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Abstract

本发明的单元(10)具有将来自输入电源(22)的输入电压转换成规定的输出电压的电源电路(12)，该单元具备：输出端子(18)，所述输出端子用于将输出电压输出到单元(10)的外部；开关(16)，所述开关设置在电源电路(12)和输出端子(18)之间；以及开关控制部(24)，所述开关控制部在没有从输入电源(22)施加输入电压的情况下，使开关(16)为断开状态，在施加有输入电压的情况下，使开关(16)为导通状态。

Description

单元
技术领域
本发明涉及一种具有电源电路及负载的保护电路的单元。
背景技术
相关技术的描述：
日本特开2010-015348号公报中公开了一种电源电路，该电源电路包括:电压调节器电路；以及开关,所述开关在由于短路等导致电压调节器电路的输出电压降低的情况下，停止向电压调节器电路供给输入电压。
在控制机器人和机床等的控制系统中，由多个单元的组合构成，多个单元的每一个通过电缆等相互连接。多个单元的每一个安装有电源电路，电源电路的输出电压能够通过输出端子输出到外部。在这种情况下，在单元的输出端子彼此错误地连接的情况下，存在电源电路发生故障，或引起意想不到的负载(内部电路)的异常的情况。
日本特开2010-015348号公报中的发明由于是在电压调节器电路的输出电压降低的情况下，停止向电压调节器电路供给输入电压，所以不能解决上述问题。
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的是提供一种即使在输出端子彼此错误地连接的情况下，也能够防止电源电路的故障和负载的异常的单元。
解决问题的手段
本发明的形式是一种具有将来自输入电源的输入电压转换成规定的输出电压的电源电路的单元，所述单元具备：输出端子，所述输出端子用于将所述输出电压输出到所述单元的外部；开关，所述开关设置在所述电源电路和所述输出端子之间；以及开关控制部，所述开关控制部在没有从所述输入电源施加所述输入电压的情况下，使所述开关为断开状态，在施加有所述输入电压的情况下，使所述开关为导通状态。
发明效果
根据本发明，即使在单元的输出端子彼此错误地连接的情况下，也可以防止单元内的电源电路的故障和负载的异常。
从参照附图进行说明的以下实施方式的描述中将容易理解上述目的、特征和优点。
附图说明
图1是第一实施方式的单元的构成图。
图2是表示未设置有开关及开关控制部的现有的两个单元的输出端子彼此错误地连接的状态的图。
图3是表示本第一实施方式的两个单元的输出端子彼此错误地连接的状态的图。
图4是第二实施方式的单元的构成图。
图5是表示本第二实施方式的两个单元的输出端子彼此错误地连接的状态的图。
图6是表示第二实施方式的单元的工作的流程图。
具体实施方式
关于本发明所涉及的单元，将揭示优选的实施方式，以下边参照附图边进行详细说明。
[第一实施方式]
图1是第一实施方式的单元(装置、设备等)10的构成图。单元10例如是数值控制装置、或I/O设备等。这些多个单元10通过设置在单元10中的未图示的连接器相互连接。单元10至少包括电源电路12、负载14、开关16及输出端子18。单元10具有保护电路20。
电源电路12将来自输入电源22的输入电压转换为规定的输出电压。电源电路12例如将24V的输入电压转换为5V的输出电压。输出端子18将电源电路12的输出电压输出到单元10的外部。该输出端子18设置于设置在单元10中的所述连接器中。开关16设置在电源电路12和输出端子18之间，对是否连接电源电路12和输出端子18进行切换。负载14是根据电源电路12的输出电压进行工作的电路。
