JP5554212B2 - Switching drive circuit - Google Patents
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Description
本発明は、LED等の外部機器をオンオフするスイッチング駆動回路に関する。 The present invention relates to a switching drive circuit for turning on and off an external device such as an LED.
例えば車両において、12Vのバッテリ電源で駆動されるインジケータ等を5V系の制御信号でスイッチングするためには、制御信号をレベルシフトしてスイッチ素子を制御するスイッチング駆動回路が必要となる。従来のスイッチング駆動回路においては、バッテリ電源からの電流をオンオフするスイッチ素子として高出力の例えばMOSトランジスタが使用されており、MOSトランジスタのゲートソース間の抵抗に流す電流を5V系の制御部が制御することで、MOSトランジスタに接続されるインジケータ等のLEDをオンオフ駆動している(例えば特許文献1参照)。 For example, in a vehicle, in order to switch an indicator or the like driven by a 12V battery power supply with a 5V control signal, a switching drive circuit for controlling the switch element by shifting the level of the control signal is required. In a conventional switching drive circuit, a high-output MOS transistor, for example, is used as a switching element for turning on and off the current from the battery power supply, and the 5V control unit controls the current flowing through the resistance between the gate and source of the MOS transistor. As a result, LEDs such as indicators connected to the MOS transistors are driven on and off (see, for example, Patent Document 1).
しかし、従来のスイッチング駆動回路において、出力部のMOSトランジスタのゲートソース間抵抗に流す電流を制御部のカレント回路により供給する場合、ある周波数帯におけるEMI(Electro Magnetic Interference)の影響によりゲートソース間の抵抗にノイズ電流が流れると、制御信号がオフ制御のときであってもMOSトランジスタがオンしてしまう場合があった。このため、出力部のMOSトランジスタ(スイッチ素子)に接続されるインジケータ等のLEDの誤点灯を確実に防ぐための対策が必要とされていた。 However, in the conventional switching drive circuit, when the current flowing through the resistance between the gate and the source of the MOS transistor of the output unit is supplied by the current circuit of the control unit, the gate source is affected by the influence of EMI (Electro Magnetic Interference) in a certain frequency band. When a noise current flows through the resistor, the MOS transistor may be turned on even when the control signal is turned off. For this reason, it is necessary to take measures to reliably prevent erroneous lighting of LEDs such as indicators connected to the MOS transistors (switch elements) in the output section.
本発明の目的は、オンオフ動作させるインジケータ等の外部機器のEMIによる誤動作を抑制するスイッチング駆動回路を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a switching drive circuit that suppresses malfunction caused by EMI of an external device such as an indicator that is turned on and off.
[1]点灯素子を制御信号に基づいてオンオフ動作させる第1のスイッチ素子と、前記第1のスイッチ素子にオン電圧を発生させる抵抗と、前記抵抗に電流を出力する定電流回路と、前記制御信号によって前記点灯素子がオンに制御されるとき、前記定電流回路から前記抵抗に電流を供給させ、前記制御信号によって前記点灯素子がオフに制御されるとき、前記定電流回路から前記抵抗に電流を遮断させる第2のスイッチ素子と、前記制御信号によって前記点灯素子がオフに制御されるとき、前記抵抗及び前記定電流回路との間の通電を遮断する遮断回路と、を有し、前記点灯素子は、前記第1のスイッチ素子と直列に接続されることを特徴とするスイッチング駆動回路。 [1] and the first switching element to be turned on and off based on the lighting device to control signals, and a resistor for generating an on voltage to the first switching element, a constant current circuit for outputting a current to the resistor, the control When the lighting element is controlled to be turned on by a signal, a current is supplied from the constant current circuit to the resistor. When the lighting element is controlled to be turned off by the control signal, a current is supplied from the constant current circuit to the resistor. A second switching element that cuts off the light , and a cut-off circuit that cuts off the power supply between the resistor and the constant current circuit when the lighting element is controlled to be turned off by the control signal. A switching drive circuit , wherein an element is connected in series with the first switch element .
[2]前記制御信号によって前記第1のスイッチ素子がオフに制御されるとき、前記抵抗を電気的に短絡させるバイパス回路を更に備えることを特徴とする請求項1に記載のスイッチング駆動回路。 [2] The switching drive circuit according to [1], further comprising a bypass circuit that electrically short-circuits the resistor when the first switch element is controlled to be turned off by the control signal.
本発明のスイッチング駆動回路によれば、オンオフ動作させるインジケータ等の外部機器のEMIによる誤動作を抑制することができる。 According to the switching drive circuit of the present invention, it is possible to suppress malfunction caused by EMI of an external device such as an indicator for performing on / off operation.
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図中、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each figure, about the component which has the substantially same function, the same code | symbol is attached | subjected and the duplicate description is abbreviate | omitted.
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態によるスイッチング駆動回路1の回路図である。このスイッチング駆動回路1は、出力部11と、制御部12とを備えている。出力部11には、電源端子6aを介して車両のバッテリ電源VB(例えば12V)が接続され、出力端子6bにはオンオフ駆動する外部機器である例えばインジケータのLED4と電流制限抵抗5が接続される。制御部12には、入力端子7が備えられ、この入力端子7を介してLED4をオンオフさせる制御信号が入力される。なお、以下説明されるスイッチング駆動回路は、入力される制御信号がハイレベル(H)の電圧のときにLED4を点灯させ、制御信号がローレベル(L)の電圧のときにLED4を消灯させる。
[First embodiment]
FIG. 1 is a circuit diagram of a switching drive circuit 1 according to a first embodiment of the present invention. The switching drive circuit 1 includes an output unit 11 and a control unit 12. A battery power source V B (for example, 12V) of the vehicle is connected to the output unit 11 via a
出力部11は、LED4をオンオフさせるスイッチ素子であるpMOSトランジスタT1を備えている。pMOSトランジスタT1のソースは、バッテリ電源VBからの12Vの電源ラインに接続し、pMOSトランジスタT1のゲートソース間の抵抗10がこの12Vの電源ラインにプルアップされている。
The output unit 11 includes a pMOS transistor T1 that is a switch element that turns the LED 4 on and off. The source of the pMOS transistor T1 is connected to the power supply line of 12V from the battery power source V B, the
バッテリ電源VBが接続される電源端子6aとpMOSトランジスタT1のソース間の電源ラインには、ダイオード41と、抵抗43が接続される。また、この電源ラインとGNDとの間にはツェナーダイオード45と平滑コンデンサ46が接続される。また、出力端子6bとpMOSトランジスタT1のドレインとの間には、ダイオード42と、抵抗44が接続される。
The power supply lines between the source of the
出力部11は、抵抗10に制御電流を流すことによりpMOSトランジスタT1をオンさせるnpnトランジスタT4と、遮断回路としてpMOSトランジスタT1のゲートとnpnトランジスタT4との間に接続されるnMOSトランジスタT5とを備えている。nMOSトランジスタT5のゲートには、入力端子7を介して5V系の制御信号が入力される。すなわち、nMOSトランジスタT5は、制御信号がLED4を消灯制御するLのときに同時にオフすることで、抵抗10とnpnトランジスタT4との間を流れる電流を完全に遮断するために設けられている。
The output unit 11 includes an npn transistor T4 that turns on the pMOS transistor T1 by flowing a control current through the
次に、制御部12は、5V電源VCで動作し、入力端子7に接続されるインバータ8と、インバータ8により駆動されるnMOSトランジスタT2と、定電流源9と、npnトランジスタT3とを備えている。npnトランジスタT3のベースとコレクタとの間は短絡しており、定電流源9とともに定電流回路が構成されている。また、npnトランジスタT3のベースと出力部11のnpnトランジスタT4のベースが接続されることで、2つのnpnトランジスタT3,T4には定電流源9が流す電流と同じ量の電流が流れるカレントミラー回路が構成されている。
Next, the control unit 12 is provided with operates at 5V supply V C, an inverter 8 connected to the input terminal 7, the nMOS transistor T2 driven by the inverter 8, a constant
また、npnトランジスタT3はGNDにエミッタ接地されており、同じくGNDにソース接地するnMOSトランジスタT2のドレインがnpnトランジスタT3のコレクタに接続している。 The npn transistor T3 is grounded at the emitter to GND, and the drain of the nMOS transistor T2 whose source is grounded to GND is connected to the collector of the npn transistor T3.
これにより、入力端子7からの制御信号がHのときには、インバータ8で反転されたオフ電圧によりnMOSトランジスタT2がオフするため、定電流源9と同じ量の電流が抵抗10に流れゲートソース間にオン電圧が生じることによりpMOSトランジスタT1がオンする。したがって、バッテリ電源VBとLED4との間に通電回路が形成され、LED4が点灯する。
As a result, when the control signal from the input terminal 7 is H, the nMOS transistor T2 is turned off by the off-voltage inverted by the inverter 8, so that the same amount of current as the constant
また、制御信号がLのときには、インバータ8で反転されたオン電圧によりnMOSトランジスタT2がオンする。このため、トランジスタT3のコレクタがGNDに接地した状態になるとともに、2つのnpnトランジスタT3,T4のベースの電流がnMOSトランジスタT2を介してGNDに流れるため、これらのトランジスタT3,T4はオフする。更に、抵抗10とnpnトランジスタT4との間のnMOSトランジスタT5がLの制御信号によりオフするため、pMOSトランジスタT1のゲートソース間の抵抗10には電流が流れなくなる。したがって、pMOSトランジスタT1がオフすることで、LED4にはバッテリ電源VBからの電流が遮断される。
When the control signal is L, the nMOS transistor T2 is turned on by the on voltage inverted by the inverter 8. For this reason, the collector of the transistor T3 is grounded to GND, and the base currents of the two npn transistors T3 and T4 flow to the GND via the nMOS transistor T2, so that these transistors T3 and T4 are turned off. Further, since the nMOS transistor T5 between the
[第1の実施の形態の効果]
第1の実施の形態のスイッチング駆動回路1によれば、制御信号がLED4を消灯させるオフ制御(L)のときには、nMOSトランジスタT5がオフすることで抵抗10とnpnトランジスタT4との間の通電を遮断する。これにより、例えばEMIの影響によりノイズ電流がカレントミラー回路等に誘起されたとしても、抵抗10からはこのノイズ電流が流れ出すことがなくなる。したがって、消灯制御時のpMOSトランジスタT1にはオン電圧が発生せず、LED4の誤点灯を抑制し、また、確実に防ぐことができる。
[Effect of the first embodiment]
According to the switching drive circuit 1 of the first embodiment, when the control signal is OFF control (L) for turning off the LED 4, the nMOS transistor T5 is turned off, thereby energizing the
[第2の実施の形態]
図2は、本発明の第2の実施の形態によるスイッチング駆動回路2の回路図である。このスイッチング駆動回路2は、出力部21と、制御部22とを備えている。
[Second Embodiment]
FIG. 2 is a circuit diagram of the switching drive circuit 2 according to the second embodiment of the present invention. The switching drive circuit 2 includes an output unit 21 and a control unit 22.
出力部21は、LED4をオンオフさせるスイッチ素子であるpMOSトランジスタT1を備えている。pMOSトランジスタT1のソースは、バッテリ電源VBからの12Vの電源ラインに接続し、pMOSトランジスタT1のゲートソース間の抵抗10がこの12Vの電源ラインにプルアップされている。また、出力部21は、抵抗10に制御電流を流すことによりpMOSトランジスタT1をオンさせるnpnトランジスタT4を備えている。
The output unit 21 includes a pMOS transistor T1 that is a switch element that turns the LED 4 on and off. The source of the pMOS transistor T1 is connected to the power supply line of 12V from the battery power source V B, the
出力部21は、更にバイパス回路として、pMOSトランジスタT1のゲートソース間の抵抗10に並列するpMOSトランジスタT6と、pMOSトランジスタT6を5V系の制御信号で駆動するためのnMOSトランジスタT7及び抵抗23とを備えている。すなわち、pMOSトランジスタT6のソースは12Vの電源ラインに接続され、ドレインはpMOSトランジスタT1のゲートに接続されている。抵抗23はpMOSトランジスタT6のゲートソース間に接続されている。nMOSトランジスタT7は、抵抗23をドレイン負荷としてソース接地されて設けられている。
The output unit 21 further includes, as a bypass circuit, a pMOS transistor T6 parallel to the
制御部22は、5V電源VCで動作し、入力端子7に接続されるインバータ8と、nMOSトランジスタT2と、定電流源9と、npnトランジスタT3とを備えている。インバータ8の出力は、nMOSトランジスタT2,T7のゲートに接続し、これらのトランジスタをオンオフさせる。npnトランジスタT3のベースとコレクタとの間は短絡しており、定電流源9とともに定電流回路が構成されている。また、npnトランジスタT3のベースと出力部21のnpnトランジスタT4のベースが接続されることで、2つのnpnトランジスタT3,T4には定電流源9が流す電流と同じ量の電流が流れるカレントミラー回路が構成されている。
Control unit 22 operates on 5V V C, an inverter 8 connected to the input terminal 7, the nMOS transistors T2, a constant
また、npnトランジスタT3はGNDにエミッタ接地されており、同じくGNDにソース接地するnMOSトランジスタT2のドレインがnpnトランジスタT3のコレクタに接続している。 The npn transistor T3 is grounded at the emitter to GND, and the drain of the nMOS transistor T2 whose source is grounded to GND is connected to the collector of the npn transistor T3.
これにより、入力端子7からの制御信号がHのときには、インバータ8で反転されたオフ電圧によりnMOSトランジスタT2がオフするため、定電流源9と同じ量の電流が抵抗10に流れゲートソース間にオン電圧が生じることによりpMOSトランジスタT1がオンする。したがって、バッテリ電源VBとLED4との間に通電回路が形成され、LED4が点灯する。
As a result, when the control signal from the input terminal 7 is H, the nMOS transistor T2 is turned off by the off-voltage inverted by the inverter 8, so that the same amount of current as the constant
また、制御信号がLのときには、インバータ8で反転されたオン電圧によりnMOSトランジスタT2がオンする。このため、トランジスタT3のコレクタがGNDに接地した状態になるとともに、2つのnpnトランジスタT3,T4のベースの電流がnMOSトランジスタT2を介してGNDに流れるため、これらのトランジスタT3,T4はオフする。更に、インバータ8のHの出力でnMOSトランジスタT7がオンし、抵抗23に電流が流れる。したがって、pMOSトランジスタT6がオンし、その低いオン抵抗により抵抗10が電気的に短絡される。
When the control signal is L, the nMOS transistor T2 is turned on by the on voltage inverted by the inverter 8. For this reason, the collector of the transistor T3 is grounded to GND, and the base currents of the two npn transistors T3 and T4 flow to the GND via the nMOS transistor T2, so that these transistors T3 and T4 are turned off. Further, the nMOS transistor T 7 is turned on by the H output of the inverter 8, and a current flows through the resistor 23. Therefore, the pMOS transistor T6 is turned on, and the
[第2の実施の形態の効果]
第2の実施の形態のスイッチング駆動回路2によれば、制御信号がLED4を消灯させるオフ制御(L)のときには、pMOSトランジスタT6がオンして抵抗10が電気的に短絡される。これにより、例えばEMIの影響によりノイズ電流がpMOSトランジスタT1のゲートソース間の抵抗10に誘起されたとしても、pMOSトランジスタT6を介してGNDに逃がされる。したがって、消灯制御時にpMOSトランジスタT1がオンす
ることによるLED4の誤点灯を抑制し、また、確実に防ぐことができる。
[Effect of the second embodiment]
According to the switching drive circuit 2 of the second embodiment, when the control signal is off control (L) for turning off the LED 4, the pMOS transistor T6 is turned on and the
[第3の実施の形態]
図3は、本発明の第3の実施の形態によるスイッチング駆動回路3の回路図である。このスイッチング駆動回路3は、出力部31と、制御部32とを備えている。
[Third embodiment]
FIG. 3 is a circuit diagram of the switching drive circuit 3 according to the third embodiment of the present invention. The switching drive circuit 3 includes an output unit 31 and a control unit 32.
出力部31は、LED4をオンオフさせるスイッチ素子であるpMOSトランジスタT1を備えている。pMOSトランジスタT1のソースは、バッテリ電源VBからの12Vの電源ラインに接続し、pMOSトランジスタT1のゲートソース間の抵抗10がこの12Vの電源ラインにプルアップされている。
The output unit 31 includes a pMOS transistor T1 that is a switch element that turns the LED 4 on and off. The source of the pMOS transistor T1 is connected to the power supply line of 12V from the battery power source V B, the
出力部31は、抵抗10に制御電流を流すことによりpMOSトランジスタT1をオンさせるnpnトランジスタT4と、遮断回路としてpMOSトランジスタT1のゲートとnpnトランジスタT4との間に接続されるnMOSトランジスタT5とを備えている。nMOSトランジスタT5のゲートには、入力端子7を介して5V系の制御信号が入力される。
The output unit 31 includes an npn transistor T4 that turns on the pMOS transistor T1 by flowing a control current through the
出力部31は、更にバイパス回路として、pMOSトランジスタT1のゲートソース間の抵抗10に並列するpMOSトランジスタT6と、pMOSトランジスタT6を5V系の制御信号で駆動するためのnMOSトランジスタT7及び抵抗23とを備えている。すなわち、pMOSトランジスタT6のソースは12Vの電源ラインに接続され、ドレインはpMOSトランジスタT1のゲートに接続されている。抵抗23はpMOSトランジスタT6のゲートソース間に接続されている。nMOSトランジスタT7は、抵抗23をドレイン負荷としてソース接地されて設けられている。
The output unit 31 further includes, as a bypass circuit, a pMOS transistor T6 parallel to the
制御部32は、5V電源VCで動作し、入力端子7に接続されるインバータ8と、nMOSトランジスタT2と、定電流源9と、npnトランジスタT3とを備えている。インバータ8の出力は、nMOSトランジスタT2,T7のゲートに接続し、これらのトランジスタをオンオフさせる。npnトランジスタT3のベースとコレクタとの間は短絡しており、定電流源9とともに定電流回路が構成されている。また、npnトランジスタT3のベースと出力部31のnpnトランジスタT4のベースが接続されることで、2つのnpnトランジスタT3,T4には定電流源9が流す電流と同じ量の電流が流れるカレントミラー回路が構成されている。
Control unit 32 operates on 5V V C, an inverter 8 connected to the input terminal 7, the nMOS transistors T2, a constant
また、npnトランジスタT3はGNDにエミッタ接地されており、同じくGNDにソース接地するnMOSトランジスタT2のドレインがnpnトランジスタT3のコレクタに接続している。 The npn transistor T3 is grounded at the emitter to GND, and the drain of the nMOS transistor T2 whose source is grounded to GND is connected to the collector of the npn transistor T3.
これにより、入力端子7からの制御信号がHのときには、インバータ8で反転されたオフ電圧によりnMOSトランジスタT2がオフするため、定電流源9と同じ量の電流が抵抗10に流れゲートソース間にオン電圧が生じることによりpMOSトランジスタT1がオンする。したがって、バッテリ電源VBとLED4との間に通電回路が形成され、LED4が点灯する。
As a result, when the control signal from the input terminal 7 is H, the nMOS transistor T2 is turned off by the off-voltage inverted by the inverter 8, so that the same amount of current as the constant
また、制御信号がLのときには、インバータ8で反転されたオン電圧によりnMOSトランジスタT2がオンする。このため、トランジスタT3のコレクタがGNDに接地した状態になるとともに、2つのnpnトランジスタT3,T4のベースの電流がnMOSトランジスタT2を介してGNDに流れるため、これらのトランジスタT3,T4はオフする。 When the control signal is L, the nMOS transistor T2 is turned on by the on voltage inverted by the inverter 8. For this reason, the collector of the transistor T3 is grounded to GND, and the base currents of the two npn transistors T3 and T4 flow to the GND via the nMOS transistor T2, so that these transistors T3 and T4 are turned off.
また、制御信号がLのときには、抵抗10とnpnトランジスタT4との間のnMOSトランジスタT5がLの制御信号によりオフするため、pMOSトランジスタT1のゲートソース間の抵抗10には電流が流れなくなる。更に、インバータ8のHの出力でnMOSトランジスタT7がオンし、抵抗23に電流が流れる。したがって、pMOSトランジスタT6がオンし、その低いオン抵抗により抵抗10が電気的に短絡される。
When the control signal is L, the nMOS transistor T5 between the
[第3の実施の形態の効果]
第3の実施の形態のスイッチング駆動回路3によれば、制御信号がLED4を消灯させるオフ制御(L)のときには、nMOSトランジスタT5がオフすることで抵抗10とnpnトランジスタT4との間の通電を遮断する。これと同時にpMOSトランジスタT6がオンして抵抗10が電気的に短絡されることにより、例えばEMIの影響によりノイズ電流がpMOSトランジスタT1のゲートソース間の抵抗10やカレントミラー回路等に誘起されたとしても、抵抗10にはノイズ電流が流れずオン電圧は生じない。したがって、消灯制御時にpMOSトランジスタT1がオンすることによるLED4の誤点灯を抑制し、また、確実に防ぐことができる。
[Effect of the third embodiment]
According to the switching drive circuit 3 of the third embodiment, when the control signal is off control (L) for turning off the LED 4, the nMOS transistor T5 is turned off, thereby energizing the
以上、本発明に好適な実施の形態を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲内で種々の変形が可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1,2,3…スイッチング駆動回路、4…LED、5…抵抗、6a…電源端子、6b…出力端子、7…入力端子、8…インバータ、9…定電流源、10…抵抗、11,21,31…出力部、12,22,32…制御部、41,42…ダイオード、43,44…抵抗、T1…pMOSトランジスタ、T2…nMOSトランジスタ、T3,T4…npnトランジスタ、T5…nMOSトランジスタ、T6…pMOSトランジスタ、T7…nMOSトランジスタ、VB…バッテリ電源、VC…5V電源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2, 3 ... Switching drive circuit, 4 ... LED, 5 ... Resistance, 6a ... Power supply terminal, 6b ... Output terminal, 7 ... Input terminal, 8 ... Inverter, 9 ... Constant current source, 10 ... Resistance, 11, 21 , 31 ... output unit, 12, 22, 32 ... control unit, 41, 42 ... diode, 43, 44 ... resistor, T1 ... pMOS transistor, T2 ... nMOS transistor, T3, T4 ... npn transistor, T5 ... nMOS transistor, T6 ... pMOS transistor, T7 ... nMOS transistor, V B ... battery power supply, V C ... 5V power supply
Claims (2)
前記第1のスイッチ素子にオン電圧を発生させる抵抗と、
前記抵抗に電流を出力する定電流回路と、
前記制御信号によって前記点灯素子がオンに制御されるとき、前記定電流回路から前記抵抗に電流を供給させ、前記制御信号によって前記点灯素子がオフに制御されるとき、前記定電流回路から前記抵抗に電流を遮断させる第2のスイッチ素子と、
前記制御信号によって前記点灯素子がオフに制御されるとき、前記抵抗及び前記定電流回路との間の通電を遮断する遮断回路と、を有し、
前記点灯素子は、前記第1のスイッチ素子と直列に接続されることを特徴とするスイッチング駆動回路。 A first switch element for turning on and off the lighting element based on the control signal;
A resistor for generating an on-voltage in the first switch element;
A constant current circuit for outputting a current to the resistor ;
When the lighting element is controlled to be turned on by the control signal, a current is supplied from the constant current circuit to the resistor, and when the lighting element is controlled to be turned off by the control signal, the resistor from the constant current circuit A second switching element that interrupts the current;
When the lighting element is controlled to be turned off by the control signal, and has a cut-off circuit that cuts off current between the resistor and the constant current circuit ,
The switching drive circuit , wherein the lighting element is connected in series with the first switch element .
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