b、140b)的開關(guān)指令信號DR1、DR2聯(lián)動地對所述源極端子S與漏極端子D之間的導(dǎo)通狀態(tài)進(jìn)行控制，所述開關(guān)柵極控制電路部(139、149)包括開關(guān)信號處理電路(165)，該開關(guān)信號處理電路(165)在每次將所述開關(guān)指令信號DR1、DR2設(shè)為斷開指令時，都對所述多個負(fù)載開關(guān)元件(130a、140a、130b、140b)的輸出電壓進(jìn)行監(jiān)視，在產(chǎn)生了開路時輸出電壓的情況下，判定為該負(fù)載開關(guān)元件(130a、140a、130b、140b)的輸出布線與所述直流電源(101)的正極布線誤觸而發(fā)生了間接電源短路異常，若檢測出發(fā)生了所述間接電源短路異常，則在所述開關(guān)指令信號DR1、DR2再次產(chǎn)生斷開指令之前，強(qiáng)制將所對應(yīng)的所述負(fù)載開關(guān)元件(130a、140a、130b、140b)閉合。
5.一種電負(fù)載的分支供電控制方法，用于如下裝置，該裝置包括控制電路部(160a、160b、170a、170b)，該控制電路部(160a、160b、170a、170b)對提供給第一及第二電負(fù)載(107a、108a、107b、108b)的供電電流進(jìn)行控制，該供電電流從直流電源(101)通過共用的供電開關(guān)元件(110a、210a、310a)而被分支，并經(jīng)由P溝道型或N溝道型的場效應(yīng)晶體管即第一及第二逆接保護(hù)元件(120&、12015、320&、32013)、以及負(fù)載開關(guān)元件(130&、140&、130b、140b、230a、240a、230b、240b、330a、340a、330b、340b)來進(jìn)行供電，且所述控制電路部(160a、160b、170a、170b)包含微處理器，該微處理器與RAM存儲器(161、171 )、非易失性程序存儲器(162、172)、作為該非易失性程序存儲區(qū)的一部分區(qū)域的或分開連接的非易失性數(shù)據(jù)存儲器(163、173)、以及多通道A/D轉(zhuǎn)換器(164、174)進(jìn)行協(xié)作， 所述電負(fù)載的分支供電控制方法的特征在于， 與流過所述第一及 第二逆接保護(hù)元件(120a、120b、320a、320b)的提供給所述第一及第二電負(fù)載(107a、108a、107b、108b)的供電電流的值成正比的電流檢測電壓Vdif經(jīng)由所述多通道A/D轉(zhuǎn)換器(164、174)輸入到所述微處理器，所述微處理器與所述第一及第二逆接保護(hù)元件(120a、120b、320a、320b)的柵極控制電路部(129、329)進(jìn)行協(xié)作，在流過所述場效應(yīng)晶體管的所述供電電流在規(guī)定閾值電流以上時，對施加于所述場效應(yīng)晶體管的源極端子S與柵極端子G之間的柵極電壓進(jìn)行控制，使得對該場效應(yīng)晶體管進(jìn)行閉路驅(qū)動，在所述供電電流小于規(guī)定閾值電流、或至少所述源極端子S與漏極端子D之間的電壓變?yōu)樗鰣鲂?yīng)晶體管內(nèi)部所生成的寄生二極管(121a、121b、321a、321b)的非導(dǎo)通方向的極性時，切斷所述柵極電壓，使所述場效應(yīng)晶體管處于不導(dǎo)通狀態(tài)。
6.如權(quán)利要求5所述的電負(fù)載的分支供電控制方法,其特征在于， 所述非易失性程序存儲器(162、172)包含作為數(shù)字比較單元(806a)的控制程序，所述數(shù)字比較單元(806a)在所述電流檢測電壓Vdif小于與所述規(guī)定閾值電流相對應(yīng)的判定閾值電壓AVO的值時，切斷所述第一及第二逆接保護(hù)元件(120a、120b、320a、320b)的柵極電壓，至少在所述電流檢測電壓Vdif的方向與所述第I及第2逆接保護(hù)元件內(nèi)的所述寄生二極管(121a、121a、321a、121b)的導(dǎo)通方向相反時，使該第一即第二逆接保護(hù)元件(120a、120b,320a,320b)不導(dǎo)通。
