JP2002204566A - 直流電源回路の突入電流防止回路 - Google Patents

直流電源回路の突入電流防止回路

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JP2002204566A
JP2002204566A JP2001001119A JP2001001119A JP2002204566A JP 2002204566 A JP2002204566 A JP 2002204566A JP 2001001119 A JP2001001119 A JP 2001001119A JP 2001001119 A JP2001001119 A JP 2001001119A JP 2002204566 A JP2002204566 A JP 2002204566A
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power supply
turned
switch
converter
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JP2001001119A
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Manabu Otsuki
学 大槻
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Hitachi Kokusai Electric Inc
Original Assignee
Hitachi Kokusai Electric Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 DC/DCコンバータ等の直流電源回路の突
入電流からの保存をはかりたい。 【解決手段】 直流電源1と直流電源回路であるDC/
DCコンバータ11との間にFETスイッチ3を設け
る。このFETスイッチ3は、電源スイッチ5投入時
に、ある時間送れてONとなるようにしてある。FET
スイッチ3に並列に抵抗40を設ける。更に、直流電源
回路11のONかOFFの指令を行うトランジスタ7を
設ける。抵抗40の両端電圧を入力とするコンパレータ
12及びピークホールド回路13を設ける。FETスイ
ッチ3の破断時に、コンパレータ12、ピークホールド
回路13の働きでトランジスタ7をOFFにし、直流電
源回路であるDC/DCコンバータ11を強制的にOF
Fにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、DC/DCコンバ
ータやパワーモジュール回路等の直流電源回路に使用す
る入力突入電流防止回路に関する。
【0002】
【従来の技術】DC/DCコンバータに使用した入力突
入電流防止回路の従来例を図2に示す。この従来例は、
直流電源回路であるDC/DCコンバータ11のほか
に、直流電源1、時定数回路2、FETスイッチ3、突
入電流検出器4、電源スイッチ5、トランジスタ7、コ
ンデンサ8、9、負荷10を有する。突入電流検出器4
は、抵抗40と温度ヒューズ41とが近接並列配置構造
をとる。コンデンサ8、9は高周波ノイズ除去や平滑用
に設けた。温度ヒューズ41は、直流電源1の正極側と
トランジスタ7のベース端子との間に設けた。抵抗40
はFET3に並列に設けた。トランジスタ7は、DC/
DCコンバータ4のON又はOFFを制御するものであ
って、トランジスタ7のONによりDC/DCコンバー
タ11はON、トランジスタ7のOFFによりDC/D
Cコンバータ11はOFFとなる。時定数回路2は、電
源スイッチ5の投入による投入時の突入電流からFET
3を保護するための時間遅れ回路であり、スイッチ5の
ONにより直流電源1が投入された時点からこの遅れ時
間後にFET2をONするようにした。更に、抵抗40
の抵抗値は、FET3のON抵抗値に比べて充分大きい
値とした。
【0003】抵抗40と温度ヒューズ41とは互いに近
接して配置してあり、抵抗40に電流が流れある所定ジ
ュール熱以上で温度ヒューズ41が溶断し、トランジス
タ7へのベース電流をOFFとなり、DC/DCコンバ
ータ11をOFFにする。
【0004】動作を説明する。電源スイッチ5をONと
することで直流電源1が投入される。これにより、温度
ヒューズ41を通してベース端子にベース電流が流れ、
抵抗40を介してエミッタ電位が維持されトランジスタ
7はONとなり、DC/DCコンバータ11をON状態
にする。DC/DCコンバータ14は、このON状態の
もとで、直流電源1からの直流入力電圧Vinを取り込
み、所定のDC/DC変換(電力変換、電圧変換、電流
変換)を行う。その出力は、負荷10に供給される。一
方、時定数回路2の遅れ時間まではFET3は動作しな
い。そして、突入電流の影響のなくなったと想定できる
この遅れ時間に達すると、FET3はONとなる。FE
T3のON抵抗値が抵抗40の抵抗値より充分小さいの
で、電流は、ほとんどFET3を通り、事実上抵抗40
には電流が流れなくなる。これが正常状態である。
【0005】一方、FET3が何らかの原因、例えば外
部からのサージ流入による突入電流の発生で、破損する
ことがある。FET3が破損すると、FET3が破損す
ると、電流はFET3を流れることができなくなり、抵
抗40のみを流れる。抵抗40に電流が流れ続けると抵
抗40にジュール熱が発生し、これが所定温度に達する
と温度ヒューズ41が溶断する。温度ヒューズ41の溶
断によりトランジスタ7はOFFとなり、DC/DCコ
ンバータ11をONからOFFにし、コンバート処理を
停止させる。かくして、サージ等による突入電流からD
C/DCコンバータ11の保護をはかれる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来例は、温度
ヒューズ41を使っていることから、温度ヒューズ40
が切断した場合、ヒューズ自体の交換を必要とする点、
抵抗41のジュール熱を間接的に検知するやり方をとっ
ているため検出の信頼性に難があるとの点で、問題を持
つ。
【0007】本発明の目的は、温度ヒューズを使うこと
なく、且つFET破損を確実に検知可能とする突入電流
防止回路を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、負荷に電源を
供給する直流電源回路を、突入電流から保護するための
突入電流保護回路であって、直流電源と、この電源投入
用スイッチと、上記直流電源回路をONにするか、OF
Fにするかの指令を行うON/OFF指令手段と、上記
直流電源と直流電源回路とを結ぶ電源印加系路上に設け
られ、上記スイッチ投入時に時間遅れを伴ってONする
FETスイッチと、このFETスイッチに並列に設けら
れ、FETスイッチのON抵抗値よりも大きい抵抗値を
持つ抵抗と、この抵抗の両端電圧を取り込み、その電圧
値が、FETスイッチ破断に伴う予め定めた閾値よりも
小さい時に上記ON/OFF指令手段を制御して直流電
源回路をONにさせ、閾値よりも大きいト時に上記ON
/OFF指令手段を制御して直流電源回路をOFFにさ
せる回路手段と、を備える直流電源回路の突入電流保護
回路を開示する。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は、DC/DCコンバータ1
1に利用した本発明の突入電流防止回路の実施の態様を
示す。この防止回路は、図2の従来例に比して、温度ヒ
ューズ41をなくし、代わりにコンパレータ12及びピ
ークホールド回路13を、抵抗41に並列に設けて、ピ
ークホールド回路13の出力でトランジスタ7のON/
OFF制御をはかるようにしたものである。その他の構
成は、図2と同様とする。コンパレータ12は、抵抗4
0の電圧降下分を入力とし、この電圧降下分が予め定め
た閾値以上の値である時に、“H”出力を出す。ピーク
ホールド回路13は、オペアンプ43、ダイオード4
4、コンデンサ45、スイッチ46より成る。ダイオー
ド44は逆流防止用であり、コンデンサ45はホールド
用であり、スイッチ46はホールドリセット用である。
このピークホールド回路13は、コンパレータ12の出
力が“L”でトランジスタ7をONとし、コンパレータ
12の出力が“H”でトランジスタ7をOFFにする働
きをする。
【0010】動作を説明する。電源スイッチ45のON
投入により直流電源1が抵抗40を通じてDC/DCコ
ンバータ11に印加される。一方、コンパレータ12と
ピークホールド回路13の働きによりトランジスタ7は
ONとなり、コンバータ11をON状態とする。時定数
回路2の時間遅れの後でFET3がONとなり、抵抗4
0の代わりにFET3側に電流が流れ、コンバータ11
は、DC/DCのコンバート処理を行う。 一方、FE
T3が、外部のサージ等突入電流の影響により破損する
と、抵抗40に電流が流れ、両端に電位差が生ずる。こ
の電位差が予め定めた閾値以上になれば、コンパレータ
12は“H”出力を出し、ピークホールド回路13は
“L”出力を出し、トランジスタ7をOFFにする。こ
の結果、DC/DCコンバータ11は強制的にOFFと
なり、サージ等の突入電流からDC/DCコンバータ1
1は保護される。
【0011】ここで、ピークホールドする理由は、抵抗
40の電圧降下分の変動をカバーするためであり、も
し、変動に対してピークホールドしないと、トランジス
タ7がその変動に応じてONとOFFを繰り返すことに
なり、DC/DCコンバータ11自体もそれに応じてO
NとOFFを繰り返してしまう。FET3が破損した場
合、その後永続的にDC/DCコンバータ11をOFF
にする必要があり、ピークホールドがその役割を果た
す。
【0012】尚、抵抗40には、電源スイッチ5のON
投入時にも電流が流れる。このON投入時とFET破損
時とで区別する必要がある。前記閾値は、そうした後者
のみを区別して取り出すために設定したものである。し
かし、この閾値だけでは両者を区別することができない
場合もある。そのためには、抵抗40を流れる電流の継
続時間をとらえ、電源スイッチ5の投入時に比べ、FE
T損傷時にはその継続時間が長くなることから、ある閾
値継続時間以上の時にコンパレータ12を動作させるよ
うにするやり方がある。その継続時間の検出には、例え
ばコンパレータ12自体又はその出力側に、その時間相
当の遅延手段を持たせておくやり方がある。また、電源
スイッチ5投入時に、コンパレータ12の動作をさせる
と、DC/DCコンバータ11自体もONとなる恐れが
あるが、上記遅延手段を設けることで、FET損傷時の
みコンパレータ12の出力を生かせるとの効果もある。
DC/DCコンバータの例としたが、パワーモジュール
回路等の直流電力、電圧、電流を扱う直流電源回路例全
てに適用可能である。
【0013】
【発明の効果】本発明によれば、温度ヒューズに代わっ
て電子回路的にFET破損を検出しているので、確実に
DC/DCコンバータ等の突入電流からの保護をはかれ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す図である。
【図2】従来例図である。
【符号の説明】
1 直流電源 2 時定数回路 3 FET 4 突入電流検出器 5 電源スイッチ 7 トランジスタ 10 負荷 11 DC/DCコンバータ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 負荷に電源を供給する直流電源回路を、
    突入電流から保護するための突入電流保護回路であっ
    て、 直流電源と、 この電源投入用スイッチと、 上記直流電源回路をONにするか、OFFにするかの指
    令を行うON/OFF指令手段と、 上記直流電源と直流電源回路とを結ぶ電源印加系路上に
    設けられ、上記スイッチ投入時に時間遅れを伴ってON
    するFETスイッチと、 このFETスイッチに並列に設けられ、FETスイッチ
    のON抵抗値よりも大きい抵抗値を持つ抵抗と、 この抵抗の両端電圧を取り込み、その電圧値が、FET
    スイッチ破断に伴う予め定めた閾値よりも小さい時に上
    記ON/OFF指令手段を制御して上記直流電源回路を
    ONにさせ、閾値よりも大きい時に上記ON/OFF指
    令手段を制御して直流電源回路をOFFにさせる回路手
    段と、 を備える直流電源回路の突入電流保護回路。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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