駆動回路
【課題】半導体素子を駆動する駆動回路について、大型化と、消費電力の増加と、を抑制しつつ、リーク電流による半導体素子の誤動作を防止できる駆動回路を提供すること。
【解決手段】駆動回路１は、スイッチＳＷの切り替えに応じて、発光ダイオードＬＥＤ１１〜ＬＥＤ１３、ＬＥＤ２１〜ＬＥＤ２３、ＬＥＤ３１〜ＬＥＤ３３、およびＬＥＤ４１〜ＬＥＤ４３を点灯させたり消灯させたりする。この駆動回路１は、スイッチ素子Ｑ１をオン状態にしている期間にのみ、スイッチＳＷの接点Ｊ１と接点Ｊ２とが接続されているか否かを判別し、発光ダイオードＬＥＤ１１〜ＬＥＤ１３および発光ダイオードＬＥＤ２１〜ＬＥＤ２３の状態を切り替える。
【解決手段】駆動回路１は、スイッチＳＷの切り替えに応じて、発光ダイオードＬＥＤ１１〜ＬＥＤ１３、ＬＥＤ２１〜ＬＥＤ２３、ＬＥＤ３１〜ＬＥＤ３３、およびＬＥＤ４１〜ＬＥＤ４３を点灯させたり消灯させたりする。この駆動回路１は、スイッチ素子Ｑ１をオン状態にしている期間にのみ、スイッチＳＷの接点Ｊ１と接点Ｊ２とが接続されているか否かを判別し、発光ダイオードＬＥＤ１１〜ＬＥＤ１３および発光ダイオードＬＥＤ２１〜ＬＥＤ２３の状態を切り替える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発光ダイオードといった半導体素子を駆動する駆動回路が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１には、スイッチの切り替えに応じて点灯したり消灯したりする発光ダイオードに、抵抗を並列接続する手法が示されている。この手法によれば、スイッチが被水して、スイッチの接点間にリーク電流が流れてしまった場合に、このリーク電流を抵抗に流して、発光ダイオードに流れてしまうリーク電流を小さくすることができる。このため、スイッチの接点間にリーク電流が流れてしまっても、このリーク電流により発光ダイオードが点灯してしまうのを防止することができ、発光ダイオードの誤動作を防止できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−６３３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の特許文献１に示されている手法では、発光ダイオードに並列接続される抵抗に、電流が常に流れる。このため、抵抗での消費電力が増加してしまい、駆動回路の消費電力も増加してしまう。また、抵抗には、抵抗値の大きい抵抗を用いる必要が出てくるが、抵抗値が大きくなるに従って、抵抗が大型化してしまうために駆動回路も大型化してしまうとともに、抵抗での消費電力がさらに増加してしまうために駆動回路の消費電力もさらに増加してしまう。
【０００６】
上述の課題を鑑み、本発明は、半導体素子を駆動する駆動回路について、大型化と、消費電力の増加と、を抑制しつつ、リーク電流による半導体素子の誤動作を防止できる駆動回路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】
本発明は、上述の課題を解決するために、以下の事項を提案している。
（１） 本発明は、スイッチ（例えば、図１のスイッチＳＷに相当）の切り替えに応じて半導体素子（例えば、図１の発光ダイオードＬＥＤ１１〜ＬＥＤ１３、ＬＥＤ２１〜ＬＥＤ２３、ＬＥＤ３１〜ＬＥＤ３３、およびＬＥＤ４１〜ＬＥＤ４３に相当）を駆動する駆動回路（例えば、図１の駆動回路１に相当）であって、前記スイッチの接点（例えば、図１の接点Ｊ２、Ｊ３に相当）の電圧を検出することで当該スイッチの切り替えを検出し、検出結果に応じて前記半導体素子に駆動信号を供給する制御手段（例えば、図１の制御部１０と、スイッチ検出部２１、２２と、出力部３１〜３４と、に相当）と、抵抗（例えば、図１の抵抗Ｒ１、Ｒ２に相当）と、当該抵抗に直列接続されたスイッチ素子（例えば、図１のスイッチ素子Ｑ１、Ｑ２に相当）と、を有するリーク電流対策手段と、を備え、前記制御手段は、前記スイッチ素子を制御して、前記スイッチ素子をオン状態にしている期間のうち少なくとも一部の期間において、前記スイッチの切り替えを検出し、前記スイッチ素子がオン状態であれば、前記スイッチの接点を流れる電流のうち予め定められた電流を前記抵抗で消費することを特徴とする駆動回路を提案している。
【０００８】
この発明によれば、スイッチの切り替えに応じて半導体素子を駆動する駆動回路に、制御手段およびリーク電流対策手段を設けた。リーク電流対策手段には、抵抗と、この抵抗に直列接続されたスイッチ素子と、を設けた。そして、制御手段により、スイッチの接点の電圧を検出することでスイッチの切り替えを検出し、検出結果に応じて半導体素子に駆動信号を供給することとした。また、制御手段により、スイッチ素子を制御して、スイッチ素子をオン状態にしている期間のうち少なくとも一部の期間において、スイッチの切り替えを検出することとした。また、スイッチ素子がオン状態であれば、スイッチの接点を流れる電流のうち予め定められた電流を抵抗で消費することとした。
【０００９】
このため、スイッチの切り替えを検出する期間では、スイッチの接点を流れる電流のうち予め定められた電流が、抵抗で消費される。したがって、スイッチの接点間に流れてしまうリーク電流を予め想定し、上述の予め定められた電流を、想定したリーク電流以上にすることで、スイッチの接点間にリーク電流が流れてしまっても、このリーク電流を抵抗で消費することができる。これによれば、スイッチの接点間にリーク電流が流れてしまっても、スイッチの接点の電圧が変動してしまうのを抑制できる。よって、リーク電流によるスイッチの切り替えの誤検出を防止できるので、リーク電流による半導体素子の誤動作を防止できる。
【００１０】
また、抵抗に電流が流れるのは、スイッチ素子をオン状態にしている期間である。このため、リーク電流による半導体素子の誤動作を防止するための抵抗に電流が流れる期間を短縮することができるので、この抵抗での消費電力の増加を抑制できる。したがって、駆動回路の消費電力の増加を抑制できる。
【００１１】
また、上述のようにリーク電流による半導体素子の誤動作を防止するための抵抗に電流が流れる期間を短縮することができるので、この抵抗に、抵抗値の大きい抵抗を用いる必要がない。このため、抵抗の大型化を防止して駆動回路の大型化を防止できるとともに、抵抗での消費電力の増加をさらに抑制して駆動回路の消費電力の増加をさらに抑制できる。
【００１２】
（２） 本発明は、（１）の駆動回路について、前記抵抗で消費される予め定められた電流は、前記スイッチの接点間を流れるリーク電流以上であることを特徴とする駆動回路を提案している。
【００１３】
この発明によれば、（１）の駆動回路において、抵抗で消費される予め定められた電流を、スイッチの接点間を流れるリーク電流以上にした。このため、スイッチの接点間にリーク電流が流れてしまっても、このリーク電流を抵抗で消費することができる。したがって、上述した効果と同様の効果を奏することができる。
【００１４】
（３） 本発明は、スイッチ（例えば、図２のスイッチＳＷに相当）の切り替えに応じて半導体素子（例えば、図２の発光ダイオードＬＥＤ１１〜ＬＥＤ１３、ＬＥＤ２１〜ＬＥＤ２３、ＬＥＤ３１〜ＬＥＤ３３、およびＬＥＤ４１〜ＬＥＤ４３に相当）を駆動する駆動回路（例えば、図２の駆動回路１Ａに相当）であって、前記スイッチの接点（例えば、図２の接点Ｊ２、Ｊ３に相当）の電圧を検出することで当該スイッチの切り替えを検出し、検出結果に応じて前記半導体素子に駆動信号を供給する制御手段（例えば、図２の制御部１０と、スイッチ検出部２１Ａ、２２Ａと、出力部３１〜３４と、に相当）と、抵抗（例えば、図２の抵抗Ｒ３、Ｒ４に相当）と、当該抵抗に直列接続されたスイッチ素子（例えば、図２のスイッチ素子Ｑ３、Ｑ４に相当）と、を有するリーク電流対策手段と、を備え、前記制御手段は、前記スイッチ素子を制御して、前記スイッチ素子をオン状態にしている期間のうち少なくとも一部の期間において、前記スイッチの切り替えを検出し、前記スイッチ素子がオン状態であれば、前記抵抗を介して前記スイッチの接点に予め定められた電圧を印加することを特徴とする駆動回路を提案している。