7.如權(quán)利要求5或6所述的電負(fù)載的分支供電控制方法,其特征在于， 所述非易失性程序存儲器(162、172)包含作為供電電流推算單元(804)和異常判定單元(805)的控制程序，且所述非易失性程序存儲器(162、172)或所述非易失性數(shù)據(jù)存儲器(163、173)預(yù)先存儲有所述第一及第二電負(fù)載(107a、108a、107b、108b)在基準(zhǔn)溫度下的電阻值的值，所述供電電流推算單元(804)根據(jù)分別與所述第一及第二電負(fù)載(107a、108a、107b、108b)串聯(lián)連接的所述負(fù)載開關(guān)元件(130a、140a、130b、140b、230a、240a、230b、240b、330a、340a、330b、340b)的開關(guān)指令信號DR1、DR2的產(chǎn)生狀態(tài)、以及所述電負(fù)載(107a、108a、107b、108b)的電阻值的值，來對流過所述第一及第二逆接保護(hù)元件(120a、120b、320a、320b)的所述供電電流的大小進(jìn)行推算，所述異常判定單元(805)將根據(jù)所述電流檢測電壓Vdif算出的當(dāng)前的供電電流的值、與由所述供電電流推算單元(804)推算出的預(yù)測供電電流的值進(jìn)行對比，以判定所述負(fù)載開關(guān)元件(130a、140a、130b、140b、230a、240a、23015、24013、33(^、34(^、33013、34013)、負(fù)載布線、以及所述電負(fù)載(1073、1083、10713、10813)中是否有任意一個發(fā)生了電源短路、接地電路、斷路、或短路的異常。
8.如權(quán)利要求5或6所述的電負(fù)載的分支供電控制方法,其特征在于， 所述第一及第二電負(fù)載(107a、108a、107b、108b)中的任意一方或雙方由多個電負(fù)載(107a、108a、107b、108b)構(gòu)成，該多個電負(fù)載(107a、108a、107b、108b)經(jīng)由多個負(fù)載開關(guān)元件(330a、340a、330b、340b)中的任意一個負(fù)載開關(guān)元件受到供電驅(qū)動，所述多個負(fù)載開關(guān)元件(330a、340a、330b、340b)在所述第一及第二逆接保護(hù)元件(320a、320b)的下游位置分支并串聯(lián)連接，所述多個負(fù)載開關(guān)元件(330a、340a、330b、340b)，使用P溝道型或N溝道型的場效應(yīng)晶體管，其連接時的極性使所述供電電流沿與所述場效應(yīng)晶體管的源極端子S和漏極端子D之間所生成的寄生二極管(331a、341a、331b、341b)的導(dǎo)通方向相反的方向流通，并且，所述多個負(fù)載開關(guān)元件(330a、340a、330b、340b)包括開關(guān)柵極控制電路部(339、349)，該開關(guān)柵極控制電路部(339、349)與分別提供給所述多個負(fù)載開關(guān)元件(330a、340a、330b、340b)的開關(guān)指令信號DR1、DR2聯(lián)動地對所述源極端子S與漏極端子D之間的導(dǎo)通狀態(tài)進(jìn)行控制，所述非易失性程序存儲器(172)包含作為間接電源短路檢測單元(904)和強(qiáng)制閉合指令單元(906)的控制程序，所述間接電源短路檢測單元(904)在每次將所述開關(guān)指令信號DR1、DR2設(shè)為開路指令時，都對所述多個負(fù)載開關(guān)元件(330a、340a、330b,340b)的輸出電壓進(jìn)行監(jiān)視，在產(chǎn)生了開路時輸出電壓的情況下，判定為該負(fù)載開關(guān)元件的輸出布線與所述直流電源(101)的正極布線誤觸而發(fā)生了間接電源短路異常，所述強(qiáng)制閉合指令單元(906)在所述間接電源短路檢測單元(904)檢測出發(fā)生了所述間接電源短路異常時起作用，在所述開關(guān)指令信號DR1、DR2再次產(chǎn)生開路指令之前，強(qiáng)制將所對應(yīng)的所述 負(fù)載開關(guān)元件(330a、340a、330b、340b)閉合。
【文檔編號】H02H11/00GK104022540SQ201310556957
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2013年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月28日
【發(fā)明者】神崎將造, 橋本光司, 木村友博 申請人:三菱電機(jī)株式會社