Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP4475199B2 - Fault detection circuit - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP4475199B2 - Fault detection circuit - Google Patents

Fault detection circuit Download PDF

Info

Publication number
JP4475199B2
JP4475199B2 JP2005222116A JP2005222116A JP4475199B2 JP 4475199 B2 JP4475199 B2 JP 4475199B2 JP 2005222116 A JP2005222116 A JP 2005222116A JP 2005222116 A JP2005222116 A JP 2005222116A JP 4475199 B2 JP4475199 B2 JP 4475199B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
voltage
diode
power supply
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005222116A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2007043764A (en
Inventor
善信 高柳
孝 沼尻
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Priority to JP2005222116A priority Critical patent/JP4475199B2/en
Publication of JP2007043764A publication Critical patent/JP2007043764A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4475199B2 publication Critical patent/JP4475199B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

本発明は、故障の発生を直ちに知ることの困難なダイオードの故障を検知する故障検知回路に関する。 The present invention relates to a failure detection circuit that detects a failure of a diode that is difficult to immediately detect the occurrence of a failure .

複数の外部電源からの電圧の入力を必要に応じて切り換えると共に、選択された外部電源からの電圧を負荷に供給する負荷駆動システムでは、例えば、論理和接続された複数のダイオードを有するダイオード論理和接続回路(いわゆるオア接続回路)が電源の切り換え回路として用いられる。このダイオード論理和接続回路は、ダイオードの整流機能を利用して、複数の電源のうち相対的に高い電圧を入力する電源からの直流入力電圧を負荷に出力するようになっている。ここで、外部電源としては、例えば、DC−DCコンバータや、燃料電池、バッテリなどが挙げられる。   In a load driving system that switches voltage inputs from a plurality of external power sources as necessary and supplies a voltage from a selected external power source to a load, for example, a diode OR circuit having a plurality of ORed diodes. A connection circuit (a so-called OR connection circuit) is used as a power supply switching circuit. This diode OR circuit is configured to output a DC input voltage from a power source that inputs a relatively high voltage among a plurality of power sources to a load by using a rectifying function of the diode. Here, examples of the external power source include a DC-DC converter, a fuel cell, and a battery.

ところで、発光ダイオードや、スイッチング素子、集積回路など、故障の発生が直ちに顕在化する素子や回路の故障を検出する方策が特許文献1ないし3に提案されている。   By the way, Patent Documents 1 to 3 propose measures for detecting a failure of an element or circuit in which the occurrence of a failure immediately becomes apparent, such as a light emitting diode, a switching element, or an integrated circuit.

特開2000−150963号公報JP 2000-150963 A 特開平9−80120号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-80120 特開平11−127065号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-127065

上記ダイオード論理和接続回路を備えた負荷駆動システムに外部電源を接続するに際して、チャタリングや静電気などにより定格電圧を超える電圧がそのダイオード論理和接続回路内のダイオードに入力される場合がある。このような過大電圧が上記ダイオードに入力されると、ダイオードは破壊され、その結果、整流機能を失い、短絡してしまうことがある。ところが、上記ダイオードが短絡モードで故障しても、負荷駆動システムそのものが直ちに動作不能となることはあまりなく、しばらくの間、上記ダイオードが故障したことに気が付かない場合が多い。つまり、上記ダイオードは、発光ダイオードやスイッチング素子とは異なり、故障の発生を直ちに知ることの困難な素子と言える。   When an external power supply is connected to the load drive system having the diode OR connection circuit, a voltage exceeding the rated voltage may be input to the diode in the diode OR connection circuit due to chattering or static electricity. When such an excessive voltage is input to the diode, the diode is destroyed, and as a result, the rectification function is lost and a short circuit may occur. However, even if the diode fails in the short-circuit mode, the load drive system itself is not likely to immediately become inoperable, and it is often not noticed that the diode has failed for a while. That is, unlike the light emitting diode and the switching element, the diode can be said to be an element in which it is difficult to immediately know the occurrence of a failure.

上記ダイオードが短絡すると、その短絡したダイオードを介して外部電源から負荷駆動システムに電流が流れ込むようになるが、このとき、負荷駆動システムに直ちに支障が生じることはない。しかし、その外部電源がバックアップ用のバッテリであったときに、この状態をしばらく放置すると過放電となり、その結果、いざというときに使用不能となっている虞がある。   When the diode is short-circuited, current flows from the external power source to the load drive system via the short-circuited diode, but at this time, the load drive system is not immediately disturbed. However, when the external power source is a backup battery, if this state is left for a while, overdischarge occurs, and as a result, there is a possibility that it cannot be used in an emergency.

このような問題があるにも拘わらず、従来は、例えば、上記特許文献1ないし3に開示されているように、発光ダイオードや、スイッチング素子、集積回路など、故障の発生が直ちに顕在化する素子や回路の故障を検出する方策が提案されている程度であり、上記したような故障の発生を直ちに知ることの困難なダイオードの故障を検出する方策は今まで提案されていなかった。   In spite of such problems, conventionally, for example, as disclosed in Patent Documents 1 to 3, elements such as light emitting diodes, switching elements, integrated circuits, etc., where the occurrence of a failure is immediately apparent A measure for detecting a fault in a circuit has been proposed, and a measure for detecting a fault in a diode that is difficult to immediately detect the occurrence of the fault as described above has not been proposed.

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、故障の発生を直ちに知ることの困難なダイオードの故障を検出することの可能な故障検知回路を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a failure detection circuit capable of detecting a failure of a diode that is difficult to immediately detect the occurrence of the failure .

参考例に係る負荷駆動システムは、負荷回路と、外部電源が接続される複数の外部電源接続端子と、互いに並列に配置されると共に、各一端が負荷回路に共通に接続され各他端が複数の外部電源接続端子の各々に接続された複数のダイオードと、複数のダイオードの故障を検知する故障検知回路とを備えたものである。 The load driving system according to the reference example includes a load circuit, a plurality of external power supply connection terminals to which an external power supply is connected, and a parallel connection to each other, and each end is commonly connected to the load circuit and a plurality of other ends. A plurality of diodes connected to each of the external power supply connection terminals, and a failure detection circuit for detecting a failure of the plurality of diodes.

本発明の第1および第2の故障検知回路は、負荷回路と、外部電源が接続される複数の外部電源接続端子と、互いに並列に配置されると共に各一端が負荷回路に共通に接続され各他端が複数の外部電源接続端子の各々に接続された複数のダイオードとを備えた負荷駆動システムに適用される回路である。
第1の故障検知回路は、ダイオードの両端の電位差を検出すると共に増幅し、増幅後の電圧に基準電圧を加算して出力する増幅回路と、増幅回路から出力された電圧が基準電圧を含む所定の範囲内にあるとき、故障発生信号を出力する比較回路とを有している。
第2の故障検知回路は、ダイオードの両端の電位差を検出すると共に増幅し、増幅後の電圧に基準電圧を加算して出力する増幅回路と、増幅回路から出力された電圧が基準電圧を含む所定の範囲内にあるとき、所定の検知信号を出力する比較回路と、比較回路から検知信号が出力された期間が所定の期間を超えたとき、故障発生信号を出力する遅延回路とを有している。
The first and second failure detection circuits of the present invention include a load circuit, a plurality of external power supply connection terminals to which an external power supply is connected, and arranged in parallel to each other, and each one end is commonly connected to the load circuit. This is a circuit applied to a load driving system including a plurality of diodes having the other end connected to each of a plurality of external power supply connection terminals.
The first failure detection circuit detects and amplifies the potential difference between both ends of the diode, adds the reference voltage to the amplified voltage and outputs the amplified voltage, and the voltage output from the amplification circuit includes the reference voltage. And a comparison circuit for outputting a failure occurrence signal when the value is within the range of.
The second failure detection circuit detects and amplifies the potential difference between both ends of the diode, adds the reference voltage to the amplified voltage and outputs the amplified voltage, and the voltage output from the amplification circuit includes the reference voltage. And a delay circuit that outputs a failure occurrence signal when a period during which the detection signal is output from the comparison circuit exceeds a predetermined period. Yes.

参考例に係る負荷駆動システムでは、故障検知回路によって複数のダイオードの故障が検知される。例えば、ダイオードの両端の電位差が検出され、その検出結果に基づいて故障が検知される。 In the load drive system according to the reference example, a failure detection circuit detects a failure of a plurality of diodes. For example, a potential difference between both ends of the diode is detected, and a failure is detected based on the detection result.

参考例に係る故障検知回路では、ダイオードの両端の電位差が検出され、その検出結果に基づいて故障が検知される。例えば、故障検知回路で検知されたダイオードの両端の電位差(以下、「検出電圧」と称する)の絶対値が設定値(正の整数)よりも小さいとき、ダイオードの短絡モードでの故障を示す信号(故障発生信号)が出力される。ここで、「設定値」は、最大定格を超える電圧の印加などに起因してダイオードが破壊されて短絡したときのその両端の電位差(以下、「短絡電圧」と称する)の絶対値より大きく、ダイオードが正常なときのその両端の電位差(以下、「正常電圧」と称する)の絶対値より小さな値である。これより、ダイオードが短絡すると故障検知回路から故障発生信号が出力され、ダイオードが正常のとき検知信号は出力されない。 In the failure detection circuit according to the reference example, a potential difference between both ends of the diode is detected, and a failure is detected based on the detection result. For example, when the absolute value of the potential difference (hereinafter referred to as “detection voltage”) across the diode detected by the failure detection circuit is smaller than a set value (positive integer), a signal indicating a failure in the short-circuit mode of the diode (Failure occurrence signal) is output. Here, the “set value” is larger than the absolute value of the potential difference between both ends (hereinafter referred to as “short-circuit voltage”) when the diode is destroyed and short-circuited due to application of a voltage exceeding the maximum rating, etc. This is a value smaller than the absolute value of the potential difference between both ends when the diode is normal (hereinafter referred to as “normal voltage”). Thus, when the diode is short-circuited, a failure occurrence signal is output from the failure detection circuit, and no detection signal is output when the diode is normal.

本発明の第1および第2の故障検知回路において、「所定の範囲」とは、例えば、基準電圧に、検出電圧の増幅率と同率の倍率を設定値に掛けたものを加えた値を上限の値とし、基準電圧から、検出電圧の増幅率と同率の倍率を設定値に掛けたものを減じた値を下限の値としたものである。これにより、検出電圧や設定値が非常に小さい場合であっても、検出電圧と設定値との大小関係を精度良く判定することが可能となる。 In the first and second failure detection circuits of the present invention, the “predetermined range” is, for example, a value obtained by adding a value obtained by multiplying a set value by a magnification equal to the amplification factor of the detection voltage to the reference voltage. A value obtained by subtracting a value obtained by multiplying the set value by a magnification of the same rate as the amplification factor of the detection voltage is used as the lower limit value. As a result, even when the detected voltage or the set value is very small, the magnitude relationship between the detected voltage and the set value can be accurately determined.

また、本発明の第2の故障検知回路において、「所定の期間」は、例えば、ダイオードの短絡以外の原因によって検知電圧の絶対値が設定値よりも小さくなる期間よりも長く、ダイオードが短絡しているときに検知電圧の絶対値が設定値よりも小さくなる期間よりも短い期間である。これより、ダイオードが実際に短絡していないときには故障発生信号が出力されることはなく、ダイオードが実際に短絡しているときにだけ故障発生信号が出力される。 In the second failure detection circuit of the present invention, the “predetermined period” is longer than a period in which the absolute value of the detection voltage is smaller than a set value due to a cause other than a short circuit of the diode , for example, and the diode is short-circuited. and a period shorter than the period in which the absolute value is smaller than the set value of the detection voltage when being. Thus, the failure occurrence signal is not output when the diode is not actually short-circuited, and the failure occurrence signal is output only when the diode is actually short-circuited.

参考例に係る負荷駆動システムによれば、故障検知回路によって複数のダイオードの故障を検知するようにしたので、故障の発生を直ちに知ることの困難なダイオードの故障を検出することが可能となる。 According to the load drive system according to the reference example , the failure detection circuit detects the failure of the plurality of diodes, so that it is possible to detect the failure of the diode that is difficult to immediately know the occurrence of the failure.

本発明の第1および第2の故障検知回路によれば、ダイオードの両端の電位差を検出し、その検出結果に基づいて故障を検知するようにしたので、故障の発生を直ちに知ることの困難なダイオードの故障を検出することが可能となる。 According to the first and second failure detection circuits of the present invention, since the potential difference between both ends of the diode is detected and the failure is detected based on the detection result, it is difficult to immediately know the occurrence of the failure. It becomes possible to detect a failure of the diode.

本発明の第1の故障検知回路では、検出電圧の絶対値が設定値よりも小さいとき、故障発生信号を出力するようにしたので、故障の発生を直ちに知ることの困難なダイオードの短絡モードでの故障を検出することが可能となる。 In the first failure detection circuit of the present invention, when the absolute value of the detection voltage is smaller than the set value, a failure occurrence signal is output. Therefore , in the short-circuit mode of the diode where it is difficult to immediately know the occurrence of the failure. Can be detected.

本発明の第2の故障検知回路では、検知電圧の絶対値が設定値よりも小さく、かつその小さい期間が所定の期間を超えたときに、故障発生信号を出力するようにしたので、負荷駆動システム内のノイズなど、ダイオードの短絡以外の原因によって故障発生信号が出力されることはなく、ダイオードが実際に短絡しているときにだけ故障発生信号が出力される。これにより、故障の発生を直ちに知ることの困難なダイオードの短絡モードでの故障を正確に検出することが可能となる。 In the second failure detection circuit of the present invention is smaller than the absolute value of the set value of the detection voltage, and when the small period exceeds a predetermined period of time, since the output a failure signal, the load driving The failure occurrence signal is not output due to causes other than the short circuit of the diode such as noise in the system, and the failure occurrence signal is output only when the diode is actually short-circuited. This makes it possible to accurately detect a failure in the short-circuit mode of the diode that is difficult to immediately detect the occurrence of the failure.

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施の形態に係る負荷駆動システム1の概略構成を表すものである。この負荷駆動システム1には、入力側に高圧電源(第1電源P1、第2電源P2、第3電源P3)が、出力側に負荷(第4電源P4)がそれぞれ接続されている。第4電源P4の出力はモータMに接続されている。ここで、第1電源P1および第2電源P2は、例えばDC−DCコンバータであり、第3電源P3は、例えばバックアップ用の高電圧バッテリであり、第4電源P4は、例えば負荷駆動用の低電圧電源である。なお、第1電源P1、第2電源P2および第3電源P3が、本発明の「外部電源」の一具体例に対応する。   FIG. 1 shows a schematic configuration of a load drive system 1 according to an embodiment of the present invention. In the load driving system 1, a high-voltage power source (first power source P1, second power source P2, and third power source P3) is connected to the input side, and a load (fourth power source P4) is connected to the output side. The output of the fourth power supply P4 is connected to the motor M. Here, the first power supply P1 and the second power supply P2 are, for example, DC-DC converters, the third power supply P3 is, for example, a backup high-voltage battery, and the fourth power supply P4 is, for example, a load driving low-voltage battery. It is a voltage power supply. The first power supply P1, the second power supply P2, and the third power supply P3 correspond to a specific example of “external power supply” of the present invention.

負荷駆動システム1は、複数の高圧電源(第1電源P1、第2電源P2、第3電源P3)から供給される高圧の直流入力電圧を必要に応じて切り換えると共に、選択された高圧電源から供給される高圧の直流入力電圧を、より低い直流出力電圧に変換して、負荷(第4電源P4)に供給する降圧型のDC−DCコンバータとして機能するものである。   The load driving system 1 switches high-voltage DC input voltages supplied from a plurality of high-voltage power supplies (first power supply P1, second power supply P2, and third power supply P3) as necessary, and supplies them from the selected high-voltage power supply. It functions as a step-down DC-DC converter that converts a high-voltage direct-current input voltage into a lower direct-current output voltage and supplies it to a load (fourth power supply P4).

この負荷駆動システム1は、ダイオード論理和接続回路10と、電源本体部20(負荷回路)と、故障検知回路30とを備えたものである。   The load drive system 1 includes a diode logical sum connection circuit 10, a power supply main body 20 (load circuit), and a failure detection circuit 30.

ダイオード論理和接続回路10は、互いに並列に配置されると共に、各一端が電源本体部20に共通に接続され、各他端が入力端子T1,T2,T3(外部電源接続端子)の各々に接続されたダイオード11,12,13を有する。これらダイオード11,12,13のアノードは入力端子T1,T2,T3側にそれぞれ接続されており、入力端子T1,T2,T3はそれぞれ、第1電源P1、第2電源P2、第3電源P3の各々に接続されている。さらに、ダイオード論理和接続回路10は、ダイオード13と並列に接続されたダイオード14を有する。このダイオード14のアノードは電源本体部20側に接続されている。すなわち、ダイオード13およびダイオード14は、順方向が互いに逆向きとなるように接続されている。   The diode OR connection circuit 10 is arranged in parallel with each other, and one end of each is connected in common to the power supply main body 20, and the other end is connected to each of the input terminals T1, T2, T3 (external power supply connection terminals). Diodes 11, 12, and 13 are provided. The anodes of these diodes 11, 12, and 13 are connected to the input terminals T1, T2, and T3, respectively. The input terminals T1, T2, and T3 are respectively connected to the first power supply P1, the second power supply P2, and the third power supply P3. Connected to each. Further, the diode OR connection circuit 10 includes a diode 14 connected in parallel with the diode 13. The anode of the diode 14 is connected to the power supply main body 20 side. That is, the diode 13 and the diode 14 are connected such that the forward directions are opposite to each other.

これより、ダイオード論理和接続回路10は、ダイオード11,12,13の整流機能を利用して、第1電源P1、第2電源P2および第3電源P3のうち、相対的に高い電圧を入力する電源からの直流入力電圧を電源本体部20に出力する回路として機能するようになっている。また、ダイオード11,12,14の整流機能を利用して、第1電源P1および第2電源P2から入力される電圧のうち相対的に高い電圧が第3電源P3から入力される電圧よりも大きいとき、第1電源P1および第2電源P2のうち相対的に高い電圧を入力する電源が第3電源P3を充電する回路として機能するようになっている。   Thus, the diode OR circuit 10 inputs a relatively high voltage among the first power supply P1, the second power supply P2, and the third power supply P3 using the rectification function of the diodes 11, 12, and 13. The circuit functions as a circuit that outputs a DC input voltage from the power supply to the power supply main unit 20. Further, by using the rectification function of the diodes 11, 12, and 14, a relatively high voltage among the voltages input from the first power supply P1 and the second power supply P2 is larger than the voltage input from the third power supply P3. At this time, a power source that inputs a relatively high voltage among the first power source P1 and the second power source P2 functions as a circuit that charges the third power source P3.

電源本体部20は、例えば、インバータ回路、電圧変換トランス、整流回路および平滑回路(いずれも図示せず)をこの順に接続して構成されたスイッチング電源装置であり、ダイオード論理和接続回路10で選択された電源(以下、「選択電源」と称する)から入力される直流電圧をスイッチングして交流電圧に変換すると共に、この交流電圧を変圧し整流して得られる直流出力電圧を第4電源P4に給電するようになっている。   The power supply body 20 is a switching power supply device configured by connecting, for example, an inverter circuit, a voltage conversion transformer, a rectifier circuit, and a smoothing circuit (all not shown) in this order, and is selected by the diode OR connection circuit 10 The DC voltage input from the power source (hereinafter referred to as “selected power source”) is switched and converted into an AC voltage, and the DC output voltage obtained by transforming and rectifying the AC voltage is supplied to the fourth power source P4. It is designed to supply power.

故障検知回路30は、差動増幅回路31と、比較回路32と、遅延回路33とをこの順に接続して構成されたものであり、ダイオード11と、ダイオード12と、ダイオード13および14とに対して1つずつ設けられている。   The failure detection circuit 30 is configured by connecting a differential amplifier circuit 31, a comparison circuit 32, and a delay circuit 33 in this order. The failure detection circuit 30 is connected to the diode 11, the diode 12, and the diodes 13 and 14. One by one.

差動増幅回路31は、抵抗R1および抵抗R2からなる分圧器Dと、増幅率α1(=1+2R4/R3)の差動増幅器AP1と、増幅率α2(=R5/F6)の差動増幅器AP2とをこの順に接続して構成されたものである。差動増幅回路31の入力は、ダイオード11,12,13,14のうち一のダイオードの両端に接続されている。この差動増幅回路31は、ダイオードの両端のそれぞれの電圧を分圧器Dで分圧し、分圧したそれぞれの電圧の電位差(ダイオードの両端の電位差V1(検出電圧)と等しい)を差動増幅器AP1で電位差V2(=V1×α1)に増幅し、増幅した電位差V2を差動増幅器AP2で電圧V3(=V1×α1×α2)に増幅すると共に、その増幅した電圧V3に基準電圧Vrefだけオフセットを加えて出力電圧31A(=V1×α1×α2+Vref)を出力するようになっている。   The differential amplifier circuit 31 includes a voltage divider D including a resistor R1 and a resistor R2, a differential amplifier AP1 having an amplification factor α1 (= 1 + 2R4 / R3), and a differential amplifier AP2 having an amplification factor α2 (= R5 / F6). Are connected in this order. The input of the differential amplifier circuit 31 is connected to both ends of one of the diodes 11, 12, 13, and 14. The differential amplifier circuit 31 divides the respective voltages at both ends of the diode by the voltage divider D, and generates a potential difference between the divided voltages (equal to the potential difference V1 (detection voltage) at both ends of the diode) as a differential amplifier AP1. Is amplified to a potential difference V2 (= V1 × α1), the amplified potential difference V2 is amplified to a voltage V3 (= V1 × α1 × α2) by a differential amplifier AP2, and an offset is added to the amplified voltage V3 by a reference voltage Vref. In addition, an output voltage 31A (= V1 × α1 × α2 + Vref) is output.

ここで、電位差V1の値は、ダイオード11,12,13のカソード側を基準としているので、ダイオード11,12,13に順方向電圧がかかっているときは正の整数となり、ダイオード11,12,13に逆方向電圧がかかっているときは負の整数となる。なお、ダイオード14はダイオード13と逆向きに接続されているので、ダイオード14のアノード側が電位差V1の基準となる。そのため、電位差V1の値は、ダイオード14に順方向電圧がかかっているときは負の整数となり、ダイオード14に逆方向電圧がかかっているときは正の整数となる。   Here, the value of the potential difference V1 is based on the cathode side of the diodes 11, 12, and 13, so that when the forward voltage is applied to the diodes 11, 12, and 13, it becomes a positive integer. When a reverse voltage is applied to 13, a negative integer is obtained. Since the diode 14 is connected in the opposite direction to the diode 13, the anode side of the diode 14 serves as a reference for the potential difference V1. For this reason, the value of the potential difference V1 is a negative integer when a forward voltage is applied to the diode 14, and is a positive integer when a reverse voltage is applied to the diode 14.

比較回路32は、2つのコンパレータCMP1およびCMP2を含んで構成されたものである。比較回路32の入力は、差動増幅回路31の出力に接続されている。この比較回路32は、いわゆるウインドウ・コンパレータであり、差動増幅回路31の出力電圧31Aが所定の範囲内の値のとき、具体的には、コンパレータCMP1を含む回路において設定されたしきい値の上限Vmax以下、コンパレータCMP2を含む回路において設定されたしきい値の下限Vmin以上の値のとき、所定レベルの検知信号32Aを出力するようになっている。   The comparison circuit 32 includes two comparators CMP1 and CMP2. The input of the comparison circuit 32 is connected to the output of the differential amplifier circuit 31. The comparison circuit 32 is a so-called window comparator. When the output voltage 31A of the differential amplifier circuit 31 is a value within a predetermined range, specifically, the threshold value set in the circuit including the comparator CMP1 is set. When the value is not more than the upper limit Vmax and not less than the lower limit Vmin of the threshold value set in the circuit including the comparator CMP2, the detection signal 32A having a predetermined level is output.

つまり、比較回路32は、図3(A),(B)に示したように、差動増幅回路31の出力電圧31Aが所定の範囲内(異常領域A内)にあるとき検知信号32Aを出力し、所定の範囲外(正常領域B内)にあるとき検知信号32Aを出力しないようになっている。   That is, the comparison circuit 32 outputs the detection signal 32A when the output voltage 31A of the differential amplifier circuit 31 is within a predetermined range (in the abnormal region A), as shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B). However, the detection signal 32A is not output when it is outside the predetermined range (within the normal region B).

ここで、しきい値の上限Vmaxは、基準電圧Vrefに、増幅率α1およびα2を設定値eに掛けたものを加えた値(=Vref+e×α1×α2)であり、しきい値の下限Vminは、基準電圧Vrefから、増幅率α1およびα2を設定値eに掛けたものを減じた値(=Vref−e×α1×α2)である。ここで、設定値eは、ゼロボルトより大きく、ダイオードが正常のときの逆方向電圧より小さな値である。   Here, the upper limit Vmax of the threshold value is a value obtained by multiplying the reference voltage Vref by the amplification factors α1 and α2 and the set value e (= Vref + e × α1 × α2), and the lower limit Vmin of the threshold value. Is a value (= Vref−e × α1 × α2) obtained by subtracting the amplification factor α1 and α2 multiplied by the set value e from the reference voltage Vref. Here, the set value e is greater than zero volts and smaller than the reverse voltage when the diode is normal.

ダイオード11,12,13,14に逆方向電圧が印加されている場合に、差動増幅回路31の出力電圧31AがVmax以上の値のときは、ダイオードは正常なので検知信号32Aを出力せず、差動増幅回路31の出力電圧31AがVmaxより小さな値のときは、ダイオードが異常と判断して検知信号32Aを出力する。また、ダイオード11,12,13,14に順方向電圧が印加されている場合に、差動増幅回路31の出力電圧31AがVmin以下の値のときは、ダイオードは正常なので検知信号32Aを出力せず、差動増幅回路31の出力電圧31AがVminより大きな値のときは、ダイオードが異常と判断して検知信号32Aを出力する。   When a reverse voltage is applied to the diodes 11, 12, 13, and 14, when the output voltage 31 </ b> A of the differential amplifier circuit 31 is equal to or higher than Vmax, the diode is normal and the detection signal 32 </ b> A is not output. When the output voltage 31A of the differential amplifier circuit 31 is smaller than Vmax, the diode is determined to be abnormal, and the detection signal 32A is output. When a forward voltage is applied to the diodes 11, 12, 13, and 14, and the output voltage 31A of the differential amplifier circuit 31 is a value equal to or lower than Vmin, the diode is normal and the detection signal 32A is output. If the output voltage 31A of the differential amplifier circuit 31 is greater than Vmin, the diode is determined to be abnormal and the detection signal 32A is output.

なお、ダイオード13および14は順方向電圧が互いに逆向きとなるように並列接続されているので、ダイオード13および14に順方向電圧が印加されているか否かを考慮する必要はない。   Since the diodes 13 and 14 are connected in parallel so that the forward voltages are opposite to each other, it is not necessary to consider whether or not the forward voltage is applied to the diodes 13 and 14.

遅延回路33は、検知信号32Aをオン・オフするスイッチング素子と、その出力に接続される積分回路と、その積分回路の出力を波形整形するスイッチング回路とを含んで構成されたものである。ここで、積分回路は、例えば、抵抗およびコンデンサなどを含んで構成されている。遅延回路33の入力は、比較回路32の出力に接続されている。この遅延回路33は、図4(A),(B)に示したように、検知信号32Aが連続して出力されている期間t1がマスク期間tm(所定の期間)以下のとき、故障発生信号33Aを出力しないようになっている。一方、図5(A),(B)に示したように、検知信号32Aが連続して出力されている期間t2がマスク期間tmを超えると、故障発生信号33Aを出力するようになっている。   The delay circuit 33 includes a switching element that turns on and off the detection signal 32A, an integration circuit connected to the output thereof, and a switching circuit that shapes the output of the integration circuit. Here, the integration circuit includes, for example, a resistor and a capacitor. The input of the delay circuit 33 is connected to the output of the comparison circuit 32. As shown in FIGS. 4A and 4B, the delay circuit 33 generates a failure occurrence signal when the period t1 during which the detection signal 32A is continuously output is equal to or shorter than the mask period tm (predetermined period). 33A is not output. On the other hand, as shown in FIGS. 5A and 5B, when the period t2 during which the detection signal 32A is continuously output exceeds the mask period tm, the failure occurrence signal 33A is output. .

