JP2009072061A - Unit for preventing counter-electromotive force - Google Patents

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Hiroshi Yamashita
博 山下
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a counter-electromotive force prevention unit for batteries, which can prevent the occurrence of noise due to the counter-electromotive force generated by loads of a battery and turning on and off of a charging generator, and which can suppress noise emanating from car audio speakers, electrical products, and malfunctioning of electronic equipment. <P>SOLUTION: A reverse-blocking diode 104 and a fuse 105 that fuses with overcurrent are connected in series between a positive lead wire 102 and a negative lead wire 103 that are connected to the positive terminal and negative terminal of a battery serving as a DC supply source, respectively. A capacitor 106 is connected in parallel with the reverse-blocking diode 104. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、誘導性負荷に発生する逆起電力を吸収する直流電源の逆起電力防止ユニットに関する。   The present invention relates to a back electromotive force prevention unit for a DC power source that absorbs back electromotive force generated in an inductive load.

直流電源として車載バッテリを例にとると、車載バッテリは、通常は充電が可能な二次電池が使用されている。バッテリおよび車載機器を電気回路で表すと、図12に示すとおりである。図中20はバッテリ、21はセルモータ、22は電装品、23は発電機、24はスタータスイッチ、25は整流用ダイオード、26は充電用発電機23の起電力がバッテリ電圧以上になったときに自動的に入る自動オンオフスイッチを示している。   Taking an in-vehicle battery as an example of a DC power source, a rechargeable secondary battery is usually used as the in-vehicle battery. When the battery and the vehicle-mounted device are represented by electric circuits, they are as shown in FIG. In the figure, 20 is a battery, 21 is a cell motor, 22 is an electrical component, 23 is a generator, 24 is a starter switch, 25 is a rectifier diode, and 26 is when the electromotive force of the charging generator 23 is equal to or higher than the battery voltage. An automatic on / off switch that automatically enters is shown.

バッテリ20は、純電池Eoと内部抵抗rで表され、出力電流iと内部抵抗rによる電圧降下e = r iが生じ、出力端子の電圧V1はV1=Eo−e=Eo−ri
となる。
The battery 20 is represented by a pure battery Eo and an internal resistance r, a voltage drop e = ri occurs due to the output current i and the internal resistance r, and the voltage V1 at the output terminal is V1 = Eo-e = Eo-ri.
It becomes.

バッテリ20の負荷としては、セルモータ21、電装品22があるが、セルモータはもちろん、電装品22の中のカーエアコン、カーオーディオ等にもインダクタンス成分(誘導性負荷)が存在する。これらのインダクタンス成分からは、逆起電力が発生し、これがノイズとなって出力端子電圧に重畳される。   The load of the battery 20 includes a cell motor 21 and an electrical component 22, but an inductance component (inductive load) exists not only in the cell motor but also in a car air conditioner and a car audio in the electrical component 22. From these inductance components, back electromotive force is generated, which becomes noise and is superimposed on the output terminal voltage.

さらに、充電用発電機13のプラス側はバッテリ10の電圧を監視しながら自動オンオフスイッチ16でオンオフしているため、オフ時には充電用発電機13のコイルLがオープンになって、発生した逆起電力を吸収しにくくなっている。
このようなインダクタンス成分による逆起電力は、カーオーディオ、ラジオのスピーカに耳障りなノイズとなって現れ、またカーナビゲーションやテレビ画像のちらつきの原因となる。
Further, since the positive side of the charging generator 13 is turned on / off by the automatic on / off switch 16 while monitoring the voltage of the battery 10, the coil L of the charging generator 13 is opened at the time of turning off and the back electromotive force generated is generated. It is difficult to absorb power.
The back electromotive force due to such an inductance component appears as annoying noise in car audio and radio speakers, and also causes car navigation and flickering of TV images.

従来においては、例えば図13に示すように、ダイオード106によってブロアモータ101で発生するノイズをバッテリ電源VBに回生することによりノイズを低減し、コンデンサ124によりノイズの高調波成分を減衰し、スイッチング素子102のスイッチングにより発生するバッテリ電源間のノイズをインダクタンス123および電解コンデンサi22により構成されるLCフィルタで減衰すると共に、インダクタンス123によりスイッチング素子102のオフ時に発生するノイズ量を減らし、電解コンデンサ122によりバッテリ電源間の電圧変動を低減するようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。
特開平7−283797号公報
Conventionally, for example, as shown in FIG. 13, noise generated by the blower motor 101 is regenerated to the battery power source VB by the diode 106, and noise is reduced by the capacitor 124, and the harmonic component of the noise is attenuated by the capacitor 124. The noise between the battery power sources generated by the switching of the current is attenuated by the LC filter composed of the inductance 123 and the electrolytic capacitor i22, and the amount of noise generated when the switching element 102 is turned off is reduced by the inductance 123. There is one that reduces the voltage fluctuation between them (for example, see Patent Document 1).
JP-A-7-2839797

しかしながら、コンデンサやインダクタンスを用いたノイズフィルタでは、高調波成分や特定の周波数の成分しか除去することができず、またピークの高い逆起電力の抑制効果は低いという問題がある。
また、従来のノイズフィルタは、電装品自体に取り付けることになっているため、既存の電装品に新たに設けることはできないという問題がある。
However, a noise filter using a capacitor or an inductance has a problem that only a harmonic component or a component of a specific frequency can be removed, and the effect of suppressing a counter electromotive force having a high peak is low.
Moreover, since the conventional noise filter is to be attached to the electrical component itself, there is a problem that it cannot be newly provided in the existing electrical component.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、バッテリ等の直流電源より誘導性負荷を含む負荷にスイッチング動作をする回路素子または回路部を介して給電されるように構成された回路装置において、上記スイッチング動作をする回路素子または回路部がスイッチング動作時に誘導性負荷により発生する逆起電力によるノイズの発生を防止し得る逆電圧防止ユニットを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and is configured to be fed from a DC power source such as a battery to a load including an inductive load via a circuit element or a circuit unit that performs a switching operation. It is an object of the present invention to provide a reverse voltage prevention unit capable of preventing the occurrence of noise due to a counter electromotive force generated by an inductive load in a circuit device or circuit unit that performs the switching operation in a circuit device.

上記目的を達成する本発明の逆起電力防止ユニットは、直流供給源からスイッチング動作をする回路素子または回路部を介して給電されるように構成され前記スイッチング動作の際に生じる誘導性負荷に起因するノイズが出力される回路装置における逆起電力防止ユニットであって、そのカソードが前記直流供給源の正端子に接続され、そのアノードが前記直流供給源の負端子に接続されるダイオードと、該ダイオードに並列接続されるコンデンサとを有し、前記ダイオードは、前記誘導性負荷を吸収するものであり、前記コンデンサは、前記ダイオードのカソード側の電圧を、給電がオン状態に切り替わったときに所定のレベルまで一時的に下降させるとともに給電がオフ状態に切り替わったときに所定のレベルまで一時的に上昇させ、且つ、前記逆起電力により生じる高調波成分を前記直流供給源側に戻すものであることを特徴とする。   The back electromotive force prevention unit of the present invention that achieves the above object is configured to be fed from a DC supply source through a circuit element or a circuit unit that performs a switching operation, and is caused by an inductive load generated during the switching operation. A back electromotive force prevention unit in a circuit device that outputs noise, the cathode of which is connected to the positive terminal of the DC supply source and the anode of which is connected to the negative terminal of the DC supply source, A capacitor connected in parallel to the diode, and the diode absorbs the inductive load, and the capacitor determines a voltage on the cathode side of the diode when the power supply is turned on. Is temporarily lowered to a predetermined level, and is temporarily raised to a predetermined level when the power supply is switched off. , Characterized in that the harmonic components generated by said counter electromotive force is intended to return to the DC supply source side.

ある実施の態様では、前記直流供給源は、バッテリと、該バッテリの電圧に応じてオンオフ動作を繰り返す充電用発電機との組み合わせであり、該充電用発電機もまた前記逆起電力を生じさせる回路素子を含むことを特徴とする。   In one embodiment, the DC supply source is a combination of a battery and a charging generator that repeats an on / off operation according to the voltage of the battery, and the charging generator also generates the back electromotive force. A circuit element is included.

ある実施の態様では、前記回路装置は、コンパレータと、発振器と、トランスとを含み、前記コンパレータは、前記直流供給源の正極性電力と前記発振器の出力との比較結果に応じて周期的にハイレベルとローレベルとの間で変化する交流信号が出力するものであり、前記トランスは、その一次側の前記コンパレータの出力を変圧して二次側に出力するものであることを特徴とする。   In one embodiment, the circuit device includes a comparator, an oscillator, and a transformer, and the comparator periodically increases in accordance with a comparison result between the positive polarity power of the DC supply source and the output of the oscillator. An AC signal changing between a level and a low level is output, and the transformer transforms the output of the comparator on the primary side and outputs it to the secondary side.