电源电路12包括控制开关16的开关控制部24。在没有从输入电源22施加输入电压的情况下，开关控制部24使开关16为断开状态，在施加输入电压的情况下，开关控制部24使开关16为导通状态。由此，开关16根据输入电压的导通(ON)/断开(OFF)而导通(ON)/断开(OFF)。开关控制部24具有电压检测部24a，通过检测从输入电源22施加到单元10(电源电路12)的电压来判断是否施加了输入电压。保护电路20由开关16和开关控制单元24等构成。
此外，开关控制部24具有电流检测部，也可以通过检测从输入电源22供给到单元10(电源电路12)的电流来判断是否施加有输入电压。另外，开关控制部24虽设置在电源电路12内，但也可以设置在电源电路12的外部。
图2是表示未设置有保护电路20的现有的两个单元U的输出端子18彼此错误地连接的状态的图。此外，在图2中，对于与图1中相同的构成的部件附上相同的附图标记。另外，输入电源22针对每个单元U而设置。
如图2所示，即使在单元U的输出端子18彼此错误地连接的情况下，在输入电压施加到两方的单元U的情况下，电源电路12所具备的过电压或过电流保护电路起作用并安全地停止，或者两方的单元U的电源电路12相互协调并继续工作，并不会引起电源电路12的故障和负载14的异常。
然而，在输入电压没有施加到一方的单元U(以下，称为U1)，而施加到另一方的单元U(以下，称为U2)的情况下，单元U2的输出电压会通过单元U1的输出端子18从反方向输入到单元U1的电源电路12。由此，例如，存在在单元U1的电源电路12是同步整流型的开关电源的情况下，开关元件的栅级电压上升而开关元件变成导通状态的情况。如果单元U1的电源电路12的开关元件变成导通状态，则大电流会流到开关元件，可能会导致开关元件损坏。
此外，在单元U1中也被施加有输入电压的情况下，单元U1的电源电路12的开关元件的栅极被施加了用于使开关元件断开的电压(例如，0V)，所以开关元件不会变成导通状态。
图3是表示本第一实施方式的两个单元10的输出端子18彼此错误地连接的状态的图。输入电源22针对每个单元10而设置。在图3的说明中，将没有被施加输入电压的单元10称为单元10a，将被施加有输入电压的单元10称为单元10b。
由于单元10a中没有施加输入电压，所以单元10a的开关16变成断开状态。因此，即使在单元10a和单元10b的输出端子18彼此错误地连接的情况下，单元10b的输出电压也不会通过单元10a的输出端子18从反方向被输入到单元10a的电源电路12。因此，能够防止单元10a内的电源电路12的故障和负载14的异常。
此外，虽然也存在利用二极管来防止电流从外部输入的方法，但与二极管相比，本第一实施方式能够减小电压下降和恒定产生的损失。
[第二实施方式]
图4是第二实施方式的单元10A的构成图。此外，在图4中，对于与图1所示的构成相同的构成附上相同的附图标记，并且省略其说明。
单元10A具有电源电路12、负载14、开关16、输出端子18、第二开关30、控制部32及通知部34。在图4中，开关控制部24虽然设置在电源电路12内，但也可以设置在电源电路12的外部。
第二开关30设置在输入电源22和电源电路12之间，对是否连接输入电源22和电源电路12进行切换。第二开关30也可以是常开(normally on)开关。
控制部32包括判定部40和输出部42。判定部40具有检测开关16的电源电路12侧的第一电压V1及开关16的输出端子18侧的第二电压V2的电压检测部40a。此外，控制部32利用第一电压V1及第二电压V2中的一方进行驱动。判定部40判定第二电压V2是否比第一电压V1大。判定部40将判定结果输出到输出部42。如果判定部40判定第二电压V2比第一电压V1大，则使第二开关30为断开状态。
此外，由于控制部32是利用第一电压V1及第二电压V2中的一方进行驱动，所以当第二电压V2比第一电压V1高的状态时，即使使第二开关30为断开状态，控制部32的驱动也不会停止。
在此，将说明判定部40判定第二电压V2是否比第一电压V1高的理由。这是因为当向一方的单元10A的输入电压的输入断开(OFF)而向另一方的单元10A的输入电压的输入导通(ON)时，如果这两个单元10A的输出端子18彼此错误地连接，则第二电压V2会变得比第一电压V1高。因此，通过比较第二电压V2和第一电压V1，能够判断输出端子18彼此是否错误地连接。
在判定部40判定为第二电压V2比第一电压V1大的情况下，输出部42输出警报信号。输出部42将警报信号输出到通知部34。
通知部34基于警报信号操向操作员通知警报。例如，通知部34包括液晶显示器等的显示部，也可以通过显示表示警报的信息来向操作员通知警报。另外，通知部34包括输出声音的扬声器或者发光的发光部，也可以通过从扬声器输出警报声，或者使发光部发光来向操作员通知警报。
此外，输出部42也可以将警报信号输出到外部装置。在这种情况下，输出部42也可以不将警报信号输出到通知部34。在警报信号从输出部42发送过来的情况下，外部装置可以基于警报信号向操作员通知警报，或者也可以进一步向其他外部装置输出警报信号。
此外，如果判定部40判定第二电压V2比第一电压V1大，则能够通过使第二开关30为断开状态，来保持警报状态。例如，在没有设置第二开关30的情况下，在判定第二电压V2比第一电压V1大且通知警报等后，如果输入电源22被接通，则第二电压V2和第一电压V1变得相等，警报会由判定部40解除。然而，在本实施方式中，由于设置第二开关30，如果判定第二电压V2比第一电压V1大，则第二开关30断开，所以能够保持警报状态。
图5是表示本第二实施方式的两个单元10A的输出端子18彼此错误地连接的状态的图。输入电源22针对每个单元10A而设置。在图5的说明中，将没有被施加输入电压的单元10A称为单元10Aa，将被施加有输入电压的单元10A称为单元10Ab。
由于单元10Aa中没有被施加输入电压，所以单元10Aa的开关16变成断开状态。因此，即使在单元10Aa和单元10Ab的输出端子18彼此错误地连接的情况下，单元10Ab的输出电压也不会通过单元10Aa的输出端子18从反方向输入到单元10Aa的电源电路12。因此，能够防止单元10Aa内的电源电路12的故障和负载14的异常。
进一步，关于单元10Aa，由于第二电压V2比第一电压V1高，所以通过判定部40断开第二开关30，通过通知部34通知警报。因此，操作员能够认识到输出端子18彼此错误地连接。
此外，在单元10Aa中也被输入有输入电压的情况下，由于单元10Aa的开关16变成导通状态，并且第一电压V1和第二电压V2变得相等，所以不通知警报，第二开关30不会断开。
接下来，将利用图6来说明第二实施方式的单元10A的工作。此外，在图6的说明中，将开关16作为常闭(normally off)开关，将第二开关30作为常开开关进行说明。
在步骤S1中，开关控制部24判断输入电压是否为导通。也就是说，开关控制部24判断输入电压是否正从输入电源22施加到单元10A。
如果在步骤S1中判断输入电压为导通，则进入步骤S2，开关控制部24使开关16为导通状态，并进入步骤S3。另一方面，如果在步骤S1中判断输入电压为断开，则直接进入步骤S3。
当进入步骤S3，判定部40则判定第二电压V2是否等于小于第一电压V1。如果在步骤S3中判定第二电压V2大于第一电压V1，也就是说，第二电压V2比第一电压V1高，则进入步骤S4。另一方面，如果在步骤S3中判定第二电压V2小于等于第一电压V1，则结束本工作。
当进入步骤S4，判定部40则使第二开关30为断开状态，并且通知部34向操作员通知警报并结束本工作。
[变形例]
上述第二实施方式也可作如下变形。
＜变形例1＞
在第二实施方式中，虽然设置了第二开关30和通知部34，但也可以不设置第二开关30及通知部34中的至少一方。
＜变形例2＞
在第二实施方式中，开关控制部24根据输入电压的导通/断开来控制开关16，但也可以由判定部40来控制开关16。在这种情况下，当第二电压V2小于等于第一电压V1时，判定部40使开关16为导通状态，当第二电压V2比第一电压V1高时，判定部40也可以使开关16为断开状态。
＜变形例3＞
也可以是将上述变形例1、2进行组合的形式。
〔从实施方式中得到的技术构思〕
以下记载可以从上述各实施方式(包括变形例)中掌握的技术构思。
具有将来自输入电源(22)的输入电压转换成规定的输出电压的电源电路(12)的单元(10、10A)具备：输出端子(18)，所述输出端子(18)用于将输出电压输出到单元(10、10A)的外部；开关(16)，所述开关(16)设置在电源电路(12)和输出端子(18)之间；以及开关控制部(24)，所述开关控制部(24)在没有从输入电源(22)施加输入电压的情况下，使开关(16)为断开状态，在施加有输入电压的情况下，使开关(16)为导通状态。
由此，即使在单元(10、10A)的输出端子(18)彼此错误地连接的情况下，也能够防止单元(10、10A)内的电源电路(12)的故障及负载(14)的异常。
单元(10A)也可以具备：判定部(40)，所述判定部(40)将开关(16)的电源电路(12)侧的第一电压(V1)和开关(16)的输出端子(18)侧的第二电压(V2)进行比较，来判定第二电压(V2)是否比第一电压(V1)大；以及输出部(42)，在判定部(40)判定为第二电压(V2)比第一电压(V1)大的情况下，所述输出部(42)输出警报信号。由此，能够向操作员通知警报。另外，能够通过外部装置认识到单元(10A)的输出端子(18)彼此连接。
单元(10A)也可以具备基于警报信号通知警报的通知部(34)。由此，操作员能够认识到单元(10A)的输出端子(18)彼此错误地连接。
单元(10A)也可以具备设置在输入电源(22)和电源电路(12)之间的第二开关(30)。判定部(40)在判定第二电压(V2)比第一电压(V 1)大的情况下，也可以使第二开关(30)为断开状态。由此，能够保持警报状态。也就是说，在判定第二电压(V2)比第一电压(V1)大后，如果输入电源(22)被接通，则第二电压(V2)和第一电压(V 1)变得相等，警报会被解除，但通过断开第二开关(30)，能够保持警报状态。
开关控制部(24)也可以通过检测从输入电源(22)施加的电压或供应的电流(22)来判断是否从输入电源(22)施加有输入电压。由此，能够自动判断是否从输入电源(22)施加有输入电压。

Claims (5)

1.一种单元，所述单元具有将来自输入电源的输入电压转换为规定的输出电压的电源电路，其特征在于，具备：
输出端子，所述输出端子用于将所述输出电压输出到所述单元的外部；
开关，所述开关设置在所述电源电路和所述输出端子之间；以及
开关控制部，所述开关控制部在没有从所述输入电源施加所述输入电压的情况下，使所述开关为断开状态，在施加有所述输入电压的情况下，使所述开关为导通状态。
2.根据权利要求1所述的单元，其特征在于，
具备：判定部，所述判定部将所述开关的所述电源电路侧的第一电压和所述开关的所述输出端子侧的第二电压进行比较，来判定所述第二电压是否比所述第一电压大；以及
输出部，在所述判定部判定为所述第二电压比所述第一电压大的情况下，所述输出部输出警报信号。
3.根据权利要求2所述的单元，其特征在于，
具备通知部，所述通知部基于所述警报信号通知警报。
4.根据权利要求2或3所述的单元，其特征在于，
包括第二开关，所述第二开关设置在所述输入电源和所述电源电路之间；
所述判定部在判定所述第二电压比所述第一电压大的情况下，使所述第二开关为断开状态。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的单元，其特征在于，
所述开关控制部通过检测从所述输入电源施加的电压或供应的电流，来判断是否从所述输入电源施加有所述输入电压。
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