JP4011312B2 - Static electricity countermeasure circuit - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電気を除去する静電気対策回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、電子機器を構成する集積回路や電子部品に流れ込む静電気を除去する静電気対策回路が考案されており、例えば、特許第2595491号に示されている表面実装型保護回路部品である静電気対策回路がある。
【0003】
図3及び図4を参照して、従来の静電気対策回路を説明する。図3は、従来の静電気対策回路Dを含む回路の概略ブロック図である。図4は、図3における従来の静電気対策回路D内部の回路構成を示す図である。
【0004】
CMOS等の集積回路等である主回路Bは、I/Oコネクタ等を分して接続するラインにより結線される外部ユニットとしての回路Cと、静電気対策回路Dを介して接続されており、主回路Bには電源Eからの直流の電源電流が供給される構成である。回路Cと主回路Bとの間は、回路Cに入力された信号を静電気対策回路Dを介して主回路Bへ送信する信号ラインFで接続される。主回路B及び静電気対策回路Dには、接地部であるGND(グランド)Gが接続され、他に回路C、電源EにはそれぞれGNDH,Iが接続される。
【0005】
また、外部ユニットである回路Cに対して、主回路B及び静電気対策回路Dをまとめて電子機器ユニットJを構成する。主回路Bと静電気対策回路Dは、ほとんどの場合、電子機器ユニットJのGNDGを共通のGNDとして構成する。
【0006】
図4の静電気対策回路Dは、端子23にコイル24の一方を接続し、コイル24の他方を端子25に接続し、コイル24と端子25との間のライン上の点dに、ツェナーダイオード26のカソードを並列に接続し、ツェナーダイオード26のアノードをGNDGに接続し、ツェナーダイオード26と並列にコンデンサ27を接続する。ツェナーダイオード26と、GNDGのと間の点cに主回路Bが接続されており、主回路BのGNDがとられている。
【0007】
信号ラインFは、信号送信側の線である送信側ラインFaと、信号送信のGNDをとる側の線であるGND側ラインFbとで構成される。端子23は、回路Cに接続された信号ラインFのGND側ラインFbに接続される。また、端子25は、主回路Bに接続された信号ラインFのGND側ラインFbに接続される。
【0008】
通常稼動時、回路Cから入力される信号は、信号ラインFを介して主回路Bへ出力される。ここで、回路C又は信号ラインFに静電気が印加した場合、その静電電流がGND側ラインFbから電子機器ユニットJ内部に流れる。その静電電流のピークはコイル24によって抑えられ、その静電電圧が一定の値を超える場合には、ツェナーダイオード26を通してGNDGに放電され、更にコンデンサ27で吸収されることにより、静電気が除去される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、電子機器ユニットJの使用において、電子機器ユニットJからGNDGが外れた場合、電子機器ユニットJからGNDGの接続が開放され、電子機器ユニットJにGND浮きが発生した状態で電源Eを入れることとなる。
【0010】
主回路B上には、電源Eからの電源電流のノイズ除去のためのコンデンサが設置されていて、電子機器ユニットJにGND浮きが発生した場合、当該ノイズ除去のためのコンデンサにチャージされていた電荷の開放による直流のチャージ電流が、異常電流ラインとして、点c、ツェナーダイオード26、点d、コイル24、GND側ラインFb、回路Cを順に介してGNDHへ流れる。このとき、過大直流のチャージ電流の導通により、点dと端子23の間の回路の基板パターン等の発熱や焼損(断線)並びにGND側ラインFbの発熱が発生することがあった。
【0011】
本発明の課題は、GND接続異常時に、電流導通により発熱又は焼損が起こる異常電流ライン上の部品に過大直流電流が流れることを防ぐことである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、電子機器に接続され、車載用の電子機器に接続され、外部から信号ラインの接地側ラインを介して当該電子機器へ流れ込む静電気を除去する静電気対策回路であって、接地部の接続異常時に直流電流が導通する異常電流ラインに直列に接続され、当該接続異常時の直流電流を遮断する直流遮断部と、前記静電気除去部に直列に接続され、アノードが互いに逆向きに直列接続された2つのツェナーダイオード又はダイオードを備え、前記静電気を前記接地部に導通させる静電気除去部と、を備え、前記直列接続された直流遮断部及び静電気除去部は、前記接地側ラインに並列接続されてなることを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面の図1及び図2を参照して、本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態は、電子機器としてカーオーディオの車載用パワーアンプを使用する場合の静電気対策回路を説明する。図1は、本実施の形態の静電気対策回路を含む車載オーディオシステムαを設置した車両の概略透視図である。
【0014】
自動車等の車両Aには、車載オーディオシステムαとして、座席後部に設置されてオーディオ信号を増幅する電子機器である車載パワーアンプ1と、車載パワーアンプ1へオーディオ信号を出力するCDチューナ等の装置であるH/U(ヘッドユニット)2と、H/U2から車載パワーアンプ1へのオーディオ信号を介するオーディオ信号ライン3と、直流の電源電流を出力するバッテリ4と、バッテリ4と接続してバッテリ4からの電源電流をそれぞれ車載パワーアンプ1、H/U2へ供給する線であるB(バッテリ)ライン5と、Bu(Buck up)6とが搭載されている。
【0015】
ここで、図2を参照して、車載オーディオシステムαを説明する。図2は、図1における車載オーディオシステムαの構成図である。
【0016】
車両Aに搭載される車載用パワーアンプシステムαは、車載パワーアンプ1と、H/U2と、オーディオ信号ライン3と、バッテリ4と、Bライン5と、Bu6と、車載用パワーアンプ1、H/U2、バッテリ4にそれぞれ接続される車両Aの車両ボディの接地部であるGND7,8,9とから構成される。また、オーディオ信号ライン3は、オーディオ信号を送信する側の線である送信側ライン3aと、オーディオ信号送信のGNDをとる側の線であるGND側ライン3bとから構成される。
【0017】
車載パワーアンプ1は、オーディオ信号ライン3の送信側ライン3a及びGND側ライン3bと接続されて送信側ライン3aから受信したオーディオ信号のノイズを分離するアイソレーション回路10と、アイソレーション回路10及びGND7と接続されてアイソレーション回路10からのノイズを分離されたオーディオ信号を増幅するアンプ部11と、アンプ部11からの増幅されたオーディオ信号を出力する出力ライン12と、Bライン5に直列に接続しBライン5からの電源電流のノイズを除去するノイズ除去回路13と、ノイズ除去回路13に直列に接続し、ノイズ除去回路13でノイズ除去された電源電流の電圧を変化させるDC/DCコンバータ14とを具備する。
【0018】
DC/DCコンバータ14は、アイソレーション回路10及びアンプ部11に接続され、電圧を変化された電源電流をアイソレーション回路10及びアンプ部11へ供給する。ノイズ除去回路13は、一方をBライン5と直列に接続され、他方をDC/DCコンバータ14と接続されたコイル15と、コイル15及びDC/DCコンバータ14間のライン上の点に一方を並列に接続され、GND7と他方を接続されたコンデンサ16と、コンデンサ16に並列に接続されたコンデンサ17とを具備する。電源E又はBラインから電源電流にノイズが印加された場合、コイル15によってノイズ電流のピークを抑え、コンデンサ16,17で当該ノイズ電流を吸収する。
【0019】
また、車載パワーアンプ1は、更に、GND側ライン3bに直列に接続してGND側ライン3bとアイソレーション回路10との接続を介する入力部18と、GND側ライン3b上で入力部18とアイソレーション回路10との間の点aに一方を並列に接続され、GND7と他方を接続されて静電気をGND7へ導通する静電気対策回路19とを具備する。車載パワーアンプ1上の各回路、部品はプリント基板上に形成されているものとする。
【0020】
車載パワーアンプ1及びH/U2は、それぞれ、車両Aの車両ボディのGND7,8に接続しているが、H/U2から車載パワーアンプ1へオーディオ信号を伝送する際、車両Aの車両ボディのGNDの電位差によるGND電流が、GND側ライン3bに流れるのを防ぐことにより、当該GND電流からのノイズのオーディオ信号への混入を阻止している。つまり、GND7とGND8との間のGND側ライン3b上にGND電流が流れて、当該GND電流からオーディオ信号へのノイズ除去のため、GND側ライン3bは、車載パワーアンプ1側の入力部13では直接GND7に接続されておらず、H/U2側でGND8に接続されている。
【0021】
静電気対策回路19は、GND7にカソードを直列に接続されるツェナーダイオード20と、ツェナーダイオード20のアノードに直列にアノードを接続されるツェナーダイオード21と、一方をツェナーダイオード21のカソードに直列に接続され、他方をGND側ライン3b上の点aに並列に接続するコンデンサ22とを具備する。点bは、GND7と、アンプ部11、ノイズ除去回路13のコンデンサ16,17、及び静電気対策回路19のツェナ−ダイオード20のカソード、との接続点である。
【0022】
ツェナーダイオード20,21を合せた回路はクランプ回路と呼ばれる。ツェナーダイオード20,21はそれぞれ、逆方向に電圧がかけられた場合、一定の電圧であるツェナー電圧までは、電流を流さない性質を持つ。よって、ツェナーダイオード15,16によるクランプ回路は、電圧がツェナー電圧に到達するまでは、GND側ライン3bからGND7へ、及びGND7からGND側ライン3bへは電流が流れなく、ツェナー電圧に達した場合は電流が流れる。
【0023】
先ず、通常稼動としてオーディオ信号を車載パワーアップ1で増幅する動作を説明する。H/U2から出力されたオーディオ信号は、オーディオ信号ライン3を介してアイソレーション回路10に送信される。
【0024】
アイソレーション回路10は、受信したオーディオ信号から、例えば車載パワーアンプ1、H/U2等の機器間接続時にエンジンのオルタネータノイズ等の外部から接続コード等に混入する同相ノイズを除去する。そして、アイソレーション回路10は、ノイズ除去したオーディオ信号をアンプ部11に出力し、アンプ部11は当該ノイズ除去したオーディオ信号を増幅して出力ライン12から出力し、図示しない車載スピーカ等へ当該増幅したオーディオ信号を出力する。
【0025】
ここで、H/U2又はオーディオ信号ライン3へ静電気が印加された場合、当該静電気は、GND側ライン3b、入力部18、静電気対策回路19を順に導通してGND7へ放電される。静電気は、例えば、車両A内の搭乗者の衣服とシートとの摩擦等により空気乾燥時等に発生し、H/U2、オーディオ信号ライン3へ印加される。
【0026】
静電気は、静電気対策回路19上で、先ずコンデンサ22に吸収され、静電気は直流でないのでコンデンサ22を導通し、ツェナーダイオード20,21により、静電気の電圧が一定値を超えると電流が流れる。よって、コンデンサ22を通過した静電気の電圧が一定値を超えるとGND7へ放電される。
【0027】
ここで、電子機器である車載パワーアンプ1の使用において、車載パワーアンプ1からGND7が外れる場合がある。この場合、点bとGND7との間に接続の開放が発生する。つまり、この状態で稼動させようとすると、車載パワーアンプ1にGND浮きが発生した状態でバッテリ4の電源を入れることとなる。例えば、配線が不確定なとき車載パワーアンプ1のアースを取らずに電源を入れたり、コネクタがきちんと接続されておらず車載パワーアンプ1のGNDが取れていない状態で電源を入れた場合等である。
【0028】
この場合、ノイズ除去回路13のコンデンサ16及び17にチャージされていた電荷がGNDへ流れ込もうとし直流のチャージ電流が発生する。当該チャージ電流が、GND7へ流れ込もうとしても、GND7の接続が開放されているので、異常電流ラインとして、点b、ノイズ対策回路19、点a、入力部18、GND側ライン3b、H/U2を順に通ってGND8へ流れようとする。
【0029】
ここで、静電気対策回路19がクランプ回路である、つまり、ツェナーダイオード20,21のみから構成されるとすると、チャージ電流の電圧が一定値以上で、点b、ツェナーダイオード20,21、点a、GND側ライン3b、H/U2を通ってGND8へ放電される。よって、GND側ライン3b、入力部13には電圧が一定値以上のチャージ電流の直流の過大電流が流れることとなり、入力部18上のプリント基板パターンの発熱や焼損(断線)、GND側ライン3bの発熱が発生する。
【0030】
しかし、本実施の形態の静電気対策回路19は、コンデンサ22を更に具備しており、直流を遮断する。そのため、前記チャージ電流は異常電源ラインを通ることなく、当該チャージ電流に対してGND7だけでなくGND8も接続が開放されたことになり、チャージ電流が流れ込もうとするGNDがなくなる。
【0031】
よって、GND7が外れた接続異常の場合でも、静電気対策回路19はコンデンサ22により、入力部18及びGND側ライン3bにチャージ電流の過大直流電流が流れる事を防ぐことで、入力部18の発熱及び焼損、並びにGND側ライン3bの発熱を防ぐことができる。
