JP2008104308A - Device equipped with different voltage protective function - Google Patents
Device equipped with different voltage protective function Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008104308A JP2008104308A JP2006285689A JP2006285689A JP2008104308A JP 2008104308 A JP2008104308 A JP 2008104308A JP 2006285689 A JP2006285689 A JP 2006285689A JP 2006285689 A JP2006285689 A JP 2006285689A JP 2008104308 A JP2008104308 A JP 2008104308A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transistor
- voltage
- circuit
- power supply
- control unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Protection Of Static Devices (AREA)
- Control Of Voltage And Current In General (AREA)
Abstract
Description
本発明は、電子機器および電気機器において、予定されていない電圧の電源に接続されたときに、機器を保護するための異電圧保護機能を備えた装置に関するものである。 The present invention relates to an apparatus having a different voltage protection function for protecting a device when the device is connected to a power supply of an unscheduled voltage in an electronic device and an electric device.
電力を要する機器は、機器に供給される電圧としては予定されていない電圧(異なる電圧)の電源に誤って接続してしまう可能性がある。市販されている機器では、国毎に商用電源の電圧が異なることが、異電圧の電源に接続されてしまう1つの要因である。また、日本においても、従来、家庭あるいはオフィスでは100V(ボルト)が標準であったが、現在、200Vを使用する機器も増えており、100V用の電子あるいは電気機器を200Vの電源に接続してしまう可能性がある。さらに、特殊な用途の電子および電気機器、産業用の電子および電気機器においては、種々の要請により電源電圧は様々である。例えば、直流12V、直流24V、交流24Vなどの電源に接続されるように設計されている機器は多い。これらの機器が、家庭用の100Vの電源に接続されると、過電圧により機器が損傷する可能性がある。 There is a possibility that a device that requires electric power is erroneously connected to a power source of a voltage (different voltage) that is not planned as a voltage supplied to the device. In commercially available devices, the fact that the voltage of the commercial power supply differs from country to country is one factor that causes connection to a power supply of a different voltage. Also, in Japan, 100V (volt) has been standard in homes or offices, but now there are more devices that use 200V, and 100V electronic or electrical devices are connected to a 200V power source. There is a possibility. Further, in electronic and electrical equipment for special applications and industrial electronic and electrical equipment, the power supply voltage varies depending on various requirements. For example, there are many devices designed to be connected to a power source such as DC 12V, DC 24V, and AC 24V. When these devices are connected to a household 100V power source, the devices may be damaged by overvoltage.
特許文献1には、定格より電圧の高い交流電源と入力端子とを接続してしまった場合、又は雷サージの高電圧が入力された場合、ツエナーダイオードが導通し、トランジスタをオンし、リレー用のトランジスタを不導通として、リレーをオフし、過電圧保護用スイッチを開くことが記載されている。また、制御用マイコンを設け、リレーおよび保護スイッチのオフを保持することにより、電源をオフ状態に保つことが記載されている。
電子機器または電気機器を定格より高い電圧の電源と接続すると、機器側のオンオフスイッチがどのような状態であろうと、高い電圧が機器の電源ユニット、さらには電源ユニットを介して内部の電気あるいは電子部品に加わる可能性がある。例えば、ユーザが操作を誤ったり、制御用マイコンの誤動作により、機器側がオン状態(スイッチがオン)であっても、高電圧が機器側に印加されないことが望ましい。 When an electronic device or electrical device is connected to a power supply with a voltage higher than the rated voltage, the high voltage is applied to the internal power supply or electronic device via the power supply unit of the device, or the power supply unit, regardless of the state of the on / off switch on the device. There is a possibility of joining the part. For example, it is desirable that a high voltage is not applied to the device side even if the device side is in an on state (switch is on) due to an operation error by the user or a malfunction of the control microcomputer.
ヒューズは、過電圧を遮断するための信頼性の高い手段の一つである。しかしながら、短時間であっても、ヒューズが切れるまでに電流は流れる可能性がある。また、特許文献1にも開示されているように、いったん切れたヒューズを取り替えることはできれば避けたいことである。ヒューズは信頼性の高い保護手段なので、最終的な保護として、今後も基板などに搭載されるであろう。したがって、ヒューズを切らずに、さらに、ユーザの誤操作、マイコンの誤動作などに対しても、異電圧に対する保護が図れるようにすることが要望されている。 The fuse is one of reliable means for interrupting the overvoltage. However, even in a short time, current may flow before the fuse blows. Further, as disclosed in Patent Document 1, it is desirable to avoid a fuse that has been blown once. Since the fuse is a reliable protection means, it will be mounted on the board as a final protection. Accordingly, there is a demand for protection against a different voltage against a user's erroneous operation, a microcomputer malfunction, and the like without blowing the fuse.
さらに、いったん異電圧に対する保護機能が働いたときに、それを簡単にリセットできるようであると、ユーザの誤操作、マイコンの誤動作などにより、保護機能の価値がなくなる可能性がある。その一方で、保護機能のリセットが面倒であると、一般のユーザに受け入れられず、機器の故障などと間違われる可能性もある。 Furthermore, once a protection function against a different voltage is activated, if it can be easily reset, the value of the protection function may be lost due to a user's erroneous operation, a malfunction of the microcomputer, or the like. On the other hand, if the resetting of the protection function is troublesome, it may not be accepted by a general user and may be mistaken for a device failure or the like.
本発明の一態様は、電力供給回路の少なくとも一部を開閉するための保護スイッチと、この保護スイッチを制御するための制御ユニット(制御回路)とを有する装置である。制御ユニットは、電力供給回路の入力側(一次側)に接続されており、当該制御ユニットは、保護スイッチを操作するための第1のトランジスタと、制御ユニットの入力電圧により、第1のトランジスタに対し、当該第1のトランジスタにより保護スイッチを閉に操作するための第1の電圧を供給するための第1の回路と、第1の回路を第2の電圧の回路に接続し、第1の電圧の供給を阻止するための第2のトランジスタと、入力電圧が所定の電圧よりも高いと、第2のトランジスタをオンするための第3のトランジスタと、第2のトランジスタがオンになると、入力電圧により、第2のトランジスタをオンするための第4のトランジスタと、第1のトランジスタに対する第1の電圧の供給を遅延するための回路とを含む。 One embodiment of the present invention is an apparatus including a protection switch for opening and closing at least a part of a power supply circuit and a control unit (control circuit) for controlling the protection switch. The control unit is connected to the input side (primary side) of the power supply circuit, and the control unit is connected to the first transistor by the first transistor for operating the protection switch and the input voltage of the control unit. On the other hand, a first circuit for supplying a first voltage for closing the protection switch by the first transistor, and a first circuit connected to a circuit having a second voltage, A second transistor for blocking the supply of voltage, a third transistor for turning on the second transistor when the input voltage is higher than a predetermined voltage, and an input when the second transistor is turned on. The voltage includes a fourth transistor for turning on the second transistor and a circuit for delaying the supply of the first voltage to the first transistor.
この装置は、電力供給回路の入力側に電圧が加わると、制御ユニットに入力電圧が加わり、それにより、第1のトランジスタ(トランジスタスイッチ)が例えばオンし、保護スイッチを閉に操作する。第1のトランジスタにより保護スイッチを操作する一形態は、リレー(電磁リレー)を第1のトランジスタによりオンオフし、そのリレーにより保護スイッチを動かすことである。したがって、この装置においては、保護スイッチは、通常は開(オフ)であり、第1のトランジスタの操作により閉(オン)になる。このため、第1のトランジスタが保護スイッチを閉に操作する状態にならないと、すなわち、第1の回路により第1の電圧(例えば、高電圧)が第1のトランジスタに供給されないと、電力供給回路から出力側(二次側)へは電力が供給されず、出力側に電圧が印加されない。 In this device, when a voltage is applied to the input side of the power supply circuit, an input voltage is applied to the control unit, whereby the first transistor (transistor switch) is turned on, for example, and the protection switch is closed. One form of operating the protection switch by the first transistor is to turn on and off the relay (electromagnetic relay) by the first transistor and move the protection switch by the relay. Therefore, in this device, the protection switch is normally open (off) and closed (on) by the operation of the first transistor. Therefore, if the first transistor does not enter a state in which the protection switch is closed, that is, if the first voltage (for example, high voltage) is not supplied to the first transistor by the first circuit, the power supply circuit No power is supplied from the output side (secondary side) to the output side, and no voltage is applied to the output side.
さらに制御ユニットは、第1の回路を、第2の電圧(例えば、低電圧)の回路に接続し、第1の電圧の供給を阻止するための第2のトランジスタ(トランジスタスイッチ)と、入力電圧が所定の電圧よりも高く、過電圧と判断されると、第2のトランジスタをオンするための第3のトランジスタ(トランジスタスイッチ)と、第1のトランジスタに対する第1の電圧の供給を遅延するための回路とを有する。したがって、電力供給回路が、誤って、当該電力供給回路に対して過電圧となる異電圧の電源に接続されると、第1のトランジスタに対して第1の電圧が供給される前に、第3のトランジスタにより第2のトランジスタが操作され、第1のトランジスタに対して第1の電圧が供給されない。このため、保護スイッチは閉にならず、電力供給回路の出力側へは過電圧が印加されない。 Further, the control unit connects the first circuit to a circuit of a second voltage (for example, a low voltage), a second transistor (transistor switch) for blocking the supply of the first voltage, and an input voltage Is higher than a predetermined voltage and is determined to be an overvoltage, a third transistor (transistor switch) for turning on the second transistor and a delay for supplying the first voltage to the first transistor Circuit. Therefore, if the power supply circuit is mistakenly connected to a power supply of a different voltage that is an overvoltage with respect to the power supply circuit, the third voltage is supplied before the first voltage is supplied to the first transistor. The second transistor is operated by this transistor, and the first voltage is not supplied to the first transistor. For this reason, the protection switch is not closed, and no overvoltage is applied to the output side of the power supply circuit.
さらに制御ユニットは、第2のトランジスタがオンになると、入力電圧により、第2のトランジスタをオンする、すなわち、第2のトランジスタのオンを維持するための第4のトランジスタ(トランジスタスイッチ)を有する。したがって、過電圧により、いったん、第2のトランジスタがオンになると、制御ユニットに入力電圧が加わっている状態、すなわち、電力供給回路の入力側が電源に接続されていると(入力側の電圧がある程度確保されていると)、その状態は保持され(ラッチされ)、保護スイッチは閉にならない。このため、電源電圧がパルス状に変動あるいは脈動しても、保護スイッチが閉にならず、保護スイッチの開閉動作の時間差により過電圧が出力側に加わることを未然に防止できる。 Further, the control unit includes a fourth transistor (transistor switch) for turning on the second transistor by the input voltage when the second transistor is turned on, that is, maintaining the second transistor on. Therefore, once the second transistor is turned on due to overvoltage, the input voltage is applied to the control unit, that is, when the input side of the power supply circuit is connected to the power source (the input side voltage is secured to some extent). If so, the state is retained (latched) and the protection switch is not closed. For this reason, even if the power supply voltage fluctuates or pulsates, the protection switch is not closed, and it is possible to prevent the overvoltage from being applied to the output side due to the time difference between the opening and closing operations of the protection switch.
したがって、この装置は、電力供給回路およびその出力側に接続された電気および電子機器に対して過電圧となる異電圧の電源に電力供給回路が接続されると、保護スイッチは閉にならず出力側の機器に過電圧が加わることを防止できる。また、いったん過電圧であると判断されると、電源電圧が変動しても保護スイッチは閉にならず、電源電圧の変動により出力側の機器に過電圧が加わることも防止できる。 Therefore, when the power supply circuit is connected to a power supply circuit and a power supply of a different voltage that is an overvoltage with respect to the electric and electronic devices connected to the output side of the power supply circuit, the protection switch is not closed and the output side Overvoltage can be prevented from being applied to the device. Further, once it is determined that the voltage is overvoltage, the protection switch is not closed even if the power supply voltage fluctuates, and it is possible to prevent the overvoltage from being applied to the output side device due to the fluctuation of the power supply voltage.
制御ユニットの入力電圧が消失する、すなわち、電力供給回路の入力側が電源と切り離されると、第4のトランジスタによる状態のラッチは解除される。このため、電力供給回路の入力側を、いったん電源から切り離すまでは、保護状態はリセットされず、電源から切り離すことにより保護状態は自動的にリセットされる。したがって、この装置は、過電圧(異電圧)保護が動作した場合でも、電力供給回路の入力側を通常電圧の電源につなぎ変えることにより通常動作する。 When the input voltage of the control unit disappears, that is, when the input side of the power supply circuit is disconnected from the power supply, the state latch by the fourth transistor is released. For this reason, the protection state is not reset until the input side of the power supply circuit is once disconnected from the power supply, and the protection state is automatically reset by disconnecting from the power supply. Therefore, even when overvoltage (different voltage) protection is activated, this apparatus operates normally by switching the input side of the power supply circuit to a power supply of normal voltage.
このため、この装置においては、異電圧の電源に接続されたときに、保護スイッチが開のままで維持され、閉にならないので、出力側へ異電圧の電圧が加わらない。さらに、マイコンなどのプロセッサは不要なので、それらの誤動作により保護機能が消失することはなく、信頼性は高い。また、異電圧に対する保護は、異電圧の電源から切り離すことにより自動的にリセットされ、ユーザが操作する部分もないので、ユーザの誤操作により保護機能が消失することはなく、この点でも信頼性は高く、さらに、ユーザにリセットの手間やリスクといった負担をかけることもない。 For this reason, in this apparatus, when connected to a power supply of a different voltage, the protection switch is kept open and is not closed, so that a voltage of a different voltage is not applied to the output side. Furthermore, since a processor such as a microcomputer is unnecessary, the protection function is not lost due to the malfunction, and the reliability is high. In addition, the protection against different voltages is automatically reset by disconnecting from the power supply of different voltages, and there is no part that the user operates, so the protection function is not lost by the user's erroneous operation, and in this respect also the reliability is In addition, the user is not burdened with reset effort and risk.
過電圧を検出する第3のトランジスタは、第2のトランジスタをオンしても良く、また、第4のトランジスタをオンしても良い。すなわち、第2のトランジスタと第4のトランジスタによりラッチ回路を構成し、第3のトランジスタによりラッチ回路を動作させても良い。 The third transistor that detects the overvoltage may turn on the second transistor or turn on the fourth transistor. That is, a latch circuit may be configured by the second transistor and the fourth transistor, and the latch circuit may be operated by the third transistor.
本発明の異なる態様の一つは、電力供給回路を開閉するための保護スイッチと、保護スイッチを操作するための制御ユニットとを有する装置であって、制御ユニットは、電力供給回路の入力側に接続されたものである。制御ユニットは、保護スイッチを開閉するための第1のトランジスタと、制御ユニットの入力電圧により、第1のトランジスタに対し、当該第1のトランジスタがオンする第1の電圧を供給するための第1の回路と、第1の回路を第2の電圧の回路に接続し、第1の電圧の供給を阻止するための第2のトランジスタを含み、当該第2のトランジスタがオンになると、入力電圧により、その状態を維持するラッチ回路であって、入力電圧が所定の電圧よりも高いと、第2のトランジスタがオンになるラッチ回路と、第1のトランジスタに対する第1の電圧の供給を遅延するための回路とを含む。 One of the different aspects of the present invention is an apparatus having a protection switch for opening and closing a power supply circuit and a control unit for operating the protection switch, and the control unit is connected to the input side of the power supply circuit. It is connected. The control unit has a first transistor for opening and closing the protection switch, and a first voltage for supplying a first voltage for turning on the first transistor to the first transistor by an input voltage of the control unit. And a second transistor for connecting the first circuit to the second voltage circuit and blocking the supply of the first voltage. When the second transistor is turned on, the input voltage A latch circuit for maintaining the state, in order to delay the supply of the first voltage to the first transistor and the latch circuit that turns on the second transistor when the input voltage is higher than a predetermined voltage Circuit.
これらの装置において、電力供給回路が交流電源に接続される場合は、制御ユニットと、電力供給回路の上流側とを接続する、整流回路をさらに有する。 In these devices, when the power supply circuit is connected to an AC power supply, the power supply circuit further includes a rectifier circuit that connects the control unit and the upstream side of the power supply circuit.
本発明に含まれるこれらの装置の一形態は、出力側(二次側)に接続される電気および電子機器に対する保護機能を提供するための装置である。また、これらの装置の他の形態は、電圧を変更したり、安定化したりするための、絶縁タイプまたは非絶縁タイプの電源ユニット(電源回路、電力伝達ユニット)、スイッチング電源ユニットを二次側に搭載した電源装置である。電源装置の一例は、携帯機器のアダプターである。 One form of these devices included in the present invention is a device for providing a protection function for electrical and electronic devices connected to the output side (secondary side). In addition, other forms of these devices have an insulation type or non-insulation type power supply unit (power supply circuit, power transmission unit) and switching power supply unit on the secondary side for changing or stabilizing the voltage. It is an installed power supply. An example of the power supply device is an adapter of a portable device.
これらの装置のさらに異なる他の形態は、そのような二次側の電源装置を内蔵した電気および電子機器、例えば、アクチュエータ、パーソナルコンピュータ、通信装置、ゲーム機器、画像および音響機器、家庭用または業務用の電気機器、車両用の電気機器などを含む。 Still other forms of these devices include electrical and electronic equipment incorporating such secondary side power supplies, such as actuators, personal computers, communication devices, gaming equipment, imaging and audio equipment, home or business Electrical equipment for vehicles, and electrical equipment for vehicles.
