JP2008026010A - 電子回路および電子回路を備えた車載機器 - Google Patents

Abstract

【課題】個別に電源を持ち個別に接地がなされた回路間の互いの接地線を接続した場合に、第一の回路が非接地となったときの非接地の検出および過電圧によって回路の誤動作等を防止できる電子回路を提供する。
【解決手段】電源ＶＤＤ１から電源電圧を供給され、接地ＧＮＤ１で接地される電子回路１０のマイコンＡ１と、電源ＶＤＤ２から電源電圧を供給され、接地ＧＮＤ２で接地される電子回路２０のマイコンＢ３とか信号線３０、３１で互いに接続されるとともに、接地ＧＮＤ１と接地ＧＮＤ２とを配線３４で接続している場合に、ＧＮＤ２を基準としてＶＤＤ１の電圧値を監視する異常電圧検出回路Ａ２を電子回路１０に設ける。電子回路１０が非接地状態になり、配線３４に大電流が流れてＶＤＤ１の電位が予め定めた所定以上の電圧値になると、異常電圧検出回路Ａが異常電圧検出信号をマイコンＡ１に出力し、マイコンＡ１は電子回路１０を停止状態にする。
【選択図】図２

Description

本発明は、回路の非接地を検出できる電子回路および電子回路を備えた車載機器に関する。

従来、電子機器等に含まれる電子回路おいては、該電子回路の動作上接地することが必要な場合がある。

また、それぞれ電源を持ちそれぞれ接地された電子回路間を接続して信号の送受信を行う場合には、送受信する信号レベルの基準とするために互いの接地線も接続することがある。

上述した複数の電子回路の接地線を接続した場合の例を図１に示す。図１は電子回路１００と電子回路２００とが接続されている。

電子回路１００は、マイコンＡ１０１と、電源ＶＤＤ１０と、接地ＧＮＤ１０と、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５とを備えている。

マイコンＡ１０１は電源ＶＤＤ１０から電源電圧を供給され、接地ＧＮＤ１０に接地されている。また、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４を通じて電子回路２００と信号の送受信をする。

抵抗Ｒ１３、Ｒ１４が接続されている信号線は、抵抗Ｒ１５を通して電源ＶＤＤ１０が接続されている。

電子回路２００は、マイコンＢ２０１と、電源ＶＤＤ２０と、接地ＧＮＤ２０と、抵抗Ｒ１６、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ１９、Ｒ２０とを備えている。

マイコンＢ２０１は電源ＶＤＤ２０から電源電圧を供給され、接地ＧＮＤ２０に接地されている。また、抵抗Ｒ１６、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ１９を通じて電子回路１００と信号の送受信をする。

抵抗Ｒ１６、Ｒ１７が接続されている信号線は、抵抗Ｒ２０を通して電源ＶＤＤ２０が接続されている。

さらに、電子回路１００の接地ＧＮＤ１０と電子回路２００の接地ＧＮＤ２０は互いに配線３００で接続されている。

上述した構成において、電子回路１００が非接地となると、電子回路１００は、接続している電子回路２００の接地ＧＮＤ２０を基準として動作してしまう。このとき、電子回路１００に図示しないアンプなどの大電流を消費するような回路または素子などがあると、電子回路１００の接地線と電子回路２００の接地線とを接続する配線３００に大電流が流れる。そのため、配線３００に電位差が生じ電子回路１００の電源ＶＤＤ１０の電位が上昇してしまうため、電子回路１００と電子回路２００間の信号レベルが変動し、異常な電圧がマイコンＢ２０１にかかって回路が誤動作するという問題があった。

このような問題に対して、従来は接地ＧＮＤ１０と接地ＧＮＤ２０とを接続する配線３００にヒューズを接続して、配線３００に過電流が流れた場合はヒューズが切断させることで、異常電圧や回路の誤動作等を防止していた。

しかしながら、上述したヒューズを用いた方法では、過電流が流れた場合には、ヒューズを交換するためにケーブル交換など手間がかかり効率が悪かった。

そこで、本発明は、例えば個別に電源を持ち個別に接地がなされた回路間の互いの接地線を接続した場合に、第一の回路が非接地となったときの非接地の検出および過電圧によって回路の誤動作等を防止できる電子回路を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、第一の電源から電源電圧を供給され第一の接地線により接地される第一の回路と、第二の電源から電源電圧を供給され第二の接地線により接地される第二の回路と、を備え、前記第一の回路と前記第二の回路は互いに信号線で接続されるとともに前記第一の接地線と前記第二の接地線も互いに接続されている電子回路において、前記第一の電源の電圧値が前記第二の接地線を基準として異常か否かを判断する異常電圧検出手段を備えることを特徴としている。

