JPH0152976B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0152976B2 JPH0152976B2 JP57056246A JP5624682A JPH0152976B2 JP H0152976 B2 JPH0152976 B2 JP H0152976B2 JP 57056246 A JP57056246 A JP 57056246A JP 5624682 A JP5624682 A JP 5624682A JP H0152976 B2 JPH0152976 B2 JP H0152976B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resistor
- voltage
- collector
- current
- disconnection detection
- 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
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- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は主として、自動車等のランプの断線検
出回路に関するものであり、複数個のランプに直
列に接続された断線検出抵抗の電圧降下が、１個
以上のランプが断線したとき小さくなることを利
用する断線検出回路に関するものである。
出回路に関するものであり、複数個のランプに直
列に接続された断線検出抵抗の電圧降下が、１個
以上のランプが断線したとき小さくなることを利
用する断線検出回路に関するものである。
第１図は、この種の断線検出機構の基本的原理
を示す回路図で、１０１は電源、１０２は断線検
出抵抗R1、１０３はランプである。
を示す回路図で、１０１は電源、１０２は断線検
出抵抗R1、１０３はランプである。
第２図は、第１図において電源電圧Vccを変え
た時、断線検出抵抗１０２の電圧降下がどの様に
変わるかを示した図であり、ａは２個のランプが
点灯している時、ｂは１個が断線した時の特性で
ある。
た時、断線検出抵抗１０２の電圧降下がどの様に
変わるかを示した図であり、ａは２個のランプが
点灯している時、ｂは１個が断線した時の特性で
ある。
このように、電源電圧を変えると、断線検出抵
抗１０２の電圧降下は高い電圧で飽和した特性と
なる。
抗１０２の電圧降下は高い電圧で飽和した特性と
なる。
この理由は、電源電圧を上げるとランプのフイ
ラメント温度が高くなり、ランプ抵抗が高くなる
ためと考えられる。
ラメント温度が高くなり、ランプ抵抗が高くなる
ためと考えられる。
又、周囲温度が変つた場合は上記の変化は小さ
い。この理由は、ランプから発生したエネルギー
はほぼ放射エネルギーであり、放射エネルギーは
ランプのフイラメントの絶対温度をTF、周囲の
絶対温度をTaとした時ステエフアンボルツマン
の法則に従がいσ（TF 4−Ta4）で表わされ、TF
≫Taであれば、ほぼフイラメント温度が支配的
要因として効いてくるためである。
い。この理由は、ランプから発生したエネルギー
はほぼ放射エネルギーであり、放射エネルギーは
ランプのフイラメントの絶対温度をTF、周囲の
絶対温度をTaとした時ステエフアンボルツマン
の法則に従がいσ（TF 4−Ta4）で表わされ、TF
≫Taであれば、ほぼフイラメント温度が支配的
要因として効いてくるためである。
自動車で通常動作が要求される電圧範囲は８〜
16Vであり、この電源電圧範囲では第２図の特性
はｃで示した様に次式で近似できる。
16Vであり、この電源電圧範囲では第２図の特性
はｃで示した様に次式で近似できる。
Ｅ＝Ａ・Vcc＋Ｂ ……(1)
(1)式においてＡ、Ｂは定数である。
したがつて、(1)式で示される電圧を作りだし
て、断線検出抵抗の電圧降下とを比較すれば、精
度よく断線状態を検出できることとなる。
