JP2002078184A - 電源出力回路 - Google Patents

電源出力回路

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JP2002078184A
JP2002078184A JP2000255052A JP2000255052A JP2002078184A JP 2002078184 A JP2002078184 A JP 2002078184A JP 2000255052 A JP2000255052 A JP 2000255052A JP 2000255052 A JP2000255052 A JP 2000255052A JP 2002078184 A JP2002078184 A JP 2002078184A
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Japan
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circuit
voltage
load
power supply
time constant
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Withdrawn
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JP2000255052A
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English (en)
Inventor
Yoichiro Honda
陽一郎 本田
Kenichi Ozeki
健一 尾関
Takeshi Kanegae
毅 鐘ヶ江
Shigeru Umeno
茂 梅野
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Tokimec Inc
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Tokimec Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 定電流性の負荷を接続した場合にも、起動時
に定格電圧に達することができる過電流保護回路を提供
する。 【解決手段】 過電流保護回路は、入力電圧により充電
される時定数回路11と、時定数回路11の電圧を基準
値と比較して駆動回路13を動作させる比較回路12
と、スイッチ回路14を制御する駆動回路13と、負荷
70への電圧供給のオンオフを切り替えるスイッチ回路
14と、過電流状態を検知して、駆動回路13を非動作
にする過電流検知回路15とから構成され、起動時には
時定数回路電圧が所定の電圧に達した段階で負荷への電
圧供給を開始する。過電流状態では、時定数間隔でオン
オフを繰り返し、負荷電流を制限する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電源装置の出力部
に用いられる出力回路に係り、特に過電流状態から電源
装置を保護する過電流保護回路に関する。
【0002】
【従来の技術】電源装置の出力回路には、負荷側短絡時
等における過電流状態から電源装置等を保護するために
過電流保護回路が通常付加される。図6は、このような
出力回路の一例を示す図である。
【0003】本図において、過電流保護回路は、入力電
圧VINが加えられると、負荷RLに電圧VOUTを供給す
る。ここで、負荷RLに流れる電流が過電流状態となっ
て、過電流検知用抵抗RSCに大量の電流が流れると、R
SCの電圧降下が増大し、トランジスタTr3がオンとな
る。この結果、トランジスタTr1のベース電流を減ら
して、負荷RLに流れる電流を制限することができる。
【0004】図7は、この過電流保護回路の出力特性を
表す図である。本図に示すように、この回路は、過負荷
時に負荷電流が減少していく特性、いわゆる「フ」の字
型特性を有している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この過電流保
護回路に定電流特性の負荷を接続すると、図7に示すよ
うに安定点が点A、点Bの2ヶ所あるため、起動時に負
荷電圧は定格値である点Aに達することができず、それ
よりも低い点Bの電圧で安定してしまうという問題が生
じる。
【0006】本発明の課題は、定電流性の負荷を接続し
た場合にも、起動時に定格電圧に達することができる過
電流保護回路を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、時定数回路と比較回路と駆動回路とスイ
ッチ回路と過電流検知回路とを備え、電源回路からの出
力を受け、この出力を負荷へ供給する電源出力回路であ
って、前記時定数回路は前記電源回路からの出力により
充電され、前記比較回路は、前記時定数回路が充電した
電圧と基準電圧とを比較し、その比較結果に応じて前記
駆動回路を動作させ、前記駆動回路は、動作状態により
前記スイッチ回路を制御し、前記スイッチ回路は、負荷
への電圧供給のオンオフを切り替え、前記過電流検知回
路は、負荷に流れる電流を監視し、過電流状態を検知す
ると前記駆動回路を非動作にすることを特徴とする電源
出力回路を提供する。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、図
面を参照して詳細に説明する。
【0009】図1は、本発明の構成を示すブロック図で
ある。
【0010】本図において、過電流保護回路10は、時
定数回路11と、比較回路12と、駆動回路13と、ス
イッチ回路14と、過電流検知回路15とを備えてお
り、電源60からの入力電圧VIが加えられると、出力
電圧VOを負荷70に供給する。
【0011】時定数回路11は、入力電圧VIにより、
電荷を時定数τで充電する。時定数回路11は、例え
ば、抵抗とコンデンサーの直列接続によって構成するこ
とができる。
【0012】比較回路12は、時定数回路11の充電電
圧と基準電圧とを比較し、時定数回路11の充電電圧が
基準電圧を超えるのを検知すると、駆動回路13を動作
させる。
【0013】駆動回路13は、動作状態において、スイ
ッチ回路14をオンにし、非動作状態において、スイッ
チ回路14をオフにする。
【0014】スイッチ回路14は、駆動回路13により
オン・オフが制御され、オン状態で入力電圧を、過電流
検知回路15を介して、負荷70に供給する。
【0015】過電流検知回路15は、負荷に流れる電流
を監視し、過電流状態になったことを検知すると駆動回
路13を非動作状態にする。
【0016】図3は、本発明の作動状態を説明するタイ
ミングチャートである。初期状態で駆動回路13は、非
動作状態で、スイッチ回路14はオフとなっている。
【0017】時刻t0で電源60がオンになると、入力
段に電圧VIが印加される。この電圧により、時定数回
路11に電荷が蓄積され、時定数回路11の電圧が上昇
する。
【0018】時刻t1で、時定数回路11の電圧が、比
較回路12の基準値を超えると、時定数回路11に蓄積
されていた電荷が、駆動回路13に伝送され、駆動回路
13を動作状態にする。そして、駆動回路13が、スイ
ッチ回路14をオンにして、負荷70への電圧VOの供
給を開始する。
【0019】このため、負荷70が定電流性の負荷であ
っても、起動時に低い電圧で安定してしまうことを避け
ることができる。
【0020】過電流検知回路15は、前述のように負荷
70に流れる負荷電流を監視しており、負荷電流が定格
値以内であれば、電圧VOの安定供給が維持される。
【0021】次に、時刻t2において、負荷電流が定格
値以上の過電流状態になったとする。過電流検知回路1
5は、過電流状態を検知すると、駆動回路13を非動作
状態にし、スイッチ回路14をオフにして、出力電圧の
供給を停止する。
【0022】時定数回路11は、入力電圧VOによって
蓄積した電荷によって、再び駆動回路13を動作状態と
し、スイッチ回路14をオンにして、負荷に電圧を供給
する。その後すぐに、過電流検知回路15は、駆動回路
13を非動作状態にし、スイッチ回路14をオフにし
て、出力電圧の供給を停止する。
【0023】以降、時定数τごとに、この動作が繰り返
される。このように負荷に流れる平均負荷電流は、時定
数τにより調節することができるため、本回路によっ
て、過電流状態における負荷電流を制限することができ
る。
【0024】その後、時刻t3で、過電流状態が解消さ
れると、時刻t0〜t1における動作と同様に、低い電圧
値に安定することなく、定格電圧値に達して、時刻t4
以降、負荷70に電圧を安定供給することができる。
【0025】図2は、本発明の具体的な回路構成の一例
を示す図である。本図において、抵抗R1とコンデンサ
1とが時定数回路11を構成する。抵抗R2〜R5と、
トランジスタQ1、Q2とが比較回路12を構成する。ト
ランジスタQ3が駆動回路13を構成し、トランジスタ
4がスイッチ回路14を構成する。そして、抵抗R7
10が過電流検知回路15を構成する。
【0026】比較回路12は、入力電圧VIを抵抗R2
抵抗R3とによって分圧し、抵抗R3に生じた電圧を基準
電圧とし、コンデンサC1に生じている電圧(時定数回
路11の電圧)とをトランジスタQ1で比較する。
【0027】前述した図3、および、図4に示すトラン
ジスタQ1〜Q4のオン・オフのタイミングチャートを参
照して、本回路の動作を説明する。
【0028】時刻t1で、入力電圧VIが印加されると、
時定数回路11のコンデンサC1に時定数τ(=C
11)で電荷が蓄積されていく。コンデンサC1に生じ
ている電圧が、比較回路12のトランジスタQ1をオン
にする電圧まで上昇すると、トランジスタQ2もオンと
なり、抵抗R5に電流が流れ始める。すると、トランジ
スタQ2と抵抗R5の正帰還作用により、抵抗R1を流れ
る電流が増加する。抵抗R1の電圧降下の増加により、
コンデンサC1に蓄積していた電荷は、ダイオードCR1
を介して、駆動回路13であるトランジスタQ3をオン
にする。この結果、スイッチ回路14のトランジスタQ
4がオンとなり、負荷に電圧が供給され始める。
【0029】ここで、ダイオードCR3は、トランジス
タQ3のベース・エミッタ間電圧の補正を行っている。
また、本実施例では出力電圧の安定化のため、基準電圧
値Vre fのシャントレギュレータU1を付加している。こ
のため、負荷電流IOが定格値内の状態において、出力
電圧は、 (1+R11/R12)Vref に安定される。
【0030】トランジスタQ4のコレクタ電圧をVSとす
ると、過電流検知回路15の抵抗R 9を流れる電流によ
って生じる出力端子の電圧VOは、ほぼ(VS−R9O
となる。
【0031】過電流検知回路15は、この電圧(VS
9O)と、抵抗R7と抵抗R8とによる設定電圧(R8
/(R7+R8))VSとを比較して、 (VS−R9O)>(R8/(R7+R8))VS の場合を負荷電流が定格値以内の状態とし、駆動回路1
3のトランジスタQ3はオンの動作状態を保ち、スイッ
チ回路14のトランジスタQ4もオンのまま、負荷に定
電圧が供給され続ける。
【0032】一方、時刻t2において、 (VS−R9O)<(R8/(R7+R8))VS すなわち、負荷電流が定格値以上の過電流状態となる
と、過電流検知回路15は、駆動回路13のトランジス
タQ3をオフの非動作状態にする。非動作状態となった
駆動回路13は、スイッチ回路14のトランジスタQ4
をオフにして、負荷への電圧供給を停止する。その後、
コンデンサC1の端子電圧は低下し、比較回路12のト
ランジスタQ1がオフとなり、トランジスタQ2もオフと
なる。
【0033】すると、時定数回路11のコンデンサC1
は、入力電圧VIにより充電され、コンデンサC1の端子
電圧が上昇する。そして、比較回路12のトランジスタ
1およびトランジスタQ2をオンにして、前述同様に、
駆動回路13を動作状態にする。動作状態の駆動回路1
3は、スイッチ回路14をオンにして負荷への電圧供給
を再開する。しかしすぐに、過電流検知回路15の抵抗
9の電圧降下により駆動回路13のトランジスタQ3
オフの非動作状態となり、スイッチ回路14のトランジ
スタQ4もオフとなって負荷への電圧供給が停止する。
【0034】以降は、時定数τ間隔でスイッチ回路14
のオンオフが繰り返されることになる。そして、過電流
状態が解消された場合は、スイッチ回路14がオン状態
を保つため、定電圧の供給が続けられる。
【0035】次に、本発明による過電流保護回路を多負
荷接続および電源回路の冗長接続に適用した場合につい
て説明する。
【0036】図5(a)は、電源回路60aに負荷を複
数(70a〜70c)接続する多負荷接続の一例を説明
するブロック図である。もちろん負荷の数は、本例の3
つに限られるものではない。
【0037】この場合、電源回路60aに、過電流保護
回路(10a〜10c)を負荷数分接続し、それぞれの
過電流保護回路に負荷(70a〜70c)を接続する。
このような接続をすることによって、本発明による過電
流保護回路は、多負荷接続時に、いずれかの負荷が短絡
状態になった場合においても、残りの他の負荷に電圧を
供給することができるようになる。
【0038】図5(b)は、同じ出力電圧の電源回路を
複数(60a、60b)用いる冗長系接続の一例を説明
するブロック図である。もちろん電源回路の数は、本例
の2つに限られるものではない。
【0039】この場合、電源出力回路のそれぞれに過電
流保護回路(10d、10e)を接続し、その出力を接
続して負荷(70d)に電圧を供給する。このような接
続をすることによって、本発明による過電流保護回路
は、冗長系接続時に、いずれかの電源回路に障害が生じ
た場合においても負荷に電圧を供給することができる。
【0040】また、図5(a)と図5(b)を組合せた
冗長系多負荷接続時においても上述の接続を組合せるこ
とにより、負荷短絡時あるいは電源回路障害時において
も、正常な負荷に電圧を供給しつづけることができる。
【0041】
【発明の効果】上述のように、本発明による過電流保護
回路は、定電流性の負荷を接続した場合にも、起動時に
低い電圧で安定することなく、定格電圧に達することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構成を説明するブロック図である。
【図2】本発明の具体的な回路構成の一例を示す回路図
である。
【図3】本発明の作動状態を説明するタイミングチャー
トである。
【図4】本発明の具体的な回路構成における、トランジ
スタQ1〜Q4のオン・オフのタイミングチャートであ
る。
【図5】本発明の過電流保護回路を多負荷接続および冗
長系接続に適用したときの接続例を示す図である。
【図6】従来の過電流保護回路の一例を示す回路図であ
る。
【図7】従来の過電流保護回路の出力特性を示す図であ
る。
【符号の説明】
10…過電流保護回路 11…時定数回路、12…比較回路、13…駆動回路 14…スイッチ回路、15…過電流検知回路 60…電源、70…負荷
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H03K 17/08 H03K 17/08 B 17/60 17/60 A (72)発明者 尾関 健一 愛知県名古屋市港区大江町10番地 三菱重 工業株式会社名古屋航空宇宙システム製作 所内 (72)発明者 鐘ヶ江 毅 栃木県大田原市薄葉1922番地7 (72)発明者 梅野 茂 東京都大田区南蒲田2丁目16番46号 株式 会社トキメック内 Fターム(参考) 5G004 AA04 AB02 BA03 BA04 DA02 DC04 DC13 EA01 FA01 5G053 AA01 BA01 BA04 CA04 DA01 EA03 EC03 5H430 BB09 BB12 EE03 FF07 GG05 GG06 KK02 KK06 KK07 LA07 5J055 AX36 AX53 AX64 BX16 CX23 DX05 DX10 DX61 EX06 EY01 EY03 EY10 EY12 EY13 EZ01 EZ10 FX04 FX08 FX12 FX20 FX32 FX38 FX40 GX01 GX02 GX04 GX05

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】時定数回路と比較回路と駆動回路とスイッ
    チ回路とを備え、電源回路からの出力を受け、負荷へ電
    圧を供給する電源出力回路であって、 前記時定数回路は前記電源回路からの出力により充電さ
    れ、 前記比較回路は、前記時定数回路が充電した電圧と基準
    電圧とを比較し、その比較結果に応じて前記駆動回路を
    動作させ、 前記駆動回路は、動作状態により前記スイッチ回路を制
    御し、 前記スイッチ回路は、負荷への電圧供給のオンオフを切
    り替えることを特徴とする電源出力回路。
  2. 【請求項2】時定数回路と比較回路と駆動回路とスイッ
    チ回路と過電流検知回路とを備え、電源回路からの出力
    を受け、負荷へ電圧を供給する電源出力回路であって、 前記時定数回路は前記電源回路からの出力により充電さ
    れ、 前記比較回路は、前記時定数回路が充電した電圧と基準
    電圧とを比較し、その比較結果に応じて前記駆動回路を
    動作させ、 前記駆動回路は、動作状態により前記スイッチ回路を制
    御し、 前記スイッチ回路は、負荷への電圧供給のオンオフを切
    り替え、 前記過電流検知回路は、負荷に流れる電流を監視し、過
    電流状態を検知すると前記駆動回路を非動作にすること
    を特徴とする電源出力回路。
  3. 【請求項3】請求項1または2記載の電源出力回路を備
    えた電源装置。
JP2000255052A 2000-08-25 2000-08-25 電源出力回路 Withdrawn JP2002078184A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016054625A (ja) * 2014-09-04 2016-04-14 株式会社東海理化電機製作所 電流調整装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016054625A (ja) * 2014-09-04 2016-04-14 株式会社東海理化電機製作所 電流調整装置

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Effective date: 20071106