JP3452723B2 - 出力トランジスタの短絡検出回路 - Google Patents

出力トランジスタの短絡検出回路

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JP3452723B2
JP3452723B2 JP14550696A JP14550696A JP3452723B2 JP 3452723 B2 JP3452723 B2 JP 3452723B2 JP 14550696 A JP14550696 A JP 14550696A JP 14550696 A JP14550696 A JP 14550696A JP 3452723 B2 JP3452723 B2 JP 3452723B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、出力トランジスタ
の短絡検出回路に関する。 【0002】 【従来の技術】図5に、従来の短絡検出回路を備えたH
ブリッジドライバ回路の概略図を示す。電圧源VDD
に、PNPトランジスタQ1とQ3のエミッタがそれぞ
れ接続されている。トランジスタQ1のコレクタは、N
PNトランジスタQ2のコレクタに接続されている。ト
ランジスタQ2のエミッタは、接地されている。トラン
ジスタQ3のコレクタは、NPNトランジスタQ4のコ
レクタに接続されている。トランジスタQ4のエミッタ
は、接地されている。 【0003】トランジスタQ1とQ3は、同一特性を持
っている。トランジスタQ2とQ4は、同一特性を持っ
ている。Hブリッジドライバ回路が正常に動作している
場合、トランジスタQ1とQ4は同時にONされ、この
時トランジスタQ2とQ3はOFFするようコントロー
ルされる。逆にトランジスタQ2とQ3が同時にONさ
れ、この時トランジスタQ1とQ4はOFFするようコ
ントロールされる。出力は、トランジスタQ2のコレク
タとQ4のコレクタ間から取り出され、例えばモータに
供給される。 【0004】定電圧源103の負端子が接地されてお
り、正端子が比較回路101の入力端子に接続されてい
る。比較回路101のもう一方の入力端子は、トランジ
スタQ2のベースに接続されている。定電圧源107の
正端子が電圧源VDDに接続され、負端子が比較回路1
05の入力端子に接続されている。比較回路105のも
う一方の入力端子は、トランジスタQ1のベースに接続
されている。 【0005】定電圧源111の負端子が接地されてお
り、正端子が比較回路109の入力端子に接続されてい
る。比較回路109のもう一方の入力端子は、トランジ
スタQ4のベースに接続されている。定電圧源115の
正端子が電圧源VDDに接続され、負端子が比較回路1
13の入力端子に接続されている。比較回路113のも
う一方の入力端子は、トランジスタQ3のベースに接続
されている。 【0006】定電圧源103、107、111、115
は、同一電圧Eを供給し、電圧値はトランジスタのベー
スとエミッタ間の電圧より小さい値である。比較回路1
01、105、109、113は、同一動作を行う。 【0007】ここでは、トランジスタQ2の短絡検出動
作だけを説明する。比較回路101は、トランジスタQ
2のベース電圧と定電圧源103の電圧とを比較する。
トランジスタQ2が正常に動作している時は、トランジ
スタQ2のベース電圧が定電圧源103の電圧より大き
いので、比較回路101はなんら出力を出さない。短絡
してトランジスタQ2に大電流が流れると、トランジス
タQ2の温度が上昇し、トランジスタQ2のベースとエ
ミッタ間の電圧が小さくなる。その結果、トランジスタ
Q2のベース電圧が定電圧源103の電圧より小さくな
る。そこで、比較回路101は、ディスイネイブル信号
を出力する。ディスイネイブル信号を受けた制御手段
は、全トランジスタQ1乃至Q4を強制的にOFFす
る。 【0008】 【発明が解決しようとする課題】従来の短絡検出回路で
は、温度変化に時間がかかり、短絡検出に時間がかか
る。この為、出力端短絡の場合、瞬間的に大電流が流
れ、短絡検出並びに保護する前にトランジスタが破壊さ
れてしまうという問題が有った。また、大電流の流れる
可能性のあるトランジスタ全てにそれぞれ短絡検出回路
を備える必要が有った。 【0009】そこで、本発明は、少ない個数で短時間に
出力トランジスタの短絡を検出する短絡検出回路を提供
することを目的とする。 【0010】 【課題を解決するための手段】正常動作時に一定の波形
を出力する出力トランジスタのコレクタに接続され、前
記出力トランジスタのコレクタの短絡を検出する短絡検
出回路において、前記出力トランジスタのコレクタに対
して順次接続させた複数のシフトレジスタと、前記各シ
フトレジスタにシステム クロックを供給するシステム
クロック発生手段と、前記各シフトレジスタの出力の
排他的論理和演算をするイクスクルーシブ オア手段
と、を具備したことを特徴とする。 【0011】 【発明の実施の形態】図1に、本発明の短絡検出回路を
備えた2組のHブリッジドライバ回路の構成を示す。電
圧源VDDに、PNPトランジスタQ1とQ3のエミッ
タがそれぞれ接続されている。トランジスタQ1のコレ
クタは、NPNトランジスタQ2のコレクタに接続され
ている。トランジスタQ2のエミッタは、接地されてい
る。電圧源VDDと接地の間に、直列接続された抵抗R
1、スイッチ23、定電流源IO1が接続されている。
抵抗R1とスイッチ23の接続点は、トランジスタQ1
のベースに接続されている。電圧源VDDと接地の間
に、直列接続されたスイッチ25、定電流源IO2、抵
抗R2が接続されている。定電流源IO2と抵抗R2の
接続点は、トランジスタQ2のベースに接続されてい
る。 【0012】トランジスタQ3のコレクタは、NPNト
ランジスタQ4のコレクタに接続されている。トランジ
スタQ4のエミッタは、接地されている。電圧源VDD
と接地の間に直列接続されたスイッチ27、定電流源I
O2、抵抗R2が接続されている。定電流源IO2と抵
抗R2の接続点は、トランジスタQ4のベースに接続さ
れている。電圧源VDDと接地の間に、直列接続された
抵抗R1、スイッチ29、定電流源IO1が接続されて
いる。抵抗R1とスイッチ29の接続点は、トランジス
タQ3のベースに接続されている。 【0013】トランジスタQ1とQ3は、同一特性を持
っている。トランジスタQ2とQ4は、同一特性を持っ
ている。スイッチ制御回路21は、スイッチ23と27
を周期的に同時にON又はOFFさせる第1の制御信号
を、スイッチ23と27に供給する。スイッチ制御回路
21は、スイッチ25と29を周期的に同時にOFF又
はONさせる第2の制御信号を、スイッチ25と29に
供給する。第2の制御信号は、第1の制御信号を反転し
た信号である。これにより、トランジスタQ1とQ4は
周期的に同時にONし、この時トランジスタQ2とQ3
は周期的に同時にOFFする。トランジスタQ2とQ3
は周期的に同時にONし、この時トランジスタQ1とQ
4は周期的に同時にOFFする。トランジスタQ2とQ
4のコレクタからの出力は、例えばステッピングモータ
の第1の相に供給される。 【0014】電圧VDDに、PNPトランジスタQ5と
Q7のエッミタがそれぞれ接続されている。トランジス
タQ5のコレクタは、NPNトランジスタQ6のコレク
タに接続されている。トランジスタQ6のエミッタは、
接地されている。電圧源VDDと接地の間に、直列接続
された抵抗R3、スイッチ33、定電流源IO1が接続
されている。抵抗R3とスイッチ33の接続点は、トラ
ンジスタQ5のベースに接続されている。電圧源VDD
と接地の間に、直列接続されたスイッチ35、定電流源
IO2、抵抗R4が接続されている。定電流源IO2と
抵抗R4の接続点は、トランジスタQ6のベースに接続
されている。 【0015】トランジスタQ7のコレクタは、NPNト
ランジスタQ8のコレクタに接続されている。トランジ
スタQ8のエミッタは、接地されている。電圧源VDD
と接地の間に、直列接続されたスイッチ37、定電流源
IO2、抵抗R4が接続されている。定電流源IO2と
抵抗R4の接続点は、トランジスタQ8のベースに接続
されている。電圧源VDDと接地の間に、直列接続され
た抵抗R3、スイッチ39、定電流源IO1が接続され
ている。抵抗R3とスイッチ39の接続点は、トランジ
スタQ7のベースに接続されている。 【0016】トランジスタQ5とQ7は、同一特性を持
っている。トランジスタQ6とQ8は、同一特性を持っ
ている。スイッチ制御回路31は、スイッチ35と39
を周期的にON又はOFFさせる第3の制御信号を、ス
イッチ35と39に供給する。スイッチ制御回路31
は、スイッチ33と37を同時にOFF又はONさせる
第4の制御信号を、スイッチ33と37に供給する。第
4の制御信号は、第3の制御信号を反転した信号であ
る。これにより、トランジスタQ5とQ8は周期的に同
時にONし、この時トランジスタQ6とQ7は周期的に
同時にOFFする。トランジスタQ6とQ7は周期的に
同時にONし、トランジスタQ5とQ8は周期的に同時
にOFFする。尚、第3の制御信号は、第1の制御信号
とは位相がずれている。トランジスタQ6とQ8のコレ
クタからの出力は、前記ステッピングモータの第2の相
に供給される。 【0017】次に、短絡検出回路の構成を説明する。短
絡検出回路は、トランジスタQ2、Q4、Q6、Q8の
コレクタにそれぞれ接続されており、構成は同じであ
る。ここでは、説明を簡単にするためトランジスタQ2
のコレクタに接続されている短絡検出回路のみ図示し、
説明する。 【0018】1ビットのシフトレジスタ3、5、7が順
次接続されて、シフトレジスタ回路1を形成する。シフ
トレジスタ3の入力端子は、トランジスタQ2のコレク
タに接続されている。また、システム クロックが、シ
ステム クロック発生手段(図示せず)から各シフトレ
ジスタ3、5、7のクロック入力端子に供給される。各
シフトレジスタ3、5、7の出力は、イクスクルーシブ
オア回路(EXOR)9に供給される。 【0019】イクスクルーシブ オア回路9は、3入力
の排他的論理和をとり、NAND回路11に供給され
る。NAND回路11のもう一方の入力端子には、ディ
スイネイブル信号(Hレベル)が入力されている。NA
ND回路11の出力は、スイッチ制御回路21、31に
供給される。 【0020】次に、動作を説明する。Hブリッジドライ
バ回路が正常に動作している時、トランジスタQ2のコ
レクタには、図2の(a)に示す波形Aが出力され、ト
ランジスタQ4のコレクタには、図2の(b)に示す波
形Bが出力される。そして、トランジスタQ6のコレク
タには、図2の(c)に示す波形Cが出力され、トラン
ジスタQ8のコレクタには、図2の(d)に示す波形D
が出力される。 【0021】第2番目のクロックのタイミングで、シフ
トレジスタ3の出力はLレベル、シフトレジスタ5の出
力はLレベル、シフトレジスタ7の出力はHレベルであ
る。第3番目のクロックのタイミングで、シフトレジス
タ3の出力はHレベル、シフトレジスタ5の出力はLレ
ベル、シフトレジスタ7の出力はLレベルである。第4
番目のクロックのタイミングで、シフトレジスタ3の出
力はHレベル、シフトレジスタ5の出力はHレベル、シ
フトレジスタ7の出力はLレベルである。第5番目のク
ロックのタイミングで、シフトレジスタ3の出力はLレ
ベル、シフトレジスタ5の出力はHレベル、シフトレジ
スタ7の出力はHレベルである。このため、イクスクル
ーシブ オア回路9の出力は、図2の(f)に示すよう
に常にHレベルである。そして、NAND回路11の出
力は、Lレベルとなり、スイッチ制御回路21と31の
動作には影響を与えない。 【0022】次に、トランジスタQ2のコレクタが電圧
源VDDと短絡した場合を考える(図3の(a))。第
5番目以降のクロックタイミングで、全シフトレジスタ
3、5、7の出力が全てHレベルとなる。その結果、イ
クスクルーシブ オア回路9の出力は、第5番目以降L
レベルとなる。そして、NAND回路11は、反転した
ディスイネイブル信号(Hレベル)を、スイッチ制御回
路21と31に供給する。スイッチ制御回路21と31
は、ディスイネイブル信号を受けて、全トランジスタQ
1乃至Q8をカット オフする。 【0023】次に、トランジスタQ2のコレクタが接地
と短絡した場合を考える。この場合、全シフトレジスタ
3、5、7は全てLレベルとなる。その結果、イクスク
ルーシブ オア回路9の出力は、Lレベルのままであ
る。そして、NAND回路11は、反転したディスイネ
イブル信号(Hレベル)を、スイッチ制御回路21と3
1に供給する。 【0024】次に、トランジスタQ2のコレクタとトラ
ンジスタQ4のコレクタが短絡した場合を考える(図4
の(a)、(b))。この場合、シフトレジスタ3、
5、7のデータ入力スレッショルドレベルを、図4の
(a)の点線のレベルで設定すると、電圧源VDDと短
絡した場合と同じ条件となり、イクスクルーシブ オア
回路9の出力は、Lレベルとなる。そして、NAND回
路11は、反転したディスイネイブル信号(Hレベル)
を、スイッチ制御回路21と31に供給する。 【0025】尚、上記したようにトランジスタQ4、Q
6、Q8それぞれに対しても、シフトレジスタ回路1、
イクスクルーシブ オア回路9、NAND回路11から
なる短絡検出回路が別個に接続される。 【0026】 【発明の効果】以上記述したように、本発明の短絡検出
回路は、トランジスタQ2、Q4、Q6、Q8に対し
て、シフトレジスタ回路、イクスクルーシブ回路、NA
ND回路のみの構成で対応でき、短絡時の電流値に関係
なく検出可能である。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の短絡検出回路を備えた2組のHブリッ
ジドライバ回路の構成を示す図である。 【図2】図1の回路全体の動作を説明するための波形図
である。 【図3】図1の回路全体の動作を説明するための波形図
である。 【図4】図1の回路全体の動作を説明するための波形図
である。 【図5】従来の短絡検出回路を備えたHブリッジドライ
バ回路の概要を示す図である。 【符号の説明】 1・・・シフトレジスタ回路、3、5、7・・・シフト
レジスタ、9・・・イクスクルーシブ オア回路、11
・・・NAND回路、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、
Q7、Q8・・・トランジスタ、IO1、IO2・・・
定電流源、R1、R2、R3、R4・・・抵抗、21・
・・スイッチ制御回路、23、25、27、29・・・
スイッチ、31・・・スイッチ制御回路、33、35、
37、39・・・・スイッチ

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 正常動作時に一定の波形を出力する出力
    トランジスタのコレクタに接続され、前記出力トランジ
    スタのコレクタの短絡を検出する短絡検出回路におい
    て、 前記出力トランジスタのコレクタに対して順次接続させ
    た複数のシフトレジスタと、 前記各シフトレジスタにシステム クロックを供給する
    システム クロック発生手段と、 前記各シフトレジスタの出力の排他的論理和演算をする
    イクスクルーシブ オア手段と、 を具備したことを特徴とする出力トランジスタの短絡検
    出回路。
JP14550696A 1996-06-07 1996-06-07 出力トランジスタの短絡検出回路 Expired - Lifetime JP3452723B2 (ja)

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CN114779069B (zh) * 2022-06-21 2022-10-11 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 一种校核断路器短路电流直流分量开断能力的方法及系统

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