JP2006254564A - 過電圧検出器及び過電圧検出方法、電源装置及び電源停止方法、並びに電源システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 過電圧検出器は、ORダイオードのアノード側及びカソード側の電圧を検出するアノード電圧検出回路及びカソード電圧検出回路と、アノード側電圧及びカソード側電圧が正常か過電圧かを比較するアノード側比較回路及びカソード側比較回路と、アノード側及びカソード側が共に過電圧であると電源回路に電源停止信号を出力する判定回路とを備える。
【選択図】図1
Description
図1は、本実施形態に係る過電圧検出器100の一形態を示す回路図である。過電圧検出器100は、電源切離し用のORダイオード1と、ORダイオード1のアノード側の電圧を検出するアノード電圧検出回路2と、ORダイオード1のカソード側の電圧を検出するカソード電圧検出回路3と、反転入力端子の入力と非反転入力端子の入力の差分を演算し演算結果をアノード側状態信号として出力するアノード側比較回路8と、反転入力端子の入力と非反転入力端子の入力の差分を演算し演算結果をカソード側状態信号として出力するカソード側比較回路9と、アノード側状態信号とカソード側状態信号を入力し、アノード側状態信号とカソード側状態信号が共に過電圧であると判定すると電源回路の電源制御部16に電源停止信号を出力する判定回路11を備える。また、アノード電圧検出回路2の一部からアノード側検出電圧を出力するアノード側検出電圧出力部6と、カソード電圧検出回路3の一部からカソード側検出電圧を出力するカソード側検出電圧出力部7と、出力端子12a、12bと、電源回路接続端子13a、13bと、平滑用コンデンサ14を備える。
図2は、本実施形態に係る過電圧検出器200の一形態を示す回路図である。第1実施形態の過電圧検出器100との相違は、電源回路が負電圧供給回路であることである。したがって、ORダイオード1の向きが過電圧検出器100とは逆向きである。また、電源回路接続端子13aが負電圧で、電源回路接続端子13bが0Vとなる。以上に加え、各比較回路の入力端子符号が反転しないこと、各比較回路及び判定回路の出力端子抵抗の接続位置が電源回路接続端子13bとなることの相違を除き、過電圧検出器100の0Vライン(電源回路接続端子13bと出力端子12bを繋ぐライン)で線対称とした回路構成になる。回路の動作は過電圧検出器100と同様である。
図3は、本実施形態に係る過電圧検出器300の一形態を示す回路図である。第1実施形態の過電圧検出器100との相違は、ORダイオード1に変えて、ソース側が電源回路の出力側に接続され、ドレイン側が負荷回路に接続され、ゲート側がゲート電圧用電源(不図示)を介してソース側に接続されるNチャンネルMOSFET31を用いていることである。ゲート電圧用電源(不図示)は、ソース側の電圧変動により制御される。NチャンネルMOSFET31に置き換えられたことを除き、他の回路の構成及び回路の動作は過電圧検出器100と同様である。ダイオード41は、NチャンネルMOSFET31の内部ダイオードを示す。
図4は、本実施形態に係る過電圧検出器400の一形態を示す回路図である。第3実施形態の過電圧検出器300との相違は、電源回路が負電圧供給回路であることである。ドレイン側が電源回路の出力側に接続され、ソース側が負荷回路に接続され、ゲート側がゲート電圧用電源(不図示)を介してソース側に接続されるPチャンネルMOSFET40を用いる。ゲート電圧用電源(不図示)は、ソース側の電圧変動により制御される。また、電源回路接続端子13aが負電圧で、電源回路接続端子13bが0Vとなる。以上に加え、各比較回路の入力端子符号が反転しないこと、各比較回路及び判定回路の出力端子抵抗の接続位置が電源回路接続端子13bとなることの相違を除き、過電圧検出器300の0Vライン(電源回路接続端子13bと出力端子12bを繋ぐライン)で線対称とした回路構成になる。回路の動作は過電圧検出器300と同様である。ダイオード42は、PチャンネルMOSFET40の内部ダイオードを示す。
