JP7373767B2 - Overload detection circuit - Google Patents
Overload detection circuit Download PDFInfo
- Publication number
- JP7373767B2 JP7373767B2 JP2019205042A JP2019205042A JP7373767B2 JP 7373767 B2 JP7373767 B2 JP 7373767B2 JP 2019205042 A JP2019205042 A JP 2019205042A JP 2019205042 A JP2019205042 A JP 2019205042A JP 7373767 B2 JP7373767 B2 JP 7373767B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- detection circuit
- resistors
- input terminal
- overload detection
- diode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims description 42
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 19
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims description 16
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Description
本発明は過負荷検出回路、特に車両に搭載された電気回路の過負荷検出回路に関する。 The present invention relates to an overload detection circuit, and particularly to an overload detection circuit for an electric circuit mounted on a vehicle.
従来、電気機器の入力端子に加わる過負荷、例えば、過電圧や過電流から電気回路を保護するための保護回路が種々提案されている。 Conventionally, various protection circuits have been proposed for protecting electrical circuits from overloads such as overvoltages and overcurrents applied to input terminals of electrical equipment.
例えば、特許文献1には、電気回路の入力端子間に、パワーツェナーダイオードとダイオードと履歴記録回路とを並列接続した過負荷保護回路が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses an overload protection circuit in which a power Zener diode, a diode, and a history recording circuit are connected in parallel between input terminals of an electric circuit.
入力端子間に通常とは逆の極性の電圧が印加された場合、いわゆる逆接状態において、パワーツェナーダイオードとダイオードは、入力端子間をショートし、電気回路を保護する。また、入力端子間に過電圧が印加された場合に、ツェナーダイオードの電圧クランプ効果により、降伏電圧以上の電圧が電気回路に印加されないようにして電気回路を保護している。 When a voltage with a polarity opposite to normal is applied between the input terminals, the power Zener diode and the diode short-circuit the input terminals in a so-called reverse connection state to protect the electric circuit. Further, when an overvoltage is applied between the input terminals, the voltage clamping effect of the Zener diode protects the electrical circuit by preventing a voltage higher than the breakdown voltage from being applied to the electrical circuit.
履歴記録回路は、例えば、ツェナーダイオードとヒューズまたはボンディングワイヤとの直列接続体を複数準備し、これらを並列接続したものが用いられている。それぞれのツェナーダイオードの降伏電圧は、互いに異なるように設定されており、パワーツェナーダイオードの降伏電圧前後で履歴を残したい電圧に段階的に設定される。入力端子間にパワーツェナーダイオードの降伏電圧以上の過電圧が加わった場合、過電圧の大きさに応じてヒューズまたはボンディングワイヤが溶断する。故障時に電気回路を回収した場合、どのヒューズが溶断しているかを調査することにより、どのレベルの過電圧が発生していたかを容易に把握することができる。 For example, a history recording circuit is used in which a plurality of serially connected bodies of Zener diodes and fuses or bonding wires are prepared and these are connected in parallel. The breakdown voltages of the respective Zener diodes are set to be different from each other, and are set stepwise to voltages at which it is desired to leave a history before and after the breakdown voltage of the power Zener diode. If an overvoltage higher than the breakdown voltage of the power Zener diode is applied between the input terminals, the fuse or bonding wire will blow depending on the magnitude of the overvoltage. When an electrical circuit is recovered at the time of a failure, it is possible to easily determine what level of overvoltage was occurring by investigating which fuse has blown.
しかし、特許文献1に開示される従来の構成では、電気回路の保護回路として機能するパワーツェナーダイオード及びダイオードと履歴記録回路とが並列に接続される。このため、過電圧が加わった場合に履歴記録回路自体が保護されてしまい、過電圧のレベルを確実に検出できない場合があった。 However, in the conventional configuration disclosed in Patent Document 1, a power Zener diode that functions as a protection circuit for an electric circuit, and the diode and the history recording circuit are connected in parallel. For this reason, when an overvoltage is applied, the history recording circuit itself is protected, and the overvoltage level may not be reliably detected.
また、過電圧が加わった場合にそのレベルを検出することはできるが、逆接状態で印加された電圧のレベルを検知することができなかった。 Furthermore, although it is possible to detect the level of overvoltage when it is applied, it has not been possible to detect the level of voltage applied in a reversely connected state.
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、その目的は、簡便な構成で過電圧の有無及びそのレベルを検出可能な過負荷検出回路を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide an overload detection circuit capable of detecting the presence or absence of overvoltage and its level with a simple configuration.
