JP3251803B2 - 過電流保護回路及び過電圧保護回路 - Google Patents

過電流保護回路及び過電圧保護回路

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JP3251803B2 JP05564395A JP5564395A JP3251803B2 JP 3251803 B2 JP3251803 B2 JP 3251803B2 JP 05564395 A JP05564395 A JP 05564395A JP 5564395 A JP5564395 A JP 5564395A JP 3251803 B2 JP3251803 B2 JP 3251803B2
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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、タービン監視計器に使
用しているサーキットボードを動作させる為の電源装置
に設けられて過電流・過電圧を防止する過電流保護回路
及び過電圧保護回路に関する。
【0002】
【従来の技術】一般のタービン発電機は、タービンを蒸
気で高速回転させて該タービンに接続している発電機を
回転させることにより発電を行っている。タービンを定
格回転まで上昇させる場合、先ずタービンを低速で回転
させるならし運転を行うことによりタービン車軸の一時
的な曲り(偏心量)をとるターニングを行い、タービン
車軸の偏心を十分に小さくしてから各軸受台の振動を監
視しながら定格回転数まで回転数を上昇させる。
【0003】かかる振動監視の為に例えば動電形検出器
等の振動検出器と振動サーキットボードとを組み合わせ
た監視計器にて振動測定を実施している。振動検出器で
測定した振動速度信号を振動サーキットボードで変位比
例信号に変換し、その変位比例信号を振動振幅に比例し
た電気信号に変換する。この電気信号を警報出力やター
ビントリップの判断に使用している。
【0004】一般に、タービン監視計器に使用している
各サーキットボードは、専用の電源装置から動作電源が
供給されている。この電源装置は、サーキットボードに
異常が発生して電流が流れ過ぎるのを防止する過電流保
護回路、又は過大な電圧が発生するのを防止する過電圧
保護回路が備えられている。
【0005】図3は、電源装置における過電流保護回路
の構成例を示している。同図に示す電源装置1は、1次
側の電圧を電源トランス2で所定電圧に降圧し、その降
圧した電圧を整流器3で整流して定電圧電源回路4へ与
えている。定電圧電源回路4の出力端子を過電流保護回
路5を介して負荷となるサーキットボードに接続してい
る。過電流保護回路5は、抵抗6a,定電圧ダイオード
6bからなり安定化した電圧を生成する定電圧回路6、
この定電圧回路6からゲート制御されるトランジスタ
7、抵抗8、トランジスタ9から構成されている。
【0006】過電流保護回路5の動作する電流は、トラ
ンジスタ9のベース・エミッタ電圧を抵抗8で割った電
流以上の電流が流れたときトランジスタ9がオンしてト
ランジスタ7がオフされ出力電流が遮断される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た過電流保護回路5は、出力電流が遮断されるとトラン
ジスタ9がオフして再びトランジスタ7がオンし出力電
流が負荷に供給されるようになるので、出力電流の状態
によってはトランジスタ7,9のオン/オフが繰り返さ
れることとなり、トランジスタ7,9の劣化を早めると
共に信頼性を低下させる原因となる。
【0008】本発明は、以上のような実情に鑑みてなさ
れたもので、過電流等を検出して出力電流等を遮断した
後は電源再投入まで出力回路が動作することがなく、回
路劣化を防止できて信頼性を向上し得る電源装置の過電
流保護回路及び過電圧保護回路を提供することを目的と
する。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために以下のような手段を講じた。請求項1に対
応する本発明は、電源装置に接続された負荷に供給され
る動作電源が過電流状態となったとき電源供給経路に設
けたスイッチをオフさせて出力電流を遮断する過電流保
護回路において、前記過電流状態を検出して過電流検出
信号を生成する過電流検出手段と、この過電流検出手段
から出力された過電流検出信号を受けてオフ指令信号を
出力すると共にオフ解除指令信号が与えられるまでその
出力状態を保持する自己保持回路と、この自己保持回路
からオフ指令信号が出力されている期間は前記スイッチ
を強制的にオフさせる強制遮断手段とを備え、前記スイ
ッチとしては、前記電源供給経路の正側に第1及び第2
トランジスタ(23,25)の各コレクタが接続され、
前記第1トランジスタ(23)のエミッタが第3トラン
ジスタ(26)のベース、抵抗(24)及び第3トラン
ジスタのエミッタを介して前記過電流検出手段に接続さ
れており、前記第1トランジスタのゲートを前記第2ト
ランジスタのエミッタで制御し、前記第2トランジスタ
(25)のゲートを前記第3トランジスタのコレクタで
制御している。前記強制遮断手段としては、前記期間は
前記スイッチを強制的にオフさせるように前記第2トラ
ンジスタのゲートを制御する
【0010】請求項2に対応する本発明は、請求項1に
対応する過電流保護回路を具備し、前記動作電源が過電
圧状態となったとき前記スイッチをオフさせて電源供給
を一時的に遮断する過電圧保護回路において、前記過電
圧状態を検出して過電圧検出信号を前記自己保持回路に
出力する過電圧検出手段を備え、前記自己保持回路とし
ては、前記過電圧検出手段から出力された過電圧検出信
号を受けてオフ指令信号を前記強制遮断手段に出力する
と共にオフ解除指令信号が与えられるまでその出力状態
を保持する
【0011】
【作用】本発明は、以上のような手段を講じたことによ
り次のような作用を奏する。請求項1に対応する本発明
によれば、過電流検出手段が過電流状態を検出すると過
電流検出信号が自己保持回路へ送出される。この過電流
検出信号が入力した自己保持回路が強制遮断手段に対し
てオフ指令信号を出力して電源供給経路に設けられたス
イッチが強制的にオフさせられる。このオフ指令信号を
出力した自己保持回路の出力状態がオフ解除指令信号が
与えられるまで保持される。従って、電源の出力状態が
正常に戻ったとしても、オフ解除指令信号が与えられる
まで出力電流は遮断されたままとなる。オフ解除指令信
号として電源再投入信号を用いれば電源再投入まで出力
電流が遮断されたままとなる。
【0012】請求項2に対応する本発明によれば、過電
圧検出手段が過電圧状態を検出すると過電圧検出信号が
自己保持回路へ送出される。この過電圧検出信号が入力
した自己保持回路が強制遮断手段に対してオフ指令信号
を出力して電源供給経路に設けられたスイッチが強制的
にオフさせられる。このオフ指令信号を出力した自己保
持回路の出力状態がオフ解除指令信号が与えられるまで
保持される。従って、電源の出力状態が正常に戻ったと
しても、オフ解除指令信号が与えられるまで出力電圧は
遮断されたままとなる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
1には、本発明の過電流保護回路を電源装置に適用した
一実施例の構成図が示されている。実施例の電源装置1
0は、一次側の電圧を所定電圧に降圧する電源トランス
11の二次側に整流器12が接続され、その整流器12
に定電圧回路13が接続されている。負荷となるサーキ
ットボードが接続される外部端子T1,T2と定電圧回
路13との間に過電流保護回路が配置され、その過電流
保護回路に対して電源イニシャライズ回路14がリセッ
ト信号を与えるように構成されている。
【0014】過電流保護回路は、定電圧回路13の正側
端子と外部端子T1との間を、電流遮断スイッチ部21
及び抵抗22を直列に介して接続している。電流遮断ス
イッチ部21は、定電圧回路13の正側端子にトランジ
スタ23のコレクタ端子を接続し、同トランジスタ23
のエミッタ端子を抵抗24を介して抵抗22の一端に接
続している。そして、トランジスタ23のゲートをトラ
ンジスタ25が制御し、トランジスタ25のゲートをト
ランジスタ26で制御するように、3つのトランジスタ
23,25,26及び抵抗24、27をダーリントン接
続している。抵抗22の負荷側を差動増幅器28の反転
入力端子に接続し、抵抗22の他端を同差動増幅器28
の非反転入力端子に接続している。この差動増幅器28
の出力端子をコンパレータ29の非反転入力端子に接続
している。コンパレータ29は、許容レベルの電流が流
れた時に差動増幅器28の出力端子に現れる電圧と同電
位の閾値電圧が反転入力端子に設定されている。コンパ
レータ29の出力端子をNANDゲート31を介して、
2つのNANDゲート32,33からなるRSフリップ
フロップ回路のセット端子となるNANDゲート32に
接続している。RSフリップフロップ回路のQ出力端子
となるNANDゲート32の出力端子を、電流遮断スイ
ッチ部21におけるトランジスタ25のゲートと外部端
子T2との間に介挿されたFETスイッチ34のゲート
に接続している。なお、電源イニシャライズ回路14の
出力はRSフリップフロップ回路(32,33)のリセ
ット端子となるNANDゲート33に入力している。
【0015】次に、以上のように構成された本実施例の
動作について説明する。電源装置10に電源電圧を投入
して外部端子T1,T2に接続したサーキットボード等
の負荷に電流を供給する。電源が正常の場合、電源イニ
シャライズ回路14の出力はレベル1となっている。電
流遮断スイッチ部21においては、トランジスタ26の
ベース・エミッタ電圧を抵抗24で割った値よりも小さ
な電流となるため、トランジスタ26がオフしたままと
なりトランジスタ23がオン状態を維持する。また、抵
抗22の両端間の電圧が差動増幅器28で増幅されてコ
ンパレータ29の非反転入力端子に入力するが、反転端
子入力電圧(Vref )より大きくならないので、コンパ
レータ29の出力はレベル0のままとなり、NANDゲ
ート31の出力はレベル1となる。従って、NANDゲ
ート32の出力はレベル0となるのでFETスイッチ3
4がオフすることになり、負荷に電流が正常に供給され
る。
【0016】一方、電源の出力に何等かの異常が発生し
てトランジスタ26のベース・エミッタ電圧を抵抗24
で割った値よりも大きな電流が流れると、電流保護回路
が動作する。すなわち、トランジスタ26のベース・エ
ミッタ電圧を抵抗24で割った値よりも大きな電流が流
れたときトランジスタ26がオンしトランジスタ23,
25がオフとなって負荷に供給されていた出力電流が遮
断される。
【0017】このように電流保護回路を動作させた大き
な電流が流れたとき、抵抗22の両端電圧を増幅した差
動増幅器28の出力はコンパレータ29の反転端子入力
電圧(Vref )より大きくなるので、コンパレータ29
の出力はレベル1となり、NANDゲート31の出力は
レベル0となる。従って、NANDゲート32の出力は
レベル1となるのでFETスイッチ34がオンする。F
ETスイッチ34がオンすることによりトランジスタ2
5,23が強制的にオフさせられる。
【0018】ここで、NANDゲート32,33はRS
フリップフロップ回路を構成しているので、電源の出力
状態が正常に戻ったとしても電源イニシャライズ回路1
4からNANDゲート33にリセット信号が入力されな
い限りFETスイッチ34がオンし続けてトランジスタ
25,23がオフしたままとなる。
【0019】電源電圧を再投入すると、電源イニシャラ
イズ回路14からNANDゲート33にリセット信号が
入力されてNANDゲート32の出力がレベル0に変化
し、FETスイッチ34がオフさせられる。
【0020】このように本実施例によれば、定電圧回路
13から負荷に電流を供給する経路上に設けたトランジ
スタ23及びそのゲートを制御するトランジスタ25
を、過電流保護回路が動作したときに強制的にオフさせ
るFETスイッチ34を設け、そのFETスイッチ34
を電源電圧が再投入されるまでオフさせ続けるように構
成したので、電流遮断スイッチ部21のトランジスタ2
3,25,26がオン/オフを繰り返するのを防止する
ことができ、トランジスタ23,25,26の劣化を防
ぐことができ信頼性の向上を図ることができる。
【0021】図2には、上記一実施例に係る電源装置の
変形例が示されている。なお、前述した一実施例と同一
機能を有する部分には同一符号を付している。この変形
例は過電流保護回路に加えて過電圧保護回路を備えた例
である。同図に示す過電流保護回路40は、電源装置1
0′の出力電圧をコンパレータ41の反転入力端子に入
力し、非反転入力端子に設定した許容電圧レベルと比較
して、電源装置10′の出力電圧が許容電圧レベルより
も大きくなったときNANDゲート32に過大電圧検出
信号を送出するように構成している。
【0022】この変形例においては、電源装置10′の
出力電圧が許容電圧レベルよりも大きくなったときNA
NDゲート32に過大電圧検出信号が送出されてFET
スイッチ34が強制的にオフされてトランジスタ23,
25がオフする。そして、電源イニシャライズ回路14
から電源再投入の信号が与えられるまで、FETスイッ
チ34がオフされたままとなる。
【0023】このような変形例によれば、電流遮断スイ
ッチ部21のトランジスタ23,25,26のオン/オ
フの繰り返しを防止することができ、トランジスタ2
3,25,26の劣化を防ぐことができる過電圧保護回
路を実現できる。
【0024】なお、上記一実施例及び変形例において強
制遮断手段をFETスイッチ34で構成しているが、そ
の他のリレースイッチによっても構成できる。本発明は
上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を
逸脱しない範囲内で種々変形実施可能である。
【0025】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、過
電流等を検出して出力電流等を遮断した後は電源再投入
まで出力回路が動作することがなく、回路劣化を防止で
きて信頼性を向上し得る電源装置の過電流保護回路及び
過電圧保護回路を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る電源装置の構成図であ
る。
【図2】図1に示す電源装置に過電圧保護回路を備えた
変形例の構成図である。
【図3】従来の過電流保護回路を備えた電源装置の構成
図である。
【符号の説明】
10…電源装置、11…電源トランス、12…整流器、
13…定電圧回路、14…電源イニシャライズ回路、2
1…電流遮断スイッチ部、22,24,27…抵抗、2
3,25,26…トランジスタ、28…差動増幅器、2
9…コンパレータ、31,32,33…NANDゲー
ト、40…過電圧保護回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−289943(JP,A) 特開 平5−276645(JP,A) 特開 平6−342019(JP,A) 特開 昭59−139857(JP,A) 実開 平6−31339(JP,U) 実開 平7−9097(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02H 3/08 H02H 3/20

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源装置に接続された負荷に供給される
    動作電源が過電流状態となったとき電源供給経路に設け
    たスイッチをオフさせて出力電流を遮断する過電流保護
    回路において、 前記過電流状態を検出して過電流検出信号を生成する過
    電流検出手段と、この過電流検出手段から出力された過
    電流検出信号を受けてオフ指令信号を出力すると共にオ
    フ解除指令信号が与えられるまでその出力状態を保持す
    る自己保持回路と、この自己保持回路からオフ指令信号
    が出力されている期間は前記スイッチを強制的にオフさ
    せる強制遮断手段とを具備し 前記スイッチは、 前記電源供給経路の正側に第1及び第2トランジスタ
    (23,25)の各コレクタが接続され、前記第1トラ
    ンジスタ(23)のエミッタが第3トランジスタ(2
    6)のベース、抵抗(24)及び第3トランジスタのエ
    ミッタを介して前記過電流検出手段に接続されており、
    前記第1トランジスタのゲートを前記第2トランジスタ
    のエミッタで制御し、前記第2トランジスタ(25)の
    ゲートを前記第3トランジスタのコレクタで制御してお
    り、 前記強制遮断手段は、 前記期間は前記スイッチを強制的にオフさせるように前
    記第2トランジスタのゲートを制御する ことを特徴とす
    る過電流保護回路。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の過電流保護回路を具備
    し、前記動作電源が過電圧状態となったとき前記スイッ
    をオフさせて電源供給を一時的に遮断する過電圧保護
    回路において、 前記過電圧状態を検出して過電圧検出信号を前記自己保
    持回路に出力する過電圧検出手段を具備し、 前記自己保持回路は、 前記 過電圧検出手段から出力された過電圧検出信号を受
    けてオフ指令信号を前記強制遮断手段に出力すると共に
    オフ解除指令信号が与えられるまでその出力状態を保持
    することを特徴とする過電圧保護回路。
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