誘導性負荷駆動装置
【課題】電源回路における回路素子の破壊を防止することが可能な誘導性負荷駆動装置を提供する。
【解決手段】誘導性負荷駆動装置の構成として、電源回路の出力端子と誘導性負荷の一端との間に介挿された第１のスイッチング素子と、前記誘導性負荷の他端とアースとの間に介挿された第２のスイッチング素子と、前記第１及び第２のスイッチング素子の両方がオフの時に前記誘導性負荷の他端から出力される逆起電流を前記電源回路の出力端子に回生させる逆起電流回生回路と、前記電源回路の出力電圧が予め設定された閾値以上となった場合に、前記第２のスイッチング素子をオンにする回路素子保護回路と、を備えた構成を採用する。
【解決手段】誘導性負荷駆動装置の構成として、電源回路の出力端子と誘導性負荷の一端との間に介挿された第１のスイッチング素子と、前記誘導性負荷の他端とアースとの間に介挿された第２のスイッチング素子と、前記第１及び第２のスイッチング素子の両方がオフの時に前記誘導性負荷の他端から出力される逆起電流を前記電源回路の出力端子に回生させる逆起電流回生回路と、前記電源回路の出力電圧が予め設定された閾値以上となった場合に、前記第２のスイッチング素子をオンにする回路素子保護回路と、を備えた構成を採用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導性負荷駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、誘導性負荷の一端と外部供給電源との間に介挿された第１のスイッチング素子と、誘導性負荷の他端とアースとの間に介挿された第２のスイッチング素子と、第１のスイッチング素子がオフ及び第２のスイッチング素子がオンの時に誘導性負荷に生じる逆起電流をアースに還流させる還流回路と、第１及び第２のスイッチング素子の両方がオフの時に誘導性負荷に生じる逆起電流を外部供給電源に還元（回生）させる逆起電流還元回路とを備えた誘導性負荷駆動装置が開示されている。
【０００３】
このような構成の誘導性負荷駆動装置では、第２のスイッチング素子をオン状態に維持しながら第１のスイッチング素子のオン／オフ期間の比率（デューティ比）を制御することにより、負荷電流の立上がり特性を制御することができる。また、第１のスイッチング素子をオフ状態に維持しながら第２のスイッチング素子のデューティ比を制御することにより、負荷電流の立下がり特性を制御しながら誘導性負荷に生じる逆起電流を外部供給電源に回生させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−８５０４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の誘導性負荷駆動装置に対して、昇圧回路等の電源回路から電源電圧を供給する場合、第１及び第２のスイッチング素子の両方がオフの時に誘導性負荷に生じる逆起電流が、逆起電流還元回路を介して電源回路の出力端子に流入することになる。電源回路は、出力端子とアースとの間に介挿されたコンデンサを備えていることが多く、逆起電流が電源回路の出力端子に流入すると、逆起電圧から逆起電流還元回路による電圧降下分を差し引いた電圧がコンデンサに印加される。この印加電圧がコンデンサの定格耐圧を越えると、コンデンサが破壊されてしまう虞がある。
【０００６】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、電源回路における回路素子の破壊を防止することが可能な誘導性負荷駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明では、誘導性負荷駆動装置に係る第１の解決手段として、電源回路の出力端子と誘導性負荷の一端との間に介挿された第１のスイッチング素子と、前記誘導性負荷の他端とアースとの間に介挿された第２のスイッチング素子と、前記第１及び第２のスイッチング素子の両方がオフの時に前記誘導性負荷の他端から出力される逆起電流を前記電源回路の出力端子に回生させる逆起電流回生回路と、前記電源回路の出力電圧が閾値以上となった場合に、前記第２のスイッチング素子をオンにする回路素子保護回路と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明では、誘導性負荷駆動装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記回路素子保護回路は、前記電源回路の出力電圧の分圧値と基準電圧の分圧値とを比較することで、前記電源回路の出力電圧が前記閾値以上となったか否かを判定する判定回路と、前記判定回路によって前記電源回路の出力電圧が前記閾値以上となったと判定された場合に、前記電源回路の出力端子と前記第２のスイッチング素子の制御端子とを導通させる導通回路と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明では、誘導性負荷駆動装置に係る第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、前記逆起電流回生回路は、アノード端子が前記誘導性負荷の他端に接続され、カソード端子が前記電源回路の出力端子に接続されたダイオードを備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明では、誘導性負荷駆動装置に係る第４の解決手段として、上記第１〜第３のいずれか１つの解決手段において、前記第１のスイッチング素子がオフ及び前記第２のスイッチング素子がオンの時に前記誘導性負荷の他端から出力される逆起電流を、前記アースを介して前記誘導性負荷の一端へ還流させる還流回路を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明では、誘導性負荷駆動装置に係る第５の解決手段として、上記第４の解決手段において、前記還流回路は、前記誘導性負荷の一端と前記アースとの間に介挿され、前記第１のスイッチング素子に対してオン／オフが反転するように制御される第３のスイッチング素子を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る誘導性負荷駆動装置の構成では、第１及び第２のスイッチング素子の両方がオフの時に誘導性負荷に生じる逆起電流が、逆起電流回生回路を介して電源回路の出力端子に流入するため、電源回路のコンデンサには、誘導性負荷に生じる逆起電圧から逆起電流回生回路による電圧降下分を差し引いた電圧が印加される。ここで、本発明では、電源回路の出力電圧（つまりコンデンサの印加電圧）が閾値以上となった場合、第２のスイッチング素子をオンにして逆起電流をアースに流入させることにより、電源回路の出力電圧の上昇（コンデンサの印加電圧の上昇）を抑制することができる。
すなわち、本発明に係る誘導性負荷駆動装置によれば、電源回路における回路素子の破壊を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態における誘導性負荷駆動装置１の回路構成図である。
