JPH03145919A - 接地外れ保護回路を有する電子回路装置 - Google Patents

接地外れ保護回路を有する電子回路装置

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JPH03145919A
JPH03145919A JP1281759A JP28175989A JPH03145919A JP H03145919 A JPH03145919 A JP H03145919A JP 1281759 A JP1281759 A JP 1281759A JP 28175989 A JP28175989 A JP 28175989A JP H03145919 A JPH03145919 A JP H03145919A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、例えば車載用交流レギュレータ等に用いられ
る電子回路に係り、特に前記電子回路の接地端子が外れ
た際における接地電位変化より前記電子回路を保護する
ことに関する。
（従来の技術） 一般に車載用交流レギュレータ等に用いられる電子回路
は、その回路構成内にある出力スイッチング素子が接地
されるローサイドスイッチ方式の制御による回路構成が
多く採用されている。
第４図にローサイドスイッチ方式の制御による電子回路
を示す。すなわち、外部回路Ａからの信号を入力する入
力端子１が出力ドライバ回路２に接続され、この出力ド
ライバ回路２が出力スイッチング素子３に接続される。
そして、この出力スイッチング素子３が制御回路の出力
端子４に接続される。
そして前記出力ドライバ回路２は、７は源端子５を介し
て外部電源５ａに接続される。さらに前記出力ドライバ
回路２と前記出力スイッチング素子３とが、それぞれに
接地端子７に接地されている。
また、前記出力端子４には外部負荷８ａの一端が接続さ
れ、その負荷８ａの他端は前記外部電源６ａに接続され
ている。
よって、前記制御回路は前記出力ドライバ回路２からの
駆動信号が、前記出力スイッチング素子３を駆動し、該
出力スイッチング素子３に接続する前記出力端子４から
出力される。
第５図は、出力スイッチング素子を外部電源に接続し、
外部負荷を接地したハイサイドスイッチ方式の制御によ
る電子回路の構成を示す。
すなわち第４図と同様に、外部回路Ａからの信号を入力
する入力端子９が出力ドライバ回路１０に接続され、こ
の出力ドライバ回路１０が出力スイッチング素子１１に
接続される。そしてこの出力スイッチング素子１１が制
御回路の出力端子１２に接続される。
そして前記出力ドライバ回路１０と出力スイッチング素
子１１とが、電源端子１３を介して外部電源６ｂに接続
され、前記出力ドライバ回路１０は接地端子１４に接地
されている。また前記出力端子１２には、外部負荷８ｂ
の一端が接続され、その負荷８ｂの他端は接地されてい
る。
このハイサイドスイッチ方式による制御回路は、前述し
たローサイドスイッチ方式による制御回路に比べて、外
部負荷が接地されているため、実施の際に外部負荷の交
換等が容易に行うことができ、取扱い而の利点がある。
この利点によって、電子回路の実施は前記ローサイドス
イッチ方式からハイサイドスイッチ方式の制御による電
子回路に替えられつつある。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前述した第４図のハイサイドスイッチ方
式の制御による電子回路には、接地端子１４が接地から
外れた際に制御上の安全等の考慮がなされていない。
つまり、前記接地端子１４が接地から外れた場合に、外
部電源６ｂの印加電圧が前記接地端子１４に制御回路を
構成する回路等から回り込み、前記接地端子１４の電位
を上昇させる。この電位」二昇によって、前記接地端子
１４を基準電位とした前記外部電源６ｂから印加電圧値
が、見かけ上は、電圧時ｆしたようになる。
従って、前記出力スイッチング素子１１は、基準電圧が
変動している状態中に入力信号が入力し、しかも前記外
部電源６ｂから前記印加電圧の供給を受け、出力端子１
２を介して外部負荷８ｂに印加している。この制御回路
の出力制御が不安定な状態のまま、出力は停止せず、出
力制御不能になる可能性が高い。　そこで本発明は、ハ
イサイドスイッチ方式の制御による電子回路を採用する
にあって、前記電子回路の接地端子が接地から外れた場
合でも出力を制御できる保護手段を有する電子回路を提
供することを目的とする。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は従来技術のもつ課題を解決するために、外部電
源に接続すべき電源端子と、外部接地電位点に接続すべ
き接地端子と、外部回路からの入力信号が入力される入
力端子と、一端が接地された外部負荷の他端に接続すべ
き出力端子と、前記電源端子と前記接地端子との間に接
続され、前記入力された入力信号に応じて駆動され、出
力する電子回路と、前記接地端子が前記外部接地電位点
から外れたことを前記接地端子の電位変化から検出する
接地端子外れ検出手段と、前記接地端子外れ検出手段か
らの検出信号が入力されることによって、前記電子回路
への入力信号の遮断および該電子回路の駆動を停止させ
ることにより回路素子を保護する保護回路を具備するこ
とを特徴とする電子回路をもちいる。
さらに前述した保護回路は、前記接地端子外れ検出回路
からの第１の検出信号の入力に応じて、前記出力スイッ
チング素子の駆動を停止すると共に第２の検出信号を出
力する低電圧保護回路と、前記入力端子と前記出力ドラ
イバ回路との間に挿入され、前記接地端子外れ検出手段
からの第１の検出信号および前記低電圧保護回路からの
第２の検出信号が供給された時、前記入力信号を遮断す
ることにより、前記出力ドライバ回路の駆動電圧出力を
停止させる入力遮断回路とからなり、この保護回路を有
する電子回路を用いる。
（作用） 以上のような構成によると、本発明の保護回路を有する
ハイサイドスイッチ方式の制御による電子回路は、接地
端子が接地から外れた場合でも、出力制御を安定な状態
に維持でき、前記電子回路の回路素子の保護と安全を図
ることができる。
（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。
第１図は、本発明の実施例に係る保護手段となる保護回
路、検出回路等を採用したハイサイドスイッチ（負荷接
地）方式の制御による電子回路の構成を示すブロック図
である。
すなわち、外部回路の出力端子Ａが入力端子１５を介し
て、入力遮断回路１６に接続される。
この入力遮断回路１６が、出力ドライバ回路１７に接続
され、さらに前記出力ドライバ回路１７が、出力スイッ
チング素子１８に接続される。
さらに前記出力ドライバ回路１７と出力スイッチング回
路素子１８とは、外部電源２０が接続した電源端子２１
にそれぞれ接続される。
また、この出力スイッチング素子１８が電子回路の出力
端子１つに接続される。そして前記出力スイッチング素
子１８は、出力接地間回路２２を介して、外部接地され
た接地端子２３に接続されている。
また、前記出力ドライバ回路１７に保護手段となる低電
圧保護回路２４と接地端子外れ記憶回路２５とがそれぞ
れ接続され、前記接地端子外れ記憶回路２５と接地端子
外れ検出回路２６が接続されている。さらに前記出力端
子１９には、他端が接地された外部負荷２７の一端が接
続されている。
このような構成をもつ制御回路は、外部回路の出力端子
Ａから入力信号が、前記入力遮断回路１６を介して、前
記出力ドライバ回路１７に入力し、該出力ドライバ回路
１７からの駆動信号によって、前記出力スイッチング素
子１８が駆動され、前記外部負荷２７へ出力されている
。
ところが、前記接地端子２３が接地から外れた場合に、
外部電源２０の印加電圧が前記接地端子２３に制御回路
を構成する回路等から回り込み、前記接地端子２３の電
位を上昇させる。この電位上昇によって、前記接地端子
２３を基準電位とした前記外部電源２０から印加電圧値
が、見かけ上は、電圧降下したようになる。
この電圧降下が生じた場合に、前記低電圧保護回路２４
が動作し、前記出力ドライバ回路１７からの駆動信号を
前記接地端子２３と同じ電位におとし、前記出力スイッ
チング素子１８が駆動しないようにしている。
また前記接地端子２３が外部接地から外れた場合に、前
記接地端子外れ検出回路２６は、前記接地端子２３から
前記出力接地間回路２２を介して前記出力端子１つ側に
流れる電流によって生じる電圧差により動作し、前記接
地端子外れ記憶回路２５に接地端子外れの信号を送る。
その前記接地端子外れ記憶回路２５は、前記接地端子外
れの信号と前記低電圧保護回路２４から出される保護動
作の信号とにより、前記入力遮断回路１６に入力遮断の
信号を送る。
前記入力遮断回路１６は、入力遮断の信号を入力される
ことにより、外部回路からの入力信号を遮断し、前記出
力ドライバ回路１７が駆動しないようにしている。
このようにして、接地端子が接地から外れた場合でも、
前記出力ドライバ回路１７と前記出力スイッチング素子
１８が駆動しないようにして、出力制御を安定な状態し
、前記制御回路を保護している。
この出力ドライバ回路１７にはチャージボンプロ路を採
用する回路構成を想定しているが、前記スイッチング素
子１８をＳ〆動できれば良い。
つぎに、それぞれのブロックに回路素子を用いた第２図
を参照して実施例としてさらに詳細に説明する。すなイ
つち、前記出カスイツチング回路素ｒ１８はＭＯ５ＦＥ
Ｔ出力トランジスタＴｒｌからなり、ドレインが前記電
源端子２１に接続され、ソースが前記出力端子１９およ
び前記整流回路歯Ｔ−２２であるダイオード２８に接続
され、ゲートが前記出力ドライバ回路１７にそれぞれ接
続される。
また前記出力端子１つには、前記外部負荷２７としてコ
イル２９が接続されている。
そして前記低電圧保護回路２４において、トランジスタ
Ｔｒ２は、コレクタが前記電源端子２１に接続され、エ
ミッタが接続点Ｂを介して前記出力ドライバ回路１７に
接続され、ベースがアノードを接地するツェナダイオー
ド３０のカソードにそれぞれ接続される。さらに前記ト
ランジスタＴｒ２のコレクタとベースとに抵抗Ｒ１の両
端が接続され、これらによって内部電源が構成されてい
る。
また前記接続点Ｃは、接続点Ｃおよび抵抗Ｒ２を介して
、ソースを接地したトランジスタＴｒ３のドレインに接
続されている。
そして前記接続点Ｃに抵抗Ｒ３の一端が接続され、さら
に前記抵抗Ｒ３の他端と、抵抗Ｒ４の一端と、抵抗Ｒ５
の一端とがそれぞれ接続点りで接続される。また、前記
抵抗Ｒ４の他端は接地されており、前記抵抗Ｒ５の他端
はトランジスタＴｒ４のドレインに接続している。この
トランジスタＴｒ４のソースは接地され、ゲートは前記
トランジスタＴｒ３のゲートと共通接続（接続点Ｅ）さ
れて、これらのトランジスタＴｒ３　、Ｔｒ４はミラー
回路構成になっている。
また前記電源端子２１に一端を接続する抵抗Ｒ６は、他
端がトランジスタＴｒ５のドレインに接続される。その
トランジスタＴｒ５は、ソースが接地され、ゲートが前
記接続点りに接続されている。
このトランジスタＴｒ５のドレインは、接続点Ｅに接続
されると共にトランジスタＴｒ［ｉのゲートにそれぞれ
接続されている。
このトランジスタＴｒ６のドレインは、前記出力ドライ
バ回路１７の出力端に接続され、ソースは接地されてい
る。以上による回路および素子等から低電圧保護回路２
４が構成される。
また前記接地端子外れ検出回路２６において、ベース接
地のｎｐｎ）ランジスタＴｒ７により構成されている。
このトランジスタＴｒ７のコレクタは、抵抗Ｒ７を介し
て前記接続点Ｃに接続され、またエミッタは前記ダイオ
ード２８のカソードに接続され、ベースが接地されてい
る。
また前記入力端子１５と前記出力ドライバ回路１７の入
力端との間に、前記入力端子１５からの入力信号を遮断
する遮断回路１６となるインバータ回路素子３１とＮＯ
Ｒ回路３２とが直列挿入されている。このＮＯＲ回路３
２の他方の入力端には、前記接地端子外れ記憶回路２５
の出力端が接続されている。
この接地端子外れ記憶回路２５は、３個のＮＯＲ回路３
３，３４．３５を用いてラッチ回路構成されたものであ
る。このラッチ回路の入力端は、前記トランジスタＴｒ
３のドレインと前記トランジスタＴｒ７のコレクタとに
それぞれ接続され、この出力端は前記ＮＯＲ回路３２の
一方の入力端子に接続されている。
以上の構成の制御回路の動作は、接地端子２３が接地か
ら外れた場合に、外部電源２０の印加電圧が、前記接地
端子２３に制御回路を構成する回路等から回り込み、前
記接地端子２３の電位を上昇させる。
これにより、前記接地端子２３の電位は、出力端子１９
の電圧とダイオード２８の順方向で発生する電圧との和
になり、外部電源２０の印加電圧程度まで前記接地端子
２３の電位を上昇させる。
この前記電位が上昇した時に、前記ダイオード２８によ
って発生する電位差が前記トランジスタＴｒ７をオンさ
せ、該トランジスタＴｒ７のコレクタの電位を降下させ
る。
また前記電位上昇によって、見掛上、前記外部電源２０
からの印加電圧が、降下した様になり、前記低電圧保護
回路２４が動作する。
この動作は、前記印加電圧の見掛上の降下により、山部
電源の出力電圧をも降下させ、この出力電圧によって動
作している前記トランジスタＴｒ５をオフさせ、そして
前記トランジスタＴｒ６をオンさせる。この前記トラン
ジスタＴｒ６のオンによって、前記出力スイッチング回
路素子１８のゲート電圧が降下され、前記トランジスタ
Ｔｒｉはオフされる。
さらに、この時に前記接地端子外れ記憶回路２５の入力
信号において、ＮＯＲ回路３３にトランジスタＴｒ７の
コレクタから入力される信号が、ハイ（Ｈ）信号からロ
ー（Ｌ）信号に反転され、前記低電圧保護回路２４のト
ランジスタＴｒ３のドレインから入力される信号もＨ信
号からＬ信号に共に反転される。
そして、前記接地端子外れ記憶回路２５からＮＯＲ回路
３２に印加する出力信号が、Ｌ信号からＨ信号に反転さ
れる。
これより、前記ＮＯＲ回路３２の一方の入力端子がＨ信
号になるため、これの他方の入力端子に外部入力端子か
らの入力信号が入力しても、該ＮＯＲ回路３２からはそ
の入力信号が出力されない。従って、出力ドライバ回路
１７は駆動しない状態となる。
また、本実施例の回路構成では、接地端子外れ記憶回路
２５から接地端子外れの認識する信号を前記ＮＯＲ回路
３２にフィードバックする構成を採ったが、前記出力ス
イッチング素子１８を直接オフさせても良い。
さらに、前記スイッチング素子１８は、ＭＯＳＦＥＴを
採用したが、ハイサイドスイッチ方式でオン・オフ動作
ができる素子であれば良い。
同様に前記接地端子外れ検出回路２６が、トランジスタ
Ｔｒ７と抵抗Ｒ７とによって構成したが、前記出力接地
間回路２２に流れる電流を検出できる素子あれば良い。
また制御回路内のそれぞれの回路および素子の接地は共
通接続されている。
また、第２図の制御回路の接地端子が外れた状態の場合
の出力端子１つから出力する出力波形を第３図（ａ）乃
至（ｄ）に示す。
すなわち第３図（ａ）乃至（Ｃ）は、第２図に示す低電
圧保護回路２４のみを具備する制御回路（出力接地間回
路２２．接地端子外れ記憶回路２５および接地端子外れ
検出回路２６を除いた回路）の出力波形で、出力端子１
９に接続される外部負荷２７の負荷値（リアクタンス）
を（ａ）く（ｂ）＜　（Ｃ）の順で大きくして、波形を
測定したものである。
この波形図は、出力スイッチング素子１８のトランジス
タ丁ｒｌのゲートにかかる駆動電圧が、前記低電圧保護
回路２４のトランジスタＴｒＢのオンによって基準電圧
（接地端子２３の端子電圧）まで降下する。しかし、外
部端子１５からの断続的な入力信号が出力ドライバ回路
１７に入力されるため、脈流の駆動電圧が前記トランジ
スタＴｒｌのゲートに印加され、断続的にスイッチング
を行い、出力端子１９に前記出力波形に示す不安定な出
力が外部負荷２７にかかる。
また第３図（ｄ）は、第２図に示す本実施例の制御回路
の出力端子１つより出力される出力波形図である。
前述した低電圧保護回路２４に加えて、前記接地端子外
れ検出回路２６と前記接地端子外れ記憶回路２５との動
作により、外部端子１５からの入力信号が前記出力ドラ
イバ回路１７に入力されず、前記出力スイッチング回路
索子１８が動作せず、この制御回路からは完全に出力さ
れない状態になる。
このような保護回路、検出回路等を採用したハイサイド
スイッチング方式の制御による電子回路の一連の動作に
よって、接地端子外れが認識され、前記出力スイッチン
グ素子１８を不動作状態にし、出力が停止され、出力制
御不能に陥ることが回避される。
また、本発明はこの様な実施例に限定されるものでなく
、他にも発明の要旨を逸脱しない範囲で神々の変形や応
用が可能であることは勿論である。
［発明の効果］ 以」二詳述したような本発明の保護手段をも゛するハイ
サイドスイッチ方式の制御による電子回路は、外部接地
と該制御回路の接地端子が外れた場合に、出力制御不能
に陥ること無く出力を停止させることができ、前記制御
回路の保護と安全とを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例に係る保護回路、検出回路等を
採用したハイサイドスイッチ方式の制御による電子回路
の構成を示すブロック図、第２図は第１図の電子回路の
構成を示す回路図、第３図（ａ）乃至（ｄ）は第２図の
電子回路の出力端子から出力波形を示す波形図、第４図
は従来のローサイドスイッチ方式制御による電子回路の
構成を示すブロック図、第５図は従来のｌ＼イサイドス
イッチ方式の制御による電子回路の構成を示すブロック
図。 １７・・・出力ドライバ回路、１８・・・出力スイッチ
ング回路素子、１９・・・出力端子、２０・・・外部電
源、２２・・・出力接地間回路、２３・・・接地端子、
２４・・・低電圧保護回路、２５・・・接地端子外れ記
憶回路、２６・・・接地端子外れ検出回路、２７・・・
外部負６：Ｉ０

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）外部電源に接続すべき電源端子と、 外部接地電位点に接続すべき接地端子と、 外部回路からの入力信号が入力される入力端子と、 一端が接地された外部負荷の他端に接続すべき出力端子
    と、 前記入力端子に入力された入力信号に応じて駆動される
    電子回路と、 前記接地端子が前記外部接地電位点から外れたことを前
    記接地端子の電位変化として検出する接地端子外れ検出
    回路と、 前記接地端子外れ検出回路からの検出信号に応答して、
    前記電子回路を保護する保護回路を具備することを特徴
    とする接地外れ保護回路を有する電子回路装置。
  2. （２）前記電子回路が前記入力端子からの入力信号を受
    ける出力ドライバ回路と、該出力ドライバ回路からの出
    力信号を受ける出力スイッチング回路とからなり、前記
    保護回路が少なくとも前記電源端子と前記接地端子間電
    圧が所定レベル以下のとき、前記出力スイッチング素子
    の駆動を停止すると共に低電圧検出信号を出力する低電
    圧保護回路と、 前記入力端子と前記出力ドライバ回路との間に挿入され
    、前記接地端子外れ検出回路からの検出信号および前記
    低電圧保護回路からの低電圧検出信号が供給された時、
    前記入力信号を遮断することにより、前記出力ドライバ
    回路の駆動電圧出力を停止させる入力遮断回路とからな
    ることを特徴とする請求項（１）記載の接地外れ保護回
    路を有する電子回路装置。
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