JP2004007901A

JP2004007901A - 逆電圧防止回路

Info

Publication number: JP2004007901A
Application number: JP2002159416A
Authority: JP
Inventors: Atsuhiko Takahashi; 高橋　敦彦
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2002-05-31
Filing date: 2002-05-31
Publication date: 2004-01-08

Abstract

【課題】ＡＣ−ＤＣコンバータや電池の電池供給手段によって順方向に供給される直流電流を有効に利用するとともに、逆方向に直流電流が供給され続けることを阻止する。
【解決手段】記録ヘッド３と、記録ヘッド３に対して直流電流を供給するＤＣアダプタ２と、記録ヘッド３よりも上流側に、ＤＣアダプタ２側にドレインが位置し記録ヘッド３側にソースが位置するように設置されるＦＥＴ５と、ドレインとソースとの間にＤＣアダプタ２側から記録ヘッド３側への直流電流のみを許容するように構成された寄生ダイオード６とを有し、順方向に直流電流が供給された場合における記録ヘッド３よりも下流側の配線８とゲートとを接続し、抵抗９とゲートとの間における配線とソースとを接続する。
【選択図】　　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、逆電圧により供給される直流電流を検出する逆電圧防止回路に係り、特にＡＣ−ＤＣコンバータや電池の電源によって直流電流が供給されることにより駆動可能なプリンタ等に使用される逆電圧防止回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、交流電源からＡＣ−ＤＣコンバータおよびＤＣアダプタを介して直流電流が供給されるか、または一次電池や二次電池等の電池からなる電源から直流電流が供給されることにより駆動可能なプリンタ等の電気機器が知られている。以下、この電気機器としてプリンタを用いて説明する。
【０００３】
前記ＡＣ−ＤＣコンバータには、ＤＣコネクタがケーブルを介して接続されているとともに、電源プラグがケーブルを介して接続されている。そして、前記電源プラグをＡＣ１００Ｖの電源に接続し、前記ＤＣコネクタを前記プリンタに形成されたＤＣアダプタに差し込むことにより、前記プリンタにＡＣ−ＤＣコンバータを介して直流電流が供給されるようになっている。
【０００４】
ここで、前記ＤＣコネクタは、一般に一方の極が円筒形状に形成され、他方の極が前記一方の極の周面を間隔を隔てて囲むような円筒形状に形成されており、この一方の極と他方の極との間隙には絶縁体が充填されている。このＤＣコネクタは、対応するプリンタの入力電圧の極性に前記ＤＣコネクタの出力電圧の極性を適合させるため、軸側の極がプラスとなり周辺側の極がマイナスとなるように形成されるか、または逆に軸の極がマイナスとなり周辺の極がプラスとなるように形成されている。
【０００５】
このように、前記ＡＣ−ＤＣコンバータには、接続されているＤＣコネクタの内径および外径が同じ寸法であっても、その軸の極と周辺の極とが逆であるため出力電圧の極性が異なる２種類のＡＣ−ＤＣコンバータがある。そして、このようなＡＣ−ＤＣコンバータは、その出力電圧の極性がプリンタの入力電圧の極性に適合しない場合であっても、接続されているＤＣコネクタの形状が前記プリンタのＤＣアダプタの形状に合致すれば、前記ＤＣコネクタを前記ＤＣアダプタに差し込むことによりプリンタに接続可能となる。
【０００６】
しかし、前述のようにプリンタに入力電圧の極性に適合しないＡＣ−ＤＣコンバータを前記プリンタに接続した場合には、前記プリンタには逆電圧が印加される結果、逆方向に直流電流が供給されてしまい、この結果、プリンタが損壊してしまうおそれがある。
【０００７】
また、プリンタに電池を接続することによって直流電流を供給する場合であっても、前記プリンタに誤って電池の極性を逆にして接続してしまうと、前記プリンタには逆方向に直流電流が供給されてしまい、この場合も前記プリンタが損壊してしまうおそれがある。
【０００８】
このため、従来よりプリンタに対し逆電圧が印加されるのを防止するため、前記プリンタには、ダイオードが設置されている。
【０００９】
図４は、従来のプリンタの一実施例を示す電気回路図であり、図４に示すように、従来のプリンタ２１には、電源としてＡＣ−ＤＣコンバータのＤＣコネクタ（図示せず）を差し込むＤＣアダプタ２２が設けられている。また、前記プリンタ２１には、前記ＤＣアダプタ２２を介して入力される直流電流によって駆動可能なＣＰＵや記録ヘッド等の負荷２３が設けられている。さらに、前記プリンタ２１に入力された直流電流が順方向に供給された場合における前記負荷２３よりも上流側には、ダイオード２４がそのＰ形半導体が前記ＤＣアダプタ２２側に位置するように設けられている。
【００１０】
そして、プリンタ２１の入力電圧の極性に適合するＡＣ−ＤＣコンバータが接続されてプリンタ２１に順方向に直流電圧が印加された場合には、直流電流がダイオード２４を介して負荷２３に供給される。一方、入力電圧の極性に不適合なＡＣ−ＤＣコンバータが接続されてプリンタ２１に逆方向に直流電流が供給された場合には、供給された直流電流がダイオード２４によって阻止されるようになっていた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記プリンタ２１に順方向に直流電流が供給された場合であっても、入力電圧がダイオード２４を介して負荷２３に印加されるときには、ダイオード２４の電圧−電流特性により、この負荷２３に対して印加される電圧が０．４Ｖ程度降下してしまう。このような場合には、ＡＣ−ＤＣコンバータを介して入力される直流電流を有効に利用することができないという問題を有していた。
【００１２】
さらに、電源として電池を用いる場合、電池はその電圧の使用可能容量が限定されているので、一層電池により供給される直流電流を有効に利用する必要があった。
【００１３】
本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、ＡＣ−ＤＣコンバータや電池の電源によって順方向に供給される直流電流を有効に利用することができるとともに、逆電圧が印加された結果逆方向に直流電流が供給され続けてしまうことを阻止することができる逆電圧防止回路を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明に係る逆電圧防止回路は、直流電流が供給されることにより駆動可能な少なくとも１つの負荷と、前記負荷に対して直流電流を供給する電源と、前記電源と前記負荷との間であって順方向に直流電流が供給された場合における前記負荷よりも上流側に、前記電源側にドレインが位置し前記負荷側にソースが位置するように設置されるＦＥＴ（ｆｉｅｌｄ−ｅｆｆｅｃｔ　ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）と、前記ドレインと前記ソースとの間に前記電源側から前記負荷側への直流電流のみを許容するように構成される寄生ダイオードとを有してなり、前記電源と前記負荷との間であって順方向に直流電流が供給された場合における前記負荷よりも下流側の配線と前記ＦＥＴのゲートとを接続し、前記電源と前記ゲートとの間における配線と前記ソースとを接続することを特徴とする。
【００１５】
この本発明に係る逆電圧防止回路によれば、この逆電圧防止回路に順方向に直流電流が供給されると、ドレイン側から寄生ダイオードを介してソース側に電流が流れるとともに、ＦＥＴをＯＮにすることができるので、これにより、寄生ダイオードを介して流れる電圧の降下の程度を低くすることができる。
【００１６】
また、前記逆電圧防止回路に逆電圧が印加されると、ＦＥＴをＯＦＦとすることができるとともに、寄生ダイオードはドレイン側からソース側への直流電流のみを許容するように構成されているので、ソース側から寄生ダイオードを介してドレイン側に流れようとする直流電流をこの寄生ダイオードによって阻止することができる。
【００１７】
また、本発明に係る他の逆電圧防止回路は、前記電源および前記ゲートの間における配線と前記ソースとの間における配線に、抵抗を設けることを特徴とする。
【００１８】
この本発明に係る他の逆電圧防止回路によれば、逆電圧が印加された場合、ソースには抵抗を介して直流電流が供給されて、電圧が印加されるので、ソースに印加される電圧をゲートに印加される電圧よりも低くすることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る逆電圧防止回路の実施形態を図１から図３を参照して説明する。本実施形態においては、逆電圧防止回路をプリンタに用いる場合について説明する。
【００２０】
図１は、本実施形態に係る逆電圧防止回路を用いたプリンタを示す電気回路図であり、図１に示すように、本実施形態に係るプリンタ１には、電源としてＡＣ−ＤＣコンバータのＤＣコネクタ（図示せず）を差し込み可能なＤＣアダプタ２が設けられている。また、前記プリンタ１には、前記ＤＣアダプタ２を介して供給される直流電流により駆動可能な負荷として記録ヘッド３が設けられている。
【００２１】
さらに、前記プリンタ１には、このプリンタ１に入力された直流電流が順方向に供給された場合における前記記録ヘッド３の上流側にＰチャネル形のＦＥＴ５が設けられている。このＦＥＴ５は、ドレインがＤＣアダプタ２側となり、ソースが記録ヘッド３側となるように位置されており、また、前記ドレインと前記ソースとの間には、寄生ダイオード６がドレインからソースに向いて、前記記録ヘッド３への直流電流のみを許容するように構成されている。ここで、寄生ダイオード６とは、等価回路に現れない、ＰＮ接合により構成されるダイオードである。また、このＦＥＴ６のゲートは、前記ＤＣアダプタ２と前記記録ヘッド３との間であってプリンタ１に順方向に直流電流が供給された場合における前記記録ヘッド３よりも下流側の配線８に抵抗９を介して接続されている。さらに、前記ＦＥＴ６のソースは、前記抵抗９と前記ゲートとの間の配線１０に抵抗１１を介して接続されている。
【００２２】
ここで、このようなＦＥＴ５は、ドレインに印加されている電圧Ｖ_Ｄがソースに印加されている電圧Ｖ_Ｓより高い場合に、前記ドレイン側からソース側に直流電流Ｉ_Ｄが流れるようになっている。また、ＦＥＴ５は、ソースに印加されている電圧Ｖ_Ｓがゲートに印加されている電圧Ｖ_Ｇよりも高い場合には、ＯＮとなり、一方、ゲートに印加されている電圧Ｖ_Ｇがソースに印加される電圧Ｖ_Ｓ以上である場合には、ＯＦＦとなるようになっている。さらに、ドレイン側から寄生ダイオード６を介してソース側に印加される電圧は、前記寄生ダイオード６によって降下するが、ＦＥＴ５がＯＮとなったとき、前記電圧の降下の程度は低くなり、ゲートに印加される電圧Ｖ_Ｇがソースに印加される電圧Ｖ_Ｓと比較して低いほど、この電圧の降下の程度は一層低くなるようになっている。
【００２３】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【００２４】
まず、前記プリンタ１に、順方向に直流電流を供給する場合について説明する。
【００２５】
まず、前記プリンタ１に、このプリンタ１の入力電圧の極性に適合する出力電圧の極性を有するＡＣ−ＤＣコンバータを接続する。これにより、ＡＣ１００Ｖの電源からＡＣ−ＤＣコンバータを介して直流電流が供給されると、前記プリンタ１には順方向に直流電流が供給される。
【００２６】
このとき、まずドレインに電圧Ｖ_Ｄが印加されるので、ドレインに印加された電圧Ｖ_Ｄは、ソースに印加される電圧Ｖ_Ｓよりも高い状態となり、これにより、図２に示すように、ドレイン側から寄生ダイオード６を介してソース側に電流Ｉ_Ｄが流れる。さらに、この電流Ｉ_Ｄは、抵抗９を介してゲート側に供給されることよってゲートに電圧Ｖ_Ｇが印加されるが、このゲートに印加される電圧Ｖ_Ｇは、抵抗９を介して印加されているためソースに印加されている電圧Ｖ_Ｓと比較して低い状態となり、これにより、前記ＦＥＴ５は、ＯＮとなる。
【００２７】
このように前記ＦＥＴ５がＯＮとなると、ドレイン側から寄生ダイオード６を介してソース側に印加される電圧の降下が低くなる。
【００２８】
そして、前記ドレイン側からソース側に流れる電流Ｉ_Ｄが記録ヘッド３に供給されることにより記録ヘッド３を駆動させる。
【００２９】
次に、前記プリンタ１に、逆方向に直流電流を供給してしまった場合について説明する。
【００３０】
前記プリンタ１に、このプリンタ１の入力電圧の極性に不適合な出力電圧の極性を有するＡＣ−ＤＣコンバータを接続する。これにより、ＡＣ１００Ｖの電源からＡＣ−ＤＣコンバータを介して直流電流が供給されると、前記プリンタ１には逆電圧が印加されて、逆方向に直流電流が供給される。
【００３１】
このとき、まず抵抗１１を介してゲートに電圧Ｖ_Ｇが印加されるとともに、２つの抵抗９，１１を介してソースに電圧Ｖ_Ｓが印加されるので、ゲートに印加される電圧Ｖ_Ｇは、ソースに印加される電圧Ｖ_Ｓよりも高くなり、これにより、図３に示すように、前記ＦＥＴ５は、ＯＦＦとなる。さらに、ソースに印加される電圧Ｖ_Ｓは、ドレインに印加される電圧Ｖ_Ｄより高いので、ソース側からドレイン側に電流Ｉ_Ｓが流れようとするが、寄生ダイオード６がドレイン側からソース側への直流電流のみを許容するように構成されているので、ソース側からドレイン側に向かって流れようとする電流Ｉ_Ｓは、この寄生ダイオード６によって阻止される。
【００３２】
本実施形態によれば、前述のように、プリンタ１に順方向に直流電流が供給されると、ドレイン側から寄生ダイオード６を介してソース側に電流Ｉ_Ｄが流れるとともに、ＦＥＴ５をＯＮにすることができるので、これにより、前記寄生ダイオード６を介して印加される電圧Ｖ_Ｓの降下、ひいては記録ヘッド３に供給される電圧の降下の程度を低くすることができる。
【００３３】
また、プリンタ１に逆方向に直流電流が供給されると、ＦＥＴ５をＯＦＦとすることができるとともに、寄生ダイオード６はドレイン側からソース側に向かって構成されているので、ソース側から寄生ダイオード６を介してドレイン側に向かって流れようとする電流Ｉ_Ｓをこの寄生ダイオード６によって阻止することができる。
【００３４】
したがって、前記プリンタ１は、順方向に直流電流が供給された場合には、記録ヘッド３に印加される電圧の降下の程度を低くすることができるので、プリンタ１に供給される直流電流を有効に利用することができるとともに、逆方向に直流電流が供給された場合には、ＦＥＴ５をＯＦＦとし、かつ逆方向に直流電流が供給され続けてしまうのを寄生ダイオード６によって阻止することができる。
【００３５】
また、逆方向に直流電流が供給された場合、ゲートには１つの抵抗９を介して直流電流が供給されるのと比較して、ソースには２つの抵抗９，１１を介して直流電流が供給され電圧Ｖ_Ｓが印加されるので、ソースに印加される電圧Ｖ_Ｓをゲートに印加される電圧Ｖ_Ｇよりも低くすることができる。これにより、確実にＦＥＴ５をＯＦＦとし、逆方向に直流電流が供給され続けることを阻止することができる。
【００３６】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することが可能である。
【００３７】
例えば、本実施形態においては、ＰチャネルのＦＥＴ５が用いられているが、これに限定されるものではない。
【００３８】
また、本実施形態においては、電源をＡＣ−ＤＣコンバータのＤＣコネクタが接続されるＤＣアダプタ２として説明したが、これに限定されず、一次電池や二次電池によって直流電流が供給される場合であっても、順方向に供給される直流電流を有効に利用し、かつ逆方向に供給される直流電流をＦＥＴによって阻止することができる。
【００３９】
さらに、本実施形態においては、負荷として記録ヘッド３を用いているが、これに限定されず、直流電流が供給されることによって駆動可能なプリンタの各部に用いられる。
【００４０】
さらにまた、本実施形態においては逆電圧防止回路を用いる電気機器としてプリンタを用いているが、これに限定されるものではない。
【００４１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る逆電圧防止回路によれば、順方向に直流電流が供給された場合には、負荷に印加される電圧の降下の程度を低くすることができるので、逆電圧防止回路に供給される直流電流を有効に利用することができるとともに、逆方向に直流電流が供給された場合には、ＦＥＴをＯＦＦとし、かつ逆方向に直流電流が供給され続けてしまうのを寄生ダイオードによって阻止することができる。
【００４２】
また、本発明に係る他の逆電圧防止回路によれば、逆方向に直流電流が供給された場合、ソースに印加される電圧をゲートに印加される電圧よりも低くすることができるので、確実にＦＥＴをＯＦＦとし、逆方向に直流電流が供給され続けることを阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る逆電圧防止回路の一実施形態を示す電気回路
【図２】図１の逆電圧防止回路に順方向に電圧が印加された場合を示す電気回路
【図３】図１の逆電圧防止回路に逆方向に電圧が印加された場合を示す電気回路
【図４】従来の逆電圧防止回路の一実施例を示す電気回路
【符号の説明】
１　プリンタ
２　ＤＣアダプタ
３　記録ヘッド
５　ＦＥＴ
６　寄生ダイオード
８　配線
９　抵抗
１０　配線
１１　抵抗

Claims

直流電流が供給されることにより駆動可能な少なくとも１つの負荷と、
前記負荷に対して直流電流を供給する電源と、
前記電源と前記負荷との間であって順方向に直流電流が供給された場合における前記負荷よりも上流側に、前記電源側にドレインが位置し前記負荷側にソースが位置するように設置されるＦＥＴと、
前記ドレインと前記ソースとの間に前記電源側から前記負荷側への直流電流のみを許容するように配設された寄生ダイオードとを有してなり、
前記電源と前記負荷との間であって順方向に直流電流が供給された場合における前記負荷よりも下流側の配線と前記ＦＥＴのゲートとを接続し、
前記電源と前記ゲートとの間における回線と前記ソースとを接続することを特徴とする逆電圧防止回路。
前記電源および前記ゲートの間における配線と前記ソースとの間における配線に、抵抗を設けることを特徴とする請求項１に記載の逆電圧防止回路。