JP2020150647A - 電流制限装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電源電圧が変動した場合でも誤遮断の発生を抑制すること。【解決手段】電源から負荷に流れる電流を遮断する遮断回路と、電源から負荷に流れる電流を対応する電圧に変換して検出電圧として出力する変換回路と、電源の電圧に基づいて閾値電圧を生成する生成回路と、検出電圧が閾値電圧を超える場合には、電源から負荷に流れる電流を遮断回路によって遮断する制御を行う制御回路と、を有し、Ｖｓ＝α・Ｖｂ（α＜１）の関係を有し、Ｖｔｈ＝β・Ｖｂ（β＜１）の関係を有し、ＶｓおよびＶｔｈによって定まる、遮断回路が電流を遮断する閾値電流をＩｔｈとするとき、電源の電圧Ｖｂが変動した場合において、Ｉｔｈが負荷に流れる最大の電流よりも大きく、かつ、負荷に電力を供給する電線の限界電流よりも小さくなるように、αおよびβが設定されている。【選択図】図１

Description

本発明は、電流制限装置に関するものである。

特許文献１には、電源から負荷に供給される電流を遮断可能なスイッチング素子と、負荷に供給される電流を検出してセンス電流を出力する電流検出回路と、センス電流が所定の過電流判定閾値以上のときに過電流信号を出力する比較回路と、過電流信号を入力してこれが所定時間連続して入力されたときに遮断信号を出力するタイマ回路と、外部から負荷制御信号を入力すると所定の電源供給信号を出力する一方、タイマ回路から遮断信号を入力すると電源供給信号を遮断する制御回路と、を具備する過電流保護回路を１以上備え、スイッチング素子は、電源供給信号が入力されると負荷に供給される電流を供給させる一方、タイマ回路で過電流信号を所定時間以上連続して入力したときには負荷に供給される電流を遮断する電源供給装置が記載されている。

このような従来技術によれば、部品点数を削減し低コストで実現可能な過電流保護回路を備えた電源供給装置を提供することができる。

特開２０１１−８０８４９号公報

ところで、特許文献１に開示された技術では、電源電圧の変動に起因して遮断閾値が変化する場合がある。このような場合、オルタネータ（車載発電機）等の正常な動作で発生する電圧変動によって誤遮断が発生するという問題点がある。

本発明は、以上のような状況に鑑みてなされたものであり、電源電圧が変動した場合でも誤遮断の発生を抑制する電流制限装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明は、電源から負荷に供給される電流を制限する電流制限装置において、前記電源と前記負荷の間に配置され、前記電源から前記負荷に流れる電流を遮断する遮断回路と、前記電源から前記負荷に流れる電流を対応する電圧に変換して検出電圧として出力する変換回路と、前記電源の電圧に基づいて閾値電圧を生成する生成回路と、前記変換回路によって得られる前記検出電圧が、前記閾値電圧を超える場合には、前記電源から前記負荷に流れる電流を前記遮断回路によって遮断する制御を行う制御回路と、を有し、前記電源の電圧をＶｂとし、前記変換回路から出力される前記検出電圧をＶｓとするとき、これらの間にＶｓ＝α・Ｖｂ（α＜１）の関係を有し、前記電源の電圧をＶｂとし、前記生成回路から出力される前記閾値電圧をＶｔｈとするとき、これらの間にＶｔｈ＝β・Ｖｂ（β＜１）の関係を有し、前記Ｖｓおよび前記Ｖｔｈによって定まる前記遮断回路が電流を遮断する閾値電流をＩｔｈとするとき、前記電源の電圧Ｖｂが変動した場合において、前記Ｉｔｈが前記負荷に流れる最大の電流よりも大きく、かつ、前記負荷に電力を供給する電線の限界電流よりも小さくなるように、前記αおよび前記βが設定されている、ことを特徴とする。
このような構成によれば、電源電圧が変動した場合でも誤遮断の発生を抑制する電流制限装置を提供することが可能になる。

また、本発明は、前記αおよび前記βは、これらが略等しくなるように設定されていることを特徴とする。
このような構成によれば、電源電圧が変動した場合でも誤遮断を生じない電流制限装置を簡易な構成によって実現することが可能になる。

また、本発明は、前記変換回路は前記電源の電圧Ｖｂの変動に対する時定数τｓを有し、前記生成回路は前記電源の電圧Ｖｂの変動に対する時定数τｔｈを有し、これらの時定数τｓと時定数τｔｈとが略等しくなるように設定されていることを特徴とする。
このような構成によれば、電源電圧が短時間で変動した場合でも誤遮断を生じない電流制限装置を提供することが可能になる。

また、本発明は、前記変換回路および前記生成回路の前記時定数は、抵抗およびコンデンサによって形成されることを特徴とする。
このような構成によれば、電源電圧が短時間で変動した場合でも誤遮断を生じない電流制限装置を簡易な構成によって実現することが可能になる。

また、本発明は、前記変換回路は前記電源の電圧Ｖｂが増加する場合の時定数τｓｉを有するとともに減少する場合の時定数τｓｄを有し、前記生成回路は前記電源の電圧Ｖｂが増加する場合の時定数τｔｈｉを有するとともに減少する場合の時定数τｔｈｄを有し、これらの時定数の間に、τｔｈｉ≦τｓｉ，τｓｄ≦τｔｈｄが成立するように設定されていることを特徴とする。
このような構成によれば、電源電圧の変動における立ち上がりおよび立ち下がりの双方において、誤遮断の発生を防ぐことが可能な電流制限装置を提供することができる。

また、本発明は、前記変換回路および前記生成回路の前記時定数は、抵抗、コンデンサ、および、ダイオードによって形成されることを特徴とする。
このような構成によれば、電源電圧の変動における立ち上がりおよび立ち下がりの双方において、誤遮断の発生を防ぐことが可能な電流制限装置を簡易な構成によって提供することができる。

本発明によれば、電源電圧が変動した場合でも誤遮断の発生を抑制する電流制限装置を提供することが可能となる。

本発明の第１実施形態に係る電流制限装置の構成例を示す図である。 図１に示す電源制限装置の動作を説明するための図である。 図１に示す電源制限装置の動作を説明するための図である。 図１に示す電源制限装置の動作を説明するための図である。 図１に示す電源制限装置の動作を説明するための図である。 本発明の第２実施形態に係る電流制限装置の構成例を示す図である。 バッテリの電圧および電流の変動を示す図である。 バッテリの電圧が変動した場合のＶｔｈおよびＶｓの変動を示す図である。 バッテリの電圧が変動した場合のＶｔｈおよびＶｓの変動を示す図である。 図６に示すＶｔｈに関連する部分の他の構成例を示す図である。 図６に示すＶｔｈに関連する部分の他の構成例を示す図である。

次に、本発明の実施形態について説明する。

（Ａ）本発明の第１実施形態の構成の説明
図１は、本発明の第１実施形態に係る電流制限装置を示す図である。なお、図１に示す第１実施形態に係る電流制限回路は、例えば、車両に搭載され、図示しないバッテリから電線３１を介して負荷３０に供給される電流を制限する。図１において、電流制限装置は、ラッチ回路１１、チャージポンプ回路１２、半導体スイッチ１３、抵抗１４，１５、演算増幅回路１６、半導体スイッチ１７、抵抗１８〜２０、および、演算増幅回路２１を有する。

ラッチ回路１１は、外部入力信号が入力された場合には、チャージポンプ回路１２を介して、半導体スイッチ１３のゲートを駆動してオンの状態にし、負荷３０に電力を供給する。また、演算増幅回路２１の出力がハイの状態になった場合にはチャージポンプ回路１２を介して、半導体スイッチ１３のゲートを駆動してオフの状態にし、負荷３０に供給される電力を遮断する。

チャージポンプ回路１２は、例えば、スイッチとコンデンサとによって構成され、ラッチ回路１１から出力される制御信号の電圧を昇圧して半導体スイッチ１３のゲートに供給する。

半導体スイッチ１３は、例えば、ＭＯＳ−ＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）等によって構成され、チャージポンプ回路１２から供給される制御信号に応じてオン／オフする。半導体スイッチ１３がオンの状態になると、バッテリから負荷３０に電力が供給される。また、半導体スイッチ１３がオフの状態になると、負荷３０への電力の供給が遮断される。

抵抗１４，１５、演算増幅回路１６、および、半導体スイッチ１７は、電流検出回路を構成し、負荷３０に流れる電流ＩＬを検出して抵抗１８に出力する。より詳細には、抵抗１４は、半導体スイッチ１３と負荷３０の間に配置され、負荷３０に流れる電流ＩＬを検出する検出抵抗である。抵抗１５は、演算増幅回路１６の入力抵抗である。演算増幅回路１６は、抵抗１４，１５に印加される電圧を増幅して出力する。半導体スイッチ１７は、演算増幅回路１６の出力信号に応じてオン／オフする。

抵抗１８は、出力変換回路を構成し、半導体スイッチ１７から出力される検出電流Ｉｓに応じた電圧を出力する。

抵抗１９，２０、演算増幅回路２１は、異常判定回路を構成し、負荷３０に対して遮断すべき電流が流れた場合には異常と判定し、ラッチ回路１１を制御して半導体スイッチ１３をオフの状態にすることで、負荷３０に流れる電流を遮断する。なお、抵抗１９，２０は、閾値電圧Ｖｔｈを生成する生成回路を構成する。

負荷３０は、例えば、車載の電装品であり、バッテリから供給される直流電力によって動作する。なお、負荷３０として、複数の電装品が接続されるようにしてもよい。電線３１は、半導体スイッチ１３から出力される電力を負荷３０に供給するワイヤハーネス等によって構成される。

（Ｂ）第１実施形態の動作の説明
つぎに、本発明の第１実施形態の動作について説明する。例えば、車両のイグニッションスイッチが操作されると、図示しないＥＣＵ（Electric Control Unit）が動作を開始し、ラッチ回路１１に供給する外部入力信号をハイの状態にする。ラッチ回路１１へ供給される外部入力信号がハイの状態になると、ラッチ回路１１は出力をハイの状態にする。ラッチ回路１１の出力がハイの状態になると、チャージポンプ回路１２は、ラッチ回路１１から出力される信号の電圧を昇圧して出力する。この結果、半導体スイッチ１３がオンの状態になる。

半導体スイッチ１３がオンの状態になると、バッテリから負荷３０に負荷電流ＩＬが供給される。抵抗１４に負荷電流ＩＬが流れると、半導体スイッチ１７には、検出電流Ｉｓが流れる。ここで、検出電流Ｉｓと負荷電流ＩＬとの間には以下の式（１）が成立する。

Ｉｓ＝Ｒｃ／Ｒｄ×ＩＬ ・・・（１）

なお、Ｒｃ／Ｒｄは、例えば、１／１０００程度になるように設定されているので、例えば、負荷電流ＩＬ＝５０Ａである場合には、検出電流Ｉｓ＝５０ｍＡとなる。なお、１／１０００は一例であって、これ以外の値になるように抵抗１４，１５の素子値を設定してもよい。

半導体スイッチ１７から検出電流Ｉｓが出力されると抵抗Ｒｓには検出電圧Ｖｓ＝Ｒｓ×Ｉｓが生じる。一方、抵抗１９，２０は、バッテリの電圧Ｖｂを分圧し、閾値電圧Ｖｔｈ＝Ｖｂ×Ｒｂ／（Ｒａ＋Ｒｂ）を出力する。

演算増幅回路２１は、検出電圧Ｖｓと閾値電圧Ｖｔｈを比較し、Ｖｓ＞Ｖｔｈの場合には出力をハイの状態にし、それ以外の場合には出力をローの状態にする。例えば、Ｒｓ＝１００Ωで、Ｖｔｈ＝５Ｖである場合、負荷電流ＩＬとして５０Ａが流れると、検出電流Ｉｓとして５０ｍＡが流れる。この結果、抵抗Ｒｓには５Ｖ＝（１００Ω×５０ｍＡ）が発生する。このため、負荷電流ＩＬが５０Ａを超える場合には、Ｖｓ＞Ｖｔｈとなるので、演算増幅回路２１の出力がハイの状態となる。

演算増幅回路２１の出力がハイの状態になると、ラッチ回路１１は出力をローの状態にする。ラッチ回路１１の出力がローの状態になると、チャージポンプ回路１２の出力もローの状態になり、半導体スイッチ１３がオフとなるので、負荷３０への電力の供給が遮断される。なお、負荷３０への電力の供給が遮断される際の負荷電流を、以下では閾値電流Ｉｔｈと称する。

以上の動作によって、負荷３０に流れる電流を制限することができる。

ところで、バッテリの電圧Ｖｂは、負荷３０に流れる電流の大小および図示しないオルタネータによる充電電圧等によって変動する。バッテリの電圧Ｖｂが変動すると、検出電圧Ｖｓおよび閾値電圧Ｖｔｈも変動する。

図２は、バッテリの電圧ＶｂとＶｓ，Ｖｔｈ等の関係を示す図である。図２において横軸はバッテリの電圧Ｖｂを示し、縦軸は電流および電圧を示している。鉛蓄電池等のバッテリは、定格電圧が約１２Ｖであるが、負荷に流れる電流の変化やオルタネータの電圧の変化によって、例えば、８Ｖ〜１６Ｖの間で変動する。このように、バッテリの電圧Ｖｂが変動すると、図２に菱形およびバツで示すようにＶｔｈとＶｓも変動し、閾値電流Ｉｔｈも変動する。このため、バッテリの電圧Ｖｂの変動によって、意図しない閾値電流Ｉｔｈによって負荷３０への電力の供給が遮断される場合がある。

本実施形態では、以下のような方法によって、バッテリの電圧Ｖｂの変動による誤遮断を防止する。

検出電圧Ｖｓは以下の式（２）によって表される。

Ｖｓ＝Ｉｓ×Ｒｓ
＝（Ｒｃ／Ｒｄ）×ＩＬ×Ｒｓ
≒（Ｒｃ／Ｒｄ）×（Ｖｂ／ＲＬ）×Ｒｓ
＝（Ｒｃ／Ｒｄ）×（Ｒｓ／ＲＬ）×Ｖｂ
＝α×Ｖｂ ・・・（２）

また、閾値電圧Ｖｔｈは以下の式（３）によって表される。

Ｖｔｈ＝（Ｒｂ／（Ｒａ＋Ｒｂ））×Ｖｂ
＝β×Ｖｂ ・・・（３）

第１実施形態では、検出電圧Ｖｓおよび閾値電圧Ｖｔｈによって定まる閾値電流をＩｔｈとするとき、バッテリの電圧Ｖｂが変動した場合でも、閾値電流Ｉｔｈが、負荷３０に流れる最大負荷電流ＩＬｍａｘよりも大きく、かつ、負荷３０に電力を供給する電線３１の限界電流Ｉｆよりも小さくなるようにαおよびβを設定している。なお、最大負荷電流ＩＬｍａｘは、負荷３０が動作時に流れる最大の電流をいい、また、限界電流Ｉｆは、電線３１が、例えば、発煙する電流をいう。なお、限界電流Ｉｆは、図２に三角形で示すように、バッテリの電圧Ｖｂの変動に拘わらず略一定である。

図３は、Ｖｔｈ，Ｖｓ，Ｉｔｈの関係を示す図である。この図において、横軸は電流を示し、縦軸は電圧を示している。図３に示すように、閾値電圧Ｖｔｈは、バッテリの電圧Ｖｂが通常の電圧（例えば、１２Ｖ）の場合には実線で示す状態となり、バッテリの電圧Ｖｂが高い場合（例えば、１６Ｖ）には間隔が長い破線で示す状態となり、バッテリの電圧Ｖｂが低い場合（例えば、８Ｖ）には間隔が短い破線で示す状態となる。また、検出電圧Ｖｓは、バッテリの電圧Ｖｂが通常の電圧（例えば、１２Ｖ）の場合には実線で示す状態となり、バッテリの電圧Ｖｂが高い場合（例えば、１６Ｖ）には間隔が長い破線で示す状態となり、バッテリの電圧Ｖｂが低い場合（例えば、８Ｖ）には間隔が短い破線で示す状態となる。なお、バッテリの通常の電圧とは、例えば、バッテリを充放電しないで長時間放置した場合の電圧をいうものとする。

Ｖｓ＝Ｖｔｈの場合の電流が閾値電流Ｉｔｈとなるので、閾値電流Ｉｔｈは、バッテリの電圧Ｖｂが通常の場合には実線で示すＩｔｈ０となり、バッテリの電圧Ｖｂの電圧が低い場合には間隔が短い破線で示すＩｔｈ１となり、バッテリの電圧Ｖｂの電圧が高い場合には間隔が長い破線で示すＩｔｈ２となる。

図４は、限界電流Ｉｆ、最大負荷電流ＩＬｍａｘ、および、閾値電流Ｉｔｈ０〜Ｉｔｈ２の関係を示す図である。図４において、横軸は時間を示し、縦軸は電流を示している。曲線は電線３１の限界電流Ｉｆの特性を示している。すなわち、電線３１が発煙する電流値は、電流の流れる時間の長さに応じて変化し、短時間の電流であれば限界電流が大きくなる傾向を有している。図４に示すように、第１実施形態では、閾値電流Ｉｔｈは、バッテリの電圧Ｖｂが高い場合（Ｉｔｈ１）または低い場合（Ｉｔｈ２）であっても電線３１の限界電流Ｉｆよりも小さくなるとともに、最大負荷電流ＩＬｍａｘよりも大きくなるように、前述したα，βが設定されている。

これにより、バッテリの電圧Ｖｂが変動した場合であっても、負荷３０への電力の供給が誤って遮断されたり、電線３１が発煙したりすることを防止できる。

なお、以上では、バッテリの電圧Ｖｂが高い場合（Ｉｔｈ１）または低い場合（Ｉｔｈ２）であっても電線３１の限界電流Ｉｆよりも小さくなるとともに、最大負荷電流ＩＬｍａｘよりも大きくなるようにα，βを設定するようにしたが、例えば、α≒βとなるように設定してもよい。

図５は、α＝βとなるように設定した場合の、Ｖｔｈ，Ｖｓ，Ｉｔｈの関係を示す図である。図５の例では、バッテリの電圧Ｖｂが高い場合の間隔が長い破線の交点はＩｔｈ０であり、また、バッテリの電圧Ｖｂが低い場合の間隔が短い破線の交点もＩｔｈ０である。このため、バッテリの電圧Ｖｂが変動しても、閾値電流Ｉｔｈは常に一定となる。このような構成によれば、バッテリの電圧Ｖｂによる誤動作を確実に防止できる。

（Ｃ）第２実施形態の構成の説明
つぎに、本発明の第２実施形態の構成について説明する。図６は、本発明の第２実施形態の構成例を示す図である。なお、図６において、図１と対応する部分には同一の符号を付しているので、その説明を省略する。図６では、図１と比較すると、抵抗１８に対してコンデンサ４１が並列に接続され、抵抗２０に対してコンデンサ４０が並列に接続されている。これら以外の構成は、図１と同様である。

コンデンサ４０は、抵抗１９，２０との間で時定数を形成する。また、コンデンサ４１は、抵抗１８，１５との間で時定数を形成する。これらの時定数によって、バッテリの電圧Ｖｂが変化した場合における、閾値電圧Ｖｔｈおよび検出電圧Ｖｓの変化を調整し、誤動作が生じることを防止する。

（Ｄ）第２実施形態の動作の説明
つぎに、第２実施形態の動作について説明する。第２実施形態では、以下の動作によって、バッテリの電圧Ｖｂが短時間で変化する場合でも、誤遮断が発生することを防止する。

図７は、バッテリの電圧Ｖｂの時間的な変化を示す図である。図７の横軸は時間を示し、縦軸はバッテリの電圧を示している。時刻ｔ１〜ｔ２は、エンジンを始動するためのスタータモータが回転された場合を示し、この期間（数ｍｓ程度）では電圧Ｖｂが大幅に低くなっている。また、時刻ｔ３〜ｔ４は、オルタネータが発電を開始した場合を示し、この期間（数ｓ程度）では電圧が増加している。さらに、時刻ｔ５〜ｔ６は、オルタネータが発電を停止した場合を示し、この期間（数ｍｓ程度）では電圧が減少している。図７に示すように、スタータモータが回転したり、オルタネータが発電を開始したり、停止したりする場合には、バッテリの電圧Ｖｂが短時間で大きく変化する。

図８は、図６に示すコンデンサ４０，４１を除外した場合において、バッテリの電圧Ｖｂが変動したときの閾値電圧Ｖｔｈと検出電圧Ｖｓの時間的な変動を示す図である。図８の例では、Ｖｔｈに係る時定数τｔｈが、Ｖｓに係る時定数τｓよりも小さい場合（τｔｈ＜τｓの場合）を示している。そのような場合、バッテリの電圧Ｖｂの立ち下がり時（破線の楕円で囲んだ部分）に、破線で示すＶｔｈが実線で示すＶｓと交差している。このような場合、Ｖｓ＞Ｖｔｈとなるので、このタイミングで、負荷３０への電力の供給が遮断され、誤遮断が生じる。

そこで、第２実施形態では、Ｖｔｈに係る時定数τｔｈとＶｓに係る時定数τｓが略同じ（τｔｈ≒τｓ）となるように設定している。このような設定により、図９に示すように、バッテリの電圧Ｖｂの変化の立ち下がり時（例えば、図７に示すオルタネータの発電開始時）に、破線で示すＶｔｈが実線で示すＶｓと交差しなくなる。この結果、負荷３０への電力の供給が遮断される誤遮断が生じない。

すなわち、図６に示す第２実施形態では、Ｖｔｈに係る時定数τｔｈは以下の式（４）で表され、Ｖｓに係る時定数τｓは以下の式（５）で表される。

τｔｈ＝（Ｃ１・Ｒａ）／（１＋（Ｒａ／Ｒｂ）） ・・・（４）

τｓ＝Ｃ２・（（Ｒｃ＋ＲＬ）・Ｒｄ／Ｒｃ）／（１＋（Ｒｃ＋ＲＬ）・Ｒｄ／Ｒｃ・Ｒｓ）
・・・（５）

第２実施形態では、式（４）および式（５）で示されるτｔｈとτｓとが等しくなるように抵抗およびコンデンサの素子値が設定されている。このため、図９に示すように、バッテリの電圧Ｖｂが変動した場合であっても、破線で示すＶｔｈが実線で示すＶｓと交差して負荷３０への電力の供給が遮断される誤遮断が発生することを防止できる。

なお、図６に示す構成例では、Ｖｔｈに係る時定数は図１０（Ａ）に示す構成によって生成するようにしたが、例えば、図１０（Ｂ）に示す構成によって生成するようにしてもよい。図１０（Ｂ）に示す構成では、抵抗４２を調整することで、時定数を調整することができる。

また、図８および図９に示す、バッテリの電圧Ｖｂの立ち上がりおよび立ち下がりのそれぞれを個別に調整可能としてもよい。

図１１（Ａ）は、バッテリの電圧Ｖｂの立ち上がりおよび立ち下がりのそれぞれを個別に調整可能とする構成例を示している。図１１（Ａ）は、図１０（Ｂ）と比較すると、直列接続された抵抗４３およびダイオード４４が抵抗４２に並列接続されている。これ以外は、図１０（Ｂ）と同様である。

そして、バッテリの電圧Ｖｂの立ち上がり時における検出電圧Ｖｓに係る時定数をτｓｉとし、立ち下がり時における検出電圧Ｖｓに係る時定数をτｓｄとすると、τｔｈｉ≦τｓｉおよびτｓｄ≦τｔｈｄとなるように、抵抗およびコンデンサの素子値を調整することで、誤遮断の発生を抑制することができる。なお、図６の構成例では、τｓｉ＝τｓｄ＝τｓである。

図１１（Ｂ）は、バッテリの電圧Ｖｂの立ち上がりおよび立ち下がりのそれぞれを個別に調整可能とする他の構成例を示している。図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）と比較すると、ダイオード４４の向きが逆になっている。これ以外は、図１１（Ａ）と同様である。図１１（Ｂ）も図１１（Ａ）と同様に、バッテリの電圧Ｖｂの立ち上がりおよび立ち下がりのそれぞれを個別に調整することができる。

以上に説明したように、本発明の第２実施形態によれば、例えば、スタータモータの動作開始／動作停止、あるいは、負荷の急激な増大によってバッテリの電圧Ｖｂが短時間で変化した場合であっても、誤遮断が発生することを防止できる。

（Ｃ）変形実施形態の説明
以上の実施形態は一例であって、本発明が上述したような場合のみに限定されるものでないことはいうまでもない。例えば、以上の実施形態では、バッテリから電源電力が供給される場合を例に挙げて説明したが、これ以外の電源から供給されるようにしてもよい。

また、図１、図６、図１０、および、図１１に示す回路は一例であって、本発明がこれらの回路に限定されるものではない。

また、図４の例では、電線３１の限界電流Ｉｆとしては、発煙電流を例に挙げて説明したが、これ以外の電流（例えば、許容電流）を用いるようにしてもよい。

１１ ラッチ回路
１２ チャージポンプ回路
１３ 半導体スイッチ
１４ 抵抗
１５ 抵抗
１６ 演算増幅回路
１７ 半導体スイッチ
１８〜２０ 抵抗
２１ 演算増幅回路
３０ 負荷
３１ 電線
４０〜４１ コンデンサ
４２〜４３ 抵抗
４４ ダイオード

Claims (6)

1. 電源から負荷に供給される電流を制限する電流制限装置において、
   前記電源と前記負荷の間に配置され、前記電源から前記負荷に流れる電流を遮断する遮断回路と、
   前記電源から前記負荷に流れる電流を対応する電圧に変換して検出電圧として出力する変換回路と、
   前記電源の電圧に基づいて閾値電圧を生成する生成回路と、
   前記変換回路によって得られる前記検出電圧が、前記閾値電圧を超える場合には、前記電源から前記負荷に流れる電流を前記遮断回路によって遮断する制御を行う制御回路と、を有し、
   前記電源の電圧をＶｂとし、前記変換回路から出力される前記検出電圧をＶｓとするとき、これらの間にＶｓ＝α・Ｖｂ（α＜１）の関係を有し、
   前記電源の電圧をＶｂとし、前記生成回路から出力される前記閾値電圧をＶｔｈとするとき、これらの間にＶｔｈ＝β・Ｖｂ（β＜１）の関係を有し、
   前記Ｖｓおよび前記Ｖｔｈによって定まる、前記遮断回路が電流を遮断する閾値電流をＩｔｈとするとき、前記電源の電圧Ｖｂが変動した場合において、前記Ｉｔｈが前記負荷に流れる最大の電流よりも大きく、かつ、前記負荷に電力を供給する電線の限界電流よりも小さくなるように、前記αおよび前記βが設定されている、
   ことを特徴とする電流制限装置。
2. 前記αおよび前記βは、これらが略等しくなるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の電流制限装置。
3. 前記変換回路は前記電源の電圧Ｖｂの変動に対する時定数τｓを有し、前記生成回路は前記電源の電圧Ｖｂの変動に対する時定数τｔｈを有し、これらの時定数τｓと時定数τｔｈとが略等しくなるように設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電流制限装置。
4. 前記変換回路および前記生成回路の前記時定数は、抵抗およびコンデンサによって形成されることを特徴とする請求項３に記載の電流制限装置。
5. 前記変換回路は前記電源の電圧Ｖｂが増加する場合の時定数τｓｉを有するとともに減少する場合の時定数τｓｄを有し、前記生成回路は前記電源の電圧Ｖｂが増加する場合の時定数τｔｈｉを有するとともに減少する場合の時定数τｔｈｄを有し、これらの時定数の間に、τｔｈｉ≦τｓｉ，τｓｄ≦τｔｈｄが成立するように設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電流制限装置。
6. 前記変換回路および前記生成回路の前記時定数は、抵抗、コンデンサ、および、ダイオードによって形成されることを特徴とする請求項５に記載の電流制限装置。