JP2022053886A - 保護装置 - Google Patents

Abstract

【課題】過電圧状態のときにクランプ素子を導通させて保護を図り得る保護装置において、クランプ素子の熱破壊を防ぐ。【解決手段】保護装置２０において過電圧検出回路２０Ａは、導電路１６Ａとグラウンドとの間に介在するクランプ素子２２を有する。導電路１６Ａが過電圧状態でない場合には、クランプ素子２２が非導通状態で維持される。導電路１６Ａが過電圧状態となった場合には、クランプ素子２２が導通状態となる。過電圧検出回路２０Ａは、クランプ素子２２が非導通状態のときに第１信号を出力し、クランプ素子２２が導通状態のときに第２信号を出力する。【選択図】図２

Description

本発明は、保護装置に関する。

特許文献１には、過電圧保護回路の一例が開示される。特許文献に開示される過電圧保護回路において、過電圧検出回路は、電源回路の出力電圧と所定電圧との比較に基づき電源回路の出力電圧が過電圧であるか否かを表す過電圧検出信号を出力する。第１ラッチ回路は、電源回路の出力電圧が過電圧であるときの過電圧検出信号を保持可能であり、保持状態に応じた信号を電源動作のオン又はオフを制御するイネーブル信号として電源回路に出力する。エッジ検出回路は、第１ラッチ回路の出力信号のエッジを検出することでエッジ検出信号を生成する。エッジ検出信号遅延回路は、エッジ検出回路からのエッジ検出信号を遅延させる。第２ラッチ回路は、エッジ検出信号遅延回路によって遅延されたエッジ検出信号を保持可能である。リセット回路は、エッジ検出信号と第２ラッチ回路の保持信号に基づき、第１ラッチ回路における信号の保持をリセットする。

特開２０１３－２４７８２１号公報

ところで、負荷の故障やＥＳＤ入力時などにおいて過電圧から回路を保護するための技術として、ＴＶＳダイオードやその他のツェナーダイオードなどの保護ダイオードが用いられている。例えば、図７の回路では、保護すべき装置Ｄの端子Ｐａ，Ｐｂ間に接続される構成で保護ダイオードＺが配置されているため、電源Ｂ側で過電圧が生じても、保護ダイオードＺをブレークダウンさせて端子Ｐａ，Ｐｂ間の電圧を一定電圧にクランプすることができる。しかし、このように保護ダイオードＺを用いる回路では、連続した過電圧状態が発生した場合、保護ダイオードＺが熱破壊する懸念がある。

本発明は、上述した課題の少なくとも一つを解決するためになされたものであり、過電圧状態のときにクランプ素子を導通させて保護を図り得る保護装置において、クランプ素子の熱破壊を防ぐことができる技術を提供することを目的とする。

本発明の一つである保護装置は、
導電路と、前記導電路の通電を許容する許容状態と前記導電路の通電を遮断する遮断状態とに切り替わるスイッチと、を備えた回路を保護する保護装置であって、
前記導電路が過電圧状態でない場合に第１信号を出力し、前記導電路が前記過電圧状態である場合に前記第１信号とは異なる第２信号を出力する過電圧検出回路と、
前記スイッチを強制的に前記遮断状態にする保護状態と、前記保護状態を解除した解除状態とに切り替えるラッチ回路であって、前記解除状態のときに前記過電圧検出回路の出力が前記第１信号から前記第２信号に切り替わった場合に前記スイッチを前記保護状態に切り替え、予め定められた特定条件を満たすまで前記保護状態を維持するラッチ回路と、
を有し、
前記過電圧検出回路は、前記導電路とグラウンドとの間に介在するクランプ素子を有し、前記導電路が前記過電圧状態でない場合に前記クランプ素子が非導通状態で維持され、前記導電路が前記過電圧状態となった場合に前記クランプ素子が導通状態となり、前記クランプ素子が前記非導通状態のときに前記第１信号を出力し、前記クランプ素子が前記導通状態のときに前記第２信号を出力する。

上記の保護装置は、導電路が過電圧状態になった場合に、スイッチを強制的に遮断することができ、その強制遮断状態を維持することができる。よって、過電圧発生時にクランプ素子が長時間導通したままになることを抑制することができ、クランプ素子の熱破壊を防ぐことができる。

上記の保護装置において、前記過電圧検出回路は、前記クランプ素子と前記グラウンドとの間において前記クランプ素子に対して直列に接続される抵抗を有し、前記クランプ素子が前記非導通状態のときには前記抵抗に電流を流さずに前記クランプ素子と前記抵抗の間の電位に応じた前記第１信号を出力し、前記クランプ素子が前記導通状態のときには前記抵抗に電流を流しつつ前記クランプ素子と前記抵抗の間の電位に応じた前記第２信号を出力する。

この保護装置は、過電圧状態でないときにはグラウンド電位相当の第１信号を確実に出力することができ、過電圧状態のときには抵抗に電流を流すことによって接続点の電圧を大きく上昇させ、第１信号よりも大きい電圧の第２信号を確実に出力することができる。

本発明によれば、過電圧状態のときにクランプ素子を導通させて保護を図り得る保護装置において、クランプ素子の熱破壊を防ぐことができる。

図１は、第１実施形態に係る保護装置が適用される負荷駆動装置を例示する回路図である。 図２は、第１実施形態に係る保護装置を例示する回路図である。 図３は、図２の回路に関するシミュレーション結果を例示するグラフであり、端子Ｐ１に印加される電圧が閾値電圧未満である場合のシミュレーション結果を例示するグラフである。 図４は、図２の回路に関するシミュレーション結果を例示するグラフであり、端子Ｐ１に印加される電圧が閾値電圧以上である場合のシミュレーション結果を例示するグラフである。 図５は、図２の回路の効果を確認するためのシミュレーションを行う回路を例示する回路図である。 図６は、図５の回路を用いたシミュレーション結果を例示するグラフである。 図７は、比較例の回路を例示する回路図である。

＜第１実施形態＞
１．負荷駆動装置
図１に示される負荷駆動装置１００は、負荷６を駆動する装置である。負荷駆動装置１００は、主に、電源部２、トランス４、コンデンサ８、スイッチ１０、信号生成回路１２、ゲートドライバ回路１４、導電路１６、保護装置２０などを備える。負荷６の種類は特に限定されない。以下で説明される代表例では、負荷６は、プラズマ発生装置である。この例では、負荷駆動装置１００は、プラズマ発生装置を駆動する駆動装置として機能する。

電源部２は、公知の電池によって構成されていてもよく、その他の直流電源によって構成されていてもよい。電源部２は、自身の高電位側の端子に電気的に接続された導電路とグラウンドとの電位差が所定値となるように直流電圧を出力する。なお、以下の説明では、「電圧」とは、特に限定がない限り、グラウンドを基準とする電圧を意味し、グラウンドとの電位差を意味する。

図１のように、トランス４は、コイル４Ａ及びコイル４Ｂを備え、コイル４Ａ，４Ｂが磁気結合された公知のトランスである。コイル４Ａの一端は電源部２の高電位側の端子に電気的に接続される。コイル４Ａの他端は、導電路１６に電気的に接続される。コイル４Ｂの両端は負荷６の両端に電気的に接続され、コイル４Ｂの両端に発生した電圧が負荷６に印加される構成をなす。コンデンサ８は、スナバコンデンサとして機能し、一方の電極がコイル４Ａの一端に電気的に接続され、他方の電極がコイル４Ａの他端に電気的に接続される。

図１のように、導電路１６は、コイル４Ａとグラウンドとの間の導電路である。導電路１６のうち、コイル４Ａとスイッチ１０との間に接続される導電路が導電路１６Ａである。導電路１６のうち、スイッチ１０とグラウンドとの間に接続される導電路が導電路１６Ｂである。

図１のように、スイッチ１０は、導電路１６に介在し、導電路１６の通電を許容する許容状態（通電状態）と導電路１６の通電を遮断する遮断状態とに切り替わる素子である。スイッチ１０がオン状態のときには、導電路１６及びスイッチ１０を介してコイル４Ａからグラウンドへ電流が流れることが許容される。スイッチ１０がオフ状態のときには、導電路１６及びスイッチ１０を介してコイル４Ａからグラウンドへ電流が流れることが遮断される。スイッチ１０は、ゲートドライバ回路１４からオン信号が与えられているときにオン状態になる。スイッチ１０は、ゲートドライバ回路１４からオフ信号が与えられているときにオフ状態になる。図１の例では、スイッチ１０は、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴによって構成されている。

信号生成回路１２は、所定のハイレベル電圧のハイレベル信号と所定のローレベル電圧のローレベル信号とが交互に切り替わるオンオフ信号を生成し、ゲートドライバ回路１４に出力する回路である。以下の説明に係る代表例では、オンオフ信号としてＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号が用いられる。

ゲートドライバ回路１４は、保護装置２０から許可信号が出力されている場合に、信号生成回路１２から与えられるＰＷＭ信号に応じてオン信号とオフ信号を切り替える。上記の許可信号は、所定値以上の電圧（例えば、電源７０の出力電圧程度）の信号である。ゲートドライバ回路１４は、保護装置２０から許可信号を受けている状態では、信号生成回路１２からハイレベル信号又はローレベル信号の一方が入力されているときにスイッチ１０のゲートにハイレベル電圧のオン信号を出力し、他方が入力されているときにスイッチ１０のゲートにローレベル電圧のオフ信号を出力する。スイッチ１０は、自身のゲートに対してゲートドライバ回路１４からハイレベル電圧のオン信号が与えられているときにオン状態になる。スイッチ１０は、自身のゲートに対してゲートドライバ回路１４からローレベル電圧のオフ信号が与えられているときにオフ状態になる。ゲートドライバ回路１４は、保護装置２０から禁止信号を受けている状態では、信号生成回路１２から受ける信号に関係なく、スイッチ１０のゲートに対してオフ信号を出力し続ける。上記の禁止信号は、所定値未満の電圧（例えば、０Ｖ程度）の信号である。

２．保護装置の構成
保護装置２０は、負荷駆動装置１００を保護する装置として構成される。保護装置２０は、主に、負荷駆動装置１００の一部を構成する回路（導電路１６とスイッチ１０を備えた回路）を保護する機能を有する。図２のように、保護装置２０は、過電圧検出回路２０Ａとラッチ回路２０Ｂとを備える。

過電圧検出回路２０Ａは、導電路１６（図１）の一部をなす導電路１６Ａの過電圧を検出する機能を有する。過電圧検出回路２０Ａは、導電路１６Ａの電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以上である状態を検出する。以下で説明される代表例では、導電路１６Ａの電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以上である状態が過電圧状態であり、導電路１６Ａの電圧が閾値電圧Ｖｔｈ未満である状態が過電圧状態でない正常状態である。

過電圧検出回路２０Ａの端子Ｐ１は、導電路１６Ａ（図１）に電気的に接続される。端子Ｐ１の電位は、導電路１６Ａと同電位とされる。過電圧検出回路２０Ａは、ダイオード３０と、クランプ素子２２と、抵抗２４と、ダイオード２６と、信号線２７と、コンデンサ２８とを備える。

ダイオード３０は、アノードが端子Ｐ１に電気的に接続され、カソードがクランプ素子２２の一端に電気的に接続される。ダイオード３０のカソードは、クランプ素子２２を構成する複数のＴＶＳ（Transient Voltage Suppressor)ダイオード２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃのうちの最も上流側に配置されるＴＶＳダイオード２２Ａのカソードに電気的に接続される。ダイオード３０のアノードは、端子Ｐ１と同電位とされ、導電路１６Ａと同電位とされる。ダイオード３０のカソードは、クランプ素子２２の一端であるＴＶＳダイオード２２Ａのカソードと同電位とされる。

クランプ素子２２は、導電路１６Ａとグラウンドとの間に介在する素子である。クランプ素子２２は、複数のＴＶＳダイオード２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃによって構成される。複数のＴＶＳダイオード２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃは、導電路１６Ａとグラウンドとの間に直列に接続され、具体的には、ダイオード３０と抵抗２４との間に直列に接続される。クランプ素子２２は、自身の一端の電位が自身の他端の電位に対して所定値以上に大きくなった場合に降伏してダイオード３０側から抵抗２４側に電流を流し、そうでない場合には、ダイオード３０側から抵抗２４側に電流を流さない。図２の回路では、導電路１６Ａの電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以上である場合に、クランプ素子２２の一端（ＴＶＳダイオード２２Ａのカソード）の電位が他端（ＴＶＳダイオード２２Ｃのアノード）の電位に対して上記所定値以上に大きくなる。この状態では、クランプ素子２２を介してダイオード３０側から抵抗２４側に電流が流れる。導電路１６Ａの電圧が閾値電圧Ｖｔｈ未満である場合には、クランプ素子２２の一端の電位は他端の電位に対して上記所定値以上に大きくならない。この状態では、ダイオード３０側から抵抗２４側には電流が流れない。

抵抗２４は、クランプ素子２２とグラウンドとの間においてクランプ素子２２に対して直列に接続される抵抗である。導電路１６Ａとグラウンドとの間には、ダイオード３０とクランプ素子２２と抵抗２４とが直列に接続される。抵抗２４の一端はクランプ素子２２の他端（ＴＶＳダイオード２２Ｃのアノード）に電気的に接続され、抵抗２４の他端はグラウンドに電気的に接続される。接続点２３は、抵抗２４とクランプ素子２２の他端（ＴＶＳダイオード２２Ｃのアノード）との間に配される導電路の一部であり、抵抗２４及びクランプ素子２２の他端と同電位とされる分岐部である。

ダイオード２６は、アノードが接続点２３に電気的に接続され、カソードが信号線２７に電気的に接続される。ダイオード２６のアノードは、クランプ素子２２の他端及び抵抗２４の一端と同電位とされる。ダイオード２６のカソードは、信号線２７及び抵抗４４の一端と同電位とされる。

コンデンサ２８は、一方の電極が信号線２７に電気的に接続され、他方の電極がグラウンドに電気的に接続される。コンデンサ２８は、フィルタ機能を有する。

ラッチ回路２０Ｂは、スイッチ１０（図１）を強制的に遮断状態にする保護状態と、保護状態を解除した解除状態とに切り替える回路である。保護状態は、端子Ｐ２からローレベル電圧の上記禁止信号を出力する状態である。解除状態は、端子Ｐ２からハイレベル電圧の上記許可信号を出力する状態である。ラッチ回路２０Ｂは、上記の解除状態のときに過電圧検出回路２０Ａの出力（具体的には、信号線２７の電圧）が第１信号から第２信号に切り替わった場合に上記保護状態に切り替える。ラッチ回路２０Ｂは、上記保護状態に切り替えた後、予め定められた特定条件を満たすまで上記保護状態を維持する。

ラッチ回路２０Ｂは、ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタとして構成されるトランジスタ４２，６２と、ＰＮＰ型のバイポーラトランジスタとして構成されるトランジスタ５２とを備える。

トランジスタ４２は、エミッタ接地で接続される。抵抗４４は、一端が信号線２７に電気的に接続され、他端がトランジスタ４２のベースに電気的に接続される。抵抗４６は、一端がトランジスタ４２のベースに電気的に接続され、他端がトランジスタ４２のエミッタに電気的に接続される。信号線２７がハイレベル状態である場合には、トランジスタ４２がオン状態となり、コレクタ電流が流れる。信号線２７がローレベル状態である場合には、トランジスタ４２がオフ状態となる。

トランジスタ６２は、エミッタ接地で接続される。抵抗６４は、一端が信号線２７に電気的に接続され、他端がトランジスタ６２のベースに電気的に接続される。抵抗６６は、一端がトランジスタ６２のベースに電気的に接続され、他端がトランジスタ６２のエミッタに電気的に接続される。信号線２７がハイレベル状態である場合にトランジスタ６２がオン動作し、コレクタ電流が流れる。信号線２７がローレベル状態である場合には、トランジスタ６２がオフ状態となる。信号線２７のハイレベル状態は、信号線２７の電圧がトランジスタ４２，６２をオン状態で維持する程度に高い状態である。信号線２７のローレベル状態は、信号線２７の電圧がトランジスタ４２，６２をオフ状態で維持する程度に低い状態である。

トランジスタ５２は、エミッタが電源路７２に接続され、このエミッタには、電源路７２を介して電源７０の出力電圧が印加される。抵抗５４は、一端がトランジスタ５２のベースに電気的に接続され、他端がトランジスタ４２のコレクタに電気的に接続される。抵抗５６は、一端がトランジスタ５２のエミッタ及び電源路７２に電気的に接続され、他端がトランジスタ５２のベースに電気的に接続される。トランジスタ５２は、トランジスタ４２がオン状態である場合にオン状態となり、トランジスタ４２がオフ状態である場合にオフ状態となる。

３．保護装置の動作
本実施形態では、保護装置２０に対して予め定められたリセット動作が行われたことが「特定条件を満たしたこと」である。図２の回路は、例えば、図示されない電源スイッチによって電源７０から電源路７２への電力供給が許容される通電状態と遮断される遮断状態とに切り替わるようになっている。例えば、電源スイッチがオフ状態とされると、電源７０から電源路７２への電力供給が遮断され、電源路７２がローレベル（例えば０Ｖ）に切り替わるようになっている。その後、電源スイッチがオン状態とされると、電源７０から電源路７２への電力供給が開始されると、電源路７２がハイレベル（例えば電源７０の出力電圧）に切り替わるようになっている。このような構成のものでは、「電源７０から電源路７２への電力供給が遮断され、その後、電源７０から電源路７２への電力供給が開始されたこと」が「特定条件を満たしたこと」である。保護装置２０は、上記特定条件が満たされた場合に、トランジスタ４２，５２，６２がいずれもオフ状態となる。保護装置２０は、トランジスタ４２，５２，６２がいずれもオフ状態となっている状態が初期状態である。

過電圧検出回路２０Ａは、上記初期状態において、導電路１６Ａが上述の過電圧状態でない場合（即ち、導電路１６Ａの電圧が閾値電圧Ｖｔｈ未満である場合）には、クランプ素子２２が非導通状態で維持される。上記初期状態のときにクランプ素子２２が非導通状態であるときには、接続点２３は、ローレベル電圧（０Ｖのグラウンド電圧）で維持され、トランジスタ４２，５２，６２がいずれもオフ状態であるため、信号線２７は上述のローレベル状態（具体的には０Ｖのグラウンド電圧）で維持される。

このように、過電圧検出回路２０Ａは、クランプ素子２２が非導通状態のときには抵抗２４に電流を流さずにクランプ素子２２と抵抗２４の間の電位に応じた第１信号（０Ｖのローレベル電圧の信号）を信号線２７に出力する。

一方、過電圧検出回路２０Ａは、上記初期状態において、導電路１６Ａが上述の過電圧状態となった場合（即ち、導電路１６Ａの電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以上となった場合）には、クランプ素子２２が導通状態となる。上記初期状態のときにクランプ素子２２が導通状態となると、抵抗２４に電流が流れることで、接続点２３はグラウンド電圧よりも高いハイレベル電圧に上昇し、これに応じて、信号線２７の電圧も上昇して上述のハイレベル状態となる。

このように、過電圧検出回路２０Ａは、上記初期状態において、クランプ素子２２が非導通状態から導通状態に切り替わった場合には、抵抗２４に電流を流しつつ、信号線２７にはクランプ素子２２と抵抗２４の間の電位に応じた第２信号を出力する。この第２信号は、第１信号よりも高い電圧の信号であり、具体的には、トランジスタ４２，６２をオン動作させる程度に高い電圧の信号である。

以上のように、過電圧検出回路２０Ａは、上記初期状態において、導電路１６Ａが過電圧状態でない場合には第１信号を出力し、導電路１６Ａが過電圧状態である場合には第１信号とは異なる第２信号を出力する。

ラッチ回路２０Ｂでは、上記初期状態のとき、トランジスタ４２，５２，６２がいずれもオフ状態となり、端子Ｐ２からハイレベル電圧の許可信号を出力した状態（解除状態）が維持される。この解除状態のときに過電圧検出回路２０Ａの出力が上記第１信号から上記第２信号に切り替わった場合、ラッチ回路２０Ｂでは、信号線２７の電圧上昇によってトランジスタ６２がオン状態に切り替わるため、端子Ｐ２からはグラウンド電圧相当のローレベル信号（禁止信号）が出力される。更に、信号線２７の電圧上昇によってトランジスタ４２がオン状態に切り替わり、これに応じてトランジスタ５２がオン状態に切り替わるため、信号線２７の電圧は、電源７０の出力電圧相当のハイレベル電圧で維持され続ける。よって、ラッチ回路２０Ｂは、端子Ｐ２からローレベル信号（禁止信号）を出力し続ける状態（保護状態）となる。

このように、ラッチ回路２０Ｂは、解除状態のときに過電圧検出回路２０Ａの出力が第１信号から第２信号に切り替わった場合、解除状態から保護状態に切り替え、その後は、上述の特定条件を満たすまで保護状態を維持する。このような動作がなされるため、初期状態のときに過電圧検出回路２０Ａが過電圧状態を検出した場合には、信号生成回路１２からの信号にかかわらずスイッチ１０はオフ状態で維持される。

４．効果の例
保護装置２０は、導電路１６Ａが過電圧状態になった場合に、スイッチ１０を強制的に遮断することができ、その強制遮断状態を維持することができる。よって、過電圧発生時にクランプ素子２２が長時間導通したままになることを抑制することができ、クランプ素子２２の熱破壊を防ぐことができる。

保護装置２０は、過電圧状態でないときにはグラウンド電位相当の第１信号を、信号線２７を介して確実に出力することができる。保護装置２０は、過電圧状態のときには抵抗２４に電流を流すことによって接続点２３の電圧を大きく上昇させ、第１信号よりも大きい電圧の第２信号を、信号線２７を介して確実に出力することができる。

図３、図４には、図２の保護装置２０におけるシミュレーション結果が示される。図３、図４のグラフは、図２の保護装置２０において、端子Ｐ１の電圧（導電路１６Ａの電圧）を破線のように変化させたときの接続点２３の電圧及び端子Ｐ２の電圧の変化をシミュレーションによって確認した場合のグラフである。図３は、端子Ｐ１の電圧が閾値電圧Ｖｔｈ未満の範囲で変化する場合のシミュレーション結果のグラフである。図３の例では、端子Ｐ１の電圧が時間ｔ１～ｔ２の間に大きく変化しているが、端子Ｐ１の電圧は閾値電圧Ｖｔｈ未満で維持されているため、クランプ素子２２が非導通状態で維持され、ラッチ回路２０Ｂが端子Ｐ２から出力する信号は許可信号（ハイレベル電圧）が維持されている。

図４は、端子Ｐ１の電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以上に変化する場合のシミュレーション結果のグラフである。図４の例では、端子Ｐ１の電圧が時間ｔ３～ｔ４の間に閾値電圧Ｖｔｈ以上に変化し、閾値電圧Ｖｔｈ以上に変化した時間ｔａの時点で、接続点２３の電圧が急上昇している。この場合、時間ｔａの直後からクランプ素子２２が導通状態に切り替わるため、ラッチ回路２０Ｂは、時間ｔａの直後から端子Ｐ２の電圧をハイレベル電圧（許可信号）からローレベル電圧（禁止信号）に切り替え、切り替え後には継続的にローレベル電圧で維持されている。

図５は、図２の保護装置２０における保護機能（信号遮断機能）の効果を確認するためのシミュレーション用の回路である。図５の回路は、端子Ｐ２に対して電源路７２から電力を供給する経路を省略し、信号発生回路から端子Ｐ２にＰＷＭ信号を入力するようにした点が図２の回路と異なる。図５の回路において、その他の構成は、図２の回路と同一である。図６には、図５の回路を用いた場合のシミュレーション結果が例示される。図６のシミュレーションは、時間０から時間ｔｂまで端子Ｐ１の電圧が閾値電圧Ｖｔｈ未満で維持され、時間ｔｂに端子Ｐ１の電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以上になる例である。

図６のシミュレーションでは、時間０から時間ｔｂまでは、図５の回路においてトランジスタ４２，５２，６２が全てオフ状態であり、信号発生回路から出力されるＰＷＭ信号が端子Ｐ２に与えられる。従って、時間０から時間ｔｂまでは、信号発生回路から出力されるＰＷＭ信号がハイレベル電圧のときに端子Ｐ２はハイレベル電圧となっており、ＰＷＭ信号がローレベル電圧のときに端子Ｐ２はローレベル電圧となっている。一方、時間ｔｂにおいて端子Ｐ１の電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以上になると、接続点２３の電圧が急上昇している。これに応じてトランジスタ４２，５２，６２が全てオン状態になるため、時間ｔｂ以降は、端子Ｐ２の電圧はローレベル電圧で維持されている。図６の結果では、端子Ｐ１の電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以上になった後には、端子Ｐ２の電圧がローレベル電圧で維持されているため、信号発生回路から出力されるＰＷＭ信号が確実に遮断されることが明らかである。

＜他の実施形態＞
本開示は、上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述又は後述の実施形態の特徴は、矛盾しない範囲であらゆる組み合わせが可能である。また、上述又は後述の実施形態のいずれの特徴も、必須のものとして明示されていなければ省略することもできる。更に、上述した実施形態は、次のように変更されてもよい。

上記の実施形態では、スイッチ１０がＭＯＳＦＥＴによって構成されていたが、スイッチ１０は、ＭＯＳＦＥＴ以外のＦＥＴであってもよく、ＦＥＴ以外の半導体スイッチであってもよく、機械式のリレーであってもよい。

上記の実施形態では、クランプ素子２２が複数のＴＶＳダイオードによって構成されていたが、クランプ素子２２を構成するＴＶＳダイオードの数は限定されない。また、クランプ素子は、導電路１６Ａの電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以上である場合に導通し、導電路１６Ａの電圧が閾値電圧Ｖｔｈ未満である場合に導通しない素子であれば、その他の素子であってもよい。例えば、クランプ素子２２は、ＴＶＳダイオード以外の１以上のツェナーダイオードによって構成されていてもよい。或いは、クランプ素子２２は、ツェナーダイオード以外の素子（例えばバリスタ）によって構成されていてもよい。

なお、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、今回開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示された範囲内又は特許請求の範囲と均等の範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１０ ：スイッチ
１６ ：導電路
２０ ：保護装置
２０Ａ ：過電圧検出回路
２０Ｂ ：ラッチ回路
２２ ：クランプ素子
２３ ：接続点
２４ ：抵抗

Claims (2)

1. 導電路と、前記導電路の通電を許容する許容状態と前記導電路の通電を遮断する遮断状態とに切り替わるスイッチと、を備えた回路を保護する保護装置であって、
   前記導電路が過電圧状態でない場合に第１信号を出力し、前記導電路が前記過電圧状態である場合に前記第１信号とは異なる第２信号を出力する過電圧検出回路と、
   前記スイッチを強制的に前記遮断状態にする保護状態と、前記保護状態を解除した解除状態とに切り替えるラッチ回路であって、前記解除状態のときに前記過電圧検出回路の出力が前記第１信号から前記第２信号に切り替わった場合に前記スイッチを前記保護状態に切り替え、予め定められた特定条件を満たすまで前記保護状態を維持するラッチ回路と、
   を有し、
   前記過電圧検出回路は、前記導電路とグラウンドとの間に介在するクランプ素子を有し、前記導電路が前記過電圧状態でない場合に前記クランプ素子が非導通状態で維持され、前記導電路が前記過電圧状態となった場合に前記クランプ素子が導通状態となり、前記クランプ素子が前記非導通状態のときに前記第１信号を出力し、前記クランプ素子が前記導通状態のときに前記第２信号を出力する
   保護装置。
2. 前記過電圧検出回路は、前記クランプ素子と前記グラウンドとの間において前記クランプ素子に対して直列に接続される抵抗を有し、前記クランプ素子が前記非導通状態のときには前記抵抗に電流を流さずに前記クランプ素子と前記抵抗の間の電位に応じた前記第１信号を出力し、前記クランプ素子が前記導通状態のときには前記抵抗に電流を流しつつ前記クランプ素子と前記抵抗の間の電位に応じた前記第２信号を出力する
   請求項１に記載の保護装置。

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