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公開番号2025160783
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-23
出願番号2024063565
出願日2024-04-10
発明の名称電圧検出回路
出願人株式会社デンソー,トヨタ自動車株式会社,株式会社ミライズテクノロジーズ
代理人弁理士法人快友国際特許事務所
主分類G01R 19/00 20060101AFI20251016BHJP(測定;試験)
要約【課題】 ADコンバータを有する電圧検出回路において断線を検出する。
【解決手段】電圧検出回路であって、変調信号を生成する変調信号生成器と、第1入力配線と第2入力配線の間に印加される電圧をデジタル値に変換するADコンバータと、前記変調信号に応じて変化する第1電流を前記第1入力配線に供給するとともに前記変調信号に応じて変化する第2電流を前記第2入力配線に供給する電流源と、前記ADコンバータの出力値を微分した値を出力する微分器と、前記変調信号に応じて正負に変化する値に前記微分器の出力値を乗算する乗算器と、前記乗算器の出力値を積分する積分器、を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電圧検出回路であって、
変調信号（Ｓｉｇ１）を生成する変調信号生成器（６０）と、
第１入力配線（２０ａ）と第２入力配線（２０ｂ）の間に印加される電圧をデジタル値に変換するＡＤコンバータ（５０）と、
前記変調信号に応じて変化する第１電流（Ｉｗｏｄ１）を前記第１入力配線に供給するとともに前記変調信号に応じて変化する第２電流（Ｉｗｏｄ２）を前記第２入力配線に供給する電流源（３０）と、
前記ＡＤコンバータの出力値を微分した値を出力する微分器（５２）と、
前記変調信号に応じて正負に変化する値（Ｓｉｇ１ａ）に前記微分器の出力値を乗算する乗算器（５４）と、
前記乗算器の出力値を積分する積分器（５６）、
を有する電圧検出回路。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記変調信号が基準周波数（ｆｃ）で変動する、請求項１に記載の電圧検出回路。
【請求項３】
前記変調信号が複数の周波数成分（ｆａ、ｆｂ）を有する、請求項１に記載の電圧検出回路。
【請求項４】
前記電流源が、
前記変調信号を前記第１電流に変換する第１ＤＡコンバータ（３１ａ）と、
前記変調信号を前記第２電流に変換する第２ＤＡコンバータ（３１ｂ）、
を有する、請求項１～３のいずれか一項に記載の電圧検出回路。
【請求項５】
前記第１電流の供給が停止されている期間に前記第１入力配線から電流を引き抜くとともに前記第２電流の供給が停止されている期間に前記第２入力配線から電流を引き抜く電流生成回路（７０）をさらに有する請求項１～３のいずれか一項に記載の電圧検出回路。
【請求項６】
前記電流源が、
第１定電流源と、
第２定電流源と、
前記第１定電流源から供給される電流が前記第１電流として前記第１入力配線に供給されるとともに前記第２定電流源から供給される電流が前記第２電流として前記第２入力配線に供給される第１接続状態と、前記第２定電流源から供給される電流が前記第１電流として前記第１入力配線に供給されるとともに前記第１定電流源から供給される電流が前記第２電流として前記第２入力配線に供給される第２接続状態との間で接続状態を切り換えるチョッパ回路（３２）、
を有し、
前記チョッパ回路が前記接続状態を切り換える周波数が、前記ＡＤコンバータのサンプリング周波数の整数倍である、
請求項１～３のいずれか一項に記載の電圧検出回路。
【請求項７】
前記電流源が、
複数の定電流源と、
前記複数の定電流源から少なくとも１つの第１定電流源と少なくとも１つの第２定電流源を選択する選択回路（３２、３６）と、
前記第１定電流源から供給される電流から前記第１電流を生成する第１電流生成回路（４０ａ）と、
前記第２定電流源から供給される電流から前記第２電流を生成する第２電流生成回路（４０ｂ）、
を有し、
前記選択回路が、前記複数の定電流源から選択される前記第１定電流源と前記第２定電流源の組み合わせを経時的に変更する、
請求項１～３のいずれか一項に記載の電圧検出回路。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示の技術は、電圧検出回路に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【０００２】
特許文献１に開示の電圧検出回路は、ＡＤコンバータと、周波数信号生成回路を有している。周波数信号生成回路は、抵抗を介してＡＤコンバータの入力端子に接続されている。周波数信号生成回路は、基準周波数のパルス電圧を生成する。ＡＤコンバータの入力端子が検出対象のデバイスから切断されていると、ＡＤコンバータの入力端子の電位が基準周波数で変動する。この電圧検出回路は、ＡＤコンバータの出力値において、基準周波数に同期した変動電位を検出することにより、断線を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許第１０８５２３６０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術では、ＡＤコンバータが出力する変動電位（すなわち、基準周波数に同期した変動電位）の振幅が基準値以上となったときに断線を検出するので、周波数電圧生成回路で振幅が大きいパルス電圧を生成する必要がある。このように振幅が大きいパルス電圧がＡＤコンバータの入力端子に印加されると、オフセット電圧が大きくなり、電圧の検出精度が低下する。本明細書では、ＡＤコンバータを有する電圧検出回路においてより好適に断線を検出する技術を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書が開示する電圧検出回路は、変調信号を生成する変調信号生成器と、第１入力配線と第２入力配線の間に印加される電圧をデジタル値に変換するＡＤコンバータと、前記変調信号に応じて変化する第１電流を前記第１入力配線に供給するとともに前記変調信号に応じて変化する第２電流を前記第２入力配線に供給する電流源と、前記ＡＤコンバータの出力値を微分した値を出力する微分器と、前記変調信号に応じて正負に変化する値に前記微分器の出力値を乗算する乗算器と、前記乗算器の出力値を積分する積分器、を有する。
【０００６】
この電圧検出回路では、第１入力配線と第２入力配線が電圧検出対象のデバイスを含む外部回路に接続される。また、電流源が、変調信号に応じて変化する第１電流を第１入力配線に供給するとともに変調信号に応じて変化する第２電流を第２入力配線に供給する。
【０００７】
第１入力配線及び第２入力配線で断線が生じていない場合には、第１電流と第２電流は外部回路へ流れる。この場合、第１電流と第２電流に起因して第１入力配線と第２入力配線の間に生じる電圧は小さい。すなわち、第１入力配線と第２入力配線の間の電圧に、変調信号に同期した電圧成分はほとんど含まれない。この場合、微分器の出力値（すなわち、ＡＤコンバータの出力値を微分した値）には変調信号に同期した電圧成分はほとんど含まれず、微分器の出力値は比較的平坦な波形となる。したがって、乗算器の出力値（すなわち、変調信号に応じて正負に変化する値に微分器の出力値を乗算した値）は、正負に変化する値となる。このため、積分器の出力値（すなわち、乗算器の出力値を積分した値）は低い値に維持される。
【０００８】
第１入力配線及び第２入力配線のいずれかで断線が生じると、断線が生じた入力配線が第１電流または第２電流によってチャージされるので、断線が生じた入力配線の電位が上昇する。このとき、断線が生じた入力配線の電位は、変調信号に同期してステップ状に上昇する。この場合、微分器の出力値（すなわち、ＡＤコンバータの出力値を微分した値）は、変調信号に同期して変動する。したがって、乗算器において変調信号に応じて正負に変化する値に微分器の出力値を乗算すると、乗算器の出力値は正の値または負の値に偏って変動する信号（例えば、ゼロと正の値で変動する信号またはゼロと負の値で変動する信号）となる。このため、積分器の出力値（すなわち、乗算器の出力値を積分した値）の絶対値は時間経過とともに大きくなる。
【０００９】
以上に説明したように、断線の有無に応じて積分器の出力値が変化する。したがって、積分器の出力値に基づいて断線の有無を検出できる。また、この電圧検出回路では、第１入力配線に第１電流を流すとともに第２入力配線に第２電流を流すので、第１電流と第２電流に起因して生じるオフセット電圧が小さく、電圧を正確に検出できる。また、断線時には、断線に起因して生じる電位の変化量を積分器で積分するので、入力配線間に生じる電圧がそれほど大きくなくても断線を検出できる。このように、この電圧検出回路では、高い検出精度で電圧を検出可能であるとともに、断線を好適に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施例１の電圧検出回路の回路図。
実施例１の正常動作におけるグラフ。
実施例１の断線時におけるグラフ。
実施例２の電圧検出回路の回路図。
実施例２の正常動作におけるグラフ。
実施例２の断線時におけるグラフ。
実施例３の電圧検出回路の回路図。
実施例４の電圧検出回路の回路図。
実施例４の断線時におけるグラフ。
実施例５の電圧検出回路の回路図。
実施例６の電圧検出回路の回路図。
実施例７の変調信号生成器の回路図。
変形例の断線検出回路の回路図。
変形例の断線検出回路の回路図。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
（【００１１】以降は省略されています）

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