本発明によれば、スイッチング動作をする回路素子または回路部のスイッチング動作時に誘導性負荷により発生する逆起電力による回路装置のノイズの影響を防止することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the influence of the noise of a circuit apparatus by the back electromotive force generated by an inductive load at the time of switching operation of the circuit element or circuit part which performs switching operation can be prevented.

また、例えば、車載バッテリに本発明の逆電圧吸収ダイオードを入れることにより、ノイズを速やかに抑え、不要な電流が電装品に逆流することを防止することができる。これにより、電装品が正しく動作し、自動車車全体をスムーズに作動させることができる。また、自動車に搭載されたFMラジオの雑音減少、音質向上、AMラジオの雑音の減少。オートマチック車のシフトショックがなくなり、静かになり、燃費が向上する。   In addition, for example, by inserting the reverse voltage absorption diode of the present invention into an in-vehicle battery, it is possible to quickly suppress noise and prevent an unnecessary current from flowing back to the electrical component. As a result, the electrical component operates correctly, and the entire automobile can be operated smoothly. In addition, the noise of FM radio installed in automobiles is reduced, the sound quality is improved, and the noise of AM radio is reduced. The shift shock of automatic vehicles is eliminated, the vehicle becomes quieter, and the fuel efficiency is improved.

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明が適用されるオーディオ回路の構成を図1に示す。同図において、本発明が適用されるオーディオ回路は、入力信号が印加される入力端子50,51を有するトランス1と、トランスの二次側に接続され、入力される交流信号を整流するダイオードD1と、平滑用コンデンサC1と、増幅器2と、スピーカ3とを有している。
また、平滑用コンデンサC1には、並列に逆起電力を吸収するためのダイオードD2が接続されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of an audio circuit to which the present invention is applied. In the figure, an audio circuit to which the present invention is applied includes a transformer 1 having input terminals 50 and 51 to which an input signal is applied, and a diode D1 connected to the secondary side of the transformer and rectifying an input AC signal. And a smoothing capacitor C1, an amplifier 2 and a speaker 3.
The smoothing capacitor C1 is connected in parallel with a diode D2 for absorbing the counter electromotive force.

増幅器2はスイッチング動作を行うので、増幅器2をスイッチ4に置き換え、トランス1の入力端子50、51に交流信号を入力する代わりに、トランス1の二次側にバッテリ5を図示する極性で挿入すると、図2に示す回路になる。回路動作を簡単化するために図1に示す回路の代わりに、図2に示す回路でスイッチ4がオン、オフ動作する際の動作を、図3を参照して説明する。図3は、スイッチ4のオン、オフ時におけるダイオードD1のカソード側のA点の電圧波形を示している。   Since the amplifier 2 performs a switching operation, if the amplifier 2 is replaced with the switch 4 and an AC signal is input to the input terminals 50 and 51 of the transformer 1, the battery 5 is inserted into the secondary side of the transformer 1 with the polarity shown in the figure. The circuit shown in FIG. 2 is obtained. In order to simplify the circuit operation, the operation when the switch 4 is turned on / off in the circuit shown in FIG. 2 instead of the circuit shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows the voltage waveform at the point A on the cathode side of the diode D1 when the switch 4 is on and off.

図2において、スイッチ4が、例えば、時刻t1でオフ状態からオン状態に切り替わると、バッテリ5の起電力がスピーカ3の駆動コイル3aに対し、D点側が+の極性に、スイッチ4側であるC点側がマイナスの極性になるように印加されるために、コンデンサC1はB点が+の極性に、A点が−の極性になるように充電される。この結果、A点の電位は、0Vから負方向に下降し始め、所定のレベルまで下降する。その後、コンデンサC1に蓄積された電荷は、ダイオードD2及び駆動コイル3aを介して放電されるためにA点の電位は上昇し、時刻t2で元の電位に復帰する。   In FIG. 2, for example, when the switch 4 is switched from the off state to the on state at time t1, the electromotive force of the battery 5 is on the switch 4 side with respect to the drive coil 3a of the speaker 3 so that the D point side is + polarity. Since the point C side is applied so as to have a negative polarity, the capacitor C1 is charged so that the point B has a positive polarity and the point A has a negative polarity. As a result, the potential at the point A starts to decrease in the negative direction from 0V and decreases to a predetermined level. Thereafter, since the electric charge accumulated in the capacitor C1 is discharged through the diode D2 and the drive coil 3a, the potential at the point A rises and returns to the original potential at time t2.

また、次に、時刻t3でスイッチ4がオン状態からオフ状態に切り替わると、駆動コイル3aに対し、駆動コイル3aのC点が−の極性に、駆動コイル3aのD点が+の極性になるように、逆起電力が発生し、電流がダイオードD2を介してコンデンサC1にA点側から流れ込むので、コンデンサC1は、A点側が+の極性に、B点が−の極性になるように充電される。   Next, when the switch 4 is switched from the on state to the off state at time t3, the point C of the driving coil 3a has a negative polarity and the point D of the driving coil 3a has a positive polarity with respect to the driving coil 3a. Thus, the back electromotive force is generated, and the current flows into the capacitor C1 from the point A side via the diode D2. Therefore, the capacitor C1 is charged so that the point A side has a positive polarity and the point B has a negative polarity. Is done.

したがって、A点の電位は、0Vから正方向に上昇し始め、所定のレベルまで上昇する。その後、コンデンサC1に蓄積された電荷は、ダイオードD1、トランス1の二次巻線を介して、電源としてのバッテリ5に戻されるように放電するとともに、ダイオードD2を介して放電される。この結果、A点の電位は、下降を開始し、時刻t4で0Vのレベルに復帰する。
このようにして、スイッチ4のオン、オフの切り替え時に平滑用のコンデンサC1と逆起電力吸収用のダイオードD2の機能により図3に示したように、A点の電位は、一時的に上昇、または下降するように緩慢に変化する。
Therefore, the potential at the point A starts to increase in the positive direction from 0 V and increases to a predetermined level. Thereafter, the electric charge accumulated in the capacitor C1 is discharged through the diode D1 and the secondary winding of the transformer 1 so as to be returned to the battery 5 as a power source, and is discharged through the diode D2. As a result, the potential at the point A starts to drop and returns to the 0V level at time t4.
In this way, when the switch 4 is switched on and off, the potential of the point A temporarily rises as shown in FIG. 3 by the function of the smoothing capacitor C1 and the back electromotive force absorption diode D2. Or change slowly to descend.

次に、図2に示す回路からダイオードD2を除去した回路を図4に示す。この回路でスイッチ4をオン、オフ動作させたところ、A点の電位波形は図3とほぼ同様であった。
次に、図2に示す回路からコンデンサC1、ダイオードD2を除去した回路を図5に示す。この回路で、スイッチ4をオン、オフ動作させたときのA点及びC点における電位の変化状態を示す波形を図6に示す。図6(b)に示すように、スイッチ4がオン状態からオフ状態に切り替わるときには、図3に示した場合に比してA点における電位が大きく変化することが分かる。
Next, FIG. 4 shows a circuit obtained by removing the diode D2 from the circuit shown in FIG. When the switch 4 was turned on and off with this circuit, the potential waveform at the point A was almost the same as in FIG.
Next, FIG. 5 shows a circuit obtained by removing the capacitor C1 and the diode D2 from the circuit shown in FIG. FIG. 6 shows waveforms showing the potential change state at the points A and C when the switch 4 is turned on and off in this circuit. As shown in FIG. 6B, it can be seen that when the switch 4 is switched from the on state to the off state, the potential at the point A changes greatly compared to the case shown in FIG.

また、スイッチ4がオン状態からオフ状態に切り替わったときのC点の電位(逆起電力)は、図6(c)に示すように、時間が経過するにつれて減衰する振動波形が観測される。このとき、D点における電位は、C点における電位を反転した波形となる。
次に、図2に示す回路からコンデンサC1を除去し、ダイオードD2を残した回路を図7に示す。この回路でスイッチ4をオン、オフ動作させたときのA点における電位波形を図8に示す。図8(a)に示すように、スイッチ4がオフ状態からオン状態に切り替わるときのA点の電位波形は、図5に示した回路の場合(図6(a)に示す波形)と、全く同じではないが、変化は少ない。
Further, as shown in FIG. 6C, a vibration waveform that decays with time is observed in the potential (back electromotive force) at point C when the switch 4 is switched from the on state to the off state. At this time, the potential at the point D has a waveform obtained by inverting the potential at the point C.
Next, FIG. 7 shows a circuit in which the capacitor C1 is removed from the circuit shown in FIG. 2 and the diode D2 is left. FIG. 8 shows a potential waveform at point A when the switch 4 is turned on and off in this circuit. As shown in FIG. 8A, the potential waveform at the point A when the switch 4 is switched from the OFF state to the ON state is completely the same as in the case of the circuit shown in FIG. 5 (the waveform shown in FIG. 6A). Not the same, but little change.