以下、本発明の一実施形態にかかる電子回路を説明する。本発明の一実施形態にかかる電子回路は、異常電圧検出手段において第二の接地線を基準として、第一の電源の電圧値が異常か否かを検出する。このようにすることにより、第一の回路が非接地状態になって、第二の回路の接地を基準に動作してしまうことで接地線に過電流が流れ、第一の回路と第二の回路間の信号線に過電圧がかかっていることを検出することができる。

また、異常電圧検出手段が、予め定めた所定の電圧値以上となった場合に異常検出と判断してもよい。このようにすることによって、接続させる回路に応じた異常電圧を予め設定することができるので、非接地状態などによって、第二の回路の接地を基準に動作してしまい接地線に過電流が流れ、回路間の信号線に過電圧がかかっていることを検出することができる。

また、異常電圧検出手段が異常検出した場合に、前記第一の回路の動作を停止させる制御手段を備えてもよい。このようにすることによって、異常電圧検出手段が異常電圧検出したときには回路の動作を停止させることができるので過電圧によって回路が異常動作をすることが防止できる。

また、第一の電源と第一の接地線および第一の回路は、一の筺体に設けられるとともに、第二の電源と第二の接地線および第二の回路が、他の筺体に設けられてもよい。このようにすることによって、回路が別々の筺体に分かれた機器間においても、一の筺体に設けられる第一の回路が他の筺体に設けられる第二の回路の接地線で動作することを防止でき、結果として機器の誤動作を防止することができる。

また、車載機器に請求項１乃至３のいずれかに記載の電子回路を備えても良い。このようにすることによって、車載機器で非接地状態の検出および非接地状態による回路や機器の誤動作を防止することができる。

本発明の第１の実施例にかかる電子回路としての電子回路１０および電子回路２０を図２を参照して説明する。第一の回路としての電子回路１０は、制御手段としてのマイコンＡ１と、異常電圧検出手段としての異常電圧検出回路Ａ２と、第一の電源としての電源ＶＤＤ１と、第一の接地としての接地ＧＮＤ１と、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５とを備えている。

マイコンＡ１は、電源ＶＤＤ１から電源電圧を供給され、接地ＧＮＤ１に接地されている。またマイコンＡ１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）を内蔵し電子回路１０の制御および抵抗Ｒ１、Ｒ２を備えた信号線３０と、Ｒ３、Ｒ４を備えた信号線３１通じて電子回路２０と信号の送受信を行う。

異常電圧検出回路Ａ２は、電源ＶＤＤ１と、配線３２を経由して電子回路２０の接地ＧＮＤ２と接続されている。異常電圧検出回路Ａ２は、電源ＶＤＤ１に接続された配線の電位を電子回路２０の接地ＧＮＤ２を基準として監視し、所定の電圧値以上になったら、異常検出信号をマイコンＡ１に出力する。

抵抗Ｒ３、Ｒ４が接続されている信号線３１は、抵抗Ｒ５を通して電源ＶＤＤ１が接続されている。

第二の回路としての電子回路２０は、制御手段としてのマイコンＢ３と、異常電圧検出手段としての異常電圧検出回路Ｂ４と、第二の電源としての電源ＶＤＤ２と、第二の接地としての接地ＧＮＤ２と、抵抗Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０とを備えている。

マイコンＢ３は、電源ＶＤＤ２から電源電圧を供給され、接地ＧＮＤ２に接地されている。またマイコンＢ３は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭを内蔵し電子回路２０の制御および抵抗Ｒ６、Ｒ７を備えた信号線３０と、Ｒ８、Ｒ９を備えた信号線３１を通じて電子回路１０と信号の送受信を行う。

異常電圧検出回路Ｂ４は、電源ＶＤＤ２と、配線３３を経由して電子回路１０の接地ＧＮＤ１と接続されている。異常電圧検出部Ｂ４は、電源ＶＤＤ２に接続された配線の電位を電子回路１０の接地ＧＮＤ１を基準として監視し、所定の電圧値以上になったら、異常検出信号をマイコンＢ３に出力する。

抵抗Ｒ６、Ｒ７が接続されている信号線３０は、抵抗Ｒ５を通して電源ＶＤＤ１が接続されている。

電子回路１０の接地ＧＮＤ１と電子回路２０の接地ＧＮＤ２とは配線３４によって互いに接続されている。

このような構成からなる電子回路１０および電子回路２０において、いずれかの電子回路が非接地となった場合、すなわち電子回路１０の場合は接地ＧＮＤ１との接続が外れた場合または、電子回路２０の場合は接地ＧＮＤ２との接続が外れた場合の異常検出動作について説明する。

まず、電子回路１０が非接地状態となった場合を説明する。接地ＧＮＤ１が外れるなどで電子回路１０が非接地となると、電子回路１０は配線３４を経由して接続されている接地ＧＮＤ２を基準として動作をする。ここで、電子回路１０に電源ＶＤＤ１と接地ＧＮＤ１に接続された図示しないアンプなどの動作時に大電流を必要とする素子や回路等が搭載されていると、配線３４に大電流が流れる。

配線３４に所定以上の大電流が流れると、配線３４の配線抵抗によって図２のＡ−Ｂ間には電位差Ｖｎが生じる。すなわち、Ａ点（電源ＶＤＤ１のマイナス側）の電位が上昇するため、電源ＶＤＤ１から電源電圧を供給する配線の電位（例えばＣ点）は接地ＧＮＤ２を基準とすると電源ＶＤＤ１の電圧値＋Ｖｎとなる。

図２中のマイコンＡ１は、Ｃ点の電位が上昇しても基準となる接地しているＡ点の電位も上昇しているのでかかる電圧はＶＤＤ１であるが、マイコンＡ１とマイコンＢ３とを接続している信号線３１を通じたマイコンＢ３は、接地ＧＮＤ２を基準に動作しているため、マイコンＢ３の信号線３１が接続されている端子に電源ＶＤＤ１の電圧値＋Ｖｎの電圧がかかり、Ｖｎの大きさによっては予期せぬ異常動作を起こしてしまう。

したがって、異常電圧検出回路Ａ２において、接地ＧＮＤ２を基準として電源ＶＤＤ１を供給している点（例えばＣ点）を監視し、予め定めた電圧値以上の電圧が検出された場合は、マイコンＡ１に対して異常電圧検出信号を送信する。異常電圧検出信号を受信したマイコンＡ１は電子回路１０の全ての動作を停止させ、休止状態または強制終了状態など異常電圧が検出されない状態へ移行させる。

次に、電子回路２０が非接地状態となった場合を説明する。接地ＧＮＤ２が非接地状態となった場合も接地ＧＮＤ１と同様に、異常電圧検出回路Ｂ４において、接地ＧＮＤ１を基準として電源ＶＤＤ２を監視し、予め定めた電圧値以上の電圧が検出された場合は、マイコンＢ３に対して異常電圧検出信号を送信する。異常電圧検出信号を受信したマイコンＢ３は電子回路２０の全ての動作を停止させ、休止状態または強制終了状態など異常電圧が検出されない状態へ移行させる。

本実施例によれば、それぞれ個別に電源が供給され接地がされて、信号線と互いの接地線が接続された電子回路１０と電子回路２０において、例えば電子回路１０であれば電子回路１０に電子回路２０の接地ＧＮＤ２を基準として電源ＶＤＤ１の電圧値を監視する異常電圧検出回路Ａ２を設け、接地ＧＮＤ２を基準とした電源ＶＤＤ１の電圧値が予め定めた所定の電圧値以上となった場合には、異常電圧検出回路Ａ２がマイコンＡ１に対して異常検出信号を出力する。マイコンＡ１は、異常検出信号が入力されると電子回路１０の動作を停止させる。このようにすることで、電子回路１０の接地ＧＮＤ１が外れて非接地となり、電子回路２０の接地ＧＮＤ２を基準として電子回路１０が動作した場合に電子回路１０と２０の接地線を接続する配線３４の電位差Ｖｎの値が所定値以上となれば異常電圧検出回路Ａ２が異常を検出できるので、マイコンＢ３の誤動作を電子回路１０を停止することで防止できる。

次に、第２の実施例にかかる電子回路１０および電子回路２０´を図３を参照して説明する。なお、前述した第１の実施例と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。

上述した第１の実施例では、電子回路１０と電子回路２０の双方に異常電圧検出回路を設けていたが、本実施例においては電子機器２０´には大電流を必要とするような素子や回路等が接続されないため異常電圧検出回路が省略されている。

したがって、図３において、電子回路２０´では異常電圧検出回路が削除され、マイコンＢ３から特に制御機能を持たない集積回路ＩＣ３´に変更されている。

ここで、電子回路１０が、非接地となった場合は実施例１と同様である。すなわち、図示しないアンプなどからの電流によるＶＤＤ１の電位上昇を検出して予め定めた所定以上の電圧値以上となった場合は、異常電圧検出回路Ａ２で異常検出と判断し、マイコンＡ１に異常検出信号を出力する。マイコンＡ１は異常検出信号を受信すると電子回路１０を停止状態にする。

