(57)【要約】【課題】低コスト化や小型化を達成しつつ、異常時の高電圧から回路を保護する回路保護装置を提供する。【解決手段】本発明の回路保護装置は、耐電圧が設定された被保護回路７と、被保護回路７へ電力を供給する電源１と、電源１の電源電圧を検出し、検出した電源電圧を基準電圧と比較して、得られた比較結果に基づいて出力する検出比較回路５と、被保護回路７と電源１との間に設けられ、検出比較回路５の出力に応じてＯＮ／ＯＦＦ作動する保護スイッチＳＷとからなり、電源電圧が所定高電圧以上となったときに保護スイッチがＯＦＦして被保護回路が保護されることを特徴とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐電圧が設定された被保護回路と、
該被保護回路へ電力を供給する電源と、
該電源の電源電圧を検出し、該検出した電源電圧を基準電圧と比較して、得られた比較結果に基づいて出力する検出比較回路と、
該被保護回路と該電源との間に設けられ、該検出比較回路の出力に応じてＯＮ／ＯＦＦ作動する保護スイッチとからなり、
該電源電圧が所定高電圧以上となったときに該保護スイッチがＯＦＦとなり該被保護回路が保護されることを特徴とする回路保護装置。
【請求項２】
前記電源と前記被保護回路との間には前記電源電圧を規定電圧まで昇圧する昇圧回路が設けられ、
前記保護スイッチは、該昇圧回路の前方、該昇圧回路の後方または該昇圧回路中の少なくともいずれかに設けられている請求項１に記載の回路保護装置。
【請求項３】
該昇圧回路は、昇圧コイルと、該昇圧コイルに流れる電流量を高速切替する昇圧スイッチと、該該昇圧コイルから前記被保護回路側へのみ昇圧電流を流す整流ダイオードとからなり、
前記保護スイッチは、該整流ダイオードを兼用してなる請求項１に記載の回路保護装置。
【請求項４】
ガスが充填されることにより展開するバッグと、
該ガスを発生させるインフレータと、
電源と、
該インフレータを点火させるスクイブを有し該スクイブに点火電流を供給する点火回路と、
該電源の電源電圧を規定電圧まで昇圧する昇圧回路と、
該点火回路および該昇圧回路を制御する制御回路とを備えてなり、
車両の衝突時に得られる衝突信号に基づいて該制御回路が該点火回路を介して該インフレータを点火させ該バッグを展開させるエアバッグシステムにおいて、
さらに、前記電源電圧を検出し、該検出した電源電圧を基準電圧と比較して、得られた比較結果に基づいて出力する検出比較回路と、
前記点火回路と前記電源との間に設けられ、前記検出比較回路の出力に応じてＯＮ／ＯＦＦ作動する保護スイッチとを備え、
該電源電圧が所定高電圧以上となったときに該保護スイッチがＯＦＦとなり該点火回路が保護されることを特徴とするエアバッグシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐圧を超える高電圧が印加された場合に回路を保護する回路保護装置およびそれを備えたエアバッグシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータやその周辺の電子回路等からなる電子機器は、想定外の高電圧が印加されると各素子が破壊等されるため、印加可能な電圧、つまり耐電圧が設定されている。
しかし、偶発的とはいえ、電子機器に耐電圧を超える高電圧が印加されることもあり得る。例えば、商用電源の場合なら、停電や落雷等に起因して瞬間的に耐電圧を超える高電圧が電子機器に印加されることがある。また、自動車の電子制御装置（ＥＣＵ）のように、バッテリを電源としているものであっても、そのバッテリ電圧を遙かに超える高電圧が電子機器に印加される場合がある。例えば、バッテリの端子外れ、ヘッドライトの断線、オルタネータの急激な負荷変動等によって瞬間的な高電圧を生じ得るからである。このような高電圧を生じる状態をロードダンプという。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで従来は、そのような高電圧が印加される場合をも考慮して、耐電圧の大きな各種素子を用いて電子機器の設計がされてきた。しかし、そのような素子を使用すると、電子機器は大型化、高コスト化するため好ましくない。
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、異常な高電圧が印加された場合であっても、回路を保護しつつ、装置の小型化や低コスト化を図れる回路保護装置およびそれを利用したエアバッグシステムを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
本発明者はこの課題を解決すべく鋭意研究し、試行錯誤を重ねた結果、異常な高電圧が検出されると、その高電圧を遮断して回路に印加されるのを防止するスイッチを設けることを思い付き、これを発展させて本発明を完成させるに至ったものである。
すなわち、本発明の回路保護装置は、耐電圧が設定された被保護回路と、該被保護回路へ電力を供給する電源と、該電源の電源電圧を検出し、該検出した電源電圧を基準電圧と比較して、得られた比較結果に基づいて出力する検出比較回路と、該被保護回路と該電源との間に設けられ、該検出比較回路の出力に応じてＯＮ／ＯＦＦ作動する保護スイッチとからなり、該電源電圧が所定高電圧以上となったときに該保護スイッチがＯＦＦとなり該被保護回路が保護されることを特徴とする（請求項１）。
【０００５】
本発明の場合、検出比較回路は、異常な高電圧を検出するとそれに応じた出力をして保護スイッチをＯＦＦさせる。これにより、その保護スイッチより下流側にある被保護回路は、異常な高電圧が印加されることなく保護される。
また、電源と被保護回路との間には他の回路が介在していても良い。その一例として昇圧回路がある。昇圧回路は、前記電源と前記被保護回路との間に設けられて、前記電源電圧を規定電圧まで昇圧するものであり、元の電源とを合わせて一つの電源回路を構成していると考え得る。この昇圧回路を設ける場合、前記保護スイッチは、この昇圧回路の前方、昇圧回路の後方または昇圧回路中の少なくともいずれかに設けると良い（請求項２）。
【０００６】
この昇圧回路は、例えば、昇圧コイルと、この昇圧コイルに流れる電流量を高速切替する昇圧スイッチと、該昇圧コイルから前記被保護回路側へのみ昇圧電流を流す整流ダイオードとからなる。そして、前記保護スイッチは、その整流ダイオードを兼用したものとすることもできる（請求項３）。このような保護スイッチは、例えば、寄生ダイオードをもつＦＥＴを組合わせて構成される。
【０００７】
なお、１つの保護スイッチにより保護される被保護回路は、１つであっても、複数であっても良い。使用する保護スイッチの許容電流等を考慮して、適切な配置または個数を選択すれば良い。
【０００８】
（エアバッグシステム）
本発明は、上記回路保護装置に限らず、これを利用したエアバッグシステムとしても把握できる。
すなわち、本発明は、ガスが充填されることにより展開するバッグと、該ガスを発生させるインフレータと、電源と、該インフレータを点火させるスクイブを有し該スクイブに点火電流を供給する点火回路と、該電源の電源電圧を規定電圧まで昇圧する昇圧回路と、該点火回路および該昇圧回路を制御する制御回路とを備えてなり、車両の衝突時に得られる衝突信号に基づいて該制御回路が該点火回路を介して該インフレータを点火させ該バッグを展開させるエアバッグシステムにおいて、
さらに、前記電源電圧を検出し、該検出した電源電圧を基準電圧と比較して、得られた比較結果に基づいて出力する検出比較回路と、前記点火回路と前記電源との間に設けられ、前記検出比較回路の出力に応じてＯＮ／ＯＦＦ作動する保護スイッチとを備え、該電源電圧が所定高電圧以上となったときに該保護スイッチがＯＦＦとなり該点火回路が保護されることを特徴とするエアバッグシステムと考えても良い。
【０００９】
なお、本明細書でいうスイッチには、通常のトランジタス（Ｔｒ）の他、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）等が使用される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本発明の一実施形態であるエアバッグシステムＳについて以下説明する。
エアバッグシステムＳは、図１に示すように、車両衝突時等にガスが充填して展開するバッグ９と、このバッグ９を展開させるためのガスを発生させるインフレータ８と、このインフレータ８に着火するスクイブへ点火電流を流すか否かの制御やシステムの故障や異常等の対応をする電子制御装置（ＥＣＵ）とからなる。なお、スクイブはインフレータ８と共にバッグ９内側に組込まれている。
【００１１】
ＥＣＵは、バッテリ１を電源としてそのバッテリ電圧を昇圧する昇圧回路２と、この昇圧回路２によって昇圧された電圧がバックアップコンデンサに印加され、バッテリ１のバックアップ電源となるバックアップ電源回路３と、このバックアップ電源回路３から電力供給されてスクイブに点火電流を供給する点火回路４と、昇圧回路２に印加される電源電圧を検出すると共にこの検出された電圧を基準電圧と比較する検出比較回路５と、この検出比較回路５によってＯＮ／ＯＦＦされる保護スイッチＳＷと、昇圧回路２および点火回路４を制御する制御回路６とからなる。
【００１２】
バックアップ電源回路３や点火回路４等は周知であるので、ここでは、本発明に係る昇圧回路２および検出比較回路５等について、図２を用いて詳細に説明する。
【００１３】
昇圧回路２は、整流ダイオード２１と、平滑コンデンサ２２と、昇圧コイル２３と、昇圧コイル２３を流れる電流を高速で切替えるＦＥＴよりなる昇圧スイッチ２４とからなる。この昇圧回路２は、イグニッションスイッチがＯＮされると、バッテリ１と入力側で接続される。そして、昇圧スイッチ２４が制御回路６によって高速で切替制御されることで、バッテリ電圧（１２〜１４Ｖ）が規定電圧（例えば、２３Ｖ）まで昇圧される。なお、制御回路６は、整流ダイオード２１以降の電圧をモニタリングしつつ、上記昇圧スイッチ２４の切替えを行っている。
【００１４】
検出比較回路５は、電源電圧Ｖｏを所望の電圧に分圧する分圧抵抗５３、５４（検出器）と、このときの分圧Ｖｏｍと基準電圧Ｖｏｓとを比較するコンパレータ５１（比較器）と、このコンパレータ５１の出力を保護スイッチＳＷへの適切な駆動信号に変換するプルアップ抵抗５７およびトランジタス５６と、基準電圧Ｖｏｓを生成する基準電源５２と、平滑コンデンサ５５とからなる。
【００１５】
保護スイッチＳＷは、ＦＥＴからなり、整流ダイオード１１を介してバッテリ１と昇圧回路２の入力側との間に設けられている。この保護スイッチＳＷは、検出比較回路５のコンパレータ５１の出力によってＯＮ／ＯＦＦする。この保護スイッチＳＷのＯＮ／ＯＦＦは次のようにしてなされる。
【００１６】
バッテリ１から印加される電源電圧Ｖｏが正常な所定範囲内の電圧であるとき、分圧Ｖｏｍが基準電圧Ｖｏｓよりも小さくなるように設定されており、コンパレータ５１からはプラスの電圧が保護スイッチＳＷに出力される。これにより、トランジスタ５６がＯＮし保護スイッチＳＷはＯＮ状態を維持する。しかし、ロードダンプ等によって電源電圧Ｖｏが所定高電圧となった場合、分圧Ｖｏｍが基準電圧Ｖｏｓよりも大きくなって、コンパレータ５１の出力はマイナス電圧またはグランドレベルとなって、トランジタス５６がＯＦＦし保護スイッチＳＷはＯＦＦ状態となり、回路を遮断する。これにより、その高電圧が昇圧回路２以降に印加されることがなく、昇圧回路２以降の回路が高電圧から保護される。
【００１７】
なお、このエアバッグシステムＳのＥＣＵ中には、バッテリ１と接続される端子の直後にツェナーダイオード１２が設けてある。このツェナーダイオード１２によって、電源側に印加された異常な高電圧は、検出比較回路５によって処理可能な電圧まで降圧される。また、保護スイッチＳＷが切り替る上記所定高電圧は、分圧抵抗５３、５４および基準電圧Ｖｏｓによって自由に設定可能である。
【００１８】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、保護スイッチＳＷを昇圧回路２の昇圧コイル２３の入力側に設けたが、この保護スイッチＳＷを整流ダイオード２１の出力側に設けた実施形態を図３に示す。第１実施形態と同様の回路構成については、同じ符号を付して図中に示した。また、保護スイッチＳＷの作動は第１実施形態の場合と同様であるので、その詳細な説明は省略した。
本実施形態によると、保護スイッチＳＷ以降にあるバックアップ電源回路３が確実に保護される。
【００１９】
（第３実施形態）
上記第２実施形態では、保護スイッチＳＷを整流ダイオード２１の出力側に、この整流ダイオード２１とは別に設けたが、保護スイッチＳＷ１、ＳＷ２によってその整流ダイオードを兼用させた実施形態を図４に示す。第２実施形態と同様の回路構成については、同じ符号を付して図中に示し、その詳細な説明は省略する。
【００２０】
上記保護スイッチＳＷ１、ＳＷ２は、それぞれＦＥＴからなる。そして、それぞれの寄生ダイオードの向きが図４に示すような反対向きとなるように、各ＦＥＴを組合わせて配置した。本実施形態の場合、検出比較回路５からの出力は制御回路６に入力され、これに基づき、制御回路６は保護スイッチＳＷ１、ＳＷ２を制御している。
【００２１】
電源電圧が高電圧でない通常時は、同期整流素子として保護スイッチＳＷ１および保護スイッチＳＷ２は同時にＯＮ／ＯＦＦスイッチングする。
【００２２】
一方、電源電圧が所定高電圧となった場合、保護スイッチＳＷ１と保護スイッチＳＷ２は共にＯＦＦされる。これにより、昇圧回路２からバックアップ電源回路３へ至る回路は遮断されて、バックアップ電源回路３以降の回路が高電圧から保護される。
【００２３】
（第４実施形態）
前述したエアバッグシステムに限らず、一般的な回路保護装置Ｐについて、図５を用いて説明する。もっとも、便宜上、第１実施形態等と同様の回路構成については、同じ符号を付して図中に示し、その詳細な説明は省略した。また、保護スイッチＳＷの作動等も第１実施形態の場合と同様である。
【００２４】
本実施形態の回路保護装置Ｐでは、昇圧回路２および負荷回路７（被保護回路）をそれぞれ２つずつ設けた。そして、一つの電源から分岐してそれら両方へ電力が供給されるようにした。
ところで、本実施形態の場合、保護スイッチＳＷはその分岐点の手前に設けた。電源電圧が所定高電圧となったとき、その保護スイッチＳＷがＯＦＦするため、一つの保護スイッチＳＷによって、各回路が高電圧から保護される。
【００２５】
本実施形態では、昇圧回路２および負荷回路７が２つの場合を示したが、２つ以上であっても良い。勿論、保護スイッチＳＷの大型化を避けるために、適宜、各負荷回路７等毎に、個別的に保護スイッチＳＷを設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るエアバッグシステムの概略構成図である。
【図２】第１実施形態の主要部の回路図である。
【図３】第２実施形態の主要部の回路図である。
【図４】第３実施形態の主要部の回路図である。
【図５】第４実施形態の主要部の回路図である。
【符号の説明】
１    バッテリ
２    昇圧回路
３    バックアップ電源回路
４    点火回路
５    検出比較回路
６    制御回路
ＳＷ  保護スイッチ
Ｓ    エアバッグシステム
Ｐ    回路保護装置
【図１】
2004268632.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004268632.tif 000007