JP2006091965A

JP2006091965A - 定電流供給装置

Info

Publication number: JP2006091965A
Application number: JP2004272994A
Authority: JP
Inventors: Ryuichi Asada; 隆一浅田
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2004-09-21
Filing date: 2004-09-21
Publication date: 2006-04-06

Abstract

【課題】定電流駆動用のトランジスタが短絡状態の故障になっても、過電流を防止できる定電流供給装置を提供する。
【解決手段】定電圧出力用のＮＰＮ型トランジスタ２１を備える定電圧回路２と、定電流供給用のＰＮＰ型トランジスタ３１を備える定電流回路３とを組み合わせて定電流供給装置を構成する。定電流回路３の負荷として発光ダイオード１１と抵抗１２との直列回路を接続する。故障検出手段１３は、発光ダイオード１１の点灯／消灯状態とその状態での負荷電圧に基づいて定電流供給装置の故障を検出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、定電圧回路と定電流回路とを組み合わせて負荷に定電流を供給する定電流供給装置に関する。

図２に示すように、定電流駆動用のＮＰＮトランジスタ１０１のエミッタ抵抗１０２に発生する電圧と基準電圧とをオペアンプ１０３を用いて比較し、ベース抵抗１０４を介して供給されるベース電流をフィードバック制御することで、エミッタ抵抗１０２に発生する電圧が一定になるようにＮＰＮトランジスタ１０１のコレクタ電流を制御し、これにより負荷に一定の電流を供給するようにした定電流回路１００は知られている（特許文献１参照）。また、定電流回路を用いて発光ダイオードを発光させることは知られている（例えば特許文献２，特許文献３参照）。
特開平７−１３７５９９号公報、図１特開平８−２２８１３６号公報特開２００１−１８６００１号公報

従来の定電流回路は、定電流駆動用のトランジスタのエミッタ−コレクタ間がショートした場合に、過電流となってしまうことがある。言い換えれば、トランジスタの故障（一重故障）によって定電流制御がなされなくなってしまう。

本発明はこのような課題を解決するためなされたもので、トランジスタが故障して短絡状態になっても過電流となることがない定電流供給装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため本発明に係る定電流供給装置は、負荷へ定電流を供給するためのトランジスタを有する定電流回路と、この定電流回路に定電圧を供給する定電圧回路とを備える。

また本発明に係る定電流供給装置は、負荷へ定電流を供給するためのトランジスタを有する定電流回路と、この定電流回路に定電圧を供給する定電圧回路と、負荷に発生する電圧に基づいて定電流回路または定電圧回路の故障を検出する故障検出手段とを備える。

本発明に係る定電流供給装置は、負荷へ定電流を供給するためのトランジスタが故障して短絡状態になっても、定電圧回路によって負荷へ供給される電圧は定電圧に規制されるので、負荷に供給される電流は制限される。定電圧回路が故障しても定電流回路によって定電流制御がなさる。これにより、一重故障モードに対して負荷に過電流が供給されるのを防止できる。また、負荷に発生する電圧に基づいて故障を検出する故障検出手段を備えることで、定電流制御が正常に動作しない故障や負荷に電流が供給されない故障を検出できる。

以下、発明を実施するための最良の形態を実施例に基づいて説明する。

図１は本発明の実施例に係る定電流供給装置を備えたエアバッグ制御装置の要部構成を示す図である。図１は、テルテール（助手席エアバッグ展開禁止インジケータ）を構成する発光ダイオード１１を定電流駆動によって点灯させる例を示している。

エアバッグ制御装置（ＡＣＵ）１は、定電圧回路２と、定電流回路３と、逆電圧防止用ダイオード４と、負荷電圧の入力回路を構成する各抵抗５，６と、Ａ／Ｄ変換器７と、ＣＰＵ８と、専用集積回路（ＡＳＩＣ）９とを備える。負荷接続端子（定電流出力端子）１０には、負荷として発光ダイオード１１と抵抗１２との直列接続回路が接続されている。負荷電圧の入力回路を構成する各抵抗５，６とＡ／Ｄ変換器７とＣＰＵ８とで故障検出手段１３を構成している。なお、Ａ／Ｄ変換器７はＣＰＵ８に内蔵されていてもよい。

