保護回路
【課題】負荷にショートなどの異常が発生した場合に、温度保護回路が動作する前に異常を検出することで回路を保護する保護回路を提供する。
【解決手段】第１電圧が印加され、前記第１電圧に基づく電圧を負荷の一端に印加する第１インピーダンス変換器と、第２電圧が印加され、前記第２電圧に基づく電圧を前記負荷の他端に印加する第２インピーダンス変換器と、前記負荷の一端の電圧と前記負荷の他端の電圧との差電圧が所定値より小であるか否かを判別し、前記差電圧が前記所定値より小であると判別した場合、回路保護用の判別信号を出力する判別回路と、を備えた。
【解決手段】第１電圧が印加され、前記第１電圧に基づく電圧を負荷の一端に印加する第１インピーダンス変換器と、第２電圧が印加され、前記第２電圧に基づく電圧を前記負荷の他端に印加する第２インピーダンス変換器と、前記負荷の一端の電圧と前記負荷の他端の電圧との差電圧が所定値より小であるか否かを判別し、前記差電圧が前記所定値より小であると判別した場合、回路保護用の判別信号を出力する判別回路と、を備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保護回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＣモータや、光ディスクにおける光ピックアップ部のアクチュエータなどを駆動する手段としてＢＴＬ（ｂａｌａｎｃｅｄ ｔｒａｎｃｅｆｏｍｅｒｌｅｓｓ）駆動が知られている。ＢＴＬ駆動は、所定の電圧を中心とした相反する電圧を負荷の両端に印加することによって負荷を駆動させる駆動方式である。
【０００３】
ＤＣモータのモータドライバにＢＴＬ駆動を行う回路（以下、ＢＴＬ回路とする）を使用した場合、負荷となるコイルの両端には、所定の電圧を中心とした相反する電圧が印加され、コイルの両端の差電圧に応じてモータが回転する。例えば、コイルの両端の差電圧が大きくなるとモータの回転が速くなり、差電圧が小さくなるとモータの回転が遅くなる。また、コイルの両端の電圧の大小関係が逆になると、モータは逆に回転する。
【０００４】
このようなＢＴＬ回路は、コイルの両端へ電圧を印加する出力段として、例えば電源電圧ＶＣＣと接地ＶＳＳ間に直列接続され、その接続点にコイルの一端が接続された、電源側のトランジスタＴＡと接地側のトランジスタＴＢを有している。また、電源電圧ＶＣＣと接地ＶＳＳ間に直列接続され、その接続点にコイルの他端が接続された、電源側のトランジスタＴＣと接地側のトランジスタＴＤを有している。そして、トランジスタＴＡをオンし、トランジスタＴＤをオンすることで、電源電圧ＶＣＣ→トランジスタＴＡ→コイルＬ→トランジスタＴＤ→接地ＶＳＳの径路の電流を流すことができる。また、トランジスタＴＣをオンし、トランジスタＴＢをオンすることで、電源電圧ＶＣＣ→トランジスタＴＣ→コイルＬ→トランジスタＴＢ→接地ＶＳＳの径路の電流を流すことができる。このコイルに流れる電流に応じてモータが駆動することになる。なお、ＢＴＬ回路は、例えばコイルを除く部分が集積化されている（以下、集積回路をＩＣとする）。
【０００５】
ところが、負荷であるコイルに、例えばショートなどの異常が発生し、コイルの両端の電位が所定値より小となった場合（例えばコイルの両端の電位が等しい場合）、ＢＴＬ回路に大電流が流れることがある。そして、大電流が流れることによってＩＣが発熱し、最悪の場合ＩＣが破壊することがある。そのため、通常ＢＴＬ回路を用いたＩＣには、温度保護回路が内蔵されている。（例えば、特許文献１参照）
温度保護回路は、大電流が流れることに従って生じるＩＣの温度上昇を検出し、ＩＣの温度が所定温度より高くなる場合に、コイルへの電流供給を停止する機能を有している。このように、従来、温度保護回路を用いることによってＩＣが所定温度を越えないように回路の保護を行っていた。
【特許文献１】特開２００３−１１１２６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
温度保護回路はＩＣが所定温度より高くなることを検出し、検出した場合に回路の保護を行う。したがって、例えばＢＴＬ回路において、温度保護回路が働いて、コイルにショートなどの異常が発生したことを検出するときには、すでにＩＣの温度が上昇していることになる。また、温度保護回路が動作する温度が、例えばＩＣで保障されるチップ上のＰＮ接合のジャンクション温度を越えている場合がある。そのため、従来の温度保護回路は、負荷の異常を検出して動作する時には、温度の上昇によって、すでにＩＣが破壊されている可能性があるという問題点があった。
【０００７】
そこで、本発明は負荷にショートなどの異常が発生した場合に、温度保護回路が動作する前に異常を検出することで回路を保護する保護回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための主たる発明は、第１電圧が印加され、前記第１電圧に基づく電圧を負荷の一端に印加する第１インピーダンス変換器と、第２電圧が印加され、前記第２電圧に基づく電圧を前記負荷の他端に印加する第２インピーダンス変換器と、前記負荷の一端の電圧と前記負荷の他端の電圧との差電圧が所定値より小であるか否かを判別し、前記差電圧が前記所定値より小であると判別した場合、回路保護用の判別信号を出力する判別回路と、を備えたことを特徴とする。
本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、負荷の一端の電圧と負荷の他端の電圧との差電圧が所定値より小であることを判別することで、負荷の異常を早急に検出することができ、回路を保護することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
＝＝＝全体構成＝＝＝
図１を参照しつつ、本発明の保護回路について説明する。図１は、本発明の保護回路を説明するための回路ブロック図である。図１に示す回路は、例えばコイルＬを除く部分が集積化されている。
【００１１】
図１における保護回路は、判別回路１００と、抵抗１０２、１０４、１０８、１１０と、オペアンプ１０６、１１２と、を有している。また、制御回路１２０は、任意の入力電圧からＢＴＬ駆動の出力電圧を発生する回路であり、所定の電圧を中心とした相反する電圧を図１中のＣ点とＤ点にそれぞれ印加する。例えば所定の電圧を５ボルトとした場合、Ｃ点の印加電圧（『第１電圧』）が７ボルトの時には、Ｄ点の印加電圧（『第２電圧』）は３ボルトとなる。また、逆にＣ点の印加電圧が３ボルトの時には、Ｄ点の印加電圧は７ボルトとなる。
【００１２】
オペアンプ１０６（『第１インピーダンス変換器』）は、抵抗１０２を入力抵抗とし、抵抗１０４を帰還抵抗とする反転増幅器である。抵抗１０２はＣ点とオペアンプ１０６の−端子間に接続され、抵抗１０４はオペアンプ１０６の出力と−端子間に接続されている。そして、オペアンプ１０６の＋端子には基準電圧Ｖｒｅｆが印加される。そしてオペアンプ１０６の出力はコイルＬの一端が接続されるＡ点に印加される。このオペアンプ１０６は、抵抗１０２と抵抗１０４の抵抗値の比に応じて、基準電圧ＶｒｅｆとＣ点の電圧との差電圧を反転増幅する。例えば抵抗１０２と抵抗１０４の抵抗値が等しい場合はゲインが１となり、基準電圧Ｖｒｅｆが５ボルトで、Ｃ点の電圧が７ボルトとするとオペアンプ１０６の出力は３ボルトとなる。
【００１３】
オペアンプ１１２（『第２インピーダンス変換器』）は、抵抗１０８を入力抵抗とし、抵抗１１０を帰還抵抗とする反転増幅器である。抵抗１０８はＤ点とオペアンプ１１２の−端子間に接続され、抵抗１１０はオペアンプ１１２の出力と−端子間に接続されている。そして、オペアンプ１１２の＋端子には基準電圧Ｖｒｅｆが印加される。また、オペアンプ１１２の出力はコイルＬの他端が接続されるＢ点に印加される。このオペアンプ１１２は抵抗１０８と抵抗１１０の抵抗値の比に応じて、基準電圧ＶｒｅｆとＤ点の電圧との差電圧を反転増幅する。例えば抵抗１０８と抵抗１１０抵抗値が等しい場合はゲインが１となり、基準電圧Ｖｒｅｆが５ボルトで、Ｃ点の電圧が３ボルトとするとオペアンプ１０６の出力は７ボルトとなる。
【００１４】
判別回路１００は、コイルＬの一端が接続されるＡ点とコイルＬの他端が接続されるＢ点の電圧の比較を行う。また制御回路１２０の出力電圧が印加されるＣ点およびＤ点の電圧の比較を行う。そしてその比較結果に基づいた判別信号を出力する。
【００１５】
次に図１に示す回路の動作について説明する。まず、ＢＴＬ駆動するため制御回路１２０から出力される所定の電圧を中心とした相反する電圧が、Ｃ点とＤ点にそれぞれ印加される。そしてＣ点の電圧は、基準電圧Ｖｒｅｆとの差電圧で反転増幅されＡ点に印加される。また、Ｄ点の電圧は、基準電圧Ｖｒｅｆとの差電圧で反転増幅されＢ点に印加される。コイルＬには、Ａ点の電圧とＢ点の電圧の差電圧に応じた電流が流れる。
【００１６】
Ａ点の電圧とＢ点の電圧の差が所定値より小の場合（例えば、Ａ点とＢ点の電圧が等しい場合）は、コイルＬにショート等の異常が発生している可能性がある。なお、Ｃ点の電圧とＤ点の電圧が等しい場合、例えば所定の電圧が５ボルトでＣ点の電圧およびＤ点の電圧が５ボルトの場合、Ａ点の電圧とＢ点の電圧も５ボルトとなる。この場合、コイルＬにショートなどの異常が発生していないにもかかわらず、Ａ点の電圧とＢ点の電圧が等しくなる。よって判別回路１００は、Ａ点の電圧とＢ点電圧の差電圧が所定値より小（以下、便宜上、差電圧が所定値より小のことを、電圧が等しいとする）で、かつＣ点の電圧とＤ点の電圧の差電圧が所定値より大（以下、便宜上、差電圧が所定値より大のことを、電圧が異なるとする）の場合に、コイルＬに異常が発生していることを示す信号（『回路保護用の判別信号』）を出力する。
【００１７】
なお、当該信号はＩＣ外部に出力され、外部からシステムリセットするようにしてもよいし、または当該信号の発生によってモータドライバの動作を停止するようにしてもよい。
【００１８】
また、本発明の実施の形態では、コイルＬの両端に電圧を印加する回路としてオペアンプ１０６、１１２を用いているが、オペアンプ以外、例えばバッファ回路がコイルＬの一端と他端にそれぞれ接続された回路でも、バッファ回路に印加される電圧の差電圧と、コイルＬの両端の差電圧の関係を同様に判別することでコイルＬの異常を検出することができる。
【００１９】
＝＝＝判別回路の構成＝＝＝
図２は、判別回路１００の構成の一例を示す回路ブロック図である。判別回路１００は差電圧検出回路（『第１差電圧検出回路』）２００と、差電圧検出回路（『第２差電圧検出回路』）２０２と、ＡＮＤ回路（『論理回路』）２０４と、を有している。
差電圧検出回路２００には、図１に示すＡ点の電圧とＢ点の電圧が印加される。そして、差電圧検出回路２００は、例えばＡ点の電圧とＢ点の電圧が等しい場合にはハイレベルの電圧を出力し、それ以外の場合にはローレベルの電圧を出力する。
差電圧検出回路２０２には、図１に示すＣ点の電圧とＤ点の電圧が印加される。そして、差電圧検出回路２０２は、例えばＣ点の電圧とＤ点の電圧が等しい場合にはハイレベルの電圧を出力し、それ以外の場合にはローレベルの電圧を出力する。
ＡＮＤ回路２０４は、差電圧検出回路２００から出力される論理値と、差電圧検出回路２０２から出力される論理値の反転と、を入力し、その論理積を判別結果として出力する。
【００２０】
図３は、差電圧検出回路２００の構成の一例を示す回路図である。
差電圧検出回路２００は、第１定電流回路Ｉ１、第２定電流回路Ｉ２、第３定電流回路Ｉ３と、ＰＮＰ型バイポーラトランジスタ（以下ＰＮＰトランジスタとする）３０２、３０４と、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタ（以下ＮＰＮトランジスタとする）３０６、３０８、３１０、３１２、３１４、３１６と、抵抗３２０と、を有している。
第１定電流回路Ｉ１は、電源電圧ＶＣＣに接続され、所定の定電流（『第１定電流』）を発生する。
第２定電流回路Ｉ２は、電源電圧ＶＣＣに接続され、定電流回路Ｉ１で発生する定電流の２分の１未満の定電流（『第２定電流』）を発生する。
第３定電流回路Ｉ３は、電源電圧ＶＣＣに接続され、定電流回路Ｉ１で発生する定電流の２分の１未満の定電流（『第３定電流』）を発生する。
【００２１】
ＰＮＰトランジスタ３０２およびＰＮＰトランジスタ３０４（『差動回路』）は、共通に接続されたエミッタに定電流回路Ｉ１から定電流が供給され、ＰＮＰトランジスタ３０２のベースに印加されるＡ点の電圧と、ＰＮＰトランジスタ３０４のベースに印加されるＢ点の電圧の大小に応じて差動動作する。
【００２２】
ＮＰＮトランジスタ３０６とＮＰＮトランジスタ３１４は電流ミラー接続されている（『第１電流ミラー回路』）。また、ダイオード接続されたＮＰＮトランジスタ３０６のコレクタは、ＰＮＰトランジスタ３０２のコレクタと接続され、ＮＰＮトランジスタ３０６のエミッタは接地されている。
ＮＰＮトランジスタ３１４のコレクタは第３定電流回路Ｉ３の出力と接続され、ＮＰＮトランジスタ３１４のエミッタは接地されている。このＮＰＮトランジスタ３１４は電流ミラー回路の出力側となり、ＮＰＮトランジスタ３１４のコレクタ・エミッタ間に電流ミラー回路の出力電流が流れる。
ＮＰＮトランジスタ３１６は、ベースがＮＰＮトランジスタ３１４のコレクタと接続され、コレクタが差電圧検出回路２００の出力となるＥ点と接続され、エミッタが接地されている。
【００２３】
ＮＰＮトランジスタ３０８とＮＰＮトランジスタ３１０は電流ミラー接続されている（『第２電流ミラー回路』）。また、ダイオード接続されたＮＰＮトランジスタ３０８のコレクタは、ＰＮＰトランジスタ３０４のコレクタと接続され、ＮＰＮトランジスタ３０８のエミッタは接地されている。
ＮＰＮトランジスタ３１０のコレクタは第２定電流回路Ｉ２の出力と接続され、ＮＰＮトランジスタ３１０のエミッタは接地されている。このＮＰＮトランジスタ３１０は電流ミラー回路の出力側となり、ＮＰＮトランジスタ３１０のコレクタ・エミッタ間に電流ミラー回路の出力電流が流れる。
【００２４】
ＮＰＮトランジスタ３１２は、ベースがＮＰＮトランジスタ３１０のコレクタと接続され、コレクタがＥ点と接続され、エミッタが接地されている。なお、ＮＰＮトランジスタ３１２とＮＰＮトランジスタ３１６は出力回路を構成する。
抵抗３２０は、電源電圧ＶＣＣとＥ点との間に接続される。
【００２５】
次に、差電圧検出回路２００の動作について説明する。なお、第１定電流回路Ｉ１で発生する定電流を、例えば５０μＡとし、第２定電流回路Ｉ２および第３定電流回路Ｉ３で発生する定電流を、例えば２０μＡとする。またＰＮＰトランジスタ３０２とＰＮＰトランジスタ３０４はトランジスタサイズが等しいとし、ＮＰＮトランジスタ３０６、ＮＰＮトランジスタ３１４およびＮＰＮトランジスタ３０８、ＮＰＮトランジスタ３１０もトランジスタサイズが等しいとする。
【００２６】
≪Ａ点の電圧とＢ点の電圧が等しい場合≫
Ａ点の電圧とＢ点の電圧が等しい場合には、ＰＮＰトランジスタ３０２とＰＮＰトランジスタ３０４のエミッタ・コレクタ間には等しい電流が流れる。第１定電流回路Ｉ１から供給される電流が５０μＡなので、ＰＮＰトランジスタ３０２とＰＮＰトランジスタ３０４のエミッタ・コレクタ間に流れる電流は、ともに２５μＡとなる。ＮＰＮトランジスタ３０６のコレクタに電流が流れることでＮＰＮトランジスタ３０６および当該ＮＰＮトランジスタ３０６と電流ミラー接続されたＮＰＮトランジスタ３１４がオンする。ＮＰＮトランジスタ３１４はコレクタ・エミッタ間に２５μＡの電流を流そうとする。一方、ＮＰＮトランジスタ３１４のコレクタに第３定電流回路Ｉ３から供給される電流は２０μＡなので、ＮＰＮトランジスタ３１６のベースには電流が供給されず、ＮＰＮトランジスタ３１６はオフとなる。
【００２７】
また、ＮＰＮトランジスタ３０８のコレクタに電流が流れることでＮＰＮトランジスタ３０８および当該ＮＰＮトランジスタ３０８と電流ミラー接続されたＮＰＮトランジスタ３１０がオンする。ＮＰＮトランジスタ３１０はコレクタ・エミッタ間に２５μＡの電流を流そうとする。一方、ＮＰＮトランジスタ３１０のコレクタに第２定電流回路Ｉ２から供給される電流は２０μＡなので、ＮＰＮトランジスタ３１２のベースには電流が供給されず、ＮＰＮトランジスタ３１２はオフとなる。
ＮＰＮトランジスタ３１２、３１６がともにオフとなるので、Ｅ点には電源電圧ＶＣＣが抵抗３２０を介して印加される。
したがって、Ａ点とＢ点の電圧が等しい場合では、差電圧検出回路２００からハイレベルの電圧が出力される。
【００２８】
≪Ａ点の電圧とＢ点の電圧が異なる場合≫
例えばＡ点の電圧がＢ点の電圧より低いとすると、ＰＮＰトランジスタ３０２がオンとなり第１定電流回路Ｉ１の出力電流の５０μＡはＮＰＮトランジスタ３０６のコレクタに供給される。一方、ＰＮＰトランジスタ３０４はオフとなる。
そして、ＮＰＮトランジスタ３０６のコレクタに電流が流れることでＮＰＮトランジスタ３０６および当該ＮＰＮトランジスタ３０６と電流ミラー接続されたＮＰＮトランジスタ３１４がオンする。ＮＰＮトランジスタ３１４のコレクタ・エミッタ間には、ＮＰＮトランジスタ３０６のコレクタ・エミッタ間に流れる５０μＡと等しい電流を流そうとする。一方、ＮＰＮトランジスタ３１４のコレクタに定電流回路Ｉ３から供給される電流は２０μＡなので、ＮＰＮトランジスタ３１６のベースには電流が供給されず、ＮＰＮトランジスタ３１６はオフとなる。
また、ＰＮＰトランジスタ３０４がオフとなることで、ＮＰＮトランジスタ３０８およびＮＰＮトランジスタ３１０はオフとなる。ＮＰＮトランジスタ３１２のベースには低電流回路Ｉ２からの２０μＡの電流が供給される。したがってＮＰＮトランジスタ３１２がオンとなる。
Ｂ点の電圧がＡ点より低い場合は、Ａ点の電圧がＢ点の電圧より低い場合と逆の動作によって、ＮＰＮトランジスタ３１２がオフで、ＮＰＮトランジスタ３１６がオンとなる。
【００２９】
このように、Ａ点とＢ点の電圧が異なる場合にはＮＰＮトランジスタ３１２またはＮＰＮトランジスタ３１６の一方がオンすることで、Ｅ点と電源電圧ＶＣＣ間のインピーダンスより、Ｅ点と接地ＶＣＣ間のインピーダンスの方が小さくなる。よってＥ点の電圧が低下し、差電圧検出回路２００はローレベルの電圧を出力する。
以上、説明したように、差電圧検出回路２００はＡ点とＢ点の電圧が等しい場合にハイレベルの電圧を出力し、Ａ点とＢ点の電圧が異なる場合にローレベルの電圧を出力する。
【００３０】
なお、差電圧検出回路２０２も差電圧検出回路２００と同様の構成とし、入力電圧としてＣ点の電圧とＤ点の電圧が印加されるものとする。よって、差電圧検出回路２０２は、Ｃ点とＤ点の電圧が等しい場合にハイレベルの電圧を出力し、Ｃ点とＤ点の電圧が異なる場合にはローレベルの電圧を出力する。
【００３１】
＝＝＝判別回路の動作＝＝＝
次に、図２に示す判別回路１００の動作について説明する。
【００３２】
≪Ａ点の電圧とＢ点の電圧が等しく、Ｃ点とＤ点の電圧が異なる場合≫
差電圧検出回路２００からハイレベルの電圧が出力され、差電圧検出回路２０２からローレベルの電圧が出力される。したがってＡＮＤ回路２０４からはハイレベルの電圧が出力される。
【００３３】
≪Ａ点の電圧とＢ点の電圧が等しく、Ｃ点とＤ点の電圧が等しい場合≫
差電圧検出回路２００はハイレベルの電圧が出力され、差電圧検出回路２０２はハイレベルの電圧が出力される。したがってＡＮＤ回路２０４からはローレベルの電圧が出力される。
【００３４】
≪Ａ点の電圧とＢ点の電圧が異なる場合≫
差電圧検出回路２００からローレベルの電圧が出力されるので、差電圧検出回路２０２の出力にかかわらず、ＡＮＤ回路２０４からはローレベルの電圧が出力される。
したがって、判別回路１００の出力は、Ａ点とＢ点の電圧が等しくＣ点とＤ点の電圧が異なるときにハイレベルとなり、それ以外の場合はローレベルとなる。
このように、判別回路１００は差動回路および電流ミラー回路を用いた安易な構成でコイルＬの異常の検出を行うので、コイルＬに異常が発生するとすぐに、例えばＩＣの温度が上昇して温度保護回路が動作する前に、異常を示すハイレベルの信号を出力することができる。また、このハイレベルの出力を回路保護用の信号とし、当該信号を、例えばＩＣ外部に出力して外部からシステムリセットするなどの対策をすることで回路を保護することが可能となる。
【００３５】
なお、判別回路１００は、Ａ点の電圧とＢ点の電圧が等しく、Ｃ点の電圧とＤ点の電圧が異なるときに出力の論理値が同じとなる他の構成としてもよい。また、Ａ点の電圧とＢ点の電圧の差電圧を検出する差電圧検出回路２００のみを用いて、Ａ点の電圧とＢ点の電圧が等しいときのハイレベルの出力を回路保護用の信号としてもよい。
【００３６】
以上、説明したように本発明の保護回路は、コイルＬにショートなどの異常が発生した場合、コイルＬの一端のＡ点と他端のＢ点の差電圧によって、温度保護回路が動作する前にコイルＬの異常を検出することができる。そして、例えば外部にコイルＬの異常を示す回路保護用の信号を出力し、外部からシステムリセットを行うことで、温度上昇によるＩＣの破壊を防止でき、回路を保護することができる。さらに、制御回路の出力電圧が印加されるＣ点の電圧とＤ点の電圧が異なり、Ａ点の電圧とＢ点の電圧が等しくなることを判別した場合に回路保護用の信号を出力するようにすると、コイルＬの異常を、より正確に検出することができる。
【００３７】
また、差電圧検出回路２００はＡ点の電圧とＢ点の電圧が等しい時にはハイレベルを出力し、Ａ点の電圧とＢ点の電圧が異なる時にはローレベルを出力するので、差電圧検出回路２００の出力によって、コイルＬの異常を検出することができる。さらに、差電圧検出回路２００の出力と、Ｃ点とＤ点の差電圧を判別する差電圧検出回路２０２の出力と、に基づいてコイルＬの異常を検出すると、より正確にコイルＬの異常を検出できる。
【００３８】
また、一方に差電圧検出回路２００の出力の論理値が入力され、他方に差電圧検出回路２０２の出力の論理値の反転が入力されるＡＮＤ回路２０４を用いると、ＡＮＤ回路２０４の出力のハイレベルによってＡ点とＢ点の電圧が等しく、Ｃ点とＤ点の電圧が異なることを判別することができる。
【００３９】
本発明の保護回路は、Ｃ点の電圧とＤ点の電圧が異なり、Ａ点の電圧とＢ点の電圧が等しくなることを判別しているので、ＤＣモータやアクチュエータなどの、所定の電圧を中心とした相反する電圧が負荷に印加されるＢＴＬ回路を効果的に保護することができる。
【００４０】
そして、オペアンプ１０６の出力側のＡ点とオペアンプ１１２の出力側のＢ点の差電圧、およびオペアンプ１０６の入力側のＣ点とオペアンプ１１２の入力側のＤ点の差電圧に基づきコイルＬの異常を検出することによって簡易に回路を保護することができる。
【００４１】
また、オペアンプを使用せず、例えばバッファ回路の出力を負荷の両端に印加する場合でも同様に、負荷の両端のバッファ回路への印加電圧の差電圧とバッファ回路の出力の差電圧を比較することによって回路を保護することができる。
【００４２】
以上、本実施の形態について、その実施の形態に基づき具体的に説明したが、これに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の保護回路を示す回路ブロック図である。
【図２】判別回路の構成の一例を示す回路ブロック図である。
【図３】差電圧検出回路の構成の一例を示す回路図である。
【符号の説明】
【００４４】
１００ 判別回路
１０２、１０４、１０８、１１０、３２０ 抵抗
１０６、１１２ オペアンプ
１２０ 制御回路
２００、２０２ 差電圧検出回路
２０４ ＡＮＤ回路
３０２、３０４ ＰＮＰトランジスタ
３０６、３０８、３１０、３１２、３１４、３１６ ＮＰＮトランジスタ
Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３ 定電流回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保護回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＣモータや、光ディスクにおける光ピックアップ部のアクチュエータなどを駆動する手段としてＢＴＬ（ｂａｌａｎｃｅｄ ｔｒａｎｃｅｆｏｍｅｒｌｅｓｓ）駆動が知られている。ＢＴＬ駆動は、所定の電圧を中心とした相反する電圧を負荷の両端に印加することによって負荷を駆動させる駆動方式である。
【０００３】
ＤＣモータのモータドライバにＢＴＬ駆動を行う回路（以下、ＢＴＬ回路とする）を使用した場合、負荷となるコイルの両端には、所定の電圧を中心とした相反する電圧が印加され、コイルの両端の差電圧に応じてモータが回転する。例えば、コイルの両端の差電圧が大きくなるとモータの回転が速くなり、差電圧が小さくなるとモータの回転が遅くなる。また、コイルの両端の電圧の大小関係が逆になると、モータは逆に回転する。
【０００４】
このようなＢＴＬ回路は、コイルの両端へ電圧を印加する出力段として、例えば電源電圧ＶＣＣと接地ＶＳＳ間に直列接続され、その接続点にコイルの一端が接続された、電源側のトランジスタＴＡと接地側のトランジスタＴＢを有している。また、電源電圧ＶＣＣと接地ＶＳＳ間に直列接続され、その接続点にコイルの他端が接続された、電源側のトランジスタＴＣと接地側のトランジスタＴＤを有している。そして、トランジスタＴＡをオンし、トランジスタＴＤをオンすることで、電源電圧ＶＣＣ→トランジスタＴＡ→コイルＬ→トランジスタＴＤ→接地ＶＳＳの径路の電流を流すことができる。また、トランジスタＴＣをオンし、トランジスタＴＢをオンすることで、電源電圧ＶＣＣ→トランジスタＴＣ→コイルＬ→トランジスタＴＢ→接地ＶＳＳの径路の電流を流すことができる。このコイルに流れる電流に応じてモータが駆動することになる。なお、ＢＴＬ回路は、例えばコイルを除く部分が集積化されている（以下、集積回路をＩＣとする）。
【０００５】
ところが、負荷であるコイルに、例えばショートなどの異常が発生し、コイルの両端の電位が所定値より小となった場合（例えばコイルの両端の電位が等しい場合）、ＢＴＬ回路に大電流が流れることがある。そして、大電流が流れることによってＩＣが発熱し、最悪の場合ＩＣが破壊することがある。そのため、通常ＢＴＬ回路を用いたＩＣには、温度保護回路が内蔵されている。（例えば、特許文献１参照）
温度保護回路は、大電流が流れることに従って生じるＩＣの温度上昇を検出し、ＩＣの温度が所定温度より高くなる場合に、コイルへの電流供給を停止する機能を有している。このように、従来、温度保護回路を用いることによってＩＣが所定温度を越えないように回路の保護を行っていた。
【特許文献１】特開２００３−１１１２６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
温度保護回路はＩＣが所定温度より高くなることを検出し、検出した場合に回路の保護を行う。したがって、例えばＢＴＬ回路において、温度保護回路が働いて、コイルにショートなどの異常が発生したことを検出するときには、すでにＩＣの温度が上昇していることになる。また、温度保護回路が動作する温度が、例えばＩＣで保障されるチップ上のＰＮ接合のジャンクション温度を越えている場合がある。そのため、従来の温度保護回路は、負荷の異常を検出して動作する時には、温度の上昇によって、すでにＩＣが破壊されている可能性があるという問題点があった。
【０００７】
そこで、本発明は負荷にショートなどの異常が発生した場合に、温度保護回路が動作する前に異常を検出することで回路を保護する保護回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための主たる発明は、第１電圧が印加され、前記第１電圧に基づく電圧を負荷の一端に印加する第１インピーダンス変換器と、第２電圧が印加され、前記第２電圧に基づく電圧を前記負荷の他端に印加する第２インピーダンス変換器と、前記負荷の一端の電圧と前記負荷の他端の電圧との差電圧が所定値より小であるか否かを判別し、前記差電圧が前記所定値より小であると判別した場合、回路保護用の判別信号を出力する判別回路と、を備えたことを特徴とする。
本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、負荷の一端の電圧と負荷の他端の電圧との差電圧が所定値より小であることを判別することで、負荷の異常を早急に検出することができ、回路を保護することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
＝＝＝全体構成＝＝＝
図１を参照しつつ、本発明の保護回路について説明する。図１は、本発明の保護回路を説明するための回路ブロック図である。図１に示す回路は、例えばコイルＬを除く部分が集積化されている。
【００１１】
図１における保護回路は、判別回路１００と、抵抗１０２、１０４、１０８、１１０と、オペアンプ１０６、１１２と、を有している。また、制御回路１２０は、任意の入力電圧からＢＴＬ駆動の出力電圧を発生する回路であり、所定の電圧を中心とした相反する電圧を図１中のＣ点とＤ点にそれぞれ印加する。例えば所定の電圧を５ボルトとした場合、Ｃ点の印加電圧（『第１電圧』）が７ボルトの時には、Ｄ点の印加電圧（『第２電圧』）は３ボルトとなる。また、逆にＣ点の印加電圧が３ボルトの時には、Ｄ点の印加電圧は７ボルトとなる。
【００１２】
オペアンプ１０６（『第１インピーダンス変換器』）は、抵抗１０２を入力抵抗とし、抵抗１０４を帰還抵抗とする反転増幅器である。抵抗１０２はＣ点とオペアンプ１０６の−端子間に接続され、抵抗１０４はオペアンプ１０６の出力と−端子間に接続されている。そして、オペアンプ１０６の＋端子には基準電圧Ｖｒｅｆが印加される。そしてオペアンプ１０６の出力はコイルＬの一端が接続されるＡ点に印加される。このオペアンプ１０６は、抵抗１０２と抵抗１０４の抵抗値の比に応じて、基準電圧ＶｒｅｆとＣ点の電圧との差電圧を反転増幅する。例えば抵抗１０２と抵抗１０４の抵抗値が等しい場合はゲインが１となり、基準電圧Ｖｒｅｆが５ボルトで、Ｃ点の電圧が７ボルトとするとオペアンプ１０６の出力は３ボルトとなる。
【００１３】
オペアンプ１１２（『第２インピーダンス変換器』）は、抵抗１０８を入力抵抗とし、抵抗１１０を帰還抵抗とする反転増幅器である。抵抗１０８はＤ点とオペアンプ１１２の−端子間に接続され、抵抗１１０はオペアンプ１１２の出力と−端子間に接続されている。そして、オペアンプ１１２の＋端子には基準電圧Ｖｒｅｆが印加される。また、オペアンプ１１２の出力はコイルＬの他端が接続されるＢ点に印加される。このオペアンプ１１２は抵抗１０８と抵抗１１０の抵抗値の比に応じて、基準電圧ＶｒｅｆとＤ点の電圧との差電圧を反転増幅する。例えば抵抗１０８と抵抗１１０抵抗値が等しい場合はゲインが１となり、基準電圧Ｖｒｅｆが５ボルトで、Ｃ点の電圧が３ボルトとするとオペアンプ１０６の出力は７ボルトとなる。
【００１４】
判別回路１００は、コイルＬの一端が接続されるＡ点とコイルＬの他端が接続されるＢ点の電圧の比較を行う。また制御回路１２０の出力電圧が印加されるＣ点およびＤ点の電圧の比較を行う。そしてその比較結果に基づいた判別信号を出力する。
【００１５】
次に図１に示す回路の動作について説明する。まず、ＢＴＬ駆動するため制御回路１２０から出力される所定の電圧を中心とした相反する電圧が、Ｃ点とＤ点にそれぞれ印加される。そしてＣ点の電圧は、基準電圧Ｖｒｅｆとの差電圧で反転増幅されＡ点に印加される。また、Ｄ点の電圧は、基準電圧Ｖｒｅｆとの差電圧で反転増幅されＢ点に印加される。コイルＬには、Ａ点の電圧とＢ点の電圧の差電圧に応じた電流が流れる。
【００１６】
Ａ点の電圧とＢ点の電圧の差が所定値より小の場合（例えば、Ａ点とＢ点の電圧が等しい場合）は、コイルＬにショート等の異常が発生している可能性がある。なお、Ｃ点の電圧とＤ点の電圧が等しい場合、例えば所定の電圧が５ボルトでＣ点の電圧およびＤ点の電圧が５ボルトの場合、Ａ点の電圧とＢ点の電圧も５ボルトとなる。この場合、コイルＬにショートなどの異常が発生していないにもかかわらず、Ａ点の電圧とＢ点の電圧が等しくなる。よって判別回路１００は、Ａ点の電圧とＢ点電圧の差電圧が所定値より小（以下、便宜上、差電圧が所定値より小のことを、電圧が等しいとする）で、かつＣ点の電圧とＤ点の電圧の差電圧が所定値より大（以下、便宜上、差電圧が所定値より大のことを、電圧が異なるとする）の場合に、コイルＬに異常が発生していることを示す信号（『回路保護用の判別信号』）を出力する。
【００１７】
なお、当該信号はＩＣ外部に出力され、外部からシステムリセットするようにしてもよいし、または当該信号の発生によってモータドライバの動作を停止するようにしてもよい。
【００１８】
また、本発明の実施の形態では、コイルＬの両端に電圧を印加する回路としてオペアンプ１０６、１１２を用いているが、オペアンプ以外、例えばバッファ回路がコイルＬの一端と他端にそれぞれ接続された回路でも、バッファ回路に印加される電圧の差電圧と、コイルＬの両端の差電圧の関係を同様に判別することでコイルＬの異常を検出することができる。
【００１９】
＝＝＝判別回路の構成＝＝＝
図２は、判別回路１００の構成の一例を示す回路ブロック図である。判別回路１００は差電圧検出回路（『第１差電圧検出回路』）２００と、差電圧検出回路（『第２差電圧検出回路』）２０２と、ＡＮＤ回路（『論理回路』）２０４と、を有している。
差電圧検出回路２００には、図１に示すＡ点の電圧とＢ点の電圧が印加される。そして、差電圧検出回路２００は、例えばＡ点の電圧とＢ点の電圧が等しい場合にはハイレベルの電圧を出力し、それ以外の場合にはローレベルの電圧を出力する。
差電圧検出回路２０２には、図１に示すＣ点の電圧とＤ点の電圧が印加される。そして、差電圧検出回路２０２は、例えばＣ点の電圧とＤ点の電圧が等しい場合にはハイレベルの電圧を出力し、それ以外の場合にはローレベルの電圧を出力する。
ＡＮＤ回路２０４は、差電圧検出回路２００から出力される論理値と、差電圧検出回路２０２から出力される論理値の反転と、を入力し、その論理積を判別結果として出力する。
【００２０】
図３は、差電圧検出回路２００の構成の一例を示す回路図である。
差電圧検出回路２００は、第１定電流回路Ｉ１、第２定電流回路Ｉ２、第３定電流回路Ｉ３と、ＰＮＰ型バイポーラトランジスタ（以下ＰＮＰトランジスタとする）３０２、３０４と、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタ（以下ＮＰＮトランジスタとする）３０６、３０８、３１０、３１２、３１４、３１６と、抵抗３２０と、を有している。
第１定電流回路Ｉ１は、電源電圧ＶＣＣに接続され、所定の定電流（『第１定電流』）を発生する。
第２定電流回路Ｉ２は、電源電圧ＶＣＣに接続され、定電流回路Ｉ１で発生する定電流の２分の１未満の定電流（『第２定電流』）を発生する。
第３定電流回路Ｉ３は、電源電圧ＶＣＣに接続され、定電流回路Ｉ１で発生する定電流の２分の１未満の定電流（『第３定電流』）を発生する。
【００２１】
ＰＮＰトランジスタ３０２およびＰＮＰトランジスタ３０４（『差動回路』）は、共通に接続されたエミッタに定電流回路Ｉ１から定電流が供給され、ＰＮＰトランジスタ３０２のベースに印加されるＡ点の電圧と、ＰＮＰトランジスタ３０４のベースに印加されるＢ点の電圧の大小に応じて差動動作する。
【００２２】
ＮＰＮトランジスタ３０６とＮＰＮトランジスタ３１４は電流ミラー接続されている（『第１電流ミラー回路』）。また、ダイオード接続されたＮＰＮトランジスタ３０６のコレクタは、ＰＮＰトランジスタ３０２のコレクタと接続され、ＮＰＮトランジスタ３０６のエミッタは接地されている。
ＮＰＮトランジスタ３１４のコレクタは第３定電流回路Ｉ３の出力と接続され、ＮＰＮトランジスタ３１４のエミッタは接地されている。このＮＰＮトランジスタ３１４は電流ミラー回路の出力側となり、ＮＰＮトランジスタ３１４のコレクタ・エミッタ間に電流ミラー回路の出力電流が流れる。
ＮＰＮトランジスタ３１６は、ベースがＮＰＮトランジスタ３１４のコレクタと接続され、コレクタが差電圧検出回路２００の出力となるＥ点と接続され、エミッタが接地されている。
【００２３】
ＮＰＮトランジスタ３０８とＮＰＮトランジスタ３１０は電流ミラー接続されている（『第２電流ミラー回路』）。また、ダイオード接続されたＮＰＮトランジスタ３０８のコレクタは、ＰＮＰトランジスタ３０４のコレクタと接続され、ＮＰＮトランジスタ３０８のエミッタは接地されている。
ＮＰＮトランジスタ３１０のコレクタは第２定電流回路Ｉ２の出力と接続され、ＮＰＮトランジスタ３１０のエミッタは接地されている。このＮＰＮトランジスタ３１０は電流ミラー回路の出力側となり、ＮＰＮトランジスタ３１０のコレクタ・エミッタ間に電流ミラー回路の出力電流が流れる。
【００２４】
ＮＰＮトランジスタ３１２は、ベースがＮＰＮトランジスタ３１０のコレクタと接続され、コレクタがＥ点と接続され、エミッタが接地されている。なお、ＮＰＮトランジスタ３１２とＮＰＮトランジスタ３１６は出力回路を構成する。
抵抗３２０は、電源電圧ＶＣＣとＥ点との間に接続される。
【００２５】
次に、差電圧検出回路２００の動作について説明する。なお、第１定電流回路Ｉ１で発生する定電流を、例えば５０μＡとし、第２定電流回路Ｉ２および第３定電流回路Ｉ３で発生する定電流を、例えば２０μＡとする。またＰＮＰトランジスタ３０２とＰＮＰトランジスタ３０４はトランジスタサイズが等しいとし、ＮＰＮトランジスタ３０６、ＮＰＮトランジスタ３１４およびＮＰＮトランジスタ３０８、ＮＰＮトランジスタ３１０もトランジスタサイズが等しいとする。
【００２６】
≪Ａ点の電圧とＢ点の電圧が等しい場合≫
Ａ点の電圧とＢ点の電圧が等しい場合には、ＰＮＰトランジスタ３０２とＰＮＰトランジスタ３０４のエミッタ・コレクタ間には等しい電流が流れる。第１定電流回路Ｉ１から供給される電流が５０μＡなので、ＰＮＰトランジスタ３０２とＰＮＰトランジスタ３０４のエミッタ・コレクタ間に流れる電流は、ともに２５μＡとなる。ＮＰＮトランジスタ３０６のコレクタに電流が流れることでＮＰＮトランジスタ３０６および当該ＮＰＮトランジスタ３０６と電流ミラー接続されたＮＰＮトランジスタ３１４がオンする。ＮＰＮトランジスタ３１４はコレクタ・エミッタ間に２５μＡの電流を流そうとする。一方、ＮＰＮトランジスタ３１４のコレクタに第３定電流回路Ｉ３から供給される電流は２０μＡなので、ＮＰＮトランジスタ３１６のベースには電流が供給されず、ＮＰＮトランジスタ３１６はオフとなる。
【００２７】
また、ＮＰＮトランジスタ３０８のコレクタに電流が流れることでＮＰＮトランジスタ３０８および当該ＮＰＮトランジスタ３０８と電流ミラー接続されたＮＰＮトランジスタ３１０がオンする。ＮＰＮトランジスタ３１０はコレクタ・エミッタ間に２５μＡの電流を流そうとする。一方、ＮＰＮトランジスタ３１０のコレクタに第２定電流回路Ｉ２から供給される電流は２０μＡなので、ＮＰＮトランジスタ３１２のベースには電流が供給されず、ＮＰＮトランジスタ３１２はオフとなる。
ＮＰＮトランジスタ３１２、３１６がともにオフとなるので、Ｅ点には電源電圧ＶＣＣが抵抗３２０を介して印加される。
したがって、Ａ点とＢ点の電圧が等しい場合では、差電圧検出回路２００からハイレベルの電圧が出力される。
【００２８】
≪Ａ点の電圧とＢ点の電圧が異なる場合≫
例えばＡ点の電圧がＢ点の電圧より低いとすると、ＰＮＰトランジスタ３０２がオンとなり第１定電流回路Ｉ１の出力電流の５０μＡはＮＰＮトランジスタ３０６のコレクタに供給される。一方、ＰＮＰトランジスタ３０４はオフとなる。
そして、ＮＰＮトランジスタ３０６のコレクタに電流が流れることでＮＰＮトランジスタ３０６および当該ＮＰＮトランジスタ３０６と電流ミラー接続されたＮＰＮトランジスタ３１４がオンする。ＮＰＮトランジスタ３１４のコレクタ・エミッタ間には、ＮＰＮトランジスタ３０６のコレクタ・エミッタ間に流れる５０μＡと等しい電流を流そうとする。一方、ＮＰＮトランジスタ３１４のコレクタに定電流回路Ｉ３から供給される電流は２０μＡなので、ＮＰＮトランジスタ３１６のベースには電流が供給されず、ＮＰＮトランジスタ３１６はオフとなる。
また、ＰＮＰトランジスタ３０４がオフとなることで、ＮＰＮトランジスタ３０８およびＮＰＮトランジスタ３１０はオフとなる。ＮＰＮトランジスタ３１２のベースには低電流回路Ｉ２からの２０μＡの電流が供給される。したがってＮＰＮトランジスタ３１２がオンとなる。
Ｂ点の電圧がＡ点より低い場合は、Ａ点の電圧がＢ点の電圧より低い場合と逆の動作によって、ＮＰＮトランジスタ３１２がオフで、ＮＰＮトランジスタ３１６がオンとなる。
【００２９】
このように、Ａ点とＢ点の電圧が異なる場合にはＮＰＮトランジスタ３１２またはＮＰＮトランジスタ３１６の一方がオンすることで、Ｅ点と電源電圧ＶＣＣ間のインピーダンスより、Ｅ点と接地ＶＣＣ間のインピーダンスの方が小さくなる。よってＥ点の電圧が低下し、差電圧検出回路２００はローレベルの電圧を出力する。
以上、説明したように、差電圧検出回路２００はＡ点とＢ点の電圧が等しい場合にハイレベルの電圧を出力し、Ａ点とＢ点の電圧が異なる場合にローレベルの電圧を出力する。
【００３０】
なお、差電圧検出回路２０２も差電圧検出回路２００と同様の構成とし、入力電圧としてＣ点の電圧とＤ点の電圧が印加されるものとする。よって、差電圧検出回路２０２は、Ｃ点とＤ点の電圧が等しい場合にハイレベルの電圧を出力し、Ｃ点とＤ点の電圧が異なる場合にはローレベルの電圧を出力する。
【００３１】
＝＝＝判別回路の動作＝＝＝
次に、図２に示す判別回路１００の動作について説明する。
【００３２】
≪Ａ点の電圧とＢ点の電圧が等しく、Ｃ点とＤ点の電圧が異なる場合≫
差電圧検出回路２００からハイレベルの電圧が出力され、差電圧検出回路２０２からローレベルの電圧が出力される。したがってＡＮＤ回路２０４からはハイレベルの電圧が出力される。
【００３３】
≪Ａ点の電圧とＢ点の電圧が等しく、Ｃ点とＤ点の電圧が等しい場合≫
差電圧検出回路２００はハイレベルの電圧が出力され、差電圧検出回路２０２はハイレベルの電圧が出力される。したがってＡＮＤ回路２０４からはローレベルの電圧が出力される。
【００３４】
≪Ａ点の電圧とＢ点の電圧が異なる場合≫
差電圧検出回路２００からローレベルの電圧が出力されるので、差電圧検出回路２０２の出力にかかわらず、ＡＮＤ回路２０４からはローレベルの電圧が出力される。
したがって、判別回路１００の出力は、Ａ点とＢ点の電圧が等しくＣ点とＤ点の電圧が異なるときにハイレベルとなり、それ以外の場合はローレベルとなる。
このように、判別回路１００は差動回路および電流ミラー回路を用いた安易な構成でコイルＬの異常の検出を行うので、コイルＬに異常が発生するとすぐに、例えばＩＣの温度が上昇して温度保護回路が動作する前に、異常を示すハイレベルの信号を出力することができる。また、このハイレベルの出力を回路保護用の信号とし、当該信号を、例えばＩＣ外部に出力して外部からシステムリセットするなどの対策をすることで回路を保護することが可能となる。
【００３５】
なお、判別回路１００は、Ａ点の電圧とＢ点の電圧が等しく、Ｃ点の電圧とＤ点の電圧が異なるときに出力の論理値が同じとなる他の構成としてもよい。また、Ａ点の電圧とＢ点の電圧の差電圧を検出する差電圧検出回路２００のみを用いて、Ａ点の電圧とＢ点の電圧が等しいときのハイレベルの出力を回路保護用の信号としてもよい。
【００３６】
以上、説明したように本発明の保護回路は、コイルＬにショートなどの異常が発生した場合、コイルＬの一端のＡ点と他端のＢ点の差電圧によって、温度保護回路が動作する前にコイルＬの異常を検出することができる。そして、例えば外部にコイルＬの異常を示す回路保護用の信号を出力し、外部からシステムリセットを行うことで、温度上昇によるＩＣの破壊を防止でき、回路を保護することができる。さらに、制御回路の出力電圧が印加されるＣ点の電圧とＤ点の電圧が異なり、Ａ点の電圧とＢ点の電圧が等しくなることを判別した場合に回路保護用の信号を出力するようにすると、コイルＬの異常を、より正確に検出することができる。
【００３７】
また、差電圧検出回路２００はＡ点の電圧とＢ点の電圧が等しい時にはハイレベルを出力し、Ａ点の電圧とＢ点の電圧が異なる時にはローレベルを出力するので、差電圧検出回路２００の出力によって、コイルＬの異常を検出することができる。さらに、差電圧検出回路２００の出力と、Ｃ点とＤ点の差電圧を判別する差電圧検出回路２０２の出力と、に基づいてコイルＬの異常を検出すると、より正確にコイルＬの異常を検出できる。
【００３８】
また、一方に差電圧検出回路２００の出力の論理値が入力され、他方に差電圧検出回路２０２の出力の論理値の反転が入力されるＡＮＤ回路２０４を用いると、ＡＮＤ回路２０４の出力のハイレベルによってＡ点とＢ点の電圧が等しく、Ｃ点とＤ点の電圧が異なることを判別することができる。
【００３９】
本発明の保護回路は、Ｃ点の電圧とＤ点の電圧が異なり、Ａ点の電圧とＢ点の電圧が等しくなることを判別しているので、ＤＣモータやアクチュエータなどの、所定の電圧を中心とした相反する電圧が負荷に印加されるＢＴＬ回路を効果的に保護することができる。
【００４０】
そして、オペアンプ１０６の出力側のＡ点とオペアンプ１１２の出力側のＢ点の差電圧、およびオペアンプ１０６の入力側のＣ点とオペアンプ１１２の入力側のＤ点の差電圧に基づきコイルＬの異常を検出することによって簡易に回路を保護することができる。
【００４１】
また、オペアンプを使用せず、例えばバッファ回路の出力を負荷の両端に印加する場合でも同様に、負荷の両端のバッファ回路への印加電圧の差電圧とバッファ回路の出力の差電圧を比較することによって回路を保護することができる。
【００４２】
以上、本実施の形態について、その実施の形態に基づき具体的に説明したが、これに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の保護回路を示す回路ブロック図である。
【図２】判別回路の構成の一例を示す回路ブロック図である。
【図３】差電圧検出回路の構成の一例を示す回路図である。
【符号の説明】
【００４４】
１００ 判別回路
１０２、１０４、１０８、１１０、３２０ 抵抗
１０６、１１２ オペアンプ
１２０ 制御回路
２００、２０２ 差電圧検出回路
２０４ ＡＮＤ回路
３０２、３０４ ＰＮＰトランジスタ
３０６、３０８、３１０、３１２、３１４、３１６ ＮＰＮトランジスタ
Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３ 定電流回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電圧が印加され、前記第１電圧に基づく電圧を負荷の一端に印加する第１インピーダンス変換器と、
第２電圧が印加され、前記第２電圧に基づく電圧を前記負荷の他端に印加する第２インピーダンス変換器と、
前記負荷の一端の電圧と前記負荷の他端の電圧との差電圧が所定値より小であるか否かを判別し、前記差電圧が前記所定値より小であると判別した場合、回路保護用の判別信号を出力する判別回路と、
を備えたことを特徴とする保護回路。
【請求項２】
前記判別回路は、
前記第１電圧と前記第２電圧の差電圧が所定値より大であるか否かを判別し、
前記第１電圧と前記第２電圧の差電圧が前記所定値より大であると判別し、かつ前記負荷の一端の電圧と前記負荷の他端の電圧との差電圧が前記所定値より小であると判別した場合に、前記回路保護用の判別信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の保護回路。
【請求項３】
前記判別回路は、
第１定電流を発生する第１定電流回路と、
前記第１定電流の２分の１未満の第２定電流を発生する第２定電流回路と、
前記第１定電流の２分の１未満の第３定電流を発生する第３定電流回路と、
前記第１定電流が供給され、前記負荷の一端の電圧と前記負荷の他端の電圧の大小に応じて差動動作する差動回路と、
前記第１差動回路の一方の出力電流が供給されて動作し、出力側に前記第２定電流が供給される第１電流ミラー回路と、
前記第１差動回路の他方の出力電流が供給されて動作し、出力側に前記第３定電流が供給される第２電流ミラー回路と、
前記第１電流ミラー回路および前記第２電流ミラー回路がともに動作する場合に一方の論理値を前記回路保護用の判別信号として出力する出力回路と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の保護回路。
【請求項４】
前記判別回路は、
第１定電流を発生する第１定電流回路と、
前記第１定電流の２分の１未満の第２定電流を発生する第２定電流回路と、
前記第１定電流の２分の１未満の第３定電流を発生する第３定電流回路と、
前記第１定電流が供給され、前記負荷の一端の電圧と前記負荷の他端の電圧の大小に応じて差動動作する第１差動回路と、
前記第１差動回路の一方の出力電流が供給されて動作し、出力側に前記第２定電流が供給される第１電流ミラー回路と、
前記第１差動回路の他方の出力電流が供給されて動作し、出力側に前記第３定電流が供給される第２電流ミラー回路と、
前記第１電流ミラー回路および前記第２電流ミラー回路がともに動作する場合に一方の論理値を出力し、前記第１電流ミラー回路と前記第２電流ミラー回路の一方が動作しない場合に他方の論理値を出力する第１出力回路と、
を有する第１差電圧検出回路と、
第４定電流を発生する第４定電流回路と、
前記４定電流の２分の１未満の第５定電流を発生する第５定電流回路と、
前記４定電流の２分の１未満の第６定電流を発生する第６定電流回路と、
前記４定電流が供給され、前記第１電圧と前記第２電圧の大小に応じて差動動作する第２差動回路と、
前記第２差動回路の一方の出力電流が供給されて動作し、出力側に前記第５定電流が供給される第３電流ミラー回路と、
前記第２差動回路の他方の出力電流が供給されて動作し、出力側に前記第６定電流が供給される第４電流ミラー回路と、
前記第３電流ミラー回路および前記第４電流ミラー回路がともに動作する場合に一方の論理値を出力し、前記第３電流ミラー回路と前記第４電流ミラー回路の一方が動作しない場合に他方の論理値を出力する第２出力回路と、
を有する第２差電圧検出回路と、を備え、
前記第１差電圧検出回路から出力される論理値と前記第２差電圧検出回路から出力される論理値に基づいて、前記回路保護用の判別信号を出力することを特徴とする請求項２に記載の保護回路。
【請求項５】
前記判別回路は、
前記第１差電圧検出回路から出力される論理値と、前記第２差電圧検出回路から出力される論理値に基づいて、前記回路保護用の判別信号を出力する論理回路を備えたことを特徴とする請求項４に記載の保護回路。
【請求項６】
前記第１電圧と前記第２電圧は、
所定の電圧を中心とした相反する電圧であることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の保護回路。
【請求項１】
第１電圧が印加され、前記第１電圧に基づく電圧を負荷の一端に印加する第１インピーダンス変換器と、
第２電圧が印加され、前記第２電圧に基づく電圧を前記負荷の他端に印加する第２インピーダンス変換器と、
前記負荷の一端の電圧と前記負荷の他端の電圧との差電圧が所定値より小であるか否かを判別し、前記差電圧が前記所定値より小であると判別した場合、回路保護用の判別信号を出力する判別回路と、
を備えたことを特徴とする保護回路。
【請求項２】
前記判別回路は、
前記第１電圧と前記第２電圧の差電圧が所定値より大であるか否かを判別し、
前記第１電圧と前記第２電圧の差電圧が前記所定値より大であると判別し、かつ前記負荷の一端の電圧と前記負荷の他端の電圧との差電圧が前記所定値より小であると判別した場合に、前記回路保護用の判別信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の保護回路。
【請求項３】
前記判別回路は、
第１定電流を発生する第１定電流回路と、
前記第１定電流の２分の１未満の第２定電流を発生する第２定電流回路と、
前記第１定電流の２分の１未満の第３定電流を発生する第３定電流回路と、
前記第１定電流が供給され、前記負荷の一端の電圧と前記負荷の他端の電圧の大小に応じて差動動作する差動回路と、
前記第１差動回路の一方の出力電流が供給されて動作し、出力側に前記第２定電流が供給される第１電流ミラー回路と、
前記第１差動回路の他方の出力電流が供給されて動作し、出力側に前記第３定電流が供給される第２電流ミラー回路と、
前記第１電流ミラー回路および前記第２電流ミラー回路がともに動作する場合に一方の論理値を前記回路保護用の判別信号として出力する出力回路と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の保護回路。
【請求項４】
前記判別回路は、
第１定電流を発生する第１定電流回路と、
前記第１定電流の２分の１未満の第２定電流を発生する第２定電流回路と、
前記第１定電流の２分の１未満の第３定電流を発生する第３定電流回路と、
前記第１定電流が供給され、前記負荷の一端の電圧と前記負荷の他端の電圧の大小に応じて差動動作する第１差動回路と、
前記第１差動回路の一方の出力電流が供給されて動作し、出力側に前記第２定電流が供給される第１電流ミラー回路と、
前記第１差動回路の他方の出力電流が供給されて動作し、出力側に前記第３定電流が供給される第２電流ミラー回路と、
前記第１電流ミラー回路および前記第２電流ミラー回路がともに動作する場合に一方の論理値を出力し、前記第１電流ミラー回路と前記第２電流ミラー回路の一方が動作しない場合に他方の論理値を出力する第１出力回路と、
を有する第１差電圧検出回路と、
第４定電流を発生する第４定電流回路と、
前記４定電流の２分の１未満の第５定電流を発生する第５定電流回路と、
前記４定電流の２分の１未満の第６定電流を発生する第６定電流回路と、
前記４定電流が供給され、前記第１電圧と前記第２電圧の大小に応じて差動動作する第２差動回路と、
前記第２差動回路の一方の出力電流が供給されて動作し、出力側に前記第５定電流が供給される第３電流ミラー回路と、
前記第２差動回路の他方の出力電流が供給されて動作し、出力側に前記第６定電流が供給される第４電流ミラー回路と、
前記第３電流ミラー回路および前記第４電流ミラー回路がともに動作する場合に一方の論理値を出力し、前記第３電流ミラー回路と前記第４電流ミラー回路の一方が動作しない場合に他方の論理値を出力する第２出力回路と、
を有する第２差電圧検出回路と、を備え、
前記第１差電圧検出回路から出力される論理値と前記第２差電圧検出回路から出力される論理値に基づいて、前記回路保護用の判別信号を出力することを特徴とする請求項２に記載の保護回路。
【請求項５】
前記判別回路は、
前記第１差電圧検出回路から出力される論理値と、前記第２差電圧検出回路から出力される論理値に基づいて、前記回路保護用の判別信号を出力する論理回路を備えたことを特徴とする請求項４に記載の保護回路。
【請求項６】
前記第１電圧と前記第２電圧は、
所定の電圧を中心とした相反する電圧であることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の保護回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−３３９７５（Ｐ２００６−３３９７５Ａ）
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２０７６７８（Ｐ２００４−２０７６７８）
【出願日】平成１６年７月１４日（２００４．７．１４）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月１４日（２００４．７．１４）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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