【００１５】
この発明によれば、スイッチの切り替えに応じて半導体素子を駆動する駆動回路に、制御手段およびリーク電流対策手段を設けた。リーク電流対策手段には、抵抗と、この抵抗に直列接続されたスイッチ素子と、を設けた。そして、制御手段により、スイッチの接点の電圧を検出することでスイッチの切り替えを検出し、検出結果に応じて半導体素子に駆動信号を供給することとした。また、制御手段により、スイッチ素子を制御して、スイッチ素子をオン状態にしている期間のうち少なくとも一部の期間において、スイッチの切り替えを検出することとした。また、スイッチ素子がオン状態であれば、抵抗を介してスイッチの接点に予め定められた電圧を印加することとした。
【００１６】
このため、スイッチの切り替えを検出する期間では、スイッチの接点に電圧が印加されることとなる。したがって、スイッチの接点間に流れてしまうリーク電流を予め想定し、このリーク電流によるスイッチの接点の電圧変動を予め想定した上で、スイッチの接点の電圧を制御手段で検出することで、リーク電流によるスイッチの切り替えの誤検出を防止できるので、リーク電流による半導体素子の誤動作を防止できる。
【００１７】
また、抵抗に電流が流れるのは、スイッチ素子をオン状態にしている期間である。このため、抵抗に電流が流れる期間を短縮することができるので、抵抗での消費電力の増加を抑制できる。したがって、駆動回路の消費電力の増加を抑制できる。
【００１８】
また、上述のように抵抗に電流が流れる期間を短縮することができるので、この抵抗に、抵抗値の大きい抵抗を用いる必要がない。このため、抵抗の大型化を防止して駆動回路の大型化を防止できるとともに、抵抗での消費電力の増加をさらに抑制して駆動回路の消費電力の増加をさらに抑制できる。
【００１９】
（４） 本発明は、（３）の駆動回路について、前記スイッチ素子がオン状態である期間に前記スイッチの接点に印加される電圧は、前記スイッチの接点間にリーク電流が流れることによる前記スイッチの接点の降下電圧より高いことを特徴とする駆動回路を提案している。
【００２０】
この発明によれば、（３）の駆動回路において、スイッチ素子がオン状態である期間にスイッチの接点に印加される電圧は、スイッチの接点間にリーク電流が流れることによるスイッチの接点の降下電圧より高いものとした。このため、スイッチの接点間にリーク電流が流れている場合には、スイッチの接点の電圧が基準電位点の電圧より高くなる。一方、スイッチの切り替えによりスイッチがオフ状態である場合には、スイッチの接点の電圧が基準電位点の電圧に等しくなる。したがって、スイッチの切り替えによるスイッチのオフ状態を的確に検出することができ、上述した効果と同様の効果を奏することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、半導体素子を駆動する駆動回路について、大型化と、消費電力の増加と、を抑制しつつ、リーク電流による半導体素子の誤動作を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る駆動回路の回路図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る駆動回路の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素などとの置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、以下の実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
【００２４】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る駆動回路１の回路図である。駆動回路１は、スイッチＳＷの切り替えに応じて、発光ダイオードＬＥＤ１１〜ＬＥＤ１３、ＬＥＤ２１〜ＬＥＤ２３、ＬＥＤ３１〜ＬＥＤ３３、およびＬＥＤ４１〜ＬＥＤ４３を点灯させたり消灯させたりする。
【００２５】
［駆動回路１の構成］
駆動回路１は、制御部１０と、スイッチ検出部２１、２２と、出力部３１〜３４と、電源回路４０と、抵抗Ｒ１、Ｒ２と、ＮＰＮ型トランジスタで構成されるスイッチ素子Ｑ１、Ｑ２と、を備える。
【００２６】
スイッチＳＷは、接点Ｊ１〜Ｊ３の３つの接点を有しており、切り替えにより、接点Ｊ１と接点Ｊ２とを接続したり、接点Ｊ１と接点Ｊ３とを接続したり、接点Ｊ１を接点Ｊ２と接点Ｊ３とのどちらにも接続させなかったりすることができる。スイッチＳＷの切り替えは、例えば操縦者により行われる。
【００２７】
スイッチＳＷの接点Ｊ１には、２次電池ＢＴの正極が接続される。２次電池ＢＴの正極には、電源回路４０を介して制御部１０も接続される。２次電池ＢＴの負極には、基準電位点が接続される。
【００２８】
スイッチＳＷの接点Ｊ２には、スイッチ検出部２１が接続されるとともに、抵抗Ｒ１の一端が接続される。抵抗Ｒ１の他端には、スイッチ素子Ｑ１のコレクタが接続され、スイッチ素子Ｑ１のエミッタには、基準電位点が接続される。スイッチ素子Ｑ１のベースと、スイッチ検出部２１とには、制御部１０が接続される。
【００２９】
スイッチＳＷの接点Ｊ３には、スイッチ検出部２２が接続されるとともに、抵抗Ｒ２の一端が接続される。抵抗Ｒ２の他端には、スイッチ素子Ｑ２のコレクタが接続され、スイッチ素子Ｑ２のエミッタには、基準電位点が接続される。スイッチ素子Ｑ２のベースと、スイッチ検出部２２とには、制御部１０が接続される。
【００３０】
制御部１０には、出力部３１を介して、直列接続された発光ダイオードＬＥＤ１１〜ＬＥＤ１３が接続されるとともに、出力部３２を介して、直列接続された発光ダイオードＬＥＤ２１〜ＬＥＤ２３が接続される。また、制御部１０には、出力部３３を介して、直列接続された発光ダイオードＬＥＤ３１〜ＬＥＤ３３が接続されるとともに、出力部３４を介して、直列接続された発光ダイオードＬＥＤ４１〜ＬＥＤ４３が接続される。
【００３１】
［駆動回路１の動作］
以上の構成を備える駆動回路１は、スイッチ検出部２１、２２により、スイッチＳＷの切り替えを検出する。
【００３２】
具体的には、スイッチＳＷの接点Ｊ１と接点Ｊ２とが接続されている場合には、２次電池ＢＴの正極と接点Ｊ２とが導通する。スイッチ検出部２１は、接点Ｊ２の電圧を検出し、接点Ｊ２の電圧が予め定められた第１の閾値電圧以上であれば、スイッチ検出部２１は、第１のオン状態検出信号を制御部１０に送信する。ここで、第１の閾値電圧は、２次電池ＢＴの充電電圧より低く設定されるものとする。
【００３３】
また、スイッチＳＷの接点Ｊ１と接点Ｊ３とが接続されている場合には、２次電池ＢＴの正極と接点Ｊ３とが導通する。スイッチ検出部２２は、接点Ｊ３の電圧を検出し、接点Ｊ３の電圧が予め定められた第２の閾値電圧以上であれば、スイッチ検出部２２は、第２のオン状態検出信号を制御部１０に送信する。ここで、第２の閾値電圧は、２次電池ＢＴの充電電圧より低く設定されるものとする。
【００３４】
制御部１０は、スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２をスイッチングさせる。また、制御部１０は、スイッチ素子Ｑ１がオン状態である期間のうち少なくとも一部の期間において、第１のオン状態検出信号の受信の有無を判別し、スイッチ素子Ｑ２がオン状態である期間のうち少なくとも一部の期間において、第２のオン状態検出信号の受信の有無を判別する。
【００３５】
スイッチ素子Ｑ１がオン状態である期間において、第１のオン状態検出信号を受信していると判別した場合には、制御部１０は、出力部３１、３２に対する発光命令信号の送信を開始する。そして、スイッチ素子Ｑ１がオン状態で、かつ、出力部３１、３２に対して発光命令信号を送信中である期間において、第１のオン状態検出信号を受信していないと判別した場合には、制御部１０は、出力部３１、３２に対する発光命令信号の送信を終了する。出力部３１は、発光命令信号を受信している期間に、発光ダイオードＬＥＤ１１〜ＬＥＤ１３に電流を供給して、これら発光ダイオードＬＥＤ１１〜ＬＥＤ１３を発光させる。出力部３２は、発光命令信号を受信している期間に、発光ダイオードＬＥＤ２１〜ＬＥＤ２３に電流を供給して、これら発光ダイオードＬＥＤ２１〜ＬＥＤ２３を発光させる。
【００３６】
以上によれば、制御部１０は、スイッチ素子Ｑ１をオン状態にしている期間にのみ、スイッチＳＷの接点Ｊ１と接点Ｊ２とが導通しているか否かを判別し、発光ダイオードＬＥＤ１１〜ＬＥＤ１３および発光ダイオードＬＥＤ２１〜ＬＥＤ２３の状態を切り替えることとなる。
【００３７】
また、スイッチ素子Ｑ２がオン状態である期間において、第２のオン状態検出信号を受信していると判別した場合には、制御部１０は、出力部３３、３４に対する発光命令信号の送信を開始する。そして、スイッチ素子Ｑ２がオン状態で、かつ、出力部３３、３４に対して発光命令信号を送信中である期間において、第２のオン状態検出信号を受信していないと判別した場合には、制御部１０は、出力部３３、３４に対する発光命令信号の送信を終了する。出力部３３は、発光命令信号を受信している期間に、発光ダイオードＬＥＤ３１〜ＬＥＤ３３に電流を供給して、これら発光ダイオードＬＥＤ３１〜ＬＥＤ３３を発光させる。出力部３４は、発光命令信号を受信している期間に、発光ダイオードＬＥＤ４１〜ＬＥＤ４３に電流を供給して、これら発光ダイオードＬＥＤ４１〜ＬＥＤ４３を発光させる。
【００３８】
以上によれば、制御部１０は、スイッチ素子Ｑ２をオン状態にしている期間にのみ、スイッチＳＷの接点Ｊ１と接点Ｊ３とが導通しているか否かを判別し、発光ダイオードＬＥＤ３１〜ＬＥＤ３３および発光ダイオードＬＥＤ４１〜ＬＥＤ４３の状態を切り替えることとなる。
【００３９】
なお、スイッチ素子Ｑ１がオン状態である期間では、抵抗Ｒ１およびオン状態のスイッチ素子Ｑ１を介して、スイッチＳＷの接点Ｊ２と基準電位点とが導通する。このため、スイッチＳＷの接点Ｊ１と接点Ｊ２とが接続されていないにもかかわらず接点Ｊ２に電流が流れている場合、すなわち接点Ｊ１と接点Ｊ２との間にリーク電流が流れている場合には、このリーク電流以上の電流が抵抗Ｒ１を流れる。ここで、抵抗Ｒ１の抵抗値は、接点Ｊ１と接点Ｊ２との間にリーク電流が流れてしまった場合に、このリーク電流を抵抗Ｒ１で消費できるように設定される。抵抗Ｒ１の抵抗値の設定方法について、以下に説明する。
【００４０】
例えば、接点Ｊ１と接点Ｊ２との間に流れることが想定されるリーク電流が１００ｍＡであり、スイッチ検出部２１で用いる上述の第１の閾値電圧が５Ｖである場合について検討する。この場合、接点Ｊ１と接点Ｊ２との間にリーク電流が流れている状態において、接点Ｊ２の電圧が５Ｖ未満となる必要がある。このため、抵抗Ｒ１の抵抗値を、以下の式（１）に示すように、５０Ω以下に設定する必要がある。
【００４１】
【数１】
【００４２】
抵抗Ｒ２の抵抗値についても、上述の抵抗Ｒ１の抵抗値と同様に、接点Ｊ１と接点Ｊ３との間にリーク電流が流れてしまった場合、このリーク電流を抵抗Ｒ２で消費できるように設定される。
【００４３】
また、制御部１０によるスイッチ素子Ｑ１のスイッチング周期およびオンデューティの設定方法について、以下に説明する。
【００４４】
例えば、上述のように、接点Ｊ１と接点Ｊ２との間に流れることが想定されるリーク電流が１００ｍＡであり、スイッチ検出部２１で用いる上述の第１の閾値電圧が５Ｖである場合であって、２次電池ＢＴの充電電圧が１２Ｖである場合について検討する。この場合、抵抗Ｒ１での消費電力は、以下の式（２）に示すように、２．８８Ｗとなる。
【００４５】
【数２】
【００４６】
ここで、抵抗Ｒ１の容量が０．５Ｗであるものとすると、スイッチ素子Ｑ１のオンデューティを、以下の式（３）に示すように、１７％以下に設定する必要がある。
【００４７】
【数３】
【００４８】
また、スイッチＳＷの応答性を考慮するとスイッチ素子Ｑ１のスイッチング周期が１００ｍｓｅｃ以下であることが好ましい場合には、例えば、スイッチ素子Ｑ１のスイッチング周期を１０ｍｓｅｃとし、スイッチ素子Ｑ１のオンデューティを１５％に設定すればよいこととなる。
【００４９】
スイッチ素子Ｑ２のスイッチング周期およびオンデューティについても、上述のスイッチ素子Ｑ１のスイッチング周期およびオンデューティと同様に設定される。
【００５０】
以上の駆動回路１によれば、以下の効果を奏することができる。
【００５１】
スイッチＳＷの切り替えを検出する期間、すなわち第１のオン状態検出信号の受信の有無を制御部１０が判別する期間では、駆動回路１は、スイッチ素子Ｑ１をオン状態にして、接点Ｊ１と接点Ｊ２との間にリーク電流が流れてしまった場合に、このリーク電流を抵抗Ｒ１で消費する。このため、接点Ｊ１と接点Ｊ２との間にリーク電流が流れてしまっても、接点Ｊ２の電圧が上昇してしまうのを抑制できる。また、スイッチＳＷの切り替えを検出する期間、すなわち第２のオン状態検出信号の受信の有無を制御部１０が判別する期間では、駆動回路１は、スイッチ素子Ｑ２をオン状態にして、接点Ｊ１と接点Ｊ３との間にリーク電流が流れてしまった場合に、このリーク電流を抵抗Ｒ２で消費する。このため、接点Ｊ１と接点Ｊ３との間にリーク電流が流れてしまっても、接点Ｊ３の電圧が上昇してしまうのを抑制できる。以上によれば、リーク電流によるスイッチＳＷの切り替えの誤検出を防止できるので、リーク電流による発光ダイオードＬＥＤ１１〜ＬＥＤ１３、ＬＥＤ２１〜ＬＥＤ２３、ＬＥＤ３１〜ＬＥＤ３３、およびＬＥＤ４１〜ＬＥＤ４３の誤動作を防止できる。
【００５２】
また、抵抗Ｒ１に電流が流れるのは、スイッチ素子Ｑ１をオン状態にしている期間であり、抵抗Ｒ２に電流が流れるのは、スイッチ素子Ｑ２をオン状態にしている期間である。このため、抵抗Ｒ１に電流が流れる期間と、抵抗Ｒ２に電流が流れる期間と、を短縮することができるので、抵抗Ｒ１、Ｒ２での消費電力の増加を抑制できる。したがって、駆動回路１の消費電力の増加を抑制できる。
【００５３】
また、上述のように抵抗Ｒ１、Ｒ２に電流が流れる期間を短縮することができるので、抵抗Ｒ１、Ｒ２に、抵抗値の大きい抵抗を用いる必要がない。このため、抵抗Ｒ１、Ｒ２の大型化を防止して駆動回路１の大型化を防止できるとともに、抵抗Ｒ１、Ｒ２での消費電力の増加をさらに抑制して駆動回路１の消費電力の増加をさらに抑制できる。
【００５４】
＜第２実施形態＞
図２は、本発明の第２実施形態に係る駆動回路１Ａの回路図である。駆動回路１Ａは、図１に示した本発明の第１実施形態に係る駆動回路１とは、スイッチ検出部２１、２２の代わりにスイッチ検出部２１Ａ、２２Ａを備える点と、抵抗Ｒ１、Ｒ２の代わりに抵抗Ｒ３、Ｒ４を備える点と、スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２の代わりにスイッチ素子Ｑ３、Ｑ４を備える点と、が異なる。なお、駆動回路１Ａにおいて、駆動回路１と同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００５５】
［駆動回路１Ａの構成］
スイッチＳＷの接点Ｊ１には、２次電池ＢＴの負極が接続される。
【００５６】
スイッチＳＷの接点Ｊ２には、スイッチ検出部２１Ａと、ＮＰＮ型トランジスタで構成されるスイッチ素子Ｑ３のエミッタと、が接続される。スイッチ素子Ｑ３のコレクタには、抵抗Ｒ３を介して２次電池ＢＴの正極が接続される。
【００５７】
スイッチＳＷの接点Ｊ３には、スイッチ検出部２２Ａと、ＮＰＮ型トランジスタで構成されるスイッチ素子Ｑ４のエミッタと、が接続される。スイッチ素子Ｑ４のコレクタには、抵抗Ｒ４を介して２次電池ＢＴの正極が接続される。
【００５８】
［駆動回路１Ａの動作］
以上の構成を備える駆動回路１Ａは、スイッチ検出部２１Ａ、２２Ａにより、スイッチＳＷの切り替えを検出する。
【００５９】
具体的には、スイッチＳＷの接点Ｊ１と接点Ｊ２とが接続されている場合には、２次電池ＢＴの負極と接点Ｊ２とが導通する。スイッチ検出部２１Ａは、接点Ｊ２の電圧を検出し、接点Ｊ２の電圧が予め定められた第３の閾値電圧以下であれば、スイッチ検出部２１Ａは、第１のオン状態検出信号を制御部１０に送信する。
【００６０】
また、スイッチＳＷの接点Ｊ１と接点Ｊ３とが接続されている場合には、２次電池ＢＴの負極と接点Ｊ３とが導通する。スイッチ検出部２２Ａは、接点Ｊ３の電圧を検出し、接点Ｊ３の電圧が予め定められた第４の閾値電圧以下であれば、スイッチ検出部２２Ａは、第２のオン状態検出信号を制御部１０に送信する。
【００６１】
なお、接点Ｊ１と接点Ｊ２との間にリーク電流が流れる場合には、接点Ｊ２の電圧が降下する。このため、抵抗Ｒ３の抵抗値は、接点Ｊ１と接点Ｊ２とが接続されている場合に、リーク電流が流れることによる接点Ｊ２の降下電圧より、抵抗Ｒ３およびオン状態のスイッチ素子Ｑ３を介して接点Ｊ２に印加される電圧が高くなるように設定される。これによれば、接点Ｊ１と接点Ｊ２とが接続されておらず、かつ、接点Ｊ１と接点Ｊ２との間にリーク電流が流れていない場合には、接点Ｊ２の電圧が基準電位点の電圧に等しくなり、接点Ｊ１と接点Ｊ２との間にリーク電流が流れている場合には、接点Ｊ２の電圧が基準電位点の電圧より高くなる。これによれば、リーク電流の有無にかかわらず、接点Ｊ１と接点Ｊ２とが接続されていない場合を的確に検出することができる。
【００６２】
抵抗Ｒ４の抵抗値についても、上述の抵抗Ｒ３の抵抗値と同様に、接点Ｊ１と接点Ｊ３とが接続されている場合に、リーク電流が流れることによる接点Ｊ３の降下電圧より、抵抗Ｒ４およびオン状態のスイッチ素子Ｑ４を介して接点Ｊ３に印加される電圧が高くなるように設定される。これによれば、リーク電流の有無にかかわらず、接点Ｊ１と接点Ｊ３とが接続されていない場合を的確に検出することができる。
【００６３】
以上の駆動回路１Ａによれば、駆動回路１と同様の効果を奏することができる。
【００６４】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
【００６５】
例えば、上述の各実施形態では、半導体素子として発光ダイオードＬＥＤ１１〜ＬＥＤ１３、ＬＥＤ２１〜ＬＥＤ２３、ＬＥＤ３１〜ＬＥＤ３３、およびＬＥＤ４１〜ＬＥＤ４３を例に説明したが、これに限らない。例えば、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）や無機ＥＬなどの半導体を用いた発光素子であってもよいし、ＭＯＳＦＥＴやトランジスタといった半導体を用いたスイッチ素子であってもよい。
【００６６】
また、上述の各実施形態において、スイッチＳＷは２次電池ＢＴの正極または負極に接続されるものとしたが、この２次電池ＢＴを直流電源に置き換えてもよい。
【００６７】
また、上述の各実施形態において、制御部１０は、第１のオン状態検出信号の受信の有無の判別を、スイッチ素子Ｑ１がオン状態である期間のうち、少なくとも一部の期間において行うこととした。具体的には、例えば、第１のオン状態検出信号の受信の有無の判別を、スイッチ素子Ｑ１がオン状態である期間のうち、全ての期間において継続的に行ってもよいし、一部の期間において継続的に行ってもよいし、全ての期間において断続的に複数回行ってもよい。また、例えば、スイッチ素子Ｑ１がオン状態になった直後に行ってもよいし、スイッチ素子Ｑ１がオン状態であれば、スイッチ素子Ｑ１がオン状態になってから多少遅れたタイミングで行ってもよい。第２のオン状態検出信号の受信の有無の判別についても、上述の第１のオン状態検出信号の受信の有無の判別と同様に、スイッチ素子Ｑ２がオン状態である期間のうち、全ての期間において継続的に行ってもよいし、一部の期間において継続的に行ってもよいし、全ての期間において断続的に複数回行ってもよい。また、例えば、スイッチ素子Ｑ２がオン状態になった直後に行ってもよいし、スイッチ素子Ｑ２がオン状態であれば、スイッチ素子Ｑ２がオン状態になってから多少遅れたタイミングで行ってもよい。
【００６８】
また、上述の各実施形態において、制御部１０は、スイッチ素子Ｑ１のスイッチングと、スイッチ素子Ｑ２のスイッチングと、を同期させ、スイッチ素子Ｑ１のオンタイミングと、スイッチ素子Ｑ２のオンタイミングと、を同一にするとともに、スイッチ素子Ｑ１のオフタイミングと、スイッチ素子Ｑ２のオフタイミングと、を同一にしてもよい。また、制御部１０は、スイッチ素子Ｑ１のスイッチングと、スイッチ素子Ｑ２のスイッチングと、を同期させ、スイッチ素子Ｑ１のオンタイミングと、スイッチ素子Ｑ２のオフタイミングと、を同一にするとともに、スイッチ素子Ｑ１のオフタイミングと、スイッチ素子Ｑ２のオンタイミングと、を同一にしてもよい。
【００６９】
また、上述の各実施形態において、制御部１０は、スイッチ素子Ｑ１のスイッチングと、スイッチ素子Ｑ２のスイッチングと、を非同期で行ってもよい。
【００７０】
また、上述の各実施形態において、制御部１０は、スイッチ素子Ｑ１のオン幅と、スイッチ素子Ｑ２のオン幅と、を同一にしてもよいし、異ならせてもよい。また、制御部１０は、スイッチ素子Ｑ１のオンデューティと、スイッチ素子Ｑ２のオンデューティと、を同一にしてもよいし、異ならせてもよい。また、制御部１０は、スイッチ素子Ｑ１のスイッチング周波数と、スイッチ素子Ｑ２のスイッチング周波数と、を同一にしてもよいし、異ならせてもよい。
【００７１】
また、上述の各実施形態において、制御部１０は、第１のオン状態検出信号を受信していると判別してから、第１のオン状態検出信号を受信していないと判別するまで、出力部３１、３２に対して発光命令信号を継続して送信することとしたが、これに限らない。例えば、第１のオン状態検出信号を受信していると判別してから、第１のオン状態検出信号を受信していないと判別するまで、出力部３１、３２に対して発光命令信号を所定の周期でパルス状に送信してもよい。これによれば、スイッチＳＷの接点Ｊ１と接点Ｊ２とが接続されている状態において、発光ダイオードＬＥＤ１１〜ＬＥＤ１３および発光ダイオードＬＥＤ２１〜ＬＥＤ２３を点滅させることができる。出力部３３、３４に対する発光命令信号についても、出力部３１、３２に対する発光命令信号と同様に、所定の周期でパルス状に送信してもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１、１Ａ；駆動回路
１０；制御部
２１、２１Ａ、２２、２２Ａ；スイッチ検出部
３１〜３４；出力部
４０；電源回路
ＢＴ；２次電池
Ｊ１〜Ｊ３；接点
ＬＥＤ１１〜ＬＥＤ１３、ＬＥＤ２１〜ＬＥＤ２３、ＬＥＤ３１〜ＬＥＤ３３、ＬＥＤ４１〜ＬＥＤ４３；発光ダイオード
Ｑ１〜Ｑ４；スイッチ素子
Ｒ１〜Ｒ４；抵抗
ＳＷ；スイッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発光ダイオードといった半導体素子を駆動する駆動回路が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１には、スイッチの切り替えに応じて点灯したり消灯したりする発光ダイオードに、抵抗を並列接続する手法が示されている。この手法によれば、スイッチが被水して、スイッチの接点間にリーク電流が流れてしまった場合に、このリーク電流を抵抗に流して、発光ダイオードに流れてしまうリーク電流を小さくすることができる。このため、スイッチの接点間にリーク電流が流れてしまっても、このリーク電流により発光ダイオードが点灯してしまうのを防止することができ、発光ダイオードの誤動作を防止できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−６３３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の特許文献１に示されている手法では、発光ダイオードに並列接続される抵抗に、電流が常に流れる。このため、抵抗での消費電力が増加してしまい、駆動回路の消費電力も増加してしまう。また、抵抗には、抵抗値の大きい抵抗を用いる必要が出てくるが、抵抗値が大きくなるに従って、抵抗が大型化してしまうために駆動回路も大型化してしまうとともに、抵抗での消費電力がさらに増加してしまうために駆動回路の消費電力もさらに増加してしまう。
【０００６】
上述の課題を鑑み、本発明は、半導体素子を駆動する駆動回路について、大型化と、消費電力の増加と、を抑制しつつ、リーク電流による半導体素子の誤動作を防止できる駆動回路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】
本発明は、上述の課題を解決するために、以下の事項を提案している。
（１） 本発明は、スイッチ（例えば、図１のスイッチＳＷに相当）の切り替えに応じて半導体素子（例えば、図１の発光ダイオードＬＥＤ１１〜ＬＥＤ１３、ＬＥＤ２１〜ＬＥＤ２３、ＬＥＤ３１〜ＬＥＤ３３、およびＬＥＤ４１〜ＬＥＤ４３に相当）を駆動する駆動回路（例えば、図１の駆動回路１に相当）であって、前記スイッチの接点（例えば、図１の接点Ｊ２、Ｊ３に相当）の電圧を検出することで当該スイッチの切り替えを検出し、検出結果に応じて前記半導体素子に駆動信号を供給する制御手段（例えば、図１の制御部１０と、スイッチ検出部２１、２２と、出力部３１〜３４と、に相当）と、抵抗（例えば、図１の抵抗Ｒ１、Ｒ２に相当）と、当該抵抗に直列接続されたスイッチ素子（例えば、図１のスイッチ素子Ｑ１、Ｑ２に相当）と、を有するリーク電流対策手段と、を備え、前記制御手段は、前記スイッチ素子を制御して、前記スイッチ素子をオン状態にしている期間のうち少なくとも一部の期間において、前記スイッチの切り替えを検出し、前記スイッチ素子がオン状態であれば、前記スイッチの接点を流れる電流のうち予め定められた電流を前記抵抗で消費することを特徴とする駆動回路を提案している。
【０００８】
この発明によれば、スイッチの切り替えに応じて半導体素子を駆動する駆動回路に、制御手段およびリーク電流対策手段を設けた。リーク電流対策手段には、抵抗と、この抵抗に直列接続されたスイッチ素子と、を設けた。そして、制御手段により、スイッチの接点の電圧を検出することでスイッチの切り替えを検出し、検出結果に応じて半導体素子に駆動信号を供給することとした。また、制御手段により、スイッチ素子を制御して、スイッチ素子をオン状態にしている期間のうち少なくとも一部の期間において、スイッチの切り替えを検出することとした。また、スイッチ素子がオン状態であれば、スイッチの接点を流れる電流のうち予め定められた電流を抵抗で消費することとした。
【０００９】
このため、スイッチの切り替えを検出する期間では、スイッチの接点を流れる電流のうち予め定められた電流が、抵抗で消費される。したがって、スイッチの接点間に流れてしまうリーク電流を予め想定し、上述の予め定められた電流を、想定したリーク電流以上にすることで、スイッチの接点間にリーク電流が流れてしまっても、このリーク電流を抵抗で消費することができる。これによれば、スイッチの接点間にリーク電流が流れてしまっても、スイッチの接点の電圧が変動してしまうのを抑制できる。よって、リーク電流によるスイッチの切り替えの誤検出を防止できるので、リーク電流による半導体素子の誤動作を防止できる。
【００１０】
また、抵抗に電流が流れるのは、スイッチ素子をオン状態にしている期間である。このため、リーク電流による半導体素子の誤動作を防止するための抵抗に電流が流れる期間を短縮することができるので、この抵抗での消費電力の増加を抑制できる。したがって、駆動回路の消費電力の増加を抑制できる。
【００１１】
また、上述のようにリーク電流による半導体素子の誤動作を防止するための抵抗に電流が流れる期間を短縮することができるので、この抵抗に、抵抗値の大きい抵抗を用いる必要がない。このため、抵抗の大型化を防止して駆動回路の大型化を防止できるとともに、抵抗での消費電力の増加をさらに抑制して駆動回路の消費電力の増加をさらに抑制できる。
【００１２】
（２） 本発明は、（１）の駆動回路について、前記抵抗で消費される予め定められた電流は、前記スイッチの接点間を流れるリーク電流以上であることを特徴とする駆動回路を提案している。
【００１３】
この発明によれば、（１）の駆動回路において、抵抗で消費される予め定められた電流を、スイッチの接点間を流れるリーク電流以上にした。このため、スイッチの接点間にリーク電流が流れてしまっても、このリーク電流を抵抗で消費することができる。したがって、上述した効果と同様の効果を奏することができる。
【００１４】
（３） 本発明は、スイッチ（例えば、図２のスイッチＳＷに相当）の切り替えに応じて半導体素子（例えば、図２の発光ダイオードＬＥＤ１１〜ＬＥＤ１３、ＬＥＤ２１〜ＬＥＤ２３、ＬＥＤ３１〜ＬＥＤ３３、およびＬＥＤ４１〜ＬＥＤ４３に相当）を駆動する駆動回路（例えば、図２の駆動回路１Ａに相当）であって、前記スイッチの接点（例えば、図２の接点Ｊ２、Ｊ３に相当）の電圧を検出することで当該スイッチの切り替えを検出し、検出結果に応じて前記半導体素子に駆動信号を供給する制御手段（例えば、図２の制御部１０と、スイッチ検出部２１Ａ、２２Ａと、出力部３１〜３４と、に相当）と、抵抗（例えば、図２の抵抗Ｒ３、Ｒ４に相当）と、当該抵抗に直列接続されたスイッチ素子（例えば、図２のスイッチ素子Ｑ３、Ｑ４に相当）と、を有するリーク電流対策手段と、を備え、前記制御手段は、前記スイッチ素子を制御して、前記スイッチ素子をオン状態にしている期間のうち少なくとも一部の期間において、前記スイッチの切り替えを検出し、前記スイッチ素子がオン状態であれば、前記抵抗を介して前記スイッチの接点に予め定められた電圧を印加することを特徴とする駆動回路を提案している。
【００１５】
この発明によれば、スイッチの切り替えに応じて半導体素子を駆動する駆動回路に、制御手段およびリーク電流対策手段を設けた。リーク電流対策手段には、抵抗と、この抵抗に直列接続されたスイッチ素子と、を設けた。そして、制御手段により、スイッチの接点の電圧を検出することでスイッチの切り替えを検出し、検出結果に応じて半導体素子に駆動信号を供給することとした。また、制御手段により、スイッチ素子を制御して、スイッチ素子をオン状態にしている期間のうち少なくとも一部の期間において、スイッチの切り替えを検出することとした。また、スイッチ素子がオン状態であれば、抵抗を介してスイッチの接点に予め定められた電圧を印加することとした。
【００１６】
このため、スイッチの切り替えを検出する期間では、スイッチの接点に電圧が印加されることとなる。したがって、スイッチの接点間に流れてしまうリーク電流を予め想定し、このリーク電流によるスイッチの接点の電圧変動を予め想定した上で、スイッチの接点の電圧を制御手段で検出することで、リーク電流によるスイッチの切り替えの誤検出を防止できるので、リーク電流による半導体素子の誤動作を防止できる。
【００１７】
また、抵抗に電流が流れるのは、スイッチ素子をオン状態にしている期間である。このため、抵抗に電流が流れる期間を短縮することができるので、抵抗での消費電力の増加を抑制できる。したがって、駆動回路の消費電力の増加を抑制できる。
【００１８】
また、上述のように抵抗に電流が流れる期間を短縮することができるので、この抵抗に、抵抗値の大きい抵抗を用いる必要がない。このため、抵抗の大型化を防止して駆動回路の大型化を防止できるとともに、抵抗での消費電力の増加をさらに抑制して駆動回路の消費電力の増加をさらに抑制できる。
【００１９】
（４） 本発明は、（３）の駆動回路について、前記スイッチ素子がオン状態である期間に前記スイッチの接点に印加される電圧は、前記スイッチの接点間にリーク電流が流れることによる前記スイッチの接点の降下電圧より高いことを特徴とする駆動回路を提案している。
【００２０】
この発明によれば、（３）の駆動回路において、スイッチ素子がオン状態である期間にスイッチの接点に印加される電圧は、スイッチの接点間にリーク電流が流れることによるスイッチの接点の降下電圧より高いものとした。このため、スイッチの接点間にリーク電流が流れている場合には、スイッチの接点の電圧が基準電位点の電圧より高くなる。一方、スイッチの切り替えによりスイッチがオフ状態である場合には、スイッチの接点の電圧が基準電位点の電圧に等しくなる。したがって、スイッチの切り替えによるスイッチのオフ状態を的確に検出することができ、上述した効果と同様の効果を奏することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、半導体素子を駆動する駆動回路について、大型化と、消費電力の増加と、を抑制しつつ、リーク電流による半導体素子の誤動作を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る駆動回路の回路図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る駆動回路の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素などとの置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、以下の実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
【００２４】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る駆動回路１の回路図である。駆動回路１は、スイッチＳＷの切り替えに応じて、発光ダイオードＬＥＤ１１〜ＬＥＤ１３、ＬＥＤ２１〜ＬＥＤ２３、ＬＥＤ３１〜ＬＥＤ３３、およびＬＥＤ４１〜ＬＥＤ４３を点灯させたり消灯させたりする。
【００２５】
［駆動回路１の構成］
駆動回路１は、制御部１０と、スイッチ検出部２１、２２と、出力部３１〜３４と、電源回路４０と、抵抗Ｒ１、Ｒ２と、ＮＰＮ型トランジスタで構成されるスイッチ素子Ｑ１、Ｑ２と、を備える。
【００２６】
スイッチＳＷは、接点Ｊ１〜Ｊ３の３つの接点を有しており、切り替えにより、接点Ｊ１と接点Ｊ２とを接続したり、接点Ｊ１と接点Ｊ３とを接続したり、接点Ｊ１を接点Ｊ２と接点Ｊ３とのどちらにも接続させなかったりすることができる。スイッチＳＷの切り替えは、例えば操縦者により行われる。
【００２７】
スイッチＳＷの接点Ｊ１には、２次電池ＢＴの正極が接続される。２次電池ＢＴの正極には、電源回路４０を介して制御部１０も接続される。２次電池ＢＴの負極には、基準電位点が接続される。
【００２８】
スイッチＳＷの接点Ｊ２には、スイッチ検出部２１が接続されるとともに、抵抗Ｒ１の一端が接続される。抵抗Ｒ１の他端には、スイッチ素子Ｑ１のコレクタが接続され、スイッチ素子Ｑ１のエミッタには、基準電位点が接続される。スイッチ素子Ｑ１のベースと、スイッチ検出部２１とには、制御部１０が接続される。
【００２９】
スイッチＳＷの接点Ｊ３には、スイッチ検出部２２が接続されるとともに、抵抗Ｒ２の一端が接続される。抵抗Ｒ２の他端には、スイッチ素子Ｑ２のコレクタが接続され、スイッチ素子Ｑ２のエミッタには、基準電位点が接続される。スイッチ素子Ｑ２のベースと、スイッチ検出部２２とには、制御部１０が接続される。
【００３０】
制御部１０には、出力部３１を介して、直列接続された発光ダイオードＬＥＤ１１〜ＬＥＤ１３が接続されるとともに、出力部３２を介して、直列接続された発光ダイオードＬＥＤ２１〜ＬＥＤ２３が接続される。また、制御部１０には、出力部３３を介して、直列接続された発光ダイオードＬＥＤ３１〜ＬＥＤ３３が接続されるとともに、出力部３４を介して、直列接続された発光ダイオードＬＥＤ４１〜ＬＥＤ４３が接続される。
【００３１】
［駆動回路１の動作］
以上の構成を備える駆動回路１は、スイッチ検出部２１、２２により、スイッチＳＷの切り替えを検出する。
【００３２】
具体的には、スイッチＳＷの接点Ｊ１と接点Ｊ２とが接続されている場合には、２次電池ＢＴの正極と接点Ｊ２とが導通する。スイッチ検出部２１は、接点Ｊ２の電圧を検出し、接点Ｊ２の電圧が予め定められた第１の閾値電圧以上であれば、スイッチ検出部２１は、第１のオン状態検出信号を制御部１０に送信する。ここで、第１の閾値電圧は、２次電池ＢＴの充電電圧より低く設定されるものとする。
【００３３】
また、スイッチＳＷの接点Ｊ１と接点Ｊ３とが接続されている場合には、２次電池ＢＴの正極と接点Ｊ３とが導通する。スイッチ検出部２２は、接点Ｊ３の電圧を検出し、接点Ｊ３の電圧が予め定められた第２の閾値電圧以上であれば、スイッチ検出部２２は、第２のオン状態検出信号を制御部１０に送信する。ここで、第２の閾値電圧は、２次電池ＢＴの充電電圧より低く設定されるものとする。
【００３４】
制御部１０は、スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２をスイッチングさせる。また、制御部１０は、スイッチ素子Ｑ１がオン状態である期間のうち少なくとも一部の期間において、第１のオン状態検出信号の受信の有無を判別し、スイッチ素子Ｑ２がオン状態である期間のうち少なくとも一部の期間において、第２のオン状態検出信号の受信の有無を判別する。
【００３５】
スイッチ素子Ｑ１がオン状態である期間において、第１のオン状態検出信号を受信していると判別した場合には、制御部１０は、出力部３１、３２に対する発光命令信号の送信を開始する。そして、スイッチ素子Ｑ１がオン状態で、かつ、出力部３１、３２に対して発光命令信号を送信中である期間において、第１のオン状態検出信号を受信していないと判別した場合には、制御部１０は、出力部３１、３２に対する発光命令信号の送信を終了する。出力部３１は、発光命令信号を受信している期間に、発光ダイオードＬＥＤ１１〜ＬＥＤ１３に電流を供給して、これら発光ダイオードＬＥＤ１１〜ＬＥＤ１３を発光させる。出力部３２は、発光命令信号を受信している期間に、発光ダイオードＬＥＤ２１〜ＬＥＤ２３に電流を供給して、これら発光ダイオードＬＥＤ２１〜ＬＥＤ２３を発光させる。
【００３６】
以上によれば、制御部１０は、スイッチ素子Ｑ１をオン状態にしている期間にのみ、スイッチＳＷの接点Ｊ１と接点Ｊ２とが導通しているか否かを判別し、発光ダイオードＬＥＤ１１〜ＬＥＤ１３および発光ダイオードＬＥＤ２１〜ＬＥＤ２３の状態を切り替えることとなる。
【００３７】
また、スイッチ素子Ｑ２がオン状態である期間において、第２のオン状態検出信号を受信していると判別した場合には、制御部１０は、出力部３３、３４に対する発光命令信号の送信を開始する。そして、スイッチ素子Ｑ２がオン状態で、かつ、出力部３３、３４に対して発光命令信号を送信中である期間において、第２のオン状態検出信号を受信していないと判別した場合には、制御部１０は、出力部３３、３４に対する発光命令信号の送信を終了する。出力部３３は、発光命令信号を受信している期間に、発光ダイオードＬＥＤ３１〜ＬＥＤ３３に電流を供給して、これら発光ダイオードＬＥＤ３１〜ＬＥＤ３３を発光させる。出力部３４は、発光命令信号を受信している期間に、発光ダイオードＬＥＤ４１〜ＬＥＤ４３に電流を供給して、これら発光ダイオードＬＥＤ４１〜ＬＥＤ４３を発光させる。
【００３８】
以上によれば、制御部１０は、スイッチ素子Ｑ２をオン状態にしている期間にのみ、スイッチＳＷの接点Ｊ１と接点Ｊ３とが導通しているか否かを判別し、発光ダイオードＬＥＤ３１〜ＬＥＤ３３および発光ダイオードＬＥＤ４１〜ＬＥＤ４３の状態を切り替えることとなる。
【００３９】
なお、スイッチ素子Ｑ１がオン状態である期間では、抵抗Ｒ１およびオン状態のスイッチ素子Ｑ１を介して、スイッチＳＷの接点Ｊ２と基準電位点とが導通する。このため、スイッチＳＷの接点Ｊ１と接点Ｊ２とが接続されていないにもかかわらず接点Ｊ２に電流が流れている場合、すなわち接点Ｊ１と接点Ｊ２との間にリーク電流が流れている場合には、このリーク電流以上の電流が抵抗Ｒ１を流れる。ここで、抵抗Ｒ１の抵抗値は、接点Ｊ１と接点Ｊ２との間にリーク電流が流れてしまった場合に、このリーク電流を抵抗Ｒ１で消費できるように設定される。抵抗Ｒ１の抵抗値の設定方法について、以下に説明する。
【００４０】
例えば、接点Ｊ１と接点Ｊ２との間に流れることが想定されるリーク電流が１００ｍＡであり、スイッチ検出部２１で用いる上述の第１の閾値電圧が５Ｖである場合について検討する。この場合、接点Ｊ１と接点Ｊ２との間にリーク電流が流れている状態において、接点Ｊ２の電圧が５Ｖ未満となる必要がある。このため、抵抗Ｒ１の抵抗値を、以下の式（１）に示すように、５０Ω以下に設定する必要がある。
【００４１】
【数１】
【００４２】
抵抗Ｒ２の抵抗値についても、上述の抵抗Ｒ１の抵抗値と同様に、接点Ｊ１と接点Ｊ３との間にリーク電流が流れてしまった場合、このリーク電流を抵抗Ｒ２で消費できるように設定される。
【００４３】
また、制御部１０によるスイッチ素子Ｑ１のスイッチング周期およびオンデューティの設定方法について、以下に説明する。
【００４４】
例えば、上述のように、接点Ｊ１と接点Ｊ２との間に流れることが想定されるリーク電流が１００ｍＡであり、スイッチ検出部２１で用いる上述の第１の閾値電圧が５Ｖである場合であって、２次電池ＢＴの充電電圧が１２Ｖである場合について検討する。この場合、抵抗Ｒ１での消費電力は、以下の式（２）に示すように、２．８８Ｗとなる。
【００４５】
【数２】
【００４６】
ここで、抵抗Ｒ１の容量が０．５Ｗであるものとすると、スイッチ素子Ｑ１のオンデューティを、以下の式（３）に示すように、１７％以下に設定する必要がある。
【００４７】
【数３】
【００４８】
また、スイッチＳＷの応答性を考慮するとスイッチ素子Ｑ１のスイッチング周期が１００ｍｓｅｃ以下であることが好ましい場合には、例えば、スイッチ素子Ｑ１のスイッチング周期を１０ｍｓｅｃとし、スイッチ素子Ｑ１のオンデューティを１５％に設定すればよいこととなる。
【００４９】
スイッチ素子Ｑ２のスイッチング周期およびオンデューティについても、上述のスイッチ素子Ｑ１のスイッチング周期およびオンデューティと同様に設定される。
【００５０】
以上の駆動回路１によれば、以下の効果を奏することができる。
【００５１】
スイッチＳＷの切り替えを検出する期間、すなわち第１のオン状態検出信号の受信の有無を制御部１０が判別する期間では、駆動回路１は、スイッチ素子Ｑ１をオン状態にして、接点Ｊ１と接点Ｊ２との間にリーク電流が流れてしまった場合に、このリーク電流を抵抗Ｒ１で消費する。このため、接点Ｊ１と接点Ｊ２との間にリーク電流が流れてしまっても、接点Ｊ２の電圧が上昇してしまうのを抑制できる。また、スイッチＳＷの切り替えを検出する期間、すなわち第２のオン状態検出信号の受信の有無を制御部１０が判別する期間では、駆動回路１は、スイッチ素子Ｑ２をオン状態にして、接点Ｊ１と接点Ｊ３との間にリーク電流が流れてしまった場合に、このリーク電流を抵抗Ｒ２で消費する。このため、接点Ｊ１と接点Ｊ３との間にリーク電流が流れてしまっても、接点Ｊ３の電圧が上昇してしまうのを抑制できる。以上によれば、リーク電流によるスイッチＳＷの切り替えの誤検出を防止できるので、リーク電流による発光ダイオードＬＥＤ１１〜ＬＥＤ１３、ＬＥＤ２１〜ＬＥＤ２３、ＬＥＤ３１〜ＬＥＤ３３、およびＬＥＤ４１〜ＬＥＤ４３の誤動作を防止できる。
【００５２】
また、抵抗Ｒ１に電流が流れるのは、スイッチ素子Ｑ１をオン状態にしている期間であり、抵抗Ｒ２に電流が流れるのは、スイッチ素子Ｑ２をオン状態にしている期間である。このため、抵抗Ｒ１に電流が流れる期間と、抵抗Ｒ２に電流が流れる期間と、を短縮することができるので、抵抗Ｒ１、Ｒ２での消費電力の増加を抑制できる。したがって、駆動回路１の消費電力の増加を抑制できる。
【００５３】
また、上述のように抵抗Ｒ１、Ｒ２に電流が流れる期間を短縮することができるので、抵抗Ｒ１、Ｒ２に、抵抗値の大きい抵抗を用いる必要がない。このため、抵抗Ｒ１、Ｒ２の大型化を防止して駆動回路１の大型化を防止できるとともに、抵抗Ｒ１、Ｒ２での消費電力の増加をさらに抑制して駆動回路１の消費電力の増加をさらに抑制できる。
【００５４】
＜第２実施形態＞
図２は、本発明の第２実施形態に係る駆動回路１Ａの回路図である。駆動回路１Ａは、図１に示した本発明の第１実施形態に係る駆動回路１とは、スイッチ検出部２１、２２の代わりにスイッチ検出部２１Ａ、２２Ａを備える点と、抵抗Ｒ１、Ｒ２の代わりに抵抗Ｒ３、Ｒ４を備える点と、スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２の代わりにスイッチ素子Ｑ３、Ｑ４を備える点と、が異なる。なお、駆動回路１Ａにおいて、駆動回路１と同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００５５】
［駆動回路１Ａの構成］
スイッチＳＷの接点Ｊ１には、２次電池ＢＴの負極が接続される。
【００５６】
スイッチＳＷの接点Ｊ２には、スイッチ検出部２１Ａと、ＮＰＮ型トランジスタで構成されるスイッチ素子Ｑ３のエミッタと、が接続される。スイッチ素子Ｑ３のコレクタには、抵抗Ｒ３を介して２次電池ＢＴの正極が接続される。
【００５７】
スイッチＳＷの接点Ｊ３には、スイッチ検出部２２Ａと、ＮＰＮ型トランジスタで構成されるスイッチ素子Ｑ４のエミッタと、が接続される。スイッチ素子Ｑ４のコレクタには、抵抗Ｒ４を介して２次電池ＢＴの正極が接続される。
【００５８】
［駆動回路１Ａの動作］
以上の構成を備える駆動回路１Ａは、スイッチ検出部２１Ａ、２２Ａにより、スイッチＳＷの切り替えを検出する。
【００５９】
具体的には、スイッチＳＷの接点Ｊ１と接点Ｊ２とが接続されている場合には、２次電池ＢＴの負極と接点Ｊ２とが導通する。スイッチ検出部２１Ａは、接点Ｊ２の電圧を検出し、接点Ｊ２の電圧が予め定められた第３の閾値電圧以下であれば、スイッチ検出部２１Ａは、第１のオン状態検出信号を制御部１０に送信する。
【００６０】
また、スイッチＳＷの接点Ｊ１と接点Ｊ３とが接続されている場合には、２次電池ＢＴの負極と接点Ｊ３とが導通する。スイッチ検出部２２Ａは、接点Ｊ３の電圧を検出し、接点Ｊ３の電圧が予め定められた第４の閾値電圧以下であれば、スイッチ検出部２２Ａは、第２のオン状態検出信号を制御部１０に送信する。
【００６１】
なお、接点Ｊ１と接点Ｊ２との間にリーク電流が流れる場合には、接点Ｊ２の電圧が降下する。このため、抵抗Ｒ３の抵抗値は、接点Ｊ１と接点Ｊ２とが接続されている場合に、リーク電流が流れることによる接点Ｊ２の降下電圧より、抵抗Ｒ３およびオン状態のスイッチ素子Ｑ３を介して接点Ｊ２に印加される電圧が高くなるように設定される。これによれば、接点Ｊ１と接点Ｊ２とが接続されておらず、かつ、接点Ｊ１と接点Ｊ２との間にリーク電流が流れていない場合には、接点Ｊ２の電圧が基準電位点の電圧に等しくなり、接点Ｊ１と接点Ｊ２との間にリーク電流が流れている場合には、接点Ｊ２の電圧が基準電位点の電圧より高くなる。これによれば、リーク電流の有無にかかわらず、接点Ｊ１と接点Ｊ２とが接続されていない場合を的確に検出することができる。
【００６２】
抵抗Ｒ４の抵抗値についても、上述の抵抗Ｒ３の抵抗値と同様に、接点Ｊ１と接点Ｊ３とが接続されている場合に、リーク電流が流れることによる接点Ｊ３の降下電圧より、抵抗Ｒ４およびオン状態のスイッチ素子Ｑ４を介して接点Ｊ３に印加される電圧が高くなるように設定される。これによれば、リーク電流の有無にかかわらず、接点Ｊ１と接点Ｊ３とが接続されていない場合を的確に検出することができる。
【００６３】
以上の駆動回路１Ａによれば、駆動回路１と同様の効果を奏することができる。
【００６４】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
【００６５】
例えば、上述の各実施形態では、半導体素子として発光ダイオードＬＥＤ１１〜ＬＥＤ１３、ＬＥＤ２１〜ＬＥＤ２３、ＬＥＤ３１〜ＬＥＤ３３、およびＬＥＤ４１〜ＬＥＤ４３を例に説明したが、これに限らない。例えば、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）や無機ＥＬなどの半導体を用いた発光素子であってもよいし、ＭＯＳＦＥＴやトランジスタといった半導体を用いたスイッチ素子であってもよい。
【００６６】
また、上述の各実施形態において、スイッチＳＷは２次電池ＢＴの正極または負極に接続されるものとしたが、この２次電池ＢＴを直流電源に置き換えてもよい。
【００６７】
また、上述の各実施形態において、制御部１０は、第１のオン状態検出信号の受信の有無の判別を、スイッチ素子Ｑ１がオン状態である期間のうち、少なくとも一部の期間において行うこととした。具体的には、例えば、第１のオン状態検出信号の受信の有無の判別を、スイッチ素子Ｑ１がオン状態である期間のうち、全ての期間において継続的に行ってもよいし、一部の期間において継続的に行ってもよいし、全ての期間において断続的に複数回行ってもよい。また、例えば、スイッチ素子Ｑ１がオン状態になった直後に行ってもよいし、スイッチ素子Ｑ１がオン状態であれば、スイッチ素子Ｑ１がオン状態になってから多少遅れたタイミングで行ってもよい。第２のオン状態検出信号の受信の有無の判別についても、上述の第１のオン状態検出信号の受信の有無の判別と同様に、スイッチ素子Ｑ２がオン状態である期間のうち、全ての期間において継続的に行ってもよいし、一部の期間において継続的に行ってもよいし、全ての期間において断続的に複数回行ってもよい。また、例えば、スイッチ素子Ｑ２がオン状態になった直後に行ってもよいし、スイッチ素子Ｑ２がオン状態であれば、スイッチ素子Ｑ２がオン状態になってから多少遅れたタイミングで行ってもよい。
【００６８】
また、上述の各実施形態において、制御部１０は、スイッチ素子Ｑ１のスイッチングと、スイッチ素子Ｑ２のスイッチングと、を同期させ、スイッチ素子Ｑ１のオンタイミングと、スイッチ素子Ｑ２のオンタイミングと、を同一にするとともに、スイッチ素子Ｑ１のオフタイミングと、スイッチ素子Ｑ２のオフタイミングと、を同一にしてもよい。また、制御部１０は、スイッチ素子Ｑ１のスイッチングと、スイッチ素子Ｑ２のスイッチングと、を同期させ、スイッチ素子Ｑ１のオンタイミングと、スイッチ素子Ｑ２のオフタイミングと、を同一にするとともに、スイッチ素子Ｑ１のオフタイミングと、スイッチ素子Ｑ２のオンタイミングと、を同一にしてもよい。
【００６９】
また、上述の各実施形態において、制御部１０は、スイッチ素子Ｑ１のスイッチングと、スイッチ素子Ｑ２のスイッチングと、を非同期で行ってもよい。
【００７０】
また、上述の各実施形態において、制御部１０は、スイッチ素子Ｑ１のオン幅と、スイッチ素子Ｑ２のオン幅と、を同一にしてもよいし、異ならせてもよい。また、制御部１０は、スイッチ素子Ｑ１のオンデューティと、スイッチ素子Ｑ２のオンデューティと、を同一にしてもよいし、異ならせてもよい。また、制御部１０は、スイッチ素子Ｑ１のスイッチング周波数と、スイッチ素子Ｑ２のスイッチング周波数と、を同一にしてもよいし、異ならせてもよい。
【００７１】
また、上述の各実施形態において、制御部１０は、第１のオン状態検出信号を受信していると判別してから、第１のオン状態検出信号を受信していないと判別するまで、出力部３１、３２に対して発光命令信号を継続して送信することとしたが、これに限らない。例えば、第１のオン状態検出信号を受信していると判別してから、第１のオン状態検出信号を受信していないと判別するまで、出力部３１、３２に対して発光命令信号を所定の周期でパルス状に送信してもよい。これによれば、スイッチＳＷの接点Ｊ１と接点Ｊ２とが接続されている状態において、発光ダイオードＬＥＤ１１〜ＬＥＤ１３および発光ダイオードＬＥＤ２１〜ＬＥＤ２３を点滅させることができる。出力部３３、３４に対する発光命令信号についても、出力部３１、３２に対する発光命令信号と同様に、所定の周期でパルス状に送信してもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１、１Ａ；駆動回路
１０；制御部
２１、２１Ａ、２２、２２Ａ；スイッチ検出部
３１〜３４；出力部
４０；電源回路
ＢＴ；２次電池
Ｊ１〜Ｊ３；接点
ＬＥＤ１１〜ＬＥＤ１３、ＬＥＤ２１〜ＬＥＤ２３、ＬＥＤ３１〜ＬＥＤ３３、ＬＥＤ４１〜ＬＥＤ４３；発光ダイオード
Ｑ１〜Ｑ４；スイッチ素子
Ｒ１〜Ｒ４；抵抗
ＳＷ；スイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチの切り替えに応じて半導体素子を駆動する駆動回路であって、
前記スイッチの接点の電圧を検出することで当該スイッチの切り替えを検出し、検出結果に応じて前記半導体素子に駆動信号を供給する制御手段と、
抵抗と、当該抵抗に直列接続されたスイッチ素子と、を有するリーク電流対策手段と、を備え、
前記制御手段は、前記スイッチ素子を制御して、前記スイッチ素子をオン状態にしている期間のうち少なくとも一部の期間において、前記スイッチの切り替えを検出し、
前記スイッチ素子がオン状態であれば、前記スイッチの接点を流れる電流のうち予め定められた電流を前記抵抗で消費することを特徴とする駆動回路。
【請求項２】
前記抵抗で消費される予め定められた電流は、前記スイッチの接点間を流れるリーク電流以上であることを特徴とする請求項１に記載の駆動回路。
【請求項３】
スイッチの切り替えに応じて半導体素子を駆動する駆動回路であって、
前記スイッチの接点の電圧を検出することで当該スイッチの切り替えを検出し、検出結果に応じて前記半導体素子に駆動信号を供給する制御手段と、
抵抗と、当該抵抗に直列接続されたスイッチ素子と、を有するリーク電流対策手段と、を備え、
前記制御手段は、前記スイッチ素子を制御して、前記スイッチ素子をオン状態にしている期間のうち少なくとも一部の期間において、前記スイッチの切り替えを検出し、
前記スイッチ素子がオン状態であれば、前記抵抗を介して前記スイッチの接点に予め定められた電圧を印加することを特徴とする駆動回路。
【請求項４】
前記スイッチ素子がオン状態である期間に前記スイッチの接点に印加される電圧は、前記スイッチの接点間にリーク電流が流れることによる前記スイッチの接点の降下電圧より高いことを特徴とする請求項３に記載の駆動回路。
【請求項１】
スイッチの切り替えに応じて半導体素子を駆動する駆動回路であって、
前記スイッチの接点の電圧を検出することで当該スイッチの切り替えを検出し、検出結果に応じて前記半導体素子に駆動信号を供給する制御手段と、
抵抗と、当該抵抗に直列接続されたスイッチ素子と、を有するリーク電流対策手段と、を備え、
前記制御手段は、前記スイッチ素子を制御して、前記スイッチ素子をオン状態にしている期間のうち少なくとも一部の期間において、前記スイッチの切り替えを検出し、
前記スイッチ素子がオン状態であれば、前記スイッチの接点を流れる電流のうち予め定められた電流を前記抵抗で消費することを特徴とする駆動回路。
【請求項２】
前記抵抗で消費される予め定められた電流は、前記スイッチの接点間を流れるリーク電流以上であることを特徴とする請求項１に記載の駆動回路。
【請求項３】
スイッチの切り替えに応じて半導体素子を駆動する駆動回路であって、
前記スイッチの接点の電圧を検出することで当該スイッチの切り替えを検出し、検出結果に応じて前記半導体素子に駆動信号を供給する制御手段と、
抵抗と、当該抵抗に直列接続されたスイッチ素子と、を有するリーク電流対策手段と、を備え、
前記制御手段は、前記スイッチ素子を制御して、前記スイッチ素子をオン状態にしている期間のうち少なくとも一部の期間において、前記スイッチの切り替えを検出し、
前記スイッチ素子がオン状態であれば、前記抵抗を介して前記スイッチの接点に予め定められた電圧を印加することを特徴とする駆動回路。
【請求項４】
前記スイッチ素子がオン状態である期間に前記スイッチの接点に印加される電圧は、前記スイッチの接点間にリーク電流が流れることによる前記スイッチの接点の降下電圧より高いことを特徴とする請求項３に記載の駆動回路。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１３−３３６１０（Ｐ２０１３−３３６１０Ａ）
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６８４２６（Ｐ２０１１−１６８４２６）
【出願日】平成２３年８月１日（２０１１．８．１）
【出願人】（０００００２０３７）新電元工業株式会社 (776)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１日（２０１１．８．１）
【出願人】（０００００２０３７）新電元工業株式会社 (776)
【Ｆターム（参考）】
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