(57)【要約】【課題】車載機器で用いられるプッシュプル形式のパワートランジスタのプッシュ側パワートランジスタの抵抗短絡モード故障を検出することのできる故障検出回路を提供する。【解決手段】故障検出回路１０は、コンパレータ１が、プッシュプル形式トランジスタ回路１１０の出力端子ＯＵＴの電圧を基準電圧Ｖｒｅｆと比較し、スイッチ２が、コンパレータ１と動作用電源電圧線との接続をオン／オフし、スイッチ３が、プッシュプル形式トランジスタ回路１１０へバイアス電圧を供給するバイアス回路１２０と動作用電源電圧線との接続をオン／オフし、スイッチ制御部４が、故障検出モードが設定されたとき、スイッチ２をオン、スイッチ３をオフさせるように制御し、故障検出モード時にプッシュプル形式トランジスタ回路１１０の出力端子ＯＵＴの電圧が基準電圧Ｖｒｅｆより高いことをコンパレータ１が検出したとき、警告出力部５が、外部へ警告信号を出力する。【選択図】図１
2010103619.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリに接続されたプッシュプル形式のパワートランジスタの出力端子の電圧を所定の基準電圧と比較するコンパレータと、
前記コンパレータと前記コンパレータの動作用電源電圧線との接続をオン／オフする第１のスイッチと、
前記プッシュプル形式のパワートランジスタへバイアス電圧を供給するバイアス回路と前記バイアス回路の動作用電源電圧線との接続をオン／オフする第２のスイッチと、
動作モード設定信号により故障検出モードが設定されたとき、前記第１のスイッチをオンさせ、前記第２のスイッチをオフさせるように制御するスイッチ制御部と、
前記故障検出モード時に前記出力端子の電圧が前記基準電圧より高いことを前記コンパレータが検出したときは、外部へ警告信号を出力する警告出力部と
を備えることを特徴とする故障検出回路。
【請求項２】
前記スイッチ制御部が、
前記動作モード設定信号により通常動作モードが設定されたとき、前記第１のスイッチをオフさせ、前記第２のスイッチをオンさせるように制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の故障検出回路。
【請求項３】
前記警告出力部が、
前記コンパレータの出力により導通が制御されるトランジスタのオープンコレクタ出力端子から前記警告信号を出力する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の故障検出回路。
【請求項４】
前記警告出力部が、
前記トランジスタのオープンコレクタ出力端子に発光素子が接続されたときに、前記警告信号により前記発光素子を点灯させる
ことを特徴とする請求項３に記載の故障検出回路。
【請求項５】
前記動作モード設定信号が、
Ｉ２Ｃバスを介して外部マスターから制御され、
前記警告信号が、
前記Ｉ２Ｃバスを介して前記外部マスターへ返信される
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の故障検出回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、故障検出回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
カーステレオ用のパワーＩＣでは、その出力段にプッシュプル形式のパワートランジスタが用いられることが多い。このパワートランジスタに短絡故障やオープン故障が発生すると、音声が出力されないなどの不具合が生じる。
【０００３】
このようなプッシュプル形式のパワートランジスタにおける故障モードの１つに、何らかの外的電気的ストレスがスピーカ出力に与えられたことにより、プッシュ側のパワートランジスタがダメージを受けたとき、そのダメージの程度が軽いと、プッシュ側のパワートランジスタが抵抗短絡状態になるモードがある。この場合、スピーカからは曲がりなりにも音声が出力されるので、使用者はその故障に気づかないことが多い。
【０００４】
カーステレオでは、一般に、プッシュ側のパワートランジスタが車載のバッテリに接続されている。そのため、上述のプッシュ側のパワートランジスタが抵抗短絡状態になる故障が発生すると、カーステレオの電源がオフのときも、バッテリからプッシュ側のパワートランジスタを介してパワーＩＣのバイアス回路へ電流が流れ続け、バッテリから流れる暗電流を増加させることになる。その結果、最悪の場合、バッテリ上がりに至るという問題が発生する。
【０００５】
従来、このようなパワーＩＣの信頼性向上のため、パワーＩＣの出力状態を容易に検出できるようにした故障検出回路が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
しかし、上述の提案された故障検出回路では、出力段のプッシュ側のトランジスタからプッシュ電流が流れている期間内にて、プル側トランジスタがオフ状態になる期間があるか否かを判定し、この判定結果を出力するようにされているため、パワーアンプの出力がオープン状態であることが検出できるだけである。
【０００７】
すなわち、従来の故障検出回路では、プッシュ側のパワートランジスタが抵抗短絡状態になる故障が検出できない、という問題があった。
【特許文献１】特開平８−３３０８５８号公報  （第３−４ページ、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明の目的は、車載機器で用いられるプッシュプル形式のパワートランジスタのプッシュ側パワートランジスタの抵抗短絡モード故障を検出することのできる故障検出回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様によれば、バッテリに接続されたプッシュプル形式のパワートランジスタの出力端子の電圧を所定の基準電圧と比較するコンパレータと、前記コンパレータと前記コンパレータの動作用電源電圧線との接続をオン／オフする第１のスイッチと、前記プッシュプル形式のパワートランジスタへバイアス電圧を供給するバイアス回路と前記バイアス回路の動作用電源電圧線との接続をオン／オフする第２のスイッチと、動作モード設定信号により故障検出モードが設定されたとき、前記第１のスイッチをオンさせ、前記第２のスイッチをオフさせるように制御するスイッチ制御部と、前記故障検出モード時に前記出力端子の電圧が前記基準電圧より高いことを前記コンパレータが検出したときは、外部へ警告信号を出力する警告出力部とを備えることを特徴とする故障検出回路が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、車載機器で用いられるプッシュプル形式のパワートランジスタのプッシュ側パワートランジスタの抵抗短絡モード故障を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。なお、図中、同一または相当部分には同一の符号を付して、その説明は繰り返さない。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本発明の実施例１に係る故障検出回路の構成の例を示す回路図である。
【００１３】
本実施例の故障検出回路１０は、例えばカーステレオに搭載されるパワーＩＣ１０００の出力端子Ｔ１００に接続されるプッシュプル形式トランジスタ回路１１０の出力端子ＯＵＴに接続される。
【００１４】
ここで、プッシュプル形式トランジスタ回路１１０は、直列に接続されたプッシュ側パワートランジスタＴ１１１とプル側トランジスタＴ１１２により構成され、アンプ１００の出力を受けて、出力端子Ｔ１００に接続されるスピーカを駆動する。このプッシュプル形式トランジスタ回路１１０へは、バイアス回路１２０よりバイアス電圧が供給される。
【００１５】
また、プッシュプル形式トランジスタ回路１１０は、電源端子Ｔ２００を介して車載のバッテリ２００へ接続されている。
【００１６】
本実施例の故障検出回路１０は、プッシュプル形式トランジスタ回路１１０の出力端子ＯＵＴの電圧を所定の基準電圧Ｖｒｅｆと比較するコンパレータ１と、コンパレータ１とコンパレータ１の動作用電源電圧線との接続をオン／オフするスイッチ２と、プッシュプル形式トランジスタ回路１１０へバイアス電圧を供給するバイアス回路１２０とバイアス回路１２０の動作用電源電圧線との接続をオン／オフするスイッチ３と、動作モード設定信号ＭＤにより故障検出モードが設定されたとき、スイッチ２をオンさせ、スイッチ３をオフさせるように制御するスイッチ制御部４と、上述の故障検出モード時にプッシュプル形式トランジスタ回路１１０の出力端子ＯＵＴの電圧が基準電圧Ｖｒｅｆより高いことをコンパレータ１が検出したとき、外部へ警告信号を出力する警告出力部５と、を備える。
【００１７】
警告出力部５として、本実施例では、コンパレータ１の出力により導通が制御されるトランジスタＴ５１を備える。すなわち、本実施例では、トランジスタＴ５１が導通したとき、“Ｌ”レベルの警告信号が、トランジスタＴ５１のコレクタ端子から出力される。
【００１８】
また、図１では、警告信号が出力されたことを外部へ知らせる回路として、トランジスタＴ５１のコレクタ端子に直列に、発光ダイオードＤ５００と、発光ダイオードＤ５００に流れる電流を制御する抵抗Ｒ５００とが、接続された例を示す。発光ダイオードＤ５００は、警告出力部５から“Ｌ”レベルの警告信号が出力されたときに発光する。
【００１９】
次に、図２を参照して、本実施例の故障検出モード時の動作について説明する。
【００２０】
図２に示すように、動作モード設定信号ＭＤにより故障検出モードが設定されると、スイッチ２はオンし、スイッチ３はオフする。
【００２１】
スイッチ２がオンすることにより、コンパレータ１は、動作用電源電圧線に接続され、動作可能状態となる。
【００２２】
一方、スイッチ３がオフすると、バイアス回路１２０は、動作用電源電圧線との接続が切断され、プッシュプル形式トランジスタ回路１１０へのバイアス電圧の供給を停止する。
【００２３】
プッシュ側パワートランジスタＴ１１１およびプル側トランジスタＴ１１２が正常な状態であれば、バイアス電圧の供給が停止されると、プッシュ側パワートランジスタＴ１１１およびプル側トランジスタＴ１１２はともにオフし、プッシュプル形式トランジスタ回路１１０の出力端子ＯＵＴはハイ・インピーダンス状態となる。
【００２４】
この場合、プッシュプル形式トランジスタ回路１１０の出力端子ＯＵＴの電圧は、微小な浮遊電圧程度である。したがって、コンパレータ１の出力は‘Ｌ’となり、警告出力部５のトランジスタＴ５１は導通せず、発光ダイオードＤ５００は発光しない。
【００２５】
ところが、プッシュ側パワートランジスタＴ１１１に抵抗短絡となる故障があった場合、バイアス回路１２０からのバイアス電圧の供給を停止しても、バッテリ２００から抵抗短絡状態のプッシュ側パワートランジスタＴ１１１へ電流（暗電流）が流れ続ける。
【００２６】
その結果、プッシュプル形式トランジスタ回路１１０の出力端子ＯＵＴの電圧が上昇する。その電圧は、プッシュ側パワートランジスタＴ１１１の受けたダメージが大きく抵抗値が低いほど大きくなる。
【００２７】
そこで、予め許容できるダメージを想定してコンパレータ１へ与える基準電圧Ｖｒｅｆを設定しておくと、コンパレータ１は、プッシュプル形式トランジスタ回路１１０の出力端子ＯＵＴの電圧が基準電圧Ｖｒｅｆ以上に上昇したとき、その出力が‘Ｈ’となる。
【００２８】
コンパレータ１の出力が‘Ｈ’となると、警告出力部５のトランジスタＴ５１が導通し、発光ダイオードＤ５００が発光する。
【００２９】
発光ダイオードＤ５００が発光することにより、使用者は、プッシュ側パワートランジスタＴ１１１に抵抗短絡となる故障が発生したことを知ることができる。
【００３０】
図３は、動作モード設定信号ＭＤにより通常動作モードが設定されたときのスイッチ２およびスイッチ３の状態を示す。
【００３１】
通常動作モードでは、スイッチ３はオンし、スイッチ２はオフしている。スイッチ３がオンしていることにより、バイアス回路１２０からプッシュプル形式トランジスタ回路１１０へバイアス電圧の供給が行われる。
【００３２】
一方、スイッチ２がオフしていることにより、コンパレータ１へは動作用電源電圧が供給されず、コンパレータ１は動作を行わない。すなわち、通常動作モードでは、故障検出動作を行わない。
【００３３】
このような本実施例によれば、必要に応じて、動作モードを故障検出モードに設定することにより、任意のタイミングで、プッシュプル形式トランジスタ回路１１０のプッシュ側パワートランジスタＴ１１１に抵抗短絡モードの故障が発生しているかどうかの検査を行うことができる。
【００３４】
プッシュ側パワートランジスタＴ１１１に抵抗短絡モードの故障が発生していた場合、故障検出モードに設定したときに、発光ダイオードＤ５００が発光する。これにより、プッシュ側パワートランジスタＴ１１１に抵抗短絡モードの故障が発生していることを容易に検知することができる。
【００３５】
また、図４に示すように、警告部５から出力される警告信号を車載機器を制御するマイコン５００へ出力するようにしてもよい。これにより、マイコン５００は、パワーＩＣ１０００に異常があることを検知することができる。
【実施例２】
【００３６】
近年、車には様々な電子機器が搭載され、これらの電子機器間をバスラインで接続し、その相互間の制御を効率よく行うことが行われている。そのようなバスラインの１つに、Ｉ２Ｃバスがある。
【００３７】
Ｉ２Ｃバスでは、バスラインが、シリアル・データ・ライン（ＳＤＡ）とシリアル・クロック・ライン（ＳＤＣ）の２本のラインで構成され、バスに接続される各デバイスの間で、マスターとスレーブという簡単な関係が常に成立するようにされている。
【００３８】
このようなＩ２Ｃバスに対応したパワーＩＣでは、マスター側からの設定により動作するスレーブ機能として、自己診断回路を搭載することが行われている。
【００３９】
そこで本実施例では、このような自己診断回路から、自己診断機能の一環として、動作モード設置信号ＭＤが出力される例を示す。
【００４０】
図５は、本発明の実施例２に係る故障検出回路の構成の例を示す回路図である。
【００４１】
本実施例の故障検出回路１０Ａの回路構成自体は、実施例１の故障検出回路１０と同じである。実施例１と異なる点は、スイッチ制御部４Ａが、パワーＩＣ２０００に搭載される自己診断回路１４０から動作モード設定信号ＭＤを受ける点である。
【００４２】
ここで、自己診断回路１４０は、Ｉ２Ｃバスインターフェイス部１３０を介してＩ２Ｃバスに接続される回路であり、Ｉ２Ｃバスに接続されるマスター（非図示）からの設定により、パワーＩＣ２０００内の各機能を自己診断するための制御信号を生成する回路である。
【００４３】
この自己診断の一環として、プッシュプル形式トランジスタ回路１１０のプッシュ側パワートランジスタＴ１１１に抵抗短絡モードの故障検出が設定されると、自己診断回路１４０は動作モード設定信号ＭＤを出力する。
【００４４】
動作モード設定信号ＭＤが出力されたときの故障検出回路１０Ａの動作は、実施例１の故障検出回路１０と同じであり、プッシュプル形式トランジスタ回路１１０のプッシュ側パワートランジスタＴ１１１に抵抗短絡モードの故障が発生すると、警告出力部５から警告信号が出力される。
【００４５】
ただし、本実施例では、警告出力部５から出力される警告信号は、自己診断回路１４０へ入力される。自己診断回路１４０は、警告出力部５から警告信号を受け取ると、マスターへの返信として、この警告信号をＩ２Ｃバスインターフェイス部１３０およびＩ２Ｃバスを介してマスターへ送信する。
【００４６】
また、自己診断の設定に関し、電源投入時に自己診断を行うように設定されることがある。その場合、自己診断回路１４０は、電源投入時に動作モード設定信号ＭＤを出力する。
【００４７】
これにより、故障検出回路１０Ａは、電源投入時に、プッシュ側パワートランジスタＴ１１１に抵抗短絡モードの故障があるかどうかの検査を行う。
【００４８】
このような本実施例によれば、Ｉ２Ｃバスに接続されるマスター側から設定される自己診断の一環として、プッシュ側パワートランジスタＴ１１１に抵抗短絡モードの故障検出動作を実行することができる。
【００４９】
また、故障を検出したときの警告信号をＩ２Ｃバスを介して、マスター側へ返信することができる。
【００５０】
また、マスター側から電源投入時に自己診断を行うように設定された場合、電源投入の度に、プッシュ側パワートランジスタＴ１１１に抵抗短絡モードの故障検出動作を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施例１に係る故障検出回路の構成の例を示す回路図。
【図２】故障検出モード時のスイッチのオン／オフ状態を示す図。
【図３】通常動作時のスイッチのオン／オフ状態を示す図。
【図４】警告出力部と外部の別の接続例を示す図
【図５】本発明の実施例２に係る故障検出回路の構成の例を示す回路図。
【符号の説明】
【００５２】
１０、１０Ａ  故障検出回路
１  コンパレータ
２、３  スイッチ
４、４Ａ  スイッチ制御部
５  警告出力部
Ｔ５１  トランジスタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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