KR100366867B1 - 누설저항 테스트용 회로장치 - Google Patents

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Abstract

특히 안전이 중요한 회로의 경우에 회로 접점, 특히 집적 회로의 출력 단자에서 접지 및/또는 전압에 대한 누설 저항이 테스트되어 임박한 오동작 상태가 미리 검출되도록 해야 한다.
이런 목적으로, 본 발명에 따라 적어도 한개 테스트 전류가 회로 접점에 공급되고 회로 접점에서의 전압이 비교기에 의해 감시된다. 누설 저항이 허용가능한 값 이하로 감소할 때 회로 접점에서의 전압이 감소하고 이것은 비교기에 의해 검출될 수 있다. 양 극들에 대한 누설 저항 감시를 위해 서로 반대인 두개의 테스트 전류가 인가되고 비교기는 윈도우 비교기로 구성된다.

Description

누설저항 테스트용 회로 장치
본 발명은 회로 접점을 테스트하는 회로 장치로서, 상기 회로 접점은 비교란 조건에서 소정 모드 동작의 동작 전압의 제1 및 제2 극 사이에서 자유로이 변동하고, 상기 회로 장치는 상기 동작 전압의 적어도 한 극에 대해 누설 저항이 있는 교란 조건에 대해 상기 회로 접점을 테스트하며, 상기 회로 장치는 상기 회로 접점에 적어도 소정의 테스트 전류를 인가하도록 전류원을 포함하고 상기 회로 접점에 결합된 적어도 한 개의 테스트 회로를 구비하며, 상기 누설 저항을 통해 전류가 흐를 때 제1 출력 신호를 공급하도록 상기 회로 접점에 결합된 한 개의 입력을 구비한적어도 한 개의 비교기를 포함하는 평가 회로를 구비한다.
이와 같은 회로 장치는 EP 0,486,114 A2로 알려졌다. 테스트 회로에서의 전류원은 전류 미러로서 구성되고 두 개의 저항과 테스트하의 물체의 직렬 장치를 통해 흐르는 전류를 두개 저항의 직렬 장치를 통해 흐르는 출력 전류로 변환한다. 누설 전류가 테스트하의 물체를 통해 전압원의 한 극으로 흐른다면 다른 전류가 두 개의 저항 가지로 흐르고, 상기 전류는 직렬 연결된 저항의 단자 사이에 대응하는 다른 전압을 만들고, 이러한 차이 전압은 한 개 이상의 비교기에 의해 측정된다. 이렇게, 공지된 회로에서 전류는 테스트하의 물체에 인가되고 상기 전류는 모니터될 누설 전류를 통해 흐르는 최대 누설 전류보다 실제로 더 크고 동작 전압 중 한 극과 테스트될 회로 접점 사이에 위치한 저항에 의해 결정되고, 전류 미러의 부분은 테스트하의 물체에 연결되지 않은 가지를 공급하는 전류를 공급한다.
테스트될 회로 접점은 종종 확장 회로, 특히 집적 회로 내에 종종 위치하거나, 이와 같은 회로의 외부 출력을 형성한다.
더욱이, 누설 저항 테스트는 예컨대 제조시와 같은 한 번의 경우에만 시행되는 것이 아니라, 정상 동작 중에도 계속 반복적인 테스트가 가능하다. 허용가능한 누설 저항을 통한 전류보다 실질적으로 더 큰 전류를 테스트될 회로 접점에 인가하는 것은 허용될 수 없지만, 회로 접점에서의 임피던스는 모든 환경에서 가능한한 높아야 한다.
본 발명의 목적은 서두에서 정의된 유형의 회로를 제공하는 것이고, 상기 회로는 낮은 전압으로 동작하는 회로 장치에 포함되고 높은 임피던스 회로 접점에서과도한 누설 전류에 대한 정보를 신속하게 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면 상기 목적은, 상기 전류원은 제1 테스트 전류를 상기 회로 접점에 인가하도록 제1 전류원을 포함하고, 상기 제1 테스트 전류는 상기 제1 극에 대한 제1 방향과 상기 누설 저항의 소정의 허용치에 대응한 값을 가지고, 상기 제1 테스트 전류는 상기 회로 접점과 상기 제1 극 사이의 전압이 소정의 제1 임계치보다 더 작게될 때만 흐르며, 상기 비교기는 상기 회로 접점에 접속되어 이 회로 접점에서의 전압을 상기 제1 임계치보다 더 작은 소정의 제1 기준 전압과 비교하고, 상기 회로 접점과 상기 동작 전압의 상기 한 극 사이의 전압이 상기 제1 기준 전압보다 더 작게 될 때 상기 제1 출력 신호를 공급하는 것에 의해 달성된다.
이와 같은 전류원은 예컨대 제1 임계치에서 포화되는 트랜지스터일 수 있거나, 제1 임계치에서 동작하게 되는 클램핑 회로에 연결된다. 누설 저항이 알맞은 한 회로 접점에서의 전압이 제1 임계치를 갖는다. 누설 저항이 허용치 이하로 떨어질 때까지 전압이 변하지 않고 누설 저항을 통한 전류가 결과적으로 제1 테스트 전류를 초과하고 이러한 변화는 비교기로 검출된다. 그 결과, 제1 기준 전압이 실제로 제1 임계치보다 더 작을 수 있다.
종종 동작 전압의 한 극에 대한 누설 저항을 모니터하는 것은 중요할 뿐 아니라 회로 접점은 역시 동작 전압의 두 극들 각각에 대한 누설 전압에 대해 모니터되어야 한다. 본 발명의 실시예에서, 이와 같은 회로에서, 상기 전류원은 제2 테스트 전류를 상기 회로 접점에 인가하도록 제2 전류원을 포함하며, 상기 제2 테스트 전류는 상기 제2 극에 대해 상기 제1 방향과 반대인 제2 방향과, 상기 소정의 허용치에 대응한 값을 가지고, 상기 제2 테스트 전류는 상기 회로 접점과 상기 다른 극 사이의 전압이 소정의 제2 임계치보다 더 작게 될 때만 흐르며, 상기 두 임계치들은 상기 두 테스트 전류들이 모두 흐르는 전압 범위를 한정하고, 상기 비교기는 상기 회로 접점에서의 전압을 상기 전압 범위 외측에 위치한 제1 및 제2 기준 전압과 비교하고 상기 회로 접점에서의 전압이 상기 기준 전압들에 의해 한정된 전압 범위의 외측에 있을 때 적어도 한 개의 신호를 공급하는 윈도우 비교기인 것을 특징으로 한다.
이것은 반대로 제시된 테스트 전류를 갖는 두 개의 전류원을 이용할 뿐아니라 전류원이 중복되는 테스트 전류를 공급하는 전압 범위를 확실히 하도록 요구한다. 다음에 비교기가 중복되는 범위의 양쪽으로의 격차를 감시해야 하기 때문에 이 비교기는 윈도우 비교기이어야 한다.
두 개의 전류원은 상호 독립적일 수 있다. 그러나, 이러한 두개 전류원으로부터의 테스트 전류가 실제로 서로 동일하기에 본 발명의 실시예에 따라 두개의 전류원이 적어도 제1 전류 미러(current mirror)를 통해 다른 것에 연결되는 것은 효과적으로 제1 전류 미러는 제2 테스트 전류를 발생하여 제2 전류 미러로부터 제어 전류를 수신하고 제2 전류 미러는 기준 전류로부터 제어 전류와 제1 테스트 전류를 유도한다. 기준 전류를 변화시킴으로써 양쪽 테스트 전류가 유사하게 변하여 실제로 크기가 동일하게 유지된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 기준 전류를 발생하는 만족스러운 방법은 기준 전류가 테스트 회로와 한 극 사이에 연결된 외부 저항에 의해 조정 가능한 것으로얻어지고 상기 단자는 소정의 동작 전압의 일부이다. 이런 방식으로, 집적회로 외부에 테스트 전류의 값을 미리 설정하기 용이하다.
본 발명의 다른 실시예에 따라 각각의 기준 전압이 동작 전압의 극 사이에 배치된 전압 분배기에 의해 결정된다면, 비교기는 동작 전압의 크기에 관계없이 제1 출력 신호를 공급하고 이때는 누설 저항과 기준 저항 사이의 비율이 이와 같은 전압 분배기에 따른 값을 초과할 때이다.
윈도우 비교기의 적합한 구조는 본 발명의 다른 실시예로 얻어지고 이것은 윈도우 비교기가 두 개의 독립된 비교기를 포함하고, 각각은 회로 접점에서의 전압과 두 개의 기준 전압의 서로 다른 하나를 각기 비교하는 데에 그 특징이 있다. 다음에 두 개의 비교기는 기준 전압이 통과하는 데에 따른 출력 신호를 발생하고 두 개의 출력 신호는 개별적으로 평가되거나 논리적으로 결합될 수 있다.
다른 것과 두개 전압을 비교하는 비교기는 두 개의 입력단과 한 개의 출력단을 갖고 종종 미분 증폭기로 구성된다. 그러한 비교기가 명백하고 안정된 논리 신호의 공급을 확실히 하기 위해 본 발명의 다른 실시예에 따라 각 비교기의 한 개의 입력단이 전류 발생기에 연결되고 전류 발생기는 상기 비교기의 출력단에서 신호에 의해 차단 가능하고 저항의 다른 단이 회로 접점에 연결되고 각각 해당하는 기준 전압에 연결되고, 전류 발생기에 의해 공급된 전류가 기준 전류로부터 유도된다. 전류 발생기의 전류가 기준 전류에 따르고 외부 저항에 따른 전류 발생기의 이용은 히스테리시스를 발생하고, 이러한 결과 각 비교기에서의 누설 저항의 값이 외부 저항의 값에 따라 제1 출력 신호를 공급하고 히스테리시스에 대해 저항이 사용되지만동작 전압에 무관하다.
두 개의 전류원이 전류를 공급하는 전압의 두 개의 임계치에 의해 한정되는 전압 범위가 두 극들의 동작 전압의 전위 사이에서 실제로 자유롭게 선택될 수 있다. 그러나, 동작 전압의 양극에 대해 실제로 동일한 크기의 누설 저항을 모니터하기 위해, 본 발명의 실시예에 따라 전압 범위는 동작 전압의 극의 전위사이에 실제로 중심에 놓인다는 것이 효과적이다. 이것은 두 개의 전류원의 테스트 전류가 클램프(clamp)되는 전압의 적절한 선택에 의해 얻어질 수 있다.
회로 접점이 누설 전류에 대해 계속 테스트된다면 이것은 역시 전원의 계속적인 소비를 초래하고 이것은 작지만 항상 바람직하지는 않다. 반면에, 테스트될 회로 접점이 항상 높은 임피던스를 갖지 않지만 여러 동작 조건에서 특히 한 극의 동작 전압으로 낮은 임피던스 연결을 역시 한다. 그러한 경우에 매우 효과적인 본 발명의 다른 실시예는 전류원을 끄는 수단이 제공되는 데에 그 특징이 있다. 예를 들어, 그러한 수단은 전류원의 구동을 차단하거나 테스트 전류의 발생에 사용된 전류를 영으로 감소시킨다.
제1 도에서 집적 회로의 외부 연결을 나타내는 회로 접점(P1)은 트랜지스터(T1)를 통해 한 극 0V의 동작 전압에 내부적으로 연결된다. 트랜지스터(T1)의 구동과 집적 회로의 다른 요소는 단순함을 위해 도시되지 않는다. 트랜지스터(T1)가 차단될 때 소정의 허용치 아래 누설 저항(RL)이 없다면 회로 접점(P1)은 동작 전압의 극(UB)과 극(0V) 사이에서 자유로이 변동한다. 제1 도에서누설 저항은 집적 회로 외부에 도시되지만 대안으로 혹은 부가적으로 집적 회로에 나타난다.
그러한 누설 저항을 통한 누설 전류(IL)가 검출되도록 하기 위해 UB와 회로 접점(P1) 사이에 배치되어 테스트 전류(I1)를 공급하는 전류원(S1)이 제공된다. 실제, 전류원은 전류원이 더 이상 어떤 전류를 공급하지 않는 포화 전압을 항상 갖는다. 결과적으로, 제1 도에 도시된 회로에서 누설 전류가 흐르지 않는다면 전류원(S1) 너머 나머지 전압이 전류원(S1)이 테스트 전류를 공급하지 않을때까지 회로 접점(P1)에서의 전압이 UB로 상승한다. 누설 저항(RL)이 소정의 허용치보다 더 작아서, 회로 접점(P1)이 더 낮은 전압을 측정한다면, 전류원(S1)으로부터의 테스트 전류(I1)가 완전히 흐를 수밖에 없다.
회로 접점(P1)은 비교기(K1)의 입력단에 연결되고, 상기 비교기의 다른 입력단은 기준 전압(Ur1)을 수신하고 상기 기준 전압은 UB와 0V 사이에 도시되지 않은 전압 분배기에 의해 발생되고 이것은 동작 전압의 반과 실제로 같다. 누설저항(RL)이 충분히 높은 한 그 결과 누설 전류(IL)는 충분히 작고 회로 접점(P1)에서의 전압은 기준 전압(Ur1) 이상에 있고 비교기(K1)는 낮은 출력 신호를 공급한다. 누설 저항이 허용치 이하로 떨어지고 누설 전류(IL)가 결과적으로 테스트전류(I1)의 값을 초과하는 한 회로 접점(P1)에서의 전압은 기준 전압(Ur1) 이하로 감소하고 비교기(K1)는 높은 출력 신호를 발생하고 상기 신호는 누설 저항이 너무 낮은 것을 나타낸다.
제2 도는 전류원(S1)의 실제 예를 도시한다. 본 실시예에서, 전류원은 에미터가 UB에 연결되고 베이스가 회로 단자(A)에 연결되는 pnp 트랜지스터(T11)로 형성된다. 이러한 단자는 베이스가 그것의 콜렉터에 연결된 pnp 트랜지스터(T12)로 구동되어 트랜지스터(T11, T12)가 전류 미러를 형성한다. 그 결과, 트랜지스터(T12)의 콜렉터로부터 나온 기준 전류는 트랜지스터(T11)의 콜렉터로 반사되고 여기서 트랜지스터(T11, T12)가 동일한 구조를 갖는다면 그것은 기준 전류와 동일한 전류(I1)를 발생한다.
기준 전류는 베이스가 기준 전압(Ur3)을 수신하고 에미터가 회로 접점(p2)에 연결된 npn 트랜지스터(T13)로 발생되고 여기서 상기 회로 접점은 외부 저항(RE)을 통해 0V로 연결된다. 소정의 기준 전압(Ur3)에 대해, 외부 저항(RE)의 값은 기준 전류와 비교기(K1)가 응답하는 누설 저항(RL)의 허용치를 결정한다.
트랜지스터(T11)의 콜렉터 전류(I1)는 트랜지스터(T11)가 포화되지 않는 한 즉, 에미터와 콜렉터 사이 전압이 최소값을 초과하는 한 흐를 수밖에 없다. 이것은 제3a 도에 의해 도시된다. UB약간 이하인 전압(Ur1)은 트랜지스터(T11)의 포화 전압을 나타낸다. 이렇게, 콜렉터 전류 또는 테스트 전류(I1)는 콜렉터 전압의 임계값 Ur1과 0V 사이의 전압 범위 Us1에서 오직 흐를 수 있다. 비교기의 기준 전압(Ur1)은 전압 범위(Us1)내에 놓인다. 이것은 누설 전류가 충분히 적을 때 회로 접점(P1)에서의 전압이 Ur1이상 즉 Ur1에서 놓이는 것을 분명히 보여주고 누설 전류가 테스트 전류를 초과할 때 회로 접점(P1)에서의 전압이 감소하여 기준 전압 Ur1이하로 떨어진다.
이제까지의 설명은 동작 전압의 한극 즉 0V에 대한 누설 저항의 검출에 관한 것이다. 두 극 중 각각에 대한 누설 저항을 검출하기 위해 양방향으로 테스트 전류를 발생할 뿐 아니라 적당한 방식으로 개별 전압 값을 선택하는 것이 필요하다.
다음에 임계치(UL)는 실제로 두 전압 UB와 0V사이에 놓인다. 결과적으로 회로 접점(P1)이 전압 범위(Us1)내의 값을 갖는 한 테스트 전류(I1)는 흐를 수 있다. 반대 방향의 제2 테스트 전류에 대해 상황은 미러 반전된다. 즉 이러한 테스트 전류는 회로 접점이 전압 범위 Us2내에 제2 임계값(UL2)과 UB사이의 값을 가질 때 오직 흐를 수 있다. 양쪽 테스트 전류가 동시에 흐를 수 있는 전압 범위 △U를 얻을 수 있도록 두 개의 임계값(UL1및 UL2)이 선택된다.
원칙적으로, 이러한 두 개의 테스트 전류가 동일한 강도로 발생될 수 있지만 실제 정확한 동일성이 얻어질 수 없다. 이제 테스트 전류(I1)가 테스트 전류(I2)보다 더 크고, 누설 저항이 무한대라 추정된다면, 상기의 UL1과 같은 전압이 회로 접점(P1)에서 나타난다. 이와 같이, 테스트 전류(I1)가 반대 방향으로 테스트 전류(I2)보다 더 작다면, 전압 UL2는 회로 접점(P1)에서 나타난다. 이렇게, 누설 전류가 실제로 영인 한 각각의 경우에 회로 접점(P1)에서의 전압이 전압 범위(△U)내에 놓여 있다.
비교기는 이제 역시 대칭이 되어야 하고 그것은 전압 범위(△U) 밖에 있는 두 개의 기준 전압(Ur1; Ur2)과 회로 접점(P1)에서의 전압을 비교한다. 테스트 전류(I1)가 반대 방향으로 테스트 전류(I2)보다 더 크다고 다시 추정되어 이제 누설 전류가 0V에 대한 누설 저항의 결과로서 흐를 때, 이러한 전류는 제1 도와 비교하여 나타나듯이 회로 접점(P1)에서 제2 테스트 전류에 가해지고 전류의 합이 테스트 전류(I1)를 초과한다면 회로 접점(P1)에서의 전압이 임계치(UL2)로 감소하고 이것은 제2 테스트 전류가 다음에 흐름을 멈추기 때문이다.
누설 전류가 제1 테스트 전류보다 더 크도록 누설 저항이 그렇게 낮게 될때까지 제3b 도의 기준 전압(Ur1) 아래로 회로 접점(P1)에서의 전압은 감소하지 않는다. 유사한 이유가 다른 전류 방향에 적용된다. 즉 회로 접점(p1)에서의 전압이 제2 테스트 전류보다 더 큰 UB에 대해 누설 저항의 결과로서 누설 전류의 경우에 오직 제2 기준 전압(Ur2)을 넘어 증가된다. 테스트 전류는 예를 들어 관련 전류원이 이러한 전압에 클램프되는 경우에 임계치 Ur1과 Ur2로 제한될 수 있다.
제4 도는 서로 반대 방향으로 두 개의 테스트 전류에 대한 상기한 전류원을 갖는 완전한 회로를 도시하고, 제2 도에 도시된 것에 대응하는 소자는 동일한 참조 번호를 사용한다. 제1 테스트 전류(I1)는 다시 pnp 트랜지스터(T11)에 의해 발생되고 이것은 회로 단자 A를 통해 pnp 트랜지스터(T12)를 갖는 전류 미러를 형성한다.다른 pnp 트랜지스터(T14)는 콜렉터 전류를 발생하고 이것은 트랜지스터(T11,T14)와 동일한 구조의 경우에 제1 테스트 전류(T1)와 동일하다.
트랜지스터(T14)의 콜렉터 전류는 npn 트랜지스터(T15, T16)를 포함한 다른 전류 미러에 제어 전류로서 인가되고, 이러한 두 개의 트랜지스터가 다시 동일한 구조를 갖는다면 트랜지스터(T16)에 의해 발생된 제2 테스트 전류(I2)는 제1 제어 전류(I1)와 크기가 실제로 동일하지만 회로 접점(P1)에 대해 반대로 움직인다.
제1 테스트 전류(I1)를 공급하는 트랜지스터(T11)의 콜렉터는 pnp 트랜지스터(T19)의 에미터에 연결되고 이것의 콜렉터는 0V에 연결되고 이것의 베이스는 다이오드(D3)를 통해 회로 단자(N)에 연결된다. 이러한 회로 단자(N)는 트랜지스터(T21)를 통한 0V와, 저항 R1 내지 R4를 포함한 전압 분배기를 통해 UB에 연결된다. 저항 R1 과 R4는 동일한 값을 갖고 저항 R2 와 R3은 역시 동일한 값을 가지고 트랜지스터(T21)가 도통인 것으로 추정하여 회로 단자(N)가 전압 0.5UB로 있도록 한다. 그 결과, 트랜지스터(T11)의 콜렉터는 0.5UB+ 2UD보다 더 양(플러스)이 될 수 없고 UD는 트랜지스터(T19)의 에미터-베이스 전압 또는 다이오드(D3)의 순방향 전압이다. 다음에 상부 임계치는 다이오드(D1)의 결과로서 UL1= 0.5UB+ UD이고 상기 다이오드(D1)는 트랜지스터(T11)의 콜렉터와 회로 접점(P1)사이에 배치된다.
이러한 회로 접점(P1)에서의 전압이 누설 전류에 따라 특히 플러스가 되면 다이오드(D1)는 특히 회로 접점(P1)으로부터 트랜지스터(T19)의 에미터로 전류가흐르지 못하도록 한다.
동일한 것이 트랜지스터(T16)에 의해 발생된 테스트 전류(I2)로 인가된다. 이러한 트랜지스터의 콜렉터는 npn 트랜지스터(T18)의 에미터에 연결되고, 이것의 콜렉터는 UB에 연결되고 베이스는 다이오드(D4)에 의해 회로 단자(N)에 연결된다. 이와 같이, 다이오드(D2)는 트랜지스터(T16)의 콜렉터와 회로 접점(P1) 사이에 배치되어 테스트 전류(I2)가 회로 접점(P1)에서 임계치 UL2= 0.5UB- UD를 최대로 발생할 수 있도록 한다. 두 개의 테스트 전류 I1와 I2 중 어느 것이 더 크고 어떤 방향으로 작은 누설 전류가 회로 접점(P1)에 대해 가능하게 흐를지에 따라, 이러한 회로 접점은 제3b 도에 도시되듯이 위 임계치 UL1에 있거나 아래 임계치 UL2에 있다.
제4 도에 도시된 회로에서, 회로 접점(P1)은 꺼진 것으로 추정된 트랜지스터를 통해 0V와 부하 저항(RA)에 연결되고, 부하 저항의 다른 쪽은 회로 접점(P11)에 연결되고 회로 접점은 pnp 트랜지스터(T2)를 통해 UB에 연결된다.
마지막으로 언급된 트랜지스터는 역시 정상 동작 조건에서 꺼진다. 부하저항(RA)이 매우 낮은 값을 갖기에 예를 들어 UB로부터 회로 접점(P11)까지 누설저항(RL2)을 통해 흐르는 누설 전류(IL2)는 역시 회로 접점(P1)을 통해 감시될 수 있다.
이러한 모니터링은 본 실시예에서 두 개의 개별 비교기 K1 과 K2를 포함하는 윈도우 비교기에 의해 실행된다. 두 개의 비교기 K1과 K2 각각은 회로 접점(P1)에연결된 제1 입력단을 갖고, 전압 분배기(R3, R4) 사이의 단자에 나타나는 기준 전압(Ur1)은 비교기(K1)의 제2 입력단에 인가되고, 전압 분배기 저항(R1, R2) 사이의 단자에 나타나는 기준 전압(Ur2)은 비교기(K2)의 제2 입력단에 인가된다. 저항 R1 내지 R4가 적당한 크기를 가질 때 두 개의 기준 전압 Ur1과 Ur2는 제3b 도에 도시되듯이 전압 범위 △U의 외측에 충분히 멀리 위치한다.
누설 저항 RL1이 충분히 작아서 테스트 전류 I1을 초과하는 누설 전류 IL1을 운반한다면, 회로 접점(P1)에서의 전압은 비교기 K1 가 출력 신호를 공급하는 결과 기준 전압(Ur1)보다 더 음이 된다. 다음에 누설 저항(RL1)에 대응하는 값이 이미 언급하였듯이 동작 전압과 무관하다.
회로 부분(N)에서의 전압은 기준 UN이고 다음과 같다.
다음에 저항 RE를 통한 전류(IE)는
기준 전압 Ur1은 다음과 같다.
전류 미러를 통한 테스트 전류(I1)는 기준 전류(IE)와 동일하다. 양쪽 입력단에서의 전압이 동일할 때 즉 회로 접점(P1)에서의 전압이 다음과 같도록 기준 전압 Ur1과 동일할 때 비교기(K1)는 출력 신호를 공급한다.
다음에
이것은 비교기(K1)가 만드는 누설 저항(RL1) 이하의 값을 나타내고 출력신호는 오직 외부 저항(RE)에 좌우되고 전압 분배기 비율은 동작 전압에 좌우되지 않는다.
유사한 관계가 UB에 대한 누설 저항(RL2)에 적용된다. 누설 저항(RL2)의 값이 다음 값보다 더 작게 될 때 비교기(K2)는 출력 신호를 공급하고,
회로 접점(P1)에서의 전압이 기준 전압(Ur2)을 초과한다.
비교기의 두개 출력 신호는 필요하다면 개별적으로 처리되어 그들은 공통출력 신호로 결합된다.
테스트 전류는 제2 도에 의해 설명된 트랜지스터(T13)의 기준 전류에 의해 결정되고 이러한 전류는 회로 접점(P2)에 연결된 외부 저항(RE)에 의해 결정되고,회로 단자(K)에 연결된 트랜지스터(T13)의 베이스에서의 전압에 의해 결정된다.
이러한 회로 단자(K)는 회로 단자(N)에 에미터가 연결된 npn 트랜지스터(T17)의 베이스에 연결된다. 더욱이, 회로 단자(K)는 전류원(S2)으로부터의 전류를 수신한다. 트랜지스터(T17, T13) 사이의 연결은 트랜지스터(T13)의 에미터를 확실히 하고서 회로 접점(P2)은 회로 단자 N과 동일한 전압 즉 0.5UB를 운반한다.
제4 도에서, 비교기의 입력단은 회로 접점(P1)과 기준 전압 Ur1과 Ur2에 직접 연결되도록 단순히 도시된다. 그러나, 비교기가 명백히 안정된 이진 출력 신호를 확실히 공급하도록 히스테리시스를 나타내도록 그들은 실제로 이루어진다. 이것이 제5 도에 상세히 도시된다. 이렇게, 비교기 K1 과 K2 각각의 한 개의 입력단은 저항(RH)을 통해 관련된 회로 접점 즉 비교기(K1)의 경우에는 회로 접점(P1)에, 비교기(K2)의 경우에는 회로 접점(Ur2)에 연결된다. 비교기(K1)의 다른 입력단은 기준 전압(Ur1)에 연결되고 비교기(K2)의 다른 입력단은 회로 접점(P1)에 연결된다. 다음의 기술은 비교기(K1)에 직접 관계되지만 역시 비교기(K2)에 적용된다.
저항(RH)에 연결된 비교기(K1)의 입력단은 다이오드(D5)를 통해 전류 발생기에 연결되고 상기 전류 발생기는 pnp 트랜지스터(T30)의 콜렉터, UB에 연결된 에미터, 제4 도에서 회로 접점(A)에 연결된 베이스를 포함한다. 이러한 결과, 기준 전류(IE)에 좌우되고 이러한 기준 전류의 고정된 부분이고 트랜지스터(T30)의 에미터영역이 트랜지스터(T12)의 에미터 영역보다 더 작도록 선택됨으로서 얻어지는 전류를 공급하는 전류 발생기로서 트랜지스터(T30)는 동작한다.
비교기(K1)가 출력 신호를 공급한다면 다음 관계가 명백하다.
여기서, 전압(UH)은 저항(RH)상의 전압 강하로서
x는 트랜지스터(T30)의 에미터 영역이 트랜지스터(T12)의 에미터 영역에 대해 크기가 줄어드는 요소이고 그 결과 전류가 역시 이에 따라 더 작다. 이것은 다음이 된다.
이것은 비교기가 출력신호를 공급하는 누설 저항의 값이 이제 동작 전압에 무관하다는 것을 도시한다.
비교기에 대한 스위칭 조건이 만족되고 출력 신호가 발생하자마자 트랜지스터(T31)는 저항(RB)을 통해 켜지고 상기 트랜지스터는 현재의 발생기(T30)로부터의 전류를 방출하여 저항(RH)상에 전압 강하가 더 이상 없도록 한다. 이러한 결과, 회로 접점(19)에서 작은 전압 변동의 경우에 조차도 비교기(K1)는 그것의 스위치 오버된 상태로 설정된다.
비교기(K2)에 대한 회로 장치는 비슷하고 유사한 방식으로 동작하기에 더이상 설명할 이유가 없다. 일반적으로, 누설 전류 테스트가 계속적으로 실행될 필요가 없지만 규정된 간격 또는 주어진 순간에서 테스트를 수행하는 것이 적절하다. 따라서, 제4 도에 도시된 회로는 테스트 전류에 대한 전류원이 꺼질 수 있는 방식으로 이루어진다. 이것은 트랜지스터(T20, T21)에 의해 실행된다. 트랜지스터(T21)가 도통하고 트랜지스터(T20)가 꺼지는 한 테스트 전류가 이전에 기술하였듯이 발생된다. 그러나, 트랜지스터(T21)가 꺼지고 트랜지스터(T20)가 도통될 때, 트랜지스터(T13)는 역시 꺼지고 이러한 결과로서 기준 전류가 흐르지 않고 계속하여 모든 트랜지스터(T11 내지 T19)에는 역시 전류가 흐르지 않는다.
제1 도는 본 발명의 원리를 설명한 회로도.
제2 도는 전류원의 예시도.
제3a 및 3b 도는 회로내의 다양한 전압을 설명하는 두 개의 도면.
제4 도는 누설 전류에 대한 회로 접점을 양방향으로 테스트하는 회로의 도식도.
제5 도는 히스테리시스 발생에 관한 회로도.

Claims (9)

  1. 회로 접점을 테스트하는 회로 장치로서, 상기 회로 접점은 비교란 조건에서 소정 모드 동작의 동작 전압의 제1 및 제2 극(0V, UB) 사이에서 자유로이 변동하고, 상기 회로 장치는 상기 동작 전압의 적어도 한 극에 대해 누설 저항이 있는 교란 조건에 대해 상기 회로 접점을 테스트하며, 상기 회로 장치는 상기 회로 접점에 적어도 소정의 테스트 전류를 인가하도록 전류원을 포함하고 상기 회로 접점에 결합된 적어도 한 개의 테스트 회로를 구비하며, 상기 누설 저항을 통해 전류가 흐를 때 제1 출력 신호를 공급하도록 상기 회로 접점에 결합된 한 개의 입력을 구비한 적어도 한 개의 비교기를 포함하는 평가 회로를 구비하는, 상기 회로 장치에 있어서,
    상기 전류원은 제1 테스트 전류(I1)를 상기 회로 접점에 인가하도록 제1 전류원(S1, T11)을 포함하고, 상기 제1 테스트 전류는 상기 제1 극(0V)에 대한 제1 방향과 상기 누설 저항의 소정의 허용치에 대응한 값을 가지고, 상기 제1 테스트 전류는 상기 회로 접점(P1)과 상기 제1 극(0V) 사이의 전압이 소정의 제1 임계치(UL1)보다 더 작게될 때만 흐르며, 비교기(K1)는 상기 회로 접점(P1)에 접속되어 이 회로 접점에서의 전압(UA)을 상기 제1 임계치(UL1)보다 더 작은 소정의 제1 기준 전압(Ur1)과 비교하고, 상기 회로 접점(P1)과 상기 동작 전압의 상기 한극(0V) 사이의 전압이 상기 제1 기준 전압(Ur1)보다 더 작게 될 때 상기 제1 출력 신호를 공급하는 것을 특징으로 하는 회로 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 회로 장치는 상기 동작 전압의 상기 두 극들 각각에 대한 누설 저항을 위해 상기 회로 접점을 테스트하고, 상기 전류원은 제2 테스트 전류(I2)를 상기 회로 접점에 인가하도록 제2 전류원(T16)을 포함하며, 상기 제2 테스트 전류는 상기 제2 극(UB)에 대해 상기 제1 방향과 반대인 제2 방향과, 상기 소정의 허용치에 또한 대응한 값을 가지고, 상기 제2 테스트 전류(I2)는 상기 회로 접점(P1)과 상기 다른 극(UB) 사이의 전압이 소정의 제2 임계치(UL2)보다 더 작게 될 때만 흐르며, 상기 두 임계치들은 상기 두 테스트 전류들(I1, I2)이 모두 흐르는 전압 범위(△U)를 한정하고, 상기 비교기는 상기 회로 접점(P1)에서의 전압(UA)을 상기 전압 범위(△U) 외측에 위치한 제1 및 제2 기준 전압(Ur1, Ur2)과 비교하고 상기 회로 접점(P1)에서의 전압(UA)이 상기 기준 전압들(Ur1, Ur2)에 의해 한정된 전압 범위의 외측에 있을 때 적어도 한 개의 신호를 공급하는 윈도우 비교기(K1, K2)인 것을 특징으로 하는 회로 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 두 전류원들(T11, T16)은 적어도 제1 전류 미러(T15, T16)를 통해 상호 결합되고, 상기 제1 전류 미러(T15, T16)는 상기 제2 테스트 전류(I2)를 발생하도록 제2 전류 미러(T12, T14, T11)로부터 제어 전류를 수신하며, 상기 제2 전류 미러(T12, T14, T11)는 기준 전류로부터 상기 제어 전류 및 상기 제1 테스트 전류(I1)를 유도하는 것을 특징으로 하는 회로 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 기준 전류는 상기 테스트 회로의 단자(P2)와 상기 한 극(0V) 사이에 접속된 외부 저항(RE)에 의해 조정될 수 있고, 상기 단자는 실질적으로 상기 동작 전압의 소정 부분에 있는 것을 특징으로 하는 회로 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 각 기준 전압(Ur1, Ur2)은 상기 동작 전압의 상기 극들(UB, 0V) 사이에 배열된 전압 분배기(R1 내지 R4)에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 회로 장치.
  6. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 윈도우 비교기는 상기 회로 접점(P1)에서의 전압(UA)을 상기 두 기준 전압들(Ur1, Ur2) 중 서로 다른 하나와 각기 비교하는 두 개의 분리된 비교기들(K1, K2)을 포함하는 것을 특징으로 하는 회로 장치.
  7. 제6항에 있어서, 각 비교기는 두 개의 입력들 및 한 개의 출력을 구비하고, 각 비교기(K1, K2)의 한 개의 입력은 이 비교기의 출력에서의 신호에 의해 접속 차단될 수 있는 전류 발생기(T30)와, 상기 회로 접점(P1) 및 대응 기준 전압(Ur2)에 각기 접속되는 다른 일단을 가진 저항(RH)에 접속되며, 상기 전류 발생기(T30)에 의해 공급된 전류는 상기 기준 전류로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 회로 장치.
  8. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전압 범위(△U)는 실질적으로 상기 동작 전압의 상기 두 극들(0V, UB)의 전위들 사이의 중심인 것을 특징으로 하는 회로 장치.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전류원들(T11, T16)을 턴 오프하는 수단(T20, T21)이 제공되는 것을 특징으로 하는 회로 장치.
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