專利名稱：包含功率晶體管過電流保護電路的負載驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般性地涉及一種包含一個功率晶體管的負載驅(qū)動裝置。更具體地，本發(fā)明涉及功率晶體管的保護電路，該功率晶體管響應(yīng)由充電/放電一個電容所生成的振蕩信號而周期性地接通/斷開。
傳統(tǒng)上，在開/關(guān)閃光燈的驅(qū)動裝置或者在P WM(脈沖寬度調(diào)制)信號中驅(qū)動電機與燈具的P WM控制裝置中，在將一個DC電流從DC電源提供給載荷的電流通路中串聯(lián)設(shè)置一個功率晶體管。然后，響應(yīng)通過充電/放電一個電容器所得到的振蕩信號，周期性地接通/斷開這一功率晶體管。
換言之，在這種裝置中，充電/放電電容器是經(jīng)由一個電阻器使跨接該電容器的電壓在兩個預(yù)選的值之間變化的方式充電/放電。功率晶體管的周期性接通/斷開操作是以下述方式進行的在電容器的充電操作中接通功率晶體管，而在電容器的放電操作中則斷開功率晶體管。另一種方法是通過將被充電/放電操作改變的跨接電容器的電壓與參照電壓進行比較而生成一個具有所要求的負載比的驅(qū)動信號(P WM信號)，然后根據(jù)這一P WM信號接通/斷開功率晶體管。
另一方面，通常在這種負載驅(qū)動裝置所使用的功率晶體管管中采用1984年公開在日本專利申請公布號59-32224中的那種保護裝置。即保護功率晶體管由插入該功率晶體管的電流通路的短路或斷路引起的過電流或過熱耗散，這一保護裝置的操作如下從接通該功率晶體管起經(jīng)過一個預(yù)定的延遲時間后，通過檢測跨越連接在負載的電流通路中的功率晶體管兩端的電壓是否高于一個預(yù)定的電壓而判定過量電流是否流經(jīng)該功率晶體管。注意當(dāng)將一個雙極晶體管用作功率晶體管時，這一端電壓對應(yīng)于集電極至發(fā)射極電壓VCE，而當(dāng)將一個場效應(yīng)晶體管(FET)用作這一功率晶體管時，則這一端電壓對應(yīng)于漏極至源極電壓VDS。當(dāng)判定了過量電流可能流經(jīng)功率晶體管時，便通過一個由一個晶閘管及若干晶體管構(gòu)成的閂鎖電路強制與連續(xù)地斷開該功率晶體管。
然而，上述傳統(tǒng)的保護裝置存在著下述問題即使采用了上述保護裝置，功率晶體管的熱耗散也會逐漸地增加，最終電氣地損壞該功率晶體管。這是因為當(dāng)獨立地設(shè)置在電源至負載之間的電流通路中的功率晶體管的驅(qū)動信號被切換到斷開狀態(tài)或者電源開關(guān)被切換到斷開狀態(tài)時，便解除了閂鎖電路的閂鎖操作，而在開始下一個負載驅(qū)動操作時有可能再度接通功率晶體管，從而當(dāng)上述驅(qū)動裝置周期性地接通/斷開功率晶體管或者重復(fù)地接通電源開關(guān)時，該功率晶體管將會過熱。
換言之，按照傳統(tǒng)的保護裝置，從接通功率晶體管起經(jīng)過了一個預(yù)定的延遲時間之后，根據(jù)功率晶體管的端電壓對負載的短路導(dǎo)致的過量電流或功率晶體管的內(nèi)電阻的增加作出判斷，并因此斷開該功率晶體管，從而使功率晶體管斷開。結(jié)果，在接通功率晶體管之后，電流必須流經(jīng)功率晶體管一個預(yù)定的時間間隔。結(jié)果，即使采用了保護裝置，在上述驅(qū)動裝置周期性地接通/斷開功率晶體管，或者重復(fù)地接通/斷開電源開關(guān)時，電流也必須流經(jīng)該電源開關(guān)一個預(yù)定的時間間隔。從而，這一電流會加重功率晶體管的熱耗散，并最終電氣地損壞該功率晶體管。
并且，傳統(tǒng)的保護裝置是對噪聲的不利影響敏感的，因此它存在著即使沒有過量電流流經(jīng)功率晶體管時也可能強制斷開功率晶體管的問題。例如當(dāng)由于在采用功率晶體管的電流通路中出現(xiàn)噪聲而誤判為過量電流時，會操作閂鎖電路，或者這一噪聲會直接驅(qū)動閂鎖電路。
必須指出，為了防止這種由噪聲引起的過量電流誤判，從功率晶體管的端電壓判定了過量電流之后，積分電路之類可延遲這一判斷信號，然后將延遲的判斷信號提供給閂鎖電路。在這一情況中，作為積分電路的這一延遲電路必須是單獨設(shè)置的，盡管如此，它還是不能防止由噪聲引起的閂鎖電路的錯誤操作。
本發(fā)明是為力圖解決上述問題而作出的，因此其主要目的是為提供一種功率晶體管的保護裝置，該裝置能夠不受噪聲的任何不利影響，正確地判斷過量電流是否流經(jīng)響應(yīng)充電/放電一個電容器所生成的振蕩信號而周期性地接通/斷開的一個功率晶體管，有如上述，并且在過量電流判定之后，還能夠確定地保護該功率晶體管。
為了達到這一主要目的，提供了一個根據(jù)本發(fā)明的第一特征的負載驅(qū)動裝置，該裝置包括一個充電/放電電容器;一個充電/放電電路，用于以使跨接電容器的電壓在一個預(yù)置的上限電壓與一個預(yù)置的下限電壓之間變化的方式在預(yù)定的時間常量上充電/放電該電容器;一個驅(qū)動電路，用于接通串聯(lián)于將電流從一個DC電源提供給一個負載的一條電流通路上的一個功率晶體管，從而當(dāng)充電/放電電路導(dǎo)致電容器充電，或跨接電容器的電壓高于或等于定義在上限電壓與下限電壓之間的一個預(yù)定的電壓時，驅(qū)動該負載;過電流判斷裝置，用于判斷跨接與上述電流通路相連的功率晶體管的兩端的電壓是否超過一個過量電流判定電壓;上限電壓改變裝置，用于在過電流判斷裝置決定端電壓超過了過量電流判定電壓時，將充電/放電電路在其上停止電容器的充電操作并開始其放電操作的上限電壓改變到通常高于一個驅(qū)動停止判定電壓的值上;以及第一驅(qū)動停止裝置，用于通過判定跨接電容器的兩端的電壓是否高于或等于驅(qū)動停止電壓而在判定了跨接電容器的兩端的電壓高于或等于驅(qū)動停止判定電壓時，強制斷開功率晶體管并繼續(xù)將充電/放電電路保持在電容器的充電狀態(tài)中。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的第一特征的負載驅(qū)動裝置設(shè)置有根據(jù)充電/放電電容器所得到的振蕩信號接通/斷開功率晶體管的驅(qū)動裝置。在這一負載驅(qū)動裝置中，過電流判斷裝置通過檢測跨接功率晶體管兩端的電壓是否超過過量電流判定電壓而判定是否有過量電流流經(jīng)該功率晶體管。然后，當(dāng)這一過電流判斷裝置判定了跨接功率晶體管的兩端的電壓超過過量電流判定電壓時，上限電壓改變裝置便將該上限電壓改變到此驅(qū)動停止判定電壓高的電壓上，在這一上限電壓上，驅(qū)動裝置中所采用的充電/放電電路停止電容器的充電操作以開始放電操作。第一驅(qū)動停止裝置判定跨接電容器的電壓是否高于或等于驅(qū)動停止判定電壓。在端電壓成為高于正常大的驅(qū)動停止判定電壓時，便強制斷開功率晶體管以將充電/放電電路保持在其充電狀態(tài)中。
換言之，根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)跨接晶體管兩端的電壓超過過量電流判定電壓，并且過電流判斷裝置判定了過量電流流經(jīng)功率晶體管時，充電/放電電路繼續(xù)充電電容器，直到跨接電容器的兩端的電壓成為高于或等于通常高于驅(qū)動停止判定電壓的電壓為止。當(dāng)跨接電容器的兩端的電壓成為高于驅(qū)動停止電壓時，第一驅(qū)動停止裝置斷開功率晶體管。結(jié)果，根據(jù)本發(fā)明，從過電流判斷裝置判定出現(xiàn)過量電流到斷開功率晶體管之間所定義的時間間隔延遲了電容器的充電時間。如果在這一延遲時間間隔中，跨接功率晶體管兩端的電壓返回到了正常電壓，由于上限電壓改變裝置停止了其工作，充電/放電電路便停止電容器的充電操作而開始放電操作。
結(jié)果，根據(jù)本發(fā)明的負載驅(qū)動裝置，即使由于噪聲的不利影響而過電流判斷裝置暫時地與錯誤地判定出現(xiàn)過量電流時，也并不強制斷開功率晶體管。此外，由于其延遲而利用了驅(qū)動裝置中的充電/放電電路，便可以不采用這種專用的延遲電路。
接著，當(dāng)跨接電容器兩端的電壓高于驅(qū)動停止判定電壓時，驅(qū)動停止裝置不僅強制斷開功率晶體管，并且還將充電/放電電路保持在電容器的充電狀態(tài)中。結(jié)果，一旦斷開了功率晶體管之后，由于判斷是根據(jù)過量電流作出的，所以即使這一端電壓到達了驅(qū)動停止判定電壓之后，也繼續(xù)充電電容器。最終，將這一端電壓作為最大可再充電電壓保存在充電/放電電路內(nèi)。
結(jié)果，根據(jù)本發(fā)明，一旦斷開功率晶體管之后，便通過充電電容器而保持這一斷開狀態(tài)。在第一驅(qū)動停止裝置一旦斷開了功率晶體管之后，即使由于噪聲而第一驅(qū)動停止裝置暫時地與錯誤地判定跨接電容器兩端的電壓低于驅(qū)動停止判定電壓時，也不會解除功率晶體管的斷開狀態(tài)。當(dāng)由于噪聲而驅(qū)動停止裝置錯誤地判定跨接電容器兩端的電壓高于驅(qū)動停止判定電壓時，便會根據(jù)這一錯誤的判斷暫時斷開功率晶體管，在這一情況中，由于在跨接電容器兩端的電壓高于或等于驅(qū)動停止判定電壓的情況中不充電電容器，所以不保持功率晶體管的斷開狀態(tài)。
并且，如上所述，在本發(fā)明中，當(dāng)通過充電電容器而閂鎖了功率晶體管的斷開狀態(tài)，而跨接電容器兩端的電壓隨即成為低于驅(qū)動停止判定電壓時，便解除這一閂鎖狀態(tài)。相應(yīng)地，即使重復(fù)地接通獨立地用在從電源到負載的電流通路中的電源開關(guān)，也能保持功率晶體管的斷開狀態(tài)，但是在每一次接通電源開關(guān)時，這一功率晶體管將不會被驅(qū)動到接通狀態(tài)。
接著，本發(fā)明的發(fā)明人研究了當(dāng)將上述負載驅(qū)動裝置應(yīng)用在將功率晶體管用作一個高側(cè)開關(guān)的雙端型負載驅(qū)動裝置中時，上述功率晶體管的過電壓保持問題。
在采用半導(dǎo)體元件的傳統(tǒng)控制裝置中，日本專利申請公布號50-36942中所公開的一種超壓保護電路是已知的，其中當(dāng)在電源中偶然出現(xiàn)超壓時，連接在電源上的輸出半導(dǎo)體元件是受到保護不會損壞的。然后，輸出半導(dǎo)體元件被齊納二極管的擊穿電流強制導(dǎo)通，而這一超壓在輸出半導(dǎo)體元件的負載中被吸收。
然而，當(dāng)將這種傳統(tǒng)的超壓保護電路應(yīng)用在雙端型(DC電源連接端與負載連接端)驅(qū)動裝置中，用于接通/斷開在DC電源到負載的電流通路中用作所謂“高側(cè)開關(guān)”的N溝道功率晶體管時，當(dāng)在出現(xiàn)超壓時便以預(yù)定的頻率接通/斷開這一功率晶體管，而這一功率晶體管隨即受到過熱。在最壞的情況中，存在著功率晶體管被熱損壞的危險性。下面將更詳細地說明這一傳統(tǒng)的問題。
首先，例如如圖8所示，用于驅(qū)動與主開關(guān)84一起串聯(lián)在從蓄電池80至負載82的電流通路上的N溝道功率晶體管86的雙端型驅(qū)動裝置包括輔助電源92。當(dāng)主開關(guān)84在接通狀態(tài)而功率晶體管86在斷開狀態(tài)中時，這一輔助電源92通過以出現(xiàn)在功率晶體管86的兩端(源極至漏極)上的電壓經(jīng)由二極管D10充電電源電容器C10，并且還以存儲在這一電源電容器C10，及跨接功率晶體管86兩端的電壓向內(nèi)部控制電路88及驅(qū)動電路90等供電。
從而，當(dāng)將上述傳統(tǒng)超壓保護電路應(yīng)用在雙端驅(qū)動裝置中時，可以在這一超壓保護電路中配置齊納二極管ZD11至ZD13(如圖8中參照數(shù)字94所指示)，這些齊納二極管在輔助電源92輸出的電源電壓Vc到達一個預(yù)定的上限電壓時變成導(dǎo)通的。此外，這一超壓保護電路配置有保護晶體管TR15，用于強制接通設(shè)置在驅(qū)動電路90中的驅(qū)動晶體管TR16，從而接通功率晶體管86，另外這一超壓保護電路中還配置有電阻器R51與R52，用于以流經(jīng)齊納二極管ZD11至ZD13的擊穿電流接通保護晶體管TR15(即接通功率晶體管)。
應(yīng)當(dāng)指出，在圖8的驅(qū)動裝置中，當(dāng)響應(yīng)從控制電路88得到的控制信號接通/斷開的驅(qū)動晶體管TR16進入斷開狀態(tài)時，用于接通/斷開功率晶體管86的驅(qū)動電路90是構(gòu)成為通過經(jīng)由電阻器R14與R15將電源電壓Vc作用在功率晶體管86的控制極上而接通功率晶體管86的。此外，驅(qū)動裝置還設(shè)置有超壓保護齊納二極管ZD14，當(dāng)電源電壓Vc不正常(超壓)時，它將功率晶體管86的柵電壓限制在低于一個預(yù)定的電壓上。
在具有上述電路布置的超壓保護電路94中，當(dāng)主開關(guān)84在接通狀態(tài)中，并且功率晶體管86在斷開狀態(tài)中時，蓄電池的電壓VB成為超壓。如果由蓄電池80供電的電源電容器C10的端電壓(電源電壓Vc)超過了齊納二極管ZD11至ZD13的擊穿電壓，則保護晶體管TR15被接通，從而強制接通功率晶體管86。
當(dāng)在出現(xiàn)超壓期間接通功率晶體管86時，電流從蓄電池80經(jīng)由功率晶體管86與主開關(guān)84流到負載82，從而負載82的端電壓，即驅(qū)動裝置的地電位KG，基本上等于蓄電池80的電壓VB減去功率晶體管86的接通電壓后的一個電壓值。此時，驅(qū)動裝置內(nèi)的電源電壓Vc對應(yīng)于以地電位KG為基礎(chǔ)的跨接輔助電源92的電源電容器C10兩端的電壓。然后，在這一條件下，由于在電源電容器C10的正極性上的電位變成高于蓄電池80的電位，而蓄電池80不對電源電容器C10進行充電操作，然后電源電容器C10對控制電路88與超壓保護電路94的放電操作迅速降低電源電壓Vc。響應(yīng)這一電源電壓Vc的降低，斷開使用在超壓保護電路94中的保護晶體管TR11，并使功率晶體管86也進入斷開狀態(tài)。此后，當(dāng)斷開功率晶體管86時，由于等于超壓的蓄電池電壓VB再次作用在電源電容器C10上，便提高了電源電壓Vc。結(jié)果，超壓保護電路成為活躍的，并接通功率晶體管86。
換言之，如上所述，當(dāng)將傳統(tǒng)的超壓保護電路應(yīng)用在雙端型驅(qū)動裝置中時，該驅(qū)動裝置與振蕩電路一樣工作，并且周期性地接通/斷開功率晶體管。
此時，振蕩頻率是由齊納二極管ZD11至ZD13的結(jié)點電容與電源電容器C10的電容確定的，通常為數(shù)百KHz。例如，當(dāng)由于負載切斷而偶然出現(xiàn)長時間超壓時，這一驅(qū)動裝置將重復(fù)地振蕩。
另一方面，圖8中所示的驅(qū)動電路90的工作頻率是根據(jù)電阻器R14，R15及功率晶體管86的柵電容確定的，因此當(dāng)保護晶體管TR在上述振蕩頻率上接通/斷開時，柵電壓成為穩(wěn)定在定義在接通保護晶體管TR時的電壓與斷開保護晶體管TR時的電壓之間的中間電位上。結(jié)果，在這一晶體管86的內(nèi)電阻成為最小值的完全飽和區(qū)中，功率晶體管86不能被驅(qū)動，從而功率晶體管86將固定在這一飽和區(qū)的半接通狀態(tài)中。
結(jié)果，當(dāng)長時間產(chǎn)生超壓時，相對負載電流而言，功率晶體管86中的損耗增加了，并且晶體管86的熱耗散也增加了。在最壞的情況中，有可能熱損壞功率晶體管86。
本發(fā)明是為力求解決上述問題而作出的，因此其次要目的是提供一種超壓保護電路。當(dāng)一個雙端型驅(qū)動裝置驅(qū)動用作從DC電源到負載的一條電流通路中的高側(cè)開關(guān)的功率晶體管時，這一超壓保護電路能夠防止功率晶體管損壞，當(dāng)DC電源中偶而出現(xiàn)超壓時，能夠確切地接通該功率晶體管而不用操作作為振蕩電路的驅(qū)動裝置。
為了達到上述次要目的，根據(jù)本發(fā)明的第二特征的一個超壓保護裝置的特征在于，在擁有一個DC電源接線端及一個用于連接負載與負載接線端的負載連接開關(guān)的電流通路的上述負載驅(qū)動裝置中設(shè)置有該負載接線端。這一超壓保護裝置用在裝有一個與功率晶體管并聯(lián)的輔助電源的負載驅(qū)動裝置中，用于以出現(xiàn)在跨接該功率晶體管兩端上的電壓將電子電荷存儲在一個電源電容器中，并用于以存儲在電源電容器中的電子電荷及跨接DC電源連接線及負載連接線的兩端的電壓來生成一個電源電壓;以及一個通過接受來自輔助電源的供電來操作的負載電路，用于根據(jù)一個外部輸入的控制信號來接通/斷開功率晶體管，從而驅(qū)動該負載。該超壓保護裝置包括超壓判斷裝置，用于在輔助電源作用的電源電壓超過一個預(yù)定的判定電壓時，作出在DC電源中出現(xiàn)超壓的判斷;判定電壓設(shè)定裝置，用于在超壓判斷裝置判定不出現(xiàn)超壓時，將判定電壓設(shè)定在一個第一判定電壓上，并用于在超壓判斷裝置判定出現(xiàn)了超壓時，將判定電壓設(shè)定在比第一判定電壓低一個預(yù)定電壓的一個第二判定電壓上，直到超壓判斷裝置此后判定出現(xiàn)了超壓為止;以及保護裝置，用于當(dāng)超壓判斷裝置判定出現(xiàn)了超壓時，將功率晶體管接通。
在具有上述配置的超壓保護裝置中，根據(jù)本發(fā)明的第二特征，當(dāng)輔助電源的電源電壓超過預(yù)定的判定電壓時，超壓判斷裝置便判定在DC電源中偶然出現(xiàn)了超壓。當(dāng)這一超壓判斷裝置判定出現(xiàn)超壓時，保護裝置便接通功率晶體管。在超壓判斷裝置判定不出現(xiàn)超壓時，判定電壓設(shè)定裝置便將超壓判斷裝置中的判定電壓設(shè)定在第一判定電壓上。當(dāng)超壓判斷裝置判定出現(xiàn)了超壓時，判定電壓設(shè)定裝置便在超壓判斷裝置不判定出現(xiàn)超壓之后，將判定電壓設(shè)定在比第一判定電壓低一個預(yù)定電壓的一個第二判定電壓上。
換言之，根據(jù)本發(fā)明的第二特征，在超壓判斷裝置的判定電壓中提供了一種所謂的“滯后特征”。當(dāng)超壓判斷裝置判定了DC電源的超壓時，便隨即將用于判定電壓的電壓改變到比正常判定電壓(第一判定電壓)低的第二判定電壓上。結(jié)果，從接通功率晶體管之后直到輔助電源的電源電壓降低到斷開功率晶體管為止所定義的時間間隔得以延長，從而當(dāng)DC電源中生成超壓時，能夠高速地接通/斷開功率晶體管。
結(jié)果，根據(jù)本發(fā)明的第二特征，能夠確保功率晶體管而不存在下述傳統(tǒng)問題，即當(dāng)在DC電源中出現(xiàn)偶然的超壓時，便高速地接通/斷開功率晶體管而使之過熱，如在傳統(tǒng)的負載驅(qū)動裝置中那樣。
此外，本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)考慮了上述負載驅(qū)動電路中的功率晶體管的熱損壞。
在上述雙端型負載驅(qū)動裝置中，接通主開關(guān)(方向指示器開關(guān))時，在功率晶體管兩端之間基本上沒有電位差。從而，即使在這一條件下，也需要采用電源電容器的輔助電源，該電源電容器是用于操作驅(qū)動電路來驅(qū)動功率晶體管的。
然而，在對應(yīng)于開關(guān)元件的之一功率晶體管被斷開而降低了接功率晶體管兩端的電壓時，輔助電源的輔助電源電壓也降低了，即為利用DC電源的輸出電壓來生成電源電壓而降低了DC電源的輸出電壓時，結(jié)果，當(dāng)降低了DC電源的輸出電壓時，便使功率晶體管進入了低電壓驅(qū)動狀態(tài)。如果功率晶體管的驅(qū)動電壓是在其內(nèi)電阻為最小值的飽和區(qū)內(nèi)的可驅(qū)動電壓，便不存在問題。當(dāng)這樣降低驅(qū)動電壓時，便增加了內(nèi)電阻，從而增加了熱耗散，而導(dǎo)致熱損壞。
因此，本發(fā)明的第三目的為提供這樣一種負載驅(qū)動裝置，當(dāng)降低DC電源或輔助電源的輸出電壓時，便停止功率晶體管的驅(qū)動操作來抑制功率晶體管的熱耗散，從而便能防止功率晶體管的熱損壞。
為了達到上述第三目的，本發(fā)明的第三特征為在上述負載驅(qū)動裝置中采用了DC電源或輔助電源的輸出電壓檢測裝置，并且這一輸出電壓檢測裝置包含用于在降低DC電源或輔助電源的輸出電壓時停止功率晶體管的驅(qū)動操作的第二驅(qū)動停止裝置。
根據(jù)具有本發(fā)明的上述第三特征的負載驅(qū)動裝置，當(dāng)DC電源的輸出電壓降低時，輸出電壓檢測裝置便能檢測到這一輸出電壓的降低，然后停止功率晶體管的驅(qū)動操作。
從而，便能防止在這種低電壓下驅(qū)動功率晶體管而使其內(nèi)電阻增大。結(jié)果，便能防止在低電壓下驅(qū)動的功率晶體管的熱耗散導(dǎo)致的熱損壞。
為了對本發(fā)明有一個更好的理解，請參閱結(jié)合附圖的詳細描述。
圖1為根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的負載驅(qū)動裝置的電路圖;
圖2示意性地表示安裝了本發(fā)明的所有實施例的負載驅(qū)動裝置的電路圖;
圖3為指明圖1中所示的負載驅(qū)動裝置的操作的時間圖;
圖4為根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的負載驅(qū)動裝置的電路圖，它相當(dāng)于第一實施例的一個替代實例;
圖5為使用在本發(fā)明的負載驅(qū)動裝置中的超壓保護電路的電路圖;
圖6為表示圖5中所示的超壓保護電路的操作的時間圖;
圖7為使用在圖5的負載驅(qū)動裝置中的超壓保護電路的一個替代實例的電路圖;
圖8為圖5與圖7中所示的負載驅(qū)動裝置的傳統(tǒng)超壓保護電路的電路圖;
圖9為根據(jù)本發(fā)明的第五與第六實施例的另一種負載驅(qū)動裝置的電路圖;
圖10為表示圖9中所示的負載驅(qū)動裝置的操作的時間圖;以及圖11為圖9中所示的負載驅(qū)動裝置的替代實例的電路圖。
下面參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的負載驅(qū)動裝置。
圖2示意性地表示應(yīng)用本創(chuàng)造性根據(jù)的車輛方向指示器裝置的總體電路配置。圖1示出用在這一方向指示器裝置中的功率MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)過電流保護電路的電路圖，其中的功率MOSFET相當(dāng)于功率晶體管之一。
如圖2中所示，根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的車輛方向指示裝置包括方向指示燈10L、10R，它們分別設(shè)置在車輛的左側(cè)與右側(cè);由一位司機在必要時操作以便接通方向指示燈10L、10R中任何一個的一個方向指示開關(guān)12;以及一個N溝道功率MOSFET16。N溝道功率MOSFET是設(shè)置在由方向指示開關(guān)12、熔絲15及蓄電池14構(gòu)成的一條電流通路中的，蓄電池14的電力便是通過它作用在方向指示燈10L與10R上的。由方向指示開關(guān)12連接的方向指示燈10L與10R中的任何一個，在接通方向指示開關(guān)12時便通過周期性地導(dǎo)通與斷開這一電流通路而閃爍。為了導(dǎo)通/斷開這一電流通路，將功率MOSFET16的漏極經(jīng)由一個接線端TB連接到蓄電池14上，并將其源極經(jīng)由接線端TL連接到方向指示開關(guān)12上。
將一個由電阻器R1、二極管D1及電源電容器C1構(gòu)成的輔助電源連接在接線端TB與TL之間，功率MOSFET16便是連接在它上面的，并且這一輔助電源是與功率MOSFET16并聯(lián)的。
在接通方向指示開關(guān)12而將接線端TL連接到方向指示燈10L與10R中任何一個上時，這一輔助電源以基本上等于在接線端TB與TL之間生成的蓄電池14的輸出電壓的一個電壓充電電源電容器C1，并且還斷開功率MOSFET16。將這一接線端之間生成的電壓作為電源電壓作用在負載驅(qū)動裝置上。當(dāng)使功率MOSFET進入接通狀態(tài)，從而接通接線端TB與TL之間的電壓時，將跨接電源電容器C1兩端的電壓作為電源電壓作用在負載驅(qū)動裝置上。
在電源電容器C1上連接一個由恒定電流電路IC、齊納二極管D2及晶體管TR1構(gòu)成的恒定電壓電路。以這一恒定電壓電路輸出的恒定電壓為基礎(chǔ)，可以生成用于接通/斷開控制功率MOSFET16的各種參照電壓。
另一方面，在本實施例的車輛方向指示裝置中設(shè)置了一個用于驅(qū)動功率MOSFET16的驅(qū)動電路31;由一個充電/放電電容器C0及電阻器R0構(gòu)成的一個積分電路;以及用于生成作為上述控制信號的閃爍信號S1的一個閃爍電路22。通過在接通方向指示開關(guān)12時將充電/放電控制電壓經(jīng)由反相器IN1作用在積分電路上而使方向指示燈10L與10R閃爍。該車輛方向指示裝置還包括一個快速放電電路24，用于通過檢測方向指示開關(guān)12被斷開及晶體管TR2被接通而快速放電充/放電電容器C0;如本發(fā)明的第一特征中所定義的一個過電流判斷裝置，該裝置相當(dāng)于通過檢測流經(jīng)功率MOSFET16的過量電流，從而禁止閃爍電路22對方向指示燈10L與10R的閃爍操作的一個電路。該車輛方向指示裝置還包括一個具有一個上限電壓改變裝置、一個驅(qū)動停止裝置的驅(qū)動停止電路26;一個用于在驅(qū)動停止電路26內(nèi)生成過電流判斷裝置的判定電壓的判定電壓生成電路29;如本發(fā)明的第二特征中所定義的一個超壓判斷裝置，該裝置從輔助電源所作用的電源電壓Vc中檢測蓄電池電壓VB的一種異常情況(超壓)，從而強制接通功率MOSFET16;以及一個具有判定電壓設(shè)定裝置與保護裝置的超壓保護電路30。
必須指出，閃爍電路22是本技術(shù)中已知的，它按照下面提及的序列重復(fù)地充電/放電該充/放電電容器C0，并生成一個閃爍信號S1，在充電操作中該信號具有接通功率MOSFET16的一個低電平。即將從恒定電壓電路得到的恒定電壓VT細分成充/放電電容器C0的一個上限電壓及一個下限電壓，并將反相器IN1的輸出設(shè)定在高電平上直到跨接充/放電電容器兩端的電壓達到上限電壓為止，從而使充/放電電容器C0在一個預(yù)定的時間常量上充電。當(dāng)跨接充/放電電容器C0兩端的電壓達到上述限電壓時，便將來自反相器IN1的輸出設(shè)定在低電平上，而這一端電壓隨即到達下限電壓，從而使充/放電電容器C0在一個預(yù)定的時間常量上放電。下面將依次詳細描述上述驅(qū)動停止電路，26、判定電壓生成電路28、超壓保護電路30、驅(qū)動電路31、及快速放電電路24的內(nèi)容。
第一實施例首先，在圖1中示出了由第一特征定義的發(fā)明，即裝備有根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的一個過電流保護電路的一個負載驅(qū)動裝置。
圖1更詳細地表示圖2中所示的電路中的閃爍電路22、驅(qū)動停止電路26、及判定電壓生成電路28的內(nèi)部電路布置。應(yīng)當(dāng)理解，圖2中所示的相同參照數(shù)字將用于指示圖1的相同電路元件，在以下的圖中也是這樣。
然后，作為圖2中所示的閃爍電路22，根據(jù)這一實施例的車輛方向指示裝置裝備有一個充/放電電路。這一充/放電電路配置有一個由充/放電電容器C0及電阻器R0構(gòu)成的積分電路;分壓電阻器R1、R2、R3、R4，用于細分從恒定電壓電路得到的輸出電壓VT以生成各種參照電壓;以及一個比較器CO1，用于將跨接充/放電電容器CO兩端的電壓VOS與從電阻器R1至R4生成的參照電壓進行比較，當(dāng)跨接充/放電電容器C0兩端的電壓VOS高于參照電壓時，生成一個高電平信號。這一充/放電電路還包括一個反相器IN1，用于反相從比較器CO1得到的輸出信號，并將反相反的信號提供給積分電路;以及一個晶體管TR2，用于在其基極上接收經(jīng)由電阻器R5的比較器CO1的輸出，并用于在比較器CO1的輸出成為高電平時，將細分電阻器R2與R3之間的一個結(jié)點接地。
通常，細分電阻器R3與R4之間的結(jié)點是經(jīng)由一個作為參照電壓改變裝置工作的晶體管TR3接地的。在這一充/放電電路中，當(dāng)充電與放電電容器時，上限電壓VTA與下限電壓VTC通常是由電阻器R1至R3生成的，以便充電與放電該充/放電電容器C0。
換言之，比較器CO1的輸出為低電平直到跨接充/放電電容器C0兩端的電壓VOS達到細分電阻器R1及電阻器R2與R3從恒定電壓電路的輸出電壓VT得出的上限電壓VTA＝VT(R2+R3)/(R1+R2+R3)為止，在這期間，以反相器IN1輸出的高電平的信號經(jīng)由電阻器R0充電該充/放電電容器CO。
然后，當(dāng)跨接充/放電電容器C0兩端的電壓VOS達到上限電壓VTA時，比較器CO1輸出的電平反相對高電平，從而存儲在充/放電電容器C0中的電子電荷便經(jīng)由電阻器R0放電到反相器IN1。
此時，由于比較器CO1的輸出為高電平，晶體管TR2被接通，而將輸入到比較器CO1的參照電壓切換到用電阻器R1與R2細分恒定電壓電路的輸出電壓VT而得到的下限電壓VTC＝VT×R2/(R1+R2)。
結(jié)果，從跨接充/放電電容器C0兩端的電壓VOS一旦達到上限電壓VTA之后到這一端電壓VOS成為下限電壓VTC之間的這一時間間隔中，比較器CO1輸出的信號電平成為高電平，而連續(xù)進行充/放電電容器C0的放電操作。
此后，當(dāng)跨接充/放電電容器C0兩端的電壓VOS到達下限電壓VTC時，比較器CO1輸出的信號電平改變成低電平，而進入比較器CO1的參照電壓則改變成上限電壓VTA。
結(jié)果，當(dāng)跨接充/放電電容器CO的兩端的電壓VOS由于放電操作而到達下限電壓VTC時，便重新充電該充/放電電容器C0直到這一端電壓VOS達到上限電壓VTA為止。
隨即，將比較器CO1的輸出作為接通/斷開功率MOSFET16的驅(qū)動信號輸入到構(gòu)成功率MOSFET16的驅(qū)動電路的一個晶體管TR6。換言之，這一進入晶體管TR6的信號相當(dāng)于圖2、圖5或圖7中所示的閃爍信號S1。這一信號是同樣應(yīng)用在其它實施例中的。晶體管TR6在其基極上接受經(jīng)由電阻器R13的比較器CO1的輸出信號，并且在這一信號為高電平時進入接通狀態(tài)，從而從電阻器R14與R15之間的一個接地的結(jié)點將輔助電源的電源電壓作用在功率MOSFET16的控制極上。
這便是說，在比較器CO1的輸出電平成為低電平的充/放電電容器C0的充電操作期間，晶體管TR6使功率MOSFET16接通，而在比較器CO1的輸出電平成為高電平的充/放電電容器C0的放電操作期間，晶體管TR6使功率MOSFET16斷開，從而功率MOSFET16響應(yīng)比較器CO1的輸出而周期性地接通/斷開。
并且，在根據(jù)本實施例的車輛方向指示裝置中還設(shè)置有作為過電流判斷裝置工作的另一個比較器CO2。這一比較器CO2取出對應(yīng)于功率MOSFET16的源極至漏極電壓VDS的一個電壓“VD”(此后稱作“接通電壓”)，并通過檢驗這一接通電壓VD是否超過一個過量電流判定電壓Vref而判定過量電流是否流經(jīng)功率MOSFET16。
需要指出，這一過量電流判定電壓Vref可設(shè)定為由一個過量電流判定電壓生成電路根據(jù)功率MOSFET16的用戶條件(即電源電壓與溫度)確定的適當(dāng)值，該過量電流判定電壓生成電路是由一個負載電流檢測電路20、一個電阻器R7及一個電阻器R8構(gòu)成的。
換言之，負載電流檢測電路20將恒定電壓電路的輸出電壓VT和與從輔助電源得出的蓄電池電壓成比例的電源電壓進行合成，借此生成一個對應(yīng)于接通功率MOSFET16時流經(jīng)方向指示燈10L或10R的負載電流的電壓。此外，這一負載電流檢測電路20通過用電阻器R7及電阻器R8細分這一生成的電壓，而生成接通功率MOSFET16時在對應(yīng)的電源電壓及對應(yīng)的溫度下流動的過量電流的過量電流判定電壓Vref，這是因為這一生成的電壓已經(jīng)用一個二極管較正為符合對應(yīng)于功率MOSFET16的溫度特征的電壓。
然后，在功率MOSFET16正常工作并且接通電壓VD低于過量電流判定電壓Vref時，該過量電流判斷比較器CO2輸出一個高電平的判定信號Vc從接通晶體管TR3。而在判定接通電壓VD超過過量電流判定電壓Verf并且有過量電流流經(jīng)功率MOSFET16時，該守量電流判斷比較器CO2則輸出另一個低電平的判定信號Vc以斷開晶體管TR3。
結(jié)果，如上所述，上限電壓VTA通常是作為充/放電電容器C0的充電操作的參照電壓輸入到比較器CO1的。當(dāng)比較器CO2判定有過量電流流經(jīng)功率MOSFET16時，便將一個大于上限電壓VTA的第二上限電壓VTB＝VT(R2+R3+R4)/(R1+R2+R3+R4)輸入到比較器CO1中。結(jié)果，當(dāng)過量電流流經(jīng)功率MOSFET16時，便利用比較器CO1的比較操作將充/放電電容器CO充電到超過正常上限電壓VTA的第二上限電壓VTB。
此外，根據(jù)本實施例的車輛方向指示裝置還包括一個作為驅(qū)動停止裝置工作的比較器CO3，用于將跨接以上述方式充電/放電的充/放電電容器C0兩端的電壓VOS與電阻器R9至R10(用于細分恒定電壓電路的輸出電壓VT)生成并且或多或少地低于上述第二上限電壓VTB的一個驅(qū)動停止判定電壓VTS進行比較，當(dāng)跨接充/放電電容器C0兩端的電壓VOS高于這一驅(qū)動停止判定電壓VTS時，比較器CO3便輸出一個高電平信號。這一車輛方向指示裝置還包含一個電阻器R11及一個晶體管TR7，用于在比較器CO3的輸出信號為高電平時，通過將功率MOSFET16的控制極經(jīng)由電阻器R15接地而強制斷開功率MOSFET16;以及一個電阻器R12及一個晶體管TR5，用于在比較器CO3的輸出信號同樣為高電平時，通過將從比較器CO1經(jīng)由電阻器R13至晶體管TR6的基極的一條功率MOSFET16的驅(qū)動信號通路接地，而強制將比較器CO1的輸出設(shè)定為低電平。
結(jié)果，當(dāng)判定過量電流從比較器CO2流經(jīng)功率MOSFET16時，便將充/放電電容器C0充電到超過正常上限電壓VTA的一個電壓，然后，跨接這一電容器C0兩端的電壓達到驅(qū)動停止判定電壓VTS，斷開功率MOSFET16，并將比較器CO1的輸出保持在低電平上。斷開了功率MOSFET16之后，繼續(xù)充電該充/放電電容器C0。
根據(jù)本實施例的車輛方向指示裝置還包含一個與充/放電電容器C0并聯(lián)的快速放電晶體管TR4;以及一個快速放電電路24，用于在隨同電源電壓的降低而恒定電壓電路的輸出電壓VT降低到一個預(yù)定的電平時，通過斷開晶體管TR4而快速放電該充/放電電容器C0。
這一快速放電電路24具有這樣一種功能。即當(dāng)斷開方向指示開關(guān)12而降低輔助電源供給的電源電壓使得該裝置不能在正常條件下工作時，便快速地放電該充/放電電容器C0。結(jié)果，存儲在電容器C0中的電子電荷便放電到零，從而在接通方向指示開關(guān)12時，充/放電電容器C0的充電操作便從初始狀態(tài)開始，并且在剛接通方向指示開關(guān)12之后，方向指示燈10L或10R便以恒定的時間間隔閃爍。需要說明，該快速放電電路24的操作將在第五實施例及以后的實施例中更詳細地描述。
還需要說明，除了功率MOSFET16、電阻器R16、由電阻器R0與充/放電電容器C0構(gòu)成的積分電路以及電源電容器C1以外，構(gòu)成本實施例的車輛方向指示裝置的電路配置中用點劃線圍成的電路部分是存放在一單一的IC(集成電路)部件中的。在圖1中，符號“VR”表示跨接方向指示燈10R兩端的電壓，而符號“VL”則表示跨接方向指示燈10L兩端的電壓。
下面參照圖3中所示的時間圖描述根據(jù)第一實施例的具有上述電路配置的車輛方向指示裝置的操作。在圖3中，參照符號VOS、VD、Vc、VR與VL表示出現(xiàn)在圖1的各電路部分上的電壓。
如圖3中所示，當(dāng)一位司機打開方向指示開關(guān)12來接通方向指示燈10R，從而使之進入接通狀態(tài)(RON)時，便由比較器CO1、晶體管TR2、反相器IN1等構(gòu)成的充/放電電路起動充/放電電容器C0的充/放電操作。功率MOSFET16響應(yīng)比較器CO1的輸出通過晶體管TR6被接通/斷開來使方向指示燈10R閃爍。