【図２】誘導性負荷駆動装置１の動作を表すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態における誘導性負荷駆動装置１の回路構成図である。なお、この図において、符号２はバッテリ等の直流電源であり、符号３は直流電源２の電圧を昇圧して誘導性負荷駆動装置１の電源電圧ＶＢを生成する昇圧回路（電源回路）であり、符号４はソレノイドコイル或いはモータコイル等の誘導性負荷である。
【００１５】
昇圧回路３は、直流電源２に接続された入力端子３１と、誘導性負荷駆動装置１に接続された出力端子３２と、一端が入力端子３１に接続されたコイル３３と、アノード端子がコイル３３の他端に接続され、カソード端子が出力端子３２に接続されたダイオード３４と、出力端子３２とアースとの間に介挿された分圧回路３５と、ダイオード３４のアノード端子とアースとの間に介挿されたスイッチング素子３６と、分圧回路３５の出力値を参照しつつ、出力電圧ＶoutがＶＢに保持されるようにスイッチング素子３６のオン／オフ動作をＰＷＭ制御する制御ＩＣ３７と、出力端子３２とアースとの間に介挿された昇圧コンデンサ３８とを備えている。
【００１６】
なお、このような昇圧回路３の回路構成は、例えば特開２００５−３３３７６８号公報に記載されているように公知の構成である。勿論、昇圧回路３の回路構成は、これに限定されるものではない。ここでは、昇圧回路３が、出力端子３２とアースとの間に介挿された昇圧コンデンサ３８を備えている点に留意されたい。
【００１７】
誘導性負荷駆動装置１は、昇圧回路３の出力端子３２に接続された電源接続端子１１と、誘導性負荷４の一端に接続された第１の負荷接続端子１２と、誘導性負荷４の他端に接続された第２の負荷接続端子１３と、制御装置（図示省略）に接続された第１の信号入力端子１４、第２の信号入力端子１５及び第３の信号入力端子１６と、基準電圧Ｖrefを出力する基準電圧出力回路（図示省略）に接続された基準電圧入力端子１７と、第１のスイッチング素子１８と、第２のスイッチング素子１９と、還流回路２０と、逆起電流回生回路２１と、回路素子保護回路２２とを備えている。
【００１８】
第１のスイッチング素子１８は、電源接続端子１１（昇圧回路３の出力端子３２）と第１の負荷接続端子１２（誘導性負荷４の一端）との間に介挿されたｎ型ＦＥＴである。詳細には、第１のスイッチング素子１８のドレイン端子は電源接続端子１１に接続され、ソース端子は第１の負荷接続端子１２に接続され、ゲート端子は第１の信号入力端子１４に接続されている。この第１のスイッチング素子１８は、制御装置から第１の信号入力端子１４を介してゲート端子に入力されるＰＷＭ信号（パルス幅変調された信号）Ｓ１に応じてオン／オフする。
【００１９】
第２のスイッチング素子１９は、第２の負荷接続端子１３（誘導性負荷４の他端）とアースとの間に介挿されたｎ型ＦＥＴである。詳細には、第２のスイッチング素子１９のドレイン端子は第２の負荷接続端子１３に接続され、ソース端子はアースに接続され、ゲート端子は第２の信号入力端子１５に接続されている。この第２のスイッチング素子１９は、制御装置から第２の信号入力端子１５を介してゲート端子に入力されるＰＷＭ信号Ｓ２に応じてオン／オフする。
【００２０】
還流回路２０は、第１のスイッチング素子１８がオフ及び第２のスイッチング素子１９がオンの時に誘導性負荷４の他端から出力される逆起電流を、アースを介して誘導性負荷４の一端へ還流させるものであり、誘導性負荷４の一端（第１の負荷接続端子１２）とアースとの間に介挿され、第１のスイッチング素子１８に対してオン／オフが反転するように制御される第３のスイッチング素子２０ａを備えている。
【００２１】
この第３のスイッチング素子２０ａは、ドレイン端子が第１の負荷接続端子１２に接続され、ソース端子がアースに接続され、ゲート端子が第３の信号入力端子１６に接続されたｎ型ＦＥＴである。この第３のスイッチング素子２０ａは、制御装置から第３の信号入力端子１６を介してゲート端子に入力されるＰＷＭ信号Ｓ３（ＰＷＭ信号Ｓ１に対してレベルが反転する信号）に応じてオン／オフする。
【００２２】
逆起電流回生回路２１は、第１及び第２のスイッチング素子１８、１９の両方がオフの時に誘導性負荷４の他端から出力される逆起電流を昇圧回路３の出力端子３２に回生させるものであり、アノード端子が第２の負荷接続端子１３（誘導性負荷４の他端）に接続され、カソード端子が電源接続端子１１（昇圧回路３の出力端子３２）に接続された第１のダイオード２１ａを備えている。
【００２３】
回路素子保護回路２２は、昇圧回路３の出力電圧Ｖoutが閾値以上となった場合に、第２のスイッチング素子１９をオンにするものであり、判定回路２３及び導通回路２４を備えている。
【００２４】
判定回路２３は、昇圧回路３の出力電圧Ｖoutの分圧値と基準電圧Ｖrefの分圧値とを比較することで、昇圧回路３の出力電圧Ｖoutが閾値以上となったか否かを判定するものであり、第１の抵抗素子２３ａ、第２の抵抗素子２３ｂ、第３の抵抗素子２３ｃ、第４の抵抗素子２３ｄ、コンパレータ２３ｅ及びレベルシフタ２３ｆを備えている。
【００２５】
第１の抵抗素子２３ａの一端は電源接続端子１１（昇圧回路３の出力端子３２）に接続され、他端はコンパレータ２３ｅの反転入力端子（−）に接続されている。第２の抵抗素子２３ｂの一端は第１の抵抗素子２３ａの他端に接続され、他端はアースに接続されている。つまり、第１の抵抗素子２３ａ及び第２の抵抗素子２３ｂは、昇圧回路３の出力電圧Ｖoutを分圧する分圧回路を構成している。
【００２６】
第３の抵抗素子２３ｃの一端は基準電圧入力端子１７に接続され、他端はコンパレータ２３ｅの非反転入力端子（＋）に接続されている。第４の抵抗素子２３ｄの一端は第３の抵抗素子２３ｃの他端に接続され、他端はアースに接続されている。つまり、第３の抵抗素子２３ｃ及び第４の抵抗素子２３ｄは、基準電圧Ｖrefを分圧する分圧回路を構成している。
【００２７】
コンパレータ２３ｅは、反転入力端子（−）に入力される昇圧回路３の出力電圧Ｖoutの分圧値と、非反転入力端子（＋）に入力される基準電圧Ｖrefの分圧値とを比較し、その比較結果に応じた信号をレベルシフタ２３ｆへ出力する。具体的には、このコンパレータ２３ｅは、出力電圧Ｖoutの分圧値が基準電圧Ｖrefの分圧値以上となった場合（つまり反転入力端子の電圧が非反転入力端子の電圧以上となった場合）にローレベル信号を出力し、それ以外の場合にはハイレベル信号を出力する。
【００２８】
ここで、昇圧回路３の出力電圧Ｖoutが閾値以上（例えば、昇圧コンデンサ３８の定格耐圧５０Ｖに対して、４５〜４９Ｖの範囲）となった場合に、コンパレータ２３ｅからローレベル信号が出力されるように、第１の抵抗素子２３ａ、第２の抵抗素子２３ｂ、第３の抵抗素子２３ｃ及び第４の抵抗素子２３ｄの抵抗値は設定されている。
【００２９】
レベルシフタ２３ｆは、コンパレータ２３ｅからハイレベル信号が入力されると、ローレベル信号を導通回路２４へ出力し、コンパレータ２３ｅからローレベル信号が入力されると、ハイレベル信号を導通回路２４へ出力する。つまり、昇圧回路３の出力電圧Ｖoutが閾値以上となった場合に、レベルシフタ２３ｆから導通回路２４へハイレベル信号が出力され、それ以外の場合には、レベルシフタ２３ｆから導通回路２４へローレベル信号が出力されることになる。
