JP6529082B2 - Abnormality detection device for detecting an abnormality in voltage difference - Google Patents

Abnormality detection device for detecting an abnormality in voltage difference Download PDF

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Description

本発明は、2つの電圧の電圧差における異常を検出する異常検出装置に関する。   The present invention relates to an abnormality detection apparatus that detects an abnormality in a voltage difference between two voltages.

従来から、様々な分野において、予め定められた第1電圧と検出した物理量等に対応する第2電圧との電圧差における異常を検出するために、異常検出装置が使用されている。このような装置として、例えば特許文献1には、出力巻線112Xに発生する2つの電圧V1X,V2Xの電圧差をトランス30Xによって検出し、検出した電圧差を整流回路124によって整流し、整流後の電圧差(第2電圧)と基準電圧Vから生成した閾値(第1電圧)とを比較回路125によって比較する回路が開示されている(図5参照)。   Conventionally, in various fields, an abnormality detection apparatus is used to detect an abnormality in a voltage difference between a predetermined first voltage and a second voltage corresponding to a detected physical quantity or the like. As such an apparatus, for example, in Patent Document 1, a voltage difference between two voltages V1X and V2X generated in an output winding 112X is detected by a transformer 30X, and the detected voltage difference is rectified by a rectification circuit 124 and rectified. , And a threshold (first voltage) generated from the reference voltage V are compared by the comparison circuit 125 (see FIG. 5).

この回路によれば、同一であるべき2つの電圧V1X,V2Xに閾値よりも大きな電圧差が生じていること、すなわち、出力巻線112Xに無視できない故障が発生していることを検出することができる。同様に、この回路によれば、出力巻線112Yに無視できない故障が発生していることを検出することもできる。   According to this circuit, it is possible to detect that a voltage difference larger than the threshold is generated between the two voltages V1X and V2X which should be identical, that is, a nonnegligible failure is generated in the output winding 112X. it can. Similarly, according to this circuit, it is also possible to detect that an unignorable failure has occurred in the output winding 112Y.

特開2001−349748号公報JP 2001-349748 A

特許文献1に記載の回路によれば、電圧V1X,V2X(またはV1Y,V2Y)の第2電圧としての電圧差が第1電圧としての閾値よりも大きいことを検出することができる。しかしながら、特許文献1に記載の回路は、1つの比較器125Aによって出力巻線112X(または112Y)の故障を検出するので、第1電圧に基づいて生成した下限値と上限値との間に第2電圧が収まっていること、逆に言うと、第2電圧が予め定められた電圧範囲から外れていることを検出することはできない。   According to the circuit described in Patent Document 1, it can be detected that the voltage difference as the second voltage of the voltages V1X and V2X (or V1Y and V2Y) is larger than the threshold as the first voltage. However, since the circuit described in Patent Document 1 detects a failure of the output winding 112X (or 112Y) by one comparator 125A, the first limit value generated between the lower limit value and the upper limit value generated based on the first voltage It can not be detected that the two voltages are contained, and conversely, that the second voltage is out of the predetermined voltage range.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、第1電圧に基づいて生成した電圧範囲から第2電圧が外れていることを検出することができる異常検出装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and the problem to be solved is an abnormality detection device capable of detecting that the second voltage is out of the voltage range generated based on the first voltage. To provide.

上記課題を解決するために、本発明に係る異常検出装置は、予め定められた第1電圧と該第1電圧の比較対象として入力される第2電圧との電圧差における異常を検出する異常検出装置であって、第1電圧を、予め定められた第1基準レベルを基準にして反転増幅する第1増幅回路と、第1増幅回路の出力電圧を、第1基準レベルよりも小さい第2基準レベルを基準にして反転増幅する第2増幅回路と、第1増幅回路の出力電圧を、第1基準レベルよりも大きい第3基準レベルを基準にして反転増幅する第3増幅回路と、下限値としての第2増幅回路の出力電圧と第2電圧との大小関係、および上限値としての第3増幅回路の出力電圧と第2電圧との大小関係に基づいて異常を検出する検出回路とを備え、第2増幅回路および第3増幅回路のゲインが等しく、第1増幅回路のゲインおよび第2増幅回路のゲインの積が1倍であることを特徴とする。   In order to solve the above problems, the abnormality detection device according to the present invention detects an abnormality in a voltage difference between a predetermined first voltage and a second voltage input as a comparison target of the first voltage. A first amplifier circuit that inverts and amplifies a first voltage based on a predetermined first reference level; and a second reference that has an output voltage of the first amplifier circuit smaller than the first reference level As a lower limit, a second amplification circuit that performs inversion amplification on the basis of the level, a third amplification circuit that performs inversion amplification on the output voltage of the first amplification circuit on the basis of a third reference level that is larger than the first reference level A detection circuit for detecting an abnormality based on the magnitude relation between the output voltage of the second amplification circuit and the second voltage, and the magnitude relation between the output voltage of the third amplification circuit as the upper limit value and the second voltage, Of the second and third amplifier circuits Equal in the product of the gain of the gain and the second amplifier circuit of the first amplifier circuit is characterized in that it is a 1-fold.

この構成によれば、第1電圧に基づいて生成した電圧範囲から第2電圧が外れていることを検出することができる。より詳しくは、予め定められた第1基準レベルを基準にして第1電圧を反転増幅する第1増幅回路の出力電圧を、第2基準レベル(ただし、第2基準レベル<第1基準レベル)を基準にして反転増幅することにより生成した電圧を下限値とし、かつ上記第1増幅回路の出力電圧を、第3基準レベル(ただし、第3基準レベル>第1基準レベル)を基準にして反転増幅することにより生成した電圧を上限値とした電圧範囲から第2電圧が外れていることを検出することができる。   According to this configuration, it is possible to detect that the second voltage is out of the voltage range generated based on the first voltage. More specifically, an output voltage of a first amplifier circuit that inverts and amplifies the first voltage with reference to a predetermined first reference level is set to a second reference level (where the second reference level <the first reference level). The voltage generated by inverting and amplifying as a reference is the lower limit value, and the output voltage of the first amplification circuit is inverted and amplified based on a third reference level (where the third reference level> the first reference level) It is possible to detect that the second voltage is out of the voltage range with the upper limit value of the generated voltage.

上記異常検出装置の検出回路は、様々な構成をとり得る。   The detection circuit of the above-mentioned abnormality detection device can have various configurations.

例えば、検出回路は、負端子側に入力される第2増幅回路の出力電圧と正端子側に入力される第2電圧とを比較する第1比較器と、正端子側に入力される第3増幅回路の出力電圧と負端子側に入力される第2電圧とを比較する第2比較器と、第1および第2比較器の出力を入力として論理出力するAND回路またはNAND回路とを含んでいてもよい。   For example, the detection circuit includes a first comparator that compares the output voltage of the second amplifier circuit input to the negative terminal with the second voltage input to the positive terminal, and a third comparator input to the positive terminal. And a second comparator that compares the output voltage of the amplifier circuit with the second voltage input to the negative terminal, and an AND circuit or NAND circuit that logically outputs the outputs of the first and second comparators as inputs It may be

また、検出回路は、正端子側に入力される第2増幅回路の出力電圧と負端子側に入力される第2電圧とを比較する第1比較器と、負端子側に入力される第3増幅回路の出力電圧と正端子側に入力される第2電圧とを比較する第2比較器と、第1および第2比較器の出力を入力として論理出力するOR回路またはNOR回路とを含んでいてもよい。   Further, the detection circuit includes a first comparator for comparing the output voltage of the second amplification circuit input to the positive terminal with the second voltage input to the negative terminal, and a third comparator input to the negative terminal And a second comparator that compares the output voltage of the amplifier circuit with the second voltage input to the positive terminal, and an OR circuit or NOR circuit that logically outputs the outputs of the first and second comparators. It may be

上記異常検出装置は、第1基準レベルがGNDレベルであり、第2および第3基準レベルの絶対値が等しいことが好ましい。   Preferably, in the abnormality detection device, the first reference level is the GND level, and the absolute values of the second and third reference levels are equal.

この構成によれば、回路構成が簡素化されるとともに、電圧範囲の設計が容易になる。   According to this configuration, the circuit configuration is simplified and the design of the voltage range is facilitated.

本発明によれば、第1電圧に基づいて生成した電圧範囲から第2電圧が外れていることを検出することができる異常検出装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an abnormality detection device capable of detecting that the second voltage is out of the voltage range generated based on the first voltage.

本発明の第1実施例に係る異常検出装置の回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of an abnormality detection device according to a first embodiment of the present invention. 第1実施例に係る異常検出装置の、正常時の動作を示す波形図である。FIG. 7 is a waveform diagram showing an operation of the abnormality detection device according to the first example at the normal time. 第1実施例に係る異常検出装置の、異常時の動作を示す波形図である。FIG. 6 is a waveform diagram showing an operation at the time of abnormality of the abnormality detection device according to the first embodiment. 本発明の第2実施例に係る異常検出装置の回路図である。It is a circuit diagram of an abnormality detection device concerning a 2nd example of the present invention. 従来の異常検出装置の回路図である。It is a circuit diagram of the conventional abnormality detection device.

以下、添付図面を参照しつつ、本発明に係る異常検出装置の実施例について説明する。   Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, an embodiment of an abnormality detection apparatus according to the present invention will be described.

