JP2011152003A - Circuit and method for protecting overvoltage - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、過電圧保護回路、及び過電圧保護方法に関する。 The present invention relates to an overvoltage protection circuit and an overvoltage protection method.
電源装置などにおいては、負荷に対して過電圧が印加されることを防止するために、過電圧保護回路が設けられる。 In a power supply device or the like, an overvoltage protection circuit is provided to prevent an overvoltage from being applied to a load.
関連技術として、特許文献1(実開昭61−144737)に、過電圧保護装置が記載されている。この過電圧保護装置は、商用交流電源に電気ヒューズを介して接続された電源トランスを設けた電源回路と、交流電源に整流用ダイオード及びツェナー電圧が交流電源電圧の正常時における半波電圧よりも大きい定電圧ダイオードを直列に介して接続された時定数の比較的大きいCR積分回路と、交流電源に電気ヒューズを介して接続され、CR積分回路のコンデンサの所定充電電圧に応動する半導体スイッチング素子とを具備してなることを特徴としている。 As a related technique, Patent Document 1 (Japanese Utility Model Laid-Open No. 61-144737) describes an overvoltage protection device. This overvoltage protection device includes a power supply circuit provided with a power transformer connected to a commercial AC power supply through an electric fuse, and a rectifying diode and a Zener voltage in the AC power supply are larger than a half-wave voltage when the AC power supply voltage is normal. A CR integrating circuit having a relatively large time constant connected through a constant voltage diode in series, and a semiconductor switching element connected to an AC power source through an electric fuse and responding to a predetermined charging voltage of a capacitor of the CR integrating circuit. It is characterized by comprising.
他の関連技術として、特許文献2(特開平3−214067)に記載された電源装置が挙げられる。この公報には、電源回路に対する商用電源入力ライン間に、ターンオン時にライン間を短絡するトライアックと、ツェナーダイオード、抵抗、ダイオード、抵抗及びコンデンサからなる定電圧検出回路とをそれぞれ並列接続することが記載されている。 As another related technology, there is a power supply device described in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 3-214067). This publication describes that a commercial power input line for a power supply circuit is connected in parallel with a triac that short-circuits the lines at turn-on and a constant voltage detection circuit composed of a Zener diode, a resistor, a diode, a resistor, and a capacitor. Has been.
その他に、本願発明者が知りえた関連技術として、特許文献3(特開2007−43822)に記載された過電圧保護回路、特許文献4(特開昭56−139028)に記載された電源回路、特許文献5(特開昭58−6032)に記載された定電圧電源の保護回路、特許文献6(特開平1−144314)に記載された電源装置、及び特許文献7(特開平5−130730)に記載されたDC−DCコンバータの保護回路が挙げられる。 In addition, as related technologies that the inventor has known, an overvoltage protection circuit described in Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-43822), a power supply circuit described in Patent Document 4 (Japanese Patent Laid-Open No. 56-139028), a patent A constant voltage power supply protection circuit described in Document 5 (Japanese Patent Laid-Open No. 58-6032), a power supply device described in Patent Document 6 (Japanese Patent Laid-Open No. 1-144314), and Patent Document 7 (Japanese Patent Laid-Open No. 5-130730) The protection circuit of the described DC-DC converter is mentioned.
図1は、本願発明者が考えた過電圧保護回路の一例を示す回路図である。図1に示される過電圧保護回路は、ヒューズF1、ツェナーダイオードD1、抵抗R1、及びサイリスタD2を備えている。ヒューズF1は、高電圧入力端IN+と負荷とを接続する高電圧入力ラインに設けられている。ツェナーダイオードD1は、カソードで高電圧入力ラインに接続されている。ツェナーダイオードD1のアノードは、抵抗R1を介して、低電圧入力ライン(低電圧入力端IN−と負荷とを接続するライン)に接続されている。サイリスタD2は、アノードで高電圧入力ラインに接続されており、カソードで低電圧入力ラインに接続されている。また、ツェナーダイオードD1のアノードは、サイリスタD2のゲートに接続されている。 FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of an overvoltage protection circuit considered by the inventors of the present application. The overvoltage protection circuit shown in FIG. 1 includes a fuse F1, a Zener diode D1, a resistor R1, and a thyristor D2. The fuse F1 is provided on the high voltage input line that connects the high voltage input terminal IN + and the load. Zener diode D1 is connected to the high voltage input line at the cathode. The anode of the Zener diode D1 is connected to a low voltage input line (a line connecting the low voltage input terminal IN− and the load) via a resistor R1. The thyristor D2 has an anode connected to the high voltage input line and a cathode connected to the low voltage input line. The anode of the Zener diode D1 is connected to the gate of the thyristor D2.
図1に示される過電圧保護回路において、入力ライン間に過電圧が印加されると、ツェナーダイオードD1が逆方向に導通する。その結果、サイリスタD2のゲートにゲート電流が流れる。サイリスタD2のアノードとカソード間が導通状態となり、高電圧入力ラインと低電圧入力ラインとの間が導通する。その結果、短絡電流が高電圧入力端IN+からサイリスタD2を介して低電圧入力端IN−に流れ、ヒューズF1が溶断する。従って、負荷に対して過電圧が印加されることが防止され、負荷の故障が防止される。 In the overvoltage protection circuit shown in FIG. 1, when an overvoltage is applied between the input lines, the Zener diode D1 conducts in the reverse direction. As a result, a gate current flows through the gate of the thyristor D2. The anode and cathode of the thyristor D2 are brought into conduction, and the high voltage input line and the low voltage input line are conducted. As a result, a short circuit current flows from the high voltage input terminal IN + to the low voltage input terminal IN− via the thyristor D2, and the fuse F1 is blown. Therefore, an overvoltage is prevented from being applied to the load, and a load failure is prevented.
ところで、過電圧の発生が瞬間的である場合には、負荷が過電圧の影響を受けないことがある。従って、過電圧の発生が瞬間的である場合には、負荷を過電圧から保護する必要は無いと考えられる。しかしながら、図1に示される過電圧保護回路では、瞬間的であっても、過電圧が印加されると、サイリスタD2のゲートに、ゲートトリガ電圧以上の電圧が印加される。その結果、サイリスタD2が導通する。サイリスタD2は、一度導通状態になると、保持電流以上の電流が流れていれば、導通状態を保持する。サイリスタをオフ状態にするためには、アノード電流を保持電流以下にするか、アノードをある一定以上の時間、逆バイアスにするしかない。そのため、瞬間的であったとしても、過電圧が発生すれば、短絡電流が流れ続け、ヒューズF1が確実に溶断される。その後、負荷に対して所望する電圧を供給するためには、溶断されたヒューズF1を修理しなければならない。 By the way, when the occurrence of the overvoltage is instantaneous, the load may not be affected by the overvoltage. Therefore, when the occurrence of overvoltage is instantaneous, it is considered unnecessary to protect the load from overvoltage. However, in the overvoltage protection circuit shown in FIG. 1, even if it is instantaneous, when an overvoltage is applied, a voltage higher than the gate trigger voltage is applied to the gate of the thyristor D2. As a result, the thyristor D2 becomes conductive. Once the thyristor D2 becomes conductive, the thyristor D2 holds the conductive state if a current equal to or greater than the holding current flows. In order to turn off the thyristor, the anode current must be kept below the holding current, or the anode must be reverse-biased for a certain time or more. Therefore, even if instantaneous, if an overvoltage occurs, a short-circuit current continues to flow and the fuse F1 is reliably blown. Thereafter, the blown fuse F1 must be repaired in order to supply the desired voltage to the load.
また、サイリスタD2は、何らかの原因により、誤点弧することも考えられる。サイリスタD2が誤点弧した場合も、瞬間的に過電圧が発生した場合と同様に、短絡電流が流れつづけ、ヒューズF1が確実に溶断されてしまう。 The thyristor D2 may be misfired for some reason. Even when the thyristor D2 is falsely fired, as in the case where an overvoltage is instantaneously generated, a short-circuit current continues to flow, and the fuse F1 is surely blown.
すなわち、図1に示される過電圧保護回路では、負荷に対する電圧供給が不必要に遮断されてしまうことがある、という問題点があった。 That is, the overvoltage protection circuit shown in FIG. 1 has a problem that the voltage supply to the load may be interrupted unnecessarily.
本発明に係る過電圧保護回路は、第1電圧供給端と負荷とを接続する第1入力ラインに設けられ、所定値以上の電流が流れると切断される、過電流遮断回路と、前記第1入力ラインと、第2電圧供給端と負荷とを接続する第2入力ラインとの間に介装される、サイリスタと、前記サイリスタと前記第1入力ラインとの間に介装され、前記サイリスタと前記第1入力ラインとを導通させるか否かを切り替える、スイッチ回路と、一端で前記第1入力ラインに接続され、他端で前記第2入力ラインに接続され、前記第1入力ラインと前記第2入力ラインとの間の電圧差が予め設定された制限電圧以上になった場合に、前記第1入力ラインを前記サイリスタのゲートと導通させる、過電圧検出回路と、前記スイッチ回路の動作を制御する、制御回路とを具備する。前記サイリスタのゲートにゲートトリガ電圧以上の電圧が印加された期間が、予め設定された制限期間を超えた場合に、前記制御手段は、前記サイリスタが前記第1入力ラインと導通するように、前記スイッチ回路の動作を制御する。 An overvoltage protection circuit according to the present invention is provided in a first input line connecting a first voltage supply terminal and a load, and is disconnected when a current of a predetermined value or more flows, and the first input A thyristor interposed between a line and a second input line connecting a second voltage supply terminal and a load, and interposed between the thyristor and the first input line, the thyristor and the A switch circuit for switching whether or not to conduct the first input line, and one end connected to the first input line, the other end connected to the second input line, the first input line and the second input line Controlling the operation of the overvoltage detection circuit and the switch circuit, which makes the first input line conductive with the gate of the thyristor when the voltage difference with the input line is equal to or higher than a preset limit voltage; Control circuit Comprising a. When a period in which a voltage equal to or higher than a gate trigger voltage is applied to the gate of the thyristor exceeds a preset limit period, the control unit is configured to make the thyristor conductive with the first input line. Controls the operation of the switch circuit.
本発明に係る電圧保護方法は、第1電圧供給端と負荷とを接続する第1入力ラインと、第2電圧供給端と前記負荷とを接続する第2入力ラインとの間の電圧差が、予め設定された制限電圧以上であるか否かを検出するステップと、前記電圧差が前記制限電圧以上である場合に、前記第1入力ラインと、第2電圧供給端と負荷とを接続する第2入力ラインにカソードで接続されるサイリスタのゲートとを、導通させるステップと、前記サイリスタのゲートに前記制限電圧以上の電圧が印加された期間が、予め設定された制限期間を超えた場合に、前記サイリスタのアノードと前記第1入力ラインとを導通させるステップとを具備する。 In the voltage protection method according to the present invention, the voltage difference between the first input line connecting the first voltage supply terminal and the load and the second input line connecting the second voltage supply terminal and the load is: Detecting whether or not the voltage is higher than a preset limit voltage; and, when the voltage difference is equal to or higher than the limit voltage, connecting the first input line, the second voltage supply terminal, and the load. A step of conducting a thyristor gate connected to a cathode of two input lines, and a period in which a voltage higher than the limit voltage is applied to the gate of the thyristor exceeds a preset limit period, Conducting the anode of the thyristor and the first input line.
本発明によれば、負荷に対する電圧供給が不必要に遮断されることの無い、過電圧保護回路、及び過電圧保護方法が提供される。 According to the present invention, an overvoltage protection circuit and an overvoltage protection method are provided in which voltage supply to a load is not unnecessarily interrupted.
