JP2006050788A - Power source protection circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力入力部と電力出力部との間に過電圧保護手段が設けられ、前記過電圧保護手段が、前記電力入力部から入力される直流電力を前記電力出力部へ供給する電力供給状態、又は、前記電力入力部から過電圧が入力されると前記電力出力部への電力供給を遮断する電力遮断状態で作動するように構成されている電源保護回路に関する。 The present invention provides a power supply state in which an overvoltage protection unit is provided between a power input unit and a power output unit, and the overvoltage protection unit supplies DC power input from the power input unit to the power output unit, Or when the overvoltage is input from the said power input part, it is related with the power supply protection circuit comprised so that it may operate | move in the electric power interruption state which interrupts | blocks the electric power supply to the said electric power output part.
電源と接続される電力入力部から入力される直流電力を、電気機器などと接続される電力出力部へ供給する電力供給状態、及び、電力入力部から過電圧が入力されると電力出力部への電力供給を遮断する電力遮断状態で作動することで、電源から正常な直流電力が供給されていないときに、その直流電力が電気機器へ供給されないように作動する電源保護回路がある。このような電源保護回路は、過電圧を検出するための過電圧検出用半導体素子と、その過電圧検出用半導体素子による過電圧の検出に応じて電力遮断状態に切り替わる過電圧保護用のリレー作動回路部とで構成されている(例えば、特許文献1参照)。 A power supply state for supplying DC power input from a power input unit connected to a power source to a power output unit connected to an electrical device, etc., and when an overvoltage is input from the power input unit to the power output unit There is a power supply protection circuit that operates in a power cut-off state that cuts off power supply, so that when normal DC power is not supplied from a power supply, the DC power is not supplied to an electrical device. Such a power protection circuit includes an overvoltage detection semiconductor element for detecting an overvoltage and a relay operation circuit section for overvoltage protection that switches to a power cutoff state in response to detection of the overvoltage by the overvoltage detection semiconductor element. (For example, refer to Patent Document 1).
従来の電源保護回路では、電力供給状態及び電力遮断状態を切り替えるために機械式のリレー作動回路が用いられているため、電源保護回路の小型化には限界がある。また、リレー作動回路という機械的に作動するスイッチを用いているため、半導体スイッチング素子などを用いた場合に比べて電力供給状態から電力遮断状態への切り替えに時間がかかってしまうという問題がある。 In the conventional power supply protection circuit, since a mechanical relay operation circuit is used to switch between the power supply state and the power cut-off state, there is a limit to downsizing the power supply protection circuit. Further, since a mechanically operated switch called a relay operating circuit is used, there is a problem that it takes time to switch from the power supply state to the power cut-off state as compared with the case where a semiconductor switching element or the like is used.
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、廉価で且つ小型化可能な電源保護回路を提供する点にある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a power protection circuit that is inexpensive and can be miniaturized.
上記目的を達成するための本発明に係る電源保護回路の第1特徴構成は、電力入力部と電力出力部との間に過電圧保護回路が設けられ、前記過電圧保護回路が、前記電力入力部から入力される直流電力を前記電力出力部へ供給する電力供給状態、及び、前記電力入力部から過電圧が入力されると前記電力出力部への電力供給を遮断する電力遮断状態で作動する電源保護回路であって、前記過電圧保護回路が、前記電力入力部に過電圧が入力されると過電圧検出信号を出力する過電圧検出用半導体素子と、前記過電圧検出信号を用いて前記電力供給状態から前記電力遮断状態に切り替わる過電圧遮断用半導体素子とを備えている点にある。 The first characteristic configuration of the power protection circuit according to the present invention for achieving the above object is that an overvoltage protection circuit is provided between a power input unit and a power output unit, and the overvoltage protection circuit is connected to the power input unit. A power supply protection circuit that operates in a power supply state that supplies input DC power to the power output unit, and a power cut-off state that shuts off power supply to the power output unit when an overvoltage is input from the power input unit The overvoltage protection circuit includes an overvoltage detection semiconductor element that outputs an overvoltage detection signal when an overvoltage is input to the power input unit, and the power cutoff state from the power supply state using the overvoltage detection signal. And an overvoltage cutoff semiconductor element that switches to the above.
上記第1特徴構成によれば、過電圧保護回路が備える過電圧検出用半導体素子が、電力入力部に過電圧が入力されると過電圧検出信号を出力するように作動し、過電圧保護回路が備える過電圧遮断用半導体素子が、その過電圧検出用半導体素子から出力された過電圧検出信号を用いて、電力入力部から入力される直流電力を電力出力部へ供給する電力供給状態から、電力入力部から過電圧が入力されると電力出力部への電力供給を遮断する電力遮断状態へと過電圧保護回路を切り替えるように作動することになる。
つまり、電力入力部から過電圧が入力されたときには、過電圧遮断用半導体素子によって即座に電力出力部にその過電圧が出力されないようになるので、電力出力部に接続されている電気機器を過電圧から確実に保護することが可能となる。また、この電源保護回路の作動状態を電力供給状態と電力遮断状態との間で切り替えるスイッチが半導体素子を用いて実現されるので、電源保護回路の廉価に且つ小型化して作製することが可能となる。
According to the first characteristic configuration, the overvoltage detection semiconductor element included in the overvoltage protection circuit operates to output an overvoltage detection signal when an overvoltage is input to the power input unit, and the overvoltage cutoff circuit included in the overvoltage protection circuit is provided. An overvoltage is input from the power input unit from a power supply state in which the semiconductor element supplies DC power input from the power input unit to the power output unit using the overvoltage detection signal output from the overvoltage detection semiconductor element. Then, it operates so that an overvoltage protection circuit may be switched to the electric power interruption state which interrupts | blocks the electric power supply to an electric power output part.
In other words, when an overvoltage is input from the power input unit, the overvoltage cutoff semiconductor element immediately prevents the overvoltage from being output to the power output unit, so that the electrical equipment connected to the power output unit can be reliably protected from the overvoltage. It becomes possible to protect. Further, since the switch for switching the operation state of the power protection circuit between the power supply state and the power cut-off state is realized by using a semiconductor element, the power protection circuit can be manufactured at a low cost and in a small size. Become.
本発明に係る電源保護回路の第2特徴構成は、上記第1特徴構成に加えて、前記電力入力部から逆電圧の直流電力が入力されると前記電力出力部への電力供給を遮断する逆電圧保護用半導体素子が設けられている点にある。 The second characteristic configuration of the power protection circuit according to the present invention is the reverse of blocking the power supply to the power output unit when reverse voltage DC power is input from the power input unit in addition to the first characteristic configuration. The semiconductor device for voltage protection is provided.
上記第2特徴構成によれば、逆電圧保護用半導体素子が電力入力部から逆電圧の直流電力が入力されると電力出力部への電力供給を遮断するように作動するので、電力出力部に接続されている電気機器を逆電圧から確実に保護することが可能となる。 According to the second characteristic configuration, the reverse voltage protection semiconductor element operates to cut off the power supply to the power output unit when reverse voltage DC power is input from the power input unit. It is possible to reliably protect the connected electrical equipment from the reverse voltage.
以下に図面を参照して本発明の電源保護回路10について説明する。
図1に示すのは本発明の電源保護回路10の回路図であり、外部電源と接続される電力入力部1と、電気機器などと接続される電力出力部2との間に、過電圧保護手段3が設けられている。この過電圧保護手段3は、電力入力部1から入力される直流電力を電力出力部2へ供給する電力供給状態、及び、電力入力部1から過電圧が入力されると電力出力部2への電力供給を遮断する電力遮断状態で作動する。
The
FIG. 1 is a circuit diagram of a
電力入力部1には正端子1aと負端子1bとが設けられ、その正端子1aが負端子1bに対して正電位となる順電圧の直流電力が入力されるように外部電源が接続される。そして、電力出力部2の正出力端子2aには正端子1aに印加された順電圧が印加され、電力出力部2の負出力端子2bは接地されており、その結果、電力入力部1から入力される直流電力が電力出力部2へ供給される電力供給状態が形成される。
The power input unit 1 is provided with a
電力入力部1の正端子1aと電力出力部2の正出力端子2aとの間には、コイルB1、トランジスタQ1及びトランジスタQ2が設けられている。詳細には、電力入力部1の正端子1aはコイルB1を介してトランジスタQ1のコレクタ端子に接続され、そのトランジスタQ1のエミッタ端子はトランジスタQ2のエミッタ端子に接続され、そのトランジスタQ2のコレクタ端子は電力出力部2の正出力端子2aに接続されている。
Between the
また、電力入力部1の正端子1aはコイルB1を介してツェナーダイオードD1のカソードに接続され、ツェナーダイオードD1のアノードは抵抗R5を介してトランジスタQ3のベース端子に接続されている。そして、トランジスタQ3のコレクタ端子は、トランジスタQ4のベース端子に接続され、且つ、抵抗R2を介してトランジスタQ1のエミッタ端子及びトランジスタQ2のエミッタ端子に接続されている。また、トランジスタQ3のエミッタ端子は接地されている。
The
トランジスタQ4のコレクタ端子は発光ダイオードLED1のカソードに接続され、トランジスタQ4のエミッタ端子は接地されている。そして、発光ダイオードLED1のアノードは抵抗R4を介してトランジスタQ2のベース端子に接続され、且つ、抵抗R4及び抵抗R3を介してトランジスタQ2のエミッタ端子に接続されている。 The collector terminal of the transistor Q4 is connected to the cathode of the light emitting diode LED1, and the emitter terminal of the transistor Q4 is grounded. The anode of the light emitting diode LED1 is connected to the base terminal of the transistor Q2 through the resistor R4, and is connected to the emitter terminal of the transistor Q2 through the resistors R4 and R3.
以上のように構成された電源保護回路10は、過電圧保護機能と、逆電圧保護機能と、ノイズフィルタリング機能とを達成することができる。詳細には、過電圧保護回路3によって過電圧保護機能が実現され、トランジスタQ1によって逆電圧保護機能が実現され、フィルタ回路4によってノイズフィルタリング機能が実現される。
The power
以下に過電圧保護回路3の動作について説明する。
過電圧保護回路3には、電力入力部1に過電圧が入力されると過電圧検出信号を出力する過電圧検出用半導体素子と、その過電圧検出用半導体素子から出力された過電圧検出信号を用いて、電力入力部1から入力された直流電力を電力出力部2へ供給する電力供給状態から電力遮断状態へと切り替わる過電圧遮断用半導体素子とが設けられている。具体的には、電力入力部1に通常の電圧が入力されているときはツェナーダイオードD1のアノードからカソードへ向かう方向に電流は流れないが、電力入力部1に過電圧が入力されたとき、この過電圧によって過電圧検出用半導体素子としてのツェナーダイオードD1のカソードからアノードへと逆方向電流が流れることになる。つまり、電力入力部1に入力される過電圧によってツェナーダイオードD1を流れる逆方向電流が過電圧検出信号となる。
The operation of the
The
ツェナーダイオードD1から出力された過電圧検出信号としてのツェナーダイオードD1を流れる逆方向電流は、トランジスタQ3のベース端子に入力されてトランジスタQ3を導通状態とすると共に、トランジスタQ4のベース電圧を接地電位にする。その結果、トランジスタQ4が非導通状態となり、且つ、トランジスタQ2が非導通状態となり、電力入力部1から電力出力部2への電力の供給が遮断されることになる。つまり、トランジスタQ2が、過電圧等半導体素子としてのツェナーダイオードD1から出力された過電圧検出信号を用いて電力供給状態から電力遮断状態に切り替わる過電圧遮断用半導体素子として作用する。
The reverse current flowing through the Zener diode D1 as the overvoltage detection signal output from the Zener diode D1 is input to the base terminal of the transistor Q3 to make the transistor Q3 conductive, and the base voltage of the transistor Q4 is set to the ground potential. . As a result, the transistor Q4 is turned off and the transistor Q2 is turned off, and the supply of power from the power input unit 1 to the
また、フィルタ回路4は、トランジスタQ1と抵抗R1とキャパシタC1とで構成され、電力入力部1から入力された直流電力に含まれるノイズを除去した上で電力出力部2へと電力供給するように作用する。そして、トランジスタQ1は、電力入力部1から逆電圧の直流電力が入力されると電力出力部2への電力供給を遮断する逆電圧保護用半導体素子としても作用する。
The filter circuit 4 includes a transistor Q1, a resistor R1, and a capacitor C1, and removes noise included in DC power input from the power input unit 1 and supplies power to the
次に、本発明の電源保護回路10の動作を実際に検証した結果について説明する。
図2に示すように、自動車のバッテリ(図示せず)から直流電力の供給を受けて作動する電気機器として、携帯電話50などの電話機用のハンズフリー装置がある。このハンズフリー装置は、バッテリから直流電力が供給されるシガーソケット部20に接続される本体部30と、マイク42及びスピーカ41が設けられている音声入出力部40とで構成されている。そして、本発明の電源保護回路10はシガーソケット部20に組み込まれ、自動車のバッテリから電源入力部1に供給される直流電力を電源出力部2から出力して、シガーソケット部20に接続された電話機用のハンズフリー装置に供給している。
Next, the result of actually verifying the operation of the
As shown in FIG. 2, there is a hands-free device for a telephone such as a
そして、本発明の電源保護回路10が組み込まれたシガーソケット部20に、(A)通常電圧が入力されたとき、(B)過電圧が入力されたとき、(C)逆電圧が入力されたとき、及び、(D)低電圧が入力されたとき、の各条件下で電源保護回路10が適切に作動するか否かを検証した結果を以下に示す。
When the (A) normal voltage is input to the
上記(A)に関して、通常電圧(12V〜約15.5V)が入力されたときに、電源保護回路10が正常に電力供給状態で作動することを検証するために、本発明の電源保護回路10が組み込まれたシガーソケット部20に自動車のバッテリを模擬した安定化電源から12Vの直流電圧を印加した。その結果、トランジスタQ2は導通状態となって発光ダイオードLED1が点灯し、電源保護回路10が電力供給状態で作動していることが確認された。また、自動車のバッテリを模擬した安定化電源の電圧を12Vから徐々に上昇させたところ、約15.5V以下までは電力供給状態が維持されることが確認された。
Regarding (A) above, in order to verify that the power
上記(B)に関して、過電圧(約15.5V)が入力されたときに、電源保護回路10が正常に電力遮断状態で作動することを検証するために、本発明の電源保護回路10が組み込まれたシガーソケット部20に自動車のバッテリを模擬した安定化電源から約15.5V〜24Vの電圧を印加した。その結果、上述したようにトランジスタQ2及びトランジスタQ4が非導通状態となって発光ダイオードLED1が消灯し、電源保護回路10が破損すること無しに電力遮断状態で作動していることが確認された。
Regarding (B) above, the
上記(C)に関して、逆電圧(約14V)が入力されたときに、電源保護回路10が電力出力部2への電力供給を遮断することを検証するために、本発明の電源保護回路10が組み込まれたシガーソケット部20に自動車のバッテリを模擬した安定化電源から14Vの逆電圧を印加した。その結果、シガーソケット部20に接続された本体部30に組み込まれているレギュレータ入力部(図示せず)における電圧値はほぼ0Vであり、本体部30の各ICには電圧が印加されていない、つまり、電源保護回路10が電力出力部2への電力供給を遮断していることが確認された。
Regarding (C) above, in order to verify that the power
上記(D)に関して、低電圧が入力されたときに、電源保護回路10が正常に電力供給状態で作動することを検証するために、本発明の電源保護回路10が組み込まれたシガーソケット部20に自動車のバッテリを模擬した安定化電源から6Vの電圧を印加した。この本体部30の最低動作電圧は4.8Vであるが、シガーソケット部20に6Vの電圧を入力すると、本体部30へは4.8Vの電圧が出力されることが確認された。その結果、自動車のバッテリの性能が低下して、低電圧(6V)しか出力できなくなったとしても、本体部30を作動させることが可能な程度に電源保護回路10が作動することが確認された。
With regard to (D) above, in order to verify that the power
<別実施形態>
上記実施形態では、本発明の電源保護回路を、自動車のバッテリから直流電力の供給を受けて作動する携帯電話50などの電話機用のハンズフリー装置に組み込んだ場合の応用例について説明したが、他の様々な電気機器に直流電力を供給するために用いてもよい。
<Another embodiment>
In the above-described embodiment, the power supply protection circuit of the present invention has been described as an application example when incorporated in a hands-free device for a telephone such as the
1 電源入力部
2 電源出力部
3 過電圧保護回路
4 フィルタ回路
1
Claims (2)
前記過電圧保護回路が、前記電力入力部に過電圧が入力されると過電圧検出信号を出力する過電圧検出用半導体素子と、前記過電圧検出信号を用いて前記電力供給状態から前記電力遮断状態に切り替わる過電圧遮断用半導体素子とを備えている電源保護回路。 An overvoltage protection circuit is provided between the power input unit and the power output unit, and the overvoltage protection circuit supplies a DC power input from the power input unit to the power output unit, and the power A power protection circuit that operates in a power cut-off state that cuts off power supply to the power output unit when an overvoltage is input from an input unit,
The overvoltage protection circuit outputs an overvoltage detection signal when an overvoltage is input to the power input unit, and an overvoltage cutoff that switches from the power supply state to the power cutoff state using the overvoltage detection signal A power protection circuit comprising a semiconductor element.
Priority Applications (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101875963B1 (en) * | 2012-08-24 | 2018-07-06 | 현대자동차주식회사 | Noise removable power oulet and cigar socket apparatus |
DE102018129294A1 (en) | 2017-11-24 | 2019-05-29 | Autonetworks Technologies, Ltd. | Power supply control device, power supply control method and computer program |
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2004
- 2004-08-04 JP JP2004228279A patent/JP2006050788A/en active Pending
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DE102018129294A1 (en) | 2017-11-24 | 2019-05-29 | Autonetworks Technologies, Ltd. | Power supply control device, power supply control method and computer program |
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