JP2020144089A - Abnormality detection circuit - Google Patents

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Abstract

To discriminate and detect a short-circuit and load opening in an output terminal at low current consumption when a load drive circuit is in a non-action state.SOLUTION: In an abnormality detection circuit 101, a constant-current source 10 with a switch controllable in operation by a switch 10a is connected between a power source terminal 25 and an output terminal 26, and an anode of a first diode 11 is connected to the output terminal 26. A drain of a depletion type detection circuit first transistor 1 put in a diode connection state is connected to a cathode, and a gate and a source of the detection circuit first transistor 1 are connected to a drain of a detection circuit second transistor 2 consisting of an input side of a first current mirror circuit. A detection current in accordance with a result of abnormality detection is output to a drain of a detection circuit third transistor 3 consisting of an output side of the first current mirror circuit.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、負荷に電源供給を行う負荷駆動回路等に設けられて、負荷開放検出、天絡検出、地絡検出を行う異常検出回路に係り、特に、天絡検出における消費電力の低減、信頼性向上等を図ったものに関する。 The present invention relates to an abnormality detection circuit that is provided in a load drive circuit or the like that supplies power to a load and performs load release detection, ceiling fault detection, and ground fault detection, and particularly reduces power consumption and reliability in crown fault detection. It is related to the one that aims to improve the sex.

従来、負荷に電源電圧を供給する負荷駆動回路においては、その回路が組み込まれたシステムの状態を管理するため、負荷の断線や出力端子の短絡等の異常を検出する機能が備えられている。特に、安全が優先される自動車用のシステム等にあっては、必要な時に確実にシステムが機能するよう常時異常検出を実施している。
このため、これらに使用される負荷駆動回路では、負荷駆動回路が動作していない状態にあっても負荷開放や出力端子の短絡を検出する必要がある。
Conventionally, a load drive circuit that supplies a power supply voltage to a load is provided with a function of detecting an abnormality such as a disconnection of the load or a short circuit of an output terminal in order to manage the state of the system in which the circuit is incorporated. In particular, in automobile systems and the like where safety is a priority, abnormality detection is always carried out to ensure that the system functions when necessary.
Therefore, in the load drive circuit used for these, it is necessary to detect load release and short circuit of the output terminal even when the load drive circuit is not operating.

特に、電池を主電源とする負荷駆動回路の場合、負荷開放検出は、負荷駆動開始前や、一定周期での監視で足りるが、出力端子が電源に短絡する天絡については、天絡した際に直ちに天絡保護機能を作用させないと著しい電池の消費を招くため、常時監視する必要があり、天絡を確実に検知し、かつ、低消費電流で動作する異常検出回路が求められる。 In particular, in the case of a load drive circuit that uses a battery as the main power source, load release detection can be performed before the start of load drive or by monitoring at regular intervals, but when the output terminal is short-circuited to the power supply, it is sufficient to perform a load release detection. If the tentacle protection function is not immediately activated, significant battery consumption will occur. Therefore, it is necessary to constantly monitor the tentacle, and an abnormality detection circuit that reliably detects the tentacle and operates with low current consumption is required.

従来の負荷駆動回路の出力端子において、負荷駆動が行われていない状態での負荷開放検出と天絡検出を行う回路としては、例えば、図7に示されたような構成のものが知られている。
以下、同図を参照しつつ、従来回路における負荷開放検出と天絡検出について説明する。
図7に示された回路においては、電源端子25Aと出力端子26A間に抵抗器RAが、出力端子26Aと接地間に抵抗器RBが、出力端子26Aと接地間に負荷抵抗器RLが、それぞれ設けられている。
As a circuit that performs load release detection and ceiling fault detection in a state where load drive is not performed at the output terminal of a conventional load drive circuit, for example, a circuit having a configuration as shown in FIG. 7 is known. There is.
Hereinafter, load release detection and sky fault detection in the conventional circuit will be described with reference to the figure.
In the circuit shown in FIG. 7, the resistor RA is located between the power supply terminal 25A and the output terminal 26A, the resistor RB is located between the output terminal 26A and the ground, and the load resistor RL is located between the output terminal 26A and the ground. It is provided.

また、出力端子26Aと電源間が短絡した場合の実効的な直列抵抗を短絡抵抗RSとすると、出力端子26Aを経由した電源と接地間の抵抗は、次述する如くとなる。
すなわち、出力端子26A経由した電源と接地間の抵抗は、出力端子26Aと接地間における抵抗器RBと負荷抵抗器RLの並列抵抗と、電源と出力端子26A間の抵抗器RAと短絡抵抗器RSの並列抵抗とが直列に接続された状態となる。
Further, assuming that the effective series resistance when the output terminal 26A and the power supply are short-circuited is the short-circuit resistor RS, the resistance between the power supply and the ground via the output terminal 26A is as described below.
That is, the resistance between the power supply and the ground via the output terminal 26A is the parallel resistance of the resistor RB and the load resistor RL between the output terminal 26A and the ground, and the resistor RA and the short-circuit resistor RS between the power supply and the output terminal 26A. The parallel resistance of is connected in series.

その結果、出力端子26Aには、抵抗器RB、負荷抵抗器RLと、抵抗器RA、短絡抵抗器RSにより分圧された電圧が表れる。
この出力端子26Aの電圧は、第1の比較回路COMP1において、負荷開放判定用の第1参照電圧VR1と、第2の比較回路COMP2において、天絡判定用の第2参照電圧VR2と、それぞれ比較されて、出力端子26Aの負荷開放と天絡の有無が検出されるようになっている。
As a result, the voltage divided by the resistor RB, the load resistor RL, the resistor RA, and the short-circuit resistor RS appears on the output terminal 26A.
The voltage of the output terminal 26A is compared with the first reference voltage VR1 for load release determination in the first comparison circuit COMP1 and the second reference voltage VR2 for celestial junction determination in the second comparison circuit COMP2. Therefore, the load release of the output terminal 26A and the presence / absence of a tentacle are detected.

ここで、第1参照電圧VR1と第2参照電圧VR2は、VR1<VR2と設定される。かかる前提の下、出力端子26Aの電圧VOUTが、VOUT<VR1<(<VR2)であれば、第1の比較回路COMP1及び第2の比較回路COMP2いずれも正常判定となり、負荷開放でもなく、天絡でもない正常な状態との判定結果となる。 Here, the first reference voltage VR1 and the second reference voltage VR2 are set as VR1 <VR2. Under this premise, if the voltage VOUT of the output terminal 26A is VOUT <VR1 <(<VR2), both the first comparison circuit COMP1 and the second comparison circuit COMP2 are judged to be normal, and the load is not released and the sky is not open. The result is a judgment that the state is normal and not entangled.

次いで、VR1<VOUT<VR2の場合、第1の比較回路COMP1が異常判定、第2の比較回路COMP2が正常判定となり、結果、負荷開放との判定結果となる。
さらに、(VR1<)VR2<VOUTの場合、第1の比較回路COMP1と第2の比較回路COMP2いずれも異常判定となり、結果、天絡との判定結果となる。
Next, when VR1 <VOUT <VR2, the first comparison circuit COMP1 is determined to be abnormal, the second comparison circuit COMP2 is determined to be normal, and as a result, the determination result is that the load is released.
Further, in the case of (VR1 <) VR2 <VOUT, both the first comparison circuit COMP1 and the second comparison circuit COMP2 are determined to be abnormal, and as a result, a determination result of a heavenly entanglement is obtained.

また、負荷開放検出や天絡検出を行う従来回路としては、例えば、特許文献1等に示されたように定電流素子を用いたものもある。
特許文献1の図2に示された回路は、一見すると、図7に示された従来回路と全く異なる構成の回路であるかのように見えるが、図7における抵抗器RAを低電流素子に置換した点のみが異なるものである。すなわち、出力端子の電圧を、負荷開放、天絡それぞれの参照電圧と比較することで負荷開放、天絡検出を行う判定方法は、基本的に図7に示された従来回路と同様である。
Further, as a conventional circuit for performing load release detection and ceiling fault detection, for example, there is one using a constant current element as shown in Patent Document 1 and the like.
At first glance, the circuit shown in FIG. 2 of Patent Document 1 seems to have a completely different configuration from the conventional circuit shown in FIG. 7, but the resistor RA in FIG. 7 is used as a low current element. Only the replaced points are different. That is, the determination method for performing load release and crown detection by comparing the voltage of the output terminal with the reference voltage for each of load release and crown is basically the same as that of the conventional circuit shown in FIG.

特許文献1に示された回路と図7に示された回路の主たる相違点は、負荷抵抗器と出力電圧の相関、電源電圧と消費電流の相関の2つの点にあると考えられる。
しかしながら、相関関係が変わるだけで判定方法の原理は同一であり、図7に示された回路においては、判定感度の設定を、抵抗器RA及び抵抗器RBの抵抗比によって調整可能であるのに対して、特許文献1に開示された回路においては、同文献の図2における定電流素子(27)の電流値と抵抗器(33)の抵抗値によって調整可能としているだけの違いがあるだけである。
It is considered that the main differences between the circuit shown in Patent Document 1 and the circuit shown in FIG. 7 are two points: the correlation between the load resistor and the output voltage, and the correlation between the power supply voltage and the current consumption.
However, the principle of the determination method is the same except that the correlation changes, and in the circuit shown in FIG. 7, the determination sensitivity setting can be adjusted by the resistance ratio of the resistor RA and the resistor RB. On the other hand, in the circuit disclosed in Patent Document 1, there is only a difference that it can be adjusted by the current value of the constant current element (27) and the resistance value of the resistor (33) in FIG. 2 of the same document. is there.

再公表特許WO2013/047005Republished patent WO2013 / 047005

東芝製TPD1055FAデータシート、2018年11月28日Toshiba TPD1055FA data sheet, November 28, 2018

上述したように、従来の検出回路においては、電源から出力端子を経由して接地端子に流れる電流は、抵抗器RA、RBと負荷抵抗器RL、天絡抵抗RSのそれぞれの抵抗値によって定まるが、一般的に抵抗器RA、RBの抵抗値は、これらの抵抗器を経由して流れる電流が無駄な消費とならないように負荷抵抗器RLの抵抗値よりも十分に高い値に設定する必要がある。
そのため、通常、RA>>RL、かつ、RB>>RLの関係に設定される。
なお、RA、RL、RB、RLは、便宜的に上述の各抵抗器の抵抗値であるとする。
As described above, in the conventional detection circuit, the current flowing from the power supply to the ground terminal via the output terminal is determined by the resistance values of the resistors RA and RB, the load resistor RL, and the crown resistor RS. Generally, the resistance values of the resistors RA and RB need to be set to a value sufficiently higher than the resistance value of the load resistor RL so that the current flowing through these resistors is not wasted. is there.
Therefore, it is usually set in the relationship of RA >> RL and RB >> RL.
It should be noted that RA, RL, RB, and RL are the resistance values of the above-mentioned resistors for convenience.

