JP5776946B2 - 電力供給制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電力供給制御装置に関し、特に、電源と負荷との間に設けられ負荷への電力供給を制御する電力供給制御装置において、電力供給制御装置に設けられるヒューズの使用を考慮した負荷電流の制御技術に関する。

従来、電源と負荷とを接続する給電経路内に、例えばパワーＭＯＳＦＥＴなどの大電力用半導体スイッチ素子を設け、この半導体スイッチ素子をオン・オフさせることにより負荷への電流供給を制御するとともに、負荷への給電路を過電流から保護するようにした電力供給制御装置が提供されている。このような電力供給制御装置では、過電流が流れると上記半導体スイッチ素子の制御端子の電位を制御回路によって制御して当該半導体スイッチ素子をオフにして給電を遮断するものが知られている。また、このような電力供給制御装置では、さらなる保護とさしてヒューズ（溶断ヒューズ）が設けられているものが知られている（文献１参照）。

特開２０１１−７７６９８号公報

ところで、ヒューズの選定は、負荷の温度特性、負荷のバラツキ、電源電圧の上昇等によって負荷電流が増加した場合を考慮して行われる。その際、通常、負荷電流が増加した場合であってもヒューズの定格電流を超えないように、ヒューズの選定が行われる。例えば、通常の負荷電流が１２Ａであっても、定格電流が１５Ａおよび２０Ａのヒューズがある場合、負荷電流の変動を見越して、定格電流２０Ａのヒューズが選定される場合が多い。この場合、ヒューズの選定が必ずしも適正とは言えず、オーバースペックとなってヒューズが必要以上に大型化し、それにより電線径が太くなる虞があった。

本発明は、ヒューズを有する電力供給制御装置において、ヒューズの選定を適正化し、電線径を細くすることができる技術を提供する。

本明細書によって開示される電力供給制御装置は、電源から負荷へ電力を供給する給電路に接続され、前記電源から前記負荷への電力供給を制御する電力供給制御装置であって、前記給電路に設けられ、電流と溶断時間との関係を示す所定の溶断特性を有するヒューズと、前記給電路に設けられ、前記電源から前記負荷への負荷電流の供給のオン・オフを切替えるスイッチ回路と、前記ヒューズが前記溶断特性による使用許容領域において使用される場合において、前記ヒューズの電力損失の平均値が、前記ヒューズを該ヒューズの定格電流以下の所定負荷電流で使用した際の所定電力損失にほぼ等しくなるように、前記スイッチ回路のオン・オフの切替えを制御する制御回路とを備える。

本構成によれば、負荷電流がヒューズの定格電流を超える場合であっても、平均電力損失が、所定電力損失にほぼ等しくなるように、スイッチ回路のオン・オフの切替えが制御される。それによって、負荷電流がヒューズの定格電流を超えることがあっても、ヒューズをその使用許容領域において安全に使用することができる。そのため、例えば、所定負荷電流が１２Ａである場合のヒューズの選定において、定格電流が２０Ａのヒューズに代えて、定格電流が１５Ａのヒューズを選定することができる。すなわち、ヒューズの選定を適正化することができる。その結果、必要以上の定格電流のヒューズを使用することを回避でき、使用するヒューズを小型化することができる。すなわち、ヒューズを有する電力供給制御装置において、ヒューズの選定を適正化し、それにより電線径を細くすることができる。

上記電力供給制御装置において、前記制御回路は、前記ヒューズの電力損失の平均値が、前記所定電力損失にほぼ等しくなるように、前記スイッチ回路をオン・オフ制御するデューティ比を設定し、設定された前記デューティ比によって前記スイッチ回路をＰＷＭ制御するようにしてもよい。
本構成によれば、スイッチ回路をオン・オフ制御するデューティ比を設定することによって、簡易および好適に、ヒューズの電力損失の平均値を、所定電力損失にほぼ等しくすることができる。

また、上記電力供給制御装置において、前記負荷電流を検出し、電流検出信号を生成する電流検出部をさらに備え、前記制御回路は、前記電流検出信号に基づいて前記負荷電流を監視し、前記負荷電流に対する、前記所定負荷電流の電流比を算出し、前記電流比の２乗を前記デューティ比として設定するようにしてもよい。
本構成によれば、ヒューズの電力損失は負荷電流の二乗に比例するため、負荷電流に対する、所定負荷電流の電流比の２乗をデューティ比とすることによって、好適に、ヒューズの電力損失の平均値を、所定電力損失にほぼ等しくすることができる。

また、上記電力供給制御装置において、前記給電路に接続され、前記電源の電源電圧を検出し、電圧検出信号を生成する電圧検出部をさらに備え、前記制御回路は、前記電圧検出信号に基づいて前記電源電圧を監視し、前記電源電圧に対する、前記所定負荷電流に対応した所定電源電圧の電圧比を算出し、前記電圧比の２乗を前記デューティ比として設定するようにしてもよい。
ヒューズの電力損失はヒューズの電圧降下の二乗に比例する。そのため、ヒューズの電圧降下が電源電圧に比例する場合、電源電圧に対する、所定負荷電流に対応した所定電源電圧の電圧比の２乗をデューティ比とすることによって、好適に、ヒューズの電力損失の平均値を、所定電力損失にほぼ等しくすることができる。

また、上記電力供給制御装置において、前記負荷電流を検出する電流検出部と、環境温度を検出する温度検出部と、前記ヒューズの前記環境温度からの上昇温度を、前記ヒューズに流れる前記負荷電流による前記ヒューズの発熱と、前記ヒューズの放熱との差に基づいて算出し、前記環境温度に前記ヒューズの前記上昇温度を加算して演算ヒューズ温度を算出するヒューズ温度演算回路とをさらに備え、前記制御回路は、前記演算ヒューズ温度によって前記ヒューズの温度を推定し、前記ヒューズの温度が第１閾温度に達した以後、前記スイッチ回路のオン・オフの切り替えを制御し、前記ヒューズ温度を、前記第１閾温度に維持することによって、または、前記第１閾温度と該第１閾温度より低い第２閾温度の間に維持することによって、前記ヒューズの電力損失の平均値を、前記ヒューズを該ヒューズの定格電流以下の所定負荷電流で使用した際の所定電力損失にほぼ等しくなるように制御するようにしてもよい。

本構成によれば、ヒューズの選定を適正化することができるとともに、負荷電流、あるいは電源電圧が変動する場合であっても、ヒューズ温度が推定されるため、選定されたヒューズを不要に溶断させることなく、設定される第１閾温度の状態、または、第１閾温度と第１閾温度より低い第２閾温度との間の所定温度範囲内の温度の状態で使用することができる。

また、上記電力供給制御装置において、前記制御回路は、前記第１閾温度で前記スイッチ回路をオフし、前記第２閾温度で前記スイッチ回路をオンすることにより、前記ヒューズ温度を前記第１閾温度と前記第２閾温度の間の値に維持するようにしてもよい。
本構成によれば、ヒューズ温度を、第１閾温度と第２閾温度との間の所定温度範囲内の温度に維持できる。

その際、前記制御回路は、前記スイッチ回路のオン期間中における前記ヒューズ温度の上昇率に応じて、次のオン期間の長さを決定するようにしてもよい。
本構成によれば、ヒューズ温度の上昇率に応じて、すなわち負荷電流の大きさに対応して、閾温度を超えないように、ヒューズ温度を制御できる。

本発明の電力供給制御装置によれば、ヒューズを有する電力供給制御装置において、ヒューズの選定を適正化することができる。

本発明の実施形態１に係る電力供給制御装置の概略的なブロック図 ヒューズの溶断特性を概略的に示すグラフ 実施形態１に係る各信号の時間推移を概略的に示すタイムチャート 本発明の実施形態２に係る電力供給制御装置の概略的なブロック図 実施形態２に係る各信号の時間推移を概略的に示すタイムチャート

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１について図１から図３を参照しつつ説明する。
１．回路構成
電力供給制御装置１０は、図１に示されるように、電源Ｂａと負荷５０との間において、電源Ｂａから負荷５０へ電力を供給する電線（給電路の一例）５１に接続され、電源Ｂａから負荷５０へ電力供給を制御する。

電力供給制御装置１０は、制御回路２０、ヒューズ２１、電圧検出回路２２、電流検出回路２３、スイッチ回路３０、および電源ライン（給電路の一例）４０を含む。

なお、実施形態１においては、電力供給制御装置１０は、例えば、自動車のエンジンルーム内に配置される例を示す。また、電源Ｂａはバッテリであり、負荷５０として例えばライトが、電線５１を介して電力供給制御装置１０によって駆動制御される例が示される。

ヒューズ２１は電源ライン４０に設けられ、電流と溶断時間との関係を示す所定の溶断特性を有する。ここで、ヒューズ２１の定格電流Ｉｆｓを、例えば、１５Ａ（アンペア）とし、その溶断特性が、図２の溶断特性線によって示される。通常、ヒューズ２１の定格電流Ｉｆｓは、図２に示されるように、ヒューズ２１の溶断特性線によって区分される使用許容領域内において、電流Ｉの流れる時間に関係なくヒューズ２１が溶断しないことを保証する電流値として設定されている。なお、図２の各軸は対数で示される。

スイッチ回路３０は、電源ライン４０に対して直列に設けられ、すなわち、電源ライン４０の途中に設けられ、電源Ｂａから負荷５０への負荷電流Ｉｒの供給のオン・オフを、制御回路２０からの制御信号Ｓｇｃに応じて切替える。ここで、スイッチ回路３０は半導体スイッチとして構成され、負荷５０に電力を供給するメインスイッチ３１と負荷電流Ｉｒを検出するためのセンストランジスタ（電流検出部の一例）３２とを含む。メインスイッチ３１およびセンストランジスタ３２は、例えば、図１に示されるように、ＮチャネルＦＥＴ（電界効果トランジスタ）によって構成される。

電圧検出回路（電圧検出部の一例）２２は、電源ライン４０に対して並列接続され、電源Ｂａの電源電圧Ｖｂを検出し、電源電圧Ｖｂをアナログ−デジタル変換して、デジタル信号である電圧検出信号ＳＶを生成する。電圧検出信号ＳＶは、制御回路２０に供給される。電圧検出回路２２は、例えば、ボルテージフォロア、あるいは分圧抵抗によって構成される。なお、本実施形態において、電圧検出回路２２は省略されてもよい。

電流検出回路（電流検出部の一例）２３は、センストランジスタ３２に接続され、負荷電流Ｉｒを検出し、負荷電流Ｉｒをアナログ−デジタル変換して、デジタル信号である電流検出信号ＳＩを生成する。

制御回路２０は、例えば、ＣＰＵによって構成される。制御回路２０は、電流検出信号ＳＩあるいは電圧検出信号ＳＶに基づいて、スイッチ回路３０のオン・オフの切替えを制御するための、制御信号Ｓｇｃを生成し、制御信号Ｓｇｃによって、スイッチ回路３０を制御する。詳しくは、制御回路２０は、制御信号Ｓｇｃをメインスイッチ３１およびセンストランジスタ３２のゲートに供給して、メインスイッチ３１およびセンストランジスタ３２のオン・オフの切替えを制御する。

２．電力供給制御装置の動作
次に図３を参照して、実施形態１における電力供給制御装置１０の特徴的な動作を説明する。なお、説明の便宜上、負荷５０の抵抗値を１オーム（Ω）とし、ヒューズ２１の抵抗値は負荷５０の抵抗値と比べて無視できるほど小さいものとする。そのため、図３に示されるように、電源電圧Ｖｂの検出電圧Ｖｄの数値と、負荷電流Ｉｒの検出電流Ｉｄの数値とは等しくなる。

特徴的な動作として、制御回路２０は、ヒューズ２１が図２の使用許容領域において使用される場合において、ヒューズ２１の電力損失の平均値（以下、「平均電力損失」と記す）Ｐｆａｖが、ヒューズ２１を定格電流Ｉｆｓ以下の所定負荷電流Ｉｏで使用した際の所定電力損失Ｐｏにほぼ等しくなるように、スイッチ回路３０のオン・オフの切替えを制御する。

その際、制御回路２０は、平均電力損失Ｐｆａｖが、所定電力損失Ｐｏにほぼ等しくなるように、スイッチ回路３０をオン・オフ制御するデューティ比Ｄｕを設定し、設定されたデューティ比Ｄｕによってスイッチ回路３０をＰＷＭ制御する。

また、その際、制御回路２０は、電流検出信号ＳＩに基づいて負荷電流Ｉｒを監視し、負荷電流Ｉｒに対する、所定負荷電流Ｉｏの電流比（所定負荷電流Ｉｏ／負荷電流Ｉｒ）を算出し、算出された電流比の２乗をデューティ比Ｄｕとして設定する。

このようにＰＷＭ制御のデューティ比Ｄｕ、すなわち、制御信号Ｓｇｃのデューティ比Ｄｕを設定することにより、負荷電流Ｉｒがヒューズ２１の定格電流Ｉｆｓを超えることがあっても、ヒューズ２１を図２の使用許容領域において安全に使用することができる。

以下、その具体例を、図３を参照して説明する。ここでは、ヒューズ２１の定格電流Ｉｆｓを「１５Ａ」とし、定格電流Ｉｆｓ以下の所定負荷電流Ｉｏを、「１２Ａ」とする。また、負荷の定格電流は１２Ａであり、１２Ａで正常に動作するため、それ以上の電流を供給する必要はない。そして、スイッチ回路３０のデューティ比Ｄｕは、平均電力損失Ｐｆａｖが、ヒューズ２１を「１２Ａ」の負荷電流Ｉｒで使用した際の所定電力損失Ｐｏにほぼ等しくなるように、設定される。その際、デューティ比Ｄｕは、負荷電流Ｉｒに対する、所定負荷電流Ｉｏの電流比の２乗に設定される。なお、ここで、ヒューズ２１の電力損失として、電源電圧Ｖｂの投入時等の過渡的な電力損失は除かれるものとする。

図３に示されるように、制御回路２０は、負荷電流Ｉｒが、すなわち検出電流値Ｉｄが、所定負荷電流Ｉｏである「１２Ａ」である場合、デューティ比Ｄｕを「１００％」に設定する。そして、検出電流値Ｉｄ（負荷電流Ｉｒ）が１２Ａである場合のヒューズ２１の電力損失Ｐｆが、所定電力損失Ｐｏとされる。図３に示されるように、所定電力損失Ｐｏは、ヒューズ２１を定格電流Ｉｆｓで使用した場合の電力損失Ｐｆｓより小さい値となる。なお、図３に示される検出電流値Ｉｄは、電流検出信号ＳＩの最大値、すなわち検出電流の最大値とする。

例えば、負荷電流Ｉｒの検出電流値Ｉｄが「１４Ａ」である場合、すなわち図３の時刻ｔ１までの期間においては、負荷電流Ｉｒに対する所定負荷電流Ｉｏの電流比の２乗は、（１２／１４）^２≒０．７３４となる。そのため、制御回路２０は、ゲート制御信号Ｓｇｃのデューティ比Ｄｕを、約「７３％」に設定する。このとき、負荷電流Ｉｒは、図３に示されるように、デューティ比Ｄｕが７３％のパルス電流となる。

ここで、ヒューズ２１の抵抗値をＲｆとすると、ヒューズ２１の平均電力損失値Ｐｆａｖは、Ｐｆａｖ＝Ｉｄ^２×Ｄｕ×Ｒｆ＝１９６×０．７３×Ｒｆ≒１４４Ｒｆ となる。
一方、所定電力損失Ｐｏは、Ｐｏ＝（所定負荷電流Ｉｏ）^２×Ｒｆ＝１２^２×Ｒｆ＝１４４Ｒｆ となり、平均電力損失Ｐｆａｖは、所定電力損失Ｐｏにほぼ等しくなる。

また、同様に、例えば、負荷電流Ｉｒの検出電流値Ｉｄが、定格電流を超える「１６Ａ」である場合、すなわち図３の時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間においては、負荷電流Ｉｒに対する所定負荷電流Ｉｏの電流比の２乗は、（１２／１６）^２＝０．５６となる。そのため、ゲート制御信号Ｓｇｃのデューティ比Ｄｕを、「５６％」に設定することによって、平均電力損失Ｐｆａｖが、所定電力損失Ｐｏにほぼ等しくなる。

このように、ヒューズ２１の平均電力損失Ｐｆａｖが、ヒューズ２１を定格電流Ｉｆｓ以下の所定負荷電流Ｉｏで使用した際の所定電力損失Ｐｏにほぼ等しくされる。それによって、負荷電流Ｉｒが、使用許容領域内においてヒューズ２１の定格電流Ｉｆｓを超える場合であっても、ヒューズ２１を使用許容領域において安全に使用することができる。

３．実施形態１の効果
負荷電流Ｉｒがヒューズ２１の定格電流Ｉｆｓを超える場合であっても、平均電力損失Ｐｆａｖが、所定電力損失Ｐｏにほぼ等しくなるように、ＰＷＭ制御のデューティ比Ｄｕ、すなわち制御信号Ｓｇｃのデューティ比Ｄｕが設定される。それによって、負荷電流Ｉｒがヒューズ２１の定格電流Ｉｆｓを超えることがあっても、ヒューズ２１を図２の使用許容領域において安全に使用することができる。そのため、例えば、所定負荷電流Ｉｏが１２Ａである場合のヒューズ２１の選定において、定格電流が２０Ａのヒューズに代えて、定格電流が１５Ａのヒューズを選定することができる。すなわち、ヒューズ２１の選定を適正化し、電線径を細くすることができる。その結果、必要以上の定格電流のヒューズ２１を使用することを回避でき、使用するヒューズ２１を小型化することができる。

＜実施形態２＞
次に、図４および図５を参照して、実施形態２の電力供給制御装置１０Ａを説明する。なお、主に、実施形態１の電力供給制御装置１０との相違点について説明し、重複する説明は割愛する。

図４に示されるように、電力供給制御装置１０Ａは、電圧検出回路２２に代えて、環境温度センサ（温度検出部の一例）２４およびヒューズ温度演算回路２５を含む。

環境温度センサ２４は、例えば、ヒューズ２１の近傍に設けられ、ヒューズ２１の近傍の環境温度Ｔａを検出する。検出された環境温度Ｔａの情報は、ヒューズ温度演算回路２５に提供される。

ヒューズ温度演算回路２５は、以下に示すように、ヒューズ２１の環境温度Ｔａからの上昇温度ΔＴｆを、ヒューズ２１に流れる負荷電流Ｉｒによるヒューズ２１の発熱と、ヒューズ２１の放熱との差に基づいて算出し、環境温度Ｔａにヒューズ２１の上昇温度ΔＴｆを加算して演算ヒューズ温度Ｔｆを算出し、演算ヒューズ温度Ｔｆによって実際のヒューズ温度ＴＦを推定する。そして、ヒューズ温度演算回路２５は、演算ヒューズ温度Ｔｆの情報を制御回路２０に提供する。

ここで、ヒューズ温度演算回路２５は、例えば、所定時間Δｔ毎に負荷電流Ｉｒをサンプリングし、各負荷電流Ｉｒの値を下式（１）に代入して、ヒューズ上昇温度ΔＴｆを算出する。
ΔＴｆ（ｎ）＝ΔＴｆ（ｎ−１）×ｅｘｐ（−Δｔ／τｆ）＋Ｒｔｈｆ
×Ｒｆ（ｎ−１）×Ｉｒ（ｎ−１）^２×（１−ｅｘｐ（−Δｔ／τｆ）） ……（１）
ここで、Ｉｒ（ｎ）：検出ｎ（１以上の整数）回目の検出負荷電流値（Ａ）
ΔＴｆ（ｎ）：検出ｎ回時でのヒューズ上昇温度（℃）
Ｒｆ（ｎ）＝Ｒｆ（０）×（１＋κｆ×（Ｔｆ−Ｔｏ））
：検出ｎ回時のヒューズ抵抗（Ω）
Ｒｆ（０）：温度Ｔｏでのヒューズ抵抗（Ω）
Ｒｔｈｆ：ヒューズ熱抵抗（℃／Ｗ）
τｆ：ヒューズ放熱時定数（ｓ）
κｆ：ヒューズ抵抗温度係数（／℃）
なお、式（１）において、電流Ｉｒが含まれない第１項がヒューズ２１の放熱を示し、負荷電流Ｉｒを含む第２項が負荷電流Ｉｒによるヒューズ２１の発熱を示している。すなわち、スイッチ回路３０がオフされ負荷電流Ｉｒが遮断されて負荷電流Ｉｒが無い場合は、ヒューズ２１の放熱によって、演算ヒューズ温度Ｔｆが決定される。

制御回路２０は、演算ヒューズ温度Ｔｆによってヒューズ温度ＴＦを推定する。また、制御回路２０は、ヒューズの温度ＴＦが閾温度（第１閾温度の一例）Ｔｔｈに達した以後、実施形態１と同様な方法によって、スイッチ回路３０のオン・オフの切替えを制御することによって、ヒューズ温度ＴＦを閾温度Ｔｔｈに維持する。その結果、ヒューズ２１の電力損失の平均値Ｐｆａｖが所定電力損失Ｐｏにほぼ等しくなるように制御される。

なお、閾温度Ｔｔｈは、スイッチ回路３０のオン・オフの切替えを制御する場合のヒューズ２１の上限温度として、予め実験等において決定される。その際、閾温度Ｔｔｈは、図５に示されるように、ヒューズ２１の溶断温度ＴＭに対して所定のマージンを持たせて決定される。

その際、制御回路２０は、スイッチ回路３０のオン期間Ｋｏｎ中におけるヒューズ温度ＴＦの上昇率に応じて、次のオン期間Ｋｏｎの長さを決定するようにしてもよい。例えば、ヒューズ温度ＴＦの上昇率が大きいほど、次回のオン期間Ｋｏｎの長さを短くするようにしてもよい。

例えば、図５において、時刻ｔ０において負荷電流Ｉｒの供給か開始され、時刻ｔ３において、ヒューズ温度ＴＦが閾温度Ｔｔｈに達したとする。時刻ｔ０から時刻ｔ３までのヒューズ温度ＴＦの上昇率を「α」とすると、上昇率αが大きいほど、時刻ｔ４からのオン期間Ｋｏｎの長さを短くするようにする。

これは以下の理由による。通常、上昇率αは負荷電流Ｉｒに依存し、負荷電流Ｉｒのオフ期間Ｋｏｆｆにおけるヒューズ温度ＴＦの低下は、負荷電流Ｉｒに依存しないからである。すなわち、上昇率αが大きい場合は負荷電流Ｉｒが大きい場合に相当する。そのため、ヒューズ温度ＴＦの上昇を抑制するために、負荷電流Ｉｒを低減させて、ヒューズ２１の平均電力損失Ｐを低減させる必要があるからである。

なお、ヒューズ温度ＴＦが閾温度Ｔｔｈに達した以後における、スイッチ回路３０のオン・オフの切替え周期は、図５に示される温度ヒステリシスの設定量に応じて、適宜、決定されればよい。
また、制御回路２０は、ヒューズの温度ＴＦが閾温度（第１閾温度）Ｔｔｈに達した以後、ヒューズ温度ＴＦを閾温度Ｔｔｈに維持することに限られない。制御回路２０は、閾温度Ｔｔｈでスイッチ回路を３０オフし、閾温度Ｔｔｈより低い第２閾温度でスイッチ回路３０をオンすることにより、ヒューズ温度ＴＦを閾温度Ｔｔｈと第２閾温度の間の値に維持するようにしてもよい。この場合、ヒューズ温度ＴＦを、閾温度Ｔｔｈと第２閾温度との間の所定温度範囲内の温度に維持できる。

４．実施形態２の効果、
上記したように、実施形態２においては、ヒューズ温度ＴＦが所定の閾温度Ｔｔｈを超えないように、ヒューズ温度ＴＦを推定しながら、スイッチ回路３０のオン・オフの切替えが制御される。その結果、ヒューズ２１の電力損失の平均値Ｐｆａｖが所定電力損失Ｐｏにほぼ等しくなるように制御される。そのため、ヒューズ２１の選定を適正化することができるとともに、負荷電流Ｉｒ、あるいは電源電圧Ｖｂが変動する場合であっても、選定されたヒューズ２１を不要に溶断させることなく、負荷５０に電力を供給することができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

（１）上記実施形態１においては、制御回路２０は、電流検出信号ＳＩに基づいて負荷電流Ｉｒを監視し、負荷電流Ｉｒに対する、所定負荷電流Ｉｏの電流比を算出し、電流比の２乗をデューティ比Ｄｕとして設定する例を示したが、これに限られない。制御回路２０は、電圧検出信号ＳＶに基づいて電源電圧Ｖｂを監視し、電源電圧Ｖｂに対する、所定負荷電流Ｉｏに対応した所定電源電圧Ｖｏ（図２では１２Ｖ）の電圧比（所定電源電圧Ｖｏ／電源電圧Ｖｂ）を算出し、その電圧比の２乗を制御信号（ＰＷＭ信号）Ｓｇｃのデューティ比として設定するようにしてもよい。

ヒューズ２１の電力損失Ｐｆはヒューズの電圧降下の二乗に比例する。そのため、ヒューズ２１の電圧降下が電源電圧Ｖｂに比例する場合、例えば、負荷抵抗値が一定の場合、電源電圧Ｖｂに対する、所定負荷電流Ｉｏに対応した所定電源電圧Ｖｏの電圧比の２乗をデューティ比とすることによって、好適に、ヒューズの電力損失の平均値Ｐｆａｖを、所定電力損失Ｐｏにほぼ等しくすることができる。

（２）上記実施形態では、ヒューズ２１の平均電力損失値Ｐｆａｖが、所定電力損失Ｐｏにほぼ等しくなるように、スイッチ回路３０のオン・オフの切替えを制御する際に、デューティ比Ｄｕを設定し、設定されたデューティ比Ｄｕによってスイッチ回路３０をＰＷＭ制御する例を示したが、必ずしもこれに限られない。例えば、所定のデューティ比Ｄｕを設定せずに、所定時間における平均電力損失値Ｐｆａｖを算出し、算出された平均電力損失値Ｐｆａｖが所定電力損失Ｐｏにほぼ等しくなるように、任意のオン時間およびオフ時間によってスイッチ回路３０のオン・オフを切替えるようにしてもよい。

（３）上記実施形態において、電力供給制御装置１０、１０Ａの各回路を個別の回路として構成する例を示したが、これに限られない。例えば、環境温度センサ２４およびスイッチ回路３０を除いて、電力供給制御装置１０、１０Ａを、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）によって構成するようにしてもよい。

１０…電力供給制御装置、２０…制御回路、２１…ヒューズ、２２…電圧検出回路、２３…電流検出回路（電流検出部）、２４…環境温度センサ、２５…ヒューズ温度演算回路、３０…スイッチ回路、３１…メインスイッチ（スイッチ回路）、３２…センストランジスタ（電流検出部）、４０…電源ライン（給電路）、５１…電線（給電路）、Ｉｒ…負荷電流、Ｔａ…環境温度、ＴＦ…ヒューズ温度、Ｔｆ…演算ヒューズ温度、ΔＴｆ…ヒューズの上昇温度、

Claims (7)

1. 電源から負荷へ電力を供給する給電路に接続され、前記電源から前記負荷への電力供給を制御する電力供給制御装置であって、
   前記給電路に設けられ、電流と溶断時間との関係を示す所定の溶断特性を有するヒューズと、
   前記給電路に設けられ、前記電源から前記負荷への負荷電流の供給のオン・オフを切替えるスイッチ回路と、
   前記ヒューズが前記溶断特性による使用許容領域において使用される場合において、前記ヒューズの電力損失の平均値が、前記ヒューズを該ヒューズの定格電流以下の所定負荷電流で使用した際の所定電力損失にほぼ等しくなるように、前記スイッチ回路のオン・オフの切替えを制御する制御回路と、
   を備えた、電力供給制御装置。
2. 前記制御回路は、前記ヒューズの電力損失の平均値が、前記所定電力損失にほぼ等しくなるように、前記スイッチ回路をオン・オフ制御するデューティ比を設定し、設定された前記デューティ比によって前記スイッチ回路をＰＷＭ制御する、請求項１に記載の電力供給制御装置。
3. 前記負荷電流を検出し、電流検出信号を生成する電流検出部をさらに備え、
   前記制御回路は、前記電流検出信号に基づいて前記負荷電流を監視し、
   前記負荷電流に対する、前記所定負荷電流の電流比を算出し、前記電流比の２乗を前記デューティ比として設定する、請求項２に記載の電力供給制御装置。
4. 前記給電路に接続され、前記電源の電源電圧を検出し、電圧検出信号を生成する電圧検出部をさらに備え、
   前記制御回路は、前記電圧検出信号に基づいて前記電源電圧を監視し、前記電源電圧に対する、前記所定負荷電流に対応した所定電源電圧の電圧比を算出し、前記電圧比の２乗を前記デューティ比として設定する、請求項２に記載の電力供給制御装置。
5. 前記負荷電流を検出する電流検出回路と、
   環境温度を検出する温度検出部と、
   前記ヒューズの前記環境温度からの上昇温度を、前記ヒューズに流れる前記負荷電流による前記ヒューズの発熱と、前記ヒューズの放熱との差に基づいて算出し、前記環境温度に前記ヒューズの前記上昇温度を加算して演算ヒューズ温度を算出するヒューズ温度演算回路とをさらに備え、
   前記制御回路は、前記演算ヒューズ温度によって前記ヒューズの温度を推定し、
   前記ヒューズの温度が第１閾温度に達した以後、前記スイッチ回路のオン・オフの切り替えを制御し、前記ヒューズ温度を、前記第１閾温度に維持することによって、または、前記第１閾温度と該第１閾温度より低い第２閾温度の間に維持することによって、前記ヒューズの電力損失の平均値を、前記ヒューズを該ヒューズの定格電流以下の所定負荷電流で使用した際の所定電力損失にほぼ等しくなるように制御する、請求項１に記載の電力供給制御装置。
6. 前記制御回路は、前記第１閾温度で前記スイッチ回路をオフし、前記第２閾温度で前記スイッチ回路をオンすることにより、前記ヒューズ温度を前記第１閾温度と前記第２閾温度の間の値に維持する、請求項５に記載の電力供給制御装置。
7. 前記制御回路は、前記スイッチ回路のオン期間中における前記ヒューズ温度の上昇率に応じて、次のオン期間の長さを決定する、請求項５または請求項６に記載の電力供給制御装置。

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