CN110945732B - 直流电压提供电路 - Google Patents

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Abstract

具备:插入于电源线(1)的第一场效应晶体管(FET1);插入于电源线(1)与接地线(2)之间的由第一固定电阻(R1)和正特性热敏电阻(PTC)形成的分压电路;阳极(A)经由第二场效应晶体管(FET2)来与电源线(1)连接、门极(G)连接于分压电路的连接点(X)、阴极(K)经由第二固定电阻(R2)来与接地线(2)连接的晶闸管(SCR);以及与晶闸管(SCR)及第二场效应晶体管(FET2)并联连接的第三固定电阻(R3),通过发生异常发热而正特性热敏电阻(PTC)的电阻值上升,第一场效应晶体管(FET1)成为断开状态,来使直流电压提供停止。

Description

直流电压提供电路
技术领域
本发明涉及一种从直流电源向负载提供直流电压的直流电压提供电路,更详细地说,涉及一种具备针对异常发热的更安全的保护功能的直流电压提供电路。
背景技术
在从直流电源向负载提供直流电压的直流电压提供电路中,重要的是,在发生过电流、异常发热的情况下,停止向负载提供电压,来防止负载及直流电压提供电路的进一步损伤于未然。
在专利文献1(日本特开平5-260647号公报)中,公开了一种具备这种功能的直流电压提供电路。
在图21中表示专利文献1所公开的直流电压提供电路(电流切断装置)1100。
直流电压提供电路1100具备直流电源101。直流电源101经由电源线102和接地线103,来向负载(负载侧基板)104提供直流电压。
在直流电压提供电路1100的电源线102上插入有正特性热敏电阻105。
在直流电压提供电路1100中,在发生了过电流、异常发热的情况下,正特性热敏电阻105的电阻值上升,来使从直流电源101向负载104的直流电压的提供停止。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平5-260647号公报
发明内容
发明要解决的问题
在专利文献1所公开的直流电压提供电路1100中,存在如下问题:在从直流电源101向负载104的电力的供给停止之后,当正特性热敏电阻105自然冷却时,正特性热敏电阻105的电阻值下降,从直流电源101向负载104的直流电压的提供自动地重新开始。
即,存在如下问题:在从直流电源101向负载104的直流电压的提供停止之后,如果成为过电流、异常发热的原因的短路等原因被解除则可,但是若短路等原因未被解除而仍保持原样地重新开始直流电压的提供,则再次发生过电流、异常发热。而且,存在以下担忧:在再次的过电流、异常发热中,当再次停止直流电压的提供失败时,负载或直流电压提供电路进一步损伤。
用于解决问题的方案
本发明是为了解决上述的以往的问题而完成的,作为其方案,本发明的直流电压提供电路具备插入于直流电源与负载之间的电源线和接地线,还具备:状态保持电路,其构成为能够取第一状态和第二状态;电源连接电路,其插入于电源线和接地线中的至少任一方,在状态保持电路为第一状态的情况下所述电源连接电路为连接状态,在状态保持电路为第二状态的情况下所述电源连接电路为切断状态;温度探测部,其探测异常发热,来将状态保持电路设为第二状态;以及复位电路,其用于将状态保持电路设为第一状态。关于具有所述结构的本发明的直流电压提供电路,即使在电源连接电路成为切断状态之后温度探测部自然冷却,只要状态保持电路保持着第二状态,就不会自动地重新开始直流电压提供,直到通过复位电路将状态保持电路设为第一状态为止。
优选的是,电源连接电路具备插入于电源线的第一开关元件。温度探测部具备插入于直流电源侧的电源线与接地线之间的、由第一电阻与热敏电阻串联连接而成的分压电路。状态保持电路具备晶闸管,该晶闸管的门极连接于分压电路的第一电阻与热敏电阻的连接点,该晶闸管的阴极连接于第一开关元件的控制电极。电源连接电路还具备连接于第一开关元件的控制电极与接地线之间的第二电阻。复位电路具备连接于电源线与晶闸管的阳极之间的第二开关元件,在该第二开关元件的控制电极接受根据与负载连接的电源端子的电压而变化的信号。通过设为这种结构,与热敏电阻所探测的温度的上升相应地,第一开关元件成为断开状态来使电源线的直流电压提供停止,第二开关元件成为接通状态且晶闸管成为接通状态来使电源线的直流电压提供的停止持续。
优选的是,第一开关元件、第二开关元件分别是场效应晶体管、双极晶体管中的任一方。
也能够将直流电压提供电路构成为:通过将负载侧的电源线与负载分离,第二开关元件成为断开状态且第一开关元件成为接通状态,从而解除电源线的直流电压提供的停止。在该情况下,在电源线的直流电压提供停止之后,将负载从直流电压提供电路分离,调查异常发热的原因,在去除异常发热的原因的基础上、或者在更换为无异常的负载的基础上,重新将直流电压提供电路与负载连接,由此能够安全地重新开始直流电压提供。
晶闸管也可以构成为:晶闸管包含PNP型晶体管和NPN型晶体管,PNP型晶体管的集电极与NPN型晶体管的基极连接,PNP型晶体管的基极与NPN型晶体管的集电极连接,PNP型晶体管的发射极相当于晶闸管的阳极,PNP型晶体管的集电极与NPN型晶体管的基极的连接点相当于晶闸管的门极,NPN型晶体管的发射极相当于晶闸管的阴极。即,晶闸管无需是单个的电子部件,也可以由多个晶体管构成。
能够将直流电压提供电路构成为:热敏电阻是正特性热敏电阻,分压电路的第一电阻侧的端部与电源线连接,分压电路的正特性热敏电阻侧的端部与接地线连接。在该情况下,当发生异常发热、从而正特性热敏电阻的温度上升、正特性热敏电阻的电阻值上升时,分压电路的第一电阻与正特性热敏电阻的连接点的电压上升,第一开关元件成为断开状态。
能够将直流电压提供电路构成为:热敏电阻是负特性热敏电阻,分压电路的负特性热敏电阻侧的端部与电源线连接,分压电路的第一电阻侧的端部与接地线连接。在该情况下,当发生异常发热、从而负特性热敏电阻的温度上升、负特性热敏电阻的电阻值下降时,分压电路的负特性热敏电阻与第一电阻的连接点的电压上升,第一开关元件成为断开状态。
还优选的是,连接有与分压电路的热敏电阻并联连接的第一电容器、与第二电阻并联连接的第二电容器、连接于直流电源侧的电源线与接地线之间的第三电容器、连接于直流电源侧的电源线与PNP型晶体管的基极之间的第六电阻、以及连接于第一开关元件的控制电极与晶闸管的阴极之间的第七电阻中的至少1个电容器或电阻。
通过附加第一电容器,能够抑制因噪声所导致的误动作而使得从直流电源向负载的直流电压的提供停止。通过附加第二电容器,能够抑制因噪声而使得第一开关元件进行误动作。通过附加第三电容器,能够抑制与噪声相对的误动作。通过附加第六电阻,在异常发热时能够使从直流电源向负载的直流电压的提供可靠地停止。通过附加第七电阻,能够抑制因噪声而使得第一开关元件进行误动作。
也可以是,电源线能够在第一开关元件与负载之间中途分开,接地线能够在接地线中的同第二电阻的连接点与负载之间中途分开,通过1对连接器来使分开的电源线连接且使分开的接地线连接,热敏电阻监视连接器附近的异常发热。在该情况下,能够由热敏电阻来探测以在连接器的连接点处夹有异物等为原因的异常发热,并使电源线的直流电压提供停止。作为连接器,例如能够使用USB连接器。
优选的是,温度探测部也可以构成为包含:串联连接于直流电源侧的电源线与接地线之间的第一电阻及热敏电阻;串联连接于直流电源侧的电源线与接地线之间的第二电阻及第三电阻;以及比较器,其将第一电阻与热敏电阻的连接点的电压同第二电阻与第三电阻的连接点的电压进行比较。
