CN113168197A

CN113168197A - 电子装置

Info

Publication number: CN113168197A
Application number: CN201980064386.3A
Authority: CN
Inventors: 松本昌大; 中野洋; 小田部晃
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Showa Corp; Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2018-11-12
Filing date: 2019-10-23
Publication date: 2021-07-23
Also published as: JP2020079972A; US20210389787A1; DE112019004911T5; WO2020100537A1; JP7121637B2

Abstract

在现有的电子装置中，难以被动地进行附加到调节器电路的输出端子的外部电容器的断线诊断。本发明的电子装置由以下构成：调节器电路(2)，其将从外部供给的外部电源作为输入，输出一定的电压；外部电容器(3)，其作为外部部件连接到调节器电路(2)的输出端子；振荡检测器(4)，其检测调节器电路(2)的输出电压的振荡状态；以及故障判定部(5)，其在振荡检测器(4)检测出所述调节器电路的振荡状态的情况下，输出故障信号。

Description

电子装置

技术领域

本发明涉及一种具有向输出端子附加外部电容器的调节器电路的电子装置，特别涉及能够检测所述外部电容器的断线故障的电子装置。

背景技术

作为附加到调节器电路的输出端子的外部电容器的断线故障的诊断方法的例子，有专利文献1所记载的技术。在专利文献1中，公开了如下技术：有意地使调节器电路的输出电压变化，利用由于该输出电压的变化而产生的调节器电路的输出电流会根据外部电容器的有无而变化的特征，来诊断外部电容器的断线故障。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2017-096671号公报

发明内容

发明要解决的问题

在专利文献1中，为了检测外部电容器的断线的有无，需要有意地使调节器电路的输出电压变化。为此，在使用抗电源电压的变动较差的电路的情况下，需要使电路动作暂时停止后才能检测外部电容器的断线的有无。为此，所述现有技术的应用范围是有限的。

本发明正是鉴于所述情况而做出的，本发明的目的在于提供如下这样的电子装置：通过被动地进行外部电容器的断线诊断，将调节器电路的输出电压始终保持在稳定的状态，从而能够不使从调节器电路接受供给的各个电路的动作停止地进行动作。

解决问题的技术手段

为了解决上述问题，在本发明的电子装置中配置有：振荡检测器，其检测输出端子上连接有外部电容器的调节器电路的振荡状态；以及故障判定部，其在所述振荡检测器检测出所述调节器电路的振荡状态的情况下，输出故障信号。

发明的效果

根据本发明，能够提供一种由于能够被动地诊断附加到调节器电路的输出端子的外部电容器的断线故障，因此能够应用于更广泛的电路构成，特别是容易受电源变动影响的电路构成的电子装置。

附图说明

图1是表示第1实施例的电子装置的构成的图。

图2是表示调节器电路2的构成的图。

图3是表示调节器电路2的开环的频率特性的图。

图4是表示正常时的调节器电路的输出电压波形的图。

图5是表示外部电容器3断线时的调节器电路的输出电压波形的图。

图6是表示振荡检测器4的构成的图。

图7是表示振荡检测器4的输入输出特性的图。

图8是表示第2实施例的电子装置的构成的图。

图9是表示第3实施例的电子装置的构成的图。

图10是表示第2调节器电路17的构成的图。

图11是表示第2调节器电路的开环增益的频率特性的图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的实施方式。另外，各个实施例只要不矛盾就能够组合。

[第1实施例]

首先，通过图1至图7来说明本发明的第1实施例。另外，图1是第1实施例的电子装置的构成、图2是调节器电路2的构成、图3是调节器电路的开环的频率特性、图4是正常时的调节器电路的输出电压波形、图5是外部电容器3断线时的调节器电路的输出电压波形、图6是振荡检测器4的构成以及图7是振荡检测器4的输入输出特性。

本实施例的电子装置1具备：调节器电路2，其将从外部供给的外部电源作为输入，输出一定的电压；外部电容器3，其作为外部部件连接到调节器电路2的输出端子；振荡检测器4，其检测调节器电路2的输出电压的振荡状态；以及故障判定部5，其在振荡检测器4检测出调节器电路2的振荡状态的情况下输出故障信号。

如图2所示，调节器电路2具备：基准电压源6，其发生基准电压；误差放大器7；输出晶体管8；以及电阻元件9、10，其将调节器电路2的输出电压以规定的电压比来分压并反馈到误差放大器7。

此外，调节器电路2具有图3所示那样的开环的频率特性，频率特性根据外部电容器3的有无而变化。其结果是，在有外部电容器3的情况下保持系统稳定，但是在没有外部电容器3的情况下系统会变得不稳定。在有外部电容器3的情况下，如图4所示调节器电路2的输出电压是稳定的。另一方面，一旦由于外部电容器3断线等而不再有外部电容器3，则调节器电路2就会振荡，如图5所示输出电压大幅振动。

在本实施例中，使用振荡检测器4来检测该调节器电路2的输出电压的振动。如图6所示，振荡检测器4能够具备：电容器11和电阻12，它们构成去除输入的直流分量的高通滤波器；比较器13，其在高通滤波器的输出比电压Vhigh大的情况下输出高电平；比较器14，其在高通滤波器的输出比电压Vlow小的情况下输出高电平；以及逻辑门15，其求出比较器13与比较器13的逻辑和。即，如图7所示，当输入电压的交流分量大于电压Vhigh或小于电压Vlow时，振荡检测器4输出高电平。另外，振荡检测器4的输入电压可以是图2中的电压Vc也可以是误差放大器7的内部电压。振荡检测器4的目的是检测调节器电路2的振荡状态，在调节器电路2振荡的状态下，构成反馈系统的全部电压都振动。为此，振荡检测器4的输入电压可以是调节器电路2的输出电压、也可以是图2中的电压Vc以及也可以是误差放大器7的内部电压。

在本实施例中，通过检测调节器电路2的振荡状态能够检测外部电容器3的断线故障的有无。为此，能够在不影响调节器电路2的动作的情况下被动地检测外部电容器3的断线故障的有无。即，调节器电路2的动作如图4所示，几乎没有诊断时的输出电压的变动，能够抑制调节器电路2的输出电压的变动、噪声的增加。为此，能够将抗调节器电路2的电源变动较弱的电子电路、容易受到噪声的影响的电子电路连接到调节器电路2。

此外，更优选为，在振荡检测器4的输出在规定的时间以上持续地检测到所述调节器电路的振荡状态的情况下，故障判定部5输出故障信号。在外部电容器3由于断线或故障而丧失了外部电容器3的功能的情况下，调节器电路2的输出电压稳定地变为振荡状态。另一方面，由于调节器电路2的负载电流的骤变、外部电压的变动等，有时调节器电路2的输出电压会暂时变动。通过在振荡检测器4的输出在规定的时间以上显示出表示振荡状态的高电平时输出故障信号，具有不会发生由于该暂时变动而引起的误检测的效果。

此外，在本实施例中，展示了振荡检测器4在检测到调节器电路2的信号发送的情况下输出高电平的例子，但是也可以构成为在检测到信号发送的情况下输出低电平。

[第2实施例]

接下来将通过图8来说明作为本发明的第2实施例的电子装置。另外，图8是第2实施例的电子装置的构成。另外，将省略说明与第1实施例相同的构成。

本实施例的电子装置基本上与第1实施例的电子装置相同，但是附加了用于向上位系统输出故障信号的输出电路16。通过这样做，能够将本电子装置1的故障传达到上位系统，通过上位系统，可以避免上位系统由于本电子装置1的故障引起的不良情况而成为致命的故障模式。

此外，振荡检测器4的电源使用外部电源(调节器电路2的输入电压)。通过这样做，即使外部电容器3发生故障而调节器电路2的输出电压大幅振动，由于振荡检测器4的电源是由外部电源供给，振荡检测器4也能够稳定地动作。假设振荡检测器4的电源是由调节器电路2的输出电压供给的情况下，由于外部电容器3发生故障而调节器电路2的输出电压大幅振动，其结果是，有可能导致振荡检测器4的电源电压大幅振动而导致振荡检测器4误动作，但在本实施例中能够防止这一情况。

此外，故障判定部5的电源使用外部电源。通过这样做，即使外部电容器3发生故障而调节器电路2的输出电压大幅振动，由于故障判定部5的电源是由外部电源供给的，所以故障判定部5也能够稳定地动作。假设故障判定部5的电源是调节器2的输出电压供给的情况下，由于外部电容器3发生故障而调节器电路2的输出电压大幅振动，其结果是，有可能导致故障判定部5的电源电压大幅振动而导致故障判定部5误运作，但在本实施例中能够防止这一情况。

此外，输出电路16的电源使用外部电源。通过这样做，即使外部电容器3发生故障而调节器电路2的输出电压大幅振动，由于输出电路16的电源是由外部电源供给的，所以输出电路16也能够稳定地动作。假设输出电路16的电源是由调节器2的输出电压供给的情况下，由于外部电容器3发生故障，调节器电路2的输出电压大幅振动，其结果是，有可能导致输出电路16的电源电压大幅振动而导致输出电路16误动作，但在本实施例中能够防止这一情况。

[第3实施例]

接下来，将通过图9到图11来说明作为本发明的第3实施例的电子装置。另外，图9是第3实施例的电子装置的构成、图10是第2调节器电路17的构成、图11是第2调节器电路的开环增益的频率特性。另外，将省略说明与第1实施例相同的构成。

本实施例的电子装置基本与第1实施例的电子装置相同，但是附加了第2调节器电路17，将该第2调节器电路17的输出电压用于振荡检测器4、故障检测部5以及输出电路16的电源。以小型化的角度来看将第2调节器电路17、振荡检测器4、故障判定部5、输出电路16集成化到一个LSI18中更优选。

如图10所示，第2调节器电路17具备：基准电压源19，其发生基准电压；误差放大器22；输出晶体管21；电阻元件23、24，其将调节器电路2的输出电压以规定的电压比分压并反馈到误差放大器22；以及相位补偿电容20，其谋求反馈系统的稳定化。在第2调节器电路17中，通过相位补偿电容20使其具有图11所示的开环的频率特性，以谋求反馈系统的稳定化。为此，在第2调节器电路中，输出端子不需要大容量的电容器，因此不需要外部电容器，也能够集成化到LSI中。

但是，由于该构成的调节器不能增大输出电流所以只能驱动小规模的电路，但是由于能够将构成调节器的全部的电路元件集成化，所以有非常高的可靠性。即，在第3实施例中，通过附加第2调节器17，能够向振荡检测器4、故障判定部5、输出电路16供给更稳定的电源。其结果是，本实施例确保了振荡检测器4、故障判定部5、输出电路16的高可靠性的稳定动作。根据本实施例能够更加可靠地进行外部电容器3的故障诊断。

这是因为由于具备第2调节器17，即使外部电源的电压发生了变动，也能够向振荡检测器4、故障判定部5、输出电路16供给稳定的电源电压。此外，通过设置第2调节器电路17，即使在外部电容器3发生了短路故障的情况下，也能够使振荡检测器4、故障判定部5、输出电路16稳定地动作。

更好的例子是，通过将第2调节器电路17的输出电压设为比调节器电路2的电压低的电压，能够提高第2调节器电路17的输出电压相对于外部电源的变动的稳定度。

更好的例子是，通过将第2调节器电路17、振荡检测器4、故障判定部5以及输出电路16集成化到一个LSI，能够将第2调节器电路17、振荡检测4、故障判定部5以及输出电路16的相互配线配置在能够以高可靠度连接的LSI上。其结果是，能够更稳定地进行外部电容器3的诊断动作。

作为本实施例的电子装置的例子可以考虑各种，例如，可以举出测量流体的流量、压力、湿度以及温度等物理量中的至少某一个的物理量测定装置。

符号说明

1‥电子装置，2‥调节器电路，3‥外部电容器，4‥振荡检测器，5‥故障判定部，6‥基准电压源，7‥误差放大器，8‥输出晶体管，9‥电阻元件，10‥电阻元件，11‥电容器，12‥电阻，13‥比较器，14‥比较器，15‥逻辑门，16‥输出电路，17‥第2调节器电路，18‥LSI，19‥基准电压源，20‥相位补偿电容，21‥输出晶体管，22‥误差放大器，23‥电阻元件，24‥电阻元件。

Claims

1.一种电子装置，其特征在于，具备：

调节器电路，其在输出端子连接有外部电容器；以及

振荡检测器，其检测所述调节器电路的振荡状态。

2.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，

具备故障判定部，其基于来自所述振荡检测器的信号来输出故障信号。

3.根据权利要求2所述的电子装置，其特征在于，

在所述振荡检测器在规定的时间以上持续地检测到所述调节器电路的振荡状态的情况下，所述故障判定部输出故障信号。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的电子装置，其特征在于，

将所述调节器电路的输入电压用作为所述振荡检测器的电源。

5.根据权利要求1至3中的任一项所述的电子装置，其特征在于，

具备第2调节器电路，

将所述第2调节器电路的输出电压用作为所述振荡检测器的电源。

6.根据权利要求5所述的电子装置，其特征在于，

所述第2调节器电路的输出电压是比所述调节器电路的输出电压低的电压。

7.根据权利要求6所述的电子装置，其特征在于，

将所述第2调节器电路以及所述振荡检测器集成化到同一半导体元件中。

8.根据权利要求6所述的电子装置，其特征在于，

具有将所述第2调节器电路的输出用作为电源的故障信号输出电路。

9.根据权利要求7所述的电子装置，其特征在于，

将所述第2调节器电路、所述发信检测器、所述故障判定部以及将所述故障判定部的输出向外部发送的输出电路集成化到同一半导体元件中。

10.根据权利要求9所述的电子装置，其特征在于，

所述第2调节器电路具备相位补偿电容。

11.根据权利要求10所述的物理量测定装置，其特征在于，

所述电子装置是测定流体的物理量的物理量测定装置。