JP2003131761A - プリント基板、電源装置、および電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の課題は、コネクタを介して集積回路
に電源電圧を供給する際の、接続不良により発生するコ
ネクタ間の焼損を防止することである。 【解決手段】 プリント基板２にトランジスタ６を実装
する。ゲート６０には、保護抵抗６３を接続し、保護抵
抗６３には、第１電源供給ピン７ａと集積回路５ａ〜５
ｈの電源ピン５１ａ〜５１ｈを接続する。エミッタ６１
には、第１電源供給ピン７ｂを接続する。コレクタ６２
には、コントロールピン７ｃを接続する。フォトカプラ
２１は、コントロールピン７ｃの印加電流を検知する。
電源ON/OFFコントロール２２は、フォトカプラ２１の検
知結果に応じて電源供給有無を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、集積回路を実装す
るプリント基板と、プリント基板に電源電圧を供給する
電源装置と、プリント基板および電源装置の接合を可能
とする電子機器と、に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子機器には、プリント基板が着脱可能
なものがある。プリント基板とは、一般的に、複数の集
積回路が実装された板状体である。電子機器内部には、
バックボードと呼ばれる板状部材が固定され、プリント
基板のコネクタをバックボード上のコネクタに差し込む
ことで、プリント基板が装着される。コネクタは、複数
のピンを有する凸型コネクタと、凸型コネクタを差し込
むための凹型コネクタとを１組として構成されるものが
多く、例えば、プリント基板に凸型コネクタを実装した
場合には、バックボードに凹型コネクタを実装し、これ
らを嵌合することでプリント基板と電子機器とを接合す
る。

【０００３】プリント基板上の個々の集積回路に電源電
圧を供給する際には、前述したコネクタを介して行う。
すなわち、電子機器本体が有する電源ユニットから、コ
ネクタの所定のピン（電源供給ピン）に電源電圧を印加
する。電源供給ピンには、配線により各集積回路の電源
ピンが接続され、電源ユニットから印加された電源電圧
が各集積回路に供給される。

【０００４】図４は、従来に知られた電子機器内部の回
路構成を示す模式図であり、プリント基板２の正面と、
バックボード３の一部断面とを示す。同図によれば、電
子機器４０は、プリント基板２と、バックボード３と、
電源ユニット４とを有する。プリント基板２には、集積
回路５ａ〜５ｈと、基板側コネクタ７が実装される。基
板側コネクタ７は、電源供給ピン７ｉを含む複数のピン
を有し、電源供給ピン７ｉが各集積回路５ａ〜５ｈの電
源ピン５１ａ〜５１ｈと配線８により接続される。

【０００５】バックボード３は、対基板コネクタ１０
と、対電源コネクタ１１と、を有する。対基板コネクタ
１０は、凹型コネクタであり、基板側コネクタ７の各ピ
ンに対応する接触部分を有する。一方、対電源コネクタ
１１は、複数のピンを有し、個々のピンは、対基板コネ
クタ１０の個々の接触部分と接続される。すなわち、対
基板コネクタ１０と基板側コネクタ７とが嵌合すること
で、対電源コネクタ１１の個々のピンが、基板側コネク
タ７の個々のピンと接続される。

【０００６】電源ユニット４は、プリント基板２上の集
積回路５ａ〜５ｈに電源電圧を供給する装置であり、ケ
ーブル２６を介して電源側コネクタ２４と接続される。
電源側コネクタ２４は、凹型コネクタであり、バックボ
ード３の対電源コネクタ１１に差込可能な構成である。
なお、電源側コネクタ２４は、対電源コネクタ１１の個
々のピンに対応する接触部分を有する。

【０００７】すなわち、基板側コネクタ７と対基板コネ
クタ１０とが接合され、更に、対電源コネクタ１１と電
源側コネクタ２４とが接合された状態で、電源ユニット
４から電源側コネクタ２４に電源電圧が印加されると、
電源供給ピン７ｉを介して、個々の集積回路５ａ〜５ｈ
に電源電圧が供給される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図４に示した回路構成
を用いた場合、基板側コネクタ７と対基板コネクタ１０
との接合が浅いとき、基板側コネクタ７と対基板コネク
タ１０の接触抵抗３０が大きくなる。係る状態で電源を
ＯＮにすれば、基板側コネクタ７や対基板コネクタ１０
に焼損が生じる恐れがある。

【０００９】本発明の課題は、コネクタを介して集積回
路に電源電圧を供給する際の、接続不良により発生する
コネクタ間の焼損を防止することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、電源供給ピン（例えば、図１に示す第１電源供給ピ
ン７ａ、第２電源供給ピン７ｂ）を有するコネクタ（例
えば、図１に示す基板側コネクタ７）と、前記電源供給
ピンに印加される電源により作動する集積回路（例え
ば、図１に示す集積回路５ａ〜５ｈ）とを備えるプリン
ト基板（例えば、図１に示すプリント基板２）におい
て、前記コネクタにはコントロールピン（例えば、図１
に示すコントロールピン７ｃ）が備えられ、前記電源供
給ピンの印可電圧が所定値に達したか否かを検知し、所
定値に達しなかった場合に前記コントロールピンに電流
を印可する接触抵抗検知回路（例えば、図１に示すトラ
ンジスタ６）を更に備えることを特徴とする。

【００１１】この請求項１に記載の発明によれば、接触
抵抗検知回路は、電源供給ピンの印加電圧が所定値に到
達したか否かを検知し、到達しなかった場合には、コン
トロールピンに対して電流を印加する。ところで、電源
供給ピンを有するコネクタと電源装置のコネクタとの接
触が浅い場合には、コネクタ間の接触抵抗が増大し、電
源供給ピンの印加電圧（基準電圧に対する電位差）が減
少する。接触抵抗検知回路は、コネクタ間の接触抵抗に
よる電圧降下の影響で、印加電圧（すなわち、電位差）
が所定値よりも減少すると、コントロールピンに電流を
印加する。故に、コントロールピンからの電流の出力有
無に応答して電源電圧の供給有無を決定するように設定
すれば、接触不良により発生するコネクタの焼け付きを
防止できる。

【００１２】なお、請求項２に記載の発明のように、請
求項１に記載のプリント基板において、前記接触抵抗検
知回路が、所定抵抗値の抵抗（例えば、図１に示す保護
抵抗６３）を介してベースが前記電源供給ピンに接続さ
れるトランジスタを有し、このトランジスタのＯＮ／Ｏ
ＦＦにより前記印可電流が所定値か否か検知動作するこ
ととしてもよい。

【００１３】この請求項２に記載の発明によれば、接触
抵抗検知回路としてトランジスタを用いる。その際、ベ
ースに所定抵抗値の抵抗を接続し、更にその抵抗に電源
供給ピンを接続する。このとき、エミッタ若しくはコレ
クタの何れかを電源供給ピンに接続するとよい。さて、
コネクタ間の接続が正常のときベース・エミッタ（若し
くはコレクタ）間の電位はほぼ等しく、トランジスタが
ＯＦＦになる。一方、コネクタ間に接触不良があると、
ベース・エミッタ（若しくはコレクタ）間に電位差が発
生し、トランジスタがＯＮになる。このように、トラン
ジスタを用いた簡単な回路構成により接触抵抗の異常を
検知できる。

【００１４】また、請求項３に記載の発明のように、請
求項２に記載のプリント基板において、前記トランジス
タのエミッタが前記電源供給ピンに接続され、前記トラ
ンジスタのコレクタが前記コントロールピンに接続され
ることとしてもよい。

【００１５】この請求項３に記載の発明によれば、トラ
ンジスタのエミッタを電源供給ピンに、コレクタをコン
トロールピンに接続する。故に、エミッタからの電流の
出力有無を判定することにより、コネクタ間の接触抵抗
の異常有無を検知できる。

【００１６】請求項４に記載の発明は、前記コネクタ
（例えば、図１に示す基板側コネクタ７、電源側コネク
タ２４）を介して請求項１〜３の何れかに記載のプリン
ト基板（例えば、図１に示すプリント基板２）と接続さ
れ、前記電源供給ピン（例えば、第１電源供給ピン７
ａ、第２電源供給ピン７ｂ）に所定の電源を供給する電
源装置（例えば、図１に示す電源ユニット４）であっ
て、前記コントロールピンの印可電流を検出し、検出し
た印可電流に応じて電源供給するか否かを制御する電源
供給制御回路（例えば、図１に示すフォトカプラ２１お
よび電源ON/OFFコントロール２２）を備えることを特徴
とする。

【００１７】この請求項４に記載の発明によれば、コン
トロールピンの印加電流を検出し、検出した印加電流に
応じて電源供給するか否かを制御する。例えば、コント
ロールピンに電流が印加されていないときには電源を供
給し、電流が印加されると電源の供給を停止するように
設定すれば、コネクタの接触抵抗が増加したとき電源を
停止できる。

【００１８】また、請求項５に記載の電子機器（例え
ば、図１に示す電子機器１）は、請求項１〜３の何れか
に記載のプリント基板のコネクタ（例えば、図１に示す
基板側コネクタ７）と接合可能な第１接合部（例えば、
対基板コネクタ１０）と、第２接合部（例えば、図１に
示す対電源コネクタ１１）と、を有するバックボード
（例えば、図１に示すバックボード３）と、前記第２接
合部に接合可能な請求項４記載の電源装置（例えば、図
１に示す電源ユニット４および電源側コネクタ２４））
と、を備えることを特徴とする。

【００１９】この請求項５に記載の発明によれば、バッ
クボードを介して電源装置からプリント基板上の集積回
路へと電源電圧を供給する場合において、電源装置とバ
ックボードの接合部（コネクタ）と、バックボードとプ
リント基板の接合部（コネクタ）に生じ得る接触抵抗の
増加を検知し、電源電力の供給有無を決定できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施の形
態について、図面を参照して説明する。以下では、本発
明に係るプリント基板および電源装置を実装する電子機
器を例に説明するが、本発明は、電子機器に限定される
ものではない。

【００２１】図１は、本実施の形態における電子機器１
の内部構成の一例を示す簡略図であり、プリント基板２
の正面と、バックボード３の一部断面とを示す。同図に
よれば、電子機器１は、プリント基板２と、バックボー
ド３と、電源ユニット４とを主に備える。

【００２２】プリント基板２は、集積回路５ａ〜５ｈ
と、トランジスタ６と、基板側コネクタ７と、を主に備
える。基板側コネクタ７は、凸型コネクタであり、少な
くとも、第１電源供給ピン７ａと、第２電源供給ピン７
ｂと、コントロールピン７ｃとを有する。第１電源供給
ピン７ａは、電源ユニット４から供給される電源電圧を
各集積回路５ａ〜５ｈに供給するためのピンである。個
々の集積回路５ａ〜５ｈは、電源ピン５１ａ〜５１ｈを
有し、電源ピン５１ａ〜５１ｈに印加される電源電圧に
よって作動する。各電源ピン５１ａ〜５１ｈは、配線８
により第１電源供給ピン７ａに接続される。

【００２３】トランジスタ６は、ベース６０と、エミッ
タ６１と、コレクタ６２と、を有する。ベース６０に
は、過電流を防ぐ保護抵抗６３が接続され、保護抵抗６
３には、第２電源供給ピン７ｂと、電源ピン５１ａ〜５
１ｂを接続する配線８とが接続される。エミッタ６１に
は、第２電源供給ピン７ｂが接続される。コレクタ６２
には、過電流を防ぐ保護抵抗６４が接続され、保護抵抗
６４には、コントロールピン７ｃが接続される。ただ
し、トランジスタ６は、集積回路５ａ〜５ｈがプラス電
源のときはＰＮＰトランジスタを使用し、マイナス電源
のときはＮＰＮトランジスタを使用する。

【００２４】バックボード３は、少なくとも、対基板コ
ネクタ１０と、対電源コネクタ１１と、を有する。対基
板コネクタ１０は、基板側コネクタ７を差し込むための
凹部を有し、基板側コネクタ７の個々のピンに対応する
接触部分を有する。すなわち、対基板コネクタ１０は、
少なくとも、第１電源供給ピン７ａに対応する第１接触
部分と、第２電源供給ピン７ｂに対応する第２接触部分
と、コントロールピン７ｃに対応する第３接触部分と、
を有する。また、対電源コネクタ１１は、少なくとも、
第１接触部分と接続する第１ピン１１ａと、第２接触部
分と接続する第２ピン１１ｂと、第３接触部分と接続す
る対電源コントロールピン１１ｃと、を有する。

【００２５】電源ユニット４は、電源供給回路２０と、
フォトカプラ２１と、電源ON/OFFコントロール２２と、
を有する。電源供給回路２０は、集積回路５ａ〜５ｈに
電源電圧を供給するための回路であり、ケーブル２６を
介して電源側コネクタ２４が接続される。電源側コネク
タ２４は、凹型コネクタであり、少なくとも、バックボ
ード３の第１ピン１１ａと第２ピン１１ｂとに対応する
接触部分を有し、対電源コネクタ１１と電源側コネクタ
２４が嵌合されることで第１ピン１１ａと第２ピン１１
ｂとが接続される。

【００２６】フォトカプラ２１は、入力信号を検知して
出力信号を生成する素子であり、フォトカプラ２１の入
力端子２１ａは、コントロールコネクタ２５と接続され
る。コントロールコネクタ２５は、凹型コネクタであ
り、対電源コントロールピン１１ｃに対応する接触部分
を有する。すなわち、基板側コネクタ７と対基板コネク
タ１０が嵌合され、対電源コネクタ１１の対電源コント
ロールピン１１ｃとコントロールコネクタ２５とが嵌合
されると、トランジスタ６のコレクタ６２から出力され
る電流が、コントロールコネクタ２５を介してフォトカ
プラ２１の入力端子２１ａに入力される。

【００２７】フォトカプラ２１の出力端子２１ｂには、
抵抗２３と電源ON/OFFコントロール２２とが並列に接続
される。すなわち、トランジスタ６のコレクタ６２から
フォトカプラ２１の入力端子２１ａに電流が流れると、
フォトカプラ２１がＯＮし、抵抗２３に電流が流れ、フ
ォトカプラ２１の出力端子２１ｂの電圧レベルが、Hi論
理レベルからLo論理レベルに変化する。

【００２８】電源ON/OFFコントロール２２は、入力電圧
がHi論理レベルなら、電源供給をONし、Lo論理レベルな
ら、電源供給をOFFする。具体的には、電源ON/OFFコン
トロール２２は、抵抗２３に電流が流れ、出力端子２１
ｂの電圧レベルがHi論理レベルからLo論理レベルに変化
したら、電源供給回路２０をOFFにする。すなわち、電
源供給回路２０は、電源供給を停止する。一方、出力端
子２１ｂの電圧レベルがHi論理レベルの場合は、電源供
給回路２０をONにする。すなわち、電源供給状態を維持
する。

【００２９】すなわち、電源供給回路２０から供給され
る電源電圧は、電源側コネクタ２４と、対電源コネクタ
１１と、対基板コネクタ１０と、を介して基板側コネク
タ７の第１電源供給ピン７ａと第２電源供給ピン７ｂに
印加される。第１電源供給ピン７ａに印加された電源電
圧は、配線８を介して各集積回路５ａ〜５ｈに供給さ
れ、また、保護抵抗６３を介してトランジスタ６のベー
ス６０に印加される。第２電源供給ピン７ｂに印加され
た電源電圧は、トランジスタ６のエミッタ６１に印加さ
れる。なお、コレクタ６２から電流が出力される場合に
は、保護抵抗６４を介してコントロールピン７ｃに入力
され、対基板コネクタ１０と、対電源コネクタ１１と、
コントロールコネクタ２５と、を介してフォトカプラ２
１の入力端子２１ａに入力される。

【００３０】さて、基板側コネクタ７・対基板コネクタ
１０間の接合と、電源側コネクタ２４・対電源コネクタ
１１間の接合と、が正常であれば、各コネクタ間の接触
抵抗３０が小さくなる。係る場合、ベース６０とエミッ
タ６１は、ほぼ同じ電位を有するため、トランジスタ６
がONにならない。このため、コレクタ６２からコントロ
ールピン７ｃに電流が出力されることがない。故に、フ
ォトカプラ２１は電流を検出せず、電源ON/OFFコントロ
ール２２は、電源供給回路２０をONにする。

【００３１】一方、基板側コネクタ７・対基板コネクタ
１０間の接合、若しくは、電源側コネクタ２４・対電源
コネクタ１１間の接合が浅い場合には、コネクタ間の接
触抵抗３０が大きくなる。すなわち、電源供給ピン７ａ
の印加電圧が減少する。係る場合には、ベース６０とエ
ミッタ６１間に電位差が発生し、トランジスタ６がON状
態となりコレクタ６２からコントロールピン７ｃに電流
が流れる。コントロールピン７ｃに電流が流れると、フ
ォトカプラ２１がONし、抵抗２３に電流が流れ、フォト
カプラ２１の出力端子２１ｂの電圧レベルがHi論理レベ
ルからLo論理レベルに変化する。故に、電源ON/OFFコン
トロール２２は、電源供給回路２０をOFFにする。

【００３２】例えば、トランジスタ６に、ベース６０・
エミッタ６１間の電位差がＶ_BE＝０．７Ｖ以上になると
コレクタ６２から電流を出力するタイプのものを使用し
た場合、接触抵抗３０が１０Ωのとき、電源ユニット４
が７０ｍＡ以上流した地点でコントロールピン７ｃに電
流が流れ、電源供給が停止される。

【００３３】このように、プリント基板２に、ベース６
０に保護抵抗６３が接続されたトランジスタ６を実装
し、エミッタ６１とベース６０とを電源供給ピン７ａ・
７ｂに接続し、コレクタ６２から出力される電流の有無
を検出する、といった回路構成・検知方法により、簡単
かつ迅速に電源電圧の供給有無を制御し、コネクタ間の
接触不良による焼損等の問題を解消できる。

【００３４】なお、本発明は、上記実施の形態で説明し
たものに限らず、種々の変形実施が可能である。例え
ば、本実施の形態では、バックボード３に１枚のプリン
ト基板２を接合する場合を例に説明したが、これに限定
する必要はなく、複数枚のプリント基板２に対して本発
明を適用しても良いことは勿論である。

【００３５】図２は、バックボード３に対して複数のプ
リント基板２−１〜２−３の接合を可能とする電子機器
１´の回路構成の一例を示す図である。同図によれば、
電子機器１´は、複数のプリント基板２と、バックボー
ド３と、電源ユニット４と、を備える。

【００３６】個々のプリント基板２−１〜２−３は、図
１を用いて説明したものと同様に、複数の集積回路５ａ
〜５ｈと、トランジスタ６と、基板側コネクタ７と、を
備える。個々の集積回路５ａ〜５ｈ、トランジスタ６の
ベース６０、エミッタ６１、コレクタ６２、基板側コネ
クタ７の個々のピンとの接続は、図１を用いて説明した
ものと同様である。

【００３７】バックボード３は、個々のプリント基板２
を接合するための複数の対基板コネクタ１０と、１つの
対電源コネクタ１１と、を備える。図３は、バックボー
ド３の正面図である。同図によれば、バックボード３に
は、複数の対基板コネクタ１０−１〜１０−３が並列的
に配列され、プリント基板２−１〜２−３の基板側コネ
クタ７が嵌合可能の構成になっている。個々の対基板コ
ネクタ１０−１〜１０−３は、基板側コネクタ７の第１
電源供給ピン７ａに対応する第１接触部分と、第２電源
供給ピン７ｂに対応する第２接触部分と、コントロール
ピン７ｃに対応する第３接触部分と、を有する。

【００３８】また、バックボード３には、対電源コネク
タ１１が設置され、対電源コネクタ１１と個々の対基板
コネクタ１０−１〜１０−３は、配線１２ａ〜１２ｃに
より接続される。対電源コネクタ１１の第１ピン１１ａ
は、個々の対基板コネクタ１０−１〜１０−３の第１接
触部分と、配線１２ａにより接続される。第２ピン１１
ｂは、第２接触部分と、配線１２ｂにより接続される。
また、対電源コントロール１１ｃは、第３接触部分と、
配線１２ｃにより接続されている。

【００３９】電源ユニット４は、電源供給回路２０と、
フォトカプラ２１と、電源ON/OFFコントロール２２とを
備える。各部の機能および接続形態は、図１を用いて説
明したものと同様である。すなわち、電源供給回路２０
は、電源側コネクタ２４を介して各プリント基板２−１
〜２−３上の集積回路５に電源電圧を供給し、フォトカ
プラ２１は、コントロールコネクタ２５を介して入力さ
れる電流の有無を検出し、電源ON/OFFコントロール２２
は、電源供給回路２０のON/OFFを切り換える。

【００４０】以上の構成によれば、複数の基板側コネク
タ７と対基板コネクタ１０の接合について、１つでも接
触不良のものが存在すれば、フォトカプラ２１がコント
ロールコネクタ２５からの電流を検出し、電源電圧の供
給が停止される。故に、接触不良によるコネクタの焼損
を防ぐことができる。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、プリント基板上にトラ
ンジスタを追加するという簡単な回路構成により、コネ
クタ間の接触抵抗が大きいとき電源供給を停止する。従
って、プリント基板のコネクタがバックボードのコネク
タに浅く接合されたことによるコネクタの焼損等を防止
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電子機器の内部構成の一例を示す図である。

【図２】複数のプリント基板を設置した場合の回路構成
の一例を示す図である。

【図３】バックボードの正面図である。

【図４】従来の電子機器の内部構成の一例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 電子機器 ２ プリント基板 ３ バックボード ４ 電源ユニット ５ 集積回路 ５１ 電源ピン ６ トランジスタ ６０ ベース ６１ エミッタ ６２ コレクタ ６３ 保護抵抗 ６４ 保護抵抗 ７ 基板側コネクタ ７ａ 第１電源供給ピン ７ｂ 第２電源供給ピン ７ｃ コントロールピン ８ 配線 １０ 対基板コネクタ １１ 対電源コネクタ １１ａ 第１ピン １１ｂ 第２ピン １１ｃ 第３ピン ２０ 電源供給回路 ２１ フォトカプラ ２２ 電源ON/OFFコントロール ２３ 抵抗 ２４ 電源側コネクタ ２５ コントロールコネクタ ２６ ケーブル

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電源供給ピンを有するコネクタと、前記電
   源供給ピンに印加される電源により作動する集積回路と
   を備えるプリント基板において、 前記コネクタにはコントロールピンが備えられ、 前記電源供給ピンの印可電圧が所定値に達したか否かを
   検知し、所定値に達しなかった場合に前記コントロール
   ピンに電流を印可する接触抵抗検知回路を更に備えるこ
   とを特徴とするプリント基板。
2. 【請求項２】前記接触抵抗検知回路は、 所定抵抗値の抵抗を介してベースが前記電源供給ピンに
   接続されるトランジスタを有し、このトランジスタのＯ
   Ｎ／ＯＦＦにより前記印可電圧が所定値か否か検知動作
   することを特徴とする請求項１に記載のプリント基板。
3. 【請求項３】前記トランジスタのエミッタが前記電源供
   給ピンに接続され、前記トランジスタのコレクタが前記
   コントロールピンに接続されることを特徴とする請求項
   ２に記載のプリント基板。
4. 【請求項４】前記コネクタを介して請求項１〜３の何れ
   かに記載のプリント基板と接続され、前記電源供給ピン
   に所定の電源を供給する電源装置であって、 前記コントロールピンの印可電流を検出し、検出した印
   可電流に応じて電源供給するか否かを制御する電源供給
   制御回路を備えることを特徴とする電源装置。
5. 【請求項５】請求項１〜３の何れかに記載のプリント基
   板のコネクタと接合可能な第１接合部と、第２接合部
   と、を有するバックボードと、 前記第２接合部に接合可能な請求項４記載の電源装置
   と、 を備えることを特徴とする電子機器。