JP2005341663A - 過電流検出装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】脈動電流を発生する負荷が接続されている場合やノイズ発生時等に、誤検出の発生を防止することができる過電流検出装置を提供する。
【解決手段】所定の負荷３に流れる過電流を検出する装置であって、入力信号を所定の基準値と比較する比較回路ＣＭＰ１と、負荷３に流れる電流に対応する信号をフィルタリングし、これを入力信号として比較回路ＣＭＰ１に与える、ＲＣ積分回路で構成されるフィルタ回路Ｒ４、Ｃ１を含む。特に、負荷３に直列的に接続された第１ＦＥＴ、及びこの第１ＦＥＴに並列的に接続されて、負荷３に流れる電流に対応する信号をセンスソース端子Ｓから出力する第２ＦＥＴ、で構成されるマルチソースＦＥＴ回路１と、センスソース端子Ｓとアースとの間に介接された過電流検出閾値抵抗Ｒ５とを含み、過電流検出閾値抵抗Ｒ５にかかる電圧をフィルタ回路を通して検出し、これを比較回路ＣＭＰ１に与えるようにしている。
【選択図】図１

Description

本発明は、所定の負荷に流れる過電流を検出する過電流検出装置に関し、特に、マルチソースＦＥＴ回路を用いた過電流検出装置に関する。
従来、ヒューズレスで関連する回路を保護するために、種々の過電流検出装置が提案されている。図２は、この種の従来の過電流検出装置を示す回路図である。
図２において、トランスＴ１１の２次巻線に励起された電圧は、ダイオードＤ１１、Ｄ１２、チョークコイルＬ１１、コンデンサＣ１１からなる整流平滑回路１１により、直流電圧に変換されて負荷１３に与えられる。負荷１３に流れる電流に対応する、整流平滑回路１１と負荷１３との間に介接された電流検出抵抗ＲＳ１１に発生する電圧は、分圧抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、分圧抵抗Ｒ１３、Ｒ１４を介して、オペアンプＡ１１に与えられる。
オペアンプＡ１１は、電流検出抵抗ＲＳ１１に発生する電圧に応じた信号を制御回路１２に帰還し、これに基づいて制御回路１２がスイッチングトランジスタＱ１１のオンオフ比を制御することにより、負荷１３に過電流が流れないようにしている。
なお、このような先行技術文献情報としては次のものがある。
特開平１０−７５５２６号公報
しかしながら、上述のような従来の過電流検出装置は、ヒューズレス化は達成するものの、過電流検出に電流検出抵抗ＲＳ１１を用いているため、種々の問題が発生する。すなわち、負荷１３に流れるピーク電流を検出することになるので、負荷１３として、例えば、ホーン等のような脈動電流を発生する負荷が接続されている場合には、適正電流と過電流との判別ができず、誤検出が発生する。また、過電流閾値を超えるノイズが入力された場合にも、誤検出が発生する。更に、負荷１３に直列的に電流検出抵抗ＲＳ１１が接続しているため、発熱を引き起こす要因にもなる。
よって本発明は、上述した現状に鑑み、脈動電流を発生する負荷が接続されている場合やノイズ発生時等にも、誤検出の発生を防止することができる過電流検出装置を提供することを課題としている。
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の過電流検出装置は、所定の負荷に流れる過電流を検出する装置であって、前記過電流を検出するために、入力信号を所定の基準値と比較する比較回路と、前記負荷に流れる電流に対応する信号をフィルタリングし、これを前記入力信号として前記比較回路に与えるフィルタ回路と、を含むことを特徴とする。
請求項１記載の発明によれば、負荷に流れる電流に対応する信号をフィルタリングし、これを過電流を検出する比較回路の入力信号としている。これにより、ピーク電流ではなく、フィルタリングされた直流に近い入力信号が比較回路に与えられる。
上記課題を解決するためになされた請求項２記載の過電流検出装置は、請求項１記載の過電流検出装置において、前記負荷に直列的に接続された第１ＦＥＴ、及び前記第１ＦＥＴに並列的に接続されて、前記負荷に流れる電流に対応する信号をセンスソース端子から出力する第２ＦＥＴ、で構成されるマルチソースＦＥＴ回路と、前記センスソース端子とアースとの間に介接された過電流検出閾値抵抗と、を含み、前記過電流検出閾値抵抗にかかる電圧を前記フィルタ回路を通して検出し、これを前記入力信号として前記比較回路に与える、ことを特徴とする。
請求項２記載の発明によれば、マルチソースＦＥＴ回路のセンス端子とアースとの間に介接された過電流検出閾値抵抗と、を含み、過電流検出閾値抵抗にかかる電圧をフィルタ回路を通して検出し、これを入力信号として比較回路に与えるようにしている。
上記課題を解決するためになされた請求項３記載の過電流検出装置は、請求項１又は請求項２記載の過電流検出装置において、前記フィルタ回路をＲＣの積分回路で形成した、ことを特徴とする。
請求項３記載の発明によれば、フィルタ回路をＲＣの積分回路で形成しているので、接続される負荷に合わせたフィルタ定数を適宜設定することができる。
請求項１記載の発明によれば、負荷に流れる電流に対応する信号をフィルタリングし、これを過電流を検出する比較回路の入力信号としている。これにより、ピーク電流ではなく、フィルタリングされた直流に近い入力信号が比較回路に与えられる。したがって、脈動電流を発生する負荷が接続されている場合やノイズ発生時にも、誤検出の発生を防止することができる。
請求項２記載の発明によれば、マルチソースＦＥＴ回路のセンス端子とアースとの間に介接された過電流検出閾値抵抗と、を含み、過電流検出閾値抵抗にかかる電圧をフィルタ回路を通して検出し、これを入力信号として比較回路に与えるようにしている。したがって、誤検出の発生を防止できるうえに、発熱量も軽減できる。
請求項３記載の発明によれば、フィルタ回路をＲＣの積分回路で形成しているので、接続される負荷に合わせたフィルタ定数を適宜設定することができる。したがって、適用範囲を広げることができる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る過電流検出装置を示す回路図である。
図１に示すように、この過電流検出装置は、負荷３に接続されたマルチソースＦＥＴ回路１、制御回路２、抵抗Ｒ４及びコンデンサＣ１からなるフィルタ回路を含んで構成される。
マルチソースＦＥＴ回路１は、詳しくは、電源ＶＢＢと負荷３との間に介接されている。マルチソースＦＥＴ回路１は、メインソース端子Ｍに接続された負荷３に直列的に接続された第１ＦＥＴ、及びこの第１ＦＥＴに並列的に接続されて、負荷３に流れる電流に対応する信号をセンスソース端子Ｓから出力する第２ＦＥＴ、で構成される。このような回路構成によると、センスソース端子Ｓからは、メインソース端子Ｍに接続された負荷３に流れる電流を分流して取り出すことができる。なお、Ｄはドレイン端子、Ｇはゲート端子、Ｋはケルビンソース端子を示す。
マルチソースＦＥＴ回路１のセンスソース端子Ｓ及びケルビンソース端子Ｋにはそれぞれ、抵抗Ｒ２及びＲ３が接続されている。センスソース端子Ｓと抵抗Ｒ２との間には、トランジスタＴｒ１が並列的に接続され、そのコレクタ側とアースとの間には過電流検知閾値抵抗Ｒ５が介接されている。このコレクタ側及び抵抗Ｒ５の接続点と比較回路ＣＭＰ１の入力端子との間には、フィルタ用抵抗Ｒ４及びフィルタ用コンデンサＣ１からなるフィルタ回路が接続されている。また、ゲート端子Ｇにはゲート抵抗Ｒ１が接続されている。
このように、マルチソースＦＥＴ回路のセンス端子Ｓとアースとの間に過電流検出閾値抵抗Ｒ５を介接し、過電流検出閾値抵抗Ｒ５にかかる電圧を比較回路ＣＭＰ１に与えるようにしているので、発熱量を大きく軽減できる。
制御回路２は、基準抵抗Ｒ６及びＲ７が基準端子に接続された過電流検出用の比較回路ＣＭＰ１を含んで構成される。制御回路２は、例えば、ＩＣ化されており、図示しないチャージポンプ回路やドライバ回路を含んで構成するようにしてもよい。
このような構成において、センスソース端子Ｓから出力される負荷３に流れる電流に対応する電流は、トランジスタＴｒ１のエミッタ側に出力される。トランジスタＴｒ１がオンされると、そのコレクタ側に接続された過電流検出閾値抵抗Ｒ５にかかる電圧は、抵抗Ｒ４及びコンデンサＣ１からなるフィルタ回路を通して検出され、比較回路の入力端子に与えられる。そして、比較回路ＣＭＰ１において、基準抵抗Ｒ６及びＲ７で分圧された基準端子にかかる基準電圧と比較されて、比較回路ＣＭＰ１から比較結果に応じた制御信号が出力される。
この制御信号は、例えば、図２で示したように接続されたスイッチングトランジスタのオンオフ比を制御するために利用可能である。これにより、ヒューズレスで関連する回路を過電流から保護することができるようになる。
このように、負荷３に流れる電流に対応する信号をフィルタリングし、これを過電流を検出する比較回路ＣＭＰ１の入力信号としているので、ピーク電流ではなく、フィルタリングされた直流に近い入力信号が比較回路ＣＭＰ１に与えられることになる。したがって、脈動電流を発生する負荷が接続されている場合やノイズ発生時にも、誤検出の発生を防止することができる。
特に、フィルタ回路をＲＣの積分回路で形成しているので、接続される負荷に合わせたフィルタ定数を適宜設定することができる。上述のように、直流に近い信号になるようにフィルタリングするのみならず、ピーク電流に近い電流も検出可能なように、ＲＣ時定数を変更して検出感度を上げることも可能である。したがって、フィルタ回路をＲＣの積分回路で形成することにより、この過電流検出装置の適用範囲を広げることができる。標準化促進の一助ともなる。
また、比較回路ＣＭＰ１の出力信号は、ＩＣ化された制御回路２の内部に出されるので、多機能化に適している。例えば、制御回路２内でロジックを組むことにより、過電流検出してから必要な時間だけ遅延させたり、所定のゲート入力と比較してから、過電流を示す制御信号を出力するというような誤検出防止機能を付加することも可能となる。
以上のように、本発明の実施形態によれば、脈動電流を発生する負荷が接続されている場合やノイズ発生時等にも、誤検出の発生を防止することができる過電流検出装置を提供することができる。また、トランジスタ回路を用いているので、ヒューズレス、メンテナンスフリーであり、スペース効率もよいことはいうまでもない。
本発明の一実施形態に係る過電流検出装置を示す回路図である。 従来の過電流検出装置を示す回路図である。
符号の説明
１ マルチソースＦＥＴ回路
２ 制御回路
３ 負荷
Ｒ４、Ｃ１ フィルタ回路

Claims (3)

  1. 所定の負荷に流れる過電流を検出する装置であって、
    前記過電流を検出するために、入力信号を所定の基準値と比較する比較回路と、
    前記負荷に流れる電流に対応する信号をフィルタリングし、これを前記入力信号として前記比較回路に与えるフィルタ回路と、
    を含むことを特徴とする過電流検出装置。
  2. 請求項１記載の過電流検出装置において、
    前記負荷に直列的に接続された第１ＦＥＴ、及び前記第１ＦＥＴに並列的に接続されて、前記負荷に流れる電流に対応する信号をセンスソース端子から出力する第２ＦＥＴ、で構成されるマルチソースＦＥＴ回路と、
    前記センスソース端子とアースとの間に介接された過電流検出閾値抵抗と、を含み、
    前記過電流検出閾値抵抗にかかる電圧を前記フィルタ回路を通して検出し、これを前記入力信号として前記比較回路に与える、
    ことを特徴とする過電流検出装置。
  3. 請求項１又は請求項２記載の過電流検出装置において、
    前記フィルタ回路をＲＣの積分回路で形成した、
    ことを特徴とする過電流検出装置。
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