JP3349984B2

JP3349984B2 - 逆接続保護回路

Info

Publication number: JP3349984B2
Application number: JP13743999A
Authority: JP
Inventors: 弘明大庭
Original assignee: 埼玉日本電気株式会社
Priority date: 1999-05-18
Filing date: 1999-05-18
Publication date: 2002-11-25
Anticipated expiration: 2019-05-18
Also published as: JP2000333366A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に、複数の直流
電源供給部から電源回路を介して同一負荷に電力を供給
する電源装置に適用される逆接続保護回路に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来、冗長構成の電源回路部（５Ａ，６
Ａ）は特開平０８−０６５９１８号公報に開示されてい
るように各電源回路部（５Ａ，６Ａ）毎に一方の電源ラ
イン（９）に直列のダイオード（Ｄ１，Ｄ２）が付加さ
れており、他の電源回路部（６Ａ，５Ａ）からの電流の
回り込みを阻止する構成になっている（図１２）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術には以下に掲げる問題点があった。図１２に示すよう
に、直流電源供給部１Ａ，２Ａと電源回路部５Ａ，６Ａ
の電源ライン９，１０を逆接続してしまった場合、一方
の電源ライン（プラス電源ライン９）は直列のダイオー
ドＤ１，Ｄ２により保護されるが、他方の電源ライン
（マイナス電源ライン１０）は保護されていないため、
一方の直流電源供給部２Ａから他方の直流電源供給部１
Ａや負荷７Ａに過電流が流れてしまった。それにより両
電源回路部５Ａ，６Ａ間の電源ラインの損傷あるいは切
断、負荷７Ａの損傷あるいはシステムダウンにつながっ
てしまった。また、電源ラインが損傷あるいは切断され
てしまった場合や負荷が損傷してしまった場合の保守性
が非常に悪かった。

【０００４】また、どちらか一方の電源回路部間の電源
ライン（プラス電源ライン９，マイナス電源ライン１
０）や負荷７Ａに損傷あるいは切断が生じた場合におい
ても、両電源供給部５Ａ，６Ａ間に過電流が流れ、電源
供給部５Ａ，６Ａのシステムダウンにつながってしまう
という不具合があった。

【０００５】仮に上記対策として他方の電源ラインにダ
イオードを挿入した場合、ダイオード挿入分の電圧降下
が生じ、効率が悪くなる。また、ヒューズを挿入する方
法もあるが、電流容量が大きい場合は過大なヒューズが
必要となってしまい、回路規模が大きくなってしまう。
また、破損して破片が散乱した場合には二次災害の危険
性が考えられる。さらにヒューズの場合は交換が必要で
あり、保守性が非常に悪かった。

【０００６】本発明は斯かる問題点を鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、直流電源供給部と
電源回路部の電源ラインを逆接続してしまった場合にお
いても、電源回路部や負荷の損傷を防ぎ、電力の負荷へ
の供給を停止することが無く、保守性の高い逆接続保護
回路を提供する点にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
すべく、以下に掲げる構成とした。請求項１記載の発明
の要旨は、直流電源と負荷の間に介挿され、前記負荷に
前記直流電源の電力を伝達する逆接続保護回路であっ
て、前記直流電源と前記負荷の間に互いに並列に接続さ
れ、それぞれが正と負の入力端子と、前記負荷に接続さ
れる正と負の出力端子と、前記正と負の入力端子と前記
正と負の出力端子間をそれぞれつなぐ正と負の電源線
と、前記正と負の電源線のうち少なくともどちらか一方
に備えられ、到来する制御信号に応じて前記正と負の電
源線のうち自身が備えられている一方の導通を遮断する
スイッチとを備えるとともに、少なくとも、前記正と負
の電源線のうち前記スイッチが備えられていない一方に
順方向に介挿されているダイオードを備える、複数の電
源回路部と、複数の前記電源回路部それぞれの前記正と
負の入力端子の間の電圧を監視し、前記正と負の入力端
子の間に逆電圧がかけられた前記電源回路部があると、
該電源回路部の前記スイッチに、前記正と負の電源線の
うち前記スイッチが備えられている一方の導通を遮断す
るための前記制御信号を出力する逆接続監視手段とを備
えることを特徴とする逆接続保護回路に存する。請求項
２記載の発明の要旨は、前記逆接続監視手段は、前記電
源回路部それぞれの前記正と負の入力端子の間に逆バイ
アスで接続され、前記正と負の入力端子との間に逆電圧
がかけられたときに出力信号が変化し、前記変化した出
力信号を前記電源回路部の前記スイッチに対し、前記正
と負の電源線のうち前記スイッチが備えられている一方
の導通を遮断するための前記制御信号として出力するゲ
ート手段を、複数備えることを特徴とする請求項１に記
載の逆接続保護回路に存する。請求項３記載の発明の要
旨は、前記ゲート手段は、トランジスタであり、ゲート
（Ｇ）はゲート抵抗を介して前記正の入力端子に接続さ
れるとともに他電源回路部の負の入力端子に接続され、
ソース（Ｓ）は前記負の入力端子に接続されるとともに
ソース抵抗を介してゲート（Ｇ）に接続され、ドレイン
（Ｄ）は前記スイッチに接続されることを特徴とする請
求項２に記載の逆接続保護回路に存する。請求項４記載
の発明の要旨は、前記ゲート抵抗と前記ソース抵抗は同
値であることを特徴とする請求項３に記載の逆接続保護
回路に存する。請求項５記載の発明の要旨は、前記電源
回路部は、前記スイッチと、前記正と負の出力端子のう
ち前記スイッチに接続されている一方との間にコイルが
直列に介挿されていることを特徴とする請求項１〜３の
いずれかに記載の逆接続保護回路に存する。請求項６記
載の発明の要旨は、請求項１〜５に記載の逆接続保護回
路を備える電源回路に存する。請求項７記載の発明の要
旨は、請求項１〜５に記載の逆接続保護回路を備える電
気回路基盤に存する。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【０００９】−実施の形態１− 図１は、本発明における第１の実施の形態を表すブロッ
ク図である。図１に示すように、直流電源供給部１は、
端子３を経由し、プラス電源ライン９及びマイナス電源
ライン１０により電力を電源回路部５に入力している。
また、直流電源供給部２は端子４を経由し、プラス電源
ライン９及びマイナス電源ライン１０により電力を電源
回路部６に入力している。