此時，在開始接通方向指示燈10R時，雖然功率MOSFET16的接通電壓由于急促的電流而超過了過量電流判定電壓Vref，并且比較器CO2輸出的判定信號Vc變成表示有過量電流流經(jīng)功率MOSFET16的低電平，但是由于跨接充/放電電容器C0兩端的電壓VOS并未達到驅(qū)動停止判定電壓VTS，因此并不響應(yīng)比較器CO3的輸出而斷開功率MOSFET16。并且由于數(shù)十毫秒后急促的電流便衰減了，比較器CO2的輸出立即返回到表示功率MOSFET16正常操作的高電平，從而對方向指示燈10R的閃爍操作沒有不利的影響。
再者，在方向指示燈10R的閃爍操作期間斷開功率MOSFET16時，由于功率MOSFET16的源極至漏極電壓VDS變成等于蓄電池電壓，而比較器CO2輸出的判定信號Vc具有表示過量電流流經(jīng)功率MOSFET16的低電平。此時，由于充/放電電容器C0是在放電操作中，因此跨接充/放電電容器C0兩端的電壓VOS不會升高到高于驅(qū)動停止判定電壓VTS，并且功率MOSFET16不會被比較器CO3斷開。
如圖3的箭頭“a”所指，在接通方向指示燈10R時，即使由于噪聲而使接通電壓VD超過了過量電流判定電壓Vref，由于跨接充/放電電容器C0兩端的電壓VOS不會變得高于驅(qū)動停止判定電壓Vref，所以比較器CO3不會斷開功率MOSFET16。
如圖3的箭頭“b”所示，在某些情況下，比較器CO3的輸出會由于噪聲而成為高電平，從而斷開功率MOSFET16。在這一情況中，由于噪聲消失而比較器CO3的輸出返回到低電平，功率MOSFET16是在斷開狀態(tài)中而不被閂鎖。
另一方面，如圖3的箭頭“c”所示，當(dāng)在功率MOSFET16的接通操作期間過量電流持續(xù)流動時，比較器CO2、晶體管TR3、比較器CO1及反相器IN1的操作將充/放電電容器C0充電到高于上限電壓VTA的一個電壓。在跨接充/放電電容器C0兩端的電壓由于這一充電操作而變成高于驅(qū)動停止判定電壓VTS的瞬間，比較器CO3便斷開功率MOSFET16。換言之，根據(jù)本實施例，當(dāng)在功率MOSFET16的接通狀態(tài)期間過量電流流動時，功率MOSFET16的接通狀態(tài)持續(xù)作為延遲時間的一個充電時間間隔，這一延遲時間便是跨接充/放電電容器C0兩端的電壓VOS從上限電壓VTA到達驅(qū)動停止判定電壓VTS的時間。經(jīng)過這一延遲時間后，便將功率MOSFET16從接通狀態(tài)切換到斷開狀態(tài)。
此時，由于比較器CO3保持比較器CO1在低電平上的輸出，充/放電電容器C0便放電，直到跨接這一電容器C0兩端的電壓VOS到達反相器IN1的輸出電平為止。結(jié)果，當(dāng)過量電流流經(jīng)功率MOSFET16時，在比較器CO3斷開功率MOSFET16后，便保持這一狀態(tài)。
如在本實施例中上面所述，如果在接通這一功率MOSFET16時過量電流流經(jīng)功率MOSFET16，則充/放電電容器C0被充電到高于驅(qū)動停止判定電壓VTS的電壓。由于設(shè)定了從判定過量電流到斷開功率MOSFET16的延遲時間，即使持續(xù)接通功率MOSFET16這一延遲時間加上方向指示燈10L與10R的接通時間所得到的時間間隔，這一功率MOSFET16也能足以承受熱狀態(tài)。在偶然出現(xiàn)可能立即損壞功率MOSFET16的過量電流的情況中，由于熔絲15被溶湯而不會損壞這一功率MOSFET16。
接著，如圖3的箭頭“d”所示，當(dāng)比較器CO3使功率MOSFET16斷開時，如果進入比較器CO3的驅(qū)動停止判定電壓VTS由于噪聲而變得高于跨接充/放電電容器C0兩端的電壓VOS，則比較器CO3的輸出暫時地變成低電平，從而斷開晶體管TR5與TR7。然而，由于充/放電電容器C0的端電壓VOS此時是高于第二上限電壓VTB的，比較器CO1輸出一個高電平信號，借此將充/放電電容器C0放電到下限電壓VTC。
結(jié)果，即使在比較器CO3斷開功率MOSFET16時，由于噪聲而使比較器CO3的輸出暫時改變成低電平，比較器CO1的輸出還是將功率MOSFET16保持在斷開狀態(tài)中。此時，充/放電電容器C0被比較器CO1的輸出放電。但是，噪聲輸入時間是非常短的，當(dāng)噪聲消失時，比較器CO3的輸出再度成為高電平，從而充/放電電容器C0的端電壓VOS不會低于驅(qū)動停止判定電壓VTS，而確實保持功率MOSFET16的斷開狀態(tài)。
再者，過量電流流經(jīng)功率MOSFET16，而在比較器CO3斷開功率MOSFET16之后，充/放電電容器C0的端電壓VOS變成低于驅(qū)動停止判定電壓VTS。這一狀態(tài)是在司機關(guān)掉方向指示開關(guān)12并降低了電源電壓時出現(xiàn)的，此后，充/放電電容器C0被快速放電電路24的操作快速放電。結(jié)果，即使司機在比較器CO3斷開功率MOSFET16之后及操作快速放電電路24之前打開方向指示開關(guān)12，也不會使功率MOSFET16進入接通狀態(tài)。因此，不存在重復(fù)接通方向指示開關(guān)12從而使功率MOSFET16過熱并隨電子地損壞的危險性。
如上所述，在根據(jù)本實施例的車輛方向指示裝置中，當(dāng)判定過量電流流經(jīng)功率MOSFET16時，便利用充/放電電路來設(shè)定延遲時間以確定方向指示燈的閃爍間隔。當(dāng)在這一延遲時間中判定過量電流流經(jīng)功率MOSFET16時，便斷開功率MOSFET16。結(jié)果，當(dāng)由于噪聲而錯誤地判定為出現(xiàn)過量電流時，便不存在斷開功率MOSFET16的危險性。此外，由于沒有必要采用專用的延遲電路，可以簡化總體電路配置。
斷開功率MOSFET16之后，便利用充/放電電路。在這一充/放電電容器C0的端電壓VOS低于驅(qū)動停止判定電壓VTS時，功率MOSFET的斷開狀態(tài)得以保持，從而在一旦斷開功率MOSFET16之后，能夠確實斷開功率MOSFET16而不受噪聲的任何影響。
由于在隨同電源電壓的降低而操作快速放電電路24時，便解除了功率MOSFET16的斷開狀態(tài)，因此在斷開功率MOSFET16之后，即使重復(fù)地接通構(gòu)成這一裝置的電源開關(guān)的方向指示開關(guān)12，每一次進行這一開關(guān)操作時功率MOSFET16也不會斷開。因此，能夠防止功率MOSFET16被方向指示開關(guān)12的重復(fù)接通操作所損壞。這一點將在第五實施例以后更詳細地描述。
第二實施例在上述實施例中，說明了這樣一種車輛方向指示裝置，其中的功率MOSFET16是響應(yīng)比較器CO1的輸出而被接通/斷開來充電/放電該充/放電電容器C0，從而使方向指示燈閃爍的。本發(fā)明也可應(yīng)用于另一種驅(qū)動裝置，使得功率MOSFET16響應(yīng)具有預(yù)定的負載比的一個PWM(脈沖寬度調(diào)制)信號而接通/斷開，從而控制一臺電機與一個燈的負載電流。關(guān)于這一電路配置，下面將參照圖4加以描述。
如圖4中所示，在采用功率MOSFET16來PWM控制一個負載40的情況中，除了上述第一實施例的電路配置之外，還使用一個比較器CO4。這一比較器CO4將充/放電電容器C0的端電壓與通過以一個可變電阻器VR1及一個電阻器R20細分恒定電壓電路的恒定電壓得到的參照電壓進行比較，當(dāng)電容器的端電壓高于等于這一參照電壓時，便生成一個低電平信號。將這一比較器CO4的輸出經(jīng)由一個電阻器R13輸入到用于驅(qū)動功率MOSFET的一個晶體管TR6。其它電路配置與上述第一實施例的相同。
與上述實施例相同，在具有上述電路配置的PWM控制驅(qū)動裝置中，功率MOSFET16能夠很好地得到保護而不受噪聲的任何不利影響，并且例如將一臺電機用作負載40時，能夠進一步達到下述優(yōu)點。
即，假定當(dāng)響應(yīng)具有短導(dǎo)通時間、低負載比的驅(qū)動信號而驅(qū)動該電機時，由于機械系統(tǒng)中的故障而機械地鎖住了該電機。此時，由于功率MOSFET16的源極至漏極電壓VDS升高，而使過電流判斷比較器CO2的輸出成為低電平，從而繼續(xù)充電該充/放電電容器C0，功率MOSFET16的驅(qū)動信號的負載比變成100%，從而使電機的驅(qū)動力矩成為最大值。結(jié)果，如果出現(xiàn)這種電機鎖住現(xiàn)象，該最大驅(qū)動力矩能夠自動解決機械系統(tǒng)中的問題，從而解除電機鎖住狀態(tài)。
必需指出，當(dāng)具有100%的負載比的驅(qū)動信號不能解除電機鎖住現(xiàn)象，或者由于電氣系統(tǒng)的故障而有過量電流流動時，便在充/放電電容器C0的端電壓VOS超過驅(qū)動停止判定電壓VTS的瞬間斷開功率MOSFET16。從而能夠防止功率MOSFET16被電氣地損壞，并且能夠防止損壞布線結(jié)構(gòu)。
第三實施例參見圖5，下面更詳細地描述驅(qū)動電流31及超壓保護電路30的電路配置。
如圖5中所示，根據(jù)本實施例的驅(qū)動電路31是配置成采用驅(qū)動晶體管TR6的，該驅(qū)動晶體管TR6是響應(yīng)來自類似于圖8中所示的傳統(tǒng)裝置的閃爍電路22輸出的閃爍信號S1而被接通/斷開的，并且當(dāng)驅(qū)動晶體管TR6進入斷開狀態(tài)(即當(dāng)閃爍信號S1為低電平)時，通過將電源電壓Vc經(jīng)由電阻器R14與R15作用在功率MOSFET1的控制極上而接通功率MOSFET16。此外，這一驅(qū)動電路31還配備有超壓保護齊納二極管ZD4與ZD5，當(dāng)電源電壓Vc不正常時(出現(xiàn)超壓)，它們能將功率MOSFET16的控制極電壓限制在低于一個預(yù)定電壓的電壓上。
接著，本實施例的超壓保護電路30根據(jù)輔助電源作用的電源電壓Vc判定蓄電池電壓VB的異常狀態(tài)(超壓)并因此而強制接通功率MOSFET16。與圖8中所示的傳統(tǒng)裝置相似，這一超壓保護電路30包括齊納二極管ZD1至ZD3，當(dāng)電源電壓Vc達到預(yù)定的上限電壓VHH時它們導(dǎo)通;一個保護晶體管TR12，用于強制斷開驅(qū)動電路31中所用的驅(qū)動晶體管TR6，以便接通功率MOSFET16;以及電阻器R31及R32，用于在齊納二極管被導(dǎo)通時有擊穿電流流經(jīng)齊納二極管ZD1與ZD3而作用一個偏壓在保護晶體管TR12上，從而接通保護晶體管TR12(即接通功率MOSFET)。
此外，本實施例的超壓保護電路30還包括一個NPN型晶體管TR11及一個PNP型晶體管TR13。這一NPN型晶體管TR11的基極經(jīng)由一個電阻器R35連接到電阻器R31與R32之間的一個結(jié)點上，其發(fā)射極是連接到這一裝置的地線(地電位KG)上的，并且其集電極是經(jīng)由電阻器R33與R34連接到這一裝置的電源線(電源電壓Vc)上的。PNP型晶體管TR13的基極連接到電阻器R33與R34之間的結(jié)點上。并且其發(fā)射極及集電極連接在齊納二極管ZD1的兩端上。
從而，在本實施例的超壓保護電路30中，當(dāng)電源電壓Vc到達上限電壓VHH時，便導(dǎo)通了齊納二極管ZD1至ZD3，并接通保護晶體管TR12。與此同時，晶體管TR13被接通，而齊納二極管ZD1的兩端被晶體管TR13短接。此后，當(dāng)電源電壓Vc變成低于下限電壓VHL時(VHL比由齊納二極管ZD2與ZD3的擊穿電壓確定的上限電壓VHH低齊納二極管ZD1的擊穿電壓)，便保持保護晶體管TR12的接通狀態(tài)，即功率MOSFET的接通狀態(tài)。
現(xiàn)在參見圖6中所示的時間圖，描述采用根據(jù)本實施例的上述電路的車輛方向指示裝置的操作與效果。
由于閃爍電路22的電路配置與第一實施例的相同，從而省略其說明。
首先，圖6中所示的區(qū)域“A”表示閃爍電路的正常操作。
接著，如圖6的區(qū)域“B”中所示，當(dāng)在方向指示開關(guān)12斷開的狀態(tài)中偶然出現(xiàn)超壓時，由于這一裝置與蓄電池14是斷開的，功率MOSFET16及這一裝置的內(nèi)部電路不會被這一超壓電氣地損壞。
另一方面，如圖6的區(qū)域“C”中所示，當(dāng)方向指示開關(guān)12在接通狀態(tài)中并且閃爍信號S1為高電平時，即功率MOSFET16在斷開狀態(tài)中時，產(chǎn)生了超壓。當(dāng)電源電壓Vc到達上限電壓VHH時，用在超壓保護電路30中的齊納二極管ZD1至ZD3被擊穿，并且保護晶體管TR12被接通，從而強制接通功率MOSFET16。在出現(xiàn)超壓的瞬間，該超壓是作用在接線端TB與TL之間的(即功率MOSFET16的源極至漏極之間)。但是在這一電壓升高到接近上限電限VHH之后，功率MOSFET16便被接通，從而這一超壓立即降低。
然后，如上所述，當(dāng)功率MOSFET16被接通時，電源電壓Vc便按照電源電容器C1的電容量及內(nèi)部電路的消耗電流，逐漸地從上限電壓VHH下降。
另一方面，當(dāng)功率MOSFET16被接通，同時用在超壓保護電路30中的兩個晶體管TR11與TR13也被接通時，齊納二極管ZD1的兩端便被短接。結(jié)果，功率MOSFET16的接通狀態(tài)一直繼續(xù)到電源電壓Vc成為下限電壓VHL為止，并且在電源電壓Vc下降到下限電壓VHL的瞬間，重新起動功率MOSFET16的正常接通/斷開控制。
在此期間，由于沒有超過上限電壓VHH的超壓作用在功率MOSFET16及內(nèi)部電路上，因此沒有由于超壓而電氣地損壞用在這一電路中的功率MOSFET16及半導(dǎo)體的危險。
由于功率MOSFET16的控制極是偏置一個根據(jù)齊納二極管ZD4與ZD5的擊穿電壓所定義的電壓的，所以功率MOSFET16是進入一種非常良好的接通狀態(tài)的。再者，由于功率MOSFET16不被高頻信號接通/斷開，所以沒有熱損壞功率MOSFET的危險，這一點是與先有技術(shù)的裝置截然不同的。
隨即，如圖6的區(qū)域“D”中所示，當(dāng)功率MOSFET16響應(yīng)閃爍電路22輸出的閃爍信號S1而進入接通狀態(tài)時，如果偶然出現(xiàn)了超壓，這一超壓便通過構(gòu)成負載的方向指示燈10L或10R之一從功率MOSFET16釋放。因此，沒有超壓作用在功率MOSFET16與內(nèi)部電路上，從而不會出現(xiàn)問題。
如上面詳細描述的，在根據(jù)本實施例的車輛方向指示裝置中，齊納二極管ZD1至ZD3是用作判定出現(xiàn)超壓的超壓的判斷裝置的。當(dāng)電源電壓Vc到達根據(jù)齊納二極管ZD1至ZD3的擊穿電壓確定的上限電壓VHH時，便判定出現(xiàn)了超壓，并因此而強制接通功率MOSFET16。再者，在接通功率MOSFET16之后，齊納二極管ZD1的兩端便被短接。超壓判定電壓便改變成由齊納二極管ZD2與ZD3的擊穿電壓確定的下限電壓VHL。時間間隔被延長了，在這一時間間隔中，功率MOSFET被接通以后，便降低了電源電壓Vc，然后功率MOSFET16被斷開。結(jié)果，按照本實施例，解決了在出現(xiàn)超壓時快速地接通/斷開功率MOSFET16而使功率MOSFET16過熱的老問題。從而，得以確定地保護功率MOSFET。
第四實施例應(yīng)當(dāng)理解，在上述實施例中，為了判定出現(xiàn)超壓，超壓保護電路30是采用齊納二極管ZD1至ZD3配置的。作為替代，這一超壓保護電路30也可構(gòu)成為如圖7中所示那樣。其中，用分壓電阻器R36與R37細分電源電壓Vc，并用三個分壓電阻器R38至R40細分來自恒定電壓電路的恒定電壓VT以生成參照電壓Vref(＝VHH)用于判定出現(xiàn)超壓。利用一個比較器CO7來將參照電壓Vref與分壓電阻器R36與R37得出的電源電壓Vc的細分后的電壓VcC進行比較。當(dāng)細分后的電壓VcC高于或等于參照電壓Vref時，便從這一比較器CO7生成一個超壓判定信號(高電平)以便經(jīng)由電阻器R31接通保護晶體管TR12。此外，在超壓判定操作期間，晶體管TR13是通過接收來自比較器CO7的判定信號經(jīng)由電阻器R41接通的，從而短接了生成參照電壓Vref的分壓電阻器R40，因此參照電壓Vref被另一個低于正常值的參照電壓Vref(＝VHL)所代替。因此，在這一修改后的實施例中也能達到上述實施例的相同效果。
由于超壓保護電路30是這樣配置的，與上述實施例的超壓保護電路相比，能夠自由地設(shè)定超壓檢測電壓(VHH)、超壓保護解除電壓(VHL)及超壓判定時間。此外，由于這一超壓保護電路30中不存在諸如齊納二極管之類的溫度特征，超壓保護便能以高精度執(zhí)行。
雖然在上述實施例中，本發(fā)明的超壓保護裝置是應(yīng)用在車輛方向指示裝置中的，本發(fā)明也可應(yīng)用在由雙端型驅(qū)動電路驅(qū)動用作高側(cè)開關(guān)的N溝道功率MOSFET的裝置中，通過它也能得到與上述實施例相同的優(yōu)點。
第五實施例下面參照圖9描述本發(fā)明的第三特征的一個實施例。
在圖中應(yīng)當(dāng)指出，由于已經(jīng)隨同第一實施例說明了采用充/放電電容器C0接通/斷開功率MOSFET16的基本操作，因此省略了對它們的說明。在圖9中，刪除了電阻器R4。
圖9的特征電路部分是一個低電壓驅(qū)動禁止電路，該電路的構(gòu)造如下即這一低電壓驅(qū)動禁止電路是由下述部件配置成的一個電阻器R21及一個電阻器R22，它們細分結(jié)點TR9上由電阻器R21與R22的細分電壓偏置的電位，作為本發(fā)明中所定義的輸出電壓檢測裝置工作。這一低電壓驅(qū)動禁止電路還配置有一作為第二驅(qū)動停止電路工作的一個晶體管TR8，用于強制地將比較器CO1的輸出電平控制在對應(yīng)于這一裝置內(nèi)的地電位KG的一個低電平上，當(dāng)電阻器R21與R22細分的電壓被降低來斷開晶體管TR9時，便經(jīng)由電阻器R20將一個偏壓作用在其上，然后將比較器CO1的輸出連接到接線端TL上;以及一個電壓作用禁止電路(即本實施例中的NAND(“與非”)門電路ND1)，用于根據(jù)比較器CO1的輸出電平被強制設(shè)定在低電平上這一事實禁止將這一偏壓作用在功率MOSFET16上。
