JP2013126293A

JP2013126293A - 過電流保護回路

Info

Publication number: JP2013126293A
Application number: JP2011273422A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Furusawa; 泰行古澤
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2011-12-14
Filing date: 2011-12-14
Publication date: 2013-06-24
Anticipated expiration: 2031-12-14
Also published as: JP5884974B2

Abstract

【課題】補助電源を使用せずに保持回路の電力確保を行って過電流保護をはかり、コスト低減および実装面積の低減を可能にする。
【解決手段】過電流検出時において、保持回路３３は、少なくとも遅延回路３２が有する遅延時間分だけ電力を蓄積する電力蓄積回路３５から電力供給を得ることによって、電流検出回路３１で検出される過電流検出信号が一定時間継続した場合にスイッチ回路３４を制御して負荷回路２０への電力供給を停止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電源回路が過電流出力状態になった場合に制限電流や継続時間を変えることができない比較的低コストの汎用電源に用いて好適な、過電流保護回路に関する。

電子機器を動作させる電源には、下流に接続される負荷回路を過電流から保護する過電流保護回路が備わっている。過電流保護回路には、過電流検出時に電源をシャットダウンするタイプと、電流供給を継続して負荷を通常状態に自動復帰させるタイプの２種類が存在する。

電源回路に比較的低コストの汎用電源を使用する前者の場合、電源回路が過電流出力状態になった場合に制限電流や継続時間を変えることができないため、電源回路と負荷回路との間に負荷を過電流から保護する過電流保護回路が設けられる（例えば、特許文献１参照）。

図２に従来の過電流保護回路の構成が例示されている。図２に示されるように、過電流保護回路１００は、電源回路１０と負荷回路２０との間に接続される。この回路構成によれば、電源回路１０が過電流出力状態になって電流検出回路１０１で設定電流値を超えたことが検出されると、遅延回路１０２に対して過電流検出信号を出力する。そして、遅延回路１０２は、設定時間経過後にスイッチ回路１０４をＯＦＦして保持回路１０３に対して遅延した過電流検出信号を出力する。

その結果、保持回路１０３はスイッチ回路１０４のＯＦＦ状態を維持する。スイッチ回路１０４がＯＦＦ状態になると、電流検出回路１０１に電流が流れなくなるため、電流検出回路１０１は過電流検出信号の出力を停止するが、保持回路１０３には電源回路１０の入力電圧から補助電源１０６を介して電源供給が継続されているため、スイッチ回路１０４のＯＦＦ状態が維持される。

特開２００４−１８５４０６号公報

上記した従来の電源回路１０によれば、過電流状態が発生して電流制限を行なうときに出力電圧も下がるため、保持回路１０３に必要な電力を確保できず、その結果、電源回路１０から電力を得るための補助電源１０６の設置が必要であった。このため、従来の汎用電源は回路規模が大きくなってコスト高となり、その分実装面積も増え、実装をコンパクト化するうえで障害になっていた。

本発明は上記した課題を解決するためになされたものであり、補助電源を使用せずに保持回路の電力を確保して過電流保護を行い、コスト低減、および実装面積の低減を可能にする過電流保護回路を提供することを目的とする。

上記した課題を解決するために本発明は、電源回路と負荷回路との間に接続される過電流保護回路であって、前記負荷回路に流れる電流を測定し、前記測定した電流が所定値を超えたときに過電流検出信号を出力する電流検出回路と、前記過電流検出信号を所定時間遅延する遅延回路と、前記遅延回路の出力を入力として得、前記遅延時間経過後の前記過電流検出信号を一定時間保持する保持回路と、前記保持回路によって制御され、前記負荷回路に流れる電流を一定時間だけ供給停止するスイッチ回路と、前記電源回路から電力供給を得て、少なくとも前記遅延回路が有する遅延時間分だけ電力を蓄積し、前記保持回路に前記蓄積した電力を供給する電力蓄積回路と、を有し、前記保持回路は、前記電流検出回路で検出される過電流検出信号が前記一定時間継続した場合に、前記スイッチ回路を制御して前記負荷回路への電力供給を停止することを特徴とする。

本発明によれば、保持回路は、少なくとも遅延回路が有する遅延時間分だけ電力を蓄積する電力蓄積回路から電力供給を得、電流検出回路で検出される過電流検出信号が一定時間継続した場合にスイッチ回路を制御して負荷回路への電力供給を停止する。したがって、保持回路は、過電流検出時の電源回路の出力電圧低下の影響を受けることなく、電源回路が過電流出力状態を継続する限りスイッチ回路を制御することによる電力供給禁止状態を継続して負荷回路への電力供給を停止することができる。

本発明によれば、補助電源を使用せずに保持回路の電力を確保して過電流保護を行い、コスト低減、および実装面積の低減を可能にする過電流保護回路を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る過電流保護回路の構成を示すブロック図である。従来の過電流保護回路の構成を示すブロック図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施形態）について詳細に説明する。

（実施形態の構成）
図１は、本実施形態に係る過電流検出回路３０の構成を示すブロック図である。図１に示されるように、本実施形態に係る過電流保護回路３０は、電源回路１０と負荷回路２０との間に接続される。過電流保護回路３０は、電流検出回路３１と、遅延回路３２と、保持回路３３と、スイッチ回路３４と、電力蓄積回路３５とを含み構成される。

電源回路１０により供給される電力は、スイッチ回路３４と電流検出回路３１経由で負荷回路２０に供給される他に、電力蓄積回路３５に供給されている。電流検出回路３１は、負荷回路２０に流れる電流を測定し、測定した電流が所定値を超えたときに遅延回路３２に過電流検出信号を出力する。遅延回路３２は、電流検出回路３１から出力される過電流検出信号を所定時間遅延してスイッチ回路３４および保持回路３３に出力する。保持回路３３は、電力蓄積回路３５から電力供給を得ながら、遅延回路３２の出力を入力として遅延時間経過後の過電流検出信号を一定時間保持してスイッチ回路３４を制御する。

保持回路３３は、電流検出回路３１で検出される過電流検出信号が一定時間継続した場合に、スイッチ回路３４を制御して負荷回路２０への電力供給を停止する。スイッチ回路３４は、保持回路３３によって制御され、負荷回路２０に流れる電流を一定時間だけ供給停止する。電力蓄積回路３５は、電源回路１０から電力供給を得て、少なくとも遅延回路３２が有する遅延時間分だけ電力を蓄積し、保持回路３３に蓄積した電力を供給する。

（実施形態の動作）
以下、本実施形態に係る過電流保護回路３０の動作について詳細に説明する。まず、電源回路１０が過電流出力状態になって電流検出回路３１で設定電流値を超えた過電流が検出されると、電流検出回路３１は、遅延回路３２に対して過電流検出信号を出力する。遅延回路３２はこの過電流検出信号を受け、所定の遅延時間経過後に、スイッチ回路３４をＯＦＦ設定すると共に、保持回路３３に対して遅延された過電流検出信号を出力する。

このとき、保持回路３３は、過電流により電源回路１０の出力電圧が低下しても（ゼロになっても）、電力蓄積回路３５から電力供給がなされるため動作が可能であり、スイッチ回路３４に遅延された過電流検出信号を出力する。こで、スイッチ回路３４がＯＦＦになれば電源回路１０の過電流状態は解除され、したがって電源回路１０の出力電圧が正常になって、保持回路３３には電力蓄積回路３５から電力供給が継続されるためスイッチ回路３４のＯＦＦ状態は維持され、その結果、負荷回路２０への電力供給は禁止される。

（実施形態の効果）
以上説明のように本実施形態に係る過電流保護回路３０によれば、電源回路１０が過電流出力状態となったときに、電力蓄積回路３５から電力供給を受けた保持回路３３が、所定の電流値を超え、所定時間経過した後にスイッチ回路３４をＯＦＦ状態に設定して負荷回路２０への電力供給を停止する制御を行う。このことにより、電源回路１０の過電流出力状態時の出力電圧低下の影響を受けず、電源回路１０が電力供給を継続する限り電力供給停止状態を継続し、負荷回路２０への電力供給を停止することができる。このとき、保持回路３３は、補助電源に代わって容量の低いコンデンサ等、低コストの電力蓄積回路３５により電力供給を得るため、補助電源により電力供給を受ける場合と比較して、低コスト化と実装のコンパクト化に寄与することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。またその様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１０・・・電源回路、２０・・・負荷回路、３０・・・過電流保護回路、３１・・・電流検出回路、３２・・・遅延回路、３３・・・保持回路、３４・・・スイッチ回路、３５・・・電力蓄積回路。

Claims

電源回路と負荷回路との間に接続される過電流保護回路であって、
前記負荷回路に流れる電流を測定し、前記測定した電流が所定値を超えたときに過電流検出信号を出力する電流検出回路と、
前記過電流検出信号を所定時間遅延する遅延回路と、
前記遅延回路の出力を入力として得、前記遅延時間経過後の前記過電流検出信号を一定時間保持する保持回路と、
前記保持回路によって制御され、前記負荷回路に流れる電流を一定時間だけ供給停止するスイッチ回路と、
前記電源回路から電力供給を得て、少なくとも前記遅延回路が有する遅延時間分だけ電力を蓄積し、前記保持回路に前記蓄積した電力を供給する電力蓄積回路と、を有し、
前記保持回路は、
前記電流検出回路で検出される過電流検出信号が前記一定時間継続した場合に、前記スイッチ回路を制御して前記負荷回路への電力供給を停止することを特徴とする過電流保護回路。