これに対して、スイッチ4がオン状態からオフ状態に切り替わるときのA点の電位波形は、図8(b)に示すように、図5に示した回路の場合(図6(b))に比して大きく変化することが分かる。これは、図5に示す回路において、スイッチ4がオン状態からオフ状態に切り替わる時のA点における電位波形、すなわち図6(b)に示すA点における電位波形に点Dにおける電位波形(図6(c)に示す波形を反転した波形)が重畳されることによる。   On the other hand, the potential waveform at the point A when the switch 4 is switched from the on state to the off state is as shown in FIG. 8B in the case of the circuit shown in FIG. 5 (FIG. 6B). It can be seen that it changes greatly. This is because, in the circuit shown in FIG. 5, the potential waveform at point A when the switch 4 switches from the on state to the off state, that is, the potential waveform at point A shown in FIG. This is because the waveform obtained by inverting the waveform shown in (c) is superimposed.

このように、ダイオードD2はスイッチ4がオン状態からオフ状態に切り替わるときにスピーカ3の駆動コイル3aに発生する逆起電力は、平滑用のコンデンサC1に並列接続されるダイオードD2により吸収され、ダイオードD1、トランス1の二次巻線を介してバッテリ5に供給される。   As described above, the diode D2 absorbs the back electromotive force generated in the drive coil 3a of the speaker 3 when the switch 4 is switched from the on state to the off state by the diode D2 connected in parallel to the smoothing capacitor C1. D1 is supplied to the battery 5 via the secondary winding of the transformer 1.

図2に示す回路では、スイッチ4がオン状態からオフ状態に切り替わるときにスピーカ3の駆動コイル3aに発生する逆起電力は、ダイオードD2により吸収され、コンデンサC1に、A点が+の極性に、B点が−の極性になるように再充電される。このコンデンサC1は、交流信号をダイオードD1により整流した後の脈流を平滑する本来の機能だけでなく、スピーカ3の駆動コイル3a等の誘導性負荷に発生する逆起電力を平滑する機能をも有している。
また、電源がバッテリである場合には、コンデンサC1は、スピーカ3の駆動コイル3a等の誘導性負荷に発生する逆起電力により生ずる高調波成分をバッテリ側に戻す機能を有している。
In the circuit shown in FIG. 2, the back electromotive force generated in the drive coil 3a of the speaker 3 when the switch 4 is switched from the on state to the off state is absorbed by the diode D2, and the point A has a positive polarity. , B is recharged so that it has a negative polarity. This capacitor C1 has not only the original function of smoothing the pulsating current after the AC signal is rectified by the diode D1, but also the function of smoothing the counter electromotive force generated in the inductive load such as the drive coil 3a of the speaker 3. Have.
When the power source is a battery, the capacitor C1 has a function of returning harmonic components generated by back electromotive force generated in an inductive load such as the drive coil 3a of the speaker 3 to the battery side.

次に、本発明が適用されるスイッチング電源の構成例を図9に示す。同図において、整流回路10と、整流回路10の出力電圧を平滑するコンデンサC10と、コンデンサC10に並列接続される逆起電力吸収用のダイオードD11と、コンパレータ11と、発振器12と、トランス13と、ダイオードD12、D13と、コイルL1と、コンデンサC12からなる平滑回路とを有している。   Next, FIG. 9 shows a configuration example of a switching power supply to which the present invention is applied. In the figure, a rectifier circuit 10, a capacitor C10 for smoothing the output voltage of the rectifier circuit 10, a back electromotive force absorption diode D11 connected in parallel to the capacitor C10, a comparator 11, an oscillator 12, a transformer 13, and the like. , Diodes D12 and D13, a coil L1, and a smoothing circuit including a capacitor C12.

上記構成からなるスイッチング電源では、整流回路10の出力と発振器12の出力が入力されるコンパレータ11により、整流回路10の出力と発振器12の出力との比較結果に応じて周期的にハイレベルとローレベルとの間で変化する交流信号(例えば、100kHzのパルス信号)が出力され、トランス13により変圧され、ダイオードD12により整流され、コイルL1と、コンデンサC12からなる平滑回路により、平滑された直流電圧が出力端62、63に出力される。   In the switching power supply having the above configuration, the comparator 11 to which the output of the rectifier circuit 10 and the output of the oscillator 12 are input, is periodically switched between a high level and a low level according to the comparison result between the output of the rectifier circuit 10 and the output of the oscillator 12. An AC signal (for example, a 100 kHz pulse signal) that changes between the levels is output, transformed by a transformer 13, rectified by a diode D12, and smoothed by a smoothing circuit including a coil L1 and a capacitor C12. Is output to the output terminals 62 and 63.

上記構成のスイッチング電源は、誘導性負荷であるインダクタンスが多数、含まれるので、既述したオーディオ回路のスピーカの駆動コイルと同様に、コンパレータでスイッチングが行われるごとにトランス13、コイルL1等で逆起電力が発生するが、平滑用のコンデンサC10に並列にダイオードを図9に示す極性で並列接続することにより発生する逆起電力を吸収することができる。
この結果、不要な逆起電力を平滑コンデンサに再供給でき、ノイズの発生が防止できるとともに、逆起電力の分だけ、消費電力の低減が図れる。
Since the switching power supply having the above configuration includes a large number of inductances which are inductive loads, each time switching is performed by the comparator, the transformer 13 and the coil L1 are reversed each time, as in the case of the driving coil of the speaker of the audio circuit described above. Although an electromotive force is generated, the counter electromotive force generated by connecting a diode in parallel with the smoothing capacitor C10 in parallel with the polarity shown in FIG. 9 can be absorbed.
As a result, unnecessary back electromotive force can be re-supplied to the smoothing capacitor, noise can be prevented, and power consumption can be reduced by the amount of back electromotive force.

次に、本発明の実施形態に係る逆起電力ユニットの具体的構成を図10に示す。
図10は本発明の実施形態に係る逆起電力防止ユニット100の外観を示すもので、正側リード線102と、負側リード線103との間に、逆流阻止ダイオード104とヒューズ105が直列に接続され、逆流阻止ダイオード104には並列にコンデンサ106が接続されている。ヒューズ105はヒューズソケット107に対して着脱自在になっており、ヒューズ105が溶断したときは交換できるようにしている。正側リード線102と負側リード線103の先端には、圧着端子108,109が取り付けられており、バッテリの正極と負極に接続するときの接触を確実にし、また接触抵抗が小さくなるようにしている。
Next, FIG. 10 shows a specific configuration of the back electromotive force unit according to the embodiment of the present invention.
FIG. 10 shows an appearance of the back electromotive force prevention unit 100 according to the embodiment of the present invention. A backflow prevention diode 104 and a fuse 105 are connected in series between a positive lead wire 102 and a negative lead wire 103. A capacitor 106 is connected in parallel to the backflow prevention diode 104. The fuse 105 is detachable from the fuse socket 107 so that it can be replaced when the fuse 105 is melted. Crimp terminals 108 and 109 are attached to the tips of the positive lead wire 102 and the negative lead wire 103 to ensure contact when connecting to the positive electrode and negative electrode of the battery, and to reduce the contact resistance. ing.

図11は、本発明に係る逆起電力防止ユニット100をバッテリ110に接続した状態の回路図である。図中、111はセルモータ、112は電装品、113は発電機、114はスタータスイッチ、115は整流用ダイオード、116は充電用発電機113の起電力がバッテリ電圧以上になったときに自動的に入る自動オンオフスイッチを示している。なお、逆起電力防止ユニット100は実際にはバッテリ10の正端子と負端子に直接つながれる。   FIG. 11 is a circuit diagram showing a state in which the back electromotive force prevention unit 100 according to the present invention is connected to the battery 110. In the figure, 111 is a cell motor, 112 is an electrical component, 113 is a generator, 114 is a starter switch, 115 is a rectifier diode, and 116 is automatically when the electromotive force of the charging generator 113 exceeds the battery voltage. The automatic on / off switch is shown. Note that the back electromotive force prevention unit 100 is actually directly connected to the positive terminal and the negative terminal of the battery 10.

上述したように、バッテリ110の負荷としては、セルモータ111、電装品112があるが、セルモータはもちろん、電装品112の中のカーエアコン、カーオーディオ等にもインダクタンス成分が存在する。これらのインダクタンス成分からは、逆起電力が発生し、これがノイズとなって出力端子電圧に重畳される。   As described above, the load of the battery 110 includes the cell motor 111 and the electrical component 112. In addition to the cell motor, an inductance component also exists in the car air conditioner, the car audio, and the like in the electrical component 112. From these inductance components, back electromotive force is generated, which becomes noise and is superimposed on the output terminal voltage.

さらに、充電用発電機113のプラス側はバッテリ110の電圧を監視しながら自動オンオフスイッチ116でオンオフしているため、オフ時には充電用発電機113のコイルLがオープンになって、発生した逆起電力を吸収しにくくなっている。   Further, since the positive side of the charging generator 113 is turned on and off by the automatic on / off switch 116 while monitoring the voltage of the battery 110, the coil L of the charging generator 113 is opened at the time of turning off and the back electromotive force generated is generated. It is difficult to absorb power.

しかし、逆起電力防止ユニット100を設けたことで、セルモータ111、電装品112、充電用発電機113のインダクタンス成分から発生する逆起電力は、逆流阻止ダイオード104に流れて吸収され、バッテリ110の出力端子には現れなくなる。   However, by providing the back electromotive force prevention unit 100, the back electromotive force generated from the inductance components of the cell motor 111, the electrical component 112, and the charging generator 113 flows into the backflow prevention diode 104 and is absorbed. It will not appear at the output terminal.

このようにして、バッテリ110に逆流阻止ダイオード104を挿入することで、ノイズを速やかに抑え、不要な電流が電装品に逆流することを防止することができる。なお、正逆方向の高調波ノイズは、コンデンサ106により吸収することができる。また、万一、コンデンサ106や逆流阻止ダイオード104が故障して短絡したときには、バッテリ110から流れる大電流によりヒューズ105が溶断して、事故を防ぐようにしている。
なお、コンデンサ106の容量としては、バッテリ110が12V定格の場合、0.47μF、耐圧250V程度のものを使用することができる。
In this way, by inserting the backflow prevention diode 104 into the battery 110, noise can be quickly suppressed, and unnecessary current can be prevented from flowing back to the electrical components. Note that the harmonic noise in the forward and reverse directions can be absorbed by the capacitor 106. Also, in the unlikely event that the capacitor 106 or the backflow prevention diode 104 fails and is short-circuited, the fuse 105 is melted by a large current flowing from the battery 110 to prevent an accident.
In addition, as the capacity | capacitance of the capacitor | condenser 106, when the battery 110 is 12V rating, what is about 0.47 micro F and withstand voltage | pressure 250V can be used.

本発明が適用されるオーディオ回路の構成を示す回路図。The circuit diagram showing the composition of the audio circuit to which the present invention is applied. 図1に示すオーディオ回路のアンプをスイッチに置き換え、トランスに交流信号を入力する代わりにトランスの二次側にバッテリを挿入した回路を示す図。The figure which replaces the amplifier of the audio circuit shown in FIG. 1 with a switch, and shows the circuit which inserted the battery into the secondary side of the transformer instead of inputting an alternating current signal into a transformer. 図2に示す回路でスイッチ4がオン、オフ動作する際のA点の電位波形を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a potential waveform at a point A when the switch 4 is turned on and off in the circuit shown in FIG. 2. 図2に示す回路からダイオードD2を除去した回路を示す図。The figure which shows the circuit which removed the diode D2 from the circuit shown in FIG. 図2に示す回路からコンデンサC1、ダイオードD2を除去した回路を示す図。The figure which shows the circuit which removed the capacitor | condenser C1 and the diode D2 from the circuit shown in FIG. 図5示す回路においてにスイッチ4をオン、オフ動作させたときのA点及びC点における電位の変化状態を示す波形図。FIG. 6 is a waveform diagram showing a potential change state at points A and C when the switch 4 is turned on and off in the circuit shown in FIG. 5. 図2に示す回路からコンデンサC1を除去し、ダイオードD2を残した回路を示す図。The figure which removes the capacitor | condenser C1 from the circuit shown in FIG. 2, and shows the circuit which left the diode D2. 図7に示す回路でスイッチ4をオン、オフ動作させたときのA点における電位の変化状態を示す波形図。FIG. 8 is a waveform diagram showing a potential change state at point A when the switch 4 is turned on and off in the circuit shown in FIG. 7. 本発明が適用されるスイッチング電源の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the switching power supply with which this invention is applied. 本発明の実施形態に係る逆起電力防止ユニットの外観を示す図。The figure which shows the external appearance of the back electromotive force prevention unit which concerns on embodiment of this invention. 本発明に係る逆起電力防止ユニットをバッテリに接続した状態を示す回路図。The circuit diagram which shows the state which connected the back electromotive force prevention unit which concerns on this invention to the battery. 車載バッテリおよび車載機器の電気回路図。The electric circuit diagram of a vehicle-mounted battery and a vehicle-mounted apparatus. 従来のノイズフィルタの例を示す回路図。The circuit diagram which shows the example of the conventional noise filter.

符号の説明Explanation of symbols

1…トランス
2…増幅器
3…スピーカ
3a…駆動コイル
4…スイッチ
C1…コンデンサ
D1、D2…ダイオード
100…逆起電力防止ユニット
102…正側リード線
103…負側リード線
104…逆流阻止ダイオード
105…ヒューズ
106…コンデンサ
107…ヒューズソケット
108,109…圧着端子
110…バッテリ
111…セルモータ
112…電装品
113…発電機
114…スタータスイッチ
115…整流用ダイオード
116…自動オンオフスイッチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Transformer 2 ... Amplifier 3 ... Speaker 3a ... Drive coil 4 ... Switch C1 ... Capacitor D1, D2 ... Diode 100 ... Back electromotive force prevention unit 102 ... Positive side lead wire 103 ... Negative side lead wire 104 ... Backflow prevention diode 105 ... Fuse 106 ... Capacitor 107 ... Fuse socket 108, 109 ... Crimp terminal 110 ... Battery 111 ... Cell motor 112 ... Electrical component 113 ... Generator 114 ... Starter switch 115 ... Rectifier diode 116 ... Automatic on / off switch

Claims (3)

直流供給源からスイッチング動作をする回路素子または回路部を介して給電されるように構成され前記スイッチング動作の際に生じる誘導性負荷に起因するノイズが出力される回路装置における逆起電力防止ユニットであって、
そのカソードが前記直流供給源の正端子に接続され、そのアノードが前記直流供給源の負端子に接続されるダイオードと、
該ダイオードに並列接続されるコンデンサとを有し、
前記ダイオードは、前記誘導性負荷を吸収するものであり、
前記コンデンサは、前記ダイオードのカソード側の電圧を、給電がオン状態に切り替わったときに所定のレベルまで一時的に下降させるとともに給電がオフ状態に切り替わったときに所定のレベルまで一時的に上昇させ、且つ、前記逆起電力により生じる高調波成分を前記直流供給源側に戻すものであることを特徴とする、
逆起電力防止ユニット。
A back electromotive force prevention unit in a circuit device configured to be fed from a DC supply source through a circuit element or a circuit unit that performs a switching operation and that outputs noise due to an inductive load generated during the switching operation. There,
A diode whose cathode is connected to the positive terminal of the DC source and whose anode is connected to the negative terminal of the DC source;
A capacitor connected in parallel to the diode;
The diode absorbs the inductive load,
The capacitor temporarily lowers the voltage on the cathode side of the diode to a predetermined level when the power supply is switched on and temporarily increases the voltage to a predetermined level when the power supply is switched off. And, the harmonic component generated by the back electromotive force is returned to the DC supply source side,
Back electromotive force prevention unit.
前記直流供給源は、バッテリと、該バッテリの電圧に応じてオンオフ動作を繰り返す充電用発電機との組み合わせであり、
該充電用発電機もまた前記逆起電力を生じさせる回路素子を含むことを特徴とする、
請求項1記載の逆起電力防止ユニット。
The DC supply source is a combination of a battery and a charging generator that repeats an on / off operation according to the voltage of the battery,
The charging generator also includes a circuit element that generates the counter electromotive force,
The back electromotive force prevention unit according to claim 1.
前記回路装置は、コンパレータと、発振器と、トランスとを含み、
前記コンパレータは、前記直流供給源の正極性電力と前記発振器の出力との比較結果に応じて周期的にハイレベルとローレベルとの間で変化する交流信号が出力するものであり、
前記トランスは、その一次側の前記コンパレータの出力を変圧して二次側に出力するものであることを特徴とする、
請求項1記載の逆起電力防止ユニット。
The circuit device includes a comparator, an oscillator, and a transformer.
The comparator outputs an AC signal that periodically changes between a high level and a low level according to a comparison result between the positive polarity power of the DC supply source and the output of the oscillator.
The transformer is characterized in that the output of the comparator on the primary side is transformed and output to the secondary side,
The back electromotive force prevention unit according to claim 1.
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