【００３０】
導通回路２４は、判定回路２３によって昇圧回路３の出力電圧Ｖoutが閾値以上となったと判定された場合（レベルシフタ２３ｆからハイレベル信号が出力された場合）に、昇圧回路３の出力端子３２と第２のスイッチング素子１９のゲート端子（制御端子）とを導通させるものであり、第４のスイッチング素子２４ａ及び第２のダイオード２４ｂを備えている。
【００３１】
第４のスイッチング素子２４ａは、電源接続端子１１（昇圧回路３の出力端子３２）と第２のダイオード２４ｂのアノード端子との間に介挿されたｎ型ＦＥＴである。詳細には、第４のスイッチング素子２４ａのドレイン端子は電源接続端子１１に接続され、ソース端子は第２のダイオード２４ｂのアノード端子に接続され、ゲート端子はレベルシフタ２３ｆの出力端子に接続されている。また、第２のダイオード２４ｂのカソード端子は第２のスイッチング素子１９のゲート端子に接続されている。
【００３２】
このように構成された導通回路２４にレベルシフタ２３ｆからハイレベル信号が入力されると、第４のスイッチング素子２４ａがオンになり、昇圧回路３の出力端子３２と第２のスイッチング素子１９のゲート端子とが導通することになる。つまり、昇圧回路３の出力電圧Ｖoutが閾値以上となった場合、第２のスイッチング素子１９のゲート端子に昇圧回路３の出力電圧Ｖout（厳密には、Ｖoutから第４のスイッチング素子２４ａ及び第２のダイオード２４ｂによる電圧降下分を差し引いた電圧）が印加され、第２のスイッチング素子１９はオンになる。
【００３３】
以上が本実施形態における誘導負荷駆動装置１の構成に関する説明であり、以下では誘導負荷駆動装置１の動作について図２を参照しながら詳細に説明する。
図２は、ＩＧ−ＳＷ（イグニションスイッチ）、第１のスイッチング素子１８、第２のスイッチング素子１９、第３のスイッチング素子２０ａ及び第４のスイッチング素子２４ａのオン／オフ状態と、誘導性負荷４に流れる電流（負荷電流）との時間的な対応関係を示すタイミングチャートである。
【００３４】
なお、ＩＧ−ＳＷは、図１では省略しているが、誘導負荷駆動装置１にＰＷＭ信号Ｓ１〜Ｓ３を出力する制御装置に対して電源電圧の供給をオン／オフするスイッチである。つまり、ＩＧ−ＳＷがオンの時にのみ、制御装置から誘導負荷駆動装置１へＰＷＭ信号Ｓ１〜Ｓ３が出力される。また、誘導負荷駆動装置１に基準電圧Ｖrefを出力する基準電圧出力回路は、ＩＧ−ＳＷのオン／オフ状態に関係なく、常に一定の基準電圧Ｖrefを出力するものである。
【００３５】
図２に示すように、時刻ｔ１にＩＧ−ＳＷがオフからオンに切り替わると、制御装置から誘導負荷駆動装置１へＰＷＭ信号Ｓ１〜Ｓ３の出力が開始される。ここで、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間において、第２のスイッチング素子１９がオン状態に維持されながら、第１のスイッチング素子１８及び第３のスイッチング素子２０ａが、所定のデューティ比でオン／オフ制御されていると想定する。なお、第３のスイッチング素子２０ａのオン／オフ状態は、第１のスイッチング素子１８に対して反転していることに注意されたい。
【００３６】
このような時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間（第２のスイッチング素子１９は常時オン）において、第１のスイッチング素子１８がオン及び第３のスイッチング素子２０ａがオフの時、誘導性負荷４の一端は昇圧回路３の出力端子３２と電気的に接続され、誘導性負荷４の他端はアースと電気的に接続される。この時、誘導性負荷４に昇圧回路３の出力電圧Ｖout（＝ＶＢ）が印加されるため、負荷電流は一定の傾きで増加する。
【００３７】
一方、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間において、第１のスイッチング素子１８がオフ及び第３のスイッチング素子２０ａがオンの時、誘導性負荷４の一端は昇圧回路３の出力端子３２と電気的に切断されるが、アースと電気的に接続される（誘導性負荷４の他端はアースと電気的に接続されたまま）。この時、誘導性負荷４に昇圧回路３の出力電圧Ｖoutが印加されないため、誘導性負荷４に逆起電圧が発生し、誘導性負荷４の他端から逆起電流が出力される。
【００３８】
この逆起電流は、第２のスイッチング素子１９を介してアースに流入し、さらに第３のスイッチング素子２０ａを介して誘導性負荷４の一端に還流する。これにより、第１のスイッチング素子１８がオフとなっても、誘導性負荷４の負荷電流は一定に保持される（厳密には減少するが無視できる）。
【００３９】
このように、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間において、第２のスイッチング素子１９をオン状態に維持しながら、第１のスイッチング素子１８及び第３のスイッチング素子２０ａをＰＷＭ制御することにより、負荷電流の立上がり特性を制御することができる。なお、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間において、昇圧回路３の出力電圧Ｖoutは閾値以上にならないため、第４のスイッチング素子２４ａはオフ状態に維持される。
【００４０】
続いて、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間において、第１のスイッチング素子１８がオフ状態に維持されながら、第２のスイッチング素子１９が所定のデューティ比でオン／オフ制御されていると想定する。なお、この期間、第３のスイッチング素子２０ａはオン状態に維持されている。
【００４１】
このような時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間（第１のスイッチング素子１８は常時オフ、第３のスイッチング素子２０ａは常時オン）において、第２のスイッチング素子１９がオフの時、誘導性負荷４の一端は昇圧回路３の出力端子３２と電気的に切断され（誘導性負荷４の一端はアースと電気的に接続されている）、誘導性負荷４の他端はアースと電気的に切断される。この時、誘導性負荷４に昇圧回路３の出力電圧Ｖoutが印加されないため、誘導性負荷４に逆起電圧が発生する。
【００４２】
この逆起電圧が昇圧回路３の出力電圧Ｖoutより大きくなると、第１のダイオード２１ａを介して誘導性負荷４の他端から昇圧回路３の出力端子３２に逆起電流が回生される。これにより、逆起電流は電荷として昇圧回路３の昇圧コンデンサ３８に蓄えられるため、誘導性負荷４の負荷電流は一定の傾きで減少する。なお、この時、誘導性負荷４に生じる逆起電圧から第１のダイオード２１ａによる電圧降下分を差し引いた電圧が昇圧コンデンサ３８に印加されるが、この時点では、昇圧コンデンサ３８の印加電圧（つまり昇圧回路３の出力電圧Ｖout）が閾値以上にならないと想定する。
【００４３】
