JP2005253220A - Power supply switching circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、接続端子にACアダプタのような直流電源が接続された場合に内部に設けられた一次電池から負荷に電力を供給せず、ACアダプタから負荷に電力を供給するように切換える電源切換装置に関する。 In the present invention, when a DC power supply such as an AC adapter is connected to a connection terminal, power is switched so that power is not supplied to the load from the primary battery provided therein, but is supplied from the AC adapter to the load. Relates to the device.
このような従来の電源切換回路としては、ACアダプタと一次電池を切換えて使用するものや、メモリバックアップなどに用いる電源を切換える必要が生じるものがある。例えば、乾電池とACアダプタを電源として切換えて使用できる装置として、携帯型オーディオ機器、アンプ内蔵の小型スピーカなどがある。また、メモリバックアップなど2種類以上の電源を切換えて使用する装置として、UPS、ノート型パーソナルコンピュータなどがある。 As such a conventional power supply switching circuit, there are a circuit that switches between an AC adapter and a primary battery and a circuit that needs to switch a power source used for memory backup or the like. For example, as a device that can be used by switching a dry battery and an AC adapter as a power source, there are a portable audio device, a small speaker with a built-in amplifier, and the like. In addition, UPS, notebook personal computers, and the like are devices that switch between two or more types of power sources such as memory backup.
[従来技術1]
ここで、図5を参照して、従来の電源切換回路(従来技術1)について説明する。
[Prior art 1]
Here, a conventional power supply switching circuit (prior art 1) will be described with reference to FIG.
図5に示す回路は、ACアダプタが接続される接続端子を用いて上述したような切換え動作をさせている。詳しくは、一次電池17は常時装着されているとし、ACアダプタ11のプラグ13が接続端子15に接続されない場合は、接続端子15の2番端子と3番端子が接続状態(ショート)にあり、一次電池17からの電力が負荷19に供給される。
The circuit shown in FIG. 5 performs the switching operation as described above using the connection terminal to which the AC adapter is connected. Specifically, the
一方、ACアダプタ11のプラグ13が接続端子15に接続された場合には、接続端子15の2番端子と3番端子が開放状態(オープン)になり、一次電池17から負荷19への電力の電源供給が停止状態になり、ACアダプタ11からの電力が負荷19に供給される。
On the other hand, when the
[従来技術2]
従来の電源切換回路(従来技術2)としては、特許文献1に記載された「電源切換え回路」が報告されている。
[Prior Art 2]
As a conventional power source switching circuit (prior art 2), a “power source switching circuit” described in Patent Document 1 has been reported.
この回路は、ACアダプターのDCプラグの挿入、非挿入によってDCプラグの負電極が接触する第2の接続端子と非接触、接触状態となる可動切片を有するソケットを設け、二次電池の正電極側に可動切片の接触、非接触状態に応じてオン,オフするFETスイッチを設けている。このため、外部の直流電源による駆動と電池による駆動とを切換える電源切換え回路において、サイズおよびコストを増大させることなく、限られた電池容量を効率よく活用して長時間電池駆動させるという利点を有している。 This circuit is provided with a socket having a movable piece that is in non-contact and contact state with the second connection terminal in contact with the negative electrode of the DC plug when the DC plug of the AC adapter is inserted or not inserted, and the positive electrode of the secondary battery On the side, an FET switch that is turned on and off according to the contact state and non-contact state of the movable section is provided. For this reason, in a power supply switching circuit that switches between driving by an external DC power supply and driving by a battery, there is an advantage that the limited battery capacity is efficiently used for a long time without increasing the size and cost. doing.
[従来技術3]
従来の電源切換回路(従来技術3)としては、特許文献2に記載された「直流電源切換回路」が報告されている。
[Prior Art 3]
As a conventional power supply switching circuit (prior art 3), a “DC power supply switching circuit” described in Patent Document 2 has been reported.
この回路は、第1接続端子の一方の端子と第2の接続端子の一方の端子とを整流素子を介さずに接続するか否かを第1接続端子にACアダプターのDC出力プラグが接続されていないかされているかに応じて第1スイッチで機械的に切り換え、第1接続端子の他方の端子と第2接続端子の他方の端子とを接続するか否かを第1接続端子の他方の端子に電圧が供給されていないかされているかに応じて第2スイッチで電気的に切り換えている。このため、ACアダプタの入力と電池入力を切り換える直流電源切換回路において、回路部品が故障した場合に、リチウム一次電池のような充電しても電池温度が上昇しない電池を用いても、十分な安全を確保することができるという利点を有している。
しかしながら、図5に示す従来技術1では、ACアダプタ11のプラグ13と接続端子15との接続の有無に応じて、接続端子15の2番端子と3番端子を機械的に接続(ショート)、開放(オープン)しているので、接続端子15の2番端子と3番端子との接点に酸化皮膜などが発生した場合、接触不良や接触抵抗の増加が発生し易くなり、機械的な接続(ショート)、開放(オープン)の動作が不安定になるので、正常に動作できなくなり、その結果、一次電池17を充電してしまい液漏れなどの故障や、一次電池17から電力供給が不能となるなどの故障が発生するといった問題があった。
However, in the prior art 1 shown in FIG. 5, the second terminal and the third terminal of the
また、従来技術2では、ACアダプタのDCプラグの抜き差しに応じて接続端子の接点を機械的に接続(ショート)、開放(オープン)しているので、接点に発生する酸化皮膜などにより接触不良や接触抵抗の増加が発生した場合、正常に動作しなくなってしまうといった問題があった。また、従来技術2に示す回路を用いて一次電池を使用した場合、FETが一つであるためFETのソースとドレインがショートした場合には、一次電池を充電してしまい液漏れなどの故障や、一次電池17から電力供給が不能となるなどの故障が発生するといった問題があった。
In the prior art 2, the contact of the connection terminal is mechanically connected (shorted) and opened (opened) according to the insertion / removal of the DC plug of the AC adapter. When an increase in contact resistance occurs, there is a problem in that it does not operate normally. In addition, when a primary battery is used using the circuit shown in the prior art 2, since there is only one FET, if the source and drain of the FET are short-circuited, the primary battery will be charged and liquid leakage and other troubles will occur. There is a problem that a failure occurs such that power supply from the
さらに、従来技術3では、ACアダプタのDCプラグの抜き差しに応じて接続端子の接点を機械的に接続(ショート)、開放(オープン)しているので、接点に発生する酸化皮膜などにより接触不良や接触抵抗の増加が発生した場合、正常に動作しなくなってしまうといった問題があった。 Furthermore, in the prior art 3, the contact of the connection terminal is mechanically connected (short) and opened (open) in accordance with the insertion / extraction of the DC plug of the AC adapter. When an increase in contact resistance occurs, there is a problem in that it does not operate normally.
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、ACアダプタの接続端子の接点に酸化皮膜が生じて接触不良や接触抵抗の増加が発生した場合でも、ACアダプタからの電流による一次電池への充電を防止することができ、電源切換動作を正常に行うことができる電源切換回路を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above. The purpose of the present invention is to use an electric current from the AC adapter even when an oxide film is formed on the contact of the connection terminal of the AC adapter and a contact failure or an increase in contact resistance occurs. An object of the present invention is to provide a power supply switching circuit that can prevent charging of a primary battery and can perform a power supply switching operation normally.
請求項1記載の発明は、上記課題を解決するため、第1の直流電源に接続可能な接続端子と、第2の直流電源とを備え、第2の直流電源のみの場合には第2の直流電源から負荷に電力を供給する一方、接続端子に第1の直流電源が接続された場合には第1の直流電源から負荷に電力を供給するように切換える電源切換装置において、第2の直流電源の+極と第1電界効果トランジスタのソースを接続し、第1電界効果トランジスタのドレインと第2電界効果トランジスタのドレインを接続し、第2電界効果トランジスタのソースと負荷側の+極を接続し、前記接続端子の+極から逆流防止回路を介して負荷側の+極に電流が流れるように接続し、前記接続端子の+極と第1および第2電界効果トランジスタのゲートを共通に接続することを要旨とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 includes a connection terminal connectable to the first DC power supply and a second DC power supply, and the second DC power supply includes the second DC power supply. In a power supply switching device that supplies power from a DC power supply to a load and switches the power supply from the first DC power supply to the load when the first DC power supply is connected to the connection terminal, the second DC Connect the positive pole of the power source and the source of the first field effect transistor, connect the drain of the first field effect transistor and the drain of the second field effect transistor, and connect the source of the second field effect transistor and the positive pole on the load side Then, the connection terminal is connected so that current flows from the positive electrode of the connection terminal to the positive electrode on the load side via a backflow prevention circuit, and the positive electrode of the connection terminal and the gates of the first and second field effect transistors are connected in common. Need to do To.
請求項2記載の本発明によれば、前記接続端子に第1の直流電源が接続された場合には、第1および第2電界効果トランジスタのドレイン−ソース間をそれぞれ非導通状態になるように動作することを要旨とする。 According to the second aspect of the present invention, when the first DC power source is connected to the connection terminal, the drain and the source of the first and second field effect transistors are in a non-conductive state, respectively. The gist is to work.
請求項3記載の本発明によれば、前記接続端子に第1の直流電源が接続されてない場合には、第1および第2電界効果トランジスタのドレイン−ソース間をそれぞれ導通状態になるように動作することを要旨とする。 According to the third aspect of the present invention, when the first DC power source is not connected to the connection terminal, the drain and the source of the first and second field effect transistors are respectively brought into conduction. The gist is to work.
請求項4記載の本発明によれば、前記第2電界効果トランジスタのソースと負荷側の+極との間に第3電界効果トランジスタを設け、第2電界効果トランジスタのソースと第3電界効果トランジスタのドレインを接続し、第3電界効果トランジスタのソースと負荷側の+極を接続し、前記第1乃至第3電界効果トランジスタのゲートを共通に接続することを要旨とする。 According to a fourth aspect of the present invention, a third field effect transistor is provided between the source of the second field effect transistor and the positive electrode on the load side, and the source of the second field effect transistor and the third field effect transistor are provided. And the gates of the first to third field effect transistors are connected in common. The drains of the first to third field effect transistors are connected to each other.
請求項5記載の本発明によれば、前記接続端子に第1の直流電源が接続された場合に、第2又は第3電界効果トランジスタのいづれか一方のドレイン−ソース間が短絡したときには、第1直流電源から接続端子を介して逆流防止回路に接続し、第2又は第3電界効果トランジスタを介して第2の直流電源に電流を流すことを防止することを要旨とする。 According to the fifth aspect of the present invention, when the first DC power supply is connected to the connection terminal, when the drain-source of either one of the second or third field effect transistor is short-circuited, the first The gist is to connect a direct current power source to a backflow prevention circuit via a connection terminal and prevent a current from flowing to the second direct current power source via the second or third field effect transistor.
請求項6記載の本発明によれば、前記逆流防止回路は、前記接続端子にアノードを接続し前記負荷側の+極にカソードを接続するようにしたダイオード、前記接続端子にコレクタおよびベースを接続し前記負荷側の+極にエミッタを接続するようにしたトランジスタ、前記接続端子にドレインおよびゲートを接続し前記負荷側の+極にソースを接続するようにした電界効果トランジスタ、の何れか1つからなることを要旨とする。 According to the sixth aspect of the present invention, the backflow prevention circuit includes a diode having an anode connected to the connection terminal and a cathode connected to the positive electrode on the load side, and a collector and a base connected to the connection terminal. Any one of a transistor in which an emitter is connected to the positive electrode on the load side, and a field effect transistor in which a drain and a gate are connected to the connection terminal and a source is connected to the positive electrode on the load side. It consists of the following.
請求項1記載の本発明によれば、第2の直流電源の+極と第1電界効果トランジスタのソースを接続し、第1電界効果トランジスタのドレインと第2電界効果トランジスタのドレインを接続し、第2電界効果トランジスタのソースと負荷側の+極を接続し、接続端子の+極から逆流防止回路を介して負荷側の+極に電流が流れるように接続し、接続端子の+極と第1および第2電界効果トランジスタのゲートを共通に接続することで、第2の直流電源のみの場合には第2の直流電源から負荷に電力を供給する一方、接続端子に第1の直流電源が接続された場合には第1の直流電源から負荷に電力を供給するように切換えることができ、接続端子の接点に酸化皮膜が生じて接触不良や接触抵抗の増加が発生した場合でも、第1の直流電源からの電流による一次電池への充電を防止することができ、電源切換動作を正常に行うことができる。 According to the first aspect of the present invention, the positive electrode of the second DC power supply and the source of the first field effect transistor are connected, the drain of the first field effect transistor and the drain of the second field effect transistor are connected, Connect the source of the second field-effect transistor and the positive electrode on the load side, connect the positive electrode of the connection terminal so that current flows from the positive electrode of the connection terminal to the positive electrode on the load side via the backflow prevention circuit, By connecting the gates of the first and second field effect transistors in common, when only the second DC power source is used, power is supplied from the second DC power source to the load, while the first DC power source is connected to the connection terminal. When connected, the first DC power supply can be switched to supply power to the load, and even when an oxide film is generated at the contact of the connection terminal and a contact failure or an increase in contact resistance occurs, the first DC power from It is possible to prevent the charging of the primary battery due to the flow, it is possible to perform the power switching operation normally.
請求項2記載の本発明によれば、接続端子に第1の直流電源が接続された場合には、第1および第2電界効果トランジスタのドレイン−ソース間をそれぞれ非導通状態になるように動作することで、第1の直流電源からの電流による一次電池への充電を防止することができ、電源切換動作を正常に行うことができる。 According to the second aspect of the present invention, when the first DC power supply is connected to the connection terminal, the drain and the source of the first and second field effect transistors are respectively in a non-conductive state. By doing so, charging to the primary battery by the current from the first DC power supply can be prevented, and the power supply switching operation can be performed normally.
請求項3記載の本発明によれば、接続端子に第1の直流電源が接続されてない場合には、第1および第2電界効果トランジスタのドレイン−ソース間をそれぞれ導通状態になるように動作することで、第2の直流電源のみの場合には第2の直流電源から負荷に電力を供給することができる。 According to the third aspect of the present invention, when the first DC power supply is not connected to the connection terminal, the drain and the source of the first and second field effect transistors are operated to be in a conductive state. Thus, in the case of only the second DC power supply, power can be supplied from the second DC power supply to the load.
請求項4記載の本発明によれば、第2電界効果トランジスタのソースと負荷側の+極との間に第3電界効果トランジスタを設け、第2電界効果トランジスタのソースと第3電界効果トランジスタのドレインを接続し、第3電界効果トランジスタのソースと負荷側の+極を接続し、第1乃至第3電界効果トランジスタのゲートを共通に接続することで、第2又は第3電界効果トランジスタが単一故障を起こした場合でも、第1の直流電源から一次電池への充電を防止することができる。 According to the present invention, the third field effect transistor is provided between the source of the second field effect transistor and the positive electrode on the load side, and the source of the second field effect transistor and the third field effect transistor are By connecting the drain, connecting the source of the third field effect transistor and the positive electrode on the load side, and connecting the gates of the first to third field effect transistors in common, the second or third field effect transistor can be made simple. Even when a failure occurs, charging of the primary battery from the first DC power supply can be prevented.
請求項5記載の本発明によれば、接続端子に第1の直流電源が接続された場合に、第2又は第3電界効果トランジスタのいづれか一方のドレイン−ソース間が短絡したときには、第1直流電源から接続端子を介して逆流防止回路に接続し、第2又は第3電界効果トランジスタを介して第2の直流電源に電流を流すことを防止することで、単一故障を起こした場合でも、第1の直流電源から一次電池への充電を防止することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, when the first DC power source is connected to the connection terminal and the drain-source of one of the second or third field effect transistors is short-circuited, the first DC Even if a single failure occurs by connecting the power source to the backflow prevention circuit via the connection terminal and preventing the current from flowing to the second DC power source via the second or third field effect transistor, Charging of the primary battery from the first DC power supply can be prevented.
請求項6記載の本発明によれば、逆流防止回路は、接続端子にアノードを接続し負荷側の+極にカソードを接続するようにしたダイオード、接続端子にコレクタおよびベースを接続し負荷側の+極にエミッタを接続するようにしたトランジスタ、接続端子にドレインおよびゲートを接続し負荷側の+極にソースを接続するようにした電界効果トランジスタ、の何れか1つからなることで、第2直流電源が第1乃至第3電界効果トランジスタの各ゲートに印加されるのを防止することができる。この結果、第1乃至第3電界効果トランジスタの全てのドレイン−ソース間が導通状態を保持することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, the backflow prevention circuit includes a diode having an anode connected to the connection terminal and a cathode connected to the positive electrode on the load side, and a collector and a base connected to the connection terminal. A second field-effect transistor having a positive electrode connected to an emitter, a drain and gate connected to a connection terminal, and a source connected to a positive electrode on the load side; It is possible to prevent DC power from being applied to the gates of the first to third field effect transistors. As a result, all the drain-sources of the first to third field effect transistors can be kept conductive.
以下、本発明を実施するための最良の形態を面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(実施例1)
図1は、本発明の実施例1に係る電源切換回路21の構成を示す図である。まず、図1に示す電源切換回路21の構成を説明する。
(Example 1)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a power
ACアダプタ11は、例えば100Vや220Vの交流電源に接続し、交流電圧を直流電圧に変換してプラグ13から外部へ供給するように構成されている。
The
接続端子15は、ACアダプタ11のプラグ13を接続するための端子である。接続端子15の1番端子は+極性になっており、ダイオードD4のアノード、抵抗R1、コンデンサC1、FET1,FET2のゲートに共通接続されている。接続端子15の2番端子は未接続状態になっており、この点が従来技術1〜3とは構成的に相違している。接続端子15の3番端子は−極性になっており、抵抗R1、コンデンサC1、一次電池17の−極、負荷19の−極に接続されている。
The
抵抗R1は、ACアダプタ11のプラグ13が接続端子15に接続されていないときにFET1,FET2のゲート電位を一次電池17の−極の0V電位(GND電位)に固定するために用いる抵抗である。コンデンサC1は、ACアダプタ11のプラグ13が接続端子15に挿入されるときに生じるノイズを低減するために用いるコンデンサである。
The resistor R1 is a resistor used to fix the gate potential of the FET1 and FET2 to the negative 0V potential (GND potential) of the
一次電池17は、電圧Vcc2 を有するアルカリ電池やマンガン電池などの一次電池であり、その+極がFET1のソースに接続され、その−極が接続端子15の3番端子、抵抗R1、コンデンサC1、負荷19の−極に接続されている。
The
ダイオードD4は、逆流防止に用いるダイオードであり、逆流防止回路18を構成しており、そのアノードが接続端子15の1番端子、抵抗R1、コンデンサC1、FET1,FET2のゲートに共通接続されている。ダイオードD4のカソードは、FET2のソース、負荷19の−極に接続されている。なお、図1に示すダイオードD4により構成される逆流防止回路18は、一次電池17の電圧Vcc2 がFET1,FET2の各ゲートに印加されるのを防止するために設けられている。
The diode D4 is a diode used for backflow prevention, and constitutes a
FET1,FET2は、P−MOSFET(Pチャンネル)からなる電界効果トランジスタであり、内部には逆流防止のためのダイオードD1,D2がそれぞれ設けられている。なお、図1においては、Dをドレイン、Sをソース、Gをゲートとして示している。 FET1 and FET2 are field effect transistors formed of P-MOSFETs (P channel), and diodes D1 and D2 for preventing backflow are provided therein. In FIG. 1, D is a drain, S is a source, and G is a gate.
FET1,FET2の接続状態は、一次電池17の+極とFET1のソースが接続されており、FET1のドレインとFET2のドレインが接続されており、さらに、FET2のソースが負荷19の+極に接続され、FET1,FET2が全体として直列に接続されている。また、FET1,FET2のゲートは、接続端子15の1番端子、ダイオードD4のアノード、抵抗R1、コンデンサC1に共通に接続されている。
The connection state of FET1 and FET2 is that the positive electrode of the
次に、図1を参照して、電源切換回路21の動作を説明する。なお、ACアダプタ11のプラグ13が接続端子15に接続されいるときの接続端子15の1番端子の電圧をVcc1 とし、一次電池17の+極の電圧をVcc2 として説明する。また、一次電池17の−極と接続端子15の−極の電圧を0Vとして説明する。
Next, the operation of the power
[一次電池での動作]
一次電池17から電源を供給する場合、一次電池17からFET1のソースにVcc2 が印加される。ACアダプタ11のプラグ13が接続端子15に未接続であるため1番端子はオープン状態になっているので、FET1のゲートには抵抗R1を介して0Vが印加される。
[Operation with primary battery]
When power is supplied from the
ここで、PチャンネルのFETは、ゲート電圧<ソース電圧の時にドレイン−ソース間が導通する特性であるため、ソースにVcc2 、ゲートに0Vが印加された場合には、FET1のソースとドレインは導通状態になり、FET1のドレインとFET2のドレインにVcc2 が印加される。 Here, the P-channel FET has a characteristic that the drain-source is conductive when the gate voltage is less than the source voltage. Therefore, when Vcc2 is applied to the source and 0 V is applied to the gate, the source and drain of FET1 are conductive. Vcc2 is applied to the drain of FET1 and the drain of FET2.
次いで、FET2のドレインにVcc2 が印加されると、FET2に内蔵されているダイオードD2を介して、FET2のソースにダイオードD2のVF 分電圧降下した+電圧が発生し、FET2のゲートより電圧が高くなる。このため、FET2のドレインとFET2のソースが導通状態になり、FET2のソースから負荷19の+極にVcc2 が印加される。
Next, when Vcc2 is applied to the drain of the FET 2, a + voltage that is a voltage drop of VF of the diode D2 is generated at the source of the FET 2 via the diode D2 built in the FET 2, and the voltage is higher than the gate of the FET 2. Become. For this reason, the drain of the FET 2 and the source of the FET 2 become conductive, and Vcc 2 is applied from the source of the FET 2 to the positive pole of the
一方、ダイオードD4ではカソードからアノードへの逆流が防止されるので、FET2のソースに発生したVcc2 がFET1,2のゲートには印加されない。このため、FET1,FET2のゲート電圧は0Vのままであり、ゲート電圧<ソース電圧が維持され、FET1,FET2が両方とも導通状態になり、一次電池17の電圧Vcc2 が電源として負荷19に供給される。
On the other hand, the reverse flow from the cathode to the anode is prevented in the diode D4, so that Vcc2 generated at the source of the FET2 is not applied to the gates of the FET1 and FET2. For this reason, the gate voltages of FET1 and FET2 remain 0V, the gate voltage <the source voltage is maintained, both FET1 and FET2 become conductive, and the voltage Vcc2 of the
[ACアダプタでの動作]
ACアダプタにより電源を供給する場合、ACアダプタ11のプラグ13が接続端子15に接続されているため、接続端子15の1番端子を介してダイオードD4のアノード、FET1,FET2のゲートにVcc1 が印加される。
[Operation with AC adapter]
When power is supplied from the AC adapter, since the
上述したように、PチャンネルFETは、ゲート電圧<ソース電圧の時にドレイン−ソース間が導通する特性であり、ゲート電圧>ソース電圧の時にドレイン−ソース間が非導通する特性である。ここで、ACアダプタの出力電圧Vcc1 の方が、一次電池の出力電圧Vcc2 より大きいため、FET1,FET2は非導通状態になる。 As described above, the P-channel FET has a characteristic that the drain-source is conductive when the gate voltage <the source voltage, and the drain-source is non-conductive when the gate voltage> the source voltage. Here, since the output voltage Vcc1 of the AC adapter is larger than the output voltage Vcc2 of the primary battery, FET1 and FET2 are in a non-conductive state.
一方、ACアダプタ11のプラグ13が接続端子15に接続されているため、接続端子15の1番端子を介してダイオードD4のアノードにはVcc1 が印加され、ダイオードD4のVF 分だけ電圧降下した電圧(Vcc1 −VF )が電源として負荷19の+極に供給される。
On the other hand, since the
なお、通常、ACアダプタ11から供給される電圧はほぼ一定であるため、ダイオードD4により生じるVF 分の電圧降下が発生しても問題とならない。しかし、ダイオードD4により生じる電圧VF 分の電圧降下を回避するには、FETやトランジスタなどを用いて電圧降下が発生しないようにすればよい。
Normally, the voltage supplied from the
(実施例2)
図2は、本発明の実施例2に係る電源切換回路31の構成を示す図である。まず、図2に示す電源切換回路31の構成を説明する。
(Example 2)
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the power
本実施例の特徴は、FET2のソースと負荷側の+極との間にFET3を設け、FET2のソースとFET3のドレインを接続し、FET3のソースと負荷側の+極を接続し、FET1〜FET3のゲートを共通に接続することにある。 The feature of this embodiment is that FET 3 is provided between the source of FET 2 and the + pole on the load side, the source of FET 2 and the drain of FET 3 are connected, the source of FET 3 and the + pole on the load side are connected, The purpose is to connect the gates of the FETs 3 in common.
次に、図2を参照して、電源切換回路31の動作を説明する。
Next, the operation of the power
[一次電池での動作]
一次電池17から電源を供給する場合、一次電池17からFET1のソースにVcc2 が印加される。ソースにVcc2 、ゲートに0Vが印加された場合には、FET1のソースとドレインは導通状態になり、FET1のドレインとFET2のドレインにVcc2 が印加される。
[Operation with primary battery]
When power is supplied from the
次いで、FET2のドレインにVcc2 が印加されるとFET2に内蔵されているダイオードD2を介して、FET2のソースにダイオードD2のVF 分電圧降下した+電圧が発生し、FET2のゲートより電圧が高くなるため、FET2のドレインとFET2のソースが導通状態になり、FET3のドレインにVcc2 が印加される。 Next, when Vcc2 is applied to the drain of the FET 2, a + voltage that is a voltage drop of VF of the diode D2 is generated at the source of the FET 2 via the diode D2 built in the FET 2, and the voltage becomes higher than the gate of the FET 2. Therefore, the drain of FET2 and the source of FET2 become conductive, and Vcc2 is applied to the drain of FET3.
次いで、FET3もFET2と同様の動作をするので、FET2と同様に導通状態になる。 Next, since the FET 3 operates in the same manner as the FET 2, it becomes conductive as with the FET 2.
ダイオードD4ではカソードからアノードへの逆流が防止されるので、FET3のソースに発生したVcc2 がFET1,2,3のゲートには印加されない。このため、FET1〜FET3のゲート電圧は0Vのままであり、ゲート電圧<ソース電圧が維持され、FET1〜FET3が全て導通状態になり、一次電池17の電圧Vcc2 が電源として負荷19に供給される。
Since reverse flow from the cathode to the anode is prevented in the diode D4, Vcc2 generated at the source of the FET 3 is not applied to the gates of the FETs 1, 2 and 3. For this reason, the gate voltages of the FET1 to FET3 remain 0V, the gate voltage <the source voltage is maintained, the FET1 to FET3 are all turned on, and the voltage Vcc2 of the
[ACアダプタでの動作]
ACアダプタにより電源を供給する場合、ACアダプタ11のプラグ13が接続端子15に接続されているため、接続端子15の1番端子を介してダイオードD4のアノード、FET1〜FET3のゲートにVcc1 が印加される。この結果、FET1〜FET3は非導通状態になる。
[Operation with AC adapter]
When power is supplied from the AC adapter, since the
一方、ACアダプタ11のプラグ13が接続端子15に接続されているため、接続端子15の1番端子を介してダイオードD4のアノードにはVcc1 が印加され、ダイオードD4のVF 分だけ電圧降下した電圧(Vcc1 −VF )が電源として負荷19の+極に供給される。
On the other hand, since the
[単一故障について]
FET2,FET3はまったく同様の動作をするため、図1に示す実施例1のように、FET3が無い場合でも問題なく動作する。
[Single failure]
Since the FET2 and FET3 operate in exactly the same manner, even if there is no FET3 as in the first embodiment shown in FIG.
しかしながら、仮にFET3が無い回路で、FET2のドレインとソースがショートした場合、FET1のドレインにACアダプタ11から供給されたVcc1 が印加される。さらに、FET1には内蔵されたダイオードD1があるため、内蔵ダイオードD1を介して一次電池17にACアダプタ11から供給されたVcc1 が印加され充電してしまう恐れがある。
However, if the FET2 drain and source are short-circuited in a circuit without the FET3, Vcc1 supplied from the
そこで、図2に示すように、FET3があることで、FET2またはFET3のいずれかのドレインとソースがショートした場合でも、FETに内蔵されたダイオードにより、ACアダプタ11から供給されるVcc1 がFET1のドレインに印加されることを防ぐことができる。この結果、一次電池17が充電されることを防止することができる。図1に示す電源切換回路21は、このような単一故障モードにも対応している。
Therefore, as shown in FIG. 2, the presence of the FET 3 allows Vcc1 supplied from the
以上のように、実施例1および実施例2によれば、直流電源となるACアダプタと一次電池との電源切換にFETを用いているため、従来技術のように接続端子15の接点に生じる酸化皮膜などによる接触不良で発生していた一次電池への充電を防止することができる。
As described above, according to the first and second embodiments, since the FET is used to switch the power source between the AC adapter serving as a DC power source and the primary battery, the oxidation generated at the contact of the
また、実施例2によれば、FETを3つ直列に接続しているので、FETが単一故障を起こした場合でも、ACアダプタから一次電池への充電を防止することができる。 Further, according to the second embodiment, since three FETs are connected in series, charging from the AC adapter to the primary battery can be prevented even if the FET causes a single failure.
さらに、実施例2によれば、FET1〜FET3には電界効果トランジスタを使用しているので、非常に小さい電圧降下で切換えが可能となる。 Furthermore, according to the second embodiment, since field effect transistors are used for FET1 to FET3, switching can be performed with a very small voltage drop.
(変形例1)
図3は、図1及び図2に示す電源切換回路21,31に設けられた逆流防止回路18の変形例1を示す図である。
(Modification 1)
FIG. 3 is a diagram illustrating a first modification of the
トランジスタTr1は、逆流防止に用いるトランジスタであり、逆流防止回路18を構成しており、そのコレクタとベースが接続端子15の1番端子、抵抗R1、コンデンサC1、FET1,FET2,FET3のゲートに共通接続されている。また、トランジスタTr1のエミッタは、FET2またはFET3のソース、負荷19の+極に接続されている。
The transistor Tr1 is a transistor used for backflow prevention, and constitutes a
[一次電池での動作]
一次電池17から負荷19に電源を供給する場合、トランジスタTr1により構成される逆流防止回路18により、負荷19の+極からFET1,FET2,FET3の各ゲートに一次電池17の電圧Vcc2 が印加されるのを防止することができる。
[Operation with primary battery]
When power is supplied from the
[ACアダプタでの動作]
ACアダプタ11のプラグ13が接続端子15に接続されている場合、接続端子15の1番端子を介してトランジスタTr1のベースにVcc1 が印加され、トランジスタTr1がオン状態になりコレクタ−エミッタ間が導通状態になり、Vcc1 が電源として負荷19の+極に供給される。
[Operation with AC adapter]
When the
(変形例2)
図4は、図1及び図2に示す電源切換回路21,31に設けられた逆流防止回路18の変形例2を示す図である。
(Modification 2)
FIG. 4 is a diagram illustrating a second modification of the
FET5は、逆流防止に用いるN−MOSFET(Nチャンネル)からなる電界効果トランジスタであり、逆流防止回路18を構成しており、そのドレインとゲートが接続端子15の1番端子、抵抗R1、コンデンサC1、FET1,FET2,FET3のゲート、抵抗R3に共通接続されている。この抵抗R3の他端は、接続端子15の3番端子、負荷19の−極に接続されている。FET5のソースは、FET2またはFET3のソース、負荷19の+極に接続されている。
The FET 5 is a field effect transistor composed of an N-MOSFET (N channel) used for backflow prevention, and constitutes a
[一次電池での動作]
一次電池17から負荷19に電源を供給する場合、FET5により構成される逆流防止回路18により、負荷19の+極からFET1,FET2,FET3の各ゲートに一次電池17の電圧Vcc2 が印加されるのを防止することができる。
[Operation with primary battery]
When power is supplied from the
[ACアダプタでの動作]
ACアダプタ11のプラグ13が接続端子15に接続されている場合、接続端子15の1番端子を介してFET5のゲートにVcc1 が印加されるので、FET5がオン状態になりドレイン−ソース間が導通状態になり、Vcc1 が電源として負荷19の+極に供給される。
[Operation with AC adapter]
When the
11 ACアダプタ
13 プラグ
15 接続端子
17 一次電池
18 逆流防止回路
19 負荷
21,31 電源切換回路
C1 コンデンサ
D1,D2,D3,D4,D5 ダイオード
FET1,FET2,FET3、FET5 電界効果トランジスタ
R1,R3 抵抗
Tr1 トランジスタ
11
Claims (6)
第2の直流電源の+極と第1電界効果トランジスタのソースを接続し、第1電界効果トランジスタのドレインと第2電界効果トランジスタのドレインを接続し、第2電界効果トランジスタのソースと負荷側の+極を接続し、
前記接続端子の+極から逆流防止回路を介して負荷側の+極に電流が流れるように接続し、
前記接続端子の+極と第1および第2電界効果トランジスタのゲートを共通に接続することを特徴とする電源切換回路。 A connection terminal connectable to the first DC power supply and a second DC power supply are provided. When only the second DC power supply is used, power is supplied from the second DC power supply to the load, while the connection terminal is supplied with the second DC power supply. In a power supply switching apparatus that switches so that power is supplied from a first DC power supply to a load when one DC power supply is connected,
The positive electrode of the second DC power supply and the source of the first field effect transistor are connected, the drain of the first field effect transistor and the drain of the second field effect transistor are connected, and the source of the second field effect transistor and the load side Connect the + pole,
Connect so that current flows from the positive pole of the connection terminal to the positive pole on the load side through a backflow prevention circuit,
A power supply switching circuit, wherein the positive electrode of the connection terminal and the gates of the first and second field effect transistors are connected in common.
前記第1乃至第3電界効果トランジスタのゲートを共通に接続することを特徴とする請求項1記載の電源切換回路。 A third field effect transistor is provided between the source of the second field effect transistor and the positive electrode on the load side, the source of the second field effect transistor and the drain of the third field effect transistor are connected, and the third field effect transistor Connect the source of the load and the positive pole on the load side,
2. The power supply switching circuit according to claim 1, wherein gates of the first to third field effect transistors are connected in common.
前記接続端子にアノードを接続し前記負荷側の+極にカソードを接続するようにしたダイオード、
前記接続端子にコレクタおよびベースを接続し前記負荷側の+極にエミッタを接続するようにしたトランジスタ、
前記接続端子にドレインおよびゲートを接続し前記負荷側の+極にソースを接続するようにした電界効果トランジスタ、
の何れか1つからなることを特徴とする請求項1又は5項に記載の電源切換回路。 The backflow prevention circuit is
A diode having an anode connected to the connection terminal and a cathode connected to the positive electrode on the load side;
A transistor in which a collector and a base are connected to the connection terminal and an emitter is connected to the positive electrode on the load side;
A field effect transistor having a drain and a gate connected to the connection terminal and a source connected to the positive electrode on the load side;
The power supply switching circuit according to claim 1 or 5, comprising any one of the following.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004061799A JP2005253220A (en) | 2004-03-05 | 2004-03-05 | Power supply switching circuit |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2005253220A true JP2005253220A (en) | 2005-09-15 |
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Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2005253220A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111434002A (en) * | 2017-12-22 | 2020-07-17 | 锂泰克实验室有限责任公司 | Connection of a battery system to a power distribution bus |
US11695293B2 (en) | 2017-12-22 | 2023-07-04 | Litech Laboratories, Llc | Power system |
-
2004
- 2004-03-05 JP JP2004061799A patent/JP2005253220A/en active Pending
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