定電圧回路２は、定電圧出力用のＮＰＮ型トランジスタ２１とバイアス抵抗２２と定電圧ダイオード２３とからなる。ＮＰＮ型トランジスタ２１のコレクタは電源に接続されている。バイアス抵抗２２の一端は電源に接続され、バイアス抵抗２２の他端はＮＰＮ型トランジスタ２１のベースに接続されている。定電圧ダイオード２３のカソードはＮＰＮ型トランジスタ２１のベースに接続され、定電圧ダイオード２３のアノードはグランドに接続されている。この定電圧回路２は、ＮＰＮ型トランジスタ２１のエミッタから定電圧ＶＣを出力する。定電圧回路２から出力された定電圧ＶＣは、定電流回路３へ供給される。定電圧ダイオード２３のツェナー電圧（降伏電圧）をＶＺＤ１とし、ＮＰＮ型トランジスタ２１のベース−エミッタ間電圧をＶＢＥ１とすると、定電圧ＶＣは次のようになる。
ＶＣ＝ＶＺＤ１−ＶＢＥ１
定電流回路３は、定電流供給用のＰＮＰ型トランジスタ３１と、エミッタ抵抗３２と、バイアス抵抗３３と、定電圧ダイオード３４とからなる。定電圧回路２から出力された定電圧ＶＣは、エミッタ抵抗３２を介してＰＮＰ型トランジスタ３１のエミッタに供給されるとともに、定電圧ダイオード３４のカソードに供給される。定電圧ダイオード３４のアノードはＰＮＰ型トランジスタ３１のベースに接続される。バイアス抵抗３３の一端はＰＮＰ型トランジスタ３１のベースに接続され、バイアス抵抗３３の他端はグランドに接続されている。この定電流回路３は、ＰＮＰ型トランジスタ３１のコレクタから定電流ＩＣを出力する。定電圧ダイオード３４のツェナー電圧（降伏電圧）をＶＺＤ２とし、ＰＮＰ型トランジスタ３１のエミッタ−ベース間電圧をＶＢＥ２とし、エミッタ抵抗３２の抵抗値をＲＥとすると、定電流ＩＣは次のようになる。
ＩＣ＝（ＶＺＤ２−ＶＢＥ２）／ＲＥ
逆電圧防止用ダイオード４のアノードはＰＮＰ型トランジスタ３１のコレクタに接続され、逆電圧防止用ダイオード４のカソードは負荷接続端子（定電流出力端子）１０に接続されている。

定電流回路３から出力された定電流ＩＣは、逆電圧防止用ダイオード４を介して負荷接続端子（定電流出力端子）１０に供給される。これにより、負荷接続端子（定電流出力端子）１０に接続された発光ダイオード１１と抵抗１２との直列接続回路からなる負荷に定電流ＩＣが供給される。

負荷に発生した電圧は、負荷電圧の入力回路を構成する各抵抗５，６によって分圧され、分圧された電圧はＡ／Ｄ変換器７によって電圧データに変換されてＣＰＵ８に供給される。ＣＰＵ８は電圧データに基づいて、定電圧回路２と定電流回路３とからなる定電流供給装置の動作が正常であるか否かを判定する。

助手席エアバッグの展開を許可する設定がなされている場合、専用集積回路（ＡＳＩＣ）９内の点灯・消灯制御用のＭＯＳトランジスタ９１は、オン（導通状態）に制御される。このＭＯＳトランジスタ９１のソースはグランドに接続され、ドレインはＮＰＮトランジスタ２１のベースに接続されている。ＭＯＳトランジスタ９１がオン状態になると、ＮＰＮトランジスタ２１のベース電位はグランド電位となり、ＮＰＮトランジスタ２１のオフ（非導通）状態となる。これにより、定電圧ＶＣの出力が停止されるので、発光ダイオード１１は消灯する。ＣＰＵ８は、助手席エアバッグの展開を許可する設定がなされている状態、すなわち発光ダイオード１１を消灯する状態で、負荷に電圧が供給されている場合は故障と判定する。

助手席エアバッグの展開を禁止する設定がなされている場合、専用集積回路（ＡＳＩＣ）９内の点灯・消灯制御用のＭＯＳトランジスタ９１は、オフ（非導通）状態に制御される。これにより、定電圧回路２から定電圧ＶＣが出力され、定電流回路３によって定電流ＩＣが供給され、発光ダイオード１１が点灯される。ＣＰＵ８は、電圧データに基づいて負荷電圧が所定範囲にあることをチェックすることで、発光ダイオード１１の点灯がなされていることを認識する。

定電圧出力用のＮＰＮ型トランジスタ２１のコレクタ−エミッタ間がオープン故障となった場合、定電圧ＶＣは出力されず従って定電流ＩＣも供給されないので、電圧データは０となる。ＣＰＵ８は、助手席エアバッグの展開を禁止する設定がなされている状態で、電圧データが０または所定値以下である場合には故障と判定する。

定電圧出力用のＮＰＮ型トランジスタ２１のコレクタ−エミッタ間がショート故障となった場合、定電圧制御がなされなくなるが、定電流回路３によって定電流制御は正常になされる。したがって、過電流が生じることはない。ＣＰＵ８は、発光ダイオード１１を消灯する状態で、負荷に電圧が供給されている場合は故障と判定する。

定電圧回路２の定電圧ダイオード２３がショート故障した場合、定電圧ＶＣは出力されず従って定電流ＩＣも供給されないので、電圧データは０となる。ＣＰＵ８は、発光ダイオード１１を点灯する状態で、電圧データが０または所定値以下である場合には故障と判定する。

定電圧回路２の定電圧ダイオード２３がオープン故障した場合、定電圧制御がなされなくなるが、定電流回路３によって定電流制御がなされているので、過電流が生じることはない。

定電流供給用のＰＮＰトランジスタ３１のエミッタ−コレクタ間がオープン故障となった場合、負荷に電流は供給されない。ＣＰＵ８は、発光ダイオード１１を点灯する状態で、電圧データが０または所定値以下である場合には故障と判定する。

定電流供給用のＰＮＰトランジスタ３１のエミッタ−コレクタ間がショート故障となった場合、および、定電圧ダイオード３４がオープン故障となった場合、負荷に流れる電流ＩＯは次のようになる。
ＩＯ＝（ＶＺＤ１−ＶＢＥ１−ＶＦ−ＶＬ）／（ＲＥ＋ＲＬ）
ここで、ＶＦは逆電圧防止用ダイオード５の順方向降下電圧、ＶＬは発光ダイオード１１の順方向降下電圧、ＲＬは抵抗１２の抵抗値である。

ＰＮＰトランジスタ３１のエミッタ−コレクタ間がショート故障になった場合、および、定電圧ダイオード３４がオープン故障となった場合には、定電流回路３としての定電流制御はできなくなるが、定電圧回路２を備えているので負荷に流れる電流ＩＯは制限される。したがって、過電流が生ずることはない。

ここで、定電流回路３が正常に動作しているときの定電流値ＩＣと定電流回路３が故障したときの負荷電流値ＩＯとを異なる値に設定しておくことで、ＣＰＵ８は負荷に発生する電圧の違いから定電流回路３の故障を判定することが可能となる。

定電流回路３の定電圧ダイオード３４がショート故障となった場合、負荷に電流は供給されない。ＣＰＵ８は、発光ダイオード１１を点灯する状態で、電圧データが０または所定値以下である場合には故障と判定する。

本発明によれば、一重故障モードに対して負荷に過電流が供給されるのを防止できるので、安全性の高い定電流供給装置を提供できる。

本発明の実施例に係る定電流供給装置を備えたエアバッグ制御装置の要部構成を示す図である。従来の定電流回路の一例を示す図である。

符号の説明

２定電圧回路
３定電流回路
７Ａ／Ｄ変換器
８ＣＰＵ
１１発光ダイオード
１２抵抗
１３故障検出手段
２１ＮＰＮ型トランジスタ
２２バイアス抵抗
２２定電圧ダイオード
３１ＰＮＰ型トランジスタ
３２エミッタ抵抗
３３バイアス抵抗
３４定電圧ダイオード
９１ＭＯＳトランジスタ

Claims

負荷へ定電流を供給するためのトランジスタを有する定電流回路と、この定電流回路に定電圧を供給する定電圧回路とを備えることを特徴とする定電流供給装置。
負荷へ定電流を供給するためのトランジスタを有する定電流回路と、この定電流回路に定電圧を供給する定電圧回路と、前記負荷に発生する電圧に基づいて前記定電流回路または前記定電圧回路の故障を検出する故障検出手段とを備えることを特徴とする定電流供給装置。