JP2770988B2 - 電源バッテリの極性の逆転に対して保護されている電子回路 - Google Patents

電源バッテリの極性の逆転に対して保護されている電子回路

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    • H02H11/003—Emergency protective circuit arrangements for preventing the switching-on in case an undesired electric working condition might result in case of inverted polarity or connection; with switching for obtaining correct connection using a field effect transistor as protecting element in one of the supply lines

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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業状の利用分野］ 本発明は、電源バッテリの極性の逆転に対して保護さ
れている電子回路であって、電気的な負荷をアースへの
方向で作用させるための、該電源バッテリの一方の極と
アースとの間に接続されるパワートランジスタを具備す
る型の電子回路に関する。
［従来の技術］ 自動車の製造工程は、電気システム用電源バッテリ
を、それに接続させる電気的な負荷である電気システム
の車への組込工程における最終段階で、各車に搭載する
ことを必要としている。
ライト、アクチュエータ等の、種々の電気的負荷は、
電子制御回路を介した電源の正極とアースとの間で、通
常は駆動される。
電源バッテリとそのような電子制御回路とを接続する
ためのケーブルの誤配線が全くないということは有り得
ないので、たとえ電源バッテリがその極性が逆の状態で
組み込まれたとしても、集積化されたそのような電子制
御回路を破損させないようにする能力が要求されてい
る。
この要求は、バッテリの正・負を過って逆に接続する
というような同様な事情からも持ち上がっており、そし
て、電圧降下に起因する電源電圧の低下を嫌って電源ラ
インに制限抵抗素子が設けられていない、所謂固有トラ
ンジスタを含む集積回路においては、特に重要である。
上記要求を満たすため、バッテリの極性の逆転から上
記集積回路を保護すべく、一方向素子、特にダイオード
を電源の正極と電子制御回路との間に接続することが、
提案されている。
［発明が解決しようとする課題］ 上記従来方法は、コスト的には有利であるが、以下の
問題点を有している。即ち、ダイオードの端子間の電圧
降下VDは、駆動される電気的負荷に供給される電圧を低
下させると共に、ダイオードの端子間の電圧降下VDと負
荷を流れる電流ILとの積に等しい量だけ必要な電力が増
加するため、システム全体の効率が悪くなるという問題
点を、上記従来方法は有している。
本発明の目的は、従来技術における上記問題点を解決
する構造及び性能を有する電子回路を提供することであ
る。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明によれば、電源バッ
テリの極性の逆転に対して保護されている電子回路であ
って、電気的な負荷をアースへの方向で作用させるた
め、該電源のバッテリの一方の極とアースとの間に接続
されるパワートランジスタを具備する型の電子回路が提
供され、該電子回路は、前記一方の極と前記第１のパワ
ートランジスタとの間に接続される、保護用の第２のト
ランジスタを具備することを特徴としている。
［実施例］ 以下、添付図面を参照して本発明の一実施例について
説明する。
本発明の一実施例を示すところの回路図である図面を
参照するに、参照符号１で示されている本発明に係る電
子回路は、電源バッテリ２の極性の逆転に対して保護さ
れている。
電子回路１は集積化された型のものであり、そして、
この電子回路１は、それ自体は公知である回路部３であ
って、入力ピン４と１対の出力ピン５及び６とに接続さ
れているものを具備している。なお、出力ピン６はアー
スされている。
電子回路１は、バッテリ２の正極VCに接続されている
入力ピン７と、アースに接続されている他方の端部を有
する抵抗器RLの一方の端部に接続されている出力ピン８
とを更に具備している。
抵抗器RLは、電子回路１を介して駆動される電気的な
負荷を表している。
電子回路１は、エンハンスメントＮチャネルMOS型の
第１のパワートランジスタT1を備えており、このパワー
トランジスタT1は、回路部３に接続されている、ゲート
G1とソースS1とを有している。ソースS1は、出力ピン８
を介して、負荷としての抵抗器RLにも、それを作用させ
るべく接続されている。
トランジスタT1は、ソースS1とドレインD1との間に、
ソースS1に向けて逆方向にバイアスされている固有ダイ
オードD3を有している。
本発明によると、これもまたＮチャネルMOS型である
第２のパワートランジスタT2が電子回路１に組み込まれ
ており、このパワートランジスタT2は、入力ピン７を介
しての正極VC及び第１のパワートランジスタT1のドレイ
ンD1にそれぞれ接続されているソースS2及びドレインD2
を有している。第２のパワートランジスタT2のゲートG2
は、回路部３に接続されている。
また、パワートランジスタT2は、ドレインD2に向けて
順方向にバイアスされている固有ダイオードD4を、ソー
スS2とドレインD2との間に有している。
更に、電子回路１は、バッテリ２からの正又は負の過
電圧から保護するためのデバイス９及び10を備えてい
る。デバイス10は、正極VCと第１のパワートランジスタ
T1のゲートG1との間に、互いに直列に且つプッシュプル
の形で接続されているツェナーダイオードZ1及びZ2の対
を有している。
デバイス９は、第２のパワートランジスタT2のゲート
G2とドレインD2との間にプッシュプルの形で内部接続さ
れているツェナーダイオードZ3及びZ4の対を有してい
る。
第２のパワートランジスタは、電源電圧VCが現れてい
る時には導通しており、そして、バッテリ２の極性が逆
転したすべての場合において集積化された電子回路１を
保護する。
電子回路１の作動時には、保護用の第２のパワートラ
ンジスタT2を介して第１のパワートランジスタT1から供
給される電流ILが、負荷としての抵抗器RLを流れる。
バッテリ２の極性が逆転すると、第２のパワートラン
ジスタは、遮断状態に変化して電子回路１及び負荷とし
ての抵抗器RLの両方を保護する。
第２のパワートランジスタの端子間の電圧降下Ｖは、
所望されている程度にまで有利に小さくさせられ得る。
何故ならば、それは、パワートランジスタT2の固有抵抗
とそこを流れる負荷電流ILとの積によって与えられるか
らである。この抵抗の値は、集積化されている電子回路
１内の、その第２のパワートランジスタによって占めら
れているシリコンの面積に逆比例するということから鑑
みて、この抵抗値は、トランジスタによって占められて
いる表面積を増大させることによって十分に小さくさせ
られ得、この結果、その端子間の電圧降下及び使用され
る電力量が減少する。
［発明の効果］ 以上のように、本発明に係る電子回路は、それに接続
される電源バッテリの極性の逆転に対してそれ自身を保
護することができると共に、それによって作用させられ
る電気的負荷をも保護することができるという大きな利
点を有している。
更に、本発明に係る電子回路は、極めて簡単な構造を
有しており、集積回路として容易に組み立てられ得、し
かも電力の消費は非常に少ない。
【図面の簡単な説明】
図面は、本発明に係る電子回路の一実施例を示す回路図
である。 １……電子回路 ２……バッテリ ３……回路部 9,10……デバイス RL……抵抗器（負荷）
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−79625（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−20117（ＪＰ，Ａ) 米国特許3829709（ＵＳ，Ａ) 米国特許3940785（ＵＳ，Ａ) 米国特許4473757（ＵＳ，Ａ) 米国特許4658203（ＵＳ，Ａ) ドイツ連邦共和国特許出願公開 3535788（ＤＥ，Ａ) ＩＢＭ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｓ ｃｌｏｓｕｒｅ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ Ｖ ｏｌ．30 Ｎｏ．４（1987．９) ”ＢＩＰＯＬＡ ＴＲＡＮＳＩＥＮＴ ＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮ”ＰＰ．1509− 1510 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02H 3/18 H02H 11/00 H02J 7/00 - 7/12 H02J 7/34 - 7/36

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】電源バッテリ（２）の極性の逆転に対して
    保護されている電子回路（１）であって、負荷（RL）を
    駆動するための該電源バッテリ（２）の第１の極（VC）
    と第２の極（アース）との間に該負荷（RL）に直列に接
    続されるMOS型の第１パワートランジスタ（T1）を具備
    するものにおいて、 前記第１トランジスタ（T1）に直列に接続され、前記電
    源バッテリ（２）が正しい極性で接続されたときには回
    路の動作中に導通状態であり前記電源バッテリ（２）が
    逆極性に接続されたときには遮断状態であるように制御
    された保護用のMOS型の第２パワートランジスタ（T2）
    を具備することを特徴とする電子回路（１）。
  2. 【請求項２】前記第１トランジスタ（T1）と第２トラン
    ジスタ（T2）とがともにＮチャネル型であり、各前記ト
    ランジスタのドレイン電極（D1、D2）が相互に接続され
    ていることを特徴とする請求項１記載の電子回路。
  3. 【請求項３】前記電源バッテリの電圧変動から保護する
    ために、前記電源バッテリの前記第１の極（VC）と前記
    第１トランジスタ（T1）のゲート（G1）との間に直列に
    接続されたツェナーダイオードの第１の対（Z1,Z2）お
    よび前記第２トランジスタ（T2）のゲート（G2）とドレ
    イン（D2）との間に直列に接続されたツェナーダイオー
    ドの第２の対（23,24）によってそれぞれ形成されたデ
    バイス（9,10）を具備することを特徴とする請求項１ま
    たは２に記載の電子回路。
  4. 【請求項４】前記第１トランジスタ（T1）および前記第
    ２トランジスタ（T2）が各々のドレイン電極とソース電
    極との間に固有ダイオード（D3,D4）を有し、前記第１
    トランジスタ（T1）と前記第２トランジスタ（T2）の前
    記直列接続は各該固有ダイオード（D3,D4）が互いに極
    性が反対となる向きに選択されて接続されることを特徴
    とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電子回
    路。
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