[第1実施例]
図1に、本発明の第1実施例に係る異常検出装置1Aを示す。同図に示すように、異常検出装置1Aは、第1増幅回路2と、第2増幅回路3と、第3増幅回路4と、検出回路5Aとを備えている。この異常検出装置1Aによれば、第1電圧Vin1に基づいて生成した電圧範囲から第1電圧Vin1の比較対象として入力される第2電圧Vin2が外れていることを検出することができる。
[First embodiment]
FIG. 1 shows an abnormality detection apparatus 1A according to a first embodiment of the present invention. As shown to the same figure, the abnormality detection apparatus 1A is provided with the 1st amplifier circuit 2, the 2nd amplifier circuit 3, the 3rd amplifier circuit 4, and the detection circuit 5A. According to the abnormality detection device 1A, it is possible to detect that the second voltage Vin2 input as a comparison target of the first voltage Vin1 is out of the voltage range generated based on the first voltage Vin1.

第1増幅回路2は、オペアンプOP1と、2つの抵抗器R1,R2とを含んでいる。抵抗器R1は、一端が第1入力端子IN1に接続され、他端がオペアンプOP1の反転入力端子(−)に接続されている。抵抗器R2は、一端がオペアンプOP1の反転入力端子に接続され、他端がオペアンプOP1の出力端子に接続されている。また、オペアンプOP1の非反転入力端子(+)は、接地されている。抵抗器R1,R2の抵抗値は、いずれも10k[Ω]である。   The first amplifier circuit 2 includes an operational amplifier OP1 and two resistors R1 and R2. One end of the resistor R1 is connected to the first input terminal IN1, and the other end is connected to the inverting input terminal (-) of the operational amplifier OP1. One end of the resistor R2 is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier OP1, and the other end is connected to the output terminal of the operational amplifier OP1. The noninverting input terminal (+) of the operational amplifier OP1 is grounded. The resistance value of each of the resistors R1 and R2 is 10 k [Ω].

第1増幅回路2は、第1入力端子IN1から入力される第1電圧Vin1を予め定められた第1基準レベルVref1(本実施例では、Vref1=GNDレベル(0[V]))を基準にして反転増幅し、これにより得られた電圧Vop1を出力する。第1増幅回路2のゲインG1は、1(=R2/R1=10k/10k)倍である。   The first amplifier circuit 2 uses the first voltage Vin1 input from the first input terminal IN1 as a reference to a predetermined first reference level Vref1 (in this embodiment, Vref1 = GND level (0 [V])). Then, the voltage is inverted and amplified, and the voltage Vop1 obtained thereby is output. The gain G1 of the first amplifier circuit 2 is 1 (= R2 / R1 = 10 k / 10 k) times.

第2増幅回路3は、オペアンプOP2と、2つの抵抗器R3,R4とを含んでいる。抵抗器R3は、一端が第1増幅回路2の出力に接続され、他端がオペアンプOP2の反転入力端子(−)に接続されている。抵抗器R4は、一端がオペアンプOP2の反転入力端子(−)に接続され、他端がオペアンプOP2の出力端子に接続されている。また、オペアンプOP2の非反転入力端子(+)は、第2基準レベルVref2(ただし、Vref2<Vref1)の電圧を出力する直流電源に接続されている。抵抗器R3,R4の抵抗値は、いずれも10k[Ω]である。   The second amplification circuit 3 includes an operational amplifier OP2 and two resistors R3 and R4. One end of the resistor R3 is connected to the output of the first amplifier circuit 2, and the other end is connected to the inverting input terminal (-) of the operational amplifier OP2. One end of the resistor R4 is connected to the inverting input terminal (-) of the operational amplifier OP2, and the other end is connected to the output terminal of the operational amplifier OP2. The non-inverted input terminal (+) of the operational amplifier OP2 is connected to a DC power supply that outputs a voltage of the second reference level Vref2 (where Vref2 <Vref1). The resistance value of each of the resistors R3 and R4 is 10 k [Ω].

第2増幅回路3は、第1増幅回路2の出力電圧Vop1を第2基準レベルVref2を基準にして反転増幅し、これにより得られた電圧Vop2を出力する。第2増幅回路3のゲインG2は、1(=R4/R3=10k/10k)倍である。このため、第2増幅回路3のゲインG2および第1増幅回路2のゲインG1の積は、1倍である。   The second amplifier circuit 3 inverts and amplifies the output voltage Vop1 of the first amplifier circuit 2 with reference to the second reference level Vref2, and outputs a voltage Vop2 obtained thereby. The gain G2 of the second amplifier circuit 3 is 1 (= R4 / R3 = 10 k / 10 k) times. Therefore, the product of the gain G2 of the second amplifier circuit 3 and the gain G1 of the first amplifier circuit 2 is one time.

本実施例では、第2増幅回路3の出力電圧Vop2を次式で表すことができる。出力電圧Vop2は、第1電圧Vin1をVref2だけシフトさせたものである。

Vop2=Vin1×(−G1)×(−G2)+Vref2
=Vin1×(−1.0)×(−1.0)+Vref2
=Vin1+Vref2
In this embodiment, the output voltage Vop2 of the second amplifier circuit 3 can be expressed by the following equation. The output voltage Vop2 is obtained by shifting the first voltage Vin1 by Vref2.

Vop2 = Vin1 * (-G1) * (-G2) + Vref2
= Vin1 x (-1.0) x (-1.0) + Vref2
= Vin1 + Vref2

第3増幅回路4は、オペアンプOP3と、2つの抵抗器R5,R6とを含んでいる。抵抗器R5は、一端が第1増幅回路2の出力に接続され、他端がオペアンプOP3の反転入力端子(−)に接続されている。抵抗器R6は、一端がオペアンプOP3の反転入力端子(−)に接続され、他端がオペアンプOP3の出力端子に接続されている。また、オペアンプOP3の非反転入力端子(+)は、第3基準レベルVref3(ただし、Vref3>Vref1)の電圧を出力する直流電源に接続されている。抵抗器R5,R6の抵抗値は、いずれも10k[Ω]である。   The third amplifier circuit 4 includes an operational amplifier OP3 and two resistors R5 and R6. One end of the resistor R5 is connected to the output of the first amplifier circuit 2, and the other end is connected to the inverting input terminal (-) of the operational amplifier OP3. One end of the resistor R6 is connected to the inverting input terminal (-) of the operational amplifier OP3, and the other end is connected to the output terminal of the operational amplifier OP3. The noninverting input terminal (+) of the operational amplifier OP3 is connected to a DC power supply that outputs a voltage of a third reference level Vref3 (where Vref3> Vref1). The resistance value of each of the resistors R5 and R6 is 10 k [Ω].

第3増幅回路4は、第1増幅回路2の出力電圧Vop1を第3基準レベルVref3を基準にして反転増幅し、これにより得られた電圧Vop3を出力する。第3増幅回路4のゲインG3は、1.0(=R6/R5=10k/10k)倍である。このため、第3増幅回路4のゲインG3および第1増幅回路2のゲインG1の積は、1倍である。   The third amplifier circuit 4 inverts and amplifies the output voltage Vop1 of the first amplifier circuit 2 with reference to the third reference level Vref3, and outputs a voltage Vop3 obtained thereby. The gain G3 of the third amplifier circuit 4 is 1.0 (= R6 / R5 = 10 k / 10 k) times. Therefore, the product of the gain G3 of the third amplifier circuit 4 and the gain G1 of the first amplifier circuit 2 is one time.

本実施例では、第3増幅回路4の出力電圧Vop3を次式で表すことができる。出力電圧Vop3は、第1電圧Vin1をVref3だけシフトさせたものである。

Vop3=Vin1×(−G1)×(−G3)+Vref3
=Vin1×(−1.0)×(−1.0)+Vref3
=Vin1+Vref3
In this embodiment, the output voltage Vop3 of the third amplifier circuit 4 can be expressed by the following equation. The output voltage Vop3 is obtained by shifting the first voltage Vin1 by Vref3.

Vop3 = Vin1 × (−G1) × (−G3) + Vref3
= Vin1 x (-1.0) x (-1.0) + Vref3
= Vin1 + Vref3

検出回路5Aは、第1比較器COMP1と、第2比較器COMP2と、AND回路ANDと、2つの抵抗器R7,R8とを含んでいる。抵抗器R7,R8の抵抗値は、いずれも2.2k[Ω]である。   The detection circuit 5A includes a first comparator COMP1, a second comparator COMP2, an AND circuit AND, and two resistors R7 and R8. The resistance value of each of the resistors R7 and R8 is 2.2 k [Ω].

第1比較器COMP1は、負側の端子(−)が第2増幅回路3の出力に接続され、正側の端子(+)が第2入力端子IN2に接続され、オープンコレクタ形式を有する出力端子が抵抗器R7を介してVCC(本実施例では、5[V])に接続されている。第2比較器COMP2は、正側の端子(+)が第3増幅回路4の出力に接続され、負側の端子(−)が第2入力端子IN2に接続され、オープンコレクタ形式を有する出力端子が抵抗器R8を介してVCCに接続されている。また、AND回路ANDは、一方の入力端子が第1比較器COMP1の出力端子に接続され、他方の入力端子が第2比較器COMP2の出力端子に接続され、出力端子が検出結果出力端子OUTに接続されている。   The first comparator COMP1 is an output terminal having an open collector type, with the negative terminal (-) connected to the output of the second amplifier circuit 3, the positive terminal (+) connected to the second input terminal IN2, and Are connected to VCC (5 [V] in this embodiment) via the resistor R7. The output terminal of the second comparator COMP2 has an open collector type, with the positive terminal (+) connected to the output of the third amplifier circuit 4 and the negative terminal (−) connected to the second input terminal IN2. Are connected to VCC via resistor R8. In the AND circuit AND, one input terminal is connected to the output terminal of the first comparator COMP1, the other input terminal is connected to the output terminal of the second comparator COMP2, and the output terminal is connected to the detection result output terminal OUT. It is connected.

第1比較器COMP1は、第2入力端子IN2から入力される第2電圧Vin2と電圧Vop2とを比較する。そして、第2電圧Vin2の方が大きければVCCレベル(“Highレベル”ともいう)の電圧Vcomp1を出力し、電圧Vop2の方が大きければGNDレベル(“Lowレベル”ともいう)の電圧Vcomp1を出力する。第2比較器COMP2は、第2電圧Vin2と電圧Vop3とを比較する。そして、電圧Vop3の方が大きければVCCレベルの電圧Vcomp2を出力し、第2電圧Vin2の方が大きければGNDレベルの電圧Vcomp2を出力する。AND回路ANDは、電圧Vcomp1,Vcomp2の両方がVCCレベルである場合はVCCレベルの電圧Vdetを出力し、それ以外の場合はGNDレベルの電圧Vdetを出力する。   The first comparator COMP1 compares the second voltage Vin2 input from the second input terminal IN2 with the voltage Vop2. Then, if the second voltage Vin2 is larger, a voltage Vcomp1 of VCC level (also referred to as “High level”) is output, and if the voltage Vop2 is larger, a voltage Vcomp1 of GND level (also referred to as “Low level”) is output. Do. The second comparator COMP2 compares the second voltage Vin2 with the voltage Vop3. When the voltage Vop3 is larger, the voltage Vcomp2 at the VCC level is output, and when the voltage Vin2 is higher, the voltage Vcomp2 at the GND level is output. The AND circuit AND outputs the voltage Vdet at the VCC level if both of the voltages Vcomp1 and Vcomp2 are at the VCC level, and outputs the voltage Vdet at the GND level otherwise.

このように、検出回路5Aは、第2増幅回路3の出力電圧Vop2(=Vin1+Vref2)を下限値とし、第3増幅回路4の出力電圧Vop3(=Vin1+Vref3)を上限値とする電圧範囲に第2電圧Vin2が収まっている場合はVCCレベルの電圧Vdetを出力し、それ以外の場合はGNDレベルの電圧Vdetを出力する。   As described above, the detection circuit 5A sets the output voltage Vop2 (= Vin1 + Vref2) of the second amplification circuit 3 as the lower limit value and the output voltage Vop3 (= Vin1 + Vref3) of the third amplification circuit 4 as the upper limit value. If the voltage Vin2 is lower, the voltage Vdet at the VCC level is output, and otherwise the voltage Vdet at the GND level is output.

例えば、第1電圧Vin1が5.0[V]、第2基準レベルVref2が−1.5[V]、第3基準レベルVref3が+1.5[V]である場合、検出回路5Aは、第2電圧Vin2が3.5〜6.5[V]の範囲に収まっていれば正常であることを示すVCCレベルの電圧Vdetを出力し、収まっていなければ異常であることを示すGNDレベルの電圧Vdetを出力する。   For example, when the first voltage Vin1 is 5.0 [V], the second reference level Vref2 is -1.5 [V], and the third reference level Vref3 is +1.5 [V], the detection circuit 5A 2 Outputs a voltage Vdet of VCC level which indicates normal if the voltage Vin2 is within the range of 3.5 to 6.5 [V], and a voltage of GND level which indicates abnormal if the voltage Vin2 is not within Output Vdet.

図2は、第1電圧Vin1および第2電圧Vin2の電圧差が小さい場合の動作波形図である。全領域において、第2電圧Vin2は、電圧Vop2よりも大きく電圧Vop3よりも小さい。このため、検出回路5Aは全領域においてVCCレベルの電圧Vdetを出力する。   FIG. 2 is an operation waveform diagram when the voltage difference between the first voltage Vin1 and the second voltage Vin2 is small. In the entire region, the second voltage Vin2 is larger than the voltage Vop2 and smaller than the voltage Vop3. Therefore, detection circuit 5A outputs voltage Vdet at the VCC level in the entire region.

図3は、第1電圧Vin1および第2電圧Vin2の電圧差が大きい場合の動作波形図である。第2電圧Vin2が電圧Vop2よりも小さい領域においては、電圧Vcomp1がGNDレベルとなるため、検出回路5AはGNDレベルの電圧Vdetを出力する。また、第2電圧Vin2が電圧Vop3よりも大きい領域においては、電圧Vcomp2がGNDレベルとなるため、検出回路5AはGNDレベルの電圧Vdetを出力する。一方、これ以外の領域においては、電圧Vcomp1,Vcomp2の両方がVCCレベルとなるため、検出回路5AはVCCレベルの電圧Vdetを出力する。   FIG. 3 is an operation waveform diagram when the voltage difference between the first voltage Vin1 and the second voltage Vin2 is large. In a region where the second voltage Vin2 is smaller than the voltage Vop2, the voltage Vcomp1 is at the GND level, so the detection circuit 5A outputs the voltage Vdet at the GND level. Further, in a region where the second voltage Vin2 is larger than the voltage Vop3, the voltage Vcomp2 is at the GND level, so the detection circuit 5A outputs the voltage Vdet at the GND level. On the other hand, in the other region, both of the voltages Vcomp1 and Vcomp2 are at the VCC level, so the detection circuit 5A outputs the voltage Vdet at the VCC level.

以上のように、第1実施例に係る異常検出装置1Aによれば、第2電圧Vin2が第1電圧Vin1に基づいて生成した下限値と上限値の間に収まっていることを検出することができる。   As described above, according to the abnormality detection device 1A according to the first embodiment, it is detected that the second voltage Vin2 is between the lower limit value and the upper limit value generated based on the first voltage Vin1. it can.

[第2実施例]
図4に、本発明の第2実施例に係る異常検出装置1Bを示す。同図に示すように、異常検出装置1Bは、検出回路5Aの代わりに検出回路5Bを備えている点において異常検出装置1Aと相違しているが、他の点については異常検出装置1Aと共通している。
Second Embodiment
FIG. 4 shows an abnormality detection apparatus 1B according to a second embodiment of the present invention. As shown in the figure, the abnormality detection device 1B is different from the abnormality detection device 1A in that the abnormality detection device 1B includes the detection circuit 5B instead of the detection circuit 5A, but the other points are the same as the abnormality detection device 1A. doing.

検出回路5Bは、検出回路5Aと同様、第1比較器COMP1および第2比較器COMP2を含んでいる。ただし、第1比較器COMP1は、正側の端子(+)が第2増幅回路3の出力に接続され、負側の端子(−)が第2入力端子IN2に接続されている。また、第2比較器COMP2は、負側の端子(−)が第3増幅回路4の出力に接続され、正側の端子(+)が第2入力端子IN2に接続されている。   Similar to the detection circuit 5A, the detection circuit 5B includes a first comparator COMP1 and a second comparator COMP2. However, in the first comparator COMP1, the positive terminal (+) is connected to the output of the second amplifier circuit 3, and the negative terminal (−) is connected to the second input terminal IN2. The second comparator COMP2 has a negative terminal (-) connected to the output of the third amplifier circuit 4 and a positive terminal (+) connected to the second input terminal IN2.

検出回路5Bは、AND回路ANDの代わりにNOR回路NORを備えている。   The detection circuit 5B includes a NOR circuit NOR instead of the AND circuit AND.

第1比較器COMP1は、第2電圧Vin2と電圧Vop2とを比較する。そして、第2電圧Vin2の方が大きければGNDレベルの電圧を出力し、電圧Vop2の方が大きければVCCレベルの電圧を出力する。第2比較器COMP2は、第2電圧Vin2と電圧Vop3とを比較する。そして、電圧Vop3の方が大きければGNDレベルの電圧を出力し、第2電圧Vin2の方が大きければVCCレベルの電圧を出力する。NOR回路NORは、電圧Vcomp1,Vcomp2の両方がGNDレベルである場合はVCCレベルの電圧Vdetを出力し、それ以外の場合はGNDレベルの電圧Vdetを出力する。   The first comparator COMP1 compares the second voltage Vin2 with the voltage Vop2. When the second voltage Vin2 is larger, a voltage at the GND level is output, and when the voltage Vop2 is larger, a voltage at the VCC level is output. The second comparator COMP2 compares the second voltage Vin2 with the voltage Vop3. When the voltage Vop3 is larger, a voltage at the GND level is output, and when the second voltage Vin2 is larger, a voltage at the VCC level is output. The NOR circuit NOR outputs the voltage Vdet at the VCC level when both of the voltages Vcomp1 and Vcomp2 are at the GND level, and outputs the voltage Vdet at the GND level otherwise.

このように、検出回路5Bは、検出回路5Aと同様に、第2増幅回路3の出力電圧Vop2(=Vin1+Vref2)と第3増幅回路4の出力電圧Vop3(=Vin1+Vref3)との間に第2電圧Vin2が収まっている場合は正常であることを示すVCCレベルの電圧Vdetを出力し、それ以外の場合は異常であることを示すGNDレベルの電圧Vdetを出力する。   As described above, the detection circuit 5B, like the detection circuit 5A, has the second voltage between the output voltage Vop2 (= Vin1 + Vref2) of the second amplifier circuit 3 and the output voltage Vop3 (= Vin1 + Vref3) of the third amplifier circuit 4. The voltage Vdet at the VCC level indicating that the operation is normal is output when Vin2 is within, and the voltage Vdet at the GND level indicating the abnormality is output otherwise.

[変形例]
以上、本発明に係る異常検出装置の実施例について説明してきたが、本発明はこれらに限定されるものではない。
[Modification]
As mentioned above, although the Example of the abnormality detection apparatus concerning this invention was described, this invention is not limited to these.

例えば、検出回路5A,5Bは、下限値としての電圧Vop2と第2電圧Vin2との大小関係、および上限値としての電圧Vop3と第2電圧Vin2との大小関係に基づいて、異常を検出可能な任意の回路構成をとることができる。例えば、検出回路5AのAND回路ANDは、NAND回路に置き換えることができる。この場合、検出回路5Aは、正常であることを示すGNDレベルの電圧Vdet、または異常であることを示すVCCレベルの電圧Vdetを出力する。同様に、検出回路5BのNOR回路NORは、OR回路に置き換えることができる。この場合、検出回路5Bは、正常であることを示すGNDレベルの電圧Vdet、または異常であることを示すVCCレベルの電圧Vdetを出力する。   For example, the detection circuits 5A and 5B can detect an abnormality based on the magnitude relationship between the voltage Vop2 as the lower limit value and the second voltage Vin2 and the magnitude relationship between the voltage Vop3 as the upper limit value and the second voltage Vin2. Any circuit configuration can be taken. For example, the AND circuit AND of the detection circuit 5A can be replaced with a NAND circuit. In this case, the detection circuit 5A outputs the voltage Vdet at the GND level indicating that it is normal, or the voltage Vdet at the VCC level indicating that it is abnormal. Similarly, the NOR circuit NOR of the detection circuit 5B can be replaced by an OR circuit. In this case, the detection circuit 5B outputs the voltage Vdet at the GND level indicating that it is normal, or the voltage Vdet at the VCC level indicating that it is abnormal.

第1増幅回路2のゲインG1、第2増幅回路3のゲインG2および第3増幅回路4のゲインG3は、適宜変更することができる。ただし、本発明では、ゲインG2およびゲインG3が等しく、かつ、ゲインG1とゲインG2(G3)の積が1倍でなくてはならない。一例として、ゲインG1を2倍とした場合は、ゲインG2,G3を0.5倍とする必要がある。   The gain G1 of the first amplifier circuit 2, the gain G2 of the second amplifier circuit 3, and the gain G3 of the third amplifier circuit 4 can be changed as appropriate. However, in the present invention, the gain G2 and the gain G3 must be equal, and the product of the gain G1 and the gain G2 (G3) must be one. As an example, when the gain G1 is doubled, the gains G2 and G3 need to be 0.5 times.

第1基準レベルVref1、第2基準レベルVref2および第3基準レベルVref3は、適宜変更することができる。ただし、本発明では、第2基準レベルVref2を第1基準レベルVref1よりも小さく設定し、第3基準レベルVref3を第1基準レベルVref1よりも大きく設定しなくてはならない。一例として、第1基準レベルVref1を1.5[V]とした場合は、第2基準レベルVref2を0[V]とし、第3基準レベルVref3を3[V]とすることができる。第2基準レベルVref2を第1基準レベルVref1に対してどの程度小さくするか、および第3基準レベルVref3を第1基準レベルVref1に対してどの程度大きくするかは、許容される電圧差に応じて決定すればよい。   The first reference level Vref1, the second reference level Vref2, and the third reference level Vref3 can be changed as appropriate. However, in the present invention, it is necessary to set the second reference level Vref2 smaller than the first reference level Vref1 and set the third reference level Vref3 larger than the first reference level Vref1. As an example, when the first reference level Vref1 is 1.5 [V], the second reference level Vref2 can be 0 [V] and the third reference level Vref3 can be 3 [V]. How much the second reference level Vref2 is to be reduced relative to the first reference level Vref1 and how high the third reference level Vref3 is to be relative to the first reference level Vref1 depends on the allowable voltage difference. You should decide.

第1基準レベルVref1、第2基準レベルVref2および第3基準レベルVref3を発生させる回路は、適宜変更することができる。適用可能な回路としては、例えば、定電圧を2以上の抵抗器で分圧する分圧回路がある。   The circuit that generates the first reference level Vref1, the second reference level Vref2, and the third reference level Vref3 can be changed as appropriate. An applicable circuit is, for example, a voltage dividing circuit that divides a constant voltage with two or more resistors.

1A,1B 異常検出回路
2 第1増幅回路
3 第2増幅回路
4 第3増幅回路
5A,5B 検出回路
OP1 オペアンプ
OP2 オペアンプ
OP3 オペアンプ
COMP1 第1比較器
COMP2 第2比較器
AND AND回路
NOR NOR回路
1A, 1B abnormality detection circuit 2 first amplifier circuit 3 second amplifier circuit 4 third amplifier circuit 5A, 5B detection circuit OP1 operational amplifier OP2 operational amplifier OP3 operational amplifier COMP1 first comparator COMP2 second comparator AND AND circuit NOR NOR circuit

Claims (4)

予め定められた第1電圧と前記第1電圧の比較対象として入力される第2電圧との電圧差における異常を検出する異常検出装置であって、
前記第1電圧を、予め定められた第1基準レベルを基準にして反転増幅する第1増幅回路と、
前記第1増幅回路の出力電圧を、前記第1基準レベルよりも小さい第2基準レベルを基準にして反転増幅する第2増幅回路と、
前記第1増幅回路の出力電圧を、前記第1基準レベルよりも大きい第3基準レベルを基準にして反転増幅する第3増幅回路と、
下限値としての前記第2増幅回路の出力電圧と前記第2電圧との大小関係、および上限値としての前記第3増幅回路の出力電圧と前記第2電圧との大小関係に基づいて、前記異常を検出する検出回路と、
を備え、
前記第2増幅回路および前記第3増幅回路のゲインが等しく、前記第1増幅回路のゲインおよび前記第2増幅回路のゲインの積が1倍である
ことを特徴とする異常検出装置。
An abnormality detection device for detecting an abnormality in a voltage difference between a predetermined first voltage and a second voltage input as a comparison target of the first voltage,
A first amplifier circuit that inverts and amplifies the first voltage with reference to a predetermined first reference level;
A second amplification circuit that inverts and amplifies an output voltage of the first amplification circuit with reference to a second reference level that is smaller than the first reference level;
A third amplifier circuit that inverts and amplifies an output voltage of the first amplifier circuit with reference to a third reference level which is larger than the first reference level;
The abnormality is based on the magnitude relationship between the output voltage of the second amplification circuit as the lower limit value and the second voltage, and the magnitude relationship between the output voltage of the third amplification circuit as the upper limit value and the second voltage A detection circuit for detecting
Equipped with
An abnormality detection device characterized in that the gains of the second and third amplifier circuits are equal, and the product of the gain of the first amplifier circuit and the gain of the second amplifier circuit is one.
前記検出回路が、負端子側に入力される前記第2増幅回路の出力電圧と正端子側に入力される前記第2電圧とを比較する第1比較器と、正端子側に入力される前記第3増幅回路の出力電圧と負端子側に入力される前記第2電圧とを比較する第2比較器と、前記第1および第2比較器の出力を入力として論理出力するAND回路またはNAND回路とを含むことを特徴とする請求項1に記載の異常検出装置。   A first comparator for comparing the output voltage of the second amplifier circuit input to the negative terminal with the second voltage input to the positive terminal, and the detection circuit is input to the positive terminal A second comparator that compares the output voltage of the third amplifier circuit with the second voltage input to the negative terminal, and an AND circuit or NAND circuit that logically outputs the outputs of the first and second comparators as inputs The anomaly detection apparatus according to claim 1, further comprising: 前記検出回路が、正端子側に入力される前記第2増幅回路の出力電圧と負端子側に入力される前記第2電圧とを比較する第1比較器と、負端子側に入力される前記第3増幅回路の出力電圧と正端子側に入力される前記第2電圧とを比較する第2比較器と、前記第1および第2比較器の出力を入力として論理出力するOR回路またはNOR回路とを含むことを特徴とする請求項1に記載の異常検出装置。   A first comparator for comparing the output voltage of the second amplifier circuit input to the positive terminal with the second voltage input to the negative terminal; and the first input to the negative terminal A second comparator that compares the output voltage of the third amplifier circuit with the second voltage input to the positive terminal, and an OR circuit or NOR circuit that logically outputs the outputs of the first and second comparators as inputs The anomaly detection apparatus according to claim 1, further comprising: 前記第1基準レベルがGNDレベルであり、前記第2および第3基準レベルの絶対値が等しいことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の異常検出装置。   The abnormality detection device according to any one of claims 1 to 3, wherein the first reference level is a GND level, and absolute values of the second and third reference levels are equal.
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