JP6365467B2 - 断線検出装置 - Google Patents
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Description
以下、本発明の第1実施形態について、図1〜図4を参照して説明する。
図1において、断線検出装置1はLED回路2に対して点灯および消灯の駆動制御を行うと共にLED回路2への給電線の断線を検出するものである。LED回路2は、定電流駆動する複数の負荷として例えば2個のLED3a、3bが設けられている。これら2個のLED3a、3bは、例えば赤、緑などの異なる色で発光するもので、インジケータなどの表示用途で設けられるものである。
制御回路5は、LED3a、3bを点灯させる場合には、次のように制御する。LED3aを点灯させる場合には、制御回路5は、出力端子Aから点灯信号S1を出力して通電回路6aのスイッチSW1をオンさせる。これにより、電源電圧VCが抵抗7a、スイッチSW1を経由してLED回路2に印加される。LED回路2では、抵抗4aを介してLED3aに通電されることで点灯状態になる。
まず、上記した端子間電圧ΔV1を演算する方法としては、原理的には抵抗7aの両端子の電圧から、それらの差を求めることで得られる。この構成においては、ノードN0の電圧は直接得ることができないので、これに相当するスイッチSW1のオフ時におけるノードN1の電圧V1_offを用いれば良い。ところが、スイッチSW1がオフ時とオン時の電圧検出信号を同時に得ることができない。また、電源電圧VCは前述したように時間の経過に伴い変動することが前提となっているので、時間差をもってオン時とオフ時の電圧検出信号を得たとしても正確な端子間電圧ΔV1を得ることはできない。
次に、具体的な演算処理の内容について説明する。直流電源VCの電源電圧は、図4に示すように、時間の経過とともに他の負荷への給電状態などに応じて変動しているので、変動に追随して不規則な変動をしている。制御回路5は、スイッチSW1およびSW2が共にオフしている期間中、プログラムの実行により、例えば時刻t0で電圧検出信号の初期値V1_int、V2_intを入力して記憶している。
ΔV1=V1_off−V1_on …(1)
V1_off =R(2→1)×V2_off …(2)
R(2→1)=V1_int /V2_int …(3)
ΔV1=(V1_int/V2_int×V2_off)−V1_on …(4)
ΔV2=V2_off−V2_on …(5)
V2_off=R(1→2)×V1_off …(6)
R(1→2)=V2_int/V1_int …(7)
=1/R(2→1) …(8)
したがって、式(5)は式(6)、(7)を代入することで、次式(9)として得ることができる。
ΔV2=(V2_int/V1_int×V1_off)−V2_on …(9)
次に、上記した換算係数R(2→1)、R(1→2)に代えて、差で表す換算係数D(2→1)あるいはD(1→2)で求めることもできる。前述と同様に、端子間電圧ΔV1は、次式(1)のように求めることができる。
ΔV1=V1_off−V1_on …(1)
V1_off=D(2→1)+V2_off …(10)
D(2→1)=V1_int−V2_int …(11)
したがって、式(1)は式(10)、(11)を代入することで、次式(12)として得ることができる。この式(12)にそれぞれの値を代入することで端子間電圧ΔV1を求めることができる。
ΔV1=(V1_int−V2_int+V2_off)−V1_on…(12)
ΔV2=V2_off−V2_on …(5)
V2_off=D(1→2)+V1_off …(13)
D(1→2)=V2_int−V1_int …(14)
=−D(2→1) …(15)
したがって、式(5)は式(13)、(14)を代入することで、次式(16)として得ることができる。
ΔV2=(V2_int−V1_int+V1_off)−V2_on …(16)
図5は第2実施形態を示すもので、以下、第1実施形態と異なる部分について説明する。この実施形態では、電圧検出信号の初期値V1_int、V2_intを入力して記憶したときの測定環境の条件が変化した場合に、初期値V1_int、V2_intそのものが変動してしまうことを考慮している。
図6および図7は第3実施形態を示すもので、以下、第1実施形態と異なる部分について説明する。
この実施形態においては、図6に示しているように、断線検出装置20として、測定環境の温度を検出する温度検出素子としてサーミスタ10を設けている。温度検出回路11は、サーミスタ10の端子電圧を検出してデジタル信号に変換した温度検出信号VTとして制御回路5の入力端子Eに出力する。
図8〜図11は第4実施形態を示すもので、以下、第1実施形態と異なる部分について説明する。電源電圧VCの大幅な変動時に対応して断線の誤判定を防止するようにしたものである。図8に示すように、電源電圧VBを出力する直流電源12は、電源回路13に給電するように設けられる。電源回路13は、制御回路5の動作電源やAD変換器の基準電圧などの直流電圧VDを降圧回路などにより生成して出力する。直流電源12の電圧は2個の抵抗を直列接続した分圧回路14を介してAD変換器15に入力される。AD変換器15は、分圧回路14の出力をデジタル変換してVB読取電圧V3として制御回路5の入力端子Fに入力する。
図12および図13は第5実施形態を示すもので、以下、第4実施形態と異なる部分について説明する。この実施形態では、分圧回路14およびAD変換器15に代えて低電圧検出器16を設けている。第4実施形態では、直流電源12の電源電圧VBの低下を検出する処理を制御回路5で実施していたのに対して、第5実施形態では、低電圧検出器16により実施する。
従って、このような第5実施形態によっても第4実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能であり、例えば、以下のように変形または拡張することができる。
上記各実施形態では、AD変換器9a、9bを別に設ける構成としているが、これらは制御回路5内の入力部に一体に設けることもできる。
Claims (6)
- 複数の負荷(3a、3b)のそれぞれに対して直流電源(VC)から所定の抵抗値を有する抵抗素子(7a、7b)を介して前記負荷に定電流通電する複数の通電回路(6a、6b)と、
前記複数の通電回路のそれぞれに対応して設けられ前記抵抗素子の前記負荷側の電圧を検出する複数の電圧検出部(8a、8b)と、
前記複数の電圧検出部により検出される検出電圧に基づいて前記複数の通電回路のそれぞれについて対応する前記負荷への通電経路の断線状態を判定する制御回路(5)とを備え、
前記制御回路は、
前記複数の通電回路により負荷に通電されていないときに前記電圧検出部により検出される検出電圧初期値を入力して記憶し、
前記複数の通電回路のいずれかにより負荷に通電されたときにその通電された負荷の通電回路に付随する前記電圧検出部により検出された第1検出電圧と、通電されていないいずれかの負荷の通電回路に付随する前記電圧検出部により検出された第2検出電圧と、前記記憶されている検出電圧初期値とから、前記通電された負荷の通電回路に設けられた前記抵抗素子の端子間電圧を演算し、その端子間電圧が閾値電圧以下であるときに前記通電された負荷への通電経路が断線状態であることを判定するように構成された断線検出装置。 - 請求項1に記載の断線検出装置において、
前記制御回路は、前記端子間電圧の演算では、
前記複数の検出電圧初期値のうちの前記第1検出電圧および第2検出電圧を得た通電回路に対応する検出電圧初期値の比の値を初期値比として求め、前記第2検出電圧に前記初期値比を乗ずることで、前記通電された負荷の通電回路に設けられた前記抵抗素子の前記電源側の端子電圧を算出し、算出した端子電圧と前記第1検出電圧との差から前記端子間電圧を算出するように構成された断線検出装置。 - 請求項1に記載の断線検出装置において、
前記制御回路は、前記端子間電圧の演算では、
前記複数の検出電圧初期値のうちの前記第1検出電圧および第2検出電圧を得た通電回路に対応する検出電圧初期値の差の値を初期値差として求め、前記第2検出電圧に前記初期値差を加算することで、前記通電された負荷の通電回路に設けられた前記抵抗素子の前記電源側の端子電圧を算出し、算出した端子電圧と前記第1検出電圧との差から前記端子間電圧を算出するように構成された断線検出装置。 - 請求項1から3の何れか一項に記載の断線検出装置において、
前記制御回路は、前記複数の負荷のいずれかが通電される直前もしくは一定時間内に前記検出電圧初期値の入力および記憶を行うように構成された断線検出装置。 - 請求項1から3の何れか一項に記載の断線検出装置において、
前記通電回路の周囲温度を検出する温度検出部(10、11)を備え、
前記制御回路は、前記温度検出部の検出温度が所定温度以上変化したときに前記検出電圧初期値の入力および記憶を行うように構成された断線検出装置。 - 請求項1から5の何れか一項に記載の断線検出装置において、
前記制御回路の動作電源を直流電源(12)を降圧することで生成する電源回路(13)を設け、
前記制御回路は、前記直流電源(12)の電圧が、前記電源回路が前記動作電源を生成可能な最小電圧(Vmin)を超えているときに前記断線状態の判定を行うように構成された断線検出装置。
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