JP2023125367A - load drive device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、負荷駆動装置に関する。 The present invention relates to a load driving device.
従来の負荷駆動装置としては、特許文献1に示される構成が開示されている。この構成では、DC-DCコンバータ(2)から電力を供給される負荷(1)が負荷駆動回路(7)によって駆動される。負荷(1)は、電力を供給されることで所定の動作を行う。
As a conventional load driving device, a configuration shown in
負荷(1)は、通常状態では上記のように供給された電力を消費しながら所定の動作を行うが、何らかの原因でショートやオープンが生じ、通常の動作を行えない状態に陥る場合がある。しかし、特許文献1では、そのような負荷の異常を検出する構成について詳しい開示がなされていない。
In a normal state, the load (1) performs a predetermined operation while consuming the supplied power as described above, but a short circuit or an open circuit may occur for some reason, and the load (1) may fall into a state where it cannot perform normal operations. However,
そこで本発明の目的とするところは、上述課題に着目し、より正確に負荷の異常を検出できる負荷駆動装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to address the above-mentioned problems and provide a load drive device that can more accurately detect abnormalities in a load.
上記目的を達成するため、本発明に係る負荷駆動装置は、
負荷を駆動する駆動端子を有するドライバと、
前記ドライバへ駆動制御信号を送信することで前記ドライバによる駆動動作を制御する制御部と、
前記負荷に異常が生じた場合に、前記制御部へ異常検出信号を出力する異常検出ラインと
を備え、
前記ドライバは、前記異常が生じることで前記駆動端子が異常状態になった場合に、前記駆動動作を第一の期間だけ停止し、その後再び駆動を行い
前記異常検出ラインは、前記異常検出信号を、前記第一の期間より長い第二の期間だけ遅延させて出力する。
In order to achieve the above object, the load driving device according to the present invention includes:
a driver having a drive terminal for driving a load;
a control unit that controls a drive operation by the driver by transmitting a drive control signal to the driver;
and an abnormality detection line that outputs an abnormality detection signal to the control unit when an abnormality occurs in the load,
The driver stops the driving operation for a first period when the drive terminal becomes abnormal due to the occurrence of the abnormality, and then performs the driving again. The abnormality detection line receives the abnormality detection signal. , the output is delayed by a second period that is longer than the first period.
本開示の負荷駆動装置は、以下に示される実施形態のように構成され得る。 The load driving device of the present disclosure may be configured as in the embodiments shown below.
[第一実施形態]
1-1.構成の説明
1-2.挙動の説明
[変形例]
[First embodiment]
1-1. Explanation of configuration 1-2. Explanation of behavior [Modified example]
[第一実施形態]
<1-1.構成の説明>
負荷駆動装置1は、例えば図1に示されるように構成される。負荷駆動装置1は、例えば車両や船舶、航空機、作業機といった移動体に搭載される。負荷駆動装置1は、例えば電源から電力供給を受けて動作し、接続された負荷に対して電力供給状態の制御(駆動動作)を行う。
[First embodiment]
<1-1. Configuration explanation>
The
負荷駆動装置1は、負荷2を介して電源3と電気的に接続され、電源3が負荷2へ行う電力供給を開始させるように駆動動作を行う。具体的には、負荷駆動装置1は、電源3から負荷2へと流れる電流をスイッチングする。負荷駆動装置1が駆動動作を行うと、負荷2には電流が流れる。すなわち、負荷2には電源3から電力が供給される。
The