しかして、図7に示された従来の検出回路における消費電流は次述する如くとなる。
まず、負荷開放でも天絡でもなく、出力端子に適正に負荷抵抗器が接続されている状態について考える。
出力端子26Aと接地間の抵抗は、抵抗器RBと負荷抵抗器RLの並列抵抗であるが、RB>>RLであることからRLとして近似できる。
Therefore, the current consumption in the conventional detection circuit shown in FIG. 7 is as described below.
First, let us consider a state in which a load resistor is properly connected to the output terminal, not a load release or a ceiling.
The resistance between the output terminal 26A and the ground is the parallel resistance of the resistor RB and the load resistor RL, but since it is RB >> RL, it can be approximated as RL.

そして、出力端子26Aを経由した電源と接地間の抵抗は、RA+RLと近似できるが、さらにRA>>RLであることからRAと近似することができる。
したがって、負荷が適正に接続され、かつ、負荷駆動回路が動作していない状態における電源から出力端子26Aを経由して接地に流れる電流は、VCC/RAと近似できる。
The resistance between the power supply and the ground via the output terminal 26A can be approximated to RA + RL, but further can be approximated to RA because RA >> RL.
Therefore, the current flowing from the power supply to the ground via the output terminal 26A in a state where the load is properly connected and the load drive circuit is not operating can be approximated to VCS / RA.

非特許文献1に示された回路例においては、RA=100kΩであり、例えば、VCC=12Vとすると、負荷駆動されていない状態では、検出回路の動作の有無に関わらず、常時120μAの電流が消費されることとなる。
抵抗RAを大きくすることで、この消費電流を減らすことはできるが、低電圧時にも回路を正常に動作させるためには、出力端子電位が比較回路側の入力インピーダンスの影響を受けない程度に、抵抗器RAに電流を流す必要がある。
In the circuit example shown in Non-Patent Document 1, RA = 100 kΩ. For example, when VCS = 12 V, a current of 120 μA is constantly generated regardless of whether the detection circuit is operating or not in the state where the load is not driven. It will be consumed.
This current consumption can be reduced by increasing the resistance RA, but in order for the circuit to operate normally even at low voltage, the output terminal potential is not affected by the input impedance on the comparison circuit side. It is necessary to pass a current through the resistor RA.

また、負荷開放については、RAとRLの比が検出感度を定める要因でもあるので、RAの抵抗値は、負荷開放と判定する負荷抵抗の閾値に対する要求を考慮して定める必要があり、消費電流を減らす目的で著しく高い値にすることはできない。このため、電源電圧を高くして使用すると消費電流が増大する問題を招くこととなる。 Further, regarding load release, the ratio of RA and RL is also a factor that determines the detection sensitivity, so the resistance value of RA must be determined in consideration of the requirement for the threshold value of the load resistance that is determined to be load release, and the current consumption. It cannot be made significantly higher for the purpose of reducing. Therefore, if the power supply voltage is increased and used, the problem that the current consumption increases is caused.

実際の負荷開放検出は、負荷が完全に断線した場合だけでなく、負荷自体の破壊、故障などや、端子との接続不良などにより負荷側の直列抵抗が著しく高くなった場合にも負荷開放と判断する必要がある。ところが、従来の回路において、天絡していない状態での出力電圧VOUTは、VOUT=VCC×RB×RL/{RA×(RB+RL)+RB×RL}であり、VOUT>VR1となることで負荷開放と判定されることから、負荷開放と判定される負荷抵抗の閾値は、RL>VR1×RA×RB/{VCC×RB−VR1×(RA+RB)}と表すことができる。 The actual load release detection is not only when the load is completely disconnected, but also when the series resistance on the load side becomes significantly high due to destruction or failure of the load itself or poor connection with the terminal. You need to judge. However, in the conventional circuit, the output voltage VOUT in the non-heavenly state is VOUT = VCS × RB × RL / {RA × (RB + RL) + RB × RL}, and the load is released when VOUT> VR1. Therefore, the threshold value of the load resistance determined to be the load release can be expressed as RL> VR1 × RA × RB / {VCC × RB-VR1 × (RA + RB)}.

この式は、分母に電源電圧VCCの項を含むことから、負荷開放と判定する負荷抵抗の閾値は、電源電圧VCCに反比例して変化することを意味している。
つまり、負荷開放と判定する抵抗値を電源電圧によらず一定の値に設定することができないという問題がある。
Since this equation includes the term of the power supply voltage VCS in the denominator, it means that the threshold value of the load resistance for determining that the load is open changes in inverse proportion to the power supply voltage VCS.
That is, there is a problem that the resistance value for determining that the load is open cannot be set to a constant value regardless of the power supply voltage.

次に、負荷抵抗が適正に接続された状態で出力端子が電源に短絡した場合について説明する。
まず、短絡した状態でも、実際には、抵抗値が0Ωとなるわけでなく有限の値となるため、その抵抗を短絡抵抗RSと仮定すると、出力端子26Aの電圧VOUTは、VOUT=VCC×RB×RL×(RA+RS)/{RA×RS×(RB+RL)+RB×RL×(RA+RS)}と表される。
Next, a case where the output terminal is short-circuited to the power supply while the load resistor is properly connected will be described.
First, even in a short-circuited state, the resistance value does not actually become 0Ω but a finite value. Therefore, assuming that the resistance is a short-circuit resistance RS, the voltage VOUT of the output terminal 26A is VOUT = VCS × RB. It is expressed as × RL × (RA + RS) / {RA × RS × (RB + RL) + RB × RL × (RA + RS)}.

先に述べたように、抵抗RA,RBは、消費電流を抑制するためには、高抵抗に設定する必要があり、RA>>RS,RB>>RLであることから、上述の式で表される出力電圧VOUTは、VOUT=VCC×RL/(RS+RL)のように近似することができる。その結果、出力端子の電圧VOUTは、短絡抵抗RSと負荷抵抗RLの比によって定まるものとなる。
そして、この出力電圧VOUTが、天絡検出用の第2参照電圧VR2より高ければ天絡と判定される。
As described above, the resistors RA and RB need to be set to high resistance in order to suppress the current consumption, and since RA >> RS and RB >> RL, they are represented by the above equation. The output voltage VOUT to be generated can be approximated as VOUT = VCS × RL / (RS + RL). As a result, the voltage VOUT of the output terminal is determined by the ratio of the short-circuit resistor RS and the load resistor RL.
Then, if this output voltage VOUT is higher than the second reference voltage VR2 for detecting the crown, it is determined to be a crown.

ところで、天絡検出用の第2参照電圧VR2と負荷開放検出用の第1参照電圧VR1には、抵抗器RA、RBと関連した制限がある。
すなわち、負荷駆動回路が動作してない状態において、負荷抵抗器が接続されておらず、かつ、出力端子26Aが短絡していない状態において、出力電圧VOUTは、VOUT=VCC×{RB/(RA+RB)}となるが、この値が負荷開放と判定される電圧の最大値である。
By the way, the second reference voltage VR2 for detecting the crown and the first reference voltage VR1 for detecting the load release have restrictions related to the resistors RA and RB.
That is, in the state where the load drive circuit is not operating, the load resistor is not connected, and the output terminal 26A is not short-circuited, the output voltage VOUT is VOUT = VCS × {RB / (RA + RB / RB / (RA + RB). )}, But this value is the maximum value of the voltage determined to open the load.

第1参照電圧VR1を、上述のVOUTよりも高く設定すると当然ながら負荷開放検出は機能しなくなる一方、第2参照電圧VR2を、上述のVOUTよりも低く設定すると負荷開放を天絡として誤検出することとなる。
したがって、第1参照電圧VR1と第2参照電圧VR2は、VR1<VCC×{RB/(RA+RB)}<VR2の関係において設定する必要がある。
If the first reference voltage VR1 is set higher than the above-mentioned VOUT, the load release detection will not function as a matter of course, while if the second reference voltage VR2 is set lower than the above-mentioned VOUT, the load release will be erroneously detected as a ceiling. It will be.
Therefore, the first reference voltage VR1 and the second reference voltage VR2 need to be set in the relationship of VR1 <VCC × {RB / (RA + RB)} <VR2.

第2参照電圧VR2は、低く設定したほうが、より高い短絡抵抗であっても検出可能となり、検出感度を上げることができるので、仮にVR2を限界値のVCC×{RB/(RA+RB)}に設定したとすると、検出可能な短絡抵抗RSは、RS=RA/RB×RLとなる。 If the second reference voltage VR2 is set low, even a higher short-circuit resistance can be detected and the detection sensitivity can be increased. Therefore, the VR2 is temporarily set to the limit value VCS × {RB / (RA + RB)}. If so, the detectable short-circuit resistor RS is RS = RA / RB × RL.

RAとRBの比は、VR1、VR2の設定電圧範囲を狭めることがないように電源電圧の中点付近にするのが一般的である。したがって、RA:RB=1:1とすると、RS=RL、つまり、出力端子26Aと電源間が負荷抵抗器RLと同程度か、それよりも小さい抵抗値で天絡しないと天絡として検出することができず、負荷開放又は正常な状態と判定されてしまう問題もある。 The ratio of RA and RB is generally set near the midpoint of the power supply voltage so as not to narrow the set voltage range of VR1 and VR2. Therefore, if RA: RB = 1: 1, RS = RL, that is, if the resistance value between the output terminal 26A and the power supply is about the same as or smaller than that of the load resistor RL, it will be detected as a ceiling. There is also a problem that the load cannot be released and the load is determined to be in a normal state.

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、負荷駆動回路が非動作状態にある場合に、出力端子における天絡と負荷開放とを低消費電流で区別して検出可能とし、従来に比して信頼性の高い異常検出回路を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above-mentioned actual conditions, and when the load drive circuit is in a non-operating state, it is possible to distinguish between the ceiling entanglement at the output terminal and the load release with low current consumption, and it is possible to detect it as compared with the conventional invention. It provides a highly reliable abnormality detection circuit.

上記本発明の目的を達成するため、本発明に係る異常検出回路は、
出力トランジスタと、前記出力トランジスタの駆動制御を行うゲートドライブ回路とを有し、出力端子に接続された負荷を駆動可能に構成されてなる負荷駆動回路の前記出力端子における異常を検出する異常検出回路であって、
当該異常検出回路は、前記負荷駆動回路の電源電圧が印加される電源端子と出力端子の間にスイッチ付定電流源が接続され、当該スイッチ付定電流源は、定電流の出力の有無を制御可能とするスイッチを有して構成され、
前記出力端子には第1のダイオードのアノードが接続され、当該第1のダイオードのカソードには、デプレッション型の検出回路用第1のトランジスタのドレインが接続され、前記検出回路用第1のトランジスタのゲートとソースは相互に接続されると共に、第1のカレントミラー回路の入力側に接続され、当該第1のカレントミラー回路の出力側に、異常検出の結果に応じた検出電流を出力可能に構成されてなるものである。
In order to achieve the above object of the present invention, the abnormality detection circuit according to the present invention is
An abnormality detection circuit that has an output transistor and a gate drive circuit that controls the drive of the output transistor, and detects an abnormality in the output terminal of a load drive circuit that is configured to be able to drive a load connected to the output terminal. And
In the abnormality detection circuit, a constant current source with a switch is connected between a power supply terminal to which the power supply voltage of the load drive circuit is applied and an output terminal, and the constant current source with a switch controls the presence or absence of a constant current output. Configured with a switch that enables
The anode of the first diode is connected to the output terminal, the drain of the first transistor for the depletion type detection circuit is connected to the cathode of the first diode, and the drain of the first transistor for the detection circuit is connected. The gate and source are connected to each other and are connected to the input side of the first current mirror circuit, and the detection current according to the result of abnormality detection can be output to the output side of the first current mirror circuit. It is something that has been done.

本発明によれば、負荷駆動回路が負荷駆動していない状態において、出力端子の天絡による異常を、負荷開放と区別して極めて低い消費電流で誤検出することなく確実に検出することができるという効果を奏するものである。
また、スイッチ付定電流源を用いて、その動作状態を時系列的にON状態とOFF状態に交互に切り換えることで、天絡と負荷開放を明確に区別して判定することが可能となり、従来に比して、より信頼性の高い異常検出回路を提供することができる。
さらに、負荷駆動時には地絡を検出することができ、負荷駆動開始直前に天絡と負荷開放の判定をし、その後に負荷駆動することで、天絡と負荷開放と地絡を区別して判定することができる。
According to the present invention, when the load drive circuit is not load-driven, it is possible to reliably detect an abnormality due to a tentacle of the output terminal with extremely low current consumption without erroneous detection, in distinction from load release. It is effective.
In addition, by using a constant current source with a switch and alternately switching the operating state between the ON state and the OFF state in chronological order, it is possible to clearly distinguish between the crown and the load release. In comparison, a more reliable abnormality detection circuit can be provided.
Furthermore, a ground fault can be detected during load drive, and a ceiling fault and load release are determined immediately before the start of load drive, and then a load drive is performed to distinguish between a sky fault, load release, and ground fault. be able to.

本発明の実施の形態における異常検出回路の第1の回路構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the 1st circuit structure example of the abnormality detection circuit in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における異常検出回路の第2の回路構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the 2nd circuit structure example of the abnormality detection circuit in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における異常検出回路の第3の回路構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the 3rd circuit configuration example of the abnormality detection circuit in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における異常検出回路の第4の回路構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the 4th circuit structure example of the abnormality detection circuit in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における異常検出回路の第5の回路構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the 5th circuit structure example of the abnormality detection circuit in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における異常検出回路の真理値表である。It is a truth table of the abnormality detection circuit in the embodiment of the present invention. 従来の異常検出回路の回路構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the circuit structure example of the conventional abnormality detection circuit.

以下、本発明の実施の形態について、図1乃至図6を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態における異常検出回路の第1の回路構成例について、図1を参照しつつ説明する。
本発明の実施の形態における異常検出回路101は、負荷駆動回路102の出力端子26における負荷開放、地絡及び天絡を、それぞれ区別して検出可能に構成されたものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6.
The members, arrangements, etc. described below are not limited to the present invention, and can be variously modified within the scope of the gist of the present invention.
First, a first circuit configuration example of the abnormality detection circuit according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The abnormality detection circuit 101 according to the embodiment of the present invention is configured so that the load release, the ground fault, and the natural fault at the output terminal 26 of the load drive circuit 102 can be detected separately.

最初に、負荷駆動回路102について説明する。
本発明の実施の形態における負荷駆動回路102は、基本的に従来同様の回路構成を有してなるものである。
すなわち、負荷駆動回路102は、出力トランジスタ(図1においては「Q1」と表記)21とゲートドライブ回路(図1においては「G−DRV」と表記)22とを有して構成されたものとなっている。
First, the load drive circuit 102 will be described.
The load drive circuit 102 according to the embodiment of the present invention basically has the same circuit configuration as the conventional one.
That is, the load drive circuit 102 is configured to include an output transistor (denoted as "Q1" in FIG. 1) 21 and a gate drive circuit (denoted as "G-DRV" in FIG. 1) 22. It has become.

ゲートドライブ回路22は、NチャンネルMOSFETを用いた出力トランジスタ21の動作制御を行うよう構成されたものである。
出力トランジスタ21のゲート及びソースは、ゲートドライブ回路22の出力段に接続されており、ゲートドライブ回路22によりゲート・ソース間電圧を制御することで、出力トランジスタ21の導通、非導通が制御されるものとなっている。
The gate drive circuit 22 is configured to control the operation of the output transistor 21 using an N-channel MOSFET.
The gate and source of the output transistor 21 are connected to the output stage of the gate drive circuit 22, and the conduction and non-conduction of the output transistor 21 are controlled by controlling the gate-source voltage by the gate drive circuit 22. It has become a thing.

また、出力トランジスタ21のドレインは電源端子25に接続される一方、ソースは、出力端子26に接続されている。
出力端子26とグランドとの間には、負荷30が接続されている。
Further, the drain of the output transistor 21 is connected to the power supply terminal 25, while the source is connected to the output terminal 26.
A load 30 is connected between the output terminal 26 and the ground.

異常検出回路101は、検出回路用第1乃至第3のトランジスタ(図1においては、それぞれ「Qdet1」、「Qdet2」、「Qdet3」と表記)1〜3と、第1のダイオード(図1においては「D1」と表記)11と、スイッチ付定電流源10とを有して構成されている。 The abnormality detection circuit 101 includes first to third transistors for the detection circuit (denoted as "Qdet1", "Qdet2", and "Qdet3" in FIG. 1) 1 to 3 and a first diode (in FIG. 1). Is described as "D1") 11 and a constant current source 10 with a switch.

本発明の実施の形態において、検出回路用第1のトランジスタ1にはディプレッション型のNチャンネルMOSFETが用いられている。
検出回路用第2及び第3のトランジスタ2,3には、NチャンネルMOSFETが用いられている。
電源端子25と出力端子26との間に、スイッチ付定電流源10が接続され、出力端子26には、第1のダイオード11のアノードが接続されている。
In the embodiment of the present invention, a compression type N-channel MOSFET is used for the first transistor 1 for the detection circuit.
N-channel MOSFETs are used for the second and third transistors 2 and 3 for the detection circuit.
A constant current source 10 with a switch is connected between the power supply terminal 25 and the output terminal 26, and the anode of the first diode 11 is connected to the output terminal 26.

スイッチ付定電流源10は、スイッチ10aがオン(閉成)状態とされた場合に定電流を出力する一方、スイッチ10aがオフ(開成)状態とされた場合には高インピーダンス状態となり電流出力が停止されるよう構成されてなるものである。 The constant current source 10 with a switch outputs a constant current when the switch 10a is turned on (closed), while the constant current source 10 is in a high impedance state and the current output is output when the switch 10a is turned off (open). It is configured to be stopped.

第1のダイオード11のカソードは、検出回路用第1のトランジスタ1のドレインに接続され、検出回路用第1のトランジスタ1のソースは、ゲートと共に検出回路用第2のトランジスタ2のドレインに接続されている。ここで、検出回路用第1のトランジスタ1は、いわゆるダイオード接続状態で設けられたものとなっている。
第1のダイオード11は、出力端子26が負電圧となった際に逆電流の発生を防止するための逆流防止用ダイオードである。
The cathode of the first diode 11 is connected to the drain of the first transistor 1 for the detection circuit, and the source of the first transistor 1 for the detection circuit is connected to the drain of the second transistor 2 for the detection circuit together with the gate. ing. Here, the first transistor 1 for the detection circuit is provided in a so-called diode connected state.
The first diode 11 is a backflow prevention diode for preventing the generation of a reverse current when the output terminal 26 becomes a negative voltage.

検出回路用第2及び第3のトランジスタ2,3は、第1のカレントミラー回路を構成している。
すなわち、まず、検出回路用第2のトランジスタ2のドレインとゲートが相互に接続されると共に、検出回路用第3のトランジスタ3のゲートと接続されている。
The second and third transistors 2 and 3 for the detection circuit constitute the first current mirror circuit.
That is, first, the drain and the gate of the second transistor 2 for the detection circuit are connected to each other, and are also connected to the gate of the third transistor 3 for the detection circuit.

また、検出回路用第2及び第3のトランジスタ2,3のソースは、共にグランドに接続されている。
そして、カレントミラー回路の出力側となる検出回路用第3のトランジスタ3のドレインは、異常検出の結果である検出電流を外部に取り出すための検出端子27に接続されている。
Further, the sources of the second and third transistors 2 and 3 for the detection circuit are both connected to the ground.
The drain of the third transistor 3 for the detection circuit, which is the output side of the current mirror circuit, is connected to the detection terminal 27 for taking out the detection current that is the result of the abnormality detection.

検出回路用第2のトランジスタ2は、異常検出回路101への電流流入を制限する定電流素子として機能するものとなっている。この検出回路用第2のトランジスタ2の電流は、出力トランジスタ21のサイズやゲートドライブ回路22の回路構成の影響などを考慮して定める必要があるが、大凡、10μA〜100μA程度の定電流素子とするのが好適である。 The second transistor 2 for the detection circuit functions as a constant current element that limits the inflow of current into the abnormality detection circuit 101. The current of the second transistor 2 for the detection circuit needs to be determined in consideration of the size of the output transistor 21 and the influence of the circuit configuration of the gate drive circuit 22, but it is generally a constant current element of about 10 μA to 100 μA. It is preferable to do so.

次に、上記構成における動作について説明する。
以下の回路動作の説明は、負荷駆動回路102が負荷駆動している状態(ON)と負荷駆動していない状態(OFF)と、スイッチ付定電流源10がON(動作)している場合とOFF(非動作)している場合のそれぞれについて出力端子26の状態に応じた回路動作を説明する。
Next, the operation in the above configuration will be described.
The following description of the circuit operation includes a state in which the load drive circuit 102 is load-driven (ON), a state in which the load is not driven (OFF), and a case where the constant current source 10 with a switch is ON (operation). The circuit operation according to the state of the output terminal 26 will be described for each of the cases of OFF (non-operation).

最初に、負荷駆動回路102がOFF(負荷駆動が停止状態)、スイッチ付定電流源10がONで、負荷30が正常に接続されている場合について説明する。
この場合、出力トランジスタ21は、ゲートドライブ回路22によりゲート・ソース間電圧が閾値電圧よりも低くなるように制御されてOFF状態である。
そのため、電源端子25から出力トランジスタ21を介して出力端子26に電流が流れることはないが、スイッチ付定電流源10はONしているため、電源端子25からスイッチ付定電流源10を介して出力端子26に定電流が流入する。
First, a case where the load drive circuit 102 is OFF (the load drive is stopped), the constant current source 10 with a switch is ON, and the load 30 is normally connected will be described.
In this case, the output transistor 21 is in the OFF state by being controlled by the gate drive circuit 22 so that the gate-source voltage becomes lower than the threshold voltage.
Therefore, no current flows from the power supply terminal 25 to the output terminal 26 via the output transistor 21, but since the constant current source 10 with a switch is ON, the power supply terminal 25 passes through the constant current source 10 with a switch. A constant current flows into the output terminal 26.

