JP2001061229A - 過負荷保護回路 - Google Patents

過負荷保護回路

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JP2001061229A JP2000190726A JP2000190726A JP2001061229A JP 2001061229 A JP2001061229 A JP 2001061229A JP 2000190726 A JP2000190726 A JP 2000190726A JP 2000190726 A JP2000190726 A JP 2000190726A JP 2001061229 A JP2001061229 A JP 2001061229A
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/20Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess voltage
    • H02H3/202Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess voltage for dc systems

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高性能な過負荷保護回路を提供する。 【解決手段】 入力電圧信号が入力される第1入力端子
3及び第2入力端子2と、出力信号を出力するための第
1の出力端子5及び第2の出力端子4と、第1入力端子
3と第1出力端子5とを接続する第1の線路と、第2入
力端子2と第2出力端子4とを接続する第2線路と、そ
の途中においてソース端子とドレイン端子とが第2の線
路と接続され、第1入力端子3と第2入力端子2との間
に過電圧が存在した場合に第2線路間の電位差を増大さ
せる第1電界効果トランジスタ6と、第1の線路と第2
入力端子2と第1電界効果トランジスタ6との間の第2
線路との間に設けられた第3線路と、その途中において
ソースとドレインとが第3線路と接続され、第1入力端
子3と第2入力端子2との間に過電圧が存在した場合に
第3線路を導通させる第2電界効果トランジスタ7とを
備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、過負荷保護回路に
関し、特に自動車のチャイルドシート検出のための評価
(evaluation)用の電子装置に用いられる過
負荷保護回路に関する。
【0002】
【従来の技術】過負荷保護回路は、電圧信号入力用の第
1及び第2の入力端子と、電圧信号出力用の第1及び第
2の出力端子とを有している。第1の入力端子と第1の
出力端子とは第1の線路によって互いに接続され、第2
の入力端子から第2の出力端子への第2の線路中に第1
の電界効果トランジスタ(以下「FET」と称する。)
のソース/ドレイン線路が含まれ、過電圧が存在した場
合に第2の線路を保護(ブロック)する。
【0003】このタイプの回路は、独国特許公報第3,
804,250C1号に開示されている。開示されてい
る回路は、加入者回線を介して供給されるデジタル電話
端末の電流を制限するためのものである。この回路にお
けるFETのゲートの電位は、2つの入力端子間に設け
られている1つの抵抗とそれと直列に接続されている1
つのトランジスタと1つのキャパシタとの並列回路との
うち、並列回路の両端間の電位差と等しい。
【0004】一方で、上記の回路は、入力端子と出力端
子との間を流れる電流の最大値を制限する。他方で、上
記の回路は、2つの入力端子間に印加される信号中の電
圧スパイクを平坦化して出力端子に伝える。
【0005】複数のツェナーダイオードを有する過負荷
保護回路は公知である。この回路では、2つの入力端子
間を背中合わせ(back to back)に接続した
ツェナーダイオードで短絡することにより2つの入力端
子間の電圧が制限される。もし、ツェナーダイオードに
印加される電圧が、あるしきい値電圧を越えると、2つ
の入力端子間に短絡電流が流れる。その結果、電力は出
力端子に接続されている負荷においてではなく、ツェナ
ーダイオードにおいて主に消費されることになる。
【0006】過負荷保護は、例えば、自動車のチャイル
ドシート検出のための装置も必要である。
【0007】助手席にチャイルドシートを取り付けた場
合に自動車の助手席用エアバッグが作動すると、エアバ
ッグによる保護が受けられないばかりか、かえってエア
バッグの作動による付加的な負傷の危険が生じる。従っ
て、助手席にチャイルドシートを取り付けた場合には、
自動車の助手席用エアバッグが作動しないようにするこ
とが好ましい。例えば、助手席にチャイルドシートが取
り付けられると自動的にエアバッグが作動しなくなるよ
うに設定されていることが望ましい。
【0008】自動車の助手席用エアバッグが作動しない
ようにするための装置は、チャイルドシートに固定され
ている確認用キャリアと、例えば100kHzから50
MHzまでの電磁気的な場を形成する発信源とを含む。
【0009】このようなチャイルドシート検出装置は、
例えば独国特許第4,409,971 C2号公報に開
示されている。このチャイルドシート検出装置は、通
常、チャイルドシート内に設けられた共振回路と対応す
る電磁誘導アンテナと共に、自動車の座席内に収容され
た送信/受信装置とを含む。この共振回路は、電磁放射
場において共振回路によって検知されたエネルギーによ
って動作するインテリジェント・アイデンティフィケー
ション・メヂィア(intelligent iden
tification medium)と結合されてい
る。
【0010】キーレス・ゴーシステムは、機械的なキー
や電子的なキーを用いないで自動車を操作するシステム
である。機械的なキーや電子的なキーの代わりに、例え
ば4.5mm程度の厚さのチップカードが用いられる。
このチップカードは、一般的なクレジットカードの形態
を有しており、電子コードシステム(Electron
ic Code System)、インテリジェントなア
クセス及び通行の許可システムを備えている。
【0011】運転者は、もはやキーやカードを手に持っ
ている必要がない。継続的にシャツやジャケットのポケ
ットの中に置いておいても良い。
【0012】チップカードは、自動車の複数のドア及び
リア・バンパーに取り付けられている誘導アンテナから
の信号を受信する。この信号を受けて、チップカードは
自動車に対して無線により識別コードを送る。この識別
コードが自動車に記憶されている値と一致すれば、運転
者は自動車の装置類、例えばドア、オーディオシステム
などを自動的に作動させることができる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】チャイルドシートの検
出には、125kHz帯の動作周波数がしばしば用いら
れること、この動作周波数帯域は、キーレス・ゴー(k
eyless−go)システムに用いられる周波数帯域
とオーバラップしていることを考慮すると、特に、チャ
イルドシート中の共振回路に対し、また、それと組み合
わされうるインテリジェント・アイデンティフィケーシ
ョン・メディアに対し、キーレス・ゴーシステムによっ
て引き起こされうるような過電圧に対する保護を確実に
することが望ましい。
【0014】過負荷保護に用いられる回路は、一方で電
磁的干渉場から検出される過度に高い出力に対して保護
する必要があり、他方で、少なくとも通常の動作範囲に
おいて、チャイルドシート中の共振回路の感度及び関連
されうるアイデンティフィケーション・メディアの感度
をあまり下げないようにする必要がある。すなわち、通
常の動作範囲においては、非常に低いリーク電流による
損失のみが許容される。
【0015】ツェナーダイオードをベースにした過負荷
保護回路では、これらの要求を十分満足させることはで
きない。
【0016】本発明の目的は、前述のタイプの過負荷保
護回路を改良することである。特に、高い入力抵抗と対
応して低いリーク電流による損失を有する過負荷保護回
路を提供することである。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明の一観点によれ
ば、入力電圧信号が入力される第1の入力端子(3,2
3,43)及び第2の入力端子(2,22,42)と、
出力信号を出力するための第1の出力端子(5,25,
45)及び第2の出力端子(4,24,44)と、前記
第1の入力端子(3,23,43)と前記第1の出力端
子(5,25,45)とを接続する第1の線路と、前記
第2の入力端子(2,22,42)と前記第2の出力端
子(4,24,44)とを接続する第2の線路と、前記
第2の線路中において、そのソース端子とドレイン端子
とが前記第2の線路と接続され、前記第1の入力端子
(3,23,43)と前記第2の入力端子(2,22,
42)との間に過電圧が存在した場合に、前記第1の入
力端子(3,23,43)と前記第1の出力端子(5,
25,45)との間の電位差を大きくする第1の電界効
果トランジスタ(6,26,46)と、前記第1の線路
と、前記第2の入力端子(2,22,42)と前記第1
の電界効果トランジスタとの間の前記第2の線路との間
に設けられた第3の線路と、前記第3の線路中におい
て、そのソース端子とドレイン端子とが前記第3の線路
と接続され、前記第1の入力端子(3,23,43)と
前記第2の入力端子(2,22,42)との間に過電圧
が存在した場合に前記第3の線路を導通させる第2の電
界効果トランジスタ(7,27,47)とを備え、前記
第1の電界効果トランジスタのゲート端子(6c,26
c,46c)は、前記第1の入力端子(3,23,4
3)と前記第1の出力端子(5,25,45)との間の
前記第1の線路における電位に接続されており、前記第
2の電界効果トランジスタ(7,27,47)のゲート
端子(7c,27c,47c)は、前記第2の出力端子
(4,24,44)と前記第1の電界効果トランジスタ
(6,26,46)の前記第2の出力端子(4,24,
44)側の端子との間の前記第2の線路における電位に
接続されている過負荷保護回路が提供される。
【0018】上記の回路は、第1の線路と、第2の入力
端子と組み合わされる第1のFETの端子との間に設け
られた第3線路とを含む。第3の線路には、第2のFE
Tのソース/ドレインパスが存在する。第1の入力端子
と第2の入力端子との間に過電圧が存在する場合に、こ
の第2のFETが第3の線路を導通させる。
【0019】第1のFETのゲート端子は、第1の入力
端子と第1の出力端子との間において第1の線路の電位
に接続される。第2のFETのゲート端子は、第2の線
路における、ある電位に接続されている。その電位は、
第2の出力端子と接続される第1のFETの端子と第2
の出力端子との間の第2の線路における電位である。
【0020】この回路は、過負荷保護回路を提供する。
この過負荷保護回路は、通常の動作範囲においては、リ
ーク電流が非常に少ない。リーク電流は、複数のツェナ
ーダイオードをベースとした同様の回路と比べて非常に
小さい。加えて、第2の入力端子と第2の出力端子との
間の線路間に設けられたFETが、出力端子間の電圧を
一定の範囲内に保持する点で好ましい。
【0021】本発明の他の観点によれば、前記第1の電
界効果トランジスタ(6,46)は、ディプリーション
型のnチャネル電界効果MOSトランジスタ又はnチャ
ネル接合型電界効果トランジスタであり、前記第2の電
界効果トランジスタ(7,47)は、エンハンスメント
型のpチャネルMOSトランジスタであるのが好まし
い。
【0022】この構成により、第2の入力端子と第1の
入力端子との間の電位差を、ある一定の範囲内に保持す
ることができる。
【0023】本発明の他の観点によれば、前記第1の電
界効果トランジスタ(26)は、ディプリーション型の
pチャネル電界効果MOSトランジスタ又はpチャネル
接合型電界効果トランジスタであり、前記第2の電界効
果トランジスタ(27)は、エンハンスメント型のnチ
ャネルMOSトランジスタであるのが好ましい。
【0024】この構成により、第2の入力端子と第1の
入力端子との間の負の電位差を、ある負のしきい値まで
に制限することができる。その結果、出力端子における
電位差は、前記しきい値までは低下しない。
【0025】本発明の他の観点によれば、さらに、前記
第3の線路のうち、前記第2の電界効果トランジスタ
(47)と前記第1の線路との間に1つの抵抗(48)
が設けられており、前記第3の線路よりも前記第1の入
力端子(43)側及び第2の入力端子(42)側の前記
第1の線路と前記第2の線路との間に前記第3の線路と
並列に設けられた第4の線路と、前記第4の線路中に設
けられ、そのソース/ドレイン端子(49a/49b)
が前記第2の電界効果トランジスタ(47)と並列にな
るように接続され、前記第3の電界効果トランジスタ
(49)の前記第1の入力端子(43)と前記第2の入
力端子(42)との間に過電圧が存在した場合に前記第
1の入力端子(43)と前記第2の入力端子(42)と
を短絡させる第3の電界効果トランジスタ(49)とを
有し、前記第3の電界効果トランジスタ(49)のゲー
ト端子の電位は、前記第2の電界効果トランジスタ(4
7)を通って流れる電流による抵抗(48)両端間の電
圧降下と等しくされているのが好ましい。
【0026】この第3のFETは、過電圧が存在した場
合に、第1と第2の入力端子間を短絡する。第3のFE
Tのゲート電位は、第2のFETを通って1つの抵抗を
流れる電流に対応する電圧降下と等しい。もし、入力端
子間に印加される電圧が過電圧の範囲に入った場合に、
入力端子間の短絡電流は非常に急激に増加するように構
成され、入力端子間に過電圧が存在した場合に出力端子
間の電位差を制限することができる。
【0027】本発明の他の観点によれば、前記過負荷保
護回路は、1つのASICモジュールに集積化されてい
るのが好ましい。
【0028】この構成により、占有面積を少なくするこ
とができ、この回路を強固でコンパクトなデザインにす
ることができる。
【0029】本発明のさらなる特徴と利点とについて、
図面を参照しつつ以下に説明する。
【0030】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の第1実施例によ
る過負荷保護回路の回路図である。
【0031】過負荷保護回路1は、入力端子2の電位が
入力端子3の電位に対して正の値を有していれば、2つ
の入力端子2、3の間に存在する電位を2つの出力端子
4、5間に伝達する。
【0032】入力端子3と出力端子5との間に、第1の
線路L1が設けられている。
【0033】入力端子2を出力端子4へ接続する第2の
線路L2中に、ディプリーション型nチャネルFET6
が接続されている。FET6のドレイン端子6aは、入
力端子2側に連結されている。FET6のソース端子6
bは、出力端子4側に連結されている。nチャネルのF
ET6のゲート端子6cは、過負荷保護回路1の入力端
子3と出力端子5との間の第1の線路L1と接続されて
いる。
【0034】過負荷保護回路1は、エンハンスメント型
のpチャネルMOSFET7も有している。そのソース
端子7aとドレイン端子7bとを介して入力端子2と入
力端子3とが第3の線路L3により短絡される。
【0035】過負荷保護回路1の詳細な動作について以
下に説明する。
【0036】FETが完全なオン状態にある場合には、
ディプリーション型のnチャネルFET6の入力抵抗は
低い。従って、FET6のドレイン端子6aとソース端
子6bの間での電圧降下は小さく(電位差が小さく)、
2つの入力端子2−3間の電位差と2つの出力端子4−
5間の電位差とは、ほぼ等しくなる。
【0037】2つの入力端子2−3間の電位差が大きく
なると、2つの出力端子4−5間の電位差も大きくな
る。2つの出力端子4−5間の電位差が大きくなると、
FET6のソース端子6bとゲート端子6cとの間の電
位差も大きくなり、ディプリーション型FET6のドレ
イン電流が減少するためFET6の入力抵抗が高くな
る。
【0038】FET6の入力抵抗が高くなると、FET
6のドレイン端子6aとソース端子6bとの間における
電圧降下が大きくなる。
【0039】エンハンスメント型pチャネルMOSFE
T7のソース端子7aがFET6のドレイン端子6aと
接続されており、エンハンスメント型pチャネルMOS
FET7のゲート端子7cがFET6のソース端子6b
と接続されているため、FET6のドレイン端子6aと
ソース端子6bとの間における電圧降下が大きくなる
と、エンハンスメント型pチャネルMOSFET7のソ
ース−ゲート間の電位差が大きくなり、MOSFET7
がオン状態に駆動される。
【0040】従って、MOSFET7にドレイン電流が
流れ、2つの入力端子2−3間の電位差が小さくなる。
2つの入力端子2−3間の電位差が小さくなると、2つ
の出力端子4−5間の電位差も小さくなる。
【0041】同時に、FET6のソース端子6bとゲー
ト端子6cとの間の電位差も小さくなり、FET6のド
レイン電流が増加してその入力抵抗は再び低くなる。
【0042】2つの入力端子2−3間に印加される電圧
の変化に伴い、回路1における上記の動作が瞬時に起こ
る。2つの入力端子2−3間に印加される電圧に変化が
起こっても、2つの出力端子4−5間の電位差は所定の
範囲内に保たれる。2つの入力端子2−3間に過電圧が
印加された場合でも、2つの出力端子4−5間の電位差
が大きくなりすぎるのを防止し、出力端子5の出力電圧
を安定化する。2つの出力端子4、5に接続される下流
側の回路や装置を過負荷から保護する。
【0043】FET6とMOSFET7とのしきい値電
圧(Vth)や飽和ドレイン電流(Idss)などの諸
特性は、回路1が上述の動作をスムーズに行えるように
決定すれば良い。
【0044】図1に示される過負荷保護回路1を、回路
の機能は変更せずに、nチャネルFET6のソース端子
6bが入力端子2に接続され、nチャネルFET6のド
レイン端子6aが出力端子4に接続される回路に修正す
ることが可能である。nチャネルFET6を、ディプリ
ーション型のnチャネルMOSFETに置き換えること
も可能である。
【0045】図2は、本発明の第2の実施の形態による
過負荷保護回路21を示す回路図である。
【0046】第2の過負荷保護回路21は、第1の実施
の形態による第1の過負荷保護回路1と同様の構成を有
している。
【0047】第1の入力端子23と第1の出力端子25
との間には、第1の線路L11が接続されている。第2
の入力端子22と第2の出力端子24との間には、ディ
プリーション型のpチャネルFET26が接続された第
2の線路L12が接続されている。
【0048】FET26のドレイン端子26aは、入力
端子22側に連結されている。FET26のソース端子
26bは、出力端子24側に連結されている。nチャネ
ルのFET26のゲート端子26cは、回路21の入力
端子23と出力端子25との間の第1の線路L11と接
続されている。
【0049】過負荷保護回路21の入力端子22と入力
端子23との間は、エンハンスメント型のnチャネルM
OSFET27のソース端子27aとドレイン端子27
bを介して第3の線路L13により短絡される。
【0050】nチャネルMOSFET27のソース端子
27a及びドレイン端子27bは、それぞれ、入力端子
22及び入力端子23に接続される。nチャネルMOS
FET27のゲート端子27cは、pチャネルFET2
6のソース端子26bと接続される。
【0051】過負荷保護回路21は、基本的には過負荷
保護回路1と同様な動作を行う。すなわち、過負荷保護
回路1のディプリーション型nチャネルFET6を過負
荷保護回路21のディプリーション型のpチャネルFE
T26に、過負荷保護回路1のエンハンスメント型pチ
ャネルMOSFET7を過負荷保護回路21のエンハン
スメント型のnチャネルMOSFET27に置き換えて
みれば、過負荷保護回路21は全ての印加電圧の極性を
反転させた時、過負荷保護回路1と同様に動作すること
がわかる。
【0052】2つの入力端子22−23間に印加される
電圧に変化が起こっても、2つの出力端子24−25間
の電位差は所定の範囲内に保たれる。2つの入力端子2
2−23間に過電圧が印加された場合でも、2つの出力
端子24−25間の電位差が大きくなりすぎるのを防止
し、出力端子25の出力電圧を安定化する。2つの出力
端子24、25に接続される下流側の回路や装置を過負
荷から保護する。
【0053】FET26とMOSFET27とのしきい
値電圧(Vth)や飽和ドレイン電流(Idss)など
の諸特性は、過負荷保護回路21の動作をスムーズに行
えるように決定すれば良い。
【0054】尚、図1の過負荷保護回路1において説明
したように、図2の過負荷保護回路21に関しても、何
ら基本的な動作を変えることなしに、ディプリーション
型のpチャネルFET26をディプリーション型のpチ
ャネルMOSFETに置き換えることが可能である。
【0055】図3は、図1に示す過負荷保護回路1に関
して、入力端子2−3間を流れるリーク電流すなわち短
絡電流Iと、端子間に印加される電位差Uとの間の典型
的な関係を示す図である。これらの関係は曲線31で表
される。
【0056】過負荷保護回路1中において、曲線31の
特性を決めるベースとなるnチャネルFET6は、例え
ば、BF246型nチャネルFETである。エンハンス
メント型pチャネルFET7は、BS250型のエンハ
ンスメント型pチャネルMOSFETである。
【0057】図3において、出力端子4−5間に急激に
電流が立ち上がる範囲、例えば0.1μAから10mA
までの電流を流した場合、nチャネルFET6は、10
%以下の範囲内の比較的安定した電圧を出力する。図2
に示される過負荷保護回路21も、図1と比べて入力端
子間の電位差の記号の極性を逆にするだけで、対応する
短絡回路電流を流すために用いることができる。
【0058】図3に、2つの6.8Vのツェナーダイオ
ードを逆方向(back to back)に接続した構
成をベースとした過負荷保護回路の対応する短絡電流に
ついても、符号32の破線で示す。図3によれば、入力
端子間の電位差が同じ範囲で、図1、2に示す過負荷保
護回路1及び過負荷保護回路21は、ツェナーダイオー
ドをベースとした保護回路と比べて2桁以上低いリ−ク
電流を示す。ツェナーダイオードを用いた保護回路にお
いては、リーク電流が増加し、図1又は図2に示すよう
な同様の過負荷保護回路の場合と比べて比較的低い耐圧
を有する。
【0059】図4は、本発明の第3実施例による過負荷
保護回路の回路図である。
【0060】過負荷保護回路41は、2つの入力端4
2,43の間に存在する正の電位差をある電圧制限をつ
けて2つの出力端子44,45に伝達する回路である。
【0061】図1に示す回路1と同じように、過負荷保
護回路41は、入力端子43と出力端子45の間に第1
の線路L41が設けられている。入力端子42と出力端
子44との間に第2の線路L42が設けられ、第2の線
路L42中にn型の接合型電界効果トランジスタ(JF
ET)46が接続されている。nチャネルJFET46
のドレイン端子46aが入力端子42に接続され、ソー
ス端子46bが出力端子44に接続される。
【0062】nチャネルJFET46のゲート端子46
cは、第1の線路と接続されている。
【0063】入力端子42、43間に、第3の線路L4
3が設けられている。第3の線路L43中に、第2の線
路L42側からエンハンスメント型pチャネルMOSF
ET47のソース端子47a及びドレイン端子47b
と、そのドレイン端子47bに接続される1つの抵抗4
8が設けられている。エンハンスメント型pチャネルM
OSFET47のゲート端子47cは、nチャネルJF
ET46のソース端子46bと同じ電位になるように第
2の線路L42に接続されている。
【0064】第3の線路より入力端子側の入力端子4
2、43間に、第4の線路L44が設けられている。第
4の線路L44中に、エンハンスメント型nチャネルM
OSFET49が接続されている。MOSFET49の
ドレイン端子49aが回路41の入力端子42側に接続
され、ソース端子49bが入力端子43側に接続され
る。エンハンスメント型nチャネルMOSFET49
は、エンハンスメント型pチャネルMOSFET47と
並列に配置される。エンハンスメント型nチャネルMO
SFET49のゲート端子49cは、エンハンスメント
型pチャネルMOSFET47と抵抗48との間の第3
の線路L43に接続されている。より詳細には、ゲート
端子49は、エンハンスメント型pチャネルMOSFE
T47のドレイン端子47bと抵抗48との間の節点x
に接続されている。
【0065】回路41の動作について説明する。
【0066】入力端子42、43間に過電圧が存在する
と、nチャネルJFET46の逆ゲートバイアスが増加
しドレイン電流が減少してJFET46のソース端子4
6bとドレイン端子46aとの間の電圧降下が大きくな
る。電圧降下の増大により、エンハンスメント型pチャ
ネルMOSFET47のソース端子47aとゲート端子
47cとの間の電位差が大きくなる。この電位差がしき
い値を越えた場合に、エンハンスメント型pチャネルM
OSFET47のドレイン電流が流れはじめ、エンハン
スメント型pチャネルMOSFET47と抵抗48とを
通して第3の線路L43に短絡電流が流れる。この短絡
電流が、抵抗48の両端の間に電圧降下を生じさせる。
抵抗48における電圧降下の値に対応して第3のエンハ
ンスメント型nチャネルMOSFET49のゲート端子
49cの電位が変化し、MOSFET49のドレイン電
流を制御する。
【0067】抵抗48における電圧降下が大きくなる
と、エンハンスメント型nチャネルMOSFET49が
オンする。エンハンスメント型nチャネルMOSFET
49がオンすると、第4の線路L44に電流が流れ、過
負荷保護回路41の入力端子42−43間の電位差が小
さくなる。その結果、出力端子44,45間の電位差が
大きくなりすぎるのを防止する。
【0068】過負荷保護回路41の基本的な機能を変更
せずに、nチャネルJFET46をディプリーション型
nチャネルMOSFETとすることが可能である。
【0069】図4に示す回路41は、nチャネルJFE
T46をpチャネルJFET、またはディプリーション
型pチャネルMOSFETに、エンハンスメント型pチ
ャネルMOSFET47をエンハンスメント型nチャネ
ルMOSFETに、エンハンスメント型nチャネルMO
SFET49をエンハンスメント型pチャネルMOSF
ETに置き換えても、入力端子42−43間の入力電圧
を制限する回路として用いることができる。
【0070】図5は、図4に示す過負荷保護回路41の
入力端子42、43間に存在する電位差による入力端子
42、43間のリーク電流すなわち短絡電流の変化を実
線51で示した図である。
【0071】図5において、nチャネルJFET46
は、例えば、BF246型のnチャネルFETであり、
エンハンスメント型pチャネルMOSFET47は、B
S250型のエンハンスメント型pチャネルMOSFE
Tであり、エンハンスメント型nチャネルMOSFET
49は、BS170型のエンハンスメント型nチャネル
MOSFETである。
【0072】抵抗48は、例えばR=22MΩの値を有
する。抵抗Rを22MΩに選択したので、正常な電圧範
囲におけるリーク電流は、図1又は図2に示される過負
荷保護回路1,21におけるリーク電流よりも幾分大き
い。
【0073】しかしながら、入力電圧が制限されるよう
な電圧の範囲では、入力端子の間を流れる電流は、非常
に急峻なエッジをもって増加する。例えば、6.8Vの
ツェナーダイオードを用いた過負荷保護回路と比較して
も、通常の動作範囲においてリーク電流は依然として1
/20以下の小さい値を示しており、その範囲内におい
て、入力端子42、43間の入力電圧は、ある一定の電
圧範囲内で出力端子44、45に出力される。同時に、
出力端子間の電位差を制限すべき電圧の範囲において、
比較的急峻な傾きを有して短絡電流が上昇する。
【0074】図1、2及び図4に示す回路はASICモ
ジュールであるのが好ましい。ASICモジュールにす
ることにより、電圧を制限することが必要な回路を一体
化された部品とすることが可能である。
【0075】全体として、図1、2及び図4に示される
過負荷保護回路1、21及び41はそれぞれ、約5Vの
耐圧を有するツェナーダイオードを用いた回路と比較し
て1/10のリーク電流を達成できる。約5V以下の耐
圧を有するツェナーダイオードを用いた回路と比較し
て、1/105以下のリーク電流を達成できる。
【0076】図6は、自動車中のチャイルドシート中に
収容されるチャイルドシート検出回路61として、図
1、2及び4に従って設計された過負荷保護回路が適用
される範囲を示している。
【0077】検出回路61は、チャイルドシートに設け
られ、1つのインダクタ62aと、1つのキャパシタ6
2bと、1つの抵抗62cとを備えた共振回路62を有
している。共振回路62は、過負荷保護回路モジュール
63を介して下流側の共振電子装置64と接続されてい
る。
【0078】共振電子装置64は、共振回路62によっ
て検知された電磁気的な信号に基づくチャイルドシート
検出信号の出力により動作する。共振電子装置64に対
して外部からの電圧の供給を無しで済ませるために、過
負荷保護回路モジュール63は、その中では非常に小さ
な電力しか消費されないように設計されている。共振電
子装置64は、電磁波の場からのエネルギーにより動作
する。
【0079】一方、過負荷保護回路モジュールは、もし
共振回路62が非常に高い強度の電磁波の場を受けたと
しても、共振電子装置64がダメージを受けたり、まし
て破壊されたりしないように釣り合いがとられている。
【0080】実際、そのような高い強度の電磁波の場
は、検出回路61が設けられたチャイルドシートが、ド
アの近くに設けられたキーレス・ゴー・アンテナの近く
に移動した場合に生じうる。そのような場合とは、チャ
イルドシートを取り付ける場合と取り外す場合である。
【0081】高い強度の電磁波の場からのエネルギーに
よる過負荷に抗して共振電子装置64を保護するため
に、電磁気的な共振回路62が過負荷保護回路モヂュー
ル63に接続される。共振回路62の端子に存在するA
C電圧信号が整流され、かつ、図1、2及び図4に示さ
れる過負荷保護回路に供給される。回路において、整流
されたAC電圧信号の極性が考慮される。
【0082】過負荷保護のための回路におけるリーク電
流が小さいと、たとえ共振回路62を単に弱く励起する
ような比較的低い強度の電磁気的な波の場であっても、
共振電子装置64を動作させるためには十分であり、従
って、使用するチャイルドシートの検出信号を正常に動
作させるのに十分である。
【0083】一方、過負荷保護回路モジュールにおける
リーク電流が非常に大きければ、電磁気的な波の場から
のエネルギーが、共振電子装置64を動作させるのに十
分ではないという事態が時々生じる。
【0084】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。その他、種
々の変更、改良、組み合わせが可能なことは当業者に自
明であろう。
【0085】
【発明の効果】電磁場中において検知される過剰に高い
出力に対抗するとともに、少なくとも通常の動作範囲に
おいて、共振回路及びチャイルドシート中の共振回路に
関係するアイデンティフィケーション・メヂィアの感度
をあまり下げないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施の形態による過負荷保護
回路の回路図である。
【図2】 本発明の第2の実施の形態による過負荷保護
回路の回路図である。
【図3】 図1に示される回路の入力端子間の短絡電流
と、入力に印加される電位差との間の関係を示す典型的
な曲線である。
【図4】 本発明の第3の実施の形態による過負荷保護
回路の他の構成例を示す回路図である。
【図5】 図4に示される過負荷保護回路の入力端子間
の短絡電流と、入力に印加される電位差との間の関係を
示す典型的な曲線である。
【図6】 自動車のチャイルドシート用の装置の構成を
示すブロック図であり、図1、2又は図4に示される過
負荷保護回路を備えている。
【符号の説明】 1 過負荷保護回路 2,3 入力端子 4,5 出力端子 6 第1の電界効果トランジスタ 7 第2の電圧効果トランジスタ 48 抵抗 62 共振回路 63 過負荷保護回路モジュール 64 共振電子装置 L1、L11、L41 第1の線路 L2、L12、L42 第2の線路 L3、L13、L43 第3の線路 L44 第4の線路
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G05F 1/10 304 G05F 1/10 304G H02H 7/20 H02H 7/20 F H03K 17/08 H03K 17/08 C 17/687 17/687 A

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力電圧信号が入力される第1の入力端
    子(3,23,43)及び第2の入力端子(2,22,
    42)と、 出力信号を出力するための第1の出力端子(5,25,
    45)及び第2の出力端子(4,24,44)と、 前記第1の入力端子(3,23,43)と前記第1の出
    力端子(5,25,45)とを接続する第1の線路と、 前記第2の入力端子(2,22,42)と前記第2の出
    力端子(4,24,44)とを接続する第2の線路と、 前記第2の線路中において、そのソース端子とドレイン
    端子とが前記第2の線路と接続され、前記第1の入力端
    子(3,23,43)と前記第2の入力端子(2,2
    2,42)との間に過電圧が存在した場合に、前記第1
    の入力端子(3,23,43)と前記第1の出力端子
    (5,25,45)との間の電位差を大きくする第1の
    電界効果トランジスタ(6,26,46)と、 前記第1の線路と、前記第2の入力端子(2,22,4
    2)と前記第1の電界効果トランジスタとの間の前記第
    2の線路との間に設けられた第3の線路と、 前記第3の線路中において、そのソース端子とドレイン
    端子とが前記第3の線路と接続され、前記第1の入力端
    子(3,23,43)と前記第2の入力端子(2,2
    2,42)との間に過電圧が存在した場合に前記第3の
    線路を導通させる第2の電界効果トランジスタ(7,2
    7,47)とを備え、 前記第1の電界効果トランジスタのゲート端子(6c,
    26c,46c)は、前記第1の入力端子(3,23,
    43)と前記第1の出力端子(5,25,45)との間
    の前記第1の線路における電位に接続されており、 前記第2の電界効果トランジスタ(7,27,47)の
    ゲート端子(7c,27c,47c)は、前記第2の出
    力端子(4,24,44)と前記第1の電界効果トラン
    ジスタ(6,26,46)の前記第2の出力端子(4,
    24,44)側の端子との間の前記第2の線路における
    電位に接続されている過負荷保護回路。
  2. 【請求項2】 前記第1の電界効果トランジスタ(6,
    46)は、ディプリーション型のnチャネル電界効果M
    OSトランジスタ又はnチャネル接合型電界効果トラン
    ジスタであり、 前記第2の電界効果トランジスタ(7,47)は、エン
    ハンスメント型のpチャネルMOSトランジスタである
    請求項1に記載の過負荷保護回路。
  3. 【請求項3】 前記第1の電界効果トランジスタ(2
    6)は、ディプリーション型のpチャネル電界効果MO
    Sトランジスタ又はpチャネル接合型電界効果トランジ
    スタであり、 前記第2の電界効果トランジスタ(27)は、エンハン
    スメント型のnチャネルMOSトランジスタである請求
    項1に記載の過負荷保護回路。
  4. 【請求項4】 さらに、前記第3の線路のうち、前記第
    2の電界効果トランジスタ(47)と前記第1の線路と
    の間に1つの抵抗(48)が設けられており、 前記第3の線路よりも前記第1の入力端子(43)側及
    び第2の入力端子(42)側の前記第1の線路と前記第
    2の線路との間に前記第3の線路と並列に設けられた第
    4の線路と、 前記第4の線路中に設けられ、そのソース/ドレイン端
    子(49a/49b)が前記第2の電界効果トランジス
    タ(47)と並列になるように接続され、前記第3の電
    界効果トランジスタ(49)の前記第1の入力端子(4
    3)と前記第2の入力端子(42)との間に過電圧が存
    在した場合に前記第1の入力端子(43)と前記第2の
    入力端子(42)とを短絡させる第3の電界効果トラン
    ジスタ(49)とを有し、 前記第3の電界効果トランジスタ(49)のゲート端子
    の電位は、前記第2の電界効果トランジスタ(47)を
    通って流れる電流による抵抗(48)両端間の電圧降下
    と等しくされている請求項1から3までのいずれか1項
    に記載の過負荷保護回路。
  5. 【請求項5】 前記過負荷保護回路は、1つのASIC
    モジュールに集積化されている請求項1から4までのい
    ずれか1項に記載の過負荷保護回路。
  6. 【請求項6】 自動車のチャイルドシートに取り付けら
    れるチャイルドシート検出回路であって、 チャイルドシートに設けられ、第1及び第2の共振回路
    出力端子を備え、電磁気的な信号を検知し対応する電圧
    を前記第1及び第2の共振回路出力端子に出力する共振
    回路と、 入力電圧信号が入力される第1の入力端子(3,23,
    43)及び第2の入力端子(2,22,42)と、出力
    信号を出力するための第1の出力端子(5,25,4
    5)及び第2の出力端子(4,24,44)と、前記第
    1の入力端子(3,23,43)と前記第1の出力端子
    (5,25,45)とを接続する第1の線路と、前記第
    2の入力端子(2,22,42)と前記第2の出力端子
    (4,24,44)とを接続する第2の線路と、前記第
    2の線路中において、そのソース端子とドレイン端子と
    が前記第2の線路と接続され、前記第1の入力端子
    (3,23,43)と前記第2の入力端子(2,22,
    42)との間に過電圧が存在した場合に、前記第1の入
    力端子(3,23,43)と前記第1の出力端子(5,
    25,45)との間の電位差を大きくする第1の電界効
    果トランジスタ(6,26,46)と、前記第1の線路
    と、前記第2の入力端子(2,22,42)と前記第1
    の電界効果トランジスタとの間の前記第2の線路との間
    に設けられた第3の線路と、前記第3の線路中におい
    て、そのソース端子とドレイン端子とが前記第3の線路
    と接続され、前記第1の入力端子(3,23,43)と
    前記第2の入力端子(2,22,42)との間に過電圧
    が存在した場合に前記第3の線路を導通させる第2の電
    界効果トランジスタ(7,27,47)とを備え、前記
    第1の電界効果トランジスタのゲート端子(6c,26
    c,46c)は、前記第1の入力端子(3,23,4
    3)と前記第1の出力端子(5,25,45)との間の
    前記第1の線路における電位に接続されており、前記第
    2の電界効果トランジスタ(7,27,47)のゲート
    端子(7c,27c,47c)は、前記第2の出力端子
    (4,24,44)と前記第1の電界効果トランジスタ
    (6,26,46)の前記第2の出力端子(4,24,
    44)側の端子との間の前記第2の線路における電位に
    接続されている過負荷保護回路と、 前記第1及び第2の出力端子から出力されるチャイルド
    シート検出信号によって動作する下流側の共振電子装置
    とを含むチャイルドシート検出回路。
  7. 【請求項7】 前記第1の電界効果トランジスタ(6,
    46)は、ディプリーション型のnチャネルMOSFE
    T又はnチャネルの接合型電界効果トランジスタであ
    り、 前記第2の電界効果トランジスタ(7,47)は、エン
    ハンスメント型pチャネルMOSFETである請求項6
    に記載のチャイルドシート検出回路。
  8. 【請求項8】 前記第1の電界効果トランジスタ(2
    6)は、ディプリーション型pチャネルMOSFET又
    はpチャネル接合型電界効果トランジスタであり、 前記第2の電界効果トランジスタ(27)は、エンハン
    スメント型nチャネルMOSFETである請求項6に記
    載のチャイルドシート検出回路。
  9. 【請求項9】 さらに、前記第2の電界効果トランジス
    タ(47)と前記第1の線路との間の第3の線路中に設
    けられた1つの抵抗(48)と、 前記第1の線路と、前記第2の線路と前記第3の線路と
    の間の節点との間に設けられた第4の線路と、 前記第4の線路中に設けられた第3の電界効果トランジ
    スタとを有し、 前記第3の電界効果トランジスタ(49)のソース/ド
    レイン端子(49a/49b)は、前記第2の電界効果
    トランジスタ(47)と並列になるように接続され、前
    記第1の入力端子(43)と前記第2の入力端子(4
    2)との間に過電圧が存在した場合に前記第1の入力端
    子(43)と前記第2の入力端子(42)とを短絡さ
    せ、前記第3の電界効果トランジスタ(49)のゲート
    端子の電位は、前記第2の電界効果トランジスタ(4
    7)を通って抵抗(48)を流れる電流による電圧降下
    と等しくされている請求項6から8までのいずれか1項
    に記載のチャイルドシート検出回路。
  10. 【請求項10】 前記共振回路は、インダクタとキャパ
    シタとの並列回路と、前記並列回路と直列に接続された
    抵抗とを含む請求項6に記載のチャイルドシート検出回
    路。
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