【００１０】次にそれぞれ２つの電源である電源回路部
５及び電源回路部６から出力された電力は合成され、プ
ラス電源ライン９及びマイナス電源ライン１０により合
成され、負荷７へ供給されている。

【００１１】前述の構成により、負荷７に対して２系統
の電源が並列して接続されており、それぞれから電力が
供給されていることから、この電源装置１００は冗長構
成を有していることになる。

【００１２】また、電源回路部５のプラス電源ライン９
には監視回路部８とスイッチ部１５（後述）と電源回路
部６からの電流の回り込み防止用のダイオード１１とが
介挿されている。ダイオード１１はアノード側がスイッ
チ部１５側に接続され、カソード側が負荷７側に接続さ
れている。一方、マイナス電源ライン１０には監視回路
部８とスイッチ部１５とコイル１７とが介挿されてい
る。ここで、スイッチ部１５は、通常はＯＮ状態である
が、端子３が逆接続時のときのみＯＦＦするものであ
る。

【００１３】また、電源回路部６のプラス電源ライン９
には監視回路部８とスイッチ部１６（後述）と電源回路
部５からの電流の回り込み防止用のダイオード１２とが
介挿されている。ダイオード１２はアノード側がスイッ
チ部１６側に接続され、カソード側が負荷７側に接続さ
れている。一方、マイナス電源ライン１０には監視回路
部８とスイッチ部１６とコイル１８とが介挿されてい
る。ここで、スイッチ部１６は、通常はＯＮ状態である
が、端子４が逆接続時のときのみＯＦＦするものであ
る。

【００１４】また、電源回路部５と電源回路部６間には
監視回路部８が接続されている。監視回路部８は、一方
で電源回路部５に介挿されているスイッチ部１５に制御
信号１３を出力しており、他方では、電源回路部６のマ
イナス電源ライン１０に介挿されているスイッチ部１６
に制御信号１４を出力している。

【００１５】

【００１６】図２は、図１に示した監視回路部８の詳細
を表す電気回路図である。監視回路部８は、直流電源供
給部１と電源回路部５間の端子３の接続を逆に接続した
場合には、電源回路部５内のスイッチ部１５を遮断する
制御信号１３を出力し、また、直流電源供給部２と電源
回路部６間の端子４の接続を逆に接続した場合には、電
源回路部６内のスイッチ部１６を遮断する制御信号１４
を出力するものである。以下にその構成を説明する。

【００１７】トランジスタ２０はスイッチ用のＰチャネ
ル型電界効果トランジスタであり、ソース（Ｓ）は電源
回路部５のマイナス端子２３（論理Ｌ）に接続されてい
る。また、ゲート（Ｇ）は電源回路部６のマイナス端子
２５（論理Ｌ）に接続されており、さらにゲート（Ｇ）
は抵抗２６を介して電源回路部５側のプラス端子２２
（論理Ｈ）にも接続されている。また、ソース（Ｓ）と
ゲート（Ｇ）間には抵抗２７が接続されている。またド
レイン（Ｄ）は制御信号１３としてスイッチ部１５に接
続されている。トランジスタ２０は、端子３のプラスマ
イナスが正常に接続された場合にはＯＦＦで、端子３の
プラスマイナスが逆に接続された場合はＯＮの動作を
し、端子３の接続状態により異なる制御信号１３を出力
する。