図1に示された回路において、出力端子26からグランドへ至る経路は、次の1)〜3)の3つの経路が存在する。
1)負荷30を経由してグランドへ至る経路
2)第1のダイオード11、検出回路用第1のトランジスタ1及び検出回路用第2のトランジスタ2を経由してグランドへ至る経路
3)出力トランジスタ21のソースからゲートドライブ回路22を経由してグランドへ至る経路
In the circuit shown in FIG. 1, there are three routes 1) to 3) as follows from the output terminal 26 to the ground.
1) Path to ground via load 30 2) Path to ground via first diode 11, first transistor 1 for detection circuit and second transistor 2 for detection circuit 3) Output transistor 21 Route from the source to the ground via the gate drive circuit 22

この内、3つ目の経路3)において、出力端子26は負荷駆動の動作状態に応じて負電圧から正の電源電圧まで変動し、この変動に追従して出力トランジスタ21のソース電位とゲート電位も変動する。このため、出力トランジスタ21のソース及びゲートのグランドに対するインピーダンスは高抵抗となっており、一般的には、この経路は数百kΩの抵抗と見なすことができる。 Of these, in the third path 3), the output terminal 26 fluctuates from a negative voltage to a positive power supply voltage according to the operating state of the load drive, and the source potential and gate potential of the output transistor 21 follow this fluctuation. Also fluctuates. Therefore, the impedance of the output transistor 21 with respect to the source and the ground of the gate is high resistance, and in general, this path can be regarded as a resistance of several hundred kΩ.

また、1つ目の経路1)においては、負荷30を介する経路は、他の経路よりもはるかに低抵抗であり、大半の電流がこの経路に流れ込むこととなる。
例えば、負荷30の抵抗値が10Ω、スイッチ付定電流源10の出力電流IC1が50μAとすると、出力端子26の電圧は、0.5mVとなり、グランド電位とほぼ同電位と見なすことができる。
Further, in the first path 1), the path via the load 30 has a much lower resistance than the other paths, and most of the current flows into this path.
For example, if the resistance value of the load 30 is 10Ω and the output current IC1 of the constant current source 10 with a switch is 50 μA, the voltage of the output terminal 26 is 0.5 mV, which can be regarded as substantially the same potential as the ground potential.

この状況にあっては、第1のダイオード11を経由して異常検出回路101に電流は流入せず、それ故、第1のカレントミラー回路を構成し、その出力段となる検出回路用第3のトランジスタ3のドレインが接続された検出端子27に検出電流は流れない。 In this situation, no current flows into the anomaly detection circuit 101 via the first diode 11, and therefore a third detection circuit for the detection circuit that constitutes the first current mirror circuit and serves as its output stage. No detection current flows through the detection terminal 27 to which the drain of the transistor 3 of the above is connected.

次に、負荷駆動回路102がOFF、スイッチ付定電流源10がONで、負荷開放の場合について説明する。
この場合、出力トランジスタ21は、ゲートドライブ回路22によりゲート・ソース間電圧が閾値電圧よりも低くなるように制御されて、OFF状態である。
それ故、電源端子25から出力トランジスタ21を介して出力端子26に電流が流入することは無いが、スイッチ付定電流源10はONしているため、電源端子25からスイッチ付定電流源10を介して出力端子26に定電流が流入する。
Next, a case where the load drive circuit 102 is OFF, the constant current source 10 with a switch is ON, and the load is released will be described.
In this case, the output transistor 21 is in the OFF state when the gate-source voltage is controlled to be lower than the threshold voltage by the gate drive circuit 22.
Therefore, no current flows from the power supply terminal 25 to the output terminal 26 via the output transistor 21, but since the constant current source 10 with a switch is ON, the constant current source 10 with a switch is connected from the power supply terminal 25. A constant current flows into the output terminal 26 via the output terminal 26.

負荷30の接続がはずれた状態にあっては、出力端子26から負荷30に電流が流れ込むことはなく、出力端子26からゲートドライブ回路22又は異常検出回路101を介してグランドへ電流が流れ、出力端子26の電圧が上昇する。
この際、異常検出回路101に電流が流れて検出端子27から検出電流が出力されるためには、出力端子26の電圧が、第1のダイオード11の順方向電圧(VD1)、検出回路用第1のトランジスタ1の飽和電圧(VE1)、検出回路用第2のトランジスタ2の閾値電圧(Vt2)及び検出回路用第2のトランジスタ2の飽和電圧(VE2)の和より高くなる必要がある。すなわち、出力端子26の電圧VOUTが、下記する式1を満たす必要がある。
When the load 30 is disconnected, no current flows from the output terminal 26 to the load 30, and a current flows from the output terminal 26 to the ground via the gate drive circuit 22 or the abnormality detection circuit 101 to output. The voltage at the terminal 26 rises.
At this time, in order for the current to flow through the abnormality detection circuit 101 and the detection current to be output from the detection terminal 27, the voltage of the output terminal 26 is the forward voltage (VD1) of the first diode 11 and the detection circuit first. It needs to be higher than the sum of the saturation voltage (VE1) of the transistor 1 of 1, the threshold voltage (Vt2) of the second transistor 2 for the detection circuit, and the saturation voltage (VE2) of the second transistor 2 for the detection circuit. That is, the voltage VOUT of the output terminal 26 needs to satisfy the following equation 1.

VOUT>VD1+VE1+Vt2+VE2・・・式1 VOUT> VD1 + VE1 + Vt2 + VE2 ... Equation 1

この式1が成立すると、出力端子26から第1のダイオード11に電流が流入し、検出回路用第1のトランジスタ1を経由して検出回路用第2及び第3のトランジスタ2,3による第1のカレントミラー回路により検出端子27から検出電流が出力されることとなる。 When this equation 1 is satisfied, a current flows from the output terminal 26 to the first diode 11, and the first transistor 2 and 3 for the detection circuit pass through the first transistor 1 for the detection circuit. The detection current is output from the detection terminal 27 by the current mirror circuit of.

例えば、VD1=0.7V、VE1=0.2V、Vt2=0.6V、VE2=0.2Vとすると、出力端子26の電圧が1.7Vを越えると検出電流が出力されることとなる。 For example, if VD1 = 0.7V, VE1 = 0.2V, Vt2 = 0.6V, and VE2 = 0.2V, the detection current will be output when the voltage of the output terminal 26 exceeds 1.7V.

次に、負荷駆動回路102がOFF、スイッチ付定電流源10がONで、出力端子26が天絡している場合について説明する。
この場合、出力端子26の電位は、電源電圧VCCとほぼ等しい電圧になり、異常検出回路101には、検出回路用第1のトランジスタ1のゲート・ソース電圧Vgs=0V時の飽和電流に相当する電流が出力端子26から第1のダイオード11に流入する。この電流は、検出回路用第2及び第3のトランジスタ2,3による第1のカレントミラー回路によってカレントミラーされ、その結果、検出回路用第3のトランジスタ3のドレインから検出端子27に検出電流が出力されることとなる。
Next, a case where the load drive circuit 102 is OFF, the constant current source 10 with a switch is ON, and the output terminal 26 is entwined will be described.
In this case, the potential of the output terminal 26 becomes a voltage substantially equal to the power supply voltage VCS, and the abnormality detection circuit 101 corresponds to the saturation current when the gate source voltage Vgs = 0V of the first transistor 1 for the detection circuit. A current flows from the output terminal 26 into the first diode 11. This current is currently mirrored by the first current mirror circuit by the second and third transistors 2 and 3 for the detection circuit, and as a result, the detection current is transmitted from the drain of the third transistor 3 for the detection circuit to the detection terminal 27. It will be output.

次に、負荷駆動回路102がOFF、スイッチ付定電流源10がONで、出力端子26が地絡している場合について説明する。
この場合、出力端子26の電位はグランド電位となり、スイッチ付定電流源10による定電流はグランドに流れるため、異常検出回路101には電流が流れず、検出端子27から検出電流は出力されない。
Next, a case where the load drive circuit 102 is OFF, the constant current source 10 with a switch is ON, and the output terminal 26 has a ground fault will be described.
In this case, the potential of the output terminal 26 becomes the ground potential, and the constant current from the constant current source 10 with a switch flows to the ground. Therefore, no current flows through the abnormality detection circuit 101, and the detection current is not output from the detection terminal 27.

上述した負荷駆動回路102が負荷駆動していない場合の各々の動作状態の説明を纏めると、次述する如くとなる。
まず、負荷駆動回路102が負荷駆動しておらず、スイッチ付定電流源10がONで定電流が流れている状態においては、異常検出回路101は、負荷開放と天絡を検出して検出電流を出力する。
一方、負荷駆動回路102が負荷駆動していない状態において、負荷30が正常に接続されている場合と、出力端子26が地絡の場合については、異常検出回路101は検出電流を出力しない。
The description of each operating state when the load drive circuit 102 described above is not load driven can be summarized as follows.
First, in a state where the load drive circuit 102 is not load-driven and the constant current source 10 with a switch is ON and a constant current is flowing, the abnormality detection circuit 101 detects the load release and the crown and detects the current. Is output.
On the other hand, in the state where the load drive circuit 102 is not load-driven, the abnormality detection circuit 101 does not output the detection current when the load 30 is normally connected and when the output terminal 26 has a ground fault.

次に、負荷駆動回路102がOFF、スイッチ付定電流源10がOFFで、負荷30が正常に接続されている場合について説明する。
この場合、出力トランジスタ21は、ゲートドライブ回路22によりゲート・ソース間電圧が閾値電圧よりも低くなるように制御されて、OFF状態である。
それ故、電源端子25から出力トランジスタ21を介して出力端子26に電流が流入することはない。
Next, a case where the load drive circuit 102 is OFF, the constant current source 10 with a switch is OFF, and the load 30 is normally connected will be described.
In this case, the output transistor 21 is in the OFF state when the gate-source voltage is controlled to be lower than the threshold voltage by the gate drive circuit 22.
Therefore, no current flows from the power supply terminal 25 to the output terminal 26 via the output transistor 21.

また、スイッチ付定電流源10もOFFしているため、電源端子25からスイッチ付定電流源10を介して出力端子26に定電流が流入することもない。したがって、異常検出回路101への電流流入もなく、また、検出電流も流れない。
この場合、出力端子26は、低抵抗の負荷30でグランドと接続されているため、ほぼグランド電位に等しい電位となっている。
Further, since the constant current source 10 with a switch is also turned off, the constant current does not flow from the power supply terminal 25 to the output terminal 26 via the constant current source 10 with a switch. Therefore, no current flows into the abnormality detection circuit 101, and no detection current flows.
In this case, since the output terminal 26 is connected to the ground with a low resistance load 30, the potential is substantially equal to the ground potential.

次に、負荷駆動回路102がOFF、スイッチ付定電流源10がOFFで、負荷開放の場合について説明する。
この場合、出力トランジスタ21は、ゲートドライブ回路22によりゲート・ソース間電圧が閾値電圧よりも低くなるように制御されて、OFF状態である。 それ故、電源端子25から出力トランジスタ21を介して出力端子26に電流が流入することは無い。
Next, a case where the load drive circuit 102 is OFF, the constant current source 10 with a switch is OFF, and the load is released will be described.
In this case, the output transistor 21 is in the OFF state when the gate-source voltage is controlled to be lower than the threshold voltage by the gate drive circuit 22. Therefore, no current flows from the power supply terminal 25 to the output terminal 26 via the output transistor 21.

また、スイッチ付定電流源10もOFFしているため、電源端子25からスイッチ付定電流源10を介して出力端子26に定電流が流入することもない。
したがって、異常検出回路101への電流流入もなく、また、検出電流も流れない。
この場合、出力端子26は、ゲート・ドライブ回路22を介して高抵抗の負荷でグランドに接続されている状態となるため、ほぼグランド電位と等しい電位となっている。
Further, since the constant current source 10 with a switch is also turned off, the constant current does not flow from the power supply terminal 25 to the output terminal 26 via the constant current source 10 with a switch.
Therefore, no current flows into the abnormality detection circuit 101, and no detection current flows.
In this case, the output terminal 26 is connected to the ground with a load of high resistance via the gate drive circuit 22, so that the potential is substantially equal to the ground potential.

次に、負荷駆動回路102がOFF、スイッチ付定電流源10がOFFで、出力端子26が天絡している場合について説明する。
この場合、出力端子26の電位は、電源電圧VCCとほぼ等しい電圧になり、
異常検出回路101には、検出回路用第1のトランジスタ1のゲート・ソース電圧Vgs=0V時の飽和電流に相当する電流が出力端子26から第1のダイオード11に流入する。
この電流は、検出回路用第2及び第3のトランジスタ2,3による第1のカレントミラー回路によってカレントミラーされ、その結果、検出回路用第3のトランジスタ3のドレインから検出端子27に検出電流が出力されることとなる。
Next, a case where the load drive circuit 102 is OFF, the constant current source 10 with a switch is OFF, and the output terminal 26 is entwined will be described.
In this case, the potential of the output terminal 26 becomes a voltage substantially equal to the power supply voltage VCS.
In the abnormality detection circuit 101, a current corresponding to the saturation current when the gate source voltage Vgs = 0V of the first transistor 1 for the detection circuit flows into the first diode 11 from the output terminal 26.
This current is currently mirrored by the first current mirror circuit by the second and third transistors 2 and 3 for the detection circuit, and as a result, the detection current is transmitted from the drain of the third transistor 3 for the detection circuit to the detection terminal 27. It will be output.

次に、負荷駆動回路102がOFF、スイッチ付定電流源10がOFFで、出力端子26が地絡している場合について説明する。
この場合、出力端子26の電位はグランド電位となり、また、検出回路用第1のトランジスタ1、スイッチ付定電流源10いずれも電流が流れないため、異常検出回路101には電流が流れず、検出端子27から検出電流は出力されない。
Next, a case where the load drive circuit 102 is OFF, the constant current source 10 with a switch is OFF, and the output terminal 26 has a ground fault will be described.
In this case, the potential of the output terminal 26 becomes the ground potential, and since no current flows through either the first transistor 1 for the detection circuit or the constant current source 10 with a switch, no current flows through the abnormality detection circuit 101 for detection. No detection current is output from the terminal 27.

以上説明した異常検出回路101の動作を纏めると次述する如くとなる。
すなわち、負荷駆動回路102が負荷駆動してない状態にあって、スイッチ付定電流源10がOFFで定電流が流れていない状態にある場合、異常検出回路101は、天絡のみを検知して検出電流を出力するが、負荷30が正常に接続されている場合と負荷開放及び地絡については検出電流を出力しない。
The operation of the abnormality detection circuit 101 described above can be summarized as described below.
That is, when the load drive circuit 102 is not load-driven and the constant current source 10 with a switch is OFF and the constant current is not flowing, the abnormality detection circuit 101 detects only the ceiling fault. The detection current is output, but the detection current is not output when the load 30 is normally connected and when the load is released and the ground fault occurs.

次に、負荷駆動回路102が負荷駆動している場合について以下説明する。
なお、以下の説明においては、負荷駆動回路102が負荷駆動している場合、電源端子25と出力端子26間は、出力トランジスタ21により低インピーダンスになっており、スイッチ付定電流源10が出力する定電流は、出力端子26の状態にほとんど影響を与えないので、負荷駆動回路102が負荷駆動している場合のスイッチ付定電流源10の動作についてON、OFFのいずれかを特定せずに記することとする。
Next, the case where the load drive circuit 102 is load-driven will be described below.
In the following description, when the load drive circuit 102 is load driven, the output transistor 21 has a low impedance between the power supply terminal 25 and the output terminal 26, and the constant current source 10 with a switch outputs the output. Since the constant current has almost no effect on the state of the output terminal 26, the operation of the constant current source 10 with a switch when the load drive circuit 102 is load-driven is described without specifying either ON or OFF. I decided to.

まず、負荷駆動回路102がON(負荷駆動の実行状態)、スイッチ付定電流源10がON又はOFFで、負荷30が正常に接続されている場合について説明する。
この場合、出力トランジスタ21がONして電源端子25と出力端子26間は低インピーダンスとなるため、負荷30へは電源電圧VCCの印加による電流が流れる。
First, a case where the load drive circuit 102 is ON (load drive execution state), the constant current source 10 with a switch is ON or OFF, and the load 30 is normally connected will be described.
In this case, since the output transistor 21 is turned on and the impedance between the power supply terminal 25 and the output terminal 26 becomes low, a current due to the application of the power supply voltage VCS flows to the load 30.

そして、出力端子26は、出力ランジスタ21のON抵抗の積となる電圧降下分だけ電源電圧VCCより低い電位となる。
異常検出回路101には、検出回路用第1のトランジスタ1のゲート・ソース間電圧Vgs=0V時の飽和電流に相当する電流が、出力端子26から第1のダイオード11に流入する。この電流は、検出回路用第2及び第3トランジスタ2,3による第1のカレントミラー回路によってカレントミレーされ、その結果、検出回路用第3のトランジスタ3のドレインから検出端子27に検出電流が出力されることとなる。
Then, the output terminal 26 has a potential lower than the power supply voltage VCS by the amount of the voltage drop which is the product of the ON resistance of the output ranger 21.
In the abnormality detection circuit 101, a current corresponding to the saturation current when the gate-source voltage Vgs = 0V of the first transistor 1 for the detection circuit flows into the first diode 11 from the output terminal 26. This current is current mirrored by the first current mirror circuit by the second and third transistors 2 and 3 for the detection circuit, and as a result, the detection current is output from the drain of the third transistor 3 for the detection circuit to the detection terminal 27. Will be done.

次に、負荷駆動回路102がON、スイッチ付定電流源10がON又はOFFで、負荷開放の場合について説明する。
この場合、出力トランジスタ21がONして電源端子25と出力端子26間は低インピーダンスとなるが、負荷開放状態であるため、負荷30を経由してグランドに電流は流れない。
また、出力トランジスタ21は、ONとなることでゲート電位がソース電位よりも高くなっているため、出力端子26からゲートドライブ回路22を経由して電流が流れることもない。
Next, a case where the load drive circuit 102 is ON, the constant current source 10 with a switch is ON or OFF, and the load is released will be described.
In this case, the output transistor 21 is turned on and the impedance between the power supply terminal 25 and the output terminal 26 becomes low, but since the load is open, no current flows to the ground via the load 30.
Further, since the gate potential of the output transistor 21 is higher than the source potential when it is turned ON, no current flows from the output terminal 26 via the gate drive circuit 22.

それ故、異常検出回路101のみに、検出回路用第1のトランジスタ1のゲート・ソース間電圧Vgs=0V時の飽和電流に相当する電流が、出力端子26から第1のダイオード11に流入する。この電流は、検出回路用第2及び第3トランジスタ2,3による第1のカレントミラー回路によってカレントミラーされ、その結果、検出回路用第3のトランジスタ3のドレインから検出端子27に検出電流が出力されることとなる。 Therefore, only in the abnormality detection circuit 101, a current corresponding to the saturation current when the gate-source voltage Vgs = 0V of the first transistor 1 for the detection circuit flows into the first diode 11 from the output terminal 26. This current is currently mirrored by the first current mirror circuit by the second and third transistors 2 and 3 for the detection circuit, and as a result, the detection current is output from the drain of the third transistor 3 for the detection circuit to the detection terminal 27. Will be done.

次に、負荷駆動回路102がON、スイッチ付定電流源10がON又はOFFで、出力端子26が天絡している場合について説明する。
この場合、出力端子26の電位は、電源電圧VCCとほぼ等しい電圧になり、異常検出回路101には、検出回路用第1のトランジスタ1のゲート・ソース間電圧Vgs=0V時の飽和電流に相当する電流が、出力端子26から第1のダイオード11に流入する。この電流は、検出回路用第2及び第3トランジスタ2,3による第1のカレントミラー回路によってカレントミラーされ、その結果、検出回路用第3のトランジスタ3のドレインから検出端子27に検出電流が出力されることとなる。
Next, a case where the load drive circuit 102 is ON, the constant current source 10 with a switch is ON or OFF, and the output terminal 26 is entwined will be described.
In this case, the potential of the output terminal 26 becomes substantially equal to the power supply voltage VCS, and the abnormality detection circuit 101 corresponds to the saturation current when the gate-source voltage Vgs = 0V of the first transistor 1 for the detection circuit. The current flows from the output terminal 26 to the first diode 11. This current is currently mirrored by the first current mirror circuit by the second and third transistors 2 and 3 for the detection circuit, and as a result, the detection current is output from the drain of the third transistor 3 for the detection circuit to the detection terminal 27. Will be done.

次に、負荷駆動回路102がON、スイッチ付定電流源10がON又はOFFで、出力端子26が地絡している場合について説明する。
この場合、出力端子26は、グランド電位となる。
また、出力トランジスタ21はONしており、かつ、ドレイン・ソース間には、電源電圧VCC・グランド間の電圧が印加されるため飽和領域で動作することとなる。
しかし、出力トランジスタ21の電流は、直接グランドに流れてしまうため、異常検出回路101には電流の流入は無く、検出電流は流れない。
Next, a case where the load drive circuit 102 is ON, the constant current source 10 with a switch is ON or OFF, and the output terminal 26 has a ground fault will be described.
In this case, the output terminal 26 becomes the ground potential.
Further, since the output transistor 21 is ON and the voltage between the power supply voltage VCC and the ground is applied between the drain and the source, the output transistor 21 operates in the saturation region.
However, since the current of the output transistor 21 flows directly to the ground, no current flows into the abnormality detection circuit 101, and no detection current flows.

図6には、上述した各動作状態における真理値表が示されており、以下、その内容について、同図を参照しつつ説明する。
まず、負荷駆動回路102がOFF、スイッチ付定電流源10がOFFの場合、出力端子26が天絡した場合のみ検出電流が流れる。すなわち、負荷駆動回路102がOFF状態において、常時電流を流すことなく、出力端子26の天絡を監視、検出が可能である(図6(1)の行参照)。
FIG. 6 shows a truth table for each of the above-mentioned operating states, and the contents thereof will be described below with reference to the same figure.
First, when the load drive circuit 102 is OFF and the constant current source 10 with a switch is OFF, the detection current flows only when the output terminal 26 is entangled. That is, when the load drive circuit 102 is in the OFF state, the ceiling of the output terminal 26 can be monitored and detected without constantly passing a current (see the line of FIG. 6 (1)).

また、負荷駆動回路102がOFF、スイッチ付定電流源10がONの場合、出力端子26が天絡又は負荷開放となった場合に検出電流が流れ、出力端子26の天絡と負荷開放の監視、検出が可能となっている(図6(2)の行参照)。
すなわち、負荷駆動回路102がOFF状態にあって、スイッチ付定電流源10を時系列にON状態、OFF状態と交互に切り替えることで、出力端子26の天絡と負荷開放を区別した異常検出が可能である。
Further, when the load drive circuit 102 is OFF and the constant current source 10 with a switch is ON, a detection current flows when the output terminal 26 has a crown or the load is released, and the top fault of the output terminal 26 and the load release are monitored. , Detection is possible (see line in FIG. 6 (2)).
That is, when the load drive circuit 102 is in the OFF state and the constant current source 10 with a switch is alternately switched between the ON state and the OFF state in chronological order, abnormality detection that distinguishes between the ceiling of the output terminal 26 and the load release can be detected. It is possible.

また、負荷駆動回路102がONの場合は、スイッチ付定電流源10がONかOFFかに関わらず、出力端子26が地絡している場合にのみ検出電流が流れないので、この事象に基づいて出力端子26の地絡検出が可能である(図6(3)の行参照)。
さらに、負荷駆動回路102による負荷駆動開始前に、スイッチ付定電流源10を時系列にON状態とOFF状態に交互に切り替えることで、天絡と負荷開放の判定をし(図6(1)の行及び(2)の行参照)、しかる後に、負荷駆動を開始することで、天絡と負荷開放と地絡を区別して判定することができる。
Further, when the load drive circuit 102 is ON, the detection current does not flow only when the output terminal 26 has a ground fault regardless of whether the constant current source 10 with a switch is ON or OFF. Therefore, based on this event. It is possible to detect a ground fault at the output terminal 26 (see the line in FIG. 6 (3)).
Further, before the load drive by the load drive circuit 102 is started, the constant current source 10 with a switch is alternately switched between the ON state and the OFF state in chronological order to determine the tentacle and the load release (FIG. 6 (1)). (Refer to the line of (2) and (2)), and then, by starting the load drive, it is possible to distinguish between the ceiling fault, the load release, and the ground fault.

次に、本発明の実施の形態における異常検出回路の第2の回路構成例について、図2を参照しつつ説明する。
なお、図1に示された回路構成例における構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略し、以下、異なる点を中心に説明する。
この第2の回路構成例における異常検出回路101Aは、先の図1に示された第1の回路構成例における第1のダイオード11と検出回路用第1のトランジスタ1の間に、第2のダイオード(図2においては「D2」と表記)12が挿入されると共に、検出回路用第1及び第2のトランジスタ1,2の間に、第3のダイオード(図2においては「D3」と表記)13が挿入された構成を有するものである。
Next, a second circuit configuration example of the abnormality detection circuit according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The same components as those in the circuit configuration example shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, detailed description thereof will be omitted, and different points will be mainly described below.
The abnormality detection circuit 101A in the second circuit configuration example has a second circuit between the first diode 11 and the first transistor 1 for the detection circuit in the first circuit configuration example shown in FIG. A diode (denoted as "D2" in FIG. 2) 12 is inserted, and a third diode (denoted as "D3" in FIG. 2) is inserted between the first and second transistors 1 and 2 for the detection circuit. ) 13 has an inserted configuration.

すなわち、第1のダイオード11のカソードには、第2のダイオード12のアノードが接続され、第2のダイオード12のカソードは、検出回路用第1のトランジスタ1のドレインに接続されている。
また、検出回路用第1のトランジスタ1のソースには、第3のダイオード13のアノードが接続され、第3のダイオード13のカソードは、検出回路用第2のトランジスタ2のドレインに接続されている。
That is, the anode of the second diode 12 is connected to the cathode of the first diode 11, and the cathode of the second diode 12 is connected to the drain of the first transistor 1 for the detection circuit.
Further, the anode of the third diode 13 is connected to the source of the first transistor 1 for the detection circuit, and the cathode of the third diode 13 is connected to the drain of the second transistor 2 for the detection circuit. ..

かかる構成においては、検出端子27に検出電流が流れ始める際の出力端子26の電圧を高くすることができる。
図1に示された第1の回路構成例の場合、検出電流が流れ始める際の出力端子26の電圧と異常検出回路101の主要部な素子の電圧との関係は、先に述べたように式1で表されるが、この第2の回路構成例においては、下記する式2で表される関係となる。
In such a configuration, the voltage of the output terminal 26 when the detection current starts to flow through the detection terminal 27 can be increased.
In the case of the first circuit configuration example shown in FIG. 1, the relationship between the voltage of the output terminal 26 when the detection current starts to flow and the voltage of the main element of the abnormality detection circuit 101 is as described above. It is represented by Equation 1, but in this second circuit configuration example, the relationship is represented by Equation 2 below.

VOUT>VD1+VD2+VE1+VD3+Vt2+VE2・・・式2 VOUT> VD1 + VD2 + VE1 + VD3 + Vt2 + VE2 ... Equation 2

ここで、VD2は、第2のダイオード12の順方向電圧、VD3は、第3のダイオード13の順方向電圧である。
すなわち、第2の回路構成例の場合、異常検出回路101Aが負荷開放や天絡を検出する際の出力端子26の電圧の閾値は、先の第1の回路構成例に比して、ダイオード2素子分の順方向電圧だけ高くなる。
Here, VD2 is the forward voltage of the second diode 12, and VD3 is the forward voltage of the third diode 13.
That is, in the case of the second circuit configuration example, the threshold value of the voltage of the output terminal 26 when the abnormality detection circuit 101A detects the load release or the crown is the diode 2 as compared with the first circuit configuration example. The forward voltage of the element increases.

なお、ダイオードを挿入する位置は、図2に示されたように、第1のダイオード11と検出回路用第1のトランジスタ1との間、又は、検出回路用第1のトランジスタ1と検出回路用第2のトランジスタ2の間であるが、挿入するダイオードの数は、合計で1であっても、また、複数個であっても、いずれでも良い。
かかる第2の回路構成例の回路動作は、負荷開放や天絡を検出する際の出力端子26の電圧の閾値が異なる以外は、基本的には第1の回路構成例と同様であるので、ここでの再度の詳細な説明は省略することとする。
As shown in FIG. 2, the position where the diode is inserted is between the first diode 11 and the first transistor 1 for the detection circuit, or between the first transistor 1 for the detection circuit and the detection circuit. Between the second transistors 2, the number of diodes to be inserted may be one in total, or may be plural or any.
The circuit operation of the second circuit configuration example is basically the same as that of the first circuit configuration example except that the voltage threshold value of the output terminal 26 when detecting load release or ceiling fault is different. The detailed description here will be omitted again.

次に、本発明の実施の形態における異常検出回路の第3の回路構成例について、図3を参照しつつ説明する。
なお、図1、図2に示された回路構成例における構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略し、以下、異なる点を中心に説明する。
この第3の回路構成例における異常検出回路101Bは、先の図1に示された第1の回路構成例における検出回路用第1のトランジスタ1と検出回路用第2のトランジスタ2との間に、抵抗器(図3においては「R1」と表記)15を設けた構成を有するものである。
Next, a third circuit configuration example of the abnormality detection circuit according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The components that are the same as the components in the circuit configuration examples shown in FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals, detailed description thereof will be omitted, and the differences will be mainly described below. ..
The abnormality detection circuit 101B in the third circuit configuration example is located between the first transistor 1 for the detection circuit and the second transistor 2 for the detection circuit in the first circuit configuration example shown in FIG. , A resistor (denoted as "R1" in FIG. 3) 15 is provided.

すなわち、検出回路用第1のトランジスタ1のソースには、抵抗器15の一端が接続され、抵抗器15の他端は、検出回路用第2のトランジスタ2のドレインに接続されている。
このように抵抗器15を挿入することで、異常検出回路101Bの検出端子27に検出電流が流れ始める際の出力端子26の電圧を高くすることが可能となる。
図1に示された第1の回路構成例の場合、検出電流が流れ始める際の出力端子26の電圧と異常検出回路101の主要部な素子の電圧との関係は、先に述べたように式1で表されるが、この第3の回路構成例においては、下記する式3で表される関係となる。
That is, one end of the resistor 15 is connected to the source of the first transistor 1 for the detection circuit, and the other end of the resistor 15 is connected to the drain of the second transistor 2 for the detection circuit.
By inserting the resistor 15 in this way, it is possible to increase the voltage of the output terminal 26 when the detection current starts to flow in the detection terminal 27 of the abnormality detection circuit 101B.
In the case of the first circuit configuration example shown in FIG. 1, the relationship between the voltage of the output terminal 26 when the detection current starts to flow and the voltage of the main element of the abnormality detection circuit 101 is as described above. Although it is represented by Equation 1, in this third circuit configuration example, the relationship is represented by Equation 3 below.

VOUT>VD1+VE1+R1×ID1+Vt2+VE2・・・式3 VOUT> VD1 + VE1 + R1 x ID1 + Vt2 + VE2 ... Equation 3

ここで、ID1は、出力端子26から第1のダイオード11に流入する電流とする。
結局、この第3の回路構成例では、異常検出回路101Bが負荷開放や天絡を検出する出力端子26の電圧の閾値が、第1の回路構成例に比して、抵抗器15により生ずる電圧降下分高くなる。
Here, ID1 is a current flowing from the output terminal 26 into the first diode 11.
After all, in this third circuit configuration example, the threshold value of the voltage of the output terminal 26 in which the abnormality detection circuit 101B detects the load release or the ceiling is the voltage generated by the resistor 15 as compared with the first circuit configuration example. It will be higher by the amount of descent.

なお、抵抗器15を挿入する位置は、図3に示された例に限定される必要はなく、例えば、出力端子26と第1のダイオード11の間、第1のダイオード11と検出回路用第1のトランジスタ1の間、検出回路用第1のトランジスタ1と検出回路用第2のトランジスタ2の間のいずれかであれば良い。 The position where the resistor 15 is inserted does not have to be limited to the example shown in FIG. 3, for example, between the output terminal 26 and the first diode 11, the first diode 11 and the first diode 11 for the detection circuit. It may be any one between the transistor 1 of 1 and the first transistor 1 for the detection circuit and the second transistor 2 for the detection circuit.

かかる第3の回路構成例の回路動作は、負荷開放や天絡を検出する際の出力端子26の電圧の閾値が異なる以外は、基本的には第1の回路構成例と同様であるので、ここでの再度の詳細な説明は省略することとする。 The circuit operation of the third circuit configuration example is basically the same as that of the first circuit configuration example except that the voltage threshold value of the output terminal 26 when detecting load release or ceiling fault is different. The detailed description here will be omitted again.

次に、本発明の実施の形態における異常検出回路の第4の回路構成例について、図4を参照しつつ説明する。
なお、図1乃至図3のいずれかの回路構成例における構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略し、以下、異なる点を中心に説明する。
第4の回路構成例における異常検出回路101Cは、先の図1に示された第1の回路構成例におけるスイッチ付定電流源10に代えて後述するように構成されたスイッチ付定電流源10Aを用いる構成としたものである。
Next, a fourth circuit configuration example of the abnormality detection circuit according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The components that are the same as the components in any of the circuit components of FIGS. 1 to 3 are designated by the same reference numerals, detailed description thereof will be omitted, and the differences will be mainly described below. ..
The abnormality detection circuit 101C in the fourth circuit configuration example is a constant current source 10A with a switch configured as described later in place of the constant current source 10 with a switch in the first circuit configuration example shown in FIG. It is configured to use.

スイッチ付定電流源10Aは、定電流源用第1乃至第4のトランジスタ(図4においては、それぞれ「Qcc1」、「Qcc2」、「Qcc3」、「Qcc4」と表記)5〜8を用いて構成されている。
本発明の実施の形態において、定電流源用第1及び第2のトランジスタ5,6には、PチャンネルMOSFETが、定電流源用第3のトランジスタ7には、ディプレッション型のNチャンネルMOSFETが、定電流源用第4のトランジスタ8には、NチャンネルMOSFETが、それぞれ用いられている。
The constant current source 10A with a switch uses the first to fourth transistors for the constant current source (indicated as "Qcc1", "Qcc2", "Qcc3", and "Qcc4" in FIG. 4, respectively) 5 to 8. It is configured.
In the embodiment of the present invention, the first and second transistors 5 and 6 for the constant current source are equipped with P-channel MOSFETs, and the third transistor 7 for the constant current source is provided with a compression type N-channel MOSFET. N-channel MOSFETs are used for the fourth transistor 8 for the constant current source.

以下、スイッチ付定電流源10Aの具体的な構成について説明する。
まず、定電流源用第1及び第2のトランジスタ5,6は第2のカレントミラー回路を構成しており、定電流源用第2のトランジスタ6が入力段、定電流源用第1のトランジスタ5が出力段となるように次述するように接続されて構成されている。
Hereinafter, a specific configuration of the constant current source 10A with a switch will be described.
First, the first and second transistors 5 and 6 for the constant current source form a second current mirror circuit, and the second transistor 6 for the constant current source is the input stage and the first transistor for the constant current source. 5 is connected and configured as described below so as to be an output stage.

定電流源用第1のトランジスタ5と定電流源用第2のトランジスタ6は、ソースが相互に接続されて電源端子25に接続される一方、定電流源用第1のトランジスタ5のドレインは、第1のダイオード11のアノードに、定電流源用第2のトランジスタ6のドレインは、定電流源用第3のトランジスタ7のドレインに、それぞれ接続されている。 The sources of the first transistor 5 for the constant current source and the second transistor 6 for the constant current source are connected to each other and connected to the power supply terminal 25, while the drain of the first transistor 5 for the constant current source is The drain of the second transistor 6 for the constant current source is connected to the anode of the first diode 11 to the drain of the third transistor 7 for the constant current source.

また、定電流源用第1のトランジスタ5と定電流源用第2のトランジスタ6は、ゲートが相互に接続されると共に、定電流源用第2のトランジスタ6のドレインと接続されている。ここで、定電流源用第2のトランジスタ6は、いわゆるダイオード接続された状態となっている。 Further, the gates of the first transistor 5 for the constant current source and the second transistor 6 for the constant current source are connected to each other, and are also connected to the drain of the second transistor 6 for the constant current source. Here, the second transistor 6 for the constant current source is in a so-called diode-connected state.

定電流源用第3のトランジスタ7は、ゲートとソースが相互に接続されると共に、定電流源用第4のトランジスタ8のドレインに接続されており、定電流源用第4のトランジスタ8のソースは、グランドに接続されている。
また、定電流源用第4のトランジスタ8のゲートは、制御信号印加端子(図4においては「EN」と表記)28に接続されている。
The gate and the source of the third transistor 7 for the constant current source are connected to each other and are connected to the drain of the fourth transistor 8 for the constant current source, so that the source of the fourth transistor 8 for the constant current source is connected. Is connected to the ground.
Further, the gate of the fourth transistor 8 for the constant current source is connected to the control signal application terminal (denoted as “EN” in FIG. 4) 28.

かかる構成においては、制御信号印加端子28に外部から制御信号として、論理値Highに相当する電圧が入力されると、定電流源用第4のトランジスタ8はON状態となり、定電流源用第3のトランジスタ7は定電流源として機能し、ゲート・ソース間電圧0Vに相当する飽和電流が流れる。
定電流源用第3のトランジスタ7に流れる飽和電流は、定電流源用第1及び第2のトランジスタ5,6で構成される第2のカレントミラー回路により定電流源用第1のトランジスタ5へカレントミラーされる。その結果、出力端子26には、定電流源用第3のトランジスタ7の飽和電流に比例した電流が流れる。
In such a configuration, when a voltage corresponding to the logical value High is input to the control signal application terminal 28 as a control signal from the outside, the fourth transistor 8 for the constant current source is turned on, and the third transistor 8 for the constant current source is turned on. The transistor 7 functions as a constant current source, and a saturation current corresponding to a gate-source voltage of 0 V flows through the transistor 7.
The saturation current flowing through the third transistor 7 for the constant current source is transferred to the first transistor 5 for the constant current source by the second current mirror circuit composed of the first and second transistors 5 and 6 for the constant current source. Current mirrored. As a result, a current proportional to the saturation current of the third transistor 7 for a constant current source flows through the output terminal 26.

一方、制御信号印加端子28に制御信号として、論理値Lowに相当する電圧が入力された場合、定電流源用第4のトランジスタ8はOFF状態となって定電流源用第3のトランジスタ7には電流が流れないため、定電流源用第1のトランジスタ5から出力端子26に電流は流れない。
このように、第4の回路構成例におけるスイッチ付定電流源10Aは、制御信号印加端子28の電圧を制御することで、電源電圧VCCから出力端子26に電流を供給するスイッチ付の定電流源として機能する。
On the other hand, when a voltage corresponding to the logical value Low is input to the control signal application terminal 28 as a control signal, the fourth transistor 8 for the constant current source is turned off and the third transistor 7 for the constant current source is turned off. Since no current flows through the current, no current flows from the first transistor 5 for the constant current source to the output terminal 26.
As described above, the constant current source 10A with a switch in the fourth circuit configuration example is a constant current source with a switch that supplies a current from the power supply voltage VCS to the output terminal 26 by controlling the voltage of the control signal application terminal 28. Functions as.

かかる第4の回路構成例の回路動作は、上述したように半導体素子から構成されたスイッチ付定電流源10Aを用いる構成とした点を除けば、基本的には第1の回路構成例と同様であるので、ここでの再度の詳細な説明は省略することとする。 The circuit operation of the fourth circuit configuration example is basically the same as that of the first circuit configuration example, except that the constant current source 10A with a switch composed of semiconductor elements is used as described above. Therefore, the detailed description here will be omitted again.

次に、本発明の実施の形態における異常検出回路の第5の回路構成例について、図5を参照しつつ説明する。
なお、図1乃至図4のいずれかの回路構成例における構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略し、以下、異なる点を中心に説明する。
この第5の回路構成例における異常検出回路101Dは、図1に示された回路構成例の異常検出回路101において第1のカレントミラー回路を構成する検出回路用第2のトランジスタ2と検出回路用第3のトランジスタ3のゲートとグランドとの間に、検出回路用第4のトランジスタ4を設けて、検出回路用第2及び第3のトランジスタ2,3により構成されるカレントミラー回路の動作を外部からの制御信号に応じてオン・オフ可能とした構成を有するものである。
Next, a fifth circuit configuration example of the abnormality detection circuit according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The components that are the same as the components in any of the circuit components of FIGS. 1 to 4 are designated by the same reference numerals, detailed description thereof will be omitted, and the differences will be mainly described below. ..
The abnormality detection circuit 101D in the fifth circuit configuration example is the second transistor 2 for the detection circuit and the detection circuit for forming the first current mirror circuit in the abnormality detection circuit 101 of the circuit configuration example shown in FIG. A fourth transistor 4 for the detection circuit is provided between the gate and the ground of the third transistor 3, and the operation of the current mirror circuit composed of the second and third transistors 2 and 3 for the detection circuit is externally operated. It has a configuration that can be turned on and off according to a control signal from.

以下、具体的な回路構成について説明する。
本発明の実施の形態において、検出回路用第4のトランジスタ4には、NチャンネルMOSFETが用いられている。
検出回路用第4のトランジスタ4のドレインは、検出回路用第2及び第3のトランジスタ2,3のゲートに接続される一方、ソースはグランドに接続されている。
また、検出回路用第4のトランジスタ4のゲートは、制御信号印加端子28に印加されている。
Hereinafter, a specific circuit configuration will be described.
In the embodiment of the present invention, an N-channel MOSFET is used for the fourth transistor 4 for the detection circuit.
The drain of the fourth transistor 4 for the detection circuit is connected to the gates of the second and third transistors 2 and 3 for the detection circuit, while the source is connected to the ground.
Further, the gate of the fourth transistor 4 for the detection circuit is applied to the control signal application terminal 28.

かかる構成においては、負荷駆動回路102が負荷駆動していない状態では、制御信号印加端子28には、論理値Lowに相当する制御信号を常時印加しておき、検出回路用第4のトランジスタ4をOFF状態とさせておくことで、検出回路用第2及び第3のトランジスタ2,3により構成されるカレントミラー回路を、第1の回路構成例における同カレントミラー回路と同一の回路状態として、同一の動作を得ることができる。 In such a configuration, when the load drive circuit 102 is not load-driven, a control signal corresponding to the logical value Low is constantly applied to the control signal application terminal 28, and the fourth transistor 4 for the detection circuit is inserted. By turning it off, the current mirror circuit composed of the second and third transistors 2 and 3 for the detection circuit is set to the same circuit state as the current mirror circuit in the first circuit configuration example. You can get the operation of.

また、負荷駆動回路102が負荷駆動している状態において、同様に制御信号印加端子28に論理値Lowに相当する制御信号を常時印加した場合も、上述したように検出回路用第2及び第3のトランジスタ2,3により構成される第1のカレントミラー回路を、第1の回路構成例における同カレントミラー回路と同一の回路状態として、同一の動作を得ることができる。
すなわち、この第5の回路構成例では、負荷駆動回路102がOFF時には、制御信号印加端子28に常時論理値Lowの制御信号を印加して使用することで、第1の回路構成例と同一の機能を実現することができる。
Further, even when the control signal corresponding to the logical value Low is constantly applied to the control signal application terminal 28 in the state where the load drive circuit 102 is load-driven, the second and third detection circuits are used as described above. The same operation can be obtained by setting the first current mirror circuit composed of the transistors 2 and 3 in the same circuit state as the current mirror circuit in the first circuit configuration example.
That is, in this fifth circuit configuration example, when the load drive circuit 102 is OFF, the control signal of the logical value Low is constantly applied to the control signal application terminal 28 and used, which is the same as the first circuit configuration example. The function can be realized.

一方、負荷駆動回路102が負荷駆動している状態において、制御信号印加端子28に論理値Highに相当する制御信号を常時印加した場合は、検出回路用第4のトランジスタ4がON状態となり、検出回路用第2及び第3のトランジスタ2,3のゲートがグランドに短絡された状態となる。そのため、出力端子26から第1のダイオード11に電流が流入しても、検出回路用第1のトランジスタ1と検出回路用第4のトランジスタ4を経由してグランドに流れてしまうため、検出端子27を介して検出回路用第3のトランジスタ3のドレインからの電流は出力されない。
すなわち、この第5の回路構成例では、負荷駆動回路102が負荷駆動している状態で、制御信号印加端子28に論理値Highの制御信号を常時印加することで、異常検出回路101Dは機能無効の状態となる。
On the other hand, when the load drive circuit 102 is load-driven and a control signal corresponding to the logical value High is constantly applied to the control signal application terminal 28, the fourth transistor 4 for the detection circuit is turned on and detected. The gates of the second and third transistors 2 and 3 for the circuit are short-circuited to the ground. Therefore, even if a current flows from the output terminal 26 to the first diode 11, the current flows to the ground via the first transistor 1 for the detection circuit and the fourth transistor 4 for the detection circuit, so that the detection terminal 27 The current from the drain of the third transistor 3 for the detection circuit is not output via.
That is, in this fifth circuit configuration example, the abnormality detection circuit 101D is invalidated by constantly applying the control signal of the logical value High to the control signal application terminal 28 while the load drive circuit 102 is load-driven. It becomes the state of.

このように、第5の回路構成例における異常検出回路101Dは、制御信号印加端子28の電圧制御によって負荷駆動されていない状態では、異常検出回路101Dの機能を使用し、負荷駆動されている状態では、異常検出回路101Dを適宜無効として、例えば、別途用意した異常検出回路(図示せず)を機能させることが可能となる。 As described above, the abnormality detection circuit 101D in the fifth circuit configuration example uses the function of the abnormality detection circuit 101D and is load-driven when the load is not driven by the voltage control of the control signal application terminal 28. Then, the abnormality detection circuit 101D can be appropriately disabled to allow, for example, a separately prepared abnormality detection circuit (not shown) to function.

なお、本発明は、上述した各回路構成例に限定されるものではなく、例えば、本発明の実施の形態において、出力トランジスタ21にNチャンネルMOSFETを用いたが、PチャンネルMOSFETを用いて負荷駆動回路を構成しても良い。
また、本発明の実施の形態においては、第1のカレントミラー回路を構成する検出回路用第2及び第3のトランジスタ2,3や第2のカレントミラー回路を構成する定電流源用第1及び第2のトランジスタ5,6に、MOSFETを用いたが、バイポーラトランジスタを用いても良い。
The present invention is not limited to the above-described circuit configuration examples. For example, in the embodiment of the present invention, the N-channel MOSFET is used for the output transistor 21, but the load is driven by using the P-channel MOSFET. A circuit may be configured.
Further, in the embodiment of the present invention, the second and third transistors 2 and 3 for the detection circuit constituting the first current mirror circuit and the first and third transistors for the constant current source constituting the second current mirror circuit Although MOSFETs are used for the second transistors 5 and 6, bipolar transistors may be used.

負荷駆動回路が非動作状態における出力端子の天絡と負荷開放の低消費電流での信頼性の高い検出が所望される異常検出回路に適用できる。 It can be applied to an abnormality detection circuit in which highly reliable detection is desired with low current consumption of the output terminal and the load release when the load drive circuit is not operating.

1〜4…検出回路用第1乃至第4のトランジスタ
5〜8…定電流源用第1乃至第4のトランジスタ
11〜13…第1乃至第3のダイオード
10,10A…スイッチ付定電流源
1 to 4 ... 1st to 4th transistors for detection circuit 5 to 8 ... 1st to 4th transistors for constant current source 11 to 13 ... 1st to 3rd diodes 10, 10A ... Constant current source with switch

Claims (8)

出力トランジスタと、前記出力トランジスタの駆動制御を行うゲートドライブ回路とを有し、出力端子に接続された負荷を駆動可能に構成されてなる負荷駆動回路の前記出力端子における異常を検出する異常検出回路であって、
当該異常検出回路は、前記負荷駆動回路の電源電圧が印加される電源端子と出力端子の間にスイッチ付定電流源が接続され、当該スイッチ付定電流源は、定電流の出力の有無を制御可能とするスイッチを有して構成され、
前記出力端子には第1のダイオードのアノードが接続され、当該第1のダイオードのカソードには、ディプレッション型の検出回路用第1のトランジスタのドレインが接続され、前記検出回路用第1のトランジスタのゲートとソースは相互に接続されると共に、第1のカレントミラー回路の入力側に接続され、当該第1のカレントミラー回路の出力側に、異常検出の結果に応じた検出電流を出力可能に構成されてなることを特徴とする異常検出回路。
An abnormality detection circuit that has an output transistor and a gate drive circuit that controls the drive of the output transistor, and detects an abnormality in the output terminal of a load drive circuit that is configured to be able to drive a load connected to the output terminal. And
In the abnormality detection circuit, a constant current source with a switch is connected between a power supply terminal to which the power supply voltage of the load drive circuit is applied and an output terminal, and the constant current source with a switch controls the presence or absence of a constant current output. Configured with a switch that enables
The anode of the first diode is connected to the output terminal, and the drain of the first transistor for the compression type detection circuit is connected to the cathode of the first diode, so that the first transistor for the detection circuit is connected. The gate and source are connected to each other and connected to the input side of the first current mirror circuit, and the detection current according to the result of abnormality detection can be output to the output side of the first current mirror circuit. An abnormality detection circuit characterized by being made.
前記第1のダイオードから前記第1のカレントミラー回路の入力側に至る経路に、1つ又は複数個のダイオードを設けたことを特徴とする請求項1記載の異常検出回路。 The abnormality detection circuit according to claim 1, wherein one or a plurality of diodes are provided in the path from the first diode to the input side of the first current mirror circuit. 前記出力端子から前記第1のカレントミラー回路の入力側に至る経路に抵抗器を設けたことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の異常検出回路。 The abnormality detection circuit according to claim 1 or 2, wherein a resistor is provided in a path from the output terminal to the input side of the first current mirror circuit. 前記スイッチ付定電流源は、定電流源用第1及び第2のトランジスタにより構成された第2のカレントミラー回路を有し、前記第2のカレントミラー回路の出力側が前記電源端子と出力端子の間に位置せしめられる一方、前記第2のカレントミラー回路の入力側には、ダイオード接続状態とされて定電流素子として機能するディプレッション型のMOSトランジスタである定電流源用第3のトランジスタと、定電流源用第4のトランジスタが直列接続状態に設けられて、前記
定電流源用第4のトランジスタは、外部から印加される制御信号により、そのオン・オフが制御されて、前記第2のカレントミラー回路の出力側における電流の出力を制御可能に構成されてなることを特徴とする請求項1乃至請求項3いずれか記載の異常検出回路。
The constant current source with a switch has a second current mirror circuit composed of first and second transistors for the constant current source, and the output side of the second current mirror circuit is the power supply terminal and the output terminal. On the input side of the second current mirror circuit, there is a third transistor for a constant current source, which is a compression type MOS transistor that is connected to a diode and functions as a constant current element. A fourth current source transistor is provided in series, and the constant current source fourth transistor is turned on and off by a control signal applied from the outside, and the second current is controlled. The abnormality detection circuit according to any one of claims 1 to 3, wherein the output of the current on the output side of the mirror circuit can be controlled.
前記第1のカレントミラー回路を構成する2つのトランジスタの相互に接続されたゲートとグランドとを、外部から印加された制御信号に応じて短絡可能とする検出回路用第4のトランジスタを設けたことを特徴とする請求項1乃至請求項4いずれか記載の異常検出回路。 A fourth transistor for a detection circuit is provided so that the gate and ground of the two transistors constituting the first current mirror circuit can be short-circuited according to a control signal applied from the outside. The abnormality detection circuit according to any one of claims 1 to 4, wherein the abnormality detection circuit is characterized. 前記負荷駆動回路がオフ状態で負荷駆動が停止されている状態において、前記スイッチ付定電流源をオフ状態とすることで前記出力端子の天絡の有無の判定状態となり、当該判定終了直後に、前記スイッチ付定電流源をオン状態とすることで前記出力端子の負荷開放又は天絡の有無の判定状態となる一方、
前記負荷駆動回路がオン状態で負荷駆動が実行されている状態においては、前記スイッチ付定電流源のオン状態かオフ状態かに関わらず前記出力端子の地絡の有無の判定状態となることを特徴とする請求項1乃至請求項5いずれか記載の異常検出回路。
In a state where the load drive circuit is in the off state and the load drive is stopped, by turning off the constant current source with a switch, the presence / absence of a ceiling fault of the output terminal is determined, and immediately after the determination is completed, By turning on the constant current source with a switch, the load of the output terminal is released or the presence or absence of a tentacle is determined.
When the load drive circuit is on and the load drive is being executed, it is determined that the output terminal has a ground fault regardless of whether the constant current source with a switch is on or off. The abnormality detection circuit according to any one of claims 1 to 5, which is characterized.
前記負荷駆動回路がオフ状態で負荷駆動が停止されている状態において、前記スイッチ付定電流源をオフ状態とすることで前記出力端子の天絡の有無の判定状態となり、当該判定終了直後に、前記スイッチ付定電流源をオン状態とすることで前記出力端子の負荷開放又は天絡の有無の判定状態となり、この負荷開放又は天絡の有無の判定結果により、天絡と負荷開放を区別可能に構成されてなることを特徴とする請求項1乃至請求項5いずれか記載の異常検出回路。 In a state where the load drive circuit is in the off state and the load drive is stopped, by turning off the constant current source with a switch, the presence or absence of a ceiling fault of the output terminal is determined, and immediately after the determination is completed, By turning on the constant current source with a switch, the load of the output terminal is released or the presence or absence of a tentacle is determined, and the result of the determination of the load release or the presence or absence of a tentacle can distinguish between the load release and the load release. The abnormality detection circuit according to any one of claims 1 to 5, wherein the abnormality detection circuit is configured according to any one of claims 1 to 5. 前記負荷駆動回路がオフ状態で負荷駆動が停止されている状態において、前記スイッチ付定電流源をオフ状態とすることで前記出力端子の天絡の有無の判定状態となり、当該判定終了直後に、前記スイッチ付定電流源をオン状態とすることで前記出力端子の負荷開放又は天絡の有無の判定状態となり、この負荷開放又は天絡の有無の判定終了後、前記負荷駆動回路をオン状態で負荷駆動の実行状態とすることで、前記出力端子の地絡の有無の判定状態となり、この地絡の有無の判定結果により、天絡と負荷開放と地絡を区別可能に構成されてなることを特徴とする請求項1乃至請求項5いずれか記載の異常検出回路。 In a state where the load drive circuit is in the off state and the load drive is stopped, by turning off the constant current source with a switch, the presence or absence of a ceiling fault of the output terminal is determined, and immediately after the determination is completed, By turning on the constant current source with a switch, the load of the output terminal is released or the presence or absence of a tentacle is determined, and after the load release or the presence or absence of a tentacle is determined, the load drive circuit is turned on. By setting the load drive execution state, the presence / absence of a ground fault at the output terminal is determined, and the result of the determination of the presence / absence of the ground fault makes it possible to distinguish between a ceiling fault, a load release, and a ground fault. The abnormality detection circuit according to any one of claims 1 to 5.
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