電子回路２０が非接地となった場合、電子回路２０は接地ＧＮＤ１を基準に動作してしまうが、電子回路２０には大電流を使用する回路を素子がないために、配線３４に流れる電流も極僅かなためＡ−Ｂ間に生じる電位差Ｖｎは極めて小さな値となる。したがってＶＤＤ２の電位の上昇も僅かであるために、マイコンＡ１の誤動作に繋がるような異常電圧がかかることはない。

本実施例によれば、それぞれ個別に電源が供給され接地がされて、信号線と互いの接地線が接続された電子回路１０と電子回路２０において、大電流を使用する回路や素子などが無い電子回路２０には異常電圧検出回路を省略している。このようにすることで、互いの接地線を接続した配線に過電流を流すことが無いことが明らかである場合には異常電圧検出回路を省略することで、不要な回路を省略し、最小限の電子回路の追加のみに押さえることができる。

なお、上述した実施例において電子回路１０を設けた電子機器と電子回路２０を設けた電子機器というように一の筺体と他の筺体に分けて双方の機器間を接続ケーブルなどで接続しても良い。このようにすることで、電子機器間において非接地状態の検出および誤動作を防止することができる。

特にカーオーディオなどの車載機器においては、光ディスク装置、表示装置など機器としてのメインとなる機能の電子回路をインパネなどの所定のスペースにまとめて搭載するために、受信機やアンプおよび電源などの電子回路は別筺体に分割されて座席下などに配置されることがあり、さらに家庭用機器のようにコンセントへの接続でなく専用の配線で車体から電源や接地を接続することから接地が確実になされないことがあるために、本発明を適用すると効果的である。

また、電子回路１０と電子回路２０は、同一筺体で別々の基板に分かれている場合でもよく、それぞれ個別に電源を持ち、夫々個別に接地されている電子回路間で信号線と接地線が接続されているような電子回路に適用可能である。

前述した実施例によれば、以下の電子回路１０および電子回路２０が得られる。

（付記１）電源ＶＤＤ１から電源電圧を供給され接地ＧＮＤ１により接地される電子回路１０と、電源ＶＤＤ２から電源電圧を供給され接地ＧＮＤ２により接地される電子回路２０と、を備え、電子回路１０と電子回路２０は互いに信号線３０および３１で接続されるとともに接地ＧＮＤ１と接地ＧＮＤ２も接続されている電子回路１０および電子回路２０において、
ＶＤＤ１の電圧値が接地ＧＮＤ２を基準として異常か否かを判断する異常電圧検出回路Ａ２を備えることを特徴とする電子回路１０および電子回路２０。

この電子回路１０および電子回路２０によれば、電子回路１０が非接地状態になって、電子回路２０の接地を基準に動作してしまうことで配線３４に過電流が流れ、電子回路１０と電子回路２０間の信号線３１に過電圧がかかっていることを検出することができる。

なお、前述した実施例は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施例に限定されるものではない。すなわち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

従来技術における電子回路の回路図である。 本発明の第１の実施例にかかる電子回路の回路図である。 本発明の第２の実施例にかかる電子回路の回路図である。

符号の説明

１ マイコンＡ（制御手段）
２ 異常電圧検出回路Ａ（異常電圧検出手段）
３ マイコンＢ（制御手段）
４ 異常電圧検出回路Ｂ（異常電圧検出手段）
１０ 電子回路（第一の回路）
２０ 電子回路（第二の回路）
３０ 信号線
３１ 信号線
３４ 配線
ＶＤＤ１ 電源（第一の電源）
ＧＮＤ１ 接地（第一の接地）
ＶＤＤ２ 電源（第二の電源）
ＧＮＤ２ 接地（第二の接地）

Claims (5)

1. 第一の電源から電源電圧を供給され第一の接地線により接地される第一の回路と、第二の電源から電源電圧を供給され第二の接地線により接地される第二の回路と、を備え、前記第一の回路と前記第二の回路は互いに信号線で接続されるとともに前記第一の接地線と前記第二の接地線も互いに接続されている電子回路において、
   前記第一の電源の電圧値が前記第二の接地線を基準として異常か否かを判断する異常電圧検出手段を備えることを特徴とする電子回路。
2. 前記異常電圧検出手段が、予め定めた所定の電圧値以上となった場合に異常検出と判断することを特徴とする請求項１に記載の電子回路。
3. 前記異常電圧検出手段が異常検出した場合に、前記第一の回路の動作を停止させる制御手段を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の電子回路。
4. 前記第一の電源と前記第一の接地線および前記第一の回路は、一の筺体に設けられるとともに、前記第二の電源と前記第二の接地線および前記第二の回路が、他の筺体に設けられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電子回路。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電子回路を備えた車載機器。

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