继电器装置制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种技术，该技术在电池的反向连接的情况下实现了继电器操作的防止，并且抑制了继电器电路的驱动电流路径的电压下降。在继电器装置(100)中，从电源电压(Vbatt)到接地(GND)，反向电流防止电路(150)、继电器驱动电路(110)和继电器电路(RLY)串联连接。反向电流防止电路(150)包括肖特基二极管(D101)和齐纳二极管(ZD101)。肖特基二极管(D101)与齐纳二极管(ZD101)并联连接，并且肖特基二极管(D101)的正向方向与齐纳二极管(ZD101)的正向方向相同。
【专利说明】继电器装置【技术领域】
[0001]本发明涉及一种继电器装置，并且更具体地，涉及一种在例如反向连接电池的情况下具有防止继电器操作功能的继电器装置。
【背景技术】
[0002]在近年来的车辆中，安装了各种电子控制器，并且安装电池作为电子控制器的驱动电源。由于安装在车辆上的电池是直流型，所以需要足够注意以适当地连接连接极性(正/负)。为了满足适当连接或防止由于电机的影响的突波，通常设置电池反向连接防止电路。
[0003]图1和图2示出设置有电池反向连接防止电路的继电器装置I和2。图1所示的继电器装置I包括:继电器电路RLY，该继电器电路RLY设置在电源电压Vbatt与接地GND之间；和继电器驱动电路10，该继电器驱动电路10布置在继电器电路RLY的上游侧(电源电压Vbatt侧)。继电器驱动电路10包括例如诸如晶体管的开关元件。在继电器驱动电路10和电源电压Vbatt的路径中，即，在驱动电流的路径中，布置了反向电流防止二极管Dl I。图2所示的继电器装置2具有继电器驱动电路20布置在继电器电路RLY的下游侧(接地GND侧)的结构。在电源电压Vbatt和继电器电路RLY的路径中，布置了反向电流防止二极管 D21。
[0004]不仅是上述电路，而且还提出了各种类型的技术作为安装在车辆上的保护电路。例如，公开了一种用于满足负载的电源的突波电压以及在电池的反向连接期间的防止过电流的技术(例如，参见专利文献I)。在专利文献I中公开的保护电路包括:二极管，该二极管与电感式负载并 联连接，并且具有设定为与电源电流的传导方向相反的方向的正向方向；和齐纳二极管，该齐纳二极管插置在二极管的一个端子与对应于二极管的该端子的负载的一个端子之间，并且具有与电源电流的传导方向相对应的正向方向。此外，公开了用于在通常时间期间减少电力消耗并且在电池的反向连接期间防止大电流的产生的技术(例如，参见专利文献2)。并且在该专利文献中公开的保护电路中，二极管和齐纳二极管的串联体与负载并联布置。
[0005]引用列表
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本专利公开N0.JP-A-2003-47287
[0008]专利文献2:日本专利公开N0.JP-A-2010-11598
【发明内容】
[0009]技术问题
[0010]在车辆中，偶尔发生电源电压Vbatt由于发动机的启动而显著降低的问题。通常，由于反向电流防止二极管Dll和D21的正向电压高，所以施加到继电器电路RLY的电压低。从而，在这种情况下，存在可能不能维持继电器电路RLY的接通操作的担心。当继电器电路RLY具有用于随着发动机的启动将电力供应到负载的功能时，如果不能保持继电器电路RLY的接通操作，则产生发动机不能启动的问题。另一方面，可以利用正向电压低的肖特基二极管来代替反向电流防止电路Dll和D21。然而，由于肖特基二极管的反向电压差，所以存在肖特基二极管在电源电压Vbatt中产生的负突波(例如，-100V)的情况下可能破损的担心。从而，要求不同的技术。此外，在专利文献I和2中公开的技术中，不能解决上述问题，使得仍然需要不同的技术。
[0011]本发明的目的是提供一种通过考虑上述情况而设计的技术，以解决上述问题。
[0012]技术方案
[0013]根据本发明的一个方面，提供了一种继电器装置，包括:
[0014]继电器电路，驱动电流从电池供给到该继电器电路；
[0015]驱动电路，该驱动电路被配置成驱动所述继电器电路；和
[0016]保护电路，该保护电路具有肖特基二极管和电压抑制元件，其中
[0017]所述电池、所述继电器电路、所述驱动电路和所述保护电路串联连接，并且
[0018]所述肖特基二极管和所述电压抑制元件形成并联体，在该并联体中，在所述肖特基二极管和所述电压抑制元件的正向方向被设定为相同方向的情况下，所述肖特基二极管和所述电压抑制元件互相并联连接。
[0019]所述肖特基二极管的反向电压特性可以比作为当反向连接所述电池时的电压的反向电压的电平高，并且所述电压抑制元件的抑制电压可以比所述反向电压的电平高，并且比所述肖特基二极管的反向电压特性低。所述电压抑制元件可以是齐纳二极管。
[0020]发明的有益效果
[0021]根据本发明，能够提供一种在电池的反向连接的情况下实现防止继电器操作的技术。此外，能够提供一种能够抑制继电器电路的驱动电流路径的电压下降的技术。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是示出根据常用技术的继电器装置的电路结构的示意图。
[0023]图2是示出根据常用技术的继电器装置的示意图。
[0024]图3是示出根据第一示例性实施例的继电器装置的电路结构的示意图。
[0025]图4是示出根据第二示例性实施例的继电器装置的示意图。
[0026]参考标记列表
[0027]100、200:继电器装置
[0028]110、220:继电器驱动电路
[0029]150、250:反向电流防止电路
[0030]RLY:继电器电路
[0031]Q101、Q201:第一晶体管
[0032]Q102:第二晶体管
[0033]DIO2、D2Ol:肖特基二极管
[0034]ZDlOl、ZD102、ZD201、ZD202:齐纳二极管
[0035]Vbatt:电源电压
[0036]GND:接地【具体实施方式】
[0037]现在，将通过参考附图来描述用于实施本发明的方式(在下文中将其称为“示例性实施例”)。在本示例性实施例中，使用了布置具有肖特基二极管和电压抑制元件的并联体的结构，来代替反向电流防止二极管。
[0038]首先，将描述作为安装在车辆上的继电器装置需要实现的技术规格(I)至(4)。
[0039](I)当增加保护电路时，尽可能多地抑制继电器电路的驱动电流路径的电压下降。
[0040](2)在电池的反向连接的情况下(-14V)，继电器电路不操作。
[0041](3)在电源电压中产生负突波(-100V)的情况下，部件不损坏。
[0042](4)在继电器电路从打开操作到关闭操作期间，部件不由于在继电器电路的线圈中产生的线圈突波而损坏。
[0043]为了满足上述技术规格(I)，将其正向电压低的肖特基二极管布置为反向电流防止二极管。此外，为了满足技术规格(2)，将肖特基二极管的反向电压特性设定为14V或更高。此外，由于肖特基二极管的反向电压性能太低而不能满足上述技术规格(3)，所以电压抑制元件作为用于保护肖特基二极管的部件与肖特基二极管并联连接，并且在与肖特基二极管的方向相同的方向上连接。此外，将电压抑制元件的抑制电压设定为比电池的反向连接的反向电压(14V)高并且比肖特基二极管的反向电压性能低。肖特基二极管的反向电压特性的值(14V)、电池的反向连接的反向电压的值(14V)和负突波的值(-100V)仅作为实例示出。本领域技术人员需要理解的是，根据车辆的技术规格会得到不同值。
[0044]作为电压抑制元件，例如，可以例示出齐纳二极管、压敏电阻和突波吸收器。当将晶体管设置在继电器驱动电路中时，也用作保护晶体管的齐纳二极管是更合适的。现在，将在第一和第二示例性实施例中描述具体电路结构。
[0045]<第一示例性实施例>
[0046]图3是示出根据第一示例性实施例的继电器装置100的电路结构的示意图。在继电器装置100中，图1所示的继电器装置I的反向电流防止二极管DlI由反向电流防止电路150代替,并且进一步具体示出驱动电路。
[0047]如图所示，在继电器装置100中，从电源电压Vbatt到接地GND，反向电流防止电路150、继电器驱动电路110和继电器电路RLY串联布置。当适当地连接电池时，电源电压设定为+14V。当错误地反向连接电池时，电源电压设定为-14V。
[0048]反向电流防止电路150包括肖特基二极管DlOl和齐纳二极管ZD101。肖特基二极管DlOl与齐纳二极管ZDlOl并联连接，并且肖特基二极管DlOl的正向方向与齐纳二极管ZDlOl的正向方向相同。这里，正向方向表示从电源电压Vbatt朝向接地GND的方向。即，包括肖特基二极管DlOl和齐纳二极管ZDlOl的并联体的上游侧(正极侧)连接到电源电压Vbatt，并且下游侧(负极侧)连接到继电器驱动电路110。
[0049]通过从指定的控制器的输出端子(CPU_输出)输出的驱动控制信号来驱动继电器驱动电路。作为具体结构，继电器驱动电路110包括:PNP型第一晶体管Q101、NPN型第二晶体管Q102、齐纳二极管ZD102和第一至第四电阻RlOl至R104。
[0050]第一晶体管QlOl的发射极连接到反向电流防止电路150。集电极连接到继电器电路RLY。此外，齐纳二极管ZD102连接在第一晶体管QlOl的发射极和集电极与之间。这里，齐纳二极管D102的正极连接到集电极。此外，第一电阻RlOl连接在第一晶体管QlOl的发射极与基极之间。
[0051]此外，第二晶体管Q102的集电极经过第二电阻R102连接到第一晶体管QlOl的基极。第二晶体管Q102的发射极连接到接地GND。基极经过第三电阻R103连接到控制器的输出端子(CPU_输出)。此外，第四电阻R104连接在基极与发射极之间。
[0052]根据第一示例性实施例，反向电流防止电路150的肖特基二极管DlOl和齐纳二极管ZDlOl设定为满足上述技术规格(I)至(4)。结果，当电池反向连接时，即，当电源电压Vbatt是例如-14V时，能够适当地防止操作。此外，即使当负突波叠加在电源电压Vbatt上时，也能够防止继电器驱动电路110的部件毁坏。此外，能够将从电源电压Vbatt到接地GND的继电器电路的驱动电流路径中的电压下降抑制到最小。
[0053]<第二示例性实施例>
[0054]图4是示出根据第二示例性实施例的继电器装置200的电路结构的示意图。在本示例性实施例中，图2所示的继电器装置2的反向电流防止二极管D21由反向电流防止电路250代替,并且进一步具体示出驱动电路。
[0055]如图所示，在继电器装置200中，从电源电压Vbatt到接地GND，反向电流防止电路250、继电器电路RLY和继电器驱动电路220串联布置。
[0056]反向电流防止电路250具有与第一示例性实施例的反向电流防止电路150的结构相同的结构，该第一示例性实施例的反向电流防止电路150的结构是具有与齐纳二极管ZD201并联连接的肖特基二极管D201的并联体。
[0057]利用从指定的控制器的输出端子(CPU_输出)输出的驱动控制信号来驱动继电器驱动电路220。作为具体结构，继电器驱动电路220包括:NPN型第一晶体管Q201、齐纳二极管ZD202以及第一和第二电阻R201及R202。
[0058]第一晶体管Q201的集电极连接到继电器电路RLY的下游侧，并且发射极连接到接地GND。此外，齐纳二极管ZD202连接在集电极与发射极(接地GND)之间。这里，正极连接到接地GND。控制器的输出端子(CPU_输出)经过第一电阻R201连接到第一晶体管Q201的基极。此外，第二电阻R202连接在第一晶体管Q201的基极与发射极之间。
[0059]如上所述，根据第二示例性实施例，能够获得与第一示例性实施例的效果相同的效果。
[0060]如上所述，根据示例性实施例描述了本发明。示例性实施例仅仅是例示，并且本领域技术人员需要注意的是，可以利用实施例的构件或其组合做出各种修改实例，并且这些修改实例包含在本发明的范围内。例如，反向电流防止电路150和250具有上游侧连接到电源电压Vbatt的结构，然而，本发明不限于此。可以在驱动电流路径中适当地改变布置。具体地，在继电器电路RLY与接地GND之间或在继电器电路RLY与继电器驱动电路110及220之间，可以布置反向电流防止电路150和250。
[0061]显然，能够在不背离本发明的主旨的范围内做出各种修改。
[0062]本发明基于2011年12月I日提交的日本专利申请N0.2011-263223，并且该专利申请的内容通过引用并入此处。
[0063]工业实用性
[0064]本发明用于提供了一种继电器装置，在电池的反向连接的情况下该继电器装置实现了防止继电器操作，并且该继电器装置抑制了继电器电路的驱动电流路径的电压下降。
【权利要求】
1.一种继电器装置，包括: 继电器电路，驱动电流从电池供给到该继电器电路； 驱动电路，该驱动电路被配置成驱动所述继电器电路；以及保护电路，该保护电路具有肖特基二极管和电压抑制元件，其中所述电池、所述继电器电路、所述驱动电路和所述保护电路串联连接，并且所述肖特基二极管和所述电压抑制元件形成并联体，在该并联体中，在所述肖特基二极管的正向方向和所述电压抑制元件的正向方向被设定为相同方向的情况下，所述肖特基二极管和所述电压抑制元件互相并联连接。
2.根据权利要求1所述的继电器装置，其中 所述肖特基二极管的反向电压特性比作为当反向连接所述电池时的电压的反向电压的电平高，并且 所述电压抑制元件的抑制电压比所述反向电压的所述电平高，并且比所述肖特基二极管的所述反向电压特性低。
3.根据权利要求1或2所述的继电器装置，其中，所述电压抑制元件是齐纳二极管。
【文档编号】H02J7/00GK104040818SQ201280059580
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2012年11月30日 优先权日:2011年12月1日
【发明者】望月忍, 竹野拓麻 申请人:矢崎总业株式会社