JPH0580127U - 電源制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 用いられる電源の容量の抑制と構成の小型化
とを図ることができる電源制御回路を提供することであ
る。 【構成】 負荷１２の駆動回路１１には、負荷１２を制
御するための信号処理回路１３と、電源電圧＋Ｂが基準
電圧Ｖｔｈよりも低電位となることを検出する低電圧検
出回路１７とが接続される。また、電源電圧＋Ｂが比較
的高いレベルのときの過電圧あるいは過電流などを検出
する高電力用回路１６が備えられる。高電力用回路１６
は、電源電圧＋Ｂが前記基準電圧Ｖｔｈよりも低い場合
には、不要となる機能を実現する回路であり、したがっ
て低電圧検知回路１７が、電源電圧＋Ｂの低電圧を検知
すると、スイッチ１５を遮断して高電力用回路１６を電
源から遮断する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例として車載用バッテリに接続され、各種ランプやソレノイドなど の負荷に駆動電力を供給する電源制御回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図４は、従来例の駆動回路１のブロック図である。駆動回路１は、車載用のバ ッテリなどの電源電圧＋Ｂに接続されたランプなどの負荷の駆動を各種センサ類 などの出力に基づいて行う信号処理回路３と、前記電源電圧＋Ｂが高電力を供給 した場合にその過電力、過電流あるいはこのような過電流によるトランジスタの 過熱などを検知する異常検知回路４とを備える。

【０００３】 このような従来例の駆動回路１では、負荷２の過負荷時などに電源電圧＋Ｂが 例として１１０Ｖ程度になる過電圧サージが流入する場合がある。このような過 電圧サージから駆動回路１を保護するために、電源電圧＋Ｂと駆動回路１との間 に保護抵抗５を直列に介在する。これにより駆動回路１には、駆動電圧Ｖｃｃが 入力される。一方、前記保護抵抗５に流れる電流Ｉ０に対し、信号処理回路３に 流れる電流Ｉ１と、異常検知回路４に流れる電流Ｉ２とには、

【０００４】

【数１】 Ｉ０＝Ｉ１＋Ｉ２ の関係がある。信号処理回路３と異常検知回路４とが共に動作している場合には 、保護抵抗５の抵抗値ＲＳに対する電圧降下ＶＲＳは、

【０００５】

【数２】 ＶＲＳ＝ＲＳ×（Ｉ１＋Ｉ２） で表される。電源電圧＋Ｂが比較的高い場合、駆動回路１の信号処理回路３と異 常検知回路４とが共に動作し、このような場合には、前記電流Ｉ０，Ｉ１，Ｉ２ に関して、前記第１式が成立し、このときに保護抵抗５における電圧降下ＶＲＳ は第２式で表される。

【０００６】 一方、電源電圧＋Ｂが例として３Ｖ程度に低下した場合でも、前記高電力用回 路４には駆動電力が供給される。このときも電流Ｉ０，Ｉ１，Ｉ２に関して前記 第１式の関係が成立し、このときの保護抵抗５の電圧降下ＶＲＳは、前記第２式 で示される。したがって電源電圧＋Ｂが高電力の場合であっても低電圧の場合で あっても、保護抵抗５における電圧降下ＶＲＳは共に第２式で示される。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

例として、ＲＳ＝２００Ω、電流Ｉ１＝５ｍＡ、Ｉ２＝５ｍＡとすると、前記 第２式の電圧降下ＶＲＳ＝２Ｖとなる。前述したように車載用バッテリの電源電 圧＋Ｂが低下した場合であっても、たとえばエンジンスタートや燃料噴射量制御 あるいは故障状態表示などの最低限必要な動作を行うための信号処置回路３の最 低動作電圧が３Ｖの場合、電源電圧＋Ｂには５Ｖが必要となる。すなわち、保護 抵抗ＲＳの電圧降下ＶＲＳの分、最低動作電圧が高くなってしまい、低電圧動作 に不利になる。

【０００８】 本考案の目的は、上述の技術的課題を解消し、システムの低電圧動作を可能に する電源制御回路を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案は、電源過電圧サージからの保護のために保護抵抗を介して接続された 電源制御回路であって、 電源電圧が予め定める基準レベルより低くなったことを検出する低電圧検知回 路と、 電源電圧が基準レベル以下になっても動作する必要のある第１回路と、 電源電圧が基準レベル以下では動作する必要のない第２回路と、 低電圧検知時に第２回路の電源を第１回路の電源から切断し、第２回路に流れ る電源電流を遮断するスイッチ回路とを含むことを特徴とする電源制御回路であ る。

【００１０】

【作用】

本考案に従う電源制御回路を備える電子回路は、電源に対して、当該電源から の過電圧サージを防止するための保護抵抗を介して接続される。この電源制御回 路には、電源電圧が予め定める基準レベルより低くなったことを検知する低電圧 検知回路が備えられる。電源からの電源電圧が前記予め定められる基準レベルよ り大きいときには、第１回路と第２回路とが動作し、電源電圧が基準レベル以下 であることを検知する低電圧検知回路は作動しない。これによりスイッチ回路は 第２回路の電源を第１回路の電源に接続する。

【００１１】 電源電圧が前記基準レベルより低い場合には、低電圧検知回路の検知動作によ りスイッチ回路が第２回路の電源を第１回路の電源から切断する。したがって電 源からの電流は第１回路のみを流れる。これにより、前記保護抵抗を流れる電流 が削減され、したがって保護抵抗における電圧降下を抑制することができる。す なわち、第１回路が動作可能な最低電圧レベルに対応する電源の電圧レベルを抑 制することができる。

【００１２】

【実施例】

図１は本考案を負荷駆動回路に適用した一実施例の基本的構成を示すブロック 図であり、図２は本考案の一実施例の電源制御回路である駆動回路１１のブロッ ク図である。駆動回路１１は、たとえばランプやソレノイドなどの負荷１２を制 御する車載用のＥＣＵ(Electric control unit）などの第１回路である信号処理 回路１３を備え、駆動信号処理回路１３には電流Ｉ０が流れる保護抵抗１４を介 して車載用のバッテリなどの電源電圧＋Ｂ（例として１４Ｖ）などを供給する電 源２５が接続される。また保護抵抗１４と電流Ｉ１が流れる信号処理回路１３と の間には、スイッチ回路であるスイッチ１５を介して、後述するような構成を有 し前記電源電圧＋Ｂが予め定める第１基準電圧よりも過大である際に発生する各 種事象を検知し、電流Ｉ２が流れる第２回路である異常検知回路１６が接続され る。

【００１３】 またスイッチ１５と並列に前記電源電圧＋Ｂが予め定める基準レベル以下であ ることを検出する低電圧検知回路１７が接続され、スイッチ１５は低電圧検知回 路１７の出力によって導通／遮断される。前記保護抵抗１４には、電流Ｉ０が流 れ、低電圧検知回路１７および異常検知回路１６には、電流Ｉ０と前記第１式の 関係を有する電流Ｉ１，Ｉ２がそれぞれ流れる。

【００１４】 駆動回路１１に関連する具体的構成例は、図２のブロック図に示される。前記 信号処理回路１３は保護抵抗１４を介して電源電圧＋Ｂに接続され、信号処理回 路１３と保護抵抗１４との接続点１８には、ツェナーダイオード１９のカソード が接続され、アノードは接地される。また接続点１８には、低電圧検知回路１７ が接続され、前記電源電圧＋Ｂが予め定める第２基準電圧Ｖｔｈ（例として４Ｖ ）以下となるかどうか、すなわち電源電圧＋Ｂから保護抵抗１４の抵抗値ＲＳに 対応する電圧降下ＶＲＳを差し引いて駆動回路１１に入力される駆動電圧Ｖｃｃ が、信号処理回路１３の設計仕様として予め定められる最低動作電圧（例として ３Ｖ）以下となるかどうかを検出する。

【００１５】 前記接続点１８は、前記スイッチ１５を介して前記異常検知回路１６に接続さ れる。異常検知回路１６は、過電圧検知回路２０、過電流検知回路２１および過 熱検知回路２２とが並列に接続されて構成され、信号処理回路１３の出力と共に ＡＮＤ回路２３に入力され、ＡＮＤ回路２３の出力はトランジスタ２４のベース に入力される。トランジスタ２４のコネクタには、前記負荷１２が接続されエミ ッタは接地される。

【００１６】 前記過電圧検知回路２０は、電源電圧＋Ｂの電位が大きくなり、負荷１２のト ランジスタ２４側の電位が上昇して、通常の電源電圧例として１６Ｖ程度になっ た場合、トランジスタ２４がＡＮＤ回路２３の出力に拘わらず導通し、トランジ スタ２４に過大電流が流れ、破壊される事態を防止するために設けられる。この ために、電源電圧＋Ｂが通常の電源電圧以上となったことを検知すると例として ローレベルの信号を出力し、ＡＮＤ回路２３を遮断状態とする。

【００１７】 過電流検知回路２１は、前記車載用バッテリなどの電源から過大電流が発生し 、負荷１２に流れて破壊される事態を防止するために設けられる。過電流検知回 路２１に流入する電流が予め定める基準レベルを超えた場合、例としてローレベ ルの信号を出力して、ＡＮＤ回路２３を遮断状態としてトランジスタ２４を遮断 する。また過熱検知回路２２は、車載用バッテリなどの電源から比較的大きな電 流が流れ、これによりトランジスタ２４が自己発熱し、この熱により熱破壊が生 じる事態を防止するために設けられる。過熱検知回路２２は、トランジスタ２４ の温度などを検出して、予め定める基準温度以上になるとＡＮＤ回路２３を遮断 してトランジスタ２４を遮断状態とする。

【００１８】 前記ツェナーダイオード１９は、車載用バッテリなどの電源から例として１１ ０Ｖ程度のサージ電圧が発生することがあり、信号処理回路１３などの集積回路 素子は入力電圧に対する耐性が低く３０〜４０Ｖ程度であるため、このような過 大なサージ電圧が流入すると集積回路素子の破壊が発生する。このため前記接続 点１８の電位を前記集積回路素子の電圧に対する耐性程度に固定するために設け られる。

【００１９】 図３は、本実施例の動作を説明する波形図である。以下の動作の説明には図２ を併せて参照する。車載用バッテリなどの電源２５からの電源電圧＋Ｂが例とし て前記４Ｖ〜１６Ｖなどの通常の使用範囲内である場合には、低電圧検知回路１ ７は、スイッチ１５を導通状態に保持する。このとき前記各検知回路２０〜２２ は前記電源の過電圧、過電流およびトランジスタ２４の過熱に対して前述したよ うな検知動作を行い、これらの過電圧、過電流および過熱状態が検知されない場 合には、各検知回路２０〜２２は出力をハイレベルとし、ＡＮＤ回路２３を導通 状態とする。

【００２０】 したがってＡＮＤ回路２３は、各種センサなどからの出力が供給されてエンジ ンのスタート、燃料噴射量の制御あるいは故障状態の検出を行って対応する表示 ランプの表示を行うなどの動作を含む車両の制御を行う信号処理回路１３からの 信号が通過する状態となる。したがってこの信号によって各種負荷に対応するト ランジスタ２４が導通または遮断状態に制御される。

【００２１】 すなわち負荷１２が例として故障表示ランプである場合、対応する故障を検出 するセンサからの信号に基づいて信号処理回路１３がハイレベルの故障検出信号 を出力すると、この故障検出信号はＡＮＤ回路２３を経てトランジスタ２４を導 通させる。これにより故障表示ランプである負荷１２が駆動され、対応する故障 表示ランプが点灯する。

【００２２】 このような動作中に前記各検知回路２０〜２２が電源の過電圧、過電流あるい はトランジスタ２４の過熱を検知すると、各検知回路２０〜２２の出力はローレ ベルに切り替えられＡＮＤ回路２３が遮断状態となる。これによりトランジスタ ２４のベースには常時ローレベルの信号が供給され、負荷１２の駆動が停止され る。一方、低電圧検知回路１７が図３（１）に示されるように、電源から供給さ れる駆動電圧Ｖｃｃが低下し、前記第２基準レベルＶｔｈ以下となったことを検 知すると、図３（２）に示されるようにスイッチ１５を遮断し、これにより保護 抵抗１４を流れる電流Ｉ０は減少し、

【００２３】

【数３】 Ｉ０＝Ｉ１ となる。

【００２４】 すなわち、前記各検知回路２０〜２２は、電源電圧＋Ｂが過大である場合に発 生する過電圧、過電流およびトランジスタ２４の過熱を検知しようとするもので あり、電源電圧＋Ｂの低電圧時には動作不要な回路であり、スイッチ１５で各検 知回路２０〜２２への駆動電力の供給を遮断する。このとき、保護抵抗１４にお ける電圧降下ＶＲＳ′は、

【００２５】

【数４】 ＶＲＳ′＝ＲＳ×Ｉ１ となる。

【００２６】 したがって、この電圧降下ＶＲＳ′と、スイッチ１５が導通時の保護抵抗１４ を流れる前記第１式に示す電流値に対応する前記第２式に示す電圧降下ＶＲＳと の差ΔＶＲＳは、

【００２７】

【数５】 ΔＶＲＳ＝ＶＲＳ−ＶＲＳ′ ＝ＲＳ×Ｉ２ で示される。ここで、保護抵抗１４の抵抗値ＲＳ＝２００Ω、電流Ｉ１＝Ｉ２＝ ５ｍＡであるとすると、電圧差ΔＶＲＳ＝１Ｖとなり、保護抵抗１４における電 圧降下が従来例に比較し半分に抑制される。

【００２８】 これにより、信号処理回路１３の駆動に必要な最低動作電圧が３Ｖの場合、車 載用バッテリなどの電源に要求される最低出力電圧が４Ｖ程度となり、従来例に 比較し低電圧まで動作させることが可能となる。

【００２９】 本考案では、負荷１２の具体例は前記故障表示ランプに限定するものではなく 、前記ＥＣＵなどの信号処理回路１３の信号処理出力によって制御される広範な 種類の負荷に適用されるものである。

【００３０】 また、以上の実施例では、第１回路として信号処理回路を、第２回路として異 常検知回路を例にとり説明したが、これに限るものではない。さらに本考案は、 負荷駆動回路用に限定されるものでもない。

【００３１】

【考案の効果】

以上のように本考案に従えば、電源制御回路には、電源電圧が予め定める基準 レベルより低くなったことを検知する低電圧検知回路が備えられる。電源からの 電源電圧が前記予め定められる基準レベルより大きいときには、第１回路と第２ 回路とが動作し、電源電圧が基準レベル以下であることを検知する低電圧検知回 路は作動しない。これによりスイッチ回路は第２回路の電源を第１回路の電源に 接続する。

【００３２】 電源電圧が前記基準レベルより低い場合には、低電圧検知回路の検知動作によ りスイッチ回路が第２回路の電源を第１回路の電源から切断する。したがって電 源からの電流は第１回路のみを流れる。これにより、前記保護抵抗を流れる電流 が削減され、したがって保護抵抗における電圧降下を抑制することができる。す なわち、第１回路が動作可能な最低電圧レベルに対応する電源の電圧レベルを抑 制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】本考案の一実施例の駆動回路１１に関連する構
成例を説明するブロック図である。

【図３】本実施例の動作を説明する波形図である。

【図４】従来例の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１１ 駆動回路 １２ 負荷 １３ 信号処理回路 １４ 保護抵抗 １５ スイッチ １６ 高電力用回路 １７ 低電圧検知回路 １９ ツェナーダイオード ２３ ＡＮＤ回路 ２４ トランジスタ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源過電圧サージからの保護のために保
   護抵抗を介して接続された電源制御回路であって、 電源電圧が予め定める基準レベルより低くなったことを
   検出する低電圧検知回路と、 電源電圧が基準レベル以下になっても動作する必要のあ
   る第１回路と、 電源電圧が基準レベル以下では動作する必要のない第２
   回路と、 低電圧検知時に第２回路の電源を第１回路の電源から切
   断し、第２回路に流れる電源電流を遮断するスイッチ回
   路とを含むことを特徴とする電源制御回路。