JP4001685B2

JP4001685B2 - Load disconnection detector

Info

Publication number: JP4001685B2
Application number: JP30693798A
Authority: JP
Inventors: 俊藏大島; 晃馬場; 良和長嶋; 一美長沢; 正之中山
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1998-10-28
Filing date: 1998-10-28
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2018-10-28
Also published as: JP2000131369A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的には負荷の断線を検出する装置に関し、特定的には電流検出回路を使用した移動体用の負荷断線検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、負荷電流をシャント抵抗に流して、シャント抵抗の両端間の微小電位差を、通常は差動アンプで構成される電流検出回路により増幅して、その出力信号をＡ／Ｄ変換器によりアナログ信号からディジタル信号に変換し、そのディジタル信号をマイクロコンピュータが読み取り、その読み取り値を予め設定してある閾値と比較して、負荷断線の有無を判定するといったシステムが知られている。特に、自動車等の移動体用の負荷として、ランプの断線の検出には該システムが使用されてきた。以降、前記「負荷」を「ランプ負荷」又は単に「ランプ」と称する。
【０００３】
従来技術のランプ断線検出装置に用いられる電流検出回路において、抵抗値Ｒ_Sを有するシャント抵抗には、電源電圧Ｖ_Bによりランプの負荷電流に等しい電流Ｉ_Lが流れ、シャント抵抗の両端間の電位差を入力信号として、増幅回路７から次式で表される出力電圧Ｖ_Oが出力される。
【０００４】
【数１】
Ｖ_O＝Ｇ＊（Ｒ_S＊Ｉ_L±Ｖ_OS±Ｖ_TD）
＝Ｇ＊[Ｒ_S＊[Ｖ_B／（Ｒ_S＋Ｒ_L）]±Ｖ_OS±Ｖ_TD] …(１)
【０００５】
ここで、Ｇは増幅回路の利得、Ｒ_Lはランプの抵抗値、Ｖ_OSは差動アンプの入力オフセット電圧、Ｖ_TDは温度変化による差動アンプの入力換算ドリフト電圧である。
【０００６】
上記(１)式から明らかなように、電源電圧Ｖ_Bが設定値に対して変動すると、ランプの負荷電流Ｉ_Lも変動し、その結果、電流検出回路の出力電圧Ｖ_Oが変化するという問題があった。
【０００７】
この問題を解消するために、従来では、電流検出回路の出力電圧Ｖ_Oだけでなく、電源電圧Ｖ_BもＡ／Ｄ変換器に入力し、電源電圧の変動分をマイクロコンピュータで読み取り、それによりランプ断線の誤判定を防止していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、出力電圧Ｖ_Oと電源電圧Ｖ_Bについて２回のＡ／Ｄ変換を実施する必要があるため、変換誤差が増大してランプ断線の検出精度の低下を招いていた。
【０００９】
従って、本発明の目的は、電源電圧変動の影響を除去すると共に、ランプの負荷電流検出精度を向上させることができるランプ負荷断線検出装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項１に記載した発明の負荷断線検出装置は、電源からランプ負荷への電流が流れる抵抗値 R ｓの抵抗と、該抵抗の端子間電圧を入力とする増幅率 G の増幅回路と、を含む電流検出回路を具備し、該電流検出回路の出力電圧 Vo から前記ランプ負荷における断線の有無を判定するランプ負荷断線検出装置において、設定電源電圧Ｖ _BS におけるランプ正常時の負荷電流をＩ _LS とし、前記電源電圧Ｖ _B の最大値をＶ _BH 、最小値をＶ _BL 、電源電圧変動分をΔＶ _B ＝Ｖ _BH −Ｖ _BL とし、前記Ｖ _BH およびＶ _BL に対応するランプ正常時の負荷電流をそれぞれＩ _LH およびＩ _LL 、負荷電流変動分をΔＩ _L ＝Ｉ _LH −Ｉ _LL としたとき、
前記電流検出回路の出力電圧 Vo を構成するＧ＊Ｒｓ＊ΔＩ _L ／ΔＶ _B ＊Ｖ _B で示される前記電源電圧Ｖ _B に比例する電圧を相殺するように前記電流検出回路の出力電圧 Vo を補正する第１の補正手段と、前記電流検出回路の出力電圧 Vo を構成するＧ＊Ｒｓ＊ΔＩ _L ／ΔＶ _B ＊Ｖ _BS で示される前記電源電圧Ｖ _B に依存しない定電圧を相殺するように前記電流検出回路の入力電圧を補正する第２の補正手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
第１の補正手段を用いて、最も高い検出精度が要求されるランプの負荷電流値と、電源電圧変動の補正が有効に働く電流値範囲を限定することにより、ランプの負荷電流検出精度の向上と、電流検出回路構成の最小化を同時に行うことが可能になる。
【００１２】
さらに第２の補正手段を用いることにより、電源電圧変動とは無関係な補正電圧の定数項だけでなく、第１の補正手段、及び増幅回路（差動アンプ）のオフセット電圧をも補正することが可能になる。
【００１３】
前記目的を達成するため、請求項２に記載した発明の負荷断線検出装置は、前記第１の補正手段が電源電圧の分圧回路を具備したことを特徴とする。電源電圧の分圧回路により、変動比例項を検出すると共に、所望レベルへと変換することが可能になる。
【００１４】
前記目的を達成するため、請求項３に記載した発明の負荷断線検出装置は、前記第１の補正手段が加減算回路を具備したことを特徴とする。加減算回路により、前記所望レベルへと変換された変動比例項に応じて、電流検出回路の出力電圧を補正することが可能になる。
【００１５】
前記目的を達成するため、請求項４に記載した発明の負荷断線検出装置は、前記第２の補正手段が、電流値により前記電流検出回路の入力電圧を操作するための定電流回路を具備したことを特徴とする。定電流回路を用いて定電流値を可変することにより、入力バイアス条件を変化させ、出力オフセット電圧を補正することができ、ロットによるバラツキを解消することが可能になる。
【００１６】
前記目的を達成するため、請求項５に記載した発明の負荷断線検出装置は、前記第２の補正手段が、抵抗値により前記電流検出回路の入力電圧を操作するための可変抵抗を具備したことを特徴とする。可変抵抗を用いて抵抗値を可変することにより、入力バイアス条件を変化させ、出力オフセット電圧を補正することができ、ロットによるバラツキを解消することが可能になる。
【００１７】
前記目的を達成するため、請求項６に記載した発明の負荷断線検出装置は、前記第２の補正手段が、電流値により前記電流検出回路の入力電圧を操作するための定電流回路、及び抵抗値により前記電流検出回路の入力電圧を操作するための可変抵抗を具備し、前記可変抵抗の温度係数を打ち消すように前記定電流回路電流の温度係数を設定したことを特徴とする。
【００１８】
可変抵抗の温度係数を打ち消すように前記定電流回路電流の温度係数を設定することにより、温度変化による電流検出回路のドリフト電圧を最小にして、検出精度の更なる向上が可能になる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明のランプ断線検出装置１の全体構成を示すブロック図である。本装置１は、ランプ電源２、電流検出回路３、ランプ負荷４、Ａ／Ｄ変換器５、及びマイクロコンピュータ６から構成される。ランプ負荷４に流れる負荷電流Ｉ_Lが、電流検出回路３により検出され、アナログ電圧Ｖ_Oとして出力される。次に、アナログの出力電圧Ｖ_OはＡ／Ｄ変換器５によりディジタル値に変換され、この値をマイクロコンピュータ６が読み取り、その読み取り値を予め設定してある閾値と比較して、ランプ断線の有無を判定することになる。
【００２１】
図２は、本発明による電流検出回路３の参考例のブロック図を示し、図３は本発明による電流検出回路３の第１の実施形態を示すブロック図である。電流検出回路３には、シャント抵抗Ｒ_S、増幅回路７、及び第１の補正手段８及び第２の補正手段９が含まれている。ランプ４の負荷電流Ｉ_Lは電流検出用のシャント抵抗Ｒ_Sに流れ、その電圧降下分Ｒ_SＩ_Lが、増幅回路７により、後続のＡ／Ｄ変換器５の入力として必要な所定レベルにまで増幅され、電圧Ｖ_Oとして出力される。また、増幅回路７には第１の補正手段８が接続されている。ここで、ランプ４に供給される電源電圧Ｖ_Bが設定値Ｖ_BSから変動すると、第１の補正手段８は、その変動分ΔＶ_Bの大きさに比例して且つその極性に応じて、増幅回路７の出力電圧Ｖ_Oを補正するための制御信号Ｖ_Cを出力する。制御信号Ｖ_Cは、増幅回路７内の帰還及び出力段に供給され、電源電圧Ｖ_Bに比例して出力電圧Ｖ_Oが補正されることになる。
【００２２】
以下の一連の式は、出力電圧Ｖ_Oの補正電圧項を導出するものである。増幅回路７の利得をＧとし、差動アンプの入力オフセット電圧Ｖ_OS及び温度ドリフト電圧Ｖ_TDがゼロであると想定すると、出力電圧Ｖ_Oは、前記(１)式から次式のように表される。
【００２３】
【数２】
Ｖ_O＝Ｇ＊Ｒ_S＊Ｉ_L…(２)
【００２４】
次に、電源電圧Ｖ_Bの最大変動値をＶ_BH、最小変動値をＶ_BLと限定し、それによるランプの最大負荷電流をＩ_LH、最小負荷電流をＩ_LLとし、設定負荷電流をＩ_LSとすると、電源電圧変動を考慮したランプの負荷電流Ｉ_Lは次式のように表される。
【００２５】
【数３】
Ｉ_L＝Ｉ_LS＋〔（Ｉ_LH−Ｉ_LL）／（Ｖ_BH−Ｖ_BL）〕＊（Ｖ_B−Ｖ_BS） …(３)
【００２６】
ここで、ΔＩ_L＝Ｉ_LH−Ｉ_LL、及びΔＶ_B＝Ｖ_BH−Ｖ_BLとして、(３)式を(２)式に代入すると、以下の式が得られる。
【００２７】
【数４】
Ｖ_O＝Ｇ＊Ｒ_S＊Ｉ_LS＋〔(Ｇ＊Ｒ_S)＊ΔＩ_L／ΔＶ_B＊（Ｖ_B−Ｖ_BS）〕 …(４)
【００２８】
(４)式中で、所定の出力電圧は右辺第１項で示され、電源電圧Ｖ_B変動による出力変化は右辺第２項に示されており、従って、出力変化を出力電圧Ｖ_Oから相殺するための補正電圧は以下のようになる。
【００２９】
【数５】
補正電圧＝−〔(Ｇ＊Ｒ_S)＊ΔＩ_L／ΔＶ_B〕＊Ｖ_B
＋〔(Ｇ＊Ｒ_S)＊ΔＩ_L／ΔＶ_B〕＊Ｖ_BS …(５)
【００３０】
(５)式において、右辺第１項は、変動する電源電圧Ｖ_Bに比例した変動比例項を示し、また右辺第２項は電源電圧変動とは無関係な定数項を示している。図２に示す参考例のブロック図では第１の補正手段８が、補正電圧の変動比例項と定数項により、出力電圧Ｖ_Oに補正を加えている。
【００３１】
図３は、本発明による電流検出回路３の第１の実施形態を示すブロック図である。図３には、参考例である図２の構成に加えて、第２の補正手段９が含まれている。参考例となる図２に示す電流検出回路の場合、第 1 の補正手段８が補正電圧の変動比例項と定数項を用いて、出力電圧Ｖ_Oに補正を加える構成をとった。それに対して本発明による第 1 の実施形態の場合は、第１の補正手段８が上記（５）式で示される補正電圧のうち変動比例項を受け持ち、第２の補正手段９が上記（５）式で示される補正電圧のうち定数項を受け持って、出力電圧Ｖ_Oに補正を加える構成をとる。また、第２の補正手段９は、第１の補正手段８、及び増幅回路７の構成要素の特性バラツキに起因したオフセット電圧のバラツキ、即ち、第1の補正手段８の構成要素の特性バラツキ及び増幅回路７の構成要素の特性バラツキに起因して第1の補正手段８による補正後の出力電圧Ｖｏのレベルに現れる誤差をも補正するために用いられる。
【００３２】
図４は、図３の電流検出回路３の詳細な回路図を示す。尚、図２の電流検出回路３の詳細な回路図は提示しなかったが、図４における第２の補正手段９がない構成をとることは明白である。図４に示すように、第１の補正手段８は、電源電圧Ｖ_Bの変動分を検出して所定レベルに変換するために、抵抗Ｒ１、Ｒ２、及びダイオード接続のトランジスタＱＢから構成される分圧回路１０と、この分圧回路１０における抵抗Ｒ１とＲ２の接続点からの出力をトランジスタＱＡのベースで受け、トランジスタＱＡのコレクタ出力である補正電圧の変動比例項を、増幅回路７の帰還及び出力段のトランジスタＱＨ８のコレクタに入力して、トランジスタＱＨ８のエミッタ電流を変化させ、結果として出力電圧Ｖ_Oのレベルを増減する加減算回路１１からなる。また、第２の補正手段９は、可変抵抗１３と定電流回路１２からなり、増幅回路７への入力バイアス電圧を変化させることにより、電源電圧変動とは無関係な補正電圧の定数項だけでなく、第１の補正手段８の構成要素の特性バラツキ及び増幅回路７の構成要素の特性バラツキに起因して第1の補正手段８による補正後の出力電圧Ｖｏのレベルに現れる誤差をも補正するよう機能する。図４において、第２の補正手段９を可変抵抗１３と電流固定の定電流回路１２とで構成したが、バイアス電圧を可変するという点で、固定抵抗と電流可変の定電流回路とで構成したとしても作用的には同一である。
【００３３】
前記した、第１の補正手段８の構成要素の特性バラツキ及び増幅回路７の構成要素の特性バラツキに起因して第1の補正手段８による補正後の出力電圧Ｖｏのレベルに現れる誤差の補正は、第２の補正手段９の第１の特徴的機能であるが、第２の特徴的機能として、温度変化による差動アンプの入力換算ドリフト電圧の補正がある。これを次に説明する。可変抵抗１３は温度係数を有しており、温度変化により抵抗値が変化すると定電流回路１２の電流による電圧降下も変化する。そこで、図４に示す第２の補正手段９の実際の構成においては、温度変化による差動アンプの入力換算オフセット電圧Ｖ_OS、すなわち温度ドリフトを相殺するため、可変抵抗１３の抵抗温度係数を打ち消すように、定電流回路１２の電流温度係数を設定してある。
【００３４】
図５は、本発明による電流検出回路３の第２の実施形態を示すブロック図である。図２−図４に示す電流検出回路３の場合、ランプ負荷４の電流検出用のシャント抵抗Ｒ_Sは固定抵抗であったのに対して、図５に示す電流検出回路３の場合は、可変抵抗によって構成されている。これは、異なる特性を有するランプ負荷に対しても、電源電圧変動補正の最適化を図るためである。ランプの負荷電流と、電源電圧変動による補正範囲とを設定したランプ負荷とは異なる仕様のランプ負荷を用いると、負荷電流が増加方向又は減少方向に変化するため、出力電圧Ｖ_Oを補正可能な電源電圧範囲が上方又は下方で余裕がなくなり、最適な電源電圧変動補正を達成することが困難になる。そこで、シャント抵抗Ｒ_Sの抵抗値を変化させ、予め設定したシャント抵抗による電圧降下Ｒ_S＊Ｉ_LSに一致させることにより、電源電圧変動の補正範囲の最適化を図るものである。例えば、負荷抵抗Ｒ_LAの設定ランプＡに対するシャント抵抗がＲ_SA、負荷電流がＩ_LAである場合、負荷抵抗Ｒ_LBのランプＢに対するシャント抵抗をＲ_SB、負荷電流をＩ_LBとすると、シャント抵抗Ｒ_SBは以下の式から得られる。
【００３５】
【数６】
Ｒ_SA＊〔Ｖ_B／（Ｒ_SA＋Ｒ_LA）〕＝Ｒ_SB＊〔Ｖ_B／（Ｒ_SB＋Ｒ_LB）〕
Ｒ_SB＝(Ｒ_LB／Ｒ_LA)＊Ｒ_SA …(６)
【００３６】
例えば、予め５Ｗ３灯負荷で設定し、次に２１Ｗ２灯負荷を用いる場合、シャント抵抗値は、〔１／(２１＊２)〕／〔１／(５＊３)〕＝１／２．８倍となる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載した発明の負荷断線検出装置は、電源からランプ負荷への電流が流れる抵抗値 R ｓの抵抗と、該抵抗の端子間電圧を入力とする増幅率 G の増幅回路と、を含む電流検出回路を具備し、該電流検出回路の出力電圧 Vo から前記ランプ負荷における断線の有無を判定するランプ負荷断線検出装置において、設定電源電圧Ｖ _BS におけるランプ正常時の負荷電流をＩ _LS とし、前記電源電圧Ｖ _B の最大値をＶ _BH 、最小値をＶ _BL 、電源電圧変動分をΔＶ _B ＝Ｖ _BH −Ｖ _BL とし、前記Ｖ _BH およびＶ _BL に対応するランプ正常時の負荷電流をそれぞれＩ _LH およびＩ _LL 、負荷電流変動分をΔＩ _L ＝Ｉ _LH −Ｉ _LL としたとき、前記電流検出回路の出力電圧 Vo を構成するＧ＊Ｒｓ＊ΔＩ _L ／ΔＶ _B ＊Ｖ _B で示される前記電源電圧Ｖ _B に比例する電圧を相殺するように前記電流検出回路の出力電圧 Vo を補正する第１の補正手段と、前記電流検出回路の出力電圧 Vo を構成するＧ＊Ｒｓ＊ΔＩ _L ／ΔＶ _B ＊Ｖ _BS で示される前記電源電圧Ｖ _B に依存しない定電圧を相殺するように前記電流検出回路の入力電圧を補正する第２の補正手段と、を備えることを特徴とする。第１の補正手段を用いて、最も高い検出精度が要求されるランプの負荷電流値と、電源電圧変動の補正が有効に働く電流値範囲を限定することにより、ランプの負荷電流検出精度の向上と、電流検出回路構成の最小化を同時に行うことが可能になる。さらに第２の補正手段を用いることにより、電源電圧変動とは無関係な補正電圧の定数項だけでなく、第１の補正手段、及び増幅回路（差動アンプ）のオフセット電圧をも補正することが可能になる。
【００３８】
請求項２に記載した発明の負荷断線検出装置は、前記第１の補正手段が電源電圧の分圧回路を具備したことを特徴とする。電源電圧の分圧回路により、変動比例項を検出すると共に、所望レベルへと変換することが可能になる。
【００３９】
請求項３に記載した発明の負荷断線検出装置は、前記第１の補正手段が加減算回路を具備したことを特徴とする。加減算回路により、前記所望レベルへと変換された変動比例項に応じて、電流検出回路の出力電圧を補正することが可能になる。
【００４０】
請求項４に記載した発明の負荷断線検出装置は、前記第２の補正手段が、電流値により前記電流検出回路３の入力電圧を操作するための定電流回路を具備したことを特徴とする。定電流回路を用いて定電流値を可変することにより、入力バイアス条件を変化させ、出力オフセット電圧を補正することができ、ロットによるバラツキを解消することが可能になる。
【００４１】
請求項５に記載した発明の負荷断線検出装置は、前記第２の補正手段が、抵抗値により前記電流検出回路３の入力電圧を操作するための可変抵抗を具備したことを特徴とする。可変抵抗を用いて抵抗値を可変することにより、入力バイアス条件を変化させ、出力オフセット電圧を補正することができ、ロットによるバラツキを解消することが可能になる。
【００４２】
請求項６に記載した発明の負荷断線検出装置は、前記第２の補正手段が、電流値により前記電流検出回路の入力電圧を操作するための定電流回路、及び抵抗値により前記電流検出回路の入力電圧を操作するための可変抵抗を具備し、前記可変抵抗の温度係数を打ち消すように前記定電流回路電流の温度係数を設定したことを特徴とする。可変抵抗の温度係数を打ち消すように前記定電流回路電流の温度係数を設定することにより、温度変化による電流検出回路のドリフト電圧を最小にして、検出精度の更なる向上が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のランプ断線検出装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】電流検出回路３の参考例を示すブロック図である。
【図３】本発明による電流検出回路の第１の実施形態を示すブロック図である。
【図４】図３に示す電流検出回路の詳細な回路図である。
【図５】本発明による電流検出回路の第２の実施形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ランプ負荷断線検出装置
２ランプ電源
３電流検出回路
４ランプ負荷
５Ａ／Ｄ変換器
６マイクロコンピュータ
７増幅回路
８第１の補正手段
９第２の補正手段
１０分圧回路
１１加減算回路
１２定電流回路
１３可変抵抗[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention generally relates to an apparatus for detecting disconnection of a load, and more particularly to a load disconnection detection apparatus for a moving body using a current detection circuit.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a load current is passed through a shunt resistor, a minute potential difference between both ends of the shunt resistor is amplified by a current detection circuit that is usually composed of a differential amplifier, and the output signal is analogized by an A / D converter. A system is known in which a signal is converted into a digital signal, the digital signal is read by a microcomputer, and the read value is compared with a preset threshold value to determine the presence or absence of load disconnection. In particular, the system has been used to detect the disconnection of a lamp as a load for a moving body such as an automobile. Hereinafter, the “load” is referred to as “lamp load” or simply “lamp”.
[0003]
In the current detection circuit used in the lamp disconnection detection device of the prior art, a current I _L equal to the load current of the lamp flows through the shunt resistor having the resistance value R _{S due} to the power supply voltage V _B , and the potential difference between both ends of the shunt resistor. as an input signal, the output voltage V _O from the amplifying circuit 7 is expressed by the following equation is output.
[0004]
[Expression 1]
V _O = G * (R _S * I _L ± V _OS ± V _TD )
= G * [R _S * [V _B / (R _S + R _L )] ± V _OS ± V _TD ] (1)
[0005]
Here, G is the gain of the amplifier circuit, R _L is the resistance value of the lamp, V _OS is the input offset voltage of the differential amplifier, and V _TD is the input equivalent drift voltage of the differential amplifier due to temperature change.
[0006]
As apparent from the above equation (1), when the power supply voltage V _B varies with respect to the set value, a problem that also vary the load current I _L of the lamp, as a result, the output voltage V _O of the current detection circuit changes was there.
[0007]
In order to solve this problem, conventionally, not only the output voltage V _O of the current detection circuit but also the power supply voltage V _B is input to the A / D converter, and the fluctuation of the power supply voltage is read by the microcomputer, thereby This prevented erroneous determination of lamp breakage.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, since it is necessary to perform A / D conversion twice for the output voltage V _O and the power supply voltage V _B , the conversion error increases and the detection accuracy of the lamp breakage is lowered.
[0009]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a lamp load disconnection detecting device capable of removing the influence of power supply voltage fluctuations and improving the load current detection accuracy of the lamp.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above purpose, the load disconnection detecting apparatus of the invention described in claim 1, amplification with the input and the resistance of the resistance value R s which current flows to the lamp load from the power supply, the voltage between the terminals of the resistor comprising a current detection circuit including an amplifier circuit rate G, a, in determining lamp load disconnection detecting device whether the disconnection of the lamp load from the output voltage Vo of the current detection circuit, the lamp normally in the setting power source voltage V _BS the load current at the I _LS, the source voltage V maximum value V _BH of _B, and the minimum value V _BL, the supply voltage fluctuation and ΔV _B = V _BH -V _BL, corresponding to the V _BH and V _BL When the lamp normal load current is I _LH and I _LL , and the load current fluctuation is ΔI _L = I _LH −I _LL ,
Correcting the output voltage Vo of the current detection circuit so as to cancel a voltage proportional to the power supply voltage V _B represented by _{G * Rs * ΔI L / ΔV} B * V B constituting the output voltage Vo of the current detection circuit The first correcting means for canceling out the constant voltage independent of the power supply voltage V _B indicated by G * Rs * ΔI _L / ΔV _B * V _BS constituting the output voltage Vo of the current detection circuit. And second correction means for correcting the input voltage of the current detection circuit.
[0011]
Improve lamp load current detection accuracy by limiting the load current value of the lamp for which the highest detection accuracy is required and the current value range in which correction of power supply voltage fluctuations works effectively using the first correction means And minimizing the current detection circuit configuration at the same time.
[0012]
Furthermore, by using the second correction means, not only the constant term of the correction voltage unrelated to the fluctuation of the power supply voltage but also the first correction means and the offset voltage of the amplifier circuit (differential amplifier) can be corrected. It becomes possible.
[0013]
In order to achieve the above object, the load disconnection detecting device of the invention described in claim 2 is characterized in that the first correction means includes a voltage dividing circuit for a power supply voltage. The power supply voltage dividing circuit can detect the fluctuation proportional term and convert it to a desired level.
[0014]
In order to achieve the object, the load disconnection detecting device of the invention described in claim 3 is characterized in that the first correction means includes an addition / subtraction circuit. By the addition / subtraction circuit, it becomes possible to correct the output voltage of the current detection circuit in accordance with the fluctuation proportional term converted to the desired level.
[0015]
In order to achieve the object, in the load disconnection detecting device according to the invention described in claim 4, the second correction means includes a constant current circuit for operating the input voltage of the current detection circuit according to a current value. It is characterized by that. By changing the constant current value using the constant current circuit, the input bias condition can be changed, the output offset voltage can be corrected, and the variation among lots can be eliminated.
[0016]
In order to achieve the object, in the load disconnection detecting device according to the invention described in claim 5, the second correction means comprises a variable resistor for operating the input voltage of the current detection circuit by a resistance value. It is characterized by. By varying the resistance value using a variable resistor, the input bias condition can be changed, the output offset voltage can be corrected, and variations among lots can be eliminated.
[0017]
In order to achieve the object, the load disconnection detecting device according to the invention described in claim 6 is characterized in that the second correction means is a constant current circuit for operating an input voltage of the current detection circuit according to a current value, and a resistor. A variable resistor for operating an input voltage of the current detection circuit according to a value is provided, and the temperature coefficient of the constant current circuit current is set so as to cancel the temperature coefficient of the variable resistor.
[0018]
By setting the temperature coefficient of the constant current circuit current so as to cancel the temperature coefficient of the variable resistor, it is possible to minimize the drift voltage of the current detection circuit due to a temperature change and further improve the detection accuracy.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0020]
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a lamp breakage detection device 1 according to the present invention. The apparatus 1 includes a lamp power source 2, a current detection circuit 3, a lamp load 4, an A / D converter 5, and a microcomputer 6. A load current I _L flowing through the lamp load 4 is detected by the current detection circuit 3 and output as an analog voltage V _O. Next, the analog output voltage V _O is converted into a digital value by the A / D converter 5, and this value is read by the microcomputer 6, and the read value is compared with a preset threshold value. The presence or absence is determined.
[0021]
FIG. 2 is a block diagram showing a reference example of the current detection circuit 3 according to the present invention, and FIG. 3 is a block diagram showing a first embodiment of the current detection circuit 3 according to the present invention . The current detection circuit 3 includes a shunt resistor R _S , an amplifier circuit 7, a first correction unit 8, and a second correction unit 9 . The load current I _L of the lamp 4 flows through the shunt resistor R _S for current detection, and the voltage drop R _S I _L is brought to a predetermined level necessary as an input of the subsequent A / D converter 5 by the amplifier circuit 7. It is amplified to be outputted as a voltage V _O. The first correction means 8 is connected to the amplifier circuit 7. Here, when the power supply voltage V _B supplied to the lamp 4 fluctuates from the set value V _BS , the first correction means 8 amplifies in proportion to the magnitude of the fluctuation ΔV _B and according to the polarity. A control signal V _C for correcting the output voltage V _O of the circuit 7 is output. The control signal V _C is supplied to the feedback and output stage in the amplifier circuit 7, and the output voltage V _O is corrected in proportion to the power supply voltage V _B.
[0022]
The following series of equations derives a correction voltage term for the output voltage V _O. The gain of the amplifier circuit 7 and G, the input offset voltage V _OS and temperature drift voltage V _TD of differential amplifier is assumed to be zero, the output voltage V _O, the table as in the following equation from the equation (1) Is done.
[0023]
[Expression 2]
V _O = G * R _S * I _L (2)
[0024]
Next, the maximum fluctuation value of the power supply voltage V _B is limited to V _BH , the minimum fluctuation value is limited to V _BL , the maximum load current of the lamp is I _LH , the minimum load current is I _LL , and the set load current is I _LS When the load current I _L of the lamp in consideration of supply voltage variation is expressed as follows.
[0025]
[Equation 3]
I _L = I _LS + [(I _LH −I _LL ) / (V _BH −V _BL )] * (V _B −V _BS ) (3)
[0026]
Here, when ΔI _L = I _LH −I _LL and ΔV _B = V _BH −V _BL and substituting Equation (3) into Equation (2), the following equation is obtained.
[0027]
[Expression 4]
V _O = G * R _S * I _LS + [(G * R _S ) * ΔI _L / ΔV _B * (V _B −V _BS )] (4)
[0028]
In the equation (4), the predetermined output voltage is indicated by the first term on the right side, and the output change due to the fluctuation of the power supply voltage V _B is indicated by the second term on the right side. Therefore, the output change is offset from the output voltage V _O. The correction voltage for this is as follows.
[0029]
[Equation 5]
Correction voltage = − [(G * R _S ) * ΔI _L / ΔV _B ] * V _B
+ [(G * R _S ) * ΔI _L / ΔV _B ] * V _BS (5)
[0030]
In the equation (5), the first term on the right side indicates a fluctuation proportional term proportional to the fluctuating power supply voltage V _B, and the second term on the right side indicates a constant term unrelated to the power supply voltage fluctuation. First correction means 8 in the block diagram of a reference example shown in FIG. 2, the variation proportional term and the constant term of the correction voltage, and adding the correction to the output voltage V _O.
[0031]
FIG. 3 is a block diagram showing a first embodiment of the current detection circuit 3 according to the present invention. FIG. 3 includes second correction means 9 in addition to the configuration of FIG. 2 as a reference example . In the case of the current detection circuit shown in FIG. 2 as a reference example , the first correction means 8 is configured to correct the output voltage V _O using the correction voltage fluctuation proportional term and the constant term. For the first embodiment according to the present invention, on the other hand, charge variation proportional term of the correction voltage first correction means 8 represented by the above equation (5), the second correction means 9 described above (5 In this case, the output voltage V _O is corrected by taking a constant term out of the correction voltage expressed by the formula (1). Further, the second correction means 9 is a variation of the offset voltage caused by the characteristic variation of the first correction means 8 and the components of the amplifier circuit 7, that is, the characteristic variation of the components of the first correction means 8 and This is used to correct an error appearing in the level of the output voltage Vo after the correction by the first correction means 8 due to the characteristic variation of the components of the amplifier circuit 7.
[0032]
FIG. 4 shows a detailed circuit diagram of the current detection circuit 3 of FIG. Although a detailed circuit diagram of the current detection circuit 3 in FIG. 2 has not been presented, it is obvious that the second correction means 9 in FIG. 4 is not provided. As shown in FIG. 4, the first correction means 8 is a component composed of resistors R1 and R2 and a diode-connected transistor QB in order to detect a change in the power supply voltage V _B and convert it to a predetermined level. The output from the junction of the voltage circuit 10 and the resistors R1 and R2 in the voltage divider circuit 10 is received by the base of the transistor QA, and the fluctuation proportional term of the correction voltage, which is the collector output of the transistor QA, is fed back to the amplifier circuit 7. And an adder / subtractor circuit 11 that is input to the collector of the transistor QH8 in the output stage to change the emitter current of the transistor QH8 and consequently increase or decrease the level of the output voltage V _O. The second correction means 9 includes a variable resistor 13 and a constant current circuit 12, and by changing the input bias voltage to the amplifier circuit 7, not only the constant term of the correction voltage unrelated to the power supply voltage fluctuation, The error appearing in the level of the output voltage Vo corrected by the first correction unit 8 due to the characteristic variation of the component of the first correction unit 8 and the characteristic variation of the component of the amplifier circuit 7 is also corrected. Function. In FIG. 4, the second correction means 9 is composed of a variable resistor 13 and a constant current circuit 12 with a fixed current, but is composed of a fixed resistor and a constant current circuit with a variable current in that the bias voltage is variable. Are functionally the same.
[0033]
Correction of the error appearing in the level of the output voltage Vo after the correction by the first correction means 8 due to the characteristic variation of the components of the first correction means 8 and the characteristic variation of the components of the amplifier circuit 7 is as follows. The first characteristic function of the second correction means 9 is the correction of the input conversion drift voltage of the differential amplifier due to the temperature change as the second characteristic function. This will be described next. The variable resistor 13 has a temperature coefficient, and the voltage drop due to the current of the constant current circuit 12 also changes when the resistance value changes due to temperature change. Therefore, in the actual configuration of the second correction means 9 shown in FIG. 4, the offset temperature coefficient of the variable resistor 13 is canceled in order to cancel out the input conversion offset voltage V _OS of the differential amplifier due to temperature change, that is, the temperature drift. As described above, the current temperature coefficient of the constant current circuit 12 is set.
[0034]
FIG. 5 is a block diagram showing a second embodiment of the current detection circuit 3 according to the present invention. In the case of the current detection circuit 3 shown in FIGS. 2 to 4, the current detection shunt resistor R _S of the lamp load 4 is a fixed resistance, whereas in the case of the current detection circuit 3 shown in FIG. It is composed of resistors. This is to optimize the power supply voltage fluctuation correction even for lamp loads having different characteristics. And the load current of the lamp, the use of lamp load having different specifications from the lamp load by setting the correction range by the power supply voltage fluctuation, the load current changes in the increasing direction or decreasing direction, which can correct the output voltage V _O There is no margin in the power supply voltage range above or below, making it difficult to achieve optimal power supply voltage fluctuation correction. Therefore, the power supply voltage fluctuation correction range is optimized by changing the resistance value of the shunt resistor R _S so as to match the voltage drop R _S * I _LS caused by a preset shunt resistor. For example, when the shunt resistance of the load resistance R _{LA to} the setting lamp A is R _SA and the load current is I _LA , the shunt resistance of the load resistance R _{LB to} the lamp B is R _SB and the load current is I _LB. R _SB is obtained from the following equation.
[0035]
[Formula 6]
R _SA * [V _B / (R _SA + R _LA )] = R _SB * [V _B / (R _SB + R _LB )]
R _SB = (R _LB / R _LA ) * R _SA (6)
[0036]
For example, when a 5W3 lamp load is set in advance and then a 21W2 lamp load is used, the shunt resistance value is [1 / (21 * 2)] / [1 / (5 * 3)] = 1 / 2.8 times It becomes.
[0037]
【The invention's effect】
As described above, the load disconnection detecting device according to the first aspect of the present invention has a resistance value R s through which a current from the power source to the lamp load flows, and an amplification factor G having the voltage between the terminals of the resistance as inputs. of the amplifier circuit, comprising a current detection circuit including, in determining lamp load disconnection detecting device whether the disconnection of the lamp load from the output voltage Vo of the current detection circuit, when the lamp normal in setting the power supply voltage V _BS The load current is I _LS , the maximum value of the power supply voltage V _B is V _BH , the minimum value is V _BL , the power supply voltage fluctuation is ΔV _B = V _BH −V _BL, and the lamps corresponding to the V _BH and V _BL When normal load currents are I _LH and I _LL , and load current fluctuations are ΔI _L = I _LH −I _LL , G * Rs * ΔI _L / ΔV _B constituting the output voltage Vo of the current detection circuit proportional to the power supply voltage V _B which * indicated by V _B Represented by the first correction means and constitutes the output voltage Vo of the current detection circuit _{G * Rs * ΔI L / ΔV} B * V BS for correcting the output voltage Vo of the current detection circuit so as to offset the voltage And a second correction means for correcting the input voltage of the current detection circuit so as to cancel out the constant voltage that does not depend on the power supply voltage V _B. Using the first correction means, the load current value of the lamp for which the highest detection accuracy is required and the current value range in which the correction of the power supply voltage variation is effective are limited, thereby improving the load current detection accuracy of the lamp. And minimizing the current detection circuit configuration at the same time. Furthermore, by using the second correction means, not only the constant term of the correction voltage unrelated to the fluctuation of the power supply voltage but also the first correction means and the offset voltage of the amplifier circuit (differential amplifier) can be corrected. It becomes possible.
[0038]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the load disconnection detecting device, wherein the first correction means includes a voltage dividing circuit for a power supply voltage. The power supply voltage dividing circuit can detect the fluctuation proportional term and convert it to a desired level.
[0039]
According to a third aspect of the present invention, there is provided the load disconnection detecting device according to the first aspect, wherein the first correction means includes an addition / subtraction circuit. By the addition / subtraction circuit, it becomes possible to correct the output voltage of the current detection circuit in accordance with the fluctuation proportional term converted to the desired level.
[0040]
According to a fourth aspect of the present invention, the second correction means includes a constant current circuit for operating an input voltage of the current detection circuit 3 according to a current value. By changing the constant current value using the constant current circuit, the input bias condition can be changed, the output offset voltage can be corrected, and the variation among lots can be eliminated.
[0041]
According to a fifth aspect of the present invention, the second correction means includes a variable resistor for operating the input voltage of the current detection circuit 3 by a resistance value. By varying the resistance value using a variable resistor, the input bias condition can be changed, the output offset voltage can be corrected, and variations among lots can be eliminated.
[0042]
According to a sixth aspect of the present invention, in the load disconnection detecting device, the second correction means includes a constant current circuit for operating the input voltage of the current detection circuit by a current value, and a resistance value of the current detection circuit. A variable resistor for operating an input voltage is provided, and the temperature coefficient of the constant current circuit current is set so as to cancel the temperature coefficient of the variable resistor. By setting the temperature coefficient of the constant current circuit current so as to cancel the temperature coefficient of the variable resistor, it is possible to minimize the drift voltage of the current detection circuit due to temperature change and further improve the detection accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a lamp breakage detection device of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a reference example of a current detection circuit 3;
FIG. 3 is a block diagram showing a first embodiment of a current detection circuit according to the present invention.
4 is a detailed circuit diagram of the current detection circuit shown in FIG. 3;
FIG. 5 is a block diagram showing a second embodiment of a current detection circuit according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lamp load disconnection detection apparatus 2 Lamp power supply 3 Current detection circuit 4 Lamp load 5 A / D converter 6 Microcomputer 7 Amplification circuit 8 First correction means 9 Second correction means 10 Voltage dividing circuit 11 Addition / subtraction circuit 12 Constant current Circuit 13 Variable resistance

Claims

電源からランプ負荷への電流が流れる抵抗値Resistance value through which current flows from the power supply to the lamp load RR ｓの抵抗と、該抵抗の端子間電圧を入力とする増幅率s resistance and amplification factor with input of voltage between terminals of the resistance GG の増幅回路と、を含む電流検出回路を具備し、該電流検出回路の出力電圧And an output voltage of the current detection circuit. VoVo から前記ランプ負荷における断線の有無を判定するランプ負荷断線検出装置において、From the lamp load disconnection detecting device for determining the presence or absence of disconnection in the lamp load from
設定電源電圧Ｖ  Set power supply voltage V _BSBS におけるランプ正常時の負荷電流をＩIs the load current when the lamp is normal _LSLS とし、前記電源電圧ＶAnd the power supply voltage V _{B B} の最大値をＶThe maximum value of V _BHBH 、最小値をＶ, The minimum value is V _BLBL 、電源電圧変動分をΔＶ, ΔV _{B B} ＝Ｖ= V _BHBH −Ｖ-V _BLBL とし、前記ＶAnd V _BHBH およびＶAnd V _BLBL に対応するランプ正常時の負荷電流をそれぞれＩThe load current when the lamp corresponding to _LHLH およびＩAnd I _LLLL 、負荷電流変動分を, Load current fluctuation
ΔＩΔI _{L L} ＝Ｉ= I _LHLH −Ｉ-I _LLLL としたとき、When
前記電流検出回路の出力電圧  Output voltage of the current detection circuit VoVo を構成するＧ＊Ｒｓ＊ΔＩG * Rs * ΔI constituting _LL ／ΔＶ/ ΔV _BB ＊Ｖ* V _BB で示される前記電源電圧ＶThe power supply voltage V indicated by _BB に比例する電圧を相殺するように前記電流検出回路の出力電圧The output voltage of the current detection circuit so as to cancel the voltage proportional to VoVo を補正する第１の補正手段と、First correction means for correcting
前記電流検出回路の出力電圧  Output voltage of the current detection circuit VoVo を構成するＧ＊Ｒｓ＊ΔＩG * Rs * ΔI constituting _LL ／ΔＶ/ ΔV _BB ＊Ｖ* V _BSBS で示される前記電源電圧ＶThe power supply voltage V indicated by _BB に依存しない定電圧を相殺するように前記電流検出回路の入力電圧を補正する第２の補正手段と、Second correction means for correcting the input voltage of the current detection circuit so as to cancel the constant voltage independent of
を備えることを特徴とする負荷断線検出装置。A load disconnection detecting device comprising:

前記第１の補正手段は、前記電源電圧の分圧回路を具備したことを特徴とする請求項１記載の負荷断線検出装置。 2. The load disconnection detection device according to claim 1, wherein the first correction means includes a voltage dividing circuit for the power supply voltage.

前記第１の補正手段は、前記電流検出回路の出力電圧を増減するための加減算回路を具備したことを特徴とする請求項１または２記載の負荷断線検出装置。 3. The load disconnection detecting device according to claim 1, wherein the first correction unit includes an addition / subtraction circuit for increasing / decreasing an output voltage of the current detection circuit.

前記第２の補正手段は、電流値により前記電流検出回路の入力電圧を操作するための定電流回路を具備したことを特徴とする請求項１記載の負荷断線検出装置。 2. The load disconnection detection device according to claim 1, wherein the second correction means includes a constant current circuit for operating an input voltage of the current detection circuit according to a current value.

前記第２の補正手段は、抵抗値により前記電流検出回路の入力電圧を操作するための可変抵抗を具備したことを特徴とする請求項４記載の負荷断線検出装置。 5. The load disconnection detection device according to claim 4, wherein the second correction means includes a variable resistor for operating an input voltage of the current detection circuit according to a resistance value.

前記第２の補正手段は、電流値により前記電流検出回路の入力電圧を操作するための定電流回路、及び抵抗値により前記電流検出回路の入力電圧を操作するための可変抵抗を具備し、前記可変抵抗の温度係数を打ち消すように前記定電流回路電流の温度係数を設定したことを特徴とする請求項１記載の負荷断線検出装置。 The second correction means includes a constant current circuit for operating the input voltage of the current detection circuit by a current value, and a variable resistor for operating the input voltage of the current detection circuit by a resistance value, 2. The load disconnection detecting device according to claim 1, wherein the temperature coefficient of the constant current circuit current is set so as to cancel the temperature coefficient of the variable resistance.