JP2015042043A - Overvoltage protection circuit - Google Patents

Overvoltage protection circuit Download PDF

Info

Publication number
JP2015042043A
JP2015042043A JP2013170868A JP2013170868A JP2015042043A JP 2015042043 A JP2015042043 A JP 2015042043A JP 2013170868 A JP2013170868 A JP 2013170868A JP 2013170868 A JP2013170868 A JP 2013170868A JP 2015042043 A JP2015042043 A JP 2015042043A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
leakage
input
voltage
switch
power supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2013170868A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6142732B2 (en
Inventor
幸亮 角谷
Kosuke Sumiya
幸亮 角谷
幹夫 古市
Mikio Furuichi
幹夫 古市
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aisin Seiki Co Ltd filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
Priority to JP2013170868A priority Critical patent/JP6142732B2/en
Publication of JP2015042043A publication Critical patent/JP2015042043A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6142732B2 publication Critical patent/JP6142732B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Breakers (AREA)
  • Protection Of Static Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an overvoltage protection circuit that can detect and interrupt an input of overvoltage without using any overvoltage-detection-function-enabled leakage breaker integrally having a leakage detection/interruption function and an overvoltage detection/interruption function.SOLUTION: The overvoltage protection circuit has a leakage detection section, a leakage interruption section, an input voltage detection section and a leakage generation section. The leakage detection section detects a leakage condition in which a leakage current equal to or higher than a threshold current flows between a power input line for inputting a supply voltage and a ground potential. If the leakage detection section detects the leakage condition, the leakage interruption section interrupts the input of supply voltage. The input voltage detection section determines whether the supply voltage is equal to or higher than a threshold voltage. If the input voltage detection section determines that a supply voltage equal to or higher than the threshold voltage is input, the leakage generation section connects the power input line to the ground potential to cause a flow of pseudo leakage current equal to or higher than the threshold current between the power input line and the ground potential. The input voltage detection section and the leakage generation section are arranged independently of the leakage detection section and the leakage interruption section.

Description

本発明は、過電圧保護回路に関し、さらに詳しくは、過電圧の入力に対する検出、保護機能を有する過電圧保護回路に関する。   The present invention relates to an overvoltage protection circuit, and more particularly to an overvoltage protection circuit having a function of detecting and protecting an overvoltage input.

商用電源の入力を受けて種々の電気電子機器を駆動する電源回路において、施工時の誤り等によって定格電圧を超える電圧を有する電源が入力された際に、電源回路およびその電源回路によって駆動される機器を過電圧の印加から保護するための機構が、複数提案されている。そのような過電圧保護の形態としては、電源回路を、定格電圧を超える電圧の入力に耐えるようなワイドレンジの設計とすることが挙げられる。または、電源入力部に過電圧検知機能付き漏電ブレーカを設ける構成が挙げられる。   When a power supply having a voltage exceeding the rated voltage is input due to an error in construction or the like in a power supply circuit that drives various electric and electronic devices upon receiving a commercial power supply, the power supply circuit and the power supply circuit drive the power supply circuit. Several mechanisms have been proposed to protect the device from the application of overvoltage. One form of such overvoltage protection is that the power supply circuit has a wide range design that can withstand input of voltages exceeding the rated voltage. Or the structure which provides the earth leakage breaker with an overvoltage detection function in a power input part is mentioned.

過電圧検知機能付き漏電ブレーカとしては、例えば特許文献1に記載のものが挙げられる。特許文献1に記載された漏電保護装置(過電圧検知機能付き漏電ブレーカ)は、漏電検出・遮断回路を有する一般的な漏電ブレーカに、過電圧検出・遮断機能を付加したものである。漏電ブレーカとして機能する部材と、過電圧検出・遮断機能を発揮するための部材は、一体として形成され、電源供給を行う対象の機器(特許文献1では温水洗浄便座)の外部に設けられる。具体的には特許文献1の図5に示されるように、電源プラグのコンセントへの差し込み部分に形成される。   As an earth leakage breaker with an overvoltage detection function, the thing of patent document 1 is mentioned, for example. The leakage protection device described in Patent Document 1 (leakage breaker with overvoltage detection function) is obtained by adding an overvoltage detection / cutoff function to a general leakage breaker having a leakage detection / cutoff circuit. A member functioning as an earth leakage breaker and a member for exerting an overvoltage detection / shut-off function are integrally formed and provided outside a target device (hot water washing toilet seat in Patent Document 1) that supplies power. Specifically, as shown in FIG. 5 of Patent Document 1, it is formed at a portion where the power plug is inserted into the outlet.

特開2003−51238号公報JP 2003-51238 A

過電圧検知機能付き漏電ブレーカは、市販されてはいるものの、過電圧検出・遮断機能を備えているぶん、一般の漏電ブレーカよりも多くの部品よりなり、高価である。よって、電気電子機器に過電圧検知機能付き漏電ブレーカを備える場合には、単純な漏電ブレーカを備える場合よりもコストを要してしまう。また、過電圧検知機能付き漏電ブレーカは、一般の漏電ブレーカよりも特殊性が高いため、市場で安定的に入手できなくなる事態も想定される。   Although an earth leakage breaker with an overvoltage detection function is commercially available, it has an overvoltage detection / cutoff function, but is more expensive than a general earth leakage breaker and is expensive. Therefore, when an electric leakage breaker with an overvoltage detection function is provided in an electric / electronic device, the cost is higher than when a simple leakage breaker is provided. Moreover, since the earth leakage breaker with an overvoltage detection function is more specific than a general earth leakage breaker, it is assumed that the earth leakage breaker cannot be stably obtained in the market.

本発明が解決しようとする課題は、漏電検知・遮断機能と過電圧検知・遮断機能を一体として備えた過電圧検知機能付き漏電ブレーカを用いることなく、過電圧の入力を検知し、遮断することができる過電圧保護回路を提供することにある。   The problem to be solved by the present invention is an overvoltage that can detect and shut off the input of an overvoltage without using an earth leakage breaker with an overvoltage detection function that is integrally provided with an earth leakage detection / breaking function and an overvoltage detection / breaking function. It is to provide a protection circuit.

上記課題を解決するために、本発明にかかる過電圧保護回路は、外部電源から電源電圧を入力する電源入力ラインとアース電位との間に閾値電流以上の漏電電流が流れる漏電状態を検知する漏電検知部と、前記漏電検知部が前記漏電状態を検知すると、前記電源電圧の入力を遮断する漏電遮断部と、前記漏電検知部および漏電遮断部から独立して配置され、前記電源電圧が閾値電圧以上であるかどうかを判定する入力電圧検知部と、前記漏電検知部および漏電遮断部から独立して配置され、前記入力電圧検知部が前記閾値電圧以上の電源電圧が入力されていると判定すると、前記電源入力ラインをアース電位に接続し、前記電源入力ラインとアース電位の間に前記閾値電流以上の擬似漏電電流を流す漏電発生部と、を有することを要旨とする。   In order to solve the above-described problem, the overvoltage protection circuit according to the present invention detects a leakage current in which a leakage current greater than a threshold current flows between a power supply input line for inputting a power supply voltage from an external power supply and a ground potential. And when the leakage detection unit detects the leakage state, the leakage blocking unit that blocks the input of the power supply voltage, and the leakage detection unit and the leakage blocking unit are arranged independently, and the power supply voltage is equal to or higher than a threshold voltage. When it is determined that the input voltage detection unit for determining whether or not, the leakage detection unit and the leakage blocking unit are independently arranged, and the input voltage detection unit receives a power supply voltage equal to or higher than the threshold voltage, The power supply input line is connected to a ground potential, and a leakage generation unit that causes a pseudo leakage current greater than the threshold current to flow between the power supply input line and the ground potential is provided.

ここで、前記漏電発生部は、前記電源入力ラインとアース電位の間に設けられたスイッチであり、前記漏電検知部および前記漏電遮断部は、漏電ブレーカであり、前記入力電圧検知部は、前記漏電ブレーカから空間的に分離された回路基板に設けられた素子または機器であることが好ましい。   Here, the leakage generation unit is a switch provided between the power input line and the ground potential, the leakage detection unit and the leakage blocking unit are leakage breakers, and the input voltage detection unit is the An element or device provided on a circuit board spatially separated from the earth leakage breaker is preferable.

また、前記漏電発生部とアース電位の間には、コンデンサが接続されているとよい。   In addition, a capacitor may be connected between the leakage generator and the ground potential.

