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JPH1118291A - 過電圧保護装置 - Google Patents

過電圧保護装置

Info

Publication number
JPH1118291A
JPH1118291A JP9169152A JP16915297A JPH1118291A JP H1118291 A JPH1118291 A JP H1118291A JP 9169152 A JP9169152 A JP 9169152A JP 16915297 A JP16915297 A JP 16915297A JP H1118291 A JPH1118291 A JP H1118291A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
circuit
transistor
overvoltage
voltage
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.)
Pending
Application number
JP9169152A
Other languages
English (en)
Inventor
Tomohisa Yamamoto
智久 山本
Hiroyuki Ban
伴  博行
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.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso 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 Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP9169152A priority Critical patent/JPH1118291A/ja
Publication of JPH1118291A publication Critical patent/JPH1118291A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 サージ電圧による出力トランジスタの保護を
行うに際し、ノイズによって発生した過電圧が短時間の
ものであった場合における出力の誤動作を防止する。 【解決手段】 過電圧検出回路100と出力回路200
との間に、過電圧検出回路100からの検出信号が所定
時間継続した時に出力回路200に検出信号を出力する
タイマー回路300を設ける。タイマー回路300によ
って、ノイズによって発生した過電圧が短時間のもので
ある場合には、出力トランジスタT5を導通状態にさせ
ず、出力制御を実行させないようにすることができるた
め、このような場合における回路誤動作を防止すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両等に搭載され
た各種ランプ等の負荷への電圧供給の制御を行う出力ト
ランジスタを過電圧(サージ電圧)から保護するための
過電圧保護装置に関し、特に車両用バッテリーに発生す
る過電圧を受ける出力トランジスタを有する装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来より、半導体素子を用いた制御装置
において、電源にノイズによるサージ電圧が発生した場
合に電源に接続された半導体素子が破壊されるのを防止
する過電圧保護装置がある。例えば、電源に接続された
出力回路中のNPN型の出力トランジスタにサージ電圧
が印加されるのを防止するために、出力トランジスタの
コレクタ−ベース間に抵抗及びツェナーダイオードを設
ける方法がある。
【0003】つまり、出力トランジスタにサージ電圧が
印加されるとコレクタ電位が上昇してツェナーダイオー
ドがオンし、これに伴い出力トランジスタのベースに電
流が注入されて出力トランジスタがオンして、過電圧が
出力トランジスタに印加されるのを保護するというもの
である。しかし、上記方法によると出力トランジスタが
発振して破壊されてしまうという問題があった。具体的
には、上記出力トランジスタがオンした瞬間にツェナー
ダイオードがオフしてベース電流がカットされてしま
い、出力トランジスタがオフ状態になる。そして、出力
トランジスタがオフするとまたコレクタ電位が上昇し出
力トランジスタがオンする。これを繰り返すような発振
を生じ、出力トランジスタが過熱されてしまって破壊さ
れる。
【0004】これを防止するために、上記過電圧保護装
置に過電圧検出回路(サージ検出回路)を設けてサージ
電圧を検出し、サージ電圧が検出されると出力トランジ
スタを確実にオンさせてサージ電圧を吸収するものがあ
る(特開平7−154224号公報参照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ノイズ
によって発生した過電圧が短時間のものであった場合に
おいても出力トランジスタがオンするため、回路誤動作
を発生するという問題が生じた。本発明は上記点に鑑み
てなされたもので、サージ電圧による出力トランジスタ
の保護を行うに際し、ノイズによって発生した過電圧が
短時間のものであった場合における出力の誤動作を防止
することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、以下の技術的手段を採用する。請求項1に記
載の発明においては、過電圧検出手段(100)と出力
手段(200)との間に、検出信号が所定時間継続した
時に出力手段(200)に検出信号を出力する遅延手段
(300)を備えたことを特徴とする。
【0007】このように、遅延手段(300)を設ける
ことによって、ノイズによって発生した過電圧が短時間
のものである場合には、出力トランジスタ(T5)を導
通状態にさせず、出力制御を実行させないようにするこ
とができるため、このような場合における回路誤動作を
防止することができる。請求項2に記載の発明において
は、遅延手段(300)から検出信号が出力されると、
第1の所定電圧をこの第1の所定電圧よりも低い第2の
所定電圧に変更する手段(R2、R3、T3、T4)を
備えたことを特徴とする。このように、出力トランジス
タ(T5)のオン、オフ電圧にいわゆるヒステリシスを
設けたものについても遅延手段(300)を適用するこ
とができ、請求項1と同様の効果を得ることができる。
【0008】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すもの
である。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図1に、車両のテールランプを駆動
する回路に過電圧保護装置を適用した場合において、過
電圧検出回路100と出力回路200の間にノイズによ
る誤動作防止用のタイマー回路(遅延手段)300を備
えた回路図を示す。以下、図1に基づき前記回路の構成
について説明する。
【0010】過電圧保護装置はバッテリー1に接続され
ており、このバッテリー1の両電極間を接続するように
負荷となるコイル5と、出力回路200を構成する出力
トランジスタT5が配置されている。まず、過電圧検出
回路100について説明する。過電圧検出回路100
は、しきい値電圧を決める4つのツェナーダイオードZ
D1、ZD2、ZD3、ZD4及び抵抗R1と、出力ト
ランジスタT5のオン・オフ信号を出力するためのNP
N型のトランジスタT1、T2及び定電流源I1、I2
を備えている。
【0011】また、過電圧検出回路100には、しきい
値電圧にヒステリシスを設けるために抵抗R2、R3、
NPN型のトランジスタT3及びPNP型のトランジス
タT4が設けられている。なお、タイマー回路からの出
力に合わせてオン・オフが成されるようにトランジスタ
T3のベースはタイマー回路の出力端子が接続されてい
る。
【0012】次に、タイマー回路について説明する。タ
イマー回路はコンパレーター10、コンデンサC、定電
圧源V、NOT回路20によって構成されている。定電
流源I2−トランジスタT2間とコンパレーター10の
−端子が信号線L4によって接続されており、コンデン
サCを介して信号線L4とGND端子とを接続してい
る。また、定電圧源Vを介してコンパレーター10の+
端子とバッテリー1の−端子とを接続している。
【0013】そして、コンパレーター10の出力端子は
NOT回路20を介して出力回路200に接続されてい
る。また、トランジスタT3のベースはNOT回路20
の出力端子に接続されておりコンデンサCの両電極間の
電位差Vcが定電圧源Vの電圧よりも小さい時にはコン
パレーター10がローレベルを出力し、逆に大きい時に
はハイレベルを出力する。
【0014】続いて出力回路200について説明する。
出力回路200はOR回路30とトランジスタT5によ
って構成されている。そして、コンパレーター10から
の出力信号はNOT回路20を介してOR回路30から
出力されるようになっている。また、出力回路にはライ
トスイッチのオン・オフに基づいて信号出力を行う出力
制御部40が接続されており、この出力制御部40から
の出力に基づきトランジスタT5がオン・オフされて、
テールランプが点灯・消灯する。
【0015】上記構成における過電圧保護装置における
作動説明を行う。ライトスイッチがオンされている時
(負荷駆動時)には、ハイレベルの信号が出力回路に出
力されている。この場合には、OR回路を介してトラン
ジスタT5にハイレベルの信号が出力されるためトラン
ジスタT5はオン状態となる。このため、サージ電圧は
コイル5によって吸収される。
【0016】ライトスイッチがオフの時(負荷非駆動
時)には以下の様に作動する。まず、ノイズによる過電
圧が発生していない場合について説明する。この場合に
は、トランジスタT1はオフ、トランジスタT4はオン
しており、定電流源I2からの電流が流れてコンデンサ
の両電極間における電位差Vcは大きくならない。この
ため、コンパレーター10はハイレベルの信号を出力す
る。そして、NOT回路20でローレベルを出力し、O
R回路30を介してトランジスタT5にローレベルの信
号が出力される。従ってトランジスタT5はオフとな
り、出力電圧VoutはVcc端子電圧と同等になる。
なお、このときトランジスタT3へはローレベルの信号
が出力されるためトランジスタT3はオフとなる。
【0017】次に、ノイズによる過電圧が発生した場合
について説明する。この場合、ノイズによる過電圧によ
ってVcc端子電圧が所定のしきい値電圧Vth(=V
ZD×4+Vf:ツェナーダイオードZD1〜ZD4に
おける所定の降伏電圧VZDの総和VZD×4と、トラ
ンジスタT1がオンするために必要なベース−エミッタ
間の電圧Vfの和)を超えると、トランジスタT1がオ
ンする。これにより、トランジスタT2がオフして定電
流源I2からの電流がコンデンサCへ流れ、コンデンサ
Cの両電極間における電位差Vcが大きくなる。
【0018】そして、Vcc端子電圧がVthよりも大
きくなった後所定時間Td経過して、電位差Vcが定電
圧源Vにおける電圧よりも大きくなるとコンパレーター
10はローレベルの信号を出力し、この信号がNOT回
路20を通じてハイレベルの信号に反転され、OR回路
30を介してトランジスタT5にハイレベルの信号が出
力される。従ってトランジスタT5がオンし、この瞬間
に出力電圧Voutは所定の電圧Vsatまで減少す
る。なお、電位差Vcが定電圧源Vにおける電圧よりも
大きくなる時の遅延時間TdはTd=CV/I2によっ
て表され、コンデンサCの静電容量や定電圧Vの大きさ
によって任意に設定することができるため、ノイズの大
きさに応じて設定することができる。
【0019】また、NOT回路20を介してハイレベル
の信号がトランジスタT3へ出力されるためトランジス
タT3がオンし、これに伴いトランジスタT4もオンす
る。これにより、トランジスタT1がオフするしきい値
電圧がVtl(=VZD×2+Vf:ツェナーダイオー
ドZD3、ZD4における降伏電圧とトランジスタT1
がオンするために必要なベース−エミッタ間の電圧Vf
の和)となる。
【0020】そして、Vcc端子電圧がしきい値電圧V
tl以下になるとトランジスタT1がオフして、トラン
ジスタT2がオンする。これにより出力電圧Voutは
Vcc端子電圧と同等に戻る。過電圧保護装置における
出力電圧Voutを表すタイムチャートを図2に示す。
図2における期間Aに示されるようにノイズによって発
生した過電圧が短時間のものである場合には、Vcc端
子電圧が所定電圧Vthを超える時間Taが短時間であ
り、時間Ta<遅延時間Tdとなるため、トランジスタ
T5がオンしない。
【0021】一方、期間Bに示されるようにノイズによ
って発生した過電圧が長時間のものである場合にはVc
c端子電圧が所定電圧Vthを超える時間Taが長時間
であり、時間Tb>遅延時間Tdとなるため、トランジ
スタT5がオンする。つまり、コイル5が駆動されてテ
ールランプが点灯し、これによってサージ電圧を吸収す
ることができる。
【0022】このように、タイマー回路300を設ける
ことによって、ノイズによって発生した過電圧が短時間
のものである場合には、トランジスタT5をオンさせ
ず、出力制御を実行させないようにすることができるた
め、このような場合にテールランプが瞬灯してしまう等
という回路誤動作を防止することができる。なお、本実
施形態においては、過電圧検出回路100のしきい値電
圧にヒステリシスを設けているが、図3に示すようにし
きい値電圧にヒステリシスを設けないようにすることも
できる。つまり、図1に示される過電圧検出回路におい
て抵抗R2、R3、トランジスタT3、T4を無くし
て、しきい値(=VZD×4+Vf)を一定にしてもよ
い。
【0023】この場合の過電圧保護装置における出力電
圧Voutを表すタイムチャートを図4に示す。このよ
うに、トランジスタT1がオフするしきい値が高くなる
ため出力トランジスタT5がオンする時間が短くなる。
従って、このような場合には回路数を少なくすることが
できるが、出力トランジスタT5における発熱は大きく
なるといえる。
【0024】なお、図1及び図3においてはツェナーダ
イオードを4個(ZD1〜ZD4)示しているが、この
数はシステムの要求によって変えることができ、4個以
下にしてもよく又4個以上にしてもよい。また、トラン
ジスタT4のコネクタの接続先も要求されるシステムに
よって変えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における一実施形態を示す過電圧保護装
置の回路構成図である。
【図2】図1に示す過電圧保護回路100の出力電圧V
outを表すタイムチャートである。
【図3】他の実施形態を示す過電圧保護装置の回路構成
図である。
【図4】図3に示す過電圧保護回路100の出力電圧V
outを表すタイムチャートである。
【符号の説明】
1…バッテリー、5…コイル、10…コンパレーター、
20…NOT回路、30…OR回路、100…過電圧保
護回路、200…出力回路、300…タイマー回路、C
…コンデンサ、V…定電圧源、I1、I2定電流源、Z
D1、ZD2、ZD3、ZD4…ツェナーダイオード。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H03K 17/16 H03K 17/16 C

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源(1)からの電源電圧を負荷(5)
    に供給制御する出力トランジスタ(T5)を過電圧から
    保護する過電圧保護装置において、 前記電源(1)における電源電圧が第1の所定電圧以上
    になったことを検出して、検出信号を出力する過電圧検
    出手段(100)と、 前記検出信号に基づき前記出力トランジスタ(T5)を
    導通状態に制御して過電圧から保護する出力手段(20
    0)と、 前記過電圧検出手段(100)と前記出力手段(20
    0)との間に設けられ、前記検出信号が所定時間継続し
    た時に前記出力手段(200)に前記検出信号を出力す
    る遅延手段(300)とを備えたことを特徴とする過電
    圧保護装置。
  2. 【請求項2】 前記検出信号が前記出力手段(200)
    に出力された時に、前記第1の所定電圧をこの第1の所
    定電圧よりも低い第2の所定電圧に変更する手段(R
    2、R3、T3、T4)を備えたことを特徴とする請求
    項1に記載の過電圧保護装置。
JP9169152A 1997-06-25 1997-06-25 過電圧保護装置 Pending JPH1118291A (ja)

Priority Applications (1)

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JP9169152A JPH1118291A (ja) 1997-06-25 1997-06-25 過電圧保護装置

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ID=15881255

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7206179B2 (en) 2003-12-10 2007-04-17 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Control device of switching device and control device of driving circuit of motor
KR100817053B1 (ko) 2006-05-10 2008-03-26 삼성전자주식회사 과전압 검출 로직 및 딜레이 회로를 칩 내부에 구비하는과전압 방지 제어 회로 및 과전압 방지 제어 방법
CN102738781A (zh) * 2011-04-07 2012-10-17 炬才微电子(深圳)有限公司 一种过压保护电路、ic芯片及过压保护方法
JP2016112934A (ja) * 2014-12-11 2016-06-23 株式会社デンソー 電子機器
US10340686B2 (en) 2014-12-11 2019-07-02 Denso Corporation Electronic device

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