一方、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間において、第２のスイッチング素子１９がオンの時、誘導性負荷４の他端はアースと電気的に接続される（誘導性負荷４の一端はアースと電気的に接続されたまま）。この時、誘導性負荷４に昇圧回路３の出力電圧Ｖoutが印加されないため、誘導性負荷４に逆起電圧が発生し、誘導性負荷４の他端から逆起電流が第２のスイッチング素子１９を介してアースに流入し、さらに第３のスイッチング素子２０ａを介して誘導性負荷４の一端に還流する。これにより、誘導性負荷４の負荷電流は一定に保持される（厳密には減少するが無視できる）。
【００４４】
このように、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間において、第１のスイッチング素子１８をオフ状態及び第３のスイッチング素子２０ａをオン状態に維持しながら、第２のスイッチング素子１９をＰＷＭ制御することにより、負荷電流の立下がり特性を制御することができる。なお、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間において、昇圧回路３の出力電圧Ｖoutは閾値以上にならないため、第４のスイッチング素子２４ａはオフ状態に維持される。
【００４５】
時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間における動作は、上述した時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間と同様なので説明を省略する。ここで、時刻ｔ４にＩＧ−ＳＷがオンからオフに切り替わると、制御装置から誘導負荷駆動装置１へのＰＷＭ信号Ｓ１〜Ｓ３の出力が停止するので、時刻ｔ４以降、第１のスイッチング素子１８、第２のスイッチング素子１９及び第３のスイッチング素子２０ａはオフ状態になる（第４のスイッチング素子２４ａは最初からオフ状態のままである）。
【００４６】
上述したように、第１及び第２のスイッチング素子１８、１９の両方がオフになると、誘導性負荷４に逆起電圧が発生し、第１のダイオード２１ａを介して誘導性負荷４の他端から昇圧回路３の出力端子３２に逆起電流が回生される。つまり、誘導性負荷４に生じる逆起電圧から第１のダイオード２１ａによる電圧降下分を差し引いた電圧が昇圧コンデンサ３８に印加されるが、時刻ｔ５において、昇圧コンデンサ３８の印加電圧（つまり昇圧回路３の出力電圧Ｖout）が閾値以上となったと想定する。
【００４７】
このように、時刻ｔ５に昇圧回路３の出力電圧Ｖoutが閾値以上となると、第４のスイッチング素子２４ａがオンになり、昇圧回路３の出力端子３２と第２のスイッチング素子１９のゲート端子とが導通し、第２のスイッチング素子１９がオンになる。その結果、誘導性負荷４の他端とアースとが電気的に接続されるため、誘導性負荷４に生じる逆起電流はアースに流入することになる。
【００４８】
このように、昇圧回路３の出力電圧Ｖout（つまり昇圧コンデンサ３８の印加電圧）が閾値以上となった場合に、第２のスイッチング素子１９をオンにして逆起電流をアースに流入させることにより、昇圧回路３の出力電圧Ｖoutの上昇（昇圧コンデンサ３８の印加電圧の上昇）を抑制することができる。
すなわち、本実施形態における誘導性負荷駆動装置１によれば、昇圧回路３における昇圧コンデンサ３８の破壊を防止することが可能となる。
【００４９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されず、以下のような変形例が挙げられる。
（１）上記実施形態では、誘導性負荷駆動装置１に電源電圧を供給する電源回路として昇圧回路３を例示したが、出力端子とアースとの間にコンデンサが介挿された電源回路であれば、本発明に係る誘導性負荷駆動装置の構成を採用することにより、その電源回路の回路素子を保護することができる。
【００５０】
（２）上記実施形態では、第３のスイッチング素子２０ａを備える還流回路２０を例示したが、第１のスイッチング素子１８がオフ及び第２のスイッチング素子１９がオンの時に誘導性負荷４の他端から出力される逆起電流を、アースを介して誘導性負荷４の一端へ還流させることができれば、還流回路２０の構成はこれに限定されない。例えば、特開２００８−８５０４６号公報に記載されているような還流回路を用いても良い。
【００５１】
（３）上記実施形態では、第１のダイオード２１ａを備える逆起電流回生回路２１を例示したが、第１及び第２のスイッチング素子１８、１９の両方がオフの時に誘導性負荷４の他端から出力される逆起電流を昇圧回路３の出力端子３２に回生させることができれば、逆起電流回生回路２１の構成はこれに限定されない。例えば、特開２００８−８５０４６号公報に記載されているような逆起電流還元回路を用いても良い。
【００５２】
（４）回路素子保護回路２２の回路構成も、昇圧回路３の出力電圧Ｖoutが閾値以上となった場合に、第２のスイッチング素子１９をオンにするものであれば、どのような回路構成を採用しても良い。
【符号の説明】
【００５３】
１…誘導性負荷駆動装置、２…直流電源、３…昇圧回路、４…誘導性負荷、１８…第１のスイッチング素子、１９…第２のスイッチング素子、２０…還流回路、２１…逆起電流回生回路、２２…回路素子保護回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導性負荷駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、誘導性負荷の一端と外部供給電源との間に介挿された第１のスイッチング素子と、誘導性負荷の他端とアースとの間に介挿された第２のスイッチング素子と、第１のスイッチング素子がオフ及び第２のスイッチング素子がオンの時に誘導性負荷に生じる逆起電流をアースに還流させる還流回路と、第１及び第２のスイッチング素子の両方がオフの時に誘導性負荷に生じる逆起電流を外部供給電源に還元（回生）させる逆起電流還元回路とを備えた誘導性負荷駆動装置が開示されている。
【０００３】
このような構成の誘導性負荷駆動装置では、第２のスイッチング素子をオン状態に維持しながら第１のスイッチング素子のオン／オフ期間の比率（デューティ比）を制御することにより、負荷電流の立上がり特性を制御することができる。また、第１のスイッチング素子をオフ状態に維持しながら第２のスイッチング素子のデューティ比を制御することにより、負荷電流の立下がり特性を制御しながら誘導性負荷に生じる逆起電流を外部供給電源に回生させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−８５０４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の誘導性負荷駆動装置に対して、昇圧回路等の電源回路から電源電圧を供給する場合、第１及び第２のスイッチング素子の両方がオフの時に誘導性負荷に生じる逆起電流が、逆起電流還元回路を介して電源回路の出力端子に流入することになる。電源回路は、出力端子とアースとの間に介挿されたコンデンサを備えていることが多く、逆起電流が電源回路の出力端子に流入すると、逆起電圧から逆起電流還元回路による電圧降下分を差し引いた電圧がコンデンサに印加される。この印加電圧がコンデンサの定格耐圧を越えると、コンデンサが破壊されてしまう虞がある。