ここで、マスク期間tmは、ダイオード論理和接続回路10内や故障検知回路30内のノイズなど、ダイオード11,12,13,14の短絡以外の原因によって検知信号32Aが誤って出力される期間よりも長く、ダイオード11,12,13,14が短絡しているときに検知信号32Aが連続して出力される期間よりも短い。これより、遅延回路33は、ダイオード11,12,13,14が実際に短絡していないときには故障発生信号33Aを出力しないようになっており、ダイオード11,12,13,14が実際に短絡しているときにだけ故障発生信号33Aを出力するようになっている。   Here, the mask period tm is from a period in which the detection signal 32A is erroneously output due to a cause other than a short circuit of the diodes 11, 12, 13, 14 such as noise in the diode OR connection circuit 10 or the failure detection circuit 30. Longer than the period in which the detection signal 32A is continuously output when the diodes 11, 12, 13, and 14 are short-circuited. Thus, the delay circuit 33 does not output the failure occurrence signal 33A when the diodes 11, 12, 13, and 14 are not actually short-circuited, and the diodes 11, 12, 13, and 14 are actually short-circuited. The failure occurrence signal 33A is output only when the error occurs.

また、本実施の形態の各故障検知回路30の出力(遅延回路33の出力)は演算処理回路40の入力に、演算処理回路40の出力は警報装置50の入力にそれぞれ接続されている。ここで、演算処理回路40は、例えば、マイクロプロセッサおよびロジック回路などを含んで構成されている。この演算処理回路40は、故障発生信号33Aが入力されると、警報装置50にアラームを出力するための警報信号40Aを出力するようになっている。警報装置50は、演算処理回路40から警報信号40Aが入力されると、例えば、ダイオード11,12,13,14の少なくとも1つが短絡モードの故障したことを示すランプを点灯するようになっている。   In addition, the output of each failure detection circuit 30 (the output of the delay circuit 33) of this embodiment is connected to the input of the arithmetic processing circuit 40, and the output of the arithmetic processing circuit 40 is connected to the input of the alarm device 50. Here, the arithmetic processing circuit 40 includes, for example, a microprocessor and a logic circuit. When the failure occurrence signal 33A is input, the arithmetic processing circuit 40 outputs an alarm signal 40A for outputting an alarm to the alarm device 50. When the alarm device 40 receives the alarm signal 40A from the arithmetic processing circuit 40, for example, at least one of the diodes 11, 12, 13, and 14 lights a lamp indicating that the short-circuit mode has failed. .

次に、以上のような構成の駆動システムの動作について説明する。   Next, the operation of the drive system configured as described above will be described.

ダイオード論理和接続回路10は、ダイオード11,12,13の整流機能を利用して、第1電源P1、第2電源P2および第3電源P3のうち、相対的に高い電圧を入力する電源(選択電源)からの直流入力電圧Vinを電源本体部20に出力する。このとき、ダイオード11,12,14の整流機能を利用して、第1電源P1および第2電源P2から入力される電圧のうち相対的に高い電圧が第3電源P3から入力される電圧よりも大きいとき、第1電源P1および第2電源P2のうち相対的に高い電圧を入力する電源は、その間だけ、第3電源P3を充電する。   The diode OR connection circuit 10 uses the rectifying function of the diodes 11, 12, and 13 to select a power supply (selection) that inputs a relatively high voltage among the first power supply P1, the second power supply P2, and the third power supply P3. DC input voltage Vin from the power source) is output to the power source main body 20. At this time, by using the rectification function of the diodes 11, 12, and 14, a relatively higher voltage among the voltages input from the first power supply P1 and the second power supply P2 is higher than the voltage input from the third power supply P3. When it is large, the power source that inputs a relatively high voltage among the first power source P1 and the second power source P2 charges the third power source P3 only during that time.

電源本体部20は、選択電源から入力される直流入力電圧をスイッチングして交流電圧に変換すると共に、この交流電圧を変圧し整流して得られる直流出力電圧を第4電源P4に給電する。   The power source main body 20 switches the DC input voltage input from the selected power source to convert it into an AC voltage, and supplies a DC output voltage obtained by transforming and rectifying the AC voltage to the fourth power source P4.

差動増幅回路31は、ダイオードの両端の電位差V1を増幅すると共に、その増幅された電圧に基準電圧Vrefだけオフセットを加えた電圧31Aを出力し続ける。比較回路32は、出力電圧31Aが所定の範囲内(異常領域A内)にあるか否かを判定する。判定の結果、出力電圧31Aが所定の範囲外(正常領域B内)にある場合は、検知信号32Aを出力せず、逆に、出力電圧31Aが所定の範囲内(異常領域A内)にある場合は、検知信号32Aを出力する。   The differential amplifier circuit 31 amplifies the potential difference V1 between both ends of the diode and continues to output a voltage 31A obtained by adding an offset by the reference voltage Vref to the amplified voltage. The comparison circuit 32 determines whether or not the output voltage 31A is within a predetermined range (in the abnormal region A). As a result of the determination, when the output voltage 31A is outside the predetermined range (in the normal region B), the detection signal 32A is not output, and conversely, the output voltage 31A is in the predetermined range (in the abnormal region A). In the case, the detection signal 32A is output.

遅延回路33は、検知信号32Aが連続して出力されている期間がマスク期間tmを超えるか否かを判定する。判定の結果、検知信号32Aが連続して出力されている期間がマスク期間tm以内のとき、故障発生信号33Aを出力せず、逆に、検知信号32Aが連続して出力されている期間がマスク期間tmを超えるとき、故障発生信号33Aを出力する。   The delay circuit 33 determines whether or not the period during which the detection signal 32A is continuously output exceeds the mask period tm. As a result of the determination, when the period during which the detection signal 32A is continuously output is within the mask period tm, the failure occurrence signal 33A is not output, and conversely, the period during which the detection signal 32A is continuously output is masked. When the period tm is exceeded, the failure occurrence signal 33A is output.

これにより、ダイオード論理和接続回路10内や故障検知回路30内のノイズなど、ダイオードの短絡以外の原因によって検知信号32Aが誤って出力され、その誤って出力された検知信号32Aに基づいて、ダイオード11,12,13,14の少なくとも1つが短絡モードの故障したことを示す信号(本実施の形態ではランプの点灯に相当する)を外部に出力するのを防止することができ、ダイオード11,12,13,14の少なくとも1つが実際に短絡しているときにだけそのような信号を外部に出力することが可能となる。   As a result, the detection signal 32A is erroneously output due to a cause other than a short circuit of the diode, such as noise in the diode OR connection circuit 10 or the failure detection circuit 30, and the diode is generated based on the erroneously output detection signal 32A. It is possible to prevent the output of a signal (corresponding to the lighting of the lamp in this embodiment) indicating that at least one of 11, 12, 13, and 14 has failed in the short-circuit mode to the outside. , 13, and 14 can output such a signal to the outside only when at least one of them is actually short-circuited.

したがって、本実施の形態の故障検知回路30によれば、ダイオード論理和接続回路10内のダイオード11,12,13,14の短絡モードでの故障を正確に検出することができる。   Therefore, according to the failure detection circuit 30 of the present embodiment, the failure in the short-circuit mode of the diodes 11, 12, 13, and 14 in the diode OR connection circuit 10 can be accurately detected.

以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。   Although the present invention has been described with reference to the embodiment, the present invention is not limited to this embodiment, and various modifications can be made.

例えば、上記実施の形態では、遅延回路33を備えるようにしたが、ダイオード論理和接続回路10内や故障検知回路30内のノイズなど、ダイオードの短絡以外の原因によって検知信号32Aが誤って出力されることが実質的にない場合は、遅延回路33がなくてもよい。ただし、この場合は、検知信号32Aを故障発生信号33Aとして演算処理回路40に入力することが必要となる。   For example, in the above embodiment, the delay circuit 33 is provided, but the detection signal 32A is erroneously output due to a cause other than a short circuit of the diode, such as noise in the diode OR connection circuit 10 or the failure detection circuit 30. If there is substantially no delay, the delay circuit 33 may be omitted. However, in this case, it is necessary to input the detection signal 32A to the arithmetic processing circuit 40 as the failure occurrence signal 33A.

また、上記実施の形態では、ダイオード論理和接続回路10内にダイオードが4つ含まれている場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ダイオード論理和接続回路10内にダイオードが少なくとも2つ含まれていればよい。また、ダイオード論理和接続回路10内に順方向の互いに異なるダイオードが本実施の形態のように含まれていてもよいし、含まれていなくてもよい。   In the above-described embodiment, the case where four diodes are included in the diode OR connection circuit 10 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the diode OR connection circuit 10 includes It is sufficient that at least two diodes are included. Also, different diodes in the forward direction may or may not be included in the diode OR circuit 10 as in the present embodiment.

また、本発明は、上記実施形態に記載の、電源本体部20、差動増幅回路31、比較回路32および遅延回路33の構成に限定されるものではなく、同様の機能を有する他の構成を備えていてもよい。   In addition, the present invention is not limited to the configurations of the power supply main body 20, the differential amplifier circuit 31, the comparison circuit 32, and the delay circuit 33 described in the above embodiment, and other configurations having similar functions are possible. You may have.

また、本発明は、負荷駆動システム1の出力側に接続される電源の出力電圧が、電源システム1の入力側に接続される電源のそれと比べて低圧である必要はなく、高圧であってもよい。ただし、この場合は、電源本体部20が昇圧型であることが必要となる。   Further, according to the present invention, the output voltage of the power source connected to the output side of the load drive system 1 does not need to be lower than that of the power source connected to the input side of the power source system 1, Good. However, in this case, the power source body 20 needs to be a boost type.

本発明の一実施の形態に係る駆動システムの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the drive system which concerns on one embodiment of this invention. 図1の故障検知回路の構成を表す回路図である。It is a circuit diagram showing the structure of the failure detection circuit of FIG. 故障検知回路の動作を説明するための波形図である。It is a wave form diagram for demonstrating operation | movement of a failure detection circuit. 故障検知回路の動作を説明するための他の波形図である。It is another waveform diagram for demonstrating operation | movement of a failure detection circuit. 故障検知回路の動作を説明するための他の波形図である。It is another waveform diagram for demonstrating operation | movement of a failure detection circuit.

符号の説明Explanation of symbols

1…電源システム、10…ダイオード論理和接続回路、11,12,13,14…ダイオード、20…電源本体部、30…故障検知回路、31…差動増幅回路、31A…出力電圧、32…比較回路、32A…検知信号、33…遅延回路、33A…故障発生信号、40…演算処理回路、40…警報装置、40A…警報信号、P1…第1電源、P2…第2電源、P3…第3電源、P4…第4電源、T1,T2,T3…入力端子、T4,T5,T6,T7…出力端子、A…異常領域、B…正常領域、e…設定値、M…モータ、tm…マスク期間、V1…ダイオードの両端の電位差、Vref…基準電圧、Vmax…上限電圧、Vmin…下限電圧。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Power supply system, 10 ... Diode OR connection circuit, 11, 12, 13, 14 ... Diode, 20 ... Power supply main-body part, 30 ... Fault detection circuit, 31 ... Differential amplifier circuit, 31A ... Output voltage, 32 ... Comparison Circuit 32A ... Detection signal 33 ... Delay circuit 33A ... Fault occurrence signal 40 ... Arithmetic processing circuit 40 ... Alarm device 40A ... Alarm signal P1 ... First power source P2 ... Second power source P3 ... Third Power supply, P4 ... Fourth power supply, T1, T2, T3 ... Input terminal, T4, T5, T6, T7 ... Output terminal, A ... Abnormal area, B ... Normal area, e ... Set value, M ... Motor, tm ... Mask Period, V1 ... potential difference across the diode, Vref ... reference voltage, Vmax ... upper limit voltage, Vmin ... lower limit voltage.

Claims (2)

負荷回路と、外部電源が接続される複数の外部電源接続端子と、互いに並列に配置されると共に各一端が前記負荷回路に共通に接続され各他端が前記複数の外部電源接続端子の各々に接続された複数のダイオードとを備えた負荷駆動システムに適用される回路であって、A load circuit, a plurality of external power supply connection terminals to which an external power supply is connected, and one end connected in common to the load circuit and the other end connected to each of the plurality of external power supply connection terminals. A circuit applied to a load driving system comprising a plurality of connected diodes,
前記ダイオードの両端の電位差を検出すると共に増幅し、増幅後の電圧に基準電圧を加算して出力する増幅回路と、An amplification circuit that detects and amplifies the potential difference between both ends of the diode, adds a reference voltage to the amplified voltage, and outputs the amplified voltage;
前記増幅回路から出力された電圧が前記基準電圧を含む所定の範囲内にあるとき、故障発生信号を出力する比較回路とA comparator that outputs a failure occurrence signal when the voltage output from the amplifier circuit is within a predetermined range including the reference voltage;
を有するHave
ことを特徴とする故障検知回路。A failure detection circuit characterized by that.
負荷回路と、外部電源が接続される複数の外部電源接続端子と、互いに並列に配置されると共に各一端が前記負荷回路に共通に接続され各他端が前記複数の外部電源接続端子の各々に接続された複数のダイオードとを備えた負荷駆動システムに適用される回路であって、A load circuit, a plurality of external power supply connection terminals to which an external power supply is connected, and one end connected in common to the load circuit and each other end connected to each of the plurality of external power supply connection terminals. A circuit applied to a load driving system comprising a plurality of connected diodes,
前記ダイオードの両端の電位差を検出すると共に増幅し、増幅後の電圧に基準電圧を加算して出力する増幅回路と、An amplification circuit that detects and amplifies the potential difference between both ends of the diode, adds a reference voltage to the amplified voltage, and outputs the amplified voltage;
前記増幅回路から出力された電圧が前記基準電圧を含む所定の範囲内にあるとき、所定の検知信号を出力する比較回路と、A comparison circuit that outputs a predetermined detection signal when the voltage output from the amplifier circuit is within a predetermined range including the reference voltage;
前記比較回路から前記検知信号が出力された期間が所定の期間を超えたとき、故障発生信号を出力する遅延回路とA delay circuit that outputs a failure occurrence signal when a period during which the detection signal is output from the comparison circuit exceeds a predetermined period;
を有するHave
ことを特徴とする故障検知回路。A failure detection circuit characterized by that.
JP2005222116A 2005-07-29 2005-07-29 Fault detection circuit Expired - Fee Related JP4475199B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005222116A JP4475199B2 (en) 2005-07-29 2005-07-29 Fault detection circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005222116A JP4475199B2 (en) 2005-07-29 2005-07-29 Fault detection circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007043764A JP2007043764A (en) 2007-02-15
JP4475199B2 true JP4475199B2 (en) 2010-06-09

Family

ID=37801238

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005222116A Expired - Fee Related JP4475199B2 (en) 2005-07-29 2005-07-29 Fault detection circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4475199B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5278837B2 (en) * 2009-06-18 2013-09-04 トヨタ自動車株式会社 Converter output diode short-circuit detection device
JP6069888B2 (en) * 2012-05-19 2017-02-01 富士電機株式会社 DC / DC converter
JP6084151B2 (en) * 2013-11-18 2017-02-22 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 DC-DC converter
KR102013869B1 (en) * 2017-11-28 2019-08-23 엘지전자 주식회사 Power converter and operating method thereof
CN110888085A (en) * 2019-11-29 2020-03-17 华为数字技术(苏州)有限公司 Inverter short circuit detection method and device and inverter

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007043764A (en) 2007-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5265966B2 (en) Power supply device and lamp, vehicle
US11689109B2 (en) Input-parallel output-series multi-converter switching power supply
US20170366125A1 (en) Fault detection system for isolated two-switch exciter drive gate driver
EP2164160B1 (en) Voltage reduction detection circuit and switching power supply system
CN100403642C (en) power conversion device
JP4475199B2 (en) Fault detection circuit
US20090257247A1 (en) Switching Power Supply Circuit and Surge Absobring Circuit
US6111763A (en) Switching power supply
CN101752880B (en) UPS
JP4214484B2 (en) DC power supply
JP4415722B2 (en) Voltage converter
JP4415730B2 (en) Voltage converter
JP7620501B2 (en) Auxiliary power supplies, power supplies, and medical systems
JP4475148B2 (en) Discharge lamp lighting device and lighting fixture including the same
CA2252774C (en) Switched-mode power supply arrangement
JP4466346B2 (en) Ground fault detection circuit for semiconductor power converter
CN116711172A (en) DC-DC Converter
JP4796133B2 (en) Power supply
JP4683997B2 (en) Synchronous rectifier converter
JP4721824B2 (en) Synchronous rectifier converter
JP5241282B2 (en) Control device for secondary side power source of DC-DC converter and method for controlling secondary side power source of DC-DC converter
US20050185431A1 (en) DC/DC converter
JP7340977B2 (en) Vehicle DC/DC converter system, operation instruction circuit, and control method for vehicle DC/DC converter system
JP2004357460A (en) Power supply unit
JP7153873B2 (en) Lighting device, lighting device and emergency lighting system

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090915

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090929

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091119

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100216

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100301

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130319

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140319

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees