JPH0648246A - 断線・過電流検出装置 - Google Patents

断線・過電流検出装置

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JPH0648246A
JPH0648246A JP4198816A JP19881692A JPH0648246A JP H0648246 A JPH0648246 A JP H0648246A JP 4198816 A JP4198816 A JP 4198816A JP 19881692 A JP19881692 A JP 19881692A JP H0648246 A JPH0648246 A JP H0648246A
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富久夫 石川
Susumu Azeyanagi
進 畔柳
Toshio Ishida
俊男 石田
Hideyuki Ikemoto
秀行 池本
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Denso Electronics Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 温度変化に対し安定して正確に断線或は過電
流を検出することができる断線・過電流検出装置を提供
する。 【構成】 2端子型負荷駆動装置において、ダイオード
D1とコンデンサC1より得られる仮想グランドを使
い、電流検出用ソース端子S2の電流Isを電圧変換回
路5のオペアンプOPよりVoとして出力し、負荷電流
の検出を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車に使用される方
向指示器、電動送風機、前照灯などの断線或は過電流を
検出する断線・過電流検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、自動車の方向指示器用断線検出
装置として、指示灯の電源供給線路に電界効果型トラン
ジスタ(以下、FETという)を半導体スイッチとして
接続し、このFETのオン時におけるドレイン・ソース
間の電圧を検出するようにして、その検出電圧を比較器
の非反転入力側に入力し、比較器の反転入力側に基準電
圧を入力するように構成した断線検出装置が提案されて
いる(特開昭64−90831号公報参照)。
【0003】この方向指示器用断線検出装置は、指示灯
の一灯が断線した際、FETに流れる電流値が減少する
ことにより、そのドレイン・ソース間の電圧が低下し、
その電圧降下が比較器の基準電圧を越えて変化し、比較
器の出力が反転されて断線検出が行われる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この断線検出
装置では、FETのドレイン・ソース間の電圧変化によ
り一灯断線を検出するのであるが、FETの一般的な性
質として、ドレイン・ソース間のオン抵抗値がFETの
チャネル温度によって大きく変化する特性を有している
ため、ドレイン・ソース間の電圧もこの温度に応じて大
きく変化し、FETの温度変化によっては、一灯断線の
検出ができないという問題があった。
【0005】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、温度変化に対し安定して正確に断線或は過電流を検
出することができる断線・過電流検出装置を提供するこ
とを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の断線検出装置は、ドレイン・ソース電流に
比例した電流を出力する電流検出用ソース端子を有する
FETを介して電源に接続された負荷の断線を検出する
断線検出装置において、電流検出用ソース端子から出力
される電流を電圧に変換する電流・電圧変換回路と、電
流・電圧変換回路から出力された電圧信号を入力し、予
め設定した基準電圧との比較に基づき負荷の断線を検出
する検出回路と、を備えたことを特徴とする。
【0007】
【作用・効果】上記構成の断線検出装置では、負荷に電
源からの電流が流れた場合、FETのドレイン・ソース
電流が負荷電流として負荷に流れ、それに比例した電流
が電流検出用ソース端子から電流・電圧変換回路に出力
される。電流・電圧変換回路はその電流を電圧に変換し
て検出回路に出力し、検出回路は予め設定した基準電圧
との比較に基づき負荷の断線を検出する。
【0008】このように、FETの電流検出用ソース端
子からの電流を取出し、それを電流・電圧変換回路によ
り電圧に変換し、その検出電圧と基準電圧との比較によ
り、負荷の断線を検出するため、電流検出用ソース端子
から得られる電流はFETの温度の影響を受けず、ドレ
イン・ソース電流つまり負荷電流を正確に検出して、温
度変化に対し安定した断線検出を正確に行うことができ
る。
【0009】また、電流・電圧変換回路の負極側電源端
子がFETのソース端子の電圧より低く設定された仮想
グランドに接続されるため、正規のグランドを有しない
二端子回路においても、安定して正常に動作させること
ができる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0011】図1は車両用方向指示器における断線検出
回路付きの点滅回路を示している。1は左右2対のラン
プを備えた指示灯で、方向指示スイッチ2と半導体スイ
ッチとしてのFET3を介して、電源となるバッテリー
4に接続される。
【0012】FET3は、通常のドレイン端子D、ゲー
ト端子G、ソース端子S1の他に、一部のセルのソース
端子を電流検出用ソース端子S2として有している。即
ち、図2の説明用等価回路に示すように、FET3は各
々同一のn個のセルからなり各セルのゲート・ソース電
圧が全て同一となるように形成され、例えばその1つの
セルのソース端子が電流検出用ソース端子S2となって
いるものである。
【0013】したがって、カレントミラー作用により、
電流検出用ソース端子S2の電流Isは、ドレイン・ソ
ース電流ILを正確にセル比(例えば1/n)で分割し
た値となり、また、この電流Isの値はドレイン・ソー
ス間のオン抵抗値によって変化しない。このため、電流
検出用ソース端子S2から出力される電流は、FET3
のチャネル温度等には殆ど影響されず、ドレイン・ソー
ス電流に正確に比例した電流値が得られる。
【0014】このFET3を含む点滅回路は、正規のグ
ランドを有しない二端子回路として以下のように形成さ
れる。即ち、FET3のゲート端子Gには、ゲートバイ
アス電圧を印加するために、ダイオードD2と抵抗R2
がバッテリー4の正極側に接続され、コンデンサC2が
ソース端子S1とダイオードD2間に接続される。
【0015】FET3の電流検出用ソース端子S2は、
電流・電圧変換回路5のオペアンプOPの反転入力側に
接続され、オペアンプの非反転入力側はFET3のソー
ス端子S1に接続される。
【0016】電流・電圧変換回路5は、オペアンプOP
の反転入力側とその出力側間に抵抗R3を接続して形成
され、オペアンプOPの反転入力と非反転入力の電圧V
1、V2が等しくなるように動作し、電流検出用ソース
端子S2から出力される検出電流Isを電圧Voに変換
して出力する。
【0017】ところで、このオペアンプOPにおいて
は、その出力電圧Voが入力側より低くなるので、オペ
アンプOPの電源端子の負極側に、出力電圧Voより低
い電圧を与える必要がある。グランド端子があれば、オ
ペアンプOPの電源端子の負極側をグランド端子に接続
すればよいが、この点滅回路はグランド端子を持たない
二端子回路として形成され、グランド接続ができない。
【0018】このため、FET3のソース端子S1側線
路に対しダイオードD1(アノード側をソース端子S1
側に接続)と抵抗R1を直列に接続してそこを電気的に
分離し、ダイオードD1のカソード側に仮想グランドK
Gを形成している。そして、この仮想グランドKGにオ
ペアンプOPの負極側電源端子を接続し、グランド端子
がなくても、オペアンプOPの電流・電圧変換動作を正
常に行い得る構成としている。
【0019】オペアンプOPの出力側は断線状態を検出
するための検出回路6に接続される。検出回路6は、所
定の基準電圧を設定し、オペアンプOPの出力電圧Vo
がその基準電圧以上に上昇したとき、断線検出信号を出
力するように構成される。検出回路6の出力側は発振器
7に接続され、発振器7は指示灯の点滅周期信号を正常
時と断線検出時に分けて出力するように構成される。正
常時の点滅周期は、例えば0.6〜0.8秒であり、断
線検出時の点滅周期は例えばその半分に設定される。
【0020】発振器7の出力側には、FET3をスイッ
チングさせるためのトランジスタTRがソース端子Gと
仮想グランドKG間に接続される。発振器7出力による
トランジスタTRのオンオフ動作によって、FET3の
ゲート端子Gに高レベル・低レベルの信号が印加され、
半導体スイッチであるFET3が発振器7の発生する点
滅周期でスイッチング動作する。
【0021】仮想グランドKGと電源(バッテリー)の
正極側には、電源コンデンサC1が接続され、電源コン
デンサC1は、FET3のオン時に、電荷を放電し、各
回路に電流を供給する。
【0022】次に、上記構成の断線検出回路付き点滅回
路の動作を、図3の波形図により説明する。
【0023】方向指示スイッチ2を左右何れかの側にオ
ンすると、FET3のドレイン、ゲートはバッテリー4
の電位にバイアスされているため、バッテリー4の電流
がFET3及び方向指示スイッチ2を通して指示灯1に
流れ、指示灯1のランプが点灯する。
【0024】このとき、図3の電流波形に示すように、
指示灯1に流れる電流ILは大きな初期電流に続き徐々
に定常値に低下し、その時のFET3のソース端子S1
の電圧Vcは、図3の電圧波形に示すように、瞬時にバ
ッテリー4の略電源電圧まで上昇し、その電圧を維持す
る。また、FET3の電流検出用ソース端子S2の電流
を電圧に変換して出力するオペアンプ5の出力電圧Vo
は、ドレイン・ソース電流ILの変化に略反比例するよ
うに、最初徐々に上昇し、一定の値となる。一方、仮想
グランドKGの電圧Vsは、ダイオードD1によってソ
ース端子S1側からの電流が阻止されるため、非常に低
い電圧に保持される。
【0025】次に、点灯周期が終了すると、発振器7の
出力が高レベルに変わり、トランジスタTRがオンして
FET3のゲート端子Gが仮想グランドKGに短絡さ
れ、電圧が低下することにより、FET3がオフする。
これにより、電流ILが遮断され、指示灯1が消灯し、
消灯周期に入る。
【0026】このような点灯と消灯の動作が繰り返され
て、方向指示器は点滅動作を行うが、指示灯1の一灯が
断線した場合、図3に示すように、電流ILが低下す
る。このとき、電流検出用ソース端子S2の電流Isも
電流ILの低下に応じて低下し、電流・電圧変換回路5
のオペアンプOPの出力電圧Voは逆に上昇する。
【0027】この電圧Voは検出回路6に入力される
が、検出回路6で設定される基準電圧を越えてこの電圧
Voが上昇するため、検出回路6からは断線検出信号が
発振器7に出力される。このため、発振器7はその発振
(点滅)周期を断線検出時の短い周期に変えて出力し、
図3に示すように、それ以後の点灯周期と消灯周期は、
正常時の略半分となり、指示灯1の断線状態が報知され
る。
【0028】このように、FET3の電流検出用ソース
端子S2からの電流を取出し、それを電流・電圧変換回
路5により電圧に変換し、その検出電圧と基準電圧との
比較により、指示灯1の断線を検出するため、FET3
の電流検出用ソース端子S2から得られる電流はFET
3の温度の影響を受けず、ドレイン・ソース電流ILつ
まり指示灯1の電流を正確に検出し、断線検出を温度変
化に対し安定して正確に行うことができる。
【0029】また、電流・電圧変換回路5では、仮想グ
ランドKGを設定することにより、正規のグランドを有
しない二端子回路においても、安定して正常に動作させ
ることができる。
【0030】図4は他の実施例の点滅回路を示してい
る。この例では、方向指示スイッチ2、FET3、指示
灯1、バッテリー4、及び電流・電圧変換回路5の構成
と接続は上記実施例と同様であるが、電源コンデンサC
1のつくる電圧を一定にするために、トランジスタTR
1とツェナーダイオードZDによりなる定電圧回路8が
バッテリー4の正極側と仮想グランドKG間に接続され
る。
【0031】この場合、オペアンプOPの負極側電源端
子はトランジスタTR1のエミッタ端子に接続される。
この定電圧回路8により、電源コンデンサC1のつくる
電圧の定電圧化が図れ、FET3のオン時の電源コンデ
ンサC1による電源電圧を定電圧化したものを回路電源
とすることができ、点滅回路の点滅動作や断線検出動作
の安定性を図ることができる。
【0032】また、発振器7とスイッチング信号をFE
T3に印加するトランジスタTRの間に、2個のトラン
ジスタTR2、TR3が接続され、このトランジスタT
R2、TR3により発振器7からの点滅信号の電位が補
正される。
【0033】図5はモータの駆動制御回路を示し、この
駆動制御回路には上記実施例の主要回路を用いた過電流
検出回路が設けられる。
【0034】即ち、FET3、バッテリー4、及び電流
・電圧変換回路5の構成と接続は前記実施例と同様であ
り、上記指示灯の代りにモータ10が接続され、方向指
示スイッチの代りにリレー15及びスイッチ16が接続
される。また、ソース端子S1に対しダイオードD1と
抵抗R1を接続して仮想グランドKGを設定した点も前
記と同様である。
【0035】電流・電圧変換回路5の出力側にはモータ
10のロック時等に流れる過電流を検出するための検出
回路14が接続される。この検出回路14は、予め基準
電圧を設定し、電流・電圧変換回路から送られる検出信
号の電圧が基準電圧以下に低下したとき、過電流検出信
号を出力する構造である。この過電流検出信号は高レベ
ル信号としてトランジスタTR4に印加され、トランジ
スタTR4をオンしてFET3のゲート電圧を仮想グラ
ンドに落し、FET3をオフ状態としてモータ10を非
常停止させる。
【0036】モータ10の駆動制御回路は、パルス幅変
調方式を採用し、入力回路11、発振器12、PWMコ
ンパレータ13、トランジスタTR5から構成される。
モータの速度指令信号は入力回路11に入力され、PW
Mコンパレータ13は、入力回路11から送られたアナ
ログ信号の一定周期の瞬時振幅値を取出し、発振器12
から送られるパルス信号のパルス幅にその振幅値をのせ
て変調し、トランジスタTR5を介してFET3に出力
する。そして、FET3のスイッチング動作により、モ
ータ10の回転は、速度指令信号に基づきパルス幅変調
された駆動信号に応じて制御される。
【0037】モータ10のロックやショートにより過電
流が発生した場合、電流ILが上昇する。このとき、電
流検出用ソース端子S2の電流Isも電流ILの上昇に
比例して上昇し、電流・電圧変換回路5のオペアンプO
Pの出力電圧Voは逆に低下する。
【0038】この出力電圧Voは検出回路14に入力さ
れ、検出回路14では予め設定された基準電圧と比較さ
れ、電圧Voが基準電圧以下に低下しているため、検出
回路14から過電流検出信号がトランジスタTR4に出
力され、トランジスタTR4の導通によりFET3のゲ
ート電圧が低下して、FET3は遮断状態となり、モー
タ10は非常停止する。
【0039】このような過電流検出装置においても、上
記実施例と同様に、FET3の電流検出用ソース端子S
2から得られる電流はFET3の温度の影響を受けず、
ドレイン・ソース電流ILを正確に検出し、過電流検出
を温度変化に対し安定して正確に行うことができる。ま
た、仮想グランドKGを設定することにより、正規のグ
ランドを有しない二端子回路においても、電流・電圧変
換回路5を安定して正常に動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す断線検出回路付き点滅
回路の回路図である。
【図2】FET3の説明用等価回路の回路図である。
【図3】点灯時と消灯時の電流ILと電圧Vc、Vs、
Voの波形図である。
【図4】他の実施例の断線検出回路付き点滅回路の回路
図である。
【図5】本発明の実施例を示す過電流検出回路付きモー
タ駆動制御回路の回路図である。
【符号の説明】
1−指示灯、3−FET、4−バッテリー、5−電流・
電圧変換回路、6−検出回路、KG−仮想グランド。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石田 俊男 愛知県安城市篠目町井山3番地 アンデン 株式会社内 (72)発明者 池本 秀行 愛知県安城市篠目町井山3番地 アンデン 株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ドレイン・ソース電流に比例した電流を
    出力する電流検出用ソース端子を有する電界効果型トラ
    ンジスタを介して電源に接続された負荷の断線を検出す
    る断線検出装置において、 該電流検出用ソース端子から出力される電流を電圧に変
    換する電流・電圧変換回路と、 該電界効果型トランジスタのソース端子より低い電圧に
    設定され、該電流・電圧変換回路の負極側電源端子が接
    続される仮想グランドと、 該電流・電圧変換回路から出力された電圧信号を入力
    し、予め設定した基準電圧との比較に基づき負荷の断線
    を検出する検出回路と、 を備えたことを特徴とする断線検出装置。
  2. 【請求項2】 ドレイン・ソース電流に比例した電流を
    出力する電流検出用ソース端子を有する電界効果型トラ
    ンジスタを介して電源に接続された負荷の過電流を検出
    する過電流検出装置において、 該電流検出用ソース端子から出力される電流を電圧に変
    換する電流・電圧変換回路と、 該電界効果型トランジスタのソース端子より低い電圧に
    設定され、該電流・電圧変換回路の負極側電源端子が接
    続される仮想グランドと、 該電流・電圧変換回路から出力された電圧信号を入力
    し、予め設定した基準電圧との比較に基づき負荷の過電
    流を検出する検出回路と、 を備えたことを特徴とする過電流検出装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10166939B2 (en) 2014-10-30 2019-01-01 Yazaki Corporation Vehicular power supply control device and a controlling method of the same
JP2019145976A (ja) * 2018-02-20 2019-08-29 新日本無線株式会社 演算増幅器

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US10166939B2 (en) 2014-10-30 2019-01-01 Yazaki Corporation Vehicular power supply control device and a controlling method of the same
JP2019145976A (ja) * 2018-02-20 2019-08-29 新日本無線株式会社 演算増幅器

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