図5は、本実施形態に係る電源装置500の一形態を示す回路図である。第1実施形態の図1に示した過電圧検出器100に電源(不図示)、電源回路15及び電源回路の電源制御部16を加えたものである。電源回路の電源制御部16は、過電圧検出器100の判定回路11の出力を入力し、電源回路15に出力電圧を指示する指示信号を出力する。電源回路15は、電源回路の電源制御部16の指示信号を入力し、電源(不図示)からの電圧を過電圧検出器100の電源回路接続端子13a、13bに与える。電源装置300が過電圧検出器100を備えることで、負荷状態の変動に伴う出力電圧の減少に対して電力供給しても、出力電圧が過電圧でない限り正常に電力供給することが可能な電源装置とすることができる。図5は図1に示す第1実施形態の過電圧検出器100を備えた形態としたが、図1に示してはいないが、第1実施形態として記載した過電圧検出器としても良く、また第2実施形態から第4実施形態に記載した過電圧検出器としても良い。
図6は、本実施形態に係る電源システム600の一形態を示す回路図である。図5に示した電源装置500を複数有する。また、電源装置500が備える過電圧検出器100(図1参照)の電源回路接続端子13a、13bを相互に並列接続し、出力端子12a、12bを相互に並列接続する。出力端子12a、12bは、負荷回路17に接続される。電源(不図示)及び負荷回路17は複数であっても良い。カソード側電圧つまり出力端子電圧が過電圧で、アノード側電圧つまり自己の電源装置が過電圧であると、自己の電源装置による電力供給は停止するように電源回路の電源制御部16に指示する。出力端子電圧が過電圧で、自己の電源装置が正常であると、自己の電源装置による電力供給は維持するように電源回路の電源制御部16に指示する。出力端子電圧が正常で、自己の電源装置が正常又は過電圧であると、自己の電源装置による電力供給は維持するように電源回路の電源制御部16に指示する。このような電源システムとすることで、電力供給維持能力の高い電源システムとすることができる。図6は図5に示す第5実施形態の電源装置500に図1に示す第1実施形態の過電圧検出器100を備えた形態としたが、図1に示してはいないが、第1実施形態として記載した過電圧検出器としても良く、また第2実施形態から第4実施形態に記載した過電圧検出器としても良い。また、図6には示していないが、本実施形態に係る電源システム内に第1実施形態から第4実施形態の過電圧検出器を複数並列接続する場合、カソード電圧検出回路を一つとし、このカソード電圧検出回路に、カソード電圧検出回路を除く第1実施形態から第4実施形態の過電圧検出器を並列接続することとしても良い。本実施形態に係る電源システムが負荷回路の負荷端子の電圧を検出する場合、電源システム内に接続される過電圧検出器は、カソード電圧検出回路を共有することができる。
2,アノード電圧検出回路
3,カソード電圧検出回路
4a,4b,アノード側検出抵抗
5a,5b,カソード側検出抵抗
6,アノード側検出電圧出力部
7,カソード側検出電圧出力部
8,アノード側比較回路
9,カソード側比較回路
10,基準電圧
11,判定回路
12a,12b,出力端子
13a,13b,電源回路接続端子
14,平滑用コンデンサ
15,電源回路
16,電源回路の電源制御部
17,負荷回路
31,NチャンネルMOSFET
32,ソース電圧検出回路
33,ドレイン電圧検出回路
34a,34b,ソース側検出抵抗
35a,35b,ドレイン側検出抵抗
36,ソース側検出電圧出力部
37,ドレイン側検出電圧出力部
38,ソース側比較回路
39,ドレイン側比較回路
40,PチャンネルMOSFET
41,ダイオード
42,ダイオード
51,ORダイオード
52,アノード側電圧検出回路
53a,53b,出力電圧検出素子
54,検出電圧出力部
55,比較増幅器
56,基準電圧
57,平滑用コンデンサ
58a,58b,入力端子
59a,59b,出力端子
60,電源回路の電源制御部
61,負荷回路
72,カソード電圧検出回路
73,アノード電圧検出回路
74a,74b,カソード側検出抵抗
75a,75b,アノード側検出抵抗
76,カソード側検出電圧出力部
77,アノード側検出電圧出力部
78,カソード側比較回路
79,アノード側比較回路
100,200,300,400,過電圧検出器
500,電源装置
600,電源システム
700,従来の過電圧保護回路
Claims (21)
- アノード側が電源回路の出力側に接続され、カソード側が負荷回路に接続されたORダイオードと、
前記ORダイオードのアノード側の電圧を検出するアノード電圧検出回路と、
前記ORダイオードのカソード側の電圧を検出するカソード電圧検出回路と、
前記アノード電圧検出回路の検出する前記アノード側の電圧と所定の電圧とを比較し前記アノード側の電圧が正常であるか過電圧であるかを示すアノード側状態信号を出力するアノード側比較回路と、
前記カソード電圧検出回路の検出する前記カソード側の電圧と所定の電圧とを比較し前記カソード側の電圧が正常であるか過電圧であるかを示すカソード側状態信号を出力するカソード側比較回路と、
前記アノード側比較回路からの前記アノード側状態信号及び前記カソード側比較回路からの前記カソード側状態信号が共に過電圧であると判定することによって前記電源回路に電源停止信号を出力する判定回路と、
を備える過電圧検出器。 - 前記カソード電圧検出回路が、前記ORダイオードのカソード側であって、前記負荷回路の負荷端子の電圧を検出することを特徴とする請求項1記載の過電圧検出器。
- カソード側が電源回路の出力側に接続され、アノード側が負荷回路に接続されたORダイオードと、
前記ORダイオードのカソード側の電圧を検出するカソード電圧検出回路と、
前記ORダイオードのアノード側の電圧を検出するアノード電圧検出回路と、
前記カソード電圧検出回路の検出する前記カソード側の電圧と所定の電圧とを比較し前記カソード側の電圧が正常であるか過電圧であるかを示すカソード側状態信号を出力するカソード側比較回路と、
前記アノード電圧検出回路の検出する前記アノード側の電圧と所定の電圧とを比較し前記アノード側の電圧が正常であるか過電圧であるかを示すアノード側状態信号を出力するアノード側比較回路と、
前記カソード側比較回路からの前記カソード側状態信号及び前記アノード側比較回路からの前記アノード側状態信号が共に過電圧であると判定することによって前記電源回路に電源停止信号を出力する判定回路と、
を備える過電圧検出器。 - 前記アノード電圧検出回路が、前記ORダイオードのアノード側であって、前記負荷回路の負荷端子の電圧を検出することを特徴とする請求項3記載の過電圧検出器。
- ソース側が電源回路の出力側に接続され、ドレイン側が負荷回路に接続され、ゲート側がゲート電圧用電源を介してソース側に接続されたFETと、
前記FETのソース側の電圧を検出するソース電圧検出回路と、
前記FETのドレイン側の電圧を検出するドレイン電圧検出回路と、
前記ソース電圧検出回路の検出する前記ソース側の電圧と所定の電圧とを比較し前記ソース側の電圧が正常であるか過電圧であるかを示すソース側状態信号を出力するソース側比較回路と、
前記ドレイン電圧検出回路の検出する前記ドレイン側の電圧と所定の電圧とを比較し前記ドレイン側の電圧が正常であるか過電圧であるかを示すドレイン側状態信号を出力するドレイン側比較回路と、
前記ソース側比較回路からの前記ソース側状態信号及び前記ドレイン側比較回路からの前記ドレイン側状態信号が共に過電圧であると判定することによって前記電源回路に電源停止信号を出力する判定回路と、
を備える過電圧検出器。 - 前記ドレイン電圧検出回路が、前記FETのドレイン側であって、前記負荷回路の負荷端子の電圧を検出することを特徴とする請求項5記載の過電圧検出器。
- ドレイン側が電源回路の出力側に接続され、ソース側が負荷回路に接続され、ゲート側がゲート電圧用電源を介してソース側に接続されたFETと、
前記FETのドレイン側の電圧を検出するドレイン電圧検出回路と、
前記FETのソース側の電圧を検出するソース電圧検出回路と、
前記ドレイン電圧検出回路の検出する前記ドレイン側の電圧と所定の電圧とを比較し前記ドレイン側の電圧が正常であるか過電圧であるかを示すドレイン側状態信号を出力するドレイン側比較回路と、
前記ソース電圧検出回路の検出する前記ソース側の電圧と所定の電圧とを比較し前記ソース側の電圧が正常であるか過電圧であるかを示すソース側状態信号を出力するソース側比較回路と、
前記ドレイン側比較回路からの前記ドレイン側状態信号及び前記ソース側比較回路からの前記ソース側状態信号が共に過電圧であると判定することによって前記電源回路に電源停止信号を出力する判定回路と、
を備える過電圧検出器。 - 前記ソース電圧検出回路が、前記FETのソース側であって、前記負荷回路の負荷端子の電圧を検出することを特徴とする請求項7記載の過電圧検出器。
- 一定の電圧を出力する電源回路と前記ORダイオードのアノード側が前記電源回路の出力側に接続された請求項1又は2に記載のいずれかの過電圧検出器とを備え、前記電源停止信号によって、前記電源回路の出力を停止することを特徴とする電源装置。
- 一定の電圧を出力する電源回路と前記ORダイオードのカソード側が前記電源回路の出力側に接続された請求項3又は4に記載のいずれかの過電圧検出器とを備え、前記電源停止信号によって、前記電源回路の出力を停止することを特徴とする電源装置。
- 一定の電圧を出力する電源回路と前記FETのソース側が前記電源回路の出力側に接続された請求項5又は6に記載のいずれかの過電圧検出器とを備え、前記電源停止信号によって、前記電源回路の出力を停止することを特徴とする電源装置。
- 一定の電圧を出力する電源回路と前記FETのドレイン側が前記電源回路の出力側に接続された請求項7又は8に記載のいずれかの過電圧検出器とを備え、前記電源停止信号によって、前記電源回路の出力を停止することを特徴とする電源装置。
- 請求項9記載の電源装置を複数含む電源システムであって、前記ORダイオードのカソード側が並列接続されていることを特徴とする電源システム。
- 請求項10記載の電源装置を複数含む電源システムであって、前記ORダイオードのアノード側が並列接続されていることを特徴とする電源システム。
- 請求項11記載の電源装置を複数含む電源システムであって、前記FETのドレイン側が並列接続されていることを特徴とする電源システム。
- 請求項12記載の電源装置を複数含む電源システムであって、前記FETのソース側が並列接続されていることを特徴とする電源システム。
- アノード側が電源回路の出力側に接続され、カソード側が負荷回路に接続されたORダイオードのアノード側の電圧及びカソード側の電圧を検出し、
前記カソード側の電圧が所定の電圧と比較して過電圧であり、且つ、前記アノード側の電圧が所定の電圧と比較して過電圧であると判定すると、前記電源回路に電源停止信号を出力する過電圧検出方法。 - カソード側が電源回路の出力側に接続され、アノード側が負荷回路に接続されたORダイオードのカソード側の電圧及びアノード側の電圧を検出し、
前記アノード側の電圧が所定の電圧と比較して過電圧であり、且つ、前記カソード側の電圧が所定の電圧と比較して過電圧であると判定すると、前記電源回路に電源停止信号を出力する過電圧検出方法。 - ソース側が電源回路の出力側に接続され、ドレイン側が負荷回路に接続され、ゲート側がゲート電圧用電源を介してソース側に接続されたFETのソース側の電圧及びドレイン側の電圧を検出し、
前記ドレイン側の電圧が所定の電圧と比較して過電圧であり、且つ、前記ソース側の電圧が所定の電圧と比較して過電圧であると判定すると、前記電源回路に電源停止信号を出力する過電圧検出方法。 - ドレイン側が電源回路の出力側に接続され、ソース側が負荷回路に接続され、ゲート側がゲート電圧用電源を介してソース側に接続されたFETのドレイン側の電圧及びソース側の電圧を検出し、
前記ソース側の電圧が所定の電圧と比較して過電圧であり、且つ、前記ドレイン側の電圧が所定の電圧と比較して過電圧であると判定すると、前記電源回路に電源停止信号を出力する過電圧検出方法。 - 請求項17、18、19又は20に記載の過電圧検出方法を含む電源停止方法であって、前記電源停止信号によって前記電源回路の出力を停止することを特徴とする電源停止方法。
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