JP2004506371A

JP2004506371A - 二端子スイッチ回路及び電圧閾値応答回路構成要素

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Publication number: JP2004506371A
Application number: JP2002518621A
Authority: JP
Inventors: ミスドム　ヨハネス　エイ　シー; ヴェルヘース　ヨハネス　エル　エム; フルショフ　ジョセフ　ジェイ　エム; ヴァン　レンス　フランク　ジェイ　ピー
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2000-08-10
Filing date: 2001-07-26
Publication date: 2004-02-26
Also published as: US6700432B2; ES2291350T3; DE60129778D1; ATE369657T1; EP1210770A1; DE60129778T2; EP1210770B1; US20020043998A1; GB0019535D0; WO2002013386A1

Abstract

電圧供給（６３）から負荷（２０）を周期的に通電するための電圧供給（６３）の両端間の負荷（２０）と直列に含むための二端子スイッチ回路（１）が、端子（２，３）の間に接続される制御可能スイッチ（４）、端子（２，３）の間に直列に接続される抵抗（８）及びコンデンサ（９）、及び出力信号／入力信号特性がヒステリシスを示す電圧閾値応答構成（２６）を有する。電圧閾値応答構成（２６）が、抵抗（８）とコンデンサ（９）との共通点（１２）に接続される信号入力部（２７）及び制御可能スイッチ（４）の制御入力部（１３）に接続される信号出力部（２８）を有する。電圧閾値応答構成（２６）がコンデンサ（９）の両端間から電力供給されるように、電圧閾値応答構成（２６）の給電入力部（２９）も抵抗（８）とコンデンサ（９）との共通点（１２）に接続される。動作中、電圧閾値応答構成（２６）は、コンデンサ（９）が第一の閾値電圧よりも高くなるまで充電されたときスイッチ（４）を閉じて、コンデンサ（９）がその後第一の閾値電圧よりも低い第二の閾値電圧よりも低くなるまで放電されたときスイッチ（４）を開く。本サイクルはその後繰り返される。コンデンサ（９）を除くスイッチ回路（１）の部分は三端子を具備する単体回路要素として構成されてもよい。負荷（２０）は車両の方向指示ランプ（２１、２２、２３，２４）を構成してもよい。

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源から負荷に周期的に通電するための電圧供給の両端間の負荷と直列に含むための二端子スイッチ回路に関する。本発明は、このようなスイッチ回路を含む車両用方向指示ランプ回路、及びこのようなスイッチ回路に使用するための電圧閾値応答回路構成要素にも関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車又は他の車両の方向指示ランプの点滅を制御するためのこの一般的な種類の二端子スイッチ回路は、フランス国特許公開公報ＦＲ−Ａ−２３４４１７７の図２に示され、添付図面の図１のように再現されている。該回路は、前記端子の間に接続される制御可能スイッチ、前記端子のうちの所与の一方と前記端子のうちの他方との間に直列にこの順序で接続される抵抗及びコンデンサ、並びにヒステリシスを示す出力信号／入力信号特性を持つ電圧閾値応答構成を有する。動作時に、前記コンデンサの両端間の電圧が第一の閾値よりも高くなるまで上昇する際に前記スイッチを閉じて、前記コンデンサの両端間の電圧がその後前記第一の閾値よりも低い第二の閾値よりも低くなるまで低下する際に前記スイッチを開くために、前記電圧閾値応答構成は前記抵抗と前記コンデンサとの共通点を前記制御可能スイッチの制御入力に結合する。前記電圧閾値応答構成は、前記端子のうちの前記他方を基準として通電電圧を入力するための給電入力部を有する。
【０００３】
添付図面の図１は、フランス国特許公開公報ＦＲ−Ａ−２３４４１７７の、この従来技術のスイッチ回路１を示す。該回路は、二つの端子２及び３をそれぞれ持ち、通電コイル５と、端子２と端子３との間に接続されるコンタクト６及び７とを持つリレーとして構成される制御可能スイッチ４を有する。抵抗８及びコンデンサ９は、端子２及び３（端子２）のうちの所与の一方と、これらの端子（端子３）のうちの他方との間にこのような順序で接続される。スイッチ回路１は、更に、ヒステリシスを示す出力信号／入力信号特性を持つ電圧閾値応答構成２６を含む。構成２６は、抵抗８とコンデンサ９との共通点１２に接続される信号入力部２７と、リレー４の制御入力部１３に接続される信号出力部２８と、端子３を基準とした通電電圧を入力するために端子２に接続される給電入力部２９とを有する。制御入力部１３は、他方の終端が端子３に接続される通電コイル５の一方の終端に接続される。
【０００４】
電圧閾値応答構成２６は、ｎｐｎトランジスタ１０と、ｐｎｐトランジスタ１１と、抵抗１５、１６、及び１７と、貯蔵コンデンサ１８と、ダイオード１９とを有する。それの信号入力部２７はトランジスタ１０のベースに接続される。トランジスタ１０のエミッタは、給電入力部２９と端子３との間に直列に接続される抵抗１５及び１６によって形成される電圧分圧器のタップ１４に接続される。トランジスタ１０のコレクタは、抵抗１７を介してトランジスタ１１のベースに接続される。トランジスタ１１のエミッタは、他方の電極が端子３に接続される貯蔵コンデンサ１８の一方の電極に接続される。コンデンサ１８の一方の電極は、ダイオード１９を介して給電入力部２９にも接続される。トランジスタ１１のコレクタは信号出力部２８に接続される。
