JPH0210468Y2 - - Google Patents
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- JPH0210468Y2 JPH0210468Y2 JP1981162292U JP16229281U JPH0210468Y2 JP H0210468 Y2 JPH0210468 Y2 JP H0210468Y2 JP 1981162292 U JP1981162292 U JP 1981162292U JP 16229281 U JP16229281 U JP 16229281U JP H0210468 Y2 JPH0210468 Y2 JP H0210468Y2
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- load
- power transistors
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- Tests Of Electronic Circuits (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)
- Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案はマイクロコンピユータの出力信号に対
応してアクチユエータ等の負荷を駆動する負荷駆
動回路に関し、特に直列冗長系と自己診断機能を
有する負荷駆動回路に関するものである。[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to a load drive circuit that drives a load such as an actuator in response to an output signal from a microcomputer, and particularly relates to a load drive circuit that has a series redundant system and a self-diagnosis function.
近年、マイクロコンピユータの急速な発達に伴
なつて、各種装置がマイクロコンピユータによつ
て制御される傾向にある。この場合、マイクロコ
ンピユータの出力信号電流は極めて小さなもので
あるために、この信号をそのまま用いてアクチユ
エータ等の負荷を駆動することは出来ない。従つ
て、マイクロコンピユータを用いた制御系に於い
ては、マイクロコンピユータによつて制御される
パワートランジスタを設け、このパワートランジ
スタの出力を用いて負荷を駆動するように構成さ
れている。 In recent years, with the rapid development of microcomputers, there is a tendency for various devices to be controlled by microcomputers. In this case, since the output signal current of the microcomputer is extremely small, this signal cannot be used as it is to drive a load such as an actuator. Therefore, in a control system using a microcomputer, a power transistor controlled by the microcomputer is provided, and the output of this power transistor is used to drive a load.
この場合、何かの原因によつてパワートランジ
スタがシヨートあるいは断線すると、誤つた制御
がなされたりあるいは他の電気部品を破損する等
の問題が生ずる。従つて、このようなマイクロコ
ンピユータを用いた制御系に於いては、パワート
ランジスタのシヨートによる負荷の駆動対策と駆
動系の常時監視が重要なものとなる。 In this case, if the power transistor is shot or disconnected for some reason, problems such as incorrect control or damage to other electrical components may occur. Therefore, in a control system using such a microcomputer, it is important to take measures to drive the load by shorting the power transistor and to constantly monitor the drive system.
従つて、本考案による目的は、直列冗長系と自
己診断機能を有する負荷駆動回路を提供すること
である。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a load driving circuit having a series redundant system and a self-diagnosis function.
このような目的を達成するために本考案は、負
荷駆動用のパワートランジスタを2個直列に接続
し、マイクロコンピユータを用いて各パワートラ
ンジスタを互いに一部異なつたモードで駆動する
とともに、パワートランジスタと負荷との接続点
電位を監視することによつて自己診断を行なうも
のである。以下、図面を用いて本考案による負荷
駆動回路を詳細に説明する。 In order to achieve these objectives, the present invention connects two power transistors for driving loads in series, uses a microcomputer to drive each power transistor in a partially different mode, and also Self-diagnosis is performed by monitoring the potential at the connection point with the load. Hereinafter, the load driving circuit according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第1図は本考案による負荷駆動回路の一実施例
を示す回路図である。同図に於いてQ1,Q2は負
荷ZLを介して電源VCCとアース間に直列接接され
たパワートランジスタ、R1はパワートランジス
タQ1,Q2の直列体に対して並列接続された高抵
抗のプルアツプ抵抗、Mはマイクロコンピユータ
であつて、アクテイブ“L”の制御信号A1,A2
を送出する出力ポートP1,P2と、診断信号Bを
取り込む入力ポートP3とによつて構成されてい
る。IN1はマイクロコンピユータMの出力ポート
P1に発生される制御信号A1を反転するインバー
タ、Q3は電源VCCとアース間に抵抗R2を介して接
続されるとともに、インバータIN1の出力を抵抗
R3を介してベース入力とするトランジスタであ
つて、このトランジスタQ3の出力を抵抗R5を介
して供給することによりパワートランジスタQ1
をドライブしている。IN2はマイクロコンピユー
タMの出力ポートP2に発生される制御信号A2を
反転するインバータ、Q4は電源VCCとアース間に
抵抗R6を介して接続されるとともに、インバー
タIN2の出力を抵抗R7を介してベース入力とする
トランジスタであつて、このトランジスタQ4の
出力を抵抗R8を介して供給することによりパワ
ートランジスタQ2をドライブしている。ZDはト
ランジスタQ2と負荷ZLの接続点Kとアース間に
接続されたツエナーダイオードであつて、K点電
位をTTLレベルに変換して取り出している。D1,
D2は抵抗R9を介して取り出されたツエナーダイ
オードZDの出力に含まれるノイズ分を吸収する
ために設けられたダイオードであつて、ダイオー
ドD1は電源+Vと抵抗R9の一端との間に逆極性
に接続されており、ダイオードD2は抵抗R9の一
端とアース間に逆極性に接続されている。IN3は
K点電位をツエナーダイオードZDによつてTTL
レベルに変換した信号を抵抗R9を介して入力す
ることにより、極性反転した診断信号Bをマイク
ロコンピユータMの入力ポートP3に供給するイ
ンバータである。 FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a load driving circuit according to the present invention. In the figure, Q 1 and Q 2 are power transistors connected in series between the power supply V CC and ground via a load Z L , and R 1 is connected in parallel to the series body of power transistors Q 1 and Q 2 . The high-resistance pull-up resistor M is a microcomputer that outputs active “L” control signals A 1 , A 2 .
It is composed of output ports P 1 and P 2 that send out the diagnostic signal B, and an input port P 3 that takes in the diagnostic signal B. IN 1 is the output port of microcomputer M
An inverter that inverts the control signal A 1 generated at P 1 , Q 3 is connected between the power supply V CC and ground through a resistor R 2 , and the output of the inverter IN 1 is connected to a resistor.
A transistor whose base input is via R3 , and the power transistor Q1 is connected by supplying the output of this transistor Q3 via a resistor R5 .
is driving. IN 2 is an inverter that inverts the control signal A 2 generated at the output port P 2 of the microcomputer M, and Q 4 is connected between the power supply V CC and ground via a resistor R 6 , and the output of the inverter IN 2 . is a transistor whose base input is via a resistor R7 , and the power transistor Q2 is driven by supplying the output of this transistor Q4 via a resistor R8 . ZD is a Zener diode connected between the connection point K of the transistor Q 2 and the load Z L and the ground, and converts the potential at the K point to a TTL level and extracts it. D1 ,
D2 is a diode provided to absorb the noise contained in the output of the Zener diode ZD taken out via the resistor R9 , and the diode D1 is connected between the power supply +V and one end of the resistor R9 . diode D 2 is connected with reverse polarity between one end of resistor R 9 and ground. IN 3 converts the K point potential to TTL using Zener diode ZD.
This inverter supplies a diagnostic signal B with inverted polarity to the input port P3 of the microcomputer M by inputting the level-converted signal via the resistor R9 .
このように構成された負荷駆動回路に於いて、
正常時に電源VCCを供給すると、高抵抗値のプル
アツプ抵抗R1を介して供給される電流は負荷ZL
を介してアースに落されるために、K点の電位は
ほぼアース電位となる。従つて、インバータIN3
の入力信号が“L”となり、これに伴なつてマイ
クロコンピユータMの入力ポートP3に“H”信
号が供給されるために、マイクロコンピユータM
は制御信号A1,A2の“H”時に於ける診断信号
Bの“H”を判別することによつて、負荷駆動系
が正常であることを判別する。 In the load drive circuit configured in this way,
When the power supply V CC is supplied during normal operation, the current supplied through the high resistance pull-up resistor R 1 is the load Z L
Since the voltage at point K is grounded through the ground, the potential at point K becomes approximately ground potential. Therefore, inverter IN 3
Since the input signal of the microcomputer M becomes "L" and an "H" signal is supplied to the input port P3 of the microcomputer M, the microcomputer M
determines whether the load drive system is normal by determining whether the diagnostic signal B is "H" when the control signals A 1 and A 2 are "H".
次に、負荷駆動系の診断に際しては、マイクロ
コンピユータMの出力ポートP1から第2図aに
示すように時点t1〜t3間の期間T1に於いて“L”
となる制御信号A1が発生されるとともに、出力
ポートP2から第2図bに示すように上記期間T1
の一部である時点t1〜t2と時点t3〜t4で示す期間
T2に於いてのみ“L”となる制御信号A2が発生
される。このようにして発生された制御信号A1,
A2は、各インバータIN1,IN2に於いて反転され
た後にトランジスタQ3,Q4ベースに供給されて
トランジスタQ3,Q4が期間T1,T2に於いてそれ
ぞれオンとなる。そして、このトランジスタQ3,
Q4の出力はそれぞれパワートランジスタQ1,Q2
のベースに供給されているために、パワートラン
ジスタQ1,Q2が期間T1,T2に於いてそれぞれオ
ンされることになる。 Next, when diagnosing the load drive system, as shown in FIG .
A control signal A 1 is generated, and the control signal A 1 is output from the output port P 2 for the period T 1 as shown in FIG. 2b.
The period denoted by time t 1 - t 2 and time t 3 - t 4 is part of
A control signal A2 which becomes "L" only at T2 is generated. The control signal A 1 generated in this way,
After A 2 is inverted in each inverter IN 1 and IN 2 , it is supplied to the bases of transistors Q 3 and Q 4 , and transistors Q 3 and Q 4 are turned on during periods T 1 and T 2 , respectively. And this transistor Q 3 ,
The output of Q 4 is the power transistor Q 1 , Q 2 respectively
, power transistors Q 1 and Q 2 are turned on during periods T 1 and T 2 , respectively.
この場合、トランジスタQ1,Q2が正常である
場合には、トランジスタQ1,Q2が共にオンとな
るt1〜t2期間に於いてのみK点電位がほぼ電源電
位に持ち上げられることになる。この結果、イン
バータIN3から出力される診断信号Bは第2図c
に示すようにt1〜t2期間に於いてのみ“L”とな
る。従つて、マイクロコンピユータMは、制御信
号A1,A2が共に“L”となる期間に於いてのみ
診断信号Bが“L”となることを判別することに
よつてトランジスタQ1,Q2が正常に動作してい
ることを確認する。 In this case, if transistors Q 1 and Q 2 are normal, the potential at point K will be raised to approximately the power supply potential only during the period t 1 to t 2 when both transistors Q 1 and Q 2 are turned on. Become. As a result, the diagnostic signal B output from inverter IN 3 is as shown in Fig. 2c.
As shown in , it becomes "L" only during the period t 1 to t 2 . Therefore, the microcomputer M determines that the diagnostic signal B becomes "L" only during the period when both the control signals A 1 and A 2 are "L", thereby controlling the transistors Q 1 and Q 2 . check that it is working properly.
次に、トランジスタQ1,Q2の少なくとも一方
が断線している場合には、第2図a,bに示す制
御信号A1,A2を発生したとしてもK点電位は常
にアース電位となり、これに伴なつてインバータ
IN3の出力は第2図dに示すように、“H”状態
を続けることになる。従つて、マイクロコンピユ
ータMは、制御信号A1,A2のすべての組合せモ
ードに於いて診断信号Bが常時“H”となること
から、パワートランジスタQ1,Q2の少なくとも
一方に断線が生じていることを判別する。 Next, if at least one of the transistors Q 1 and Q 2 is disconnected, even if the control signals A 1 and A 2 shown in FIG. Along with this, inverter
The output of IN 3 will continue to be in the "H" state as shown in Figure 2d. Therefore, in the microcomputer M, since the diagnostic signal B is always "H" in all combination modes of the control signals A 1 and A 2 , a disconnection occurs in at least one of the power transistors Q 1 and Q 2 . Determine whether the
次に、トランジスタQ1がシヨートすると、第
2図eに時点t3〜t4間で示すように、トランジス
タQ2のみがオンとなる期間に於いても診断信号
Bが“L”となつてトランジスタQ1にシヨート
が発生したことを示すことになる。 Next, when the transistor Q1 is shorted, the diagnostic signal B becomes "L" even during the period when only the transistor Q2 is on, as shown in FIG. 2e between time points t3 and t4 . This indicates that a short has occurred in transistor Q1 .
次に、トランジスタQ2がシヨートすると、第
2図fに示すように、トランジスタQ1のみがオ
ンとなる時点t2〜t3の期間に於いても診断信号B
が“L”となり、これによつてトランジスタQ2
に断線が生じたことを示すことになる。 Next, when the transistor Q 2 is shorted, the diagnostic signal B remains unchanged even during the period from time t 2 to t 3 when only the transistor Q 1 is turned on, as shown in FIG.
becomes “L”, which causes the transistor Q 2
This indicates that a disconnection has occurred.
更に、負荷ZLが断線すると、プルアツプ抵抗
R1を介して供給される電流およびトランジスタ
Q1,Q2の同時オン時に供給される電流の流路が
開かれるために、これに伴なつてK点の電位が電
源VCCの電位まで持ち上げられることになる。こ
の結果、診断信号Bは“L”状態を続けることに
なり、マイクロコンピユータMは制御信号A1,
A2の“H”時に於ける診断信号Bの“H”状態
から負荷ZLの断線を判別する。そして、このよう
にしてマイクロコンピユータMが負荷駆動系の異
常を判別したならば、制御信号A1,A2の発生を
中止して誤動作を防止する。 Furthermore, if the load Z L is disconnected, the pull-up resistor
Current supplied through R 1 and transistor
Since the flow path of the current supplied when Q 1 and Q 2 are simultaneously turned on is opened, the potential at point K is accordingly raised to the potential of the power supply V CC . As a result, the diagnostic signal B continues to be in the "L" state, and the microcomputer M outputs the control signals A 1 ,
Disconnection of the load Z L is determined from the "H" state of the diagnostic signal B when A2 is "H". If the microcomputer M determines an abnormality in the load drive system in this way, it stops generating the control signals A 1 and A 2 to prevent malfunction.
この場合、負荷電流をスイツチングするパワー
トランジスタQ1,Q2は、2個直列に接続されて
直列冗長系を構成しているために、2個のトラン
ジスタQ1,Q2が同時にシヨートする確率は極め
て低くなり、異常検出に伴なつて制御信号A1,
A2を“H”にセツトすることにより、重要な問
題となつている負荷の誤駆動が確実に防止され
る。 In this case, the two power transistors Q 1 and Q 2 that switch the load current are connected in series to form a series redundant system, so the probability that the two transistors Q 1 and Q 2 will be fired at the same time is The control signal A 1 becomes extremely low, and as an abnormality is detected, the control signal A 1 ,
By setting A2 to "H", erroneous drive of the load, which is an important problem, is reliably prevented.
なお、上記診断モードに於いて、制御信号A1,
A2の“L”信号が重複する期間は、負荷ZLが作
動しない時間範囲に設定する必要があり、負荷ZL
の駆動に際しては制御信号A1,A2の同時“L”
期間を長くすることによつて行なわれる。また、
この診断モードは、実際の負荷駆動時に於ける制
御信号A1,A2に対して多少の条件付けを行なわ
せて同時に行なうようにしても良い。 In addition, in the above diagnostic mode, the control signals A 1 ,
The period during which the “L” signal of A 2 overlaps must be set to a time range in which load Z L does not operate ;
When driving, the control signals A 1 and A 2 are simultaneously “L”
This is done by lengthening the period. Also,
This diagnostic mode may be performed at the same time with some conditioning applied to the control signals A 1 and A 2 during actual load driving.
以上説明したように、本考案による負荷駆動回
路に於いては、パワートランジスタを2個直列に
接続することによつて冗長系を構成するために、
パワートランジスタのシヨートによる誤駆動が確
実に防止される。また、この2個のパワートラン
ジスタに対する駆動条件の組合せを変えて負荷に
加えられる電位変化を駆動信号との関係に於いて
識別することにより、負荷駆動回路の自己診断を
も行ない、これに伴なつてフエイル制御が行なえ
る等の種々優れた効果を有する。 As explained above, in the load drive circuit according to the present invention, in order to configure a redundant system by connecting two power transistors in series,
Erroneous driving due to shorting of the power transistor is reliably prevented. In addition, by changing the combination of drive conditions for these two power transistors and identifying potential changes applied to the load in relation to the drive signal, the load drive circuit can be self-diagnosed. It has various excellent effects such as being able to perform fail control.
第1図は本考案による負荷駆動回路の一実施例
を示す回路図、第2図a〜fは第1図に示す回路
の各部動作波形図である。
Q1〜Q4……トランジスタ、M……マイクロコ
ンピユータ、IN1〜IN3……インバータ、ZL……
負荷、ZD……ツエナーダイオード、D1,D2……
ダイオード、R1〜R9……抵抗。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a load driving circuit according to the present invention, and FIGS. 2 a to 2 f are operation waveform diagrams of various parts of the circuit shown in FIG. 1. Q 1 to Q 4 ... Transistor, M ... Microcomputer, IN 1 to IN 3 ... Inverter, Z L ...
Load, ZD... Zener diode, D 1 , D 2 ...
Diode, R1 to R9 ...Resistance.
Claims (1)
パワートランジスタと、前記2個のパワートラン
ジスタの直列体に対して並列接続された高抵抗値
のプルアツプ抵抗と、前記各パワートランジスタ
を互いに独立して制御すると共に、前記パワート
ランジスタと負荷との接続点電位を監視入力とす
るマイクロコンピユータとを備え、前記マイクロ
コンピユータは負荷駆動モードにおいては前記2
個のパワートランジスタを同時にオン制御し、診
断モードにおいては前記2個のパワートランジス
タに対するオン制御の組み合わせを変えながら駆
動することにより、前記両パワートランジスタに
対する同時オン制御時にのみ前記監視入力が設定
値以上に上昇する場合を正常と判別することを特
徴とする負荷駆動回路。 two power transistors connected in series to a current path for driving a load, a high resistance pull-up resistor connected in parallel to the series body of the two power transistors, and each of the power transistors separated from each other. and a microcomputer that uses as a monitoring input the potential at a connection point between the power transistor and the load, and in the load drive mode, the microcomputer controls the two
By controlling the two power transistors to turn on at the same time and driving the two power transistors while changing the combination of turning on in the diagnostic mode, the monitoring input is equal to or higher than the set value only when the two power transistors are controlled to turn on at the same time. A load driving circuit characterized in that a load driving circuit is determined to be normal when the voltage rises to .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16229281U JPS5866373U (en) | 1981-10-30 | 1981-10-30 | load drive circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16229281U JPS5866373U (en) | 1981-10-30 | 1981-10-30 | load drive circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5866373U JPS5866373U (en) | 1983-05-06 |
| JPH0210468Y2 true JPH0210468Y2 (en) | 1990-03-15 |
Family
ID=29954612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16229281U Granted JPS5866373U (en) | 1981-10-30 | 1981-10-30 | load drive circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5866373U (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4086530A (en) * | 1975-11-11 | 1978-04-25 | Pitney-Bowes, Inc. | Detection circuit for monitoring the failure of a system to respond in a planned manner to an inputted control signal |
-
1981
- 1981-10-30 JP JP16229281U patent/JPS5866373U/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5866373U (en) | 1983-05-06 |
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