JP2019187227A - 保護回路 - Google Patents

Abstract

【課題】電源から過大な電圧が供給された場合に負荷に対して電力が供給されない状態を維持する。【解決手段】保護回路１は、外部電源２から供給される電圧を、電源の電圧値と異なる他の電圧値の電圧に変換して負荷３に出力するＤＣ−ＤＣ変換器と、外部電源２から供給される電圧が所定時間にわたって所定電圧を超えているとともに、ＤＣ−ＤＣ変換器から出力される電圧の電圧値が、ＤＣ−ＤＣ変換器が電圧の出力を停止した状態における電圧値よりも大きい第１閾値と、第１閾値よりも大きい第２閾値との間の範囲である正常範囲に含まれていない場合に、ＤＣ−ＤＣ変換器に電圧の出力を停止させる制御部１６と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、保護回路に関する。

従来、外部電源から負荷に電力を供給する場合に、外部電源から過大な電圧が供給されることによる負荷の破損を防ぐために、外部電源と負荷との間に保護回路を設けることが行われている。例えば、特許文献１には、電源入力端子の電圧と、電源出力端子の電圧とが過電圧であることを検出すると、電源入力端子と電源出力端子との間に設けられているスイッチ回路をＯＦＦ状態にすることにより、負荷に過電圧がかからないようにする保護回路が開示されている。

特開２０１４−１７６１９４号公報

特許文献１に記載されている保護回路では、電源入力端子の電圧と、電源出力端子の電圧とのいずれか一方が過電圧ではない場合に、電源入力端子と、電源出力端子との間に設けられているスイッチ回路がＯＮ状態となる。したがって、当該保護回路は、過電圧を検出してスイッチ回路がＯＦＦ状態となった後に、電源出力端子の電圧が低下し、当該スイッチ回路が再びＯＮ状態となる。これにより、スイッチ回路のＯＮ状態とＯＦＦ状態とが繰り返されるという問題が発生する。

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、電源から過大な電圧が供給された場合に負荷に対して電力が供給されない状態を維持することができる保護回路を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に係る保護回路は、電源から供給される電圧を、前記電源の電圧値と異なる他の電圧値の電圧に変換して負荷に出力する変換部と、前記電源から供給される電圧が所定時間にわたって所定電圧を超えているとともに、前記変換部から出力される電圧の電圧値が、前記変換部が電圧の出力を停止した状態における電圧値よりも大きい第１閾値と、前記第１閾値よりも大きい第２閾値との間の範囲である正常範囲に含まれていない場合に、前記変換部に前記電圧の出力を停止させる制御部と、を備える。

前記制御部は、前記変換部の立ち上がり時間よりも長い前記所定時間にわたって前記所定電圧を超えているとともに、前記変換部から出力される電圧の電圧値が前記正常範囲に含まれていない場合に、前記変換部に前記電圧の出力を停止させてもよい。

前記変換部は、第１レベル制御信号が入力されると電源から供給される電圧の電圧値を前記他の電圧値の電圧に変換して出力し、前記第１レベル制御信号とは異なる第２レベル制御信号が入力されると前記電圧の出力を停止し、前記制御部は、前記電源から供給される電圧が前記所定電圧を超えていない場合、又は、前記変換部から出力される電圧が前記正常範囲に含まれている場合に前記第１レベル制御信号を出力し、前記電源から供給される電圧が前記所定電圧を超えているとともに、前記変換部から出力される電圧が前記正常範囲に含まれていない場合に、前記変換部に前記第２レベル制御信号を出力してもよい。

前記制御部は、前記第２レベル制御信号を出力する条件を満たした後に、前記変換部から出力される電圧が第１閾値未満になるまでの時間よりも長い時間にわたって、前記第２レベル制御信号を出力し続けてもよい。

前記制御部は、前記電源から供給される電圧が前記所定時間にわたって所定電圧を超えていない場合に第１検出信号を出力し、前記電源から供給される電圧が前記所定時間にわたって前記所定電圧を超えると、前記第１検出信号と異なる第２検出信号を出力する第１検出回路と、前記変換部から出力される電圧が前記正常範囲に含まれる場合に第３検出信号を出力し、前記変換部から出力される電圧が前記正常範囲に含まれていない場合に前記第３検出信号と異なる第４検出信号を出力する第２検出回路と、前記第１検出回路から第１検出信号が出力されている場合、又は、前記第２検出回路から前記第３検出信号が出力されている場合に、前記第１レベル制御信号を前記変換部に出力し、前記第１検出回路から前記第２検出信号が出力されているとともに、前記第２検出回路から前記第４検出信号が出力されている場合に、前記第２レベル制御信号を前記変換部に出力する制御信号出力回路と、を備えてもよい。

前記変換部は複数設けられており、前記制御部は、前記電源から供給される電圧が所定時間にわたって所定電圧を超えているとともに、複数の前記変換部のうち、少なくともいずれかの前記変換部から出力される電圧の電圧値が、当該変換部に対応する前記正常範囲に含まれていない場合に、複数の前記変換部に前記電圧の出力を停止させてもよい。

前記変換部は複数設けられており、前記制御部は、前記電源から供給される電圧が所定時間にわたって所定電圧を超えているとともに、複数の前記変換部のうち、いずれかの前記変換部から出力される電圧の電圧値が、当該変換部に対応する前記正常範囲に含まれていない場合に、当該変換部に前記電圧の出力を停止させてもよい。

複数の前記変換部のうち、少なくともいずれかの前記変換部から出力される電圧の電圧値が、当該変換部に対応する前記正常範囲に含まれていない場合に前記複数の変換部の後段の回路との電気的な接続を切断する複数のスイッチをさらに有してもよい。

本発明によれば、電源から過大な電圧が供給された場合に負荷に対して電力が供給されない状態を維持することができるという効果を奏する。

本実施形態に係る保護回路の構成を示す図である。 第１検出回路及び第２検出回路から出力される検出信号と、制御信号出力回路から出力される制御信号との関係を示す図である。 本実施形態に係る保護回路の各構成における信号の電圧レベルを示す図である。 変形例に係る保護回路の構成を示す図である。 変形例に係る保護回路の構成を示す図である。

［保護回路１の概要］
図１は、本実施形態に係る保護回路１の構成を示す図である。本実施形態において、保護回路１は、外部電源２と、負荷３との間に設けられる。保護回路１は、外部電源２から負荷３に電力を供給する場合に、外部電源２から過大な電圧が供給されることによる負荷３の破損を防ぐために用いられる。

保護回路１は、外部電源２から供給される直流電圧の電圧値を他の電圧値に変換して負荷３に出力する変換部としてのＤＣ−ＤＣ変換器と、ＤＣ−ＤＣ変換器を制御する制御部１６とを備える。

制御部１６は、外部電源２から供給される電圧が第１所定時間にわたって所定電圧を超えているとともに、ＤＣ−ＤＣ変換器から出力される電圧の電圧値が、正常な電圧値の範囲を示す正常範囲に含まれていない場合に、ＤＣ−ＤＣ変換器に電圧の出力を停止させる。ここで、正常な電圧値の範囲は、ＤＣ−ＤＣ変換器が電圧の出力を停止した状態におけるＤＣ−ＤＣ変換器の出力側における電圧値よりも大きい第１閾値と、第１閾値よりも大きく、電圧が過大であることを示す第２閾値との間の範囲である。

このようにすることで、保護回路１は、ＤＣ−ＤＣ変換器から出力される電圧が過大であることによりＤＣ−ＤＣ変換器を停止させた後に、ＤＣ−ＤＣ変換器が停止した状態を維持することができる。したがって、保護回路１は、外部電源２から過大な電圧が供給された場合に負荷３に対して電力が供給されない状態を維持することができる。

［保護回路１の構成］
続いて、保護回路１の構成について説明する。図１に示すように、保護回路１は、第１ＤＣ−ＤＣ変換器１１、第２ＤＣ−ＤＣ変換器１２、第３ＤＣ−ＤＣ変換器１３、第４ＤＣ−ＤＣ変換器１４、第５ＤＣ−ＤＣ変換器１５及び制御部１６を備える。なお、以下の説明では、第１ＤＣ−ＤＣ変換器１１、第２ＤＣ−ＤＣ変換器１２、第３ＤＣ−ＤＣ変換器１３、第４ＤＣ−ＤＣ変換器１４及び第５ＤＣ−ＤＣ変換器１５を区別しない場合、単にＤＣ−ＤＣ変換器ともいう。

ＤＣ−ＤＣ変換器は、第１レベル制御信号が入力されると、入力される直流電圧の電圧値を他の電圧値の直流電圧に変換して出力する。また、ＤＣ−ＤＣ変換器は、第１レベル制御信号とは異なる第２レベル制御信号が入力されると、直流電圧の出力を停止する。ここで、例えば、第１レベル制御信号はハイレベルの制御信号であり、第２レベル制御信号はロウレベルの制御信号である。なお、以降の説明において、ハイレベルの制御信号を、ハイレベル制御信号といい、ロウレベルの制御信号をロウレベル制御信号という。

第１ＤＣ−ＤＣ変換器１１は、ハイレベル制御信号が入力されると、外部電源２から出力された直流電圧Ｖｃｃを第１電圧Ｖ１に変換し、第３ＤＣ−ＤＣ変換器１３、第４ＤＣ−ＤＣ変換器１４及び制御部１６に出力する。
第２ＤＣ−ＤＣ変換器１２は、ハイレベル制御信号が入力されると、外部電源２から出力された直流電圧Ｖｃｃを第２電圧Ｖ２に変換し、第５ＤＣ−ＤＣ変換器１５及び制御部１６に出力する。

第３ＤＣ−ＤＣ変換器１３は、ハイレベル制御信号が入力されると、第１電圧Ｖ１を第３電圧Ｖ３に変換し、制御部１６及び負荷３に出力する。
第４ＤＣ−ＤＣ変換器１４は、ハイレベル制御信号が入力されると、第１電圧Ｖ１を第４電圧Ｖ４に変換し、制御部１６及び負荷３に出力する。
第５ＤＣ−ＤＣ変換器１５は、ハイレベル制御信号が入力されると、第２電圧Ｖ２を第５電圧Ｖ５に変換し、制御部１６及び負荷３に出力する。

制御部１６は、外部電源２から供給される電圧が第１所定時間にわたって所定電圧を超えていない場合、又は、複数のＤＣ−ＤＣ変換器の全てから出力される電圧が正常範囲に含まれている場合、複数のＤＣ−ＤＣ変換器に第１レベル制御信号（例えばハイレベル制御信号）を出力する。また、制御部１６は、外部電源２から供給される電圧が所定電圧を超えているとともに、複数のＤＣ−ＤＣ変換器の少なくともいずれかから出力される電圧が正常範囲に含まれていない場合、複数のＤＣ−ＤＣ変換器に第２レベル制御信号（例えばロウレベル制御信号）を出力することにより、複数のＤＣ−ＤＣ変換器に電圧の出力を停止させる。制御部１６は、第２レベル制御信号を出力する条件を満たした後に、ＤＣ−ＤＣ変換器の電圧が第１閾値未満になるまでの時間よりも長い第２所定時間にわたって、第２レベル制御信号を出力し続ける。

ここで、第１所定時間は、ＤＣ−ＤＣ変換器の立ち上がり時間よりも長い時間であるものとする。このようにすることで、保護回路１は、外部電源２の立ち上がり時に、ＤＣ−ＤＣ変換器の立ち上がり時間の遅れにより、第２レベル制御信号がＤＣ−ＤＣ変換器に出力され、ＤＣ−ＤＣ変換器から電圧が出力されない状態が維持されてしまうことを防止することができる。

続いて、制御部１６の構成について説明する。図１に示すように、制御部１６は、第１検出回路１７と、第２検出回路１８と、制御信号出力回路１９とを備える。
第１検出回路１７は、外部電源２から供給される電圧が第１所定時間にわたって所定電圧を超えていない場合に第１検出信号を出力する。また、第１検出回路１７は、外部電源２から供給される電圧が第１所定時間にわたって所定電圧を超えると、第１検出信号と異なる第２検出信号を出力する。ここで、例えば、第１検出信号はロウレベル信号であり、第２検出信号はハイレベル信号である。

第２検出回路１８は、ＤＣ−ＤＣ変換器から出力される電圧が正常な電圧値の範囲であることを示す正常範囲に含まれる場合に第３検出信号を出力し、ＤＣ−ＤＣ変換器から出力される電圧が正常範囲に含まれていない場合に第３検出信号と異なる第４検出信号を出力する。ここで、正常範囲は、第１ＤＣ−ＤＣ変換器１１、第２ＤＣ−ＤＣ変換器１２、第３ＤＣ−ＤＣ変換器１３、第４ＤＣ−ＤＣ変換器１４及び第５ＤＣ−ＤＣ変換器１５のそれぞれで異なっているものとする。また、例えば、第３検出信号はハイレベル信号であり、第４検出信号はロウレベル信号である。

制御信号出力回路１９は、第１検出回路１７から第１検出信号（ロウレベル信号）が出力されている場合、又は、第２検出回路１８から第３検出信号（ハイレベル信号）が出力されている場合に、第１レベル制御信号（ハイレベル制御信号）をＤＣ−ＤＣ変換器に出力する。また、制御信号出力回路１９は、第１検出回路１７から第２検出信号（ハイレベル信号）が出力されているとともに、第２検出回路１８から第４検出信号（ロウレベル信号）が出力されている場合に、第２レベル制御信号（ロウレベル制御信号）を変換部に出力する。

具体的には、制御信号出力回路１９は、図１に示すように、第１反転回路１９１と、第２反転回路１９２と、第３反転回路１９３とを備える。第１反転回路１９１の入力端は第１検出回路１７に接続され、出力端は第３反転回路１９３に設けられているトランジスタのエミッタに接続されている。第２反転回路１９２の入力端は第２検出回路１８に接続され、出力端は第３反転回路１９３の入力端に接続されている。第３反転回路１９３の出力端は、複数のＤＣ−ＤＣ変換器のそれぞれに接続されている。

第１検出回路１７からロウレベル信号が第１反転回路１９１に入力されている場合、第１反転回路１９１に設けられているトランジスタはＯＦＦ状態となる。これにより、制御信号出力回路１９は、第２反転回路１９２の出力結果にかかわらず、ハイレベル制御信号をＤＣ−ＤＣ変換器に出力する。

第１検出回路１７からハイレベル信号が第１反転回路１９１に入力されている場合、第１反転回路１９１に設けられているトランジスタはＯＮ状態となり、第１反転回路１９１の出力端の電圧はロウレベルとなる。

この場合において、第２検出回路１８から第２反転回路１９２にハイレベル信号が入力されると、第２反転回路１９２に設けられているトランジスタはＯＮ状態となり、第３反転回路１９３にロウレベル信号が入力される。第３反転回路１９３に設けられているトランジスタはＯＦＦ状態になることから、制御信号出力回路１９は、ハイレベル制御信号をＤＣ−ＤＣ変換器に出力する。

他方、第２検出回路１８から第２反転回路１９２にロウレベル信号が入力されると、第２反転回路１９２に設けられているトランジスタはＯＦＦ状態となり、第３反転回路１９３にハイレベル信号が入力される。この場合、第３反転回路１９３に設けられているトランジスタはＯＮ状態になることから、制御信号出力回路１９は、ロウレベル制御信号をＤＣ−ＤＣ変換器に出力する。

図２は、本実施形態に係る第１検出回路１７及び第２検出回路１８から出力される検出信号と、制御信号出力回路１９から出力される制御信号との関係を示す図である。図２に示されるように、第１検出回路１７からハイレベル信号が出力されているとともに、第２検出回路１８からロウレベル信号が出力されている場合のみ、制御信号出力回路１９からロウレベル制御信号が出力されることが確認できる。

［保護回路１の各構成における信号の電圧レベル］
続いて、保護回路１の各構成における信号の電圧レベルについて説明する。図３は、本実施形態に係る保護回路１の各構成における信号の電圧レベルを示す図である。

まず、時刻Ｔ０において、外部電源２から所定電圧以上の電圧が出力されていない場合、第１検出回路１７は、ロウレベル信号を出力する。これにより、制御信号出力回路１９は、第２検出回路１８の出力結果にかかわらず、ハイレベル制御信号をＤＣ−ＤＣ変換器に出力する。

続いて、外部電源２から電力が保護回路１に供給されることにより、時刻Ｔ１において第２検出回路１８からハイレベル信号が出力される。この時点において、外部電源２の電圧が所定電圧になってから第１所定時間経過していないことから、第１検出回路１７から、ロウレベル信号が出力される。したがって、制御信号出力回路１９は、ハイレベル制御信号をＤＣ−ＤＣ変換器に出力する。

