JPH0682498A - 過電流検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被検出回路の電圧変動や周囲温度の変化に応
じて過電流を適正に検出し、保護動作を行うことができ
る過電流検出装置を提供する。 【構成】 被検出回路に接続され該回路に流れる電流を
検出する電流検出器１と、被検出回路の電圧を検出する
電圧検出器１５及び／又は被検出回路の周囲温度を検出
する温度検出器１６と、を備える。ＣＰＵ２は、電圧検
出器１５により検出された電圧データ及び／又は温度検
出器１６により検出された温度データに基づき、過電流
基準値を決定し、電流検出器１で検出された電流値と上
記で決定された過電流基準値とを比較して過電流状態を
判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回路に流れる過電流を
検出する過電流検出装置に関し、特に、被検出回路の電
圧や周囲温度に応じて電流値が大きく変動する回路の過
電流を適正に検出し得る過電流検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、自動車のデジタル式コンビネイ
ションメータ等に使用される蛍光表示管を駆動する場
合、バッテリー電圧より高い電源電圧を必要とし、或は
交流電圧を必要とするため、その電源回路には、通常、
ＤＣ／ＤＣコンバータ、ＤＣ／ＡＣコンバータが使用さ
れる。

【０００３】この種のコンバータの発振回路を構成する
一次側のトランジスタには、異常時に大電流が流れやす
く、回路上での発火や発煙の原因となるため、従来で
は、回路上にヒューズを挿入したり、簡単な過電流検出
回路を設けて対応していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、電源回路にＤ
Ｃ／ＤＣコンバータやＤＣ／ＡＣコンバータを使用した
バッテリー回路では、図６に示すように、バッテリーの
出力回路の電圧Ｖ_B が例えば１０Ｖ〜１５Ｖと変動した
場合、その電流Ｉ_B が０．６Ａ〜０．４Ａと変動し、ま
た周囲温度によってもその値がさらに大きく変動する。

【０００５】このため、一定電流で溶断するヒューズや
遮断動作する過電流検出器では、電圧変動に伴なう電流
変動を監視しながら過電流を適正に検出することができ
ない問題があった。

【０００６】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、被検出回路の電圧変動や周囲温度の変化に応じて過
電流を適正に検出し、保護動作を行うことができる過電
流検出装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の過電流検出装置は、図５に示すように、被
検出回路に接続され該回路に流れる電流を検出する電流
検出器と、被検出回路の電圧を検出する電圧検出手段及
び／又は被検出回路の周囲温度を検出する温度検出手段
と、電圧検出手段により検出された電圧データ及び／又
は温度検出手段により検出された温度データに基づき、
過電流基準値を決定する過電流基準値決定手段と、電流
検出器で検出された電流値と過電流基準値決定手段で決
定された過電流基準値とを比較して過電流状態を判定す
る過電流判定手段と、を備えたことを特徴とする。

【０００８】

【作用・効果】このように構成された過電流検出装置で
は、過電流検出動作を行う場合、先ず、過電流基準値決
定手段が、電圧検出手段により検出された電圧データ及
び／又は温度検出手段により検出された温度データに基
づき、過電流基準値を決定し、そして、過電流判定手段
が、電流検出器で検出された電流値と過電流基準値決定
手段で決定された過電流基準値とを比較して過電流状態
を判定する。

【０００９】このため、例えば、バッテリーを電源とす
るＤＣ／ＤＣコンバータのように、電源電圧が比較的大
きく変動し、その電圧変動に伴ない電流も大きく変動す
る回路、或は、周囲温度に応じて電流が大きく変動する
回路の過電流を検出する場合でも、その電圧や温度に応
じて適正な過電流基準値を決定し、正確な過電流検出を
行うことができる。

【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、自動車のデジタル式スピードメー
タ表示回路に適用される過電流検出装置のブロック図を
示している。１は電源となるバッテリーＢの出力回路に
接続された電流検出器であり、例えば、磁性体とホール
素子を有し、流れる電流に応じて変化する磁界に基づ
き、その電流に応じた電圧信号を出力する。検出された
電流値を示す電圧信号は、インタフェイス８を介してＣ
ＰＵ２に送られる。

【００１２】ＣＰＵ２は、例えば同一基板上にＣＰＵ，
ＲＯＭ，ＲＡＭ，及び入出力回路を備えたワンチップＣ
ＰＵであり、入出力回路にはＡ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａ
コンバータ等が設けられ、予め記憶されたプログラムに
基づき、各種信号の入出力を行うと共に、後述のような
スピード表示や過電流検出の処理を実行する。

【００１３】３はバッテリーＢの出力回路（電源線路）
に接続されたスイッチング回路で、過電流を検出した
際、保護のために、ＣＰＵ２からの指令信号によりその
出力回路を遮断する。スイッチング回路３には、図２Ａ
に示すように、トランジスタＴｒ１とリレーＲＳを用い
たスイッチ回路、或は図２Ｂに示すように、トランジス
タＴｒ２とＴｒ３を用いたスイッチ回路を使用すること
ができる。

【００１４】４は蛍光表示管５の電源となるＤＣ／ＤＣ
コンバータであり、バッテリーの出力電圧を昇圧し、蛍
光表示管５のフィラメント及びグリッドに必要な交流電
圧や直流電圧を出力し、蛍光表示管５のアノード用の直
流電圧をその表示駆動回路６に出力する。ＤＣ／ＤＣコ
ンバータとしては、例えば、トランスの一次側に２個の
トタンジスタからなる発振回路を接続したインバータ回
路を有し、そのインバータ回路のトランスの二次側に整
流回路を接続した一般的な構造の回路が使用できる。

【００１５】蛍光表示管５は、スピード表示を行う例え
ば３桁の数値表示部を有し、７セグメント方式により数
値表示を行う。各表示部は７セグメントのアノードに蛍
光体を塗布し、電子放出を行うフィランメントとグリッ
ドを有し、ＤＣ／ＤＣコンバータ４からフィラメントと
グリッドに電圧を印加され、表示駆動回路６からアノー
ドに選択的に電圧が印加されて、表示を行う。表示駆動
回路６は、ＣＰＵ２からの表示指令信号を受けて、蛍光
表示管５の７セグメントのアノードに選択的に電圧を印
加し、指示された数値を蛍光表示管５に表示させる。

【００１６】７は自動車に設置された車速センサで、車
速に応じた周波数の車速信号を発生し、インタフェイス
１１を介してＣＰＵ２に送る。１２は定電圧電源回路で
あり、５Ｖの定電圧を電流検出器１や温度検出手段１６
などに供給する。

【００１７】１５は電源電圧検出器であり、バッテリー
Ｂの出力回路に接続された抵抗Ｒ１、Ｒ２から構成さ
れ、バッテリーＢの出力電圧（電源電圧）を抵抗Ｒ１、
Ｒ２で分圧し、電源電圧値を示す検出信号をインタフェ
イス９を介してＣＰＵ２に送る。

【００１８】１６は周囲の温度（例えば、回路基板上の
温度）を検出する温度検出器であり、定電圧電源に接続
されたプルアップ抵抗Ｒ３とサーミスタＴＭとから構成
され、周囲温度に応じた電圧を持つ温度検出信号をイン
タフェイス１０を介してＣＰＵ２に送る。

【００１９】次に、上記構成のスピードメータ表示回路
と過電流検出装置の動作を、図３と図４のフローチャー
トにより説明する。

【００２０】ＣＰＵ２は電源の投入と共に、ステップ１
００で、初期化を行い、各種レジスタ、フラグ、タイ
マ、メモリ等の内容をリセット或はクリアし、次のステ
ップ１１０で、サンプリング時間をカウントするための
タイマを起動する。

【００２１】次に、ステップ１２０で、車速データのサ
ンプリング時間（例えば０．１秒）になったか否かを判
定し、サンプリング時間の場合、次に、ステップ１３０
に進み、ＣＰＵ２は、車速センサ７からインタフェイス
１１を介して送られた車速信号を取り込み、所定時間内
に取り込まれた信号のパルス数をカウントする。

【００２２】次に、ステップ１４０で、他のサンプリン
グ時に取り込まれた車速信号のデータと共に車速データ
の平均化処理を行い、ステップ１５０で、平均化された
車速データに基づき、表示するための時速を算出する。

【００２３】そして、ステップ１６０で、ＣＰＵ２は、
算出した時速を示す表示データを表示駆動回路６に出力
する。表示駆動回路６は表示データに応じて蛍光表示管
５の表示部の各セグメントを点灯制御し、蛍光表示管５
上に車速が表示される。そして、次のステップ１７０
で、過電流の検出処理を行う。

【００２４】過電流の検出処理は、図４に示すように実
行され、先ず、ステップ２００で、過電流検出状態を示
すフラグが０か否かを判定し、フラグが０であって過電
流状態でない正常動作時には、ステップ２１０に進み、
このステップ２１０で、過電流検出のサンプリング時間
（例えば１秒）になったか否かを判定し、サンプリング
時間の場合、次にステップ２２０に進む。

【００２５】一方、ステップ２００で、フラグが１で過
電流検出状態であると判定した場合、或は、ステップ２
１０で、サンプリング時間ではないと判定した場合、こ
の過電流検出の処理を抜ける。

【００２６】ステップ２２０で、ＣＰＵ２は、電源電圧
検出器１５から送られた電源電圧検出データＶと、周囲
の温度を検出する温度検出器１６から送られた温度検出
データＴと、電流検出器１から送られたバッテリーＢの
出力回路の電流値検出データＩと、をデジタル値に変換
して取り込む。

【００２７】そして、ステップ２３０で、他のサンプリ
ング時に取り込まれた各々のデータと共に、平均化処理
が行われ、電源電圧検出データの平均値Ｖｍ、温度検出
データの平均値Ｔｍ、及び電流値検出データの平均値Ｉ
ｍが算出される。

【００２８】次に、ステップ２４０で、電源電圧検出デ
ータの平均値Ｖｍと温度検出データの平均値Ｔｍに基づ
き、予め記憶された平均値Ｖｍ、Ｔｍと過電流基準値と
のデータテーブルを検索して、或は平均値Ｖｍ、Ｔｍを
変数とする所定の演算式を用いて過電流基準値を演算
し、過電流基準値Ｉｓを決定する。この過電流基準値Ｉ
ｓは、電源電圧検出データの平均値Ｖｍが高い程大き
く、温度検出データの平均値Ｔｍが高い程大きく決定さ
れる。

【００２９】次に、ステップ２５０で、ステップ２３０
で算出した電流値検出データの平均値Ｉｍと上記の過電
流基準値Ｉｓを比較し、電流値検出データの平均値Ｉｍ
が過電流基準値Ｉｓ以上か否かを判定する。

【００３０】そして、電流値検出データの平均値Ｉｍが
過電流基準値Ｉｓ以上の場合、過電流の発生と判断し、
ステップ２６０で、フラグを１にセットして過電流状態
とし、ステップ２７０に進む。一方、電流値検出データ
の平均値Ｉｍが過電流基準値Ｉｓ未満の場合、正常電流
とみなして、この処理を抜ける。

【００３１】過電流が検出された際、ＣＰＵ２はステッ
プ２７０で、オフ信号をスイッチング回路３に出力し、
スイッチング回路３はバッテリーＢの出力回路（電源線
路）を遮断状態とする。これによって、ＤＣ／ＤＣコン
バータ４への電源供給が停止され、過電流によって発生
しやすいコンバータ内での発熱や発煙を防止することが
できる。

【００３２】また、上記のように、過電流状態を判定す
る際、電源電圧検出データと温度検出データに基づいて
過電流基準値Ｉｓを決定し、電流値検出データがこの過
電流基準値Ｉｓ以上になったとき、過電流の発生と判定
するため、バッテリーを電源とするＤＣ／ＤＣコンバー
タのように、バッテリーの出力電圧（電源電圧）の変動
により電流値が大きく変動する回路においても、適正に
過電流状態を検出することができ、さらに、周囲の温度
が大きく変動する環境で使用される回路においても、適
正に過電流状態を検出することができる。

【００３３】なお、上記のようなスピードメータ表示器
における電源回路の過電流検出の他に、各種の回路の過
電流検出を上記と同様に行うことができる。また、上記
実施例では、電源電圧検出データと温度検出データに基
づいて過電流基準値を決定したが、何れか一方の検出デ
ータのみから過電流基準値を決定することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】スピードメータ表示回路に適用した本発明の一
実施例を示す過電流検出装置のブロック図である。

【図２】スイッチング回路３の回路図である。

【図３】スピード表示の処理動作を示すフローチャート
である。

【図４】過電流検出動作を示すフローチャートである。

【図５】本発明の過電流検出装置の構成図である。

【図６】バッテリーを使用した電源回路における電圧と
電流の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１−電流検出器、２−ＣＰＵ、１５−電源電圧検出器、
１６−温度検出器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検出回路に接続され該回路に流れる電
   流を検出する電流検出器と、 該被検出回路の電圧を検出する電圧検出手段及び／又は
   該被検出回路の周囲温度を検出する温度検出手段と、 該電圧検出手段により検出された電圧データ及び／又は
   該温度検出手段により検出された温度データに基づき、
   過電流基準値を決定する過電流基準値決定手段と、 該電流検出器で検出された電流値と該過電流基準値決定
   手段で決定された過電流基準値とを比較して過電流状態
   を判定する過電流判定手段と、 を備えたことを特徴とする過電流検出装置。