通過采用上述低電壓驅(qū)動禁止電路，由于降低了電源電容器C1的端電壓，便有可能防止在低電壓下驅(qū)動功率MOSFET16而隨后熱損壞功率MOSFET16。
應(yīng)當(dāng)指出，功率MOSFET16的驅(qū)動電路是由這一NAND門電路ND1;一端連接到電源電容器C1的正端、另一端連接到功率MOSFET16的控制極上的一個電阻器R13;以及一個晶體管TR7構(gòu)成的。當(dāng)NAND門電路ND1的輸出為高電平時，這一晶體管TR7進入接通狀態(tài)，然后通過將功率MOSFET16的控制極連接到對應(yīng)于這一裝置的接地端的接線端TL而斷開該功率MOSFET16。當(dāng)NAND電路ND1的輸出為低電平時，晶體管TR6進入斷開狀態(tài)，然后通過將電源電容器C1的端電壓作用在功率MOSFET16的控制極與源極之間而接通該功率MOSFET16。
實際上，在圖9中所示的電路中，除了晶體管TR9之外還設(shè)置有另一個晶體管TR10，利用它來控制相當(dāng)于第二驅(qū)動停止電路的晶體管TR8。此外，還采用了一個與晶體管TR8并聯(lián)的快速放電晶體管TR4，它作為用于釋放存儲在充/放電電容器C0中的電子電荷的開關(guān)工作。
這一快速放電晶體管TR4對應(yīng)于這樣一個電路，當(dāng)斷開方向指示開關(guān)12時，便釋放存儲在充/放電電容器C0中的電子電荷，從而在以后接通方向指示開關(guān)12時，可以從初始化條件驅(qū)動該電路。換言之，當(dāng)斷開功率MOSFET16時，該快速放電電路24從作用在這一裝置上的蓄電池電壓VB中檢測出方向指示開關(guān)12是斷開的，從而接通晶體管TR4來快速放電該充/放電電容器C0。結(jié)果，在以后接通方向指示開關(guān)12時，充/放電電容器C0的充電操作便從沒有電荷的初始條件開始，以便在剛接通方向指示開關(guān)12之后，便使方向指示燈10L或10R之一以恒定的時間間隔閃爍。
應(yīng)當(dāng)指出，當(dāng)恒定電壓電路輸出的恒定電壓VT成為低于一個預(yù)定的電壓而這一裝置不能在正常條件下工作時，可用這一快速放電電路24來快速放電該充/放電電容器C0。
下面說明如何在圖9中所示的一個所謂“雙端型”車輛方向指示裝置中確切地檢測出方向指示開關(guān)12是斷開的。
這便是說，在接通方向指示開關(guān)12而使功率MOSFET16進入斷開狀態(tài)時，便在接線端TB與TL之間產(chǎn)生能夠驅(qū)動晶體管的電壓。當(dāng)斷開方向指示開關(guān)12時，接線端TB與TL之間不產(chǎn)生電壓。并且，在接通方向指示開關(guān)12而使功率MOSFET進入斷開狀態(tài)時，在接線端TB與TL之間產(chǎn)生的電壓基本上等于蓄電池電壓。
這樣，根據(jù)本實施例，便有可能通過以用電阻器R21或R22生成一個對應(yīng)于接線端TB與TL之間的電壓的偏壓，然后將這一偏壓作用在晶體管TR9的基極上的方式來檢驗晶體管TR9是否斷開而判定接線端TB與TL之間的電壓是否低于一個預(yù)定的電壓。晶體管TR10是與功率MOSFET16一起接通/斷開的，因此便有可能從這一接通/斷開狀態(tài)中判定功率MOSFET16的接通/斷開狀態(tài)。當(dāng)各晶體管TR9與TR10進入斷開狀態(tài)時，便可判定方向指示開關(guān)12的斷開狀態(tài)或者蓄電池電壓的降低狀態(tài)，從而接通快速放電晶體管TR4(此時，也接通禁止驅(qū)動功率MOSFET16的晶體管TR8)。
還需指出，除了功率MOSFET16、電阻器R16、由電阻器R0與充/放電電容器C0構(gòu)成的積分電路以及電源電容器C1以外，在構(gòu)成本實施例的車輛方向指示裝置的電路配置中用圖9中的點劃線圍成的電路部分是放置在一個單一的集成電路部件中的。這一點是與圖2相同的。在圖9中，符號“VB”表示跨接方向指示燈10R的端點的電壓，而符號“VL”則表示跨接方向指示燈10L的端點的電壓，符號“Vc”表示跨接電源電容器C1兩端的電壓。
下面參照圖10中所示的時間圖描述具有根據(jù)第一實施例的上述電路配置的車輛方向指示裝置的操作。在圖10中，參照符號VOS、VQ、Vc、VR及VL表示出現(xiàn)在圖1的各電路部分上的電壓。
如圖10中所示，當(dāng)司機打開方向指示開關(guān)12來接通方向指示燈10R并從而使之進入接通狀態(tài)(RON)時，如果蓄電池電壓VB沒有達到預(yù)定的電壓VTD，則晶體管TR4與TR8都進入接通狀態(tài)，因而短接了充/放電電容器C0的兩端，并且還將比較器CO1的輸出控制在低電平上。結(jié)果，如果蓄電池電壓是低的，則不接通功率MOSFET16，并將該低電壓作用在功率MOSFET16的控制極上，因此便有可能防止熱損壞功率MOSFET16。
接著，如果蓄電池電壓升高并達到一個預(yù)定的電壓VTD，則兩個晶體管TR4與TR8都在斷開狀態(tài)中。由于此時充/放電電容器C0的端電壓VOS為0伏，比較器CO1的輸出成為高電平。此后，這一比較器CO1的輸出充電該充/放電電容器C0直到其端電壓VOS達到上限電壓VTA為止。
在開始這一充電操作時，由于充/放電電容器C0的端電壓VOS等于0伏，起動比較器CO5的輸出成為低電平。這一情況持續(xù)從開始充電操作后直到充/放電電容器C0的端電壓VOS到達起動電壓VTB為止的一個預(yù)定的時間間隔。結(jié)果，在充/放電電容器C0的充電操作開始到該預(yù)定的時間間隔過去為止，不接通功率MOSFET16。預(yù)定的時間間隔過去后，便接通功率MOSFET16。
接著，當(dāng)充/放電電容器C0的充電操作開始后，并且預(yù)定的時間間隔TD也已經(jīng)過完，則起動比較器CO5的輸出變成高電平，然后，功率MOSFET16便響應(yīng)按照上述振蕩電路變化的比較器CO1的輸出周期性地接通/斷開。而方向指示燈10R便響應(yīng)這種接通/斷開狀態(tài)而閃爍。
此后，當(dāng)這一閃爍操作期間斷開方向指示開關(guān)12時，即使功率MOSFET16在斷開狀態(tài)中，接線端TB與TL之間也不會產(chǎn)生電壓。晶體管TR9與TR10判定了這一情況，因而將晶體管TR4與TR8控制在接通狀態(tài)上。
結(jié)果，當(dāng)方向指示開關(guān)12從接通狀態(tài)切換到斷開狀態(tài)時，晶體管TR4便快速地放電該充/放電電容器C0，而使這一電容器的端電壓成為0伏。此外，由于晶體管TR8將比較器CO1的輸出控制在低電平上，功率MOSFET16也進入了斷開狀態(tài)。
如上所述，當(dāng)將方向指示開關(guān)12切換到斷開狀態(tài)后，司機打開這一方向指示開關(guān)12來接通方向指示燈10R或10L而使方向指示開關(guān)12進入接通狀態(tài)(RON或LON)時，如果蓄電池電壓達到預(yù)定的電壓VTD，振蕩電路便起動充/放電電容器C0的充電操作。
此時，由于直到充/放電電容器C0的端電壓VOS到達起動電壓VTB為止，起動比較器CO5的輸出是低電平的，在接通方向指示開關(guān)12之后經(jīng)過了一個預(yù)定的時間間隔TD，便使功率MOSFET16進入接通狀態(tài)。此后，在經(jīng)過了一個恒定的時間間隔之后充/放電電容器C0的端電壓VOS成為上限電壓VTA的瞬間，便斷開這一功率MOSFET16。
從而，根據(jù)這一第五實施例，當(dāng)蓄電池電壓達到預(yù)定的電壓VTD時，在方向指示開關(guān)12進入接通狀態(tài)之后便立即開始方向指示燈10L或10R的點火定時，并且點火時間能夠持續(xù)保持穩(wěn)定。
在方向指示開關(guān)12進入接通狀態(tài)而使振蕩電路起動充/放電電容器C0的充電操作，到這一電容器的端電壓VOS達到起動電壓VTB之間的一個預(yù)定的時間間隔TD中，為什么要用起動比較器CO5的操作來禁止功率MOSFET16的驅(qū)動操作的理由，是為了在這一禁止時間間隔中能夠確保將足以驅(qū)動這一裝置的電子電荷存儲進電源電容器C1中。作為這一時間間隔TD，將它設(shè)定為能夠至少將要消耗的電子電荷充電進電源電容器C1中的一個時間間隔，以便在接通功率MOSFET16時提供電源電壓。
結(jié)果，根據(jù)本實施例，即使在完全放電了電源電容器的條件下接通方向指示開關(guān)12，當(dāng)接通功率MOSFET16時也能放出存儲在電源電容器C1中的電子電荷。不存在功率MOSFET16的接通時間變得不穩(wěn)定的危險。因此，能夠持續(xù)地進行功率MOSFET16的穩(wěn)定的接通/斷開控制。
第六實施例根據(jù)這一第六實施例的車輛方向指示裝置包括分壓電阻器R17與R18，用于細分恒定電壓電路的輸出電壓VT以便生成一個略為低于下限電壓VTC的參照電壓(起動電壓)VTB’。此外，這一車輛方向指示裝置還采用一個起動比較器CO5，用于將電阻器R17與R18細分的起動電壓VTS’＝VT×R18/(R17+R18)與充/放電電容器C0的端電壓VOS進行比較。當(dāng)這一端電壓VOS低于起動電壓VTB’時，這一起動比較器CO5便輸出一個低電平信號，而當(dāng)端電壓VOS高于起動電壓VTB’時，則輸出另一個高電平信號。在這一車輛方向指示裝置中，起動比較器CO5的輸出被輸入至NAND門電路ND1中，因此與振蕩比較器CO1的輸出無關(guān)，NAND門電路ND1的輸出信號必定是高電平的直到充/放電電容器C0的端電壓VOS達到起動電壓VTB’為止。從而斷開功率MOSFET16。
換言之，根據(jù)這一第六實施例，到達驅(qū)動晶體管TR6的閃爍信號S1(驅(qū)動信號)可以通過“與非”選通下述兩個信號而得到，一個是通過用反相器IN2反相比較器CO1的輸出信號生成的，另一個是比較器CO5輸出的。
第七實施例應(yīng)當(dāng)指出，在上述第五實施例中，采用了一個判定電路，作為用于根據(jù)斷開功率MOSFET16時接線端TB與TL之間的電壓，判定方向指示開關(guān)12的斷開狀態(tài)以及蓄電池電壓的降低狀態(tài)兩者的判定電路，它是由用于判定接線端TB與TL之間的電壓的晶體管TR9;以及用于判定功率MOSFET16的斷開狀態(tài)的晶體管TR10配置成的。由于在接通功率MOSFET16時在這一判定電路中不能進行判定操作，所以在功率MOSFET16的接通狀態(tài)中斷開方向指示開關(guān)12時，這一判定電路檢測不出這一情況，從而便不能快速地放電該充/放電電容器C0。
為了快速地檢測出與功率MOSFET16無關(guān)的方向指示開關(guān)從接通狀態(tài)至斷開狀態(tài)的切換操作，如圖11中所示可采用一個判定比較器CO6。這一判定比較器CO6將經(jīng)由電阻器R25輸入的出現(xiàn)在二極管D1與電阻器R15之間的一個結(jié)點上的電壓與使用電阻器R26與R27細分恒定電壓電路的恒定電壓VT得到的參照電壓進行比較。然后，當(dāng)這一結(jié)點電壓低于參照電壓時，即接線端TB與TL之間的電壓低于參照電壓時，這一判定比較器CO6便輸出一個高電平信號。
換言之，如果在接通功率MOSFET16時方向指示開關(guān)12處于接通狀態(tài)中，則用于接通方向指示燈10L或10R的電流便在接線端TB與TL之間流動。結(jié)果，當(dāng)斷開方向指示開關(guān)12時，即使在接線端TB與TL之間產(chǎn)生一個非常低的電壓，也不會有電流在接線端TB與TL之間流動，因此不會產(chǎn)生這一非常低的電壓。結(jié)果，如圖11中所示，如果進行這一測定，便能判定方向指示開關(guān)12的接通至斷開切換操作而與功率MOSFET16的接通/斷開狀態(tài)無關(guān)，因此充/放電電容器C0得以快速放電。這便是說，用電阻器R26與R27產(chǎn)生了一個非常低的參照電壓，判定比較器CO6通過檢測電阻器R16與二極管D1之間的結(jié)點電壓是否低于這一非常低的參照電壓來判定方向指示開關(guān)12的斷開狀態(tài)。然后，響應(yīng)來自這一判定比較器CO6的高電平信號，接通晶體管TR4與TR8。
應(yīng)當(dāng)理解，即使在接通功率MOSFET16時這一判定比較器CO6能夠判定方向指示開關(guān)12的斷開狀態(tài)，這一判定比較器CO6都不能判定蓄電池電壓的下降情況。因此，如圖1的第一實施例，為了判定蓄電池電壓的下降情況來停止功率MOSFET16的驅(qū)動操作，必須采用另一種判定電路。這一判定電路能在功率MOSFET16的斷開狀態(tài)期間，從接線端TB與TL之間的電壓中判定蓄電池電壓的下降情況。
圖11中示出了根據(jù)第二實施例的車輛方向指示裝置的電路配置，其中已將圖9中所示的用在車輛方向指示裝置中的、由晶體管TR9與TR10構(gòu)成的判定電路改變成由判定比較器CO6構(gòu)成的上述判定電路。由于除了上述電路部分以外的其余電路部分是完全和圖1中所示的方向指示裝置的相同的，便用圖1中所用的相同參照數(shù)字來指示它們，并省略它們的描述。
權(quán)利要求
1.一種負載驅(qū)動裝置，包括一個充/放電電容器；一個充/放電電路，用于以跨接電容器的電壓在一個預(yù)置的上限電壓與一個預(yù)置的下限電壓之間變化的方式、在一個預(yù)定的時間常量上充/放電該電容器；一個驅(qū)動電路，用于在該充/放電電路使電容器充電，或者在跨接電容器的電壓高于或等于上限電壓與下限電壓之間的一個預(yù)定電壓時，接通一個與一條將一個電流從DC電源提供給負載的電流通路串聯(lián)的功率晶體管；過電流判斷裝置，用于判定跨接連接在上述電流通路上的功率晶體管的兩端的電壓是否超過一個過量電流判定電壓；上限電壓改變裝置，用于當(dāng)所述過電流判斷裝置判定了所述端電壓超過所述過量電流判定電壓時，將所述充/放電電路在其上停止電容器的充電操作并開始其放電操作的上限電壓改變到通常高于驅(qū)動停止判定電壓的一個值；以及第一驅(qū)動停止裝置，用于通過判斷所述跨接電容器的兩端的電壓是否高于或等于所述驅(qū)動停止判定電壓，當(dāng)所述跨接電容器的兩端的電壓成為高于或等于所述驅(qū)動停止判定電壓時，強制斷開該功率晶體管，并且進一步將所述充/放電電路保持在電容器的充電狀態(tài)中。
2.權(quán)利要求1所提出的一種負載驅(qū)動裝置，其中所述過電流判斷裝置生成一個對應(yīng)于流經(jīng)所述負載的負載電流的電壓，并進一步將所述電壓校正到適應(yīng)于所述功率晶體管的溫度特征的電壓。
3.權(quán)利要求1或2所提出的一種負載驅(qū)動裝置，其中所述電流通路是具有一個DC電源接線端及一個負載接線端，并且在所述負載接線端上設(shè)置有用于連接所述負載接線端與負載的一個負載連接開關(guān);在負載驅(qū)動裝置中采用了整體上超壓保護裝置，該超壓保護裝置配備有一個與所述功率晶體管并聯(lián)的輔助電源，用于用跨接所述功率晶體管兩端出現(xiàn)的電壓將電子電荷存儲進一個電源電容器，及用于用存儲在所述電源電容器及跨接所述DC電源與所述負載接線端的電壓生成一個電源電壓;以及一個通過接受所述輔助電源提供的電力而操作的負載電路，用于響應(yīng)外部輸入的一個控制信號接通/斷開所述功率晶體管，借此驅(qū)動所述負載;超壓判斷裝置，用于當(dāng)所述輔助電源作用的電源電壓超過一個預(yù)定的判定電壓時，作出在所述DC電源中偶然出現(xiàn)超壓的判定;判定電壓設(shè)定裝置，用于在所述超壓判斷裝置不判定出現(xiàn)所述超壓時，將所述判定電壓設(shè)定在第一判定電壓上，及用于在所述超壓判斷裝置判定出現(xiàn)所述超壓時，將所述判定電壓設(shè)定在一個比所述第一判定電壓低一個預(yù)定的電壓的第二判定電壓上，直到所述超壓判斷裝置判定出現(xiàn)所述超壓為止;以及保護裝置，用于當(dāng)所述超壓判斷裝置判定出現(xiàn)所述超壓時，接通所述功率晶體管。
4.權(quán)利要求1至3中任何一項所提出的一種負載驅(qū)動裝置，其中為所述DC電源或所述輔助電源設(shè)置了輸出電壓檢測裝置;以及當(dāng)所述輸出電壓檢測裝置檢測出所述DC電源或所述輔助電源的輸出電壓的降低狀態(tài)時，所述輸出電壓檢測裝置便停止所述功率晶體管的驅(qū)動操作。
5.權(quán)利要求4所提出的一種負載驅(qū)動裝置，其中當(dāng)所述輸出電壓檢測裝置檢測出DC電源或輔助電源的輸出電壓的降低狀態(tài)時，所述第二驅(qū)動停止裝置通過改變所述充/放電電路的輸出來停止所述功率晶體管的驅(qū)動操作。
6.權(quán)利要求4或5所提出的一種負載驅(qū)動裝置，其中設(shè)置了狀態(tài)檢測裝置，它用所述輸出電壓檢測裝置檢測輸出電壓的降低狀態(tài)，并且還檢測所述功率晶體管的接通/斷開狀態(tài);以及當(dāng)所述狀態(tài)檢測裝置檢測出所述功率晶體管的斷開狀態(tài)時，便快速放電所述充/放電電容器。
7.權(quán)利要求4或6中任何一項所提出的一種負載驅(qū)動裝置，還包括一個驅(qū)動信號輸出禁止電路，用于當(dāng)所述充/放電電容器的端電壓成為低于或等于在所述充/放電操作中變化的兩個不同電壓值以下的一個預(yù)定的電壓時，禁止將所述功率晶體管的驅(qū)動信號從所述充/放電電路輸出到所述功率晶體管的所述驅(qū)動裝置。
全文摘要
用在車輛方向指示裝置中的不受過電流與超壓影響的負載驅(qū)動裝置，包括一充/放電電容器；一充/放電電路，用于以跨接電容器的電壓在預(yù)置的上限電壓與下限電壓之間變化的方式，在一預(yù)定時間常量上充/放電該電容器；一驅(qū)動電路，用于接通一與一條電流通路串聯(lián)的功率晶體管；過電流判斷裝置，用于判定跨接在上述電流通路上的功率晶體管兩端的電壓是否超過一過電流判定電壓。還包括上限電壓改變裝置；及第一驅(qū)動停止裝置。
文檔編號H02H7/20GK1108828SQ94117028
公開日1995年9月20日 申請日期1994年9月27日 優(yōu)先權(quán)日1993年9月27日
發(fā)明者石川富久夫, 小西秀一, 中村克己, 池本秀行, 石田俊男 申請人:日本電裝株式會社