JP3051320B2 - 通信機用給電装置 - Google Patents

通信機用給電装置

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JP3051320B2
JP3051320B2 JP7129067A JP12906795A JP3051320B2 JP 3051320 B2 JP3051320 B2 JP 3051320B2 JP 7129067 A JP7129067 A JP 7129067A JP 12906795 A JP12906795 A JP 12906795A JP 3051320 B2 JP3051320 B2 JP 3051320B2
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泰弘 飯野
義雄 鈴木
▲昇▼ 鈴木
隆之 宇野
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は通信機用給電装置に関す
るものであり、さらに詳しくは、バックアップ用の蓄電
池を備えた通信機用給電装置において、電子化された蓄
電池切り離しスイッチとその不具合の検出回路を含むも
のに関する。
【0002】
【従来技術】通信機用電源は、常に安定に継続して電力
を供給する高信頼性を必要とされるため、商用電源から
の電力とバックアップ用の蓄電池とを並列にして構成
し、商用電源の停電時に備えている。ところが、蓄電池
の過放電等でその電圧が所定値より低下するときには、
蓄電池を保護するために、蓄電池を切り離すことが必要
となる。一般にこの蓄電池切り離し用のスイッチには電
気接点を持つスイッチが使用されている。そのスイッチ
の動作不具合を発見するためにスイッチ駆動用リレーの
コイルの断線等を確認して断線等があった場合に、スイ
ッチ故障として故障信号を送出する方法が行われてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この蓄
電池切り離し用スイッチが機械的接点であると、寿命が
有限であるため、電子スイッチにすることが望ましい。
ところが、半導体等の電子スイッチを使用する場合にお
いては、入力電圧変動や負荷変動や端子接続の誤り等の
際の不具合については、機械的スイッチよりも脆弱であ
るという問題がある。
【0004】本発明は、バックアップ用蓄電池とこの蓄
電池の過放電によるシステムダウンを防止するため、蓄
電池を負荷から切離すスイッチを備えた通信機用給電装
置において、この切離しスイッチを電子化すると共に、
電子スイッチのあらゆるモードの不具合を検出する手段
を備えて信頼性を高めることを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するた
め、本発明では以下の手段を提案するものである。バッ
クアップ用の蓄電池と、切離し用スイッチのFETとを
直列接続し、これらの直列回路の両端を電源プラスライ
ンと電源マイナスラインとして電源装置を接続して通信
機用給電装置を構成する。そして電源プラスラインと電
源マイナスラインとの間の電圧が所定値以上のときにF
ETのゲート電圧をオンさせる電圧維持回路を設ける。
また、FETのドレイン・ソース間の電圧が設定値より
高いときにFETのゲート・ソース間を短絡する電流制
限回路を設ける。また、FETのゲート・ソース間電圧
が所定値より低いときに警報信号を発生する駆動検出回
路を設ける。そしてFETのドレイン・ソース間が開放
故障のときに警報信号を発生する監視回路を設ける。
【0006】電圧維持回路の構成については、電源プラ
スラインと電源マイナスラインとを動作電源とし、この
動作電源の電圧が所定値以上のときにオン信号を発生す
るものである。
【0007】電流制限回路の構成については、FETの
ゲート・ソース間電圧及びドレイン・ソース間電圧を動
作電源とし、ドレイン・ソース間電圧が所定値以上のと
きにFETのゲート・ソース間のオン信号を消失するも
のである。
【0008】駆動検出回路の構成については、電源プラ
スライン及びFETのゲート・ソース間電圧を動作電源
とし、このゲート・ソース間電圧が所定値以下のときに
警報信号を発生するものである。
【0009】監視回路の構成については、電源プラスラ
イン及びFETのドレイン・ソース間電圧を動作電源と
し、このドレイン・ソース間電圧が所定の極性で所定値
以上のときに警報信号を発生するものである。
【0010】
【実施例】図1により、本発明にかかる通信機用給電装
置の一実施例を説明する。図において電源装置3は図示
しない商用交流電源より変換した直流電圧を発生する。
この電源装置3の電源プラスラインPは、バックアップ
用の蓄電池5のプラス電極に接続されると共に、出力端
子11に接続される。蓄電池5のマイナス電極はスイッチ
としてのFET7のソースに接続される。そしてFET
7のドレインは電源装置3のマイナスラインNに接続さ
れる。FET7がオンしているときは、FET7のドレ
イン・ソース間は極めて低い電圧降下であるので、蓄電
池5の端子電圧はほとんど電源装置3の電圧に等しい。
したがってFET7がオンしているときには、蓄電池5
は電源装置3に充電されて、自己の起電力よりやや高め
の端子電圧となる。この高めの電圧は、電源マイナスラ
インNと出力端子13との間に直列接続されたドロッパ9
により減算されて所期の出力電圧を、出力端子11,13 を
介して負荷15に与えることができる。なお、FET7の
ドレイン・ソース間にはスナバ用の抵抗74とコンデンサ
75とが接続される。
【0011】FET7には必要なバイアス電圧を与える
ための機能と保護等の機能を与えるために、電圧維持回
路17、電流制限回路19、駆動検出回路21及び監視回路23
の4回路を備えている。以下に各回路の構成を詳しく説
明する。
【0012】電圧維持回路17は電源プラスラインPと電
源マイナスラインNとFET7のゲートラインGの3電
位点に接続され、電源プラスラインPと電源マイナスラ
インNとの間をこの回路自身の電源として、電源プラス
ラインPと電源マイナスラインNとの間の電圧が所定値
以上のときに、ゲートラインGに駆動電圧を与える。逆
に電源プラスラインPと電源マイナスラインNとの間の
電圧が所定値に達しないときには、ゲート駆動電圧がな
くなり、FET7はオフして蓄電池5はラインから切り
離される。電圧維持回路17の構成を詳しく説明すると、
電源プラスラインPに接続される端子177 と、電源マイ
ナスラインNに接続される端子178 と、ゲートラインG
に抵抗器180 を介して接続される端子179 の3端子から
なる。端子177 と端子178 との間には、抵抗器173 と抵
抗器174 のアームと、ツェナーダイオード172 と抵抗器
175 のアームのから構成されるブリッジ回路が接続され
る。このブリッジ回路の中点a,b間にPNP トランジス
タ170 のエミッタ・ベースが接続される。a点の電位が
b点の電位より高くなるときトランジスタ170 はオン
し、逆の電位関係のときにはオフする。ツェナーダイオ
ード181 が接続されているので、FET7のゲート・ソ
ース間は過大な電圧は印加されない。
【0013】電流制限回路19の説明をする。FET7は
通常のオン状態では、電流はドレインからソースの方向
に流れる。この順方向電流の値は、FETのオーミック
特性により、ドレイン・ソース間電圧とほぼ比例する。
この性質を利用してドレイン・ソース間に接続された抵
抗器192 と抵抗器193 で検出したドレイン電流比例値が
所定値より大きいと、この点にベース・エミッタが接続
されたトランジスタ190 をオンさせる。そしてトランジ
スタ190 のオンによりFET7のゲート・ソース間の電
圧を減少させ、FET7の導電度を低下させる。
【0014】駆動検出回路21は、電源プラスラインPに
接続される端子216 とFET7のゲートラインに接続さ
れる端子219 と同じくソースラインSに接続される端子
218及び警報出力の端子217 とに接続される。まず、F
ET7のゲート・ソース間に正常な駆動電圧が印加され
ているときには、端子219,218 間にはその電圧が現れ、
ツェナーダイオード215 と抵抗214 を介してトランジス
タ210 をオンさせる。トランジスタ210 のコレクタは抵
抗器212 を介して端子216 に接続されており、トランジ
スタ210 のオンにより、電源プラスラインPの電位から
FET7のソース電位になる。そしてこの電位変化によ
りトランジスタ211 はオフして、端子217 は開放状態と
なる。次に、FET7のゲート・ソース間の電圧がゼロ
または不足するときは、トランジスタ210 はオフし、ト
ランジスタ211 はオンして、端子217,218 間はオンとな
る。
【0015】監視回路23は警報出力の端子234 と、FE
T7のソースラインSに接続される端子236 と、電源マ
イナスラインNに接続される端子235 とを備える。この
監視回路23は、トランジスタ230 と抵抗器231 とダイオ
ード232 と抵抗器233 とから構成される。トランジスタ
230 のコレクタは端子234 に、エミッタは端子235 に、
ベースは抵抗器233 を介して端子236 に接続される。ト
ランジスタ230 のベース・エミッタ間に並列接続される
抵抗器231 とダイオード232 は、それぞれバイアス安定
と逆電圧からの保護用である。
【0016】この監視回路23の動作については、FET
7が正常のときはトランジスタ230はオフしており、F
ET7のソース・ドレイン間が開放状態になったときに
警報信号を発するものである。FET7のソース・ドレ
イン間が断線等で開放状態になると、蓄電池5は電源装
置3から切り離され、充電時よりも低い電圧の自己開放
電圧まで下がる。この下がった蓄電池5の自己開放電圧
と、電源装置3の電圧から蓄電池5の電圧との差の電圧
が、監視回路23の端子236 に正、端子235 に負の極性で
電圧が発生する。この電位関係によりトランジスタ230
はオンして端子234 に警報信号をオンする。
【0017】駆動検出回路21と監視回路23の警報信号
は、それぞれダイオード82,83 と抵抗器81とにより論理
加算されて警報回路8を作動させる。警報回路8は関連
システムへの連携をとる。
【0018】本発明は、以上説明した実施例にこだわる
ものではなく、同様の作用をするように容易に変更でき
る。例えば、切離し用のスイッチのFET7について
は、IGBTに置き換えることができる。IGBTの電
極エミッタをFETのソースに、ゲートはゲートに、コ
レクタはドレインにそれぞれ接続する。ただし電流検出
信号を補正するため、電流経路に低抵抗値の抵抗を挿入
する必要がある。また各構成要素の極性を入れ換えるこ
とは当然可能である。
【0019】
【発明の効果】本発明は以上述べたような特徴を有して
いるので、蓄電池と蓄電池切り離しスイッチにFET等
の電子スイッチを使用した通信機用給電装置において、
負荷変動や端子の誤接続等に対しても自己保護すること
できる。あるいは、万一のFETの不具合については警
報を発して、通信システムの回復に役立つ。また電圧維
持回路、電流制限回路、駆動検出回路、監視回路の各回
路の動作電源については、この通信機用給電装置の中で
供給されているので、信頼性が高く経済的でもある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる通信機用給電装置の一実施例を
示す図である。
【符号の説明】
1…通信機用給電装置 3…電源装置 5…蓄電池
7…FET 8…警報回路 9…ドロッパ 11,13…出力端子
15…負荷 17…電圧維持回路 19…電流制限回路 21…駆動検出
回路 23…監視回路 P…電源プラスライン N…電源マイナスライン S…
ソースライン G…ゲートライン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宇野 隆之 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 審査官 羽鳥 賢一 (56)参考文献 特開 平7−75247(JP,A) 特開 平4−322123(JP,A) 特開 平4−125027(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02J 7/00 - 7/10 H02J 7/34 H02H 7/12 - 7/20 G05F 1/00 - 1/56 G01R 31/36

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】バックアップ用の蓄電池と、切離し用スイ
    ッチのFETとを直列接続し、これらの直列回路の両端
    を電源プラスラインと電源マイナスラインとして電源装
    置を接続して構成される通信機用給電装置であって、 前記電源プラスラインと電源マイナスラインとの間の電
    圧を動作電源とし、この電圧が所定値以上のときに前記
    FETのゲート電圧をオンさせる電圧維持回路と、前記FETのゲート・ソース間電圧及びドレイン・ソー
    ス間電圧を動作電源とする電流制限回路であって、 前記
    FETのドレイン・ソース間の電圧が設定値より高いと
    きに前記FETのゲート・ソース間を短絡する電流制限
    回路と、前記電源プラスライン及び前記FETのゲート・ソース
    間電圧を動作電源とする駆動検出回路であって、 前記F
    ETのゲート・ソース間電圧が所定値より低いときに警
    報信号を発生する駆動検出回路と、前記電源プラスライン及び前記FETのドレイン・ソー
    ス間電圧を動作電源とする監視回路であって、このドレ
    イン・ソース間電圧が所定の極性で所定値以上のときに
    前記FETのドレイン・ソース間が開放故障と判断して
    警報信号を発生する監視回路とを備えることを特徴とす
    る通信機用給電装置。
  2. 【請求項2】前記FETに代えてIGBTを備え、ソー
    スをエミッタに、ゲートをゲートに、ドレインをコレク
    タに交換接続することを特徴とする請求項1に記載の通
    信機用給電装置。
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