JP2009021071A - 負荷回路の断線・過電流検出装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単な構成で負荷の断線、及び過電流の発生を検出できる負荷回路の断線・過電流検出装置を提供する。
【解決手段】センス電流ISから、電流源CC1、CC2による電流を差し引いた電流を、ツェナーダイオードZD1と抵抗R1の直列接続回路に流し、電圧VT2の大きさに基づいて、断線が発生しているか否かを判定する。また、電圧V3の大きさに基づいて、過電流が発生しているか否かを判定する。従って、簡単な構成で断線、及び過電流の双方を検出することができ、装置の小型化、省スペース化、コストダウンを図ることができる。
【選択図】図1
【解決手段】センス電流ISから、電流源CC1、CC2による電流を差し引いた電流を、ツェナーダイオードZD1と抵抗R1の直列接続回路に流し、電圧VT2の大きさに基づいて、断線が発生しているか否かを判定する。また、電圧V3の大きさに基づいて、過電流が発生しているか否かを判定する。従って、簡単な構成で断線、及び過電流の双方を検出することができ、装置の小型化、省スペース化、コストダウンを図ることができる。
【選択図】図1
Description
本発明は、複数の負荷を備えた負荷回路において、少なくとも一つの負荷の断線、或いは過電流の発生を検出する負荷回路の断線、過電流検出装置に関する。
例えば、車両に搭載されるウィンカー、ヘッドランプ等の負荷は、左右に設けられるランプのうち、一方が断線して点灯できなくなった場合に、いち早く車両の運転者に報知するために、断線検出装置が設けられている。このような断線検出回路として、従来より特開平6−48246号公報(特許文献1)に記載されたものが知られている。
特許文献1では、直流電源と複数の負荷との間に、マルチソースFET(ドレイン、ソース間電流に比例した電流を出力する電流検出用ソース端子を備えた電界効果トランジスタ)を設け、該マルチソースFETをスイッチング動作させることにより、負荷の駆動、停止を切り換えるようにしている。また、上記マルチソースFETの電流検出用ソース端子に流れる電流(以下、これを「センス電流」と称する)を監視することにより、複数の負荷のうちの一つが断線したことを検出することができる。
即ち、複数の負荷のうちの一つが断線すると、負荷電流が減少するので、この負荷電流に比例して発生するセンス電流も減少することになり、これを検出して負荷が断線したことを検出することができる。
また、負荷に過電流が流れると、負荷電流が増大するので、この負荷電流に比例して発生するセンス電流も増大することになり、これを検出して負荷に過電流が流れたことを検出することができる。
特開平6−48246号公報
しかしながら、特許文献1では、センス電流を検出し、これをソフト的に処理して負荷の断線、或いは過電流を検出する方式であるので、マイコンを用いることとなる。即ち、センス電流を変換して得られる電圧をA/Dコンバータによりディジタル値に変換し、CPUにより、このディジタル値と、マイコンの記憶装置に格納された基準値とを比較することにより、断線、或いは過電流の発生を検出している。
更に、CPUを作動させるためには、高精度な電源回路やCPUの誤作動を監視するための回路等が必要となり、装置全体が大型化し、且つコスト高になるという問題がある。
また、アナログ的な手法で回路を構成する場合には、断線及び過電流で2種類の基準電圧を生成する回路と2個のコンパレータが必要となり、やはり装置全体が大型化し、且つコスト高を招くという問題が発生する。
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、簡単な構成で負荷の断線、及び過電流の発生を検出することのできる負荷回路の断線・過電流検出装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本願請求項1に記載の発明は、ドレイン、ソース間電流に比例した電流を出力する電流検出用ソース端子を備えた電界効果トランジスタを介して直流電源に接続された複数の負荷を駆動する負荷回路の、前記各負荷の断線、及び前記各負荷に流れる過電流を検出する負荷回路の断線・過電流検出装置であって、前記電流検出用ソース端子に流れる電流から、前記直流電源の出力電圧に比例する電流を分流させる第1の電流源と、前記第1の電流源に対して並列に配置され、前記電流検出用ソース端子に流れる電流から所定の電流を分流させる第2の電流源と、前記電流検出用ソース端子に流れる電流から、前記第1の電流源に流れる電流、及び前記第2の電流源に流れる電流を差し引いた電流を検出し、この検出した電流が、予め設定した第1基準値未満であるか、前記第1基準値よりも大きい第2基準値以上であるか、或いは前記第1基準値と第2基準値との間の値であるかを判定し、この判定結果に基づいて、前記負荷の断線、及び過電流の発生を検出する断線・過電流検出手段と、を有することを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、前記断線・過電流検出手段は、定電圧生成手段と抵抗体との直列接続回路を有し、前記電流検出用ソース端子に流れる電流から、前記第1の電流源に流れる電流、及び前記第2の電流源に流れる電流を差し引いた電流を、前記直列接続回路に流すと共に、前記抵抗体の両端に生じる電圧が前記第1基準値に対応する電圧未満であるときに前記複数の負荷のうちの少なくとも一つが断線であると判定し、前記直列接続回路の両端に生じる電圧が前記第2基準値に対応する電圧以上であるときに過電流であると判定することを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、前記定電圧生成手段は、ツェナーダイオード、複数のダイオードの直列接続、またはシャントレギュレータ、のうちのいずれかであることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、前記第1の電流源は、前記直流電源とグランドとの間に接続された第1抵抗と、前記第1抵抗に流れる電流と同一の電流を生成して、この生成した電流を前記電流検出用ソース端子に流れる電流から分流させる第1カレントミラー回路と、を含むことを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、前記第2の電流源は、前記直流電源より出力される電圧から一定値となる電圧を生成する定電圧回路と、前記定電圧回路で生成される一定電圧が印加されてこの一定電圧に比例する電流を流す第2抵抗と、前記第2抵抗に流れる電流と同一の電流を生成し、この生成した電流を前記電流検出用ソース端子に流れる電流から分流させる第2カレントミラー回路と、を含むことを特徴とする。
請求項6に記載の発明は、前記電流検出用ソース端子に接続される半導体スイッチング素子と、前記電界効果トランジスタのソースに生じる電圧と、該電界効果トランジスタの電流検出用ソース端子に生じる電圧と、の差分に応じた制御信号を出力する増幅手段と、を更に有し、前記増幅手段より出力される前記制御信号を、前記半導体スイッチング素子の制御入力端子に供給することにより、前記電流検出用ソース端子に流れる電流が、前記電界効果トランジスタのドレイン、ソース間に流れる電流に比例するように制御することを特徴とする。
請求項1の発明では、センス電流IS(電流検出用ソース端子に流れる電流)から、第1の電流源の電流CC1、及び第2の電流源の電流CC2を差し引いた電流(IS−CC1−CC2)が、第1基準値未満であるか、第2基準値以上であるか、或いは第1基準値と第2基準値との間であるかを判定する。そして、第1基準値未満の場合には負荷に断線が発生しているものと判定し、第2基準値以上である場合には過電流が発生しているものと判定する。従って、簡単な構成で、負荷回路の断線、及び過電流の発生の双方を高精度に検出することができる。
請求項2の発明では、上記の電流(IS−CC1−CC2)を、定電圧生成手段と抵抗体との直列接続回路に流し、この両端に生じる電圧に基づいて負荷の断線を判定し、抵抗体の両端に生じる電圧に基づいて過電流の発生を判定する。即ち、複数の負荷のうちの少なくとも一つに断線が発生した場合には、センス電流ISが減少するので、上記の直列接続回路に流れる電流がほぼ零になるので、直列接続回路の両端に生じる電圧が低下する。よって、この電圧の低下により断線の発生を検出できる。
また、過電流が発生した場合には、センス電流ISが上昇するので、上記の直列接続回路に流れる電流が増大し、抵抗体の両端に生じる電圧が上昇する。よって、この電圧の上昇により過電流の発生を検出できる。このように、負荷の断線、及び過電流の発生の双方を容易に検出することができる。
請求項3の発明では、定電圧生成手段として、ツェナーダイオード、複数のダイオードの直列接続回路、或いはシャントレギュレータを用いるので、負荷の断線、及び過電流の発生を高精度に検出することができる。
請求項4の発明では、第1の電流源を、直流電源とグランドとの間に接続された第1抵抗、及び該第1抵抗に流れる電流と同一の電流を流す第1カレントミラー回路で構成するので、直流電源の出力電圧に比例した電流を高精度に発生させることができる。
請求項5の発明では、第2電流源を、直流電源から一定電圧を生成する定電圧回路と、この一定電圧が印加される第2抵抗、及び第2抵抗に流れる電流と同一の電流を流す第2カレントミラー回路で構成するので、一定値となる電流を高精度に発生させることができる。