【０００６】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、電源回路における回路素子の破壊を防止することが可能な誘導性負荷駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明では、誘導性負荷駆動装置に係る第１の解決手段として、電源回路の出力端子と誘導性負荷の一端との間に介挿された第１のスイッチング素子と、前記誘導性負荷の他端とアースとの間に介挿された第２のスイッチング素子と、前記第１及び第２のスイッチング素子の両方がオフの時に前記誘導性負荷の他端から出力される逆起電流を前記電源回路の出力端子に回生させる逆起電流回生回路と、前記電源回路の出力電圧が閾値以上となった場合に、前記第２のスイッチング素子をオンにする回路素子保護回路と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明では、誘導性負荷駆動装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記回路素子保護回路は、前記電源回路の出力電圧の分圧値と基準電圧の分圧値とを比較することで、前記電源回路の出力電圧が前記閾値以上となったか否かを判定する判定回路と、前記判定回路によって前記電源回路の出力電圧が前記閾値以上となったと判定された場合に、前記電源回路の出力端子と前記第２のスイッチング素子の制御端子とを導通させる導通回路と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明では、誘導性負荷駆動装置に係る第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、前記逆起電流回生回路は、アノード端子が前記誘導性負荷の他端に接続され、カソード端子が前記電源回路の出力端子に接続されたダイオードを備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明では、誘導性負荷駆動装置に係る第４の解決手段として、上記第１〜第３のいずれか１つの解決手段において、前記第１のスイッチング素子がオフ及び前記第２のスイッチング素子がオンの時に前記誘導性負荷の他端から出力される逆起電流を、前記アースを介して前記誘導性負荷の一端へ還流させる還流回路を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明では、誘導性負荷駆動装置に係る第５の解決手段として、上記第４の解決手段において、前記還流回路は、前記誘導性負荷の一端と前記アースとの間に介挿され、前記第１のスイッチング素子に対してオン／オフが反転するように制御される第３のスイッチング素子を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る誘導性負荷駆動装置の構成では、第１及び第２のスイッチング素子の両方がオフの時に誘導性負荷に生じる逆起電流が、逆起電流回生回路を介して電源回路の出力端子に流入するため、電源回路のコンデンサには、誘導性負荷に生じる逆起電圧から逆起電流回生回路による電圧降下分を差し引いた電圧が印加される。ここで、本発明では、電源回路の出力電圧（つまりコンデンサの印加電圧）が閾値以上となった場合、第２のスイッチング素子をオンにして逆起電流をアースに流入させることにより、電源回路の出力電圧の上昇（コンデンサの印加電圧の上昇）を抑制することができる。
すなわち、本発明に係る誘導性負荷駆動装置によれば、電源回路における回路素子の破壊を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態における誘導性負荷駆動装置１の回路構成図である。
【図２】誘導性負荷駆動装置１の動作を表すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態における誘導性負荷駆動装置１の回路構成図である。なお、この図において、符号２はバッテリ等の直流電源であり、符号３は直流電源２の電圧を昇圧して誘導性負荷駆動装置１の電源電圧ＶＢを生成する昇圧回路（電源回路）であり、符号４はソレノイドコイル或いはモータコイル等の誘導性負荷である。
【００１５】
昇圧回路３は、直流電源２に接続された入力端子３１と、誘導性負荷駆動装置１に接続された出力端子３２と、一端が入力端子３１に接続されたコイル３３と、アノード端子がコイル３３の他端に接続され、カソード端子が出力端子３２に接続されたダイオード３４と、出力端子３２とアースとの間に介挿された分圧回路３５と、ダイオード３４のアノード端子とアースとの間に介挿されたスイッチング素子３６と、分圧回路３５の出力値を参照しつつ、出力電圧ＶoutがＶＢに保持されるようにスイッチング素子３６のオン／オフ動作をＰＷＭ制御する制御ＩＣ３７と、出力端子３２とアースとの間に介挿された昇圧コンデンサ３８とを備えている。
【００１６】
なお、このような昇圧回路３の回路構成は、例えば特開２００５−３３３７６８号公報に記載されているように公知の構成である。勿論、昇圧回路３の回路構成は、これに限定されるものではない。ここでは、昇圧回路３が、出力端子３２とアースとの間に介挿された昇圧コンデンサ３８を備えている点に留意されたい。
【００１７】
誘導性負荷駆動装置１は、昇圧回路３の出力端子３２に接続された電源接続端子１１と、誘導性負荷４の一端に接続された第１の負荷接続端子１２と、誘導性負荷４の他端に接続された第２の負荷接続端子１３と、制御装置（図示省略）に接続された第１の信号入力端子１４、第２の信号入力端子１５及び第３の信号入力端子１６と、基準電圧Ｖrefを出力する基準電圧出力回路（図示省略）に接続された基準電圧入力端子１７と、第１のスイッチング素子１８と、第２のスイッチング素子１９と、還流回路２０と、逆起電流回生回路２１と、回路素子保護回路２２とを備えている。
【００１８】
第１のスイッチング素子１８は、電源接続端子１１（昇圧回路３の出力端子３２）と第１の負荷接続端子１２（誘導性負荷４の一端）との間に介挿されたｎ型ＦＥＴである。詳細には、第１のスイッチング素子１８のドレイン端子は電源接続端子１１に接続され、ソース端子は第１の負荷接続端子１２に接続され、ゲート端子は第１の信号入力端子１４に接続されている。この第１のスイッチング素子１８は、制御装置から第１の信号入力端子１４を介してゲート端子に入力されるＰＷＭ信号（パルス幅変調された信号）Ｓ１に応じてオン／オフする。
【００１９】
第２のスイッチング素子１９は、第２の負荷接続端子１３（誘導性負荷４の他端）とアースとの間に介挿されたｎ型ＦＥＴである。詳細には、第２のスイッチング素子１９のドレイン端子は第２の負荷接続端子１３に接続され、ソース端子はアースに接続され、ゲート端子は第２の信号入力端子１５に接続されている。この第２のスイッチング素子１９は、制御装置から第２の信号入力端子１５を介してゲート端子に入力されるＰＷＭ信号Ｓ２に応じてオン／オフする。