上記の目的を達成するために、本発明に係る過負荷検出回路は、電気回路の高電位側入力端子と低電位側入力端子との間に接続される過負荷検出回路であって、前記高電位側入力端子にカソードが接続されたツェナーダイオードと、前記ツェナーダイオードのアノードと前記低電位側入力端子とに接続されたキャパシタと、前記ツェナーダイオードのアノ
ードと前記低電位側入力端子との間に前記キャパシタとそれぞれ並列に接続された複数の抵抗と、を少なくとも備え、前記複数の抵抗のそれぞれは、抵抗値及び定格電力の少なくとも一方が互いに前記複数の抵抗のそれぞれは、抵抗値及び定格電力の少なくとも一方が互いに異なり、前記高電位側入力端子と前記低電位側入力端子とに電気的に接続されたダイオードをさらに備え、前記ダイオードのカソードが前記高電位側入力端子に、前記ダイオードのアノードが前記低電位側入力端子にそれぞれ電気的に接続され、前記ダイオードは前記キャパシタと並列に接続されており、前記ダイオードのカソードが前記ツェナーダイオードのアノードに、前記ダイオードのアノードが前記低電位側入力端子にそれぞれ接続されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, an overload detection circuit according to the present invention is an overload detection circuit connected between a high potential side input terminal and a low potential side input terminal of an electric circuit. a Zener diode whose cathode is connected to the potential side input terminal; a capacitor connected to the anode of the Zener diode and the low potential side input terminal; and between the anode of the Zener diode and the low potential side input terminal. at least a plurality of resistors each connected in parallel with the capacitor, each of the plurality of resistors has at least one of a resistance value and a rated power, and each of the plurality of resistors has a resistance value and a rated power of at least one of the same. The diode further includes a diode, at least one of which is different from the other and electrically connected to the high potential side input terminal and the low potential side input terminal, the cathode of the diode being connected to the high potential side input terminal, and the anode of the diode being connected to the high potential side input terminal. The diodes are electrically connected to the low potential side input terminals, the diodes are connected in parallel with the capacitor, the cathodes of the diodes are connected to the anodes of the Zener diodes, and the anodes of the diodes are connected to the low potential side input terminals. It is characterized by being connected to each .
この構成によれば、簡便に過負荷検出回路を構成することができる。また、電気回路に不具合が生じた場合に、複数の抵抗のいずれが焼損あるいは一部溶融したかを確認することで、電気回路に過負荷が加わったか否か、また、過負荷のレベルを確実に検出することができる。 According to this configuration, the overload detection circuit can be easily configured. Additionally, in the event of a malfunction in an electrical circuit, by checking which of the multiple resistors has been burnt out or partially melted, it is possible to determine whether or not an overload has been applied to the electrical circuit, as well as the level of overload. can be detected.
また、電気回路の高電位側入力端子と低電位側入力端子との間に負電圧が印加された逆接状態の検出が可能となる。 Furthermore, it is possible to detect a reverse connection state in which a negative voltage is applied between the high potential side input terminal and the low potential side input terminal of the electric circuit.
本発明の過負荷検出回路によれば、簡便な構成で過電圧の有無やそのレベルを確実に検出することができる。また、逆接状態を検出することができる。 According to the overload detection circuit of the present invention, the presence or absence of overvoltage and its level can be reliably detected with a simple configuration. Further, a reverse connection state can be detected.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings. The following description of preferred embodiments is merely exemplary in nature and is in no way intended to limit the invention, its applications, or its uses.
(実施形態1)
[過負荷検出回路の構成]
図1は、本実施形態に係る過負荷検出回路の概略構成図を示し、過負荷検出回路10は、インバータ回路20の電源電圧端子(高電位側入力端子)21とGND端子(低電位側入力端子)22に接続されている。
(Embodiment 1)
[Configuration of overload detection circuit]
FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of an overload detection circuit according to this embodiment. terminal) 22.
インバータ回路20は、車両に搭載されており、電源電圧端子21にバッテリー(図示せず)の直流電圧、この場合は+12Vが印加され、GND端子22がGND電位にそれぞれ接続されている。インバータ回路20は、バッテリーの直流電圧を受けて、これを所望の周波数及び電圧値を有する交流電圧に変換する。
The
過負荷検出回路10は、ツェナーダイオードZDとキャパシタCと第1~第3の抵抗R1,R2,R3とを有しており、インバータ回路20と同様に車両に搭載されている。また、後で述べるように、過負荷検出回路10は、過電圧保護回路としての機能も有している。
The
ツェナーダイオードZDは、カソードが電源電圧端子21に、アノードがGND端子22にそれぞれ接続されている。
The Zener diode ZD has a cathode connected to the power
キャパシタCは、ツェナーダイオードZDと直列に接続されており、一端がツェナーダイオードZDのアノードに、他端がGND端子22にそれぞれ接続されている。
The capacitor C is connected in series with the Zener diode ZD, with one end connected to the anode of the Zener diode ZD, and the other end connected to the
第1~第3の抵抗R1,R2,R3は、ツェナーダイオードZDと直列に接続されるとともに、キャパシタCとそれぞれ並列に接続されている。つまり、第1~第3の抵抗R1,R2,R3のそれぞれの一端はツェナーダイオードZDのアノードに、それぞれの他端はGND端子22に接続されている。
The first to third resistors R1, R2, and R3 are connected in series with the Zener diode ZD and in parallel with the capacitor C, respectively. That is, one end of each of the first to third resistors R1, R2, and R3 is connected to the anode of the Zener diode ZD, and the other end of each is connected to the
また、ツェナーダイオードZDは降伏電圧が27V、つまり、バッテリーの直流電圧の倍電圧に対し若干のマージンを加えた値となるように設定されている。キャパシタCの容量は10μFに設定されている。また、第1~第3の抵抗R1,R2,R3の抵抗値は同じ値に設定されており、本実施形態では1Ωに設定されている。一方、また、第1~第3の抵抗R1,R2,R3の定格電力は、それぞれ異なるように設定されている。第1の抵抗R1の定格電力は0.1Wに、第2の抵抗R2の定格電力は0.125Wに、第3の抵抗R3の定格電力は0.5Wにそれぞれ設定されている。ただし、これらの値に特に限定されるものではなく、インバータ回路20に印加される電圧範囲の仕様に応じて適宜変更される。例えば、バッテリー等の電源が24V系の場合、電源電圧端子21には+24Vの直流電圧が印加される。この場合、ツェナーダイオードZDの降伏電圧が53V、つまり、バッテリーの直流電圧の倍電圧に対し若干のマージンを加えた値となるように設定される。キャパシタCの容量は20μFに設定される。また、第1~第3の抵抗R1,R2,R3の抵抗値はそれぞれ1Ωに設定される。一方、第1の抵抗R1の定格電力は0.1Wに、第2の抵抗R2の定格電力は0.125Wに、第3の抵抗R3の定格電力は0.5Wにそれぞれ設定される。
Further, the breakdown voltage of the Zener diode ZD is set to 27V, that is, a value obtained by adding a slight margin to the voltage doubled of the DC voltage of the battery. The capacitance of capacitor C is set to 10 μF. Furthermore, the resistance values of the first to third resistors R1, R2, and R3 are set to the same value, and are set to 1Ω in this embodiment. On the other hand, the rated powers of the first to third resistors R1, R2, and R3 are set to be different from each other. The rated power of the first resistor R1 is set to 0.1W, the rated power of the second resistor R2 is set to 0.125W, and the rated power of the third resistor R3 is set to 0.5W. However, these values are not particularly limited, and may be changed as appropriate depending on the specifications of the voltage range applied to the
なお、第1~第3の抵抗R1,R2,R3は互いに並列に接続されるため、これらの合成抵抗値はそれぞれの抵抗値よりも低くなる。本実施形態では、当該合成抵抗値は約0.3Ωである。後で述べるように、電源電圧端子21にツェナーダイオードZDの降伏電圧以上の正の過電圧が加わると、第1~第3の抵抗R1,R2,R3にそれぞれ電流が流れ、電圧降下が起こる。つまり、GND電位を基準として、電源電圧端子21の電位が持ち上がってしまう。このため、電源電圧端子21の電位がインバータ回路20の許容最大入力電圧を超えないように、合成抵抗値を設定する必要がある。言い換えると、電源電圧端子21とGND端子22との間の電位差とツェナーダイオードZDの降伏電圧との差が所定値以下となるように、第1~第3の抵抗R1,R2,R3の合成抵抗値が設定される。
Note that since the first to third resistors R1, R2, and R3 are connected in parallel with each other, their combined resistance value is lower than their respective resistance values. In this embodiment, the combined resistance value is approximately 0.3Ω. As will be described later, when a positive overvoltage equal to or higher than the breakdown voltage of the Zener diode ZD is applied to the power
次に、過負荷検出回路10の動作について説明する。
Next, the operation of the
例えば、電源電圧端子21にツェナーダイオードZDの降伏電圧以上の正の過電圧が加わると、ツェナーダイオードZDが導通し電流が流れる。また、ツェナーダイオードZDのアノード-カソード間の電圧は降伏電圧にクランプされる。
For example, when a positive overvoltage higher than the breakdown voltage of the Zener diode ZD is applied to the power
印加された過電圧の時間変化が大きい場合、例えば、過渡的に過電圧が印加される場合は、ツェナーダイオードZDを流れる電流はキャパシタCを介してGND端子22に流れ込む。このため、インバータ回路20の内部に過電圧は印加されず、インバータ回路20は保護される。また、第1~第3の抵抗R1,R2,R3には実質的に電流は流れない。
When the applied overvoltage changes greatly over time, for example, when the overvoltage is applied transiently, the current flowing through the Zener diode ZD flows into the
一方、印加された過電圧の時間変化が小さい場合、ツェナーダイオードZDを流れる電流は第1~第3の抵抗R1,R2,R3にそれぞれ流れる。このため、第1~第3の抵抗R1,R2,R3のそれぞれで電力量が消費される。これについて図2を用いて説明する。 On the other hand, when the time change of the applied overvoltage is small, the current flowing through the Zener diode ZD flows through the first to third resistors R1, R2, and R3, respectively. Therefore, electric power is consumed in each of the first to third resistors R1, R2, and R3. This will be explained using FIG. 2.
図2は、ツェナーダイオードZDと第1~第3の抵抗R1,R2,R3に加わる電圧の時間変化の一例を示し、この例では、ツェナーダイオードZDと第1~第3の抵抗R1,R2,R3との直列接続体に加わる印加電圧Vが、時刻t1まで一定の値Vaであり、時刻t1でVcまで立ち上がった後に、連続的に低下し、時刻t2でもとの値Vaに戻る場合を考える。また、Vaをバッテリーの直流電圧(=+12V)とし、VbをツェナーダイオードZDの降伏電圧とする。 FIG. 2 shows an example of a time change in the voltage applied to the Zener diode ZD and the first to third resistors R1, R2, R3. In this example, the Zener diode ZD and the first to third resistors R1, R2, Consider the case where the applied voltage V applied to the series connection body with R3 is a constant value Va until time t1, rises to Vc at time t1, then continuously decreases, and returns to the original value Va at time t2. . Further, Va is the DC voltage of the battery (=+12V), and Vb is the breakdown voltage of the Zener diode ZD.
前述したように、ツェナーダイオードZDの両端の電圧は降伏電圧Vbにクランプされており、これを越える分の電圧が第1~第3の抵抗R1,R2,R3のそれぞれに等しく加わり、電流が流れる。このとき、抵抗Riで消費される電力量Piは式(1)に示す形で表わされる。また、Piは、図2に示す斜線部の面積に相当する。 As mentioned above, the voltage across the Zener diode ZD is clamped to the breakdown voltage Vb, and the voltage exceeding this is equally applied to each of the first to third resistors R1, R2, and R3, causing current to flow. . At this time, the amount of power Pi consumed by the resistor Ri is expressed in the form shown in equation (1). Further, Pi corresponds to the area of the hatched part shown in FIG.
Pi=∫{(V-Vb)2/Ri}dt ・・・(1) Pi=∫{(V-Vb) 2 /Ri}dt...(1)
ここで、
Pi:第i(iは1~3の整数)の抵抗での消費電力量
Ri:第iの抵抗の抵抗値
である。
here,
Pi: power consumption at the i-th resistor (i is an integer from 1 to 3) Ri: resistance value of the i-th resistor.
図2及び式(1)から明らかなように、第1~第3の抵抗R1,R2,R3のそれぞれにおいて、消費電力量が前述の定格電力を越え、さらにそれぞれの抵抗が備える許容値を越えると、その抵抗は焼損するか、あるいは一部溶融する。ここで、抵抗が備える許容値とは、抵抗の材料等に起因する実力値である。この実力値は、抵抗の仕様が保証された定格電力を越えた領域のため、個々の抵抗に依存する。本実施形態では、第1の抵抗R1の定格電力が最も小さいため、まず、第1の抵抗R1が焼損するか、あるいは一部溶融する。また、第2の抵抗R2及び第3の抵抗R3での消費電力量がそれぞれ前述の定格電力を越えた場合も、これらの抵抗が焼損するか、あるいは一部溶融する。なお、第1~第3の抵抗R1,R2,R3のいずれかに電流が流れている間は、ツェナーダイオードZDでの電圧クランプ効果が発揮され、インバータ回路20の内部に所定値以上、この場合は+24V以上の電圧は印加されない。つまり、過負荷検出回路10は、所定値以上の過電圧からインバータ回路20を保護する。
As is clear from FIG. 2 and equation (1), the power consumption of each of the first to third resistors R1, R2, and R3 exceeds the above-mentioned rated power and also exceeds the allowable value of each resistor. Then, the resistor burns out or partially melts. Here, the allowable value of the resistor is the actual value due to the material of the resistor. This actual value depends on the individual resistor since the resistor's specifications exceed the guaranteed rated power. In this embodiment, since the rated power of the first resistor R1 is the smallest, first the first resistor R1 burns out or partially melts. Also, if the power consumption of the second resistor R2 and the third resistor R3 exceeds the rated power, these resistors will burn out or partially melt. Note that while current is flowing through any of the first to third resistors R1, R2, and R3, the voltage clamping effect of the Zener diode ZD is exhibited, and the voltage inside the
なお、すべての抵抗が焼損すると、過電圧はツェナーダイオードZDとキャパシタCとの直列接続体に印加されるが、キャパシタCが絶縁破壊を起こして電流が流れない限り、過電圧はインバータ回路20の内部に直接印加される。
Note that if all the resistors burn out, overvoltage will be applied to the series connection of Zener diode ZD and capacitor C, but unless capacitor C causes dielectric breakdown and current does not flow, overvoltage will not flow inside the
インバータ回路20に所定値以上の過電圧が印加された場合、インバータ回路20が故障することがある。インバータ回路20に不具合が生じたことが判明した場合、過負荷検出回路10の状態、特に第1~第3の抵抗R1,R2,R3のいずれかが焼損あるいは一部溶融しているか否かを確認することで、インバータ回路20の入力端子である電源電圧端子21とGND端子22との間に所定値以上の過電圧が印加されたか否かを知ることができる。また、どの抵抗が焼損あるいは一部溶融しているかを確認することにより、過電圧のレベルを見積もることができる。
If an overvoltage of a predetermined value or more is applied to the
[効果等]
以上説明したように、本実施形態に係る過負荷検出回路10は、インバータ回路20(電気回路)の電源電圧端子(高電位側入力端子)21とGND端子(低電位側入力端子)22との間に接続されている。
[Effects etc.]
As explained above, the
過負荷検出回路10は、電源電圧端子21にカソードが接続されたツェナーダイオードZDと、ツェナーダイオードZDのアノードとGND端子22とに接続されたキャパシタCと、ツェナーダイオードZDのアノードとGND端子22との間にキャパシタCとそれぞれ並列に接続された第1~第3の抵抗R1,R2,R3と、を少なくとも備えている。第1~第3の抵抗R1,R2,R3は定格電力が互いに異なる。
The
過負荷検出回路10をこのように構成することで、簡便に過負荷検出回路10を構成することができる。また、インバータ回路20に不具合が生じた場合に、第1~第3の抵抗R1,R2,R3のいずれが焼損あるいは一部溶融したかを確認することで、インバータ回路20に過負荷が加わったか否か、また、過負荷のレベルを確実に検出することができる。
By configuring the
また、インバータ回路20に所定値以上の過電圧、この場合は、+24V以上の電圧が印加された場合においても、第1~第3の抵抗R1,R2,R3のいずれかが導通状態にある場合は、電源電圧端子21とGND端子22との間の電位差は、ツェナーダイオードZDの降伏電圧程度にクランプされる。このことにより、インバータ回路20の内部に+24V以上の電圧が印加されるのを防止でき、インバータ回路20の破壊等を抑制できる。
Further, even if an overvoltage of a predetermined value or higher, in this case, a voltage of +24V or higher is applied to the
さらに、本実施形態によれば、電源電圧端子21とGND端子22との間に負電圧が印加された逆接状態の検出が可能となる。また、インバータ回路20を保護できる。これらについてさらに説明する。
Furthermore, according to the present embodiment, it is possible to detect a reverse connection state in which a negative voltage is applied between the power
図1から明らかなように、電源電圧端子21とGND端子22との間に負電圧が印加されると、GND端子22が電源電圧端子21よりも高電位となる。このため、ツェナーダイオードZDに順方向のバイアス電圧が印加され、GND端子22から第1~第3の抵抗R1,R2,R3及びツェナーダイオードZDを通って電源電圧端子21に電流が流れ、インバータ回路20の内部に負電圧が印加されることがない。よって、インバータ回路20が保護される。
As is clear from FIG. 1, when a negative voltage is applied between the power
また、GND端子22から電源電圧端子21に流れる電流値は、ツェナーダイオードZDの順方向抵抗値と第1~第3の抵抗R1,R2,R3の合成抵抗値とで決まる。この電流値が所定値以上になると、第1~第3の抵抗R1,R2,R3の中で最も定格電力が小さい第1の抵抗R1が焼損または一部溶融し始めるのは前述したとおりである。
Further, the value of the current flowing from the
したがって、GND端子22と電源電圧端子21との間に負電圧が印加された場合にも、第1~第3の抵抗R1,R2,R3のいずれかが焼損あるいは一部溶融しているか否かを確認することで、印加された負電圧が所定値以上であるか否かを知ることができる。また、どの抵抗が焼損あるいは一部溶融しているかを確認することにより、印加された負電圧のレベルを見積もることができる。
Therefore, even when a negative voltage is applied between the
さらに、本実施形態によれば、インバータ回路20を過電圧から保護するツェナーダイオードZDと直列に第1~第3の抵抗R1,R2,R3が接続される。このことにより、ツェナーダイオードZDにより、第1~第3の抵抗R1,R2,R3自体が保護されて過電圧の有無や過電圧のレベルを検出できないという従来の課題は生じない。
Further, according to the present embodiment, first to third resistors R1, R2, and R3 are connected in series with the Zener diode ZD that protects the
インバータ回路20に過負荷が加わったときに、電源電圧端子21とGND端子22との間の電位差とツェナーダイオードZDの降伏電圧との差が所定値以下となるように、第1~第3の抵抗R1,R2,R3の合成抵抗値が設定されるのが好ましい。 The first to the third Preferably, a combined resistance value of resistors R1, R2, and R3 is set.
このようにすることで、電源電圧端子21の電位がインバータ回路20の許容最大入力電圧を超えず、過電圧が加わった場合にも、インバータ回路20を保護することができる。
By doing so, the potential of the power
また、前述したように、インバータ回路20と過負荷検出回路10とはそれぞれ車両に搭載されている。
Further, as described above, the
車両内の電気機器に電力を供給する電源として、一般に、バッテリーが用いられる。バッテリーはその性能により定められた直流電圧を出力する。 A battery is generally used as a power source for supplying electric power to electrical equipment in a vehicle. A battery outputs a DC voltage determined by its performance.
しかし、近年の車両の電動化の進展に伴い、車両に搭載される電気機器が増加するとともに、それぞれの機器で使用される電圧や電流の範囲も拡がっている。このため、複数のバッテリーを直列接続して、より高い電圧を発生させることも多く行われている。 However, with the recent progress in electrification of vehicles, the number of electrical devices installed in vehicles has increased, and the range of voltage and current used by each device has also expanded. For this reason, multiple batteries are often connected in series to generate higher voltage.
しかし、このような高電圧が複数の電気機器に印加されるとともに、これらに搭載される電気回路間の接続数が増加すると、電気回路間の接続に関する設計が難しくなる。このため、各々の機器の仕様の確認不足や電気機器間の接続の設計ミス等により、許容される入力電圧よりも高い過電圧が電気回路に印加されることがある。 However, as such high voltages are applied to a plurality of electrical devices and the number of connections between the electrical circuits mounted on these devices increases, it becomes difficult to design connections between the electrical circuits. For this reason, an overvoltage higher than the allowable input voltage may be applied to the electrical circuit due to insufficient confirmation of the specifications of each device or a design error in the connection between electrical devices.
本実施形態によれば、このような過電圧からインバータ回路20を保護できるとともに、インバータ回路20に何らかの不具合が生じた場合にも、インバータ回路20に過負荷が加わったか否か、また、過負荷のレベルを簡便に検出することができる。
According to the present embodiment, it is possible to protect the
(実施形態2)
図3は、本実施形態に係る過負荷検出回路の概略構成図を、図4は、別の過負荷検出回路の概略構成図をそれぞれ示す。なお、図3,4において、実施形態1と同様の箇所については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 3 shows a schematic configuration diagram of an overload detection circuit according to this embodiment, and FIG. 4 shows a schematic configuration diagram of another overload detection circuit. In addition, in FIGS. 3 and 4, the same parts as in Embodiment 1 are given the same reference numerals and detailed explanations are omitted.
図3に示す本実施形態に係る構成は、電源電圧端子21とGND端子22とに接続されたダイオードDiを備える点で実施形態1に示す構成と異なる。ダイオードDiのカソードは電源電圧端子21に、アノードはGND端子22にそれぞれ接続されている。
The configuration according to this embodiment shown in FIG. 3 differs from the configuration shown in Embodiment 1 in that it includes a diode Di connected to a power
図3に示すように過負荷検出回路10を構成することで、GND端子22と電源電圧端子21との間に負電圧が印加された逆接状態において、ダイオードDiが順方向バイアスとなり、ダイオードDiにも電流が流れる。ダイオードDiの順方向抵抗値とツェナーダイオードZDと第1~第3の抵抗R1,R2,R3との合成抵抗値を適切に調整することで、第1~第3の抵抗R1,R2,R3を焼損または一部溶融させることなく、GND端子22から電源電圧端子21に電流を流すことができる。
By configuring the
このことにより、実施形態1に示したのと同様に、GND端子22と電源電圧端子21との間に負電圧が印加されても、インバータ回路20の内部には負電圧が加わらず、インバータ回路20を保護できる。
As a result, as shown in the first embodiment, even if a negative voltage is applied between the
また、負電圧が印加されても、第1~第3の抵抗R1,R2,R3を焼損または一部溶融させることがないため、継続して過負荷検出回路10を動作させることができる。このことにより、GND端子22と電源電圧端子21との間に加わる正の過電圧を確実に検出することができる。
Further, even if a negative voltage is applied, the first to third resistors R1, R2, and R3 are not burnt out or partially melted, so that the
なお、負電圧の絶対値が大きく、ダイオードDiが断線した場合、第1~第3の抵抗R1,R2,R3に流れる電流によっては、第1~第3の抵抗R1,R2,R3での消費電力量が、それぞれの定格電力を越えることがある。この場合は、第1~第3の抵抗R1,R2,R3が焼損または一部溶融することがあるが、インバータ回路20は確実に保護される。また、第1~第3の抵抗R1,R2,R3のいずれかが焼損あるいは一部溶融しているか否かを確認することで、印加された負電圧が所定値以上であるか否かを知ることができる。また、どの抵抗が焼損あるいは一部溶融しているかを確認することにより、印加された負電圧のレベルを見積もることができる。
Note that if the absolute value of the negative voltage is large and the diode Di is disconnected, depending on the current flowing through the first to third resistors R1, R2, R3, the consumption in the first to third resistors R1, R2, R3 may The amount of power may exceed the respective rated power. In this case, the first to third resistors R1, R2, and R3 may be burnt out or partially melted, but the
なお、その他、図4に示すように、過負荷検出回路10内でのダイオードDiの配置を変更してもよい。この場合、ダイオードDiはキャパシタC及び第1~第3の抵抗R1,R2,R3と並列に接続される。また、ダイオードDiのカソードがツェナーダイオードZDのアノードに、ダイオードDiのアノードがGND端子22にそれぞれ接続される。
In addition, as shown in FIG. 4, the arrangement of the diode Di within the
このようにしても、GND端子22と電源電圧端子21との間に負電圧が印加されても、インバータ回路20の内部には負電圧が加わらず、インバータ回路20を保護できる。また、ダイオードDiの順方向抵抗値と第1~第3の抵抗R1,R2,R3の合成抵抗値とを適切に調整することで、第1~第3の抵抗R1,R2,R3を焼損または一部溶融させることなく、GND端子22から電源電圧端子21に電流を流すことができる。また、GND端子22と電源電圧端子21との間に加わる正の過電圧を確実に検出することができる。
In this way, even if a negative voltage is applied between the
(その他の実施形態)
実施形態1において、第1~第3の抵抗R1,R2,R3は抵抗値が同じである一方、それぞれの定格電力が互いに異なるように設定されている。しかし、特にこれに限らず、例えば、それぞれの定格電力が同じで抵抗値が互いに異なるようにしてもよい。また、抵抗値と定格電力の両方ともそれぞれ異なっていてもよい。定格電力と過電圧が加わった場合の消費電力量の差が、それぞれの抵抗において互いに異なっていればよい。このようにすることで、インバータ回路20に過負荷が加わったか否か、また、過負荷のレベルを確実に検出することができる。
(Other embodiments)
In the first embodiment, the first to third resistors R1, R2, and R3 have the same resistance value, but are set to have different rated powers. However, the present invention is not particularly limited to this, and for example, the rated power may be the same, but the resistance values may be different from each other. Further, both the resistance value and the rated power may be different from each other. It is sufficient that the difference between the rated power and the amount of power consumed when overvoltage is applied is different for each resistor. By doing so, it is possible to reliably detect whether an overload has been applied to the
また、過負荷検出回路10に設けられる抵抗の本数は、3本に限られず、これ以上であってもよいし、また、2本でもよい。抵抗の本数を増やすことで、回路規模は若干増加するが、過電圧のレベルをより細分化して評価することが可能となる。
Further, the number of resistors provided in the
また、実施形態1,2において、過負荷検出回路10がインバータ回路20に接続される例を示したが、特にこれに限定されず、インバータ回路20以外の電気回路に過負荷検出回路10が接続されていてもよい。
Further, in the first and second embodiments, an example was shown in which the
また、インバータ回路20の電源電圧端子21に印加される電圧は、+12Vや+24Vに限られず、電源を構成するバッテリー等の仕様や接続状態等によって適宜変更されうる。例えば、+48Vの電圧が電源電圧端子21に印加されてもよい。その場合、ツェナーダイオードZDの降伏電圧がこの2倍以上の電圧、約100V以上に設定されるのが好ましい。単体のツェナーダイオードZDで設定するのが難しい場合は、複数のツェナーダイオードZDを直列接続するようにしてもよい。
Further, the voltage applied to the power
本発明の過負荷検出回路は、簡便な構成で過電圧の有無やそのレベルを確実に検出することができ、車載機器に搭載される電気回路に適用する上で有用である。 The overload detection circuit of the present invention can reliably detect the presence or absence of overvoltage and its level with a simple configuration, and is useful when applied to electric circuits installed in on-vehicle equipment.
C キャパシタ
Di ダイオード
R1 第1の抵抗
R2 第2の抵抗
R3 第3の抵抗
ZD ツェナーダイオード
10 過負荷検出回路
20 インバータ回路
21 電源電圧端子(高電位側入力端子)
22 GND端子(低電位側入力端子)
C Capacitor Di Diode R1 First resistor R2 Second resistor R3 Third resistor
22 GND terminal (low potential side input terminal)
Claims (4)
前記高電位側入力端子にカソードが接続されたツェナーダイオードと、
前記ツェナーダイオードのアノードと前記低電位側入力端子とに接続されたキャパシタと、
前記ツェナーダイオードのアノードと前記低電位側入力端子との間に前記キャパシタとそれぞれ並列に接続された複数の抵抗と、を少なくとも備え、
前記複数の抵抗のそれぞれは、抵抗値及び定格電力の少なくとも一方が互いに異なり、
前記高電位側入力端子と前記低電位側入力端子とに電気的に接続されたダイオードをさらに備え、
前記ダイオードのカソードが前記高電位側入力端子に、前記ダイオードのアノードが前記低電位側入力端子にそれぞれ電気的に接続され、
前記ダイオードは前記キャパシタと並列に接続されており、
前記ダイオードのカソードが前記ツェナーダイオードのアノードに、前記ダイオードのアノードが前記低電位側入力端子にそれぞれ接続されていることを特徴とする過負荷検出回路。 An overload detection circuit connected between a high potential side input terminal and a low potential side input terminal of an electric circuit,
a Zener diode whose cathode is connected to the high potential side input terminal;
a capacitor connected to the anode of the Zener diode and the low potential side input terminal;
At least a plurality of resistors each connected in parallel with the capacitor between the anode of the Zener diode and the low potential side input terminal,
Each of the plurality of resistors is different from each other in at least one of resistance value and rated power,
further comprising a diode electrically connected to the high potential side input terminal and the low potential side input terminal,
A cathode of the diode is electrically connected to the high potential input terminal, an anode of the diode is electrically connected to the low potential input terminal, and
the diode is connected in parallel with the capacitor,
An overload detection circuit characterized in that a cathode of the diode is connected to an anode of the Zener diode, and an anode of the diode is connected to the low potential side input terminal.
前記電気回路に過負荷が加わったときに、前記高電位側入力端子と前記低電位側入力端子との間の電位差と前記ツェナーダイオードの降伏電圧との差が所定値以下となるように、前記複数の抵抗の合成抵抗値が設定されることを特徴とする過負荷検出回路。 The overload detection circuit according to claim 1,
the electrical circuit so that the difference between the potential difference between the high potential side input terminal and the low potential side input terminal and the breakdown voltage of the Zener diode is equal to or less than a predetermined value when an overload is applied to the electric circuit; An overload detection circuit characterized in that a composite resistance value of a plurality of resistors is set.
前記複数の抵抗のいずれが焼損あるいは一部溶融したかを確認することで、前記電気回路に過負荷が加わったか否か、また、過負荷のレベルを検出可能に構成されたことを特徴とする過負荷検出回路。 The overload detection circuit according to claim 1 or 2 ,
It is characterized by being configured such that it is possible to detect whether an overload is applied to the electric circuit and the level of overload by checking which of the plurality of resistors is burnt out or partially melted. Overload detection circuit.
前記電気回路及び前記過負荷検出回路はそれぞれ車両に搭載されていることを特徴とする過負荷検出回路。 The overload detection circuit according to any one of claims 1 to 3 ,
An overload detection circuit, wherein the electric circuit and the overload detection circuit are each mounted on a vehicle.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019205042A JP7373767B2 (en) | 2019-11-12 | 2019-11-12 | Overload detection circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019205042A JP7373767B2 (en) | 2019-11-12 | 2019-11-12 | Overload detection circuit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021078304A JP2021078304A (en) | 2021-05-20 |
JP7373767B2 true JP7373767B2 (en) | 2023-11-06 |
Family
ID=75898855
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019205042A Active JP7373767B2 (en) | 2019-11-12 | 2019-11-12 | Overload detection circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7373767B2 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007053876A (en) | 2005-08-19 | 2007-03-01 | Fujitsu Ten Ltd | Electronic control unit for vehicle, overvoltage protection circuit, and overcurrent protection circuit |
JP2017131017A (en) | 2016-01-19 | 2017-07-27 | Necプラットフォームズ株式会社 | Electronic circuit, electronic apparatus, and deterioration determination method of lightning surge protection element |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54111645A (en) * | 1978-02-20 | 1979-09-01 | Mitsubishi Electric Corp | Surge absorption indicating circuit |
JPH02206326A (en) * | 1989-02-03 | 1990-08-16 | Matsushita Electric Works Ltd | Surge absorption circuit |
-
2019
- 2019-11-12 JP JP2019205042A patent/JP7373767B2/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007053876A (en) | 2005-08-19 | 2007-03-01 | Fujitsu Ten Ltd | Electronic control unit for vehicle, overvoltage protection circuit, and overcurrent protection circuit |
JP2017131017A (en) | 2016-01-19 | 2017-07-27 | Necプラットフォームズ株式会社 | Electronic circuit, electronic apparatus, and deterioration determination method of lightning surge protection element |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2021078304A (en) | 2021-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5319138B2 (en) | Battery system | |
JP6459087B2 (en) | Circuit protection device and voltage detection device | |
US5164874A (en) | Apparatus for protecting against overvoltage | |
JP2013121246A (en) | Battery module and battery system | |
US20190285705A1 (en) | Battery monitoring device for vehicle-mounted battery | |
JP2008263776A (en) | Protective circuit | |
JP6245516B2 (en) | Voltage detector | |
US11079439B2 (en) | Protection circuit for battery monitoring device, and battery monitoring device | |
JP6183863B2 (en) | SPD with deterioration warning function | |
JP7373767B2 (en) | Overload detection circuit | |
CN109247036B (en) | Management device and power supply system | |
CN112072190B (en) | Secondary battery and protective element thereof | |
JP4793081B2 (en) | Surge protector | |
JP2016134962A (en) | Power storage system | |
JP5828396B2 (en) | DC power supply and its ground fault detection method | |
JP7236860B2 (en) | voltage detector | |
JP5884683B2 (en) | Battery monitoring device | |
CN101931204B (en) | Overload protection device and method | |
JP7227618B2 (en) | Protective device for LED lighting equipment | |
JP6014764B2 (en) | Battery system monitoring device | |
JP2017131017A (en) | Electronic circuit, electronic apparatus, and deterioration determination method of lightning surge protection element | |
JP6789768B2 (en) | Circuit protection device and power supply monitoring device | |
CN214255710U (en) | Discharge circuit and surge protection circuit | |
WO2023276632A1 (en) | In-vehicle device | |
JP3954213B2 (en) | Overvoltage protection circuit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220902 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230512 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230523 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230711 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20231003 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231013 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7373767 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |