CN1681059A - 接点腐蚀防止装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种接点腐蚀防止装置，只在检测出接点腐蚀时使腐蚀防止电流流过，在如腐蚀防止电流持续流过那样的异常动作时，可以进行保护动作。在电源的内部或者附近设置过热检测部分，检测如腐蚀防止电流以连续或者高频率地流过那样的温度上升所产生的过热状态。在低阻抗部分上设置切换开关，对应从过热检测部分的输出进行切换。在过热检测部分没有检测出过热状态时，比较器的逻辑输出被送给开关元件的控制输入端子，如果输入信号线的电位如果比基准电源电位的规定电位高，开关元件被控制为导通，可以使输入信号线的阻抗降低。如果过热检测部分检测出过热状态，切换开关切换到开关元件一侧，可以使在接点上流过的腐蚀防止电流减少。
Description
技术领域
本发明涉及使大电流流过而破坏开关或连接器等的接点上产生的氧化覆盖膜，来防止腐蚀的接点腐蚀防止装置。
背景技术
一直以来，用于进行各种电子控制的输入大多被连接在开关或连接器等的接点上，例如，在汽车上为了进行各种控制，必须向多个电子控制元件(ECU)提供控制用的输入信号。输入信号从机械地进行导通和断开的开关的接点，进一步经由连接器的接点被送到电子控制元件的输入端子上。
开关或连接器等的接点由导电性良好的金属材料形成，使电气连接时的接触电阻较小。这样的接点在不连接时，接触部分的表面有可能被氧化而使接触电阻增大。也有可能在接触部分周边露出的部分的表面被氧化，所形成的氧化物夹进接触部分中，使接触电阻增大。即使由于接点氧化而使接触电阻增大，如果适当重复接触状态和非接触状态，在接触状态时使较大的电流流过，利用电流产生的发热等就可以除去氧化物，防止接触电阻的增加。
但是，在接点上经常使可以防止腐蚀的大电流流过，对于向电子设备的输入一般是不需要的，大电流的断续可能变成因噪声而产生错误动作等的原因。并且，如果在接点上使大电流流过，有可能使接点电气寿命极度降低，或者使接点熔接。为了解决这些问题，一种接点电流控制装置被公开，其检测接点的接触电阻，如果接触电阻变成预定的基准值以上，就在接点间使大电流流过(例如参照专利文献1)。
一种开关腐蚀防止电路也被公开，其在电子元件等低电流系统中使用大电流用开关时，开关的接点在导通期间，使大电流脉冲状地流过(例如参照专利文献2)。一种接点信号判别装置也被公开，其利用向电容器的充放电而周期地使脉冲状腐蚀防止电流流过(例如参照专利文献3)。本申请人也公开了一种开关接点腐蚀防止装置，其在开关的接点从打开状态变换到闭合状态的时刻起，至少在一定的保持时间内使防止腐蚀用的大电流流过，在开关的接点位于打开状态时，降低被连接在接点上的输入信号线的阻抗(例如专利文献4)。
[专利文献1]日本特开平2-297818号公报
[专利文献2]日本特开平6-96637号公报
[专利文献3]日本特开平7-14463号公报
[专利文献4]日本特开2002-343171号公报
在专利文献2～4所公开的现有技术中，不进行开关接点的接触电阻的检测，而是在接点闭合状态下，使脉冲状腐蚀防止电流流过。因此，在开关的打开/闭合的频率较高时，即使接点的接触电阻不增加，脉冲状的腐蚀防止电流所流过的频率也变高，有可能使消耗功率增加，或者成为噪声产生的原因。并且，因为腐蚀防止电流是比较大的电流，所以在从大规模集成的半导体集成电路(LSI)等供给时，如果频率变高就导致发热。
如专利文献1所公开的现有技术那样，检测接点的接触电阻，如果在接触电阻较高的期间使腐蚀防止电流流过，在不需要防止腐蚀的情况下，就可以不使腐蚀防止电流流过。并且在这种现有技术中，检测开关接点的接触电阻增加的电路结构在开关位于断开的状态下也同样进行检测，可以形成低阻抗。但是，在即使检测出接触电阻的增加而使腐蚀防止电流流过，接触电阻也不减小那样的情况下，也继续使腐蚀防止电流流过。在如使接点电流控制装置LSI化那样的情况下，因为持续供给腐蚀防止电流，有可能使LSI的损耗增加，造成LSI的热破坏。例如在接点磨损，接触面积减少那样的情况下，会产生即使流过腐蚀防止电流，接触电阻也不减小的异常状态。
更进一步地，在利用与接触电阻增加对应的电位变化来检测接点腐蚀所产生的接触不良状态时，即使是由于与腐蚀所产生的接触电阻增加不同的异常原因所产生的电位变化，也被检测出是腐蚀，而使腐蚀防止电流流过。如果电位变化不是因为接点腐蚀所产生的，即使流过腐蚀防止电流，电位也不会恢复，从而继续被检测出腐蚀的状态，腐蚀防止电流也就继续流过，就会产生损耗增加和热破坏的问题。作为异常的原因，可能是接点或者输入信号线与位于电源电位和接地电位中间的电位的线路等短路，也可能是连接接点的接地电位从实际的接地电位漂浮等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种接点腐蚀防止装置，其只在检测出接点腐蚀时，使腐蚀防止电流流过，在如腐蚀防止电流持续流过那样的异常动作时，可以进行保护动作。
本发明的接点腐蚀防止装置，用于防止接点腐蚀，其特征在于，具有：
电源；
被连接在上述接点上的信号线；
被连接在上述信号线上的第1电阻；
开关部，该开关部上述电源和上述信号线之间具有第1开关；
比较器，该比较器对上述信号线的电位和规定电位进行比较，判断上述接点是否腐蚀，在判断出上述接点腐蚀时，就输出驱动信号；以及
过热检测部分，该过热检测部分判断装置的温度是否超过规定温度，在判断出装置的温度超过规定温度时，则使流过上述开关部的电流减少，
上述第1开关被导通时，上述第1开关的电阻值比上述第1电阻的小，
上述第1电阻和上述开关部被并联地连接在上述电源和上述信号线之间，
如果从上述比较器接收到驱动信号，则上述第1开关被导通。
根据上述结构，可以成为只在接点被判断为腐蚀时才使腐蚀防止电流流过的状态。并且，在如腐蚀防止电流持续流过那样的异常动作时，可以实行用于使腐蚀防止电流发热减少的保护动作。
本发明的接点腐蚀防止装置，用于防止接点腐蚀，其特征在于，具有：
电源；
被连接在上述接点上的信号线；
被连接在上述信号线上的电阻；
被设置在上述电源与上述信号线之间的开关；
比较器，该比较器对上述信号线的电位和规定电位进行比较，判断上述接点是否腐蚀，在判断出上述接点腐蚀时，就输出驱动信号；
异常判断部，该异常判断部对上述信号线的电位和阈电平进行比较，根据该比较结果，判断上述信号线的电位是否异常；以及
异常保护处理部，该异常保护处理部在异常判断部判断信号线的电位异常并持续规定时间或规定时间以上时，就进行预定的保护处理，
在上述接点的接触电阻增大时，上述信号线的电位在大小关系上，朝向一侧变化，
在大小关系上，上述规定电位相对于上述阈电平被设定在另一侧，
上述开关的电阻值比上述电阻的电阻值小，
上述电阻和上述开关被并联地连接在上述电源和上述信号线之间，
如果从上述比较器接收到指令信号，则上述开关被导通。
根据上述结构，可以成为只在接点被判断为腐蚀时才使腐蚀防止电流流过的状态。并且，除了接点在非接触状态时的信号线的电位之外，在大小关系上，信号线的电位不应该从规定电位的另一侧变化到规定电位的一侧。因此，在如腐蚀防止电流持续流过那样的异常动作时，可以实行预定的保护处理。
更进一步地，本发明的接点腐蚀防止装置，用于防止多个接点腐蚀，其特征在于，具有：
被设置在上述每一个接点上的多个防止装置；
电源；以及
异常判断部，
各防止装置具有：
被连接在上述接点上的信号线；
被连接在上述信号线上的电阻；
被设置在上述电源和上述信号线之间的开关；以及
比较器，该比较器将上述输入信号线的电位与规定电位进行比较，判断上述接点是否腐蚀，在判断上述接点腐蚀时，就输出指令信号，
电流通过防止装置的至少两条信号线同时流入开关时，上述异常判断部判断上述信号线为异常。
根据上述结构，可以成为只在接点被判断为腐蚀时才使腐蚀防止电流流过的状态。因为腐蚀防止电流的通电频率低，所以在多个接点中的2个或2个以上的接点上，本不应该频繁重复流过腐蚀防止电流。接点异常时对于2个或2个以上的接点的防止腐蚀动作被分别独立进行，有可能在时间上重叠。因为异常判断部监视各输入信号线上流过的腐蚀防止电流，在2条或2条以上的输入信号线上，当在腐蚀防止电流流过期间内至少一部分重叠时，判断为异常，所以容易进行接点的异常判断。
附图说明
图1所示为第1实施方式的接点腐蚀防止装置1的概略电气结构的模块图。
图2所示为第2实施方式的接点腐蚀防止装置21的概略电气结构的模块图。
图3所示为第3实施方式的接点腐蚀防止装置31的概略电气结构的模块图。
图4所示为第4实施方式的接点腐蚀防止装置41的概略电气结构的模块图。
图5所示为第5实施方式的接点腐蚀防止装置51的概略电气结构的模块图。
图6分别所示为图5的输入信号线4电位变化的例子、对应的比较器9、逻辑判断结果、以及0R电路52的逻辑输出的变化的时序图。
图7所示为第6实施方式的接点腐蚀防止装置61的概略电气结构的模块图。
图8所示为第7实施方式的接点腐蚀防止装置101的概略电气结构的模块图。
图9所示为图8的输入电路模块102所包含的腐蚀防止装置102x的概略电气结构的模块图。
图10所示为图8的输入电路模块102B所包含的腐蚀防止装置102Bx的概略电气结构的模块图。
图11所示为图8的输入电路模块102C所包含的腐蚀防止装置102Cx的概略电气结构的模块图。
图12所示为图11的腐蚀防止装置102Cx的功能的图表。
图13所示为图9～图11的延迟电路140的动作时序图。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的各实施方式进行说明。在各实施方式中，对于具有与前面说明的部分对应的功能的部分，使用相同的参考标号，并省略重复的说明。但是，采用相同参考标号的部分不仅限于具有完全相同的结构，当然也包含各种变形形态，并且各实施方式可以将特征部分和其他实施方式进行组合。
图1所示为本发明的第1实施方式的接点腐蚀防止装置1的概略电气结构。接点腐蚀防止装置1具有防止开关2的接点3被腐蚀的功能。接点3经由输入信号线4被连接在后一级电子控制装置5的输入侧。接点3也可以是连接器等的接点。接点腐蚀防止装置1作为LSI的一部分被实现。电源6利用从LSI外部所供给的功率而生成逻辑电路动作用的电源电压，供给到LSI的内部。逻辑电路动作用的电源电压例如是5V或3.3V。该电源电压将低电平侧接地并在高电平侧输出。另外，按照开关2或连接器的形式或构造，接点3的数量或构造也不同。无论是那种，接点3的接触电阻都是相互接触并电气连接的表面部分间的电阻。
