JP2006202078A

JP2006202078A - 低温時電子回路保護装置

Info

Publication number: JP2006202078A
Application number: JP2005013652A
Authority: JP
Inventors: Makoto Ueha; 誠上羽
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-01-21
Filing date: 2005-01-21
Publication date: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2025-01-21
Also published as: JP4639815B2

Abstract

【課題】低温環境下に配置される電子制御機器に使用される低温時電子回路保護装置において、複雑な構成にすることなく、広範囲な入力電流に対応し、電子回路保護装置での消費電力を抑えることを目的とする。
【解決手段】温度スイッチとしてのバイメタルサーモスタット３ａと突入電流抑制抵抗としての抵抗５を交流電源１と電子回路２の間に直列に接続し、さらに抵抗５に並列にバイメタルサーモスタット３ｂを接続し、周囲温度が電子部品の最低動作保証温度以上になるとバイメタルサーもスタット３ａが通電状態になり、さらに周囲温度が高くなるとバイメタルサーモスタット３ｂが通電状態となることにより、簡易な構成で広範囲な入力電流に対応し、電子回路保護装置での消費電力を抑えることのできる低温時電子回路保護装置を得られる。
【選択図】図２

Description

本発明は、特に低温環境下にて配置される電子機器に使用される電子回路を保護する低温時電子回路保護装置に関する。

従来、この種の電子回路保護装置は、ヒータの通電により電子回路の雰囲気温度を電子部品の最低動作保証温度（−１０℃程度）まで上昇させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

以下、その電子回路保護装置について図６を参照しながら説明する。

図に示すように、電子回路保護装置はバイメタルスイッチ１０１とヒータ１０２と温度制御回路１０３とコイル１０４とスイッチ１０５からなり、電子部品の最低動作温度付近ではバイメタルスイッチ１０１が通電状態となりヒータ１０２、コイル１０４に電流が流れ電子回路をあたためると同時にスイッチ１０５を切り、温度が上昇するとバイメタルスイッチ１０１は非通電状態になり、スイッチ１０５も閉じ、温度制御回路１０３でヒータ１０２を制御する。
特開２００２−１０８４６０号公報

このような従来の低温環境下の電子回路保護装置では、リレーや温度制御回路等の定格電流範囲が狭く広範囲な入力電流に対応できないという課題があり、広範囲な入力電流に対応できることが要求されている。

また、温度制御回路やリレー等、部品点数が多く、回路構成が複雑かつ実装スペースが大きくなるという課題があり、回路構成が簡易かつ省スペースであることが要求されている。

そして、消費電力が大きいという課題があり、省消費電力化が要求されている。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、広範囲な入力電圧に対応でき、また、回路構成が簡易かつ省スペースにすることができる低温時電子回路保護装置を提供することを目的としている。

本発明の低温時電子回路保護装置は上記目的を達成するために、電子部品の最低動作保証温度以上で通電と非通電が切り換わる温度スイッチＡを供給電源と負荷との間に接続する構成としたものである。

この手段により温度スイッチＡ一つで負荷としての電子回路の雰囲気温度が電子部品の最低動作保証温度未満では非通電状態であり、最低動作保証温度以上でのみ通電状態にでき、回路構成が簡易かつ省スペースにできる低温時電子回路保護装置が得られる。

また、本発明の低温時電子回路保護装置は上記目的を達成するために、突入電流抑制抵抗を温度スイッチＡと直列に接続する構成としたものである。

この手段により温度スイッチＡが通電状態になる際に発生する突入電流を抑制することができ、前記突入電流抑制抵抗の特性次第で広範囲な入力電流に対応できる低温時電子回路保護装置が得られる。

また、本発明の低温時電子回路保護装置は上記目的を達成するために、温度スイッチＡが通電状態となる際の突入電流が減少した後に通電状態となるスイッチ手段を前記突入電流抑制抵抗に並列に接続する構成としたものである。

また他の手段は、温度スイッチＡが通電状態となる際の突入電流が減少した後に通電状態となるスイッチ手段を温度スイッチＡと前記突入電流抑制抵抗に並列に接続する構成としたものである。

また他の手段は、前記スイッチ手段を温度スイッチＢとしたものである。

これらの手段により突入電流減少後の突入電流抑制抵抗での電力消費をカットすることができ、消費電力を小さくすることができる低温時電子回路保護装置が得られる。

さらに、温度スイッチＡの設定温度を温度スイッチＢの設定温度よりも低くしたものである。

この手段により温度スイッチＡを温度スイッチＢよりも早く通電状態にし、突入電流減少後の突入電流抑制抵抗での電力消費をカットすることができ、消費電力を小さくすることができる低温時電子回路保護装置が得られる。

また、本発明の低温時電子回路保護装置は上記目的を達成するために、前記突入電流抑制抵抗をＮＴＣサーミスタとしたものである。

この手段により温度スイッチが通電状態になる時に生じる突入電流を抑制した後に、ＮＴＣサーミスタ自身の発熱によりＮＴＣサーミスタの抵抗値は小さくなり、突入電流減少後の突入電流抑制抵抗での電力消費を小さくすることができ、消費電力を小さくすることができる低温時電子回路保護装置が得られる。

また、本発明の低温時電子回路保護装置は上記目的を達成するために、非通電状態の時に温度スイッチＡと温度スイッチＢの雰囲気温度が近くなるように配置したものである。

この手段により温度スイッチＢが温度スイッチＡよりも早く通電状態になることを防ぎ、突入電流減少後の突入電流抑制抵抗での電力消費をカットすることができ、消費電力を小さくすることができる低温時電子回路保護装置が得られる。

また、本発明の低温時電子回路保護装置は上記目的を達成するために、突入電流抑制抵抗と並列に接続した温度スイッチＢを、通電状態の時に温度上昇が大きい部品の付近に配置したものである。

この手段により温度スイッチＡが通電状態になった後、温度スイッチＢが通電状態になるまでの時間を短くでき、突入電流減少後の突入電流抑制抵抗での電力消費消費時間を短くすることができ、消費電力を小さくすることができる低温時電子回路保護装置が得られる。

本発明によれば電子部品の最低動作保証温度以上で通電と非通電が切り換わる温度スイッチＡを供給電源と負荷としての電子回路との間に接続する構成とすることにより、温度スイッチＡ一つで電子回路の雰囲気温度が電子部品の最低動作保証温度未満では非通電状態であり、最低動作保証温度以上でのみ通電状態にすることができ、回路構成が簡易かつ省スペースにできるという効果のある低温時電子回路保護装置を提供できる。

本発明によれば突入電流抑制抵抗を温度スイッチＡと直列に接続する構成とすることにより、温度スイッチＡが通電状態になる際に発生する突入電流を抑制することができ、前記突入電流抑制抵抗の特性次第で広範囲な入力電流に対応できるという効果のある低温時電子回路保護装置を提供できる。

本発明によれば温度スイッチＡが通電状態となる際の突入電流が減少した後に通電状態となるスイッチ手段を前記突入電流抑制抵抗に並列に接続する構成とすることにより、突入電流減少後の突入電流抑制抵抗での電力消費をカットすることができ、消費電力を小さくすることができるという効果のある低温時電子回路保護装置を提供できる。

本発明によれば温度スイッチＡが通電状態となる際の突入電流が減少した後に通電状態となるスイッチ手段を温度スイッチＡと前記突入電流抑制抵抗に並列に接続する構成とすることにより、突入電流減少後の突入電流抑制抵抗での電力消費をカットすることができ、消費電力を小さくすることができるという効果のある低温時電子回路保護装置を提供できる。

本発明によれば温度スイッチＡの設定温度を温度スイッチＢの設定温度よりも低くすることにより、温度スイッチＡを温度スイッチＢよりも早く通電状態にし、突入電流減少後の突入電流抑制抵抗での電力消費をカットすることができ、消費電力を小さくすることができるという効果のある低温時電子回路保護装置を提供できる。

本発明によれば前記突入電流抑制抵抗をＮＴＣサーミスタとすることにより、温度スイッチが通電状態になる時に生じる突入電流を抑制した後に、ＮＴＣサーミスタ自身の発熱によりＮＴＣサーミスタの抵抗値は小さくなり、突入電流減少後の突入電流抑制抵抗での電力消費を小さくすることができ、消費電力を小さくすることができるという効果のある低温時電子回路保護装置を提供できる。

本発明によれば非通電状態の時に温度スイッチＡと温度スイッチＢの雰囲気温度が近くなるように配置することにより、温度スイッチＢが温度スイッチＡよりも早く通電状態になることを防ぎ、突入電流減少後の突入電流抑制抵抗での電力消費をカットすることができ、消費電力を小さくすることができるという効果のある低温時電子回路保護装置を提供できる。

本発明によれば突入電流抑制抵抗と並列に接続した温度スイッチＢを、通電状態の時に温度上昇が大きい部品の付近に配置することにより、温度スイッチＡが通電状態になった後、温度スイッチＢが通電状態になるまでの時間を短くでき、突入電流減少後の突入電流抑制抵抗での電力消費消費時間を短くすることができ、消費電力を小さくすることができるという効果のある低温時電子回路保護装置を提供できる。

本発明の請求項１記載の発明は、電子部品の最低動作保証温度以上で通電と非通電が切り換わる温度スイッチＡを供給電源と負荷としての電子回路との間に接続する構成としたものであり、温度スイッチＡ一つで電子回路の雰囲気温度が電子部品の最低動作保証温度未満では非通電状態であり、最低動作保証温度以上でのみ通電状態にすることができ、回路構成が簡易かつ省スペースにできるという作用を有する。

また、突入電流抑制抵抗を温度スイッチＡと直列に接続する構成としたものであり、温度スイッチＡが通電状態になる際に発生する突入電流を抑制することができ、前記突入電流抑制抵抗の特性次第で広範囲な入力電流に対応できるという作用を有する。

また、温度スイッチＡが通電状態となる際の突入電流が減少した後に通電状態となるスイッチ手段を前記突入電流抑制抵抗に並列に接続する構成としたものであり、突入電流減少後の突入電流抑制抵抗での電力消費をカットすることができ、消費電力を小さくすることができるという作用を有する。

また、温度スイッチＡが通電状態となる際の突入電流が減少した後に通電状態となるスイッチ手段を温度スイッチＡと前記突入電流抑制抵抗に並列に接続する構成としたものであり、突入電流減少後の突入電流抑制抵抗での電力消費をカットすることができ、消費電力を小さくすることができるという作用を有する。

また、温度スイッチＡの設定温度を温度スイッチＢの設定温度よりも低くしたものであり、温度スイッチＡを温度スイッチＢよりも早く通電状態にし、突入電流減少後の突入電流抑制抵抗での電力消費をカットすることができ、消費電力を小さくすることができるという作用を有する。

前記突入電流抑制抵抗をＮＴＣサーミスタとしたものであり、温度スイッチが通電状態になる時に生じる突入電流を抑制した後に、ＮＴＣサーミスタ自身の発熱によりＮＴＣサーミスタの抵抗値は小さくなり、突入電流減少後の突入電流抑制抵抗での電力消費を小さくすることができ、消費電力を小さくすることができるという作用を有する。

また、非通電状態の時に温度スイッチＡと温度スイッチＢの雰囲気温度が近くなるように配置したものであり、温度スイッチＢが温度スイッチＡよりも早く通電状態になることを防ぎ、突入電流減少後の突入電流抑制抵抗での電力消費をカットすることができ、消費電力を小さくすることができるという作用を有する。

また、突入電流抑制抵抗と並列に接続した温度スイッチＢを、通電状態の時に温度上昇が大きい部品の付近に配置したものであり、温度スイッチＡが通電状態になった後、温度スイッチＢが通電状態になるまでの時間を短くでき、突入電流減少後の突入電流抑制抵抗での電力消費消費時間を短くすることができ、消費電力を小さくすることができるという作用を有する。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１において負荷に電流および電圧を供給する電源としての交流電源１と、負荷としての電子回路２を備えた電子回路装置において、交流電源１と電子回路２の間に設定温度以上で通電状態となる温度スイッチＡとしてのバイメタルサーモスタット３ａと、バイメタルサーモスタット３ａが通電状態となった時の突入電流を抑制する突入電流抑制抵抗としてのＮＴＣサーミスタ４を、直列に接続することにより構成される。

電子回路２中の電子部品の最低動作保証温度とバイメタルサーモスタット３ａの設定温度公差を考慮して、バイメタルサーモスタット３ａの設定温度を決定する。以下、電子回路２中の電子部品の最低動作保証温度を−１０℃、バイメタルサーモスタット３ａの設定温度公差を±３℃、設定温度を−７℃として説明する。

上記構成において、バイメタルサーモスタット３ａの周囲温度が−１０℃未満の時、バイメタルサーモスタット３ａは非通電状態であり電子回路２には通電されず、電子回路２中の電子部品の最低動作保証温度を下回り電子部品が不安定な状態での通電を防ぐことととなる。

また、バイメタルサーモスタット３ａの周囲温度が−１０℃以上の時、バイメタルサーモスタット３ａは通電状態となり、ＮＴＣサーミスタ４での電圧降下により突入電流を抑制した後、ＮＴＣサーミスタ４はＮＴＣサーミスタ４自身に流れる電流により発熱し、ＮＴＣサーミスタ４の抵抗値は小さくなり、バイメタルサーモスタット３ａが通電状態でのＮＴＣサーミスタ４の消費電力を小さくすることができる。さらにＮＴＣサーミスタの抵抗値次第で広範囲な突入電流を抑制することができ、広範囲な入力電流に対応することができる。

なお、実施の形態１では電源として交流電源１を用いたが、交流電源１に限らず直流電源であってもよく、その作用効果に差異を生じない。

さらに、負荷として電子回路２を用いたが、モータ負荷であってもよい。

（実施の形態２）
図２に示すように、実施の形態１において突入電流抑制抵抗をＮＴＣサーミスタ４の代わりに抵抗５とし、さらに抵抗５と並列に接続された設定温度以上で通電状態となる温度スイッチＢとしてのバイメタルサーモスタット３ｂを備えた構成である。

電子回路２中の電子部品の最低動作保証温度とバイメタルサーモスタット３ａ、３ｂの設定温度公差を考慮して、バイメタルサーモスタット３ａがバイメタルサーモスタット３ｂよりも早く通電状態となるように、バイメタルサーモスタット３ａ、３ｂの設定温度Ｔａ、ＴｂをＴａ＜Ｔｂとなるように決定する。以下、電子回路２中の電子部品の最低動作保証温度を−１０℃、バイメタルサーモスタット３ａ、３ｂの設定温度公差を共に±３℃、バイメタルサーモスタット３ａの設定温度を−７℃、バイメタルサーモスタット３ｂの設定温度を０℃として説明する。

また、バイメタルサーモスタット３ａの周囲温度が−１０℃以上の時、図３に示すように、バイメタルサーモスタット３ａは通電状態となり、抵抗５での電圧降下により突入電流を抑制した後、抵抗５や電子回路２は通電状態であるため発熱する。これにより、バイメタルサーモスタット３ｂの周囲温度が上昇しバイメタルサーモスタット３ｂの設定温度０℃以上になると、図４に示すように、バイメタルサーモスタット３ｂは通電状態となり、抵抗５はバイメタルサーモスタット３ｂによりショートされ、抵抗５での消費電力をカットすることができる。したがって、バイメタルサーモスタット３ｂが通電状態のとき、実施の形態２では０℃以上のとき、低温時電子回路保護装置としては電子回路２以外では電力を消費しないため、消費電力を削減できる。さらにＮＴＣサーミスタの抵抗値次第で広範囲な突入電流を抑制することができ、広範囲な入力電流に対応することができる。

なお、実施の形態２ではバイメタルサーモスタット３ｂを図２に示すように接続したが、図５のように接続してもよい。

なお、実施の形態２では突入電流抑制抵抗を抵抗５としたが、ＮＴＣサーミスタ４であってもよい。

（実施の形態３）
実施の形態２において、バイメタルサーモスタット３ａ、３ｂを非通電時に周囲温度が近くなるように隣り合わせに配置したものであり、これによりバイメタルサーモスタット３ａがバイメタルサーモスタット３ｂよりも早く通電状態になり、突入電流を抑制し、その後突入電流抑制抵抗での電力消費をカットすることができる。

なお、実施の形態３ではバイメタルサーモスタット３ａ、３ｂを隣り合わせに配置したが、バイメタルサーモスタット３ａ、３ｂの周囲温度の差がバイメタルサーモスタット３ａ、３ｂの設定温度公差の和の最大値以上、実施の形態２では６℃以上、であれば、必ずしも隣り合っていなくてもよく、その作用効果に差異を生じない。

（実施の形態４）
実施の形態２において、バイメタルサーモスタット３ａ、３ｂの周囲温度の差がバイメタルサーモスタット３ａ、３ｂの設定温度公差以上、実施の形態２では６℃以上、であり、バイメタルサーモスタット３ｂを通電時の周囲温度の温度上昇が比較的大きい箇所に配置したものである。

上記構成において、バイメタルサーモスタット３ｂがバイメタルサーモスタット３ａよりも早く通電状態になることはないが、バイメタルサーモスタット３ａが通電状態になり、抵抗５で突入電流を抑制した後、バイメタルサーモスタット３ｂが通電状態になるまでの時間を短くすることになり、バイメタルサーモスタット３ｂが通電状態になるまでの抵抗５での消費電力を小さくできる。

なお、実施の形態４では突入電流抑制抵抗を抵抗５としたが、抵抗５にかえてＮＴＣサーミスタであってもよい。

携帯電話の基地局のように周囲温度が氷点下になるような場所で、電子機器や空調等を設置した環境において、供給電源と負荷との間に直列に温度スイッチを接続することにより、電子部品の動作保証温度以下での不安定な状態を抑制する用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１の低温時電子回路保護装置を示すブロック図本発明の実施の形態２の低温時電子回路保護装置を示すブロック図本発明の実施の形態２の低温時電子回路保護装置のバイメタルサーモスタット３ａが通電状態の時のブロック図本発明の実施の形態２の低温時電子回路保護装置のバイメタルサーモスタット３ａ、３ｂが通電状態の時のブロック図本発明の実施の形態２の低温時電子回路保護装置のバイメタルサーモスタット３ｂの接続位置が異なる時のブロック図従来の低温時電子回路保護装置を示すブロック図

符号の説明

１交流電源
２電子回路
３ａバイメタルサーモスタット
３ｂバイメタルサーモスタット
４ＮＴＣサーミスタ
５抵抗
１０１バイメタルスイッチ
１０２ヒータ
１０３温度制御回路
１０４コイル
１０５スイッチ
１０６直流電源
１０７通信回路

Claims

電子部品の最低動作保証温度以上で通電と非通電が切り換わる温度スイッチＡを供給電源と負荷との間に接続する構成とすることを特徴とする低温時電子回路保護装置。
温度スイッチＡが通電状態になる際に発生する突入電流を抑制する突入電流抑制抵抗を温度スイッチＡと直列に接続する構成とすることを特徴とする低温時電子回路保護装置。
温度スイッチＡが通電状態となる際に発生する突入電流が減少した後に通電状態となるスイッチ手段を突入電流抑制抵抗に並列に接続する構成とすることを特徴とする請求項２記載の低温時電子回路保護装置。
温度スイッチＡが通電状態となる際に発生する突入電流が減少した後に通電状態となるスイッチ手段を温度スイッチＡと突入電流抑制抵抗に並列に接続する構成とすることを特徴とする請求項２記載の低温時電子回路保護装置。
スイッチ手段が温度スイッチＢであることを特徴とする請求項３または４記載の低温時電子回路保護装置。
温度スイッチＡの設定温度を温度スイッチＢの設定温度よりも低くすることを特徴とする請求項５記載の低温時電子回路保護装置。
突入電流抑制抵抗がＮＴＣサーミスタであることを特徴とする請求項２から６いずれかに記載の低温時電子回路保護装置。
非通電状態の時に温度スイッチＡと温度スイッチＢの雰囲気温度が近くなるように配置することを特徴とする請求項３から７いずれかに記載の低温時電子回路保護装置。
突入電流抑制抵抗と並列に接続した温度スイッチＢを、通電状態の時に温度上昇が大きい部品の付近に配置することを特徴とする請求項８記載の低温時電子回路保護装置。