JP3028371B2 - パワートランジスタ及びこれにより制御される負荷の監視方法 - Google Patents

パワートランジスタ及びこれにより制御される負荷の監視方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、請求項１の上位概念に記載のパワートラン
ジスタ及びこれにより制御される負荷の監視方法に関す
る。
〔従来の技術〕
最近、いわゆる「インテリジエント」パワートランジ
スタが知られており、これらのパワートランジスタはそ
れ自体を、組み込まれたセンサ及び組み込まれた電子装
置によつて短絡、過電圧及び過熱から守ることができる
（ジーメンス社雑誌「素子25」（1987）５号）。
これらのトランジスタは、付加的にハウジング内に組
み込まれた監視装置を持つており、この監視装置は、許
容できない動作条件がある場合に、トランジスタを不導
通にする。これによつてパワートランジスタは破壊から
守られる。
いわゆる状態出力端を介して、更に、負荷の短絡又は
無負荷運転（遮断）があるかどうかをマイクロコンピュ
ータに通報することも可能である。
しかし負荷の不完全な短絡又はいわゆる分路、すなわ
ち小さすぎる抵抗は、一般に確認されない。この分路
は、例えば、負荷が長い接続導線を介して短絡されてい
る場合に、生ずる。このような欠陥は過大電流を生ぜし
め、この電流は僅かな時間の経過後にトランジスタ又は
負荷の過熱に至らせる。
しかし負荷のほかに最終トランジスタ自体も欠陥があ
ることもある。最終トランジスタが、トリガ信号により
不導通にされた状態においてそれにも拘らずいわゆる漏
れ電流を通す場合がそうである。この欠陥も、適当な対
策を講じることができるようにするために、漏れ電流が
許容できないほど高い値を超えた場合に、絶対に表示さ
れなければならない。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の基礎になっている課題は、マイクロプロセツ
サを使用してパワートランジスタ及びこれにより制御さ
れる負荷を速やかに監視する方法を提示することであ
る。
〔課題を解決するための手段〕
この課題は請求項１の特徴によって解決される。従属
請求項は本発明の有利な展開を示している。
〔実施例〕
図面に示された実施例について本発明を以下に詳細に
説明する。
第１図に、最終トランジスタ１又は負荷３の在来の状
態確認用回路が概略的に示されている。負荷３、この場
合は電磁弁のコイル、は最終トランジスタ１を介して電
池電圧＋UBを供給される。最終トランジスタ１は増幅回
路２の一部であり、この増幅回路は更に別の電子素子
（図示せず）を含んでいる。増幅回路２は、入力信号U
INを持つ導線５を介してマイクロプロセツサ４によりト
リガされる。トランジスタ１又は負荷３の状態は接続点
UAにおいて検出されかつ導線６を介して状態信号UStat
としてマイクロプロセツサ４へ送られる。
マイクロプロセツサ４はトリガ信号UINを状態信号U
Statと論理結合しかつそれから最終トランジスタ１及び
負荷３の状態を確認する。マイクロプロセツサの状態入
力端は高レベル信号又は低レベル信号を評価することが
でき、この場合、低レベル信号は例えば2Vより小さくな
ければならず、高レベル信号は例えば4Vより大きくなけ
ればならない。
電池電圧＋UBは例えば12Vである。導通状態の最終ト
ランジスタ１の抵抗は例えば0.25Ωである。負荷３の抵
抗は例えば15Ωである。
トランジスタ１の導通状態において電圧UAが4Vより大
きい状態電圧UStatを発生する場合、マイクロプロセツ
サは、負荷３が正常に違いないことを確認する。しかし
2Vより小さいUStatが発生される場合、マイクロプロセ
ツサは、負荷の短絡があるに違いないことを確認する。
トランジスタ１の不導通状態において状態信号UStat
が高レベル値を持つ場合、マイクロプロセツサは負荷３
の遮断（開かれた負荷）を確認し又はトランジスタが所
定の量を超えた場合にはトランジスタの漏れ電流を確認
する。
第１図による公知の回路の欠点は、例えば0.6Ωの値
の負荷３の分路が、電池により供給される大きい電流の
ために状態電圧UStatが高レベルのままであるから、回
路により確認されないということにある。従つて健全な
負荷３は、この負荷が大きすぎる電流をとるにも拘ら
ず、マイクロプロセツサに通報される。
これらの欠点は第２図による本発明の回路により取り
除かれる。この回路はパワートランジスタ１を含んでお
り、このパワートランジスタは電池電圧＋UBを供給さ
れ、負荷３を付勢する。入力信号UINは導線５を介して
トランジスタ１のベースへ導かれる。状態信号UStatは
導線６を介して出力される。第１図に示されているよう
に、導線５及び６を別の（図示されていない）マイクロ
プロセツサと接続することができる。
第１図の場合と同じように、負荷３にかかる電圧UAが
評価される。このために比較器８が使用され、この比較
器は例えば2Vより小さい入力電圧において低レベル信号
を発生しかつ例えば4Vより大きい入力電圧において高レ
ベル信号を発生する。
第１図に示された回路装置に加えて、パワートランジ
スタ１にかかる電圧は別の比較器７によつて検出され
る。この電圧がトランジスタ１の導通状態において例え
ば2Vより小さい場合に、比較器７は高レベル信号を発生
する。トランジスタ１における電圧降下が2Vより大きい
場合に、比較器は低レベル信号を発生する。
両方の比較器７及び８の出力は２つのANDゲート10及
び11へ供給されている。ANDゲート10の第２の入力端は
導線５、すなわちトランジスタ１のトリガ信号UINと接
続されている。ANDゲート11の第２の入力端はインバー
タ９を介して同様に導線５と接続されている。
ANDゲート10及び11の出力端はORゲート12を介してま
とめられており、このORゲートの出力導線６は状態信号
UStatを出力する。
第２図による本発明の回路は次のように動作する。
パワートランジスタ１を介した比較器７により、導通
されたパワートランジスタの状態（UIN＝高レベル）が
検査される。トランジスタにおいて低下する電圧（UB−
UA）が2Vより小さい場合、比較器７は高レベル信号を発
生する。この高レベル信号は、今やトリガされたANDゲ
ート10及びORゲート12を介して出力導線６へ送られる。
それによりマイクロプロセツサは、負荷３が正常であ
りかつトランジスタ１が導通していることを確認する。
しかし比較器７の出力信号が低レベルであり、すなわ
ち大きすぎる電圧降下がトランジスタ１に起こる場合、
マイクロプロセツサは、負荷３の過負荷状態又は短絡が
あるに違いないこと、又はトランジスタ１が完全には導
通していないことを確認する。
区別するために、別の比較器８が使われる。トランジ
スタ１の入力信号UINが低レベルを持ち、すなわちトラ
ンジスタ１が不導通にされている場合は、負荷３にかか
る電圧がこの比較器により検査される。この状態におい
て電圧UAが2Vより小さい又は等しい値を持つ場合に、マ
イクロプロセツサは、負荷３が正常でありかつトランジ
スタ１が不導通にされていることを確認する。この場合
に比較器８は低レベル信号を発生し、この低レベル信号
は、今や導通されたANDゲート11及びORゲート12を介し
て状態信号UStatとして出力される。
電圧UAが4Vより大きい又は等しい場合に、比較器８は
高レベル信号を発生し、この高レベル信号は再び導線６
を介してUStatとして出力される。この場合にマイクロ
プロセツサ４はトランジスタ１の短絡又はトランジスタ
１の大きすぎる漏れ電流又は負荷３の遮断（開かれた負
荷）を確認する。
第２図による回路の本質的な利点は、この回路により
トランジスタ１の導通状態において負荷の分路の容易に
は実証できない欠陥を確認することができかつ不導通状
態においてトランジスタ１の漏れ電流を確認することが
できることである。
それによつて、負荷がトリガに応じて実際に付勢又は
消勢されているかどうかが分かる。
第２図による回路全体はパワートランジスタ１のハウ
ジングの中に組み込まれているのが有利である。
本発明による回路を、本発明思想の枠から出ることな
しに、第２図に例として示されたのとは別様に構成する
こともできることはもちろんである。
例えばANDゲート10,11の代わりに比較器7,8の特別の
入力端を設けることができ、これらの比較器は入力信号
UINにより動作可能である。
更に、比較器7,8の出力端も直接マイクロプロセツサ
４に接続できかつこのマイクロプロセツサにより適当に
評価され得る。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来の技術による状態確認用回路の構成図、第
２図は本発明による状態確認用回路の構成図である。 １……パワートランジスタ、３……負荷、４……マイク
ロプロセツサ、7,8……比較器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カルル―ハインツ・ヘツセ ドイツ連邦共和国ゲールデン・クツクツ クスブシユ８ (72)発明者 ゲルハルト・ルーナウ ドイツ連邦共和国ノイシユタツト・シユ ネーレネル・シユトラーセ53 (56)参考文献 特開 昭59−202726（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−124227（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−17923（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H03K 17/08

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】パワートランジスタ（１）及びこれにより
    制御される負荷（３）の監視方法であって、負荷（３）
    にかかる電圧が監視され、状態信号（Ustat）が発生さ
    れ、パワートランジスタ（１）のトランジスタトリガに
    応じて生じる状態信号値及びトリガ信号（UIN）から、
    マイクロプロセツサ（４）により、パワートランジスタ
    （１）又は負荷（３）における欠陥が推論される監視方
    法において、 ａ）パワートランジスタ（１）が導通のためマイクロプ
    ロセツサ（４）によりトリガされ、 ｂ）第１の比較器（７）により、パワートランジスタ
    （１）にかかる電圧が第１の閾値より小さく、即ち負荷
    （３）が正常でありかつパワートランジスタ（１）が導
    通しているか否かが検査され、 ｃ）検査結果が否の場合負荷（３）の過負荷状態又は短
    絡が存在するか、又はパワートランジスタ（１）が完全
    には導通していないか否かを区別するため、パワートラ
    ンジスタ（１）が、マイクロプロセツサ（４）により不
    導通となるようにトリガされ、 ｄ）第２の比較器（８）により、負荷（３）にかかる電
    圧が第２の閾値より小さいか又はこの第２の閾値に等し
    く、即ち負荷（３）が正常でありかつパワートランジス
    タ（１）が不導通であるか、又は負荷（３）にかかる電
    圧が第３の閾値より大きいか又はこの第３の閾値に等し
    く、即ちパワートランジスタ（１）が短絡するか又は大
    きすぎる漏れ電流を持つか又は負荷が遮断されているか
    否かが検査され、 ｅ）状態信号（Ustat）が両方の比較器（7,8）の出力信
    号から形成され、マイクロプロセツサ（４）においてト
    リガ信号（UIN）と共に評価されて、段階ａ）,b）及び
    ｃ）,d）においてこれらの信号が論理的に一致している
    場合、監視されるパワートランジスタ（１）及び制御さ
    れる負荷（３）の欠陥のないことが推論される ことを特徴とする、パワートランジスタ及びこれにより
    制御される負荷の監視方法。
  2. 【請求項２】第１の閾値及び第２の閾値が約2Vであり、
    第３の閾値が約4Vであることを特徴とする、請求項１に
    記載の方法。
  3. 【請求項３】パワートランジスタ（１）の導通状態でこ
    のパワートランジスタ（１）のトリガ信号（UIN）によ
    り、このパワートランジスタ（１）に対して並列な第１
    の比較器（７）が動作可能であり、パワートランジスタ
    （１）の不導通状態でこのパワートランジスタのトリガ
    信号（UIN）により、負荷（３）に対して並列な第２の
    比較器（８）が動作可能であることを特徴とする、請求
    項１又は２に記載の方法。
  4. 【請求項４】両方の比較器（7,8）の後にそれぞれANDゲ
    ート（10,11）が接続され、第１のANDゲート（10）がト
    リガ信号（UIN）により直接導通可能であり、第２のAND
    ゲート（11）がインバータ（９）を介して導通可能であ
    ることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
  5. 【請求項５】ANDゲート（10,11）の出力信号がORゲート
    （12）を介して状態信号（Ustat）にまとめられること
    を特徴とする、請求項４に記載の方法。
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