KR101775302B1 - 전력 차단 장치 - Google Patents

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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

전력 차단 장치는 부하에 접속된 출력 단자와, 전원과 출력 단자의 사이에 병렬로 접속된 복수의 차단 회로와, 복수의 차단 회로의 각각을 제어하는 제어 장치를 구비한다. 복수의 차단 회로의 각각은, 전원과 중간 노드의 사이에 접속되고 제어 장치로부터 출력되는 차단 신호에 의해서 ON/OFF 제어되는 스위치 소자와, 중간 노드로부터 출력 단자로의 방향이 순방향이 되도록 접속된 정류 소자를 가진다. 제어 장치는 복수의 차단 회로를 차례로 진단 대상 회로로 설정한다. 제어 장치는 그 진단 대상 회로의 스위치 소자가 OFF 되도록, 복수의 차단 회로의 각각에 출력하는 차단 신호를 설정한다. 또한, 제어 장치는 진단 대상 회로의 중간 노드의 전압에 기초하여, 진단 대상 회로에 이상이 발생해 있는지 여부를 판정한다.

Description

전력 차단 장치{POWER SHUT-OFF DEVICE}
본 발명은 전력 차단 장치에 관한 것이다.
근래, 모터 등의 전기 기기가 넓게 보급됨에 따라서, 전기 기기의 이상(異常) 동작이 중대 사고로 연결될 가능성이 더욱 더 증대하고 있어, 사고의 리스크를 가능한 한 작게 하는 것이 요구되고 있다. 이들 리스크를 허용 범위 내에 두기 위해서, 국제 규격이 정해져 있다. 전기 기기에 관한 규격으로서 IEC61508이 정해지고, 모터 등의 구동 기기에 관한 규격으로서 IEC61800-5-2가 정해져 있다.
IEC 61800-5-2로 정해져 있는 안전 기능으로서, 안전 토크 오프 기능(STO)이 있다. 안전 토크 오프 기능에서는, 외부로부터 차단 지령을 수취한 경우에, 모터로의 전력 공급을 차단하여, 모터의 동작을 정지시킨다. 모터로 한정하지 않고, 필요한 경우에 확실히 전력 공급을 차단할 수 있다고 하는 것은, 안전상에서 중요한 기능이다. 그러기 위해서는, 전력 공급을 차단하는 전력 차단 장치가 정상으로 동작하는지 여부를 정기적으로 "진단"하는 것이 중요하다.
특허 문헌 1은 운전 상태에 있어서 차단 장치에 이상이 있는지 여부를 감시하는 기술을 개시하고 있다. 보다 상세하게는, 차단 장치는 게이트 신호에 의해서, 제어 장치로부터 브릿지 회로로 공급되는 PWM 신호를 차단한다. 감시 장치는 테스트 신호를 발생시켜, 차단 장치를 진단한다. 전환 회로는 테스트 신호와 외부로부터의 차단 신호를 전환한다. 지연 회로는 전환 회로의 출력 신호의 변화점으로부터 설정 시간 경과 후에 그 출력 신호의 통과를 허가한다. 그 지연 회로로의 입력 신호는 피드백 신호로서 감시 장치에 피드백된다. 감시 장치는 차단 장치에 대해서, 지연 시간보다도 짧은 간격의 테스트 신호를 출력하여, 피드백 신호가 테스트 신호와 일치하는지 여부를 판정한다.
특허 문헌 1: 일본 특개 2011-182535호 공보
상술한 대로 전력 공급을 차단하는 전력 차단 장치가 정상으로 동작하는지 여부를 정기적으로 진단하는 것은, 안전 확보의 관점에서 중요하다. 그렇지만, 진단을 할 때에 전력 차단 장치가 정상이면, 부하로의 전력 공급이 차단되어 버려서, 부하의 동작이 정지해 버린다. 즉, 진단의 대가로, 생산성이 저하되어 버린다.
본 발명의 하나의 목적은 부하로의 전력 공급을 정지하는 일 없이, 전력 차단 장치가 정상으로 동작하는지 여부를 진단할 수 있는 기술을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 하나의 관점에 있어서, 전력 차단 장치가 제공된다. 그 전력 차단 장치는 부하에 접속된 출력 단자와, 전원과 출력 단자의 사이에 병렬로 접속된 복수의 차단 회로와, 복수의 차단 회로의 각각을 제어하는 제어 장치를 구비한다. 복수의 차단 회로의 각각은, 전원과 중간 노드의 사이에 접속되고 제어 장치로부터 출력되는 차단 신호에 의해서 ON/OFF 제어되는 스위치 소자와, 중간 노드로부터 출력 단자로의 방향이 순방향(順方向)이 되도록 접속된 정류 소자를 가진다. 제어 장치는 복수의 차단 회로를 차례로 진단 대상 회로로 설정한다. 제어 장치는 그 진단 대상 회로의 스위치 소자가 OFF 되도록, 복수의 차단 회로의 각각에 출력하는 차단 신호를 설정한다. 또한, 제어 장치는 진단 대상 회로의 중간 노드의 전압에 기초하여, 진단 대상 회로에 이상이 발생해 있는지 여부를 판정한다.
본 발명에 의하면 부하로의 전력 공급을 정지하는 일 없이, 전력 차단 장치가 정상으로 동작하는지 여부를 진단하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 전력 차단 장치의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태 1에 따른 전력 차단 장치의 동작의 일례를 나타내는 타이밍 차트이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 전력 차단 장치의 동작의 다른 예를 나타내는 타이밍 차트이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태 1에 따른 전력 차단 장치의 진단 방법을 요약적으로 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태 2에 따른 전력 차단 장치의 제어 장치의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태 2에 따른 전력 차단 장치의 동작의 일례를 나타내는 타이밍 차트이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태 2에 있어서의 부하의 일례를 나타내는 블록도이다.
첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태를 설명한다.
실시 형태 1.
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 전력 차단 장치(1)의 구성예를 나타내는 블록도이다. 전력 차단 장치(1)는 전원과 부하(30)의 사이에 마련되어 있고, 전원으로부터 부하(30)로의 전력 공급을 제어하는 기능을 가지고 있다. 특히, 전력 차단 장치(1)는 부하(30)로의 전력 공급을 필요에 따라서 차단할 수 있는 기능을 가지고 있다.
보다 상세하게는, 전력 차단 장치(1)는 출력 단자 OUT, 복수의 차단 회로(10) 및 제어 장치(20)를 구비하고 있다. 출력 단자 OUT는 부하(30)에 접속된다.
복수의 차단 회로(10)는 전원과 출력 단자 OUT의 사이에 병렬로 접속되어 있다. 도 1에 도시되는 예에서는, 2개의 차단 회로(10), 즉 제1 차단 회로(10-1) 및 제2 차단 회로(10-2)가 도시되어 있다. 각각의 차단 회로(10)는 후술되는 제어 장치(20)로부터의 차단 신호에 따라서, 전원으로부터 출력 단자 OUT로의 전력의 통과를 허가 혹은 금지(차단)한다.
보다 상세하게는, 각각의 차단 회로(10)는 전원과 출력 단자 OUT의 사이에 직렬로 접속된 스위치 소자(11) 및 정류 소자(12)를 구비하고 있다.
예를 들면, 제1 차단 회로(10-1)에서는, 제1 스위치 소자(11-1)가 전원과 제1 중간 노드 N1의 사이에 접속되어 있고, 제1 정류 소자(12-1)가 제1 중간 노드 N1과 출력 단자 OUT의 사이에 접속되어 있다. 제1 스위치 소자(11-1)는 제어 장치(20)로부터 출력되는 제1 차단 신호 SW1에 의해서 ON/OFF 제어된다. 제1 차단 신호 SW1이 ON인 경우, 제1 스위치 소자(11-1)가 ON 되어, 전력의 통과를 허가한다. 한편, 제1 차단 신호 SW1이 OFF인 경우, 제1 스위치 소자(11-1)가 OFF 되어, 전력의 통과를 차단한다. 제1 정류 소자(12-1)는 제1 중간 노드 N1로부터 출력 단자 OUT으로의 방향이 순방향이 되도록 접속되어 있다.
마찬가지로, 제2 차단 회로(10-2)에서는, 제2 스위치 소자(11-2)가 전원과 제2 중간 노드 N2의 사이에 접속되어 있고, 제2 정류 소자(12-2)가 제2 중간 노드 N2와 출력 단자 OUT의 사이에 접속되어 있다. 제2 스위치 소자(11-2)는 제어 장치(20)로부터 출력되는 제2 차단 신호 SW2에 의해서 ON/OFF 제어된다. 제2 차단 신호 SW2가 ON인 경우, 제2 스위치 소자(11-2)는 ON 되어, 전력의 통과를 허가한다. 한편, 제2 차단 신호 SW2가 OFF인 경우, 제2 스위치 소자(11-2)가 OFF 되어, 전력의 통과를 차단한다. 제2 정류 소자(12-2)는 제2 중간 노드 N2로부터 출력 단자 OUT으로의 방향이 순방향이 되도록 접속되어 있다.
제어 장치(20)는 예를 들면 마이크로 컴퓨터에 의해 실현된다. 이 제어 장치(20)는 복수의 차단 회로(10)의 각각을 별개로 제어한다. 구체적으로는, 제어 장치(20)는 상술한 제1 차단 신호 SW1을 이용하여 제1 차단 회로(10-1)의 동작을 제어한다. 또, 제어 장치(20)는 상술한 제2 차단 신호 SW2를 이용하여 제2 차단 회로(10-2)의 동작을 제어한다.
또, 제어 장치(20)에는, 제1 중간 노드 N1의 전압인 제1 피드백 신호 FB1, 및 제2 중간 노드 N2의 전압인 제2 피드백 신호 FB2가 입력된다. 후술되는 것처럼, 제어 장치(20)는 이들 제1 피드백 신호 FB1 및 제2 피드백 신호 FB2를 감시함으로써, 각 차단 회로(10)의 이상을 검출할 수 있다. 이상을 검출했을 경우, 제어 장치(20)는 에러 신호 ERR을 출력한다.
통상 동작시, 제어 장치(20)는 모든 차단 회로(10)에 전력을 통과시킨다. 비상시 등 부하(30)로의 전력 공급을 정지시키고 싶은 경우, 제어 장치(20)는 모든 차단 회로(10)에 있어서 전력의 통과를 차단시킨다. 이때, 어느 차단 회로(10)가 고장나 있으면, 부하(30)로의 전력 공급이 정지하지 않고, 계속되어 버린다. 안전성을 확보하기 위해서는, 각 차단 회로(10)가 정상으로 동작하는지 여부를 임의의 타이밍에서 "진단"하는 것이 바람직하다.
도 2를 참조하여, 도 1에서 도시된 제1 차단 회로(10-1) 및 제2 차단 회로(10-2)의 진단에 대해 설명한다. 도 2에는 제1 차단 신호 SW1, 제2 차단 신호 SW2, 제1 피드백 신호 FB1, 제2 피드백 신호 FB2, 출력 단자 OUT의 전압인 출력 전압 VOUT, 및 에러 신호 ERR이 도시되어 있다.
기간 P0에 있어서, 전력 차단 장치(1)는 파워 OFF 되어 있고, 각 회로는 동작 정지되어 있다. 그 후, 전력 차단 장치(1)는 파워 ON 된다.
기간 P1은 통상 동작 기간이다. 제어 장치(20)는 제1 차단 신호 SW1과 제2 차단 신호 SW2의 양쪽을 ON 시킨다(SW1=High, SW2=High). 그 결과, 제1 스위치 소자(11-1) 및 제2 스위치 소자(11-2)가 모두 ON 되어, 제1 피드백 신호 FB1 및 제2 피드백 신호 FB2가 모두 전원 전압 레벨이 된다(FB1=High, FB2=High). 그리고 부하(30)에 전력이 공급되어(VOUT=High), 부하(30)가 동작한다.
이어지는 기간 P2는 제1 차단 회로(10-1)를 진단하기 위한 기간이다. 제어 장치(20)는 제1 차단 회로(10-1)를 "진단 대상 회로"로서 설정한다. 구체적으로는, 제어 장치(20)는 제1 차단 회로(10-1)의 제1 스위치 소자(11-1)를 OFF 하기 위해서, 제1 차단 신호 SW1을 OFF 시킨다(SW1=Low).
제1 스위치 소자(11-1)가 정상으로 OFF 되면, 제1 중간 노드 N1과 전원 사이의 전기적 접속이 절단되어, 도 2에 도시되는 것처럼, 제1 피드백 신호 FB1은 Low 레벨로 되는 것이 기대된다. 따라서 제어 장치(20)는 기간 P2에 있어서 제1 피드백 신호 FB1을 감시함으로써, 제1 차단 회로(10-1)가 정상으로 동작하는지 여부(바꾸어 말하면, 제1 차단 회로(10-1)에 이상이 발생해 있는지 여부)를 판정할 수 있다.
여기서, 기간 P2에 있어서의 제2 차단 회로(10-2)의 상태는, 통상 동작 기간에서의 상태인 채인 것에 유의해야 한다. 즉, 제2 차단 회로(10-2)를 통해서, 전원으로부터 부하(30)로의 전력 공급은 계속되고 있다(VOUT=High). 이것은 부하(30)로의 전력 공급을 정지하는 일 없이, 제1 차단 회로(10-1)의 진단이 가능한 것을 의미한다. 이때, 제1 정류 소자(12-1)는 출력 단자 OUT으로부터 제1 중간 노드 N1로 전력이 돌아 들어가서, 제1 차단 회로(10-1)의 진단에 영향을 주는 것을 방지하는 역할을 달성하고 있다.
제1 피드백 신호 FB1이 기대치인 Low 레벨로 변화하면, 제어 장치(20)는 제1 차단 회로(10-1)는 정상이라고 판정한다. 한편, 제1 피드백 신호 FB1이 High 레벨인 채이면, 제어 장치(20)는 제1 차단 회로(10-1)에 이상이 발생해 있다고 판정한다. 도 2에 도시되는 예에서는, 제1 차단 회로(10-1)는 정상이다. 이 경우, 제어 장치(20)는 제1 차단 회로(10-1)를 통상 동작으로 되돌려, 전력 공급을 재개시킨다.
이어지는 기간 P3은 통상 동작 기간이고, 상술한 기간 P1과 같다.
이어지는 기간 P4는 제2 차단 회로(10-2)를 진단하기 위한 기간이다. 제어 장치(20)는 제2 차단 회로(10-2)를 "진단 대상 회로"로서 설정한다. 구체적으로는, 제어 장치(20)는 제2 차단 회로(10-2)의 제2 스위치 소자(11-2)를 OFF 시키기 위해서, 제2 차단 신호 SW2를 OFF 한다(SW2=Low).
제2 스위치 소자(11-2)가 정상으로 OFF 되면, 제2 중간 노드 N2와 전원 사이의 전기적 접속이 절단되어, 도 2에 도시되는 것처럼, 제2 피드백 신호 FB2가 Low 레벨로 되는 것이 기대된다. 따라서 제어 장치(20)는 기간 P4에 있어서 제2 피드백 신호 FB2를 감시함으로써, 제2 차단 회로(10-2)가 정상으로 동작하는지 여부(바꾸어 말하면, 제2 차단 회로(10-2)에 이상이 발생해 있는지 여부)를 판정할 수 있다.
여기서, 기간 P4에 있어서의 제1 차단 회로(10-1)의 상태는, 통상 동작 기간에서의 상태인 채인 것에 유의해야 한다. 즉, 제1 차단 회로(10-1)를 통해서, 전원으로부터 부하(30)로의 전력 공급은 계속되고 있다(VOUT=High). 이것은 부하(30)로의 전력 공급을 정지하는 일 없이, 제2 차단 회로(10-2)의 진단이 가능한 것을 의미한다. 이때, 제2 정류 소자(12-2)는 출력 단자 OUT으로부터 제2 중간 노드 N2에 전력이 돌아 들어가, 제2 차단 회로(10-2)의 진단에 영향을 주는 것을 방지하는 역할을 달성하고 있다.
제2 피드백 신호 FB2가 기대치인 Low 레벨로 변화하면, 제어 장치(20)는 제2 차단 회로(10-2)는 정상이라고 판정한다. 한편, 제2 피드백 신호 FB2가 High 레벨인 채이면, 제어 장치(20)는 제2 차단 회로(10-2)에 이상이 발생해 있다고 판정한다. 도 2에 도시되는 예에서는, 제2 차단 회로(10-2)는 정상이다. 이 경우, 제어 장치(20)는 제2 차단 회로(10-2)를 통상 동작으로 되돌려, 전력 공급을 재개시킨다.
이어지는 기간 P5는 통상 동작 기간이고, 상술한 기간 P1과 같다. 이어지는 기간 P6은 제1 차단 회로(10-1)를 진단하기 위한 기간이고, 상술한 기간 P2와 같다. 이어지는 기간 P7은 통상 동작 기간이고, 상술한 기간 P1과 같다. 이어지는 기간 P8은 제2 차단 회로(10-2)를 진단하기 위한 기간이고, 상술한 기간 P4와 같다. 이어지는 기간 P9는 통상 동작 기간이고, 상술한 기간 P1과 같다.
이와 같이, 제어 장치(20)는 제1 차단 신호 SW1과 제2 차단 신호 SW2를 교호로 ON/OFF 함으로써, 제1 차단 회로(10-1)와 제2 차단 회로(10-2)를 교호로 진단 대상 회로로 설정한다. 즉, 제어 장치(20)는 복수의 차단 회로(10)를 차례로 진단 대상 회로로 설정한다. 이것에 의해, 부하(30)로의 전력 공급을 정지하는 일 없이, 진단 대상 회로의 진단을 실시하는 것이 가능하다.
다음으로, 진단 대상 회로에 이상이 발생해 있는 경우를 설명한다. 도 3은 일례로서, 제2 차단 회로(10-2)에 이상이 발생했을 경우를 나타내고 있다. 기간 P10은 통상 동작 기간이고, 상술한 기간 P1과 같다. 이어지는 기간 P11은 제1 차단 회로(10-1)를 진단하기 위한 기간이고, 상술한 기간 P2와 같다. 이어지는 기간 P12는 통상 동작 기간이고, 상술한 기간 P1과 같다.
이어지는 기간 P13은 제2 차단 회로(10-2)를 진단하기 위한 기간이다. 제어 장치(20)는 제2 차단 회로(10-2)를 "진단 대상 회로"로서 설정하고, 제2 차단 신호 SW2를 OFF 한다(SW2=Low). 그렇지만 제2 피드백 신호 FB2는 High 레벨인 채이다. 따라서 제어 장치(20)는 제2 차단 회로(10-2)에 이상이 발생해 있다고 판정한다. 이 경우, 제어 장치(20)는 에러 신호 ERR을 출력하여(ERR=High), 오퍼레이터에게 이상 검출을 통지한다.
이상에 설명된 것처럼, 본 실시 형태에 의하면, 복수의 차단 회로(10)를 각각 개별로 진단하는 것이 가능하다. 어느 차단 회로(10)가 진단 대상 회로로 설정되어 있는 동안, 그 외의 차단 회로(10)는 통상 동작하고 있다. 따라서 부하(30)로의 전력 공급을 정지하는 일 없이, 진단 대상 회로의 진단을 실시하는 것이 가능하다.
또한, 전력 차단 장치(1)의 신뢰성을 계속적으로 확보하기 위해서는, 진단을 정기적으로 실시하는 것이 매우 적합하다. 즉, 제어 장치(20)는 복수의 차단 회로(10)의 각각을, 정기적으로 진단 대상 회로로 설정하는 것이 매우 적합하다.
도 4는 본 실시 형태에 따른 진단 방법을 요약적으로 나타내는 순서도이다. 제어 장치(20)는 진단 타이밍까지 통상 동작을 계속한다(스텝 S1；No). 진단 타이밍이 되면(스텝 S1；Yes), 제어 장치(20)는 복수의 차단 회로(10) 중에서 진단 대상 회로를 선택한다(스텝 S2). 예를 들면, 제어 장치(20)는 복수의 차단 회로(10)를, 차례로, 진단 대상 회로로서 선택한다.
이어서, 제어 장치(20)는 진단 대상 회로에 있어서의 전력 통과를 정지시킨다. 구체적으로는, 제어 장치(20)는 진단 대상 회로의 스위치 소자(11)를 OFF 한다(스텝 S3). 그리고 제어 장치(20)는 진단 대상 회로의 중간 노드의 전압에 기초하여, 진단 대상 회로에 이상이 발생해 있는지 여부를 판정한다(스텝 S4).
진단 대상 회로에 있어서의 이상을 검출하지 않는 경우(스텝 S4；No), 제어 장치(20)는 진단 대상 회로를 통상 동작으로 되돌려, 전력 통과를 재개시킨다(스텝 S5). 한편, 진단 대상 회로에 있어서의 이상을 검출했을 경우(스텝 S4；Yes), 제어 장치(20)는 에러 신호 ERR을 출력한다(스텝 S6).
이상에 설명된 것처럼, 본 실시 형태에 의하면 복수의 차단 회로(10)가 병렬로 마련된다. 또, 그들 복수의 차단 회로(10)를 개별로 진단하는 것이 가능하다. 어느 차단 회로(10)가 진단 대상 회로로 설정되어 있는 동안, 그 외의 차단 회로(10)는 통상 동작하고 있다. 따라서 부하(30)로의 전력 공급을 정지하는 일 없이, 진단 대상 회로의 진단을 실시하는 것이 가능하다. 즉, 부하(30)에 대해서 전력을 안정적으로 공급하면서, 전력 차단 장치(1)의 신뢰성을 확보하는 것이 가능해진다.
또, 본 실시 형태에 의하면, 복수의 차단 회로(10)를 차례로 OFF 하는 것만으로 되며, 그 OFF 기간을 정확하게 제어할 필요는 없다. 즉, 진단을 위해서 차단 신호 SW1, SW2의 OFF 기간을 정확하게 제어할 필요는 없다. 이것은 회로 설계의 용이함 및 제조 코스트의 저감의 관점에서 바람직하다.
실시 형태 2.
본 발명의 실시 형태 2에서는 제어 장치(20)의 구체적인 예를 설명한다. 도 5는 본 실시 형태에 따른 제어 장치(20)의 구성예를 나타내는 블록도이다. 또, 도 6은 본 실시 형태에 있어서의 전력 차단 장치(1)의 동작예를 나타내는 타이밍 차트이다.
제어 장치(20)는 차단 신호 생성부(21), 펄스 생성부(22), 제1 합성부(23-1), 제2 합성부(23-2), 및 감시부(24)와 같은 기능 블록을 구비하고 있다. 이들 기능 블록은, 예를 들면, 마이크로 컴퓨터가 프로그램을 실행함으로써 실현된다. 혹은, 이들 기능 블록은 전기 회로로 실현되어도 좋다.
차단 신호 생성부(21)는 외부로부터의 입력(도시하지 않음)에 따라서, 공통 차단 신호 SW를 생성한다. 도 6에 도시되는 것처럼, 부하(30)의 구동 운전 중, 공통 차단 신호 SW는 High로 설정된다. 한편, 부하(30)로의 전력 공급을 차단하는 경우, 공통 차단 신호 SW는 Low로 설정된다.
펄스 생성부(22)는 제1 신호 SP1을 제1 합성부(23-1)에 출력하고, 제2 신호 SP2를 제2 합성부(23-2)에 출력한다. 통상 동작 기간에 있어서, 제1 신호 SP1 및 제2 신호 SP2는 모두 High 레벨이다.
제1 차단 회로(10-1)를 "진단 대상 회로"로 설정하는 경우, 펄스 생성부(22)는, 도 6에 도시되는 것처럼, 제1 신호 SP1을 일정기간 Low 레벨로 설정한다. 즉, 펄스 생성부(22)는 Low 레벨의 제1 펄스 신호 PL1을 발생시키고, 그 제1 펄스 신호 PL1을 제1 신호 SP1로서 출력한다. 제1 펄스 신호 PL1은 제1 차단 회로(10-1)를 "진단 대상 회로"로 설정하기 위한 테스트 펄스라고 말할 수 있다.
마찬가지로, 제2 차단 회로(10-2)를 "진단 대상 회로"로 설정하는 경우, 펄스 생성부(22)는, 도 6에 도시되는 것처럼, 제2 신호 SP2를 일정기간 Low 레벨로 설정한다. 즉, 펄스 생성부(22)는 Low 레벨의 제2 펄스 신호 PL2를 발생시키고, 그 제2 펄스 신호 PL2를 제2 신호 SP2로서 출력한다. 제2 펄스 신호 PL2는 제2 차단 회로(10-2)를 "진단 대상 회로"로 설정하기 위한 테스트 펄스라고 말할 수 있다.
또한, 도 6에 도시되는 것처럼, 펄스 생성부(22)는 제1 펄스 신호 PL1과 제2 펄스 신호 PL2를, 서로 다른 타이밍에서, 교호로 생성한다.
제1 합성부(23-1)는 차단 신호 생성부(21)로부터 출력되는 공통 차단 신호 SW와, 펄스 생성부(22)로부터 출력되는 제1 신호 SP1을 수취한다. 그리고 제1 합성부(23-1)는 그들 공통 차단 신호 SW와 제1 신호 SP1에 기초하여, 제1 차단 회로(10-1)를 제어하기 위한 제1 차단 신호 SW1을 생성한다.
구체적으로는, 상술한 제1 펄스 신호 PL1이 입력되지 않는 동안, 즉, 제1 신호 SP1이 High 레벨인 동안, 제1 합성부(23-1)는 공통 차단 신호 SW를 그대로 제1 차단 신호 SW1로서 출력한다. 한편, 제1 펄스 신호 PL1이 입력되고 있는 동안, 즉, 제1 신호 SP1이 Low 레벨인 동안, 제1 합성부(23-1)는 공통 차단 신호 SW에 의존하지 않고, 제1 차단 신호 SW1을 OFF 한다(SW1=Low).
이러한 제1 합성부(23-1)의 기능은, 예를 들면, AND 게이트에 의해 실현 가능하다. 이 경우, 제1 합성부(23-1)는 공통 차단 신호 SW와 제1 신호 SP1의 논리곱을, 제1 차단 신호 SW1로서 출력한다. 간단한 구성으로 제1 합성부(23-1)를 실현할 수 있어, 매우 적합하다.
제2 합성부(23-2)는 차단 신호 생성부(21)로부터 출력되는 공통 차단 신호 SW와, 펄스 생성부(22)로부터 출력되는 제2 신호 SP2를 수취한다. 그리고 제2 합성부(23-2)는 그들 공통 차단 신호 SW와 제2 신호 SP2에 기초하여, 제2 차단 회로(10-2)를 제어하기 위한 제2 차단 신호 SW2를 생성한다.
구체적으로는, 상술한 제2 펄스 신호 PL2가 입력되지 않는 동안, 즉, 제2 신호 SP2가 High 레벨인 동안, 제2 합성부(23-2)는 공통 차단 신호 SW를 그대로 제2 차단 신호 SW2로서 출력한다. 한편, 제2 펄스 신호 PL2가 입력되고 있는 동안, 즉 제2 신호 SP2가 Low 레벨인 동안, 제2 합성부(23-2)는 공통 차단 신호 SW에 의존하지 않고, 제2 차단 신호 SW2를 OFF 한다(SW2=Low).
이러한 제2 합성부(23-2)의 기능은, 예를 들면, AND 게이트에 의해 실현 가능하다. 이 경우, 제2 합성부(23-2)는 공통 차단 신호 SW와 제2 신호 SP2의 논리곱을, 제2 차단 신호 SW2로서 출력한다. 간단한 구성으로 제2 합성부(23-2)를 실현할 수 있어, 매우 적합하다.
감시부(24)는 차단 신호 생성부(21)로부터 출력되는 공통 차단 신호 SW, 펄스 생성부(22)로부터 출력되는 제1 신호 SP1, 제2 신호 SP2, 제1 차단 회로(10-1)로부터의 제1 피드백 신호 FB1, 및 제2 차단 회로(10-2)로부터의 제2 피드백 신호 FB2를 수취한다. 그리고 감시부(24)는 그 수취한 신호에 기초하여, 전력 차단 장치(1)가 정상인지 여부를 감시한다.
예를 들면, 제1 차단 회로(10-1)가 진단 대상 회로인 경우, 제1 신호 SP1로서 제1 펄스 신호 PL1이 출력되고 있고, 제1 신호 SP1은 Low 레벨이다. 이 경우, 제1 차단 신호 SW1도 Low 레벨이 되고, 제1 차단 회로(10-1)가 정상이면, 제1 피드백 신호 FB1도 Low 레벨이 된다. 따라서 감시부(24)는 제1 신호 SP1(즉 제1 펄스 신호 PL1)과 제1 피드백 신호 FB1을 조합함으로써, 제1 차단 회로(10-1)에 이상이 발생해 있는지 여부를 판정할 수 있다. 제1 차단 회로(10-1)에 이상이 발생해 있는 경우, 감시부(24)는 에러 신호 ERR을 출력한다.
마찬가지로, 제2 차단 회로(10-2)가 진단 대상 회로인 경우, 제2 신호 SP2로서 제2 펄스 신호 PL2가 출력되고 있고, 제2 신호 SP2는 Low 레벨이다. 이 경우, 제2 차단 신호 SW2도 Low 레벨이 되고, 제2 차단 회로(10-2)가 정상이면, 제2 피드백 신호 FB2도 Low 레벨이 된다. 따라서 감시부(24)는 제2 신호 SP2(즉 제2 펄스 신호 PL2)와 제2 피드백 신호 FB2를 조합함으로써, 제2 차단 회로(10-2)에 이상이 발생해 있는지 여부를 판정할 수 있다. 제2 차단 회로(10-2)에 이상이 발생해 있는 경우, 감시부(24)는 에러 신호 ERR을 출력한다.
이와 같이 하여, 제어 장치(20)의 기능이 실현된다.
도 7은 본 실시 형태에 있어서의 부하(30)의 일례를 나타내는 블록도이다. 본 예에 있어서, 부하(30)는 모터 구동 장치이고, 제어 장치(31), 브릿지 회로(32), 및 모터(33)를 구비하고 있다. 제어 장치(31)는 6개의 PWM 신호를 출력한다. 6개의 PWM 신호는 브릿지 회로(32)(모터 구동 회로)에 입력된다. 브릿지 회로(32)는 PWM 신호를, 모터(33)를 구동하기 위한 교류 전압으로 변환한다. 단, 브릿지 회로(32)는 출력 전압 VOUT이 Low 레벨인 경우에는 동작하지 않도록 구성되어 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태가 첨부 도면을 참조함으로써 설명되었다. 단, 본 발명은 상술한 실시 형태로 한정되지 않고, 요지를 일탈하지 않는 범위에서 당업자에 의해 적당히 변경될 수 있다.
1: 전력 차단 장치, 10: 차단 회로,
10-1: 제1 차단 회로, 10-2: 제2 차단 회로,
11: 스위치 소자, 11-1: 제1 스위치 소자,
11-2: 제2 스위치 소자, 12: 정류 소자,
12-1: 제1 정류 소자, 12-2: 제2 정류 소자,
20: 제어 장치, 21: 차단 신호 생성부,
22: 펄스 생성부, 23-1: 제1 합성부,
23-2: 제2 합성부, 24: 감시부,
30: 부하, 31: 제어 장치,
32: 브릿지 회로, 33: 모터,
ERR: 에러 신호, FB1: 제1 피드백 신호,
FB2: 제2 피드백 신호, N1: 제1 중간 노드,
N2: 제2 중간 노드, OUT: 출력 단자,
PL1: 제1 펄스 신호, PL2: 제2 펄스 신호,
SP1: 제1 신호, SP2: 제2 신호,
SW: 공통 차단 신호, SW1: 제1 차단 신호,
SW2: 제2 차단 신호, VOUT: 출력 전압.

Claims (4)

  1. 부하에 접속된 출력 단자와,
    전원과 상기 출력 단자의 사이에 병렬로 접속된 복수의 차단 회로와,
    상기 복수의 차단 회로의 각각을 제어하는 제어 장치를 구비하고,
    상기 복수의 차단 회로의 각각은,
    상기 전원과 중간 노드의 사이에 접속되고, 상기 제어 장치로부터 출력되는 차단 신호에 의해서 ON/OFF 제어되는 스위치 소자와,
    상기 중간 노드로부터 상기 출력 단자로의 방향이 순방향(順方向)이 되도록 접속된 정류 소자를 가지고,
    상기 제어 장치는 상기 복수의 차단 회로의 각각을 1개씩 차례로 진단 대상 회로로 순차 설정하고,
    상기 제어 장치는, 상기 복수의 차단 회로가 ON 인 동안, 상기 설정된 진단 대상 회로의 상기 스위치 소자에 출력하는 상기 차단 신호를 설정하여, 상기 복수의 차단 회로 중 한쪽이 OFF로 되고 또한 다른 쪽이 ON을 유지하도록, 상기 설정된 진단 대상 회로를 OFF로 하고,
    상기 제어 장치는 상기 설정된 진단 대상 회로의 상기 중간 노드의 전압에 기초하여, 상기 진단 대상 회로 중 OFF로 된 상기 설정된 진단 대상 회로에 이상이 발생해 있는지 여부를 판정하고,
    상기 부하로의 전력 공급을 차단하는 경우, 상기 제어 장치는 상기 복수의 차단 회로의 전부에 있어서 상기 스위치 소자가 OFF 되도록 상기 차단 신호를 설정하는 전력 차단 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 차단 회로는,
    제1 차단 회로와,
    제2 차단 회로를 포함하고,
    상기 제어 장치는 상기 차단 신호로서 제1 차단 신호와 제2 차단 신호를 출력하고,
    상기 제1 차단 회로의 상기 스위치 소자는, 상기 제1 차단 신호가 ON인 경우에 ON 되고, 상기 제1 차단 신호가 OFF인 경우에 OFF 되며,
    상기 제2 차단 회로의 상기 스위치 소자는, 상기 제2 차단 신호가 ON인 경우에 ON 되고, 상기 제2 차단 신호가 OFF인 경우에 OFF 되며,
    상기 제어 장치는 상기 제1 차단 신호와 상기 제2 차단 신호를 교호로 ON/OFF 함으로써, 상기 제1 차단 회로와 상기 제2 차단 회로를 교호로 상기 진단 대상 회로로 설정하는 전력 차단 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    공통 차단 신호를 생성하는 차단 신호 생성부와,
    상기 제1 차단 회로를 상기 진단 대상 회로로 설정하는 경우에 제1 펄스 신호를 발생시키고, 상기 제2 차단 회로를 상기 진단 대상 회로로 설정하는 경우에 제2 펄스 신호를 발생시키는 펄스 생성부와,
    상기 공통 차단 신호와 상기 제1 펄스 신호에 기초하여 상기 제1 차단 신호를 생성하는 제1 합성부와,
    상기 공통 차단 신호와 상기 제2 펄스 신호에 기초하여 상기 제2 차단 신호를 생성하는 제2 합성부를 구비하고,
    상기 제1 합성부는 상기 제1 펄스 신호가 입력되지 않는 동안은 상기 공통 차단 신호를 상기 제1 차단 신호로서 출력하고, 상기 제1 펄스 신호가 입력되고 있는 동안은 상기 제1 차단 신호를 OFF 시키고,
    상기 제2 합성부는 상기 제2 펄스 신호가 입력되지 않는 동안은 상기 공통 차단 신호를 상기 제2 차단 신호로서 출력하고, 상기 제2 펄스 신호가 입력되고 있는 동안은 상기 제2 차단 신호를 OFF 시키는 전력 차단 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어 장치는, 추가로, 감시부를 구비하고,
    상기 감시부는 상기 제1 펄스 신호와 상기 제1 차단 회로의 상기 중간 노드의 전압을 대조함으로써, 상기 제1 차단 회로에 이상이 발생해 있는지 여부를 판정하고,
    상기 감시부는 상기 제2 펄스 신호와 상기 제2 차단 회로의 상기 중간 노드의 전압을 대조함으로써, 상기 제2 차단 회로에 이상이 발생해 있는지 여부를 판정하는 전력 차단 장치.
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