【００１８】また、トランジスタ２１はスイッチ用のＰ
チャネル型電界効果トランジスタであり、ソース（Ｓ）
は電源回路部６のマイナス端子２５（論理Ｌ）に接続さ
れている。また、ゲート（Ｇ）は電源回路部５のマイナ
ス端子２３（論理Ｌ）に接続されており、さらにゲート
（Ｇ）は抵抗２８を介して電源回路部６側のプラス端子
２４（論理Ｈ）にも接続されている。また、ソース
（Ｓ）とゲート（Ｇ）間には抵抗２９が接続されてい
る。またドレイン（Ｄ）は制御信号１４としてスイッチ
部１６に接続されている。トランジスタ２１は、端子４
のプラスマイナスが正常に接続された場合にはＯＦＦ
で、端子３のプラスマイナスが逆に接続された場合はＯ
Ｎの動作をし、端子４の接続状態により異なる制御信号
１４を出力する。

【００１９】図５は、図１，図２に示したスイッチ部１
５の詳細を表す電気回路図である。図５に示すように、
スイッチ３０はマイナス電源ライン１０に介挿されてお
り、コイル３１に電流が流れた場合にＯＦＦ（マイナス
電源ライン１０を遮断）するスイッチである。コイル３
１の一端は二手に枝分かれしており、その一方は抵抗３
２を介してプラス電源ライン９に接続され、もう一方は
抵抗３３を介してマイナス電源ライン１０に接続されて
いる。また、コイル３１の他の一端は、図２に示した監
視回路図８のトランジスタ２０のドレイン（Ｄ）に接続
されており、そこから出力される制御信号１３が入力さ
れる。

【００２０】端子３のプラスマイナスが正常に接続され
た場合は、トランジスタ２０がＯＦＦであり、コイル３
１には電流が流れない。よって、スイッチ３０はＯＮと
なるため、マイナス電源ライン１０は遮断されず、電源
供給を可能とする。また、端子３が逆に接続された場合
は、トランジスタ２０がＯＮであり、コイル３１には電
流が流れる。よって、スイッチ３０はＯＦＦとなるた
め、マイナス電源ライン１０を遮断し、端子３の逆接続
時の過電流を防止する。また、端子４の接続状態によら
ず、トランジスタ２０はＯＦＦであり、コイル３１には
電流が流れない。よって、スイッチ３０はＯＮとなるた
め、端子４が逆に接続された場合にもマイナス電源１０
は遮断されず、電源供給を可能とする。

【００２１】図７は、図１，図２に示したスイッチ部１
６の詳細を表す電気回路図である。図７に示すように、
スイッチ３４はマイナス電源ライン１０に介挿されてお
り、コイル３５に電流が流れた場合にＯＦＦ（マイナス
電源ライン１０を遮断）するスイッチである。コイル３
５の一端は二手に枝分かれしており、その一方は、抵抗
３６を介してプラス電源ライン９に接続されており、も
う一方は、抵抗３７を介してマイナス電源ライン１０に
接続されている。また、コイル３５の他の一端は、図２
に示した監視回路部８のトランジスタ２１のドレイン
（Ｄ）に接続されており、そこから出力される制御信号
１４が入力される。

【００２２】端子４のプラスマイナスが正常に接続され
た場合は、トランジスタ２１がＯＦＦであり、コイル３
５には電流が流れない。よって、スイッチ３４はＯＮと
なるため、マイナス電源ライン１０は遮断されず、電源
供給を可能とする。また、端子３が逆に接続された場合
は、トランジスタ２１がＯＮであり、コイル３５には電
流が流れる。よって、スイッチ３４はＯＦＦとなるた
め、マイナス電源ライン１０を遮断し、端子４の逆接続
時の過電流を防止する。また、端子３の接続状態によら
ず、トランジスタ２１はＯＦＦであり、コイル３５には
電流が流れない。よって、スイッチ３４はＯＮとなるた
め、端子３が逆に接続された場合にもマイナス電源１０
は遮断されず、電源供給を可能とする。

【００２３】以上の構成により、直流電源供給部１（ま
たは２）と電源回路部５（または６）の逆接続時の保護
を実現し、且つ逆接続されない他の電源回路部６（また
は５）に影響を与えず、逆接続されない他の電源回路部
６（または５）で負荷７に電源を供給できる電源装置１
００を供給できる。

【００２４】以下に、本実施の形態の動作を説明する。
図１に示すように、直流電源供給部１は、端子３を経由
し、プラス電源ライン９及びマイナス電源ライン１０に
より電力を電源回路部５に入力している。また、直流電
源供給部２は端子４を経由し、プラス電源ライン９及び
マイナス電源ライン１０により電力を電源回路部６に入
力している。次にそれぞれの電源回路部５及び電源回路
部６から出力された電力は、プラス電源ライン９及びマ
イナス電源ライン１０により合成され、負荷７へ供給さ
れている。上記の構成により、負荷７に対して２系統の
電源（電源回路部５及び電源回路部６）が並列に接続さ
れ、電力が供給されていることから、この電源装置１０
０は冗長構成を有していることになる。

【００２５】図９は直流電源供給部１と電源回路部５間
の端子３の接続を逆に接続した場合の例を示している。
直流電源供給部１と電源回路部５間の端子３の接続を逆
に接続した場合は、プラス電源ライン９には電源回路部
６からの電流の回り込み防止用のダイオード１１が挿入
されており、アノード側が監視回路部８と、カソード側
が負荷７と接続されているため過電流は流れない。しか
し、マイナス電源ライン１０は、例えばスイッチ部１５
がない場合には、直流電源供給部１から直流電源供給部
２及び負荷７へ過電流が流れ、直流電源供給部１から直
流電源供給部２及び負荷７間の損傷や切断を生じ、シス
テムダウンになってしまう。

【００２６】そこで本実施の形態においては、電源回路
部５と電源回路部６の間に監視回路部８を設け、監視回
路部８で端子３の逆接続を検出し、検出情報を制御信号
１３として出力している。また、電源回路部５内にスイ
ッチ部１５を設け、監視回路部８より出力された制御信
号１３により逆接続時にスイッチ部１５を遮断し、直流
電源供給部１から直流電源供給部２及び負荷７へマイナ
ス電源ライン１０を介して過電流が流れるのを防止す
る。さらに、直流電源供給部２はスイッチ部１５を遮断
することから端子３の逆接続に影響されないため、負荷
７に電源を供給し続けられる。よって、逆接続時の過電
流を防止でき、且つ、負荷７を動作させることが可能で
あり、システムダウンしない電源装置１００を供給でき
る。

【００２７】図１０は直流電源供給部２と電源回路部６
間の端子４の接続を逆に接続した場合の例を示してい
る。直流電源供給部２と電源回路部６間の端子４の接続
を逆に接続した場合は、プラス電源ライン９には電源回
路部５からの電流の回り込み防止用のダイオード１２が
挿入されており、アノード側が監視回路部８と、カソー
ド側が負荷７と接続されているため過電流は流れない。
しかし、マイナス電源ライン１０は、例えばスイッチ部
１６がない場合には直流電源供給部２から直流電源供給
部１及び負荷７へマイナス電源ライン１０を介して過電
流が流れ、直流電源供給部２から直流電源供給部１及び
負荷７間の損傷や切断を生じ、システムダウンになって
しまう。

【００２８】そこで本実施の形態においては、電源回路
部５と電源回路部６間に監視回路部８を設け、監視回路
部８で端子４の逆接続を検出し、制御情報を制御信号１
４として出力している。また、電源回路部６内にスイッ
チ部１６を設け、監視回路部８より出力された制御信号
１４により逆接続時にスイッチ部１６を遮断し、直流電
源供給部２から直流電源供給部１及び負荷７へマイナス
電源ライン１０を介して過電流が流れるのを防止する。
さらに、直流電源供給部１はスイッチ部１６を遮断する
ことから端子４の逆接続に影響されないため、負荷７に
電源を供給し続けられる。よって、逆接続時の過電流を
防止でき且つ、負荷７を動作させることが可能であり、
システムダウンしない電源装置１００を供給できる。

【００２９】また、プラス電源ライン９とマイナス電源
ライン１０が逆の構成の場合もダイオード１１及びダイ
オード１２のアノードとカソードの方向を変えるだけで
逆接続時の保護を実現することができる。

【００３０】図２に示すように、トランジスタ２０はス
イッチ用のＰチャネル型電界効果トランジスタであり、
ソース（Ｓ）は電源回路部５のマイナス端子２３（論理
Ｌ）に接続されている。また、ゲート（Ｇ）は電源回路
部６のマイナス端子２５（論理Ｌ）に接続されており、
さらにゲート（Ｇ）は抵抗２６を介して電源回路部５側
のプラス端子２２（論理Ｈ）にも接続されている。ま
た、ソース（Ｓ）とゲート（Ｇ）間には抵抗２７が接続
されている。また、抵抗２６と抵抗２７には、電源回路
部６が未実装時にトランジスタ２０が正常に動作するよ
うな定数を選定する。また、ドレイン（Ｄ）は制御信号
１３としてスイッチ部１５に接続されている。また、ト
ランジスタ２０は、端子３のプラスマイナスが正常に接
続された場合にはＯＦＦで、端子３のプラスマイナスが
逆に接続された場合はＯＮの動作をし、端子３の接続状
態により異なる制御信号１３を出力する。

【００３１】また、トランジスタ２１はスイッチ用のＰ
チャネル型電界効果トランジスタであり、ソース（Ｓ）
は電源回路部６のマイナス端子２５（論理Ｌ）に接続さ
れている。また、ゲート（Ｇ）は電源回路部５のマイナ
ス端子２３（論理Ｌ）に接続されており、さらにゲート
（Ｇ）は抵抗２８を介して電源回路部６側のプラス端子
２４（論理Ｈ）にも接続されている。また、ソース
（Ｓ）とゲート（Ｇ）間には抵抗２９が接続されてい
る。また、抵抗２８と抵抗２９には、電源回路部５が未
実装時にトランジスタ２１が正常に動作するような定数
を選定する。また、ドレイン（Ｄ）は制御信号１４とし
てスイッチ部１６に接続されている。また、トランジス
タ２１は、端子４のプラスマイナスが正常に接続された
場合にはＯＦＦで、端子３のプラスマイナスが逆に接続
された場合はＯＮの動作をし、端子４の接続状態により
異なる制御信号１４を出力する。また、抵抗２６、抵抗
２７、抵抗２８、抵抗２９は極力電流を流さないように
抵抗値を大きくすることが望ましい。

【００３２】ここで一例として論理Ｈを＋１０Ｖ、論理
Ｌを０Ｖとして考える。まず、電源回路部５と電源回路
部６の両回路の実装時における動作の説明をする。尚、
抵抗２６と抵抗２７は同定数とし、また、抵抗２８と抵
抗２９も同定数とし、さらにトランジスタ２０，トラン
ジスタ２１のオン抵抗は無視できるものとして説明す
る。正常接続時はトランジスタ２０のゲート（Ｇ）は０
Ｖ、ソース（Ｓ）は０Ｖであるため、図３に示すように
トランジスタ２０はＯＦＦである。よって、制御信号１
３はハイインピーダンスとなる。また、トランジスタ２
１のゲート（Ｇ）は０Ｖ、ソース（Ｓ）は０Ｖであるた
め、図４に示すようにトランジスタ２１はＯＦＦであ
る。よって、制御信号１４はハイインピーダンスとな
る。

【００３３】次に、直流電源供給部１と電源回路部５間
の端子３の接続を逆に接続してしまった場合、トランジ
スタ２０のゲート（Ｇ）は０Ｖ、ソース（Ｓ）は＋１０
Ｖであるため、図３に示すようにトランジスタ２０はＯ
Ｎし、制御信号１３は＋１０Ｖとなる。また、トランジ
スタ２１のゲート（Ｇ）は＋１０Ｖでソース（Ｓ）は０
Ｖであるため、図４に示すようにトランジスタ２１はＯ
ＦＦである。よって、制御信号１４はハイインピーダン
スとなる。

【００３４】次に、直流電源供給部２と電源回路部６間
の端子４の接続を逆に接続してしまった場合、トランジ
スタ２０のゲート（Ｇ）は＋１０Ｖ、ソース（Ｓ）は０
Ｖであるため、図３に示すようにトランジスタ２０はＯ
ＦＦである。よって、制御信号１３はハイインピーダン
スとなる。また、トランジスタ２１のゲート（Ｇ）は０
Ｖでソース（Ｓ）は＋１０Ｖであるため、図４に示すよ
うにトランジスタ２１はＯＮし、制御信号１４は＋１０
Ｖとなる。

【００３５】次に、電源回路部５のみ実装の場合の動作
の説明をする。電源回路部５のみ実装の場合は、トラン
ジスタ２０のゲート（Ｇ）と電源回路部６側のマイナス
端子２５が未接続となる。まず直流電源供給部１と電源
回路部５の間の端子３のプラスマイナスを正常に接続し
た場合、トランジスタ２０のソース（Ｓ）は０Ｖとな
る。また、ゲート（Ｇ）は抵抗２６を介して電源回路部
５のプラス端子２２と、抵抗２７を介して電源回路部５
のマイナス端子２３と接続され、且つ、抵抗２６と抵抗
２７は同定数のため、ゲート（Ｇ）は＋５Ｖとなる。よ
って、図３に示すようにトランジスタ２０はＯＦＦであ
る。よって制御信号１３はハイインピーダンスとなる。

【００３６】次に、直流電源供給部１と電源回路部５の
間の端子３のプラスマイナスを逆に接続した場合、トラ
ンジスタ２０のソース（Ｓ）は＋１０Ｖとなる。また、
ゲート（Ｇ）は抵抗２６を介して電源回路部５のプラス
端子２２と、抵抗２７を介して電源回路部５のマイナス
端子２３と接続され、且つ、抵抗２６と抵抗２７は同定
数のため、ゲート（Ｇ）は＋５Ｖとなる。よって、図３
に示すようにトランジスタ２０はＯＮし、制御信号１３
は＋１０Ｖとなる。

【００３７】次に、電源回路部６のみ実装の場合の動作
の説明をする。電源回路部６のみ実装の場合は、トラン
ジスタ２１のゲート（Ｇ）と電源回路部５側のマイナス
端子２３が未接続である。まず直流電源供給部２と電源
回路部６の間の端子４のプラスマイナスを正常に接続し
た場合、トランジスタ２１のソース（Ｓ）は０Ｖとな
る。また、ゲート（Ｇ）は抵抗２８を介して電源回路部
６のプラス端子２４と、抵抗２９を介して電源回路部６
のマイナス端子２５と接続され、且つ、抵抗２８と抵抗
２９は同定数のため、ゲート（Ｇ）は＋５Ｖとなる。よ
って、図４に示すようにトランジスタ２１はＯＦＦであ
る。よって制御信号１４はハイインピーダンスとなる。

【００３８】次に、直流電源供給部２と電源回路部６の
間の端子４のプラスマイナスを逆に接続した場合、トラ
ンジスタ２１のソース（Ｓ）は＋１０Ｖとなる。また、
ゲート（Ｇ）は抵抗２８を介して電源回路部６のプラス
端子２４と、抵抗２９を介して電源回路部６のマイナス
端子２５と接続され、且つ、抵抗２８と抵抗２９は同定
数のため、ゲート（Ｇ）は＋５Ｖとなる。よって、図４
に示すようにトランジスタ２１はＯＮし、制御信号１４
は＋１０Ｖとなる。

【００３９】図５はスイッチ部１５の詳細を表す電気回
路図である。また、図６はスイッチ部１５内部のスイッ
チ３０と、トランジスタ２０の関係を示している。スイ
ッチ３０はマイナス電源ライン１０に接続されており、
コイル３１に電流が流れた場合にＯＦＦするスイッチで
ある。コイル３１の一端は、抵抗３２を介してプラス電
源ライン９に接続されており、さらに抵抗３３を介して
マイナス電源ライン１０に接続されている。また、抵抗
３２と抵抗３３は、トランジスタ２０がＯＮ時の制御信
号１３でコイル３１に電流が流れるような定数を選定
し、また、極力電流を流さないように抵抗値を大きくす
ることが望ましい。コイル３１の他端は、図２の監視回
路部８のトランジスタ２０のドレイン（Ｄ）と接続され
ており、そこから出力される制御信号１３が入力され
る。

【００４０】端子３が正常に接続された場合は、トラン
ジスタ２０がＯＦＦであり、コイル３１には電流が流れ
ない。よって、スイッチ３０はＯＮとなるため、マイナ
ス電源ライン１０は遮断されず、電力供給を可能とす
る。また、端子３が逆に接続された場合は、トランジス
タ２０がＯＮであり、コイル３１には電流が流れる。よ
って、スイッチ３０はＯＦＦとなるため、マイナス電源
ライン１０を遮断し、端子３の逆接続時の過電流を防止
する。また、端子３が正常に接続されたときには、端子
４の接続状態によらず、トランジスタ２０はＯＦＦであ
り、コイル３１には電流が流れない。よって、スイッチ
３０はＯＮとなるため、端子４が逆に接続された場合に
もマイナス電源１０は遮断されず、電源供給を可能とす
る。

【００４１】仮に前述の図２における説明のときと同じ
ように論理Ｈを＋１０Ｖ、論理Ｌを０Ｖとし、抵抗３
２，抵抗３３が同定数であり、且つ、トランジスタ２０
のオン抵抗より十分大きいとして説明する。

【００４２】端子３が正常に接続された場合は、トラン
ジスタ２０はＯＦＦであり、制御信号１３はハイインピ
ーダンスのため、コイル３１には電流が流れず、逆に接
続された場合は、トランジスタ２０はＯＮであり、制御
信号１３は＋１０Ｖとなるため、コイル３１に電流が流
れる。よって、端子３が正常に接続された場合は、スイ
ッチ３０はＯＮとなるため、マイナス電源ライン１０は
遮断されず、電力供給を可能としている。また、端子３
が逆に接続された場合は、スイッチ３０はＯＦＦとな
り、マイナス電源ライン１０を遮断し、端子３の逆接続
時の過電流を防止する。

【００４３】図７はスイッチ部１６の詳細を表す電気回
路図である。また、図８はスイッチ部１６内部のスイッ
チ３４と、トランジスタ２１の関係を示している。スイ
ッチ３４はマイナス電源ライン１０に接続されており、
コイル３５に電流が流れた場合にＯＦＦするスイッチで
ある。コイル３５の一端は、抵抗３６を介してプラス電
源ライン９に接続されており、さらに抵抗３７を介して
マイナス電源ライン１０に接続されている。また、抵抗
３６と抵抗３７は、トランジスタ２１がＯＮ時の制御信
号１４でコイル３５に電流が流れるような定数を選定
し、また、極力電流を流さないように抵抗値を大きくす
ることが望ましい。コイル３５の他端は、図２の監視回
路部８のトランジスタ２１のドレイン（Ｄ）と接続され
ており、そこから出力される制御信号１４が入力され
る。

【００４４】端子４が正常に接続された場合は、トラン
ジスタ２１がＯＦＦであり、コイル３５には電流が流れ
ない。よって、スイッチ３４はＯＮとなるため、マイナ
ス電源ライン１０は遮断されず、電力供給を可能とす
る。また、端子４が逆に接続された場合は、トランジス
タ２１がＯＮであり、コイル３５には電流が流れる。よ
って、スイッチ３４はＯＦＦとなるため、マイナス電源
ライン１０を遮断し、端子４の逆接続時の過電流を防止
する。また、端子４が正常に接続されたときには、端子
３の接続状態によらず、トランジスタ２１はＯＦＦであ
り、コイル３５には電流が流れない。よって、スイッチ
３４はＯＮとなるため、端子３が逆に接続された場合に
もマイナス電源１０は遮断されず、電源供給を可能とす
る。

【００４５】仮に前述の図２における説明のときと同じ
ように論理Ｈを＋１０Ｖ、論理Ｌを０Ｖとし、抵抗３
６，抵抗３７が同定数であり、且つ、トランジスタ２１
のオン抵抗より十分大きいとして説明する。

【００４６】端子４が正常に接続された場合は、トラン
ジスタ２１はＯＦＦであり、制御信号１４はハイインピ
ーダンスのため、コイル３５には電流が流れず、逆に接
続された場合は、トランジスタ２１はＯＮであり、制御
信号１４は＋１０Ｖとなるため、コイル３５に電流が流
れる。よって、端子４が正常に接続された場合は、スイ
ッチ３４はＯＮとなるため、マイナス電源ライン１０は
遮断されず、電力供給を可能としている。また、端子４
が逆に接続された場合は、スイッチ３４はＯＦＦとな
り、マイナス電源ライン１０を遮断し、端子４の逆接続
時の過電流を防止する。

【００４７】また、図３に示すように、電源回路部５の
みの実装の場合でも端子３が正常に接続されている場合
は、制御信号１３がハイインピーダンスであるため、ス
イッチ３０はＯＮであり電力の供給は遮断されない。ま
た、逆接続時は制御信号１３が＋１０Ｖであるため、ス
イッチ３０はＯＦＦであり電力の供給を遮断できる。ま
た、図４に示すように電源回路部６のみの実装の場合で
も端子４が正常に接続されている場合は、制御信号１４
がハイインピーダンスであるため、スイッチ３４はＯＮ
であり電力の供給は遮断されない。また、逆接続時は制
御信号１４が＋１０Ｖであるため、スイッチ３４はＯＦ
Ｆであり電力の供給を遮断できる。よって、仮に片実装
の場合でも逆接続時の過電流を防止することができる。

【００４８】

【００４９】本実施の形態に係る逆接続保護回路は上記
の如く構成されているので、以下に掲げる効果を奏す
る。以上の構成により、直流電源供給部１（または２）
と電源回路部５（または６）の逆接続時の保護を実現
し、且つ正常接続された他の電源回路部５（または６）
に影響を与えず、正常接続された電源回路部５（または
６）で負荷７に電源を供給できる電源装置１００を供給
できる。

【００５０】−実施の形態２− 図１１は、第２の実施の形態における電源回路部５の詳
細を表す電気回路のブロック図である。本実施の形態に
おいて、電源回路部５，６以外の構成は全て前述の実施
の形態１に準じるものである。尚、ここでは、電源回路
部６の構成は、電源回路５の構成に準じるものであるの
で、電源回路部５を例にして説明する。電源回路部５に
入力された電力は、まずフィルタ３８を経由する。フィ
ルタ３８は主にフィルタ３８以降で発生されるリプルを
除去し、直流電源供給部１にノイズを送出しないために
挿入される。次にフィルタ３８を経由した電力は、監視
回路部８を経由する。次に監視回路部８を経由したプラ
ス電源ライン９側の電力は、電源投入スイッチ３９を経
由した後二手に枝分かれし、一方はスイッチ部１５に入
力され、他方はＤＣ／ＤＣコンバータ部４０に入力され
る。また、マイナス電源ライン１０側の電力は、監視回
路部８から二手に枝分かれし、一方はコイル１８に供給
され、他方は直接ＤＣ／ＤＣコンバータ部４０に入力さ
れる。尚、電源投入スイッチ３９は主に手動でＯＮ／Ｏ
ＦＦさせるスイッチで直流電源供給部１から負荷７へ一
斉に電源を供給するためのスイッチである。また、電源
投入スイッチ３９はマイナス電源ライン１０に挿入して
もよい。

【００５１】次にスイッチ部１５から出力されたプラス
電源ライン９側の電力は、電源回路部６からの電流の回
り込みを阻止するダイオード１１を経由して負荷７へ接
続され、マイナス電源ライン１０側の電力はコイル１８
を経由して、負荷７へ接続され、電力を供給している。
さらに、他方ではＤＣ／ＤＣコンバータ部４０で所定の
電圧に変換してから負荷７へ電力が供給されている。

【００５２】本実施の形態においては、図１１に示すよ
うに電源回路部５及び６にはフィルタ３８が挿入されて
いるため、さらに大きな時定数√（コイル１７または１
８＋フィルタ３８のコイル分）となり、過電流を抑制す
ることが可能である。

【００５３】また、電源回路部６についても冗長構成の
ため、同様の構成となる。尚、本実施の形態においては
通常電源回路部５及び電源回路部６はこのような構成と
なるが、図１に示す構成（実施の形態１）だけでもよ
い。

【００５４】また、本発明は上述した同一負荷に対して
並列に電源を供給する冗長構成の電源回路に限定される
ものではなく、複数で構成されている電源回路の逆接続
を保護する回路にも応用が可能である。

【００５５】なお、本実施の形態においては、本発明は
それに限定されず、本発明を適用する上で好適な形態に
適用することができる。

【００５６】また、上記構成部材の数、位置、形状等は
上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好
適な数、位置、形状等にすることができる。

【００５７】なお、各図において、同一構成要素には同
一符号を付している。

【００５８】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、以下に掲げる効果を奏する。つまり、複数の直流電
源供給部より電源を入力し、それぞれの直流電源供給部
に１対１で対応している複数の電源回路部をもち、それ
ぞれの電源回路部から同一負荷に対して並列に電源を供
給する冗長構成を有する電源装置において、直流電源供
給部と電源回路部の逆接続時の保護を実現し、且つ正常
接続された他の電源回路部に影響を与えないため、逆接
続された他の電源回路部で負荷に電源を供給でき、さら
に逆接続後に部品の交換が必要ないため保守性の高い電
源装置を供給できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における第１の実施の形態を表すブロッ
ク図である。

【図２】図１に示した監視回路部８の詳細を表す電気回
路図である。

【図３】図２に示したトランジスタ２０の真理値を表す
図である。

【図４】図２に示したトランジスタ２１の真理値を表す
図である。

【図５】図１，図２に示したスイッチ部１５の詳細を表
す電気回路図である。

【図６】スイッチ部１５内部のスイッチ３０と、トラン
ジスタ２０の関係を示す図である。

【図７】図１，図２に示したスイッチ部１６の詳細を表
す電気回路図である。

【図８】スイッチ部１６内部のスイッチ３４と、トラン
ジスタ２１の関係を示す図である。

【図９】直流電源供給部１と電源回路部５間の端子３の
接続を逆に接続した場合の例を示すブロック図である。

【図１０】直流電源供給部２と電源回路部６間の端子４
の接続を逆に接続した場合の例を示すブロック図であ
る。

【図１１】本発明の第２の実施の形態における電源回路
部５の詳細を表す電気回路のブロック図である。

【図１２】従来発明における電源装置１００Ａの内部構
成を表すブロック図である。

【符号の説明】１，２直流電源供給部１Ａ，２Ａ直流電源供給部３，４端子３Ａ，４Ａ端子５，６電源回路部５Ａ，６Ａ電源回路部７，７Ａ負荷８監視回路部９プラス電源ライン１０マイナス電源ライン１１，１２ダイオード１３，１４制御信号１５，１６スイッチ部１７，１８コイル２０，２１トランジスタ２２，２２ａプラス端子２３，２３ａマイナス端子２４，２４ａプラス端子２５，２５ａマイナス端子２６〜２９抵抗３０，３４スイッチ３１，３５コイル３２，３３抵抗３６，３７抵抗３８フィルタ３９電源投入スイッチ４０ＤＣ／ＤＣコンバータ部１００電源装置１００Ａ電源装置Ｄ１，Ｄ２ダイオードＦ１，Ｆ２フィルタＳ１，Ｓ２スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02H 11/00 H02J 1/00 H02J 1/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】直流電源と負荷の間に介挿され、前記負
荷に前記直流電源の電力を伝達する逆接続保護回路であ
って、前記直流電源と前記負荷の間に互いに並列に接続され、
それぞれが正と負の入力端子と、前記負荷に接続される
正と負の出力端子と、前記正と負の入力端子と前記正と
負の出力端子間をそれぞれつなぐ正と負の電源線と、前
記正と負の電源線のうち少なくともどちらか一方に備え
られ、到来する制御信号に応じて前記正と負の電源線の
うち自身が備えられている一方の導通を遮断するスイッ
チとを備えるとともに、少なくとも、前記正と負の電源
線のうち前記スイッチが備えられていない一方に順方向
に介挿されているダイオードを備える、複数の電源回路
部と、複数の前記電源回路部それぞれの前記正と負の入力端子
の間の電圧を監視し、前記正と負の入力端子の間に逆電
圧がかけられた前記電源回路部があると、該電源回路部
の前記スイッチに、前記正と負の電源線のうち前記スイ
ッチが備えられている一方の導通を遮断するための前記
制御信号を出力する逆接続監視手段とを備えることを特
徴とする逆接続保護回路。
【請求項２】前記逆接続監視手段は、前記電源回路部それぞれの前記正と負の入力端子の間に
逆バイアスで接続され、前記正と負の入力端子との間に
逆電圧がかけられたときに出力信号が変化し、前記変化
した出力信号を前記電源回路部の前記スイッチに対し、
前記正と負の電源線のうち前記スイッチが備えられてい
る一方の導通を遮断するための前記制御信号として出力
するゲート手段を、複数備えることを特徴とする請求項
１に記載の逆接続保護回路。
【請求項３】前記ゲート手段は、トランジスタであ
り、ゲート（Ｇ）はゲート抵抗を介して前記正の入力端
子に接続されるとともに他電源回路部の負の入力端子に
接続され、ソース（Ｓ）は前記負の入力端子に接続され
るとともにソース抵抗を介してゲート（Ｇ）に接続さ
れ、ドレイン（Ｄ）は前記スイッチに接続されることを
特徴とする請求項２に記載の逆接続保護回路。
【請求項４】前記ゲート抵抗と前記ソース抵抗は同値
であることを特徴とする請求項３に記載の逆接続保護回
路。
【請求項５】前記電源回路部は、前記スイッチと、前
記正と負の出力端子のうち前記スイッチに接続されてい
る一方との間にコイルが直列に介挿されていることを特
徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の逆接続保護回
路。
【請求項６】請求項１〜５に記載の逆接続保護回路を
備える電源回路。
【請求項７】請求項１〜５に記載の逆接続保護回路を
備える電気回路基盤。