この場合に、前記アース電位には前記コンデンサの第一端が接続され、前記電源入力ラインのホット側ラインと前記コンデンサの第二端の間には第一のスイッチが接続され、前記電源入力ラインのコモン側ラインと前記コンデンサの第二端の間には第二のスイッチが接続され、前記擬似漏電電流は、前記第一のスイッチと前記第二のスイッチを交互に切り替えることによって発生されるものであるとよい。   In this case, a first end of the capacitor is connected to the ground potential, a first switch is connected between a hot-side line of the power input line and a second end of the capacitor, and the power input line A second switch is connected between the common side line of the capacitor and the second end of the capacitor, and the pseudo-leakage current is generated by alternately switching the first switch and the second switch. It is good to be.

この場合にさらに、前記第一のスイッチと前記第二のスイッチを交互に切り替える時間の間隔dtは、前記コンデンサの静電容量をC、前記閾値電圧をVth、前記閾値電流をIthとして、dt≦C・Vth/Ithであることが好ましい。 In this case, further, the time interval dt for alternately switching the first switch and the second switch is set such that the capacitance of the capacitor is C, the threshold voltage is V th , and the threshold current is I th . It is preferable that dt ≦ C · V th / I th .

また、前記コンデンサは、前記閾値電圧未満の前記電源電圧が入力された場合には、電源ノイズ吸収用のコンデンサとして働くことが好適である。   The capacitor preferably functions as a capacitor for absorbing power supply noise when the power supply voltage lower than the threshold voltage is input.

そして、前記漏電発生部は、前記電圧入力ラインのホット側ラインに接続されているとよい。   And the said electric leakage generation | occurrence | production part is good to be connected to the hot side line of the said voltage input line.

そして、前記閾値電圧は100Vと200Vの間にあることが好ましい。   The threshold voltage is preferably between 100V and 200V.

上記発明にかかる過電圧保護回路においては、入力電圧検知部が閾値電圧以上の電源電圧が入力されていると判定すると、漏電発生部が、電源入力ラインとアース電位の間に閾値電流以上の擬似漏電電流を流す。すると、漏電検知部がこの閾値電流以上の擬似漏電電流を検知して漏電状態が発生したと認識し、漏電遮断部が電源入力を遮断する。このように、漏電検知部および漏電遮断部から独立して配置された入力電圧検知部と漏電発生部を用い、閾値電圧以上の過電圧入力時に、漏電検知部に漏電状態が発生したと認識させて、漏電遮断部を作動させることで、市販の過電圧検知機能付き漏電ブレーカのような漏電検知・遮断機能と過電圧検知・遮断機能を一体として備えた過電圧検知機能付き漏電ブレーカを用いなくても、漏電および過電圧入力の両方に対して保護を図ることができる。   In the overvoltage protection circuit according to the above invention, when the input voltage detection unit determines that the power supply voltage equal to or higher than the threshold voltage is input, the leakage generation unit generates a pseudo-leakage higher than the threshold current between the power supply input line and the ground potential. Apply current. Then, the leakage detection unit detects a pseudo leakage current that is equal to or greater than the threshold current, recognizes that a leakage state has occurred, and the leakage blocking unit blocks the power input. In this way, using the input voltage detection unit and the leakage generation unit arranged independently from the leakage detection unit and the leakage breaker unit, let the leakage detection unit recognize that a leakage state has occurred when an overvoltage exceeding the threshold voltage is input. By operating the earth leakage breaker, even if you do not use an earth leakage breaker with an overvoltage detection function that integrates an earth leakage detection / breaking function and an overvoltage detection / breaking function like a commercially available earth leakage breaker with an overvoltage detection function, And overvoltage input can be protected.

ここで、漏電発生部が、電源入力ラインとアース電位の間に設けられたスイッチであり、漏電検知部および漏電遮断部が、漏電ブレーカであり、入力電圧検知部が、漏電ブレーカから空間的に分離された回路基板に設けられた素子または機器である場合には、漏電発生部を、簡素で安価な構成とすることができる。また、汎用性が高く、安価に市場で入手可能な漏電ブレーカを用いながら、漏電検知部および漏電遮断部を、入力電圧検知部と独立した部材として、簡便に構成することができる。   Here, the leakage generation unit is a switch provided between the power input line and the ground potential, the leakage detection unit and the leakage cutoff unit are leakage breakers, and the input voltage detection unit is spatially separated from the leakage breaker. In the case of an element or device provided on a separated circuit board, the leakage generating portion can be configured to be simple and inexpensive. In addition, the leakage detector and the leakage breaker can be simply configured as members independent of the input voltage detector while using a leakage breaker that is highly versatile and available on the market at a low cost.

また、漏電発生部とアース電位の間に、コンデンサが接続されている場合、過電圧ではない適正電圧が入力されている際には、アース電位と電源入力ラインの間に絶縁が保たれるとともに、過電圧が入力された際には、電源入力ラインとアース電位の間に擬似漏電電流を流し、漏電遮断部を作動させることができる。   In addition, when a capacitor is connected between the leakage generator and the ground potential, when an appropriate voltage that is not overvoltage is input, insulation is maintained between the ground potential and the power input line, When an overvoltage is input, a pseudo-leakage current can be passed between the power input line and the ground potential to activate the leakage breaker.

この場合に、アース電位にコンデンサの第一端が接続され、電源入力ラインのホット側ラインとコンデンサの第二端の間に第一のスイッチが接続され、電源入力ラインのコモン側ラインとコンデンサの第二端の間に第二のスイッチが接続され、擬似漏電電流が、第一のスイッチと第二のスイッチを交互に切り替えることによって発生される構成によれば、コンデンサを介して瞬間的に大きな電流を電源入力ラインとアース電位の間に流すことができる。これにより、用いるコンデンサの静電容量が大きくない場合にも、閾値電流以上の擬似漏電電流を流すことができ、漏電遮断部を作動させることができる。   In this case, the first end of the capacitor is connected to the ground potential, the first switch is connected between the hot side line of the power input line and the second end of the capacitor, and the common side line of the power input line and the capacitor According to the configuration in which the second switch is connected between the second ends and the pseudo-leakage current is generated by alternately switching the first switch and the second switch, it is instantaneously large via the capacitor. Current can flow between the power input line and ground potential. Thereby, even when the capacitance of the capacitor to be used is not large, a pseudo leakage current greater than or equal to the threshold current can be passed, and the leakage breaker can be operated.

この場合にさらに、第一のスイッチと第二のスイッチを交互に切り替える時間の間隔dtが、コンデンサの静電容量をC、閾値電圧をVth、閾値電流をIthとして、dt≦C・Vth/Ithであれば、Ith以上の擬似漏電電流を流すために必要なスイッチの切り替え速度を、定量的に見積もることができる。 In this case, further, the time interval dt at which the first switch and the second switch are alternately switched is dt ≦ C · V, where C is the capacitance of the capacitor, V th is the threshold voltage, and I th is the threshold current. If th 1 / I th , the switching speed of the switch necessary for flowing a pseudo leakage current equal to or greater than I th can be quantitatively estimated.

また、上記のコンデンサが、閾値電圧未満の電源電圧が入力された場合に、電源ノイズ吸収用のコンデンサとして働く場合には、過電圧保護および電源ノイズの吸収に特化したコンデンサを別々に設ける必要がなくなり、過電圧保護回路の製造に要するコストをさらに削減することができる。   In addition, when the above capacitor works as a power supply noise absorption capacitor when a power supply voltage lower than the threshold voltage is input, it is necessary to separately provide a capacitor specialized for overvoltage protection and power supply noise absorption. The cost required for manufacturing the overvoltage protection circuit can be further reduced.

そして、漏電発生部が、電圧入力ラインのホット側ラインに接続されている場合には、コモン側ラインに接続されている場合と比較して、より高い安全性をもって過電圧入力に対する保護を図ることができる。   When the leakage generating unit is connected to the hot side line of the voltage input line, it is possible to protect against overvoltage input with higher safety compared to the case where it is connected to the common side line. it can.

そして、閾値電圧が100Vと200Vの間にある場合には、100Vは適正な入力電圧であると判定される一方、200Vは過電圧であると判定され、入力が遮断される。よって、100Vの商用電源を入力しての使用が想定されている電気電子機器を、200Vの商用電源の入力から保護することができる。これにより、電気電子機器の使用時や据え付け時に起こりやすい、100Vと200Vの間の取り違いによる過電圧入力を効果的に防止することができる。   When the threshold voltage is between 100V and 200V, it is determined that 100V is an appropriate input voltage, while 200V is determined to be an overvoltage, and the input is blocked. Therefore, it is possible to protect an electric / electronic device that is assumed to be used by inputting a 100V commercial power source from an input of a 200V commercial power source. As a result, it is possible to effectively prevent an overvoltage input caused by a difference between 100 V and 200 V, which is likely to occur when using or installing an electric / electronic device.

本発明の第一の実施形態にかかる過電圧保護回路の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the overvoltage protection circuit concerning 1st embodiment of this invention. 本発明の第二の実施形態にかかる過電圧保護回路の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the overvoltage protection circuit concerning 2nd embodiment of this invention. 本発明の第三の実施形態にかかる過電圧保護回路の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the overvoltage protection circuit concerning 3rd embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態にかかる過電圧保護回路について、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, an overvoltage protection circuit according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

<第一の実施形態>
図1に本発明の第一の実施形態にかかる過電圧保護回路1の構成を示す。過電圧保護回路1は、漏電検知部11と、漏電遮断部12と、入力電圧検知部13と、漏電発生部14とを有してなる。過電圧保護回路1は、商用電源等の外部電源から電源入力を受ける電気電子機器(不図示)の電源入力部の上流側に設けられ、電源プラグPLを介して電源入力ラインLinに過電圧が入力された場合に、それを検知し、電源入力を遮断する役割を果たす。
<First embodiment>
FIG. 1 shows a configuration of an overvoltage protection circuit 1 according to the first embodiment of the present invention. The overvoltage protection circuit 1 includes a leakage detection unit 11, a leakage blocking unit 12, an input voltage detection unit 13, and a leakage generation unit 14. The overvoltage protection circuit 1 is provided on the upstream side of a power input unit of an electric / electronic device (not shown) that receives power input from an external power source such as a commercial power source, and an overvoltage is input to the power input line Lin via the power plug PL. If it is detected, it plays a role of blocking the power input.

ここでは、外部電源である商用電源から電源プラグPLを介して入力される電源が交流であり、適正電圧として入力が想定されている交流電源がホットとコモン(コールド)の極性を有する場合を扱う。この場合、電源入力ラインLinは、ホット側ラインLhとコモン側ラインLcよりなる。   Here, the case where the power source input from the commercial power source, which is an external power source, via the power plug PL is AC, and the AC power source that is assumed to be input as an appropriate voltage has hot and common (cold) polarities is handled. . In this case, the power input line Lin includes a hot side line Lh and a common side line Lc.

漏電検知部11は、所定の閾値電流Ith以上の漏電電流が電源入力ラインLinとアース電位の間に流れる漏電状態が発生すると、それを検知するものである。また、漏電遮断部12は、漏電検知部11が漏電状態を検知すると、電源入力ラインLinへの電源電圧の入力を遮断する役割を果たす。 Leakage detection unit 11 is a predetermined threshold current I th or more leakage current when leakage flow conditions between the power input line Lin and the ground potential is generated, for detecting it. In addition, the leakage breaker 12 serves to block the input of the power supply voltage to the power input line Lin when the leakage detector 11 detects a leakage state.

漏電検知部11および漏電遮断部12は、どのような構成を有してもよいが、漏電検知部11および漏電遮断部12を一体に備えたものとして、汎用的な漏電ブレーカ15を用いることが、簡便性の観点から好適である。市販されている一般的な漏電ブレーカにおいては、漏電検知部11として、ホット側ラインLhにつながる導線とコモン側ラインLcにつながる導線をリング状の磁性体に通過させた構成を有する。漏電の発生によってホット側ラインLhとコモン側ラインLcを流れる電流に差がある場合には、2本の導線の周りに磁界が発生する。リング状磁性体には巻き線が巻かれており、このような磁界が発生すると、巻き線に電圧が発生する。この電圧を電気回路的に検知し、所定の閾値を超えた時に、電磁開閉器等の適当なスイッチ手段よりなる漏電遮断部12がオフ状態とされ、外部電源から電源入力ラインLinへの電源入力が遮断される。この種の漏電ブレーカ15は通常、電源プラグPLと一体的に形成され、コンセントへの差し込み口に配置される。なお、本明細書において、単に「漏電ブレーカ」と称する場合は、過電圧検知機能を有さず、漏電状態に対する検出、遮断のみを行う漏電ブレーカを指すものとする。   The earth leakage detector 11 and the earth leakage breaker 12 may have any configuration, but a general earth leakage breaker 15 may be used as an integral unit of the earth leakage detector 11 and the earth leakage breaker 12. From the viewpoint of simplicity, it is preferable. In the common earth leakage breaker marketed, the earth leakage detection unit 11 has a configuration in which a conducting wire connected to the hot side line Lh and a conducting wire connected to the common side line Lc are passed through a ring-shaped magnetic body. When there is a difference in current flowing through the hot side line Lh and the common side line Lc due to the occurrence of electric leakage, a magnetic field is generated around the two conductors. A winding is wound around the ring-shaped magnetic body, and when such a magnetic field is generated, a voltage is generated in the winding. When this voltage is detected by an electric circuit and a predetermined threshold value is exceeded, the leakage breaker 12 comprising an appropriate switch means such as an electromagnetic switch is turned off, and the power input from the external power source to the power input line Lin Is cut off. This type of earth leakage breaker 15 is usually formed integrally with the power plug PL and arranged at the outlet to the outlet. In addition, in this specification, when only calling it "earth leakage breaker", it shall refer to the earth leakage breaker which does not have an overvoltage detection function and performs only detection and interruption for the earth leakage state.

入力電圧検知部13は、電源プラグPLを介して外部電源から電源入力ラインLinに入力された電源電圧が、閾値電圧Vth以上の過電圧であるか、閾値電圧Vth未満の適正電圧であるかを判定する。入力電圧検知部13は、入力電圧値を読み取って閾値電圧Vthとの大小を比較できるものであれば、どのような素子や機器よりなっても構わないが、例えば、2つの抵抗器を直列接続してなる分圧抵抗Rvと電圧測定手段16を用いて入力電圧検知部13を構成することができる。つまり、漏電検知部11および漏電遮断部12の下流側で、分圧抵抗Rvをホット側ラインLhとコモン側ラインLcの間に接続し、2つの抵抗器の接続点で得られる分圧を、電圧測定手段16に読み取らせればよい。電圧測定手段16は、例えばマイクロコンピュータ(マイコン)18によって具現され、電源入力ラインLinから電源入力を受けて作動する電気電子機器を制御するマイコンと共通のものとすることができる。この場合、分圧抵抗Rvにおいて、2つの抵抗器の抵抗値の比によって定まる分圧比は、想定される過電圧が電源入力ラインLinに入力された際の分圧が、マイコンの入力ポートに入力可能な範囲となるように選択すればよい。 The input voltage detector 13 determines whether the power supply voltage input from the external power supply to the power supply input line Lin via the power plug PL is an overvoltage equal to or higher than the threshold voltage Vth or an appropriate voltage lower than the threshold voltage Vth . Determine. The input voltage detection unit 13 may be any element or device as long as it can read the input voltage value and compare the magnitude with the threshold voltage Vth . For example, the input voltage detection unit 13 includes two resistors in series. The input voltage detector 13 can be configured using the voltage dividing resistor Rv and the voltage measuring means 16 connected to each other. That is, the voltage dividing resistor Rv is connected between the hot side line Lh and the common side line Lc on the downstream side of the leakage detecting unit 11 and the leakage blocking unit 12, and the divided voltage obtained at the connection point of the two resistors is What is necessary is just to make the voltage measurement means 16 read. The voltage measuring means 16 is embodied by, for example, a microcomputer 18 and can be the same as a microcomputer that controls electric and electronic equipment that operates by receiving power input from the power input line Lin. In this case, in the voltage dividing resistor Rv, the voltage dividing ratio determined by the ratio of the resistance values of the two resistors can be input to the microcomputer input port when the assumed overvoltage is input to the power input line Lin. What is necessary is just to select so that it may become a range.

漏電発生部14は、閾値電圧Vth以上の過電圧が電源入力ラインLinに入力されていることを入力電圧検知部13が検知すると、電源入力ラインLinをアース電位に接続する。漏電発生部14は、例えば、スイッチSWと、(漏電用)コンデンサC1と、スイッチ制御手段17を有してなる。スイッチ制御手段17は、電圧測定手段16から過電圧の入力を検出したことを示す信号の入力を受けると、スイッチSWに電気信号を出力し、スイッチSWをオン状態とする。スイッチ制御手段17は、マイコンによって具現することができ、電圧測定手段16として機能するマイコンと共通のものであることが好適である。スイッチSWは、ホット側ラインLhとアース電位の間に接続され、オフ状態においてはホット側ラインLhとアース電位の間を絶縁し、オン状態においてはホット側ラインLhとアース電位の間に導通を形成する。スイッチSWは、たとえばリレースイッチより構成することができ、入力側端子の一端をホット側ラインLhに、他端をスイッチ制御手段17(マイコンの出力ポート)に接続すればよい。そして、出力側端子の一端をホット側ラインLhに、他端を漏電用コンデンサC1に接続すればよい。漏電用コンデンサC1は、スイッチSWの出力側端子とアース電位の間に接続されている。 When the input voltage detection unit 13 detects that an overvoltage equal to or higher than the threshold voltage Vth is input to the power supply input line Lin, the leakage generation unit 14 connects the power supply input line Lin to the ground potential. The leakage generation unit 14 includes, for example, a switch SW, a capacitor C1 (for leakage), and a switch control unit 17. When receiving an input of a signal indicating that an overvoltage input has been detected from the voltage measuring means 16, the switch control means 17 outputs an electrical signal to the switch SW and turns on the switch SW. The switch control means 17 can be embodied by a microcomputer, and is preferably the same as the microcomputer that functions as the voltage measurement means 16. The switch SW is connected between the hot side line Lh and the ground potential, insulates between the hot side line Lh and the ground potential in the off state, and conducts between the hot side line Lh and the ground potential in the on state. Form. The switch SW can be constituted by a relay switch, for example, and one end of the input side terminal may be connected to the hot side line Lh and the other end connected to the switch control means 17 (microcomputer output port). Then, one end of the output side terminal may be connected to the hot side line Lh, and the other end may be connected to the leakage capacitor C1. The leakage capacitor C1 is connected between the output-side terminal of the switch SW and the ground potential.

ここで、入力電圧検知部13を構成する分圧抵抗Rvおよび漏電発生部14を構成するスイッチSWおよび漏電用コンデンサC1、そして入力電圧検知部13およびスイッチ制御手段17として機能するマイコンは、漏電検知部11および漏電遮断部12とは独立した(空間的に分離された)回路基板上に実装されている。例えば、後述するように過電圧保護回路1が温水洗浄便座に設けられる場合には、これらが実装された回路基板は、便座後方にケーシングに覆われて設けられた機器収容部に収容され、電源プラグPLと一体的に漏電ブレーカ15として設けられる漏電検知部11および漏電遮断部12とは空間的に完全に分離されている。   Here, the voltage dividing resistor Rv that constitutes the input voltage detector 13, the switch SW that constitutes the leakage generator 14 and the leakage capacitor C 1, and the microcomputer that functions as the input voltage detector 13 and the switch control means 17 It is mounted on a circuit board that is independent (spatially separated) from the part 11 and the leakage breaker 12. For example, as will be described later, when the overvoltage protection circuit 1 is provided in the warm water flush toilet seat, the circuit board on which these circuits are mounted is accommodated in a device accommodating portion provided in a casing behind the toilet seat, and the power plug The earth leakage detector 11 and the earth leakage interrupter 12 provided as the earth leakage breaker 15 integrally with the PL are spatially completely separated.

以上の部材の他に、過電圧保護回路1には、スイッチSWの出力側および漏電用コンデンサC1と並列に、ホット側ラインLhとアース電位の間に、ノイズ吸収用コンデンサC2が設けられる。ノイズ吸収用コンデンサC2は、外部電源からの入力電圧に含まれるノイズ成分を除去する役割を果たす。   In addition to the above members, the overvoltage protection circuit 1 is provided with a noise absorbing capacitor C2 in parallel with the output side of the switch SW and the leakage capacitor C1 between the hot side line Lh and the ground potential. The noise absorbing capacitor C2 serves to remove noise components contained in the input voltage from the external power source.

電源入力ラインLinに閾値電圧Vth未満の適正電圧が入力されており、かつ漏電が起こっていない場合には、入力電圧検知部13が過電圧状態であるとの判定を行わず、漏電発生部14のスイッチ制御手段17がスイッチSWに信号を出力しない。これによってスイッチSWがオフ状態に保たれ、電源入力ラインLinのホット側ラインLhとアース電位の間が絶縁された状態に維持される。すると、電源入力ラインLinとアース電位の間に漏電電流が流れず、漏電遮断部12が電源入力ラインLinへの電圧入力を遮断しない状態が維持される。従って、電源電圧が、過電圧保護回路1を介して下流の電気電子機器に供給される状態が継続される。 When an appropriate voltage lower than the threshold voltage Vth is input to the power input line Lin and no leakage has occurred, it is not determined that the input voltage detection unit 13 is in an overvoltage state, and the leakage generation unit 14 The switch control means 17 does not output a signal to the switch SW. As a result, the switch SW is maintained in the OFF state, and the hot side line Lh of the power input line Lin and the ground potential are maintained in an insulated state. Then, the leakage current does not flow between the power input line Lin and the ground potential, and the state where the leakage breaker 12 does not block the voltage input to the power input line Lin is maintained. Therefore, the state in which the power supply voltage is supplied to the downstream electrical / electronic device via the overvoltage protection circuit 1 is continued.

一方、電源入力ラインLinに閾値電圧Vth以上の過電圧が入力されると、入力電圧検知部13が、過電圧の入力を検知し、漏電発生部14のスイッチ制御手段17に過電圧状態の発生を示す信号を伝達する。そして、スイッチ制御手段17がスイッチSWに信号を出力する。これにより、スイッチSWがオン状態とされ、電源入力ラインLinのホット側ラインLhとアース電位の間に導通が形成される。すると、漏電用コンデンサC1を介してホット側ラインLhからアース電位に電流(擬似漏電電流Ips)が流れ、漏電が起こる。この擬似漏電電流Ipsが、漏電検知部11が漏電状態であると認識する閾値電流Ith以上の値であれば、漏電検知部11が漏電状態が発生した判定し、漏電遮断部12が電源入力ラインLinへの電源電圧の入力を遮断する。このようにして、過電圧保護回路1において過電圧の入力が検知され、解消される。 On the other hand, when an overvoltage equal to or higher than the threshold voltage Vth is input to the power input line Lin, the input voltage detection unit 13 detects the input of the overvoltage and indicates the occurrence of an overvoltage state in the switch control means 17 of the leakage generation unit 14. Communicate the signal. Then, the switch control means 17 outputs a signal to the switch SW. As a result, the switch SW is turned on, and conduction is formed between the hot-side line Lh of the power input line Lin and the ground potential. Then, a current (pseudo-leakage current I ps ) flows from the hot side line Lh to the ground potential via the leakage capacitor C1, and leakage occurs. The pseudo leakage current I ps is, if the threshold current I th or more values is recognized as the electric leakage detection unit 11 is in leak state, determines leakage detection unit 11 is electric leakage occurs, fault interrupter 12 power The input of the power supply voltage to the input line Lin is cut off. In this manner, overvoltage input is detected in the overvoltage protection circuit 1 and eliminated.

漏電検知部11および漏電遮断部12が漏電ブレーカ15よりなる場合には、過電圧の入力によって電源電圧の入力が遮断された後、電源プラグPLをコンセントから引き抜く等して過電圧の入力を停止すれば、漏電ブレーカ15がリセットされる。よって、その後適正電圧を入力した際にスイッチSWがオフ状態となるようにスイッチ制御手段17を用いて制御しさえすれば、適正電圧の入力を継続することができる。   When the leakage detector 11 and the leakage breaker 12 are constituted by the leakage breaker 15, if the input of the power supply voltage is blocked by the overvoltage input and then the input of the overvoltage is stopped by pulling out the power plug PL from the outlet, etc. The earth leakage breaker 15 is reset. Therefore, the input of the appropriate voltage can be continued as long as control is performed using the switch control means 17 so that the switch SW is turned off when the appropriate voltage is input thereafter.

このように、特許文献1に示されるような漏電検知・遮断機能と過電圧検知・遮断機能を一体として備えた過電圧検知機能付き漏電ブレーカを使用することなく、漏電検知部11および漏電遮断部12から独立した入力電圧検知部13と漏電発生部14を設ける構成によって、過電圧状態の検知と解消を行うことができる。上記のように、漏電検知部11および漏電遮断部12としては、汎用的で安価な漏電ブレーカ15をそのまま用いることができ、入力電圧検知部13および漏電発生部14も、汎用的な素子およびマイコンを用いて構成することができるので、漏電保護回路を安価かつ簡素な構成で製造することができる。また、過電圧検知機能付き漏電ブレーカ等の特殊性の高い部品を用いないことから、市場や部品製造者等の事情による部品供給についての不安定要素の影響をほとんど受けずに、安定的に製造することができる。   Thus, without using the leakage breaker with an overvoltage detection function integrally provided with the leakage detection / cutoff function and the overvoltage detection / cutoff function as shown in Patent Document 1, the leakage detection unit 11 and the leakage breaker 12 With the configuration in which the independent input voltage detection unit 13 and the leakage generation unit 14 are provided, the overvoltage state can be detected and eliminated. As described above, as the leakage detection unit 11 and the leakage breaker 12, a general-purpose and inexpensive leakage breaker 15 can be used as it is, and the input voltage detection unit 13 and the leakage generation unit 14 are also general-purpose elements and microcomputers. Therefore, the leakage protection circuit can be manufactured at a low cost and with a simple configuration. In addition, since highly specialized parts such as an earth leakage breaker with an overvoltage detection function are not used, stable production is hardly affected by unstable factors in parts supply due to circumstances of the market or parts manufacturers. be able to.

また、過電圧保護回路1は、漏電検知部11と漏電遮断部12を用いて電源入力の遮断を行うものであるので、過電圧入力に対する保護と、種々の要因による漏電に対する保護の両方を同時に行うことができる。つまり、過電圧の検知による擬似漏電電流Ipsの生成以外の要因で、電源入力ラインLinまたは下流の電気電子機器のいずれかの部位に漏電が起こった場合にも、漏電検知部11が漏電を検知し、漏電遮断部12が電源入力を遮断する。 Moreover, since the overvoltage protection circuit 1 uses the leakage detection unit 11 and the leakage breaker 12 to cut off the power supply input, it simultaneously performs both protection against overvoltage input and leakage due to various factors. Can do. In other words, even if a leakage occurs in any part of the power input line Lin or the downstream electrical / electronic device due to a factor other than the generation of the pseudo leakage current I ps due to the detection of the overvoltage, the leakage detection unit 11 detects the leakage. Then, the leakage breaker 12 cuts off the power input.

ここで、閾値電圧Vthは、過電圧保護回路1が使用される地域で想定される入力電圧および電源供給を受ける電気電子機器の仕様等により、任意に設定すればよいが、100Vと200Vの間に設定することが好適である。日本においては、100Vの交流が商用電源として広く用いられる一方、200Vの交流も使用されるので、定格電圧が100Vの電気電子機器の使用時や施工時に、200V電源に誤って機器を接続してしまう事態が起こりやすいからである。 Here, the threshold voltage Vth may be arbitrarily set depending on the input voltage assumed in the region where the overvoltage protection circuit 1 is used and the specifications of the electric and electronic equipment receiving power supply, etc., but between 100V and 200V It is preferable to set to. In Japan, AC of 100V is widely used as a commercial power supply, while AC of 200V is also used. Therefore, when using or constructing electrical / electronic equipment with a rated voltage of 100V, the equipment is mistakenly connected to the 200V power supply. This is because it is easy to happen.

なお、過電圧保護回路1においては、漏電発生部14のスイッチSWが電源入力ラインLinのホット側ラインLhとアース電位の間に接続されたが、必ずしもホット側ラインLhに接続される必要はなく、コモン側ラインLcとアース電位の間に接続してもよい。100Vと200V両方の交流が利用可能である商用電源の供給には、単相3線方式が広く採用されており、この場合に、100Vの交流はホットとコモンの極性で供給されるが、200Vの交流はコモンの極性を有さない。よって、100Vの交流が定格の入力電圧として想定されている状況で、過電圧保護回路1内のホット側ラインLhおよびコモン側ラインLcのいずれにスイッチSWを接続しておいた場合にも、200Vの交流が入力された際に、電源入力ラインLinとアース電位の間に擬似漏電電流Ipsを流すことができる。ただし、単相3線方式での100Vと200Vの取り違いによって過電圧が入力される場合だけでなく、100V入力中に瞬間的に過電圧が印加される場合や、単相2線方式の200Vの交流が入力された場合等にも過電圧保護機能を働かせ、安全性を高めることを考えると、ホット側ラインLhとアース電位の間にスイッチSWを接続しておく方が好適である。 In the overvoltage protection circuit 1, the switch SW of the leakage generator 14 is connected between the hot side line Lh of the power input line Lin and the ground potential, but it is not necessarily connected to the hot side line Lh. You may connect between the common side line Lc and earth | ground potential. A single-phase three-wire system is widely used for supplying commercial power that can use both 100V and 200V AC. In this case, 100V AC is supplied with hot and common polarities. Has no common polarity. Therefore, even when the switch SW is connected to either the hot side line Lh or the common side line Lc in the overvoltage protection circuit 1 in a situation where 100V AC is assumed as the rated input voltage, When alternating current is input, a pseudo leakage current I ps can flow between the power input line Lin and the ground potential. However, not only when the overvoltage is input due to the difference between 100V and 200V in the single-phase three-wire system, but also when the overvoltage is instantaneously applied during 100V input, or the 200V AC in the single-phase two-wire system Considering that the overvoltage protection function is activated and the safety is improved even when the switch SW is input, it is preferable to connect the switch SW between the hot side line Lh and the ground potential.

日本で汎用されている2ピンの電源プラグPLを使用する場合には、使用者や施工者が必ずしも過電圧保護回路1側と電源側のホット側およびコモン側を対応させて電源接続を行わない場合もあるが、ホット側端子およびコモン側端子に加えてアース端子を有する3ピンの電源プラグPLを使用する場合には、過電圧保護回路1側と電源側の間で、ホット側とコモン側の対応関係が1通りに規定される。よって、3ピンの電源プラグPLを使用する場合には、2ピンの電源プラグPLを使用する場合に比べ、コモン側ラインLcではなくホット側ラインLhとアース電位の間にスイッチSWを接続しておくことの安全性向上に対する効果が、一層大きく享受される。   When using a 2-pin power plug PL that is widely used in Japan, the user or the installer does not necessarily connect the power supply by making the overvoltage protection circuit 1 side correspond to the hot side and the common side of the power supply side. However, when a 3-pin power plug PL having a ground terminal in addition to the hot side terminal and the common side terminal is used, the correspondence between the hot side and the common side is required between the overvoltage protection circuit 1 side and the power source side. The relationship is defined in one way. Therefore, when the 3-pin power plug PL is used, the switch SW is connected between the hot-side line Lh and the ground potential instead of the common-side line Lc, compared to the case where the 2-pin power plug PL is used. The effect of improving the safety of the storage is greatly enjoyed.

上記のとおり、入力電圧検知部13が過電圧の入力を検知し、漏電発生部14のスイッチSWがオン状態とされると、漏電用コンデンサC1を介して擬似漏電電流Ipsがホット側ラインLhとアース電位の間に流れるが、ホット側ラインLhとアース電位の間に導通を形成し、擬似漏電電流Ipsを流すという観点のみに着目すると、漏電用コンデンサC1は必ずしも必要なものではない。ただし、少なくとも日本では、電源入力ラインLinとアース電位の間を直接接続してはならないことが法規によって定められており、この位置に漏電用コンデンサC1としてコンデンサを設けている。電荷を蓄積するというコンデンサの役割に鑑みると、この位置に設けられる素子としてはコンデンサが最適であるものの、抵抗器等でも代用することができる。ただし、電源入力ラインLinに入力される電源が交流ではなく直流である場合には、コンデンサを介して電源入力ラインLinとアース電位の間に漏電電流を流すことはできず、抵抗器等、直流を通過させられる素子をこの位置に用いる必要がある。これ以外の構成については、直流電源に対しても、交流電源に対して用いられる上記過電圧保護回路1をそのまま用いることができる。 As described above, when the input voltage detection unit 13 detects an input of an overvoltage and the switch SW of the leakage generation unit 14 is turned on, the pseudo leakage current I ps is connected to the hot side line Lh via the leakage capacitor C1. Although the current flows between the ground potentials, the leakage capacitor C1 is not always necessary when focusing only on the point of forming a continuity between the hot side line Lh and the ground potential and allowing the pseudo-leakage current Ips to flow. However, at least in Japan, the law stipulates that the power input line Lin and the ground potential should not be directly connected, and a capacitor is provided as a leakage capacitor C1 at this position. In view of the role of the capacitor for accumulating electric charge, a capacitor is optimal as an element provided at this position, but a resistor or the like can be substituted. However, when the power input to the power input line Lin is DC instead of AC, a leakage current cannot flow between the power input line Lin and the ground potential via a capacitor. It is necessary to use an element that can pass through at this position. About the structure of those other than this, the said overvoltage protection circuit 1 used with respect to AC power supply can be used as it is also with respect to DC power supply.

以上のような過電圧保護回路1は、外部電源の入力を受けて駆動される電気電子機器に広く利用することができる。例えば、人体局部洗浄用に温水を噴出する温水洗浄便座に好適に利用することができる。温水洗浄便座は、人体に直接接触して使用されるものであり、しかも水回りに設置されるものであるので、安全のために、過電圧の入力や漏電が起こったとしても、それを早期に検知し、解消することが要求される。本実施形態にかかる過電圧保護回路1を用いれば、過電圧の入力と漏電の両方に対して、早期の検知と解消が可能である。   The overvoltage protection circuit 1 as described above can be widely used in electric and electronic devices that are driven by receiving an input from an external power source. For example, it can be suitably used for a warm water washing toilet seat that ejects warm water for local body washing. Since the warm water flush toilet seat is used in direct contact with the human body and is installed around the water, even if an overvoltage input or electric leakage occurs, it will be promptly removed. It is required to detect and resolve. If the overvoltage protection circuit 1 according to this embodiment is used, early detection and cancellation of both overvoltage input and electric leakage are possible.

ここで、100Vの交流を適正電圧とみなし、200Vの交流を過電圧とみなす場合を例として、電源入力ラインLinとアース電位の間に流れる擬似漏電電流Ipsと、漏電検知部11が漏電状態であると判断して漏電遮断部12を作動させる閾値電流Ithとの関係を見積もる。まず、漏電用コンデンサC1の静電容量をCとし、漏電用コンデンサC1の両端に印加される電圧、つまり入力電圧をVとすると、
ps=C・dV/dt 式(1)
なる関係が成り立つ。
ここで、商用電源は正弦波であるので、Vをその最大値として、
V=V・sin(2πft) 式(2)
と表すことができる。
式(2)を式(1)に代入すると、
ps=2πVfC・cos(2πft)=I・cos(2πft) 式(3)
となる。
つまり、擬似漏電電流Ipsの最大値Iは、
=2πfVC 式(4)
となる。
Here, assuming that 100V alternating current is regarded as an appropriate voltage and 200V alternating current is regarded as an overvoltage, for example, the pseudo-leakage current Ips flowing between the power input line Lin and the ground potential, and the leakage detection unit 11 is in a leakage state. It determines that it estimates the relationship between the threshold current I th to operate the fault interrupter 12. First, assuming that the capacitance of the leakage capacitor C1 is C and the voltage applied to both ends of the leakage capacitor C1, that is, the input voltage is V,
I ps = C · dV / dt Equation (1)
The relationship becomes true.
Here, since the commercial power source is a sine wave, V 0 is the maximum value.
V = V 0 · sin (2πft) Equation (2)
It can be expressed as.
Substituting equation (2) into equation (1),
I ps = 2πV 0 fC · cos (2πft) = I 0 · cos (2πft) Equation (3)
It becomes.
That is, the maximum value I 0 of the pseudo leakage current I ps is
I 0 = 2πfV 0 C Formula (4)
It becomes.

次に、式(4)にV=100V、f=50Hz、C=4700pFを代入する。4700pFとの静電容量は、電源入力ラインLinとアース電位の間に接続されるコンデンサとして汎用的に入手可能なものの実質上の最大値である。代入の結果は、I=0.148mAとなる。つまり、擬似漏電電流Ipsの最大値は0.148mAとなり、漏電検知部11が漏電状態であると検知する閾値電流Ithを0.148mA以下とすれば、この最大値Iを有する擬似漏電電流Ipsが流れた際に、漏電状態が起こっていると漏電検知部11が認識し、漏電遮断部12に電源入力ラインLinへの電源入力を遮断させることができる。 Next, V 0 = 100 V, f = 50 Hz, and C = 4700 pF are substituted into Equation (4). The capacitance of 4700 pF is the practically maximum value of a capacitor that is commonly available as a capacitor connected between the power input line Lin and the ground potential. The result of the substitution is I 0 = 0.148 mA. That is, the maximum value of the pseudo leakage current I ps is 0.148 mA, and if the threshold current I th for detecting that the leakage detection unit 11 is in the leakage state is 0.148 mA or less, the pseudo leakage current having the maximum value I 0 is obtained. When the current I ps flows, the leakage detection unit 11 recognizes that a leakage state has occurred, and can cause the leakage blocking unit 12 to block the power input to the power input line Lin.

しかし、上記のように、市販されている漏電ブレーカ15によって漏電検知部11と漏電遮断部12を構成する場合には、定格感度電流が0.148mA以下というような漏電ブレーカ15を入手することは困難である。そこで、擬似漏電電流Ipsをさらに大きな値とするような方法を採ることが望ましい。次の第二の実施形態にかかる過電圧保護回路2が、これに対応する。 However, as described above, when the leakage detection unit 11 and the leakage breaker 12 are configured by a commercially available leakage breaker 15, obtaining the leakage breaker 15 having a rated sensitivity current of 0.148 mA or less is not possible. Have difficulty. Therefore, it is desirable to adopt a method in which the pseudo leakage current I ps is set to a larger value. The overvoltage protection circuit 2 according to the second embodiment corresponds to this.

<第二の実施形態>
上記の式(1)に着目すると、電圧変化(dV)が起こる時間dtを短くすると、漏電電流Ipsが大きくなることが分かる。そこで、短時間で漏電用コンデンサC1に印加される電圧を変化させることを目的として構成された、本発明の第二の実施形態にかかる過電圧保護回路2の構成を図2に示す。
<Second Embodiment>
Focusing on the above formula (1), it can be seen that the leakage current Ips increases when the time dt during which the voltage change (dV) occurs is shortened. FIG. 2 shows the configuration of the overvoltage protection circuit 2 according to the second embodiment of the present invention, which is configured to change the voltage applied to the leakage capacitor C1 in a short time.

第一の実施形態にかかる過電圧保護回路1において漏電用コンデンサC1に単一のスイッチSWが接続されていたのとは異なり、本過電圧保護回路2においては、漏電用コンデンサC1に第一のスイッチSW1と第二のスイッチSW2の2つのスイッチが接続されている。漏電用コンデンサC1は、第一の実施形態の場合と同様に、一方の端子(第一端)をアース電位に接続されている。そして、第一のスイッチSW1は、電源入力ラインLinのホット側ラインLhと漏電用コンデンサC1の他方の端子(第二端)の間に接続され、第二のスイッチSW2は、電源入力ラインLinのコモン側ラインLcと漏電用コンデンサC1の第二端の間に接続されている。第一のスイッチSW1および第二のスイッチSW2は、ともにスイッチ制御手段17によってオン/オフ制御される。それ以外の構成は、第一の実施形態にかかる過電圧保護回路1のものと同じである。   Unlike the overvoltage protection circuit 1 according to the first embodiment in which a single switch SW is connected to the leakage capacitor C1, the overvoltage protection circuit 2 includes a first switch SW1 connected to the leakage capacitor C1. And the second switch SW2 are connected. As in the case of the first embodiment, the leakage capacitor C1 has one terminal (first end) connected to the ground potential. The first switch SW1 is connected between the hot side line Lh of the power input line Lin and the other terminal (second end) of the leakage capacitor C1, and the second switch SW2 is connected to the power input line Lin. The common line Lc is connected between the second end of the leakage capacitor C1. Both the first switch SW1 and the second switch SW2 are on / off controlled by the switch control means 17. The other configuration is the same as that of the overvoltage protection circuit 1 according to the first embodiment.

この過電圧保護回路2において、入力電圧検知部13が過電圧の入力を検知すると、スイッチ制御手段17は、第一のスイッチSW1と第二のスイッチSW2を交互に高速で交互にスイッチングする。つまり、「第一のスイッチSW1をオン→第一のスイッチSW1をオフ→第二のスイッチSW2をオン→第二のスイッチSW2をオフ」というスイッチングのサイクルを時間dtの間隔で繰り返す。すると、時間間隔dtの間に、漏電用コンデンサC1の両端に、最大で入力電圧に等しい電圧の変化dVが作りだされる。ここで、時間間隔dtは、第一のスイッチSW1をオン状態としてから第二のスイッチSW2をオン状態とするまでの時間、および第二のスイッチSW2をオン状態としてから第一のスイッチSW1をオン状態とするまでの時間を指す。   In the overvoltage protection circuit 2, when the input voltage detector 13 detects an input of an overvoltage, the switch control means 17 alternately switches the first switch SW1 and the second switch SW2 alternately at high speed. That is, a switching cycle of “first switch SW1 turned on → first switch SW1 turned off → second switch SW2 turned on → second switch SW2 turned off” is repeated at intervals of time dt. Then, during the time interval dt, a voltage change dV equal to the input voltage at the maximum is created at both ends of the leakage capacitor C1. Here, the time interval dt is the time from when the first switch SW1 is turned on until the second switch SW2 is turned on, and after the second switch SW2 is turned on, the first switch SW1 is turned on. It indicates the time to make a state.

次に、式(1)において、漏電ブレーカ15の定格感度電流として最も一般的な15mAまたはそれよりも大きい擬似漏電電流Ipsを得るためには、第一のスイッチSW1と第二のスイッチSW2のスイッチングの間隔dtをどの程度にすればよいかを見積もる。式(1)より、
dt=C・dV/Ips 式(5)
である。
電圧変化量dVを200Vとし、漏電用コンデンサC1の静電容量を上記第一の実施形態における場合と同様に4700pFとすると、式(5)において、Ips≧15mAを満たすためには、dt≦0.0627msecを満たすことが必要となる。つまり、0.0627ミリ秒以下の時間間隔で第一のスイッチSW1および第二のスイッチSW2のスイッチングを繰り返せば、定格感度電流15mAの漏電ブレーカを用いて、200Vの電源電圧の入力を遮断することができる。
Next, in Formula (1), in order to obtain the pseudo leakage current I ps of 15 mA, which is the most common rated sensitivity current of the leakage breaker 15, or larger than that, the first switch SW1 and the second switch SW2 It is estimated how much the switching interval dt should be set. From equation (1),
dt = C · dV / I ps equation (5)
It is.
Assuming that the voltage change amount dV is 200 V and the capacitance of the leakage capacitor C1 is 4700 pF as in the first embodiment, in order to satisfy I ps ≧ 15 mA in the equation (5), dt ≦ It is necessary to satisfy 0.0627 msec. In other words, if the switching of the first switch SW1 and the second switch SW2 is repeated at a time interval of 0.0627 milliseconds or less, the input of the power supply voltage of 200 V is cut off using the leakage breaker with the rated sensitivity current of 15 mA. Can do.

以上が200Vを過電圧とみなす場合の見積もりであったが、式(5)を一般化して表示すると、第二の過電圧保護回路2を用いて閾値電圧Vth以上の過電圧の入力を遮断するためには、第一のスイッチSW1および第二のスイッチSW2のスイッチングの時間間隔dtを、下の式(6)のように定めればよいことになる。
dt≦C・Vth/Ith 式(6)
The above is an estimate when 200 V is regarded as an overvoltage. However, when the formula (5) is generalized and displayed, the second overvoltage protection circuit 2 is used to block an input of an overvoltage exceeding the threshold voltage Vth. Therefore, the switching time interval dt between the first switch SW1 and the second switch SW2 may be determined as shown in the following equation (6).
dt ≦ C · V th / I th formula (6)

なお、図2では、図1との対照において分かりやすいように、便宜的に第一のスイッチSW1および第二のスイッチSW2をリレースイッチとして表示しているが、実際には、ミリ秒以下の短時間でリレースイッチをスイッチングすることは困難である。第一のスイッチSW1および第二のスイッチSW2として、例えばデジタルトランジスタを用いれば、このような高速でのスイッチングにも対応することができる。   In FIG. 2, the first switch SW1 and the second switch SW2 are displayed as relay switches for the sake of convenience so as to be easily understood in comparison with FIG. It is difficult to switch relay switches in time. If, for example, digital transistors are used as the first switch SW1 and the second switch SW2, such high-speed switching can be handled.

また、本実施形態にかかる過電圧保護回路2においては、スイッチSW1およびスイッチSW2を用いて、入力された電源電圧とは周期の異なる交流を生成し、コンデンサに流すので、電源電圧が直流である場合にも、同じ構成を用いて、過電圧保護機能を利用することができる。   Further, in the overvoltage protection circuit 2 according to the present embodiment, the switch SW1 and the switch SW2 are used to generate alternating current having a period different from that of the input power supply voltage and flow it through the capacitor. In addition, the overvoltage protection function can be used by using the same configuration.

<第三の実施形態>
図3に、本発明の第三の実施形態にかかる過電圧保護回路3の構成を示す。第三の実施形態にかかる過電圧保護回路3は、図2の第二の実施形態にかかる過電圧保護回路2と比べて、ノイズ吸収用コンデンサC2が設けられていな点において異なる。過電圧保護回路3においては、過電圧保護回路2において漏電用コンデンサC1が接設けられた位置に、共用コンデンサCcが設けられており、共用コンデンサCcが漏電用コンデンサC1とノイズ吸収用コンデンサC2の役割を兼ね備える。
<Third embodiment>
FIG. 3 shows the configuration of the overvoltage protection circuit 3 according to the third embodiment of the present invention. The overvoltage protection circuit 3 according to the third embodiment is different from the overvoltage protection circuit 2 according to the second embodiment of FIG. 2 in that the noise absorbing capacitor C2 is not provided. In the overvoltage protection circuit 3, a shared capacitor Cc is provided at a position where the leakage capacitor C1 is in contact with the overvoltage protection circuit 2, and the shared capacitor Cc serves as the leakage capacitor C1 and the noise absorbing capacitor C2. Have both.

つまり、入力電圧検知部13がVth以上の過電圧の入力を検知すると、スイッチ制御手段17は、第二の実施形態の場合と同様に、第一のスイッチSW1と第二のスイッチSW2を時間間隔dtで交互にスイッチングする。これにより、共用コンデンサCcが漏電用コンデンサとして機能する。 That is, when the input voltage detection unit 13 detects an input of an overvoltage equal to or higher than Vth , the switch control unit 17 sets the first switch SW1 and the second switch SW2 to a time interval as in the case of the second embodiment. Switching alternately at dt. Thereby, the shared capacitor Cc functions as a leakage capacitor.

一方、入力電圧検知部13がVth未満の適正電圧の入力を検知すると、スイッチ制御手段17は、第一のスイッチSW1をオン状態とするとともに、第二のスイッチSW2をオフ状態とする。この状態が維持されることで、電源入力ラインLinのホット側ラインLhが共用コンデンサCcを介してアース電位に接続された状態となる。つまり、共用コンデンサCcがノイズ吸収用コンデンサとして機能する。 On the other hand, when the input voltage detection unit 13 detects an input of an appropriate voltage less than Vth , the switch control means 17 turns on the first switch SW1 and turns off the second switch SW2. By maintaining this state, the hot-side line Lh of the power input line Lin is connected to the ground potential via the shared capacitor Cc. That is, the shared capacitor Cc functions as a noise absorbing capacitor.

このように、漏電用コンデンサとノイズ吸収用コンデンサをそれぞれ独立して設けずに、単一の共用コンデンサCcを使用して両方の役割を担わせることで、使用するコンデンサの数を少なくすることができる。これにより、過電圧保護回路の製造コストを低減することができる。   In this way, the number of capacitors to be used can be reduced by providing both roles by using a single shared capacitor Cc without providing a leakage capacitor and a noise absorbing capacitor independently. it can. Thereby, the manufacturing cost of an overvoltage protection circuit can be reduced.

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。たとえば、上記各実施形態においては、スイッチを制御するスイッチ制御手段17を、マイコンを用いて構成したが、アナログ素子のみを用いてスイッチ制御手段17を構成することもできる。例えば、分圧抵抗Rvで得られた分圧を適当な抵抗器を介してトランジスタに入力し、トランジスタの出力をリレースイッチよりなるスイッチSWに入力すればよい。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, this invention is not limited to the said Example at all, A various change is possible in the range which does not deviate from the summary of this invention. For example, in each of the above embodiments, the switch control means 17 that controls the switch is configured using a microcomputer, but the switch control means 17 can also be configured using only analog elements. For example, the divided voltage obtained by the voltage dividing resistor Rv may be input to the transistor via an appropriate resistor, and the output of the transistor may be input to the switch SW formed of a relay switch.

1,2,3 過電圧保護回路
11 漏電検知部
12 漏電遮断部
13 入力電圧検知部
14 漏電発生部
15 漏電ブレーカ
16 電圧測定手段
17 スイッチ制御手段
18 マイコン
C1 漏電用コンデンサ
C2 ノイズ吸収用コンデンサ
Cc 共用コンデンサ
Lin 電源入力ライン
Lh ホット側ライン
Lc コモン側ライン
SW スイッチ
SW1 第一のスイッチ
SW2 第二のスイッチ
Rv 分圧抵抗
1, 2, 3 Overvoltage protection circuit 11 Earth leakage detector 12 Earth leakage interrupter 13 Input voltage detector 14 Earth leakage generator 15 Earth leakage breaker 16 Voltage measuring means 17 Switch control means 18 Microcomputer C1 Earth leakage capacitor C2 Noise absorbing capacitor Cc Shared capacitor Lin Power input line Lh Hot side line Lc Common side line SW Switch SW1 First switch SW2 Second switch Rv Voltage dividing resistor

Claims (8)

外部電源から電源電圧を入力する電源入力ラインとアース電位との間に閾値電流以上の漏電電流が流れる漏電状態を検知する漏電検知部と、
前記漏電検知部が前記漏電状態を検知すると、前記電源電圧の入力を遮断する漏電遮断部と、
前記漏電検知部および漏電遮断部から独立して配置され、前記電源電圧が閾値電圧以上であるかどうかを判定する入力電圧検知部と、
前記漏電検知部および漏電遮断部から独立して配置され、前記入力電圧検知部が前記閾値電圧以上の電源電圧が入力されていると判定すると、前記電源入力ラインをアース電位に接続し、前記電源入力ラインとアース電位の間に前記閾値電流以上の擬似漏電電流を流す漏電発生部と、
を有することを特徴とする過電圧保護回路。
A leakage detection unit for detecting a leakage state in which a leakage current greater than or equal to a threshold current flows between a power supply input line for inputting a power supply voltage from an external power supply and a ground potential;
When the leakage detection unit detects the leakage state, the leakage blocking unit that blocks the input of the power supply voltage;
An input voltage detection unit that is arranged independently from the leakage detection unit and the leakage breaker, and determines whether the power supply voltage is equal to or higher than a threshold voltage;
The power supply input line is connected to a ground potential when the power supply voltage that is arranged independently of the ground leakage detection unit and the ground leakage interruption unit and the input voltage detection unit determines that a power supply voltage equal to or higher than the threshold voltage is input, and the power supply An earth leakage generating portion for causing a pseudo earth leakage current greater than the threshold current between the input line and the ground potential,
An overvoltage protection circuit comprising:
前記漏電発生部は、前記電源入力ラインとアース電位の間に設けられたスイッチであり、
前記漏電検知部および前記漏電遮断部は、漏電ブレーカであり、
前記入力電圧検知部は、前記漏電ブレーカから空間的に分離された回路基板に設けられた素子または機器であることを特徴とする請求項1に記載の過電圧保護回路。
The leakage generator is a switch provided between the power input line and the ground potential,
The leakage detection unit and the leakage breaker are leakage breakers,
The overvoltage protection circuit according to claim 1, wherein the input voltage detection unit is an element or a device provided on a circuit board spatially separated from the leakage breaker.
前記漏電発生部とアース電位の間には、コンデンサが接続されていることを特徴とする請求項1または2に記載の過電圧保護回路。   The overvoltage protection circuit according to claim 1, wherein a capacitor is connected between the leakage generation unit and the ground potential. 前記アース電位には前記コンデンサの第一端が接続され、前記電源入力ラインのホット側ラインと前記コンデンサの第二端の間には第一のスイッチが接続され、前記電源入力ラインのコモン側ラインと前記コンデンサの第二端の間には第二のスイッチが接続され、前記擬似漏電電流は、前記第一のスイッチと前記第二のスイッチを交互に切り替えることによって発生されることを特徴とする請求項3に記載の過電圧保護回路。   A first end of the capacitor is connected to the ground potential, a first switch is connected between a hot side line of the power input line and a second end of the capacitor, and a common side line of the power input line And a second switch is connected between the second end of the capacitor and the pseudo-leakage current is generated by alternately switching the first switch and the second switch. The overvoltage protection circuit according to claim 3. 前記第一のスイッチと前記第二のスイッチを交互に切り替える時間の間隔dtは、前記コンデンサの静電容量をC、前記閾値電圧をVth、前記閾値電流をIthとして、dt≦C・Vth/Ithであることを特徴とする請求項4に記載の過電圧保護回路。 The time interval dt for alternately switching between the first switch and the second switch is dt ≦ C · V, where C is the capacitance of the capacitor, V th is the threshold voltage, and I th is the threshold current. overvoltage protection circuit according to claim 4, characterized in that the th / I th. 前記コンデンサは、前記閾値電圧未満の前記電源電圧が入力された場合には、電源ノイズ吸収用のコンデンサとして働くこと特徴とする請求項4または5に記載の過電圧保護回路。   6. The overvoltage protection circuit according to claim 4, wherein the capacitor functions as a capacitor for absorbing power supply noise when the power supply voltage lower than the threshold voltage is input. 前記漏電発生部は、前記電圧入力ラインのホット側ラインに接続されていることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の過電圧保護回路。   The overvoltage protection circuit according to any one of claims 1 to 6, wherein the leakage generation unit is connected to a hot-side line of the voltage input line. 前記閾値電圧は100Vと200Vの間にあることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の過電圧保護回路。   The overvoltage protection circuit according to claim 1, wherein the threshold voltage is between 100V and 200V.
JP2013170868A 2013-08-21 2013-08-21 Overvoltage protection circuit Expired - Fee Related JP6142732B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013170868A JP6142732B2 (en) 2013-08-21 2013-08-21 Overvoltage protection circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013170868A JP6142732B2 (en) 2013-08-21 2013-08-21 Overvoltage protection circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015042043A true JP2015042043A (en) 2015-03-02
JP6142732B2 JP6142732B2 (en) 2017-06-07

Family

ID=52695921

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013170868A Expired - Fee Related JP6142732B2 (en) 2013-08-21 2013-08-21 Overvoltage protection circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6142732B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105958434A (en) * 2016-05-30 2016-09-21 阿拉腾格日勒 Leakage protector voltage protection device
CN112086945A (en) * 2020-08-05 2020-12-15 广东美的白色家电技术创新中心有限公司 Overvoltage protection circuit and electronic equipment

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01144313A (en) * 1987-11-28 1989-06-06 Toshiba Corp Over voltage protecting circuit
JP2001110296A (en) * 1999-10-07 2001-04-20 Toenec Corp Operating current carrying device for earth leakage breaker
JP2002027658A (en) * 2000-07-11 2002-01-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Electrical apparatus protecting circuit
JP2006014479A (en) * 2004-06-25 2006-01-12 Matsushita Electric Works Ltd Circuit protection device
JP2009224285A (en) * 2008-03-19 2009-10-01 Tempearl Ind Co Ltd Circuit breaker unit
US20100033887A1 (en) * 2007-02-16 2010-02-11 See Ni Fong Overvoltage and/or undervoltage protection device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01144313A (en) * 1987-11-28 1989-06-06 Toshiba Corp Over voltage protecting circuit
JP2001110296A (en) * 1999-10-07 2001-04-20 Toenec Corp Operating current carrying device for earth leakage breaker
JP2002027658A (en) * 2000-07-11 2002-01-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Electrical apparatus protecting circuit
JP2006014479A (en) * 2004-06-25 2006-01-12 Matsushita Electric Works Ltd Circuit protection device
US20100033887A1 (en) * 2007-02-16 2010-02-11 See Ni Fong Overvoltage and/or undervoltage protection device
JP2009224285A (en) * 2008-03-19 2009-10-01 Tempearl Ind Co Ltd Circuit breaker unit

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105958434A (en) * 2016-05-30 2016-09-21 阿拉腾格日勒 Leakage protector voltage protection device
CN112086945A (en) * 2020-08-05 2020-12-15 广东美的白色家电技术创新中心有限公司 Overvoltage protection circuit and electronic equipment
CN112086945B (en) * 2020-08-05 2022-04-01 广东美的白色家电技术创新中心有限公司 Overvoltage protection circuit and electronic equipment

Also Published As

Publication number Publication date
JP6142732B2 (en) 2017-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9312681B2 (en) Circuit interrupter with over-temperature protection function for power cord
JP5888972B2 (en) Solar power system
RU55218U1 (en) DEVICE FOR PROTECTION OF REFRIGERATORS, AIR-CONDITIONERS AND OTHER EQUIPMENT OF THE CONSUMER FROM THE INCREASED AND REDUCED VOLTAGE IN THE AC NETWORK, AND ALSO IN ACCESSION AND REPEATED VOLTAGE OF THE VOLTAGE
JP5155687B2 (en) Wiring equipment
ES2879280T3 (en) Switching device
EP2619596B1 (en) Dc&amp;ac current detection circuit
JP6098334B2 (en) Power supply device, power supply system, and control method for power supply device
JP6273850B2 (en) Power supply device, moving object, and power distribution system
JP6142732B2 (en) Overvoltage protection circuit
KR101134299B1 (en) Multi-functional multi-outlet which includes abnormal power detection algorithm
KR101527366B1 (en) Arc detection circuit by contact failure
US10084304B2 (en) Upstream parallel arc fault outlet protection method
WO2008145600A1 (en) Circuit for protection against the risk of electric shocks
JP6403404B2 (en) Seismic plug device
EP3242366A1 (en) A smart control system for detecting plug-in or removal of electrical devices, detecting short circuit, sensing human contact to the conductor line and protecting human from electrical shocks
JP2009254217A (en) Electric device, power connection device and method for grounding electric device
GB2612144A (en) Detection Circuitry
JP2009245791A (en) Wiring instrument
KR200449994Y1 (en) Protect relay system for OF cable
JP5615958B1 (en) Earth leakage breaker
KR20220088820A (en) An Embedded Residual Current Device Test Mode
EP4453585A1 (en) Detection circuitry
JP2013048122A (en) Wiring instrument and system using the wiring instrument
TWI474940B (en) Electric vehicle supply equipment and control method thereof
JP2012243666A (en) Contact failure detection circuit and circuit breaker

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20151020

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160707

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170227

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170307

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170331

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170411

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170424

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6142732

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees