(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車載用の電子機器に接続され、外部から信号ラインの接地側ラインを介して当該電子機器へ流れ込む静電気を除去する静電気対策回路であって、
接地部の接続異常時に直流電流が導通する異常電流ラインに直列に接続され、当該接続異常時の直流電流を遮断する直流遮断部と、
前記静電気除去部に直列に接続され、アノードが互いに逆向きに直列接続された２つのツェナーダイオード又はダイオードを備え、前記静電気を前記接地部に導通させる静電気除去部と、を具備し、
前記直列接続された直流遮断部及び静電気除去部は、前記接地側ラインに並列接続されてなる静電気対策回路。
【請求項２】
前記直流遮断部は、コンデンサ、又はプリント基板上に形成した端子間のギャップである、ことを特徴とする請求項１に記載の静電気対策回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電気を除去する静電気対策回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子機器を構成する集積回路や電子部品に流れ込む静電気を除去する静電気対策回路が考案されており、例えば、特許第２５９５４９１号に示されている表面実装型保護回路部品である静電気対策回路がある。
【０００３】
図３及び図４を参照して、従来の静電気対策回路を説明する。図３は、従来の静電気対策回路Ｄを含む回路の概略ブロック図である。図４は、図３における従来の静電気対策回路Ｄ内部の回路構成を示す図である。
【０００４】
ＣＭＯＳ等の集積回路等である主回路Ｂは、Ｉ／Ｏコネクタ等を分して接続するラインにより結線される外部ユニットとしての回路Ｃと、静電気対策回路Ｄを介して接続されており、主回路Ｂには電源Ｅからの直流の電源電流が供給される構成である。回路Ｃと主回路Ｂとの間は、回路Ｃに入力された信号を静電気対策回路Ｄを介して主回路Ｂへ送信する信号ラインＦで接続される。主回路Ｂ及び静電気対策回路Ｄには、接地部であるＧＮＤ（グランド）Ｇが接続され、他に回路Ｃ、電源ＥにはそれぞれＧＮＤＨ，Ｉが接続される。
【０００５】
また、外部ユニットである回路Ｃに対して、主回路Ｂ及び静電気対策回路Ｄをまとめて電子機器ユニットＪを構成する。主回路Ｂと静電気対策回路Ｄは、ほとんどの場合、電子機器ユニットＪのＧＮＤＧを共通のＧＮＤとして構成する。
【０００６】
図４の静電気対策回路Ｄは、端子２３にコイル２４の一方を接続し、コイル２４の他方を端子２５に接続し、コイル２４と端子２５との間のライン上の点ｄに、ツェナーダイオード２６のカソードを並列に接続し、ツェナーダイオード２６のアノードをＧＮＤＧに接続し、ツェナーダイオード２６と並列にコンデンサ２７を接続する。ツェナーダイオード２６と、ＧＮＤＧのと間の点ｃに主回路Ｂが接続されており、主回路ＢのＧＮＤがとられている。
【０００７】
信号ラインＦは、信号送信側の線である送信側ラインＦａと、信号送信のＧＮＤをとる側の線であるＧＮＤ側ラインＦｂとで構成される。端子２３は、回路Ｃに接続された信号ラインＦのＧＮＤ側ラインＦｂに接続される。また、端子２５は、主回路Ｂに接続された信号ラインＦのＧＮＤ側ラインＦｂに接続される。
【０００８】
通常稼動時、回路Ｃから入力される信号は、信号ラインＦを介して主回路Ｂへ出力される。ここで、回路Ｃ又は信号ラインＦに静電気が印加した場合、その静電電流がＧＮＤ側ラインＦｂから電子機器ユニットＪ内部に流れる。その静電電流のピークはコイル２４によって抑えられ、その静電電圧が一定の値を超える場合には、ツェナーダイオード２６を通してＧＮＤＧに放電され、更にコンデンサ２７で吸収されることにより、静電気が除去される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、電子機器ユニットＪの使用において、電子機器ユニットＪからＧＮＤＧが外れた場合、電子機器ユニットＪからＧＮＤＧの接続が開放され、電子機器ユニットＪにＧＮＤ浮きが発生した状態で電源Ｅを入れることとなる。
【００１０】
主回路Ｂ上には、電源Ｅからの電源電流のノイズ除去のためのコンデンサが設置されていて、電子機器ユニットＪにＧＮＤ浮きが発生した場合、当該ノイズ除去のためのコンデンサにチャージされていた電荷の開放による直流のチャージ電流が、異常電流ラインとして、点ｃ、ツェナーダイオード２６、点ｄ、コイル２４、ＧＮＤ側ラインＦｂ、回路Ｃを順に介してＧＮＤＨへ流れる。このとき、過大直流のチャージ電流の導通により、点ｄと端子２３の間の回路の基板パターン等の発熱や焼損（断線）並びにＧＮＤ側ラインＦｂの発熱が発生することがあった。
【００１１】
本発明の課題は、ＧＮＤ接続異常時に、電流導通により発熱又は焼損が起こる異常電流ライン上の部品に過大直流電流が流れることを防ぐことである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、電子機器に接続され、車載用の電子機器に接続され、外部から信号ラインの接地側ラインを介して当該電子機器へ流れ込む静電気を除去する静電気対策回路であって、接地部の接続異常時に直流電流が導通する異常電流ラインに直列に接続され、当該接続異常時の直流電流を遮断する直流遮断部と、前記静電気除去部に直列に接続され、アノードが互いに逆向きに直列接続された２つのツェナーダイオード又はダイオードを備え、前記静電気を前記接地部に導通させる静電気除去部と、を備え、前記直列接続された直流遮断部及び静電気除去部は、前記接地側ラインに並列接続されてなることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面の図１及び図２を参照して、本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態は、電子機器としてカーオーディオの車載用パワーアンプを使用する場合の静電気対策回路を説明する。図１は、本実施の形態の静電気対策回路を含む車載オーディオシステムαを設置した車両の概略透視図である。
【００１４】
自動車等の車両Ａには、車載オーディオシステムαとして、座席後部に設置されてオーディオ信号を増幅する電子機器である車載パワーアンプ１と、車載パワーアンプ１へオーディオ信号を出力するＣＤチューナ等の装置であるＨ／Ｕ（ヘッドユニット）２と、Ｈ／Ｕ２から車載パワーアンプ１へのオーディオ信号を介するオーディオ信号ライン３と、直流の電源電流を出力するバッテリ４と、バッテリ４と接続してバッテリ４からの電源電流をそれぞれ車載パワーアンプ１、Ｈ／Ｕ２へ供給する線であるＢ（バッテリ）ライン５と、Ｂｕ（Buck up）６とが搭載されている。
【００１５】
ここで、図２を参照して、車載オーディオシステムαを説明する。図２は、図１における車載オーディオシステムαの構成図である。
【００１６】
車両Ａに搭載される車載用パワーアンプシステムαは、車載パワーアンプ１と、Ｈ／Ｕ２と、オーディオ信号ライン３と、バッテリ４と、Ｂライン５と、Ｂｕ６と、車載用パワーアンプ１、Ｈ／Ｕ２、バッテリ４にそれぞれ接続される車両Ａの車両ボディの接地部であるＧＮＤ７，８，９とから構成される。また、オーディオ信号ライン３は、オーディオ信号を送信する側の線である送信側ライン３ａと、オーディオ信号送信のＧＮＤをとる側の線であるＧＮＤ側ライン３ｂとから構成される。
【００１７】
車載パワーアンプ１は、オーディオ信号ライン３の送信側ライン３ａ及びＧＮＤ側ライン３ｂと接続されて送信側ライン３ａから受信したオーディオ信号のノイズを分離するアイソレーション回路１０と、アイソレーション回路１０及びＧＮＤ７と接続されてアイソレーション回路１０からのノイズを分離されたオーディオ信号を増幅するアンプ部１１と、アンプ部１１からの増幅されたオーディオ信号を出力する出力ライン１２と、Ｂライン５に直列に接続しＢライン５からの電源電流のノイズを除去するノイズ除去回路１３と、ノイズ除去回路１３に直列に接続し、ノイズ除去回路１３でノイズ除去された電源電流の電圧を変化させるＤＣ／ＤＣコンバータ１４とを具備する。
【００１８】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、アイソレーション回路１０及びアンプ部１１に接続され、電圧を変化された電源電流をアイソレーション回路１０及びアンプ部１１へ供給する。ノイズ除去回路１３は、一方をＢライン５と直列に接続され、他方をＤＣ／ＤＣコンバータ１４と接続されたコイル１５と、コイル１５及びＤＣ／ＤＣコンバータ１４間のライン上の点に一方を並列に接続され、ＧＮＤ７と他方を接続されたコンデンサ１６と、コンデンサ１６に並列に接続されたコンデンサ１７とを具備する。電源Ｅ又はＢラインから電源電流にノイズが印加された場合、コイル１５によってノイズ電流のピークを抑え、コンデンサ１６，１７で当該ノイズ電流を吸収する。
【００１９】
また、車載パワーアンプ１は、更に、ＧＮＤ側ライン３ｂに直列に接続してＧＮＤ側ライン３ｂとアイソレーション回路１０との接続を介する入力部１８と、ＧＮＤ側ライン３ｂ上で入力部１８とアイソレーション回路１０との間の点ａに一方を並列に接続され、ＧＮＤ７と他方を接続されて静電気をＧＮＤ７へ導通する静電気対策回路１９とを具備する。車載パワーアンプ１上の各回路、部品はプリント基板上に形成されているものとする。
【００２０】
車載パワーアンプ１及びＨ／Ｕ２は、それぞれ、車両Ａの車両ボディのＧＮＤ７，８に接続しているが、Ｈ／Ｕ２から車載パワーアンプ１へオーディオ信号を伝送する際、車両Ａの車両ボディのＧＮＤの電位差によるＧＮＤ電流が、ＧＮＤ側ライン３ｂに流れるのを防ぐことにより、当該ＧＮＤ電流からのノイズのオーディオ信号への混入を阻止している。つまり、ＧＮＤ７とＧＮＤ８との間のＧＮＤ側ライン３ｂ上にＧＮＤ電流が流れて、当該ＧＮＤ電流からオーディオ信号へのノイズ除去のため、ＧＮＤ側ライン３ｂは、車載パワーアンプ１側の入力部１３では直接ＧＮＤ７に接続されておらず、Ｈ／Ｕ２側でＧＮＤ８に接続されている。
【００２１】
静電気対策回路１９は、ＧＮＤ７にカソードを直列に接続されるツェナーダイオード２０と、ツェナーダイオード２０のアノードに直列にアノードを接続されるツェナーダイオード２１と、一方をツェナーダイオード２１のカソードに直列に接続され、他方をＧＮＤ側ライン３ｂ上の点ａに並列に接続するコンデンサ２２とを具備する。点ｂは、ＧＮＤ７と、アンプ部１１、ノイズ除去回路１３のコンデンサ１６，１７、及び静電気対策回路１９のツェナ−ダイオード２０のカソード、との接続点である。
【００２２】
ツェナーダイオード２０，２１を合せた回路はクランプ回路と呼ばれる。ツェナーダイオード２０，２１はそれぞれ、逆方向に電圧がかけられた場合、一定の電圧であるツェナー電圧までは、電流を流さない性質を持つ。よって、ツェナーダイオード１５，１６によるクランプ回路は、電圧がツェナー電圧に到達するまでは、ＧＮＤ側ライン３ｂからＧＮＤ７へ、及びＧＮＤ７からＧＮＤ側ライン３ｂへは電流が流れなく、ツェナー電圧に達した場合は電流が流れる。
【００２３】
先ず、通常稼動としてオーディオ信号を車載パワーアップ１で増幅する動作を説明する。Ｈ／Ｕ２から出力されたオーディオ信号は、オーディオ信号ライン３を介してアイソレーション回路１０に送信される。
【００２４】
アイソレーション回路１０は、受信したオーディオ信号から、例えば車載パワーアンプ１、Ｈ／Ｕ２等の機器間接続時にエンジンのオルタネータノイズ等の外部から接続コード等に混入する同相ノイズを除去する。そして、アイソレーション回路１０は、ノイズ除去したオーディオ信号をアンプ部１１に出力し、アンプ部１１は当該ノイズ除去したオーディオ信号を増幅して出力ライン１２から出力し、図示しない車載スピーカ等へ当該増幅したオーディオ信号を出力する。
【００２５】
ここで、Ｈ／Ｕ２又はオーディオ信号ライン３へ静電気が印加された場合、当該静電気は、ＧＮＤ側ライン３ｂ、入力部１８、静電気対策回路１９を順に導通してＧＮＤ７へ放電される。静電気は、例えば、車両Ａ内の搭乗者の衣服とシートとの摩擦等により空気乾燥時等に発生し、Ｈ／Ｕ２、オーディオ信号ライン３へ印加される。
【００２６】
静電気は、静電気対策回路１９上で、先ずコンデンサ２２に吸収され、静電気は直流でないのでコンデンサ２２を導通し、ツェナーダイオード２０，２１により、静電気の電圧が一定値を超えると電流が流れる。よって、コンデンサ２２を通過した静電気の電圧が一定値を超えるとＧＮＤ７へ放電される。
【００２７】
ここで、電子機器である車載パワーアンプ１の使用において、車載パワーアンプ１からＧＮＤ７が外れる場合がある。この場合、点ｂとＧＮＤ７との間に接続の開放が発生する。つまり、この状態で稼動させようとすると、車載パワーアンプ１にＧＮＤ浮きが発生した状態でバッテリ４の電源を入れることとなる。例えば、配線が不確定なとき車載パワーアンプ１のアースを取らずに電源を入れたり、コネクタがきちんと接続されておらず車載パワーアンプ１のＧＮＤが取れていない状態で電源を入れた場合等である。
【００２８】
この場合、ノイズ除去回路１３のコンデンサ１６及び１７にチャージされていた電荷がＧＮＤへ流れ込もうとし直流のチャージ電流が発生する。当該チャージ電流が、ＧＮＤ７へ流れ込もうとしても、ＧＮＤ７の接続が開放されているので、異常電流ラインとして、点ｂ、ノイズ対策回路１９、点ａ、入力部１８、ＧＮＤ側ライン３ｂ、Ｈ／Ｕ２を順に通ってＧＮＤ８へ流れようとする。
【００２９】
ここで、静電気対策回路１９がクランプ回路である、つまり、ツェナーダイオード２０，２１のみから構成されるとすると、チャージ電流の電圧が一定値以上で、点ｂ、ツェナーダイオード２０，２１、点ａ、ＧＮＤ側ライン３ｂ、Ｈ／Ｕ２を通ってＧＮＤ８へ放電される。よって、ＧＮＤ側ライン３ｂ、入力部１３には電圧が一定値以上のチャージ電流の直流の過大電流が流れることとなり、入力部１８上のプリント基板パターンの発熱や焼損（断線）、ＧＮＤ側ライン３ｂの発熱が発生する。
【００３０】
しかし、本実施の形態の静電気対策回路１９は、コンデンサ２２を更に具備しており、直流を遮断する。そのため、前記チャージ電流は異常電源ラインを通ることなく、当該チャージ電流に対してＧＮＤ７だけでなくＧＮＤ８も接続が開放されたことになり、チャージ電流が流れ込もうとするＧＮＤがなくなる。
【００３１】
よって、ＧＮＤ７が外れた接続異常の場合でも、静電気対策回路１９はコンデンサ２２により、入力部１８及びＧＮＤ側ライン３ｂにチャージ電流の過大直流電流が流れる事を防ぐことで、入力部１８の発熱及び焼損、並びにＧＮＤ側ライン３ｂの発熱を防ぐことができる。
【００３２】
請求項１に記載の静電気除去部は、例えば、図２に示すツェナーダイオード２０，２１である。また、請求項１に記載の直流除去部は、例えば、図２に示すコンデンサ２２である。また、請求項１に記載の異常電流ラインは、例えば、図２に示すコンデンサ１６，１７から点ｂ、ツェナーダイオード２０，２１、点ａ、ＧＮＤ側ライン３ｂ、Ｈ／Ｕ２を順に通ってＧＮＤ８へ通じるラインである。
【００３３】
なお、本実施の形態は、電子機器として車載パワーアンプ１を使用した場合の静電気対策回路１９を説明したが、他の電子機器にも適用することができる。また、ツェナーダイオード１５，１６を別の構成とした静電気対策回路に、ＧＮＤ接続異常時の異常電源ラインに、更にコンデンサを直列に追加することによっても実現できる。
【００３４】
例えば、［従来の技術］で述べたような図４の構成の従来の静電気対策回路Ｄにおいて、点ｃと点ｄとの間のツェナーダイオード２６に直列な点である、点ｅ，ｆ，ｇのいずれかにコンデンサを追加すれば、ツェナーダイオード２６を過大直流のチャージ電流が流れることを防ぐことができ、端子２３と点ｄとの間の部品の発熱及び焼損による当該部品の破損並びにＧＮＤ側ラインＦｂの発熱を防ぐことができる。
【００３５】
よって、ツェナーダイオード又はダイオードを使用して静電気をＧＮＤへ導通する静電気対策回路に、異常電流ラインにコンデンサを直列に接続することで、本実施の形態と同様の効果を実現できる。更に、コンデンサのみでなく、プリント基板上の端子間のギャップ等を異常電流ラインに直列に形成すること等によっても、本実施の形態と同様の効果を実現することができる
【００３６】
以上、本発明の実施の形態につき説明したが、本発明は、必ずしも上述した手段及び手法にのみ限定されるものではなく、本発明にいう目的を達成し、本発明にいう効果を有する範囲内において適宜に変更実施が可能なものである。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、接地部接続異常時に、電流導通により発熱又は焼損が起こる異常電流ライン上の部品に過大直流電流が流れることを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の静電気対策回路を含む車載オーディオシステムを設置した車両の概略透視図である。
【図２】図１における車載オーディオシステムの構成図である。
【図３】従来の静電気対策回路を含む回路の概略ブロック図である。
【図４】図３における従来の静電気対策回路内部の回路構成を示す図である。
【符号の説明】
Ａ…車両
α…車載オーディオシステム
１…車載パワーアンプ
２…Ｈ／Ｕ（ヘッドユニット）
３…オーディオ信号ライン
３ａ，２３ａ…送信側ライン
３ｂ，２３ｂ…ＧＮＤ側ライン
４…バッテリ
５…Ｂライン（バッテリライン）
６…Ｂｕ（バックアップ）
７，８，９，Ｇ，Ｈ，Ｉ…ＧＮＤ
１０…アイソレーション回路
１１…アンプ部
１２…出力ライン
１３…ノイズ除去回路
１４…ＤＣ／ＤＣコンバータ
１５，２４…コイル
１６，１７，２２，２７…コンデンサ
１８…入力部
１９，Ｄ…静電気対策回路
２０，２１，２６…ツェナーダイオード
２３，２５…端子
Ｂ…主回路
Ｃ…回路
Ｅ…電源
Ｆ…信号ライン
Ｆａ…送信側ライン
Ｆｂ…ＧＮＤ側ライン
Ｊ…電子機器ユニット
【図１】
0004011312.tif 000002
【図２】
0004011312.tif 000003
【図３】
0004011312.tif 000004
【図４】
0004011312.tif 000005