DE112017003071T5 - Stromversorgungssteuervorrichtung - Google Patents

Abstract

Eine Stromversorgungssteuervorrichtung (10) steuert eine Stromversorgung über einen Halbleiterschalter (20), indem eine Ansteuerschaltung (27) den Halbleiterschalter (20) ein- bzw. ausschaltet. Eine Stromschaltung (21) nimmt einen Strom aus dem Drain des Halbleiterschalters (20) über einen Widerstand (Rc) auf. Der Stromwert Ic des von der Stromschaltung (21) aufgenommenen Stroms fluktuiert abhängig von der Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters (20) in die gleiche Richtung wie eine Fluktuationsrichtung des Einschaltwiderstandswerts des Halbleiterschalters (20). Wenn die Sourcespannung des Halbleiterschalters (20) kleiner als eine Spannung am anderen Ende des Widerstands (Rc) ist, schaltet die Ansteuerschaltung (27) den Halbleiterschalter (20) aus.

Description

• TECHNISCHES GEBIET
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stromversorgungssteuervorrichtung zum Steuern einer Stromversorgung über einen Halbleiterschalter.
• TECHNISCHER HINTERGRUND
• Ein Fahrzeug kann mit einer Stromversorgungssteuervorrichtung zum Steuern einer Stromversorgung von einer Batterie zu einer Last versehen sein (siehe zum Beispiel Patentdokument Nr. 1). Die in Patentdokument Nr. 1 offenbarte Stromversorgungssteuervorrichtung ist mit einem FET (Feldeffekttransistor) versehen, der als Halbleiterschalter in einem Stromversorgungspfad von einer Batterie zu einer Last dient. Die Stromversorgungssteuervorrichtung steuert die Stromversorgung über den FET durch Ein- und Ausschalten des FETs.
• Die in Patentdokument Nr. 1 offenbarte Stromversorgungssteuervorrichtung erfasst einen Strom, der proportional zu einer Spannung zwischen dem Drain und der Source des FETs ist, und berechnet den über Drain und Source des FETs fließenden Strom basierend auf dem erfassten Strom. Der Einschaltwiderstand des FETs fluktuiert abhängig von der Umgebungstemperatur des FETs. Daher fluktuiert bei fluktuierender Umgebungstemperatur die Spannung zwischen Drain und Source des FETs bzw. der erfasste Strom, selbst wenn der über Drain und Source des FETs fließende Strom konstant ist.
• Aus diesem Grund berechnet die in Patentdokument Nr. 1 offenbarte Stromversorgungssteuervorrichtung den über Drain und Source des FETs fließenden Strom basierend auf dem erfassten Strom und der Umgebungstemperatur des FETs. Als Ergebnis fluktuiert der zu berechnende Strom kaum in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur des FETs . Wenn der berechnete Strom eine Schwelle übersteigt, wird der FET ausgeschaltet, um zu verhindern, dass ein Überstrom über den Stromversorgungspfad von der Batterie zur Last fließt.
• VORBEKANNTE TECHNISCHE DOKUMENTE
• PATENTDOKUMENTE
• Patentdokument Nr. 1: JP 2011-85470A
• ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
• VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABEN
• Die in Patentdokument Nr. 1 offenbarte Stromversorgungssteuervorrichtung benötigt jedoch eine teure CPU (Zentrale Prozessoreinheit), um den Strom zu berechnen. Bei der in Patentdokument Nr. 1 offenbarten Stromversorgungssteuervorrichtung besteht daher ein Problem in den erhöhten Herstellungskosten. Ferner besteht das Problem, dass der FET nicht sofort ausgeschaltet werden kann, wenn der über den FET fließende Strom die Schwelle übersteigt, da die CPU eine gewisse Zeit benötigt, um den Strom zu berechnen.
• Die vorliegende Erfindung entstand angesichts derartiger Umstände und ihr liegt als Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige Stromversorgungssteuervorrichtung bereitzustellen, die einen Halbleiterschalter sofort ausschalten kann, wenn ein über den Halbleiterschalter fließender Strom eine Schwelle übersteigt.
• MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABE
• Eine Stromversorgungssteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Stromversorgungssteuervorrichtung zum Steuern einer Stromversorgung über einen Halbleiterschalter, wobei die Stromversorgungssteuervorrichtung aufweist: einen Widerstand, dessen eines Ende mit einem Stromeingangsanschluss des Halbleiterschalters verbunden ist; eine Stromschaltung, die mit dem anderen Ende des Widerstands verbunden ist und dazu eingerichtet ist, über den Widerstand einen Strom aufzunehmen, dessen Stromwert abhängig von einer Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters in die gleiche Richtung wie eine Fluktuationsrichtung eines Einschaltwiderstandswerts des Halbleiterschalters fluktuiert; und eine Schalteinheit, die dazu eingerichtet ist, den Halbleiterschalter auszuschalten, wenn eine Spannung an einem Stromausgangsanschluss des Halbleiterschalters kleiner als eine Spannung an dem anderen Ende des Widerstands ist.
• Bei der vorliegenden Erfindung ist zum Beispiel die positive Elektrode einer Batterie mit dem Stromeingangsanschluss des Halbleiterschalters verbunden. Die Stromschaltung nimmt über den Widerstand einen Strom aus dem Stromeingangsanschluss des Halbleiterschalters auf. Demgemäß fällt am Widerstand eine Spannung ab. Die Breite des Spannungsabfalls ist gegeben durch „Widerstandswert des Widerstands“ · „Stromwert des von der Stromschaltung aufgenommenen Stroms“. Das Zeichen „·“ steht hier für eine Multiplikation. Die Spannung am anderen Ende des Widerstands ist gegeben durch „Ausgangsspannungswert der Batterie“ - „Widerstandswert des Widerstands“ · „Stromwert des von der Stromschaltung aufgenommenen Stroms“. Außerdem ist die Spannung am Ausgangsanschluss des Halbleiterschalters gegeben durch „Ausgangsspannungswert der Batterie“ - „Wert der am Halbleiterschalter abfallenden Spannung“.
• Die Frage, ob die Spannung am Ausgangsanschluss des Halbleiterschalters kleiner ist als die Spannung am anderen Ende des Widerstands entspricht der Frage, ob die am Halbleiterschalter abfallende Spannung den Wert „Widerstandswert des Widerstands“ · „Stromwert des von der Stromschaltung aufgenommenen Stroms“ übersteigt. Wenn der Halbleiterschalter eingeschaltet ist, wird die am Halbleiterschalter abfallende Spannung ausgedrückt als „Einschaltwiderstandswert des Halbleiterschalters“ · „Stromwert des über den Halbleiterschalter fließenden Stroms“. Wenn der Halbleiterschalter eingeschaltet ist, entspricht daher die Frage, ob die am Halbleiterschalter abfallende Spannung den Wert „Widerstandswert des Widerstands“ · „Stromwert des von der Stromschaltung aufgenommenen Stroms“ übersteigt, der Frage, ob der über den Halbleiterschalter fließende Strom den Wert „Widerstandswert des Widerstands“ · „Stromwert des von der Stromschaltung aufgenommenen Stroms“ / „Einschaltwiderstandswert des Halbleiterschalters“ übersteigt.
• Wenn die Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters fluktuiert, fluktuiert der Stromwert des von der Stromschaltung aufgenommenen Stroms in die gleiche Richtung wie die Fluktuationsrichtung des Einschaltwiderstandswerts des Halbleiterschalters. Aus diesem Grund ist die durch „Widerstandswert des Widerstands“ · „Stromwert des von der Stromschaltung aufgenommenen Stroms“ / „Einschaltwiderstandswert des Halbleiterschalters“ gegebene Schwelle ungeachtet der Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters ungefähr konstant. Da die Berechnung des über den Halbleiterschalter fließenden Stroms nicht nötig ist, kann außerdem der Halbleiterschalter sofort ausgeschaltet werden, wenn der über den Halbleiterschalter fließende Strom die Schwelle übersteigt; die Herstellung der Vorrichtung ist somit kostengünstig.
• Bei der Stromversorgungssteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist bei konstanter Umgebungstemperatur der Stromwert ungeachtet der Spannung am Stromeingangsanschluss des Halbleiterschalters ungefähr konstant.
• Bei der vorliegenden Erfindung fluktuiert der von der Stromschaltung aufgenommene Strom selbst dann kaum, wenn die Spannung am Stromeingangsanschluss des Halbleiterschalters - zum Beispiel die Ausgangsspannung der Batterie, deren positive Elektrode mit dem Stromeingangsanschluss verbunden ist - fluktuiert. Aus diesem Grund fluktuiert die Schwelle des über den Halbleiterschalter fließenden Stroms kaum in Abhängigkeit von der Spannung am Stromeingangsanschluss des Halbleiterschalters.
• Bei der Stromversorgungssteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Stromschaltung auf: einen Transistor mit einem ersten Anschluss, der mit dem anderen Ende des Widerstands verbunden ist, einem zweiten Anschluss, an dem eine konstante Spannung anliegt, und einem dritten Anschluss, wobei ein Widerstandswert des Transistors zwischen dem ersten Anschluss und dem dritten Anschluss derart angepasst wird, dass die Spannung zwischen dem zweiten Anschluss und dem dritten Anschluss eine vorbestimmte Spannung ist; und ein Widerstandselement, dessen eines Ende mit dem dritten Anschluss des Transistors verbunden ist und dessen Widerstandswert abhängig von der Umgebungstemperatur in eine zur Fluktuationsrichtung entgegengesetzte Richtung fluktuiert.
• In der vorliegenden Erfindung weist die Stromschaltung zum Beispiel einen npn-Bipolartransistor auf. In diesem Fall ist der Kollektor des Bipolartransistors mit dem anderen Ende des Widerstands verbunden, und sein Emitter ist mit dem einen Ende des Widerstandselements verbunden. Der Bipolartransistor passt den Widerstandswert zwischen seinem Kollektor und Emitter derart an, dass die Spannung zwischen seiner Basis und seinem Emitter eine vorbestimmte Spannung ist. An der Basis des Bipolartransistors liegt eine feste Spannung an. Aus diesem Grund passt der Bipolartransistor den über das Widerstandselement fließenden Strom bzw. den über den Widerstand fließenden Strom derart an, dass die Spannung an der Basis eine spezifizierte Spannung ist. Der über den Widerstand fließende Strom nimmt daher mit zunehmendem Widerstandswert des Widerstandselements zu und mit abnehmendem Widerstandswert des Widerstandselements ab.
• Der Widerstandswert des Widerstandselements fluktuiert abhängig von der Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters in die zur Fluktuationsrichtung des Einschaltwiderstands des Halbleiterschalters entgegengesetzte Richtung. Der über den Widerstand fließende Strom fluktuiert demgemäß abhängig von der Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters in die gleiche Richtung wie die Fluktuationsrichtung des Einschaltwiderstands des Halbleiterschalters.
• Bei der Stromversorgungssteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist das Widerstandselement einen zweiten Widerstand, dessen eines Ende mit dem dritten Anschluss des Transistors verbunden ist, und eine Reihenschaltung auf, die durch einen dritten Widerstand und einen Thermistor gebildet ist und parallel zum zweiten Widerstand geschaltet ist, wobei ein Widerstandswert des Thermistors abhängig von der Umgebungstemperatur in die entgegengesetzte Richtung fluktuiert.
• Bei der vorliegenden Erfindung ist in dem Widerstandselement die Reihenschaltung, die durch den dritten Widerstand und den Thermistor gebildet ist, parallel zum zweiten Widerstand geschaltet. Daher nimmt der Widerstandswert des Widerstandselements mit zunehmendem Widerstandswert des Thermistors zu. Der Widerstandswert des Thermistors fluktuiert abhängig von der Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters in die zur Fluktuationsrichtung des Einschaltwiderstands des Halbleiterschalters entgegengesetzte Richtung. Aus diesem Grund fluktuiert der Widerstandswert des Widerstandselements abhängig von der Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters in die zur Fluktuationsrichtung des Einschaltwiderstands des Halbleiterschalters entgegengesetzte Richtung. Wenn der Widerstandswert des Thermistors unendlich groß ist, ist der Widerstandswert des Widerstandselements gleich dem Widerstandswert des zweiten Widerstands und am größten. Wenn der Widerstandswert des Thermistors ungefähr null Ohm beträgt, ist der Widerstandswert des Widerstandselements gleich dem Widerstandswert der Parallelschaltung aus dem dritten Widerstand und dem zweiten Widerstand und am kleinsten.
• EFFEKT DER ERFINDUNG
• Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den Halbleiterschalter sofort auszuschalten, wenn der über den Halbleiterschalter fließende Strom größer als oder gleich groß wie die Schwelle ist.
• Figurenliste
• 1 ist ein Schaltdiagramm eines Stromversorgungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform.
• 2 ist ein Zeitablaufdiagramm, das den Betrieb einer Stromversorgungssteuervorrichtung veranschaulicht.
• 3 ist ein Schaltdiagramm einer Stromschaltung.
• 4 ist ein Diagramm, das die Temperaturabhängigkeit eines von der Stromschaltung aufgenommenen Stroms veranschaulicht.
• 5 ist ein Diagramm, das die Temperaturabhängigkeit einer Schwelle veranschaulicht.
• 6 ist ein Schaltdiagramm einer Stromschaltung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
• 7 ist ein Schaltdiagramm einer Stromschaltung gemäß einer dritten Ausführungsform.
• AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
• Nachstehend wird die vorliegende Erfindung anhand der Diagramme der Ausführungsformen beschrieben.
• Erste Ausführungsform
• 1 ist ein Schaltdiagramm eines Stromversorgungssystems 1 gemäß der ersten Ausführungsform. Das Stromversorgungssystem 1 ist vorzugsweise in einem Fahrzeug eingebaut und weist eine Stromversorgungssteuervorrichtung 10, eine Batterie 11 und eine Last 12 auf. Die Stromversorgungssteuervorrichtung 10 ist mit einer positiven Elektrode der Batterie 11 und einem Ende der Last 12 verbunden. Eine negative Elektrode der Batterie 11 und das andere Ende der Last 12 sind geerdet.
• Die Last 12 ist eine elektrische Einrichtung, die in dem Fahrzeug eingebaut ist. Die Last 12 wird von der Batterie 11 über die Stromversorgungssteuervorrichtung 10 mit Strom versorgt. Wenn die Last 12 von der Batterie 11 mit Strom versorgt wird, ist die Last 12 in Betrieb. Wenn die Stromversorgung von der Batterie 11 zur Last 12 gestoppt wird, stoppt der Betrieb der Last 12. Die Stromversorgungssteuervorrichtung 10 empfängt ein Steuersignal, das durch eine High-Pegel-Spannung und eine Low-Pegel-Spannung gebildet wird. Die Stromversorgungssteuervorrichtung 10 steuert die Stromversorgung von der Batterie 11 zur Last 12 basierend auf dem empfangenen Steuersignal.
• Eine Ausgangsspannung Vs der Batterie 11 fluktuiert. Außer der Stromversorgungssteuervorrichtung 10 ist zum Beispiel auch ein Motor zum Anlassen des Motors des Fahrzeugs, das heißt, ein Anlasser, mit der positiven Elektrode der Batterie 11 verbunden. In diesem Fall versorgt die Batterie 11 nicht nur die Last 12, sondern auch den Anlasser mit Strom.
• Die Batterie 11 gibt eine Spannung über einen nicht gezeigten Innenwiderstand aus. Außerdem ist während des Betriebs des Anlassers der von der Batterie 11 zum Anlasser fließende Strom größer als der von der Batterie 11 zur Last 12 fließende Strom. Daher tritt beim Betrieb des Anlassers ein großer Spannungsabfall am Innenwiderstand der Batterie 11 auf und die Ausgangsspannung Vs der Batterie 11 nimmt ab. Nach dem Ende des Anlasserbetriebs nimmt die Breite des Spannungsabfalls am Innenwiderstand der Batterie 11 ab und die Ausgangsspannung Vs der Batterie 11 kehrt zur Spannung vor dem Anlasserbetrieb zurück. Wie vorstehend erwähnt wurde, fluktuiert die Ausgangsspannung Vs der Batterie 11 zum Beispiel abhängig von dem Anlasserbetrieb.
• Die Stromversorgungssteuervorrichtung 10 weist einen Halbleiterschalter 20, eine Stromschaltung 21, einen Komparator 22, eine ODER-Schaltung 23, einen Negator 24, eine Verzögerungsschaltung 25, eine UND-Schaltung 26, eine Ansteuerschaltung 27, eine Diode D1 und einen Widerstand Rc auf. Der Halbleiterschalter 20 ist ein n-Kanal-FET.
• Der Komparator 22 weist einen Plusanschluss, einen Minusanschluss und einen Ausgangsanschluss auf. Die ODER-Schaltung 23 und die UND-Schaltung 26 weisen jeweils zwei Eingangsanschlüsse und einen Ausgangsanschluss auf. Der Negator 24, die Verzögerungsschaltung 25 und die Ansteuerschaltung 27 weisen jeweils einen Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss auf.
• Der Drain des Halbleiterschalters 20 ist mit der positiven Elektrode der Batterie 11 verbunden und die Source des Halbleiterschalters 20 ist mit dem einen Ende der Last 12 verbunden. Der Drain des Halbleiterschalters 20 ist ferner mit einem Ende des Widerstands Rc verbunden. Das andere Ende des Widerstands Rc ist mit dem Minusanschluss des Komparators 22 und der Anode der Diode D1 verbunden. Die Kathode der Diode D1 ist mit der Stromschaltung 21 verbunden. Die Stromschaltung 21 ist demgemäß über die Diode D1 mit dem anderen Ende des Widerstands Rc verbunden. Die Stromschaltung 21 ist ferner geerdet.
• Die Source des Halbleiterschalters 20 ist ferner mit dem Plusanschluss des Komparators 22 verbunden. Der Ausgangsanschluss des Komparators 22 ist mit einem der Eingangsanschlüsse der ODER-Schaltung 23 verbunden. Der andere Eingangsanschluss der ODER-Schaltung 23 ist mit dem Ausgangsanschluss des Negators 24 verbunden. Der Eingangsanschluss des Negators 24 ist mit dem Ausgangsanschluss der Verzögerungsschaltung 25 verbunden. Der Eingangsanschluss der Verzögerungsschaltung 25 empfängt das Steuersignal. Der Ausgangsanschluss der ODER-Schaltung 23 ist mit einem der Eingangsanschlüsse der UND-Schaltung 26 verbunden. Der andere Eingangsanschluss der UND-Schaltung 26 empfängt das Steuersignal. Der Ausgangsanschluss der UND-Schaltung 26 ist mit dem Eingangsanschluss der Ansteuerschaltung 27 verbunden. Der Ausgangsanschluss der Ansteuerschaltung 27 ist mit dem Gate des Halbleiterschalters 20 verbunden.
• Die Ansteuerschaltung 27 passt die Gatespannung des Halbleiterschalters 20 bezogen auf das Erdungspotenzial an. Wenn die Gatespannung des Halbleiterschalters 20 größer als oder gleich groß wie eine gewisse Spannung ist, dann kann ein Strom zwischen Drain und Source des Halbleiterschalters 20 fließen. Der Halbleiterschalter 20 ist dann eingeschaltet. Wenn die Gatespannung des Halbleiterschalters 20 dagegen kleiner als die gewisse Spannung ist, dann kann kein Strom zwischen Drain und Source des Halbleiterschalters 20 fließen. Der Halbleiterschalter 20 ist dann ausgeschaltet.
• Die Ansteuerschaltung 27 schaltet den Halbleiterschalter 20 durch Anpassen der Gatespannung des Halbleiterschalters 20 ein bzw. aus.
• An der Stromschaltung 21 liegt eine konstante Spannung an. Eine an der Stromschaltung 21 anliegende Spannung Vcc ist konstant und beträgt zum Beispiel 5 V. Die minimale Ausgangsspannung Vs der Batterie 11 ist größer als die Spannung Vcc und fluktuiert zum Beispiel innerhalb einer Spanne von 8 bis 14 V. Die Stromversorgungssteuervorrichtung 10 weist ferner zum Beispiel einen nicht gezeigten Regler auf. In diesem Fall erzeugt der Regler eine konstante Spannung aus der von der Batterie 11 ausgegebenen Spannung und legt die erzeugte Spannung an die Stromschaltung 21 an.
• Die Stromschaltung 21 nimmt den Strom von dem Drain des Halbleiterschalters 20 über den Widerstand Rc und die Diode D1 auf. Wenn die Stromschaltung 21 zum Beispiel dadurch geerdet ist, dass sie mit der leitfähigen Karosserie des Fahrzeugs verbunden ist, dann fließt der von der Stromschaltung 21 aufgenommene Strom zur Fahrzeugkarosserie. Ein Stromwert Ic des von der Stromschaltung 21 aufgenommenen Stroms wird mit zunehmender Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 größer. Der Stromwert Ic fluktuiert außerdem selbst dann kaum, wenn die Drainspannung des Halbleiterschalters 20, das heißt die Ausgangsspannung Vs der Batterie 11, fluktuiert. Wenn die Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 konstant ist, dann ist der Stromwert Ic ungeachtet der Drainspannung des Halbleiterschalters 20 konstant oder ungefähr konstant.
• Der Komparator 22 gibt an seinem Ausgangsanschluss eine High-Pegel-Spannung an den einen der Eingangsanschlüsse der ODER-Schaltung 23 aus, wenn die Spannung an seinem Plusanschluss bezogen auf das Erdungspotenzial größer als oder gleich groß wie die Spannung an seinem Minusanschluss bezogen auf das Erdungspotenzial ist. Außerdem gibt der Komparator 22 an seinem Ausgangsanschluss eine Low-Pegel-Spannung an den einen der Eingangsanschlüsse der ODER-Schaltung 23 aus, wenn die Spannung an seinem Plusanschluss bezogen auf das Erdungspotenzial kleiner als die Spannung an seinem Minusanschluss bezogen auf das Erdungspotenzial ist.
• Wenn das Steuersignal auf einer Low-Pegel-Spannung liegt oder wenn der Zeitraum ab dem Wechsel der Spannung des Steuersignals von einer Low-Pegel-Spannung zu einer High-Pegel-Spannung, über den das Steuersignal auf einer High-Pegel-Spannung liegt, kürzer als ein vorbestimmter Zeitraum ist, dann gibt die Verzögerungsschaltung 25 an ihrem Ausgangsanschluss eine Low-Pegel-Spannung an den Eingangsanschluss des Negators 24 aus. Wenn der Zeitraum über den das Steuersignal seit dem Wechsel der Spannung des Steuersignals von einer Low-Pegel-Spannung zu einer High-Pegel-Spannung auf einer High-Pegel-Spannung liegt, länger als oder gleich lang wie der vorbestimmte Zeitraum ist, dann gibt die Verzögerungsschaltung 25 an ihrem Ausgangsanschluss eine High-Pegel-Spannung an den Eingangsanschluss des Negators 24 aus.
• Wenn die Verzögerungsschaltung 25 eine High-Pegel-Spannung ausgibt, gibt der Negator 24 an seinem Ausgangsanschluss eine Low-Pegel-Spannung an den anderen der Eingangsanschlüsse der ODER-Schaltung 23 aus. Wenn die Verzögerungsschaltung 25 eine Low-Pegel-Spannung ausgibt, gibt der Negator 24 an seinem Ausgangsanschluss eine High-Pegel-Spannung an den anderen der Eingangsanschlüsse der ODER-Schaltung 23 aus.
• Wenn der Komparator 22 oder der Negator 24 eine High-Pegel-Spannung ausgibt, gibt die ODER-Schaltung 23 an ihrem Ausgangsanschluss eine High-Pegel-Spannung an den einen der Eingangsanschlüsse der UND-Schaltung 26 aus. Wenn sowohl der Komparator 22 als auch der Negator 24 eine Low-Pegel-Spannung ausgeben, gibt die ODER-Schaltung 23 an ihrem Ausgangsanschluss eine Low-Pegel-Spannung an den einen der Eingangsanschlüsse der UND-Schaltung 26 aus.
• Wenn das Steuersignal auf einer High-Pegel-Spannung liegt und die ODER-Schaltung 23 eine High-Pegel-Spannung ausgibt, gibt die UND-Schaltung 26 an ihrem Ausgangsanschluss eine High-Pegel-Spannung an den Eingangsanschluss der Ansteuerschaltung 27 aus. Wenn das Steuersignal auf einer Low-Pegel-Spannung liegt oder die ODER-Schaltung 23 eine Low-Pegel-Spannung ausgibt, gibt die UND-Schaltung 26 an ihrem Ausgangsanschluss eine Low-Pegel-Spannung an den Eingangsanschluss der Ansteuerschaltung 27 aus.
• Wenn die UND-Schaltung 26 eine High-Pegel-Spannung ausgibt, erhöht die Ansteuerschaltung 27 die Gatespannung des Halbleiterschalters 20 und schaltet den Halbleiterschalter 20 ein. Wenn die UND-Schaltung 26 eine Low-Pegel-Spannung ausgibt, senkt die Ansteuerschaltung 27 die Gatespannung des Halbleiterschalters 20 und schaltet den Halbleiterschalter 20 aus.
• Wenn der Halbleiterschalter 20 eingeschaltet ist, wird die Last 12 von der Batterie 11 über den Halbleiterschalter 20 mit Strom versorgt und ist in Betrieb. Wenn der Halbleiterschalter 20 ausgeschaltet ist, wird die Stromversorgung von der Batterie 11 über den Halbleiterschalter 20 zur Last 12 gestoppt, und die Last 12 stoppt den Betrieb. Bei der Stromversorgungssteuervorrichtung 10 wird eine Stromversorgung über den Halbleiterschalter 20 gesteuert, indem die Ansteuerschaltung 27 den Halbleiterschalter 20 ein- bzw. ausschaltet. Wenn der Halbleiterschalter 20 eingeschaltet ist, fließt Strom von der positiven Elektrode der Batterie 11 erst über den Drain und dann über die Source des Halbleiterschalters 20. Demgemäß dient der Drain des Halbleiterschalters 20 als Stromeingangsanschluss, und die Source des Halbleiterschalters 20 dient als Stromausgangsanschluss.
• 2 ist ein Zeitablaufdiagramm, das den Betrieb der Stromversorgungssteuervorrichtung 10 veranschaulicht. In 2 sind der Graph der Spannung des Steuersignals und die Graphen der jeweils von der UND-Schaltung 26, der Verzögerungsschaltung 25, dem Komparator 22 und der ODER-Schaltung 23 ausgegebenen Spannung gezeigt. In allen in 2 gezeigten Graphen stellt die waagrechte Achse die Zeit dar. In 2 sind High-Pegel-Spannungen mit „H“ und Low-Pegel-Spannungen mit „L“ bezeichnet.
• Wenn das Steuersignal auf einer Low-Pegel-Spannung liegt, gibt die UND-Schaltung 26 ungeachtet der von der ODER-Schaltung 23 ausgegebenen Spannung eine Low-Pegel-Spannung aus. Aus diesem Grund schaltet die Ansteuerschaltung 27 den Halbleiterschalter 20 aus. Wie vorstehend erwähnt wurde, gibt die Verzögerungsschaltung 25 außerdem eine Low-Pegel-Spannung aus, wenn das Steuersignal auf einer Low-Pegel-Spannung liegt; der Negator 24 gibt dann eine High-Pegel-Spannung aus. Wenn der Negator 24 eine High-Pegel-Spannung ausgibt, gibt die ODER-Schaltung 23 ungeachtet der vom Komparator 22 ausgegebenen Spannung eine High-Pegel-Spannung aus.
• Es sei angemerkt, dass der Komparator 22 eine Low-Pegel-Spannung ausgibt, wenn das Steuersignal auf einer Low-Pegel-Spannung liegt, das heißt, wenn der Halbleiterschalter 20 ausgeschaltet ist. Wenn der Halbleiterschalter 20 ausgeschaltet ist, beträgt die Spannung am Plusanschluss des Komparators 22 ungefähr null Volt. Da in der Stromschaltung 21 keine Stromquelle bereitgestellt ist und weiterhin ein Strom über den Widerstand Rc fließt, übersteigt die Spannung am Minusanschluss des Komparators 22 außerdem null Volt. Wenn der Halbleiterschalter 20 ausgeschaltet ist, ist daher die Spannung am Plusanschluss des Komparators 22 kleiner als die Spannung am Minusanschluss des Komparators 22, und der Komparator 22 gibt eine Low-Pegel-Spannung aus.
• Wenn die Spannung des Steuersignals von einer Low-Pegel-Spannung zu einer High-Pegel-Spannung wechselt, gibt die Verzögerungsschaltung 25 ab dem Wechsel der Spannung des Steuersignals und bis zum Ablauf eines vorbestimmten Zeitraums fortgesetzt eine Low-Pegel-Spannung aus. Wie vorstehend erwähnt wurde, gibt die ODER-Schaltung 23 ungeachtet der vom Komparator 22 ausgegebenen Spannung eine High-Pegel-Spannung aus, wenn die Verzögerungsschaltung 25 eine Low-Pegel-Spannung ausgibt. Aus diesem Grund gibt die ODER-Schaltung 23 ab dem Wechsel der Spannung des Steuersignals von einer Low-Pegel-Spannung zu einer High-Pegel-Spannung bis zum Ablauf des vorbestimmten Zeitraums eine High-Pegel-Spannung aus.
• Wenn das Steuersignal von einer Low-Pegel-Spannung zu einer High-Pegel-Spannung wechselt, gibt demgemäß, da die ODER-Schaltung 23 eine High-Pegel-Spannung ausgibt, die UND-Schaltung 26 eine High-Pegel-Spannung aus, und die Ansteuerschaltung 27 schaltet den Halbleiterschalter 20 ein. Als Ergebnis beginnt die Stromversorgung der Last 12 von der Batterie 11 über den Halbleiterschalter 20.
• Die Spannung am Plusanschluss des Komparators 22 ist die Sourcespannung des Halbleiterschalters 20 bezogen auf das Erdungspotenzial und sie ist eine Spannung, die sich durch Subtraktion einer Drainspannung Vds des Halbleiterschalters 20 bezogen auf das Sourcepotenzial des Halbleiterschalters 20 von der Ausgangsspannung Vs der Batterie 11 ergibt. Diese Spannung ist gegeben durch „Vs - Vds“. Die Spannung am Minusanschluss des Komparators 22 ist die Spannung am anderen Ende des Widerstands Rc bezogen auf das Erdungspotenzial, und sie ist eine Spannung, die sich durch Subtraktion des Produkts aus dem Stromwert Ic des von der Stromschaltung 21 aufgenommenen Stroms und dem Widerstandswert rc des Widerstands Rc von der Ausgangsspannung Vs der Batterie 11 ergibt. Diese Spannung ist gegeben durch „Vs - rc · Ic“. Das Zeichen „·“ steht hier für eine Multiplikation.
• Wenn die Bedingung „Vs - Vds“ ≥ „Vs - rc · Ic“ erfüllt ist, das heißt, wenn die Bedingung „Vds ≤ rc · Ic“ erfüllt ist, dann gibt der Komparator 22 eine High-Pegel-Spannung aus. Wenn hingegen die Bedingung „Vs - Vds“ < „Vs - rc · Ic“ erfüllt ist, das heißt, wenn die Bedingung „Vds > rc · Ic“ erfüllt ist, dann gibt der Komparator 22 eine Low-Pegel-Spannung aus.
• Die Spannung Vds ist das Produkt aus einem Stromwert Ia des über den Halbleiterschalter 20 und die Last 12 fließenden Stroms und einem Einschaltwiderstandswert ron des Halbleiterschalters 20; sie ist gegeben durch ron · Ia. Der Strom Vds nimmt mit zunehmendem Stromwert Ia des über den Halbleiterschalter 20 fließenden Stroms zu. Wenn der Stromwert Ia bei eingeschaltetem Halbleiterschalter 20 normal ist, dann sind der Widerstandswert rc des Widerstands Rc und der Stromwert Ic des von der Stromschaltung 21 aufgenommenen Stroms derart gewählt, dass die Bedingung Vds ≤ rc · Ic erfüllt ist.
• Wenn die Spannung des Steuersignals von einer Low-Pegel-Spannung zu einer High-Pegel-Spannung wechselt, während der Stromwert Ia normal ist, wechselt die Spannung, die der Komparator 22 ausgibt, ab dem Zeitpunkt des Wechsels der Spannung des Steuersignals bis zum Ablauf des vorbestimmten Zeitraums - das heißt, während die Verzögerungsschaltung 25 eine Low-Pegel-Spannung ausgibt - von einer Low-Pegel-Spannung auf eine High-Pegel-Spannung. Danach gibt der Komparator 22, solange der Halbleiterschalter 20 eingeschaltet ist und der Stromwert Ia normal ist, fortgesetzt eine High-Pegel-Spannung aus. Wenn der Komparator 22 eine High-Pegel-Spannung ausgibt, gibt die ODER-Schaltung 23 ungeachtet der von der Verzögerungsschaltung 25 ausgegebenen Spannung eine High-Pegel-Spannung aus.
• Wie vorstehend erwähnt wurde, schaltet die Verzögerungsschaltung 25 die an den Eingangsanschluss des Negators 24 ausgegebene Spannung von einer Low-Pegel-Spannung auf eine High-Pegel-Spannung um, wenn der vorbestimmte Zeitraum ab dem Wechsel der Spannung des Steuersignals von einer Low-Pegel-Spannung zu einer High-Pegel-Spannung abgelaufen ist. Wenn der Stromwert Ia normal ist, gibt die ODER-Schaltung 23 jedoch fortgesetzt eine High-Pegel-Spannung aus, da der Komparator 22 eine High-Pegel-Spannung ausgibt, während die Verzögerungsschaltung 25 eine High-Pegel-Spannung ausgibt. Solange der Stromwert Ia des bei eingeschaltetem Halbleiterschalter über den Halbleiterschalter 20 fließenden Stroms normal ist, wechselt daher die von der ODER-Schaltung 23 ausgegebene Spannung nicht aufgrund eines Wechsels der Spannung des Steuersignals von einer Low-Pegel-Spannung zu einer High-Pegel-Spannung auf eine Low-Pegel-Spannung.
• Wenn die Spannung des Steuersignals von einer High-Pegel-Spannung zu einer Low-Pegel-Spannung wechselt, gibt die UND-Schaltung 26 ungeachtet der von der ODER-Schaltung 23 ausgegebenen Spannung eine Low-Pegel-Spannung aus, und die Ansteuerschaltung 27 schaltet den Halbleiterschalter 20 aus. Wenn der Halbleiterschalter 20 ausgeschaltet wurde, gibt der Komparator 22, wie vorstehend erwähnt wurde, eine Low-Pegel-Spannung aus.
• Wenn die Spannung des Steuersignals von einer High-Pegel-Spannung zu einer Low-Pegel-Spannung wechselt, schaltet die Verzögerungsschaltung 25 die an den Negator 24 ausgegebene Spannung von einer High-Pegel-Spannung auf eine Low-Pegel-Spannung um, bevor die vom Komparator 22 ausgegebene Spannung von einer High-Pegel-Spannung zu einer Low-Pegel-Spannung wechselt. Da die Verzögerungsschaltung 25 zum Zeitpunkt des Umschaltens des Komparators 22 von einer High-Pegel-Spannung auf eine Low-Pegel-Spannung eine Low-Pegel-Spannung ausgibt, gibt die ODER-Schaltung 23 daher fortgesetzt eine High-Pegel-Spannung aus. Die von der ODER-Schaltung 23 ausgegebene Spannung wechselt demgemäß nicht auf eine Low-Pegel-Spannung, wenn die Spannung des Steuersignals von einer High-Pegel-Spannung zu einer Low-Pegel-Spannung wechselt.
• Die ODER-Schaltung 23 gibt somit fortgesetzt eine High-Pegel-Spannung aus, solange der Stromwert Ia des über den Halbleiterschalter 20 fließenden Stroms normal ist. Solange der Stromwert Ia normal ist, wechseln die jeweiligen von der UND-Schaltung 26, der Verzögerungsschaltung 25, dem Komparator 22 und der ODER-Schaltung 23 ausgegebenen Spannungen, wie vorstehend erwähnt, abhängig von der Spannung des Steuersignals. Solange der Stromwert Ia normal ist, ist der Halbleiterschalter 20 eingeschaltet, wenn das Steuersignal auf einer High-Pegel-Spannung liegt, und ausgeschaltet, wenn das Steuersignal auf einer Low-Pegel-Spannung liegt.
• Die Verzögerungsschaltung 25 wird zum Beispiel durch einen Widerstand, einen Kondensator und eine Diode gebildet. Der Eingangsanschluss des Negators 24 und ein Ende des Kondensators sind zum Beispiel mit einem Ende des Widerstands verbunden, und das andere Ende des Kondensators ist geerdet. Die Anode der Diode ist mit dem einen Ende des Widerstands verbunden, ihre Kathode mit seinem anderen Ende. Das Steuersignal wird an das andere Ende des Widerstands eingegeben. Wenn die Spannung des Steuersignals von einer Low-Pegel-Spannung zu einer High-Pegel-Spannung wechselt, fließt ein Strom über den Widerstand in den Kondensator. So wird der Kondensator allmählich geladen und die am Kondensator abfallende Spannung nimmt allmählich zu. Wenn der vorbestimmte Zeitraum ab dem Wechsel der Spannung des Steuersignals abgelaufen ist, ist die am Kondensator abfallende Spannung größer als oder gleich groß wie eine gewisse Spannung, und die von der Verzögerungsschaltung 25 ausgegebene Spannung wechselt von einer Low-Pegel-Spannung zu einer High-Pegel-Spannung. Wenn die Spannung des Steuersignals von einer High-Pegel-Spannung zu einer Low-Pegel-Spannung wechselt, fließt außerdem ein Strom aus dem Kondensator über die Diode. Als Ergebnis entlädt sich der Kondensator rasch, und die am Kondensator abfallende Spannung sinkt sofort auf eine Spannung, die kleiner ist als die gewisse Spannung. Wenn die Spannung des Steuersignals von einer High-Pegel-Spannung zu einer Low-Pegel-Spannung wechselt, wechselt die von der Verzögerungsschaltung 25 ausgegebene Spannung demgemäß sofort von einer High-Pegel-Spannung zu einer Low-Pegel-Spannung.
• Wenn seit dem Wechsel der Spannung des Steuersignals von einer Low-Pegel-Spannung auf eine High-Pegel-Spannung der vorbestimmte Zeitraum abgelaufen ist, geben die UND-Schaltung 26, die Verzögerungsschaltung 25, der Komparator 22 und die ODER-Schaltung 23 eine High-Pegel-Spannung aus, wenn der Stromwert Ia normal ist.
• Wenn in einem Zustand, bei welchem das Steuersignal auf einer High-Pegel-Spannung liegt und der Halbleiterschalter 20 eingeschaltet ist, der Stromwert Ia zunimmt und die Bedingung Vds > rc · Ic erfüllt wird, dann wechselt die von dem Komparator 22 ausgegebene Spannung von einer High-Pegel-Spannung zu einer Low-Pegel-Spannung. Da die Verzögerungsschaltung 25 eine High-Pegel-Spannung ausgibt, empfangen nun beide Eingangsanschlüsse der ODER-Schaltung 23 eine Low-Pegel-Spannung und die von der ODER-Schaltung 23 ausgegebene Spannung wechselt von einer High-Pegel-Spannung zu einer Low-Pegel-Spannung. Wenn die ODER-Schaltung 23 eine Low-Pegel-Spannung ausgibt, gibt die UND-Schaltung 26 ungeachtet der Spannung des Steuersignals eine Low-Pegel-Spannung aus, und die Ansteuerschaltung 27 schaltet den Halbleiterschalter 20 aus.
• Wenn in einem Zustand, bei welchem das Steuersignal auf einer High-Pegel-Spannung liegt und der Halbleiterschalter 20 eingeschaltet ist, die Bedingung Vds > rc · Ic erfüllt wird, schaltet die Ansteuerschaltung 27, wie vorstehend erwähnt wurde, ungeachtet der Spannung des Steuersignals den Halbleiterschalter 20 aus. Der Stromfluss von der Batterie 11 zur Last 12 wird so ungeachtet der Spannung des Steuersignals zwangsweise unterbrochen. Die Ansteuerschaltung 27 dient als Schalteinheit.
• Wenn der Halbleiterschalter 20 ausgeschaltet ist, gibt der Komparator 22, wie vorstehend erwähnt wurde, eine Low-Pegel-Spannung aus. Der Komparator 22 gibt daher nach dem zwangsweisen Unterbrechen des Stroms fortgesetzt eine Low-Pegel-Spannung aus. Nach dem zwangsweisen Unterbrechen des Stroms gibt die Verzögerungsschaltung 25, solange das Steuersignal auf einer High-Pegel-Spannung liegt, eine High-Pegel-Spannung aus, und die ODER-Schaltung 23 gibt eine Low-Pegel-Spannung aus. Wenn die Spannung des Steuersignals von einer High-Pegel-Spannung zu einer Low-Pegel-Spannung wechselt, gibt die Verzögerungsschaltung 25 eine Low-Pegel-Spannung aus, und die ODER-Schaltung 23 gibt somit eine High-Pegel-Spannung aus. Aus diesem Grund wird die ungeachtet der Spannung des Steuersignals durchgeführte zwangsweise Unterbrechung des Stroms aufgehoben. Nach dem Aufheben der zwangsweisen Unterbrechung wird der Halbleiterschalter 20 basierend auf der Spannung des Steuersignals ein- und ausgeschaltet, bis der Strom erneut zwangsweise unterbrochen wird.
• Wie vorstehend erwähnt wurde, wird bei der Stromversorgungssteuervorrichtung 10 der Halbleiterschalter 20 ausgeschaltet, wenn bei eingeschaltetem Halbleiterschalter 20 die Bedingung Vds > rc · Ic erfüllt ist. Wie vorstehend erwähnt wurde, ist die Spannung Vds die Spannung zwischen Drain und Source des Halbleiterschalters 20, der Widerstandswert rc ist der Widerstandswert des Widerstands Rc, und der Stromwert Ic ist der Stromwert des von der Stromschaltung 21 aufgenommenen Stroms. Außerdem ist die Spannung Vds, wie zuvor erwähnt wurde, durch das Produkt aus dem Stromwert Ia des über den Halbleiterschalter 20 fließenden Stroms und dem Einschaltwiderstandswert ron des Halbleiterschalters 20 gegeben. Das Erfüllen von Vds > rc · Ic entspricht demgemäß dem Erfüllen von Ia > rc · Ic / ron. Eine Schwelle Ith des Stromwerts Ia ist durch die folgende Gleichung (1) gegeben. $$\text{Ith}=\text{rc}\cdot \text{Ic/ron}$$

  

  Wenn der Stromwert Ia bei eingeschaltetem Halbleiterschalter 20 die Schwelle Ith übersteigt, dann wird der Halbleiterschalter 20 ausgeschaltet.
• Der Einschaltwiderstandswert ron des Halbleiterschalters 20 nimmt bei steigender Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 zu und bei fallender Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 ab. Ähnlich wie der Einschaltwiderstandswert ron des Halbleiterschalters 20 nimmt auch der Stromwert Ic des von der Stromschaltung 21 aufgenommenen Stroms bei steigender Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 zu und bei fallender Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 ab.
• Wie vorstehend erwähnt wurde, fluktuiert der Stromwert Ic abhängig von der Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 in die gleiche Richtung wie die Fluktuationsrichtung des Einschaltwiderstandswerts ron. Der Widerstand rc ist außerdem ungeachtet der Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 ungefähr konstant. Die durch Gleichung (1) ausgedrückte Schwelle Ith des Stromwerts Ia ist daher ungeachtet der Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 ungefähr konstant.
• Wenn die Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 konstant ist, dann ist der Stromwert Ic, wie vorstehend erwähnt wurde, ungeachtet der Drainspannung des Halbleiterschalters 20 konstant oder ungefähr konstant. Auch die Widerstandswerte rc und ron sind ungeachtet der Drainspannung des Halbleiterschalters 20 konstant oder ungefähr konstant. Die Schwelle Ith des Stromwerts Ia ist daher ungeachtet der Drainspannung des Halbleiterschalters 20, das heißt der Ausgangsspannung Vs der Batterie 11, konstant oder ungefähr konstant.
• Im Folgenden wird beschrieben, warum der Stromwert Ia abhängig von der Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 in die gleiche Richtung fluktuiert wie die Fluktuationsrichtung des Einschaltwiderstandswerts ron und warum der Stromwert Ia nicht bzw. kaum abhängig von der Drainspannung des Halbleiterschalters 20 fluktuiert. 3 ist ein Schaltdiagramm der Stromschaltung 21. Die Stromschaltung 21 weist einen Transistor 30, ein Widerstandselement 31 und Widerstände Rb1 und Rb2 auf. Das Widerstandselement 31 umfasst einen Thermistor 40 und Widerstände Re1 und Re2. Der Transistor 30 ist ein npn-Bipolartransistor.
• Der Kollektor des Transistors 30 ist mit der Kathode der Diode D1 verbunden. Der Kollektor des Transistors 30 ist demgemäß über die Diode D1 mit dem anderen Ende des Widerstands Rc verbunden. Der Emitter des Transistors 30 ist mit jeweils einem Ende der Widerstände Re1 und Re2 des Widerstandselements 31 verbunden. Diese Enden der Widerstände Re1 und Re2 entsprechen einem Ende des Widerstandselements 31. In dem Widerstandselement 31 ist das andere Ende des Widerstands Re2 mit einem Ende des Thermistors 40 verbunden. Die anderen Enden des Thermistors 40 und des Widerstands Re1 entsprechen dem anderen Ende des Widerstandselements 31 und sind geerdet. In dem Widerstandselement 31 ist so die Reihenschaltung aus dem Widerstand Re2 und dem Thermistor 40 parallel zum Widerstand Re1 geschaltet. Der Widerstand Re1 dient als zweiter Widerstand, und der Widerstand Re2 dient als dritter Widerstand.
• Die Basis des Transistors 30 ist mit jeweils einem Ende der Widerstände Rb1 und Rb2 verbunden. Eine Spannung liegt an dem anderen Ende des Widerstands Rb1 an. Wie vorstehend erwähnt wurde, ist diese Spannung Vcc konstant. Das andere Ende des Widerstands Rb2 ist geerdet. Bei dem Transistor 30 wird der Widerstand zwischen Kollektor und Emitter derart angepasst, dass die Spannung zwischen Basis und Emitter eine Spannung Vbe - zum Beispiel 0,7 V - ist. Bei dem Transistor 30 dient der Kollektor als erster Anschluss, die Basis als zweiter Anschluss und der Emitter als dritter Anschluss.
• Die Widerstände Rb1 und Rb2 teilen die am anderen Ende des Widerstands Rb1 anliegende Spannung; die geteilte Spannung liegt an der Basis des Transistors 30 an. Die Basisspannung Vb des Transistors 30 bezogen auf das Erdungspotenzial ist eine von den Widerständen Rb1 und Rb2 geteilte Spannung. Die Spannung Vb lässt sich unter Verwendung der Spannung V_cc, des Widerstandswerts rb1 des Widerstands Rb1 und des Widerstandswerts rb2 des Widerstands Rb2 wie folgt ausdrücken: $$\text{Vb}=\text{Vcc}\cdot \text{rb2/}\left(\text{rb1}+\text{rb2}\right)$$

  

  Die Widerstandswerte rb1 und rb2 sind konstant. Außerdem ist, wie vorstehend erwähnt wurde, die am anderen Ende des Widerstands Rb1 anliegende Spannung Vcc auch konstant. Demgemäß ist die Spannung Vb auch konstant.
• Der aus dem Drain des Halbleiterschalters 20 über den Widerstand Rc aufgenommene Strom fließt über Kollektor und Emitter des Transistors 30. Außerdem fließt ein Strom über den Widerstand Rb1 zur Basis des Transistors 30. Die zu Kollektor und Basis des Transistors 30 fließenden Ströme fließen über das Widerstandselement 31.
• Da die Spannung Vb konstant ist, passt der Transistor 30, wie vorstehend erwähnt wurde, den Widerstand zwischen seinem Kollektor und seinem Emitter, das heißt, den Stromwert Ic des von der Stromschaltung 21 aufgenommenen Stroms, derart an, dass seine Emitterspannung Vb - Vbe beträgt.
• Der über die Basis des Transistors 30 fließende Strom lässt sich unter Verwendung einer Konstante hfe ausdrücken als Ic / hfe. Der über das Widerstandselement 31 fließende Strom lässt sich demgemäß ausdrücken als (1 + hfe) · Ic / hfe. Die Emitterspannung des Transistors 30 bezogen auf das Erdungspotenzial ist durch das Produkt aus dem über das Widerstandselement 31 fließenden Strom und dem Widerstandswert ra des Widerstandselements 31 gegeben. Der Transistor 30 passt demgemäß den Stromwert Ic derart an, dass Vb - Vbe = (1 + hfe) · ra · Ic / hfe erfüllt ist. Für den Stromwert Ic ist daher die folgende Gleichung (2) erfüllt. $$\text{Ic}=\left(\text{Vb}-\text{Vbe}\right)\cdot \text{hfe/}\left(\left(1+\text{hfe}\right)\cdot \text{ra}\right)$$

  
• Die Spannungen Vb und Vbe, die Konstante hfe und der Widerstandswert ra fluktuieren nicht bzw. kaum abhängig von der Drainspannung des Halbleiterschalters 20 bzw. von der Ausgangsspannung Vs der Batterie 11. Daher fluktuiert der Stromwert Ic des von der Stromschaltung 21 aufgenommenen Stroms nicht bzw. kaum in Abhängigkeit von der Drainspannung des Halbleiterschalters 20. Der Widerstandswert rc des Widerstands Rc und der Einschaltwiderstandswert ron des Halbleiterschalters 20 fluktuieren nicht bzw. kaum in Abhängigkeit von der Drainspannung des Halbleiterschalters 20. Die Schwelle Ith, dargestellt durch rc · Ic / ron, fluktuiert demgemäß nicht bzw. kaum in Abhängigkeit von der Drainspannung des Halbleiterschalters 20.
• Der Stromwert Ic fluktuiert hingegen abhängig von der Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 in die gleiche Richtung wie die Fluktuationsrichtung des Einschaltwiderstandswerts ron des Halbleiterschalters 20. 4 ist ein Diagramm, das die Temperaturabhängigkeit des von der Stromschaltung 21 aufgenommenen Stromwerts Ic veranschaulicht. 4 zeigt den Zusammenhang zwischen dem Widerstandswert ra des Widerstandselements 31 und der Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 und den Zusammenhang zwischen dem Stromwert Ic und der Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20. In allen in 4 gezeigten Graphen zeigt die waagrechte Achse die Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20. Der Widerstandswert ra des Widerstandselements 31 lässt sich unter Verwendung des Widerstandswerts rth des Thermistors 40, des Widerstandswerts re1 des Widerstands Re1 und des Widerstandswerts re2 des Widerstands Re2 durch die folgende Gleichung (3) ausdrücken. $$\text{ra}=\text{re1}\cdot \left(\text{re2}+\text{rth}\right)\text{/}\left(\text{re1}+\text{re2}+\text{rth}\right)$$

  
• Der Widerstandswert rth des Thermistors 40 nimmt bei steigender Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 ab und bei fallender Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 zu. Der Widerstandswert rth fluktuiert demgemäß abhängig von der Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 in die zur Fluktuationsrichtung des Einschaltwiderstandswerts ron des Halbleiterschalters 20 entgegengesetzte Richtung. Wenn der Widerstandswert rth null Ohm beträgt, lässt sich der Widerstandswert ra ausdrücken als re1 · re2 / (re1 + re2) und ist am kleinsten. Dieser Wert ist der Gesamtwiderstandswert der Parallelschaltung der Widerstände Re1 und Re2. Wenn der Widerstandswert rth unendlich groß ist, stimmt der Widerstandswert ra mit dem Widerstandswert re1 überein und ist am größten.
• Wenn die Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 niedrig ist, ist der Widerstandswert rth groß, und der durch Gleichung (3) ausgedrückte Widerstandswert ra ist ebenfalls groß. Wenn der Widerstandswert ra groß ist, dann ist, wie in Gleichung (2) gezeigt ist, der Stromwert Ia des von der Stromschaltung 21 aufgenommenen Stroms groß. Bei fallender Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 nähert sich der Widerstandswert ra dem Widerstandswert re1 an.
• Wie vorstehend erwähnt wurde, nimmt der Einschaltwiderstandswert ron des Halbleiterschalters 20 bei steigender Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 zu und bei fallender Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 ab. Der Widerstandswert rth des Thermistors 40 fluktuiert abhängig von der Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 in die zur Fluktuationsrichtung des Einschaltwiderstandswerts ron entgegengesetzte Richtung. Aus diesem Grund fluktuiert der Widerstandswert ra des Widerstandselements 31 abhängig von der Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 auch in die zur Fluktuationsrichtung des Einschaltwiderstandswerts ron entgegengesetzte Richtung.
• Wenn die Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 hoch ist, ist der Widerstandswert rth klein und der durch Gleichung (3) ausgedrückte Widerstandswert ra ist ebenfalls klein. Wenn der Widerstandswert ra klein ist, dann ist, wie in Gleichung (2) gezeigt ist, der Stromwert Ia des von der Stromschaltung 21 aufgenommenen Stroms groß. Bei steigender Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 nähert sich der Widerstandswert ra dem Wert re1 · re2 / (re1 + re2) an.
• Wie vorstehend erwähnt wurde, nimmt der Einschaltwiderstandswert ron des Halbleiterschalters 20 bei steigender Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 zu und bei fallender Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 ab. Wie in 4 gezeigt ist, fluktuiert der Widerstandswert ra des Widerstandselements 31 abhängig von der Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 in die zur Fluktuationsrichtung des Einschaltwiderstandswerts ron entgegengesetzte Richtung. Der Stromwert Ic des über den Halbleiterschalter 20 fließenden Stroms fluktuiert aus diesem Grund, wie in 4 gezeigt ist, abhängig von der Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 in die gleiche Richtung wie die Fluktuationsrichtung des Einschaltwiderstandswerts ron.
• Die Obergrenze des Stromwerts Ic ist der Stromwert Ic, der durch Einsetzen von re1 · re2 / (re1 + re2) für den Widerstandswert ra in Gleichung (2) erhalten wird. Die Untergrenze des Stromwerts Ic ist der Stromwert Ic, der durch Einsetzen von re1 für den Widerstandswert ra in Gleichung (2) erhalten wird.
• 5 ist ein Diagramm, das die Temperaturabhängigkeit der Schwelle Ith veranschaulicht. 5 zeigt den Zusammenhang zwischen dem Stromwert Ic und der Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20, den Zusammenhang zwischen dem Widerstandswert ron und der Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 sowie den Zusammenhang zwischen der Schwelle Ith und der Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20. In allen in 5 gezeigten Graphen zeigt die waagrechte Achse die Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20. Wie vorstehend erwähnt wurde, ist die Schwelle Ith die Schwelle des Stromwerts Ia des über den Halbleiterschalter 20 fließenden Stroms. Der Stromwert Ic ist der Stromwert des von der Stromschaltung 21 aufgenommenen Stroms. Der Widerstandswert ron ist der Einschaltwiderstandswert des Halbleiterschalters 20.
• Wie vorstehend erwähnt wurde, nimmt der Stromwert Ic bei steigender Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 zu. Wie in 5 gezeigt ist, stimmt in einem Fall, bei dem die Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, die Form des Graphen (der Auftragung) des Stromwerts Ic über der Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 im Wesentlichen mit der Form des Graphen des Widerstandswerts ron über der Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 überein. Anders ausgedrückt ist das Verhältnis von Stromwert Ic zu Widerstandswert ron ungefähr konstant, wenn die Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt.
• Wie vorstehend erwähnt wurde, fluktuiert der Widerstandswert rc des Widerstands Rc kaum in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20. Wenn die Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, ist die durch Gleichung (1) ausgedrückte Schwelle Ith daher ungeachtet der Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 ungefähr konstant. Angenommen, die Schwelle Ith betrage zum Beispiel ungefähr 10 A, wenn die Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt. Solange die Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, schaltet sich dann der Halbleiterschalter 20 aus, wenn der über den Halbleiterschalter 20 fließende Stromwert Ia ungefähr 10 A übersteigt.
• Der vorbestimmte Bereich ist ein erwarteter Bereich der Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20. Die Spannungen Vb und Vbe, die Konstante hfe, die Widerstände re1 und re2 und die Temperaturkennlinie des Widerstands rth sind in diesem Bereich derart gewählt, dass der Stromwert Ic bezüglich der Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 auf die gleiche Weise fluktuiert wie der Einschaltwiderstandswert ron.
• Da bei der Stromversorgungssteuervorrichtung 10 der über den Halbleiterschalter 20 fließende Stromwert Ia nicht berechnet werden muss, kann der Halbleiterschalter 20 sofort ausgeschaltet werden, wenn der Stromwert Ia die Schwelle Ith übersteigt. Die Herstellung der Stromversorgungssteuervorrichtung 10 ist demgemäß kostengünstig.
• Zweite Ausführungsform
• In der ersten Ausführungsform ist es hinreichend, dass der Widerstandswert ra des Widerstandselements 31 abhängig von der Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 in die zur Fluktuationsrichtung des Halbleiterschalters 20 entgegengesetzte Richtung fluktuiert. Aus diesem Grund ist die Ausgestaltung des Widerstandselements 31 nicht auf die Ausgestaltung beschränkt, bei welcher die Reihenschaltung aus dem Widerstand Re2 und dem Thermistor 40 parallel zum Widerstand Re1 geschaltet ist. Nachfolgend wird eine zweite Ausführungsform anhand von Unterschieden zur ersten Ausführungsform beschrieben. Nachstehend nicht beschriebene Ausgestaltungen gleichen jenen der ersten Ausführungsform; Komponenten, die jenen in der ersten Ausführungsform gleichen, tragen somit gleiche Bezugszeichen und auf ihre redundante Beschreibung wird verzichtet.
• 6 ist ein Schaltdiagramm einer Stromschaltung 21 gemäß der zweiten Ausführungsform. Bei dem Stromversorgungssystem 1 gemäß der zweiten Ausführungsform weicht die Ausgestaltung des Widerstandselements 31 von jener des Stromversorgungssystems 1 gemäß der ersten Ausführungsform ab. Das Widerstandselement 31 umfasst, wie in der ersten Ausführungsform auch, den Thermistor 40. Das eine Ende des Thermistors 40 entspricht dem einen Ende des Widerstandselements 31 und ist mit dem Emitter des Transistors 30 verbunden. Das andere Ende des Thermistors 40 entspricht dem anderen Ende des Widerstandselements 31 und ist geerdet.
• Der Widerstandswert ra des Widerstandselements 31 ist der Widerstandswert rth des Thermistors 40. Wie bei der ersten Ausführungsform erwähnt wurde, fluktuiert der Widerstandswert rth abhängig von der Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 in die zur Fluktuationsrichtung des Einschaltwiderstandswerts ron des Halbleiterschalters 20 entgegengesetzte Richtung. Der durch Gleichung (2) ausgedrückte Stromwert Ic fluktuiert demgemäß abhängig von der Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 in die gleiche Richtung wie die Fluktuationsrichtung des Einschaltwiderstandswerts ron des Halbleiterschalters 20.
• Die Spannungen Vb und Vbe, die Konstante hfe und die Temperaturkennlinie des Widerstands rth sind daher in einem vorbestimmten Bereich derart gewählt, dass der Stromwert Ic bezüglich der Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 auf die gleiche Weise fluktuiert wie der Einschaltwiderstandswert ron. Wenn die Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, ist die durch Gleichung (1) ausgedrückte Schwelle Ith somit ungeachtet der Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 ungefähr konstant.
• Wie bei der ersten Ausführungsform erwähnt wurde, fluktuiert der Widerstandswert rth nicht bzw. kaum in Abhängigkeit von der Drainspannung des Halbleiterschalters 20. Demgemäß fluktuiert der durch Gleichung (2) ausgedrückte Stromwert Ic nicht bzw. kaum in Abhängigkeit von der Drainspannung des Halbleiterschalters 20. Als Ergebnis fluktuiert auch die durch Gleichung (1) ausgedrückte Schwelle Ith nicht bzw. kaum in Abhängigkeit von der Drainspannung des Halbleiterschalters 20. Die Stromversorgungssteuervorrichtung 10 gemäß der zweiten Ausführungsform erzeugt daher auf gleichartige Weise den Effekt der Stromversorgungssteuervorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform.
• Es sei angemerkt, dass bei der zweiten Ausführungsform die Ausgestaltung des Widerstandselements 31 auch die Ausgestaltung sein kann, bei welcher ein nicht gezeigter Widerstand mit dem Thermistor 40 in Reihe geschaltet ist. Wenn der Widerstandswert des mit dem Thermistor 40 in Reihe geschalteten Widerstands nicht abhängig von der Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 fluktuiert, ist es auch in diesem Fall offensichtlich, dass der Widerstandswert ra des Widerstandselements 31 abhängig von der Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 in die zur Fluktuationsrichtung des Einschaltwiderstandswerts ron des Halbleiterschalters 20 entgegengesetzte Richtung fluktuiert.
• Dritte Ausführungsform
• Bei der ersten Ausführungsform ist es hinreichend, dass die Ausgestaltung der Stromschaltung 21 eine Ausgestaltung ist, bei welcher der Stromwert Ic des über den Widerstand Rc aufgenommenen Stroms abhängig von der Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 in die zur Fluktuationsrichtung des Einschaltwiderstandswerts ron des Halbleiterschalters 20 entgegengesetzte Richtung fluktuiert. Demgemäß ist die Ausgestaltung der Stromschaltung 21 nicht auf die Ausgestaltung beschränkt, bei welcher eine konstante Spannung an der Basis des Transistors 30 anliegt und das eine Ende des Widerstandselements 31 mit dem Emitter des Transistors 30 verbunden ist. Nachfolgend wird eine dritte Ausführungsform anhand von Unterschieden zur ersten Ausführungsform beschrieben. Nachstehend nicht beschriebene Ausgestaltungen gleichen jenen der ersten Ausführungsform; Komponenten, die jenen in der ersten Ausführungsform gleichen, tragen somit gleiche Bezugszeichen und auf ihre redundante Beschreibung wird verzichtet.
• 7 ist ein Schaltdiagramm einer Stromschaltung 21 gemäß der dritten Ausführungsform. Bei dem Stromversorgungssystem 1 gemäß der zweiten Ausführungsform weicht die Ausgestaltung der Stromschaltung 21 von jener des Stromversorgungssystems 1 gemäß der ersten Ausführungsform ab. Wie bei der ersten Ausführungsform weist die Stromschaltung 21 gemäß der zweiten Ausführungsform das Widerstandselement 31 auf. Die Stromschaltung 21 weist ferner eine Stromspiegelschaltung 50 auf. Die Stromspiegelschaltung 50 umfasst zwei Transistoren 60 und 61. Die Transistoren 60 und 61 sind npn-Bipolartransistoren.
• In der Stromschaltung 21 liegt eine Spannung an dem einen Ende des Widerstandselements 31, das heißt an die Enden auf einer Seite der Widerstände Re1 und Re2, an. Wie auch bei der ersten Ausführungsform ist diese Spannung Vcc konstant. Das andere Ende des Widerstandselements 31 bzw. das jeweils andere Ende des Widerstands Re1 und des Thermistors 40 sind mit der Basis des Transistors 60, der Basis des Transistors 61 und dem Emitter des Transistors 61 verbunden. Der Kollektor des Transistors 60 ist mit der Kathode der Diode D1 verbunden. Der Emitter des Transistors 60 und der Emitter des Transistors 61 sind geerdet.
• Bei dem Transistor 60 wird der Widerstand zwischen Kollektor und Emitter derart angepasst, dass die Spannung zwischen Basis und Emitter eine vorbestimmte Spannung Vt ist. Der Widerstand zwischen Kollektor und Emitter des Transistors 61 wird derart angepasst, dass die Spannung zwischen Basis und Emitter im Wesentlichen mit der Spannung Vt übereinstimmt. Der Stromwert Ir des über das Widerstandselement 31 fließenden Stroms stimmt demgemäß im Wesentlichen mit dem Stromwert Ic des von der Stromschaltung 21 über den Widerstand Rc aufgenommenen Stroms überein. Der Stromwert Ir lässt sich durch die folgende Gleichung (4) ausdrücken. $$\text{Ir}=\left(\text{Vcc}-\text{Vt}\right)\text{/ra}$$

  

  Wie bei der ersten Ausführungsform erwähnt wurde, ist der Widerstandswert ra ein Widerstandswert des Widerstandselements 31.
• Die Spannungen Vcc und Vt fluktuieren kaum abhängig von der Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20. Wie bei der ersten Ausführungsform erwähnt wurde, fluktuiert der Widerstandswert ra des Widerstandselements 31 abhängig von der Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 in die zur Fluktuationsrichtung des Einschaltwiderstandswerts ron des Halbleiterschalters 20 entgegengesetzte Richtung. Aus diesem Grund fluktuiert der Stromwert Ir des über das Widerstandselement 31 fließenden Stroms, das heißt der Stromwert Ic des von der Stromschaltung 21 über den Widerstand Rc aufgenommenen Stroms, in die gleiche Richtung wie die Fluktuationsrichtung des Einschaltwiderstandswerts ron des Halbleiterschalters 20.
• Die Spannungen Vcc und Vt, die Widerstände re1 und re2 und die Temperaturkennlinie des Widerstandswerts rth sind in dem vorbestimmten Bereich, wie in der ersten Ausführungsform erwähnt, derart gewählt, dass der Stromwert Ir, das heißt der Stromwert Ic, bezüglich der Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 auf die gleiche Weise fluktuieren wie der Einschaltwiderstandswert ron. Wie bei der ersten Ausführungsform erwähnt wurde, sind die Widerstände re1, re2, rth die Widerstandswerte des Widerstands Re1, des Widerstands Re2 bzw. des Thermistors, welche das Widerstandselement 31 umfasst.
• Wenn die Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, ist bei der Stromversorgungssteuervorrichtung 10 gemäß der wie vorstehend erwähnt eingerichteten dritten Ausführungsform die durch Gleichung (1) ausgedrückte Schwelle Ith ungeachtet der Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 konstant.
• Außerdem fluktuieren die Spannungen Vcc und Vt und der Widerstandswert ra nicht bzw. kaum in Abhängigkeit von der Drainspannung des Halbleiterschalters 20. Wenn die Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 konstant ist, ist der Stromwert Ir, das heißt der Stromwert Ic, daher ungeachtet der Drainspannung des Halbleiterschalters 20 konstant oder ungefähr konstant. Als Ergebnis fluktuiert die Schwelle Ith nicht bzw. kaum in Abhängigkeit von der Drainspannung des Halbleiterschalters 20. Die Stromversorgungssteuervorrichtung 10 gemäß der dritten Ausführungsform erzeugt daher auf gleichartige Weise den Effekt der Stromversorgungssteuervorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform.
• Es sei angemerkt, dass bei der dritten Ausführungsform die Stromspiegelschaltung 50 nicht auf die Schaltung beschränkt ist, bei welcher der Stromwert Ic im Wesentlichen mit dem Stromwert Ir übereinstimmt, sondern eine Schaltung sein kann, bei welcher der Stromwert Ic ein vorbestimmtes Vielfaches des Stromwerts Ir ist. Ferner sind die Transistoren 60 und 61 der Stromspiegelschaltung 50 nicht auf npn-Bipolartransistoren beschränkt, sondern können auch zum Beispiel pnp-Bipolartransistoren sein. In diesem Fall ist der Emitter des Transistors 60 mit der Kathode der Diode D1 verbunden, und die Basis des Transistors 60 ist mit der Basis und dem Kollektor des Transistors 61 verbunden. An dem Emitter des Transistors 61 liegt eine bestimmte Spannung an. Der Kollektor des Transistors 61 ist ferner mit dem einen Ende des Widerstandselements 31 verbunden. Das andere Ende des Widerstandselements 31 und der Kollektor des Transistors 60 sind geerdet.
• Außerdem sind die von der Stromspiegelschaltung 50 umfassten Transistoren nicht auf Bipolartransistoren beschränkt, sondern können auch FETs sein. Ferner ist die Anzahl der von der Stromspiegelschaltung 50 umfassten Transistoren nicht auf zwei beschränkt, sondern kann auch drei oder mehr betragen. Weiterhin ist die Ausgestaltung des Widerstandselements 31 nicht auf die Ausgestaltung gemäß der ersten Ausführungsform beschränkt, sondern kann auch die Ausgestaltung gemäß der zweiten Ausführungsform sein.
• In der ersten bis dritten Ausführungsform ist der Halbleiterschalter 20 nicht auf einen n-Kanal-FET beschränkt, sondern kann auch zum Beispiel ein p-Kanal-FET sein. In diesem Fall ist die Source des Halbleiterschalters 20 mit der positiven Elektrode der Batterie 11 und dem einen Ende des Widerstands Rc verbunden. Außerdem ist der Drain des Halbleiterschalters 20 mit dem einen Ende der Last 12 und dem Plusanschluss des Komparators 22 verbunden. Bei dieser Ausgestaltung dient die Source des Halbleiterschalters 20 als Stromeingangsanschluss; und sein Drain DIENT als Stromausgangsanschluss. Wenn die UND-Schaltung 26 eine High-Pegel-Spannung ausgibt, senkt die Ansteuerschaltung 27 die Gatespannung des Halbleiterschalters 20 und schaltet den Halbleiterschalter 20 ein. Wenn die UND-Schaltung 26 eine Low-Pegel-Spannung ausgibt, erhöht die Ansteuerschaltung 27 hingegen die Gatespannung des Halbleiterschalters 20 und schaltet den Halbleiterschalter 20 aus.
• Wenn der Einschaltwiderstandswert ron des Halbleiterschalters 20 bei steigender Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 abnimmt, ist es hinreichend, dass für den Thermistor 40 ein Thermistor verwendet wird, dessen Widerstandswert rth bei steigender Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 zunimmt. Auch in diesem Fall fluktuiert der Stromwert Ic abhängig von der Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 in die gleiche Richtung wie die Fluktuationsrichtung des Einschaltwiderstandswerts ron des Halbleiterschalters 20, und die Schwelle Ith ist ungeachtet der Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters 20 ungefähr konstant.
• Die erste bis dritte Ausführungsform, die vorstehend offenbart wurden, sind unter allen Aspekten Beispiele und sind als nicht einschränkend aufzufassen. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ist nicht durch die vorstehende Beschreibung angegeben, sondern durch die Ansprüche; er soll alle Abwandlungen umfassen, die innerhalb des den Ansprüchen äquivalenten Bedeutungsbereichs und Schutzumfangs liegen.
• Bezugszeichenliste

10

Stromversorgungssteuervorrichtung

20

Halbleiterschalter

21

Stromschaltung

27

Ansteuerschaltung (Schalteinheit)

30

Transistor

31

Widerstandselement

40

Thermistor

Rc

Widerstand

Re1

Widerstand (zweiter Widerstand)

Re2

Widerstand

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• JP 2011085470 A [0005]

Claims (4)

1. Stromversorgungssteuervorrichtung zum Steuern einer Stromversorgung über einen Halbleiterschalter mit: einem Widerstand, dessen eines Ende mit einem Stromeingangsanschluss des Halbleiterschalters verbunden ist; einer Stromschaltung, die mit dem anderen Ende des Widerstands verbunden ist und dazu eingerichtet ist, über den Widerstand einen Strom aufzunehmen, dessen Stromwert abhängig von einer Umgebungstemperatur des Halbleiterschalters in die gleiche Richtung wie eine Fluktuationsrichtung eines Einschaltwiderstandswerts des Halbleiterschalters fluktuiert; und einer Schalteinheit, die dazu eingerichtet ist, den Halbleiterschalter auszuschalten, wenn eine Spannung an einem Stromausgangsanschluss des Halbleiterschalters kleiner als eine Spannung an dem anderen Ende des Widerstands ist.
2. Stromversorgungssteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Stromwert ungeachtet der Spannung an dem Stromeingangsanschluss des Halbleiterschalters ungefähr konstant ist, wenn die Umgebungstemperatur konstant ist.
3. Stromversorgungssteuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Stromschaltung aufweist: einen Transistor mit einem ersten Anschluss, der mit dem anderen Ende des Widerstands verbunden ist, einem zweiten Anschluss, an dem eine konstante Spannung anliegt, und einem dritten Anschluss, wobei ein Widerstandswert des Transistors zwischen dem ersten Anschluss und dem dritten Anschluss derart angepasst wird, dass die Spannung zwischen dem zweiten Anschluss und dem dritten Anschluss eine vorbestimmte Spannung ist; und ein Widerstandselement, dessen eines Ende mit dem dritten Anschluss des Transistors verbunden ist und dessen Widerstandswert abhängig von der Umgebungstemperatur in eine zu der Fluktuationsrichtung entgegengesetzte Richtung fluktuiert.
4. Stromversorgungssteuervorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Widerstandselement umfasst: einen zweiten Widerstand, dessen eines Ende mit dem dritten Anschluss des Transistors verbunden ist; und eine Reihenschaltung, die durch einen dritten Widerstand und einen Thermistor gebildet ist und parallel zu dem zweiten Widerstand geschaltet ist, wobei ein Widerstandswert des Thermistors abhängig von der Umgebungstemperatur in die entgegengesetzte Richtung fluktuiert.

Images