時刻Ｔ２が、外部電源２の電圧が所定電圧になってから第１所定時間経過した時刻であるとすると、時刻Ｔ２において、第１検出回路１７から、ハイレベル信号が出力される。また、時刻Ｔ２において、ＤＣ−ＤＣ変換器から出力される電圧の電圧値は、第１閾値と第２閾値との間の正常範囲内であることから、第２検出回路１８からハイレベル信号が出力される。したがって、制御信号出力回路１９は、ハイレベル制御信号をＤＣ−ＤＣ変換器に出力する。

続いて、時刻Ｔ３において外部電源２から過電圧が出力され、ＤＣ−ＤＣ変換器から出力される電圧が第２閾値を超えると、第２検出回路１８からロウレベル信号が出力される。時刻Ｔ３において、第１検出回路１７からハイレベル信号が出力されるとともに、第２検出回路１８からロウレベル信号が出力されることから、制御信号出力回路１９は、ロウレベル制御信号をＤＣ−ＤＣ変換器に出力する。ここで、制御信号出力回路１９は、第１検出回路１７及び第２検出回路１８から出力される検出信号の状態にかかわらず、第２所定時間にわたってロウレベル制御信号を出力し続ける。ＤＣ−ＤＣ変換器は、ロウレベル制御信号が入力されたことに応じて電圧の出力を停止する。時刻Ｔ３が経過した直後に、ＤＣ−ＤＣ変換器に接続されている負荷３に、過大電圧が供給されなくなり、負荷３が保護される。

また、時刻Ｔ３以降は、ＤＣ−ＤＣ変換器から出力される電圧の電圧値は、第１閾値よりも低くなることから、第２検出回路１８からロウレベル信号が出力され続ける。これにより、制御信号出力回路１９は、ロウレベル制御信号をＤＣ−ＤＣ変換器に出力し続ける。

［本実施形態の効果］
以上のとおり、本実施形態に係る保護回路１は、外部電源２から供給される電圧が第１所定時間にわたって所定電圧を超えているとともに、ＤＣ−ＤＣ変換器から出力される電圧の電圧値が、ＤＣ−ＤＣ変換器が電圧の出力を停止した状態における電圧値よりも大きい第１閾値と、第１閾値よりも大きい第２閾値との間の範囲である正常範囲に含まれていない場合に、ＤＣ−ＤＣ変換器に電圧の出力を停止させる。このようにすることで、保護回路１は、外部電源２から過大な電圧が供給された場合に負荷３に対して電力が供給されない状態を維持することができる。

＜変形例＞
図４及び図５は、変形例に係る保護回路１０（１０Ｂ、１０Ａ）の構成を示す図である。図４は、保護回路１０の一部である第１保護回路１０Ａの構成を示しており、図５は、保護回路１０の他の一部である第２保護回路１０Ｂの構成を示している。

保護回路１０は、電源から供給される電圧が所定時間にわたって所定電圧を超えているとともに、複数のＤＣ−ＤＣ変換器のうち、いずれかのＤＣ−ＤＣ変換器から出力される電圧の電圧値が当該ＤＣ−ＤＣ変換器に対応する正常範囲に含まれていない場合に、当該ＤＣ−ＤＣ変換器に電圧の出力を停止させる制御部として機能する。保護回路１０は、複数のＤＣ−ＤＣ変換器のうち、少なくともいずれかのＤＣ−ＤＣ変換器から出力される電圧の電圧値が、当該ＤＣ−ＤＣ変換器に対応する正常範囲に含まれていない場合に、複数のＤＣ−ＤＣ変換器の後段の回路との電気的な接続を切断する複数のスイッチをさらに有する。

まず、図４を参照しながら、第１保護回路１０Ａに含まれる構成について説明する。
保護回路１０は、複数のＤＣ−ＤＣ変換器のそれぞれを独立して制御できる点で、図１に示した保護回路１と異なる。図４に示すように、第１ＤＣ−ＤＣ変換器１１には第１制御信号が入力され、第２ＤＣ−ＤＣ変換器１２には第２制御信号が入力され、第３ＤＣ−ＤＣ変換器１３には第３制御信号が入力され、第４ＤＣ−ＤＣ変換器１４には第４制御信号が入力され、第５ＤＣ−ＤＣ変換器１５には第５制御信号が入力されている。

第１ＤＣ−ＤＣ変換器１１は、第１制御信号がハイレベルになっている間に、外部電源２から出力された直流電圧Ｖｃｃを第１電圧Ｖ１に変換し、第３ＤＣ−ＤＣ変換器１３、第４ＤＣ−ＤＣ変換器１４及び制御部１６に出力する。第１ＤＣ−ＤＣ変換器１１は、第１制御信号がロウレベルになっている間は電圧を出力しない。

第２ＤＣ−ＤＣ変換器１２は、第２制御信号がハイレベルになっている間に、外部電源２から出力された直流電圧Ｖｃｃを第２電圧Ｖ２に変換し、第５ＤＣ−ＤＣ変換器１５及び制御部１６に出力する。第２ＤＣ−ＤＣ変換器１２は、第２制御信号がロウレベルになっている間は電圧を出力しない。

第３ＤＣ−ＤＣ変換器１３は、第３制御信号がハイレベルになっている間に、第１電圧Ｖ１を第３電圧Ｖ３に変換し、制御部１６及び負荷３に出力する。第３ＤＣ−ＤＣ変換器１３は、第３制御信号がロウレベルになっている間は電圧を出力しない。

第４ＤＣ−ＤＣ変換器１４は、第４制御信号がハイレベルになっている間に、第１電圧Ｖ１を第４電圧Ｖ４に変換し、制御部１６及び負荷３に出力する。第４ＤＣ−ＤＣ変換器１４は、第４制御信号がロウレベルになっている間は電圧を出力しない。

第５ＤＣ−ＤＣ変換器１５は、第５制御信号がハイレベルになっている間に、第２電圧Ｖ２を第５電圧Ｖ５に変換し、制御部１６及び負荷３に出力する。第５ＤＣ−ＤＣ変換器１５は、第５制御信号がロウレベルになっている間は電圧を出力しない。

また、第１保護回路１０Ａは、第３ＤＣ−ＤＣ変換器１３、第４ＤＣ−ＤＣ変換器１４及び第５ＤＣ−ＤＣ変換器１５のそれぞれの後段に、スイッチ２１、スイッチ２２及びスイッチ２３を有する。スイッチ２１、スイッチ２２及びスイッチ２３は、リレー制御信号に基づいて導通状態と非導通状態とを切り替えるスイッチである。スイッチ２１、スイッチ２２及びスイッチ２３は、例えばリレー又はＦＥＴ（Field Effect Transistor）スイッチである。

スイッチ２１、スイッチ２２及びスイッチ２３は、例えばリレー制御信号がロウレベルの場合に非導通状態になり、第３ＤＣ−ＤＣ変換器１３、第４ＤＣ−ＤＣ変換器１４及び第５ＤＣ−ＤＣ変換器１５が出力する電圧が後段の負荷３に印加されないように動作する。第１保護回路１０Ａがスイッチ２１、スイッチ２２及びスイッチ２３を有することで、電源系統に異常が発生した場合に負荷３に影響を与えることを防止できる。

続いて、図５を参照しながら、第２保護回路１０Ｂに含まれる構成について説明する。第２検出回路２８は、図１における第２検出回路１８に対応するが、第１電圧Ｖ１、第２電圧Ｖ２、第３電圧Ｖ３、第４電圧Ｖ４及び第５電圧Ｖ５を個別に監視し、各電圧の状態に対応する信号を、第１制御回路２９１、第２制御回路２９２、第３制御回路２９３、第４制御回路２９４及び第５制御回路２９５に出力するという点で第２検出回路１８と異なる。

第１制御回路２９１、第２制御回路２９２、第３制御回路２９３、第４制御回路２９４及び第５制御回路２９５は、図１における制御信号出力回路１９と同等の機能を有しており、それぞれ第１制御信号、第２制御信号、第３制御信号、第４制御信号及び第５制御信号を出力する。図５においては、第５制御回路２９５の内部構成のみを示しているが、第１制御回路２９１、第２制御回路２９２、第３制御回路２９３及び第４制御回路２９４も第５制御回路２９５と同等の内部構成を有する。

第１制御回路２９１は、第１電圧Ｖ１が正常な場合に第１制御信号をハイレベルにし、第１電圧Ｖ１に異常が発生した場合に第１制御信号をロウレベルにする。
第２制御回路２９２は、第２電圧Ｖ２が正常な場合に第２制御信号をハイレベルにし、第２電圧Ｖ２に異常が発生した場合に第２制御信号をロウレベルにする。
第３制御回路２９３は、第３電圧Ｖ３が正常な場合に第３制御信号をハイレベルにし、第３電圧Ｖ３に異常が発生した場合に第３制御信号をロウレベルにする。

第４制御回路２９４は、第４電圧Ｖ４が正常な場合に第４制御信号をハイレベルにし、第４電圧Ｖ４に異常が発生した場合に第４制御信号をロウレベルにする。
第５制御回路２９５は、第５電圧Ｖ５が正常な場合に第５制御信号をハイレベルにし、第５電圧Ｖ５に異常が発生した場合に第５制御信号をロウレベルにする。

第１制御回路２９１、第２制御回路２９２、第３制御回路２９３、第４制御回路２９４及び第５制御回路２９５が、第１電圧Ｖ１、第２電圧Ｖ２、第３電圧Ｖ３、第４電圧Ｖ４及び第５電圧Ｖ５のうち異常を検出した電圧に対応する制御信号をロウレベルにすることで、異常が発生したＤＣ−ＤＣ変換器の動作を停止させることができる。

第１制御回路２９１、第２制御回路２９２、第３制御回路２９３、第４制御回路２９４及び第５制御回路２９５は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）１９４を有する点でも、制御信号出力回路１９と異なる。第１制御回路２９１、第２制御回路２９２、第３制御回路２９３、第４制御回路２９４及び第５制御回路２９５は、入力された電圧に異常があり、第１制御信号、第２制御信号、第３制御信号、第４制御信号及び第５制御信号がロウレベルになると、ＬＥＤ１９４を点灯させる。このように、電圧に異常が発生した場合にＬＥＤ１９４が点灯することで、保護回路１０が搭載された装置の管理者が、電圧に異常が発生したことを早期に気付くことができる。

第２保護回路１０Ｂは、さらにリレー制御回路２４を有する。リレー制御回路２４は、反転回路２４１、反転回路２４２、反転回路２４３、反転回路２４４及び反転回路２４５を有しており、図４に示したスイッチ２１、スイッチ２２及びスイッチ２３を制御するリレー制御信号を生成する。第１制御信号、第２制御信号、第３制御信号、第４制御信号及び第５制御信号のいずれか一つがロウレベルになると、反転回路２４６のベース電圧がハイレベルになり、リレー制御信号がロウレベルになる。第２保護回路１０Ｂがリレー制御回路２４を有することで、いずれかのＤＣ−ＤＣ変換器に異常が発生した場合にスイッチ２１、スイッチ２２及びスイッチ２３を非導通状態にすることができるので、負荷３に異常電圧が印加されて負荷３が故障することを防止できる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。例えば、上記実施の形態に、多様な変更又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、そのような変更又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。

例えば、上述の実施形態では、外部電源２から供給される電圧を、電源の電圧値と異なる他の電圧値の電圧に変換して負荷３に出力する変換部がＤＣ−ＤＣ変換器であることとしたが、これに限らず、ＬＤＯ（Low Dropout）レギュレータ等のリニアレギュレータや、スイッチングレギュレータであってもよい。また、上述の実施形態では、保護回路１が、複数のＤＣ−ＤＣ変換器を備えることとしたがこれに限らず、１つのＤＣ−ＤＣ変換器のみを備えていてもよい。

１ 保護回路
２ 外部電源
３ 負荷
１０ 保護回路
１０Ａ 第１保護回路
１０Ｂ 第２保護回路
１１ 第１ＤＣ−ＤＣ変換器
１２ 第２ＤＣ−ＤＣ変換器
１３ 第３ＤＣ−ＤＣ変換器
１４ 第４ＤＣ−ＤＣ変換器
１５ 第５ＤＣ−ＤＣ変換器
１６ 制御部
１７ 第１検出回路
１８ 第２検出回路
１９ 制御信号出力回路
２１、２２、２３ スイッチ
２４ リレー制御回路
２８ 第２検出回路
１９１ 第１反転回路
１９２ 第２反転回路
１９３ 第３反転回路
１９４ ＬＥＤ
２４１、２４２、２４３、２４４、２４５、２４６ 反転回路
２９１ 第１制御回路
２９２ 第２制御回路
２９３ 第３制御回路
２９４ 第４制御回路
２９５ 第５制御回路

Claims (8)

1. 電源から供給される電圧を、前記電源の電圧値と異なる他の電圧値の電圧に変換して負荷に出力する変換部と、
   前記電源から供給される電圧が所定時間にわたって所定電圧を超えているとともに、前記変換部から出力される電圧の電圧値が、前記変換部が電圧の出力を停止した状態における電圧値よりも大きい第１閾値と、前記第１閾値よりも大きい第２閾値との間の範囲である正常範囲に含まれていない場合に、前記変換部に前記電圧の出力を停止させる制御部と、
   を備える保護回路。
2. 前記制御部は、前記変換部の立ち上がり時間よりも長い前記所定時間にわたって前記所定電圧を超えているとともに、前記変換部から出力される電圧の電圧値が前記正常範囲に含まれていない場合に、前記変換部に前記電圧の出力を停止させる、
   請求項１に記載の保護回路。
3. 前記変換部は、第１レベル制御信号が入力されると電源から供給される電圧の電圧値を前記他の電圧値の電圧に変換して出力し、前記第１レベル制御信号とは異なる第２レベル制御信号が入力されると前記電圧の出力を停止し、
   前記制御部は、前記電源から供給される電圧が前記所定電圧を超えていない場合、又は、前記変換部から出力される電圧が前記正常範囲に含まれている場合に前記第１レベル制御信号を出力し、前記電源から供給される電圧が前記所定電圧を超えているとともに、前記変換部から出力される電圧が前記正常範囲に含まれていない場合に、前記変換部に前記第２レベル制御信号を出力する、
   請求項１又は２に記載の保護回路。
4. 前記制御部は、前記第２レベル制御信号を出力する条件を満たした後に、前記変換部から出力される電圧が第１閾値未満になるまでの時間よりも長い時間にわたって、前記第２レベル制御信号を出力し続ける、
   請求項３に記載の保護回路。
5. 前記制御部は、
   前記電源から供給される電圧が前記所定時間にわたって所定電圧を超えていない場合に第１検出信号を出力し、前記電源から供給される電圧が前記所定時間にわたって前記所定電圧を超えると、前記第１検出信号と異なる第２検出信号を出力する第１検出回路と、
   前記変換部から出力される電圧が前記正常範囲に含まれる場合に第３検出信号を出力し、前記変換部から出力される電圧が前記正常範囲に含まれていない場合に前記第３検出信号と異なる第４検出信号を出力する第２検出回路と、
   前記第１検出回路から第１検出信号が出力されている場合、又は、前記第２検出回路から前記第３検出信号が出力されている場合に、前記第１レベル制御信号を前記変換部に出力し、前記第１検出回路から前記第２検出信号が出力されているとともに、前記第２検出回路から前記第４検出信号が出力されている場合に、前記第２レベル制御信号を前記変換部に出力する制御信号出力回路と、
   を備える請求項３又は４に記載の保護回路。
6. 前記変換部は複数設けられており、
   前記制御部は、前記電源から供給される電圧が所定時間にわたって所定電圧を超えているとともに、複数の前記変換部のうち、少なくともいずれかの前記変換部から出力される電圧の電圧値が、当該変換部に対応する前記正常範囲に含まれていない場合に、複数の前記変換部に前記電圧の出力を停止させる、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の保護回路。
7. 前記変換部は複数設けられており、
   前記制御部は、前記電源から供給される電圧が所定時間にわたって所定電圧を超えているとともに、複数の前記変換部のうち、いずれかの前記変換部から出力される電圧の電圧値が当該変換部に対応する前記正常範囲に含まれていない場合に、当該変換部に前記電圧の出力を停止させる、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の保護回路。
8. 複数の前記変換部のうち、少なくともいずれかの前記変換部から出力される電圧の電圧値が、当該変換部に対応する前記正常範囲に含まれていない場合に前記複数の変換部の後段の回路との電気的な接続を切断する複数のスイッチをさらに有する、
   請求項６又は７に記載の保護回路。
   

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