JP2011259674A

JP2011259674A - 電源装置

Info

Publication number: JP2011259674A
Application number: JP2010134292A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Okude; 光男奥出
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2010-06-11
Filing date: 2010-06-11
Publication date: 2011-12-22

Abstract

【課題】装置の信頼性に対して影響を及ぼすことなく、出力電圧を監視する過電圧保護回路の動作開始電圧の設定・確認が容易な小型軽量化された電源装置を得る。
【解決手段】過電圧保護回路の入力となる検出端子の接続先を切り換えるための簡易な構成による電子スイッチを設け、この検出端子の接続先を、通常動作中は電源部の出力ラインに接続してその出力の過電圧を監視するとともに、調整試験時は電圧可変型の外部電源４０に接続し、装置の外部から電源部の異常出力を模擬した電圧を印加することを可能にする。そして、その切換制御は、結合コネクタと嵌合する負荷側のコネクタ内の結線により行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、過電圧出力を監視する過電圧保護回路の動作確認の利便性を向上させた電源装置に関する。

従来より、電源部からの出力電圧を監視して負荷側への過電圧供給を抑止する過電圧保護回路を備えた電源装置が開示されている（例えば、特許文献１、及び特許文献２参照。）。特許文献１には、過電圧保護回路として、２つの抵抗分割回路、比較器、及びトランジスタを用いて構成した、設定電圧の精度の高い出力過電圧保護回路が開示されている。また特許文献２には、リセットＩＣ及び発光ダイオードを用いて構成した電圧異常検出手段により、出力電圧のわずかな上昇でも検出する電源装置が開示されている。

特開２００２−１３５９６６号公報（第５ページ、図１）特開２００７−３１８９１７号公報（第４ページ、図１）

ところで、この種の電源装置では、過電圧保護回路は、通常動作中には電源部からの出力ラインに接続されその電圧を継続的に監視している。一方、過電圧保護回路の動作開始電圧の設定やその動作確認の際には、過電圧保護回路に対してその保護機能を動作させるに必要な電圧を印加する必要がある。このとき、異常状態を模擬するために、当該装置内の電源部に過電圧となる異常な電圧を試験的に発生させることは当然好ましくない。このため、例えば次のような手法が採用されていた。すなわち、まずは電源装置と負荷側との接続を外した上で、電源装置内にある過電圧保護回路を監視対象電源ラインから一旦切り離し、この過電圧保護回路の入力端に外部等から過電圧を模擬する可変電圧等を印加してその動作開始電圧の設定・確認を行い、その後に切り離した接続を元に戻していた。

しかしながら、このような従来の手法においては、過電圧保護回路の切り離し・再接続といった接続先の切換に伴って装置内部の部品の着脱作業等が発生するため、作業が繁雑であるとともに、内部部品を着脱することによって装置の信頼性に影響を及ぼすおそれがあった。また、例えば動作確認専用の切換回路等を付加することも考えられるが、特に小型軽量化が求められる場合には、実装スペースがない中で部品点数の増加を伴うことから、その使用頻度等を考慮して回路実装の優先度が下げられていた。

本発明は、上述の事情を考慮してなされたものであり、装置の信頼性に対して影響を及ぼすことなく、出力電圧を監視する過電圧保護回路の動作開始電圧の設定・確認が容易な小型軽量化された電源装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の電源装置は、所定の出力電圧を発生する電源部と、負荷側のコネクタと嵌合して前記電源部からの出力を負荷側に中継接続する連結コネクタと、検出端子が前記電源部の出力に接続され、前記電源部の出力電圧の過電圧を検出して前記電源部に通知する過電圧保護回路とを備えた電源装置において、前記過電圧保護回路の検出端子の接続先を前記電源部の出力、または外部電源接続用端子のいずれか一方に切り換える電子スイッチを設けるとともに、前記連結コネクタに嵌合する負荷側のコネクタ内に前記電子スイッチの切換制御用の結線を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、装置の信頼性に影響を及ぼすことなく、出力電圧を監視する過電圧保護回路の動作開始電圧の設定・確認を容易に行うことができる、小型軽量化された電源装置を得ることができる。

本発明に係る電源装置の一実施例の構成を示すブロック図。図１に例示した電源装置の通常動作中における接続の一例を示すブロック図。図１に例示した電源装置の調整試験時における接続の一例を示すブロック図。

以下に、本発明に係る電源装置を実施するための最良の形態について、図１乃至図３を参照して説明する。

図１は、本発明に係る電源装置の一実施例の構成を示すブロック図である。この電源装置１は、電源部１１、連結コネクタ部１２、過電圧保護回路１３、２つの分圧抵抗Ｒａ１４ａ、及びＲｂ１４ｂ、電子スイッチ１５、ならびにバイアス抵抗Ｒｃ１６から構成されている。

電源部１１は、所定の出力電圧を発生し、負荷側に電力を供給する電源である。本実施例においては、この電源部１１は直流電源とし、例えばスイッチングレギュレータ等の定電圧電源で構成される。そして、その＋側の出力ライン及び−側の出力ラインは、連結コネクタ部１２の各端子にそれぞれ接続されている。連結コネクタ部１２は、複数の端子を有するコネクタであり、各端子には、電源部１１からの電圧出力、電子スイッチ１５の切換制御信号、及び外部電源接続用の結線等が接続されている。そして負荷側のコネクタと嵌合し、それぞれの端子の信号を負荷側のコネクタに中継接続する。本実施例においては、連結コネクタ部１２の各端子は、次のように接続されている。すなわち、連結コネクタ部１２のａ端子は電源部１１の＋側の出力ラインに、ｂ端子は電子スイッチの切換制御結線に、ｃ端子は外部電源接続端子として、直列接続された２つの分圧抵抗のＲａ１４ａ、及びＲｂ１４ｂの高圧側に、ｄ端子は−側の出力ラインに、それぞれ接続されている。

過電圧保護回路１３は、その入力である検出端子に印加された電圧を監視するとともに、あらかじめ設定された動作開始電圧を超えた過電圧を検出した際には、その旨を電源部１１に通知する。２つの分圧抵抗Ｒａ１４ａ、及びＲｂ１４ｂは互いに直列に接続されるとともに、その接続点は過電圧保護回路１３の検出端子に接続されている。そして、その両端に印加された電圧を２つの抵抗値の比で分圧し、過電圧保護回路１３に供給する。

電子スイッチ１５は、電源部１１からの＋側の出力ラインと分圧抵抗Ｒａ１４ａの高圧側との間に接続され、切換制御信号によりこの間の接続を導通状態であるＯＮ、または開放状態であるＯＦＦにする。本実施例においては、この電子スイッチ１５は、ＰＮＰ型のトランジスタを用いて構成されており、そのエミッタ電極は電源部１１の＋側の出力ラインに、コレクタ電極は分圧抵抗Ｒａ１４ａの高圧側に、ベース電極は切換制御信号用の結線として連結コネクタ部１２のｂ端子及びバイアス抵抗Ｒｃ１６を通して電源部１１の−側の出力ラインに、それぞれ接続されている。そして、この電子スイッチ１５は、連結コネクタ部１２のｂ端子が開放状態の時はＯＮとなって分圧抵抗Ｒａ１４ａの高圧側には電源部１１の＋側の出力ラインが接続され、連結コネクタ部１２のｂ端子がａ端子と結線されるとＯＦＦとなって、連結コネクタ部１２のｃ端子に接続された外部電源等からの電圧を分圧抵抗Ｒａ１４ａの高圧側に印加することを可能にしている。

次に、前出の図１、ならびに図２及び図３のブロック図を参照して、上述のように構成された本実施例の電源装置の動作について説明する。なお、以下の説明では、通常動作時、及び調整試験時のそれぞれについて述べる。

まず、通常動作時について説明する。図２は、電源装置１の通常動作中における接続の一例を示すブロック図である。図２に例示したように、通常動作時においては、連結コネクタ部１２には、負荷側のコネクタ２１が嵌合する。この負荷側のコネクタ２１のａ端子及びｄ端子は、それぞれ負荷３０に結線されており、この電源装置１からの電源出力が、連結コネクタ部１２、負荷側のコネクタ２１を通して負荷３０に供給される。

この時には、電源装置１内では、電子スイッチ１５は、ベース・エミッタ電極間が開放されているのでＯＮになっており、過電圧保護回路１３の検出端子には、電源部１１の出力電圧が二つの分圧抵抗Ｒａ１４ａ及びＲｂ１４ｂにより分圧されて供給される。過電圧保護回路１３では、この分圧された電圧を監視することによって電源部１１の出力電圧を監視し、過電圧を検出した場合は電源部１１に通知する。

一方、図３は、電源装置１の調整試験時における接続の一例を示すブロック図である。この図３に例示したように、試験調整時においては、連結コネクタ部１２には、負荷側のコネクタ２２が嵌合している。この負荷側コネクタ２２は、結線２２ａによりａ端子とｂ端子とが短絡接続されており、またｃ端子とｄ端子とは、調整試験用の電圧可変型の外部電源４０に接続されている。

この時に電源装置１内の電子スイッチ１５は、ベース・エミッタ電極間が結線２２ａにより短絡されているのでＯＦＦになり、過電圧保護回路１３の検出端子には、電源部１１の出力電圧ではなく、外部電源４０からの電圧が二つの分圧抵抗Ｒａ１４ａ及びＲｂ１４ｂにより分圧されて供給される。従って、外部電源４０の出力電圧を変化させることによって電源部１１の過電圧出力を模擬しながら、過電圧保護回路１３の動作開始電圧の調整、保護動作の試験及び確認を実施することができる。しかも、従来のように、電源装置１の内部の部品着脱等の作業は発生しない。

以上説明したように、本実施例においては、過電圧保護回路１３の入力となる検出端子の接続先を切り換えるための簡易な構成による電子スイッチ１５を設け、この検出端子の接続先を、通常動作中は電源部の出力ラインに接続してその出力の過電圧を監視するとともに、調整試験時は電圧可変型の外部電源４０に接続し、装置の外部から電源部の異常出力を模擬した電圧を印加することを可能にしている。そして、その切換制御は、結合コネクタと嵌合する負荷側のコネクタ２２内の結線２２ａにより行っている。

これにより、負荷側のコネクタを差し替えることによって調整試験時にも電源装置の本体内部に触れることなく、電源部の異常を模擬した電圧を過電圧保護回路に印加することができるので、装置の信頼性に影響を及ぼすことなく、出力電圧を監視する過電圧保護回路の動作開始電圧の設定・確認を容易に行うことができる、小型軽量化された電源装置を得ることができる。

なお、本発明は、上記した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

１電源装置
１１電源部
１２連結コネクタ部
１３過電圧保護回路
１４ａ、１４ｂ分圧抵抗
１５電子スイッチ
１６バイアス抵抗
２１、２２負荷側のコネクタ
２２ａ結線
３０負荷
４０外部電源

Claims

所定の出力電圧を発生する電源部と、
負荷側のコネクタと嵌合して前記電源部からの出力を負荷側に中継接続する連結コネクタと、
検出端子が前記電源部の出力に接続され、前記電源部の出力電圧の過電圧を検出して前記電源部に通知する過電圧保護回路と
を備えた電源装置において、
前記過電圧保護回路の検出端子の接続先を前記電源部の出力、または外部電源接続用端子のいずれか一方に切り換える電子スイッチを設けるとともに、
前記連結コネクタに嵌合する負荷側のコネクタ内に前記電子スイッチの切換制御用の結線を設けたことを特徴とする電源装置。
前記外部電源接続用端子は、前記連結コネクタに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。