【０００５】
スイッチ回路１の端子３は、スイッチング可能な負荷２０を介してグランドに接続される。負荷２０は、第一の端子及び第二の端子、すなわちそれぞれ４３及び４４を具備し、車両の、一対の左指示ランプ２１及び２２と、一対の右指示ランプ２３及び２４とを有する。負荷２０はまた第一の状態、第二の状態、及び第三の状態へ可動な方向指示スイッチ２５も含んでいる。すなわち当該状態はそれぞれ、該方向指示スイッチが、端子４３と端子４４との間のランプの対２１及び２２に接続する状態、端子４３と端子４４との間のランプの対２３及び２４に接続する状態、及びオープン回路となる状態である。
【０００６】
動作中、電圧供給６３、例えば車両のバッテリーによって、グランドを基準とした正電位が端子２に印加される。スイッチ２５がオープン、すなわちそれの第三の状態になっているとき、二対のランプ２１及び２２と、２３及び２４とのどちらも通電されず、端子２と端子３との間の電圧が零となり、端子３を基準としてリレー制御入力部１３の電圧が零となるためリレーコンタクト６及び７がオープンとなる。前記ランプの対２１及び２２又は前記ランプの対２３及び２４を端子３に接続するために、スイッチ２５がこの場合それの第一の状態又は第二の状態に作動される場合、関連したランプの対を通じて端子３はグランドに接続され、従って端子２を基準としてマイナスになる。ダイオード１９を通じて貯蔵コンデンサ１８はこの場合端子２と端子３との間に存する電位差にまで充電され、電位分圧器１５及び１６によってトランジスタ１０のエミッタは端子２と端子３との中間電位になる。抵抗８を通じてコンデンサ９は充電し始める。トランジスタ１０のベース−エミッタ閾値電圧とトランジスタ１０のエミッタ電圧との和に等しい第一の閾値よりも高くなるまでコンデンサ９の両端間の電圧がイベント発生的に上昇すると、トランジスタ１０は導通して、トランジスタ１１のコレクタが正電圧をリレー４の制御入力部１３に印加するようにトランジスタ１１をターンオンする。リレーコンタクト６及び７は閉じて、それによって端子２を端子３に接続し、従って関連したランプの対２１及び２２、又は２３及び２４を通電する。もはや端子２と端子３との間に電位差はないが、貯蔵コンデンサ１８からトランジスタ１０及び１１に動作電流が供給され続ける。リレーコンタクト６及び７を閉じることにより、端子３を基準としてトランジスタ１０のエミッタの正電位が下げられ、従ってトランジスタ１０の順方向ベース−エミッタバイアスを上昇させ、それによってリレーコンタクト６及び７が閉じた状態を保持されるように、二つの電位分圧抵抗１５と１６とは等価的に並列に接続される。
【０００７】
コンデンサ９はこの場合抵抗８と、閉じられたリレーコンタクト６及び７とを通じて放電し始める。コンデンサ９の電圧がイベント発生的にトランジスタ１０のベース−エミッタ閾値電圧とトランジスタ１０の下げられたエミッタ電圧との和に等しい、第二のより低い閾値よりも低くなるまで下がると、トランジスタ１０はターンオフし、それによってトランジスタ１１をターンオフし、従ってリレー４の制御入力部１３から正電圧を取り除く。関連したランプの対２１及び２２又は２３及び２４が消されるようにリレーコンタクト６及び７はオープンとなる。コンタクト６及び７をオープンにすることによっても、端子３を基準にしてトランジスタ１０のエミッタ電圧が上昇するように電位分圧抵抗１５及び１６の並列接続が電気的にカットされ、その結果、トランジスタ１０のベース−エミッタ電圧をさらに下げ、リレーコンタクト６及び７はオープン状態を保持される。コンデンサ９はこの場合抵抗８を通じて再び充電し始め、本サイクルは繰り返される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
知られているスイッチ回路の不利な点は、タイミングコンデンサ９に加えて、リレーコンタクト６及び７が閉じられているときに動作電流をトランジスタ１０及び１１に供給するために貯蔵コンデンサ１８を提供する必要があることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的はこれに関する簡略化を提供することにある。
【００１０】
本発明の第一の局面によると、電圧供給から負荷を周期的に通電するための前記供給の両端間の前記負荷と直列に含むための二端子スイッチ回路において、前記回路が前記端子の間に接続される制御可能スイッチ、前記端子のうちの所与の一方と前記端子のうちの他方との間にこのような順序で直列に接続される抵抗及びコンデンサ、及びヒステリシスを示す出力信号／入力信号特性を持つ電圧閾値応答構成を有し、前記電圧閾値応答構成が、動作中、前記コンデンサの両端間の電圧が第一の閾値よりも高くなるまで上昇する際に前記スイッチを閉じて、前記コンデンサの両端間の電圧がその後前記第一の閾値よりも低い第二の閾値よりも低くなるまで低下する際に前記スイッチを開くために、前記抵抗と前記コンデンサとの共通点を前記制御可能スイッチの制御入力部に結合し、前記電圧閾値応答構成が、前記端子のうちの前記他方を基準として通電電圧を入力するための給電入力部を有し、前記給電が前記共通点に接続されることを特徴とする二端子スイッチ回路が提供される。
【００１１】
この回路がコンデンサの両端間から電力供給されることを可能にし、その結果別個の貯蔵コンデンサを供給する必要がない電圧閾値応答回路のための構成が見つけられ得ることが分かった。