以下に、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図2は、本実施形態に係る過電圧保護回路1が適用される電気回路を示す概略図である。この電気回路は、過電圧保護回路1に加え、負荷2、高電圧入力端3(第1電圧入力端)、及び低電圧入力端4(第2電圧入力端)を有している。高電圧入力端3は、高電圧入力ライン20(第1電圧入力ライン)を介して負荷2に接続されており、負荷2に対して高電圧を供給する。低電圧入力端4は、低電圧入力ライン21(第2電圧入力ライン)を介して負荷2に接続されており、負荷2に対して低電圧を供給する。
(First embodiment)
FIG. 2 is a schematic diagram showing an electric circuit to which the
過電圧保護回路1は、負荷2に対して、負荷2が故障してしまうような過電圧が供給されてしまうことを防止する回路である。過電圧保護回路1は、ヒューズ23、過電圧検出回路5、サイリスタ6、制御回路7、及びスイッチ回路8を備えている。
The
ヒューズ23は、高電圧入力ライン20に介装されている。ヒューズ23は、所定値以上の電流が流れると切断される過電流遮断回路として機能する。
The
サイリスタ6は、過電圧が発生した場合に、高電圧入力ライン20と低電圧入力ライン21とを短絡させるために設けられている。サイリスタ6は、アノード側で高電圧入力ライン20に接続され、カソード側で低電圧入力ライン21に接続されている。
The
過電圧検出回路5は、入力ライン(20、21)間に過電圧が発生しているか否かを検出するために設けられている。過電圧検出回路5は、入力ライン間の電圧差が予め設定された制限電圧以上になった場合に、過電圧の発生を検知する。そして、サイリスタ6のゲートを高電圧入力ライン20と導通させる。具体的には、過電圧検出回路5は、ツェナーダイオード9及び抵抗素子10を有している。ツェナーダイオード9は、カソードで高電圧入力ライン20に接続されており、アノードで抵抗素子10の一端に接続されている。また、ツェナーダイオード9のアノードは、サイリスタ6のゲートに接続されている。抵抗素子10の他端は、低電圧入力ライン21に接続されている。このような構成を採用すれば、入力ライン(20、21)間の電圧差が制限電圧(ツェナーダイオード9が導通するような電圧)以上になった場合(過電圧が発生した場合)に、ツェナーダイオード9を介して、サイリスタ6のゲートと高電圧入力ライン20とが導通する。その結果、サイリスタ6のゲートに、ゲートトリガ電圧以上の電圧が印加され、サイリスタ6がオン状態になる。
The overvoltage detection circuit 5 is provided to detect whether or not an overvoltage has occurred between the input lines (20, 21). The overvoltage detection circuit 5 detects the occurrence of an overvoltage when the voltage difference between the input lines becomes equal to or higher than a preset limit voltage. Then, the gate of the
スイッチ回路8は、高電圧入力ライン20とサイリスタ6のアノードとの間を導通させるか否かを切り替えるように、設けられている。
The
制御回路7は、スイッチ回路8の動作を制御する回路である。制御回路7は、サイリスタ6のゲートに接続されている。制御回路7は、サイリスタ6のゲート電圧がゲートトリガ電圧以上となった期間が、予め設定された制限期間を超えたか否かを検出する。そして、制限期間を超えた場合にのみ、スイッチ回路8に対して、高電圧入力ライン20とサイリスタ6のアノードとを導通させるような制御信号を送出する。すなわち、高電圧入力ライン20とサイリスタ6のアノードとの間は、サイリスタ6のゲートに、パルス幅が制限期間以上であるゲートトリガ電圧以上の電圧信号が印加された場合にのみ、導通する。尚、制限期間は、過電圧が負荷2に供給された時間が制限期間以内であれば負荷2が故障しないような長さに、設定される。
The
続いて、過電圧保護回路1の動作方法について説明する。正常時運転時には、入力ライン(20、21)間に12VDCの電圧が印加されるものと仮定する。そして、負荷2の入力電圧の絶対最大定格にマージンを考慮して、制限電圧として16VDCが設定されているものとする。すなわち、ツェナーダイオード9のツェナー電圧が、入力ライン(20、21)間に16V以上の電圧が印加された場合にツェナーダイオード9が逆方向にも導通するように、設定されているものとする。
Next, an operation method of the
何らかの理由により、高電圧入力端3と低電圧入力端4との間の電圧が16Vに達したものとする。このとき、ツェナーダイオード9は、逆方向にも導通し、サイリスタ6のゲートにゲート電流が流れる。その結果、サイリスタ6のゲート電圧は、ゲートトリガ電圧以上になる。
It is assumed that the voltage between the high
ここで、サイリスタ6のゲート電圧がゲートトリガ電圧以上となった時間(期間)が制限期間を超えた場合、制御回路7は、スイッチ回路8に対して、高電圧入力ライン20とサイリスタ6のアノードとを導通させるような制御信号を送出する。その結果、サイリスタ6のアノードとカソード間が導通状態となり、入力ライン(20、21)間が短絡する。これにより、高電圧入力端3から、ヒューズ23、及びサイリスタ6を介して、低電圧入力端4に短絡電流が流れる。ヒューズ23が溶断され、負荷2に過電圧(16Vを越える電圧)が印加されることが防止される。すなわち、負荷は、過電圧から保護される。
Here, when the time (period) when the gate voltage of the
一方で、サイリスタ6のゲート電圧がゲートトリガ電圧以上となったとしても、その期間が制限期間を超えない場合、制御回路7は、スイッチ回路8に対して、高電圧入力ライン20とサイリスタ6のアノードとの間を遮断するような制御信号を送出する。この場合、入力ライン(20、21)間が短絡することはなく、ヒューズ23は溶断されない。負荷2に対しては、瞬間的に過電圧が印加されることになる。しかし、負荷2過電圧が加えられる期間は制限期間内であるため、負荷2が故障することも無い。
On the other hand, even if the gate voltage of the
以上説明したように、本実施形態によれば、入力ライン(20、21)間に過電圧が印加されたとしても、制限期間を超えない限り、入力ライン(20、21)間が短絡しない。従って、過電圧の発生が瞬間的である場合、及び瞬間的なノイズによりサイリスタ6のゲートにゲートトリガ電圧以上の電圧が加わりサイリスタ6が誤点弧した場合などにおいては、ヒューズ23が溶断されない。従って、不必要にヒューズ23が溶断されることが防止される。
As described above, according to the present embodiment, even if an overvoltage is applied between the input lines (20, 21), the input lines (20, 21) are not short-circuited unless the limit period is exceeded. Accordingly, the
(第2の実施形態)
続いて、第2の実施形態について説明する。図3は、本実施形態に係る過電圧保護回路1を示す構成図である。本実施形態では、制御回路7の具体的構成について説明する。制御回路7の構成以外については、第1の実施形態と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。尚、スイッチ回路8は、制御回路7からロウレベル電圧を取得した場合に、高電圧入力ライン20とサイリスタ6のアノードとを導通させ、ハイレベル電圧を取得した場合に、高電圧入力ライン20とサイリスタ6のアノードとの間を遮断するように構成されている。
(Second Embodiment)
Next, the second embodiment will be described. FIG. 3 is a configuration diagram showing the
図3に示されるように、制御回路7は、コンパレータ12、CR積分回路11、およびツェナーダイオード18を備えている。
As shown in FIG. 3, the
CR積分回路11は、容量素子19、抵抗素子14、及び抵抗素子15を備えている。容量素子19は、一端でサイリスタ6のゲートに接続され、他端で低電圧入力ライン21に接続されている。抵抗素子14は、一端でサイリスタ6のゲートに接続され、他端で抵抗素子15の一端に接続されている。抵抗素子15の他端は、コンパレータ12の反転入力端に接続されている。
The CR integration circuit 11 includes a
コンパレータ12は、ハイレベル電圧端子33から供給されるハイレベル電圧と、低電圧供給端4から供給される低電圧(ロウレベル電圧)との何れかを出力するように構成されている。コンパレータ12の出力端は、スイッチ回路8に接続されている。コンパレータ12の反転入力端は、既述のように、CR積分回路11に接続されている。コンパレータの非反転入力端は、抵抗素子16を介して、ツェナーダイオード18のカソードに接続されている。また、非反転入力端は、抵抗素子17を介して、低電圧入力ライン21に接続されている。抵抗素子17、抵抗素子16、及び抵抗素子13は、コンパレータ12の非反転入力端に、基準電圧が印加されるように、設計されている。コンパレータ12は、反転入力端に印加された電圧が基準電圧を超えた場合にロウレベル電圧を出力し、反転入力端に印加された電圧が基準電圧よりも低い場合にハイレベル電圧を出力するように、構成されている。
The
ツェナーダイオード18は、アノードで低電圧入力ライン21に接続されている。ツェナーダイオード18のカソードは、抵抗素子13を介して、ハイレベル電圧端子33に接続されている。
The
CR積分回路11の時定数は、サイリスタ6のゲート電圧にゲートトリガ電圧以上の電圧が印加された期間が制限期間を超えた場合にコンパレータ12の反転入力端に対して基準電圧を超える電圧が供給されるように、設定されている。
The time constant of the CR integration circuit 11 is such that a voltage exceeding the reference voltage is supplied to the inverting input terminal of the
本実施形態によれば、サイリスタ6のゲート電圧が定常的にゲートトリガ電圧以上になった場合(制限期間を超えてゲート電圧がゲートトリガ電圧以上になった場合)、CR積分回路14が、コンパレータ15に対して、基準電圧以上の電圧を供給する。その結果、コンパレータ12は、ロウレベル電圧をスイッチ回路8に出力する。スイッチ回路8は、ロウレベル電圧を取得すると、高電圧入力ライン20とサイリスタ6のアノードとの間を導通させる。その結果、短絡電流が流れ、ヒューズ23が溶断される。
According to the present embodiment, when the gate voltage of the
一方、過電圧の発生が瞬間的である場合には、CR積分回路14は、コンパレータ15に対して、基準電圧を下回る電圧を供給する。その結果、コンパレータ15は、スイッチ回路8に、ハイレベル電圧を出力する。スイッチ回路8は、ハイレベル電圧を取得すると、高電圧入力ライン20とサイリスタ6のアノードとの間を遮断する。従って、短絡電流が流れることはなく、ヒューズ23は溶断されない。ゲートトリガ電圧以上のノイズがゲートに加わることによりサイリスタ6が誤点弧した場合も、同様に、ヒューズ23は溶断されない。通常動作時も、同様に、ヒューズ23は溶断されない。
On the other hand, when the occurrence of the overvoltage is instantaneous, the
以上説明したように、本実施形態のような構成を採用しても、第1の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。 As described above, even if the configuration of the present embodiment is adopted, the same operational effects as those of the first embodiment can be obtained.
(第3の実施形態)
続いて、第3の実施形態について説明する。図4は、本実施形態に係る過電圧保護回路1を示す構成図である。本実施形態では、スイッチ回路8の具体的構成について説明する。図4に示されるように、スイッチ回路8は、トランジスタ25、及びPチャネル型MOSFET24を備えている。
(Third embodiment)
Subsequently, a third embodiment will be described. FIG. 4 is a configuration diagram showing the
FET24は、ソースで高電圧入力ライン20に接続され、ドレインでサイリスタ6のアノードに接続されている。FET24のゲートは、抵抗素子29を介して、接地されている。
The
トランジスタ25のベースは、抵抗素子28を介して制御回路7に接続されている。また、トランジスタ25のエミッタは、FET24のゲートに接続されている。トランジスタのコレクタは、高電圧入力ライン20に接続されている。トランジスタ25のベースは、抵抗素子27を介して、トランジスタ25のコレクタに接続されている。また、トランジスタ25のコレクタは、抵抗素子26を介して、トランジスタ25のエミッタと接続されている。
The base of the
スイッチ回路8として上述のような構成を採用すれば、制御回路7からロウレベル電圧が供給された場合に、サイリスタ6のアノードと高電圧入力ライン20とを導通させることができる。また、制御回路7からハイレベル電圧が供給された場合に、サイリスタ6のアノードを高電圧入力ライン20から遮断することができる。すなわち、制御回路7がロウレベル電圧を出力した場合、トランジスタ25がオフ状態になり、FET24がオン状態になる。一方、制御回路7がハイレベル電圧を出力した場合、トランジスタ25がオン状態になり、FET24がオフ状態になる。従って、制御回路7が、過電圧が定常的に発生した場合にのみロウレベル電圧を出力するように構成されていれば、過電圧が定常的に発生した場合にのみ、高電圧入力ライン20と低電圧入力ライン21とを短絡させることができる。その結果、既述の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
If the configuration as described above is employed as the
(第4の実施形態)
続いて、第4の実施形態について説明する。図5は、本実施形態に係る過電圧保護回路1を示す構成図である。本実施形態では、第3の実施形態に対して、スイッチ回路8の具体的構成が変更されている。その他の点については、第3の実施形態と同様の構成を採用することができるので、詳細な説明は省略する。
(Fourth embodiment)
Subsequently, a fourth embodiment will be described. FIG. 5 is a configuration diagram showing the
図5に示されるように、スイッチ回路8は、ノーマリオンのフォトMOSリレー回路を備えている。すなわち、スイッチ回路8は、フォトダイオード31、及びスイッチ素子32を備えている。フォトダイオード31のアノードは、抵抗素子30を介して、制御回路7に接続されている。フォトダイオード31のカソードは、接地されている。スイッチ素子32は、高電圧入力ライン20とサイリスタ6のアノードとの間に介装されており、フォトダイオード31が発光した場合にオフ状態になり、フォトダイオード31が発光していない場合にはオン状態になるように構成されている。
As shown in FIG. 5, the
本実施形態のような構成を採用しても、制御回路7が、過電圧が定常的に発生した場合にのみロウレベル電圧を出力するように構成されていれば、過電圧が定常的に発生した場合にのみ、フォトダイオード31が消光し、高電圧入力ライン20と低電圧入力ライン21とを短絡させることができる。その結果、既述の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
Even if the configuration as in the present embodiment is adopted, if the
以上、本発明について、第1の実施形態乃至第4の実施形態について説明した。尚、これらの実施形態は互いに独立するものではなく、矛盾の無い範囲内で組み合わせて用いることも可能である。 As above, the first to fourth embodiments of the present invention have been described. These embodiments are not independent from each other, and can be used in combination within a consistent range.
図6は、第2の実施形態と第3の実施形態を組み合わせた過電圧保護回路1を示す図である。図6に示される例では、制御回路7として、CR積分回路11及びコンパレータ12を含む回路が用いられ、スイッチ回路8として、トランジスタ25及びFET24を含む回路が用いられている。このような構成を採用しても、既述の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
FIG. 6 is a diagram illustrating an
また、図7は、第2の実施形態と第4の実施形態を組み合わせた過電圧保護回路1を示す図である。図7に示される例では、制御回路7として、CR積分回路11及びコンパレータ12を含む回路が用いられ、スイッチ回路8として、ノーマリオンのフォトMOSリレー回路が用いられている。このような構成を採用しても、既述の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
FIG. 7 is a diagram showing an
1 過電圧保護回路
2 負荷
3 高電圧入力端
4 低電圧入力端
5 過電圧検出回路
6 サイリスタ
7 制御回路
8 スイッチ回路
9 ツェナーダイオード
10 抵抗素子
11 CR積分回路
12 コンパレータ
13 抵抗素子
14 抵抗素子
15 抵抗素子
16 抵抗素子
17 抵抗素子
18 ツェナーダイオード
19 容量素子
20 高電圧入力ライン
21 低電圧入力ライン
23 ヒューズ
24 FET
25 トランジスタ
26 抵抗素子
27 抵抗素子
28 抵抗素子
29 抵抗素子
30 抵抗素子
31 フォトダイオード
32 スイッチ素子
33 ハイレベル電圧供給端子
DESCRIPTION OF
25
Claims (5)
前記第1入力ラインと、第2電圧供給端と前記負荷とを接続する第2入力ラインとの間に介装される、サイリスタと、
前記サイリスタと前記第1入力ラインとの間に介装され、前記サイリスタと前記第1入力ラインとを導通させるか否かを切り替える、スイッチ回路と、
前記第1入力ラインと前記第2入力ラインとの間の電圧差が予め設定された制限電圧以上になった場合に、前記第1入力ラインを前記サイリスタのゲートと導通させる、過電圧検出回路と、
前記スイッチ回路の動作を制御する、制御回路と、
を具備し、
前記制御手段は、前記サイリスタのゲートにゲートトリガ以上の電圧が印加された期間が、予め設定された制限期間を超えた場合に、前記サイリスタと前記第1入力ラインとを導通させるように、前記スイッチ回路の動作を制御する
過電圧保護回路。 An overcurrent cutoff circuit that is provided in a first input line that connects the first voltage supply terminal and the load, and is disconnected when a current of a predetermined value or more flows;
A thyristor interposed between the first input line and a second input line connecting the second voltage supply terminal and the load;
A switch circuit that is interposed between the thyristor and the first input line and switches whether the thyristor and the first input line are conducted;
An overvoltage detection circuit for conducting the first input line with the gate of the thyristor when a voltage difference between the first input line and the second input line is equal to or higher than a preset limit voltage;
A control circuit for controlling the operation of the switch circuit;
Comprising
The control means is configured to make the thyristor and the first input line conductive when a period in which a voltage higher than a gate trigger is applied to a gate of the thyristor exceeds a preset limit period. Overvoltage protection circuit that controls the operation of the switch circuit.
前記制御回路は、
入力端が前記サイリスタのゲートに接続された、CR積分回路と、
前記CR積分回路の出力端から出力されるCR積分回路出力電圧を予め定められた基準電圧と比較し、比較結果を示す信号をスイッチ回路制御信号として前記スイッチ回路に供給する、コンパレータとを備え、
前記コンパレータは、前記CR積分回路出力電圧が前記基準電圧を超えた場合に、前記スイッチ回路がオン状態になるような信号を、前記スイッチ回路制御信号として供給する
過電圧保護回路。 An overvoltage protection circuit according to claim 1,
The control circuit includes:
A CR integrating circuit having an input connected to the gate of the thyristor;
Comparing a CR integration circuit output voltage output from the output terminal of the CR integration circuit with a predetermined reference voltage, and supplying a signal indicating a comparison result to the switch circuit as a switch circuit control signal,
The comparator is an overvoltage protection circuit that supplies, as the switch circuit control signal, a signal that turns on the switch circuit when the output voltage of the CR integration circuit exceeds the reference voltage.
前記スイッチ回路は、電界効果型トランジスタを含んでいる
過電圧保護回路。 An overvoltage protection circuit according to claim 1 or 2,
The switch circuit is an overvoltage protection circuit including a field effect transistor.
前記スイッチ回路は、フォトMOSリレ−回路を有している
過電圧保護回路。 An overvoltage protection circuit according to claim 1 or 2,
The switch circuit is an overvoltage protection circuit having a photo MOS relay circuit.
前記電圧差が前記制限電圧以上である場合に、前記第1入力ラインと、第2電圧供給端と負荷とを接続する第2入力ラインにカソードで接続されるサイリスタのゲートとを、導通させるステップと、
前記サイリスタのゲートに前記制限電圧以上の電圧が印加された期間が、予め設定された制限期間を超えた場合に、前記サイリスタのアノードと前記第1入力ラインとを導通させるステップと、
を具備する
過電圧保護方法。 The voltage difference between the first input line connecting the first voltage supply terminal and the load and the second input line connecting the second voltage supply terminal and the load is greater than or equal to a preset limit voltage. Detecting whether or not,
When the voltage difference is not less than the limit voltage, the first input line and the gate of the thyristor connected at the cathode to the second input line connecting the second voltage supply terminal and the load are made conductive. When,
Electrically connecting the anode of the thyristor and the first input line when a period in which a voltage equal to or higher than the limit voltage is applied to the gate of the thyristor exceeds a preset limit period;
An overvoltage protection method comprising:
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