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JP2007206012A - Load current detecting circuit, and abnormality determination device using the same - Google Patents

Load current detecting circuit, and abnormality determination device using the same Download PDF

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JP2007206012A
JP2007206012A JP2006028048A JP2006028048A JP2007206012A JP 2007206012 A JP2007206012 A JP 2007206012A JP 2006028048 A JP2006028048 A JP 2006028048A JP 2006028048 A JP2006028048 A JP 2006028048A JP 2007206012 A JP2007206012 A JP 2007206012A
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JP
Japan
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voltage
abnormality
load
load current
value
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Application number
JP2006028048A
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Japanese (ja)
Inventor
Shuichi Nagayama
修一 永山
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Alpine Electronics Inc
Original Assignee
Alpine Electronics Inc
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Publication date
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  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide "a load current detecting circuit and an abnormality determination device using the same" which determine precisely the presence of the generation of abnormality in a load, without providing an AD-converter additionally. <P>SOLUTION: The first resistance R<SB>1</SB>(resistance for generating a voltage drop) is connected to in a prestage of the first transistor Tr<SB>1</SB>for switching, and an output voltage V<SB>o</SB>is taken out between the first resistance R<SB>1</SB>and the first transistor Tr<SB>1</SB>, the first voltage value V<SB>o1</SB>when a load R<SB>L</SB>is disconnected and the second voltage value V<SB>o2</SB>when the load R<SB>L</SB>is connected, are detected thereby to find a difference between the voltage values V<SB>o1</SB>, V<SB>o2</SB>, the generation of the abnormality in the load R<SB>L</SB>is determined, based on a difference value to absorb a dispersion of an electric power voltage V<SB>cc</SB>, and the presence of the abnormality is thereby determined precisely irrespective of the dispersion of an electric power voltage V<SB>cc</SB>. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は負荷電流検出回路およびこれを用いた異常判定装置に関し、特に、負荷に流れる電流値(またはこれに相当する電圧値)を検出する回路およびその検出値に基づいて負荷における異常発生の有無を診断する装置に用いて好適なものである。   The present invention relates to a load current detection circuit and an abnormality determination device using the same, and more particularly, a circuit for detecting a current value (or a voltage value corresponding to the current) flowing through the load and whether or not an abnormality has occurred in the load based on the detected value. It is suitable for use in an apparatus for diagnosing the above.

一般に、電子機器には多くの部品や回路が使われている。電子機器の所要の性能を引き出すためには、個々の部品等に高い信頼性が要求される。また、何らかの原因により異常が発生した場合には、それを速やかに検知することが望まれている。そのために、部品等における配線の断線または接続不良などに起因するオープン異常や、配線間の短絡などに起因するショート異常の有無を検出するための回路が電子機器内に組み込まれていることが多い。   In general, many parts and circuits are used in electronic devices. In order to draw out the required performance of electronic equipment, high reliability is required for individual components. In addition, when an abnormality occurs due to some cause, it is desired to quickly detect it. For this reason, a circuit for detecting the presence or absence of an open abnormality due to wiring disconnection or poor connection in a component or the like, or a short abnormality due to a short circuit between wirings is often incorporated in an electronic device. .

なお、アンテナラインのオープン異常およびアースに対するショート異常を自動的にチェックできるように成された技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開平5−90818号公報
A technique has been proposed that can automatically check for an open abnormality of the antenna line and a short-circuit abnormality with respect to the ground (see, for example, Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 5-90818

オープン異常やショート異常の有無は、部品等に流れる負荷電流を検出し、その検出値と基準値とを比較することによって判定することが可能である。負荷電流を検出する方法には種々のものがあるが、その最も代表的な例が、図4に示す負荷電流検出回路である。   Whether there is an open abnormality or a short abnormality can be determined by detecting a load current flowing in a component or the like and comparing the detected value with a reference value. There are various methods for detecting the load current. The most typical example is the load current detection circuit shown in FIG.

図4において、Rは部品等の負荷、VCCは電源またはその出力電圧値である。Trは電源VCCと負荷Rとの間に接続された第1のトランジスタであり、そのエミッタは電源VCC側に接続され、コレクタは負荷R側に接続されている。第1のトランジスタTrのコレクタと負荷Rとの間には第1の抵抗Rが接続されている。第1の抵抗Rの一端は第1のトランジスタTrのコレクタに接続され、他端は負荷電流検出回路の出力端子OUTに接続されている。当該出力端子OUTには、図示しないADコンバータが接続されている。 In FIG. 4, RL is a load such as a component, and VCC is a power supply or its output voltage value. Tr 1 is a first transistor connected between the power supply VCC and the load RL , its emitter is connected to the power supply VCC side, and its collector is connected to the load RL side. Between the first transistor collectors of Tr 1 and the load R L is connected to the first resistor R 1 is. The first end of the resistor R 1 is connected to a first collector of the transistor Tr 1, the other end is connected to the output terminal OUT of the load current detection circuit. An AD converter (not shown) is connected to the output terminal OUT.

Trは第2のトランジスタであり、そのエミッタは接地され、コレクタは第2の抵抗Rを介して第1のトランジスタTrのベースに接続されている。第2のトランジスタTrのベースは第3の抵抗Rを介して制御端子CTLに接続されている。また、第2のトランジスタTrのベースとエミッタとは第4の抵抗Rを介して互いに接続されている。 Tr 2 is a second transistor, its emitter is grounded, and its collector is connected to the base of the first transistor Tr 1 via a second resistor R 2 . Second base of the transistor Tr 2 is connected to the control terminal CTL via a third resistor R 3. Further, the second transistor Tr 2 of the base and emitter are connected to each other via a fourth resistor R 4.

図4に示す従来の負荷電流検出回路において、負荷電流Iは次の(式1)によって求めることができる。なお、ここでは説明を簡単にするために、便宜上、第1のトランジスタTrの飽和電圧を0〔V〕としている。
=(VCC−V)/R ・・・(式1)
実際には、図4の負荷電流検出回路は、負荷Rに流れる負荷電流Iによって発生する第1の抵抗Rの電圧降下レベルVを出力端子OUTからADコンバータに供給する。
In the conventional load current detection circuit shown in FIG. 4, the load current I L can be determined by the following equation (1). Here, for the sake of simplicity, the saturation voltage of the first transistor Tr 1 is set to 0 [V] for the sake of convenience.
I L = (V CC −V o ) / R 1 (Formula 1)
In practice, the load current detection circuit of Figure 4 is supplied to the AD converter of the first voltage drop level V o of the resistor R 1 generated by the load current I L flowing through the load R L from the output terminal OUT.

上記(式1)を変形すると、負荷電流検出回路の出力電圧Vは、次の(式2)で与えられる。
=VCC−R ・・・(式2)
したがって、負荷Rに過大な電流が流れると、出力電圧Vの値は小さくなる。そこで、上述のように出力電圧VをADコンバータに出力してデジタル値とし、そのデジタル値と第1の閾値とを比較する。そして、出力電圧Vが第1の閾値を下回ったときに、負荷Rがショートモードで損傷しているとみなす。
Transforming the equation (1), the output voltage V o of the load current detecting circuit is given by the following equation (2).
V o = V CC -R 1 I L ··· ( Equation 2)
Therefore, when excessive current flows through the load R L, the value of the output voltage V o becomes smaller. Therefore, a digital value to output the output voltage V o, as described above in the AD converter, and compares the digital value and the first threshold value. When the output voltage V o falls below the first threshold value, the load R L is considered to be damaged by the short mode.

逆に、負荷Rに過小な電流が流れると、出力電圧Vの値は大きくなる。そこで、出力電圧Vと第2の閾値とを比較し、出力電圧Vが第2の閾値を上回ったときに、負荷Rがオープンモードで損傷しているとみなす。 Conversely, if too little current flows through the load R L, the value of the output voltage V o increases. Therefore, the output voltage V o is compared with the second threshold value, and when the output voltage V o exceeds the second threshold value, it is considered that the load RL is damaged in the open mode.

図4に示す回路では、ショート異常やオープン異常が検出されたときに、制御端子CTLから第2のトランジスタTrのベースに入力する制御信号をHiからLoに切り替えることにより、第2のトランジスタTrをオフとし、これを以って第1のトランジスタTrをオフとすることができるようになっている。これにより、異常発生の際には負荷Rへの電源供給を断つことができるように成されている。 In the circuit shown in FIG. 4, when a short abnormality or an open abnormality is detected, the second transistor Tr is switched by switching the control signal input from the control terminal CTL to the base of the second transistor Tr 2 from Hi to Lo. 2 is turned off, thereby making it possible to first turn off the transistor Tr 1 drives out this. Thereby, when an abnormality occurs, the power supply to the load RL can be cut off.

しかしながら、一般に電源回路は、それに使われている部品の個体差や周辺雰囲気等の影響により、同じ種類の部品を使用した電源回路でも出力電圧VCCにバラツキが生じる。通例、2〜5%程度の公差がある。5〔V〕の電源VCCを用いた場合、公差は5%で±0.25〔V〕となる。これは、出力電圧Vを検出する上でボトルネックともいうべき問題である。すなわち、図4の回路では、検出電圧Vの変動が電源VCCのバラツキ範囲である0.50〔V〕以内の場合、それが負荷電流Iによる変動なのか電源VCCのバラツキによる変動なのかを識別することができない。 However, in general, the power supply circuit has variations in the output voltage VCC even in the power supply circuit using the same type of parts due to the influence of individual differences of parts used in the power supply circuit and the surrounding atmosphere. Usually there is a tolerance of about 2-5%. When using the power supply V CC of 5 V, the tolerance becomes ± 0.25 [V] at 5%. This is a problem that should be called bottle neck in order to detect the output voltage V o. That is, in the circuit of Figure 4 detects when the variation of the voltage V o is within 0.50 [V] is a variation range of the power supply V CC, variation due to its variation of the load current I L or due to variations of the power supply V CC I cannot identify it.

そのため、例えば検出電圧Vの値が第1の閾値に近い値のときに、本来は正常であるのにショート異常であると判定したり、逆に、本来はショート異常が発生しているのに正常であると判定したりすることがあった。また、検出電圧Vの値が第2の閾値に近い値のときに、本来は正常であるのにオープン異常であると判定したり、逆に、本来はオープン異常が発生しているのに正常であると判定したりすることがあった。 Therefore, for example, when the value of the detected voltage V o is a value closer to the first threshold value, or determines that the original is short abnormal to normal, conversely, the short originally abnormality has occurred In some cases, it was judged to be normal. Further, when the value of the detection voltage V o is close to the second threshold value, it is determined that an open abnormality has occurred although it is normally normal, or conversely, an open abnormality has occurred originally. Sometimes it was determined to be normal.

なお、図4の回路において電源VCCのバラツキを除外して正確な負荷電流Iを測定するための方法として、第1のトランジスタTrの後段(第1の抵抗Rの前段)の電位を同時に測定する(つまり、第1の抵抗Rの両端の電位を測定する)方法がある。しかしながら、この場合は、通常の回路に比べて1つ余分にADコンバータを使用しなければならないという問題がある。 As a method for measuring the power V CC accurate load current I L to the exclusion of variation of the circuit of FIG. 4, the potential of the first subsequent transistor Tr 1 (first preceding resistor R 1) Are measured simultaneously (that is, the potential across the first resistor R1 is measured). However, in this case, there is a problem that an extra AD converter must be used as compared with a normal circuit.

本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、追加のADコンバータを設けることなく、負荷での異常発生の有無を高精度に判定することができるようにすることを目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and is capable of accurately determining whether or not an abnormality has occurred in a load without providing an additional AD converter. Objective.

上記した課題を解決するために、本発明の負荷電流検出回路では、電源と負荷との間において、電圧降下発生用抵抗をスイッチング用トランジスタよりも電源に近い側に接続し、電圧降下発生用抵抗で降圧された電圧を出力電圧として取り出すようにしている。   In order to solve the above-described problem, in the load current detection circuit of the present invention, a voltage drop generation resistor is connected between the power supply and the load closer to the power supply than the switching transistor. The voltage stepped down at is taken out as an output voltage.

また、本発明の異常判定装置では、負荷電流検出回路のスイッチング用トランジスタをオフにしたときの出力電圧とオンしたときの出力電圧との差分値を求めて、当該差分値に基づいて負荷での異常の発生を判定するようにしている。   Further, in the abnormality determination device of the present invention, a difference value between the output voltage when the switching transistor of the load current detection circuit is turned off and the output voltage when the switching transistor is turned on is obtained, and based on the difference value, The occurrence of abnormality is determined.

上記のように構成した本発明によれば、スイッチング用トランジスタがオフになって負荷が切り離されているときの出力電圧と、スイッチング用トランジスタがオンになって負荷が接続されているときの出力電圧との差分値が求められ、その差分値に基づいて負荷の異常の有無が判定される。これにより、部品の個体差や周辺雰囲気等の影響により電源電圧にバラツキが生じても、そのバラツキは上述のように出力電圧の差分をとることによって実質的に消滅する。つまり、求められる差分値の中に電源電圧の特性のバラツキによる変動分は含まれないものとなる。このような差分値に基づいて負荷の異常判定が行われるので、電源電圧のバラツキに起因する誤判定を抑制し、高い精度で判定を行うことができるようになる。しかも、電圧降下発生用抵抗の両端の電圧を測定している訳ではないので、追加のADコンバータを設ける必要もない。   According to the present invention configured as described above, the output voltage when the switching transistor is off and the load is disconnected, and the output voltage when the switching transistor is on and the load is connected And the presence / absence of a load abnormality is determined based on the difference value. As a result, even if the power supply voltage varies due to the influence of individual differences of parts, ambient atmosphere, etc., the variation is substantially eliminated by taking the difference in output voltage as described above. That is, the obtained difference value does not include the fluctuation due to the variation in the characteristics of the power supply voltage. Since the load abnormality determination is performed based on such a difference value, it is possible to suppress erroneous determination due to variations in power supply voltage and perform determination with high accuracy. In addition, since the voltage across the voltage drop generating resistor is not measured, there is no need to provide an additional AD converter.

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、本実施形態による負荷電流検出回路の構成例を示す図である。図1において、Rは負荷、VCCは電源またはその出力電圧値である。Trは第1のトランジスタ(本発明のスイッチング用トランジスタに相当)、Rは第1の抵抗(本発明の電圧降下発生用抵抗に相当)であり、これらは電源VCCと負荷Rとの間に直列に接続されている。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a load current detection circuit according to the present embodiment. In FIG. 1, RL is a load, and VCC is a power supply or its output voltage value. Tr 1 is a first transistor (corresponding to a switching transistor of the present invention), R 1 is a first resistor (corresponding to a voltage drop generating resistor of the present invention), and these are a power supply VCC and a load RL . Are connected in series.

本実施形態では、第1の抵抗Rを第1のトランジスタTrの前段、すなわち、より電源VCCに近い側に接続している。すなわち、第1のトランジスタTrのエミッタが第1の抵抗Rの後段に接続され、コレクタが負荷Rに接続されている。また、第1の抵抗Rの後段(第1のトランジスタTrのエミッタ側)を出力端子OUTに接続することにより、第1の抵抗Rで降圧された電圧を出力電圧として取り出すようにしている。出力端子OUTには、図示しないADコンバータが接続されている。 In the present embodiment, the first resistor R 1 is connected to the previous stage of the first transistor Tr 1 , that is, to the side closer to the power supply VCC . That is, the emitter of the first transistor Tr 1 is connected to the subsequent stage of the first resistor R 1 and the collector is connected to the load RL . Further, by connecting the subsequent stage of the first resistor R 1 (the emitter side of the first transistor Tr 1 ) to the output terminal OUT, the voltage stepped down by the first resistor R 1 is taken out as the output voltage. Yes. An AD converter (not shown) is connected to the output terminal OUT.

Trは第2のトランジスタであり、そのエミッタは接地され、コレクタは第2の抵抗Rを介して第1のトランジスタTrのベースに接続されている。第2のトランジスタTrのベースは第3の抵抗Rを介して制御端子CTLに接続されている。また、第2のトランジスタTrのベースとエミッタとは第4の抵抗Rを介して互いに接続されている。 Tr 2 is a second transistor, its emitter is grounded, and its collector is connected to the base of the first transistor Tr 1 via a second resistor R 2 . Second base of the transistor Tr 2 is connected to the control terminal CTL via a third resistor R 3. Further, the second transistor Tr 2 of the base and emitter are connected to each other via a fourth resistor R 4.

図2は、以上のように構成した本実施形態の負荷電流検出回路を用いた異常判定装置の構成例を示す図である。図2に示すように、本実施形態の異常判定装置は、負荷電流検出回路11と、ADコンバータ12と、DSP(Digital Signal Processor)13とを備えて構成されている。DSP13は、その機能構成として、制御部13a、差分演算部13b、異常判定部13cを備えている。   FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of an abnormality determination device using the load current detection circuit of the present embodiment configured as described above. As shown in FIG. 2, the abnormality determination device according to the present embodiment includes a load current detection circuit 11, an AD converter 12, and a DSP (Digital Signal Processor) 13. The DSP 13 includes a control unit 13a, a difference calculation unit 13b, and an abnormality determination unit 13c as functional configurations.

負荷電流検出回路11は、図1に示した構成より成るものである。ADコンバータ12は、負荷電流検出回路11の出力端子OUTより出力されるアナログの電圧値をデジタル値にA/D変換する。DSP13の制御部13aは、負荷電流検出回路11内にある第1のトランジスタTrのオン/オフを制御するための制御信号を発生する。 The load current detection circuit 11 has the configuration shown in FIG. The AD converter 12 A / D converts the analog voltage value output from the output terminal OUT of the load current detection circuit 11 into a digital value. The control unit 13 a of the DSP 13 generates a control signal for controlling on / off of the first transistor Tr 1 in the load current detection circuit 11.

制御部13aにより発生された制御信号は、負荷電流検出回路11の制御端子CTLから第2のトランジスタTrのベースに入力される。制御信号の論理をHiとすることにより、第2のトランジスタTrはオンとなり、これを以って第1のトランジスタTrをオンにすることができる。一方、制御信号の論理をLoとすることにより、第2のトランジスタTrはオフとなり、これを以って第1のトランジスタTrをオフにすることができる。 Control signals generated by the control unit 13a is input from the control terminal CTL of the load current detecting circuit 11 to the second base of the transistor Tr 2. By the logic of the control signal Hi, the second transistor Tr 2 is turned on, which can be turned on the first transistor Tr 1 I or more. On the other hand, the logic of the control signal by a Lo, the second transistor Tr 2 is turned off, which can be off the first transistor Tr 1 I or more.

差分演算部13bは、制御部13aの制御により第1のトランジスタTrがオフにされたときに負荷電流検出回路11より出力されADコンバータ12によりA/D変換されて得られた第1の電圧値と、制御部13aの制御により第1のトランジスタTrがオンにされたときに負荷電流検出回路11より出力されADコンバータ12によりA/D変換されて得られた第2の電圧値との差分値を求める。 Difference calculation unit 13b, a first voltage by the first transistor Tr 1 is the control obtained by the A / D conversion by the load current detection circuit 11 AD converter 12 are output from when it is turned off in the control section 13a values and, with a second voltage value obtained by a / D conversion by the load current detection circuit 11 AD converter 12 are output from when the control of the control unit 13a first transistor Tr 1 is turned on Find the difference value.

具体的には、あるタイミングで制御部13aが制御信号の論理をLoにして、このとき負荷電流検出回路11より出力されADコンバータ12によりA/D変換されて得られた第1の電圧値を差分演算部13bのレジスタに保存する。第1の電圧値は、上述した(式2)により求められる。ここで、制御信号をLoにして第1のトランジスタTrをオフにしたときに得られる第1の電圧値をVo1、負荷電流をIL1とすると、Vo1は次の(式3)により与えられる。
o1=VCC−RL1 ・・・(式3)
Specifically, at a certain timing, the control unit 13a sets the logic of the control signal to Lo, and at this time, the first voltage value output from the load current detection circuit 11 and A / D converted by the AD converter 12 is obtained. The result is stored in the register of the difference calculation unit 13b. The first voltage value is obtained by (Equation 2) described above. Here, the first voltage value V o1 obtained when the control signal is off the first transistor Tr 1 in the Lo, when the load current is I L1, V o1 by the following (Equation 3) Given.
V o1 = V CC -R 1 I L1 (Formula 3)

次に、制御部13aが制御信号の論理をHiにして、このとき負荷電流検出回路11より出力されADコンバータ12によりA/D変換されて得られた第2の電圧値を差分演算部13bのレジスタに保存する。ここで、制御信号をHiにして第1のトランジスタTrをオフにしたときに得られる第2の電圧値をVo2、負荷電流をIL2とすると、Vo2は次の(式4)により与えられる。
o2=VCC−RL2 ・・・(式4)
そして、差分演算部13bは、レジスタに保存した第1の電圧値Vo1と第2の電圧値Vo2との差分を演算する。
Next, the control unit 13a sets the logic of the control signal to Hi, and at this time, the second voltage value output from the load current detection circuit 11 and A / D-converted by the AD converter 12 is used as the difference calculation unit 13b. Save to register. Here, assuming that the second voltage value obtained when the control signal is Hi and the first transistor Tr 1 is turned off is V o2 and the load current is I L2 , V o2 is expressed by the following (Equation 4). Given.
V o2 = V CC -R 1 I L2 (Formula 4)
Then, the difference calculation unit 13b calculates a difference between the first voltage value V o1 and the second voltage value V o2 stored in the register.

異常判定部13cは、差分演算部13bにより求められた差分値に基づいて、負荷Rでの異常の発生を判定する。例えば、差分演算部13bにより求められた差分値と第1の閾値Th1とを比較し、差分値が第1の閾値Th1を上回ったときに、負荷Rがショートモードで損傷しているとみなす。また、差分演算部13bにより求められた差分値と第2の閾値Th2(Th1>Th2)とを比較し、差分値が第2の閾値Th2を下回ったときに、負荷Rがオープンモードで損傷しているとみなす。 The abnormality determination unit 13c determines the occurrence of an abnormality in the load RL based on the difference value obtained by the difference calculation unit 13b. For example, the difference value obtained by the difference calculation unit 13b is compared with the first threshold value Th1, and when the difference value exceeds the first threshold value Th1, it is considered that the load RL is damaged in the short mode. . Further, the difference value obtained by the difference calculation unit 13b is compared with the second threshold value Th2 (Th1> Th2), and when the difference value falls below the second threshold value Th2, the load RL is damaged in the open mode. It is assumed that

異常がない場合、制御部13aは制御信号の論理をそのままHiとしておくことにより、第1のトランジスタTr1をオン状態に維持する。その後も同様の異常判定を行い、ショート異常やオープン異常が検出されたときは、制御信号の論理をHiからLoに切り替えることにより、第1のトランジスタTrをオフとし、負荷Rへの電源供給を断つようにする。 When there is no abnormality, the control unit 13a maintains the first transistor Tr1 in the ON state by keeping the logic of the control signal as Hi. Thereafter, the same abnormality determination is performed, and when a short abnormality or an open abnormality is detected, the logic of the control signal is switched from Hi to Lo, thereby turning off the first transistor Tr 1 and supplying power to the load RL . Try to cut off the supply.

なお、差分演算部13bにより求められた差分値と第1の抵抗Rの抵抗値とから負荷電流Iを求め、この負荷電流Iと第3の閾値Th3との比較でショート異常を判定し、負荷電流Iと第4の閾値Th4(Th3>Th4)との比較でオープン異常を判定するようにしても良い。なお、負荷電流Iは、次の(式5)によって求めることができる。
=IL2−IL1
=(VCC−Vo2)/R−(VCC−Vo1)/R
=(Vo1−Vo2)/R ・・・(式5)
Incidentally, determine the load current I L from the difference value and the first resistance value of the resistor R 1 obtained by the difference calculation unit 13b, determines the short abnormality in comparison with the threshold value Th3 in the load current I L and the third and it may be determined open fault in comparison with the load current I L and the fourth threshold value Th4 (Th3> Th4). The load current I L can be determined by the following equation (5).
I L = I L2 −I L1
= (V CC -V o2 ) / R 1- (V CC -V o1 ) / R 1
= (V o1 −V o2 ) / R 1 (Formula 5)

図3は、本実施形態による異常判定装置の動作例を示すフローチャートである。このフローチャートは、例えば異常判定装置の電源を投入したときにスタートする。まず、DSP13の制御部13aは、負荷電流検出回路11の制御端子CTLに供給する制御信号の論理をLoとすることにより、第1のトランジスタTr1をオフにする(ステップS1)。ADコンバータ12は、このとき負荷電流検出回路11の出力端子OUTから出力される電圧をA/D変換することにより、第1の電圧値Vo1を得る(ステップS2)。差分演算部13bは、図示しないレジスタにこの第1の電圧値Vo1を格納する(ステップS3)。 FIG. 3 is a flowchart illustrating an operation example of the abnormality determination device according to the present embodiment. This flowchart starts when, for example, the abnormality determination device is turned on. First, the control unit 13a of the DSP 13 turns off the first transistor Tr1 by setting the logic of the control signal supplied to the control terminal CTL of the load current detection circuit 11 to Lo (step S1). The AD converter 12 obtains a first voltage value V o1 by A / D converting the voltage output from the output terminal OUT of the load current detection circuit 11 at this time (step S2). The difference calculation unit 13b stores the first voltage value V o1 in a register (not shown) (step S3).

次に、制御部13aは、負荷電流検出回路11の制御端子CTLに供給する制御信号の論理をHiとすることにより、第1のトランジスタTr1をオンにする(ステップS4)。ADコンバータ12は、このとき負荷電流検出回路11の出力端子OUTから出力される電圧をA/D変換することにより、第2の電圧値Vo2を得る(ステップS5)。差分演算部13bは、図示しないレジスタにこの第2の電圧値Vo2を格納する(ステップS6)。 Next, the control unit 13a turns on the first transistor Tr1 by setting the logic of the control signal supplied to the control terminal CTL of the load current detection circuit 11 to Hi (step S4). At this time, the AD converter 12 A / D converts the voltage output from the output terminal OUT of the load current detection circuit 11 to obtain the second voltage value V o2 (step S5). The difference calculation unit 13b stores the second voltage value V o2 in a register (not shown) (step S6).

そして、差分演算部13bは、レジスタに格納した第1の電圧値Vo1と第2の電圧値Vo2との差分を演算する(ステップS7)。異常判定部13cは、その差分値が第1の閾値Th1以上であるか否かを判定する(ステップS8)。差分値が第1の閾値Th1以上でない場合、異常判定部13cは、差分値が第2の閾値Th2以下であるか否かを判定する(ステップS9)。 Then, the difference calculation unit 13b calculates the difference between the first voltage value V o1 and the second voltage value V o2 stored in the register (step S7). The abnormality determination unit 13c determines whether or not the difference value is equal to or greater than the first threshold Th1 (step S8). When the difference value is not equal to or greater than the first threshold value Th1, the abnormality determination unit 13c determines whether or not the difference value is equal to or less than the second threshold value Th2 (step S9).

ここで、差分値が第1の閾値Th1以上でも第2の閾値Th2以下でもない場合、異常判定部13cはノーマルモード(異常なし)と判定する(ステップS10)。この場合はステップS5に戻り、監視を継続する。   Here, when the difference value is not equal to or greater than the first threshold value Th1 or equal to or less than the second threshold value Th2, the abnormality determination unit 13c determines that the normal mode (no abnormality) (step S10). In this case, the process returns to step S5 and monitoring is continued.

また、差分値が第2の閾値Th2以下であった場合、異常判定部13cはオープンモード(オープン異常あり)と判定する(ステップS11)。この場合、制御部13aは制御信号の論理をLoにして負荷Rへの電源供給をいったん断った後(ステップS12)、ステップS2に戻り、監視を継続する。 Further, when the difference value is equal to or smaller than the second threshold Th2, the abnormality determining unit 13c determines that the open mode (open abnormality exists) (step S11). In this case, the control unit 13a sets the logic of the control signal to Lo to once cut off the power supply to the load RL (step S12), and then returns to step S2 to continue monitoring.

また、差分値が第1の閾値Th1以上であった場合、異常判定部13cはショートモード(ショート異常あり)と判定する(ステップS13)。この場合、制御部13aは制御信号の論理をLoにして負荷Rへの電源供給を断ち(ステップS14)、処理を終了する。 If the difference value is equal to or greater than the first threshold value Th1, the abnormality determination unit 13c determines that the short mode (there is a short abnormality) (step S13). In this case, the control unit 13a sets the logic of the control signal to Lo, cuts off the power supply to the load RL (step S14), and ends the process.

以上詳しく説明したように、本実施形態では、負荷電流検出回路11において、第1の抵抗R(電圧降下発生用抵抗)をスイッチング用の第1のトランジスタTrの前段に接続し、第1の抵抗Rと第1のトランジスタTrとの間から出力電圧Vを取り出すようにしている。これにより、第1のトランジスタTrがオフになって負荷Rが切り離されているときの第1の電圧値Vo1と、第1のトランジスタTrがオンになって負荷Rが接続されているときの第2の電圧値Vo2とを検出することが可能となる。つまり、同じポイントの電位を検出しつつも電圧(電位差)を検出することができる。 As described above in detail, in the present embodiment, in the load current detection circuit 11, the first resistor R 1 (voltage drop generating resistor) is connected to the previous stage of the first transistor Tr 1 for switching, and the first are the resistances R 1 and from between the first transistor Tr 1 to take out the output voltage V o. Thus, the first transistor Tr 1 is the first voltage value V o1 when the load R L off is disconnected, the first transistor Tr 1 is turned on the load R L is connected It is possible to detect the second voltage value V o2 when That is, the voltage (potential difference) can be detected while detecting the potential at the same point.

そして、このような負荷電流検出回路11を利用した異常判定装置において、第1の電圧値Vo1と第2の電圧値Vo2と差分を求め、当該差分値に基づいて負荷Rでの異常の発生を判定するようにしている。上述した(式5)からも分かるように、本実施形態において負荷電流Iを求める式の中に電源電圧VCCは入っておらず、電源電圧VCCのバラツキを吸収することができている。これにより、部品の個体差や周辺雰囲気等の影響により電源電圧VCCにバラツキが生じても、それに起因する誤判定を抑制し、高い精度で異常の有無の判定を行うことができるようになる。しかも、1つのADコンバータ12でこれを実現することが可能である。 Then, in the abnormality determination device using such a load current detection circuit 11, a difference between the first voltage value V o1 and the second voltage value V o2 is obtained, and an abnormality in the load RL is determined based on the difference value. Is determined to occur. As can be seen from the above-described (Equation 5), the power supply voltage V CC in the equation for the load current I L in the present embodiment is not entered, it is able to absorb a variation in power supply voltage V CC . As a result, even if the power supply voltage VCC varies due to the influence of individual differences of parts, the ambient atmosphere, etc., it is possible to suppress erroneous determination caused by this and to determine whether there is an abnormality with high accuracy. . Moreover, this can be realized by one AD converter 12.

なお、上記実施形態では、制御部13a、差分演算部13bおよび異常判定部13cの機能をDSP13により実現する例について説明したが、これに限定されない。これらの機能をハードウェアロジックにより構成して良いし、ソフトウェアによって実現することも可能である。例えばソフトウェアによって実現する場合、制御部13a、差分演算部13bおよび異常判定部13cの機能は、コンピュータのCPUあるいはMPU、RAM、ROMなどを備えて構成され、RAMやROMに記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。   In addition, although the said embodiment demonstrated the example which implement | achieves the function of the control part 13a, the difference calculating part 13b, and the abnormality determination part 13c by DSP13, it is not limited to this. These functions may be configured by hardware logic, or may be realized by software. For example, when realized by software, the functions of the control unit 13a, the difference calculation unit 13b, and the abnormality determination unit 13c are configured to include a computer CPU or MPU, RAM, ROM, etc., and a program stored in the RAM or ROM operates. It can be realized by doing.

また、上記実施形態では、オープンモードと判定したときには第1のトランジスタTrをいったんオフにはするものの、監視を継続する例について説明した。これに対して、ショートモードと判定したときと同様に、第1のトランジスタTrをオフにして負荷Rへの電源供給を断って、処理を終了するようにしても良い。 In the above embodiment, when it is determined that the open mode although the first temporarily turn off the transistor Tr 1, was described for an example in which monitoring is continued. In contrast, as in the case it is determined that the short mode, the first transistor Tr 1 turned down the power supply to clear the load R L, it may be the process ends.

また、上記実施形態において、ノーマルモード、オープンモード、ショートモードの何れかと判定したときに、判定したモードを表示装置に表示するなどしてユーザに報知するようにしても良い。   Further, in the above embodiment, when it is determined that the normal mode, the open mode, or the short mode is selected, the determined mode may be displayed on the display device to notify the user.

その他、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその精神、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。   In addition, each of the above-described embodiments is merely an example of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed in a limited manner. In other words, the present invention can be implemented in various forms without departing from the spirit or main features thereof.

本発明は、オープン異常およびショート異常の判定を行うための異常判定装置およびこれに使用する負荷電流検出回路に有用である。   The present invention is useful for an abnormality determination device for determining an open abnormality and a short abnormality and a load current detection circuit used therefor.

本実施形態による負荷電流検出回路の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the load current detection circuit by this embodiment. 本実施形態による異常判定装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the abnormality determination apparatus by this embodiment. 本実施形態による異常判定装置の動作例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example of the abnormality determination apparatus by this embodiment. 従来の負荷電流検出回路を示す図である。It is a figure which shows the conventional load current detection circuit.

符号の説明Explanation of symbols

11 負荷電流検出回路
12 ADコンバータ
13 DSP
13a 制御部
13b 差分演算部
13c 異常判定部
Tr 第1のトランジスタ(スイッチング用トランジスタ)
第1の抵抗(電圧降下発生用抵抗)
負荷
CC 電源
11 Load Current Detection Circuit 12 AD Converter 13 DSP
13a Control unit 13b Difference calculation unit 13c Abnormality determination unit Tr 1 First transistor (switching transistor)
R 1 first resistor (resistance for voltage drop generation)
RL load V CC power supply

Claims (4)

電源と負荷との間に直列に接続された電圧降下発生用抵抗およびスイッチング用トランジスタを備え、
上記電圧降下発生用抵抗を上記スイッチング用トランジスタよりも上記電源に近い側に接続し、上記電圧降下発生用抵抗で降圧された電圧を出力電圧として取り出すように成されたことを特徴とする負荷電流検出回路。
A voltage drop generating resistor and a switching transistor connected in series between the power source and the load are provided.
A load current characterized in that the voltage drop generating resistor is connected to a side closer to the power supply than the switching transistor, and a voltage stepped down by the voltage drop generating resistor is taken out as an output voltage. Detection circuit.
請求項1に記載の負荷電流検出回路と、
上記出力電圧をデジタル値にA/D変換するADコンバータと、
上記スイッチング用トランジスタのオン/オフを制御するための制御信号を発生する制御手段と、
上記制御手段により上記スイッチング用トランジスタがオフにされたときに上記負荷電流検出回路より出力され上記ADコンバータによりA/D変換されて得られる第1の電圧値と、上記制御手段により上記スイッチング用トランジスタがオンにされたときに上記負荷電流検出回路より出力され上記ADコンバータによりA/D変換されて得られる第2の電圧値との差分値を求める差分演算手段と、
上記差分演算手段により求められた差分値に基づいて上記負荷での異常の発生を判定する異常判定手段とを備えたことを特徴とする異常判定装置。
A load current detection circuit according to claim 1;
An AD converter for A / D converting the output voltage into a digital value;
Control means for generating a control signal for controlling on / off of the switching transistor;
A first voltage value output from the load current detection circuit and A / D-converted by the AD converter when the switching transistor is turned off by the control means; and the switching transistor by the control means. Difference calculating means for obtaining a difference value from the second voltage value that is output from the load current detection circuit and A / D converted by the AD converter when is turned on;
An abnormality determination device comprising: an abnormality determination unit that determines occurrence of abnormality in the load based on a difference value obtained by the difference calculation unit.
上記異常判定手段は、上記差分値が第1の閾値以上のときにショート異常が発生していると判断することを特徴とする請求項2に記載の異常判定装置。 The abnormality determination device according to claim 2, wherein the abnormality determination unit determines that a short abnormality has occurred when the difference value is equal to or greater than a first threshold value. 上記異常判定手段は、上記差分値が第2の閾値以下のときにオープン異常が発生していると判断することを特徴とする請求項2に記載の異常判定装置。 The abnormality determination device according to claim 2, wherein the abnormality determination unit determines that an open abnormality has occurred when the difference value is equal to or less than a second threshold value.
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