【００１２】
制御可能スイッチは、好ましくはトランジスタスイッチ、更に好ましくは金属酸化膜半導体（ＭＯＳＦＥＴ）スイッチである。トランジスタスイッチは概して例えばリレーよりも低い制御電流しか必要としない。これらの制御電流はコンデンサから供給されなければならないので、トランジスタスイッチ、好ましくはＭＯＳＦＥＴスイッチで、制御可能スイッチを実現することにより、例えば制御可能スイッチがリレーで実現される場合に必要とされるであろうコンデンサ値よりも低いコンデンサ値が選択されることが可能である。
【００１３】
電圧閾値応答構成は、例えば前記コンデンサの両端間に接続される抵抗電圧分圧器と、前記抵抗電圧分圧器のタップに接続される制御入力部、制御可能スイッチの制御入力部に接続される出力部、及び前記給電入力部に接続される共通点を具備するサイリスタ構成とを有していてもよい。
【００１４】
代案として、電圧閾値応答構成は、コンデンサの両端間に接続される第一の抵抗電圧分圧器及び第二の抵抗電圧分圧器と、抵抗とコンデンサとの共通点に接続される給電入力部、第一の電圧分圧器のタップに接続されるセット入力部、第二の電圧分圧器のタップに接続されるリセット入力部、及び制御可能スイッチの制御入力部に接続される出力部を具備するセット−リセット型フリップフロップを有していてもよい。
【００１５】
他の代案として、電圧閾値応答構成は、抵抗とコンデンサとの共通点に接続される給電入力部、抵抗を介して抵抗とコンデンサとの共通点に接続される非反転入力部、基準電圧源に接続される反転入力部、制御可能スイッチの制御入力部に接続される出力部、及び自身の出力部を自身の非反転入力部に接続する抵抗を具備する演算増幅器を有していてもよい。
【００１６】
コンデンサと直列に接続される抵抗は、定電流源によって構成されてもよい。この態様で抵抗を構成することにより、概して電圧供給の端子電圧から独立した動作で負荷が通電される周波数がもたらされ得る。
【００１７】
代案として、コンデンサと直列に接続される抵抗は制御可能な電流源によって構成されてもよく、制御可能スイッチが閉じられるときに制御可能スイッチを通じて流れる電流の大きさを検出するための電流検出構成をスイッチ回路は含んでいてもよい。検出された電流の大きさの減少に伴ってこの出力電流が増加するような態様で、制御可能な電流源の出力電流を制御するために、制御可能な電流源の制御入力部に結合される出力部を電流検出構成は有する。
【００１８】
このような構成により、負荷の抵抗値に反比例して変化する動作で負荷が通電される周波数をもたらされ得る。例えば互いに並列に接続される複数の車両用方向指示ランプを負荷が構成する場合、当該動作は有利となり得る。このような構成は、例えば制御可能スイッチとしてＭＯＳＦＥＴ構成を使用することによって実現されてもよい。このＭＯＳＦＥＴ構成は、前記端子のうちの前記他方に抵抗を介して接続される追加のソース領域を有している。前記追加のソース領域はサンプリング−ホールド回路を介して制御可能な電流源の制御入力部に結合される。
【００１９】
本発明はまた、車両に含まれるバッテリーの両端間の負荷と直列に接続される第一の局面による二端子スイッチ回路を含む車両用方向指示ランプ回路も提供する。前記負荷は第一の端子及び第二の端子を有し、一対の左指示ランプと、一対の右指示ランプと、第一、第二、及び第三の状態へ可動な方向指示スイッチとを有する。当該第一の状態において方向指示スイッチは負荷の第一の端子と第二の端子との間の左指示ランプの対に接続し、当該第二の状態において方向指示スイッチは負荷の第一の端子と第二の端子との間の右指示ランプの対に接続し、当該第三の状態において方向指示スイッチはオープン回路となる。
【００２０】
本発明はまた、制御可能スイッチがトランジスタスイッチであるような第一の局面による二端子スイッチ回路における使用のための電圧閾値応答回路構成要素も提供する。前記構成要素は前記端子のうちの前記所与の一方としての使用のための第一の端子と、前記端子のうちの前記他方としての使用及びコンデンサの一方の電極への接続のための第二の端子と、コンデンサの他方の電極への接続のための第三の端子とを有する。また前記構成要素は、該構成要素の第一の端子と第三の端子との間に接続される前記抵抗を構成する。前記トランジスタスイッチは、該構成要素の第一の端子と該構成要素の第二の端子との間に接続される自身の主な電流経路を有する。前記電圧閾値応答回路は、構成要素の第三の端子を前記トランジスタスイッチの制御電極に結合する。前記電圧閾値応答構成は、構成要素の第三の端子に接続される自身の給電入力部を有する。
【００２１】
一例として添付図面に関連して本発明の実施例がこの場合記載されるであろう。
様々な図において対応する項目に同一参照番号が与えられる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図２に示される本発明の実施例は、図１の従来技術の回路と同様に、二つの端子２及び３をそれぞれ持ち、端子２と端子３との間に接続される制御可能スイッチ４を含むスイッチ回路１を有する。抵抗８及びコンデンサ９はここでも端子２及び３（端子２）のうちの所与の一方と、これらの端子（端子３）のうちの他方との間にこの順序で接続される。ここでもスイッチ回路１は、出力信号／入力信号特性がヒステリシスを示す電圧閾値応答構成２６を更に含む。構成２６はここでも抵抗８とコンデンサ９との共通点１２に接続される信号入力部２７、スイッチ４の制御入力部１３に接続される信号出力部２８、及び端子３を基準として通電電圧を入力するための給電入力部２９を有する。しかし図１に示される従来技術の回路と対比して、図２に示される本発明の実施例において給電入力部２９は、端子２よりは共通点１２に接続される。信号入力部２７及び給電入力部２９は等価的に結合され、それによって一つの入力部４５を形成する。
【００２３】
図１の従来技術の回路と同様に、図２のスイッチ回路１の端子３はスイッチング可能な負荷２０を介してグランドに接続される。負荷２０はここでも第一の端子及び第二の端子、すなわちそれぞれ４３及び４４を具備し、車両の、一対の左指示ランプ２１及び２２と、一対の右指示ランプ２３及び２４とを有する。負荷２０はここでもまた第一の状態、第二の状態、及び第三の状態へ可動な方向指示スイッチ２５も含んでいる。すなわち当該状態はそれぞれ、該方向指示スイッチが、端子４３と端子４４との間のランプの対２１及び２２に接続する状態、端子４３と端子４４との間のランプの対２３及び２４に接続する状態、及びオープン回路となる状態である。
【００２４】
動作中、電圧供給６３、例えば車両のバッテリーによって端子２にグランドを基準とした正電位が印加される。スイッチ２５がオープン、すなわちそれの第三の状態になっているとき、二対のランプ２１及び２２と、２３及び２４とのどちらも通電されず、端子２と端子３との間の電圧は零となり、端子３を基準としてそれの制御入力部１３の電圧は零なので、例えば端子３に接続される自身のソース、端子２に接続される自身のドレイン、及び制御入力部１３を構成する自身のゲートを具備するｎチャネルエンハンス型パワーＭＯＳＦＥＴのようなパワートランジスタスイッチでもよい制御可能スイッチ４はオープンとなる。ランプの対２１及び２２又はランプの対２３及び２４のいずれかを端子３に接続するために、スイッチ２５がこの場合第一の状態又は第二の状態に作動される場合、関連したランプの対を通じて端子３はグランドに接続され、従って端子２を基準としてマイナスになる。抵抗８を通じてコンデンサ９は充電し始め、従って端子３を基準として上昇する通電電圧を閾値応答構成２６の給電端子２９に印加し始め、更に同電圧を閾値応答構成２６の信号入力部２７に印加し始める。コンデンサ９の両端間の電圧がイベント発生的に閾値応答構成２６の構成によって決定される第一の閾値よりも高くなるまで上昇するとき、構成２６は、自身が正電圧をスイッチ４の制御入力部１３に供給するようにトリガをかける。スイッチ４は閉じて、端子２を端子３に接続し、従って関連したランプの対２１及び２２又は２３及び２４を通電する。端子２と端子３との間の電位差はもはや全くないが、コンデンサ９から閾値応答構成２６に通電電圧が供給され続ける。更に、たとえコンデンサ９がこの場合なかんずく抵抗８及び閉じられたスイッチ４を通じて放電し始めても、構成２６によって示されるヒステリシスのためにスイッチ４は閉じられたままとなる。
【００２５】
閾値応答構成２６の構成によって決定される第二のより低い閾値よりも低くなるまでコンデンサ９の電圧がイベント発生的に低下するとき、構成２６はトリガをかけ自身の他の出力状態に遷移し、その結果スイッチ４の制御入力部１３から正電圧を除去する。関連した対２１及び２２又は２３及び２４のランプが消されるようにスイッチ４はオープンとなる。抵抗８を通じてコンデンサ９はそれから再び充電し始め、本サイクルは繰り返される。
【００２６】
図３は、図２のスイッチ回路１のための、特にその中に含まれる電圧閾値応答構成２６のための第一の実際的な構成を詳細に示す。図３に示される電圧閾値応答構成２６は、ｎｐｎトランジスタ３３と、トランジスタ３３のコレクタに接続される自身のベース及びトランジスタ３３のベースに接続される自身のコレクタを具備するｐｎｐトランジスタ３４とを有するサイリスタ構成を含む（所望の場合、トランジスタ３３及び３４は、知られている態様で単体のｐｎｐｎ半導体構成によって形成されてもよい）。容量３５はトランジスタ３４のベース−エミッタ経路と並列に含まれ、容量３６と抵抗３７との両方はトランジスタ３３のベース−エミッタ経路と並列に含まれる。サイリスタ構成の出力部を構成するトランジスタ３３のエミッタは、抵抗３８を介して端子３に接続され、構成２６の信号出力部２８にも接続される。サイリスタ構成の制御入力部を構成するトランジスタ３４のベースは、構成２６の信号入力部２７と端子３との間に直列に接続される抵抗３０及び３１を有する抵抗電圧分圧器のタップ３２に接続される。制御信号とサイリスタ構成を通じた出力信号経路との共通点を構成するトランジスタ３４のエミッタは、構成２６の給電入力部２９に接続される。図３において、ゲートが制御入力部１３を構成し、ソースが端子３に接続され、ドレインが端子２に接続されるエンハンス型ｎチャネルＭＯＳＦＥＴによってスイッチ４は構成される。
【００２７】
端子３を基準として図３の端子２に正電位が印加されるとき、例えば自身の第一の状態又は自身の第二の状態のいずれかへの図２のスイッチ２５の作動によって、抵抗８を通じて図３のコンデンサ９は充電し始め、その結果端子３を基準として上昇する正の通電電圧を構成２６の給電入力部２９に印加し始める。更に、（コンデンサ９の両端間に接続される）電位分圧器３０及び３１の作用によって、トランジスタ３４のベースに、それのエミッタを基準として、上昇する負電位が同時に印加される。この電位がトランジスタ３４のベース−エミッタ閾値電圧に達するとき、このトランジスタはターンオンし、トランジスタ３３のベース−エミッタ接合を順バイアスする。トランジスタ３３及び３４の周りの累積サイリスタ動作により、これらのトランジスタが完全にターンオンされる結果となり、等価的に信号出力部２８及びそれ故にパワーＭＯＳＦＥＴ４のゲートを給電入力部２９及びそれ故にコンデンサ９の上部電極に接続する。従ってＭＯＳＦＥＴ４のゲートにそれのソースを基準として順電圧が印加され、ＭＯＳＦＥＴがターンオンし、端子２を端子３に接続する。
【００２８】
コンデンサ９はそれから抵抗８と、電圧分圧器３０及び３１と、抵抗３８とを通じて放電し始めるが、このような構成によって示される固有のヒステリシスのためにサイリスタ構成３３及び３４は導通し続ける。抵抗３０及び／又は抵抗３７を通じた電流がサイリスタの動作を維持するのに不十分となるほどコンデンサ９の両端間の電圧がイベント発生的に大きく降下するとき、サイリスタ構成３３及び３４は瞬時にターンオフし、給電入力部２９へのＭＯＳＦＥＴ４のゲートの接続を電気的にカットする。ＭＯＳＦＥＴ４もそれ故にターンオフし、端子２と端子３との間の接続を電気的にカットする。抵抗８を通じてコンデンサ９はそれから再び充電し始め、本サイクルは繰り返される。
【００２９】
図３のスイッチ回路１の一つの実施において、トランジスタ４、３３、及び３４は、それぞれ型番ＢＵＫ５５５，ＢＣ５４８、及びＢＣ５５８にて利用可能なものであろう。様々な他の構成要素は次の値を持つ。
コンデンサ９　　　　　　　１５０μＦ
コンデンサ３５及び３６　　１ｎＦ
抵抗８　　　　　　　　　　３９ｋΩ
抵抗３０及び３７　　　　　１５ｋΩ
抵抗３１　　　　　　　　　１８ｋΩ
抵抗３８　　　　　　　　　４７ｋΩ
【００３０】
明らかなことには、トランジスタ３３及び３４のそれぞれが反対の導電型のトランジスタによって置き換えられ、スイッチ４を構成するｎチャネルＭＯＳＦＥＴがｐチャネルＭＯＳＦＥＴによって置き換えられる場合、例えば公称電圧が１２ボルトであってもよいような、端子２と端子３との間に印加される電圧の極性は所望ならば反転されてもよい。
【００３１】
図３のスイッチ４として使用されるＭＯＳＦＥＴは、所望の場合例えば図１に示されるようなリレー又はバイポーラトランジスタのような他の形態の制御可能スイッチによって置き換えられてもよい（バイポーラトランジスタ又はリレーが使用される場合、抵抗３８は省略されてもよい）。しかし、制御電流はコンデンサ９から供給されなければならないので、自身が必要とすべき制御電流が相対的に低いという理由からＭＯＳＦＥＴが好まれる。
【００３２】
図４は図２のスイッチ回路１のための第二の実際的な構成を示す。電圧閾値応答構成２６がこの場合セット−リセット型フリップフロップ４６と、四つの抵抗４７、４８、４９、及び５０とをそれぞれ有するという点で、図４のスイッチ回路１は図３のスイッチ回路１と異なる。フリップフロップ４６はセット入力部Ｓ、反転リセット入力部Ｒバー、及び出力部Ｑを有し、エッジトリガがかけられるように、すなわちそれのセット入力部Ｓの電圧が所与の閾値よりも高くなるまで上昇する際にトリガがかけられそれのセット状態へ遷移し、それの反転リセット入力部Ｒバーの電圧がその後所与の閾値よりも低くなるまで降下する際にトリガがかけられそれのリセット状態へ遷移するように構成され、リセットがセット機能に優先する。更にフリップフロップ４６は通電されている時のそれの初期状態が常にそれのリセット状態であるように構成される。
【００３３】
フリップフロップ４６の出力部Ｑは構成２６の出力部２８に接続される。該出力部２８はそして次に限流抵抗５１を介してスイッチ４の制御入力部１３に接続される。フリップフロップ４６のＶｃｃ入力部５２は構成２６の給電入力部２９に接続され、フリップフロップ４６のＶｄｄ入力部５３は端子３に接続される。抵抗４７及び４８は構成２６の信号入力部２７と端子３との間に直列に接続され、タップ５４を具備する抵抗電圧分圧器を構成する。同様に、抵抗４９及び５０は構成２６の信号入力部２７と端子３との間に直列に接続され、タップ５５を具備する抵抗電圧分圧器を構成する。当該タップ５４及び５５はフリップフロップ４６のセットＳ及び反転リセットＲバー入力部にそれぞれ接続される。（たとえあるにしても）端子３を基準とするタップ５４の電圧の高さが常に（たとえあるにしても）端子３を基準とするタップ５５の電圧の高さよりも低くなるように、抵抗４８に対する抵抗４７の比率は抵抗５０に対する抵抗４９の比率よりも高くなるように選択される。
【００３４】
端子３を基準として正電位が図４の端子２に印加されるとき、例えば自身の第一の状態又は自身の第二の状態のいずれかへの図２のスイッチ２５の作動によって、フリップフロップ４６はそれのリセット状態になり、ＭＯＳＦＥＴスイッチ４はオープンとなる。抵抗８を通じて図４のコンデンサ９は充電し始め、その結果端子３を基準として上昇する正の通電電圧を構成２６の給電入力部２９と、従ってフリップフロップ４６のＶｃｃ入力部とに印加し始め、また同じく上昇する電圧を構成２６の信号入力部２７にも印加し始める。抵抗４７と４８との相対値によって決定される第一の閾値よりも高くなるまでコンデンサ９の両端間の電圧がイベント発生的に上昇するとき、フリップフロップ４６はそれの入力部Ｓを介してセットされ、スイッチ４を閉じる。コンデンサ９はそれから抵抗８及びスイッチ４を介して放電する。抵抗４９と５０との相対値によって決定される第二のより低い閾値よりも低くなるまでコンデンサ９の両端間の電圧がイベント発生的に降下するとき、フリップフロップ４６はそれの反転リセットＲバーを介してリセットされ、スイッチ４を開く。本サイクルはその後繰り返される。
【００３５】
端子２と端子３との間に公称１２ボルトが印加される場合、第一の閾値（セット入力部Ｓに前記所与の閾値電圧を発生させる）がほぼ１０ボルトとなり、第二の閾値（反転リセット入力部Ｒバーに前記所与の閾値電圧を発生させる）がほぼ５ボルトとなるように、抵抗４７と抵抗４８との間の比率と、抵抗４９と抵抗５０との間の比率とがうまい具合に選択されてもよい。コンデンサ９の両端間の値と、従ってフリップフロップ４６のＶｃｃ入力部とＶｄｄ入力部との間の値との間のこれらの電圧変動が、それに応じて構成されるべき、フリップフロップ４６の給電阻止特性に要求を課すことが分かるであろう。
【００３６】
好ましくは、フリップフロップ４６のセット入力及びリセット入力はシュミットトリガ入力となる。
【００３７】
図５は図２のスイッチ回路１のための第三の実際的な構成を示す。電圧閾値応答構成２６がこの場合正帰還をもたらすために自身の出力部と自身の非反転入力部との間に接続される抵抗５７を具備する演算増幅器５６を有するという点で、図５のスイッチ回路１は図３及び４のスイッチ回路１と異なる。増幅器５６の出力部はまた構成２６の出力部２８にも接続される。増幅器５６のＶｃｃ入力部５８は構成２６の給電入力部２９に接続され、増幅器５６のＶｄｄ入力部５９は端子３に接続される。例えば抵抗５７の値の十分の一の値を有してもよい抵抗６０を介して構成２６の信号入力部２７は増幅器５６の非反転入力部に接続される。増幅器５６の反転入力部は抵抗６１を介して構成２６の給電入力部２９に接続され、ツェナーダイオード６２を介して端子３に接続される。抵抗６１及びツェナーダイオード６２はともに基準電圧源を形成する。公称１２ボルトが端子２と端子３との間に印加される場合、ツェナーダイオード６２の降伏電圧は例えば６ボルトとなるように選択されてもよい。
【００３８】
増幅器５６と、抵抗５７及び６０とを有する回路構成は、ヒステリシスを伴う電圧比較回路として知られている態様で動作する。信号入力部２７の電圧がツェナーダイオード６２の降伏電圧及び抵抗５７と抵抗６０との間の比率によって決定される第一の閾値よりも高くなるまで上昇するとき、それの出力は“ハイ”状態を取り込んでＭＯＳＦＥＴスイッチ４を閉じ、信号入力部２７の電圧がその後同じくツェナーダイオードの降伏電圧及び抵抗５７と抵抗６０との間の比率によって決定される第二のより低い閾値よりも低くなるまで低下するとき、“ロー”状態を取り込んでＭＯＳＦＥＴスイッチ４を開く。
【００３９】
端子３を基準として正電位が図５の端子２に印加されるとき、例えば自身の第一の状態又は自身の第二の状態のいずれかへの図２のスイッチ２５の作動によって、図５のＭＯＳＦＥＴスイッチ４は最初オープンとなり、それのゲートは端子３を基準として零電位となる。抵抗８を通じて図５のコンデンサ９は充電し始め、その結果端子３を基準として上昇する正の通電電圧を構成２６の給電入力部２９と、従って増幅器５６のＶｃｃ入力部とに印加し始め、また同じく上昇する電圧を構成２６の信号入力部２７にも印加し始める。増幅器５６の出力電圧がこの電圧と端子３の電圧との間に存する値に向かうように、増幅器５６の反転入力部及び非反転入力部の電圧は最初両方ともコンデンサ９の電圧に等しくなる。これは抵抗５７を通じて正帰還をもたらし、それによって増幅器５６の出力電圧が端子３の電位にまで下方に駆動されるように増幅器５６の非反転入力部の電圧を反転入力部の電圧よりも低くなるまで駆動する。コンデンサ９の両端間の電圧が、増幅器５６の非反転入力部の電圧がツェナーダイオード６２の降伏電圧と等しくなるときの値（第一の閾値）よりも高い値にイベント発生的に上昇するまでこの状況は継続する。この結果、増幅器５６の出力電圧が端子３を基準として正になり、抵抗５７を通じた正帰還によって当該遷移が強化される。その結果ＭＯＳＦＥＴスイッチ４は閉じる。抵抗８及びスイッチ４を通じてコンデンサ９はそれから放電し始める。増幅器５６の非反転入力部の電圧がここでもツェナーダイオード６２の降伏電圧（増幅器５６の出力電圧がこの場合正なので、この値は第一の閾値よりも低い）と等しくなるときの値（第二の閾値）よりも低くなるまでコンデンサ９の両端間の電圧がイベント発生的に降下するとき、増幅器５６の出力電圧は降下し、抵抗５７を通じた正帰還がこれを強化する。その結果端子３の電位にまで下方に増幅器５６の出力電圧は駆動される。本サイクルはその後繰り返される。
【００４０】
ディスクリートの抵抗によって抵抗８が構成されるとき、これまでに図面の図２〜５に関連して記載されてきた二端子スイッチ回路１のスイッチング周波数は、図２の電圧供給６３の端子電圧に依存し、スイッチングされる負荷２０の抵抗にも依存するであろうということが分かるであろう。スイッチング周波数をこの端子電圧及び抵抗からほぼ独立させるために、定電流源、例えばこの回路の端子のうちの一方に接続されるドレインと、直列抵抗を介してこの回路すなわち電流源の端子のうちの他方に接続されるゲート及びソースとを具備する接合形電界効果トランジスタ（ＪＦＥＴ）を有するような、それ自体はよく知られている二端子回路によって抵抗８が形成されてもよい。
【００４１】
ちょうど言及されたように、ランプの対２１及び２２又はランプの対２３及び２４のいずれかを端子３に接続するためにスイッチ２５がそれの第一の状態又は第二の状態に作動されるとき、これまでに図面の図２〜５に関連して記載されてきた二端子スイッチ回路１のスイッチング周波数は、ディスクリートの抵抗によって抵抗８が構成されるとき、例えば図２に示される方向指示ランプ構成２０の抵抗のような負荷２０の抵抗に依存するであろう。しかしスイッチ２５がそれの第一の状態又は第二の状態に作動されるとき、図２に示される方向指示ランプ構成２０の抵抗は恐らくは抵抗８よりもずっと小さい値であり、結果としてこの依存性は恐らくはほんの小さな程度にすぎないであろう。更にこの構成の抵抗の増大に伴って前記周波数は低下するであろう。
【００４２】
少なくともいくつかの国において、通電された対のランプのうちの一方の故障の際に、このような故障が発生したことを知らせるために、車両用方向指示ランプの点滅周波数は顕著に上昇すべきことが法的に要求される。図２〜５のスイッチ回路１の場合、制御可能な電流源として抵抗８を形成し、スイッチ４が閉じられるときにスイッチ４を通じて流れる電流を検出し、検出された電流の減少に伴ってこの出力電流が増加するような態様で電流源の出力電流を制御することによって発生するようにこのような周波数の上昇が設定され得る。図面の図６はこの結果を達成するために図２のスイッチ回路１がどのように精巧に作られ得るかの例を示す。
【００４３】
図６に示されるように、出力端子６４及び６５と、制御信号入力端子６６とを具備する制御可能な電流源によって図２の抵抗８が構成される。該電流源８は、端子６４に接続される共通エミッタと、端子６６に接続される共通ベースとを持つ一対のｐｎｐトランジスタ構成６７及び６８を有するカレントミラーの形態をとる。構成６７のコレクタは端子６５に接続され、構成６８のコレクタは端子６６に接続される。電流源８の制御信号入力端子６６は演算相互コンダクタンス増幅器７０の出力部６９から信号入力される。動作中のコンデンサ９の両端間から増幅器７０が電力供給されるように、増幅器７０のＶｃｃ入力部７１は抵抗８とコンデンサ９との共通点１２に接続され、増幅器７０のＶｄｄ入力部７２は端子３に接続される。
【００４４】
図３〜５に示される構成に対しても同様に、図６において、制御入力部１３を構成するゲート、端子３に接続されるソース、及び端子２に接続されるドレインを具備するエンハンス型ｎチャネルＭＯＳＦＥＴによってスイッチ４は構成される。しかし図６において、例えば本明細者に引用文献として組み入れられるヨーロッパ特許公開公報ＥＰ−Ａ−０１３９９９８に開示されているように、ＭＯＳＦＥＴに追加の分離したソース領域７３が設けられている。抵抗７４を介して領域７３は端子３に接続され、構成要素７３及び７４がともに電流検出構成を形成する。ヨーロッパ特許公開公報ＥＰ−Ａ−０１３９９９８に開示されているように、動作中、追加のソース領域７３を通じて流れる電流はＭＯＳＦＥＴの主ソース領域を通じて流れる電流をエミュレートする。その結果、ＭＯＳＦＥＴスイッチ４が閉じられるとき、端子３を基準とした追加のソース領域７３の電圧の大きさはスイッチを通じて流れる電流に比例する。ＭＯＳＦＥＴスイッチ４が閉じられるたびに、電圧閾値応答構成２６の出力部２８から入力されるサンプリング信号入力部７６を有するサンプリングホールド回路７５によってこの電圧はサンプリングされる。回路７５の出力部７７は相互コンダクタンス増幅器７０の反転入力部７８に接続される。動作中、ダイオード８１の降伏電圧と等しい基準電圧が入力部７９に入力されるように、増幅器７０の非反転入力部７９は、抵抗８０を介して抵抗８とコンデンサ９との共通点１２に接続され、ツェナーダイオード８１を介して端子３に接続される。従ってスイッチ４がオープンのときの電流源８の出力部６５における電流と、それ故にスイッチ４か閉じられているときの追加のソース領域７３の電圧の低下に伴って、すなわち図２の負荷２０の抵抗の増加に伴ってスイッチ回路１のスイッチング周波数とは上昇する。
【００４５】
追加のソース領域７３を伴う図６のＭＯＳＦＥＴスイッチ４及び抵抗７４は、例えば本明細者に引用文献として組み入れられる米国特許公開公報ＵＳ−Ａ−５０８１３７９に記載され請求されているようにパワー半導体構成及び電流検出回路によって置き換えられてもよい。
【００４６】
図３から図５に示される図２の閾値応答構成２６のための構成はまた、もちろん図６の閾値応答構成２６のために使用されてもよい。
【００４７】
所望の場合、断続線３９によって囲われて示されている、図３から図６のそれぞれのスイッチ回路１の部分は、コンデンサ９の一方の電極に対する接続のための端子４０と、コンデンサ９の他方の電極に対する接続及び端子３としての使用のための端子４１と、端子２としての使用のための端子４２とを具備する単体の回路構成要素として構成されてもよい。共通三端子パッケージにこのような要素の構成が含まれていてもよい。
【００４８】
以上の記載を読み、添付図面を研究することから、他の改良及びバリエーションは当業者にとって明らかであろう。このような改良及びバリエーションは、他の当業者に既に知られている他の特徴を含んでいてもよいし、ここに既に開示されている特徴の代わりに又はここに既に開示されている特徴に加えて使用されてもよいような他の特徴を含んでいてもよい。特定の組み合わせの特徴に対して特許請求の範囲はこの出願において明確に表現されているが、本出願の開示の範囲は、ここに開示されている主発明の概念に関しているかどうかにかかわらず、主発明の概念と同じいくつか又は全ての技術的問題を軽減するかどうかにかかわらず、全てのこのような改良及びバリエーションとともに、いくらかの新規性及びすべての新規性又はここに明示的又は暗示的のいずれかで開示されている特徴の組み合わせを含んでいることが理解されるべきである。ここの本出願によって、本出願若しくはそれから引用され又はそれから優先権を主張するいくつかの他の出願を行う間に、特許請求の範囲はこのような特徴及び／又はこのような特徴の組み合わせに対して明確に表現されてもよいことが注意される。
【図面の簡単な説明】
【図１】既に記載されている従来技術のスイッチ回路を示す。
【図２】自動車又は同様の車両の方向指示ライトの点滅を制御するために図１の回路に同様に接続される本発明の実施例の概略図を示す。
【図３】図２の実施例のための第一の実際的な構成の回路図を示す。
【図４】図２の実施例のための第二の実際的な構成の回路図を示す。
【図５】図２の実施例のための第三の実際的な構成の回路図を示す。
【図６】図２の実施例の詳細な回路図を示す。

Claims

電圧供給から負荷を周期的に通電するために前記電圧供給の両端間に前記負荷と直列にある二端子スイッチ回路であって、前記回路が、前記端子の間に接続される制御可能スイッチ、前記端子のうちの所与の一方と前記端子のうちの他方との間に直列にこの順序で接続される抵抗及びコンデンサ、並びにヒステリシスを示す出力信号／入力信号特性を持つ電圧閾値応答構成を有し、前記電圧閾値応答構成が、動作時に、前記コンデンサの両端間の電圧が第一の閾値よりも高くなるまで上昇する際に前記スイッチを閉じて、前記コンデンサの両端間の電圧がその後前記第一の閾値よりも低い第二の閾値よりも低くなるまで低下する際に前記スイッチを開くために、前記抵抗と前記コンデンサとの共通点を前記制御可能スイッチの制御入力に結合し、前記電圧閾値応答構成が、前記端子のうちの前記他方を基準として通電電圧を入力するための給電入力部を有する二端子スイッチ回路において、前記給電入力部が前記共通点に接続されることを特徴とする二端子スイッチ回路。
前記制御可能スイッチがトランジスタスイッチであることを特徴とする請求項１に記載のスイッチ回路。
前記トランジスタスイッチがＭＯＳＦＥＴスイッチであることを特徴とする請求項２に記載のスイッチ回路。
前記電圧閾値応答構成が、前記コンデンサの両端間に接続される抵抗電圧分圧器と、前記抵抗電圧分圧器のタップに接続される制御入力部、前記制御可能スイッチの制御入力部に接続される出力部、及び前記給電入力部に接続される共通点を持つサイリスタ構成とを有することを特徴とする請求項１、２、又は３に記載のスイッチ回路。
前記電圧閾値応答構成が、前記コンデンサの両端間に接続される第一の抵抗電圧分圧器及び第二の抵抗電圧分圧器と、前記抵抗と前記コンデンサとの前記共通点に接続される給電入力部、前記第一の電圧分圧器のタップに接続されるセット入力部、前記第二の電圧分圧器のタップに接続されるリセット入力部、及び前記制御可能スイッチの前記制御入力部に接続される出力部を具備するセット−リセット型フリップフロップとを有することを特徴とする請求項１、２、又は３に記載のスイッチ回路。
前記電圧閾値応答構成が、前記抵抗と前記コンデンサとの前記共通点に接続される給電入力部、前記抵抗と前記コンデンサとの前記共通点に他の抵抗を介して接続される非反転入力部、基準電圧源に接続される反転入力部、前記制御可能スイッチの前記制御入力部に接続される出力部、及び当該出力部を当該非反転入力部に接続する更に他の抵抗を具備する演算増幅器を有することを特徴とする請求項１、２、又は３に記載のスイッチ回路。
前記コンデンサと直列に接続される前記抵抗が定電流源で構成されることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載のスイッチ回路。
前記コンデンサと直列に接続される前記抵抗が制御可能な電流源によって構成され、前記スイッチ回路は、前記制御可能スイッチが閉じられるときに前記制御可能スイッチを通じて流れる電流の大きさを検出するための電流検出構成を含み、前記電流検出構成は、前記検出された電流の大きさの減少に伴ってこの出力電流が増加するような態様で前記制御可能な電流源の前記出力電流を制御するための前記制御可能な電流源の制御入力部に結合される出力部を有することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載のスイッチ回路。
前記制御可能スイッチが、抵抗を介して前記端子のうちの前記他方に接続される追加のソース領域を有するＭＯＳＦＥＴ構成によって構成され、前記追加のソース領域がサンプリング−ホールド回路を介して前記制御可能な電流源の前記制御入力部に結合されることを特徴とする請求項８に記載のスイッチ回路。
車両に含まれるバッテリーの両端間の負荷と直列に接続される請求項１乃至９の何れか一項に記載の二端子スイッチ回路を含む車両用方向指示ランプ回路であって、前記負荷が第一の端子及び第二の端子を具備し、一対の左指示ランプと、一対の右指示ランプと、第一、第二、及び第三の状態へ可動な方向指示スイッチとを有し、前記第一の状態において前記方向指示スイッチが前記負荷の前記第一の端子と前記第二の端子との間の前記一対の左指示ランプに接続し、前記第二の状態において前記方向指示スイッチが前記負荷の前記第一の端子と前記第二の端子との間の前記一対の右指示ランプに接続し、前記第三の状態において前記方向指示スイッチがオープン回路となる車両用方向指示ランプ回路。
請求項２に記載の、又は請求項２に従属する請求項３乃至１０の何れか一項に記載のスイッチ回路における使用のための電圧閾値応答回路構成要素であって、前記構成要素が、前記端子のうちの前記所与の一方としての使用のための第一の端子と、前記端子のうちの前記他方としての使用及び前記コンデンサの一方の電極への接続のための第二の端子と、前記コンデンサの前記他の電極への接続のための第三の端子とを具備し、前記構成要素が、前記構成要素の前記第一の端子と前記第三の端子との間に接続される、請求項１で特定される前記抵抗を有し、前記トランジスタスイッチが、前記構成要素の前記第一の端子と前記構成要素の前記第二の端子との間に接続される主電流経路を具備し、前記電圧閾値応答構成が、前記構成要素の前記第三の端子を前記トランジスタスイッチの前記制御電極に結合し、前記電圧閾値応答構成が、前記構成要素の前記第三の端子に接続される給電入力部を有する電圧閾値応答回路構成要素。