JP2012226426A - Digital output circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スイッチング素子を制御して負荷に対して2値の電圧レベルを出力するディ
ジタル出力回路に関する。詳しくは、ディジタル出力回路の出力がオフの場合に、出力を
ローインピーダンスにすることで、ディジタル出力回路の診断時における誤作動を防止す
るものである。
The present invention relates to a digital output circuit that controls a switching element and outputs a binary voltage level to a load. Specifically, when the output of the digital output circuit is off, the output is set to low impedance to prevent malfunction during diagnosis of the digital output circuit.
工場等のプラントには、工業用計器や制御機器、統合生産制御システム等が設置されて
おり、これらの機器によりバルブや電磁弁等が制御されることで流量や圧力、温度等の自
動制御(プロセスオートメーション)が行われている(例えば特許文献1)。また、プラ
ント等においては、機器等で異常が発生した場合にこれらの機器の作動を停止させるため
の装置(ディジタル出力回路)が設置され、この装置が正常に動作するか否かの診断が定
期的に実施されている。
Industrial plants, control equipment, integrated production control systems, etc. are installed in plants such as factories, and automatic control of flow rate, pressure, temperature, etc. by controlling valves and solenoid valves with these equipment ( Process automation) is performed (for example, Patent Document 1). Also, in plants, etc., devices (digital output circuits) are installed to stop the operation of these devices when an abnormality occurs in the devices. Has been implemented.
図10は、従来におけるディジタル出力回路300Aの構成例を示している。図11は
、従来のディジタル出力回路300Aにおける、スイッチング素子34の状態に対する出
力と電流検出回路30および電圧検出回路31の状態を示している。なお、図11におい
て、「L」は電圧がローレベルである状態を示し、「H」は電圧がハイレベルである状態
を示し、「−」は不定を示し、「Hi−Z」は出力がハイインピーダンスである状態を示
している。また、電流検出回路をIRBと称し、電圧検出回路をVRBと称している。
FIG. 10 shows a configuration example of a conventional digital output circuit 300A. FIG. 11 shows the output of the conventional digital output circuit 300A with respect to the state of the switching element 34 and the states of the current detection circuit 30 and the voltage detection circuit 31. In FIG. 11, “L” indicates a state in which the voltage is at a low level, “H” indicates a state in which the voltage is at a high level, “−” indicates indefinite, and “Hi-Z” indicates an output. A state of high impedance is shown. The current detection circuit is referred to as IRB, and the voltage detection circuit is referred to as VRB.
ディジタル出力回路300Aは、図10および図11に示すように、制御素子33によ
りスイッチング素子34をオン/オフ制御して、負荷R3に対して2値の電源V2に基づ
く電圧レベル(ハイレベルまたはローレベル)を出力する。回路の診断時には、スイッチ
ング素子34を高速でオン/オフするパルス診断を行い、電流検出回路30および電圧検
出回路31により検出される電流/電圧の状態に基づいて、出力や負荷、配線の状態等の
診断を行っている。
As shown in FIGS. 10 and 11, the digital output circuit 300A controls on / off of the switching element 34 by the control element 33, and the voltage level (high level or low level) based on the binary power source V2 with respect to the load R3. Level). At the time of circuit diagnosis, pulse diagnosis for turning on / off the switching element 34 at high speed is performed, and based on the current / voltage state detected by the current detection circuit 30 and the voltage detection circuit 31, the output, load, wiring state, etc. The diagnosis is performed.
図12は、従来における複数のチャンネルCH1,CH2を具備したディジタル出力回
路300Bの構成例を示している。複数のチャンネルを具備したディジタル出力回路30
0Bにおいても上記ディジタル出力回路300Aと同様に、制御素子33によりスイッチ
ング素子34,35をオン/オフ制御して負荷R3,R4に対して2値の電圧レベルを出
力する。また、回路の診断時には、制御素子33によりスイッチング素子34,35を高
速でオン/オフするパルス診断を行い、各チャンネルCH1,CH2の出力や負荷、配線
の状態等の診断を行う。
FIG. 12 shows a configuration example of a digital output circuit 300B having a plurality of conventional channels CH1 and CH2. Digital output circuit 30 having a plurality of channels
Also at 0B, similarly to the digital output circuit 300A, the switching elements 34 and 35 are controlled to be turned on / off by the control element 33, and binary voltage levels are output to the loads R3 and R4. When diagnosing the circuit, the control element 33 performs pulse diagnosis for turning on / off the switching elements 34 and 35 at high speed, and diagnoses the output of each channel CH1 and CH2, the state of the load, the wiring, and the like.
しかしながら、上記従来のディジタル出力回路300A,300Bでは以下のような問
題がある。すなわち、図11で示したように、スイッチング素子34の状態がオフの場合
には、出力がハイインピーダンスとなってしまう。そのため、出力がハイインピーダンス
となった場合には、モジュールと負荷を接続するケーブルが他のケーブル等と容量結合し
、その信号の影響を受け、診断機能が誤作動してしまうという問題がある。
However, the conventional digital output circuits 300A and 300B have the following problems. That is, as shown in FIG. 11, when the state of the switching element 34 is OFF, the output becomes high impedance. Therefore, when the output becomes high impedance, there is a problem that the cable connecting the module and the load is capacitively coupled with other cables and the like, and the diagnosis function malfunctions due to the influence of the signal.
また、ディジタル出力回路300Bのように複数のチャンネルCH1,CH2を具備す
る構成とした場合には、出力がハイインピーダンスになると、図12に示したように、チ
ャンネルCH1,CH2間の寄生容量Cによりチャンネル間干渉が発生し、診断機能が誤
作動してしまうという問題がある。
Further, in the case of a configuration having a plurality of channels CH1 and CH2 as in the digital output circuit 300B, when the output becomes high impedance, as shown in FIG. 12, due to the parasitic capacitance C between the channels CH1 and CH2. There is a problem that inter-channel interference occurs and the diagnostic function malfunctions.
そこで、本発明は、ディジタル出力回路の診断時における誤動作を防止することが可能
なディジタル出力回路を提供することを目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a digital output circuit capable of preventing malfunction during diagnosis of the digital output circuit.
上記課題を解決するために、本発明に係るディジタル出力回路は、電源から供給される
電圧を2値の電圧レベルで第1の負荷に出力するディジタル出力回路において、一端が電
源に接続され、他端が第1の負荷に接続された第1のスイッチング素子と、第1の負荷に
並列に接続されると共に、第1のスイッチング素子に直列に接続された第2のスイッチン
グ素子と、第1および第2のスイッチング素子のそれぞれに接続され、第1のスイッチン
グ素子をオフ状態としたときに第2のスイッチング素子がオン状態となるように第1およ
び第2のスイッチング素子を制御する制御部とを備えるものである。
In order to solve the above-described problems, a digital output circuit according to the present invention is a digital output circuit that outputs a voltage supplied from a power source to a first load at a binary voltage level. A first switching element having an end connected to the first load; a second switching element connected in parallel to the first load; and connected in series to the first switching element; A controller that is connected to each of the second switching elements and controls the first and second switching elements so that the second switching element is turned on when the first switching element is turned off; It is to be prepared.
本発明によれば、第1のスイッチング素子がオフ状態のときに、第2のスイッチング素
子をオン状態とすることで、出力をローインピーダンス化することができる。これにより
、従来のようにハイインピーダンス時に発生するディジタル出力回路と負荷とを接続する
ケーブルが他のケーブル等と容量結合し、その信号の影響を受け、診断機能が誤作動して
しまうという問題を解消することができる。
According to the present invention, when the first switching element is in the off state, the output can be made low impedance by turning on the second switching element. As a result, the cable that connects the digital output circuit and the load generated at high impedance as in the past is capacitively coupled to other cables, etc., and the diagnostic function malfunctions due to the influence of the signal. Can be resolved.
以下、発明を実施するための最良の形態(以下実施の形態とする)について説明する。
<1.第1の実施の形態>
[ディジタル出力回路の構成例]
図1は、ディジタル出力回路(モジュール)100Aの構成の一例を示している。図1
に示すように、ディジタル出力回路100Aは、電流検出回路10と電圧検出回路11と
制御素子13とスイッチング素子14,15とを備えている。このディジタル出力回路1
00Aは、スイッチング素子14,15を制御素子13により高速でオン/オフ(パルス
診断)したときに電流検出回路10および電圧検出回路11で検出される信号を用いて、
出力や負荷、配線の状態を診断する診断機能を有している。
Hereinafter, the best mode for carrying out the invention (hereinafter referred to as an embodiment) will be described.
<1. First Embodiment>
[Configuration example of digital output circuit]
FIG. 1 shows an example of the configuration of a digital output circuit (module) 100A. FIG.
As shown in FIG. 1, the digital output circuit 100A includes a current detection circuit 10, a voltage detection circuit 11, a control element 13, and switching elements 14 and 15. This digital output circuit 1
00A uses signals detected by the current detection circuit 10 and the voltage detection circuit 11 when the switching elements 14 and 15 are turned on / off at high speed by the control element 13 (pulse diagnosis).
It has a diagnostic function for diagnosing the state of output, load, and wiring.
電流検出回路10は、一端が電源V1のプラス端子に接続されると共に他端がスイッチ
ング素子14の第1端子に接続され、電源V1とスイッチング素子14との間に流れる電
流を検出する。なお、電源V1は、電流源でも良いし、電圧源でも良い。
The current detection circuit 10 has one end connected to the positive terminal of the power supply V1 and the other end connected to the first terminal of the switching element 14, and detects a current flowing between the power supply V1 and the switching element 14. The power source V1 may be a current source or a voltage source.
電圧検出回路11は、負荷(第1の負荷)R1と並列に配置され、一端がスイッチング
素子14,15間の接続点A1に接続されると共に他端が電源V1のマイナス端子と負荷
R1との間の接続点A2に接続され、負荷R1の両端間の電圧を検出する。負荷R1とし
ては、例えばプラントに設置されているバルブや電磁弁等が挙げられる。
The voltage detection circuit 11 is arranged in parallel with the load (first load) R1, one end of which is connected to the connection point A1 between the switching elements 14 and 15, and the other end between the negative terminal of the power source V1 and the load R1. A voltage across the load R1 is detected by connecting to the connection point A2. Examples of the load R1 include a valve and a solenoid valve installed in the plant.
スイッチング素子14は、例えば電界効果トランジスタ(MOSFET)等のスイッチ
ング素子から構成され、第1端子が電流検出回路10に接続され、第2端子が制御素子1
3に接続され、第3端子が接続点A1に接続されている。スイッチング素子14は、制御
素子13から供給される制御信号S1に基づいてオン/オフ状態の切り替えを行い、2値
の電圧レベル(ハイレベルまたはローレベル)を負荷R1に出力する。なお、スイッチン
グ素子14は、第1のスイッチング素子の一例を構成している。
The switching element 14 is composed of a switching element such as a field effect transistor (MOSFET), for example, a first terminal is connected to the current detection circuit 10, and a second terminal is the control element 1.
3 and the third terminal is connected to the connection point A1. The switching element 14 switches the on / off state based on the control signal S1 supplied from the control element 13, and outputs a binary voltage level (high level or low level) to the load R1. The switching element 14 constitutes an example of a first switching element.
スイッチング素子15は、例えば電界効果トランジスタ(MOSFET)等のスイッチ
ング素子から構成されている。スイッチング素子15は、負荷R1に並列に配置されると
共に、第1端子が接続点A1を介してスイッチング素子14に直列に接続され、第2端子
が制御素子13に接続され、第3端子が負荷R1と接続点A2との間の接続点A3に接続
され、制御素子13から供給される制御信号S2に基づいてオン/オフ状態の切り替えを
行う。なお、スイッチング素子25は、第2のスイッチング素子の一例を構成している。
The switching element 15 is composed of a switching element such as a field effect transistor (MOSFET). The switching element 15 is arranged in parallel with the load R1, the first terminal is connected in series to the switching element 14 via the connection point A1, the second terminal is connected to the control element 13, and the third terminal is the load. The switch is connected to a connection point A3 between R1 and the connection point A2, and is switched on / off based on a control signal S2 supplied from the control element 13. The switching element 25 constitutes an example of a second switching element.
制御素子13は、制御部の一例であり、例えばCPU(Central Processing Unit)やR
OM(Read Only Memory)等を有している。ROMには、例えばディジタル出力回路100
Aの回路診断を定期的に行うためのプログラム等が記憶される。CPUは、ROMからプ
ログラムを読み出して実行することによりディジタル出力回路100Aが正常に動作する
か否かの診断を行う。また、制御素子13は、スイッチング素子14の第2端子に接続さ
れ、スイッチング素子14に制御信号S1を出力してスイッチング素子14のオン/オフ
状態を制御する。同様に、制御素子13は、スイッチング素子15の第2端子に接続され
、スイッチング素子15に制御信号S2を供給してスイッチング素子15のオン/オフ状
態を制御する。
The control element 13 is an example of a control unit, such as a CPU (Central Processing Unit) or R
OM (Read Only Memory) and the like. The ROM includes, for example, a digital output circuit 100.
A program for periodically performing the circuit diagnosis of A is stored. The CPU reads out a program from the ROM and executes it to diagnose whether the digital output circuit 100A operates normally. The control element 13 is connected to the second terminal of the switching element 14 and outputs a control signal S1 to the switching element 14 to control the on / off state of the switching element 14. Similarly, the control element 13 is connected to the second terminal of the switching element 15 and supplies a control signal S2 to the switching element 15 to control the on / off state of the switching element 15.
[ディジタル出力回路の動作例]
次に、ディジタル出力回路100Aの動作の一例について説明する。なお、本例では、
ディジタル出力回路100Aは、プラントで異常事態が発生したときに作動して機器の動
作を停止させるための装置であり、通常時は出力がオフ状態となっているものとする。ま
た、このオフ状態中に、ディジタル出力回路100Aが正常に動作するか否かの診断が定
期的に実施されるものとする。
[Operation example of digital output circuit]
Next, an example of the operation of the digital output circuit 100A will be described. In this example,
The digital output circuit 100A is a device that operates when an abnormal situation occurs in the plant and stops the operation of the device. It is assumed that the output is normally off. In addition, during this OFF state, it is assumed that a diagnosis as to whether the digital output circuit 100A operates normally is performed periodically.