【００２０】
還流回路２０は、第１のスイッチング素子１８がオフ及び第２のスイッチング素子１９がオンの時に誘導性負荷４の他端から出力される逆起電流を、アースを介して誘導性負荷４の一端へ還流させるものであり、誘導性負荷４の一端（第１の負荷接続端子１２）とアースとの間に介挿され、第１のスイッチング素子１８に対してオン／オフが反転するように制御される第３のスイッチング素子２０ａを備えている。
【００２１】
この第３のスイッチング素子２０ａは、ドレイン端子が第１の負荷接続端子１２に接続され、ソース端子がアースに接続され、ゲート端子が第３の信号入力端子１６に接続されたｎ型ＦＥＴである。この第３のスイッチング素子２０ａは、制御装置から第３の信号入力端子１６を介してゲート端子に入力されるＰＷＭ信号Ｓ３（ＰＷＭ信号Ｓ１に対してレベルが反転する信号）に応じてオン／オフする。
【００２２】
逆起電流回生回路２１は、第１及び第２のスイッチング素子１８、１９の両方がオフの時に誘導性負荷４の他端から出力される逆起電流を昇圧回路３の出力端子３２に回生させるものであり、アノード端子が第２の負荷接続端子１３（誘導性負荷４の他端）に接続され、カソード端子が電源接続端子１１（昇圧回路３の出力端子３２）に接続された第１のダイオード２１ａを備えている。
【００２３】
回路素子保護回路２２は、昇圧回路３の出力電圧Ｖoutが閾値以上となった場合に、第２のスイッチング素子１９をオンにするものであり、判定回路２３及び導通回路２４を備えている。
【００２４】
判定回路２３は、昇圧回路３の出力電圧Ｖoutの分圧値と基準電圧Ｖrefの分圧値とを比較することで、昇圧回路３の出力電圧Ｖoutが閾値以上となったか否かを判定するものであり、第１の抵抗素子２３ａ、第２の抵抗素子２３ｂ、第３の抵抗素子２３ｃ、第４の抵抗素子２３ｄ、コンパレータ２３ｅ及びレベルシフタ２３ｆを備えている。
【００２５】
第１の抵抗素子２３ａの一端は電源接続端子１１（昇圧回路３の出力端子３２）に接続され、他端はコンパレータ２３ｅの反転入力端子（−）に接続されている。第２の抵抗素子２３ｂの一端は第１の抵抗素子２３ａの他端に接続され、他端はアースに接続されている。つまり、第１の抵抗素子２３ａ及び第２の抵抗素子２３ｂは、昇圧回路３の出力電圧Ｖoutを分圧する分圧回路を構成している。
【００２６】
第３の抵抗素子２３ｃの一端は基準電圧入力端子１７に接続され、他端はコンパレータ２３ｅの非反転入力端子（＋）に接続されている。第４の抵抗素子２３ｄの一端は第３の抵抗素子２３ｃの他端に接続され、他端はアースに接続されている。つまり、第３の抵抗素子２３ｃ及び第４の抵抗素子２３ｄは、基準電圧Ｖrefを分圧する分圧回路を構成している。
【００２７】
コンパレータ２３ｅは、反転入力端子（−）に入力される昇圧回路３の出力電圧Ｖoutの分圧値と、非反転入力端子（＋）に入力される基準電圧Ｖrefの分圧値とを比較し、その比較結果に応じた信号をレベルシフタ２３ｆへ出力する。具体的には、このコンパレータ２３ｅは、出力電圧Ｖoutの分圧値が基準電圧Ｖrefの分圧値以上となった場合（つまり反転入力端子の電圧が非反転入力端子の電圧以上となった場合）にローレベル信号を出力し、それ以外の場合にはハイレベル信号を出力する。
【００２８】
ここで、昇圧回路３の出力電圧Ｖoutが閾値以上（例えば、昇圧コンデンサ３８の定格耐圧５０Ｖに対して、４５〜４９Ｖの範囲）となった場合に、コンパレータ２３ｅからローレベル信号が出力されるように、第１の抵抗素子２３ａ、第２の抵抗素子２３ｂ、第３の抵抗素子２３ｃ及び第４の抵抗素子２３ｄの抵抗値は設定されている。
【００２９】
レベルシフタ２３ｆは、コンパレータ２３ｅからハイレベル信号が入力されると、ローレベル信号を導通回路２４へ出力し、コンパレータ２３ｅからローレベル信号が入力されると、ハイレベル信号を導通回路２４へ出力する。つまり、昇圧回路３の出力電圧Ｖoutが閾値以上となった場合に、レベルシフタ２３ｆから導通回路２４へハイレベル信号が出力され、それ以外の場合には、レベルシフタ２３ｆから導通回路２４へローレベル信号が出力されることになる。
【００３０】
導通回路２４は、判定回路２３によって昇圧回路３の出力電圧Ｖoutが閾値以上となったと判定された場合（レベルシフタ２３ｆからハイレベル信号が出力された場合）に、昇圧回路３の出力端子３２と第２のスイッチング素子１９のゲート端子（制御端子）とを導通させるものであり、第４のスイッチング素子２４ａ及び第２のダイオード２４ｂを備えている。
【００３１】
第４のスイッチング素子２４ａは、電源接続端子１１（昇圧回路３の出力端子３２）と第２のダイオード２４ｂのアノード端子との間に介挿されたｎ型ＦＥＴである。詳細には、第４のスイッチング素子２４ａのドレイン端子は電源接続端子１１に接続され、ソース端子は第２のダイオード２４ｂのアノード端子に接続され、ゲート端子はレベルシフタ２３ｆの出力端子に接続されている。また、第２のダイオード２４ｂのカソード端子は第２のスイッチング素子１９のゲート端子に接続されている。
【００３２】
このように構成された導通回路２４にレベルシフタ２３ｆからハイレベル信号が入力されると、第４のスイッチング素子２４ａがオンになり、昇圧回路３の出力端子３２と第２のスイッチング素子１９のゲート端子とが導通することになる。つまり、昇圧回路３の出力電圧Ｖoutが閾値以上となった場合、第２のスイッチング素子１９のゲート端子に昇圧回路３の出力電圧Ｖout（厳密には、Ｖoutから第４のスイッチング素子２４ａ及び第２のダイオード２４ｂによる電圧降下分を差し引いた電圧）が印加され、第２のスイッチング素子１９はオンになる。
【００３３】
以上が本実施形態における誘導負荷駆動装置１の構成に関する説明であり、以下では誘導負荷駆動装置１の動作について図２を参照しながら詳細に説明する。
図２は、ＩＧ−ＳＷ（イグニションスイッチ）、第１のスイッチング素子１８、第２のスイッチング素子１９、第３のスイッチング素子２０ａ及び第４のスイッチング素子２４ａのオン／オフ状態と、誘導性負荷４に流れる電流（負荷電流）との時間的な対応関係を示すタイミングチャートである。
【００３４】
なお、ＩＧ−ＳＷは、図１では省略しているが、誘導負荷駆動装置１にＰＷＭ信号Ｓ１〜Ｓ３を出力する制御装置に対して電源電圧の供給をオン／オフするスイッチである。つまり、ＩＧ−ＳＷがオンの時にのみ、制御装置から誘導負荷駆動装置１へＰＷＭ信号Ｓ１〜Ｓ３が出力される。また、誘導負荷駆動装置１に基準電圧Ｖrefを出力する基準電圧出力回路は、ＩＧ−ＳＷのオン／オフ状態に関係なく、常に一定の基準電圧Ｖrefを出力するものである。
【００３５】
図２に示すように、時刻ｔ１にＩＧ−ＳＷがオフからオンに切り替わると、制御装置から誘導負荷駆動装置１へＰＷＭ信号Ｓ１〜Ｓ３の出力が開始される。ここで、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間において、第２のスイッチング素子１９がオン状態に維持されながら、第１のスイッチング素子１８及び第３のスイッチング素子２０ａが、所定のデューティ比でオン／オフ制御されていると想定する。なお、第３のスイッチング素子２０ａのオン／オフ状態は、第１のスイッチング素子１８に対して反転していることに注意されたい。
【００３６】
このような時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間（第２のスイッチング素子１９は常時オン）において、第１のスイッチング素子１８がオン及び第３のスイッチング素子２０ａがオフの時、誘導性負荷４の一端は昇圧回路３の出力端子３２と電気的に接続され、誘導性負荷４の他端はアースと電気的に接続される。この時、誘導性負荷４に昇圧回路３の出力電圧Ｖout（＝ＶＢ）が印加されるため、負荷電流は一定の傾きで増加する。
【００３７】
一方、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間において、第１のスイッチング素子１８がオフ及び第３のスイッチング素子２０ａがオンの時、誘導性負荷４の一端は昇圧回路３の出力端子３２と電気的に切断されるが、アースと電気的に接続される（誘導性負荷４の他端はアースと電気的に接続されたまま）。この時、誘導性負荷４に昇圧回路３の出力電圧Ｖoutが印加されないため、誘導性負荷４に逆起電圧が発生し、誘導性負荷４の他端から逆起電流が出力される。
【００３８】
この逆起電流は、第２のスイッチング素子１９を介してアースに流入し、さらに第３のスイッチング素子２０ａを介して誘導性負荷４の一端に還流する。これにより、第１のスイッチング素子１８がオフとなっても、誘導性負荷４の負荷電流は一定に保持される（厳密には減少するが無視できる）。
【００３９】
このように、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間において、第２のスイッチング素子１９をオン状態に維持しながら、第１のスイッチング素子１８及び第３のスイッチング素子２０ａをＰＷＭ制御することにより、負荷電流の立上がり特性を制御することができる。なお、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間において、昇圧回路３の出力電圧Ｖoutは閾値以上にならないため、第４のスイッチング素子２４ａはオフ状態に維持される。
【００４０】
続いて、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間において、第１のスイッチング素子１８がオフ状態に維持されながら、第２のスイッチング素子１９が所定のデューティ比でオン／オフ制御されていると想定する。なお、この期間、第３のスイッチング素子２０ａはオン状態に維持されている。
【００４１】
このような時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間（第１のスイッチング素子１８は常時オフ、第３のスイッチング素子２０ａは常時オン）において、第２のスイッチング素子１９がオフの時、誘導性負荷４の一端は昇圧回路３の出力端子３２と電気的に切断され（誘導性負荷４の一端はアースと電気的に接続されている）、誘導性負荷４の他端はアースと電気的に切断される。この時、誘導性負荷４に昇圧回路３の出力電圧Ｖoutが印加されないため、誘導性負荷４に逆起電圧が発生する。
【００４２】
この逆起電圧が昇圧回路３の出力電圧Ｖoutより大きくなると、第１のダイオード２１ａを介して誘導性負荷４の他端から昇圧回路３の出力端子３２に逆起電流が回生される。これにより、逆起電流は電荷として昇圧回路３の昇圧コンデンサ３８に蓄えられるため、誘導性負荷４の負荷電流は一定の傾きで減少する。なお、この時、誘導性負荷４に生じる逆起電圧から第１のダイオード２１ａによる電圧降下分を差し引いた電圧が昇圧コンデンサ３８に印加されるが、この時点では、昇圧コンデンサ３８の印加電圧（つまり昇圧回路３の出力電圧Ｖout）が閾値以上にならないと想定する。
【００４３】
一方、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間において、第２のスイッチング素子１９がオンの時、誘導性負荷４の他端はアースと電気的に接続される（誘導性負荷４の一端はアースと電気的に接続されたまま）。この時、誘導性負荷４に昇圧回路３の出力電圧Ｖoutが印加されないため、誘導性負荷４に逆起電圧が発生し、誘導性負荷４の他端から逆起電流が第２のスイッチング素子１９を介してアースに流入し、さらに第３のスイッチング素子２０ａを介して誘導性負荷４の一端に還流する。これにより、誘導性負荷４の負荷電流は一定に保持される（厳密には減少するが無視できる）。
【００４４】
このように、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間において、第１のスイッチング素子１８をオフ状態及び第３のスイッチング素子２０ａをオン状態に維持しながら、第２のスイッチング素子１９をＰＷＭ制御することにより、負荷電流の立下がり特性を制御することができる。なお、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間において、昇圧回路３の出力電圧Ｖoutは閾値以上にならないため、第４のスイッチング素子２４ａはオフ状態に維持される。
【００４５】
時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間における動作は、上述した時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間と同様なので説明を省略する。ここで、時刻ｔ４にＩＧ−ＳＷがオンからオフに切り替わると、制御装置から誘導負荷駆動装置１へのＰＷＭ信号Ｓ１〜Ｓ３の出力が停止するので、時刻ｔ４以降、第１のスイッチング素子１８、第２のスイッチング素子１９及び第３のスイッチング素子２０ａはオフ状態になる（第４のスイッチング素子２４ａは最初からオフ状態のままである）。
【００４６】
上述したように、第１及び第２のスイッチング素子１８、１９の両方がオフになると、誘導性負荷４に逆起電圧が発生し、第１のダイオード２１ａを介して誘導性負荷４の他端から昇圧回路３の出力端子３２に逆起電流が回生される。つまり、誘導性負荷４に生じる逆起電圧から第１のダイオード２１ａによる電圧降下分を差し引いた電圧が昇圧コンデンサ３８に印加されるが、時刻ｔ５において、昇圧コンデンサ３８の印加電圧（つまり昇圧回路３の出力電圧Ｖout）が閾値以上となったと想定する。
【００４７】
このように、時刻ｔ５に昇圧回路３の出力電圧Ｖoutが閾値以上となると、第４のスイッチング素子２４ａがオンになり、昇圧回路３の出力端子３２と第２のスイッチング素子１９のゲート端子とが導通し、第２のスイッチング素子１９がオンになる。その結果、誘導性負荷４の他端とアースとが電気的に接続されるため、誘導性負荷４に生じる逆起電流はアースに流入することになる。
【００４８】
このように、昇圧回路３の出力電圧Ｖout（つまり昇圧コンデンサ３８の印加電圧）が閾値以上となった場合に、第２のスイッチング素子１９をオンにして逆起電流をアースに流入させることにより、昇圧回路３の出力電圧Ｖoutの上昇（昇圧コンデンサ３８の印加電圧の上昇）を抑制することができる。
すなわち、本実施形態における誘導性負荷駆動装置１によれば、昇圧回路３における昇圧コンデンサ３８の破壊を防止することが可能となる。
【００４９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されず、以下のような変形例が挙げられる。
（１）上記実施形態では、誘導性負荷駆動装置１に電源電圧を供給する電源回路として昇圧回路３を例示したが、出力端子とアースとの間にコンデンサが介挿された電源回路であれば、本発明に係る誘導性負荷駆動装置の構成を採用することにより、その電源回路の回路素子を保護することができる。
【００５０】
（２）上記実施形態では、第３のスイッチング素子２０ａを備える還流回路２０を例示したが、第１のスイッチング素子１８がオフ及び第２のスイッチング素子１９がオンの時に誘導性負荷４の他端から出力される逆起電流を、アースを介して誘導性負荷４の一端へ還流させることができれば、還流回路２０の構成はこれに限定されない。例えば、特開２００８−８５０４６号公報に記載されているような還流回路を用いても良い。
【００５１】
（３）上記実施形態では、第１のダイオード２１ａを備える逆起電流回生回路２１を例示したが、第１及び第２のスイッチング素子１８、１９の両方がオフの時に誘導性負荷４の他端から出力される逆起電流を昇圧回路３の出力端子３２に回生させることができれば、逆起電流回生回路２１の構成はこれに限定されない。例えば、特開２００８−８５０４６号公報に記載されているような逆起電流還元回路を用いても良い。
【００５２】
（４）回路素子保護回路２２の回路構成も、昇圧回路３の出力電圧Ｖoutが閾値以上となった場合に、第２のスイッチング素子１９をオンにするものであれば、どのような回路構成を採用しても良い。
【符号の説明】
【００５３】
１…誘導性負荷駆動装置、２…直流電源、３…昇圧回路、４…誘導性負荷、１８…第１のスイッチング素子、１９…第２のスイッチング素子、２０…還流回路、２１…逆起電流回生回路、２２…回路素子保護回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源回路の出力端子と誘導性負荷の一端との間に介挿された第１のスイッチング素子と、
前記誘導性負荷の他端とアースとの間に介挿された第２のスイッチング素子と、
前記第１及び第２のスイッチング素子の両方がオフの時に前記誘導性負荷の他端から出力される逆起電流を前記電源回路の出力端子に回生させる逆起電流回生回路と、
前記電源回路の出力電圧が閾値以上となった場合に、前記第２のスイッチング素子をオンにする回路素子保護回路と、
を備えることを特徴とする誘導性負荷駆動装置。
【請求項２】
前記回路素子保護回路は、
前記電源回路の出力電圧の分圧値と基準電圧の分圧値とを比較することで、前記電源回路の出力電圧が前記閾値以上となったか否かを判定する判定回路と、
前記判定回路によって前記電源回路の出力電圧が前記閾値以上となったと判定された場合に、前記電源回路の出力端子と前記第２のスイッチング素子の制御端子とを導通させる導通回路と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の誘導性負荷駆動装置。
【請求項３】
前記逆起電流回生回路は、アノード端子が前記誘導性負荷の他端に接続され、カソード端子が前記電源回路の出力端子に接続されたダイオードを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の誘導性負荷駆動装置。
【請求項４】
前記第１のスイッチング素子がオフ及び前記第２のスイッチング素子がオンの時に前記誘導性負荷の他端から出力される逆起電流を、前記アースを介して前記誘導性負荷の一端へ還流させる還流回路を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の誘導性負荷駆動装置。
【請求項５】
前記還流回路は、前記誘導性負荷の一端と前記アースとの間に介挿され、前記第１のスイッチング素子に対してオン／オフが反転するように制御される第３のスイッチング素子を備えることを特徴とする請求項４に記載の誘導性負荷駆動装置。
【請求項１】
電源回路の出力端子と誘導性負荷の一端との間に介挿された第１のスイッチング素子と、
前記誘導性負荷の他端とアースとの間に介挿された第２のスイッチング素子と、
前記第１及び第２のスイッチング素子の両方がオフの時に前記誘導性負荷の他端から出力される逆起電流を前記電源回路の出力端子に回生させる逆起電流回生回路と、
前記電源回路の出力電圧が閾値以上となった場合に、前記第２のスイッチング素子をオンにする回路素子保護回路と、
を備えることを特徴とする誘導性負荷駆動装置。
【請求項２】
前記回路素子保護回路は、
前記電源回路の出力電圧の分圧値と基準電圧の分圧値とを比較することで、前記電源回路の出力電圧が前記閾値以上となったか否かを判定する判定回路と、
前記判定回路によって前記電源回路の出力電圧が前記閾値以上となったと判定された場合に、前記電源回路の出力端子と前記第２のスイッチング素子の制御端子とを導通させる導通回路と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の誘導性負荷駆動装置。
【請求項３】
前記逆起電流回生回路は、アノード端子が前記誘導性負荷の他端に接続され、カソード端子が前記電源回路の出力端子に接続されたダイオードを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の誘導性負荷駆動装置。
【請求項４】
前記第１のスイッチング素子がオフ及び前記第２のスイッチング素子がオンの時に前記誘導性負荷の他端から出力される逆起電流を、前記アースを介して前記誘導性負荷の一端へ還流させる還流回路を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の誘導性負荷駆動装置。
【請求項５】
前記還流回路は、前記誘導性負荷の一端と前記アースとの間に介挿され、前記第１のスイッチング素子に対してオン／オフが反転するように制御される第３のスイッチング素子を備えることを特徴とする請求項４に記載の誘導性負荷駆動装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−７０５３４（Ｐ２０１２−７０５３４Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１３０９６（Ｐ２０１０−２１３０９６）
【出願日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【出願人】（０００１４１９０１）株式会社ケーヒン (1,140)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【出願人】（０００１４１９０１）株式会社ケーヒン (1,140)
【Ｆターム（参考）】
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