JPS5826278A - 半導体素子の故障検出回路 - Google Patents
半導体素子の故障検出回路Info
- Publication number
- JPS5826278A JPS5826278A JP12570481A JP12570481A JPS5826278A JP S5826278 A JPS5826278 A JP S5826278A JP 12570481 A JP12570481 A JP 12570481A JP 12570481 A JP12570481 A JP 12570481A JP S5826278 A JPS5826278 A JP S5826278A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor element
- voltage
- circuit
- transistor
- thyristor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
- G01R31/2607—Circuits therefor
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、局部洗浄装置付便器の洗浄水加熱制御など、
ヒータ等の負荷を半導体素子で制御するものにおいて、
特に前記半導体素子のショート故障時に局部の火傷など
の危険を生ずる場合に、前記半導体素子の故障を検知し
電源を遮断して安全を保つ役割倉果す半導体素子の故障
検出回路の改善に関するものであり、即座に、確実に作
動する回路の提供を目的とするものである。
ヒータ等の負荷を半導体素子で制御するものにおいて、
特に前記半導体素子のショート故障時に局部の火傷など
の危険を生ずる場合に、前記半導体素子の故障を検知し
電源を遮断して安全を保つ役割倉果す半導体素子の故障
検出回路の改善に関するものであり、即座に、確実に作
動する回路の提供を目的とするものである。
第１図に、局部洗浄装置付便器の洗浄水加熱制御に従来
用いられていた、半導体素子の故障検出回路を含むヒー
タ制御回路図を示す。
用いられていた、半導体素子の故障検出回路を含むヒー
タ制御回路図を示す。
１は交流電源であシ、２は電源スィッチ、３は温度ヒユ
ーズである。４はダイオード、５は抵抗、６はコンデン
サ、７はゼナーダイオードであり、前記４〜７で交流電
源を半波整流・平滑し、回路用の直流定電圧を得ている
。８は抵抗、９．１０はトランジスタであり、前記８〜
１ｏでゼロクロスパルスを得ている。１１は洗浄水の温
度を検出するセンナであり、この例では負性感温抵抗素
子を用いている。１２は洗浄水の制御温度を設定する可
変抵抗である。１３．１４は抵抗、１５はコンデンサ、
１６はオペアンプで１１前記１１〜１６でタイマ回路を
構成している。１７．１８−。
ーズである。４はダイオード、５は抵抗、６はコンデン
サ、７はゼナーダイオードであり、前記４〜７で交流電
源を半波整流・平滑し、回路用の直流定電圧を得ている
。８は抵抗、９．１０はトランジスタであり、前記８〜
１ｏでゼロクロスパルスを得ている。１１は洗浄水の温
度を検出するセンナであり、この例では負性感温抵抗素
子を用いている。１２は洗浄水の制御温度を設定する可
変抵抗である。１３．１４は抵抗、１５はコンデンサ、
１６はオペアンプで１１前記１１〜１６でタイマ回路を
構成している。１７．１８−。
１９は抵抗、２ｏはトランジスタであり、前記１７〜２
０で交流電源のゼロクロス毎に前記コンデン。
０で交流電源のゼロクロス毎に前記コンデン。
す１６の電荷を急速に放出して零にするゼロクロス同期
回路を構成する。２１は洗浄水を加熱するヒータ、２２
は前記ヒータの給電を制御する半導体素子である。２３
は抵抗、２４はコンデンサ、２５はパルストランス、２
６はダイオードであり、前記２３〜２６で、前記オペア
ンプ１６の出力がＨｌになった時前記半導体素子２２を
トリガするトリガ回路を構成する。前記タイマ回路きゼ
ロクロスパルス同期回路とトリガ回路とで前記半導体素
子を付勢する付勢回路を構成し、洗浄水の加熱制御を行
う。２７は前記半導体素子２２のショート故障を検出す
る、半導体素子の故障検出回路である。２８は抵抗、２
９は夕゛イオード、３ｏはトランジスタ、３１ ＄３２
はダイオード、３３は抵抗、３４はトランジスタ、３６
は抵抗である。前記抵抗２８と前記トランジスタ３０と
で前記半導体素子両端の電圧を検出することによって、
前記半導体素子の０Ｎ−ＯＦＦおよびショート故障を検
出し、前記ダイオード３１．３２と前記トランジスタ３
４とでＡＮＤ回路を構成している。３６は電源遮断回路
である。３７は抵抗、３８はサイリスタ、３９は前記サ
イリスタ３８のＯＮにょツて発熱し、前記温度ヒユーズ
を溶断する抵抗である。
回路を構成する。２１は洗浄水を加熱するヒータ、２２
は前記ヒータの給電を制御する半導体素子である。２３
は抵抗、２４はコンデンサ、２５はパルストランス、２
６はダイオードであり、前記２３〜２６で、前記オペア
ンプ１６の出力がＨｌになった時前記半導体素子２２を
トリガするトリガ回路を構成する。前記タイマ回路きゼ
ロクロスパルス同期回路とトリガ回路とで前記半導体素
子を付勢する付勢回路を構成し、洗浄水の加熱制御を行
う。２７は前記半導体素子２２のショート故障を検出す
る、半導体素子の故障検出回路である。２８は抵抗、２
９は夕゛イオード、３ｏはトランジスタ、３１ ＄３２
はダイオード、３３は抵抗、３４はトランジスタ、３６
は抵抗である。前記抵抗２８と前記トランジスタ３０と
で前記半導体素子両端の電圧を検出することによって、
前記半導体素子の０Ｎ−ＯＦＦおよびショート故障を検
出し、前記ダイオード３１．３２と前記トランジスタ３
４とでＡＮＤ回路を構成している。３６は電源遮断回路
である。３７は抵抗、３８はサイリスタ、３９は前記サ
イリスタ３８のＯＮにょツて発熱し、前記温度ヒユーズ
を溶断する抵抗である。
上記構成において、交流電源１のゼロクロス点にはトラ
ンジスタ９，１ｏ共にＯＦＦするので、トランジスタ２
ｏがＯＮし、コンデンサ１５の電荷を急速に放電して零
にする。この時、オペアンプ１６の■入力電位は零なの
で、その出力はＬｏｗである。交流電源１のゼロクロス
点を過ぎると、前記トランジスタ９または１０がＯＮす
るので、前記トランジスタ２０がＯＦ Ｆ Ｌ、従って
前記コンデ／す１６は抵抗１４を介して充電を開始する
。 ゛前記充電によって前記オペアンプ１６のの
入力電位が上昇し、○入力電位を越すと、その瞬間、出
力がＨｉになり、 パルストランス２６を付勢して前記
半導体素子２２をトリガし、ヒータ２１に給電する。交
流電源の次のゼロクロス点では、再び前記トランジスタ
２０がＯＮし、前記コンデンサ１６の電荷を放出して初
期の状態に戻す。セ／す１１の検出温度が低い時には前
記オペアップ１６のｅ入力電位が低いため、オペアンプ
１６が早く反転し、従って半導体素子２２のトリガ位相
が進み、ヒータ２１の給電を増大して洗浄水温度を設定
温度に引き上げる。逆に、センサ１１の検出温度が高い
場合には前記オペアンプ１６のθ入力電位が高いため、
オペアンプ１６が遅く反転し、従って半導体素子２２の
トリガ位相が遅扛、ヒータ２１の給電を減少して洗浄水
温度を設定温度に引き下げる。以上の動作を自動的に行
い、洗浄水温度を設定温度に保つ。
ンジスタ９，１ｏ共にＯＦＦするので、トランジスタ２
ｏがＯＮし、コンデンサ１５の電荷を急速に放電して零
にする。この時、オペアンプ１６の■入力電位は零なの
で、その出力はＬｏｗである。交流電源１のゼロクロス
点を過ぎると、前記トランジスタ９または１０がＯＮす
るので、前記トランジスタ２０がＯＦ Ｆ Ｌ、従って
前記コンデ／す１６は抵抗１４を介して充電を開始する
。 ゛前記充電によって前記オペアンプ１６のの
入力電位が上昇し、○入力電位を越すと、その瞬間、出
力がＨｉになり、 パルストランス２６を付勢して前記
半導体素子２２をトリガし、ヒータ２１に給電する。交
流電源の次のゼロクロス点では、再び前記トランジスタ
２０がＯＮし、前記コンデンサ１６の電荷を放出して初
期の状態に戻す。セ／す１１の検出温度が低い時には前
記オペアップ１６のｅ入力電位が低いため、オペアンプ
１６が早く反転し、従って半導体素子２２のトリガ位相
が進み、ヒータ２１の給電を増大して洗浄水温度を設定
温度に引き上げる。逆に、センサ１１の検出温度が高い
場合には前記オペアンプ１６のθ入力電位が高いため、
オペアンプ１６が遅く反転し、従って半導体素子２２の
トリガ位相が遅扛、ヒータ２１の給電を減少して洗浄水
温度を設定温度に引き下げる。以上の動作を自動的に行
い、洗浄水温度を設定温度に保つ。
また、前記半導体素子２２がＯＦＦしている時には、前
記半導体素子の両端に交流電源１の電圧がそのまま現れ
、従ってトランジスタ３０ 、３４がＯＮしてサイリス
タ３８のゲートをショートし、前記サイリスタをＯＦＦ
に保つ。前記半導体素子２２がＯＮしている時には、前
記半導体素子の両端に小さなＯＮ電圧しか発生しないの
で、前記トランジスタ３０はＯＦＦするが、前記半導体
素子２２がｏＮしている時には、当然のことながらそれ
をトリガするオペアンプ１６の出力はＨｌに反転してお
り、従って前記トランジスタ３４はＯＮしてサイリスタ
３８のゲートをショートし、前記サイリスタをＯＦＦに
保つ。
記半導体素子の両端に交流電源１の電圧がそのまま現れ
、従ってトランジスタ３０ 、３４がＯＮしてサイリス
タ３８のゲートをショートし、前記サイリスタをＯＦＦ
に保つ。前記半導体素子２２がＯＮしている時には、前
記半導体素子の両端に小さなＯＮ電圧しか発生しないの
で、前記トランジスタ３０はＯＦＦするが、前記半導体
素子２２がｏＮしている時には、当然のことながらそれ
をトリガするオペアンプ１６の出力はＨｌに反転してお
り、従って前記トランジスタ３４はＯＮしてサイリスタ
３８のゲートをショートし、前記サイリスタをＯＦＦに
保つ。
しかし、もし、前記オペアンプ１６の出力がＨｌに反転
していない時に前記半導体素子２２がＯＮしている時、
つまりショートまたは自己トリガなどによる半導体素子
２２の故障時には、トランジスタ３０．３４共にＯＦＦ
になり、抵抗３６を介してサイリスタ３８がＯＮになっ
て抵抗３９を発熱させ、温度ヒユーズ３を溶断して電源
を遮断し、ヒータ２１の給電を即座に停止する。このよ
うにして、半導体素子の故障時に洗浄水温度が急速に加
熱され、局部に火傷を起こす危険を未然に防止している
ものである。
していない時に前記半導体素子２２がＯＮしている時、
つまりショートまたは自己トリガなどによる半導体素子
２２の故障時には、トランジスタ３０．３４共にＯＦＦ
になり、抵抗３６を介してサイリスタ３８がＯＮになっ
て抵抗３９を発熱させ、温度ヒユーズ３を溶断して電源
を遮断し、ヒータ２１の給電を即座に停止する。このよ
うにして、半導体素子の故障時に洗浄水温度が急速に加
熱され、局部に火傷を起こす危険を未然に防止している
ものである。
しかし、上記従来の構成においては、下記に示すような
欠点があった。半導体素子２２のＯＮ電圧は、ヒータ２
１の電気容量がＩＫＷ近くになると２ｖ弱程度の大きさ
になるため、前記２ｖ弱の電圧で確実にトランジスタ３
０をＯＦＦさせるためＫは、前記トランジスタ３０の作
動電圧を２ｖ以上にする必要がある。この構成ではトラ
ンジスタ３０のＶＢＥと、ダイオード３１のｖｒと、ト
ランジスタ３４のＶＢＥとで作動電圧を２ｖ以上にして
いる。しかしそのため、交流電源１の電圧が前記作動電
圧に上昇するまで前記トランジスタ３ｏはＯＮできず、
その間、抵抗３６を介してサイリスタ３８のゲートに電
圧が印加される。この場合でも、交流電源１の電圧が低
いため、前記サイリスタの自己保持電流以上になる前に
前記トランジスタ３゜がＯＮｌ トランジスタ３４もＯ
Ｎするため、サイリスタ３８はＯＦ Ｆ Ｌ、抵抗３９
の発熱もほとんど無い状態を確保できるが、希に自己保
持電流の小さなサイリスタが組込まれるとそのまま導通
を維持して抵抗３９を発熱させ、電源を遮断してしまう
事故を発生する。前記自己保持電流はバラツキが大きく
、しかも周囲温度等はより変動するので管理しにくいも
のであった。
欠点があった。半導体素子２２のＯＮ電圧は、ヒータ２
１の電気容量がＩＫＷ近くになると２ｖ弱程度の大きさ
になるため、前記２ｖ弱の電圧で確実にトランジスタ３
０をＯＦＦさせるためＫは、前記トランジスタ３０の作
動電圧を２ｖ以上にする必要がある。この構成ではトラ
ンジスタ３０のＶＢＥと、ダイオード３１のｖｒと、ト
ランジスタ３４のＶＢＥとで作動電圧を２ｖ以上にして
いる。しかしそのため、交流電源１の電圧が前記作動電
圧に上昇するまで前記トランジスタ３ｏはＯＮできず、
その間、抵抗３６を介してサイリスタ３８のゲートに電
圧が印加される。この場合でも、交流電源１の電圧が低
いため、前記サイリスタの自己保持電流以上になる前に
前記トランジスタ３゜がＯＮｌ トランジスタ３４もＯ
Ｎするため、サイリスタ３８はＯＦ Ｆ Ｌ、抵抗３９
の発熱もほとんど無い状態を確保できるが、希に自己保
持電流の小さなサイリスタが組込まれるとそのまま導通
を維持して抵抗３９を発熱させ、電源を遮断してしまう
事故を発生する。前記自己保持電流はバラツキが大きく
、しかも周囲温度等はより変動するので管理しにくいも
のであった。
本発明は、前記半導体素子２２の両端の電圧を検出する
構成を変更し、ヒータ２１の両端の電圧を検出する構成
を用いることにより、上記従来の欠点を解消したもので
ある。
構成を変更し、ヒータ２１の両端の電圧を検出する構成
を用いることにより、上記従来の欠点を解消したもので
ある。
第２図に本発明の半導体素子の故障検出回路を含むヒー
タ制御回路図を示す。
タ制御回路図を示す。
第１図とは、半導体素子の故障検出回路２７の構成が異
るのみで、他は同一なので、同一部の説明は省略する。
るのみで、他は同一なので、同一部の説明は省略する。
４０．４１は抵抗、４２はトランジスタであり、オペア
ンプ１６の出力がＨｉ になって半導体素子２２をトリ
ガしている時には常に前記トランジスタ４２をＯＮし、
サイリスタ３８のゲートをショートシて前記サイリスタ
３８のＯＦＦを保証するものである。４３．４４は抵抗
、４６はトランジスタであり、半導体素子２２によって
制御されるヒータ２１の両端電圧を検出する、負荷電圧
検出回路を構成している。前記半導体素子２２がＯＦＦ
している限シは、前記ヒータの両端には電圧が発生しな
いので、前記トランジスタ４６はＯＦＦを保ち、前記サ
イリスタ３８をトリガすることは無い。
ンプ１６の出力がＨｉ になって半導体素子２２をトリ
ガしている時には常に前記トランジスタ４２をＯＮし、
サイリスタ３８のゲートをショートシて前記サイリスタ
３８のＯＦＦを保証するものである。４３．４４は抵抗
、４６はトランジスタであり、半導体素子２２によって
制御されるヒータ２１の両端電圧を検出する、負荷電圧
検出回路を構成している。前記半導体素子２２がＯＦＦ
している限シは、前記ヒータの両端には電圧が発生しな
いので、前記トランジスタ４６はＯＦＦを保ち、前記サ
イリスタ３８をトリガすることは無い。
しかし、もし、前記オペアンプ１６の出力がＨｉに反転
していない時に前記半導体素子２２がＯＮしている時、
つまりショートまたは自己トリガなどによる半導体素子
２２の故障時には、交流電源１の正の半サイクル時に前
記ヒータ２１の１ｉｌＪ端に発生する電圧によって前記
トランジスタ４６がＯＮし、サイリスタ３８をＯＮして
抵抗３９を発熱させ、温度ヒユーズ３を溶断して電源を
遮断し、ヒータ２１の給電を即座に停止する。４６はダ
イオードであり、交流電源１の負の半サイクル時、前記
トランジスタのベース・エミッタ間に逆電圧が印加して
破壊されるのを防止するだめのものである。前記トラン
ジスタ４２と４５とはＡＮＤ回路を構成しており、前記
トランジスタ４２がＯＦＦで、かつ、前記トランジスタ
４５がＯＮの時のみ、前記サイリスタをトリガできるよ
うに構成し、所望の動作を得ている。上記構成では、ヒ
ータ２１の両端電位を検出する構成であるだめ、交流電
源電圧の大小に全く影響されず、半導体素子２２がＯＮ
している時にのみトランジスタ４５がＯＮし、従って動
作が確実になり、まだ、構成部品の増加無しに目的が達
成できるものである。
していない時に前記半導体素子２２がＯＮしている時、
つまりショートまたは自己トリガなどによる半導体素子
２２の故障時には、交流電源１の正の半サイクル時に前
記ヒータ２１の１ｉｌＪ端に発生する電圧によって前記
トランジスタ４６がＯＮし、サイリスタ３８をＯＮして
抵抗３９を発熱させ、温度ヒユーズ３を溶断して電源を
遮断し、ヒータ２１の給電を即座に停止する。４６はダ
イオードであり、交流電源１の負の半サイクル時、前記
トランジスタのベース・エミッタ間に逆電圧が印加して
破壊されるのを防止するだめのものである。前記トラン
ジスタ４２と４５とはＡＮＤ回路を構成しており、前記
トランジスタ４２がＯＦＦで、かつ、前記トランジスタ
４５がＯＮの時のみ、前記サイリスタをトリガできるよ
うに構成し、所望の動作を得ている。上記構成では、ヒ
ータ２１の両端電位を検出する構成であるだめ、交流電
源電圧の大小に全く影響されず、半導体素子２２がＯＮ
している時にのみトランジスタ４５がＯＮし、従って動
作が確実になり、まだ、構成部品の増加無しに目的が達
成できるものである。
以上に述べたように本発明による半導体素子の故障検出
回路は、半導体素子によって制御される１紙背の両端電
圧を検出する負荷電圧検出回路と、１゜ 前記半導体素子を付勢する付勢回路の出力と前記負荷検
出回路の出力とのＡＮＤを得るＡＮＤ回路とで構成して
いるため、前記負荷電圧検出回路は交流電源電圧の大小
に全く影響をさねず前記半導体素子がＯＮまたはショー
トしている時のみ、確実に出力し、従って誤動作が全く
々く、即座に、かつ確実に半導体素子の故障を検出でき
る特長を有する。
回路は、半導体素子によって制御される１紙背の両端電
圧を検出する負荷電圧検出回路と、１゜ 前記半導体素子を付勢する付勢回路の出力と前記負荷検
出回路の出力とのＡＮＤを得るＡＮＤ回路とで構成して
いるため、前記負荷電圧検出回路は交流電源電圧の大小
に全く影響をさねず前記半導体素子がＯＮまたはショー
トしている時のみ、確実に出力し、従って誤動作が全く
々く、即座に、かつ確実に半導体素子の故障を検出でき
る特長を有する。
第１図は従来の半導体素子の故障検出回路を含むヒータ
制御回路図、第２図は本発明の半導体素子の故障検出回
路を含むヒータ制御回路図である。 １６・・・・・・オペアンプ、２１・・・・・・ヒータ
（負荷）、２２・−・・・・半導体素子、２７・・・・
・・半導体素子の故障検出回路、３６・・・・・・電源
遮断回路、４２・・・・・・トランジスタ、４３．４４
・・・・・・抵抗、４５・・・・・・トランジスタ。
制御回路図、第２図は本発明の半導体素子の故障検出回
路を含むヒータ制御回路図である。 １６・・・・・・オペアンプ、２１・・・・・・ヒータ
（負荷）、２２・−・・・・半導体素子、２７・・・・
・・半導体素子の故障検出回路、３６・・・・・・電源
遮断回路、４２・・・・・・トランジスタ、４３．４４
・・・・・・抵抗、４５・・・・・・トランジスタ。
Claims (1)
- 負荷への給電を制御する半導体素子、および前記半導体
素子を付勢する付勢回路を有し、前記半導体によって制
御される負荷の両端電圧を検出する負荷電圧検出回路と
、前記付勢回路の出力と前記負荷電圧検出回路の出力と
のムＮＤを得るムＮＤ回路とで構成した半導体素子の故
障検出回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12570481A JPS5826278A (ja) | 1981-08-10 | 1981-08-10 | 半導体素子の故障検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12570481A JPS5826278A (ja) | 1981-08-10 | 1981-08-10 | 半導体素子の故障検出回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5826278A true JPS5826278A (ja) | 1983-02-16 |
Family
ID=14916653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12570481A Pending JPS5826278A (ja) | 1981-08-10 | 1981-08-10 | 半導体素子の故障検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5826278A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63124795A (ja) * | 1986-11-12 | 1988-05-28 | Toshiba Corp | 電動機駆動装置 |
| US4758771A (en) * | 1985-10-30 | 1988-07-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Apparatus for driving AC motor |
| JPS6416253U (ja) * | 1987-07-16 | 1989-01-26 | ||
| KR20220087643A (ko) * | 2020-12-17 | 2022-06-27 | 주식회사 원익피앤이 | 정류 회로에 포함된 사이리스터의 고장을 판단하기 위한 장치 및 그 방법 |
-
1981
- 1981-08-10 JP JP12570481A patent/JPS5826278A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4758771A (en) * | 1985-10-30 | 1988-07-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Apparatus for driving AC motor |
| JPS63124795A (ja) * | 1986-11-12 | 1988-05-28 | Toshiba Corp | 電動機駆動装置 |
| JPS6416253U (ja) * | 1987-07-16 | 1989-01-26 | ||
| KR20220087643A (ko) * | 2020-12-17 | 2022-06-27 | 주식회사 원익피앤이 | 정류 회로에 포함된 사이리스터의 고장을 판단하기 위한 장치 및 그 방법 |
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