。
[0048]负载驱动装置1还具有:放大电路30，其用于将在分流电阻11a产生的电压进行放大并输入控制装置5的输入端子A;FET31，其在比较电路12输出高信号时，用于将规定的电压信号输入控制装置5的输入端子B;以及上拉电阻32。
[0049]在上述负载驱动装置1中，若PTC元件2发生短路而产生过电流时，分流电阻11a上的压降变大，该电压值被非反转放大电路11 b放大后输入比较电路12。在比较电路12中，判断输入信号高于基准电压，输出高信号。由此，向比较电路12的输出线21施加规定的电压(例如，5V)，使FET 16,31为导通状态。由于FET 16变为导通状态，电流从IGBT3的基极经由第1电阻14流动。由此，储存在IGBT3的基极-发射极间的电荷被释放，基极电压下降，IGBT3变为关断状态。
[0050]在保护电路13中，通过从比较电路12输出高信号，电荷储存在电容器13b中，在该电荷直至通过电阻13c放电为止的期间，比较电路12的输出维持导通状态。因此，在该期间内，IGBT3维持关断状态。
[0051 ]另一方面，在分流电阻11a上产生的电压被放大电路30放大，输入控制装置的输入端子A中。在控制装置5中，将从输入端子A输入的电压值与规定的基准值进行比较，会检测出短路。由此，产生中断信号，向驱动电路4输出负载切断信号，用于将IGBT3设为关断状态。驱动电路4应该根据负载切断信号来关断IGBT3而动作。由此，基于来自控制装置5的负载切断信号将IGBT3设为关断状态。
[0052]并且，基于来自控制装置5的指令将IGBT3设为关断状态之后，取消保持电路13对高信号的维持，比较电路12输出低信号。
[0053]接下来，参照图2对第1电阻14及第2电阻15的电阻值进行说明。图2是从电源6向PTC元件2供给电流的闭合电路的概要图。
[0054]搭载于车用空调装置上的PTC加热器的PTC元件2经由电缆从电源(例如，车载高压电池)6供给电力。在此，由于电缆的长度根据车型的不同而异，因此在PTC元件2与电源6之间，会产生该车辆固有的电感L。
[0055]在图2所示的电路中，若PTC元件2发生短路，则会产生短路电流i。在这种状态下，若使IGBT3为关断状态，则会在IGBT3的集电极-发射极之间产生Ldi/dt的浪涌电压。
[0056]这时，例如，当电缆长度较短，且电感L较小时，如图3中的实线所示，短路电流i陡峭上升，换言之，电流的倾斜度变得较大，其峰值也变得较大。因此，当电感L较小时，为了尽可能早地切断IGBT3，即，为了尽可能早地释放出储存在IGBT3的基极-发射极间的电荷，优选将第1电阻14的电阻设定得稍小一些。若将第1电阻14设定得稍小一些，则流经线23的电流值变大，储存在IGBT3中的电荷就会早些释放出。
[0057]相反，当电缆长度较长，且电感L较大时，如图3中的虚线所示，虽然短路电流i的上升变缓，但是IGBT的集电极-发射极间产生的浪涌电压变大。因此，当电感L较大时，为了尽可能缓慢地切断IGBT3，优选将第1电阻14的电阻设定得稍大一些。若将第1电阻14设定得稍大一些，则流经线23的电流值变小，储存在IGBT3中的电荷就会缓慢释放出。
[0058]这样一来，关于第1电阻14的电阻值，优选按照每辆车的不同考虑向PTC元件2供给电流的电源6与PTC元件2之间的电感L(参见图2)，S卩，电缆长度等进行调整。例如，通过进行模拟和出厂前试验，将第1电阻14的电阻值设定为适当的值，使IGBT3不会被浪涌电压耐压破坏，且短路电流的峰值不会超过IGBT3和PTC元件的容许电流。
[0059]另外，在连接驱动电路4与IGBT3的基极的控制线22上，需要设定在普通开关中规定的电阻值。因此，将用该规定值减去第1电阻14的电阻值所得到的值设定为第2电阻的电阻值。
[0060]上述电感L取决于电缆长度。因此，例如，可以预先准备与电缆长度和第1电阻14相关的信息(例如，表格)，从该信息中获取并设定与各个车辆的电缆长度相对应的第1电阻的电阻值。
[0061]如上所述，根据本实施方式所涉及的负载驱动装置、具有该负载驱动装置的车用空调装置、以及负载短路保护电路，当负载发生短路时，在电压输出电路11、比较电路12中快速检测出短路，并从比较电路12输出导通信号。由此，FET16、31被设为导通状态，IGBT3的基极-发射极间的电荷经由第1电阻14等释放出。从而能够将IGBT3迅速设为关断状态。
[0062]例如，当使用控制装置5的短路保护功能时，S卩，在基于上述负载切断信号的短路保护中，从检测到短路开始到将IGBT3设为关断状态为止大约需要lOys。但是，若使用本实施方式所涉及的负载短路保护电路10，则大约2?3ys就能够将IGBT3设为关断状态。
[0063]这样一来，通过使用本实施方式所涉及的负载短路保护电路10，能够在迅速检测出短路的同时，提高从发生短路开始到将IGBT3设为关断状态为止的反应速度。
[0064][第2实施方式]
[0065]在第1实施方式中，将第1电阻14和第2电阻15作为分别的电阻进行了设置，但也可以是例如将第1电阻和第2电阻用一个可变电阻1C构成。在这种情况下，通过微型计算机的数字指令调整分压比，从而分别设定第1电阻14的电阻值和第2电阻15的电阻值。
[0066][第3实施方式]
[0067]在第1实施方式中，例示了设有一个PTC元件2的情况，但PTC元件2的设置个数并无限定。例如，如图5所示，当设有多个PTC元件2时，针对各个PTC元件2分别设置IGBT3。在这种情况下，对于各个IGBT3，需要分别设置第1电阻14、第2电阻15以及FET16，而对于电压输出电路11、比较电路12、保持电路13则可以利用共通的电路。
[0068]以上对本发明进行了说明，但本发明并不仅限定于上述实施方式，在不偏离发明主要内容的范围内，可实施各种变形。
[0069]符号说明
[0070]1负载驱动装置
[0071]2 PTC元件
[0072]3 IGBT
[0073]4驱动电路
[0074]5控制装置
[0075]10负载短路保护电路
[0076]11电压输出电路
[0077]11a分流电阻
[0078]lib非反转放大电路
[0079]12比较电路
[0080]13保持电路
[0081]13a 二极管
[0082]13b电容器
[0083]13c 电阻
[0084]14第1电阻
[0085]15第2电阻
[0086]16 FET
【主权项】
1.一种负载驱动装置，其特征在于，具有:第1开关元件，其控制对负载供给电流的开关; 驱动单元，其通过向所述第1开关元件的导通控制端子施加用于控制所述第1开关元件的开关的电压信号，从而驱动所述第1开关元件； 电压输出单元，其将流经所述负载的电流转换为电压进行输出；以及 负载短路保护电路， 其中， 所述负载保护电路具有: 比较单元，其在所述电压输出单元的输出电压达到规定基准电压以上时检测到短路并输出高信号； 保持单元，其将所述比较单元的高信号维持规定的时间； 第1电阻，其设置在连接所述驱动单元与所述第1开关元件的导通控制端子的控制线上； 第2电阻，其设置在所述控制线上比所述第1电阻更靠所述驱动单元侧； 和 第2开关元件，其设置在所述第1电阻与所述第2电阻的中间与地连接的线上，当所述比较单元输出高信号时，所述第2开关元件为导通状态。2.根据权利要求1所述的负载驱动装置，其特征在于， 所述电压输出单元具有: 分流电阻;和 非反转放大电路，其将作为所述分流电阻上的压降而产生的电压放大并输出。3.根据权利要求1或2所述的负载驱动装置，其特征在于， 所述保持单元具有: 二极管，其顺着所述比较单元的输出线的方向连接； 电容器，其设置在所述输出线上的所述二极管的阴极侧与地之间;和 电阻，其与所述电容器并联。4.根据权利要求1至3中任一项所述的负载驱动装置，其特征在于，具有演算处理单元，其在所述电压输出单元的输出电压达到规定基准电压以上时检测到短路，并且向所述驱动单元输出负载切断信号，所述负载切断信号用于使所述第1开关元件为关断状态，其中， 所述保持单元的所述规定的时间比从检测到所述短路开始至所述第1开关元件被所述负载切断信号设为关断状态为止的期间长一些。5.根据权利要求1至4中任一项所述的负载驱动装置，其特征在于，所述第1电阻的电阻值根据电源与所述负载之间的电感设定。6.根据权利要求5所述的负载驱动装置，其特征在于，所述第1电阻和所述第2电阻由一个可变电阻1C构成，通过微型计算机的数字指令调整分压比，从而分别设定所述第1电阻的电阻值和所述第2电阻的电阻值。7.一种车用空调装置，其特征在于，具有: 使用PTC元件的加热器；以及 权利要求1至6中任一项所述的用于驱动所述PTC元件的负载驱动装置。8.—种应用于负载驱动装置的负载短路保护电路，所述负载驱动装置具有:驱动单元，其通过向所述第1开关元件的导通控制端子施加用于控制所述第1开关元件的开关的电压，从而驱动所述第1开关元件；电压输出单元，其将流经所述负载的电流转换为电压进行输出；和演算处理单元，其在所述电压输出单元超过规定基准电压时检测到短路，并且向所述驱动单元输出关断控制信号，所述负载短路保护电路具有: 比较单元，其在所述电压输出单元的输出电压达到规定基准电压以上时检测到短路并输出高信号； 保持单元，其将所述比较单元的高信号维持规定的时间； 第1电阻，其设置在连接所述驱动单元与所述第1开关元件的导通控制端子的控制线上； 第2电阻，其设置在所述控制线上比所述第1电阻更靠所述驱动单元侧； 和 第2开关元件，其设置在所述第1电阻与所述第2电阻的中间与地连接的线上，当所述比较单元输出高信号时，所述第2开关元件为导通状态。
【专利摘要】本发明的目的在于，提高短路检测的反应性能，且能够在发生短路时快速切断对负载的电力供给。当发生短路时，从电压输出电路(11)将超过比较电路(12)的基准电压的电压作为输入信号进行输入，从比较电路(12)输出高信号。通过比较电路(12)的输出转变为高信号，FET(16)被导通。由此，储存在IGBT(3)的基极-发射极间的电荷通过电阻(14)被释放，基极电压下降，从而IGBT(3)变为关断状态。比较电路(12)的高信号被保持电路(13)维持规定的时间，在该期间内，IGBT(3)维持关断状态。
【IPC分类】H03K17/687, H03K17/08
【公开号】CN105474544
【申请号】CN201480044836
【发明人】永坂圭史, 佐藤秀隆
【申请人】三菱重工汽车空调系统株式会社
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2014年9月1日
【公告号】DE112014004562T5, WO2015049946A1