て、断線検出抵抗の電圧降下とを比較すれば、精
度よく断線状態を検出できることとなる。
第３図は、従来の(1)式の電圧を作り出す回路で
Ｚはツエナダイオード、R2〜R5は抵抗である。
Ｚはツエナダイオード、R2〜R5は抵抗である。
この回路ではツエナ電圧をVZとすればE1は次
式で表わされる。
式で表わされる。
E1＝R2R4／R2R3＋R2R4＋R3R4・VCC
＋R2R3／R2R4＋R2R3＋R3R4・Ｖ ……(2)
第４図には、この回路を用いた従来の断線検出
回路で、１０４は比較器である。
回路で、１０４は比較器である。
断線検出回路においては、無駄なパワーロスを
なくすため、通常、第１図の断線検出抵抗R1に
おける電圧降下は50〜100ｍＶと小さな値に設定
される。第３図の回路において通常VZは5V程
度、VCCは13V程度であるからE1として50〜100ｍ
Ｖの値を得ようとすると、R2≪R4、R2≪R3とな
る。
なくすため、通常、第１図の断線検出抵抗R1に
おける電圧降下は50〜100ｍＶと小さな値に設定
される。第３図の回路において通常VZは5V程
度、VCCは13V程度であるからE1として50〜100ｍ
Ｖの値を得ようとすると、R2≪R4、R2≪R3とな
る。
この条件を入れると上記(2)式は次のようにな
る。
る。
E1＝R2／R3・VCC＋R2／R4・VZ
上式においてR2／R3・VCCはR3を流れる電流によ
つてR2に発生する電圧降下、R2／R4・VZはR4を流
れる電流によつてR2に発生する電圧降下を示す。
一般的にランプの特性をよく補償するためには
ランプの特性からR2／R3・VCC〜R2／R4・VZである必 要がある。すなわち定格電源電圧においてR3を
流れる電流とR4を流れる電流が等しいことが必
要である。定格電源電圧をVCC＝13Vとし、VZ＝
5VのもとでR3，R4に流れる電流を200μAとすれ
ば、R3＝65KΩ、R4＝25KΩとなる。この回路を
最も標準的な200Ω／□のシート抵抗を持つたバ
イポーラ集積回路で達成しようとした場合、上記
抵抗を得るのにR3で325□、R4で125□の抵抗を
必要とするが、このためには大きなチツプ面積を
必要とする。
ランプの特性からR2／R3・VCC〜R2／R4・VZである必 要がある。すなわち定格電源電圧においてR3を
流れる電流とR4を流れる電流が等しいことが必
要である。定格電源電圧をVCC＝13Vとし、VZ＝
5VのもとでR3，R4に流れる電流を200μAとすれ
ば、R3＝65KΩ、R4＝25KΩとなる。この回路を
最も標準的な200Ω／□のシート抵抗を持つたバ
イポーラ集積回路で達成しようとした場合、上記
抵抗を得るのにR3で325□、R4で125□の抵抗を
必要とするが、このためには大きなチツプ面積を
必要とする。
このように、第３図、第４図に示す回路は、
R3，R4に割合大きな抵抗を使用しなければ、消
費電流を押さえることができない。（特に集積回
路では、各種の機能を１つのパツケージ内に組み
込むため、個々の回路はできる限り押さえる必要
がある。）さらにツエナダイオードＺに常に電流
を流すためには、抵抗R5に流れる電流に比べ、
抵抗R4を流れる電流を小さくしておかなければ
ならないがそのためには、抵抗R4は大きな抵抗
値に設定しなければならない。
R3，R4に割合大きな抵抗を使用しなければ、消
費電流を押さえることができない。（特に集積回
路では、各種の機能を１つのパツケージ内に組み
込むため、個々の回路はできる限り押さえる必要
がある。）さらにツエナダイオードＺに常に電流
を流すためには、抵抗R5に流れる電流に比べ、
抵抗R4を流れる電流を小さくしておかなければ
ならないがそのためには、抵抗R4は大きな抵抗
値に設定しなければならない。
本発明はかかる問題を解消するためになされた
もので第５図に、本発明による断線検出回路の一
実施例を示す。
もので第５図に、本発明による断線検出回路の一
実施例を示す。
図において、１０１は電源、１０２は抵抗R1、
１０３はランプ、１０５は抵抗R2、１０６は抵
抗R3、１０７はこの発明の特徴とするオフセツ
ト付比較器である。
１０３はランプ、１０５は抵抗R2、１０６は抵
抗R3、１０７はこの発明の特徴とするオフセツ
ト付比較器である。
第５図で、抵抗R2における電圧降下はVcc×
R2／R2＋R3である。又オフセツト付比較器１０７ は、一定のオフセツト電圧Voffを持つているた
め、断線検出抵抗R1の電圧降下E1が次の値とな
つた時、反転する。
R2／R2＋R3である。又オフセツト付比較器１０７ は、一定のオフセツト電圧Voffを持つているた
め、断線検出抵抗R1の電圧降下E1が次の値とな
つた時、反転する。
E1＝Vcc×R2／R2＋R3＋Voff ……(3)
(3)式は(1)式と同等の形をしている。
第６図に、オフセツト付比較器１０４の具体的
回路例を示す。
回路例を示す。
図において、コレクタピツチ抵抗Q1、トラン
ジスタQ2，Q3、抵抗Rdで構成される回路は、バ
イアス電圧を作る回路で、Q3のベース電圧を
2VBEにする。したがつて、Q9，Q10のコレクタに
はそれぞれVBE／Re、VBE／Rfの電流が流れる。
Rb，RcはQ4，Q8のエミツタ電流を、比較器の反
転レベルで、抵抗の逆数に比例した電流に分配す
るための回路である。したがつて、比較器の反転
レベルでRaにはVBEに比例した電流が流れ、Q4
とQ8の電流比はRb，Rcの抵抗値で決定され、Q4
とQ8のVBEは差を持つてくる。
ジスタQ2，Q3、抵抗Rdで構成される回路は、バ
イアス電圧を作る回路で、Q3のベース電圧を
2VBEにする。したがつて、Q9，Q10のコレクタに
はそれぞれVBE／Re、VBE／Rfの電流が流れる。
Rb，RcはQ4，Q8のエミツタ電流を、比較器の反
転レベルで、抵抗の逆数に比例した電流に分配す
るための回路である。したがつて、比較器の反転
レベルでRaにはVBEに比例した電流が流れ、Q4
とQ8の電流比はRb，Rcの抵抗値で決定され、Q4
とQ8のVBEは差を持つてくる。
ここで、Q6，Q7，Q5，Q11で構成される比較器
の閾値（Q11がオンからオフへ切換わる点）はQ6
とQ7のベース電位が等しい時である。以下その
理由を説明する。
の閾値（Q11がオンからオフへ切換わる点）はQ6
とQ7のベース電位が等しい時である。以下その
理由を説明する。
マルチコレクタPNPトランジスタQ5の、Q6の
コレクタに接続されたコレクタと、Q7のコレク
タに接続されたコレクタのサイズが等しく、かつ
Q5のhFEが十分大きくそのベース電流が無視でき
るとするならば、Q5のQ7のコレクタに接続され
たコレクタにはQ6のコレクタ電流と等しい流出
電流が流れる。したがつてQ6とQ7のベース電位
が等しくQ6とQ7のコレクタ電流が等しい時Q5の
Q7のコレクタに接続されたコレクタに流れる電
流はQ7のコレクタ電流と等しくなる。
コレクタに接続されたコレクタと、Q7のコレク
タに接続されたコレクタのサイズが等しく、かつ
Q5のhFEが十分大きくそのベース電流が無視でき
るとするならば、Q5のQ7のコレクタに接続され
たコレクタにはQ6のコレクタ電流と等しい流出
電流が流れる。したがつてQ6とQ7のベース電位
が等しくQ6とQ7のコレクタ電流が等しい時Q5の
Q7のコレクタに接続されたコレクタに流れる電
流はQ7のコレクタ電流と等しくなる。
したがつて、Q7のベース電位がQ6のベース電
位より高くなり、Q7のコレクタ電流がQ6のコレ
クタ電流より大きくなるとQ11のベース電流が流
れ、Q11がオンする。
位より高くなり、Q7のコレクタ電流がQ6のコレ
クタ電流より大きくなるとQ11のベース電流が流
れ、Q11がオンする。
一方、Q7のベース電位がQ6のベース電位より
低くなり、Q7のコレクタ電流がQ6のコレクタ電
流より小さくなるとQ11はオフする。
低くなり、Q7のコレクタ電流がQ6のコレクタ電
流より小さくなるとQ11はオフする。
Q6とQ7のベース電位が等しい時、抵抗Rbにか
かる電圧と抵抗Rcにかかる電圧は等しい。した
がつてこの時抵抗Rbに流れる電流をIb、抵抗Rc
に流れる電流をIcとすると次式が成立する。
かる電圧と抵抗Rcにかかる電圧は等しい。した
がつてこの時抵抗Rbに流れる電流をIb、抵抗Rc
に流れる電流をIcとすると次式が成立する。
Rb・Ib＝Rc・Ic ……(4)
抵抗Reにかかる電圧はQ2のベース・エミツタ
間電圧VBEである。したがつてQ9のエミツタ電流
I9Eは次式のようになる。
間電圧VBEである。したがつてQ9のエミツタ電流
I9Eは次式のようになる。
I9E＝VBE／Re ……(5)
Q9のhFEが十分大きければ、Q9のエミツタ電流
はQ9のコレクタ電流と等しくなる。
はQ9のコレクタ電流と等しくなる。
IbとIcの和はQ9のコレクタ電流と等しいから次
式が成立する。
式が成立する。
Ib＋Ic＝VBE／Re ……(6)
(4)式と(6)式よりIb、Icを求めると次のようにな
る。
る。
Ib＝Rc／Rb＋Rc・VBE／Re ……(7)
Ic＝Rb／Rb＋Rc・VBE／Re ……(8)
したがつて、この時、抵抗Raでの電圧降下
Va、トランジスタQ4のベース・エミツタ電圧
VBE4、トランジスタQ8のベース・エミツタ電圧
VBE8は、トランジスタQ6とQ7のhFEが十分高く、
そのベース電流が無視できるとすれば次式のよう
になる。
Va、トランジスタQ4のベース・エミツタ電圧
VBE4、トランジスタQ8のベース・エミツタ電圧
VBE8は、トランジスタQ6とQ7のhFEが十分高く、
そのベース電流が無視できるとすれば次式のよう
になる。
Va＝Ra・Ib＝Ra・Rc／Rb＋Rc・VBE／Re……(9)
VBE4＝kT／ｑlnIb／Is＝kT／ｑlnRc・VBE／Is・（Ra・R
c）・Re ……(10) VBE8＝kT／ｑlnIc／Is＝kT／ｑlnRb・VBE／Is・（Ra・R
c）・Re ……(11) したがつて、閾値状態すなわちQ6とQ7のベー
ス電位が等しい状態での非反転入力端子T1と反
転入力端子T2の電圧差Voffは次のようになる。
c）・Re ……(10) VBE8＝kT／ｑlnIc／Is＝kT／ｑlnRb・VBE／Is・（Ra・R
c）・Re ……(11) したがつて、閾値状態すなわちQ6とQ7のベー
ス電位が等しい状態での非反転入力端子T1と反
転入力端子T2の電圧差Voffは次のようになる。
Voff＝Va＋VBE4−VBE8
＝Ra・Rc／Re（Rb＋Rc）・VBE＋kT／ｑlnRc／Rb……(
12) 一般にVBEと絶対温度Ｔに比例する電圧を適当
な比で加え合わせ、VBE＋αT＝1.25Vとなるよう
にαを選んだ時、温度係数を０となることが知ら
れている。
12) 一般にVBEと絶対温度Ｔに比例する電圧を適当
な比で加え合わせ、VBE＋αT＝1.25Vとなるよう
にαを選んだ時、温度係数を０となることが知ら
れている。
(12)式は第１項がVBEに、第２項がＴに比例して
いるためRa，Rb，Rc，Reを適当に選べは任意
の値の温度係数０の電圧を作り得る。又勿論任意
の温度係数の電圧も作りうることを示している。
いるためRa，Rb，Rc，Reを適当に選べは任意
の値の温度係数０の電圧を作り得る。又勿論任意
の温度係数の電圧も作りうることを示している。
なお、ここでVCCが第２図に示すａとｃの交点
よりも小さい場合には、断線でないにもかかわら
ず断線検出出力が出されることとなるが、この交
点は実用電源電圧範囲に比して十分低い電源電圧
（ランプが光つているのが認められない領域）で
あり、この範囲での断線は問題としていないので
不都合は生じない。
よりも小さい場合には、断線でないにもかかわら
ず断線検出出力が出されることとなるが、この交
点は実用電源電圧範囲に比して十分低い電源電圧
（ランプが光つているのが認められない領域）で
あり、この範囲での断線は問題としていないので
不都合は生じない。
以上のように本発明の断線検出回路によれば、
オフセツト付比較器を用いることにより、従来の
ように比較電圧発用に高抵抗を用いる必要がなく
なり、集積回路で構成しやすい断線検出回路を得
ることができる。
オフセツト付比較器を用いることにより、従来の
ように比較電圧発用に高抵抗を用いる必要がなく
なり、集積回路で構成しやすい断線検出回路を得
ることができる。
第１図は、ランプの断線検出原理を示す図、第
２図は電源電圧と断線検出抵抗電圧降下の関係を
示す図、第３図は、従来のランプ特性を補償する
ための図、第４図は従来の断線検出回路を示す回
路図、第５図は本発明の断線検出回路の一実施例
を示す回路図、第６図は、本発明で使用されてい
るオフセツト付比較器の具体例を示す回路図であ
る。 図中、１０１は電源、１０２は断線検出抵抗、
１０３はランプ、１０７はオフセツト付比較器で
ある。なお図中、同一符号は同一又は相当部分を
示す。
２図は電源電圧と断線検出抵抗電圧降下の関係を
示す図、第３図は、従来のランプ特性を補償する
ための図、第４図は従来の断線検出回路を示す回
路図、第５図は本発明の断線検出回路の一実施例
を示す回路図、第６図は、本発明で使用されてい
るオフセツト付比較器の具体例を示す回路図であ
る。 図中、１０１は電源、１０２は断線検出抵抗、
１０３はランプ、１０７はオフセツト付比較器で
ある。なお図中、同一符号は同一又は相当部分を
示す。
Claims (1)
- １ 電源と、前記電源に接続された第１の抵抗、
この第１の抵抗と接地間に接続されたランプ、前
記電源と接地間に接続された第２、第３の抵抗、
前記第１の抵抗と前記ランプの接続点及び、前記
第２、第３の抵抗の接続点にそれぞれ入力端子を
接続され、電源電圧に依存しない一定のオフセツ
ト電圧を有するオフセツト付比較器を備えたこと
を特徴とする断線検出回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57056246A JPS58172922A (ja) | 1982-04-02 | 1982-04-02 | 断線検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57056246A JPS58172922A (ja) | 1982-04-02 | 1982-04-02 | 断線検出回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58172922A JPS58172922A (ja) | 1983-10-11 |
| JPH0152976B2 true JPH0152976B2 (ja) | 1989-11-10 |
Family
ID=13021729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57056246A Granted JPS58172922A (ja) | 1982-04-02 | 1982-04-02 | 断線検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58172922A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6248660B2 (ja) * | 2014-02-05 | 2017-12-20 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 回路装置及び電源システム |
-
1982
- 1982-04-02 JP JP57056246A patent/JPS58172922A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58172922A (ja) | 1983-10-11 |
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