JP2002500366A - 電圧変化を監視するための電子回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 この発明は、電圧変化を監視する電子回路に関する。この電子回路は、高しきい値端子（ＶＨ）と、低しきい値端子（ＶＢ）と、前記高しきい値端子の電圧が所定のしきい値より高くないか否か、および前記低しきい値端子の電圧が所定のしきい値より低くないか否かを判断するために、これら端子上で検出された電圧を基準電圧と比較する手段とを具備している。手段（１〜６）は、高しきい値端子の電圧を、所定のしきい値より低い値にし、または、所定のしきい値よりも高い値にするために、かつ、低しきい値端子の電圧を、他の所定のしきい値より高い値、または、他の所定のしきい値より低い値にするために設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 この発明は、電圧を監視するための電子回路に関し、さらに詳細には、高しき
い値端子と、低しきい値端子と、高しきい値端子の電圧が所定のしきい値より高
くないか否か、低しきい値端子の電圧が、前記所定のしきい値、あるいは他の所
定のしきい値より低くないか否かを判断するように、基準電圧とこれらの端子に
おいて検出された電圧とを比較する比較手段とを具備する電子回路に関するもの
である。

【０００２】 ウインドウベースのコンパレータ形式のそのような電子回路は、公知である。
この公知の電子回路においては、故障が検出されたときに、それが監視された電
圧から生じているのか、監視回路自体から生じているのかを知ることができない
ことが難点である。監視回路は、監視された電圧が正常であるのに、実際にはそ
れ自身の欠陥から生じた故障を知らせているのかも知れない。

【０００３】 反対に、監視回路に欠陥があり、この場合に、監視されるべき電圧を発生する
回路の欠陥を知らせないならば、このことは本質的な問題である。ここで、特に
、航空電子工学の分野においては、例えば、故障のある装置は２重または３重に
バックアップされているので、故障が、時には許容されるのに対し、故障の存在
を知らないことは通常許容されない。

【０００４】 本発明の目的は、この欠点を解消することである。 この目的を達成するために、本発明は、上述した形式の監視回路であって、高
しきい値端子の電圧を、所定のしきい値より高い値に設定するための手段と、低
しきい値端子の電圧を、前記所定のしきい値、あるいは他の所定のしきい値より
低い値に設定するための手段とを含むことを特徴としている。

【０００５】 これらの手段は、自己検査モードに切り替えることを可能とする。特に、通常
の作動の場合には、監視回路は、その高しきい値端子の電圧が所定のしきい値よ
り低くなり、同様に、低しきい値端子の電圧が所定のしきい値より大きくなるの
で、故障を知らせなければならない。

【０００６】 さらに、以下に示されるように、上述した形式の監視回路は、この場合にはそ
れぞれ独立の入力の各々におけるブールレベルを読みとるために用いられる。こ
のことは、自己検査を可能とする手段が提供されることを意味する。

【０００７】 この目的を達成するために、この発明は、上述した形式の監視回路であって、
高しきい値端子の電圧を所定のしきい値より高い値に設定するための手段と、低
しきい値端子の電圧を前記所定のしきい値、あるいは他のしきい値より低い値に
設定するための手段を具備することを特徴としている。

【０００８】 さらに詳細には、この発明の回路は、２つのコンパレータを具備している。一
方のコンパレータは、電圧レベルの監視中に、回路の高しきい値端子を構成して
いる第１の入力部に、監視すべき電圧から抽出された高い電圧を受け取り、他の
入力部に基準電圧を受け取るように構成され、他方のコンパレータは、電圧レベ
ルの監視中に、回路の低しきい値端子を構成する第１の入力部に、監視すべき電
圧から抽出された低い電圧を受け取り、他の入力部に他の基準電圧を受け取るよ
うに構成されている。また、第１のスイッチが前記基準電圧よりも高い電圧をこ
れらの入力部の一方または他方に供給するように設けられ、第２のスイッチが、
前記基準電圧、あるいは他の基準電圧よりも低い電圧を他の入力部に供給するこ
とを可能としている。

【０００９】 この発明の特別な実施形態を、限定しない例として、添付図面を参照して以下
に説明する。 図１は、一定の監視ウインドウ内の電圧を監視するためのウインドウベースの
コンパレータの使用を示す電子回路図である。 図２は、２つのブールレベルを監視するためのウインドウベースのコンパレー
タの使用を示す電子回路図である。 図３は、この発明に係る電圧監視回路を示す図である。

【００１０】 図１は、Ｕ−とＵ＋との間のＤＣ電圧Ｕを監視するために用いられるウインド
ウベースのコンパレータを示している。 この目的のために、電圧Ｕは、Ｕ−からＵ＋まで直列に配される３つの抵抗Ｒ
１，Ｒ２，Ｒ３からなる分割ブリッジによって、Ｒ１とＲ２との間の共通の点に
おける中間電圧ＶＨと、Ｒ２とＲ３との間の共通の点における中間電圧ＶＢとを
得るような方法で分割されている。コンパレータの機能は、電圧ＶＨが基準電圧
より小さいか否か、電圧ＶＢが、同様の基準電圧より大きいか否かをチェックす
ることである。ここでは、基準電圧は、ともにＶＲＥＦに等しい。

【００１１】 ウインドウベースのコンパレータは、２つのコンパレータ１，２から構成され
ており、コンパレータ２はその出力を反転されている。電圧ＶＢは、コンパレー
タ１の直接入力に提供されている。電圧ＶＨは、コンパレータ２の直接入力に提
供されている。同じ基準電圧ＶＲＥＦが、２つのコンパレータ１，２の反転入力
に供給されている。

【００１２】 この結果、コンパレータ１の出力電圧は、Ｒ２とＲ３とに共通の点における電
圧ＶＢが基準電圧より低くなるときに、ローレベルとなることがわかる。同様に
、反転コンパレータ２からの出力電圧は、Ｒ１とＲ２とに共通の点における電圧
ＶＨが基準電圧より大きくなる時に、ローレベルとなる。

【００１３】 したがって、図示された実施形態では、故障状態は、コンパレータ１，２の内
の少なくとも一方からの出力がローレベルになったときに検出される。レベルを
反転させて、出力の一方がハイレベルになったときに故障状態を検出してもよい
ことは明白である。 もちろん、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の値は、基準電圧ＶＲＥＦおよび電圧Ｕの許
容公差に応じて選択される。

【００１４】 図２は、２つのブールレベルを読みとるための同じコンパレータの使用を示し
ている。 ここで、ウインドウベースのコンパレータの入力端子ＶＢは、ブレーカ１ａの
一方の端子ＮＢに接続された状態が示されている。同様に、入力端子ＶＨは、ブ
レーカ２ａの一方の端子ＮＨに接続されている。さらに、端子ＮＢは、抵抗Ｒ４
を介して電源にも接続され、端子ＮＨは、抵抗Ｒ５を介して接地されている。ま
た、ブレーカ１ａの他の端子は、直接接地され、ブレーカ２ａの他の端子は、直
接電源に接続されている。

【００１５】 ここで、監視すべき装置は、故障の場合に、ブレーカ１ａ，２ａのうちの一方
を閉じると仮定する。 したがって、ブレーカ１ａ，２ａの内の一方が閉じたか否かを検出することが
望まれる。実際には、ブレーカ１ａが閉じたときにはコンパレータ１の出力がロ
ーレベルであり、ブレーカ１ａが開いたときにはハイレベルであることがわかる
。同様に、反転コンパレータ２の出力は、ブレーカ２ａが閉じたときにローレベ
ル、ブレーカ２ａが開いたときにハイレベルである。

【００１６】 図３は、自己検査機能を有する完全な監視回路の回路図である。 ここで、コンパレータ１の入力ＶＢおよびコンパレータ２の入力ＶＨは、高い
電圧、ここでは電源電圧、または低い電圧、ここではアースのいずれかに設定さ
れる。このために、電源電圧は、二路スイッチ３の位置に依存して、ＶＢまたは
ＶＨのいずれに接続されてもよい。スイッチ３と直列のブレーカ４は、スイッチ
３を機能しないようにすることができる。

【００１７】 同様に、アースは、二路スイッチ５の位置に依存して、ＶＨまたはＶＢのいず
れに接続されてもよく、スイッチ５は直列に接続されたブレーカ６によって機能
しないようにすることができる。２つのスイッチ３，５は、同時に作動され、そ
れによって、ＶＢが電源に接続されるときにはＶＨは接地され、ＶＢが接地され
るときにはＶＨが電源に接続される。

【００１８】 通常のモードにおいて、ブレーカ４，６は開かれており、監視回路は、電圧レ
ベル、ブールレベルのいずれを監視するために使用されるのかに依存して、図１
，図２を参照して説明されたように作動する。

【００１９】 自己検査モード、すなわち、監視回路がそれ自体の故障状態を検出しようとす
るモードでは、スイッチ３，５が、ＶＢおよびＶＨに供給される入力の性質、す
なわち、電圧レベルかブールレベルかによって作動し、ブレーカ４，６は連続し
て閉じられる。

【００２０】 回路が、図１に示されるように、電圧を監視することを意図している場合には
、スイッチ３，５は、図３に実線で示された状態である。 入力端子ＶＢは、その後、ウインドウベースのコンパレータの端子ＶＨにトリ
ガ検査を行うために、ブレーカ４を閉じることによって、最初に電源に接続され
る。検査の結果は、コンパレータ２の出力において検出される。回路が適正に作
動している場合には、端子ＶＨにおける電圧は、抵抗Ｒ２によって基準電圧ＶＲ
ＥＦより高い値とされ、コンパレータ２の出力は、ローレベルとなる。

【００２１】 その後、ブレーカ４が、再度開かれ、端子ＶＨを接地するために、ブレーカ６
が閉じられる。その後、トリガ検査が、ウインドウベースのコンパレータの端子
ＶＢに対して行われ、この検査の結果は、コンパレータ１の出力において検出さ
れる。回路が適正に作動している場合には、端子ＶＢの電圧は、抵抗Ｒ２によっ
て、基準電圧ＶＲＥＦより低い値となり、コンパレータ１の出力はローレベルと
なる。

【００２２】 自己検査モードにおける故障の検出は、通常の動作モード（コンパレータ１，
２の一方の出力においてハイレベル）に対して反転していることがわかる。 回路が、図２に示されるように、ブールレベルを読み取ることを意図している
場合には、スイッチ３，４が、自己検査モードにおいて、図３に破線で示される
位置に配される。

【００２３】 入力端子ＶＢに連結された検出回路が、その後、ブレーカ６を閉じ、それによ
ってＶＢを接地することにより検査される。したがって、回路の適正な作動は、
端子ＶＢの電位を基準電位ＶＲＥＦより低くし、それによって、コンパレータ１
の出力をローレベルとする。このことは、通常モードにおける故障の検出と同じ
である。

【００２４】 入力端子ＶＨに連結された検出回路が、その後、ブレーカ６を再度開き、ＶＨ
を電源電圧にするようにブレーカ４を閉じることにより、同様にして検査される
。回路が正常に作動している場合には、端子ＶＨにおける電位が、基準電位ＶＲ
ＥＦより大きく、したがって、コンパレータ２の出力はローレベルになる。

【００２５】 したがって、全ての場合において、故障は、通常モードにおける故障検出に対
して、コンパレータ１，２の内の一方の出力レベルの反転により、自己検査モー
ドにおいて検出される。

【００２６】 ２つのブレーカ４，６および２つのスイッチ３，５を使用する実施形態を、図
３を参照して説明した。４つのブレーカを使用した同様の方法でも、同じ結果を
得ることができる。

【００２７】 実際には、電源を２つの入力端子ＶＢ，ＶＨに、それぞれブレーカによって接
続することができる。同様に、２つの他のブレーカによって接地することもでき
る。検査は、その後、１つのブレーカを閉じ、他の３つのブレーカを開いた状態
に維持して、各場合において実施される。

【００２８】 上述したクロス検査によれば、電圧監視モードにおいて抵抗Ｒ２および接続配
線の健全性が保証されるという利点がある。さらに、２つの接続端子のみを必要
とし、２つの作動モードのいずれにおいても等しく使用することができるという
利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 一定の監視ウインドウ内の電圧を監視するためのウインドウベー
スのコンパレータの使用を示す電子回路図である。

【図２】 ２つのブールレベルを監視するためのウインドウベースのコンパ
レータの使用を示す電子回路図である。

【図３】 この発明に係る電気監視回路を示す図である。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１１年１０月９日（１９９９．１０．９）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高しきい値端子（ＶＨ）と、低しきい値端子（ＶＢ）と、前
   記高しきい値端子の電圧が所定のしきい値より高くないか否か、および、前記低
   しきい値端子の電圧が前記所定のしきい値、あるいは他の所定のしきい値より低
   くないか否かを判断するために、これらの端子において検出された電圧を基準電
   圧と比較する比較手段とを具備し、 前記高しきい値端子の電圧を前記所定のしきい値より低い値に設定する手段（
   ３〜６）と、前記低しきい値端子の電圧を前記所定のしきい値、あるいは他の所
   定のしきい値より高い値に設定する手段（３〜６）とを具備することを特徴とす
   る電圧を監視するための電子回路。
2. 【請求項２】 高しきい値端子（ＶＨ）と、低しきい値端子（ＶＢ）と、前
   記高しきい値端子の電圧が所定のしきい値より高くないか否か、および、前記低
   しきい値端子の電圧が前記所定のしきい値、あるいは他の所定のしきい値より低
   くないか否かを判断するために、これらの端子において検出された電圧を基準電
   圧と比較する比較手段とを具備し、 前記高しきい値端子の電圧を前記所定のしきい値より高い値に設定する手段（
   ３〜６）と、前記低しきい値端子の電圧を前記所定のしきい値、あるいは他の所
   定のしきい値より低い値に設定する手段（３〜６）とを具備することを特徴とす
   る電圧を監視するための電子回路。
3. 【請求項３】 高しきい値端子（ＶＨ）と、低しきい値端子（ＶＢ）と、前
   記高しきい値端子の電圧が所定のしきい値より高くないか否か、および、前記低
   しきい値端子の電圧が前記所定のしきい値、あるいは他の所定のしきい値より低
   くないか否かを判断するために、これらの端子において検出された電圧を基準電
   圧と比較する比較手段とを具備し、 前記高しきい値端子の電圧を前記所定のしきい値より低い値または前記所定の
   しきい値より高い値のいずれかに設定する手段（３〜６）と、前記低しきい値端
   子の電圧を前記所定のしきい値、あるいは他の所定のしきい値より高い値または
   前記所定のしきい値、あるいは他の所定のしきい値より低い値のいずれかに設定
   する手段（３〜６）とを具備することを特徴とする電圧を監視するための電子回
   路。
4. 【請求項４】 ２つのコンパレータ（１，２）を具備し、一方のコンパレー
   タ（１）が、電圧レベル監視中に、回路の前記高しきい値端子を構成する第１の
   入力に、監視すべき電圧から抽出された高い電圧を受け入れ、他の入力に基準電
   圧を受け入れるように設けられ、 他方のコンパレータ（２）が、電圧レベル監視中に、回路の低しきい値端子を
   構成する第１の入力に、監視すべき電圧から抽出された低い電圧を受け入れ、他
   の入力に前記基準電圧、あるいは他の基準電圧を受け入れるように設けられ、 これらの入力の一方または他方に前記基準電圧より高い電圧を供給するように
   第１のスイッチ（３）が設けられ、 前記他方の入力に前記基準電圧、あるいは他の基準電圧より低い電圧を供給す
   ることを可能にする第２のスイッチ（５）が設けられていることを特徴とする請
   求項３記載の電子回路。