JP2011159010A - 放電回路 - Google Patents
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Abstract
【課題】コンデンサに充電された電圧を完全に放電する放電回路を提供する。
【解決手段】入力端子12、13と電源端子18−1、18−2間に形成されたコンデンサ17を有し、電源16から電力が供給されないときには、コンデンサ17に充電された電圧を消費しない装置18の電源端子に接続される第1、第2の出力端子14、15と、第1の入力端子12と第1の出力端子14との間に一端が接続された放電抵抗19と、放電抵抗19の他端に一端が接続され、第2の入力端子13と第2の出力端子15との間に他端が接続されたリレースイッチ20と、電源16をON若しくはOFFする信号を受信することにより、電源16およびリレースイッチ20に、所望のタイミングで制御する制御信号S1、S2を供給する制御回路21と、を具備し、リレースイッチ20は、少なくとも電源16がOFF状態のときに、閉じた状態になるように、制御回路21により制御される。
【選択図】図1
【解決手段】入力端子12、13と電源端子18−1、18−2間に形成されたコンデンサ17を有し、電源16から電力が供給されないときには、コンデンサ17に充電された電圧を消費しない装置18の電源端子に接続される第1、第2の出力端子14、15と、第1の入力端子12と第1の出力端子14との間に一端が接続された放電抵抗19と、放電抵抗19の他端に一端が接続され、第2の入力端子13と第2の出力端子15との間に他端が接続されたリレースイッチ20と、電源16をON若しくはOFFする信号を受信することにより、電源16およびリレースイッチ20に、所望のタイミングで制御する制御信号S1、S2を供給する制御回路21と、を具備し、リレースイッチ20は、少なくとも電源16がOFF状態のときに、閉じた状態になるように、制御回路21により制御される。
【選択図】図1
Description
本発明は、装置内部に設けられたコンデンサの放電を行う放電回路に関する。
例えばレーダ装置等は、装置の電源端子に電源ユニットの出力端子を接続し、電源ユニットから電力を供給することにより駆動される。この種の装置は一般に、装置内部に、電源端子間に接続された比較的大容量のコンデンサを有しており、このコンデンサが充電されることにより、装置内部に安定した電圧が供給される。
しかし、例えば上述のレーダ装置等は、電源から電力が供給されないときには、装置内部で電力を消費しない装置であるため、電源を停止したときには、コンデンサに充電された電圧を規定された短い時間内に放電させる必要がある。
従来の放電回路として、以下の構成の放電回路が知られている。すなわち、電源が接続される電源端子と、コンデンサを有する装置が接続される装置端子とを有し、電源端子間には、コンデンサを有する装置内部のコンデンサと並列に接続されるように、トランジスタスイッチを介して放電用の抵抗が設けられるとともに、電源端子間には、このトランジスタスイッチ用のバイアス抵抗が設けられた放電回路である(特許文献1参照)。
この放電回路において、電源が放電回路に接続される(電源から装置に電力が供給される状態)ときには、トランジスタスイッチのエミッタとベースとの電圧が等しいため、トランジスタスイッチはOFF状態(スイッチが開いた状態)である。しかし、電源が放電回路から取り外される(電源から装置に電力が供給されない状態)と、トランジスタスイッチのベース電圧はエミッタ電圧より小さくなるため、トランジスタスイッチはON状態(スイッチが閉じた状態)になる。すなわち、電源を取り外すとトランジスタスイッチはON状態となるため、装置内のコンデンサに充電された電力は、トランジスタスイッチを介して放電用の抵抗で放電される。
しかし、特許文献1に記載された放電回路では、電源を停止しただけではトランジスタスイッチがON状態とならず、トランジスタのB-E間が開放になる必要がある。また、コンデンサ間の電圧がトランジスタがONできる電圧より小さくなると、コンデンサに充電された電圧を完全に放電することはできないという問題がある。そのため、放電後のコンデンサの電圧を極力小さくするような設計、すなわち、トランジスタスイッチ、放電用の抵抗、およびバイアス抵抗を、コンデンサ間の電圧が小さくなるように設計しなければならない。従って、放電回路の回路設計が複雑になる問題もある。
そこで、本発明の課題は、コンデンサに充電された電圧を完全に放電することができ、かつ、回路設計が容易な放電回路を提供することにある。
本発明による放電回路は、電源にそれぞれ接続される第1、第2の入力端子と、電源端子および、この電源端子間に形成されたコンデンサを有し、前記電源から電力が供給されないときには、前記コンデンサに充電された電圧を消費しない装置の前記電源端子にそれぞれ接続される第1、第2の出力端子と、前記第1の入力端子と前記第1の出力端子との間に一端が接続された放電抵抗と、この放電抵抗の他端に一端が接続され、前記第2の入力端子と前記第2の出力端子との間に他端が接続されたスイッチと、前記電源をON若しくはOFFする信号を受信することにより、前記電源および前記スイッチに、これらの状態を所望のタイミングで制御する制御信号を供給する制御回路と、を具備し、前記スイッチは、少なくとも前記電源がOFF状態のときに、閉じた状態になるように、前記制御回路により制御されることを特徴とするものである。
本発明によれば、コンデンサに充電された電圧を完全に放電することができ、かつ、回路設計が容易な放電回路を提供することできる。
以下に、本発明の実施形態に係る放電回路について、図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る放電回路およびその周辺を模式的に示すブロック図である。図1に示すように、本実施形態に係る放電回路11は、第1、第2の入力端子12、13および第1、第2の出力端子14、15を、互いに対向する位置に有している。
第1の入力端子12および第2の入力端子13は、放電回路11外部の電源16に接続される。また、第1の出力端子14および第2の出力端子15は、電源16および本実施形態の放電回路11からなる電源ユニットの出力端子となり、装置18の電源端子18−1、18−2に接続される。装置18は、例えばレーダ装置等のように、電源端子18−1、18−2間にコンデンサ17が形成されたものであって、少なくとも電源16から電力が供給されないときには、コンデンサ17に充電された電力を消費しない装置である。また、このような装置18を駆動させるための電源16は、定電圧源等の直流電源若しくは、所望の電圧値および所望のパルス幅のパルスを出力するパルス電源であり、接続される装置18に応じて適宜選択される。
第1の入力端子12と第1の出力端子14との間には、放電抵抗19の一端が接続されている。この放電抵抗19の他端は、b接点型のリレースイッチ20に接続されている。
ここで、リレースイッチ20とは、スイッチ機構20−1およびこのスイッチ機構20−1の動作を制御するスイッチ制御機構20−2とを有するものである。また、スイッチ機構20−1とは、例えば2枚の金属性の板からなるものであり、スイッチ制御機構20−2とは、2枚の金属性の板の接触、非接触を制御する例えばコイルである。このようなリレースイッチ20は、スイッチ制御機構20−2であるコイルに電流が流れると、コイルに磁界が発生し、この磁界により、2枚の金属性の板の接触、非接触を制御し、スイッチ機構20−1のクローズ/オープンが制御される。また、b点型のリレースイッチ20とは、例えばコイルに磁界が発生した時に、スイッチ機構20−1がオープン状態(開いた状態)に制御される、いわゆるノーマルクローズタイプのリレースイッチである。なお、このタイプのリレースイッチは、このスイッチをクローズ状態にするためには電源が不要なものである。
また、放電回路11は、電源16およびリレースイッチ20の動作を制御する制御回路21を有している。この制御回路は21、制御信号生成回路22および遅延回路23を有しており、外部から電源16をONまたはOFFする信号を受信することにより、電源16をON若しくはOFFする信号S1(以下、電源制御用信号S1と称す)およびリレースイッチ20をオープン若しくはクローズする信号S2(以下、スイッチ制御用信号S2と称す)を、所望のタイミングで出力する回路である。
制御信号生成回路22は、制御回路21が放電回路11の外部から電源16をONまたはOFFする信号を受信することにより、電源制御用信号S1およびスイッチ制御用信号S2を生成する回路である。また、遅延回路23は、電源制御用信号S1およびスイッチ制御用信号S2を、所望のタイミングで出力するように制御する回路である。
次に、上述の放電回路11の動作について、図2を参照して説明する。図2は、電源16を制御するタイミングと、放電回路11内のリレースイッチ20を制御するタイミングとを比較して示すタイミングチャートである。
まず、電源16がOFF状態(電源16から装置18に電力が供給されない状態)において、リレースイッチ20は、このスイッチ20がb接点型のスイッチであるため、クローズ状態(閉じた状態)である。
この状態において、図1に示される制御回路21に電源16をON状態(電源16から装置18に電力が供給される状態)にする信号が供給されると、制御回路21は、電源16にこれをON状態にする電源制御用信号S1を供給し、また、リレースイッチ20にこれをオープン状態(開いた状態)にするスイッチ制御用信号S2を供給する。このとき、制御回路21は、リレースイッチ20がオープン状態になるタイミングが、電源16がON状態になるタイミングよりもT1だけ早くなるように電源制御用信号S1およびスイッチ制御用信号S2を出力するタイミングを制御して出力する。これにより、電源16がOFF状態のときにスイッチ20がオープン状態に切り替えられるため、リレースイッチ20にかかるストレスを軽減することができる。