例えば負荷駆動装置1は、駆動動作を行う場合、負荷2の低電圧側端子を比較的小さいインピーダンスでグラウンドへ接続することで、電流が電源3から負荷2へ流れ込む状態とする。負荷駆動装置1は、駆動動作を停止する場合、負荷2の低電圧側端子を比較的高いインピーダンス状態とすることで、電流が電源3から負荷2へ流れ込まない状態とする。
For example, when the
負荷2は、例えばスピーカーや電力機器(トランスやリレー)、光源(発光ダイオードや電球)等を適用可能である。電源3は、バッテリーなどを適用できる。電源3は、レギュレーターや変圧器等の種々の電力機器を介在して負荷2へ接続されてもよい。負荷2は、供給された電力に応じて、所定の動作を行う。
The
負荷駆動装置1は、移動体に備わる表示装置を兼ねてもよい。表示装置は、移動体に備わる種々の電子機器と接続され、移動体の動作状態情報、娯楽情報、移動体の外部の周辺環境情報(道路交通情報等)をユーザへ報知する装置である。負荷駆動装置1は、例えば車両搭載されるメータを兼ねている。メータは、車両に備わる計測機器や操作器具からの入力に応じて、ユーザへ報知するべく、各種表示器(電子ディスプレイや警告灯)に各種情報を表示する。
The
負荷駆動装置1は、ドライバ10、制御部20、異常検出ライン30を備える。
The
ドライバ10は、入力された駆動制御信号に基づいて電気的に接続された負荷への電力供給状態を制御する。ドライバ10は、例えば、スイッチ素子や遅延回路、インバータ回路等を備えたドライバICで構成される。すなわち、ドライバ10は負荷を駆動する。本開示では、ドライバ10は、駆動端子10a、駆動制御信号入力端子10b、ステータス信号出力端子10cを有する。
The driver 10 controls the power supply state to the electrically connected load based on the input drive control signal. The driver 10 is configured with a driver IC including, for example, a switch element, a delay circuit, an inverter circuit, and the like. That is, the driver 10 drives the load. In the present disclosure, the driver 10 has a
駆動端子10aは、負荷2に対して駆動ラインLiを介して接続され、ドライバ10の外部から入力された駆動制御信号に基づいて負荷2に対して電力供給状態の制御を行う。例えば本実施形態では、負荷2へ流れる電流量を調整することで、制御を行う。
The
駆動制御信号入力端子10bは、制御部20と接続され、ドライバ10が駆動動作を行うか否かを決定するための駆動制御信号が入力される端子である。例えば、駆動制御信号は、駆動端子による駆動動作と同調したパルス信号でもよい。駆動端子がPWM(パルス幅変調)制御を行う場合は、駆動制御信号は可変電位であってもよい。ドライバ10は、この可変電位に応じたデューティー比でPWM制御を行ってもよい。ドライバ10は駆動制御信号によって、駆動動作の程度を決定してもよい。
The drive control
ステータス信号出力端子10cは、制御部20と接続され、駆動端子の動作状態を示すステータス信号を出力する端子である。ステータス信号出力端子10cは、駆動端子10aの状態が正常であればロー、駆動端子10aの状態が異常であればハイ、を出力する。ステータス信号は制御部20へ入力される。
The status
ドライバ10は、ステータス信号で異常状態を示している間、駆動動作を停止する。この動作により、例えば負荷2にショートが起こっている場合には過大電流が生じることを防ぐ。なお、ドライバ10は、駆動端子10aの異常状態を検出してから、所定の期間だけ駆動動作を停止し、その後再び駆動動作を行う。この駆動動作を停止する期間をリトライ期間(第一の期間)とする。リトライ期間は、ドライバの構成によって種々の周期であり、試行ごとにも周期が異なる場合がある。
The driver 10 stops its driving operation while the status signal indicates an abnormal state. This operation prevents excessive current from occurring if, for example, a short circuit occurs in the
制御部20は、例えばマイクロコントローラからなり、CPU、メモリ(RAM、ROM)等を備える。CPUは、ROMに予め記憶された負荷駆動装置1の動作に必要なプログラムを読み出し、実行することで各部を制御する。特に、制御部20は、所定のプログラムに応じて、駆動制御信号を生成し、ドライバ10の駆動制御信号入力端子10bへ駆動制御信号を出力する。
The
制御部20は、ドライバ10の駆動動作を制御するに伴い、負荷2に何らかの異常が生じた場合は、この異常を検出できることが好ましい。そのため本開示では、制御部20は、駆動端子10aの動作状態を示すステータス信号をステータス信号出力端子10cから入力される。制御部20は、ステータス信号に元づいて、負荷2の異常を検出しても良い。
It is preferable that the
異常検出ライン30は、一方の端子を駆動ラインLi、他方の端子を制御部20へ接続する信号線である。異常検出ラインは、駆動ラインLiが異常であることを示す異常信号を、制御部20の異常検出信号入力端子20aへ伝送する。
The
異常検出ライン30は、駆動ラインLi(駆動端子10a)の電位が異常な場合に、リトライ期間の周期より長い期間(遅延期間、第二の期間)だけ遅らせて、異常検出信号を制御部20へと伝送する。異常検出ライン30が遅延期間を以て異常検出信号を伝送すると、ドライバ10のリトライ動作によりステータス信号が振動してしまう場合でも、異常検出信号は振動せず制御部20へ正確に駆動端子10aに生じる異常を制御部20へ伝達することができる。
異常検出ライン30の詳細な挙動については、節1-2にて説明される。
When the potential of the drive line Li (drive terminal 10a) is abnormal, the
The detailed behavior of the
異常検出ライン30は、抵抗31,32,33,36と、ダイオード34、コンデンサ35,シュミットトリガインバータ37で構成される。
The
抵抗31は、一方の端子を駆動ラインLi、他方の端子をケース接地に接続されるプルダウン抵抗である。したがって、抵抗値は比較的大きく、例えば100kΩ程度であると良い。抵抗31は、駆動ラインLiがオープンとなり電圧が不定の場合に、異常検出ライン30の電位をグラウンドへプルダウンする。
The
抵抗32は、制限抵抗であり、例えば10kΩ程度である。抵抗32は、ダイオード34やコンデンサ35に過大電流が流れることを防いだり、コンデンサ35の充電・放電を緩やかにしたりする。
The
抵抗33は、コンデンサ35の放電を緩やかにする抵抗であり、例えば100kΩ程度である。すなわち、抵抗33は、放電遅延抵抗である。
The
ダイオード34は、コンデンサ35の充電時に抵抗33へ電流が流れることで充電が緩やかになることを防ぐための充電促進整流素子である。
The
コンデンサ35は、駆動端子10aの状態の変化に対して異常検出信号入力端子20aの電位が遅れるために設けられるコンデンサである。コンデンサ35の静電容量は、例えば、0.22μF程度である。
The
抵抗36は、制限抵抗であり、シュミットトリガインバータ37に突入電流が入力されることを防止する。抵抗36の抵抗値は例えば10kΩ程度である。
The
シュミットトリガインバータ37は、コンデンサ35で変動が緩やかになった電位を、ハイかローのデジタル値としてマイコンへ入力するために設けられる。
The
<1-2 挙動の説明>
節1-1で説明されたように構成された負荷駆動装置1は、以下のように動作する。
<1-2 Description of behavior>
The
(ケースA)負荷2が通常状態の場合
図2を用いて、負荷2が通常状態の場合の負荷駆動装置1の動作を説明する。図2には4つのグラフが含まれており、それぞれ左に付された符号に対応する端子の電位がハイ(H)またはロー(L)で示されている。駆動制御信号入力端子10bの電位は、駆動制御信号を表す。ステータス信号出力端子10cの電位は、ステータス信号を表す。駆動端子10aの電位は、駆動信号を表す。異常検出信号入力端子20aの電位は、異常検出信号を表す。
(Case A) When the
(時点t10)
駆動動作が開始される前は、駆動制御信号はローである。この状態では、ドライバ10は駆動動作を行わず負荷2の両端子は同電位であるので、駆動信号もハイを示す。異常検出ライン30は、駆動ラインLiからの充電を受けてコンデンサ35がハイになり、その後シュミットトリガインバータ37によって値が反転するので、ローを示す。
(time t10)
Before the drive operation is started, the drive control signal is low. In this state, the driver 10 does not perform a driving operation and both terminals of the
(時点t11)
その後、駆動動作が開始されるために、駆動制御信号がハイへ立ち上がる。
(time t11)
Thereafter, the drive control signal rises to high to begin the drive operation.
(時点t12)
ドライバ10は、駆動制御信号の立ち上がりに応じて、ステータス信号及び駆動信号を切り替える。ステータス信号がハイであることは、ドライバ10が駆動動作を行っていることを意味する。駆動信号がローであることは、負荷2が駆動されていることを意味する。
(time t12)
The driver 10 switches the status signal and the drive signal in response to the rise of the drive control signal. A high status signal means that the driver 10 is performing a driving operation. The fact that the drive signal is low means that the
(時点t13)
その後、異常検出信号は、第二の期間だけ遅延して、ハイになる。これは、駆動端子10aがローになり、コンデンサ35の電荷が駆動端子10a側へ放電されることに起因する。放電されたコンデンサ35の端子はローを示し、シュミットトリガインバータ37によって値が反転するので、ハイを示す。
(time t13)
Thereafter, the abnormality detection signal goes high with a delay of a second period. This is because the
制御部20は、駆動信号をハイとして、所定の時間だけ遅延して異常検出信号がハイとなった場合に、駆動端子10aや負荷2が異常なく動作していると判定する。
The
(ケースB)負荷2が異常状態の場合
図3を用いて、負荷2が異常状態(例えばショート)の場合の負荷駆動装置1の動作を説明する。図3には図2と同様の電位や信号の状態が示されている。
(Case B) When the
(時点t20)
駆動動作が開始される前は、駆動制御信号はローである。この状態は図2の状態と相違がない。
(time t20)
Before the drive operation is started, the drive control signal is low. This state is no different from the state shown in FIG.
(時点t21)
その後、駆動動作が開始されるために、駆動制御信号がハイへ立ち上がる。ドライバ10は、この立ち上がりに応じて、その後ステータス信号及び駆動信号を切り替える。しかし、この場合の駆動信号は、負荷2がショートしているので、電位が電源3の電位から変わらずハイのままである。なお、ショートに因る過大電流や意図しないドライバ10の動作が発生する場合、駆動信号はハイ付近であるものの不安定な状態になる。したがって、図3に示される駆動信号の状態はあくまで一例である。
(time t21)
Thereafter, the drive control signal rises to high to begin the drive operation. The driver 10 then switches the status signal and drive signal in response to this rise. However, in this case, the potential of the drive signal remains high, unchanged from the potential of the power supply 3, since the
(時点t22)
その後、駆動信号がローにならないことを検出したドライバ10は、駆動動作の停止を意味するステータス信号をローとする。その後、第一の期間の周期を以て、駆動動作のリトライが実施される。
(time t22)
Thereafter, the driver 10 detecting that the drive signal does not go low sets the status signal, which means stopping the drive operation, to low. Thereafter, the drive operation is retried at the cycle of the first period.
(時点t23)
この場合、駆動ラインLiが常にハイを示すので、異常検出ライン30は充電がされ続け、異常検出信号はローのままである。
(time t23)
In this case, since the drive line Li always indicates high, the
(時点t24)
制御部20は、駆動制御信号をハイにして第二の期間が経過した時点t24であっても、異常検出信号がハイにならないことを受けて、駆動端子10aに異常が発生していると判定する。制御部20は、これを受けてドライバ10へ出力する駆動動作信号をローへ切り替えたり、接続される電子機器の動作を終了したりするなど、各種保護動作を実施することが望ましい。
(time t24)
The
制御部20が異常検出のために、振動するステータス信号を参照すると、振動のタイミングと制御部20の信号取り込みタイミングが一致せず、状態が定まらない。しかし、この実施形態のように、第二の期間だけ遅延させたことで信号が安定している異常検出信号に基づいて異常検出を行うと、制御部20の信号取り込みタイミングに影響を受けづらく、より正確に異常検出を行うことができる。
When the
[変形例]
なお、本発明の負荷駆動装置を上述した実施の形態の構成にて例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の構成においても、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良、並びに表示の変更が可能なことは勿論である。
[Modified example]
Although the load driving device of the present invention has been explained using the configuration of the above-described embodiment as an example, the present invention is not limited to this, and other configurations may be used without departing from the gist of the present invention. Of course, various improvements and changes in display are possible within the scope.
異常検出ライン30が図1のように構成される例が示された。しかし、異常検出ライン30の構成は、これに限られるものではなく、駆動ラインLi(駆動端子10a)の異常発生から第二の期間だけ遅延させて、異常検出信号を制御部20へ伝送する構成であればよい。
An example in which the
負荷駆動装置1は、ノイズやサージ等の公知の外乱に対して耐性を向上するために、保護回路や保護電気素子が追加されてもよい。
A protection circuit or a protection electric element may be added to the
また、ドライバ10や制御部20の各種信号の真値は、回路構成や用いられるIC等に応じて適宜変更されて良い。
Further, the true values of various signals of the driver 10 and the
1 負荷駆動装置
10 ドライバ
10a 駆動端子
10b 駆動制御信号入力端子
10c ステータス信号出力端子
20 制御部
20a 異常検出信号入力端子
30 異常検出ライン
31,32,33,36 抵抗
34 ダイオード
35 コンデンサ
37 シュミットトリガインバータ
2 負荷
3 電源
1 Load drive device 10
2 Load 3 Power supply
Claims (1)
前記ドライバへ駆動制御信号を送信することで前記ドライバによる駆動動作を制御する制御部と、
前記負荷に異常が生じた場合に、前記制御部へ異常検出信号を出力する異常検出ラインと
を備え、
前記ドライバは、前記異常が生じることで前記駆動端子が異常状態になった場合に、前記駆動動作を第一の期間だけ停止し、その後再び駆動を行い
前記異常検出ラインは、前記異常検出信号を、前記第一の期間より長い第二の期間だけ遅延させて出力する
負荷駆動装置。
a driver having a drive terminal for driving a load;
a control unit that controls a drive operation by the driver by transmitting a drive control signal to the driver;
and an abnormality detection line that outputs an abnormality detection signal to the control unit when an abnormality occurs in the load,
The driver stops the driving operation for a first period when the drive terminal becomes abnormal due to the occurrence of the abnormality, and then performs the driving again. The abnormality detection line receives the abnormality detection signal. , a load driving device that outputs the output after being delayed by a second period that is longer than the first period.
Priority Applications (1)
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JP2022029414A JP2023125367A (en) | 2022-02-28 | 2022-02-28 | load drive device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2022029414A JP2023125367A (en) | 2022-02-28 | 2022-02-28 | load drive device |
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JP2023125367A true JP2023125367A (en) | 2023-09-07 |
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JP2022029414A Pending JP2023125367A (en) | 2022-02-28 | 2022-02-28 | load drive device |
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Country | Link |
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2022
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