【0032】
請求項1に記載の静電気除去部は、例えば、図2に示すツェナーダイオード20,21である。また、請求項1に記載の直流除去部は、例えば、図2に示すコンデンサ22である。また、請求項1に記載の異常電流ラインは、例えば、図2に示すコンデンサ16,17から点b、ツェナーダイオード20,21、点a、GND側ライン3b、H/U2を順に通ってGND8へ通じるラインである。
【0033】
なお、本実施の形態は、電子機器として車載パワーアンプ1を使用した場合の静電気対策回路19を説明したが、他の電子機器にも適用することができる。また、ツェナーダイオード15,16を別の構成とした静電気対策回路に、GND接続異常時の異常電源ラインに、更にコンデンサを直列に追加することによっても実現できる。
【0034】
例えば、[従来の技術]で述べたような図4の構成の従来の静電気対策回路Dにおいて、点cと点dとの間のツェナーダイオード26に直列な点である、点e,f,gのいずれかにコンデンサを追加すれば、ツェナーダイオード26を過大直流のチャージ電流が流れることを防ぐことができ、端子23と点dとの間の部品の発熱及び焼損による当該部品の破損並びにGND側ラインFbの発熱を防ぐことができる。
【0035】
よって、ツェナーダイオード又はダイオードを使用して静電気をGNDへ導通する静電気対策回路に、異常電流ラインにコンデンサを直列に接続することで、本実施の形態と同様の効果を実現できる。更に、コンデンサのみでなく、プリント基板上の端子間のギャップ等を異常電流ラインに直列に形成すること等によっても、本実施の形態と同様の効果を実現することができる
【0036】
以上、本発明の実施の形態につき説明したが、本発明は、必ずしも上述した手段及び手法にのみ限定されるものではなく、本発明にいう目的を達成し、本発明にいう効果を有する範囲内において適宜に変更実施が可能なものである。
【0037】
【発明の効果】
本発明によれば、接地部接続異常時に、電流導通により発熱又は焼損が起こる異常電流ライン上の部品に過大直流電流が流れることを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の静電気対策回路を含む車載オーディオシステムを設置した車両の概略透視図である。
【図2】図1における車載オーディオシステムの構成図である。
【図3】従来の静電気対策回路を含む回路の概略ブロック図である。
【図4】図3における従来の静電気対策回路内部の回路構成を示す図である。
【符号の説明】
A…車両
α…車載オーディオシステム
1…車載パワーアンプ
2…H/U(ヘッドユニット)
3…オーディオ信号ライン
3a,23a…送信側ライン
3b,23b…GND側ライン
4…バッテリ
5…Bライン(バッテリライン)
6…Bu(バックアップ)
7,8,9,G,H,I…GND
10…アイソレーション回路
11…アンプ部
12…出力ライン
13…ノイズ除去回路
14…DC/DCコンバータ
15,24…コイル
16,17,22,27…コンデンサ
18…入力部
19,D…静電気対策回路
20,21,26…ツェナーダイオード
23,25…端子
B…主回路
C…回路
E…電源
F…信号ライン
Fa…送信側ライン
Fb…GND側ライン
J…電子機器ユニット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a static electricity countermeasure circuit for removing static electricity.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an electrostatic countermeasure circuit for removing static electricity flowing into an integrated circuit and an electronic component constituting an electronic device has been devised. For example, an electrostatic countermeasure circuit which is a surface mount type protective circuit component disclosed in Japanese Patent No. 2595491 is disclosed. is there.
[0003]
A conventional static electricity countermeasure circuit will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a schematic block diagram of a circuit including a conventional static electricity countermeasure circuit D. FIG. 4 is a diagram showing a circuit configuration inside the conventional static electricity countermeasure circuit D in FIG.
[0004]
The main circuit B, which is an integrated circuit such as a CMOS, is connected to the circuit C as an external unit connected by a line that divides and connects an I / O connector and the like via an electrostatic countermeasure circuit D. The circuit B is configured to be supplied with a DC power supply current from the power supply E. The circuit C and the main circuit B are connected by a signal line F that transmits a signal input to the circuit C to the main circuit B via the static electricity countermeasure circuit D. The main circuit B and the static electricity countermeasure circuit D are connected to a ground (GND) G, and the circuit C and the power source E are connected to GNDH and I, respectively.
[0005]
In addition, the electronic circuit unit J is configured by combining the main circuit B and the static electricity countermeasure circuit D with respect to the circuit C which is an external unit. In most cases, the main circuit B and the static electricity countermeasure circuit D configure the GNDG of the electronic device unit J as a common GND.
[0006]
The electrostatic discharge countermeasure circuit D in FIG. 4 has one end of the
[0007]
The signal line F includes a transmission line Fa that is a signal transmission line and a GND side line Fb that is a signal transmission GND line. The
[0008]
During normal operation, a signal input from the circuit C is output to the main circuit B via the signal line F. Here, when static electricity is applied to the circuit C or the signal line F, the electrostatic current flows into the electronic device unit J from the GND side line Fb. The peak of the electrostatic current is suppressed by the
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the GNDG is disconnected from the electronic device unit J in the use of the electronic device unit J, the connection between the electronic device unit J and the GNDG is released, and the power supply E is turned on with the GND floating in the electronic device unit J. It becomes.
[0010]
On the main circuit B, a capacitor for removing noise of the power source current from the power source E is installed, and when GND floating occurs in the electronic device unit J, the capacitor for removing noise is charged. A DC charge current due to the release of the charge flows to GNDH through the point c, the Zener
[0011]
An object of the present invention is to prevent an excessive direct current from flowing to a part on an abnormal current line in which heat generation or burning occurs due to current conduction when a GND connection is abnormal.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is the static electricity that is connected to an electronic device, is connected to an in- vehicle electronic device, and flows into the electronic device from the outside through a ground line of a signal line. An anti-static circuit that is connected in series to an abnormal current line through which a DC current is conducted when a grounding connection is abnormal, and a DC interrupting unit that interrupts the DC current when the connection is abnormal; and Two Zener diodes or diodes connected in series and having anodes connected in series in opposite directions, and a static electricity removing unit that conducts the static electricity to the ground unit, the DC blocking unit connected in series, and The static electricity removing unit is connected in parallel to the ground side line .
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 of the accompanying drawings. In the present embodiment, a static electricity countermeasure circuit when a car audio vehicle-mounted power amplifier is used as an electronic device will be described. FIG. 1 is a schematic perspective view of a vehicle in which an in-vehicle audio system α including an anti-static circuit according to the present embodiment is installed.
[0014]
In a vehicle A such as an automobile, an in-vehicle audio system α is installed as an in-vehicle audio system α, an in-vehicle power amplifier 1 that is an electronic device that amplifies an audio signal, and a CD tuner that outputs an audio signal to the in-vehicle power amplifier 1 H / U (head unit) 2, an
[0015]
Here, the in-vehicle audio system α will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a configuration diagram of the in-vehicle audio system α in FIG.
[0016]
The in-vehicle power amplifier system α mounted on the vehicle A includes an in-vehicle power amplifier 1, an H /
[0017]
The in-vehicle power amplifier 1 is connected to the
[0018]
The DC /
[0019]
The in-vehicle power amplifier 1 is further connected in series to the
[0020]
The in-vehicle power amplifier 1 and the H /
[0021]
The static
[0022]
A circuit including the
[0023]
First, an operation of amplifying an audio signal with the vehicle-mounted power-up 1 as a normal operation will be described. The audio signal output from the H /
[0024]
The
[0025]
Here, when static electricity is applied to the H /
[0026]
The static electricity is first absorbed by the
[0027]
Here, in the use of the in-vehicle power amplifier 1 which is an electronic device, the GND 7 may be disconnected from the in-vehicle power amplifier 1. In this case, an open connection occurs between the point b and the GND 7. That is, if it is going to operate in this state, the power of the battery 4 is turned on in a state where the GND lift is generated in the in-vehicle power amplifier 1. For example, when the power is turned on without taking the ground of the in-vehicle power amplifier 1 when the wiring is uncertain, or when the power is turned on without the GND of the in-vehicle power amplifier 1 being properly connected. is there.
[0028]
In this case, the charges charged in the
[0029]
Here, if the static
[0030]
However, the static
[0031]
Therefore, even in the case of a connection abnormality in which the GND 7 is disconnected, the static
[0032]
The static electricity removal part of Claim 1 is the
[0033]
In addition, although this Embodiment demonstrated the
[0034]
For example, in the conventional static electricity countermeasure circuit D having the configuration shown in FIG. 4 as described in [Prior Art], the points e, f, and g are points in series with the
[0035]
Therefore, an effect similar to that of the present embodiment can be realized by connecting a capacitor in series with the abnormal current line to a static electricity countermeasure circuit that conducts static electricity to GND using a Zener diode or a diode. Further, not only the capacitor but also the gap between terminals on the printed circuit board can be formed in series with the abnormal current line, and the same effect as the present embodiment can be realized.
As described above, the embodiments of the present invention have been described. However, the present invention is not necessarily limited only to the above-described means and methods, and within the scope of achieving the object of the present invention and having the effects of the present invention. It is possible to make changes as appropriate.
[0037]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to prevent an excessive direct current from flowing through a component on an abnormal current line in which heat generation or burning occurs due to current conduction when the grounding portion connection is abnormal.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view of a vehicle in which an in-vehicle audio system including an anti-static circuit according to an embodiment of the present invention is installed.
FIG. 2 is a configuration diagram of the in-vehicle audio system in FIG. 1;
FIG. 3 is a schematic block diagram of a circuit including a conventional static electricity countermeasure circuit.
4 is a diagram showing a circuit configuration inside the conventional static electricity countermeasure circuit in FIG. 3. FIG.
[Explanation of symbols]
A ... Vehicle α ... In-vehicle audio system 1 ... In-
3 ...
6 ... Bu (backup)
7, 8, 9, G, H, I ... GND
DESCRIPTION OF
Claims (2)
接地部の接続異常時に直流電流が導通する異常電流ラインに直列に接続され、当該接続異常時の直流電流を遮断する直流遮断部と、
前記静電気除去部に直列に接続され、アノードが互いに逆向きに直列接続された2つのツェナーダイオード又はダイオードを備え、前記静電気を前記接地部に導通させる静電気除去部と、を具備し、
前記直列接続された直流遮断部及び静電気除去部は、前記接地側ラインに並列接続されてなる静電気対策回路。 An anti-static circuit that is connected to an in- vehicle electronic device and removes static electricity flowing from the outside to the electronic device through the ground line of the signal line ,
A DC blocking unit that is connected in series to an abnormal current line through which a DC current is conducted when the grounding connection is abnormal, and that blocks a DC current when the connection is abnormal;
Comprising two Zener diodes or diodes connected in series to the static eliminator and having anodes connected in series in opposite directions, and comprising a static eliminator that conducts the static electricity to the grounding unit,
The series-connected DC blocking unit and static electricity removing unit are connected to the ground side line in parallel .
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