ここで、リレースイッチ20にかかるストレスとは、例えばリレースイッチ20にアーク放電が生じる現象を言う。すなわち、電源16からリレースイッチ20方向に向かって電力が供給された状態でリレースイッチ20を制御すると、リレースイッチ20内のスイッチ機構20−1にアーク放電が生じ、スイッチ機構20−1に過度の負荷がかかるため、リレースイッチ20の寿命が短くなる。しかし、上述のように電源16をON状態に制御するタイミングよりもT1だけ前に、リレースイッチ20をオープン状態にすることにより、電源16から電力が供給された状態でリレースイッチ20の状態が変化することはないため、リレースイッチ20内のスイッチ機構20−1にアーク放電が生じる現象は軽減される。従って、リレースイッチ20の寿命が短くなることが軽減される。また、このようにリレースイッチ20にアーク放電が生じる現象は軽減されるため、アーク放電に対応可能なリレースイッチのみを選定して適用する必要もない。
このように、リレースイッチ20にかかるストレスを軽減することにより、リレースイッチ20の寿命が短くなることが抑制されると同時に、リレースイッチ20の選択範囲を広げることができる。従って、上述の放電回路11に適用するリレースイッチを幅広く選択することが可能となり、回路設計が容易となる。
なお、上述のようなタイミングのずれT1は、遅延回路23による遅延時間の設定(例えばCR時定数の調整)から定めればよい。
制御回路21からの信号S1、S2により、電源16がON状態になり、リレースイッチ20がオープン状態になると、装置18が所望の動作をするための電力が装置18に供給されると同時に、装置18内部のコンデンサ17は充電される。このとき、リレースイッチ20はオープン状態であるため、放電抵抗19には電流は流れない。従って、この抵抗19において電力は消費されない。
上述のように装置18に電力を供給し、装置18に所望の動作をさせた後、装置18の使用を終了する等の場合に、制御回路21に、電源16をOFF状態にする信号が供給されると、制御回路21は、電源16に、電源16をOFF状態にする電源制御用信号S1を供給し、リレースイッチ20に、このスイッチ20をクローズ状態にするスイッチ制御用信号S2を供給する。このとき、制御回路21は、電源16がON状態になるタイミングが、リレースイッチ20がクローズ状態になるタイミングよりもT2だけ早くなるように電源制御用信号S1およびスイッチ制御用信号S2を出力するタイミングを制御して出力する。これにより、スイッチ20がオープン状態からクローズ状態に切り替わるときには、電源16がOFF状態となっており、電源16から電力が供給された状態でリレースイッチ20の状態が変化することはないため、スイッチ20の状態を切り替えることによるリレースイッチ20にかかるストレスを軽減すことができる。これにより、リレースイッチ20の寿命が短くなることが軽減されると同時に、リレースイッチ20の選択範囲を広げることができる。
なお、上述のようなタイミングのずれT2も同様に、遅延回路23による遅延時間の設定(例えばCR時定数の調整)から定めればよく、また、上述のT1とT2とは、等しくてもよいし、また、異なっていてもよい。
電源16がOFF状態になると、装置18の動作は終了する。このとき、コンデンサ17には電力が充電されているが、リレースイッチ20はクローズ状態であるため、コンデンサ17に充電された電圧は、放電抵抗19で放電される。
以上に示すように、本実施形態の放電回路11は、リレースイッチ20の開閉を、コンデンサ17間の電圧に関わらず、リレースイッチ20を制御する信号S2により制御するため、コンデンサ17に充電された電圧を完全に放電することができる。さらに、このようにコンデンサ17に充電された電圧を完全に放電することができるため、コンデンサ17間の電圧を小さくするための従来のような回路設計は不要であるため、回路設計が容易となる。
また、リレースイッチ20の状態の変化は、電源16がOFF状態のときに限って行われるため、リレースイッチ20にかかるストレスを軽減すことができ、リレースイッチ20の寿命が短くなることが軽減される。さらに、リレースイッチ20の選択範囲を広げることができるため、回路設計がより容易となる。
なお、上述の実施形態に係る放電回路11は、電源16をON状態にして装置18に電力を供給し、電源16をOFF状態にしてコンデンサ17に充電された電荷を放電させる。従って、電力の供給、または電荷の放電を、電源の接続、または取り外しによって行われる特許文献1に記載されたような放電回路のように、電源の取り外しの際に、放電回路と電源とを接続する端子間でアーク放電が生じるようなこともない。
以上に、本発明の実施形態に係る放電回路について説明した。上述の放電回路11においては、電源16をON/OFFするタイミングと、リレースイッチ20をオープン/クローズするタイミングとの間に、それぞれ遅延時間T1、T2を設けていたが、これらの遅延時間T1、T2は必ずしも必要ではない。すなわち、図3に示されるように、T1=T2=0であってもよい。この場合、リレースイッチ20にかかるストレスの軽減効果は期待できないが、上述の放電回路11と同様に、コンデンサ17に充電された電圧を完全に放電することが可能であり、さらに、回路設計が容易となる。加えて、遅延時間T1、T2の設計も不要であるため、より回路設計が容易となる。
11・・・放電回路
12・・・第1の入力端子
13・・・第2の入力端子
14・・・第1の出力端子
15・・・第2の出力端子
16・・・電源
17・・・コンデンサ
18・・・装置
18−1、18−2・・・電源端子
19・・・放電抵抗
20・・・b接点型のリレースイッチ
20−1・・・スイッチ機構
20−2・・・スイッチ制御機構
21・・・制御回路
22・・・制御信号生成回路
23・・・遅延回路
12・・・第1の入力端子
13・・・第2の入力端子
14・・・第1の出力端子
15・・・第2の出力端子
16・・・電源
17・・・コンデンサ
18・・・装置
18−1、18−2・・・電源端子
19・・・放電抵抗
20・・・b接点型のリレースイッチ
20−1・・・スイッチ機構
20−2・・・スイッチ制御機構
21・・・制御回路
22・・・制御信号生成回路
23・・・遅延回路
Claims (3)
- 電源にそれぞれ接続される第1、第2の入力端子と、
電源端子および、この電源端子間に形成されたコンデンサを有し、前記電源から電力が供給されないときには、前記コンデンサに充電された電圧を消費しない装置の前記電源端子にそれぞれ接続される第1、第2の出力端子と、
前記第1の入力端子と前記第1の出力端子との間に一端が接続された放電抵抗と、
この放電抵抗の他端に一端が接続され、前記第2の入力端子と前記第2の出力端子との間に他端が接続されたスイッチと、
前記スイッチは、前記電源をON若しくはOFFする信号を受信することにより、前記電源および前記スイッチに、これらの状態を所望のタイミングで制御する制御信号を供給する制御回路と、
を具備し、
前記スイッチは、少なくとも前記電源がOFF状態のときに、閉じた状態になるように、前記制御回路により制御されることを特徴とする放電回路。 - 前記制御回路は、前記スイッチが開いてから一定時間後に、前記電源がON状態になるように、それぞれの制御信号を前記スイッチおよび前記電源に供給し、
前記スイッチが閉じる一定時間前に、前記電源がOFF状態になるように、それぞれの制御信号を前記スイッチおよび前記電源に供給することを特徴とする請求項1に記載の放電回路。 - 前記スイッチは、ノーマルクローズタイプのリレースイッチであることを特徴とする請求項1または2に記載の放電回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010018653A JP2011159010A (ja) | 2010-01-29 | 2010-01-29 | 放電回路 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publication Number | Publication Date |
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JP2011159010A true JP2011159010A (ja) | 2011-08-18 |
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ID=44590930
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JP (1) | JP2011159010A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015122832A (ja) * | 2013-12-20 | 2015-07-02 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 蓄電装置及びバッテリ装置 |
-
2010
- 2010-01-29 JP JP2010018653A patent/JP2011159010A/ja active Pending
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JP2015122832A (ja) * | 2013-12-20 | 2015-07-02 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 蓄電装置及びバッテリ装置 |
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