JPH01270733A - 負荷駆動装置の過電圧保護回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、たとえば車両に搭載された各種ランプ類など
の負荷を駆動する装置を過電圧から渫護するための回路
に関する。

従来の技術 たとえば車載用電子機器では、排気温やドアの開閉状態
などに関する各種検知装置の出力に基づいて、各種警報
ランプを点灯させるなどの機能を有する駆動用集積回路
が広く用いられている。このような駆動用ｉＡ積回路は
、出力された信号が正規のレベルの信号であるか否かを
比較判定する比較部を含む入力段と、駆動用の制御信号
に基づいて実際のランプ負荷を駆動する出力段とを含ん
でいる。

第１４図は、典型的な従来技術の駆動用集積回路（以下
、駆動回路と略す）１に関連する構成を示すブロック図
であを、第１４図を参照して、本第１従来例について説
明する。第１従来例では、駆動回路１は出力端子２が抵
抗３を介して負荷４に接続され、この負荷４はバッテリ
などの電源５とスイッチ６を介して接続された電源ライ
ン７に接続される。また電源ライン７にはプルダウン抵
抗８を介して駆動回路１の電源端子（＋Ｂ）９が接続さ
れる。

駆動回路１は電源端子９から駆動電力が供給される比較
器１０と、ダーリントン接続されたトランジスタ１１．
１２とを含んで構成される。比較器１０の反転入力端子
と非反転入力端子のいずれか一方には基準電圧が接続さ
れ、他方入力端子には上述した各種センサ類などからの
信号が入力され、該入力信号が適正レベルであるか否か
を判断する。

第１５図は、第２の従来例の構成を示すブロック図であ
る。該従来例は第１従来例に類似し、対応する部分には
同一の参照符を付す。本従来例では駆動回路１の電源端
子９に電源５からの電圧（＋Ｂ）を安定化する安定器１
３からの出力Ｖｃｃが供給される。

すなわち車載用の電子機器には、電源電圧として＋Ｂ系
電源（電圧値は車両の種類によって各種、−例として１
２Ｖ）と、前記Ｖｃｃ系電源（５Ｖまたは８Ｖ）との２
系統の電源があり、上述の第１４図または第１５［！の
ような構成が用いられる。

このような構成において＋Ｂ系電源には正極性サージが
発生する場合があり、これにより駆動回路１が破壊され
る事態を防ぐために、第１４図示および第１５図示のい
ずれの種類であってら、過電圧保護機能を持たせる必要
がある。

すなわち前記十Ｂ系電源における正極性サージに対する
制御装置（ＥＣＵ）の耐性についてＪＩＳ（日本工業規
格）で「最大１１０■、持続時間０．１８８秒の正極性
サージ電圧が印加されても破壊されてはならない」　（
ロードダンプ試験）旨が規定されている。一方、車載用
集積回路の耐圧は■。、。＝４０〜６０Ｖである。した
がって前記集積回路の電源端子（Ｖｃｃ端子を想定する
）を直接十Ｂ電源に接続すると、上記サージ電圧の場合
には集積回路は破壊されてしまう。

また集積回路の出力端子に接続されるランプ負荷を、直
接十Ｂ電源にプルアップして使用すると、出力遮断時に
は出力トランジスタは破壊されてしまう、また、たとえ
ば普通乗用車の十Ｂ電源（約１２Ｖ）が「あがった」状
態で、たとえばトラックなどの電源（約２４■）で充電
する場合も想定され、保護のための後述するクランプ電
圧は２６Ｖ以上に選ばれる。

第１６図は、このような要望に沿う第３の従来例の構成
を示す電気回路図である６本従来例は第１４１２１示の
構成において、比較器１０の出力端子すなわちトランジ
スタ１１のベースと、電源端子９との間にツェナダイオ
ードから成る動作電圧約２７Ｖのクランプ回路１４を設
けている。

このような構成において、電源ライン７がクランプ回路
１４において予め設定される制限電圧を超えた過電圧と
なった場合、クランプ回路１４によって電源端子９の電
位が前記制限電圧に保たれる。一方、トランジスタ１１
．１２が導通状態となり負荷４を接地状態とし、トラン
ジスタ１２の大電圧による破壊を防止する。

しかしながらこのような構成において、車両などでは負
荷４は駆動回路１から離れた距離に配置され、比較的長
い配線が引き回されることになる。

したがって電源ライン７にサージ電圧が発生した場合、
電源端子９が出力端子２よりも先に電圧しベルが上昇す
るとは限らず、出力端子２の方が先に電位が上昇する場
合がある。このような場合には、クランプ回路１４の作
用によるトランジスタ１１．１２の導通状態への切換え
が間に合わず、サージ電圧によってトランジスタ１１．
１２がブレークダウン破壊されてしまうという問題点が
ある。

第１７図は、このような課題を解決しようとする第４の
従来例の構成を示すブロック図である。

本従来例では出力端子２と電源端子９との間に、出力端
子２側から抵抗１５、ダイオード１６およびトランジス
タ１７を設けるようにした。ダイオード１６は抵抗１５
側含アノードとし、トランジスタ１７は残余のトランジ
スタ１１．１２がＮＰＮトランジスタであるのに対し、
ＰＮＰ）−ランジスタとして構成した。

このような構成とすることにより出力端子２に過電圧が
発生し、電源端子９に過電圧が発生していない状態では
、出力端子２における過電圧によって電源端子（Ｖｃｃ
端子）の電圧（約１３Ｖ）との電位差が増大し、トラン
ジスタ１７が導通してトランジスタ１１のベース電位を
上昇する。これによりトランジスタ１１．１２が導通し
、出力端子２はローレベルとなる。このレベルは前記ク
ランプ回路１４によってＶｃｃ電圧１３Ｖにクランプさ
れる。すなわち出力端子２の電位を、前述したような比
較的低レベルに保持することにより、トランジスタ１１
．１２の破壊が防がれるようにしている。

しかしながらこのような従来技術の構成では、電源端子
９にＶｃｃ電源を供給した場合、トランジスタ１７の電
位がＶｃ　ｃ＄圧となり、トランジスタ１７は常時導通
状態となってしまう、これによりトランジスタ１１．１
２が導通し負荷４には電流が流れ、ランプなどが常時点
灯するなどの誤動作となる。

したがって電源端子９を上述したＶｃｃ系電源または＋
Ｂ系電源のいずれでも使用しようとする場合、第１８図
示のような構成にする必要がある。

このような課題を解決しようとする他の従来技術として
、第１８図示の構成が挙げられる。この従来例では、電
源端子つと出力端子２とにおける電位をクランプする構
成として、クランプ回路１４．１８を別個に設けるよう
にしている。これにより電源端子９および出力端子２の
いずれの側から過電圧が印加されても、各端子９，２の
予め定める一定レベルにクランプすることができる。ま
た電源端子９にＶｃｃ電圧を印加した場合でも、トラン
ジスタ１７が常時導通状態となる事態を避けることがで
きる。

しかしながらこのような従来技術では、出力端子２側に
過電圧が発生した場合、トランジスタ１７のベース電位
はクランプ回路１８を構成するツェナダイオード４個分
の電圧にクランプされ、したがって出力端子２の電位も
これに対応する電圧（約３０Ｖ）で安定する。これによ
り出力端子２はローレベルに切換えられず、トランジス
タ・１１゜１２の消費電力は大きくなり、熱破壊をもた
らす事態となる。

すなわちこのような事態は第１９図に示されるように、
車載用駆動集積回路では通常、負荷４は十Ｂ電源にプル
アップされて使用される。したがって十Ｂ電源にピーク
時で１１０Ｖ程度の正極性サージ電圧が発生した場合、
トランジスタ１１゜１２にクランプ回路１８によってク
ランプされる電圧（３０Ｖ）が印加されており、またピ
ーク電圧によって大電流が流れるため、トランジスタ１
１．１２で消費される電力が大きくなるので、これらの
トランジスタがブレークダウン破壊を起こしてしまう。

発明が解決しようとする課題 上述したような各従来技術では、駆動回路１の出力段を
構成するトランジスタ１１．１２についそ、出力端子２
に過電圧が発生した場合に、その破壊を防ぐことができ
ないという課題を生じるとともに、熱破壊を防ごうとし
た場合に駆動回路１の＠源にＶ　ｃ　ｃ系と＋Ｂ系のい
ずれをも使用するようにできないという問題点があった
。

本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、駆動装・
置において過電圧が発生した場合に、その熱破壊を防止
し、かつ負荷駆動回路の電源を、第１電源電圧とこれと
異なる第２電源電圧とのいずれでも用いることができる
ようにした負荷駆動装置の過電圧保護回路を提供するこ
とである。

課題を解決するための手段 本発明は、一方端が第１電源電圧に接続された負荷の他
方端と接地電位との間に介在される半導体スイッチング
手段を含む出力段と、 第１を漏電圧と異なる第２ｆｉ！圧が入力され、これを
予め定める第１制限電圧に制限するとともに、該制限時
には半導体スイッチング手段を導通状態に制御する第１
電圧制限手段と、 前記出力段に並列に設けられ、半導体スイッチング手段
の駆動電圧を第２制限電圧に制限する第２＠圧制限手段
と、 第２を圧制限手段に設けられ、第１電源電圧が第２制限
電圧を上回ったとき、前記駆動電圧を第２制限電圧より
も低い第３制限電圧に切換えて制限する切換制限手段と
を含むことを特徴とする負荷駆動装置の過電圧保護回路
である。

さらに本発明は、一方端が第１電源電圧に接続された負
荷の他方端と接地電位との間に介在される半導体スイッ
チング手段を含む出力段と、第１を漏電圧と異なる第２
電源電圧が入力され、これを予め定める第１制限電圧に
制限するとともに、該制限時には半導体スイッチング手
段を導通状態に制御する第１電圧制限手段と、 前記出力段に並列に設けられ、半導体スイッチング手段
の駆動電圧を第２制限電圧に制限する第２電圧制限手段
と、 出力段に設けられ、第１＄源電圧または第２電源電圧ま
たは出力段の少なくともいずれかに第２制限電圧を上回
る過電圧が発生したとき、これと検出して前記半導体ス
イッチング手段を導通状態に切換える切換駆動手段とを
含むことを特徴とする負荷駆動装置の過電圧保護回路で
ある。　作　　用 本発明に従えば、第１′＠、漏電圧が第２制限電圧を上
回ったとき、該第１電源電圧を制限する第２電圧制御手
段による出力段の半導体スイッチング手段の駆動電圧を
、前記第２制限電圧よりも低い第３制限電圧に切換制限
手段によって切換え制限する。この第３制限電圧を半導
体スイッチング手段が破壊されない程度に運べば、この
ような場合における半導体スイッチング手段の熱破壊を
防止することができる。また第１電圧制限手段に入力さ
れる第２を漏電圧は、予め定められる第１制限電圧に制
限される。第２電源電圧が上昇して第１制限電圧を上回
ると、第１電圧制限手段は半導体スイッチング手段を導
通状態に制御する。これにより負荷駆動装置は、上記第
１電源電圧および第２電源電圧がそれぞれ過電圧となっ
た場合であっても、保護されることになる。

さらに本発明では、第１電源電圧または第２電源電圧ま
たは出力段のいずれかに第２制御電圧を上回わる過電圧
が発生したとき、切換駆動手段はこの過電圧を検出して
半導体スイッチング手段を導通状態に切換えるようにし
てもよい。これによってもやはり負荷駆動装置の過電圧
からの保護が図られる。

実施例 第１図は本発明の一実施例の基本的な構成を示すブロッ
ク図であり、第２図は第１図の構成例を示す電気回路図
である。第１図および第２図を参照して、本実施例の構
成について説明する。たとえば車両の計器盤などに配置
される各種警報灯などの負荷２１は、これを点灯するＡ
ｆ１回路素子などによって実現される負荷駆動装置であ
る駆動回路２２の出力端子２３に抵抗２４を介して接続
される。このような負荷２１は、従来技術の項で説明し
たような＋Ｂ系電電源電源ライン２５に接続される。電
源ライン２５は抵抗２６を介して駆動回路２２の電源端
子２７に接続される。

駆動回路２２には入力端子２８．２９が設けられており
、入力端子２８．２９のいずれか一方には各種センサな
どからの信号が入力され、能力入力端子には基準電圧が
与えられ、比較器３０で比較されて前記信号レベルが正
規のレベルであるか否かを弁別する。この比較器３０に
は前記電源端子２７からの電源Ｖｃｃが与えられる。

比較器３０の出力は出力段３１を構成するトランジスタ
３２のベースに入力され、トランジスタ３２のコレクタ
は出力端子２３に接続され、エミッタはトランジスタ３
３のベースに接続される。

トランジスタ３３のコレクタはトランジスタ３２のコレ
クタに接続され、エミッタは接地される。

電源端子２７と比較器３０の出力段との間には、後述す
るような構成を有する第１を圧制限手段３４が接続され
、出力端子２３とトランジスタ３２のベースとの間には
第２電圧制限手段３５が接続される。

前記第１電圧制限手段３４は、第２図に示されるように
たとえば動作電圧６．７ＶのツェナダイオードＤｉ、Ｄ
２．Ｄ３．Ｄ４がそれぞれ接続された構成である。また
第２電圧制限手段３５は出力端子２３と抵抗３６を介し
て接続され、抵抗３６に各エミッタが接続されたトラン
ジスタ３７゜３８を含んでいる。各トランジスタ３７．
３８のベースはライン３９で共通に接続され、トランジ
スタ３７のコレクタは抵抗４０を介して、トランジスタ
３８のコレクタは直接に、比較器３０の出力段とトラン
ジスタ３２のベースとを接続するライン４１に接続され
る。

ライン３９．４０間にはたとえば動作電圧６゜７■のツ
ェナダイオードＤ５．Ｄ６．Ｄ７．Ｄ８がライン４０側
をアノードとして直列に接続される。またツェナダイオ
ードＤ５．Ｄ６の間には、たとえば動作電圧５．４■の
ツェナダイオードＤ１１、Ｄ１２が、ツェナダイオード
Ｄ５側をカソードとして直列に接続され、ツェナダイオ
ードＤ１２のアノードはトランジスタ４２のコレクタに
接続されそのエミッタはライン４１に接続される。

またベースはトランジスタ３７のコレクタに接続される
。上記ツェナダイオードＤｌｌ、Ｄ１２およびトランジ
スタ４２が第１電圧制限手段を構成する。

第３図〜第８図は、本実施例の駆動回路２２の動作を模
式的に示す図およびグラフである。これらの図面を併せ
て参照して、本実施例について説明する。

■通常状態 電源端子２７に電圧Ｖｃｃが印加され、電源ライン２５
の十Ｂに電源が正規に接続されている場合、第１および
第２電圧制限手段３４．３５は動作せず、出力段３１の
動作は比較器３０の出力によって決定される。すなわち
比較器３０の出力がハイレベルまたはローレベルである
場合、トランジスタ３２．３３はそれぞれ導通／遮断状
態であり、負荷２１はたとえば点灯／消灯する。

■電源端子２７の過電圧時 電源端子２７に最大１１０Ｖに達するサージ電圧が流入
しようとする場合を説明する。第５図において、横軸は
該サージ電圧であり縦軸は電源端子２７の電位である。

サージ電圧の流入によって電源端子２７の電位が第４図
ライン１１に示されるように上昇していき、第１電圧Ｉ
ＩＩ限手段３４を構成するツェナダイオードＤ１〜Ｄ４
によって設′定される第１制限電圧すなわち直列接続さ
れたツェナダイオードＤ１〜Ｄ４によって定まる動作電
圧たとえば約２７Ｖに到達すると、第１電圧制限手段３
４が動作し、電源端子２７は前記第１制限電圧に維持さ
れる。

このとき第１電圧制限手段３４を通過する電流によって
トランジスタ３２に電荷が注入され、■・ランジスタ３
２したがってトランジスタ３３は導通し、第４図におい
て出力端子２３のレベルを示すライン！２の時刻ｔ１に
おける変化のように、出力端子２３はローレベルに切換
えられる。

■出力端子２３の過電圧時 出力端子２３にたとえば最大１１ｏＶのサージ電圧が流
入する場合を説明する。を源端子２７には十Ｂ電源が接
続されている状態を想定する。出力端子２３の電位が第
４図ライン１１で示すように上昇する場合、比較器３０
が動作していないときにはライン４１はローレベルであ
り、トランジスタ４２は遮断されている。したがって出
力端子２３のレベルが、第８図のライン！９で示される
ように、ツェナダイオードＤ５〜Ｄ８で設定される第２
制限電圧である動作電圧、たとえば前記的２７Ｖに到達
した時刻ｔ２でライン３９はこのしベルにクランプされ
、トランジスタ３７．３８は導通状態を維持する。

これによりトランジスタ４２のベースに電圧が供給され
、トランジスタ４２が導通する。したがってライン３９
はツェナダイオードＤ５．Ｄｌｌ。

Ｄ１２によって基本的に規定される動作電圧である第３
制限電圧たとえば、約２０Ｖ ６．７Ｖ＋５．４Ｖｘ２＋０．７ＶＸ３＝２０．７Ｖ　
　・・・（１）６．７Ｖ：ｌ−ランジスタＤ５の動作電
圧５．４Ｖ：ツェナダイオードＤｌｌ、１２の動作電圧
０．７Ｖ：トランジスタ４２のベース・エミッタ間電圧
にクランプされることになり、第６図示のように出力端
子２３の電位が低下する。これによりトランジスタ３２
．３３の消費電力を低減することができ、トランジスタ
３２．３３の熱破壊を防止することができる。

出力端子２３の電位が、前記第３制限電圧（１８Ｖ）か
ら低下する場合、出力端子２３に流入しようとするサー
ジ電圧がしだいに減少しても、出力端子２３は前記第３
制限電圧（約１８■）でクランプされており、したがっ
て前記サージ電圧を下った時点でトランジスタ４２が３
！！断され、トランジスタ３７．３８は遮断状官となる
。これにより出力端子２３の電位は前記第３制限電圧よ
り低下していくサージ電圧に従って低下する。

■電源端子２７と出力端子２３との過電圧電源端子２７
および出力端子２３の双方に最大１１０Ｖのサージ電圧
が印加される場合について説明する。第８図に示すよう
にサージ電圧がしだいに増大すると、電源端子２７およ
び出力端子２３の電位もこれに対応して増大する。サー
ジ電圧が前記第２制限電圧（約２７■）を上回ったとき
、電源端子２７においては前記第１電圧制限手段３４が
動作して、上記第０項で説明したような動作を行う、出
力端子２３においては上記第０項で説明したような動作
が行われる。ここで上記第０項では、出力端子２３はツ
ェナダイオードＤ５．Ｄ１、Ｄ１２による第３制限電圧
にクランプされたが、本動作例では出力段３１が接地電
位と導通するため、第８図に示されるように接地電位（
ＯＶ）に低下する。

このようにして本実施例では、電源端子２７および出力
端子２３の少なくともいずれに過電圧が発生した場合で
あっても、過大を流が駆動回路２２に流入して破壊され
る事態、とりわけ出力端子２３の過大電圧による出力段
３１におけるトランジスタ３２．３３の熱破壊を防止す
ることができる。

また本実施例によれば、電源端子２７にＶ　ｃ　ｃ電圧
を供給するような使用法であっても、従来技術の項で述
べたように出力端子２３が常時ローレベルとなるような
事態を防ぐことができ、使用性が格段に向上される。

第９１２１は、本発明の他の実施例の詳細な構成を示す
電気回路図である。第９図を参照して、本実施例につい
て説明する６本実施例は前述の実施例に類似し、対応す
る部分には同一の参照符を付す。

本実施例の構成では上記実施例の構成に加え、電源端子
２７からの電源が供給される遅延回路４４を、第１電圧
制限手段３４と並列に設けるようにした。遅延回路４４
は前記電源端子２７によって給電される定電流源４５を
備えており、この定電流源４５と接地ライン４６との間
には、コンデンサ４７が接続される。定電流源４５とコ
ンデンサ４７との接続点４８は、トランジスタ４つのコ
レクタに接続されるとともに、比較器５０の反転入力端
子に接続される。比較器５０の非反転入力端子には電源
５１から定電圧が供給される。一方、前記トランジスタ
４９のエミッタは接地ライン４６に接続され、ベースは
トランジスタ３７（マルチコレクタ形）のコレクタに接
続される。

比較器５０の出力は駆動回路５２を構成するトランジス
タ５３のベースに接続される。１〜ランジスタ５３のエ
ミッタは接地ライン４６に接続され、コレクタはやはり
駆動回路５２を構成するトランジスタ５４のベースに接
続される。トランジスタ５４のコレクタはやはり駆動口
ｉ￥ｆｉ５２を構成するトランジスタ５５のベースに接
続され、トランジスタ５４のエミッタおよびトランジス
タ５５のコレクタは出力端子２３に接続される。トラン
ジスタ５５のエミッタは出力段を構成するトランジスタ
３３のベースは接続される。

一方、第２電圧制限手段３５には前記トランジスタ３７
．３９のベースが共通接続され、これらと同一導電形式
のトランジスタ５６．５７が設けられる。トランジスタ
５６．５７のエミッタは共通に接続され、抵抗５８を介
して駆動回路２２の駆動出力端子５９に接続される。駆
動出力端子５９は抵抗６０を介して電源ライン２５に接
続される。トランジスタ５７のコレクタはトランジスタ
３２のベースに接続され、トランジスタ５６のコレクタ
はトランジスタ３７の１−ランジスタ４９に向かうコレ
クタ以外の残余のコレクタとともにトランジスタ４２の
ベースに接続される。

ここでトランジスタ３２．３３を含んで出力段３１が構
成される。

第１０図〜第１２図は、第９図示の構成の説明するグラ
フである。これらの図面を併せて参照して、本実施例の
動作について説明する。

■電源端子２７の過電圧時 第１０区に示すようにサージ電圧がしだいに上昇し、し
たがって電源端子２７の電圧Ｖｃｅも上昇して第１電圧
制限手段３４に定められた第１制限電圧（たとえば２７
■）に到達するまでは、第１０Ｕライン！５で示される
ようにサージ電圧の上昇に対応して上昇する。電源端子
２７の電位が前記第１制限電圧に到達した第１０図の時
刻ｔ５では、第１電圧制限手段３４が動作してトランジ
スタ５５のベースに電荷を注入しトランジスタ５５．３
３を導通するように切換える。とりわけ出力端子２３の
レベルは第１０Ｕ３ライン！５に示されるようにローレ
ベルに強制的に切換えられる。

また電源端子２７のレベルの第１電圧制限手段３４によ
って、前記第１制限電圧にクランプされることになる。

■駆動出力端子５９の過電圧時 第１１図に示すように、駆動出力端子５つに流入するサ
ージ電圧が上昇する＃Ｊ会、駆動出力端子５９の出力電
圧ＶＤＲもこれに従って上昇する。

電圧ＶＤＲが第２を圧制限手段３５によって設定される
第２制限電圧（たとえば２７■）に到達すると、ライン
３つが該電圧にクランプされてもトランジスタ５６．５
７が導通し、トランジスタ４２が導通する。これにより
第２電圧制限手段はダイオードＤ６．Ｄ７による第３制
限電圧〈たとえば約２０■＝動作電圧たとえば６．７■
のツェナダイオード３個分〉にクランプされる。動作電
圧が前記２７Ｖを超えた状態から減少する場合には、前
記第３制限電圧に到達したときに前記トランジスタ４２
は遮断されるが、このとき駆動出力端子５９のレベルは
第２制限電圧より低下するので、サージ電圧に従ったレ
ベルが出力する。これは第１１図ライン１７に示される
。

一方、サージ電圧が２７Ｖになった時刻ｔ６で、トラン
ジスタ５６．５７したかってトランジスタ３２が導通し
、トランジスタ３３が導電する。これにより第１１図ラ
イン１７に示されるように出力端子２３のレベルがロー
レベルに切換わる。またサージ電圧の減少時には、サー
ジ電圧が２０Ｖとなる時刻ｔ７でトランジスタ３７，３
９　：　５６゜５７が遮断され、したがってトランジス
タ３２゜３３も遮断され、出力端子２３のレベルはハイ
レベルくたとえば１４■）となる。

■出力端子２３の過電圧時 出力端子２３においてサージ電圧が上昇する場合 前述の渇きと同様にして、サージ電圧が２７Ｖとなった
ときに第２電圧制限手段３５が動作し、トランジスタ４
２が導通して出力端子２３のレベルを第３＠圧にクラン
プする。

一方、トランジスタ３７の導通によりトランジスタ４９
のベースにも電荷が注入され、トランジスタ４９が導通
する。これにより定電流源４５によって充電されていた
コンデンサ４７の電荷が急速に放電し、比較器５０の出
力はローレベルからハイレベルに切換わる。

この結果、比較器５０の出力はローレベルからかイレベ
ルに反転し、トランジスタ５３が導通しトランジスタ５
４も導通する。これによりトランジスタ５５．３３も導
通し、したがって出力端子２３は第１２図ラインノ８に
示されるようにローレベルに切換えられる。

出力端子２３がローレベルとなると、上述の各場合と同
じくトランジスタ３７，３９，５６．５７が遮断状態と
なり、したがってトランジスタ４つも遮断され、コンデ
ンサ４７には定電流源４５からの定電流によって電荷が
供給される。これにより前記第２式に示される時間ｔの
後に、比較器５０の出力がハイレベルからローレベルに
反転し、トランジスタ５３も遮断される。これによりト
ランジスタ５４も遮断され、出力端子２３のレベルはダ
イオードＤ５〜Ｄ７によって決められるクランプレベル
となる。

サージ電圧がしだいに上昇する場合を想定すると、出力
端子２３のレベルが前記２７Ｖ以上となり、上述したよ
うな動作を再び行って出力端子２３のレベルをローレベ
ルに切換える。すなわちサージ電圧が２７Ｖを超えて上
昇する場合には、出力端子２３のレベルが前記２０Ｖと
接地電位との間を繰返すことになる。

一方、サージ電圧が２７Ｖを超えた状態から減少する場
合を想定する。この場合にはトランジスタ５３，５４，
５５．３３が遮断されて、出力端子２３が接地電位と遮
断された状態で電位が２０Ｖ以下になったときトランジ
スタ４２が遮断され、トランジスタ３７．３８，５６．
５７が遮断状態のままになる。したがって遅延回路４４
は動作せず、出力端子２３のレベルはサージ電位に対応
して減少する。

このように上述した各実施例によれば、出力端子２３、
電源端子２７、駆動出力端子５９のいずれに過電圧が加
っな場合であっても、これを駆動回路２２が破壊されな
い程度の電圧にクランプし、または接地電位に強制する
ことができる。これにより駆動回路２２の過電圧または
火消Ｕ電力による熱などによる破壊が防がれる。またこ
のｉ源としては、Ｖｃｃ系または＋Ｂ系のいずれでも用
いることができる。

第１３図は、本発明のさらに他の構成例を示す電気回路
図である０本構成例は第９図示の構成例に類似し、対応
する部分には同一の参照符を付す。

本構成例では第１電圧制限手段３４を定電流源６１、ダ
イオード６２，６３．６４から構成するようにした。ま
た遅延回路４４において比較器５０を具体的には、トラ
ンジスタ４９のコレクタがベースに接続され、コレクタ
は電源端子２７に接続されるトランジスタ６５と、トラ
ンジスタ６５のベースにコレクタが接続され、ベースは
トランジスタ６５のエミッタに接続されるトランジスタ
６６が用いられる。

トランジスタ５６のエミッタとベース間には抵抗６７が
介在され、この抵抗はダイオード６８および抵抗６９を
介して接地ライン４６に接続される。またダイオード６
８のカソードはトランジスタ７０のベースに接続され、
トランジスタ７０のコレクタは前記第１電圧制限手段を
構成するダイオード６４のカソードに、またエミッタは
接地ライン４６に接続される。このような構成によって
も上述の動作と効果とを同様に実現できる。

発明の効果 以上のように本発明に従えば、第１電源電圧が第２制＠
電圧を上回ったとき、該第１電源電圧を制限する第２電
圧制御手段による出力段の半導体スイッチング手段の駆
動電圧を、前記第２制限電圧よりも低い第３制限電圧に
切換え、制限手段によって切換え制限する。この第３制
限電圧を半導体スイッチング手段が破壊されない程度に
選べば、このような場合における半導体スイッチング手
段の熱破壊を防止することができる。また、負荷駆動装
置において、上記第１電源電圧および第２電源電圧がそ
れぞれ過電圧となった場合であっても、保護されること
になる。

さらに本発明では、第１電源電圧または第２電源電圧ま
たは出力段のいずれかに第２制御電圧を上回わる過電圧
が発生したとき、切換駆動手段はこの過電圧を検出して
半導体スイッチング手段を導通状態に切換えるようにし
てもよい、これによってもやはり負荷駆動装置の過電圧
からの保護が図られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
２図は第１図の構成例を示す電気回路図、第３図、第５
図、第７図は本実施例の動作状態を詳細に示すブロック
図、第４図、第６図、第８図は本実施例の動作を説明す
るグラフ、第９図は本発明の他の実施例を説明する電気
回路図、第１０図〜第１２図は本実施例の動作を説明す
るグラフ、第１３図は本発明のさらに他の実施例の構成
を示す電気回路図、第１４図、第１５図は典型的な第１
および第２従来例を説明する電気回路図、第１６図は典
型的な第３の従来技術の構成を示す電気回路図、第１７
図は第４の従来例の構成を示す電気回路図、第１８図は
第５の従来例の構成を示す電気回路図、第１９図は問題
点を説明するための電気回路図である。 ２１・・・負荷、２２・・・駆動回路、２３・・・出力
端子、２５・・・電源ライン、２７・・・電源端子、３
１・・・出力段、３４・・・第１電圧制限手段、３５・
・・第２電圧制限手段、４４・・・遅延回路、５２・・
・駆動回路、５９・・・駆動出力端子 ｎｖ　　サー′；電圧 第１０口 サーレ電几 サーンを厄

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一方端が第１電源電圧に接続された負荷の他方端
   と接地電位との間に介在される半導体スイッチング手段
   を含む出力段と、 第１電源電圧と異なる第２電源電圧が入力され、これを
   予め定める第１制限電圧に制限するとともに、該制限時
   には半導体スイッチング手段を導通状態に制御する第１
   電圧制限手段と、 前記出力段に並列に設けられ、半導体スイッチング手段
   の駆動電圧を第２制限電圧に制限する第２電圧制限手段
   と、 第２電圧制限手段に設けられ、第１電源電圧が第２制限
   電圧を上回つたとき、前記駆動電圧を第２制限電圧より
   も低い第３制限電圧に切換えて制限する切換制限手段と
   を含むことを特徴とする負荷駆動装置の過電圧保護回路
   。
2. （２）一方端が第１電源電圧に接続された負荷の他方端
   と接地電位との間に介在される半導体スイッチング手段
   を含む出力段と、 第１電源電圧と異なる第２電源電圧が入力され、これを
   予め定める第１制限電圧に制限するとともに、該制限時
   には半導体スイッチング手段を導通状態に制御する第１
   電圧制限手段と、 前記出力段に並列に設けられ、半導体スイッチング手段
   の駆動電圧を第２制限電圧に制限する第２電圧制限手段
   と、 出力段に設けられ、第１電源電圧または第２電源電圧ま
   たは出力段の少なくともいずれかに第２制限電圧を上回
   る過電圧が発生したとき、これを検出して前記半導体ス
   イッチング手段を導通状態に切換える切換駆動手段とを
   含むことを特徴とする負荷駆動装置の過電圧保護回路。