DE102004045513A1

DE102004045513A1 - Oszillatorschaltung und diese enthaltende integrierte Schaltung

Info

Publication number: DE102004045513A1
Application number: DE102004045513A
Authority: DE
Inventors: Tsuyoshi Kawasaki Mitsuda
Original assignee: NEC Electronics Corp
Current assignee: NEC Electronics Corp
Priority date: 2003-10-03
Filing date: 2004-09-20
Publication date: 2005-06-16
Anticipated expiration: 2024-09-21
Also published as: DE102004045513B4; US7135937B2; US20060284692A1; CN1604471A; US20050073370A1; US7310025B2; CN1295869C; JP2005117140A

Abstract

Die Oszillatorschaltung (100) hat einen Kondensator (3) und erste, zweite, dritte und vierte Konstantstromversorgungen (10, 8, 11, 9) und Schalter, die mit dem Kondensator (3) verbunden sind. Beide Anschlüsse des Kondensators (3) werden für Ladungen und Entladungen verwendet. Eine Periode umfasst vier Schritte: Laden des ersten Anschlusses (A) des Kondensators (3), Entladen des zweiten Anschlusses (B), Laden des ersten Anschlusses (A) und Entladen des zweiten Anschlusses (B).

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Erfindungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Oszillatorschaltung und insbesondere eine Oszillatorschaltung, die Ladungen und Entladungen eines Kondensators verwendet und eine diese enthaltende, integrierte Schaltung.

2. Beschreibung des Standes der Technik

In der ungeprüften japanischen Patentanmeldungs-Veröffentlichung Nr. 10-233657 ist eine CR-(Kondensator-Widerstand)-Oszillatorschaltung offenbart, die Ladungen und Entladungen eines Kondensators verwendet. Diese Oszillatorschaltung hat einen Kondensator und einen Komparator, wobei ein Eingangsanschluss des Komparators mit einer Referenzspannung und der andere Eingangsanschluss mit der Spannung gespeist wird, die durch das Laden und Entladen des Kondensators erzeugt wird, und der Komparator gibt die Vergleichsergebnisse als das Oszillationssignal aus. In dieser Schaltung wird die Referenzspannung zwischen einer niedrigeren Referenzspannung und einer höheren Referenzspannung basierend auf dem erzeugten Oszillationssignal geschaltet. Der Betrieb des Ladens und Entladens des Kondensators wird ebenfalls basierend auf diesem Oszillationssignal gesteuert.

In dieser CR-Oszillatorschaltung ist die Oszillationsperiode nur durch die Bedingungen von einem Anschluss des Ladens und Entladens des Kondensators bestimmt. Um bei dieser Oszillatorschaltung eine längere Periode zu haben, ist ein Kondensator mit höherer Kapazität erforderlich. Ein derartiger Kondensator nimmt jedoch eine größere Fläche ein, was das Problem des Anstiegs der Kosten des Chips hervorruft.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine der Aufgaben der vorliegenden Erfindung ist es, eine Oszillatorschaltung, die eine längere Periode des Oszillationssignals erzeugt ohne Erhöhen der Größe des Kondensators und eine diesen enthaltene integrierte Schaltung zu schaffen.

Die Oszillatorschaltung gemäß dieser Erfindung hat das Merkmal, dass das Oszillationssignal durch Laden und Entladen des Kondensators über jeden Anschluss unabhängig erzeugt wird.

Bei der vorliegenden Erfindung wird durch das Laden und Entladen des Kondensators über jeden Anschluss eine Spannungsdifferenz zwischen beiden Anschlüssen erzeugt. Beispielsweise lässt ein Konstantstrom, der an einen Anschluss angelegt wird, die Spannung des einen Anschlusses ansteigen, bewirkt, dass die Spannung des einen Anschlusses höher als diejenige des anderen Anschlusses ist, und erhöht die Spannungsdifferenz zwischen diesen. Dann senkt ein Konstantstrom, der an den anderen Anschluss angelegt wird, die Spannungsdifferenz zwischen dem anderen Anschluss und dem einen Anschluss. Ähnlich senkt ein Konstantstrom, der an den einen Anschluss angelegt ist, die Spannung des einen Anschlusses, bewirkt, dass sie Spannung des einen Anschlusses niedriger als die des anderen Anschlusses ist, und erhöht die Spannungsdifferenz zwischen diesen. Dann vermindert ein Konstantstrom, der an den anderen Anschluss angelegt wird, die Spannungsdifferenz zwischen dem anderen Anschluss und dem einen Anschluss. Die aufeinander folgende Kombination dieser Operationen ermöglicht eine längere Schwingungsperiode des zu erzeugenden Oszillationssignals, verglichen mit dem Fall, bei dem die Spannung des einen Anschlusses des Kondensators auf einen kon stanten Wert festgelegt ist und die Spannung des anderen Anschlusses durch die Ladungen und Entladungen angehoben und gesenkt wird.

Die integrierte Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung hat eine Treiberschaltung zum Treiben einer Last und eine Steuerschaltung zum Steuern der Treiberschaltung. Die Steuerschaltung hat eine Oszillatorschaltung zum Erzeugen eines Oszillationssignals durch Laden und Entladen des Kondensators über jeden Anschluss. Die Steuerschaltung überwacht den Strom an der Last in einem vorgegebenen Zyklus basierend auf dem Oszillationssignal und steuert die Treiberschaltung basierend auf dem Überwachungsergebnis. Bei der vorliegenden Erfindung wird der Strom an der Last, wie beispielsweise einer Lampe oder einem Motor eines Fahrzeugs, in einem gegebenen Zyklus überwacht, und zwar basierend auf dem Oszillationssignal, welches durch die Oszillatorschaltung erzeugt worden ist, das einen Kondensator hat, der über jeden Anschluss geladen und entladen werden kann. Es ist dadurch möglich, die Schaltung, wie beispielsweise einen Teiler zu verkleinern oder zu eliminieren, um die Schwingungsperiode des Oszillationssignals selbst dann länger zu machen, wenn ein Kondensator mit kleiner Kapazität verwendet wird.

Wie vorstehend beschrieben, ermöglicht die vorliegende Erfindung das Erzeugen einer längeren Schwingungsperiode des Oszillationssignals ohne Vergrößerung des Kondensators.

Die vorstehenden und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende detaillierte Beschreibung und die begleitenden Zeichnungen, die lediglich zur Veranschaulichung gegeben sind und somit nicht als Begrenzung der vorliegenden Erfindung betrachtet werden, vollständig verständlich.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHUNGEN
1 ist ein Schaltbild einer Oszillatorschaltung gemäß einer spezifischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine grafische Darstellung der Signalformen einer Oszillatorschaltung gemäß einer spezifischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein schematisches Schaltbild eines Systems, in welchem eine Oszillatorschaltung gemäß einer spezifischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingebaut ist.
4 ist ein Schaltbild eines Beispiels der Diagnoselogik und der Eingangslogik gemäß 3.
5 ist eine grafische Darstellung der Signalformen bezüglich des Betriebes des Systems gemäß der 3 und 4.
6 ist eine grafische Darstellung anderer Signalformen bezüglich des Betriebes des Systems gemäß der 3 und 4.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Um die vorstehenden und weitere Zwecke, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung zu erkennen, werden die Ausführungsformen der Erfindung im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
1 veranschaulicht eine Oszillatorschaltung 100 gemäß einer spezifischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der Oszillatorschaltung 100 ist ein (erster) Anschluss A eines Kondensators 3 an einen Eingangsanschluss eines ersten Komparators 1 angeschlossen. Der Ausgang des ersten Komparators 1 ist als Ausgangssignal OUT (Oszillationssignal) repräsentiert. Der andere (zweite) Anschluss B des Kondensators 3 ist an einen Eingangsanschluss eines zweiten Komparators 2 angeschlossen. Das Ausgangssignal OUT wird den (dritten und vierten) Schaltern 4 und 5 zugeführt.
Der Schalter 4 besteht beispielsweise aus einem Inverter, der mit dem Ausgangssignal OUT gespeist wird, und einem p-MOS-Transistor, der mit dem Ausgang des Inverters gespeist wird. Der Schalter 5 besteht aus beispielsweise einem Inverter, der mit dem Ausgangssignal OUT gespeist wird, und einem n-MOS-Transistor, der mit dem Ausgang des Inverters gespeist wird. Die beiden einen Anschlüsse der Schalter 4 und 5 sind mit dem zweiten Anschluss B des Kondensators 3, der der Knoten B ist, verbunden. Die beiden anderen Anschlüsse der Schalter 4 und 5 sind an die (zweiten und vierten) Stromversorgungen 8 bzw. 9 angeschlossen. Die Stromversorgung 8 ist an eine erste Energieversorgung, beispielsweise eine Vcc-Energieversorgung, angeschlossen und versorgt mit Konstantstrom Ir3; die Stromversorgung 9 andererseits ist an eine zweite Energieversorgung, beispielsweise die Masse, angeschlossen und vorsorgt mit dem Konstantstrom Ir4. Der Schalter 4 ist im EIN-Zustand, wenn der Logikpegel des Ausgangssignals OUT hoch ist. Der Schalter 5 ist in dem EIN-Zustand, wenn der Logikpegel des Ausgangssignals OUT niedrig ist. Der Schalter 4 kann ein Transfergate der p-MOS- und n-MOS-Transistoren sein, der parallel zwischen dem Knoten B und der Stromversorgung 8 angeordnet ist. Der Schalter 5 kann auch ein Transfergate der p-MOS- und n-MOS-Transistoren sein, der parallel zwischen dem Knoten B und der Stromversorgung 9 angeordnet ist.
Der Ausgangs des Komparators 2 wird als Steuersignal für die (ersten und zweiten) Schalter 6 und 7 zugeführt. Der Schalter 6 ist im EIN-Zustand, wenn der Ausgang des Komparators 2 auf dem niedrigen Pegel ist, und besteht beispielsweise aus einem p-MOS-Transistor. Der Schalter 7 ist im EIN-Zustand, wenn der Ausgang des Komparators 2 auf dem hohen Pegel ist, und besteht beispielsweise aus einem n-MOS-Transistor. Beide einen Anschlüsse der Schalter 6 und 7 sind an den ersten Anschluss des Kondensators 3 angeschlossen, der ein Knoten ist. Die beiden anderen Anschlüsse der Schalter 6 und 7 sind an die (ersten und zweiten) Stromversorgungen 10 bzw. 11 angeschlossen. Die Stromversorgung 10 ist an die erste Energieversorgung angeschlossen, das heißt an die Vcc-Energieversorgung, und vorsorgt mit Konstantstrom Ir1. Die Stromversorgung 11 ist an die zweite Energieversorgung angeschlossen, das heißt an Masse, und versorgt mit dem Konstantstrom Ir2. Jeder der Schalter 6 und 7 sowie der Schalter 4 und 5 kann durch Transfergates der p-MOSund n-MOS-Transistoren angeordnet sein.
Wenn der Schalter 6 und die Konstantstromversorgung 10, die an den ersten Anschluss A des Kondensators 3 angeschlossen ist, eine erste Schaltung bilden, bilden der Schalter 7 und die Konstantversorgung 11 eine zweite Schaltung, der Schalter 4 und die Konstantstromversorgung 8, die an den zweiten Anschluss B des Kondensators 3 angeschlossen ist, bilden eine dritte Schaltung und der Schalter 5 und die Konstantstromversorgung 9 bilden eine vierte Schaltung, wobei wenigstens eine der ersten bis vierten Schaltungen beispielsweise aus einem Widerstand oder einem Schalter und einem Widerstand gebildet sein kann.
Jeder der anderen Eingangsanschlüsse der Komparatoren 1 und 2 ist an den Knoten C angeschlossen. Der Knoten C ist über Schalter 12 und 13 an einen Referenzspannungsgenerator 14 angeschlossen. Der Schalter 12 ist zwischen den Anschluss der höheren Referenzspannung des Referenzspannungsgenerators 14 und den Knoten C geschaltet. Der Schalter 12 besteht beispielsweise aus einem Transfergate und befindet sich im EIN-Zustand, wenn der logische Ausgangspegel des Komparators 2 niedrig ist. Der Schalter 13 ist zwischen Anschluss mit der niedrigeren Referenzspannung des Referenzspannungsgenerators 14 und den Knoten C geschaltet. Der Schalter 13 besteht beispielsweise aus einem Transfergate, welches sich im EIN-Zustand befindet, wenn der logische Ausgangspegel des Komparators 2 hoch ist. Der Referenzspannungsgenerator 14 ist eine Konstantspannungsversorgung, der eine höhere Referenzspannung VH und eine niedrigere Referenzspannung VL erzeugt.
Zusammengefasst hat die Oszillatorschaltung 100 gemäß dieser Ausführungsform den Kondensator 3, den Komparator 1 und eine Lade-/Entladeschaltung. Der Komparator 1 gibt, wie vorstehend beschrieben, basierend auf dem Ergebnis des Vergleichs zwischen der Spannung des ersten Anschlusses A des Kondensators 3 und der höheren Referenzspannung VH oder der niedrigeren Referenzspannung VL das Oszillationssignal OUT aus. Die Lade-/Entladeschaltung steuert das Laden und Entladen des Kondensators 3 über jeden Anschluss. Bei dieser Ausführungsform hat die Lade-/Entladeschaltung den Komparator 2, eine erste Lade-/Entladeschaltung mit den Schaltern 6, 7 und den Konstantstromversorgungen 10, 11, eine zweite Lade-/Entladeschaltung mit den Schaltern 4, 5 und den Konstantstromversorgungen 8, 9 und eine Referenzspannungs-Ausgangsschaltung, die den Referenzspannungsgenerator 14 und die Schalter 12, 13 umfasst. Der Komparator 2 dient als eine Steuerschaltung zum Steuern des Ladens und Entladens des Kondensators 3 durch die erste Lade-/Entladeschaltung. Der Komparator 1 dient als eine Steuerschaltung zum Steuern des Ladens und Entladens des Kondensators 3 durch die zweite Lade-/Entladeschaltung.
Dann wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 2 die Funktionsweise der Oszillatorschaltung 100 gemäß 1 erläutert.
Das Ausgangssignal OUT und der Ausgang des Komparators 2 sind während t0 bis t2 beide auf dem niedrigen Pegel. Demgemäß resultiert der folgende Zustand; der Schalter 6 ist EIN, der Schalter 7 ist AUS, der Schalter 4 ist AUS und der Schalter 5 ist EIN. Der Spannungspegel A steigt gemäß dem Strom Ir1, der von der Energieversorgung 10 zugeführt wird, und der Zeitkonstante des Kondensators 3. Die Spannung des Knotens B ist an Masse gelegt. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Schalter 12 im EIN-Zustand und der Schalter 13 im AUS-Zustand, so dass der Knoten C mit der höheren Referenzspannung VH gespeist wird. Anzumerken ist, dass davon ausgegangen wird, dass der Stromwert von den Stromversorgungen 8 bis 11 der gleiche Wert ist.
Die Spannungsdifferenz zwischen den Anschlüssen des Kondensators 3 ist größer werdend, daher ist die Zeitspanne zwischen t0 bis t2 eine Zeitspanne zum Laden (erstes Laden).
Zum Zeitpunkt t2 erreicht die Spannung des Knotens A VH, bewirkt, dass das Ausgangssignal OUT auf den hohen Pegel umschaltet. Durch diese Änderung wird der Schalter 5 abgeschaltet und der Schalter 4 eingeschaltet. Während dieses Schalterns befinden sich daher beide Schalter 4 und 5 für einen Moment im AUS-Zustand, woraus ein augenblicklicher schwebender Zustand des Knotens B resultiert. Demgemäß wird der Knoten A unabhängig von der Zeitkonstante, so dass die Spannung des Knotens A sofort von VH auf Vcc ansteigt. Und die Spannung des Knotens B wird beispielsweise infolge des Kopplungseffektes auf VL angehoben. Dann steigt die Spannung des Knotens B.
Die Spannungsdifferenz zwischen den Anschlüssen des Kondensators 3 wird vermindert, daher ist die Zeitspanne zwischen t2 und t3 eine Zeitspanne für das Entladen (erste Entladung).
Zum Zeitpunkt t3 überschreitet die Spannung des Knotens B VH, wodurch der Ausgang des Komparators 2 von dem niedrigen Pegel auf den hohen Pegel schalten kann. Durch diese Änderung wird der Schalter 6 abgeschaltet und der Schalter 7 eingeschaltet. Während dieser Änderung tritt ein Übergangszustand auf, bei dem beide Schalter 6 und 7 in dem AUS-Zustand sind. In diesem Zustand wird der Knoten A schwebend, so dass die Spannung des Knotens B unabhängig von der Zeitkonstante wird, und der Knoten B sofort auf Vcc geladen wird. Die Spannung des Knotens A überschreitet Vcc, was den Kopplungseffekt bewirkt, mittels welchem die Spannung des Knotens B auf Vcc angehoben wird. Dann wird der Schalter 7 eingeschaltet und der Schalter 6 wird ausgeschaltet, was es möglich macht, dass die Spannung des Knotens A graduell entsprechend der Zeitkonstante sinkt. Andererseits erfolgt durch die vorstehende Änderung, dass der Ausgang des Komparators 2 auf hoch schaltet, um den Schalter 12 abzuschalten und den Schalter 13 einzuschalten. Demgemäß wird der Pegel des Knotens C auf VL geschoben.
Die Spannungsdifferenz zwischen den Anschlüssen des Kondensators 3 wird größer, daher ist die Zeitspanne zwischen t3 und t4 eine Zeitspanne zum Laden (zweites Laden).
Zum Zeitpunkt t4 erreicht die Spannung des Knotens A VL, dann schaltet der Ausgang des Komparators 1 von hoch auf niedrig, so dass der Schalter 5 eingeschaltet und der Schalter 4 ausgeschaltet wird. Während dieses Umschaltens tritt der schwebende Zu stand des Knotens B auf und die Spannung des Knotens A fällt von VL auf Masse. Dieser Abfall bewirkt beispielsweise, dass die Spannung des Knotens B von Vcc auf VH absteigt. Dann senkt sich die Spannung des Knotens B graduell gemäß der Zeitkonstante.
Die Spannungsdifferenz zwischen den Anschlüssen des Kondensators 3 vermindert sich, daher ist die Zeitspanne zwischen t4 und t5 eine Zeitspanne zum Entladen (zweite Entladung).
Zum Zeitpunkt t5 erreicht die Spannung des Knotens B VL und der Ausgang des Komparators 2 schaltet auf den niedrigen Pegel. Gemäß dieser Änderung des Ausgangs des Komparators 2 wird der Schalter 6 eingeschaltet und der Schalter 7 abgeschaltet. Während des Übergangs der Schalter 6 und 7 tritt der schwebende Zustand des Knotens A auf, der bewirkt, dass die Spannung des Knotens B von VL auf Masse fällt. So dass die Spannung des Knotens A infolge des Kopplungseffektes unter den Massepegel fällt.
Wie vorstehend beschrieben, wird bei dieser Erfindung, nachdem der Kondensator 3 über den einen Anschluss (Knoten A) mit dem Strom Ir1 (während t0–t2) geladen wird, dieser über den anderen Anschluss (Knoten B) mit dem Strom Ir3 (während t2–t3) entladen und dann, nachdem der Kondensator 3 über den einen Anschluss mit dem Strom Ir2 (während t3–t4) geladen wird, wird er über den anderen Anschluss mit dem Strom Ir4 (während t4–t5) entladen.
Während ein Anschluss des herkömmlichen Kondensators an Masse gelegt ist und nur der andere Anschluss für das Laden und Entladen verwendet wird, verwendet somit die vorliegende Erfindung beide Anschlüsse des Kondensators 3 für das Laden und Entladen. Daher ermöglicht die vorliegende Erfindung eine längere Periode des Oszillationssignals als der Stand der Technik.
Wenn bei der Konfiguration gemäß dem Stand der Technik eine längere Periode erhalten werden sollte, sollte zusätzlich der Strom zum Kondensator verringert werden. In diesem Fall würde die Konfiguration gegenüber Rauschen empfindlich und es wäre schwierig, wegen der Änderung des zugeführten Stromes infolge von Leckage eine konstante Periode zu erzielen.
Die 3 veranschaulicht ein Schaltbild eines Beispiels eines Systems, in welchem die Oszillatorschaltung 100 gemäß der vorliegenden Erfindung eingebaut ist. Das durch diese Ausführungsform veranschaulichte System ist in Automobile eingebaut. Das System 200 besteht aus einer Steuereinheit 201 mit der vorstehend beschriebenen Oszillatorschaltung 100, einer Batterie 221, einem Chassis 222, einer Lampe 223 usw.
Wie in der 3 angegeben, ist die Steuereinheit 201 an die Batterie 221 und das Chassis 222 angeschlossen. Die Steuereinheit 201 hat einen Mikrocomputer 202, der das System basierend auf dem Steuersignal (nicht dargestellt) steuert, eine Spannungseinstellschaltung 203, die die 12V-Energieversorgung von der Batterie 221 in die Energieversorgung für den Mikrocomputer 202 umwandelt und ein Leistungsgerät mit einer Steuerfunktion, das heißt ein IPD (intelligentes Leistungsgerät) 204. Das Leistungsgerät 204 hat beispielsweise eine Eingangslogik 211, die mit dem Lampensteuersignal vom Mikrocomputer 202 gespeist wird, um die Lampe 223 zu betreiben, eine Treiberschaltung 212, die ein Lampensteuersignal basierend auf dem Lampensteuersignal erzeugt, und einen Leistungs-MOSFET 213, der die Lampe 223 basierend auf dem Lampensteuersignal treibt. Das Leistungsgerät 204 hat ferner eine Diagnoselogik 214, die mit dem Ausgang des MOSFET 213 und dem Lampensteuersignal gespeist wird und ein Diagnosesignal ausgibt, welches die Anomalie der Lampe 223 anzeigt. Die Diagnoselogik 214 hat ferner die Oszillatorschaltung 100 gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Leistungsgerät 204 ist beispielsweise in einen integrierten Schaltungschip eingebaut.
4 zeigt ein Beispiel der Diagnoselogik 214 und der Eingangslogik 211 gemäß 3. Die Diagnoselogik 214 hat einen Hochzyklussignalgenerator 101, der basierend auf dem Ausgang der Oszillatorschaltung 100 dieser Ausführungsform ein Hochzyklussignal erzeugt. Es ist nicht notwendig, den Hochzyklusgenerator 101 zu verwenden, da es einfach ist, die Oszillationsperiode zu verkürzen. Beispielsweise kann die Oszillations periode einfach durch Erhöhen der Stromwerte Ir1, Ir2, Ir3, Ir4 der Konstantstromversorgungen 10, 11, 8 bzw. 9, welche in der 1 angegeben sind, verringert werden. Die Diagnoselogik 214 hat ferner eine Maskensignalgeneratorschaltung 102, die, nachdem die Lampe 223 gezündet ist, ein Aktivpegelmaskensignal α3 (siehe 5) für beispielsweise ein paar 100 μs bis ein paar ms, basierend auf dem Hochzyklussignal und dem Lampensteuersignal α1, vom Mikrocomputer 202 erzeugt. In der 5 repräsentiert die vertikale Achse für das Lampensteuersignal, welches durch α1 angegeben ist, und das Maskensignal, das durch α3 angegeben ist, die Spannungswerte und die für den Lampenstrom, der durch α2 angegeben ist, repräsentiert den Stromwert.
Die Diagnoselogik 214 hat ferner eine Maskenschaltung 103, die mit dem Maskensignal α3 auf dem Strom α2 von der Lampe 223 und dem Strom α2 von der Lampe 223 gespeist wird, und eine Diagnoseschaltung 104, die bestimmt, ob der Ausgang der Maskenschaltung 103 anormal ist oder nicht. Die Maskenschaltung 103 erzeugt den Strom α4, in welchem der Lampenstrom α2 während ΔT von T0 bis T1 basierend auf dem Maskensignal α3 maskiert ist und leitet den Strom α4 zur Diagnoseschaltung 104. Der Lampenstrom α2, der in der Lampe 223 verbraucht wird, ergibt einen Spannungsstoß, wenn der Strom zum Zeitpunkt T0 angelegt wird. Um zu verhindern, dass der Mikrocomputer 202 den Spannungsstrom als einen Fehler detektiert, maskiert die Maskenschaltung 103 den Strom α2 bis zum Zeitpunkt T1, zu welchem der Strom als normal bestimmt wird. Somit empfängt die Diagnoseschaltung 104 vor dem Zeitpunkt T1 den maskierten Strom, der maskiert ist, um als normaler Strom bestimmt zu werden, während sie nach dem Zeitpunkt T1 den tatsächlichen Lampenstrom α2 am Ausgangsanschluss empfängt, der nicht maskiert ist.
Die Diagnoselogik 214 hat einen Niedrigzyklussignalgenerator 105, der ein Niedrigzyklussignal für ein paar 10 ms erzeugt, basierend auf dem Ausgang der Oszillatorschaltung 100 gemäß dieser Ausführungsform. Wie vorstehend beschrieben, ist es möglich, den Niedrigzyklussignalgenerator 105 wie einen Teiler zu verkleinern oder zu eliminieren, da die Oszillatorschaltung 100 gemäß dieser Ausführungsform das Oszillati onssignal mit einer langen Periode erzeugen kann. Die Diagnoseschaltung 104 leitet beispielsweise einen hohen Pegel eines Signals, welches für die Anomalie indikativ ist, zum Mikrocomputer 202, wenn dieser beispielsweise während der Zeitpunkte T1 bis T2 einen anormalen Strom detektiert.
Die Eingangslogik 211 hat ein UND-Gatter 21, das vom Mikrocomputer 202 mit dem Steuersignal, welches das Lampensteuersignal α1 dieser Ausführungsform ist, gespeist wird und mit einem vom Inverter 22 invertierten Signal des Signals von der Diagnoseschaltung, das für eine Anomalie Indikativ ist, gespeist wird. Das Steuersignal vom Mikrocomputer 202 wird aktiv, beispielsweise hoch, wenn die Last, wie beispielsweise die Lampe 223, getrieben wird, ansonsten wird es niedrig. Demgemäß wird, wenn der Mikrocomputer 202 die Lampe 223 treibt, das UND-Gatter 21 mit dem Lampensteuersignal α1 auf hohem Pegel und dem Hochpegelsignal, das vom Inverter 22 invertiert worden ist, gespeist, dessen Eingang der Ausgang der Diagnoseschaltung 104 ist, welcher dafür Indikativ ist, dass der Ausgang (Strom α4) der Maskenschaltung 103 normal ist. Zu diesem Zeitpunkt gibt das UND-Gatter 21 einen hohen Pegel aus. Andererseits bleibt der Ausgang ß1 des UND-Gatters 23 auf dem niedrigen Pegel, weil der Ausgang der Diagnoseschaltung 104 auf dem niedrigen Pegel ist.
Wenn als Nächstes der Ausgang der Diagnoseschaltung 104 eine Anomalie anzeigt, schaltet der Ausgang des Inverters 22 auf den niedrigen Pegel, so dass der Ausgang des UND-Gatters 21 auf den niedrigen Pegel fixiert ist. Zu diesem Zeitpunkt wird, während das Lampensteuersignal α1 auf dem hohen Pegel ist, der Ausgang (31 des UND-Gatters 23 ein Impulssignal (siehe 6) mit der Periode von beispielsweise ein paar 10 ms, was die Antwort auf das Niedrigzyklussignal vom Niedrigzyklussignalgenerator 105 ist. Ein ODER-Gatter 24 gibt ein logisches ODER von den Ausgängen der UND-Gatter 21 und 23 aus. Anders ausgedrückt, wenn der Mikrocomputer 202 die Last treibt, das heißt, wenn das Lampensteuersignal α1 auf einem hohen Pegel ist und in der Last ein Kurzschluss auftritt (der Ausgang der Diagnoseschaltung 104 auf dem hohen Pegel ist), gibt die Eingangslogik 211 das Niedrigzyklusoszillationssignal aus. Der Leistungs- MOSFET 213 wird basierend auf dem periodischen Niedrigpulssignal ß1 getrieben und der übermäßige Strom, welcher durch den Kurzschluss zwischen dem Ausgangsanschluss des Leistungs-MOSFET 213 und dem Chassis 222 verursacht wird, wird periodisch in der Diagnoseschaltung 104 überwacht. Der Mikrocomputer 202 hält den Betrieb der Niedrigzyklusselbstoszillation für eine vorbestimmte Zeit aufrecht. Das heißt, wenn das Signal ß2, welches für eine Anomalie indikativ ist (siehe 6) für eine vorbestimmte Zeit detektiert worden ist, schaltet der Mikrocomputer 202 den Betrieb des Leistungsgerätes 204 ab, indem der Pegel des Lampensteuersignals α1 auf niedrig geschoben wird. Wenn andererseits der Zustand des Kurzschlusses innerhalb einer vorbestimmten Zeit entfernt worden ist, bleibt der Ausgang der Diagnoseschaltung 104 auf dem niedrigen Pegel, was für den Normalzustand indikativ ist, woraus resultiert, dass der Ausgang des UND-Gatters 21 auf den Ausgang vom Mikrocomputer 202 antwortet und der Ausgang des UND-Gatters 23 zwangsweise der niedrige Pegel ist. Somit kann bei dem System 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, selbst wenn ein Übergangskurzschluss auftritt, der Zustand des Lampensteuersignals α1 für das Treiben des Leistungsgerätes 204 aufrecht erhalten werden und der Zustand eines Übergangskurzschlusses kann ignoriert werden, wobei das Leistungsgerät 204 getrieben wird.
Wenn der zugeführte Strom zum Kondensator 3 verringert wird, um die Oszillationsperiode länger zu machen, ist es gerade wie bei der herkömmlichen Oszillatorschaltung schwierig, infolge von Rauschen eine konstante Periode zu erhalten. Demgemäß kann die Oszillatorschaltung 100 gemäß dieser Ausführungsform die Spannung an beiden Anschlüssen des Kondensators 3 steuern. Somit kann die Oszillatorschaltung 100, verglichen mit der herkömmlichen Oszillatorschaltung, die die Spannung an einem Anschluss desselben Kondensators steuert, eine längere Schwingungsperiode des Signals erzeugen. Es ist dadurch möglich, den Niedrigzyklusgenerator 105 zu verkleinern oder zu eliminieren, welcher das Niedrigzyklussignal zum Detektieren des Kurzschlusses in der Lampe 223 erzeugt.
Anzumerken ist, dass die vorliegende Erfindung nicht durch die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen begrenzt ist und es ist offensichtlich, dass jegliche Änderung für jede Ausführungsform innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung möglich ist. Während beispielsweise der Ausgang OUT des Komparators 1 als Oszillationssignal bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform verwendet wird, kann stattdessen auch der Ausgang des Komparators 2 verwendet werden. Ferner ist das Auftreten von übermäßigem Strom bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform durch die Lampe verursacht, die Last, welche vom Mikrocomputer gesteuert wird, ist jedoch nicht auf die Lampe begrenzt, sondern kann ein Motor usw. sein, da der Motor sowie auch die Lampe eine ähnliche Stromänderung, wie in 5 gezeigt, zeigen kann. Zusätzlich kann der Kurzschlusszustand nicht nur in der Lampe, sondern auch in der anderen Last, wie beispielsweise dem Motor, auftreten, daher ist es offensichtlich, dass die Konfiguration der vorliegenden Erfindung an irgendeine andere, parallele Last angepasst sein kann.
Aus der so beschriebenen Erfindung ist klar zu ersehen, dass die Ausführungsformen der Erfindung auf viele Arten variiert werden können. Derartige Variationen werden nicht als Abweichung vom Geist und Umfang der Erfindung betrachtet und alle derartigen Modifikationen, wie sie für den Fachmann offensichtlich sind, sollen innerhalb des Umfangs der folgenden Patentansprüche liegen.

Claims

Oszillatorschaltung mit einem Kondensator (3), gekennzeichnet durch Erzeugen eines Oszillationssignals durch Laden und Entladen des Kondensators über beide Anschlüsse des Kondensators.
Oszillatorschaltung mit einem Kondensator (3) mit einem ersten Anschluss und einem zweiten Anschluss, gekennzeichnet durch: eine Oszillationssignalgeneratorschaltung, die ein Oszillationssignal basierend auf einer Spannung eines gewählten einen Anschlusses des ersten Anschlusses und zweiten Anschlusses erzeugt, und eine Lade-/Entladeschaltung, die den Kondensator (2) über beide Anschlüsse des Kondensators (3) laden und entladen kann.
Oszillatorschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lade-/Entladeschaltung eine Periode des Oszillationssignals erzeugt durch erstes Laden, bei dem der Kondensator (3) über den ersten Anschluss geladen wird, erstes Entladen nach dem ersten Laden, wobei der Kondensator (3) über den zweiten Anschluss entladen wird, zweites Laden nach dem ersten Entladen, wobei der Kondensator (3) über den ersten Anschluss geladen wird, und zweites Entladen nach dem zweiten Laden, wobei der Kondensator (3) über den zweiten Anschluss entladen wird.
Oszillatorschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lade-/Entladeschaltung aufweist eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte Konstantstromversorgung (10, 8, 11, 9) und das erste Laden mit der ersten Konstantstromversorgung (10) durchgeführt wird, das erste Entladen mit der zweiten Konstantstromversorgung (8) durchgeführt wird, das zweite Laden mit der dritten Konstantstromversorgung (11) und das zweite Entladen mit der vierten Konstantstromversorgung (9) durchgeführt wird.
Oszillatorschaltung nach Anspruch 4, weiterhin gekennzeichnet durch: erste und zweite Schalter (6, 7), die an den ersten Anschluss des Kondensators (3) angeschlossen sind; und dritte und vierte Schalter (4, 5), die an den zweiten Anschluss des Kondensators (3) angeschlossen sind, wobei die erste Konstantstromversorgung (10) zwischen den ersten Schalter (6) und eine erste Energieversorgung geschaltet ist, die zweite Konstantstromversorgung (8) zwischen den dritten Schalter und die erste Energieversorgung geschaltet ist, die dritte Konstantstromversorgung (11) zwischen den zweiten Schalter und eine zweite Energieversorgung geschaltet ist, und die vierte Konstantstromversorgung (9) zwischen den vierten Schalter und die zweite Energieversorgung geschaltet ist.
Oszillatorschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oszillationssignalgeneratorschaltung ein erster Komparator (1) ist, der basierend auf einem Vergleichsergebnis einer Spannung eines gewählten von erstem Anschluss und zweitem Anschluss mit einer Referenzspannung ein Oszillationssignal ausgibt, und die Lade-/Entladeschaltung jede Spannung des ersten Anschlusses und des zweiten Anschlusses unabhängig steuert.
Oszillatorschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lade-/Entladeschaltung eine Spannung an einem der ersten und zweiten Anschlüsse des Kondensators (3) konstant hält, während sie die Spannung des anderen der ersten und zweiten Anschlüsse des Kondensators (3) steuert.
Oszillatorschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lade-/Entladeschaltung das erste Laden des Kondensators (3) durchführt, indem die Spannung des ersten Anschlusses erhöht wird, das erste Entladen des Kondensators (3) durch Erhöhen einer Spannung des zweiten Anschlus ses durchführt, das zweite Laden des Kondensators (3) durch Senken der Spannung des ersten Anschlusses und das zweite Entladen des Kondensators (3) durch Senken der Spannung des zweiten Anschlusses durchführt, und die Oszillationssignalgeneratorschaltung durch das erste Laden, das erste Entladen, das zweite Laden und das zweite Entladen eine Periode des Oszillationssignals ausgibt.
Oszillatorschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lade-/Entladeschaltung aufweist: eine erste Lade-/Entladeschaltung, die an den ersten Anschluss des Kondensators (3) angeschlossen ist, welche den Kondensator (3) laden und entladen kann; eine zweite Lade-/Entladeschaltung, die an den zweiten Anschluss des Kondensators (3) angeschlossen ist, welche den Kondensator (3) laden und entladen kann; und eine Steuerschaltung, die das Laden und Entladen durch die ersten und zweiten Lade-/Entladeschaltungen steuert.
Oszillatorschaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lade-/Entladeschaltung aufweist: eine erste Schaltung, die zwischen den ersten Anschluss und eine erste Energieversorgung geschaltet ist, eine zweite Schaltung, die zwischen den ersten Anschluss und eine zweite Energieversorgung geschaltet ist, eine dritte Schaltung, die zwischen den zweiten Anschluss und die erste Energieversorgung geschaltet ist, und eine vierte Schaltung, die zwischen den zweiten Anschluss und die zweite Energieversorgung geschaltet ist.
Oszillatorschaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der ersten bis vierten Schaltung eine Stromversorgung (8, 9, 10, 11) und einen Schalter (4, 5, 6, 7) in Reihe geschaltet aufweist.
Oszillatorschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lade-/Entladeschaltung aufweist: eine erste Lade-/Entladeschaltung, die an den ersten Anschluss des Kondensators (3) angeschlossen ist und den Kondensator (3) laden und entladen kann; eine zweite Lade-/Entladeschaltung, die an den zweiten Anschluss des Kondensators (3) angeschlossen ist und den Kondensator (3) laden und entladen kann; und einen zweiten Komparator (2), der das Laden und Entladen durch die erste Lade-/Entladeschaltung basierend auf dem Vergleichsergebnis zwischen einer Spannung des zweiten Anschlusses und einer Referenzspannung steuert, wobei der erste Komparator ein Oszillationssignal basierend auf einem Vergleichsergebnis zwischen einer Spannung des ersten Anschlusses und einer Referenzspannung ausgibt und das Laden und Entladen durch die zweite Lade-/Entladeschaltung basierend auf dem Oszillationssignal steuert.
Oszillatorschaltung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Komparator (1) ein erstes Oszillationssignal basierend auf einem Vergleichsergebnis zwischen einer Spannung am ersten Anschluss mit einer Referenzspannung ausgibt und der zweite Komparator (2) ein zweites Oszillationssignal basierend auf dem Vergleichsergebnis zwischen einer Spannung am zweiten Anschluss und einer Referenzspannung ausgibt.
Oszillatorschaltung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung eine Referenzspannungs-Ausgangsschaltung aufweist, die eine erste Referenzspannung und eine zweite Referenzspannung als die Referenzspannung ba sierend auf dem Ausgang eines gewählten einen Komparators der ersten und zweiten Komparatoren (1, 2) ausgibt.
Oszillatorschaltung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lade-/Entladeschaltung den ersten Anschluss an die gewählte erste Energieversorgung oder zweite Energieversorgung in Übereinstimmung mit dem Ausgang des zweiten Komparators (2) anschließt und die zweite Lade-/Entladeschaltung den zweiten Anschluss an die gewählte erste Energieversorgung oder zweite Energieversorgung in Übereinstimmung mit dem Ausgang des ersten Komparators 1 anschließt.
Oszillatorschaltung nach Anspruch 15, wobei der erste Komparator eine Periode des Oszillationssignals ausgibt durch erstes Laden, erstes Entladen, zweites Laden und zweites Entladen des Kondensators, das erste Laden durchgeführt wird durch Verbinden des zweiten Anschlusses mit der zweiten Energieversorgung und Schalten einer Verbindung des ersten Anschlusses mit der ersten Energieversorgung von der zweiten Energieversorgung, das erste Entladen durchgeführt wird, indem der erste Anschluss mit der ersten Energieversorgung verbunden wird und eine Verbindung des zweiten Anschlusses mit der ersten Energieversorgung von der zweiten Energieversorgung geschaltet wird, das zweite Laden durchgeführt wird, indem der zweite Anschluss mit der ersten Energieversorgung verbunden wird und eine Verbindung des ersten Anschlusses mit der zweiten Energieversorgung von der ersten Energieversorgung geschaltet wird, und die zweite Entladung durchgeführt wird, indem der erste Anschluss mit der zweiten Energieversorgung verbunden wird und eine Verbindung des zweiten Anschlusses mit der zweiten Energieversorgung von der ersten Energieversorgung geschaltet wird.
Oszillatorschaltung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lade-/Entladeschaltung eine erste Konstantstromversorgung (10) aufweist, die an eine erste Energieversorgung angeschlossen ist, und eine dritte Konstantstromversorgung (11) aufweist, die an eine zweite Energieversorgung angeschlossen ist, die zweite Lade-/Entladeschaltung aufweist eine zweite Konstantstromversorgung (8), die an die erste Energieversorgung angeschlossen ist, und eine vierte Konstantstromversorgung (9), die an die zweite Energieversorgung angeschlossen ist, die erste Lade-/Entladeschaltung den ersten Anschluss an eine gewählte eine der ersten und dritten Konstantstromversorgungen (10, 11) anschließt in Übereinstimmung mit dem Ausgang des zweiten Komparators (2), und die zweite Lade-/Entladeschaltung den zweiten Anschluss an eine gewählte eine der zweiten und vierten Konstantstromversorgungen (8, 9) in Übereinstimmung mit dem Oszillationssignal anschließt.
Integrierte Schaltung mit einer Treiberschaltung (212), die eine Last treibt, und einer Steuerschaltung, die die Treiberschaltung (212) treibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung eine Oszillatorschaltung (100) aufweist, die ein Oszillationssignal erzeugt, indem ein Kondensator (3) über beide Anschlüsse des Kondensators (3) geladen und entladen wird, den Strom an der Last in einem gegeben Zyklus basierend auf dem Oszillationssignal überwacht und die Treiberschaltung (212) basierend auf einem Überwachungsergebnis steuert.
Integrierte Schaltung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung ein Steuersignal erzeugt, um einen Strom an der Last (223) während einer vorbestimmten Zeitperiode basierend auf dem Oszillationssignal zu maskieren und die Treiberschaltung (212) durch das Steuersignal steuert.