請求項6の発明では、増幅手段、及び半導体スイッチング素子の動作により、電界効果トランジスタの、電流検出用ソース端子の電圧と、ソース電圧とが等しくなるように、センス電流ISが制御されるので、負荷電流に比例したセンス電流を生成することができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明の一実施形態に係る負荷回路の断線・過電流検出装置を含む負荷回路の構成を示す回路図である。同図に示すように、本実施形態に係る負荷回路は、例えば、車両に搭載されるランプの点灯回路であり、互いに並列接続された負荷L1,L2(例えば、車両の左右に設けられるウィンカー用のランプ)と、例えば、12[V]の直流電圧を出力する直流電源VB(車両に搭載されるバッテリ)と、負荷L1,L2と直流電源VBとの間に設けられ、オン、オフを切り換える電界効果トランジスタで構成される電子スイッチQ1と、を備えている。
電子スイッチQ1は、ドレイン、ソース間電流に比例した電流を出力する電流検出用ソース端子を備えた、所謂マルチソース型電界効果トランジスタであり、ドレインD、ゲートG、ソースS1に加え、電流検出用ソース端子S2を備える構成となっている。そして、電子スイッチQ1がオンとされ、ドレインD〜ソースS1間に負荷電流ILが流れている場合には、この負荷電流ILに比例した電流IS(以下、「センス電流IS」と称する)が電流検出用ソース端子S2に流れる。例えば、センス電流ISは負荷電流ILの1/1000に設定される。
電子スイッチQ1のゲートGは、駆動回路(図示省略)に接続されており、該駆動回路より出力されるゲート駆動信号が供給される。即ち、電子スイッチQ1は、駆動回路より出力されるゲート駆動信号により、オン、オフが制御される。
電子スイッチQ1のソースS1は、増幅器AMP1(増幅手段)のプラス側入力端子に接続されている。電子スイッチQ1の電流検出用ソース端子S2は、2系統に分岐され、このうち一方の分岐線は増幅器AMP1のマイナス側入力端子に接続され、他方の分岐線はFET(T1;半導体スイッチング素子)のドレインに接続されている。また、増幅器AMP1の出力端子は、FET(T1)のゲートに接続されている。
FET(T1)のソースとなる点P1は、3系統に分岐されている。このうち、1つ目の分岐線は、電流源CC1(第1の電流源)を介してグランドに接地されている。2つ目の分岐線は、定電流源CC2(第2の電流源)を介してグランドに接地されている。3つ目の分岐線は、ツェナーダイオードZD1(定電圧生成手段)と抵抗R1(抵抗体)の直列接続回路を介してグランドに接地されている。
電流源CC1は、後述するように、直流電源VBより出力される電圧VBに比例する電流CC1を流す。なお、以下では符号「VB」は、直流電源自体を示す場合、及び該直流電源の出力電圧を示す場合の双方に用いることとする。同様に、符号「CC1」は電流源自体を示す場合、及びこの電流源の出力電流を示す場合の双方に用いることとする。
定電流源CC2は、直流電源VBより出力される電圧値に関係なく、常時一定の電流を流す。なお、符号「CC2」は電流源自体を示す場合、及びこの電流源の出力電流を示す場合の双方に用いることとする。
ツェナーダイオードZD1は、例えば、2.5[V]の定電圧を発生する。また、ツェナーダイオードZD1のカソード(即ち、点P1)は、FET(T2)のゲートに接続され、該FET(T2)のソースはグランドに接地され、ドレインは断線信号の出力端子となっている。即ち、後述するようにツェナーダイオードZD1のカソード側の電圧VT2に応じて、FET(T2)のゲートに供給される電圧が変化し、該FET(T2)のオン、オフが切り換えられるので、負荷L1,L2のうちの一方に断線が発生した場合には、これを検出することができる。具体的には、通常時にはFET(T2)がオンとなり、負荷L1,L2のうちの一方が断線した場合にはFET(T2)がオフとなる。
ツェナーダイオードZD1と抵抗R1との接続点P2(電圧VT3)は、FET(T3)のゲートに接続され、該FET(T3)のソースはグランドに接地され、ドレインは過電流信号の出力端子となっている。即ち、後述するように点P2の電圧VT3に応じて、FET(T3)のゲートに供給される電圧が変化し、該FET(T3)のオン、オフが切り換えられるので、負荷L1,L2に過電流が流れた場合には、これを検出することができる。具体的には、通常時にはFET(T3)がオフとなり、負荷回路に過電流が流れた場合にはFET(T3)がオンとなる。
ここで、ツェナーダイオードZD1、抵抗R1、FET(T2),(T3)で、請求項に記載した「断線・過電流検出手段」が構成される。
図2は、図1に示した負荷回路の電流源CC1、及び定電流源CC2の構成を具体的に示した回路図である。
電流源CC1は、FET(T6)及びFET(T7)からなるカレントミラー回路(第1カレントミラー回路)と、抵抗R4(第1抵抗)とを有している。このような構成により、直流電源VBとグランドとの間に設けられた抵抗R4、及びFET(T6)に電流が流れることになり、この電流と同一の電流がFET(T7)に流れる。従って、抵抗R4の抵抗値を適宜設定することにより、FET(T7)に流れる電流CC1を所望する電流値に設定することができる。また、抵抗R4には、電圧VBに比例した電流が流れるので、FET(T7)に流れる電流CC1も電圧VBに比例した電流となる。つまり、車両に搭載されるバッテリのように、出力電圧が時々刻々と変動するような直流電源を用いている場合には、この電圧変動に比例して電流CC1が変動することとなる。
電流源CC2は、FET(T4)及びFET(T5)からなるカレントミラー回路(第2カレントミラー回路)と、抵抗R2(第2抵抗)、R3、及びツェナーダイオードZD2(定電圧回路)を有している。ツェナーダイオードZD2は、例えば、5[V]の定電圧を発生する。従って、抵抗R2とFET(T4)の直列接続回路の両端には、直流電源VBより出力される電圧VBの大きさに関わらず、常時5[V]の直流電圧が印加されることとなり、抵抗R2及びFET(T4)を流れる電流は一定値となる。よって、FET(T5)を流れる電流CC2は一定の電流となる。また、抵抗R2の抵抗値を適宜変更することにより、電流CC2の値を所望の値に設定することができる。
また、点P1とグランドとの間には、過電流の発生による電圧VT2の過大な上昇を防止するために、例えば5.6[V]の定電圧を発生するツェナーダイオードZD3が設けられている。
次に、上述のように構成された本実施形態に係る断線・過電流検出装置の動作について説明する。本実施形態に係る断線・過電流検出装置は、負荷L1,L2のうちの一方が断線した場合(断線時)、及び負荷L1,L2に過電流が流れた場合(過電流発生時)に、これを検出するものである。
図1(または図2)の電子スイッチQ1のゲートGにゲート駆動信号が供給されると、該電子スイッチQ1がオンとなり、負荷電流ILが流れて、例えば車両のウィンカーを構成するランプ等の負荷L1,L2が点灯する。このとき、負荷電流ILに比例したセンス電流ISが電流検出用ソース端子S2に流れることとなる。即ち、増幅器AMP1は、電子スイッチQ1のソースS1、S2の各電圧の差分に応じた信号をFET(T1)のゲートに出力して、ソースS1、S2の各電圧が等しくなるようにするので、センス電流ISが負荷電流ILに比例した電流となるように制御される。
そして、図1に示すように、センス電流ISが流れる経路に電流源CC1、及び定電流源CC2が並列に配置されているので、センス電流ISから電流CC1、CC2が分流され、その残りの電流、即ち、(IS−CC1−CC2)で示される電流が、ツェナーダイオードZD1と抵抗R1の直列接続回路に流れることとなる。なお、以下では(CC1+CC2)を「基準電流」と称する。
ここで、センス電流ISと、電圧VT2、VT3の関係は、図3に示す如くとなる。以下、通常時、断線時、及び過電流発生時の動作について説明する。
[通常時の動作]
負荷L1,L2に通常の負荷電流ILが流れている場合において、センス電流ISが図3に示すq1(第1基準値に対応する電流)〜q2(第2基準値に対応する電流)の範囲となるように電流源CC1、及び定電流源CC2に流れる電流が設定される。これは、電流CC1が電圧VBに比例すること、及び電流CC2が一定値であることから容易に設定することができる。
負荷L1,L2に通常の負荷電流ILが流れている場合において、センス電流ISが図3に示すq1(第1基準値に対応する電流)〜q2(第2基準値に対応する電流)の範囲となるように電流源CC1、及び定電流源CC2に流れる電流が設定される。これは、電流CC1が電圧VBに比例すること、及び電流CC2が一定値であることから容易に設定することができる。
この場合には、センス電流ISから基準電流(CC1+CC2)を差し引いた電流がツェナーダイオードZD1、及び抵抗R1に流れることにより、ツェナーダイオードZD1の両端に、FET(T2)の閾値電圧(スレッショルド電圧ともいう)以上の電圧が発生する。換言すれば、電圧VT2がFET(T2)の閾値電圧以上となり、FET(T2)がオンとなる。また、抵抗R1の両端に発生する電圧はFET(T3)の閾値電圧以上とはならない。換言すれば、電圧VT3はFET(T3)の閾値電圧以上とならないので、該FET(T3)はオフとなる。つまり、通常時にはFET(T2)がオン、FET(T3)がオフとなる。
[断線時の動作]
負荷L1,L2のうちの一方が断線すると(即ち、例えばウィンカーのランプが断線して点灯しなくなると)、負荷電流ILの流れる経路が減少するので、負荷電流ILが低下する。これに伴って、センス電流ISが減少し基準電流(CC1+CC2)未満となる。
負荷L1,L2のうちの一方が断線すると(即ち、例えばウィンカーのランプが断線して点灯しなくなると)、負荷電流ILの流れる経路が減少するので、負荷電流ILが低下する。これに伴って、センス電流ISが減少し基準電流(CC1+CC2)未満となる。
図3に示すように、センス電流ISが基準電流(CC1+CC2)であるq1未満の場合には、点P1の電圧VT2、及び点P2の電圧VT3の双方が、各FET(T2)、(T3)の閾値電圧未満となるので、各FET(T2)、(T3)は共にオフとなる。そして、FET(T2)がオフとなるので、断線信号が出力されることとなる。
[過電流発生時の動作]
負荷回路にデッドショート、或いはレアショート等が発生し、負荷L1,L2に流れる負荷電流ILが過電流となった場合には、センス電流ISもこれに伴って増大することとなる。従って、(IS−CC1−CC2)で示される電流が増大し、図3に示すq2以上となると、この電流がツェナーダイオードZD1と抵抗R1からなる直列接続回路を流れることにより、電圧VT3がFET(T3)の閾値電圧以上となる。このため、FET(T2)、(T3)が共にオンとなる。そして、FET(T3)がオンとなるので、過電流信号が出力されることとなる。
負荷回路にデッドショート、或いはレアショート等が発生し、負荷L1,L2に流れる負荷電流ILが過電流となった場合には、センス電流ISもこれに伴って増大することとなる。従って、(IS−CC1−CC2)で示される電流が増大し、図3に示すq2以上となると、この電流がツェナーダイオードZD1と抵抗R1からなる直列接続回路を流れることにより、電圧VT3がFET(T3)の閾値電圧以上となる。このため、FET(T2)、(T3)が共にオンとなる。そして、FET(T3)がオンとなるので、過電流信号が出力されることとなる。
こうして、センス電流ISから、基準電流(CC1+CC2)を減算した電流の大きさに基づいて、負荷L1,L2の断線、及び過電流状態を検出することができるのである。なお、負荷回路にデッドショートが発生し、センス電流ISの電流値が急激に増大した場合でも、図2に示すように点P1とグランドとの間にツェナーダイオードZD3が設けられているので、点P1の電圧VT2の過度な増大を防止でき、回路素子を保護することができる。
次に、図4に示す特性図を参照して、基準電流(曲線i1)、通常時のセンス電流IS(曲線i2)、断線時のセンス電流IS(曲線i3)、及び過電流発生時のセンス電流IS(曲線i4)の変化について説明する。
図4に示すように、通常時のセンス電流ISである曲線i2は、基準電流(CC1+CC2)よりも若干高い電流となるように設定されており、更に、過電流時のセンス電流ISである曲線i4は、曲線i2よりも若干高い電流となるように設定されている。また、断線時のセンス電流ISである曲線i3は、曲線i2よりも若干低い電流となるように設定されている。
また、図2に示したように、電流源CC1は直流電源VBの出力電圧VBに比例した大きさの電流が流れるように構成されているので、電圧VBが変化した場合でも、図4に示す各曲線i1〜i4は、電圧VBの変動に対して連動して変化することになる。従って、電源電圧VBが変動した場合でも、断線の検出精度、及び過電流の検出精度を一定の精度に保持することができる。
このようにして、本実施形態に係る負荷回路の断線・過電流検出装置では、マルチソース型の電界効果トランジスタを用いて、負荷の断線、及び過電流の発生を検出する際に、センス電流ISから、電流CC1、CC2を差し引いた電流をツェナーダイオードZD1と抵抗R1からなる直列接続回路に流し、このときに直列接続回路の両端に生じる電圧VT2の大きさに基づいて負荷の断線を検出し、且つ、抵抗R1の両端に生じる電圧VT3の大きさの基づいて過電流の発生を検出する。
従って、従来のようにマイコン装置等を使用することなく、簡単な構成で負荷の断線、及び過電流の発生を精度良く検出することができる。このため、装置の小型化、省スペース化、及びコストダウンを図ることができる。
また、センス電流ISから減じる電流CC1は、直流電源VBの電圧VBに比例した大きさとなるように制御されるので、車両のバッテリのように、出力電圧VBが時々刻々と変動するような場合においても、この変動の影響を受けることなく、常時同一の精度を保持して負荷の断線、及び過電流の発生を検出することができる。
次に、上記した断線・過電流検出装置に用いられる定電圧生成手段の変形例について説明する。上記した実施形態では、定電圧生成手段として、ツェナーダイオードZD1を使用する場合を例に挙げたが、図5(a)に示すように、複数(図では4個)のダイオードD1〜D4の直列接続回路で構成することも可能である。ダイオードD1〜D4は、それぞれに0.7[V]程度の電圧降下が発生するので、これらを4個直列接続すれば2.8[V]の定電圧を発生させることができる。
また、定電圧生成手段の他の例として、図5(b)に示すシャントレギュレータX1を用いることも可能である。
以上、本発明の負荷回路の断線・過電流検出装置を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。
例えば、上記した負荷回路に備えられる電子スイッチQ1(マルチソースFET)、増幅器AMP1、FET(T1)、(T2)、(T3)、電流源CC1、定電流源CC2、ツェナーダイオードZD1、抵抗R1、等の各素子を一つの基板上に集積化して回路を構成しても良い。また、電子スイッチQ1、増幅器AMP1、及びFET(T1)を一つの基板に集積し、FET(T2)、(T3)、電流源CC1、定電流源CC2、ツェナーダイオードZD1、抵抗R1を別の基板に集積する構成としても良い。
また、上述した実施形態では、互いに並列接続された2個の負荷L1,L2を備えた負荷回路を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、3以上の負荷を備え、このうち少なくとも1つの負荷に断線が生じたときにこれを検出することが可能である。
更に、図2に示したカレントミラー回路を用いて構成される電流源CC1、定電流源CC2は、請求項に記載した第1の電流源、第2の電流源の一例に過ぎない。よって、第1の電流源、第2の電流源をその他の回路で構成することも可能である。
また、上記した実施形態では、負荷として車両に搭載されるウィンカー等のランプ負荷を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ドアミラー駆動用のモータ等の負荷を駆動する回路に適用することも可能である。
更に、上記した実施形態では、車両に搭載される負荷、バッテリを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、車両以外で用いられる負荷を、直流電源を用いて駆動する回路に適用することも可能である。
断線、及び過電流を簡単な構成で検出することができ、且つコストダウンを図る上で極めて有用である。
CC1 電流源(第1の電流源)
CC2 定電流源(第2の電流源)
Q1 電子スイッチ
T1 FET(半導体スイッチング素子)
ZD1 ツェナーダイオード(定電圧生成手段)
ZD2 ツェナーダイオード(定電圧回路)
R1 抵抗(抵抗体)
R2 抵抗(第2抵抗)
R4 抵抗(第1抵抗)
アンプ1 増幅器(増幅手段)
L1,L2 負荷
VB バッテリ
IL 負荷電流
IS センス電流
CC2 定電流源(第2の電流源)
Q1 電子スイッチ
T1 FET(半導体スイッチング素子)
ZD1 ツェナーダイオード(定電圧生成手段)
ZD2 ツェナーダイオード(定電圧回路)
R1 抵抗(抵抗体)
R2 抵抗(第2抵抗)
R4 抵抗(第1抵抗)
アンプ1 増幅器(増幅手段)
L1,L2 負荷
VB バッテリ
IL 負荷電流
IS センス電流
Claims (6)
- ドレイン、ソース間電流に比例した電流を出力する電流検出用ソース端子を備えた電界効果トランジスタを介して直流電源に接続された複数の負荷を駆動する負荷回路の、前記各負荷の断線、及び前記各負荷に流れる過電流を検出する負荷回路の断線・過電流検出装置であって、
前記電流検出用ソース端子に流れる電流から、前記直流電源の出力電圧に比例する電流を分流させる第1の電流源と、
前記第1の電流源に対して並列に配置され、前記電流検出用ソース端子に流れる電流から所定の電流を分流させる第2の電流源と、
前記電流検出用ソース端子に流れる電流から、前記第1の電流源に流れる電流、及び前記第2の電流源に流れる電流を差し引いた電流を検出し、この検出した電流が、予め設定した第1基準値未満であるか、前記第1基準値よりも大きい第2基準値以上であるか、或いは前記第1基準値と第2基準値との間の値であるかを判定し、この判定結果に基づいて、前記負荷の断線、及び過電流の発生を検出する断線・過電流検出手段と、
を有することを特徴とする負荷回路の断線・過電流検出装置。 - 前記断線・過電流検出手段は、定電圧生成手段と抵抗体との直列接続回路を有し、
前記電流検出用ソース端子に流れる電流から、前記第1の電流源に流れる電流、及び前記第2の電流源に流れる電流を差し引いた電流を、前記直列接続回路に流すと共に、
前記抵抗体の両端に生じる電圧が前記第1基準値に対応する電圧未満であるときに前記複数の負荷のうちの少なくとも一つが断線であると判定し、前記直列接続回路の両端に生じる電圧が前記第2基準値に対応する電圧以上であるときに過電流であると判定することを特徴とする請求項1に記載の負荷回路の断線・過電流検出装置。 - 前記定電圧生成手段は、ツェナーダイオード、複数のダイオードの直列接続、またはシャントレギュレータ、のうちのいずれかであることを特徴とする請求項2に記載の負荷回路の断線・過電流検出装置。
- 前記第1の電流源は、前記直流電源とグランドとの間に接続された第1抵抗と、前記第1抵抗に流れる電流と同一の電流を生成して、この生成した電流を前記電流検出用ソース端子に流れる電流から分流させる第1カレントミラー回路と、を含むことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の負荷回路の断線・過電流検出装置。
- 前記第2の電流源は、前記直流電源より出力される電圧から一定値となる電圧を生成する定電圧回路と、前記定電圧回路で生成される一定電圧が印加されてこの一定電圧に比例する電流を流す第2抵抗と、
前記第2抵抗に流れる電流と同一の電流を生成し、この生成した電流を前記電流検出用ソース端子に流れる電流から分流させる第2カレントミラー回路と、を含むことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の負荷回路の断線・過電流検出装置。 - 前記電流検出用ソース端子に接続される半導体スイッチング素子と、
前記電界効果トランジスタのソースに生じる電圧と、該電界効果トランジスタの電流検出用ソース端子に生じる電圧と、の差分に応じた制御信号を出力する増幅手段と、を更に有し、
前記増幅手段より出力される前記制御信号を、前記半導体スイッチング素子の制御入力端子に供給することにより、前記電流検出用ソース端子に流れる電流が、前記電界効果トランジスタのドレイン、ソース間に流れる電流に比例するように制御することを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の負荷回路の断線・過電流検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007182083A JP2009021071A (ja) | 2007-07-11 | 2007-07-11 | 負荷回路の断線・過電流検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publication Number | Publication Date |
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JP2009021071A true JP2009021071A (ja) | 2009-01-29 |
Family
ID=40360555
Family Applications (1)
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JP2007182083A Pending JP2009021071A (ja) | 2007-07-11 | 2007-07-11 | 負荷回路の断線・過電流検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2009021071A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9103888B2 (en) | 2012-10-26 | 2015-08-11 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Protection circuit and gate driving circuit for semiconductor switching device |
JP2016090258A (ja) * | 2014-10-30 | 2016-05-23 | 矢崎総業株式会社 | 断線検出装置および断線検出方法 |
US10166939B2 (en) | 2014-10-30 | 2019-01-01 | Yazaki Corporation | Vehicular power supply control device and a controlling method of the same |
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2007
- 2007-07-11 JP JP2007182083A patent/JP2009021071A/ja active Pending
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JP2016090258A (ja) * | 2014-10-30 | 2016-05-23 | 矢崎総業株式会社 | 断線検出装置および断線検出方法 |
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