优选的是,温度探测部也可以构成为包含:串联连接于直流电源侧的电源线与接地线之间的第一电流源及热敏电阻;串联连接于直流电源侧的电源线与接地线之间的第二电流源及基准电阻;以及比较器,其将第一电流源与热敏电阻的连接点的电压同第二电流源与基准电阻的连接点的电压进行比较。
优选的是,状态保持电路也可以构成为具备触发器电路,在该触发器电路的时钟端子接受温度探测部的输出,该触发器电路的D输入端子与直流电源侧的电源线连接,该触发器电路根据复位电路的输出而被复位。
优选的是,状态保持电路也可以构成为具备SR锁存电路,该SR锁存电路响应于温度探测部的输出而被设置为第二状态,响应于复位电路的输出而被复位为第一状态。
发明的效果
在本发明的直流电压提供电路中,即使在探测到异常发热而使电源线的直流电压提供停止之后温度探测部自然冷却从而温度下降,直流电压提供也不会自动地重新开始,这是由于状态保持电路保持第二状态,电源连接电路持续断开状态。因此,不会出现以下情况:再次停止直流电压的提供失败,负载或直流电压提供电路进一步损伤。
附图说明
图1是第一实施方式所涉及的直流电压提供电路100的功能框图。
图2是表示直流电压提供电路100的电路结构例的图。
图3是由晶体管构成晶闸管、由场效应晶体管构成第一及第二开关元件的电路例。
图4是图3的电路的变形例。
图5是第二实施方式所涉及的直流电压提供电路200的等效电路图。
图6是第三实施方式所涉及的直流电压提供电路300的等效电路图。
图7是图6的电路的第一变形例。
图8是图6的电路的第二变形例。
图9是第四实施方式所涉及的直流电压提供电路400的等效电路图。
图10是表示第五实施方式所涉及的直流电压提供电路410的结构的图。
图11是图10的电路的变形例。
图12是表示第六实施方式所涉及的直流电压提供电路430的结构的图。
图13是表示作为温度探测部的第一变形例的温度探测部26的结构的电路图。
图14是表示作为温度探测部的第二变形例的温度探测部36的结构的电路图。
图15是表示作为温度探测部的第三变形例的温度探测部46的结构的电路图。
图16是表示第七实施方式所涉及的直流电压提供电路440的结构的图。
图17是表示第七实施方式的变形例所涉及的直流电压提供电路450的结构的图。
图18是将第八实施方式所涉及的直流电压提供电路500嵌入于适配器51、线缆52、USB连接器53(公型USB连接器53a)并与电子设备54连接的情况的说明图。
图19是表示第八实施方式的变形例所涉及的直流电压提供电路510的结构的图。
图20是表示第九实施方式所涉及的直流电压提供电路600的结构的图。
图21是专利文献1所公开的直流电压提供电路1100的等效电路图。
具体实施方式
下面,参照附图来详细地说明本发明的实施方式。关于图中的相同或相当的部分,标注相同的标记,不重复进行其说明。
此外,各实施方式用于例示性地示出本发明的实施方式,本发明并不限定于实施方式的内容。另外,也能够将不同的实施方式中记载的内容组合起来实施,该情况下的实施内容也包含于本发明。另外,附图用于帮助实施方式的理解,有时未必严格地进行了描绘。例如,存在以下情况:所描绘的结构要素或结构要素间的尺寸的比例与说明书中记载的结构要素或结构要素间的尺寸的比例不一致。另外,存在说明书中记载的结构要素在附图中被省略的情况或省略了个数来描绘的情况等。
[第一实施方式]
图1是第一实施方式所涉及的直流电压提供电路100的功能框图。参照图1,直流电压提供电路100具备电源线1及接地线2、状态保持电路8、电源连接电路9、温度探测部6以及复位电路7。在电源线1上连接有电源开关5。但是,不一定必须具备该电源开关5。
电源线1及接地线2插入于直流电源3与负载4之间。状态保持电路8构成为能够取第一状态和第二状态。
电源连接电路9插入于电源线1和接地线2中的至少任一方。在图1中,示出了电源连接电路9插入于电源线1的例子,但是也可以取代电源线1而将电源连接电路9插入于接地线2,也可以在电源线1和接地线2这两方均插入电源连接电路9。在状态保持电路8为第一状态的情况下电源连接电路9为连接状态,在状态保持电路8为第二状态的情况下电源连接电路9为切断状态。
温度探测部6探测异常发热来将状态保持电路8设置为第二状态。温度探测部6当探测到异常发热时变更状态保持电路8的状态以切断电源连接电路9。复位电路7将状态保持电路8复位为第一状态。复位电路7在异常发热的原因被去除时变更状态保持电路8的状态以重新开始电源连接电路9的连接。
图2是表示直流电压提供电路100的电路结构例的图。电源连接电路9包含第一开关元件SW1和电阻R2。第一开关元件SW1插入于电源线1。电阻R2连接于第一开关元件SW1的控制电极与接地线2之间。
温度探测部6包含串联连接于直流电源3侧的电源线1a与接地线2之间的第一固定电阻R1和正特性热敏电阻PTC。第一固定电阻R1的一端与电源线1连接,另一端连接于连接点X。正特性热敏电阻PTC的一端与接地线2连接,另一端连接于连接点X。正特性热敏电阻PTC用于监视异常发热,在直流电压提供电路100中配置于想要监视异常发热的规定的位置。
直流电压提供电路100具备晶闸管SCR。晶闸管SCR的门极G连接于温度探测部6的第一固定电阻R1与正特性热敏电阻PTC的连接点X。晶闸管SCR的阴极K连接于连接点Y。
晶闸管SCR的阳极A与复位电路7连接。复位电路7包含第二开关元件SW2和电阻R4。第二开关元件SW2连接于直流电源3侧的电源线1a与晶闸管SCR的阳极A之间。第二开关元件SW2的控制电极连接于连接点Z。电阻R4连接于连接点Z与直流电源3侧的电源线1a之间。另外,连接点Z还与负载4侧的电源线1b连接。
下面,说明图2所示的直流电压提供电路的动作。
连接点X、Y的电压被设定为:在正常动作时,第一开关元件SW1为接通状态(导通状态),第二开关元件SW2为断开状态(非导通状态)。其结果,从直流电源3向负载4提供直流电压。
由第二开关元件SW2的状态和连接点X的电压来决定晶闸管SCR的阳极A与阴极K之间是否流通电流。即,晶闸管SCR的阳极A与阴极K之间的电流在第二开关元件SW2为接通状态时能够流通,而在第二开关元件SW2为断开状态时不流通。因此,在正常动作状态下,由于第二开关元件SW2为断开状态,因此晶闸管的阳极A与阴极K之间不流通电流。
与此相对地,当在异常发热时在负载侧产生因短路等引起的异常发热时,正特性热敏电阻PTC的温度急剧地上升,正特性热敏电阻PTC的电阻值也上升。于是,与正特性热敏电阻PTC的电阻值上升相伴地,连接点X的电压上升。当连接点X的电压上升时,经由晶闸管SCR的门极G、阴极K,连接点Y的电位也上升。
其结果,第一开关元件SW1成为断开状态(非导通状态)。由此,从直流电源3向负载4的直流电压的提供停止。
在直流电压提供停止持续时,负载4侧的电源线1b成为短路的电位(或者与短路接近的电位),由此第二开关元件SW2成为接通状态。其结果,晶闸管SCR的阳极A与阴极K之间流通电流。
只要负载4侧的电源线1b为短路状态的电位,第二开关元件SW2就持续接通状态。其结果,第一开关元件SW1也持续断开状态,直流电压提供的停止也持续。
当负载4从直流电压提供电路100分离时,直流电压提供电路100的负载4侧的电源线1b端成为开放状态,因此,通过电阻R4,连接点Z的电压成为电源电压。因此,第二开关元件SW2成为断开状态,晶闸管SCR的阳极A-阴极K间不再流通电流。
然后,当在去除了异常发热的原因的基础上、或者在更换为无异常的负载4的基础上重新将直流电压提供电路100与负载4连接时,直流电压提供电路100恢复为正常动作状态。
图3是由晶体管构成晶闸管、由场效应晶体管构成第一及第二开关元件的电路例。在图3所示的结构中,电源连接电路9包含第一场效应晶体管FET1来作为第一开关元件SW1。另外,复位电路7包含第二场效应晶体管FET2来作为第二开关元件SW2。另外,状态保持电路8包含PNP型晶体管Q1和NPN型晶体管Q2来作为晶闸管SCR。
图4是图3的电路的变形例。在图4所示的直流电压提供电路100的结构中,取代复位电路7而包含复位电路17,还包含固定电阻R3。在复位电路17中追加了连接于连接点Z与负载4侧的电源线1b之间的电阻R5。电阻R3连接于直流电源3侧的电源线1a与连接点Y之间。通过追加适当的电阻值的电阻R3、R5,能够调整连接点Y及Z的电压。图2、图3、图4的基本的结构和动作是共通的,因此以后使用图4来进行详细的说明。
图4中示出第一实施方式所涉及的直流电压提供电路100的等效电路图。
直流电压提供电路100具备电源线1和接地线2。电源线1和接地线2分别是:一端与直流电源3连接,另一端与负载4连接。
在电源线1上连接有电源开关5。但是,不一定必须具备该电源开关5。
另外,在电源线1上插入有第一场效应晶体管FET1。更具体地说,第一场效应晶体管FET1的源极S连接于直流电源3侧的电源线1a,第一场效应晶体管FET1的漏极D连接于负载4侧的电源线1b。
在直流电源3侧的电源线1a与接地线2之间连接有温度探测部6。温度探测部6是由第一固定电阻R1、正特性热敏电阻PTC经由连接点X串联连接而形成的。温度探测部6的第一固定电阻R1侧与电源线1连接。温度探测部6的正特性热敏电阻PTC侧与接地线2连接。正特性热敏电阻PTC用于监视异常发热,在直流电压提供电路100中配置于想要监视异常发热的规定的位置。
直流电压提供电路100具备PNP型晶体管Q1和NPN型晶体管Q2。PNP型晶体管Q1的集电极C与NPN型晶体管Q2的基极B连接,PNP型晶体管Q1的基极B与NPN型晶体管Q2的集电极C连接。通过这些PNP型晶体管Q1和NPN型晶体管Q2,来作为晶闸管SCR发挥功能。
即,PNP型晶体管Q1的发射极E相当于晶闸管SCR的阳极A。PNP型晶体管Q1的集电极C与NPN型晶体管Q2的基极B的连接点相当于晶闸管SCR的门极G。NPN型晶体管Q2的发射极E相当于晶闸管SCR的阴极K。下面,在本实施方式中,将像这样连接而成的PNP型晶体管Q1与NPN型晶体管Q2的连接体也称为晶闸管SCR来进行说明。
晶闸管SCR的阳极A经由第二场效应晶体管FET2来与直流电源3侧的电源线1a连接。晶闸管SCR的门极G连接于温度探测部6的第一固定电阻R1与正特性热敏电阻PTC的连接点X。晶闸管SCR的阴极K经由第二固定电阻R2来与接地线2连接。晶闸管SCR(阴极K)与第二固定电阻R2经由连接点Y来串联连接。在直流电源3侧的电源线1a与连接点Y之间连接有第三固定电阻R3。
晶闸管SCR的阴极K、第二固定电阻R2以及第三固定电阻R3的连接点、即连接点Y连接于第一场效应晶体管FET1的栅极G。
在直流电源3侧的电源线1a与晶闸管SCR的阳极A之间连接有第二场效应晶体管FET2。更具体地说,第二场效应晶体管FET2的源极S连接于直流电源3侧的电源线1a,第二场效应晶体管FET2的漏极D连接于晶闸管SCR的阳极A(PNP型晶体管Q1的发射极E)侧。
另外,在第一场效应晶体管FET1的源极S同漏极D之间,与之并联地连接有第四固定电阻R4和第五固定电阻R5,且第四固定电阻R4与第五固定电阻R5经由连接点Z串联连接。连接点Z与第二场效应晶体管FET2的栅极G连接。
由所述的结构形成的直流电压提供电路100如以下那样工作。
当将直流电压提供电路100的电源开关5设为接通时,从直流电源3向负载4提供直流电压。在直流电压正常地提供给负载4的状态(正常动作状态)下,设定为第一场效应晶体管FET1为接通状态、第二场效应晶体管FET2为断开状态。其结果,从直流电源3向负载4提供直流电压。
第一场效应晶体管FET1通过由第三固定电阻R3和第二固定电阻R2所形成的分压电路决定的连接点Y的电压、即第一场效应晶体管FET1的栅极G的电压来在接通状态与断开状态之间切换。在直流电压正常地提供给负载4的状态下,第一场效应晶体管FET1的栅极G的电压被设定为低于规定值。其结果,第一场效应晶体管FET1的栅极G-源极S间的电压超过其阈值电压,因此第一场效应晶体管FET1成为接通状态。
第二场效应晶体管FET2通过由第四固定电阻R4和第五固定电阻R5所形成的分压电路决定的连接点Z的电压、即第二场效应晶体管FET2的栅极G的电压来在接通状态与断开状态之间切换。在直流电压正常地提供给负载4的状态下,第二场效应晶体管FET2的栅极G的电压被设定为高于规定值。其结果,第二场效应晶体管FET2的栅极G-源极S间的电压未超过其阈值电压,因此第二场效应晶体管FET2成为断开状态。
晶闸管SCR通过由第一固定电阻R1的电阻值和正特性热敏电阻PTC的电阻值决定的温度探测部6的连接点X的电压、即晶闸管SCR的门极G的电压来在接通状态与断开状态之间切换。此外,该晶闸管SCR被事先设定为:晶闸管SCR的门极G的电压(门极G-阴极K间的电压)始终被设定为高于其阈值电压,从而晶闸管SCR成为接通状态。
由此,晶闸管SCR的阳极A与阴极K之间是否流通电流由第二场效应晶体管FET2的状态来决定。即,晶闸管SCR的阳极A与阴极K之间的电流在第二场效应晶体管FET2为接通状态时流通,在第二场效应晶体管FET2为断开状态时不流通。因此,在直流电压正常地提供给负载4的状态下,由于第二场效应晶体管FET2为断开状态,因此晶闸管SCR的阳极A与阴极K之间不流通电流。
当在正在从直流电源3向负载4提供直流电压的状态下发生了因短路等引起的异常发热时,正特性热敏电阻PTC的温度急剧地上升。当正特性热敏电阻PTC的温度上升时,正特性热敏电阻PTC的电阻值上升,温度探测部6的连接点X的电压上升。
此外,该异常发热并非仅在由负载4短路引起的情况下发生。在由第一场效应晶体管FET1的漏极D与负载4之间的电源线1b同接地线2中的第二固定电阻R2的连接点与负载4之间的接地线2之间短路引起的情况下也可能发生。
当连接点X的电压上升时,NPN型晶体管Q2的基极B-发射极E间流通的电流增加。由于该电流在第二固定电阻R2中流通,连接点Y的电位也上升。其结果,第一场效应晶体管FET1的栅极G的电压被设定为高于规定值。其结果,第一场效应晶体管FET1的栅极G-源极S间的电压变得低于其阈值电压,因此第一场效应晶体管FET1成为断开状态。
由于第一场效应晶体管FET1成为断开状态,从直流电源3向负载4的直流电压的提供停止。即,在直流电压提供电路100中,通过由正特性热敏电阻PTC探测到异常发热,来使从直流电源3向负载4的直流电压的提供停止。
当第一场效应晶体管FET1成为断开状态时,直流电压提供电路100的负载4侧的电源线1b的电位成为使负载4侧为短路状态的电位、即0V或者与0V接近的电位。此时,由第四固定电阻R4和第五固定电阻R5决定的连接点Z的电压、即第二场效应晶体管FET2的栅极G的电压被设定为低于规定值。其结果,第二场效应晶体管FET2的栅极G-源极S间的电压超过其阈值电压。其结果,第二场效应晶体管FET2成为接通状态。当第二场效应晶体管FET2成为接通状态时,晶闸管SCR的阳极A与阴极K之间流通电流。
即,只要负载4侧的电源线1b为短路状态的电位,第二场效应晶体管FET2就持续接通状态。其结果,连接点Y的电压、即第一场效应晶体管FET1的栅极G的电压维持比规定值高的电压。其结果,第一场效应晶体管FET1的栅极G-源极S间的电压维持低于其阈值电压的状态,因此第一场效应晶体管FET1持续断开状态。
关于接通状态的晶闸管SCR,只要不切断电源线1与晶闸管SCR的阳极A的导通,晶闸管SCR的阳极A-阴极K间就持续流通电流。即,即使从直流电源3向负载4的直流电压的提供停止、异常发热停止、正特性热敏电阻PTC自然冷却、从而正特性热敏电阻PTC的电阻值下降,晶闸管SCR的阳极A-阴极K间也持续流通电流。这是因为,在NPN型晶体管Q2接通、PNP型晶体管Q1接通的情况下,即使温度探测部6的连接点X的电压下降,在NPN型晶体管Q2的基极B也持续施加PNP型晶体管Q1的集电极C的电流(电压),因此NPN型晶体管Q2持续接通状态,与此相伴地,PNP型晶体管Q1也持续接通状态。
因而,在直流电压提供电路100中,即使由于从直流电源3向负载4的直流电压的提供停止而异常发热停止、正特性热敏电阻PTC自然冷却、从而正特性热敏电阻PTC的电阻值下降,只要负载4侧的电源线1b为短路状态的电位,第一场效应晶体管FET1就持续断开状态。因此,直流电压的提供不会自动地重新开始。
在从直流电源3向负载4的直流电压的提供停止之后,当将负载4从直流电压提供电路100分离时,直流电压提供电路100的负载4侧的电源线1b端成为开放状态。因此,连接点Z的电压、即第二场效应晶体管FET2的栅极G的电压经由第四固定电阻R4而成为电源线1的电压。此时的第二场效应晶体管FET2的栅极G的电压被设定为高于规定值。其结果,第二场效应晶体管FET2的栅极G-源极S间的电压下降为低于其阈值电压,因此第二场效应晶体管FET2成为断开状态。由此,晶闸管SCR的阳极A-阴极K间不再流通电流。
然后,当在去除了异常发热的原因的基础上、或者在更换为无异常的负载4的基础上重新将直流电压提供电路100与负载4连接时,恢复为正常动作状态,重新开始直流电压的正常的提供。
如以上那样,在直流电压提供电路100中,当由于因负载4侧的短路等引起的异常发热而从直流电源3向负载4的直流电压的提供暂时停止时,即使之后正特性热敏电阻PTC的温度下降,只要负载4侧的电源线1b为短路状态的电压,从直流电源3向负载4的直流电压的提供就不会重新开始。
因而,在本实施方式所涉及的直流电压提供电路100中,在从直流电源3向负载4的直流电压的提供停止之后,将负载4从直流电压提供电路100分离,调查异常发热的原因,在去除了异常发热的原因的基础上、或者在更换为无异常的负载4的基础上,重新将直流电压提供电路100与负载4连接,由此能够使直流电压的提供安全地重新开始。
[第二实施方式]
图5是第二实施方式所涉及的直流电压提供电路200的电路图。但是,图5所示的是直流电压提供电路200的等效电路图。
直流电压提供电路200是在图4示出的第一实施方式所涉及的直流电压提供电路100的局部施加了变更而得到的。
在直流电压提供电路100中,温度探测部6由串联连接的第一固定电阻R1和正特性热敏电阻PTC构成,第一固定电阻R1侧与电源线1连接,正特性热敏电阻PTC侧与接地线2连接。在直流电压提供电路200中,对此施加了变更,由串联连接的负特性热敏电阻NTC和第一固定电阻R11来构成温度探测部16,将负特性热敏电阻NTC侧与电源线1连接,将第一固定电阻R11侧与接地线2连接。直流电压提供电路200的其它结构与直流电压提供电路100相同。
在直流电压提供电路200中,当发生了异常发热时,负特性热敏电阻NTC的温度上升,负特性热敏电阻NTC的电阻值下降,温度探测部16的连接点X的电压上升。然后,当连接点X的电压上升时,NPN型晶体管Q2的基极B-发射极E间流通的电流增加,连接点Y的电位也上升。其结果,第一场效应晶体管FET1的栅极G的电压被设定为高于规定值。其结果,第一场效应晶体管FET1的栅极G-源极S间的电压变得低于其阈值电压,因此第一场效应晶体管FET1成为断开状态。其结果,通过第一场效应晶体管FET1来使从直流电源3向负载4的直流电压的提供停止。
在本实施方式所涉及的直流电压提供电路200中也是,在由于异常发热而直流电压的提供停止之后,即使之后负特性热敏电阻NTC的温度下降,只要不将负载4从直流电压提供电路200分离、且不重新将直流电压提供电路200与负载4连接,直流电压的提供就不会重新开始,因此能够调查异常发热的原因,在去除了异常发热的原因的基础上、或者在更换为无异常的负载的基础上,使直流电压的提供安全地重新开始。
[第三实施方式]
图6是表示第三实施方式所涉及的直流电压提供电路300的结构的图。但是,图6所示的是直流电压提供电路300的等效电路图。
直流电压提供电路300也是在第一实施方式所涉及的直流电压提供电路100的局部施加了变更而得到的。
在直流电压提供电路300中,与直流电压提供电路100的温度探测部6的正特性热敏电阻PTC并联地还连接有第一电容器C1。另外,在连接点Y与接地线2之间连接有第二电容器C2。并且,在直流电源3侧的电源线1a与接地线2之间连接有第三电容器C3。并且,在直流电源3侧的电源线1a与PNP型晶体管Q1的基极B(NPN型晶体管Q2的集电极C)之间连接有第六固定电阻R6。并且,在第一场效应晶体管FET1的栅极G与连接点Y之间连接有第七固定电阻R7。直流电压提供电路300的其它结构与直流电压提供电路100相同。
图7是图6的电路的第一变形例。在图7所示的直流电压提供电路300的结构中,追加了连接于直流电源3侧的电源线1a与连接点Y之间的电阻R3。通过追加适当的电阻值的电阻R3,能够调整连接点Y的电压。
图8是图6的电路的第二变形例。在图8所示的直流电压提供电路300的结构中,追加了连接于直流电源3侧的电源线1a与连接点Y之间的电阻R3,并且,取代复位电路7而包含复位电路17。在复位电路17中,追加了连接于连接点Z与负载4侧的电源线1b之间的电阻R5。通过追加适当的电阻值的电阻R3、R5,能够调整连接点Y及Z的电压。图6、图7、图8的基本的结构和动作是共通的,因此以后使用图8来进行详细的说明。
在直流电压提供电路300中,通过附加第一电容器C1,即使晶闸管SCR的门极G(NPN型晶体管Q2的基极B)被施加了噪声,也能够使该噪声经由第一电容器C1而降到接地线2。因此,因这种噪声而在第二固定电阻R2中流通的电流所导致的连接点Y的电位的变动被抑制,第一场效应晶体管FET1不会因误动作而成为断开状态,不会错误地使从直流电源3向负载4的直流电压的提供停止。
在本实施方式所涉及的直流电压提供电路300中,由于附加了第一电容器C1,除了直流电压提供电路100所起到的效果以外,还起到如下效果:不会因噪声所导致的误动作而使从直流电源3向负载4的直流电压的提供停止。
另外,在直流电压提供电路300中,由于附加了第二电容器C2,噪声等所导致的连接点Y的电位的微小变动被缓和,因此第一场效应晶体管FET1的栅极G电位稳定。其结果,除了直流电压提供电路100所起到的效果以外,还起到如下效果:能够抑制因噪声而使第一场效应晶体管FET1进行误动作。
并且,在直流电压提供电路300中,由于附加了第三电容器C3,噪声等所导致的电源电位的微小变动被缓和。其结果,除了直流电压提供电路100所起到的效果以外,还起到如下效果:能够抑制直流电压提供电路300针对噪声进行误动作。
并且,在直流电压提供电路300中,由于附加了第六固定电阻R6,在异常发热时,对NPN型晶体管Q2中流通的电流进行放大,第一场效应晶体管FET1可靠地成为断开状态。其结果,除了直流电压提供电路100所起到的效果以外,还起到如下效果:在异常发热时,能够使从直流电源3向负载4的直流电压的提供可靠地停止。
并且,在直流电压提供电路300中,由于附加了第七固定电阻R7,噪声等所导致的连接点Y的电位的微小变动被缓和,因此第一场效应晶体管FET1的栅极G电位稳定。其结果,除了直流电压提供电路100所起到的效果以外,还起到如下效果:能够抑制因噪声而使第一场效应晶体管FET1进行误动作。
在图8的结构中,公开了具备第一电容器C1、第二电容器C2、第三电容器C3、第六固定电阻R6、第七固定电阻R7中的全部的电路,但是不限于此。通过如图6、图7所例示的那样具备这些元件中的至少1个,除了直流电压提供电路100所起到的效果以外,还能够起到更好的效果。
[第四实施方式]
图9是表示第四实施方式所涉及的直流电压提供电路400的结构的图。但是,图9所示的是直流电压提供电路400的等效电路图。
直流电压提供电路400也是在第一实施方式所涉及的直流电压提供电路100的局部施加了变更而得到的。
在直流电压提供电路100中,晶闸管SCR由PNP型晶体管Q1和NPN型晶体管Q2构成。在直流电压提供电路400中,对此施加了变更,作为晶闸管SCR,使用了单个的电子部件。直流电压提供电路400的其它结构与直流电压提供电路100相同。
由单个的电子部件形成的晶闸管SCR也与由PNP型晶体管Q1和NPN型晶体管Q2构成的晶闸管SCR同样地发挥功能。
这样,本发明的直流电压提供电路中使用的晶闸管SCR既可以由PNP型晶体管Q1和NPN型晶体管Q2构成,也可以是单个的电子部件。
[第五实施方式]
图10是表示第五实施方式所涉及的直流电压提供电路410的结构的图。但是,图10所示的是直流电压提供电路410的等效电路图。
直流电压提供电路410也是在第一实施方式所涉及的直流电压提供电路100的局部施加了变更而得到的。
在直流电压提供电路100中,使用第一场效应晶体管FET1来作为电源连接电路9的开关元件,使用第二场效应晶体管FET2来作为复位电路7的开关元件。直流电压提供电路410具备复位电路27来取代复位电路7,具备电源连接电路29来取代电源连接电路9。电源连接电路29具备PNP双极晶体管BT1和基极电流的限制电阻R7来取代第一场效应晶体管FET1,复位电路27具备PNP双极晶体管BT2和基极电流的限制电阻R8来取代第二场效应晶体管FET2。直流电压提供电路410的其它结构与直流电压提供电路100相同。
图11是图10的电路的变形例。在图11所示的直流电压提供电路410的结构中,追加了连接于直流电源3侧的电源线1a与连接点Y之间的电阻R3。通过追加适当的电阻值的电阻R3,能够调整连接点Y的电压。另外,在图11所示的直流电压提供电路410的结构中,还追加了电容器C1~C3。通过追加电容器,与第三实施方式同样地,噪声耐性提高。
图10、图11中示出的结构的PNP双极晶体管BT1、BT2也与场效应晶体管FET1、FET2同样地发挥功能。
这样,本发明的直流电压提供电路中使用的开关元件既可以由场效应晶体管构成,也可以由双极晶体管构成。另外,也可以使用IGBT等其它开关元件,还可以将它们组合使用。
[第六实施方式]
在第六实施方式中,主要说明图1的温度探测部6的变形。
图12是表示第六实施方式所涉及的直流电压提供电路430的结构的图。但是,图12所示的是直流电压提供电路430的等效电路图。
直流电压提供电路430也是在第一实施方式所涉及的直流电压提供电路100的局部施加了变更而得到的。
在直流电压提供电路100中,温度探测部6是将电阻R1与正特性热敏电阻PTC串联连接而成的结构,但是直流电压提供电路430具备温度探测部26来取代温度探测部6。
另外,直流电压提供电路430分别具备复位电路27和电源连接电路19来取代复位电路7和电源连接电路9。直流电压提供电路430的其它结构与直流电压提供电路100相同。此外,关于复位电路27,在图10、图11中进行了说明,关于电源连接电路19,在图6~8中进行了说明,因此在此省略说明,详细地说明温度探测部26。
图13是表示作为温度探测部的第一例的温度探测部26的结构的电路图。温度探测部26包含固定电阻R1及正特性热敏电阻PTC、固定电阻R9及基准电阻Rref、以及比较器CP。固定电阻R1及正特性热敏电阻PTC串联连接于电源线1a与接地线2之间,从中间连接点输出电压Vptc。固定电阻R9及基准电阻Rref串联连接于电源线1a与接地线2之间,从中间连接点输出电压Vref。比较器CP对电压Vptc与电压Vref进行比较。
电压Vref是固定电压,电压Vptc是与温度的上升相应地上升的电压。与正特性热敏电阻PTC的特性相配合地,固定电阻R1、R9、基准电阻Rref的电阻值被决定为:在正常时为Vptc<Vref,在异常发热时为Vptc>Vref。
比较器CP的负极性输入节点接受电压Vref。另外,比较器CP的正极性输入节点接受电压Vptc。因而,在正常时比较器CP输出低电平,在异常发热时比较器CP输出高电平。其结果,与正常时相比,在异常发热时连接点Y的电压上升,因此第一场效应晶体管成为断开状态。这样,在实施方式1中晶闸管SCR始终为接通状态,但是也可以像这样晶闸管SCR在初始状态下为断开状态。
图14是表示作为温度探测部的第二例的温度探测部36的结构的电路图。即使如图14所示那样使用恒流源IS1、IS2来取代图13的固定电阻R1、R9,比较器CP也同样地进行动作。这样,也可以取代通过利用电阻的分压来决定电压的结构,而是设为通过恒流源来决定电压的结构。
图15是表示作为温度探测部的第三例的温度探测部46的结构的电路图。在如温度探测部46那样在图13或图14的结构中将配置更替为将正特性热敏电阻PTC与电源线1a侧连接、将电阻R1或恒流源IS1与接地线2侧连接,且将配置更替为将基准电阻Rref与电源线1a侧连接、将电阻R9或恒流源IS2与接地线2侧连接的情况下,只要将比较器CP的连接变更为在正极性输入接受Vref2、在负极性输入接受Vptc2即可。
此外,在图12~图15中,作为感温元件,例示了正特性热敏电阻PTC,但是作为感温元件,也可以使用负特性热敏电阻NTC、热电偶、双金属开关、IC温度传感器等。
[第七实施方式]
在第七实施方式中,主要说明图1的状态保持电路8的变形。
图16是表示第七实施方式所涉及的直流电压提供电路440的结构的图。直流电压提供电路440具备温度探测部26、复位电路7、作为状态保持电路的带复位端子的触发器18、用于决定复位端子的电位的下拉电阻R12、以及作为电源连接电路的第一场效应晶体管FET1。在温度探测部26中,如在第六实施方式中说明的那样,在输出部设置有比较器CP。带复位端子的触发器18能够输出高电平和低电平,因此不需要图3等的电阻R2。复位电路7及其它结构与实施方式1相同。下面说明触发器18的动作。
触发器18的D端子始终被设定为高电平(逻辑1)。温度探测部26的输出与触发器18的CLK端子连接。
在未连接负载4的初始状态下,当直流电压提供电路440与直流电源3连接时,连接点Z为高电平,因此第二场效应晶体管FET2为断开状态。因此通过下拉电阻R12,复位端子被设定为低电平(有效),触发器18的输出Q的初始值被设定为低电平(逻辑0)。由此,第一场效应晶体管FET1为导通状态,当连接了负载4时能够提供直流电压。
在正常状态下,在正特性热敏电阻PTC的电阻值低的情况下,来自比较器CP的输出保持低电平而无变化,因此输出Q维持低电平,第一场效应晶体管FET1维持导通状态。
当由于异常发热而温度探测部26的温度上升、比较器CP的输出从低电平变化为高电平时,在上升沿输出Q变化为高电平,将第一场效应晶体管FET1设为断开。此时,如果由于负载4或连接器端子的短路而电源线1b的电压下降,则复位电路7的第二场效应晶体管FET2导通,复位端子/R的电压成为高电平,因此触发器18的复位被解除。
即使之后温度下降从而比较器CP的输出从高电平下降为低电平,触发器18也使输出Q保持为高电平,因此第一场效应晶体管FET1保持断开状态。
当将负载4从电源线1b拆除时,复位端子/R由复位电路7复位。即,当处于短路状态的负载4被拆除时,电源线1b成为高电平,因此第二场效应晶体管FET2成为断开状态,复位端子/R通过下拉电阻R12而成为低电平(有效),触发器18被复位。由此,触发器18的输出Q变化为低电平,因此第一场效应晶体管FET1导通,直流电压提供电路440再次成为能够向负载4提供直流电压的状态。
图17是表示第七实施方式的变形例所涉及的直流电压提供电路450的结构的图。直流电压提供电路450是将图16的结构的触发器18置换为状态保持电路28而得到的。其它结构与图16相同。
状态保持电路28包含反相器281和SR锁存电路282。SR锁存电路282由NOR门283、284构成。
在未连接负载4的初始状态下,当直流电压提供电路450与直流电源3连接时,连接点Z为高电平,因此第二场效应晶体管FET2成为断开状态。因此通过下拉电阻R12和反相器281来将SR锁存电路282的复位端子R设定为高电平(有效),SR锁存电路282的输出Q的初始值被设定为低电平(逻辑0),输出/Q的初始值被设定为高电平(逻辑1)。输出/Q被反相器285反转后被提供给栅极,因此第一场效应晶体管FET1为导通状态,使得当连接负载4时能够提供直流电压。
在正常状态下,来自比较器CP的输出保持低电平而无变化,因此SR锁存电路282的输出/Q维持高电平,第一场效应晶体管FET1维持导通状态。
当由于异常发热而温度探测部26的温度上升、比较器CP的输出从低电平变化为高电平时,SR锁存电路282的设置端子S变化为高电平,相应地输出/Q立即变化为低电平。于是,第一场效应晶体管FET1变化为断开状态。此时,如果由于负载4或连接器端子的短路而电源线1b的电压下降,则复位电路7的第二场效应晶体管FET2导通,因此SR锁存电路282的复位端子R成为低电平。
即使之后温度下降从而温度探测部26的输出从高电平下降为低电平,SR锁存电路282也将输出/Q保持为低电平,因此第一场效应晶体管FET1保持断开状态。
当将负载4从电源线1b拆除时,通过复位电路7使SR锁存电路282复位。即第二场效应晶体管FET2断开,通过电阻R11和反相器281来使SR锁存电路282的复位端子R成为高电平。由此,SR锁存电路282的输出/Q变化为高电平,因此第一场效应晶体管FET1导通,直流电压提供电路450再次成为能够向负载4提供直流电压的状态。
如以上图16、图17示出的那样,也可以由触发器、锁存电路等来构成状态保持电路。
[第八实施方式]
图18是表示第八实施方式所涉及的直流电压提供电路500的结构的图。但是,图18是直流电压提供电路500的说明图。
直流电压提供电路500是将第四实施方式所涉及的直流电压提供电路400嵌入于适配器51、线缆52、USB连接器53(公型USB连接器53a)而成的。此外,USB是指通用串行总线(Universal Serial Bus)的略称,是用于将周边设备连接到计算机等信息设备的串行总线的标准之一。
适配器51具备直流电源3和电源开关5。直流电源3例如是将交流的商用电源变换为希望的电压的直流而得到的电源。此外,在本实施方式中使用适配器51,但是也可以取代适配器51,而使用个人计算机等的电源来作为直流电源。另外,电源开关5并非必需。
线缆52包括多个信号线55、电源线1、接地线2、异常发热探测线57、58。信号线55用于适配器51与电子设备54之间的信号交换。另外,如上所述,在取代适配器51而使用个人计算机的情况下,信号线55用于个人计算机与电子设备54之间的信号交换。
USB连接器53由公型USB连接器53a和母型USB连接器53b构成。公型USB连接器53a与母型USB连接器53b能够相互嵌合和脱离。公型USB连接器53a和母型USB连接器53b分别具备触点,通过使各自的触点之间接触,能够实现规定的线之间的电连接。
公型USB连接器53a经由线缆52来与适配器51连接。母型USB连接器53b安装于电子设备54的壳体。
在公型USB连接器53a的绝缘体部分埋设有由第一固定电阻R1和正特性热敏电阻PTC形成的温度探测部6。第一固定电阻R1的一端与异常发热探测线57的一端连接,另一端连接于连接点X。异常发热探测线57的另一端经由线缆52来与直流电源3侧的电源线1a连接。正特性热敏电阻PTC的一端与接地线2连接,另一端连接于连接点X。连接点X以经由线缆52的方式通过异常发热探测线58来与设置于适配器51内的晶闸管SCR的门极G连接。
电子设备54的种类是任意的,例如是便携式电话、智能手机、音乐播放器等。在适配器51的内部设置有晶闸管SCR、场效应晶体管FET1、FET2、第二固定电阻R2、第三固定电阻R3。负载4例如是电子设备54的蓄电池等。
如上所述,晶闸管SCR的门极G连接于温度探测部6的连接点X。另外,晶闸管SCR的阳极A经由第二场效应晶体管FET2来与直流电源3侧的电源线1a连接。晶闸管SCR的阴极K经由第二固定电阻R2来与接地线2连接。
在直流电源3侧的电源线1a与连接点Y之间连接有第三固定电阻R3。
在电源线1上插入有第一场效应晶体管FET1。更具体地说,第一场效应晶体管FET1的源极S与直流电源3侧的电源线1a连接。场效应晶体管FET1的漏极D与负载4侧的电源线1b连接。第一场效应晶体管FET1的栅极G连接于晶闸管SCR的阴极K、第二固定电阻R2以及第三固定电阻R3的连接点Y。
在直流电源3侧的电源线1a与晶闸管SCR的阳极A之间连接有第二场效应晶体管FET2。更具体地说,第二场效应晶体管FET2的源极S与直流电源3侧的电源线1a连接,第二场效应晶体管FET2的漏极D与晶闸管SCR的阳极A(PNP型晶体管Q1的发射极E)侧连接。
另外,在第一场效应晶体管FET1的源极S同漏极D之间,与之并联地连接有第四固定电阻R4和第五固定电阻R5,且第四固定电阻R4与第五固定电阻R5经由连接点Z串联连接。连接点Z与第二场效应晶体管FET2的栅极G连接。
在直流电压提供电路500中,从直流电源3经由电源线1及接地线2向负载4提供直流电压。此外,如上所述,电源线1能够在第一场效应晶体管FET1的漏极D与负载4之间中途分开,接地线2能够在接地线2中的同第二固定电阻的连接点与负载4之间中途分开,通过由公型USB连接器53a和母型USB连接器53b形成的USB连接器来使分开的电源线1连接且使分开的接地线2连接。直流电压提供电路500的其它结构与直流电压提供电路400相同。
直流电压提供电路500通过正特性热敏电阻PTC来监视USB连接器53附近的异常发热,在探测到异常发热的情况下,连接点X的电压上升,NPN型晶体管Q2的基极B-发射极E间流通的电流增加,连接点Y的电位也上升。由此,将第一场效应晶体管FET1设为断开状态,来使从直流电源3向负载4的直流电压的提供停止。
此外,不仅在电子设备54内的负载4变为直接异常状态、电源线1与接地线2之间经由异常的负载4而成为短路状态的情况下发生该异常发热,例如在USB连接器53中夹有异物、以此为原因而负载4侧的电源线1b与接地线2之间成为短路状态的情况下等也会发生该异常发热。
在直流电压提供电路500中,即使探测到异常发热从而使直流电压提供停止之后正特性热敏电阻PTC自然冷却而温度下降,只要不将负载4从直流电压提供电路500分离,晶闸管SCR就持续接通状态,第一场效应晶体管FET1持续断开状态,直流电压的提供不会自动地重新开始。因而,在直流电压提供电路500中,在直流电压的提供停止之后,将负载4从直流电压提供电路500分离,调查异常发热的原因,在去除了异常发热的原因的基础上、或者在更换为无异常的负载4的基础上,重新将直流电压提供电路500与负载4连接,由此能够使直流电压的提供安全地重新开始。在该直流电压提供电路500中,能够通过将公型USB连接器53a与母型USB连接器53b分离及重新连接来容易地进行负载4的分离及重新连接。
图19是表示第八实施方式的变形例所涉及的直流电压提供电路510的结构的图。在图18示出的结构中,在公型USB连接器53a的绝缘体部分埋设有由第一固定电阻R1和正特性热敏电阻PTC形成的温度探测部6,直流电压提供电路500的其它结构要素配置于通过线缆52来连接的适配器51内。与此相对地,在图19所示的直流电压提供电路510中,取代USB连接器53而具备USB连接器153。
USB连接器153由公型USB连接器153a和母型USB连接器153b构成。
公型USB连接器153a经由线缆52来与适配器151连接。母型USB连接器153b安装于电子设备54的壳体。
在公型USB连接器153a的绝缘体部分不仅埋设有由第一固定电阻R1和正特性热敏电阻PTC形成的温度探测部6,还埋设有直流电压提供电路510整体。
通过如图19所示那样在公型USB连接器153a的绝缘体部分埋设直流电压提供电路510整体,能够使适配器151的结构简单。
[第九实施方式]
第九实施方式对复位电路的结构进行了变更。在第一~第八实施方式中,复位电路7与电源线1b的电压从低电平恢复为高电平相应地对状态保持电路进行复位。但是,状态保持电路的复位不必基于电源线1b的电压来执行。例如,也可以检测出负载侧连接器从直流电压提供电路的拆除。
图20是表示第九实施方式所涉及的直流电压提供电路600的结构的图。直流电压提供电路600是对图3示出的第一实施方式所涉及的直流电压提供电路100的局部施加了变更而得到的。
在直流电压提供电路100中,通过复位电路7来对状态保持电路8进行复位。直流电压提供电路600具备复位电路37来取代复位电路7。另外,通过连接器43来与负载4连接。
连接器43由公型连接器43a和母型连接器43b构成。公型连接器43a与母型连接器43b能够相互嵌合及脱离。公型连接器43a和母型连接器43b分别具备触点,通过使各自的触点之间接触,能够实现规定的线之间的电连接。
当公型连接器43a与母型连接器43b为嵌合状态时,开关CNT导通,电阻R9的端部与接地线2连接。由此连接点Z的电压下降,第二场效应晶体管FET2导通。另一方面,当母型连接器43b从公型连接器43a脱离时,开关CNT断开,电阻R9的端部成为开放状态。由此连接点Z的电压成为高电平,第二场效应晶体管FET2断开。此外,不一定必须设置开关CNT,只要以如下方式进行布线即可:仅在母型连接器43b侧将电阻R9的端子与接地线连接。
直流电压提供电路600的其它结构与图3的直流电压提供电路100相同,因此不重复进行说明。
此外,在图20中示出了检测出负载侧连接器从直流电压提供电路的拆除来进行复位的例子,但是例如也可以设置由用户操作的复位开关。
以上,说明了第一实施方式~第九实施方式所涉及的直流电压提供电路100~600。然而,本发明并不限定于上述的内容,能够遵循发明的主旨来施加各种变更。
例如,各实施方式的等效电路图是抽出与本发明相关联的结构来示出的,也可以附加其它电子部件、其它功能。另外,也可以在无损于本发明的主旨的范围内对电路进行变更。
在各实施方式中,将负载4从直流电压提供电路100~600分离不仅意味着只将负载4的部分从电源线1分离。在第一场效应晶体管FET1的漏极D同第五固定电阻R5的连接点与负载4之间的电源线1b上将其连接分离也包含在该意思中。
另外,在直流电压提供电路500中,将USB连接器53(公型USB连接器53a、母型USB连接器53b)用作连接器,但是也可以是其它种类的连接器。另外,在直流电压提供电路500中,将正特性热敏电阻PTC设置于公型USB连接器53a,但是也可以取而代之而将正特性热敏电阻PTC设置于电子设备54侧。
另外,也可以将各实施方式相互组合来使用。
应该能够想到,本次公开的实施方式在所有方面均为例示而并非限制性的。本发明的范围并不通过上述的说明示出,而是通过权利要求书示出,意图包含与权利要求书等同的意义及范围内的所有变更。
附图标记说明
1、1a、1b、102:电源线;2、103:接地线;3、101:直流电源;4、104:负载;5:电源开关;6、16、26、36、46:温度探测部;7、17、27、37:复位电路;8、28:状态保持电路;9、19、29:电源连接电路;18:触发器;43、43a、43b、53、53a、53b、153、153a、153b:连接器;51、151:适配器;52:线缆;54:电子设备;55:信号线;57、58:异常发热探测线;100、200、300、400、410、430、440、450、500、510、600、1100:直流电压提供电路;105、PTC:正特性热敏电阻;281、285:反相器;282:锁存电路;283、284:NOR门;BT1、BT2:双极晶体管;C1~C3:电容器;CNT:开关;CP:比较器;FET、FET1、FET2:场效应晶体管;IS1、IS2:恒流源;NTC:负特性热敏电阻;Q1、Q2:晶体管;R1~R11、Rref:电阻;SCR:晶闸管;SW1、SW2:开关元件。

Claims (9)

1.一种直流电压提供电路,具备插入于直流电源与负载之间的电源线和接地线,该直流电压提供电路还具备:
状态保持电路,其构成为能够取第一状态和第二状态;
电源连接电路,其插入于所述电源线和所述接地线中的至少任一方,在所述状态保持电路为所述第一状态的情况下所述电源连接电路为连接状态,在所述状态保持电路为所述第二状态的情况下所述电源连接电路为切断状态;
温度探测部,其探测异常发热,来将所述状态保持电路设为所述第二状态;以及
复位电路,其用于将所述状态保持电路设为所述第一状态,
其中,所述电源连接电路具备插入于所述电源线的第一开关元件,
所述温度探测部具备插入于所述直流电源侧的所述电源线与所述接地线之间的、由第一电阻与热敏电阻串联连接而成的分压电路,
所述状态保持电路具备晶闸管,该晶闸管的门极连接于所述分压电路的所述第一电阻与所述热敏电阻的连接点,该晶闸管的阴极连接于所述第一开关元件的控制电极,
所述电源连接电路还具备连接于所述第一开关元件的控制电极与所述接地线之间的第二电阻,
所述复位电路具备连接于所述电源线与所述晶闸管的阳极之间的第二开关元件,在该第二开关元件的控制电极接受根据与所述负载连接的电源端子的电压而变化的信号。
2.根据权利要求1所述的直流电压提供电路,其特征在于,
所述第一开关元件、所述第二开关元件分别是场效应晶体管、双极晶体管中的任一方。
3.根据权利要求1所述的直流电压提供电路,其特征在于,
通过将所述负载侧的所述电源线与所述负载分离,所述第二开关元件成为断开状态且所述第一开关元件成为接通状态,从而解除所述电源线的直流电压提供的停止。
4.根据权利要求1~3中的任一项所述的直流电压提供电路,其特征在于,
所述晶闸管包含PNP型晶体管和NPN型晶体管,
所述PNP型晶体管的集电极与所述NPN型晶体管的基极连接,
所述PNP型晶体管的基极与所述NPN型晶体管的集电极连接,
所述PNP型晶体管的发射极相当于所述晶闸管的所述阳极,
所述PNP型晶体管的所述集电极与所述NPN型晶体管的所述基极的连接点相当于所述晶闸管的所述门极,
所述NPN型晶体管的发射极相当于所述晶闸管的所述阴极。
5.根据权利要求1~3中的任一项所述的直流电压提供电路,其特征在于,
所述热敏电阻是正特性热敏电阻,
所述分压电路的所述第一电阻侧的端部与所述电源线连接,
所述分压电路的所述正特性热敏电阻侧的端部与所述接地线连接。
6.根据权利要求1~3中的任一项所述的直流电压提供电路,其特征在于,
所述热敏电阻是负特性热敏电阻,
所述分压电路的所述负特性热敏电阻侧的端部与所述电源线连接,
所述分压电路的所述第一电阻侧的端部与所述接地线连接。
7.根据权利要求4所述的直流电压提供电路,其特征在于,
还具备与所述分压电路的所述热敏电阻并联连接的第一电容器、与所述第二电阻并联连接的第二电容器、连接于所述直流电源侧的所述电源线与所述接地线之间的第三电容器、连接于所述直流电源侧的所述电源线与所述PNP型晶体管的基极之间的第六电阻、以及连接于所述第一开关元件的控制电极与所述晶闸管的阴极之间的第七电阻中的至少1个电容器或电阻。
8.根据权利要求1所述的直流电压提供电路,其特征在于,
所述电源线能够在所述第一开关元件与所述负载之间中途分开,所述接地线能够在所述接地线中的同所述第二电阻的连接点与所述负载之间中途分开,
通过1对连接器来使分开的所述电源线连接且使分开的所述接地线连接,
所述热敏电阻监视所述连接器附近的异常发热。
9.根据权利要求8所述的直流电压提供电路,其特征在于,
所述连接器是USB连接器。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11233386B2 (en) * 2019-02-27 2022-01-25 Google Llc USB Type-C port short protection
DE102020117154B4 (de) 2020-06-30 2023-11-09 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Heizkontrollsystem für robotische Weltraumanwendungen
TWI749667B (zh) * 2020-07-27 2021-12-11 瑞昱半導體股份有限公司 積體電路及其訊號傳輸方法
US11609274B2 (en) * 2021-07-08 2023-03-21 Guangzhou Automobile Group Co., Ltd. Battery state detection device and vehicle device
CN114928024A (zh) * 2022-05-16 2022-08-19 北京炎黄国芯科技有限公司 迟滞可调的过温保护电路及电子设备

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62230379A (ja) * 1985-12-11 1987-10-09 Canon Inc モ−タ制動装置
JPH04268647A (ja) * 1991-02-22 1992-09-24 Fujitsu Ltd 二度読み防止機能付レジスタ
JPH063648A (ja) * 1992-06-23 1994-01-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 温度異常保護回路
JPH10145205A (ja) * 1996-11-14 1998-05-29 Hitachi Ltd 保護機能付きスイッチ回路
US6072681A (en) * 1998-08-03 2000-06-06 Cogan; Adrian I. Power line protection devices and methods
JP2001195140A (ja) * 2000-01-13 2001-07-19 Sharp Corp 過熱保護回路及びそれを備えた安定化電源回路
CN102804538A (zh) * 2009-06-24 2012-11-28 松下电器产业株式会社 电源保护电路和具有其的电动机驱动装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5239331A (en) 1985-12-11 1993-08-24 Canon Kabushiki Kaisha Brake device for motor in camera
US5552999A (en) * 1991-07-09 1996-09-03 Dallas Semiconductor Corp Digital histogram generator systems and methods
JPH05260647A (ja) 1992-03-10 1993-10-08 Komatsu Ltd 電流遮断装置
JP6070817B2 (ja) 2013-10-24 2017-02-01 三洋電機株式会社 電気ケーブル、及び、電源装置
CN106602511A (zh) * 2016-12-14 2017-04-26 安徽长龙电气集团有限公司 一种用于配电柜的过热保护电路
US10566783B2 (en) * 2017-04-11 2020-02-18 Intel Corporation Methods and apparatus for implementing over-temperature fault protection in wearable devices and other electronic devices
US10658834B2 (en) * 2017-09-27 2020-05-19 Eaton Intelligent Power Limted Receptacle, circuit protection system, and circuit interrupter with over-temperature detection

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62230379A (ja) * 1985-12-11 1987-10-09 Canon Inc モ−タ制動装置
JPH04268647A (ja) * 1991-02-22 1992-09-24 Fujitsu Ltd 二度読み防止機能付レジスタ
JPH063648A (ja) * 1992-06-23 1994-01-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 温度異常保護回路
JPH10145205A (ja) * 1996-11-14 1998-05-29 Hitachi Ltd 保護機能付きスイッチ回路
US6072681A (en) * 1998-08-03 2000-06-06 Cogan; Adrian I. Power line protection devices and methods
JP2001195140A (ja) * 2000-01-13 2001-07-19 Sharp Corp 過熱保護回路及びそれを備えた安定化電源回路
CN102804538A (zh) * 2009-06-24 2012-11-28 松下电器产业株式会社 电源保护电路和具有其的电动机驱动装置

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