JP2002314389A - 電流ドライバ出力保護回路 - Google Patents
電流ドライバ出力保護回路Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は電流ドライバ内部の電力損失増大に
対してより確実に電流ドライバを保護することが可能な
電流ドライバ出力保護回路を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 入力信号に対応する駆動電流を所定の負
荷に供給する電流ドライバ１０に用いられる電流ドライ
バ出力保護回路であって、電流ドライバ１０内部のパワ
ー素子１１に印加される電圧に応じて変化する第１の信
号を検出する電圧検出手段１８と、電流ドライバ１０か
ら負荷に流れる電流に応じて変化する第２の信号を検出
する電流検出手段１９と、前記第１の信号及び第２の信
号に基づいて異常の有無を表すアラーム信号を生成する
アラーム発生手段２２とを設けた。
対してより確実に電流ドライバを保護することが可能な
電流ドライバ出力保護回路を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 入力信号に対応する駆動電流を所定の負
荷に供給する電流ドライバ１０に用いられる電流ドライ
バ出力保護回路であって、電流ドライバ１０内部のパワ
ー素子１１に印加される電圧に応じて変化する第１の信
号を検出する電圧検出手段１８と、電流ドライバ１０か
ら負荷に流れる電流に応じて変化する第２の信号を検出
する電流検出手段１９と、前記第１の信号及び第２の信
号に基づいて異常の有無を表すアラーム信号を生成する
アラーム発生手段２２とを設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、入力信号に対応す
る駆動電流を所定の負荷に供給する電流ドライバに用い
られる電流ドライバ出力保護回路に関する。
る駆動電流を所定の負荷に供給する電流ドライバに用い
られる電流ドライバ出力保護回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、電気モータ，ソレノイド，バッ
テリーのような負荷に対して電流を供給する場合には、
従来より図７に示すような電流ドライバ１０を用い、電
流ドライバ１０が出力する電流Ｉｏを負荷に供給してい
る。電流ドライバ１０は、リニアアンプであり、制御の
ために外部から入力される入力電圧Ｖｉｎのレベルに比
例した電流Ｉｏを出力する。電流ドライバ１０内部の最
終出力には、出力トランジスタ１１が設けられている。
テリーのような負荷に対して電流を供給する場合には、
従来より図７に示すような電流ドライバ１０を用い、電
流ドライバ１０が出力する電流Ｉｏを負荷に供給してい
る。電流ドライバ１０は、リニアアンプであり、制御の
ために外部から入力される入力電圧Ｖｉｎのレベルに比
例した電流Ｉｏを出力する。電流ドライバ１０内部の最
終出力には、出力トランジスタ１１が設けられている。
【０００３】ところで、例えば出力端子１６，１７の短
絡のような異常が発生すると出力電流Ｉｏが過大にな
る。そして、電流ドライバ１０内部の出力トランジスタ
１１における電力損失が過大になると電流ドライバ１０
が故障する可能性が高い。そこで、回路を保護するため
に、従来より図７に示すように電流ドライバ１０の出力
にヒューズを接続し、出力電流Ｉｏが過大になるとヒュ
ーズが回路を遮断するように構成する。
絡のような異常が発生すると出力電流Ｉｏが過大にな
る。そして、電流ドライバ１０内部の出力トランジスタ
１１における電力損失が過大になると電流ドライバ１０
が故障する可能性が高い。そこで、回路を保護するため
に、従来より図７に示すように電流ドライバ１０の出力
にヒューズを接続し、出力電流Ｉｏが過大になるとヒュ
ーズが回路を遮断するように構成する。
【０００４】しかし、ヒューズは繰り返し使用できない
ので、メンテナンスフリーを必要とする環境ではヒュー
ズは保護回路として不向きである。そこで、ヒューズの
代わりにサーキットプロテクタあるいはポジスタが用い
られる。
ので、メンテナンスフリーを必要とする環境ではヒュー
ズは保護回路として不向きである。そこで、ヒューズの
代わりにサーキットプロテクタあるいはポジスタが用い
られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電流ドライバ出力保護回路においては、保護回路の動作
に時間がかかるので、異常を検出してから短時間で回路
を保護する必要のある用途では問題がある。
電流ドライバ出力保護回路においては、保護回路の動作
に時間がかかるので、異常を検出してから短時間で回路
を保護する必要のある用途では問題がある。
【０００６】また、次に説明するように、出力電流Ｉｏ
が大幅に増大することなく電流ドライバ１０の内部損失
が異常に増大する場合には、従来の電流ドライバ出力保
護回路では保護することができない。図７に示すような
回路においては、出力電流Ｉｏと出力電圧Ｖｏとの関係
は図４のように表される。ここで、電流ドライバ１０内
部の出力トランジスタ１１にかかる電圧は（Ｖｃｃ−Ｉ
ｏ・ＲＬ）であり、出力トランジスタ１１の電力損失
（内部損失）Ｗは次式で表される。
が大幅に増大することなく電流ドライバ１０の内部損失
が異常に増大する場合には、従来の電流ドライバ出力保
護回路では保護することができない。図７に示すような
回路においては、出力電流Ｉｏと出力電圧Ｖｏとの関係
は図４のように表される。ここで、電流ドライバ１０内
部の出力トランジスタ１１にかかる電圧は（Ｖｃｃ−Ｉ
ｏ・ＲＬ）であり、出力トランジスタ１１の電力損失
（内部損失）Ｗは次式で表される。
【０００７】 すなわち、電力損失Ｗは出力電流Ｉｏや負荷抵抗ＲＬの
大きさに応じて変化する。例えば、図４においてハッチ
ングが施された各矩形の面積が電力損失Ｗに相当する。
つまり、出力端子１６，１７が短絡した場合や負荷抵抗
ＲＬが小さくなった場合には電力損失Ｗは急激に増大す
る。
大きさに応じて変化する。例えば、図４においてハッチ
ングが施された各矩形の面積が電力損失Ｗに相当する。
つまり、出力端子１６，１７が短絡した場合や負荷抵抗
ＲＬが小さくなった場合には電力損失Ｗは急激に増大す
る。
【０００８】電力損失Ｗの変化、すなわちＷの微分値
Ｗ’は次式で表される。 従って、（Ｉｏ＝(Ｖｃｃ／２ＲＬ)）の条件では微分値
Ｗ’が０になり、電力損失Ｗは極大値となる。また、
（Ｉｏ＜(Ｖｃｃ／２ＲＬ)）の条件では微分値Ｗ’が正
になり電力損失Ｗは出力電流Ｉｏの増大に伴って上昇す
る。更に、（Ｉｏ＞(Ｖｃｃ／２ＲＬ)）の条件では、微
分値Ｗ’が負になり、電力損失Ｗは出力電流Ｉｏの増大
に伴って減少する。
Ｗ’は次式で表される。 従って、（Ｉｏ＝(Ｖｃｃ／２ＲＬ)）の条件では微分値
Ｗ’が０になり、電力損失Ｗは極大値となる。また、
（Ｉｏ＜(Ｖｃｃ／２ＲＬ)）の条件では微分値Ｗ’が正
になり電力損失Ｗは出力電流Ｉｏの増大に伴って上昇す
る。更に、（Ｉｏ＞(Ｖｃｃ／２ＲＬ)）の条件では、微
分値Ｗ’が負になり、電力損失Ｗは出力電流Ｉｏの増大
に伴って減少する。
【０００９】すなわち、出力電流Ｉｏと電力損失（内部
損失）Ｗとの関係は図５のように表される。また、出力
電流Ｉｏと電力損失Ｗとの関係は負荷抵抗ＲＬの大きさ
に応じて大幅に変化する。図５に示すように、負荷抵抗
ＲＬが小さくなったり短絡が生じたような場合には、出
力電流Ｉｏが保護回路（ヒューズなど）の作動する電流
値Ｉｚに到達しなくても電力損失Ｗが非常に大きくなる
可能性があり、短絡などの異常に対して回路を保護する
ことができない。
損失）Ｗとの関係は図５のように表される。また、出力
電流Ｉｏと電力損失Ｗとの関係は負荷抵抗ＲＬの大きさ
に応じて大幅に変化する。図５に示すように、負荷抵抗
ＲＬが小さくなったり短絡が生じたような場合には、出
力電流Ｉｏが保護回路（ヒューズなど）の作動する電流
値Ｉｚに到達しなくても電力損失Ｗが非常に大きくなる
可能性があり、短絡などの異常に対して回路を保護する
ことができない。
【００１０】また、トランジスタなどの半導体素子は短
い時間であれば比較的大きな電力損失に耐えることがで
きるが、電力損失の大きい状態が長く継続した場合に
は、素子の温度上昇によって破壊される可能性が高い。
本発明は、電流ドライバ内部の電力損失増大に対して、
より確実に電流ドライバを保護することが可能な電流ド
ライバ出力保護回路を提供することを目的とする。
い時間であれば比較的大きな電力損失に耐えることがで
きるが、電力損失の大きい状態が長く継続した場合に
は、素子の温度上昇によって破壊される可能性が高い。
本発明は、電流ドライバ内部の電力損失増大に対して、
より確実に電流ドライバを保護することが可能な電流ド
ライバ出力保護回路を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１の電流ドライバ
出力保護回路は、入力信号に対応する駆動電流を所定の
負荷に供給する電流ドライバに用いられる電流ドライバ
出力保護回路であって、電流ドライバ内部のパワー素子
に印加される電圧に応じて変化する第１の信号を検出す
る電圧検出手段と、電流ドライバから負荷に流れる電流
に応じて変化する第２の信号を検出する電流検出手段
と、前記第１の信号及び第２の信号に基づいて異常の有
無を表すアラーム信号を生成するアラーム発生手段とを
設けたことを特徴とする。
出力保護回路は、入力信号に対応する駆動電流を所定の
負荷に供給する電流ドライバに用いられる電流ドライバ
出力保護回路であって、電流ドライバ内部のパワー素子
に印加される電圧に応じて変化する第１の信号を検出す
る電圧検出手段と、電流ドライバから負荷に流れる電流
に応じて変化する第２の信号を検出する電流検出手段
と、前記第１の信号及び第２の信号に基づいて異常の有
無を表すアラーム信号を生成するアラーム発生手段とを
設けたことを特徴とする。
【００１２】請求項１においては、前記第１の信号及び
第２の信号に基づいて電流ドライバ内部のパワー素子に
おける電力損失の大きさを調べるので、電力損失が異常
に上昇した場合にはアラーム信号を出力することができ
る。請求項２は、請求項１の電流ドライバ出力保護回路
において、前記アラーム発生手段に、前記第１の信号の
レベルと前記第２の信号のレベルとの掛け算を行う掛け
算手段を設けたことを特徴とする。
第２の信号に基づいて電流ドライバ内部のパワー素子に
おける電力損失の大きさを調べるので、電力損失が異常
に上昇した場合にはアラーム信号を出力することができ
る。請求項２は、請求項１の電流ドライバ出力保護回路
において、前記アラーム発生手段に、前記第１の信号の
レベルと前記第２の信号のレベルとの掛け算を行う掛け
算手段を設けたことを特徴とする。
【００１３】請求項２においては、掛け算手段を用いて
前記第１の信号のレベルと前記第２の信号のレベルとの
掛け算を行うので、電流ドライバ内部のパワー素子にお
ける電力損失の大きさ（前記第(1)式の右辺の内容）を
求めることができる。請求項３は、請求項１の電流ドラ
イバ出力保護回路において、電流ドライバから負荷に流
れる電流のレベルの逆数に比例する第２の信号、もしく
は電流ドライバから負荷に流れる電流のレベルを決定す
る入力信号レベルの逆数に比例する第２の信号を生成す
る逆数レベル生成手段を前記電流検出手段に設け、前記
第１の信号のレベルと前記第２の信号のレベルとを比較
する比較手段を前記アラーム発生手段に設けたことを特
徴とする。
前記第１の信号のレベルと前記第２の信号のレベルとの
掛け算を行うので、電流ドライバ内部のパワー素子にお
ける電力損失の大きさ（前記第(1)式の右辺の内容）を
求めることができる。請求項３は、請求項１の電流ドラ
イバ出力保護回路において、電流ドライバから負荷に流
れる電流のレベルの逆数に比例する第２の信号、もしく
は電流ドライバから負荷に流れる電流のレベルを決定す
る入力信号レベルの逆数に比例する第２の信号を生成す
る逆数レベル生成手段を前記電流検出手段に設け、前記
第１の信号のレベルと前記第２の信号のレベルとを比較
する比較手段を前記アラーム発生手段に設けたことを特
徴とする。
【００１４】電力損失Ｗが予め定めた閾値Ｋを超えたか
否かを調べる場合を想定する。前記第(1)式から次の関
係式が得られる。 （Ｖｃｃ−Ｉｏ・ＲＬ）Ｉｏ＞Ｋ （Ｖｃｃ−Ｉｏ・ＲＬ）＞（Ｋ／Ｉｏ） ・・・
（３） 請求項３においては、電流検出手段の検出する第２の信
号は電流の逆数（１／Ｉｏ）に比例し、前記第(3)式の
右辺の内容に相当する。また、電圧検出手段の検出する
第１の信号は前記第(3)式の左辺の内容に相当する。
否かを調べる場合を想定する。前記第(1)式から次の関
係式が得られる。 （Ｖｃｃ−Ｉｏ・ＲＬ）Ｉｏ＞Ｋ （Ｖｃｃ−Ｉｏ・ＲＬ）＞（Ｋ／Ｉｏ） ・・・
（３） 請求項３においては、電流検出手段の検出する第２の信
号は電流の逆数（１／Ｉｏ）に比例し、前記第(3)式の
右辺の内容に相当する。また、電圧検出手段の検出する
第１の信号は前記第(3)式の左辺の内容に相当する。
【００１５】従って、前記アラーム発生手段に設けた比
較手段は、前記第(3)式の左辺と右辺とを比較すること
になり、電力損失Ｗが予め定めた閾値Ｋを超えたか否か
を調べることができる。請求項４は、請求項１の電流ド
ライバ出力保護回路において、前記電圧検出手段に、電
流ドライバの出力端に現れる第１の電圧を検出する出力
電圧検出手段と、電流ドライバに供給される電源の電圧
と前記第１の電圧との差分レベルを検出する差分レベル
検出手段とを設けたことを特徴とする。
較手段は、前記第(3)式の左辺と右辺とを比較すること
になり、電力損失Ｗが予め定めた閾値Ｋを超えたか否か
を調べることができる。請求項４は、請求項１の電流ド
ライバ出力保護回路において、前記電圧検出手段に、電
流ドライバの出力端に現れる第１の電圧を検出する出力
電圧検出手段と、電流ドライバに供給される電源の電圧
と前記第１の電圧との差分レベルを検出する差分レベル
検出手段とを設けたことを特徴とする。
【００１６】請求項４においては、差分レベル検出手段
の検出する差分レベルとして、電流ドライバ内部のパワ
ー素子に印加される電圧を検出することができる。請求
項５は、請求項１の電流ドライバ出力保護回路におい
て、電流ドライバ内部のパワー素子における電力損失が
予め定めた閾値を超えている状態が所定時間以上継続し
た場合にアラーム信号を生成する時定数処理手段を前記
アラーム発生手段に設けたことを特徴とする。
の検出する差分レベルとして、電流ドライバ内部のパワ
ー素子に印加される電圧を検出することができる。請求
項５は、請求項１の電流ドライバ出力保護回路におい
て、電流ドライバ内部のパワー素子における電力損失が
予め定めた閾値を超えている状態が所定時間以上継続し
た場合にアラーム信号を生成する時定数処理手段を前記
アラーム発生手段に設けたことを特徴とする。
【００１７】請求項５においては、電力損失が閾値を超
えている時間が長い場合にのみアラーム信号を出力する
ことができる。従って、比較的小さい電力損失でも回路
や素子の温度上昇によって故障が生じる可能性が考えら
れる場合には、閾値を比較的小さく定めておけば、故障
が生じる時間が経過する前にアラーム信号を出力して回
路を保護することができる。
えている時間が長い場合にのみアラーム信号を出力する
ことができる。従って、比較的小さい電力損失でも回路
や素子の温度上昇によって故障が生じる可能性が考えら
れる場合には、閾値を比較的小さく定めておけば、故障
が生じる時間が経過する前にアラーム信号を出力して回
路を保護することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）本発明の電
流ドライバ出力保護回路の１つの実施の形態について、
図１及び図６を参照して説明する。この形態は、請求項
１，請求項２及び請求項５に対応する。
流ドライバ出力保護回路の１つの実施の形態について、
図１及び図６を参照して説明する。この形態は、請求項
１，請求項２及び請求項５に対応する。
【００１９】図１はこの形態の電流ドライバ出力保護回
路を備えた電流ドライバユニットの構成を示す電気回路
図である。図６は電流ドライバ出力保護回路の動作を示
すタイムチャートである。この形態では、請求項１の電
圧検出手段，電流検出手段及びアラーム発生手段は、そ
れぞれ電圧検出器１８，電流検出器１９及びコンパレー
タ２２に対応する。また、請求項２の掛け算手段は掛け
算回路２１に対応する。請求項５の時定数処理手段は時
定数回路２３及びコンパレータ２４に対応する。
路を備えた電流ドライバユニットの構成を示す電気回路
図である。図６は電流ドライバ出力保護回路の動作を示
すタイムチャートである。この形態では、請求項１の電
圧検出手段，電流検出手段及びアラーム発生手段は、そ
れぞれ電圧検出器１８，電流検出器１９及びコンパレー
タ２２に対応する。また、請求項２の掛け算手段は掛け
算回路２１に対応する。請求項５の時定数処理手段は時
定数回路２３及びコンパレータ２４に対応する。
【００２０】図１に示す電流ドライバユニットについて
説明する。この例では、負荷２０に対して電流Ｉｏを供
給するために電流ドライバ１０を備えている。負荷２０
としては、ここでは電気モータ，ソレノイド，バッテリ
ーなどを想定している。電流ドライバ１０は、リニアア
ンプであり、制御のために外部から入力される入力電圧
Ｖｉｎのレベルに比例した電流Ｉｏを出力端子１４から
出力する。電流ドライバ１０内部の最終出力には、出力
トランジスタ１１が設けられている。
説明する。この例では、負荷２０に対して電流Ｉｏを供
給するために電流ドライバ１０を備えている。負荷２０
としては、ここでは電気モータ，ソレノイド，バッテリ
ーなどを想定している。電流ドライバ１０は、リニアア
ンプであり、制御のために外部から入力される入力電圧
Ｖｉｎのレベルに比例した電流Ｉｏを出力端子１４から
出力する。電流ドライバ１０内部の最終出力には、出力
トランジスタ１１が設けられている。
【００２１】この例では、出力トランジスタ１１の電力
損失Ｗが過大であることを表すアラーム信号ＡＬＭを生
成するために、電流検出抵抗器１５，電圧検出器１８，
電流検出器１９，掛け算回路２１，コンパレータ２２，
時定数回路２３及びコンパレータ２４を設けてある。な
お、電流検出抵抗器１５の抵抗値は負荷２０の抵抗値Ｒ
Ｌと比べて無視できる程度に小さい。
損失Ｗが過大であることを表すアラーム信号ＡＬＭを生
成するために、電流検出抵抗器１５，電圧検出器１８，
電流検出器１９，掛け算回路２１，コンパレータ２２，
時定数回路２３及びコンパレータ２４を設けてある。な
お、電流検出抵抗器１５の抵抗値は負荷２０の抵抗値Ｒ
Ｌと比べて無視できる程度に小さい。
【００２２】電圧検出器１８は、演算増幅器を用いて構
成してあり、電源端子１２の電圧（Ｖｃｃ）と電流ドラ
イバ１０の出力端子１４の電圧（Ｖｏ：Ｉｏ・ＲＬとほ
ぼ等しい）との電位差、すなわち出力トランジスタ１１
のコレクタ−エミッタ間に印加される電圧（Ｖｃｃ−Ｉ
ｏ・ＲＬ）を検出する。電流検出器１９は、演算増幅器
を用いて構成してあり、電流検出抵抗器１５に生じる電
位差を出力電流Ｉｏのレベルとして検出する。
成してあり、電源端子１２の電圧（Ｖｃｃ）と電流ドラ
イバ１０の出力端子１４の電圧（Ｖｏ：Ｉｏ・ＲＬとほ
ぼ等しい）との電位差、すなわち出力トランジスタ１１
のコレクタ−エミッタ間に印加される電圧（Ｖｃｃ−Ｉ
ｏ・ＲＬ）を検出する。電流検出器１９は、演算増幅器
を用いて構成してあり、電流検出抵抗器１５に生じる電
位差を出力電流Ｉｏのレベルとして検出する。
【００２３】掛け算回路２１は、演算増幅器を用いて構
成したアナログ掛け算器であり、信号ＳＧ１のレベルと
信号ＳＧ２のレベルとの乗算値を信号ＳＧ３のレベルと
して出力する。すなわち、信号ＳＧ３のレベルは（（Ｖ
ｃｃ−Ｉｏ・ＲＬ）Ｉｏ）に相当し、前記第(1)式から求
められる電力損失Ｗと等しくなる。コンパレータ２２
は、信号ＳＧ３の電圧を閾値である基準電圧Ｖｒ１と比
較する。コンパレータ２２が出力する二値信号ＳＧｘ
は、信号ＳＧ３の電圧と基準電圧Ｖｒ１との大小関係を
表す。
成したアナログ掛け算器であり、信号ＳＧ１のレベルと
信号ＳＧ２のレベルとの乗算値を信号ＳＧ３のレベルと
して出力する。すなわち、信号ＳＧ３のレベルは（（Ｖ
ｃｃ−Ｉｏ・ＲＬ）Ｉｏ）に相当し、前記第(1)式から求
められる電力損失Ｗと等しくなる。コンパレータ２２
は、信号ＳＧ３の電圧を閾値である基準電圧Ｖｒ１と比
較する。コンパレータ２２が出力する二値信号ＳＧｘ
は、信号ＳＧ３の電圧と基準電圧Ｖｒ１との大小関係を
表す。
【００２４】図６に示すように、二値信号ＳＧｘは通常
は低レベルＬであり、信号ＳＧ３の電圧が基準電圧Ｖｒ
１を超えると二値信号ＳＧｘは高レベルＨになる。ま
た、時定数回路２３が出力する信号ＳＧ４の電圧は、図
６に示すように二値信号ＳＧｘが高レベルＨになってか
ら時間の経過に伴って徐々に上昇する。コンパレータ２
４は、信号ＳＧ４の電圧を閾値である基準電圧Ｖｒ２と
比較する。コンパレータ２４が出力するアラーム信号Ａ
ＬＭは、通常は低レベルＬであり、信号ＳＧ４の電圧が
基準電圧Ｖｒ２を超えると高レベルＨ（アクティブ）に
なる。
は低レベルＬであり、信号ＳＧ３の電圧が基準電圧Ｖｒ
１を超えると二値信号ＳＧｘは高レベルＨになる。ま
た、時定数回路２３が出力する信号ＳＧ４の電圧は、図
６に示すように二値信号ＳＧｘが高レベルＨになってか
ら時間の経過に伴って徐々に上昇する。コンパレータ２
４は、信号ＳＧ４の電圧を閾値である基準電圧Ｖｒ２と
比較する。コンパレータ２４が出力するアラーム信号Ａ
ＬＭは、通常は低レベルＬであり、信号ＳＧ４の電圧が
基準電圧Ｖｒ２を超えると高レベルＨ（アクティブ）に
なる。
【００２５】つまり、この電流ドライバ出力保護回路に
おいては、出力トランジスタ１１における電力損失Ｗが
基準電圧Ｖｒ１に対応する閾値を超えた状態が所定時間
以上継続した場合に、アラーム信号ＡＬＭがアクティブ
になる。従って、アラーム信号ＡＬＭを利用することに
より出力トランジスタ１１を保護することが可能であ
る。例えば、アラーム信号ＡＬＭがアクティブになった
場合に入力電圧Ｖｉｎを低減して電力損失Ｗを抑制して
もよいし、電源端子１２，１３に供給する電力を遮断し
てもよい。
おいては、出力トランジスタ１１における電力損失Ｗが
基準電圧Ｖｒ１に対応する閾値を超えた状態が所定時間
以上継続した場合に、アラーム信号ＡＬＭがアクティブ
になる。従って、アラーム信号ＡＬＭを利用することに
より出力トランジスタ１１を保護することが可能であ
る。例えば、アラーム信号ＡＬＭがアクティブになった
場合に入力電圧Ｖｉｎを低減して電力損失Ｗを抑制して
もよいし、電源端子１２，１３に供給する電力を遮断し
てもよい。
【００２６】なお、図１に示す回路においては、電力損
失Ｗが閾値を超えた状態が所定時間以上継続した場合に
アラーム信号ＡＬＭを出力するように構成してあるが、
信号ＳＧｘをアラーム信号として出力すれば、電力損失
Ｗが閾値を超えた場合に直ちに保護機能を働かせること
ができる。その場合には、時定数回路２３及びコンパレ
ータ２４は不要になる。
失Ｗが閾値を超えた状態が所定時間以上継続した場合に
アラーム信号ＡＬＭを出力するように構成してあるが、
信号ＳＧｘをアラーム信号として出力すれば、電力損失
Ｗが閾値を超えた場合に直ちに保護機能を働かせること
ができる。その場合には、時定数回路２３及びコンパレ
ータ２４は不要になる。
【００２７】また、図１に示す回路においては、アナロ
グ回路を用いて電流ドライバ出力保護回路を構成してあ
るが、各機能要素をディジタル回路やコンピュータの処
理で置き換えることもできる。 （第２の実施の形態）本発明の電流ドライバ出力保護回
路のもう１つの実施の形態について、図２を参照して説
明する。この形態は、請求項３に対応する。
グ回路を用いて電流ドライバ出力保護回路を構成してあ
るが、各機能要素をディジタル回路やコンピュータの処
理で置き換えることもできる。 （第２の実施の形態）本発明の電流ドライバ出力保護回
路のもう１つの実施の形態について、図２を参照して説
明する。この形態は、請求項３に対応する。
【００２８】図２はこの形態の電流ドライバ出力保護回
路を備えた電流ドライバユニットの構成を示す電気回路
図である。この形態は、第１の実施の形態の変形例であ
る。図２において、図１と対応する要素は同一の符号を
付けて示してある。第１の実施の形態と同一の部分につ
いては、以下の説明を省略する。
路を備えた電流ドライバユニットの構成を示す電気回路
図である。この形態は、第１の実施の形態の変形例であ
る。図２において、図１と対応する要素は同一の符号を
付けて示してある。第１の実施の形態と同一の部分につ
いては、以下の説明を省略する。
【００２９】この形態では、請求項３の逆数レベル生成
手段及び比較手段は、それぞれ逆数演算回路３１及びコ
ンパレータ２２に対応する。電流ドライバ１０はリニア
アンプであるので、電流ドライバ１０の出力する電流Ｉ
ｏは入力電圧Ｖｉｎに比例する。つまり、電流Ｉｏに比
例する信号レベルを入力電圧Ｖｉｎから得ることができ
る。
手段及び比較手段は、それぞれ逆数演算回路３１及びコ
ンパレータ２２に対応する。電流ドライバ１０はリニア
アンプであるので、電流ドライバ１０の出力する電流Ｉ
ｏは入力電圧Ｖｉｎに比例する。つまり、電流Ｉｏに比
例する信号レベルを入力電圧Ｖｉｎから得ることができ
る。
【００３０】逆数演算回路３１は、演算増幅器を用いて
構成してあり、入力電圧の逆数のレベルを信号ＳＧ６と
して出力する。すなわち、信号ＳＧ６のレベルは電流Ｉ
ｏの逆数になる。実際には、電流ドライバ１０のゲイン
に応じて信号ＳＧ６のレベルが変化するが、この例では
ゲインを１とみなしている。掛け算回路３２は、演算増
幅器を用いて構成したアナログ掛け算器であり、信号Ｓ
Ｇ６のレベルと定数Ｋのレベルとの乗算値を信号ＳＧ５
のレベルとして出力する。すなわち、信号ＳＧ５のレベ
ルは（Ｋ／Ｉｏ）になる。
構成してあり、入力電圧の逆数のレベルを信号ＳＧ６と
して出力する。すなわち、信号ＳＧ６のレベルは電流Ｉ
ｏの逆数になる。実際には、電流ドライバ１０のゲイン
に応じて信号ＳＧ６のレベルが変化するが、この例では
ゲインを１とみなしている。掛け算回路３２は、演算増
幅器を用いて構成したアナログ掛け算器であり、信号Ｓ
Ｇ６のレベルと定数Ｋのレベルとの乗算値を信号ＳＧ５
のレベルとして出力する。すなわち、信号ＳＧ５のレベ
ルは（Ｋ／Ｉｏ）になる。
【００３１】コンパレータ２２は、電圧検出器１８から
出力される信号ＳＧ１のレベル（Ｖｃｃ−Ｉｏ・ＲＬ）
と信号ＳＧ５のレベル（Ｋ／Ｉｏ）とを比較する。すな
わち、コンパレータ２２は前記第(3)式の左辺と右辺と
の比較を行い、出力トランジスタ１１の電力損失Ｗが予
め定めた閾値Ｋを超えたか否かを識別する。上記以外の
構成及び動作については、図１の場合と同様である。
出力される信号ＳＧ１のレベル（Ｖｃｃ−Ｉｏ・ＲＬ）
と信号ＳＧ５のレベル（Ｋ／Ｉｏ）とを比較する。すな
わち、コンパレータ２２は前記第(3)式の左辺と右辺と
の比較を行い、出力トランジスタ１１の電力損失Ｗが予
め定めた閾値Ｋを超えたか否かを識別する。上記以外の
構成及び動作については、図１の場合と同様である。
【００３２】なお、図２の例では電流ドライバ１０の入
力電圧Ｖｉｎから電流Ｉｏに比例する信号レベルを検出
しているが、図１と同様に電流検出抵抗器１５の検出電
圧を利用して電流Ｉｏを検出することもできる。 （第３の実施の形態）本発明の電流ドライバ出力保護回
路のもう１つの実施の形態について、図３を参照して説
明する。この形態は、請求項４に対応する。
力電圧Ｖｉｎから電流Ｉｏに比例する信号レベルを検出
しているが、図１と同様に電流検出抵抗器１５の検出電
圧を利用して電流Ｉｏを検出することもできる。 （第３の実施の形態）本発明の電流ドライバ出力保護回
路のもう１つの実施の形態について、図３を参照して説
明する。この形態は、請求項４に対応する。
【００３３】図３はこの形態の電流ドライバ出力保護回
路を備えた電流ドライバユニットの構成を示す電気回路
図である。この形態は、第２の実施の形態の変形例であ
る。図３において、図２と対応する要素は同一の符号を
付けて示してある。第２の実施の形態と同一の部分につ
いては、以下の説明を省略する。この形態では、請求項
４の出力電圧検出手段及び差分レベル検出手段は、それ
ぞれ電圧検出器４１及び電圧検出器４２に対応する。
路を備えた電流ドライバユニットの構成を示す電気回路
図である。この形態は、第２の実施の形態の変形例であ
る。図３において、図２と対応する要素は同一の符号を
付けて示してある。第２の実施の形態と同一の部分につ
いては、以下の説明を省略する。この形態では、請求項
４の出力電圧検出手段及び差分レベル検出手段は、それ
ぞれ電圧検出器４１及び電圧検出器４２に対応する。
【００３４】図３の回路においては、図２の電圧検出器
１８の代わりに電圧検出器４１及び４２が設けてある。
電圧検出器４１は、電流ドライバ１０の出力端子１４と
共通端子ＣＯＭ（通常はアースに接続される）との電位
差、すなわち負荷２０に印加される電圧Ｖｏ（＝Ｉｏ・
ＲＬ）を検出する。電圧検出器４２は、電圧検出器４１
から出力される電圧Ｖｏと電源端子１２の電圧（Ｖｃ
ｃ）との電位差を検出する。従って、電圧検出器４２が
出力する信号ＳＧ１の電圧は（Ｖｃｃ−Ｉｏ・ＲＬ）に
なる。
１８の代わりに電圧検出器４１及び４２が設けてある。
電圧検出器４１は、電流ドライバ１０の出力端子１４と
共通端子ＣＯＭ（通常はアースに接続される）との電位
差、すなわち負荷２０に印加される電圧Ｖｏ（＝Ｉｏ・
ＲＬ）を検出する。電圧検出器４２は、電圧検出器４１
から出力される電圧Ｖｏと電源端子１２の電圧（Ｖｃ
ｃ）との電位差を検出する。従って、電圧検出器４２が
出力する信号ＳＧ１の電圧は（Ｖｃｃ−Ｉｏ・ＲＬ）に
なる。
【００３５】上記以外の構成及び動作については、図２
の場合と同様である。
の場合と同様である。
【００３６】
【発明の効果】以上の通り、本発明の電流ドライバ出力
保護回路によれば電流ドライバ内部の電力損失を検出し
て異常の有無を調べることができるので、出力の短絡な
どによる電力損失の増大に対して、故障が発生する前に
確実に素子や回路を保護することができる。
保護回路によれば電流ドライバ内部の電力損失を検出し
て異常の有無を調べることができるので、出力の短絡な
どによる電力損失の増大に対して、故障が発生する前に
確実に素子や回路を保護することができる。
【図１】第１の実施の形態の電流ドライバ出力保護回路
を備えた電流ドライバユニットの構成を示す電気回路図
である。
を備えた電流ドライバユニットの構成を示す電気回路図
である。
【図２】第２の実施の形態の電流ドライバ出力保護回路
を備えた電流ドライバユニットの構成を示す電気回路図
である。
を備えた電流ドライバユニットの構成を示す電気回路図
である。
【図３】第３の実施の形態の電流ドライバ出力保護回路
を備えた電流ドライバユニットの構成を示す電気回路図
である。
を備えた電流ドライバユニットの構成を示す電気回路図
である。
【図４】出力電圧と出力電流との関係を示すグラフであ
る。
る。
【図５】出力電流と内部損失との関係を示すグラフであ
る。
る。
【図６】電流ドライバ出力保護回路の動作を示すタイム
チャートである。
チャートである。
【図７】従来例の電流ドライバ出力保護回路を備えた電
流ドライバユニット示す電気回路図である。
流ドライバユニット示す電気回路図である。
１０ 電流ドライバ １１ 出力トランジスタ １２，１３ 電源端子 １４ 出力端子 １５ 電流検出抵抗器 １６，１７ 出力端子 １８ 電圧検出器 １９ 電流検出器 ２０ 負荷 ２１ 掛け算回路 ２２ コンパレータ ２３ 時定数回路 ２４ コンパレータ ３１ 逆数演算回路 ３２ 掛け算回路 ４１，４２ 電圧検出器
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5G053 AA01 BA01 BA04 DA03 EC03 FA04 5G058 EE10 EF06 EH04 5J055 AX34 AX36 AX53 BX16 CX20 EX23 EY01 EZ01 EZ09 EZ10 FX04 FX08 FX12 FX19 GX01 GX06
Claims (5)
- 【請求項１】 入力信号に対応する駆動電流を所定の負
荷に供給する電流ドライバに用いられる電流ドライバ出
力保護回路であって、 電流ドライバ内部のパワー素子に印加される電圧に応じ
て変化する第１の信号を検出する電圧検出手段と、 電流ドライバから負荷に流れる電流に応じて変化する第
２の信号を検出する電流検出手段と、 前記第１の信号及び第２の信号に基づいて異常の有無を
表すアラーム信号を生成するアラーム発生手段とを設け
たことを特徴とする電流ドライバ出力保護回路。 - 【請求項２】 請求項１の電流ドライバ出力保護回路に
おいて、前記アラーム発生手段に、前記第１の信号のレ
ベルと前記第２の信号のレベルとの掛け算を行う掛け算
手段を設けたことを特徴とする電流ドライバ出力保護回
路。 - 【請求項３】 請求項１の電流ドライバ出力保護回路に
おいて、 電流ドライバから負荷に流れる電流のレベルの逆数に比
例する第２の信号、もしくは電流ドライバから負荷に流
れる電流のレベルを決定する入力信号レベルの逆数に比
例する第２の信号を生成する逆数レベル生成手段を前記
電流検出手段に設け、 前記第１の信号のレベルと前記第２の信号のレベルとを
比較する比較手段を前記アラーム発生手段に設けたこと
を特徴とする電流ドライバ出力保護回路。 - 【請求項４】 請求項１の電流ドライバ出力保護回路に
おいて、前記電圧検出手段に、電流ドライバの出力端に
現れる第１の電圧を検出する出力電圧検出手段と、電流
ドライバに供給される電源の電圧と前記第１の電圧との
差分レベルを検出する差分レベル検出手段とを設けたこ
とを特徴とする電流ドライバ出力保護回路。 - 【請求項５】 請求項１の電流ドライバ出力保護回路に
おいて、電流ドライバ内部のパワー素子における電力損
失が予め定めた閾値を超えている状態が所定時間以上継
続した場合にアラーム信号を生成する時定数処理手段を
前記アラーム発生手段に設けたことを特徴とする電流ド
ライバ出力保護回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001110379A JP3718135B2 (ja) | 2001-04-09 | 2001-04-09 | 電流ドライバ出力保護回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001110379A JP3718135B2 (ja) | 2001-04-09 | 2001-04-09 | 電流ドライバ出力保護回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002314389A true JP2002314389A (ja) | 2002-10-25 |
| JP3718135B2 JP3718135B2 (ja) | 2005-11-16 |
Family
ID=18962166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001110379A Expired - Fee Related JP3718135B2 (ja) | 2001-04-09 | 2001-04-09 | 電流ドライバ出力保護回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3718135B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007138929A1 (ja) * | 2006-05-29 | 2007-12-06 | Autonetworks Technologies, Ltd. | 電力供給制御装置 |
| JP2014121366A (ja) * | 2012-12-20 | 2014-07-03 | Hoya Corp | 光走査型内視鏡 |
-
2001
- 2001-04-09 JP JP2001110379A patent/JP3718135B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007138929A1 (ja) * | 2006-05-29 | 2007-12-06 | Autonetworks Technologies, Ltd. | 電力供給制御装置 |
| US8598859B2 (en) | 2006-05-29 | 2013-12-03 | Autonetworks Technologies, Limited | Power supply controller |
| JP2014121366A (ja) * | 2012-12-20 | 2014-07-03 | Hoya Corp | 光走査型内視鏡 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3718135B2 (ja) | 2005-11-16 |
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