开关2被连接在电源6的低电平侧，如果开关2导通，接点3就被连接在接地电位上。在输入信号线4上，低阻抗部分7以及电阻8被连接在电源6的高电平侧。比较器9将输入信号线4的电位和由基准电位源10所提供的规定电位进行比较。规定电位被这样设定，即在输入信号线4的电位超过规定电位时，接点3被腐蚀。比较器9判断信号线4的电位超过规定电位时，低阻抗部分7就被激活。比较器9的反向输入端子被连接在输入信号线4上，非反向输入端子被连接在由基准电位源10所供给的规定电位上。在大小关系上，输入信号线4的电位相对于规定电位位于一侧时，比较器9输出低电平的逻辑值。并且，在大小关系上，输入信号线4的电位相对于规定电位位于另一侧时，比较器9输出高电平的逻辑值。具体地说，输入信号线的电位在接地一侧比规定电位低时(即，输入信号线4的电位相对与规定电位位于一侧时)，就从比较器9输出高电平的逻辑值。这时，P沟道MOS晶体管的开关元件12、13两方都变成截止的状态而不被导通。输入信号线4的电位在电源6高电平侧比规定电位高时(即，输入信号线4的电位相对与规定电位位于另一侧时)，就从比较器9输出低电平的逻辑值，P沟道MOS晶体管的开关元件12、13两方都成为导通的状态，被激活。开关2如果断开，则输入信号线4的电位比规定电位高，低阻抗部分7的开关元件12、13中的一方就成为导通的状态。因为低阻抗部分7变为导通的动作，所以输入信号线4的阻抗变得比截止动作时的低，但是因为开关2断开，所以在接点3上不流过电流，消耗功率就不会增加。
低阻抗部分7在开关元件12、13的一方进行导通动作时，是比电阻8低的阻抗，并将输入信号线4和电源6高电平侧进行连接。这时开关2如果导通，就使可以除去氧化物的腐蚀防止电流在接点3上流过。在低阻抗部分7不动作时，低阻抗部分7的阻抗比电阻8的电阻值高，输入信号线4和电源6高电平侧之间的阻抗也变高，开关2即使导通，在接点3上流过的电流也较小，氧化物除去功能就没有了，但是消耗功率被减少。
在电源6上，在其内部或者近旁设置过热检测部分11，检测腐蚀防止电流以连续或者高频率的方式流过时的温度上升所产生的过热状态。接点腐蚀防止装置1作为半导体芯片上的集成电路被形成时，可以检测该半导体芯片的过热状态。
低阻抗部分7包含有P沟道MOS晶体管等的开关元件12、13和电阻14以及切换开关15。开关元件12、13作为MOS晶体管的漏极·源极间分别被连接在输入信号线4和电源6高电平侧之间，比较器9的逻辑输出如果变成低电平就成为导通的状态，如果变成高电平就成为截止的状态。在比较器9的逻辑输出和作为MOS晶体管的栅极即开关元件12、13的控制输入端子之间，设置切换开关15，对应来自于过热检测部分11的输出而进行切换。过热检测部分11在没有检测出过热状态时，比较器9的逻辑输出被送给开关元件12的控制输入端子，输入信号线4的电位如果比基准电位源10的规定电位高，开关元件12就被控制导通，就可以使输入信号线4的阻抗降低。过热检测部分11如果检测出过热状态，切换开关15进行切换，以将比较器9的逻辑输出供给到开关元件13的控制输入端子。电阻14被串联地连接在开关元件13一侧，导通时的阻抗变得比开关元件12导通时的阻抗高。由此，就可以使在接点3上流过的腐蚀防止电流减少。但是，即使减少也要保留在除去接点氧化物所需的充分程度的电流值的范围内。
即、接点腐蚀防止装置1具有电源6、输入信号线4、作为第1电阻发挥作用的电阻8、开关部以及比较器9。输入信号线4被连接在接点3上。电阻8被连接在输入信号线4上。开关部具有在电源6和输入信号线4之间作为第1开关发挥作用的开关元件12。比较器9将输入信号线4的电位和规定电位进行比较，判断接点3是否腐蚀，比较器9判断为接点3腐蚀时，比较器9就输出驱动信号。开关元件12被导通时，开关元件12的电阻比电阻8的电阻小。电阻8和开关部被并联地连接在电源6与输入信号线4之间。如果接收到比较器9输出的驱动信号，开关12就被导通。因此，可以只在接点3被检测出腐蚀时使腐蚀防止电流流过。另外，基准电位源10可以通过例如将电源6的高电平侧的电源电位和低电平一侧的接地电位使用电阻16、17进行分压这样的结构而简单地实现。
接点腐蚀防止装置1还包含有判断装置1的温度是否超过规定温度的过热检测部分11。过热检测部分11判断装置1的温度超过规定温度时，过热检测部分11就使流过开关部的电流减少。在本实施方式中，低阻抗部分7响应过热检测部分11的检测结果，在被检测出过热状态时就被激活，使在以输入信号线4变为低阻抗的方式进行控制期间流过的腐蚀防止电流减少。这是因为过热检测部分11如果检测出过热状态，切换开关15就被切换到开关元件13一侧，腐蚀防止电流被电阻14限制。另外，切换开关15由逻辑电路等实现，进行电子切换。在利用低阻抗部分7对腐蚀防止电流的限制中，作为开关元件13可以选择导通电阻比开关元件12高的元件。因为当利用过热检测部分11检测出过热状态时，使在以控制输入信号线4变为低阻抗进行控制期间流过腐蚀防止电流减少，所以在如腐蚀防止电流持续流过那样的异常动作时，就可以进行用于使腐蚀防止电流产生的发热减少的保护动作。
图2所示为本发明第2实施方式的防止接点腐蚀21的概略电气结构。在接点腐蚀防止装置21中，在基准电位源10和电源6高电平侧之间，插入电阻22以及开关元件23。电阻22和基准电位源10的高电平侧的电阻16被串联地连接，开关元件23例如由P沟道MOS晶体管实现，其源极以及漏极分别被连接在电阻22的两端。即，开关元件23和电阻22被并联地连接。作为开关元件23的P沟道MOS晶体管的栅极，被过热检测部分11的检测输出所驱动，在没有检测出过热状态时，开关元件23就断开。如果开关元件23断开，基准电位源10的规定电位就成为将电源6的电源电位利用电阻22、16的合成电阻值和电阻17的电阻值进行分压的电位。如果检测出过热状态，开关元件23就导通，规定电位就成为将电源6的电源电位利用电阻16的电阻值和电阻17的电阻值进行分压的电位。从而，如果检测出过热状态，规定电位就向电源6的高电平一侧上升。因为上升前的规定电位和上升后的规定电位的中间电位，在上升前被判断为腐蚀，在上升后不被判断为腐蚀，所以规定电位的上升，就意味着在大小关系上，输入信号线4的电位相对于规定电位向另一侧变化。另外，作为低阻抗部分只使用开关元件12，但是也可以如上述那样，作为实施方式的组合使用和第1实施方式同样的低阻抗部分7。
接点腐蚀防止装置21包含有检测装置21是否达到预定的过热状态的过热检测部分11。过热检测部分11检测出装置21的温度超过规定温度时，过热检测部分11就改变规定电位，使得比较器9判断接点3不腐蚀。由此，在上升前的规定电位使得腐蚀防止电流的通电频率变高那样的情况下，则改变规定电位，使得在大小关系上，输入信号线的电位位于规定电位的另一侧，就可以降下通电频率而使发热减少。接3或输入信号线4由于和其他的中间电位短路等原因，而使输入信号线4的电位变得异常的情况下，也同样改变规定电位，使防止腐蚀功能难以动作，可以进行用于使腐蚀防止电流产生的发热减少的保护动作。
图3所示为本发明的第3实施方式的接点腐蚀防止装置31的概略电气结构。在接点腐蚀防止装置31中，设有与图1和图2所示的和过热检测部分11同样的检测电源6的过热状态的过热检测部分32，来控制电流限制部分33，该电流限制部分33设置在从电源6向作为低阻抗部分的开关元件12供给电流的流路的中途。电流限制部分33由MOS晶体管或双极性晶体管等实现，以下述方式进行控制，即，在没有检测出过热状态时，变成低阻抗而使对于电流供给的限制减少，在检测出过热状态时就变成高阻抗状态而限制电流的供给。
即，在接点腐蚀防止装置31中，通过设置电流限制部分33，来实现电流供给部分，该电流供给部分向输入信号线4供给腐蚀防止电流，并且具有如在温度上升时限制供给的腐蚀防止电流那样的温度特性。作为电源6也可以具有温度上升时限制电流的功能。因为这样的电流供给部分向输入信号线4供给腐蚀防止电流，并且具有如在温度上升时，限制供给的腐蚀防止电流那样的温度特性，所以在如腐蚀防止电流持续流过那样的异常动作时，在腐蚀防止电流产生发热的情况下，可以通过自身的温度特性进行保护动作，使电流减少。
图4所示为本发明第4实施方式的接点腐蚀防止装置41的概略电气的结构，在接点腐蚀防止装置41中，与作为低阻抗部分的开关元件12串联地插入正温度特性的电阻元件42。正温度特性的电阻元件42插在作为开关元件12的P沟道MOS晶体管的漏极一侧，但是也可以插在源极一侧，或者插在图3的电流限制部分33的位置。
正温度特性电阻元件42具有随着温度上升电阻值变大的正温度特性。一般，金属等的导体随着温度的上升电阻值也变大。例如如果使截面积减小而使热容减小，则当腐蚀防止电流持续流过时，因为作为电流值的平方和电阻值的积而算出的功率变化成热量，所以由于发热而产生的温度上升，电阻值也就变大，进一步发热使电阻值也进一步变大。正温度特性电阻元件42的电阻值如果变大，腐蚀防止电流就被限制。即，正温度特性电阻元件42被串联地插到使腐蚀防止电流在输入信号线上流过的供给路径上，是具有如在温度上升时电阻值也上升那样的正温度特性的电阻元件。这样的正温度特性的电阻元件42可以由正温度特性热敏电阻等实现，与使用金属等的电阻体的情况相比，温度系数增大，可以提高限制电流的效果。如果在LSI内部形成正温度特性的电阻元件42困难，也可插入到用于将输入信号线4连接在LSI外部的端子和接点3之间。
图5所示为本发明第5实施方式的接点腐蚀防止装置51的概略电气结构。在接点腐蚀防止装置51中设置OR电路52，输出比较器9的逻辑输出和输入信号线4的电位的逻辑和。比较器9的输出，在输入信号线4的电位比基准电位源10的规定电位低时，就成为高电平(Hi)，输入信号线4的电位比规定电位高时就变为低电平(Lo)。如果预先使规定电位比用于OR电路52等的逻辑判断的阈电平低，输入信号线4的电位即使超过规定电位，也会产生比阈电平低的状态。在这种状态下，OR电路52的输出变成低电平，低电平的期间如果持续规定的时间，则异常保护部分53进行向外部端子54输出异常信号等的保护动作。
图6(a)表示输入信号线4的电位变化的例子，(b)、(c)以及(d)分别表示对应的比较器9、逻辑判断结果、以及0R电路52的逻辑输出的变化。如(a)图所示，输入信号线4的电位在t0时刻，在开关2从断开变到导通的时间中，接近电源电压VB，在t0时刻比规定电位低。在t0时刻，(b)图中表示的比较器9的逻辑输出从低电平变到高电平，(c)图中表示的逻辑判断结果从高电平变化到低电平。从而，(d)图中表示的OR电路52的逻辑输出是高电平，不发生变化。
如果接点3的接触电阻增加，输入信号线4的电位也上升，在t1时刻超过检测线(规定电位)。如(a)图所示，如果在t1时刻输入信号线4的电位超过规定电位，(b)图中表示的比较器9的逻辑输出就从高电平变到低电平，(c)图中表示的逻辑判断结果保持低电平不变。从而，如(d)图所示，OR电路52的逻辑输出从高电平变到低电平。在t1时刻以后，由于比较器9的输出，开关元件12变成导通状态，使腐蚀防止电流在接点3上流过。通常，即使由于接点腐蚀而使接触电阻增加，如果使腐蚀防止电流流过，就如(a)图中双点划线所示的那样，到t2时刻，接触电阻减小，输入信号线4的电位也比规定电位降低。如果即使OR电路52的输出为低电平的期间超过t3时刻，OR电路52的输出仍是低电平，异常保护部分53就判断为接点3上产生异常，上述t3时刻是经过了比t1时刻和t2时刻的差长地进行设定的时间tw后的时刻。
即，如果接点3的接触电阻增加，输入信号线4的电位就向大小关系的一侧进行变化。在大小关系上，由基准电位源10所通过的规定电位，相对于对输入信号线4的电位进行逻辑判断的阈电平，被设定在另一侧。异常判断部分即OR电路52根据比较器9的判断结果和自身的输入逻辑电平，进行是否异常的判断，例如，在异常时输出低电平，如果没有异常就输出高电平，所述自身的逻辑电平是输入信号线4被连接在输入侧的逻辑电路所产生的逻辑判断结果。阈电平以下述方式被设定，即，如果接点3的接触电阻充分小，则接点3相对于被连接在电源电位一侧或者接地电位一侧时的输入信号线4的电位可以获得充分的安全系数。因此，即使比较器9的规定电位以检测接触电阻增加的方式被设定，也可以对于阈电平在与接点3的接触电阻减少相对应的电位变化方向一侧进行设定(即，在大小关系上，规定电位相对于阈电平被设定在另一侧)。输入信号线4的电位即使从在大小关系上的规定电位的另一侧变化到规定电位的一侧，在输入信号线的电位达到阈电平之前，逻辑判断结果就表示接点3的接触状态。接点3的非接触状态与接触电阻非常大的状态是等同的，在大小关系上，输入信号线4的电位相对于规定电位和阈电平位于一侧。从而，逻辑判断结果是接点3的接触状态一侧的逻辑时，如果比较器9的判断结果是判断为接点3腐蚀，则可以判断是即使判断接点3腐蚀而使腐蚀防止电流流过，接触电阻也不减少的状态，即防止腐蚀功能失效的异常动作时期。
因为异常保护部分53响应异常判断部分的判断结果，输入信号线4的电位被判断为异常的期间如果持续了预定的时间，就进行预定的保护处理，所以如果腐蚀防止电流流过，接触电阻就应该减少，除了接点的非接触时的电位，输入信号线4的电位在大小关系上相对于规定电位不应该持续位于一侧，在这样的异常动作时，可以进行预定的保护处理。
图7表示本发明的第6实施方式的接点腐蚀防止装置61的概略电气结构。在接点腐蚀防止装置61中，包含有对输入信号线4的电位进行模/数转换而进行监视的模/数转换(A/D)部分62，根据数字转换值，处理部分63进行腐蚀的判断和异常动作的判断。但是，腐蚀的判断可以如上述各实施方式那样使用比较器9进行，而利用处理部分63进行异常动作的判断。并且，也可以利用处理部分63进行腐蚀的判断，而对于异常动作可以和图5同样地进行判断。
即，作为比较部分或者异常判断部分的功能中的至少一方，根据模/数转换部分62监视的电位的数字转换值，进行腐蚀或者异常的判断。因为利用模/数转换部分62对输入信号线4的电位进行模/数转换而进行监视，根据监视的电位的数字转换值进行腐蚀的判断或者异常动作时的判断中的至少一方，所以可以有效地利用模/数转换部分62进行判断。
异常保护部分53作为异常动作时的保护处理，可以使利用低阻抗部分即开关元件12等被控制为低阻抗的输入信号线4的阻抗进一步降低。因为在即使流过腐蚀防止电流，接点3的接触电阻也不减少那样的异常时，使输入信号线4的阻抗进一步降低，所以可以使接点3接触而流过的腐蚀防止电流增加。在即使流过预定的腐蚀防止电流，接触电阻也不减少，而使恢复变得困难那样的异常时，输入信号线4的阻抗变低就可以使腐蚀防止电流增加。如果腐蚀防止电流增加，氧化物的除去能力就提高，接触电阻就减少。
并且，在图5以及图7中，作为保护处理，异常保护部分53经由外部端子54向接点腐蚀防止装置51、61的外部输出接点的异常信号。因为作为保护处理向外部输出接点的异常信号，所以可以使外部了解接点的防止腐蚀功能产生异常，利用在信号输入中使用接点3的控制系统等所具有的自诊断功能等，可以有效低加以利用。
图8表示本发明的第7实施方式的接点腐蚀防止装置101的概略电气结构。接点腐蚀防止装置101作为具有选择多个输入信号的功能的LSI被形成。即，具有含多条通道的输入电路模块102，利用多路转换器103选择来自于输入电路模块102中的多条通道的输出，利用比较器104进行逻辑判断，输出判断结果。输入电路模块102具有电路结构不同的输入电路模块A102A、输入电路模块B102B以及输入电路模块C102C。多路转换器103具有选择输入电路模块102A通道的MPX103A、和选择输入电路模块B102B通道的MPX103B、以及选择输入电路模块C102C通道的MPX103C。分别由MPX103A、103B、103C选择的输入，利用比较器104内的比较器104A、104B、104C分别作为逻辑值被判断。对应来自于译码器105的输出，进行利用多路转换器103的通道选择。
正的电源电压VB从电源106被供给到输入电路模块102中，+5V的逻辑电路用的电源电压VOM5从电源106被供给到比较器104中。靠近电源106设置过热检测部分107以及异常判断部分108。过热检测部分107的检测结果以及异常判断部分108的判断结果被送到处理部分109，作为保护动作，进行包含向外部端子110输出异常信号的动作。
输入电路模块A102A的多个输入通道分别被连接在输入端子111、112、113、…上。输入电路模块B102B的多个输入通道分别被连接在输入端子121、122、123、…上。输入电路模块C102C的多个输入通道分别被连接在输入端子131、132、133、…上。另外，在输入端子111、112、113、…、121、122、123、…、131、132、133…上分别连接了外部的开关或连接器等的接点。
图9表示输入电路模块102A的一个通道的接点腐蚀防止装置102Ax的概略电气结构。输入信号线4最终被连接在比较器104A上，利用其电位判断开关或连接器等的导通和断开。输入信号线4所连接的输入端子11x与图1～图5以及图7相同，假设连接在电源的低电平侧的接点上进行使用。二极管8d被串联地连接在高阻抗部分即电阻8上，阻止反向的电流。比较部分即比较器9的输出经由延迟电路140以及门电路141，被送到低阻抗部分即开关元件12上。电阻8的阻抗也预先设置为比开关元件12导通时的阻抗高。在开关元件12由P沟道MOS晶体管实现时，二极管12d被连接在漏极和输入信号线4之间，阻止反向电流。二极管12e被连接在P沟道MOS晶体管的反向栅极和电源电压VB之间。图8的处理部分109输出的过热检测信号被送到门电路141的一个输入上。过热检测信号如果没有检测出过热状态就是低电平，如果检测出过热状态就变成高电平，禁止导通开关元件12。门电路141和OR电路等同。衰减电路142被插入在输入信号线4上，成为向MPX103的输出。另外，有关延迟电路140的功能在后面叙述。
图10表示输入电路模块102B的一个通道的接点腐蚀防止装置102Bx的概略电气结构。输入信号线4最终被连接在比较器104B上，利用其电位判断开关或连接器等的导通和断开。输入信号线4所连接的输入端子12x与图1～图5以及图7的不同，假设连接在电源的高电平侧的接点上进行使用。作为低阻抗部分的开关元件143由N沟道MOS晶体管实现，与高阻抗部分即电阻144一起被连接在输入信号线4和接地之间。二极管143d被串联地连接在作为开关元件143的N沟道MOS晶体管的漏极和输入信号线4之间，阻止反向的电流。比较部分即比较器9的输出经由延迟电路140和门电路145被送到开关元件143。来自于图8的处理部分109的过热检测信号被送到门电路145的一个输入中。过热检测信号，如果没有检测出过热状态就是低电平，如果检测出过热状态就变成高电平，禁止导通开关元件143。衰减电路被插入在输入信号线4上，变成向MPX103B的输出。
图11表示输入电路模块102C的一个通道的接点腐蚀防止装置102Cx的概略电气结构。输入信号线4最终被连接在比较器104C上，利用其电位判断开关或连接器等的导通和断开。输入信号线4所连接的输入端子13x与图1～图5以及图7的不同，假设不只连接在电源的低电平侧，还连接在电源的高电平侧进行使用。比较器9的逻辑输出经由NAND电路151被提供给开关元件12，该NAND电路151的一个输入由延迟电路140的输出所提供。NAND电路151的另一个输入，由AND电路152的输出所提供。比较器9的逻辑输出经由NOR电路153被提供给开关元件143，该NOR电路153的一个输入由延迟电路140的输出所提供。NOR电路153的另一个输入，由OR电路154的输出所提供。门电路155的输出和SEL1的输入被提供到AND电路152中。利用反相器156将门电路155的输出进行逻辑反转后的信号和利用反相器157将SEL2的输入进行逻辑反转后的信号被提供到OR电路154中。SEL3的输入信号和过热检测信号被提供到门电路155中。
SEL1的输入如果变成高电平，开关158就导通，电阻8就作为高阻抗部分被连接在输入信号线4和电源电压VB之间。SEL2的输入如果变成高电平，开关159就导通，电阻144就作为高阻抗部分被连接在输入信号线4和接地之间。SEL2以及SEL1如果都变成高电平，就分别导通基准电位源160的开关161、162。由此，切换由电阻16、163、164形成的分压电路，可以使比较器9的规定电位发生变化。
图12表示由图11的3个选择信号SEL1、SEL2、SEL3进行的输入电路模块102C上的功能选择状态。如果使SEL1为高电平，与输入电路模块102同样，可以将开关连接在低电平侧。如果使SEL2为高电平，与输入电路模块102B同样，可以将开关连接在高电平侧。如果使SEL3为高电平，就可以具有防止接点腐蚀的功能。
图13表示图9～图11所示的延迟电路140的动作。(a)表示向比较器9输入的电位的变化，(b)表示比较器9的逻辑输出，(c)图表示延迟电路140的输出。如(a)图所示，从t10时刻到t11时刻，如果比较器9的输入超过规定电位，则如(b)图所示，比较器9的输出就变成低电平。延迟电路140被以下述方式形成，即，例如具有5μs左右的延迟时间td，并且在该延迟时间td的期间内持续为同一逻辑值的情况下，在延迟时间td后就输出其逻辑值。从而，如(c)图所示，从t10时刻经过延迟时间td后，延迟电路140的输出就变成低电平，如虚线所示，作为最小时间tmin，在与延迟时间相同的时间内持续低电平。如果从t10时刻到t11时刻的时间比延迟时间td长，在从t11时刻经过延长时间td后的时刻，延迟电路140的输出就变化到高电平。
如上所述，在腐蚀防止装置101中，在多个接点的每一个接点上具有输入信号线4所连接的通道，过热检测部分107在腐蚀防止电流流过任一个通道的输入信号线4的期间，检测是否变成预定的过热状态。在腐蚀防止电流没有流过时，几乎没有发热，所以不会变成过热状态。处理部分109响应过热检测部分107的检测结果，在利用过热检测部分107检测出过热状态时，就作为动作禁止部分发挥作用，其进行控制，以禁止流过腐蚀防止电流的通道的低阻抗部分即开关元件12、143进行使腐蚀防止电流流过的动作。控制机构109具有检测腐蚀防止电流是否在每个通道上流过的功能、和使过热检测信号只在腐蚀防止电流流过的通道上为高电平的功能。在如腐蚀防止电流持续流过那样的异常动作时，使该腐蚀防止电流不流过，进行用于使发热减少的保护动作，并且对于其他接点可以避免防止腐蚀功能失效。
并且异常判断部分108监视激活各低阻抗部分的开关元件12、13、143的控制信号、和从电源106流向各输入信号线4的腐蚀防止电流，当在多条输入信号线4上流过腐蚀防止电流的期间中的至少一部分重叠时，判断为异常。因为腐蚀防止电流的通电频率低，所以本不应该在多个接点上频繁地重复流过腐蚀防止电流。接点异常时，对于多个接点的防止腐蚀动作被分别独立地进行，有可能在时间上重叠。异常判断部分监视提供给各低阻抗部分的激活信号和在各输入信号线上流过的腐蚀防止电流，在多条输入信号线上流过腐蚀防止电流的期间中的至少一部分重叠时，判断为异常，所以可以容易地进行接点异常的判断。
Claims (21)
1.一种接点腐蚀防止装置，用于防止接点(3)腐蚀，其特征在于，具有：
电源(6)；
被连接在上述接点(3)上的信号线(4)；
被连接在上述信号线(4)上的第1电阻(8)；
开关部，该开关部上述电源(6)和上述信号线(4)之间具有第1开关(12)；
比较器(9)，该比较器(9)对上述信号线(4)的电位和规定电位进行比较，判断上述接点(3)是否腐蚀，在判断出上述接点(3)腐蚀时，就输出驱动信号；以及
过热检测部分(11、32、42)，该过热检测部分(11、32、42)判断装置的温度是否超过规定温度，在判断出装置的温度超过规定温度时，则使流过上述开关部的电流减少，
上述第1开关(12)被导通时，上述第1开关(12)的电阻值比上述第1电阻(8)的小，
上述第1电阻(8)和上述开关部被并联地连接在上述电源(6)和上述信号线(4)之间，
如果从上述比较器(9)接收到驱动信号，则上述第1开关(12)被导通。
2.根据权利要求1所述的接点防止腐蚀装置，其特征在于，在装置的温度超过规定温度，并且，电流流过开关部时，上述过热检测部分(11、32、42)使流过开关部的电流减少。
3.根据权利要求1或2所述的接点腐蚀防止装置，其特征在于，还具有一方端部被连接在上述比较器(9)上的第3开关(15)，
上述开关部在上述电源(6)和上述信号线(4)之间还具有第2开关(13)和第2电阻(14)。
上述第2开关(13)和上述第2电阻(14)被串联地连接，
上述第1开关(12)和上述第2开关(13)被并联地连接，
上述第3开关(15)的另一端在上述第1开关(12)和上述第2开关(13)之间进行切换，
在上述第2开关(13)被导通时，上述第2开关(13)的电阻值和上述第2电阻(14)的电阻值比上述第1电阻(8)的电阻值小，
如果上述过热检测部(11)判断装置的温度超过规定温度，则上述过热检测部(11)将第3开关(15)从第1开关一侧切换到第2开关一侧，
如果从上述比较器(9)接收到上述驱动信号，则上述第2开关(13)被导通。
4.根据权利要求1或2所述的接点腐蚀防止装置，其特征在于，如果上述过热检测部(11)判断装置的温度超过规定温度，则上述过热检测部(11)禁止电流流过上述开关部。
5.根据权利要求1或2所述的接点腐蚀防止装置，其特征在于，如果上述过热检测部(11)判断装置的温度超过规定温度，则上述过热检测部(11)使上述规定电位发生变化，从而使上述比较器(9)判断上述接点(3)不腐蚀。
6.根据权利要求5所述的接点腐蚀防止装置，其特征在于，还具有基准电源设定部，该基准电源设定部在上述电源(6)和接地之间具有第3电阻(22)、第4电阻(16)、第5电阻(17)以及第4开关(23)，
上述第3～第5电阻(22、16、17)被串联地连接，
上述第3电阻(22)和上述第4开关(23)被并联地连接，
上述比较器(9)将上述第4电阻(16)和上述第5电阻(17)之间的点上的电压用作上述规定电位，
如果上述过热检测部(11)判断装置的温度超过规定温度，则上述过热检测部(11)使上述第4开关(23)导通，从而使上述第3电阻(22)的连端短路。
7.根据权利要求1或2所述的接点腐蚀防止装置，其特征在于，在大小关系上，上述信号线(4)的电位相对于规定电位位于一侧时，上述比较器(9)判断上述接点(3)被腐蚀，
在大小关系上，上述信号线(4)的电位相对于规定电位位于另一侧时，上述比较器(9)判断上述接点(3)没有腐蚀，
如果上述过热检测部(11)判断装置的温度超过规定温度，则上述过热检测部(11)使规定电位改变，从而使上述信号线(4)的电位相对于规定电位在大小关系上位于另一侧。
8.根据权利要求1或2所述的接点腐蚀防止装置，其特征在于，还具有电流限制部(33)，如果上述过热检测部(32)判断装置的温度超过规定温度，则上述电流限制部(33)限制流入上述开关部的电流。
9.根据权利要求8所述的接点腐蚀防止装置，其特征在于，上述电流限制部(33)被设置在上述电源(6)和上述第1电阻(8)之间，并且在上述电源(6)和上述开关部之间。
10.根据权利要求1或2所述的接点腐蚀防止装置，其特征在于，上述开关部还具有与上述第1开关(12)连接的第6电阻(42)，
该第6电阻(42)具有正的温度特性。
11.一种接点腐蚀防止装置，用于防止接点(3)腐蚀，其特征在于，具有：
电源(6)；
被连接在上述接点(3)上的信号线(4)；
被连接在上述信号线(4)上的电阻(8)；
被设置在上述电源(6)与上述信号线(4)之间的开关(12)；
比较器(9、63)，该比较器(9、63)对上述信号线(4)的电位和规定电位进行比较，判断上述接点(3)是否腐蚀，在判断出上述接点(3)腐蚀时，就输出驱动信号；
异常判断部(52、63)，该异常判断部(52、63)对上述信号线(4)的电位和阈电平进行比较，根据该比较结果，判断上述信号线(4)的电位是否异常；以及
异常保护处理部(53)，该异常保护处理部(53)在异常判断部(52、63)判断信号线(4)的电位异常并持续规定时间或规定时间以上时，就进行预定的保护处理，
在上述接点(3)的接触电阻增大时，上述信号线(4)的电位在大小关系上，朝向一侧变化，
在大小关系上，上述规定电位相对于上述阈电平被设定在另一侧，
上述开关(12)的电阻值比上述电阻(8)的电阻值小，
上述电阻(8)和上述开关(12)被并联地连接在上述电源(6)和上述信号线(4)之间，
如果从上述比较器(9、63)接收到指令信号，则上述开关(12)被导通。
12.根据权利要求11所述的防止接点腐蚀装置，其特征在于，在大小关系上，上述信号线(4)的电位相对于规定电位位于一侧时，上述比较器(9、63)判断上述接点(3)腐蚀，
在大小关系上，上述信号线(4)的电位相对于规定电位位于另一侧时，上述比较器(9、63)判断上述接点(3)没有腐蚀，
在大小关系上，上述信号线(4)的电位相对于上述阈电平位于另一侧并且相对于上述规定电位位于一侧时，异常判断部(52、63)判断上述信号线(4)的电位异常。
13.根据权利要求11所述的接点腐蚀防止装置，其特征在于，上述电源(6)具有第1端子以及电位比第1端子低的第2端子，
上述电阻(8)被连接在上述电源(6)的上述第1端子和上述信号线(4)之间，
上述开关(12)被连接在上述电源(6)的上述第1端子和上述信号线(4)之间，
上述信号线(4)的电位超过上述规定电位时，上述比较器(9、63)输出上述驱动信号，
上述信号线(4)的电位位于上述规定电位和上述阈电平之间时，上述异常判断部(52、63)判断上述信号线(4)的电位异常，
上述阈电平比上述规定电位大。
14.根据权利要求11所述的接点腐蚀防止装置，其特征在于，上述电源(6)具有第1端子以及电位比第1端子低的第2端子，
上述电阻(8)被连接在上述电源(6)的上述第2端子和上述信号线(4)之间，
上述开关(12)被连接在上述电源(6)的上述第2端子和上述信号线(4)之间，
上述信号线(4)的电位没有到达上述规定电位时，上述比较器(9)输出上述驱动信号，
上述信号线(4)的电位位于上述规定电位和上述阈电平之间时，上述异常判断部(52、63)判断上述信号线(4)的电位异常，
上述阈电平比上述规定电位小。
15.根据权利要求11所述的接点腐蚀防止装置，其特征在于，上述异常判断部(52、63)根据上述比较器(9、63)产生的比较结果和上述异常判断部(52、63)产生的比较结果输入信号线，判断上述信号线(4)的电位是否异常。
16.根据权利要求11至15任何一项所述的接点腐蚀防止装置，其特征在于，还具有将上述信号线(4)的电位转换成数字值的模/数转换部(62)，
上述比较器(9、63)或者上述异常判断部(52、63)中至少一方，根据上述数字值进行上述判断。
17.根据权利要求12所述的接点腐蚀防止装置，其特征在于，作为上述保护处理，上述异常保护部(53)使上述信号线4的电位改变，使得在大小关系上，上述信号线(4)的电位相对于上述规定电位位于上述另一侧。
18.根据权利要求13所述的接点腐蚀防止装置，其特征在于，作为上述保护处理，上述异常保护部(53)使上述信号线4的电位降低，使得在大小关系上，上述信号线(4)的电位不达到上述规定电位。
19.根据权利要求14所述的接点腐蚀防止装置，其特征在于，作为上述保护处理，上述异常保护部(53)使上述信号线4的电位增大，使得在大小关系上，上述信号线(4)的电位超过上述规定电位。
20.根据权利要求11所述的接点腐蚀防止装置，其特征在于，上述异常保护部(53)向外部输出异常信号，作为上述异常保护处理。
21.一种接点腐蚀防止装置，用于防止多个接点(111～113、121～123、131～133)腐蚀，其特征在于，具有：
被设置在上述每一个接点(111～113、121～123、131～133)上的多个防止装置(102Ax、102Bx、102Cx)；
电源；以及
异常判断部(108)，
各防止装置(102Ax、102Bx、102Cx)具有：
被连接在上述接点(11x、12x、13x)上的信号线(4)；
被连接在上述信号线(4)上的电阻(8、144)；
被设置在上述电源(106)和上述信号线(4)之间的开关(12、143)；以及
比较器(9)，该比较器(9)将上述输入信号线(4)的电位与规定电位进行比较，判断上述接点(11x、12x、13x)是否腐蚀，在判断上述接点(11x、12x、13x)腐蚀时，就输出指令信号，
电流通过防止装置(102Ax、102Bx、102Cx)的至少两条信号线(4)同时流入开关(12、143)时，上述异常判断部(108)判断上述信号线(4)为异常。
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