本発明の他の一態様は、保護スイッチを操作するための制御ユニットである。制御ユニットは、制御回路として、単独で、あるいは他の回路とともにプリント基板に搭載したり、単独で、あるいは他の機能とともにチップ化して提供できる。 Another aspect of the present invention is a control unit for operating a protection switch. The control unit can be provided as a control circuit alone, or mounted on a printed circuit board together with other circuits, or can be provided alone or in a chip with other functions.
図1に、ゲーム機の概略構成を示している。このゲーム機1は、ゲーム機本体2と、ゲーム機本体2に対して適当な電力を供給するための電源ユニット(電源回路)3と、この電源ユニット3に電力を供給するための電力供給回路10と、電力供給回路10に設けられた保護スイッチ18を制御するための制御ユニット20と、電力供給回路10の入力側から制御ユニット20に直流を供給するための整流回路30とを備えている。ゲーム機本体2は、例えば、プロセッサ、ディスプレイ、操作ステーション、メモリなどを含むものである。
FIG. 1 shows a schematic configuration of the game machine. The game machine 1 includes a
電源ユニット(電源回路)3は、コンバータ、レギュレータなどと称されるものであり、ゲーム機本体2に対して電圧などを定格の範囲にコントロールした電力を供給するためのものである。また、電源ユニット3は、ゲーム機本体2にバッテリー5を内蔵している場合は、バッテリー5を充電するための電力を供給するためにも用いられる。電気を加工して装置に供給するための典型的な電源ユニット3は、トランススイッチング電源と称されるものである。電源ユニット3は、絶縁トランスを含む絶縁タイプ、絶縁トランスを含まない非絶縁タイプとに大きくは分類され、各用途に用いられている。したがって、電源ユニット3を含むゲーム機1は、本発明の一例に過ぎない。
The power supply unit (power supply circuit) 3 is referred to as a converter, a regulator, or the like, and supplies the
本発明の一形態である装置は、電源ユニット3を内蔵した各種の機器を含む。一例は、携帯機器であり、携帯電話の充電器、その他の携帯機器の充電器、バッテリーの充電器およびACアダプターを含む。他の例は、電話、ファックス、ルータなどを含む電気通信機器であり、電源ユニットを内蔵した機器、および、それらにアダプターとして外付けされる電源装置を含む。他の異なる例は、パーソナルコンピュータを含む情報処理装置および周辺装置、たとえば、プリンタ、スキャナーであり、電源ユニットを内蔵した機器、および、それらにアダプターとして外付けされる電源装置を含む。さらに異なる他の例は、テレビ、ステレオなどを含む家庭用および業務用の映像および音響機器であり、電源ユニットを内蔵した機器、および、それらにアダプターとして外付けされる電源装置を含む。さらに異なる他の例は、計測機器、記録機器などを含む産業用の制御・計測機器であり、電源ユニットを内蔵した機器、および、それらにアダプターとして外付けされる電源装置を含む。さらに異なる他の例は、車内あるいは船内などの移動空間内で使用される機器およびそれらの電源装置である。すなわち、本発明の一形態である装置には、電圧が異なる電源に接続される可能性のある全ての機器が含まれる。
The apparatus which is one form of this invention contains the various apparatus which incorporated the
図1に示した装置1においては、電力供給回路10の入力側(一次側)11は、家庭、オフィス、工場、車内などに用意された電力供給設備、例えば、壁電源(ソケット、アウトレット、コンセント)に対してプラグ4により接続されるようになっている。電力供給回路10の出力側(二次側)12は、電源ユニット3に接続される。したがって、電力供給設備からは電力供給回路10を介して電源ユニット3に電力が供給される。保護スイッチ18は、電力供給回路10の1つの配線を機械的に開閉するためのスイッチである。保護スイッチ18は、電力供給回路10を構成する複数の配線あるいは全ての配線を機械的に開閉するためのスイッチであっても良い。このため、保護スイッチ18を開(オフ)にすることにより、電源ユニット3に電力は供給されず、また、プラグ4が接続される電力供給設備の電圧が電源ユニット3に直に印加されるのを防止できる。
In the apparatus 1 shown in FIG. 1, the input side (primary side) 11 of the
保護スイッチ18は、電磁リレータイプのスイッチであり、リレーRyのコイル19が励磁されていないとき(リレーRyがオフのとき)は、保護スイッチ18は開(オフ)となるタイプである。リレーRyのコイル19が励磁されると(リレーRyがオンになると)、保護スイッチ18は閉(オン)になる。したがって、リレーRyがオンになると、電力供給回路10を介して電源ユニット3に対して電力が供給される。
The
制御ユニット20は、コイル19に電流を供給/遮断することにより、コイル19を励磁/非励磁にし、それによりリレーRyをオン/オフし、保護スイッチ18を開閉制御するための回路である。このため、制御ユニット20は、コイル19に電力を供給するための回路29をオンオフし、保護スイッチを操作するための第1のトランジスタスイッチQ1を備えている。
The
この例では、電力供給回路10は、交流電源に接続されることが予定されており、制御ユニット20は、整流回路30を介して、電力供給回路10の入力側(一次側)11に接続されている。具体的には、整流回路30は、電力供給回路10の入力側11のヒューズ13の下流に接続されている。また、接続したときの突入電流を防止するためにサーミスタ14が直列に接続されている。整流回路30は、全波整流するためのダイオードブリッジ31と、平滑用のコンデンサ32とを備えている。したがって、制御ユニット20の入力側の高電位側の端子28aおよび低電位側の端子28bには、入力電圧Vinとして、電力供給回路10が接続された交流電源の供給電圧Vsが直流に変換された電圧(電位差)が入力される。
In this example, the
制御ユニット20は、入力電圧Vinにより、第1のトランジスタスイッチQ1のゲートQ1gに対して、第1のトランジスタスイッチQ1をオンするための第1の電圧V1を供給するための第1の回路21を有する。さらに、制御ユニット20は、第1の回路21を、第2の電圧である低電位側の回路(端子)28bに接続し、第1の電圧V1の供給を阻止するための第2のトランジスタQ2を含み、この第2のトランジスタQ2がオンになると、入力電圧Vinにより、その状態を維持するラッチ回路25を有する。さらに制御ユニット20は、入力電圧Vinが所定の電圧よりも高いと、ラッチ回路25をオンする電圧検出回路24と、第1のトランジスタQ1に対する第1の電圧V1の供給を遅延するための回路22とを含み、入力電圧Vinが所定の電圧よりも高いときは、保護スイッチ18が閉になるのを未然に防止する。
The
本例の第1の回路21は、具体的には、高電位側28aとゲートQ1gとの間に、抵抗R10および抵抗R85とともに直列に接続されたツエナーダイオードZD10を含む。また、第1の回路21は、ゲートQ1gと低電位側28bとの間に接続された抵抗R12を含む。したがって、入力電圧Vinが、ツエナーダイオードZD10が導通する電圧V10を越えると、第1の回路21により、nチャンネル形のパワーFETである第1のトランジスタQ1のゲートQ1gが高電位(第1の電位V1)になり、第1のトランジスタQ1がオンし、回路29は導通する。このため、コイル19は、制御ユニット20の入力電位Vinにより励起され、保護スイッチ18が閉(オン)に操作される。
Specifically, the
しかしながら、抵抗R12と並列に、遅延用の回路(マスク回路)22を構成するコンデンサC2が接続されている。このため、ゲートQ1gの電圧は、第1の回路21が導通しても、コンデンサC2が充電されるまでは、トランジスタQ1がオンになる第1の電圧V1に達しない。遅延用の回路22により生成されたタイムラグの間に、電圧検出回路24により、電力供給回路10の入力側の供給電圧Vsが所定の値よりも高いことが検出され、ラッチ回路25を介して第1の回路21が低電位側28bに短絡される。このため、ゲートQ1gの電圧は、入力電圧VinによりツエナーダイオードZD10が導通しても、所定の第1の電圧V1に達せず、トランジスタQ1はオンしない。したがって、保護スイッチ18は閉(オン)に操作されず、開(オフ)が維持される。
However, a capacitor C2 constituting a delay circuit (mask circuit) 22 is connected in parallel with the resistor R12. Therefore, the voltage of the gate Q1g does not reach the first voltage V1 that turns on the transistor Q1 until the capacitor C2 is charged even when the
第1の回路21のツエナーダイオードZD10が導通する電圧V10は、ラッチ回路25がラッチ状態を保持できるための最小の入力電圧Vinよりも高い電圧である。入力電圧Vinがラッチ状態を保持できないほどの低い電圧になると、ラッチ回路25はリセットされるが、そのときの入力電圧Vinでは、トランジスタQ1はオンせず、保護スイッチ18は閉にならない。このため、例えば過電圧(異電圧)が印可されラッチ状態になった後、プラグを抜き、ラッチ状態を保持できないほどの低い電圧になったとき、偶然、過電圧(異電圧)入力に機器を接続したとしても、電源ユニット3に過電圧(異電圧)が印可されるのを防止できる。
The voltage V10 at which the Zener diode ZD10 of the
なお、リレーRyのコイル19と並列に、直列に接続された2つのツエナーダイオードZD6およびZD11が接続されている。コイル19の過電圧保護のためであり、コイル19と直列に接続された抵抗R61の抵抗値との関係で定常運転時のツエナーダイオードの電力ディレーティングが確保できるようにしている。2つのツエナーダイオードZD6およびZD11は1つのツエナーダイオードに置き換えることが可能である。また、抵抗R61およびR10は、電力用の抵抗であり、この例では2W定格品を使用している。他の抵抗は1/4W定格品である。
Note that two Zener diodes ZD6 and ZD11 connected in series are connected in parallel with the
電圧検出回路24は、高電位側28aと低電位側28bとの間に直列に接続された抵抗R3〜R6と、これらの抵抗により分割された電圧を検出するためのツエナーダイオードZD1とを含む。この例では、抵抗R6の高電位側の電圧をツエナーダイオードZD1により検出し、入力電圧Vinが所定の電圧よりも高いこと、すなわち、供給電圧Vsが予定していた電圧よりも高いことを検出している。
The
ラッチ回路25は、ツエナーダイオードZD1が導通するとオンとなるnpn型の第3のトランジスタスイッチQ3と、第3のトランジスタスイッチQ3がオンになるとオンになるpnp型の第4のトランジスタスイッチQ4と、第4のトランジスタスイッチQ4がオンになるとオンになるnpn型の第2のトランジスタスイッチQ2とを含む。第2のトランジスタスイッチQ2は、ダイオードD32および抵抗R87を介して、遅延用の回路22のコンデンサC2と並列に接続されている。したがって、第2のトランジスタQ2がオンすると、コンデンサC2は充電されず、第1のトランジスタスイッチQ1のゲートQ1gの電圧は上昇せず、第1のトランジスタスイッチQ1はオンしない。
The
さらに、第4のトランジスタQ4のエミッタ側Q4eは抵抗R10を介して高電位側28aに接続され、ベース側Q4bは、ダイオードD33を介して第2のトランジスタQ2のコレクタ側Q2cに接続されている。したがって、第3のトランジスタスイッチQ3がオフになっても、第2のトランジスタQ2がオンであり、入力電圧Vinが所定の電圧よりも高ければ、第4のトランジスタQ4はオンになる。このため、第4のトランジスタQ4および第2のトランジスタQ2により、第3のトランジスタスイッチQ3から得られた信号(入力電圧Vinが高電圧である信号)はラッチされ、保持される。また、第4のトランジスタQ4のエミッタ側Q4eと、低電位側28bとの間にツエナーダイオードZD3が接続されており、ラッチ回路25の電圧の安定化と、過電圧保護とが図られている。
Further, the emitter side Q4e of the fourth transistor Q4 is connected to the high
ラッチ回路25により、過電圧により保護スイッチ18が開の状態(閉にならない状態)は、電力供給回路10の入力側11の電圧Vsがある限り(ラッチ状態の維持と、トランジスタQ1のオン電圧との関係は上述した通りである)維持される。このため、電源電圧Vsがパルス状に変動あるいは脈動しても、保護スイッチ18が閉にならない。電源電圧Vsが低下したときに、保護スイッチ18を閉(オン)にしても電源ユニット3および機器本体2に影響を及ぼさない可能性はある。しかしながら、保護スイッチ18をいったん閉(オン)にすると、過電圧を検出してから保護スイッチ18を開(オフ)するために、微小であっても操作に要する時間が発生し、その間、過電圧が電源ユニット3および/または機器本体2に加わる可能性がある。
The state in which the
この制御ユニット20においては、過電圧(異電圧)である電源に接続されると、最初から保護スイッチ18を閉(オン)にせず、いったん電源電圧Vsがなくなるまで、すなわち、プラグ4がアウトレットから引き抜かれるまで、保護スイッチ18を閉にしない。したがって、過電圧が電力供給回路10を介して二次側の電源ユニット3および/または機器本体2に印加される可能性(機会)を、非常に低く、ほぼゼロにちかくすることができる。
In this
一方、電源電圧Vsがなくなれば、ラッチ回路25はリセットされる。このため、定格外の電圧の電源に接続した後であっても、プラグ4を抜くだけで保護動作はリセットされる。したがって、その後、定格内の電圧の電源にプラグ4を差し込むだけで、保護スイッチ18は自動的に閉(オン)になり、電源ユニット3および機器2は通常動作する。例えば、世界各国のソケット(アウトレット、コンセント)の電圧を知らなくても、そのソケットに本発明にかかるアダプターのプラグ4を差し込んだときに、アダプターが対応不可能な異電圧のソケットであれば電力は機器本体に供給されないだけである。一方、ソケットの電圧がアダプターの対応可能な電圧範囲内であれば、プラグ4を差し込むだけで電力は機器本体に供給される。したがって、ユーザは安心して、世界各地の異電圧のソケットを使用できる。
On the other hand, when the power supply voltage Vs disappears, the
電源ユニット3は、通常入力電圧範囲を規定し、その範囲内で動作を保証する。しかしながら、誤って規定範囲よりも高い電圧を印可した場合、電源の誤動作、破壊に至る。特に、非絶縁型電源の場合は、セット側基板を破壊し、重大な事故に発展する可能性がある。この様な規定外電圧の誤入力時に、この制御ユニット20と保護スイッチ18とを備えた装置においては、電源ユニット3を保護し、規定範囲内のAC電源を再印加することで、正常に復帰する。
The
すなわち、この装置1においては、電力供給回路10を電源入力に接続することで、電源投入前はオフになっていたリレーRyは、電源電圧Vsが規定範囲内電圧であれば、その電圧Vsにより、第1のトランジスタQ1がオンし、リレーRyがオンする。一方、電源電圧Vsが規定範囲外の高電圧である場合は、整流回路30により整流された直流電圧をR3〜R6で分圧し、ツエナーダイオードZD1で検出する。ツエナーダイオードZD1が検出し保護動作に入るまでは、遅延用のコンデンサC2で作る時定数により、トランジスタQ3はオンしない。そして、ツエナーダイオードZD1で異電圧が検出されると、トランジスタQ3、Q4およびQ2からなるラッチ回路25によりトランジスタQ1のゲートソース間をGND電位(低電位)まで引き下げ、その状態を保持することでリレーRyのオフを維持する。
In other words, in this device 1, by connecting the
異電圧投入後は、リレーRyはオフを保持するが、電源電圧Vsを一旦リセットすることで、入力電圧Vinもリセットされ、それにより、リレーRyの保護状態は正常に復帰する。また、異電圧検知後、リレーRyのオフ状態を保持させることで、規定外の高電圧がチャタリング状態で入力されても、リレーRyが誤動作する事は無く、電源回路を保護する。規定外の高電圧を検知する閾値は、ツエナーダイオードZD1の定数により任意に設定可能である。 Although the relay Ry is kept off after the different voltage is applied, the input voltage Vin is also reset by temporarily resetting the power supply voltage Vs, whereby the protection state of the relay Ry returns to normal. Further, by keeping the relay Ry in the off state after detecting the different voltage, the relay Ry does not malfunction even if an unspecified high voltage is input in the chattering state, and the power supply circuit is protected. The threshold value for detecting an unspecified high voltage can be arbitrarily set by a constant of the Zener diode ZD1.
この制御ユニット(制御回路)20は、電源ユニット3が絶縁タイプであっても非絶縁タイプであっても保護が可能であり、それらとともに装置1に搭載できる。そして、制御ユニット20を駆動するためのスタンバイ電源を必要とせず、制御ユニット20を一次側で構成できるので絶縁トランスも必要としない。制御ユニットに、絶縁トランスを設けても良い。制御ユニット20では、さらに、保護状態を維持するためのラッチ回路25を、3個のトランジスタにより構成し、遅延用の回路22の電解コンデンサC2の時定数によりリレーRyが駆動されるまでのマスク時間を設定できるようにしている。したがって、この制御ユニット20においては、簡易な回路構成で、安全な保護状態を保持することができる。すなわち、この制御ユニット20は、過電圧となる異電圧の電源電圧Vsを検出したら保護スイッチ18を開にするのではなく、定格内の電源電圧Vsのときにのみ保護スイッチ18を閉にし、過電圧となる異電圧の電源電圧Vsには保護スイッチ18を閉にしないで接続しないという、過電圧保護を提供する。この制御ユニット20により提供される保護機能は、異電圧のみならず、何らかの原因により電源電圧Vsが過電圧になったときにも対応する。
This control unit (control circuit) 20 can be protected regardless of whether the
さらに、この制御ユニット20は、抵抗、コンデンサ、ダイオードなどを対処すべき電源電圧により変える可能性はあるが、電源電圧Vsが10V以下から数100Vの範囲まで保護できるように構成することが可能であり、汎用性が高い。また、マルチ出力タイプのスイッチング電源の出力過電圧保護に用いた場合は、過電圧発生出力のみをダウンさせることも可能である。
Further, the
そして、制御ユニット20は、マイコンなどのプログラム制御を含む制御機器を含んでも良いが、上記のように、プログラム制御を含む制御機器は保護機能を得るためには不用である。さらに、ユーザが保護機能を得るために特別な操作をしたり、保護機能をリセットするための特別な操作をする必要もない。したがって、マイコンの誤動作、ユーザの誤操作の可能性も排除でき、制御ユニット20により、いっそう信頼性の高い異電圧保護機能を提供できる。
The
1 保護機能を有する装置
2 機器本体、 3 電源ユニット
10 電力供給回路、 18 保護スイッチ、 Ry リレー
20 制御ユニット、 21 第1の回路、 22 遅延用の回路
24 電圧検出回路、 25 ラッチ回路
Q1〜Q4 トランジスタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Device which has a
Claims (7)
前記保護スイッチを制御するための制御ユニットとを有する装置であって、
前記制御ユニットは、前記電力供給回路の入力側に接続されており、当該制御ユニットは、
前記保護スイッチを操作するための第1のトランジスタと、
当該制御ユニットの入力電圧により、前記第1のトランジスタに対し、当該第1のトランジスタにより前記保護スイッチを閉に操作するための第1の電圧を供給するための第1の回路と、
前記第1の回路を第2の電圧の回路に接続し、前記第1の電圧の供給を阻止するための第2のトランジスタと、
前記入力電圧が所定の電圧よりも高いと、前記第2のトランジスタをオンするための第3のトランジスタと、
前記第2のトランジスタがオンになると、前記入力電圧により、前記第2のトランジスタをオンするための第4のトランジスタと、
前記第1のトランジスタに対する前記第1の電圧の供給を遅延するための回路とを含む、装置。 A protective switch for opening and closing at least part of the power supply circuit;
A control unit for controlling the protection switch,
The control unit is connected to the input side of the power supply circuit, and the control unit is
A first transistor for operating the protection switch;
A first circuit for supplying a first voltage for closing the protection switch by the first transistor to the first transistor by an input voltage of the control unit;
A second transistor for connecting the first circuit to a second voltage circuit and blocking the supply of the first voltage;
A third transistor for turning on the second transistor when the input voltage is higher than a predetermined voltage;
A fourth transistor for turning on the second transistor by the input voltage when the second transistor is turned on;
And a circuit for delaying the supply of the first voltage to the first transistor.
前記保護スイッチを操作するための制御ユニットとを有する装置であって、
前記制御ユニットは、前記電力供給回路の入力側に接続されており、当該制御ユニットは、
前記保護スイッチを操作するための第1のトランジスタと、
当該制御ユニットの入力電圧により、前記第1のトランジスタに対し、当該第1のトランジスタにより前記保護スイッチを閉に操作するための第1の電圧を供給するための第1の回路と、
前記第1の回路を第2の電圧の回路に接続し、前記第1の電圧の供給を阻止するための第2のトランジスタを含み、当該第2のトランジスタがオンになると、前記入力電圧により、その状態を維持するラッチ回路であって、前記入力電圧が所定の電圧よりも高いと、前記第2のトランジスタがオンになるラッチ回路と、
前記第1のトランジスタに対する前記第1の電圧の供給を遅延するための回路とを含む、装置。 A protective switch for opening and closing at least part of the power supply circuit;
A device having a control unit for operating the protection switch,
The control unit is connected to the input side of the power supply circuit, and the control unit is
A first transistor for operating the protection switch;
A first circuit for supplying a first voltage for closing the protection switch by the first transistor to the first transistor by an input voltage of the control unit;
Including a second transistor for connecting the first circuit to a second voltage circuit and blocking the supply of the first voltage, and when the second transistor is turned on, the input voltage causes A latch circuit for maintaining the state, wherein the second transistor is turned on when the input voltage is higher than a predetermined voltage;
And a circuit for delaying the supply of the first voltage to the first transistor.
当該制御ユニットは、前記電力供給回路の入力側に接続され、
前記保護スイッチを操作するための第1のトランジスタと、
当該制御ユニットの入力電圧により、前記第1のトランジスタに対し、当該第1のトランジスタにより前記保護スイッチを閉に操作するための第1の電圧を供給するための第1の回路と、
前記第1の回路を第2の電圧の回路に接続し、前記第1の電圧の供給を阻止するための第2のトランジスタと、
前記入力電圧が所定の電圧よりも高いと、前記第2のトランジスタをオンするための第3のトランジスタと、
前記第2のトランジスタがオンになると、前記入力電圧により、前記第2のトランジスタをオンするための第4のトランジスタと、
前記第1のトランジスタに対する前記第1の電圧の供給を遅延するための回路とを有する、制御ユニット。 A control unit for a device having a power supply circuit and a protection switch for opening and closing at least a part of the power supply circuit,
The control unit is connected to the input side of the power supply circuit,
A first transistor for operating the protection switch;
A first circuit for supplying a first voltage for closing the protection switch by the first transistor to the first transistor by an input voltage of the control unit;
A second transistor for connecting the first circuit to a second voltage circuit and blocking the supply of the first voltage;
A third transistor for turning on the second transistor when the input voltage is higher than a predetermined voltage;
A fourth transistor for turning on the second transistor by the input voltage when the second transistor is turned on;
And a circuit for delaying the supply of the first voltage to the first transistor.
当該制御ユニットは、前記電力供給回路の入力側に接続され、
前記保護スイッチを操作するための第1のトランジスタと、
当該制御ユニットの入力電圧により、前記第1のトランジスタに対し、当該第1のトランジスタにより前記保護スイッチを閉に操作するための第1の電圧を供給するための第1の回路と、
前記第1の回路を第2の電圧の回路に接続し、前記第1の電圧の供給を阻止するための第2のトランジスタを含み、当該第2のトランジスタがオンになると、前記入力電圧により、その状態を維持するラッチ回路であって、前記入力電圧が所定の電圧よりも高いと、前記第2のトランジスタがオンになるラッチ回路と、
前記第1のトランジスタに対する前記第1の電圧の供給を遅延するための回路とを有する、制御ユニット。 A control unit for a device having a power supply circuit and a protection switch for opening and closing at least a part of the power supply circuit,
The control unit is connected to the input side of the power supply circuit,
A first transistor for operating the protection switch;
A first circuit for supplying a first voltage for closing the protection switch by the first transistor to the first transistor by an input voltage of the control unit;
Including a second transistor for connecting the first circuit to a second voltage circuit and blocking the supply of the first voltage, and when the second transistor is turned on, the input voltage causes A latch circuit for maintaining the state, wherein the second transistor is turned on when the input voltage is higher than a predetermined voltage;
And a circuit for delaying the supply of the first voltage to the first transistor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006285689A JP5297585B2 (en) | 2006-10-20 | 2006-10-20 | Device with protection against different voltage |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006285689A JP5297585B2 (en) | 2006-10-20 | 2006-10-20 | Device with protection against different voltage |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008104308A true JP2008104308A (en) | 2008-05-01 |
JP5297585B2 JP5297585B2 (en) | 2013-09-25 |
Family
ID=39438200
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006285689A Expired - Fee Related JP5297585B2 (en) | 2006-10-20 | 2006-10-20 | Device with protection against different voltage |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5297585B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116760157A (en) * | 2023-08-23 | 2023-09-15 | 长沙普洛电气设备有限公司 | Time-delay power-off circuit and special electric chassis vehicle |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60160327A (en) * | 1984-01-27 | 1985-08-21 | 富士通株式会社 | Power source voltage distributor |
JPH04165920A (en) * | 1990-10-29 | 1992-06-11 | Nec Ibaraki Ltd | Ac false connection preventive circuit |
JP2002051453A (en) * | 2000-08-03 | 2002-02-15 | Sony Corp | Power supply control device and power supply control method for electronic apparatus |
JP2004229414A (en) * | 2003-01-23 | 2004-08-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Power supply protective device |
JP2004336873A (en) * | 2003-05-07 | 2004-11-25 | Seiko Epson Corp | Overvoltage protection circuit and electronic apparatus equipped with overvoltage protection circuit |
-
2006
- 2006-10-20 JP JP2006285689A patent/JP5297585B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60160327A (en) * | 1984-01-27 | 1985-08-21 | 富士通株式会社 | Power source voltage distributor |
JPH04165920A (en) * | 1990-10-29 | 1992-06-11 | Nec Ibaraki Ltd | Ac false connection preventive circuit |
JP2002051453A (en) * | 2000-08-03 | 2002-02-15 | Sony Corp | Power supply control device and power supply control method for electronic apparatus |
JP2004229414A (en) * | 2003-01-23 | 2004-08-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Power supply protective device |
JP2004336873A (en) * | 2003-05-07 | 2004-11-25 | Seiko Epson Corp | Overvoltage protection circuit and electronic apparatus equipped with overvoltage protection circuit |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116760157A (en) * | 2023-08-23 | 2023-09-15 | 长沙普洛电气设备有限公司 | Time-delay power-off circuit and special electric chassis vehicle |
CN116760157B (en) * | 2023-08-23 | 2023-11-03 | 长沙普洛电气设备有限公司 | Time-delay power-off circuit and special electric chassis vehicle |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5297585B2 (en) | 2013-09-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2677616B1 (en) | Interface unit comprising an overcurrent and overvoltage protection device | |
TWI791635B (en) | Method involving self-powered fuse device | |
US20150123600A1 (en) | Self-contained automatic battery charging systems and methods | |
KR101199199B1 (en) | Power supply apparatus | |
US7446539B2 (en) | Identifying apparatus for AC power supply arrangement | |
JP2016048995A (en) | Protection circuit | |
US11588326B2 (en) | Ground fault interrupt and USB power supply electrical wiring device | |
TWI797171B (en) | Self-powered electronic fuse | |
CN111868446B (en) | Air conditioner | |
US7609494B2 (en) | Voltage protection system and method for a powered device | |
US8659301B2 (en) | Apparatus for preventing damage to electronics caused by a broken or damaged service neutral line connection | |
US8416593B2 (en) | Switching power supply with over-current protection and electronic device using the same | |
CN110401169B (en) | Safety fault protector circuit with power fault monitor | |
JP2006304557A (en) | Protection circuit and power supply device | |
US10971921B2 (en) | DC-DC converters having bullet terminals | |
US20130181524A1 (en) | Advance power-saving power socket for power saving system | |
JP5297585B2 (en) | Device with protection against different voltage | |
JP2008172973A (en) | Switching power supply circuit, power supply module, and electronic device | |
US20070109696A1 (en) | Ground fault circuit interrupt device | |
US20220131475A1 (en) | Power supply apparatus with limited power source capability and method of controlling the same | |
JP2011229270A (en) | Power supply unit | |
JP2002051453A (en) | Power supply control device and power supply control method for electronic apparatus | |
JP4807069B2 (en) | Power circuit | |
JP2020182344A (en) | Power supply device | |
CN110679070B (en) | Primary pulse switch power supply |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090709 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120521 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120608 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120807 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130603 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130617 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |