JP2522146B2 - 電源保護回路 - Google Patents

電源保護回路

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JP2522146B2
JP2522146B2 JP5077234A JP7723493A JP2522146B2 JP 2522146 B2 JP2522146 B2 JP 2522146B2 JP 5077234 A JP5077234 A JP 5077234A JP 7723493 A JP7723493 A JP 7723493A JP 2522146 B2 JP2522146 B2 JP 2522146B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電源保護回路に関し、特
に負荷に流れる電流が異常に大となったとき、負荷に流
れる電流を制限して直流電源の破壊を防止する電源保護
回路に関する。
【0002】
【従来の技術】直流電源と負荷の間に介在させ、負荷に
異常に大きな電流が流れようとするときその電流を制限
し直流電源を保護するためのフの字型の保護回路として
は、たとえば、特開平1−144320号公報に記載さ
れているものがある。
【0003】図4は、上述の特許公報記載の電源保護回
路の回路図である。また、図5は、図4に示す電源保護
回路の動作を示す出力電圧−電流特性である。
【0004】負荷6が単なる抵抗負荷であり、またこの
とき、抵抗急変素子12がないとすると、部直流電源
11から、図4に示すフの字型保護回路18を介して、
負荷6に電力が供給されると、図5中に示す曲線(図で
は直線で近似)イを通り点aより電流が小なる線ロ上
に達するここで、負荷6が、短絡状態またはそれに近
い状態となり、出力電流が点aよりも増加しようとする
と、フの字型保護回路18が動作して、曲線イにそって
出力電圧が低下し、ついには、出力電流をゼロとするよ
うに動作し、電源回路11を保護することになる。
【0005】しかしながら、負荷6が、定電流回路であ
り、しかも、その電流値が図5中の直線ハのような特性
を持っている場合に、このような定電流特性を持つ負荷
6に対して電力の供給を開始すると、図5の曲線イに沿
って、点a方向に電流が増加して行くが、線イとの交
点C以上には、電圧が上昇しなくなり、a点と同じ所望
の電圧を得ることができなくなる。
【0006】そこで、上述の、特開平1−144320
号公報の構成の電源保護回路では、通常の電圧では、抵
抗値が小で、電流が通常より大となると、抵抗値が大と
なる抵抗急変素子12を、図4に示すようにフの字型保
護回路18に接続し、電力の供給の開始時には、図5に
示した負荷曲線ホとし曲線ニに沿って負荷6に流れる電
流を増加させ、点aに達すると、抵抗急変素子12の抵
抗値を小とし、たとえ、負荷6が異常となり電流が急減
に増加しようとしても、曲線イに沿って出力電圧と電流
を減少させている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の電源保
護回路は、負荷6が上述のような定電流負荷であって
も、抵抗急変素子12を使用することにより、電力供給
開始時に規定の出力電圧が負荷に供給されるようにして
いる。
【0008】しかしながら、上述のように電流値により
抵抗値が所望の値どうり変化する抵抗急変素子12を入
手することは極めて困難であるという欠点を有してい
る。
【0009】本発明の目的は、容易に入手可能な構成要
素を組み合わせて、前記のように、定電流特性を持つ負
荷に対しても、所望の電圧を供給することができ、しか
も、負荷に異常に大きな電流が流れたときにも、その電
流を制限し、電源回路の破壊を防止することができる電
源保護回路を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の電源保護回路
は、フの字型保護回路を有し負荷に流れる電流が異常に
大となったときその電流を制限する電源保護回路におい
て、前記フの字型保護回路の入力側の電圧レベルを予め
定められた電圧レベルに分割する分圧抵抗回路と、前記
フの字型保護回路の出力の高電位側を第1の入力とし前
記分圧抵抗回路の出力を第2の入力とし前記第2の入力
の電圧レベルが第1の入力の電圧レベルより大なるとき
高レベルを出力するコンパレータと、前記コンパレータ
の出力にゲート端子が接続されソースとドレイン端子が
前記フの字型保護回路の出力側に並列に接続され前記コ
ンパレータの出力が高レベルのとき通電状態となるFE
Tとを備えて構成されている。
【0011】また、第2の発明の電源保護回路は、上述
のFETの代りにコンパレータの出力が高レベルのとき
オンとなるスイッチ回路とこのスイッチ回路に直列に接
続される抵抗器を備えて構成されている。
【0012】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0013】図1は本発明の電源保護回路の一実施例を
示す回路図であり、図2は、図1の電源保護回路の出力
電圧−電流特性を示す説明図である。
【0014】図1中で、外部直流電源11の高電位側に
は抵抗器R1を介してツェナーダイオード2の負極側が
接続され、他端の正極側は、外部直流電源の低レベル側
に接続されている。
【0015】フの字型保護回路18の入力側は外部直流
電源11に並列に接続されており、さらに可変抵抗器3
のそれぞれの端部が外部直流電源11の両端にそれぞれ
並列に接続されている。
【0016】また、コンパレータ4の第1の入力側はフ
の字型保護回路18の出力側の内の高電位側に接続さ
れ、このコンパレータ4の第2の入力側である非反転入
力端子には、前述した可変抵抗器3の摺動部が接続され
ている。
【0017】コンパレータ4の出力はFET(電界効果
型トランジスタ)5のゲートに接続されている。FET
5のソースおよびドレイン電極はそれぞれフの字型保護
回路18の出力側に並列に接続されている。
【0018】また、このような電源保護回路中のフの字
型保護回路18の出力側には、並列に、負荷6が接続さ
れる。
【0019】コンパレータ4の第2の入力側に加える電
圧レベルを、可変抵抗器3の摺動端子を調節して、図2
に示されている出力電圧レベルaと等しく設定してお
く。このコンパレータ4は、第1の入力側に加わる電圧
レベルが第2の入力側に加わる電圧レベルより、小なる
ときは、高レベルを出力し、それ以外のときには、低レ
ベルを出力するように設定する。
【0020】ここで、外部直流電源11から電力の供給
が開始される時点では、フの字型保護回路18の出力
圧はまだ低いため、フの字型保護回路18の出力側から
コンパレ−タ4の第1の入力側に加えられる電圧は第2
の入力側に加えられる図2に示されている出力電圧レベ
ルaより小であるから、コンパレ−タ4の出力は高レベ
ルとなるので、FET5をオン状態とする。その結果、
FET5のソ−スとドレイン電極間に電流が流れ、FE
T5は定電流負荷6とともにフの字型保護回路18の負
荷となる。なお、コンパレ−タ4も厳密には負荷の1つ
であるが、入力端子のインピ−ダンスが非常に高く、電
流がほとんど流れないので無視できる。従って、図2の
フの字型保護回路18の出力電流と出力電圧の特性にお
ける負荷は、定電流負荷6およびFET5の両方を合わ
せたものを示している。その後、図2において、曲線イ
に沿って、フの字型保護回路18の出力電圧と電流が増
加し、C点を通過してから、図2に示されているa点に
達すると、コンパレ−タ4の第1と第2の入力の電圧レ
ベルは等しくなるので、コンパレ−タ4の出力が低レベ
ルとなる。従って、FET5はオフとなり、ソ−スとド
レイン電極間に電流が流れなくなる。つまり、フの字型
保護回路18の出力電圧が図2のa点に達すると、フの
字型保護回路18の負荷は定電流負荷6のみとなる。な
お、図2の曲線イはフの字型保護回路18の過電流保護
時の特性であり、フの字型保護回路18が動作する原因
となった負荷FET5による過電流が取り除かれること
により、フの字型保護回路18の出力電圧と電流は、定
電流負荷6のみの正常な動作状態となる。この時、定電
流負荷6の電流特性は図2の点線ハの通りであるので、
フの字型保護回路18の出力電圧と電流は、a点から点
線ハ上に移行することになるが、定電流負荷6に流れる
電流のみではフの字型保護回路18は動作しないため、
電圧は一定となり、その結果、フの字型保護回路18の
出力電圧と電流は、点線ハと直線ロの交点であるd点に
移行し、正常な動作状態となる。このような動作状態に
あるとき、負荷6に異常に大なる電流が流れ、フの字型
保護回路18より供給される出力電流が図2の点aより
右方に増加しようとすると、フの字型保護回路18によ
り、出力電流と電圧とは、図2の曲線イに沿って変化
し、外部直流電源11および負荷6に異常な大電流が流
れることを防止する。
【0021】図3は、本発明の電源保護回路の別の実施
例を示す回路図である。図3においては、図1に示され
ているFET5の代りに、スイッチ回路7と抵抗器R2
とを使用している以外は、図1に示した電源保護回路と
同じ構成である。
【0022】すなわち、図3において、スイッチ回路7
は、コンパレータ4の出力により制御され、コンパレー
タ4の出力が高レベルであるとき、オンとなり、コンパ
レータ4の出力が低レベルのときには、オフとなる。
【0023】従って、フの字型保護回路18により負荷
6に電力の供給を開始した時点では、スイッチ回路7が
オン状態となり、抵抗器R2にも電流が流れるので、先
述したFET5と同様に動作することになる。
【0024】なお、負荷として定電流特性を持つものを
接続した場合について、これまで、説明したが、負荷と
してはそれ以外の任意の特性を持つ負荷を使用すること
もできることは明らかである。
【0025】なお、図1と3において、外部直流電源1
1の電圧にほとんど変動がなければ、ツェナーダイオー
ド2と抵抗器R1とを省略することができる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電源保護
回路は、負荷に電力を供給開始する時点では、コンパレ
ータにより負荷と並列にFETをオン状態として、この
FETにも電流を流すので、たとえ、負荷が定電流型で
あっても、所望の電圧と電流とを供給することができる
という効果を有している。
【0027】また、上述のコンパレータとFETとは何
れも容易に入手することができるので、上述の電源保護
回路は容易に実現が可能であるという効果を有してい
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電源保護回路の一実施例を示す回路図
である。
【図2】図1に示した電源保護回路の出力電流と電圧の
関係を示す説明図である。
【図3】図1とは別の本発明の実施例を示す回路図であ
る。
【図4】従来のこの種の電源保護回路の一例を示す回路
図である。
【図5】図4の電源保護回路の動作を示す説明図であ
る。
【符号の説明】
2 ツェナーダイオード 3 可変抵抗器 4 コンパレータ 5 FET 6 定電流負荷 7 スイッチ回路 18 フの字型保護回路 R2 抵抗器

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フの字型保護回路を有し負荷に流れる電
    流が異常に大となったときその電流を制限する電源保護
    回路において、前記フの字型保護回路の入力側の電圧レ
    ベルを予め定められた電圧レベルに分割する分圧抵抗回
    路と、前記フの字型保護回路の出力の高電位側を第1の
    入力とし前記分圧抵抗回路の出力を第2の入力とし前記
    第2の入力の電圧レベルが第1の入力の電圧レベルより
    大なるとき高レベルを出力するコンパレータと、前記コ
    ンパレータの出力にゲート端子が接続されソースとドレ
    イン端子が前記フの字型保護回路の出力側に並列に接続
    され前記コンパレータの出力が高レベルのとき通電状態
    となるFETとを備えることを特徴とする電源保護回
    路。
  2. 【請求項2】 フの字型保護回路を有し負荷に流れる電
    流が異常に大となったときその電流を制限する電源保護
    回路において、前記フの字型保護回路の入力側の電圧レ
    ベルを予め定められた電圧レベルに分割する分圧抵抗回
    路と、前記フの字型保護回路の出力側で高電位側を第1
    の入力とし前記分圧抵抗回路の出力を第2の入力とし前
    記第2の入力側の電圧レベルが第1の入力側の電圧レベ
    ルより大なるとき高レベルを出力するコンパレータと、
    前記フの字型保護回路の内の高電位側に一端が接続され
    前記コンパレータの出力により制御され前記コンパレー
    タの出力が高レベルのときオンとなるスイッチ回路と、
    一端が前記スイッチ回路の他端に接続され他端が前記フ
    の字型保護回路の出力側の低電位側に接続される抵抗器
    とを備えることを特徴とする電源保護回路。
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