JPH06324701A - 駆動回路の異常検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】光絶縁回路７は駆動指令１を入力し、光による
絶縁を図った後、比較回路１１へ出力する。直流電圧３
は光絶縁回路８を介し、駆動対象５の応答時間以上を時
定数とするフィルタ回路９へ入力される。比較回路１１
では駆動指令１とフィルタ出力１０に基づき、論理判定
回路１２及び電圧比較回路１３により駆動回路２の異
常、直流電圧３の低下を判定し、駆動回路異常検出信号
１４，直流電圧低下検出信号１５を出力する。 【効果】異常検出回路においては、駆動対象の応答時間
以上を時定数とするフィルタを設けているため、たとえ
電気ノイズの混入により一時的に直流電圧が低下して
も、誤った検出信号を出力することはない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、駆動回路から出力する
直流電圧値に応じてスイッチをオン，オフし駆動対象を
制御する駆動装置において、駆動回路及び直流電圧が正
常か否かを検出する回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術の一例は、特開昭60−229103号
公報の「マイクロコンピュータを用いたフェイルセーフ
負荷制御装置」が挙げられる。この従来技術において、
マイクロコンピュータから出力するパルス信号によっ
て、発振器の動作を制御し、マイクロコンピュータから
のパルス信号が停止すれば、発振器の出力は停止する。
発振器から出力するパルス信号に基づき直流電圧が得ら
れる。この直流電圧で負荷を駆動するが、発振器の出力
であるパルス信号が停止すれば直流電圧が得られなくな
り、負荷の駆動が停止する。但し、直流電圧が得られな
くなったことを検出する手段や負荷制御装置の異常を検
出する手段は設けられていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】特開昭60−229103号公
報の従来技術は、負荷制御装置に異常が発生して、負荷
駆動に必要な直流電圧が得られなくなった場合、この異
常を検出する手段は設けられていないが、直流電圧を検
出しそのレベルが所定値以下になった時には、直流電圧
の低下を判定する異常検出回路を設けることは容易に考
えられる。しかし、直流電圧に電気ノイズが混入する場
合が考えられるが、このような場合には異常検出回路が
誤った検出信号を出力しないようにすることが重要であ
る。本発明の目的は、電気ノイズの混入により一時的に
直流電圧が低下しても誤った検出信号を出力することの
ない異常検出回路を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明では駆動対象の応答時間以上を時定数とした
フィルタを設けて、このフィルタを介して直流電圧を比
較回路に入力し、この電圧レベルが所定値以下となった
時に直流電圧低下の検出信号を比較回路から出力する異
常検出回路を備える。

【０００５】

【作用】駆動回路の出力段に設けるフィルタの時定数を
駆動対象の応答時間以上として、通常励磁状態である駆
動対象が動作し無励磁状態になるまでの時間より短い時
間で直流電圧が低下した時は検出信号を出力しないよう
にしているため、たとえ電気ノイズによって直流電圧が
一時的に低下しても異常検出回路においては、誤った検
出信号を出力することはない。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１から図６を用い
て詳細に説明する。

【０００７】図１において、駆動回路２は駆動指令１を
受けて直流電圧３を出力する。この直流電圧３のレベル
に応じてオン，オフするスイッチ４により駆動対象５が
制御される。異常検出回路６は駆動回路２の異常と直流
電圧３の低下を検出するために設けている。光絶縁回路
７は駆動指令１を入力し光による絶縁を図った後、比較
回路１１へ出力する。直流電圧３は光絶縁回路８を介
し、フィルタ回路９へ入力される。比較回路１１ではフ
ィルタ出力１０が電圧比較回路１３へ入力され、フィル
タ出力１０の電圧レベルと電圧比較回路１３で設定して
いる所定値とを比較する。駆動指令１は論理判定回路１
２へ入力され、電圧比較回路１３出力の論理と駆動指令
１の論理を比較する。このように、論理判定回路１２及
び電圧比較回路１３により駆動回路２の異常、直流電圧
３の低下を判定し、駆動回路異常検出信号１４、直流電
圧低下検出信号１５を出力する。

【０００８】図２に本発明の一実施例の回路図を示す。
光絶縁回路７及び８は、駆動指令１の所定電圧Ｖ１と直
流電圧３の所定電圧Ｖ２をそれぞれＴＴＬの電圧レベル
Ｖ３（５ｖ）に変換するものである。光絶縁回路７及び
８は、入力側の発光素子７Ｂ，８Ｂと発光素子の駆動電
流を得るための抵抗７Ｃ，８Ｃで構成され、出力側は発
光素子からの光信号を受ける受光回路７Ａ，８Ａで構成
されている。フィルタ回路９は、例えば、抵抗９Ａとコ
ンデンサ９Ｂにより構成している。フィルタ回路９は、
仮に一時的に直流電圧３が低下しても駆動対象５が動作
し無励磁状態にならない場合には、異常判定をしないよ
うにするために、フィルタ回路９の時定数τを駆動対象
５の応答時間ΔＴ以上としてあらかじめ設定している。
このため、駆動対象５が動作し無励磁状態になるまでの
時間より短い時間で直流電圧３が低下した時には検出信
号１４，１５を出力せず、たとえ電気ノイズによって直
流電圧３が一時的に低下しても、異常検出回路６は誤っ
て検出信号１４，１５を出力することはない。ここで、
異常検出回路６から出力する検出信号１４，１５は、そ
れぞれ論理“０”で正常を示し、論理“１”で異常を示
すことになる。

【０００９】比較回路１１の電圧比較回路１３は電圧比
較器１３ＡとＮＯＴ回路１３Ｂで構成している。光絶縁
回路８を介した直流電圧３が電圧比較器１３Ａの基準電
圧Ｖ_thより高ければ、電圧比較回路１３は正常を示す論
理“０”を出力し、基準電圧Ｖ_thより低ければ論理
“１”を出力し異常を示す。電圧比較回路１３の出力と
光絶縁回路７を介してＴＴＬの電圧レベルＶ３に変換さ
れた駆動指令１を論理判定回路１２に入力する。論理判
定回路１２はＮＯＴ回路１２Ａ，排他的論理和回路１２
Ｂとで構成する。排他的論理和回路１２Ｂは二つの入力
が共に同一論理信号ならば論理“０”を出力し、異なる
論理信号なら論理“１”を出力する。つまり、電圧比較
回路１３の出力信号をＮＯＴ回路１２Ａを介した信号と
光絶縁回路７を介した駆動指令１が、同一論理信号の時
のみ正常を示すことになり、異なる論理信号の時には異
常を示すことになる。

【００１０】異常検出回路６が駆動回路異常検出信号１
４，直流電圧低下検出信号１５を出力するまでの動作に
ついて、正常時，電気ノイズ混入時，駆動回路異常時、
の各ケースに分けて説明する。尚、駆動回路異常時につ
いては、ケース１として駆動指令１が所定電圧Ｖ１であ
るのに直流電圧３が低下した場合と、ケース２として駆
動指令１を遮断したにもかかわらず直流電圧３が出力さ
れ続けている場合の二つのケースに分けて説明する。

【００１１】図３を用いて正常時における異常検出回路
６の動作を説明する。まず、駆動指令１が所定電圧Ｖ１
で直流電圧３が所定電圧Ｖ２である場合については、図
２の光絶縁回路７及び８の出力は論理“１”で、かつ図
３に示すようにフィルタ出力１０の電圧レベルはＶ３で
あり論理“１”の信号である。図２の電圧比較器13Ａの
出力は、フィルタ出力１０の電圧レベルが電圧比較器１
３Ａの基準電圧Ｖ_thより高いので論理“１”となる。こ
の信号は図２のＮＯＴ回路１３Ｂで反転されて、電圧比
較回路１３の出力は論理“０”の信号となり、図３の直
流電圧低下検出信号１５は正常を示すことになる。

【００１２】図２の論理判定回路１２では電圧比較回路
１３の出力をＮＯＴ回路１２Ａで反転した論理“１”の
信号と光絶縁回路７を介した駆動指令１の論理“１”の
信号を排他的論理和回路１２Ｂに入力する。排他的論理
和回路１２Ｂの出力は、入力が同一論理信号なので論理
“０”となり、図３の駆動指令検出信号１４は正常を示
すことになる。つまり、異常検出回路６は正常状態を示
す検出信号１４，１５を出力する。

【００１３】駆動対象５を動作させるため駆動指令１を
遮断し、直流電圧３が低下する場合についても図３を用
いて説明する。直流電圧３が時刻ｔ１で低下してから、
時刻ｔ２後に駆動対象５は動作し無励磁状態となる。つ
まり、図１の駆動対象５の応答時間はΔＴである。図３
に示すようにフィルタ出力１０は徐々に低下していき、
この電圧レベルが図２の電圧比較器１３Ａの基準電圧Ｖ
_thに達する時刻はｔ３である。図２のフィルタ回路９の
時定数τはフィルタ出力１０の電圧レベルがＶ_thに達す
るまでの時間より長くなるように設定し、Ｖ_thに達する
までの時間は駆動対象５の応答時間ΔＴよりも長い。こ
れは、駆動対象５が励磁状態の時には、異常検出回路６
が異常判定を行わないようにするためである。

【００１４】図３に示すようにフィルタ出力１０の電圧
レベルがＶ_thに達すると図２の電圧比較器１３Ａの出力
は論理“０”となる。図２のＮＯＴ回路１３Ｂを介した
電圧比較回路１３の出力は論理“１”となり、図３の直
流電圧低下検出信号１５は直流電圧が低下したことを示
すことになる。

【００１５】図２の論理判定回路１２では電圧比較回路
１３の出力をＮＯＴ回路１２Ａで反転した論理“０”の
信号と光絶縁回路７を介した駆動指令１の論理“０”の
信号を排他的論理和回路１２Ｂに入力する。排他的論理
和回路１２Ｂの出力は、入力が同一論理信号なので論理
“０”となり、図３の駆動回路異常検出信号１４は正常
を示すことになる。つまり、異常検出回路６は直流電圧
が低下したことのみを示すことになる。

【００１６】次に図４を用いて、直流電圧３に電気ノイ
ズが混入し一時的に直流電圧３が低下する場合の異常検
出回路６の動作を説明する。直流電圧３の低下の時間幅
が駆動対象５の応答時間ΔＴより短い場合には、フィル
タ出力１０の電圧レベルが図２の電圧比較器１３Ａの基
準電圧Ｖ_thに達することはなく、電圧比較回路１３の出
力は論理“０”となり、図４の直流電圧低下検出信号１
５は正常を示すことになる。

【００１７】図２の論理判定回路１２では電圧比較回路
１３の出力をＮＯＴ回路１２Ａで反転した論理“１”の
信号と光絶縁回路７を介した駆動指令１の論理“１”の
信号を排他的論理和回路１２Ｂに入力する。排他的論理
和回路１２Ｂの出力は、入力が同一論理信号なので論理
“０”となり、図４の駆動回路異常検出信号１４は正常
を示すことになる。つまり、異常検出回路６は正常状態
を示す。

【００１８】駆動回路異常時については、まずケース１
とし駆動指令１が所定電圧Ｖ１であるのに、直流電圧３
が低下した場合の異常検出回路６の動作について図５を
用いて説明する。直流電圧３が低下するとフィルタ出力
１０は徐々に低下していき、この電圧レベルが図２の電
圧比較器１３Ａの基準電圧Ｖ_thに達すると、電圧比較回
路１３の出力は論理“１”となり、図５の直流電圧低下
検出信号１５は異常を示すことになる。

【００１９】図２の論理判定回路１２では電圧比較回路
１３の出力をＮＯＴ回路１２Ａで反転した論理“０”の
信号と光絶縁回路７を介した駆動指令１の論理“１”の
信号を排他的論理和回路１２Ｂに入力する。排他的論理
和回路１２Ｂの出力は、入力が異なる論理信号なので論
理“１”となり、図５の駆動回路異常検出信号１４は異
常を示すことになる。つまり、異常検出回路６は駆動回
路異常と直流電圧低下の両方を示す。

【００２０】次に、駆動対象５を無励磁状態にするため
に駆動指令１を遮断したにもかかわらず、直流電圧３が
出力され続けている場合の異常検出回路６の動作につい
て図６を用いて説明する。直流電圧３は所定電圧Ｖ２で
あるのでフィルタ出力１０は低下せず、この電圧レベル
はＶ３である。このため、フィルタ出力１０の電圧レベ
ルが図２の電圧比較器１３Ａの基準電圧Ｖ_thに達するこ
とはなく、電圧比較回路１３の出力は論理“０”とな
り、図６の直流電圧低下検出信号１５は正常を示すこと
になる。

【００２１】図２の論理判定回路１２では電圧比較回路
１３の出力をＮＯＴ回路１２Ａで反転した論理“１”の
信号と光絶縁回路７を介した駆動指令１の論理“０”の
信号を排他的論理和回路１２Ｂに入力する。排他的論理
和回路１２Ｂの出力は、入力が異なる論理信号なので、
論理“１”となり、図６の駆動回路異常検出信号１４は
異常を示すことになる。つまり、異常検出回路６は駆動
回路の異常状態を示す。

【００２２】以上のように異常検出回路６では、駆動対
象５の応答時間ΔＴ以上を時定数とするフィルタ回路９
を設けている。このため、たとえ電気ノイズが混入して
直流電圧３が一時的に低下しても誤って直流電圧低下と
判定することはない。更に、異常検出回路６の信号入力
段に光絶縁回路７及び８を設けているので、駆動回路２
と異常検出回路６とは電気的に絶縁が図れ、仮に異常検
出回路６に異常が発生した場合でも、この異常が駆動回
路２へ影響を及ぼすことはない。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、駆動対象の応答時間以
上を時定数とするフィルタを有した異常検出回路によ
り、異常を検出するので、電気ノイズの混入による一時
的な直流電圧の低下が発生しても駆動対象が動作せず励
磁状態ならば異常と判定しない。更に、異常検出回路に
異常が発生しても、異常検出回路の信号入力段で光絶縁
を図っているため駆動回路に影響が及ぶことはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すブロック図。

【図２】本発明の実施例を具体化した回路図。

【図３】正常時の異常検出回路の動作を示すタイムチャ
ート。

【図４】電気ノイズ混入時の異常検出回路の動作を示す
タイムチャート。

【図５】駆動回路異常時ケース１の異常検出回路の動作
を示すタイムチャート。

【図６】駆動回路異常時ケース２の異常検出回路の動作
を示すタイムチャート。

【符号の説明】

１…駆動指令、２…駆動回路、３…直流電圧、４…スイ
ッチ、５…駆動対象、６…異常検出回路、７，８…光絶
縁回路、９…フィルタ回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動指令を入力し、直流電圧を出力する駆
   動回路と、前記駆動回路の出力である直流電圧値に応じ
   てオン，オフするスイッチにより駆動対象が制御される
   駆動装置において、駆動対象の応答時間以上を時定数と
   するフィルタを駆動回路の出力段に設け、前記フィルタ
   を介して直流電圧を比較回路に入力し、直流電圧が所定
   値以下の時には直流電圧低下の検出信号を比較回路から
   出力する電圧検出手段を備えたことを特徴とする駆動回
   路の異常検出回路。
2. 【請求項２】請求項１において、駆動指令を入力し、こ
   の指令に基づいて前記電圧検出手段の出力状態を判定す
   ることにより、前記駆動回路が正常か否かを検出する異
   常判定手段を付加した駆動回路の異常検出回路。
3. 【請求項３】請求項１または２において、前記電圧検出
   手段のフィルタの入力段，駆動指令を取り込む比較回路
   の入力段に光絶縁回路を設けた駆動回路の異常検出回
   路。