(57)【要約】【課題】外部負荷に流れる電流の非検出時の待機損失を削減することのできる電流検出回路を提供する。【解決手段】差動増幅器の定格電圧を超える出力電圧を有する直流電源と、該直流電源と接地間に接続した差動増幅器８、電流制限抵抗１１及びスリープ時に開放されるスイッチ回路１３からなる直列回路とを備え、前記差動増幅器８は、前記直流電源と接地間に接続された基準抵抗１と外部負荷２からなる外部負荷回路における前記基準抵抗１に流れる電流による電圧降下と、前記直流電源と接地間に接続された第１及び第２の比較用抵抗３，５と比較用トランジスタ４のコレクタ電極とエミッタ電極とからなる比較回路における前記第１の比較用抵抗３に流れる電流による電圧降下とを比較し、該比較結果にしたがって前記比較用トランジスタ４のベース電極を制御し、前記第２の比較用抵抗５に流れる電流を基に前記外部負荷２に流れる電流を検出し、前記外部負荷２に流れる電流を検出しないときにスリープ時となり前記スイッチ回路１３を開放する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
差動増幅器の定格電圧を超える出力電圧を有する直流電源と、
該直流電源と接地間に接続した差動増幅器、電流制限抵抗及びスリープ時に開放されるスイッチ回路からなる直列回路とを備え、
前記差動増幅器は、前記直流電源と接地間に接続された基準抵抗と外部負荷からなる外部負荷回路における前記基準抵抗に流れる電流による電圧降下と、前記直流電源と接地間に接続された第１及び第２の比較用抵抗と比較用トランジスタのコレクタ電極とエミッタ電極とからなる比較回路における前記第１の比較用抵抗に流れる電流による電圧降下とを比較し、該比較結果にしたがって前記比較用トランジスタのベース電極を制御し、
前記第２の比較用抵抗に流れる電流を基に前記外部負荷に流れる電流を検出し、前記外部負荷に流れる電流を検出しないときにスリープ時となり前記スイッチ回路を開放することを特徴とする電流検出回路。
【請求項２】
前記差動増幅器と並列接続したツェナーダイオードを備え、
前記直列回路は逆接続防止ダイオードを備えていることを特徴とする請求項１記載の電流検出回路。
【請求項３】
前記直列回路は逆接続防止ダイオードとトランジスタを備え、前記直流電源と前記トランジスタのベース電極間にツェナーダイオードを備えていることを特数とする請求項１記載の電流検出回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電流検出回路に係り、特に非検出時の待機損失を削減することのできる電流検出回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、従来の電流検出回路を示す図である。このような従来の電流険出回路は、モータなどの外部負荷に流れる電流を、外部負荷と電源間に設けた抵抗に生じる電圧降下を利用して差動増幅器により検出するものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図３において、Ｂは直流電源（例えば１２Ｖ）、１は直流電源Ｂに接続された基準抵抗、２は例えば自動車のシート等を駆動するためのモータ等からなる外部負荷、Ｓｌは外部負荷２を駆動させるための負荷スイッチであり、基準抵抗１、外部負荷２、負荷スイッチＳｌにより外部負荷回路を構成する。
【０００４】
３は第１の比較用抵抗、４は比較用トランジスタ、５は第２の比較用抵抗であり、第１の比較用抵抗３、比較用トランジスタ４、第２の比較用抵抗５により比較回路を構成する。
【０００５】
８は基準抵抗１の両端電圧と第１の比較用抵抗３の両端電圧を比較する差動増幅器である。差動増幅器８は比較した結果に基づき比較用トランジスタ４を制御する。
【０００６】
６及び７は差動増幅器８の入力抵抗、９は差動増幅器８の電源電圧を平滑化する平滑用コンデンサである。
【０００７】
このような構成において、負荷スイッチＳｌをオンにすると基準抵抗１に外部負荷に流れる電流が流れる。また、比較回路にも電流が流れる。このとき、差動増幅器８の非反転入力端子（＋）には基準抵抗１に電流が流れたことによる電圧が印加され、差動増幅器８の反転入力端子（−）には第１の比較用抵抗３に電流が流れたことによる電圧が印加される。
【０００８】
差動増幅器８は反転入力端子及び非反転入力端子に入力される電圧を比較し、比較結果に基づいて比較用トランジスタ４を制御し導通度を調整する。これにより、基準抵抗１に流れる電流と第１の比較用抵抗３に流れる電流を、基準抵抗１の抵抗値と第１の比較用抵抗３の抵抗値との逆比となるように調整することができる。
【０００９】
従って、第２の比較用抵抗５に生じている電圧から外部負荷２に流れている電流値を検出することができる。
【００１０】
【特許文献１】
特開２０００−１６６２７９号公報（図１）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の構成において、特に車載電装製品に使用したときには、直流電源がバッテリのため供給できる時間に限りがあり、電流非測定時には電源を消費しないようにしたいという要求が市場にあり、このような要求には対応できておらず、非測定時の待機電流を削減することができないという課題が生じていた。
【００１２】
このような課題に鑑み、本発明は、電流非測定時の待機損失を削減することのできる回路を提供する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するために次のような手段を採用した。
【００１４】
差動増幅器の定格電圧を超える出力電圧を有する直流電源と、該直流電源と接地間に接続した差動増幅器、電流制限抵抗及びスリープ時に開放されるスイッチ回路からなる直列回路とを備え、前記差動増幅器は、前記直流電源と接地間に接続された基準抵抗と外部負荷からなる外部負荷回路における前記基準抵抗に流れる電流による電圧降下と、前記直流電源と接地間に接続された第１及び第２の比較用抵抗と比較用トランジスタのコレクタ電極とエミッタ電極とからなる比較回路における前記第１の比較用抵抗に流れる電流による電圧降下とを比較し、該比較結果にしたがって前記比較用トランジスタのベース電極を制御し、前記第２の比較用抵抗に流れる電流を基に前記外部負荷に流れる電流を検出し、前記外部負荷に流れる電流を検出しないときにスリープ時となり前記スイッチ回路を開放するようにした。これにより、電流非測定時に待機損失を削減することができる。
【００１５】
また、前記差動増幅器と並列接続したツェナーダイオードを備え、前記直列回路は逆接続防止ダイオードを備えるようにした。これにより、ツェナーダイオードが直流電源の定格電圧を超える出力電圧から差動増幅器を保護することができる。また、逆接続保護用ダイオードにより、直流電源の逆接続から差動増幅器を保護することができる。
【００１６】
また、前記直列回路は逆接続防止ダイオードとトランジスタを備え、前記直流電源と前記トランジスタのベース電極間にツェナーダイオードを備えるようにした。これにより、ツェナーダイオードが直流電源の定格電圧を超える出力電圧から差動増幅器を保護することができる。また、逆接続保護用ダイオードにより、直流電源の逆接続から差動増幅器を保護することができる。さらに、ツェナーダイオードが不具合を生じた場合には、トランジスタがオンせず差動増幅器に電源が供給されないので、より安定した回路が構成できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかる電流検出回路を説明する図である。図において、Ｂは直流電源（例えば１２Ｖ）、１は直流電源Ｂに接続された基準抵抗、２は例えば自動車のシート等を駆動するためのモータ等からなる外部負荷、Ｓｌは外部負荷２を駆動させるための負荷スイッチであり、基準抵抗１、外部負荷２、負荷スイッチＳｌにより外部負荷回路を構成する。
【００１８】
３は第１の比較用抵抗、４は比較用トランジスタ、５は第２の比較用抵抗であり、第１の比較用抵抗３、比較用トランジスタ４、第２の比較用抵抗５により比較回路を構成する。
【００１９】
８は基準抵抗１の電圧降下による電圧と第１の比較用抵抗３の電圧降下による電圧を比較する差動増幅器である。差動増幅器８は比較した結果に基づき比較用トランジスタ４を制御する。
【００２０】
６及び７は差動増幅器８の入力抵抗、９は差動増幅器８の電源電圧を平滑化する平滑用コンデンサである。
【００２１】
１０は電圧クランプ用のツェナーダイオード、１１はツェナーダイオードの電流を制限するための電流制限抵抗、１２は直流電源Ｂを逆接続したときに差動増幅器８を保護する逆接続保護ダイオード、１３はＳＬＥＥＰ信号の状態により制御されるスイッチ回路を構成するトランジスタである。なお、トランジスタ１３はＳＬＥＥＰ信号がＨレベル（例えば５Ｖ）のときにオンとなる。また、ＳＬＥＥＰ信号は、例えば前記自動車のシート等を駆動するためのモータの操作終了後、所定時間経過したときＬレベル（例えば０Ｖ）となり、このときトランジスタ１３をオフに駆動する。
【００２２】
なお、図に示すように、基準抵抗１、第１の比較用抵抗３および差動増幅器８からなる外部負荷２に流れる電流を検出する回路は外部負荷２から見て直流電源Ｂ側（ハイサイド側）に配置する。
【００２３】
いま、電流検出回路がスリープ状態でないとき、すなわちトランジスタ１３がオンのとき、クランプ用ツェナーダイオード１０の両端に、例えば４．３Ｖのクランプ電圧が発生し、この電圧を電源電圧として差動増幅器８に供給する。この状態において、負荷スイッチＳｌをオンにすると基準抵抗１に外部負荷２に流れる電流が流れる。
【００２４】
また、第１の比較用抵抗３、比較用トランジスタ４及び第２の比較用抵抗５からなる比較回路にも電流が流れる。このとき、差動増幅器８の非反転入力端子（＋）には基準抵抗１の電圧降下による電圧が印加され、差動増幅器８の反転入力端子（−）には第１の比較用抵抗３の電圧降下による電圧が印加される。
【００２５】
差動増幅器８は非反転入力端子（＋）と反転入力端子（−）に入力される電圧を比較し、比較結果に基づいて比較用トランジスタ４の導通度を調整する。これにより基準抵抗１に流れる電流と第１の比較用抵抗３に流れる電流を、基準抵抗１の抵抗値と第１の比較用抵抗３の抵抗値との逆比となるように高精度に設定することができる。従って、第２の比較用抵抗５の電圧降下による電圧を、例えばＡ／Ｄ変換すると前記外部負荷２に流れる電流値をデジタル値として高精度に表すことができる。
【００２６】
本発明の変形例として、図２を参照して説明する。図１と同じ部分は同じ番号をつけて説明を省略する。
【００２７】
図１と異なる点は、クランプ用トランジスタ１４が追加されている点である。クランプ用トランジスタ１４のコレクタ電極は差動増幅器８の−ＶＣＣ端子および平滑用コンデンサ９に接続され、エミツタ電極は電流制限抵抗１１に接続されている。また、クランプ用トランジスタ１４のベース電極はツェナーダイオード１０のカソード電極が接続されている。
【００２８】
このように構成されている電流検出回路は図１に示す電流検出回路と基本的には同じ動作であるが、異なる点の動作について以下に説明する。
【００２９】
いま、ＳＬＥＥＰ信号がＬレベルであるとき、直流電源Ｂから電圧（１２Ｖ）が供給されるとクランプ用ツェナーダイオード１０が動作し、クランプ用トランジスタのベース電極には、クランプ用ツェナーダイオード１０が発生するクランプ電圧（４．３Ｖ）を直流電源Ｂからの電圧（１２Ｖ）から引いた電圧である７．７Ｖが印加される。これにより、クランプ用トランジスタ１４はオンしようとするが、クランプ用トランジスタ１４のエミツタ電極はトランジスタ１３がオフしているため電圧が定まっておらず、クランプ用トランジスタ１４はオンできない。
【００３０】
このとき、ＳＬＥＥＰ信号がＨレベルに切り換わると、トランジスタ１３がオンし、クランプ用トランジスタ１４のエミツタ電極はほぼ０Ｖになるので、クランプ用トランジスタ１４はオンできるようになる。これにより、差動増幅器８にはクランプ電圧（４．３Ｖ）が電源電圧として供給されるようになり、外部負荷２に流れる電流を検出できるようになる。
【００３１】
以上説明してきたように本発明の実施の形態によれば、電流検出回路がスリープ状態であるかどうかを示すＳＬＥＥＰ信号がＬレベルのとき、すなわち電流検出回路がスリープ状態にあるときスイッチ回路を構成するトランジスタ１３をオフに駆動する。このため差動増幅器８に対する直流電源Ｂからの電力供給は遮断され、直流電源Ｂのリーク電流を防止することができる。
【００３２】
更に差動増幅器８の電源を、ツェナーダイオード１０、電流制限抵抗１１、及びトランジスタ１３で構成する。このため、ツェナーダイオード１０により直流電源Ｂの差動増幅器８の定格電圧を超える出力電圧から差動増幅器８を保護することができる。また、逆接続保護用ダイオーード１２により、直流電源Ｂの逆接続から差動増幅器８を保護することができる。
【００３３】
また、差動増幅器８の電源をツェナーダイオード１０、電流制限抵抗１１、クランプ用トランジスタ１４及びトランジスタ１３で構成する。クランプ用トランジスタ１４のベース電極にツェナーダイオード１０を介してベース電流を供給する。このため、ツェナーダイオード１０に、はんだ不良、あるいは製造上の欠陥が発生しツェナーダイオード１０に接続不良あるいは脱落が発生すると、クランプ用トランジスタ１４はオフになる。このため差動増幅器８に直流電源Ｂからの過電圧が印加されることはない。
【００３４】
また、差動増幅器８を用いて外部負荷２に流れる電流に比例して検出するための電流を生成し、生成した電流をもとに外部負荷２に流れる電流を検出するので、低損失で外部負荷２に流れる電流を検出することができる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、外部負荷に流れる電流の非検出時の待機損失を削減することのできる電流検出回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる電流検出回路を説明する図である。
【図２】本発明の変形例を説明する図である。
【図３】従来の電流検出回路を示す図である。
【符号の説明】
１  基準抵抗
２  外部負荷
３  第１の比較用抵抗
４  比較用トランジスタ
５  第２の比較用抵抗
６，７  入力抵抗
８  差動増幅器
９  平滑コンデンサ
１０  ツェナーダイオード
１１  電流制限抵抗
１２  ダイオード
１３  トランジスタ
Ｓ１  負荷スイッチ
【図１】
2004219158.tif 000003
【図２】
2004219158.tif 000004
【図３】
2004219158.tif 000005