図2は、スイッチング素子14,15の動作状態に対する、負荷R1の出力、電流検出
回路10および電圧検出回路11の状態を示している。なお、図2では、「L」は電圧が
ローレベルである状態を示し、「H」は電圧がハイレベルである状態を示し、「−」は不
定を示し、「Lo−Z」は出力がローインピーダンスである状態を示し、「Hi−Z」は
出力がハイインピーダンスである状態を示している。また、図2では、電流検出回路をI
RBと称し、電圧検出回路をVRBと称している。以下の図5,図7〜図9についても同
様である。
FIG. 2 shows the state of the output of the load R1, the current detection circuit 10 and the voltage detection circuit 11 with respect to the operating state of the switching elements 14 and 15. In FIG. 2, “L” indicates a state in which the voltage is at a low level, “H” indicates a state in which the voltage is at a high level, “−” indicates indefinite, and “Lo-Z” indicates an output. “Hi-Z” indicates a state where the output is high impedance. In FIG. 2, the current detection circuit is I
It is called RB, and the voltage detection circuit is called VRB. The same applies to FIGS. 5 and 7 to 9 below.
例えば、制御素子13は、図2に示すように、スイッチング素子14をオフ状態として
ディジタル出力回路100Aの出力をオフとした場合、スイッチング素子15にオンを示
す制御信号S2を出力してスイッチング素子15をオン状態とする。このように、本例で
は、出力オフ時にスイッチング素子15をオン状態とすることで、負荷R1の出力インピ
ーダンスを低くして出力をローインピーダンスに設定している(図2中網掛け部分)。
For example, as shown in FIG. 2, when the switching element 14 is turned off and the output of the digital output circuit 100 </ b> A is turned off, the control element 13 outputs a control signal S <b> 2 indicating on to the switching element 15 and turns on the switching element 15. Is turned on. Thus, in this example, the switching element 15 is turned on when the output is turned off, so that the output impedance of the load R1 is lowered and the output is set to a low impedance (shaded portion in FIG. 2).
また、この状態においてディジタル出力回路100Aが正常に動作するか否かの診断を
行う場合、図2に示すように、制御素子13は、スイッチング素子14にオンパルスを示
す制御信号S1を出力してスイッチング素子14を瞬時でオン状態とし、これと同時に、
スイッチング素子15にオフパルスを示す制御信号S2を出力してスイッチング素子15
を瞬時でオフ状態とする。このとき、得られる診断結果が、負荷R1の出力がオンであり
、電流検出回路10の状態がハイレベルであり、電圧検出回路11の状態がハイレベルで
ある場合に、ディジタル出力回路100Aが正常に動作していると判別できる(図2中色
塗り部分)。診断の判別は、コンピュータ等の情報処理装置が行うこともできるし、制御
素子13が行うこともできる。
Further, when diagnosing whether or not the digital output circuit 100A normally operates in this state, the control element 13 outputs a control signal S1 indicating an on-pulse to the switching element 14 as shown in FIG. The element 14 is turned on instantaneously, and at the same time,
A control signal S2 indicating an off pulse is output to the switching element 15 to switch the switching element 15
Is turned off instantaneously. At this time, the obtained diagnosis result shows that the digital output circuit 100A is normal when the output of the load R1 is on, the state of the current detection circuit 10 is high, and the state of the voltage detection circuit 11 is high. Can be discriminated as operating (colored portion in FIG. 2). Diagnosis can be determined by an information processing apparatus such as a computer, or by the control element 13.
以上説明したように、第1の実施の形態によれば、スイッチング素子14がオフ状態の
ときに、スイッチング素子15をオン状態とすることで、チャンネル出力をローインピー
ダンス化することができる。このように、ハイインピーダンスの状態を解消することで、
従来のハイインピーダンス時に発生するディジタル出力回路100Aと負荷R1とを接続
するケーブルが他のケーブル等と容量結合し、その信号の影響を受け、診断機能が誤作動
してしまうという問題を解消することができる。その結果、プロセスオートメーション分
野における、高信頼性および高稼働率を図ったディジタル出力回路100Aを提供するこ
とができる。
As described above, according to the first embodiment, when the switching element 14 is in the off state, the channel output can be made low impedance by turning on the switching element 15. In this way, by eliminating the high impedance state,
To solve the conventional problem that the cable connecting the digital output circuit 100A and the load R1 generated at the time of high impedance is capacitively coupled with other cables and the like, and the diagnosis function malfunctions due to the influence of the signal. Can do. As a result, it is possible to provide a digital output circuit 100A that achieves high reliability and high availability in the process automation field.
また、従来のディジタル出力回路では、出力オフ時にオンパルス診断を実行した後、出
力がハイインピーダンスになることで、寄生容量等の発生により診断後の出力電圧波形に
なまりが発生していた。これに対し、本発明のディジタル出力回路100Aによれば、出
力がオフのときにローインピーダンスにすることで、即座に出力電圧波形をローレベルに
下げることができる。これにより、診断後の出力電圧のなまりを解消することができるこ
とから、診断時間をより短縮することができる。さらに、診断時間を短縮できることで、
診断による電圧変化が負荷に及ぼす影響を低減することができ、その結果、診断時間をよ
り柔軟に設定することができる。
Further, in the conventional digital output circuit, after the on-pulse diagnosis is executed when the output is turned off, the output becomes high impedance, and the output voltage waveform after the diagnosis is rounded due to the occurrence of parasitic capacitance or the like. On the other hand, according to the digital output circuit 100A of the present invention, the output voltage waveform can be immediately lowered to a low level by setting the impedance to low when the output is off. Thereby, since the rounded output voltage after diagnosis can be eliminated, the diagnosis time can be further shortened. Furthermore, by reducing the diagnosis time,
The influence of the voltage change due to the diagnosis on the load can be reduced, and as a result, the diagnosis time can be set more flexibly.
さらに、スイッチング素子14がオン状態で固着して故障した場合、制御素子13のス
イッチング制御により、意図的にスイッチング素子15をオン状態に切り替えて短絡状態
とし、ディジタル出力回路100Aを破壊することで、出力側への誤出力を防止すること
ができる。
Furthermore, when the switching element 14 is stuck in the on state and fails, by switching control of the control element 13, the switching element 15 is intentionally switched to the on state to short-circuit, and the digital output circuit 100A is destroyed. An erroneous output to the output side can be prevented.
<2.第2の実施の形態>
第2の実施の形態のディジタル出力回路100Bは、短絡検出用の電流検出回路12を
備えている点において上記第1の実施の形態のディジタル出力回路100Aと相違してい
る。なお、その他のディジタル出力回路100Bの構成は、上記第1の実施の形態のディ
ジタル出力回路100Aの構成と同様であるため、共通の構成要素には同一の符号を付し
、詳細な説明は省略する。
<2. Second Embodiment>
The digital output circuit 100B of the second embodiment is different from the digital output circuit 100A of the first embodiment in that it includes a current detection circuit 12 for detecting a short circuit. The configuration of the other digital output circuit 100B is the same as the configuration of the digital output circuit 100A of the first embodiment. Therefore, the same components are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted. To do.
[ディジタル出力回路の構成例]
図3は、第2の実施の形態に係るディジタル出力回路100Bの構成の一例を示してい
る。図3に示すように、ディジタル出力回路100Bは、電流検出回路10,12と電圧
検出回路11と制御素子13とスイッチング素子14,15とを備えている。
[Configuration example of digital output circuit]
FIG. 3 shows an example of the configuration of the digital output circuit 100B according to the second embodiment. As shown in FIG. 3, the digital output circuit 100 </ b> B includes current detection circuits 10 and 12, a voltage detection circuit 11, a control element 13, and switching elements 14 and 15.
電流検出回路12は、負荷R1に並列に配置されると共にスイッチング素子15と直列
に接続され、自己のディジタル出力回路100Bで短絡が発生した場合に短絡電流を検出
する。本例では、上記異常時の短絡検出に加えて、スイッチング素子14,15を同時に
オン状態とさせてディジタル出力回路100Bの内部で短絡状態を模擬し、電流検出回路
12で短絡が検出されたか否かを判別することで、電流検出回路12の短絡診断機能の健
全性の確認を行う。
The current detection circuit 12 is arranged in parallel with the load R1 and connected in series with the switching element 15, and detects a short-circuit current when a short circuit occurs in its own digital output circuit 100B. In this example, in addition to the detection of the short circuit at the time of the abnormality, the switching elements 14 and 15 are simultaneously turned on to simulate the short circuit state in the digital output circuit 100B, and whether or not the short circuit is detected by the current detection circuit 12. By determining whether or not, the soundness of the short-circuit diagnosis function of the current detection circuit 12 is confirmed.
[ディジタル出力回路の動作例]
次に、スイッチング素子14がオフ状態であり、スイッチング素子15がオン状態のと
きに短絡自己診断を行う場合のディジタル出力回路100Bの動作の一例について説明す
る。制御素子13は、図2に示したように、スイッチング素子14にオンパルスを示す制
御信号S1を出力し、スイッチング素子14を瞬時でオフ状態からオン状態に切り替えて
スイッチング素子14,15を同時にオン状態とすることで、ディジタル出力回路100
Bの内部で出力短絡状態を模擬する。電流検出回路12は、スイッチング素子14,15
で短絡状態が模擬された場合に、この短絡電流を検出してディジタル出力回路100Bの
内部で短絡が発生したか否かを判別する。
[Operation example of digital output circuit]
Next, an example of the operation of the digital output circuit 100B when the short-circuit self-diagnosis is performed when the switching element 14 is in the off state and the switching element 15 is in the on state will be described. As shown in FIG. 2, the control element 13 outputs a control signal S1 indicating an on-pulse to the switching element 14, instantaneously switches the switching element 14 from the off state to the on state, and simultaneously turns the switching elements 14 and 15 on. In this way, the digital output circuit 100
Simulate the output short circuit inside B. The current detection circuit 12 includes switching elements 14 and 15.
When the short-circuit state is simulated, the short-circuit current is detected to determine whether or not a short-circuit has occurred inside the digital output circuit 100B.
以上説明したように、第2の実施の形態によれば、短絡診断時においてスイッチング素
子14,15を同時にオン状態とすることで、ディジタル出力回路100Bの内部で出力
短絡状態を模擬することができる。これにより、電流検出回路12が短絡を正常に検出し
たか否かを判別することで、従来不可能であった、電流検出回路12の短絡診断機能の健
全性を確認することができる。
As described above, according to the second embodiment, the output short circuit state can be simulated inside the digital output circuit 100B by simultaneously turning on the switching elements 14 and 15 at the time of short circuit diagnosis. . Thus, by determining whether or not the current detection circuit 12 has normally detected a short circuit, it is possible to confirm the soundness of the short circuit diagnosis function of the current detection circuit 12 that has been impossible in the past.
<3.第3の実施の形態>
第3の実施の形態のディジタル出力回路100Cは、複数のチャンネル(出力回路)を
具備している点において上記第1の実施の形態のディジタル出力回路100Aと相違して
いる。なお、その他のディジタル出力回路100Cの構成は、上記第1の実施の形態のデ
ィジタル出力回路100Aの構成と同様であるため、共通の構成要素には同一の符号を付
し、詳細な説明は省略する。
<3. Third Embodiment>
The digital output circuit 100C of the third embodiment is different from the digital output circuit 100A of the first embodiment in that it includes a plurality of channels (output circuits). The configuration of the other digital output circuit 100C is the same as the configuration of the digital output circuit 100A of the first embodiment. Therefore, the same components are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. To do.
[ディジタル出力回路の構成例]
図4は、本発明の第3の実施の形態にディジタル出力回路100Cの構成の一例を示し
ている。ディジタル出力回路100Cは、チャンネルCH1とチャンネルCH2と制御素
子13とを備えている。チャンネルCH1は、上記第1の実施の形態で説明したディジタ
ル出力回路100Aと同様の構成であり、電流検出回路10と電圧検出回路11とスイッ
チング素子14,15とを備えている。
[Configuration example of digital output circuit]
FIG. 4 shows an example of the configuration of a digital output circuit 100C according to the third embodiment of the present invention. The digital output circuit 100C includes a channel CH1, a channel CH2, and a control element 13. The channel CH1 has the same configuration as the digital output circuit 100A described in the first embodiment, and includes a current detection circuit 10, a voltage detection circuit 11, and switching elements 14 and 15.
チャンネルCH2は、電流検出回路20と電圧検出回路21とスイッチング素子24,
25とを備えている。電流検出回路20は、一端が電源V1と電流検出回路10との間の
接続点B1に接続されると共に他端がスイッチング素子24の第1端子に接続され、電源
V1とスイッチング素子24との間に流れる電流を検出する。
The channel CH2 includes a current detection circuit 20, a voltage detection circuit 21, a switching element 24,
25. One end of the current detection circuit 20 is connected to the connection point B1 between the power supply V1 and the current detection circuit 10, and the other end is connected to the first terminal of the switching element 24, and between the power supply V1 and the switching element 24. Detects the current flowing through
電圧検出回路21は、一端がスイッチング素子24と負荷(第2の負荷)R2との間の
接続点B2に接続されると共に他端が負荷R2と電源V1との間の接続点B3に接続され
、負荷R2の両端間の電圧を検出する。
The voltage detection circuit 21 has one end connected to a connection point B2 between the switching element 24 and a load (second load) R2, and the other end connected to a connection point B3 between the load R2 and the power source V1. The voltage across the load R2 is detected.
スイッチング素子24は、例えば電界効果トランジスタ(MOSFET)等のスイッチ
ング素子から構成され、第1端子が電流検出回路20に接続され、第2端子が制御素子1
3に接続され、第3端子が接続点B2に接続されている。スイッチング素子24は、制御
素子13から供給される制御信号S3に基づいてオン/オフ状態の切り替えを行う。なお
、スイッチング素子24は、第3のスイッチング素子の一例を構成している。
The switching element 24 is composed of a switching element such as a field effect transistor (MOSFET), for example, a first terminal is connected to the current detection circuit 20, and a second terminal is the control element 1.
3 and the third terminal is connected to the connection point B2. The switching element 24 switches the on / off state based on the control signal S3 supplied from the control element 13. The switching element 24 constitutes an example of a third switching element.
スイッチング素子25は、負荷R2に並列に配置され、例えば電界効果トランジスタ(
MOSFET)等のスイッチング素子から構成されている。スイッチング素子25は、第
1端子が接続点B2に接続され、第2端子が制御素子13に接続され、第3端子が負荷R
2および電源V1間の接続点B4に接続され、制御素子13から供給される制御信号S4
に基づいてオン/オフ状態の切り替えを行う。なお、スイッチング素子25は、第4のス
イッチング素子の一例を構成している。
The switching element 25 is arranged in parallel with the load R2, and for example, a field effect transistor (
MOSFET) or the like. The switching element 25 has a first terminal connected to the connection point B2, a second terminal connected to the control element 13, and a third terminal connected to the load R.
2 and the control signal S4 supplied from the control element 13 to the connection point B4 between the power source V1 and the power source V1.
The on / off state is switched based on. The switching element 25 constitutes an example of a fourth switching element.
[ディジタル出力回路の動作例]
次に、ディジタル出力回路100Bの動作の一例について説明する。チャンネルCH1
の動作は、上記第1の実施の形態の図1で示したディジタル出力回路100Aの動作と同
様であるため、説明を省略する。チャンネルCH2についてもディジタル出力回路100
Aの動作と同様であるので以下に簡単に説明する。
[Operation example of digital output circuit]
Next, an example of the operation of the digital output circuit 100B will be described. Channel CH1
Since the operation is the same as the operation of the digital output circuit 100A shown in FIG. 1 of the first embodiment, the description thereof is omitted. The digital output circuit 100 is also applied to the channel CH2.
Since it is the same as the operation of A, it will be briefly described below.
図5は、スイッチング素子24,25の動作状態に対する、負荷R2の出力、電流検出
回路20および電圧検出回路21の状態を示している。例えば、制御素子13は、図5に
示すように、スイッチング素子24をオフ状態としてディジタル出力回路100Cの出力
をオフとした場合、スイッチング素子25にオンを示す制御信号S4を出力してスイッチ
ング素子25をオン状態とする。このように、本例では、出力オフ時にスイッチング素子
25をオン状態とすることで、負荷R2の出力インピーダンスを低くして出力をローイン
ピーダンスに設定している(図5中網掛け部分)。
FIG. 5 shows the output of the load R2, the current detection circuit 20, and the voltage detection circuit 21 with respect to the operating states of the switching elements 24 and 25. For example, as shown in FIG. 5, when the switching element 24 is turned off and the output of the digital output circuit 100 </ b> C is turned off, the control element 13 outputs a control signal S <b> 4 indicating on to the switching element 25 and turns on the switching element 25. Is turned on. Thus, in this example, the switching element 25 is turned on when the output is turned off, so that the output impedance of the load R2 is lowered and the output is set to a low impedance (shaded portion in FIG. 5).
また、この状態においてディジタル出力回路100Cが正常に動作するか否かの診断を
行う場合、図5に示すように、制御素子13は、スイッチング素子24にオンパルスを示
す制御信号S3を出力してスイッチング素子24を瞬時でオン状態とし、これと同時に、
スイッチング素子25にオフパルスを示す制御信号S4を出力してスイッチング素子25
を瞬時でオフ状態とする。このとき、得られる診断結果が、負荷R2の出力がオンであり
、電流検出回路20の状態がハイレベルであり、電圧検出回路21の状態がハイレベルで
ある場合に、ディジタル出力回路100Cが正常に動作していると判別できる(図5中色
塗り部分)。診断の判別は、コンピュータ等の情報処理装置により行うこともできるし、
制御素子13により行うこともできる。
Further, when diagnosing whether or not the digital output circuit 100C operates normally in this state, as shown in FIG. 5, the control element 13 outputs a control signal S3 indicating an ON pulse to the switching element 24 to perform switching. The element 24 is immediately turned on, and at the same time,
A control signal S4 indicating an off pulse is output to the switching element 25 to switch the switching element 25.
Is turned off instantaneously. At this time, when the output of the load R2 is on, the state of the current detection circuit 20 is high level, and the state of the voltage detection circuit 21 is high level, the digital output circuit 100C is normal. Can be discriminated as operating (colored portion in FIG. 5). Diagnosis can be determined by an information processing device such as a computer,
It can also be performed by the control element 13.
以上説明したように、第3の実施の形態によれば、スイッチング素子24がオフ状態の
ときに、スイッチング素子25をオン状態とすることで、チャンネル出力をローインピー
ダンス化することができる。これにより、従来のハイインピーダンス時に発生するチャン
ネルCH1,CH2間干渉による誤診断を防止することができる。また、上記第1の実施
の形態と同様に、診断後の出力波形のなまりを解消することができる。
As described above, according to the third embodiment, when the switching element 24 is in the off state, the channel output can be made low impedance by turning on the switching element 25. Thereby, it is possible to prevent erroneous diagnosis due to interference between channels CH1 and CH2 that occurs in the conventional high impedance state. Further, similar to the first embodiment, it is possible to eliminate the rounded output waveform after diagnosis.
<4.第4の実施の形態>
第4の実施の形態のディジタル出力回路100Dは、短絡検出用の電流検出回路12,
22を備える点において上記第3の実施の形態のディジタル出力回路100Cと相違して
いる。なお、その他のディジタル出力回路100Dの構成は、上記第3の実施の形態のデ
ィジタル出力回路100Cの構成と同様であるため、共通の構成要素には同一の符号を付
し、詳細な説明は省略する。
<4. Fourth Embodiment>
The digital output circuit 100D of the fourth embodiment includes a current detection circuit 12 for short circuit detection,
22 is different from the digital output circuit 100C of the third embodiment. Since the configuration of the other digital output circuit 100D is the same as the configuration of the digital output circuit 100C of the third embodiment, common constituent elements are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted. To do.
[ディジタル出力回路の構成例]
図6は、第4の実施の形態に係るディジタル出力回路100Dの構成の一例を示してい
る。図6に示すように、ディジタル出力回路100Dは、電流検出回路10,12と電圧
検出回路11とスイッチング素子14,15とを有するチャンネルCH1と、電流検出回
路20,22と電圧検出回路21とスイッチング素子24,25とを有するチャンネルC
H2と、制御素子13とを備えている。
[Configuration example of digital output circuit]
FIG. 6 shows an example of the configuration of a digital output circuit 100D according to the fourth embodiment. As shown in FIG. 6, the digital output circuit 100 </ b> D includes a channel CH <b> 1 having current detection circuits 10 and 12, a voltage detection circuit 11, and switching elements 14 and 15, current detection circuits 20 and 22, a voltage detection circuit 21, and switching. Channel C with elements 24, 25
H2 and a control element 13 are provided.
チャンネルCH1の電流検出回路12は、負荷R1に並列に配置されると共にスイッチ
ング素子15と直列に接続され、チャンネルCH1,CH2間で発生した短絡電流を検出
する。チャンネルCH2の電流検出回路22は、負荷R2に並列に配置されると共にスイ
ッチング素子25と直列に接続され、チャンネルCH1,CH2間で発生した短絡電流を
検出する。
The current detection circuit 12 of the channel CH1 is arranged in parallel with the load R1 and is connected in series with the switching element 15, and detects a short-circuit current generated between the channels CH1 and CH2. The current detection circuit 22 of the channel CH2 is arranged in parallel with the load R2 and is connected in series with the switching element 25, and detects a short-circuit current generated between the channels CH1 and CH2.
[ディジタル出力回路の動作例]
次に、短絡診断時におけるディジタル出力回路100Dの動作の一例について説明する
。
(1)チャンネルCH1の出力をオンとし、チャンネルCH2の出力をオフ(ローインピ
ーダンス)とした場合
図7(A)〜図7(C)は、チャンネルCH1=オン、チャンネルCH2=オフとした
場合の、各チャンネルにおける電流、電圧の状態を示している。チャンネルCH1の出力
をオンとし、チャンネルCH2の出力をオフとする通常時の場合、チャンネルCH1では
、出力をオンとするために、スイッチング素子14をオンすると共にスイッチング素子1
5をオフとするので、図7(A)に示すように、電流検出回路10の出力はハイレベルと
なり、電圧検出回路11の出力はハイレベルとなり、電流検出回路12の出力はローレベ
ルとなる。
[Operation example of digital output circuit]
Next, an example of the operation of the digital output circuit 100D at the time of short-circuit diagnosis will be described.
(1) When the output of the channel CH1 is turned on and the output of the channel CH2 is turned off (low impedance) FIGS. 7A to 7C show the case where the channel CH1 = on and the channel CH2 = off. The current and voltage states in each channel are shown. In the normal state where the output of the channel CH1 is turned on and the output of the channel CH2 is turned off, the switching element 14 is turned on and the switching element 1 is turned on in order to turn on the output in the channel CH1.
5 is turned off, the output of the current detection circuit 10 becomes high level, the output of the voltage detection circuit 11 becomes high level, and the output of the current detection circuit 12 becomes low level, as shown in FIG. 7A. .
また、チャンネルCH2では、出力をオフ(ローインピーダンス)とするために、スイ
ッチング素子24をオフすると共にスイッチング素子25をオンとするので、図7(A)
に示すように、電流検出回路20の出力はローレベルとなり、電圧検出回路21の出力は
ローレベルとなり、電流検出回路22の出力はローレベルとなる。
In the channel CH2, the switching element 24 is turned off and the switching element 25 is turned on in order to turn off the output (low impedance).
As shown, the output of the current detection circuit 20 is at a low level, the output of the voltage detection circuit 21 is at a low level, and the output of the current detection circuit 22 is at a low level.
この通常時の状態においてチャンネルCH1をオフパルス診断する場合、スイッチング
素子14をオフとし、スイッチング素子15をオンとするので、図7(B)に示すように
、電流検出回路10の出力はローレベルとなり、電圧検出回路11の出力はローレベルと
なり、電流検出回路12の出力はローレベルとなる。チャンネルCH2については、通常
時と同様の状態なので、各検出回路の状態は変化しない。
When the off-pulse diagnosis is performed on the channel CH1 in this normal state, the switching element 14 is turned off and the switching element 15 is turned on. Therefore, as shown in FIG. 7B, the output of the current detection circuit 10 becomes a low level. The output of the voltage detection circuit 11 becomes a low level, and the output of the current detection circuit 12 becomes a low level. Since the channel CH2 is in the same state as normal, the state of each detection circuit does not change.
通常時の状態において、図6中二点鎖線Stで示すチャンネルCH1、CH2間で短絡
が発生した場合、図6(C)に示すように、チャンネルCH1では、電流検出回路10の
出力がハイレベルとなり、電圧検出回路11の出力がローレベルとなり、電流検出回路1
2の出力がローレベルとなる。これに対し、チャンネルCH2では、電流検出回路20の
出力がローレベルとなり、電圧検出回路21の出力がローレベルとなり、電流検出回路2
2の出力がハイレベルとなる。
In the normal state, when a short circuit occurs between the channels CH1 and CH2 indicated by the two-dot chain line St in FIG. 6, the output of the current detection circuit 10 is at a high level in the channel CH1, as shown in FIG. 6C. Thus, the output of the voltage detection circuit 11 becomes low level, and the current detection circuit 1
The output of 2 becomes low level. On the other hand, in the channel CH2, the output of the current detection circuit 20 becomes low level, the output of the voltage detection circuit 21 becomes low level, and the current detection circuit 2
The output of 2 becomes high level.
ここで、短絡時と通常時と診断結果を比較すると、チャンネルCH2の電流検出回路2
2で検出される診断値(図7(A),図7(C)の網掛け部分)が通常時ではローレベル
であるが、短絡時ではハイレベルとなって相違していることが分かる。これは、チャンネ
ルCH1、CH2間で短絡が発生した場合、チャンネルCH1からの回り込み電流が短絡
箇所Stおよびスイッチング素子25を経由して電流検出回路22に流れ込み、通常時(
正常時)では検出されない電流が電流検出回路22により検出されるからである。したが
って、チャンネルCH2の電流検出回路22がハイレベルとなった場合には、パルス診断
を行うことなく、チャンネルCH1,CH2間で短絡による異常が発生したと判別できる
。
Here, when the diagnosis result is compared with that at the time of short-circuiting and normal time, the current detection circuit 2 of the channel CH2
It can be seen that the diagnostic values detected in 2 (shaded portions in FIGS. 7A and 7C) are low level at normal time but are high level at short circuit and are different. This is because when a short circuit occurs between the channels CH1 and CH2, a sneak current from the channel CH1 flows into the current detection circuit 22 via the short circuit point St and the switching element 25, and the normal state (
This is because the current detection circuit 22 detects a current that is not detected in a normal state. Therefore, when the current detection circuit 22 of the channel CH2 becomes high level, it can be determined that an abnormality due to a short circuit has occurred between the channels CH1 and CH2 without performing pulse diagnosis.
(2)チャンネルCH1の出力をオンとし、チャンネルCH2の出力もオンとした場合
図8(A)〜図8(D)は、チャンネルCH1=オン、チャンネルCH2=オンとした
場合の、各チャンネルにおける電流、電圧の状態を示している。チャンネルCH1では、
出力をオンとするために、スイッチング素子14をオンすると共にスイッチング素子15
をオフとするので、図8(A)に示すように、電流検出回路10の出力はハイレベルとな
り、電圧検出回路11の出力はハイレベルとなり、電流検出回路12の出力はローレベル
となる。
(2) When the output of the channel CH1 is turned on and the output of the channel CH2 is also turned on FIG. 8A to FIG. 8D are diagrams in each channel when the channel CH1 = on and the channel CH2 = on. Current and voltage states are shown. In channel CH1,
In order to turn on the output, the switching element 14 is turned on and the switching element 15
As shown in FIG. 8A, the output of the current detection circuit 10 is at a high level, the output of the voltage detection circuit 11 is at a high level, and the output of the current detection circuit 12 is at a low level.
チャンネルCH2でも、出力をオンとするために、スイッチング素子24をオンすると
共にスイッチング素子25をオフとするので、図8(A)に示すように、電流検出回路2
0の出力はハイレベルとなり、電圧検出回路21の出力はハイレベルとなり、電流検出回
路22の出力はローレベルとなる。
Also in the channel CH2, since the switching element 24 is turned on and the switching element 25 is turned off in order to turn on the output, the current detection circuit 2 is turned on as shown in FIG.
The output of 0 becomes high level, the output of the voltage detection circuit 21 becomes high level, and the output of the current detection circuit 22 becomes low level.
通常時の状態においてチャンネルCH1をオフパルス診断する場合には、スイッチング
素子14をオフとし、スイッチング素子15をオンとするので、図8(B)に示すように
、電流検出回路10の出力はローレベルとなり、電圧検出回路11の出力はローレベルと
なり、電流検出回路12の出力はローレベルとなる。チャンネルCH2は、通常時と同様
の状態なので、各検出回路の状態は変化しない。
When the off-pulse diagnosis is performed on the channel CH1 in the normal state, the switching element 14 is turned off and the switching element 15 is turned on. Therefore, as shown in FIG. 8B, the output of the current detection circuit 10 is at a low level. Thus, the output of the voltage detection circuit 11 becomes low level, and the output of the current detection circuit 12 becomes low level. Since the channel CH2 is in the same state as normal, the state of each detection circuit does not change.
通常時の状態において図6中二点鎖線Stで示すチャンネルCH1、CH2間で短絡が
発生した場合、図8(C)に示すように、チャンネルCH1では、電流検出回路10の出
力がハイレベルとなり、電圧検出回路11の出力がハイレベルとなり、電流検出回路12
の出力がローレベルとなる。また、チャンネルCH2では、電流検出回路20の出力がハ
イレベルとなり、電圧検出回路21の出力がハイレベルとなり、電流検出回路22の出力
がローレベルとなる。
When a short circuit occurs between the channels CH1 and CH2 indicated by the two-dot chain line St in FIG. 6 in the normal state, as shown in FIG. 8C, the output of the current detection circuit 10 becomes high level in the channel CH1. The output of the voltage detection circuit 11 becomes high level, and the current detection circuit 12
Output becomes low level. In the channel CH2, the output of the current detection circuit 20 becomes high level, the output of the voltage detection circuit 21 becomes high level, and the output of the current detection circuit 22 becomes low level.
この短絡状態においてチャンネルCH1をオフパルス診断する場合に、スイッチング素
子14をオフとし、スイッチング素子15をオンとすると、チャンネルCH1では、電流
検出回路10の出力がローレベルとなり、電圧検出回路11の出力がローレベルとなり、
電流検出回路12の出力がハイレベルとなる。チャンネルCH2では、電流検出回路20
の出力がハイレベルとなり、電圧検出回路11の出力がローレベルとなり、電流検出回路
12の出力がローレベルとなる。
In the short-circuit state, when the channel CH1 is subjected to off-pulse diagnosis, when the switching element 14 is turned off and the switching element 15 is turned on, the output of the current detection circuit 10 becomes a low level in the channel CH1, and the output of the voltage detection circuit 11 is Low level,
The output of the current detection circuit 12 becomes high level. In the channel CH2, the current detection circuit 20
Becomes the high level, the output of the voltage detection circuit 11 becomes the low level, and the output of the current detection circuit 12 becomes the low level.
ここで、通常時と短絡時との診断結果を比較すると、チャンネルCH1の電流検出回路
12で検出される診断値(図8(B),図8(D)の網掛け部分)が正常時と短絡時では
相違しており、チャンネルCH1の電流検出回路12では、チャンネルCH2からの回り
込み電流によりローレベルからハイレベルとなったことが分かる。これは、チャンネルC
H1、CH2間で短絡が発生した場合には、チャンネルCH2からの回り込み電流が短絡
箇所Stおよびスイッチング素子15を経由して電流検出回路12に流れ込み、通常時(
正常時)では検出されない電流が電流検出回路12により検出されるからである。したが
って、診断時にチャンネルCH1の電流検出回路12がハイレベルとなった場合には、チ
ャンネルCH1,CH2間で短絡による異常が発生したと判別できる。
Here, when comparing the diagnosis result between the normal time and the short-circuit time, the diagnosis value (shaded portions in FIGS. 8B and 8D) detected by the current detection circuit 12 of the channel CH1 is normal. It is different at the time of a short circuit, and it can be seen that the current detection circuit 12 of the channel CH1 is changed from the low level to the high level due to the sneak current from the channel CH2. This is channel C
When a short circuit occurs between H1 and CH2, a sneak current from the channel CH2 flows into the current detection circuit 12 via the short circuit point St and the switching element 15, and the normal time (
This is because the current detection circuit 12 detects a current that is not detected in a normal state. Therefore, when the current detection circuit 12 of the channel CH1 becomes high level at the time of diagnosis, it can be determined that an abnormality due to a short circuit has occurred between the channels CH1 and CH2.
(3)チャンネルCH1の出力をオフ(ローインピーダンス)とし、チャンネルCH2の
出力もオフ(ローインピーダンス)とした場合
図9(A)〜図9(D)は、チャンネルCH1=オフ、チャンネルCH2=オフとした
場合の、各チャンネルにおける電流、電圧の状態を示している。チャンネルCH1では、
出力をオフ(ローインピーダンス)とするために、スイッチング素子14をオフすると共
にスイッチング素子15をオンとするので、図9(A)に示すように、電流検出回路10
の出力はローレベルとなり、電圧検出回路11の出力はローレベルとなり、電流検出回路
12の出力はローレベルとなる。
(3) When the output of the channel CH1 is turned off (low impedance) and the output of the channel CH2 is also turned off (low impedance) FIGS. 9A to 9D show the channel CH1 = off and the channel CH2 = off. In this case, the current and voltage states in each channel are shown. In channel CH1,
Since the switching element 14 is turned off and the switching element 15 is turned on in order to turn off the output (low impedance), the current detection circuit 10 is turned on as shown in FIG.
The output of the voltage detection circuit 11 becomes a low level, and the output of the current detection circuit 12 becomes a low level.
同様に、チャンネルCH2でも、出力をオフ(ローインピーダンス)とするために、ス
イッチング素子24をオフすると共にスイッチング素子25をオンとするので、図9(A
)に示すように、電流検出回路20の出力はローレベルとなり、電圧検出回路21の出力
はローレベルとなり、電流検出回路22の出力はローレベルとなる。
Similarly, also in the channel CH2, in order to turn off the output (low impedance), the switching element 24 is turned off and the switching element 25 is turned on.
), The output of the current detection circuit 20 is low level, the output of the voltage detection circuit 21 is low level, and the output of the current detection circuit 22 is low level.
この通常時の状態においてチャンネルCH1をオンパルス診断する場合、スイッチング
素子14をオンとし、スイッチング素子15をオフとするので、図9(B)に示すように
、電流検出回路10の出力はハイレベルとなり、電圧検出回路11の出力はハイレベルと
なり、電流検出回路12の出力はローレベルとなる。チャンネルCH2は、通常時と同様
の状態なので、各検出回路の状態は変化しない。
When the on-pulse diagnosis is performed on the channel CH1 in this normal state, the switching element 14 is turned on and the switching element 15 is turned off. Therefore, as shown in FIG. 9B, the output of the current detection circuit 10 becomes high level. The output of the voltage detection circuit 11 becomes high level, and the output of the current detection circuit 12 becomes low level. Since the channel CH2 is in the same state as normal, the state of each detection circuit does not change.
通常時の状態において、図6中二点鎖線Stで示すチャンネルCH1、CH2間で短絡
が発生した場合、図9(C)に示すように、チャンネルCH1では、電流検出回路10の
出力はローレベルとなり、電圧検出回路11の出力はローレベルとなり、電流検出回路1
2の出力はローレベルとなる。チャンネルCH2でも、電流検出回路20の出力はローレ
ベルとなり、電圧検出回路21の出力はローレベルとなり、電流検出回路22の出力はロ
ーレベルとなる。
In a normal state, when a short circuit occurs between the channels CH1 and CH2 indicated by the two-dot chain line St in FIG. 6, the output of the current detection circuit 10 is low in the channel CH1, as shown in FIG. 9C. Thus, the output of the voltage detection circuit 11 becomes low level, and the current detection circuit 1
The output of 2 becomes low level. Also in the channel CH2, the output of the current detection circuit 20 becomes low level, the output of the voltage detection circuit 21 becomes low level, and the output of the current detection circuit 22 becomes low level.
この短絡状態においてチャンネルCH1をオンパルス診断した場合、スイッチング素子
14をオンとし、スイッチング素子15をオフとすると、図9(D)に示すように、チャ
ンネルCH1では、電流検出回路10の出力はハイレベルとなり、電圧検出回路11の出
力はローレベルとなり、電流検出回路12の出力はローレベルとなる。チャンネルCH2
では、電流検出回路20の出力はローレベルとなり、電圧検出回路21の出力はローレベ
ルとなり、電流検出回路22の出力はハイレベルとなる。
When the channel CH1 is subjected to an on-pulse diagnosis in this short-circuit state, when the switching element 14 is turned on and the switching element 15 is turned off, the output of the current detection circuit 10 is high in the channel CH1, as shown in FIG. 9D. Thus, the output of the voltage detection circuit 11 becomes low level, and the output of the current detection circuit 12 becomes low level. Channel CH2
Then, the output of the current detection circuit 20 becomes low level, the output of the voltage detection circuit 21 becomes low level, and the output of the current detection circuit 22 becomes high level.
ここで、通常時と短絡時との診断結果を比較すると、チャンネルCH2の電流検出回路
22で検出される診断値(図9(B),図9(D)の網掛け部分)が通常時(正常時)と
短絡時では相違しおり、チャンネルCH2の電流検出回路22では、チャンネルCH1か
らの回り込み電流によりローレベルからハイレベルとなったことが分かる。これは、チャ
ンネルCH1、CH2間で短絡が発生した場合には、チャンネルCH1からの回り込み電
流が短絡箇所Stおよびスイッチング素子25を経由して電流検出回路22に流れ込み、
通常時(正常時)では検出されない電流が電流検出回路22により検出されるからである
。したがって、診断時にチャンネルCH2の電流検出回路22がハイレベルとなった場合
には、チャンネルCH1,CH2間で短絡による異常が発生したと判別できる。
Here, when comparing the diagnosis results between the normal time and the short circuit, the diagnostic values (shaded portions in FIG. 9B and FIG. 9D) detected by the current detection circuit 22 of the channel CH2 are normal ( It can be seen that the current detection circuit 22 of the channel CH2 is changed from the low level to the high level due to the sneak current from the channel CH1. This is because when a short circuit occurs between the channels CH1 and CH2, a sneak current from the channel CH1 flows into the current detection circuit 22 via the short circuit point St and the switching element 25,
This is because the current detection circuit 22 detects a current that is not detected in normal time (normal time). Therefore, when the current detection circuit 22 of the channel CH2 becomes high level at the time of diagnosis, it can be determined that an abnormality due to a short circuit has occurred between the channels CH1 and CH2.
以上説明したように、第4の実施の形態によれば、チャンネルCH1、CH2間で短絡
が発生したときに、チャンネルCH1,CH2間で発生した短絡を検出できると共に、さ
らに複数のチャンネルが存在する場合には干渉し合っているチャンネルについても判別す
ることができる。
As described above, according to the fourth embodiment, when a short circuit occurs between the channels CH1 and CH2, a short circuit occurring between the channels CH1 and CH2 can be detected, and there are a plurality of channels. In some cases, channels that interfere with each other can also be identified.
なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣
旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
It should be noted that the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes those in which various modifications are made to the above-described embodiments without departing from the spirit of the present invention.
10,12,20,22 電流検出回路
11,21 電圧検出回路
13 制御素子
14,15,24,25 スイッチング素子
100A,100B,100C,100D ディジタル出力回路
V1 電源
R1,R2 負荷
10, 12, 20, 22 Current detection circuit 11, 21 Voltage detection circuit 13 Control element 14, 15, 24, 25 Switching element 100A, 100B, 100C, 100D Digital output circuit V1 Power supply R1, R2 Load
Claims (5)
路において、
一端が前記電源に接続され、他端が前記第1の負荷に接続された第1のスイッチング素
子と、
前記第1の負荷に並列に接続されると共に、前記第1のスイッチング素子に直列に接続
された第2のスイッチング素子と、
前記第1および第2のスイッチング素子のそれぞれに接続され、前記第1のスイッチン
グ素子をオフ状態としたときに前記第2のスイッチング素子がオン状態となるように前記
第1および前記第2のスイッチング素子を制御する制御部と
を備えることを特徴とするディジタル出力回路。 In a digital output circuit for outputting a voltage supplied from a power source to a first load at a binary voltage level,
A first switching element having one end connected to the power source and the other end connected to the first load;
A second switching element connected in parallel to the first load and connected in series to the first switching element;
The first and second switching elements are connected to the first and second switching elements, respectively, so that the second switching element is turned on when the first switching element is turned off. A digital output circuit comprising: a control unit that controls the element.
された電流検出回路をさらに備える
ことを特徴とする請求項1に記載のディジタル出力回路。 The digital output circuit according to claim 1, further comprising a current detection circuit connected in series to the second switching element and connected in parallel with the first load.
して前記ディジタル出力回路の内部で短絡状態を模擬し、
前記電流検出回路は、前記制御部により模擬された前記ディジタル出力回路の内部の短
絡状態を検出する
ことを特徴とする請求項2に記載のディジタル出力回路。 The control unit simulates a short circuit state inside the digital output circuit by simultaneously turning on each of the first and second switching elements.
The digital output circuit according to claim 2, wherein the current detection circuit detects a short circuit state inside the digital output circuit simulated by the control unit.
一端が前記電源に接続され、他端が前記第2の負荷に接続された第3のスイッチング素
子と、
前記第2の負荷に並列に接続されると共に、前記第3のスイッチング素子に直列に接続
された第4のスイッチング素子とをさらに備え、
前記制御部は、前記第3および第4のスイッチング素子のそれぞれに接続され、前記第
3のスイッチング素子をオフ状態としたときに前記第4のスイッチング素子がオン状態と
なるように前記第3および前記第4のスイッチング素子を制御する
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のディジタル出力回路。 A second load is connected to the power source,
A third switching element having one end connected to the power source and the other end connected to the second load;
A fourth switching element connected in parallel to the second load and connected in series to the third switching element;
The controller is connected to each of the third and fourth switching elements, and the third and fourth switching elements are turned on when the third switching element is turned off. The digital output circuit according to any one of claims 1 to 3, wherein the fourth switching element is controlled.
された電流検出回路をさらに備える
ことを特徴とする請求項4に記載のディジタル出力回路。 The digital output circuit according to claim 4, further comprising a current detection circuit connected in series to the fourth switching element and connected in parallel to the second load.
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- 2011-04-15 JP JP2011091017A patent/JP5740791B2/en active Active
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