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公開番号2025103758
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-09
出願番号2023221380
出願日2023-12-27
発明の名称故障検出装置及び半導体装置
出願人サンケン電気株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01H 47/00 20060101AFI20250702BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】簡易な構成で電磁接触器の故障を検出することが可能な故障検出装置を提供する。
【解決手段】故障検出装置100は、コイルに流れる電流によって電流経路を開閉する開閉部の異常を検出する故障検出装置である。故障検出装置100は、コイルに流れる電流値を検出する電流検出部110と、電流値を電圧値に変換する電圧変換部130と、を備える。また、故障検出装置100は、電圧値の変動を平均化した平均化信号を生成する平均化信号生成部160aと、電圧値と前記平均化信号との比較により、前記開閉部の異常を検出する比較器Compと、を備える。
【選択図】図3A
特許請求の範囲【請求項１】
コイルに流れる電流によって電流経路を開閉する開閉部の異常を検出する故障検出装置であって、
前記コイルに流れる電流値を検出する電流検出部と、
前記電流値を電圧値に変換する電圧変換部と、
前記電圧値の変動を平均化した平均化信号を生成する平均化信号生成部と、
前記電圧値と前記平均化信号との比較により、前記開閉部の異常を検出する比較器と、
を備える故障検出装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記電流検出部は、
駆動回路と、
第１の入力端が前記コイルと接続される増幅器と、
一端が前記コイル及び前記増幅器の前記第１の入力端と接続され、前記駆動回路によって制御される電流検出用ＭＯＳと、
一端が前記増幅器の第２の入力端に接続され、前記駆動回路によって制御されるセンスＭＯＳと、を有する、請求項１に記載の故障検出装置。
【請求項３】
前記電流検出部は、
駆動回路と、
増幅器と、
ドレイン端子が前記コイルと接続されたローサイドＭＯＳと、
一端が前記ローサイドＭＯＳのソース端子と接続され、他端が前記増幅器の第１の入力端に接続された第１抵抗と、
一端が前記増幅器の第２の入力端に接続された第２抵抗と、
一端が前記ローサイドＭＯＳのソース端子に接続され、他端が前記第２抵抗の他端に接続された第３抵抗と、
を有する請求項１に記載の故障検出装置。
【請求項４】
前記電流検出部は、
駆動回路と、
増幅器と、
ドレイン端子がバッテリと接続されたハイサイドＭＯＳと、
一端が前記ハイサイドＭＯＳのソース端子と接続され、他端が前記コイル及び前記増幅器の第１の入力端に接続された第４抵抗と、
一端が前記ハイサイドＭＯＳのソース端子と接続され、他端が前記増幅器の第２の入力端に接続された第５抵抗と、
を有する請求項１に記載の故障検出装置。
【請求項５】
前記平均化信号生成部は、
アノード側が前記電圧変換部と接続されたダイオードと、
前記ダイオードのカソード側と直列に接続された第１分圧抵抗と、
一端が前記第１分圧抵抗と直列に接続され、他端が基準電位に接続された第２分圧抵抗と、
前記第２分圧抵抗と並列に接続されたコンデンサと、を有し、
前記平均化信号は、前記コンデンサの電圧値である、請求項１に記載の故障検出装置。
【請求項６】
前記平均化信号生成部は、前記電圧変換部の出力をピーク値とした前記平均化信号を生成する請求項１に記載の故障検出装置。
【請求項７】
コイルに流れる電流によって電流経路を開閉する開閉部と、
請求項１から６のいずれか一項に記載の故障検出装置と、
を備える半導体装置。
【請求項８】
前記開閉部は、電磁接触器である請求項７に記載の半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、故障検出装置及び半導体装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、電磁接触器を備える電源装置の故障を検出する技術が提案されている。特許文献１には、電源装置に設けられたリレー接点の故障を検出するリレー故障検出装置が開示されている。特許文献１に開示されたリレー故障検出装置は、リレー内部コイルに流れる電流値の変化から、リレー内部コイルのインダクタンス変化の有無を検知する事でリレーの故障を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１１－２１５１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されたリレー故障検出装置は、電流値の変化に対して、コイルの駆動電流値を微分することで接点溶着の有無を判定する。しかし、コイルの駆動電流値を微分することによる接点溶着の有無の判定は、微分演算を行うＣＰＵ等の装置が必要となり、回路規模が増大する。
【０００５】
本開示は、このような従来技術が有する課題に鑑みてなされたものである。そして本開示の目的は、簡易な構成で電磁接触器の故障を検出することが可能な故障検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の態様に係る故障検出装置は、コイルに流れる電流によって電流経路を開閉する開閉部の異常を検出する故障検出装置であって、コイルに流れる電流値を検出する電流検出部と、電流値を電圧値に変換する電圧変換部と、電圧値の変動を平均化した平均化信号を生成する平均化信号生成部と、電圧値と平均化信号との比較により、開閉部の異常を検出する比較器と、を備える。
【０００７】
本開示の他の態様に係る半導体装置は、コイルに流れる電流によって電流経路を開閉する開閉部と、上記の故障検出装置と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、簡易な構成で電磁接触器の故障を検出することが可能な故障検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１Ａは、本実施形態に係る故障検出装置が適用される半導体装置の構成の一例を示す図である。
図１Ｂは、本実施形態に係る故障検出装置が適用される半導体装置の構成の他の例を示す図である。
図２Ａは、コイルに流れる電流に関し、コンタクタが正常時の電流について説明するための図である。
図２Ｂは、コイルに流れる電流に関し、コンタクタが溶着故障時の電流について説明するための図である。
図３Ａは、第１の実施形態に係る故障検出装置の構成の一例を示す図である。
図３Ｂは、第１の実施形態に係る故障検出装置の構成の他の例を示す図である。
図４Ａは、第１の実施形態において、コンタクタが正常な場合の故障検出部の波形を示す図である。
図４Ｂは、第１の実施形態において、コンタクタが異常な場合の故障検出部の波形を示す図である。
図５Ａは、第２の実施形態に係る故障検出装置の構成の一例を示す図である。
図５Ｂは、第２の実施形態に係る故障検出装置の構成の他の例を示す図である。
図６Ａは、第２の実施形態において、コンタクタが正常な場合の故障検出部の波形を示す図である。
図６Ｂは、第２の実施形態において、コンタクタが異常な場合の故障検出部の波形を示す図である。
図７Ａは、他の本実施形態に係る故障検出装置の構成の一例を示す図である。
図７Ｂは、他の本実施形態に係る故障検出装置の構成の他の例を示す図である。
図７Ｃは、他の本実施形態に係る故障検出装置の構成の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示のいくつかの実施形態に係る故障検出装置１００及び半導体装置１０を、図面を参照しながら詳細に説明する。各実施形態に係る故障検出装置１００及び半導体装置１０の図中の同一又は相当部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
（【００１１】以降は省略されています）

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