JP3467851B2 - 短絡回路 - Google Patents
短絡回路Info
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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、各種電子機器に利用さ
れる、過電流から機器を保護するための短絡回路に関す
るものである。 【０００２】 【従来の技術】近年、過電流から保護するため、負荷へ
の直流電源からの電圧を停止させる短絡回路は、図４に
示すような回路構成のものがよく使われている。図４に
おいて、１はスイッチ２、ドライブ回路３、サイリスタ
４等で構成される短絡回路で、直流電源６と負荷１９の
間に接続されている。以上のように構成された短絡回路
について、以下、その動作を説明する。短絡回路１は、
スイッチ２をオフすることにより、ドライブ回路３がサ
イリスタ４をオンさせ、直流電源６の出力端子間を短絡
することにより、負荷１９への直流電源６の電圧Ｖの供
給を停止させる。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかし、このような上
記従来の構成では、サイリスタ４をオンさせたとき、直
流電源６から、短絡電流がサイリスタ４に流れ、サイリ
スタ４が破壊するために、一度働いた短絡回路は修理し
なければ再び使用できないという問題があった。 【０００４】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
で、直流電源６からの短絡電流に耐え、繰り返し使用可
能な短絡回路を提供することを目的とするものである。 【０００５】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の短絡回路は、直流電源の２つの出力端子間に
接続された主スイッチング素子と、前記主スイッチング
素子をオン・オフさせる制御回路と、前記出力端子の一
方に接続され、前記出力端子の他方に第１のダイオード
を介して接続された出力電圧の立上がり時の保護用の第
１の充放電コンデンサと、前記出力端子の一方に第２の
ダイオードを介して接続され、前記出力端子の他方に接
続された出力電圧の立下がり時の保護用の第２の充放電
コンデンサとを備え、前記制御回路は、前記第１のダイ
オードと前記第１の充放電コンデンサの接続点、および
前記第２の充放電コンデンサと前記第２のダイオードの
接続点にそれぞれ接続されたものである。 【０００６】 【作用】上記構成とすることにより、２つの充放電コン
デンサを用いて、短絡回路動作時に流れる短絡電流によ
り、主スイッチング素子が破壊しないように、保護する
機能を備えた短絡回路として繰り返し使用可能となる。 【０００７】 【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。図１は、本発明の一実施例を示す短
絡回路の回路図である。図１において、直流電源６のプ
ラス端子は、短絡回路７の入力端である主スイッチング
素子としての電界効果型トランジスタ８のドレイン、ダ
イオード９のアノードの一端、充放電コンデンサ１０の
プラス端子、負荷１９の一端に接続されている。ダイオ
ード９のカソードは、充放電コンデンサ１１のプラス端
子、抵抗１２の一端及びスイッチ１３の一端に接続され
ている。充放電コンデンサ１０のマイナス端子は、スイ
ッチ１３の他端、抵抗１４の一端、ダイオード１５のカ
ソードに接続されている。抵抗１４の他端は、トランジ
スタ１６のベース、抵抗１７の一端に接続されている。
抵抗１２の他端は、電界効果型トランジスタ８のゲー
ト、トランジスタ１６のコレクタ、抵抗１８の一端に接
続されている。また、直流電源６のマイナス端子には、
電界効果型トランジスタ８のソース、抵抗１８の他端、
トランジスタ１６のエミッタ、抵抗１７の他端、ダイオ
ード１５のアノード、充放電コンデンサ１１のマイナス
端子、負荷１９の他端が接続されている。 【０００８】上記構成により以下、その動作説明をす
る。まず、スイッチ１３がオン状態の時、図２（ａ）の
トランジスタ１６のベース電圧波形Ａに示すように、ベ
ース電圧が印加され、トランジスタ１６はオンしてい
る。この時、図２（ｂ）の電界効果型トランジスタ８の
ゲート電圧波形Ａ１に示すように、電界効果型トランジ
スタ８のゲートは、トランジスタ１６のコレクタを介し
て直流電源のマイナス端子に短絡されている状態とな
り、電界効果型トランジスタ８は、オフ状態となる。図
２（ｃ）の電圧波形Ａ２に電界効果型トランジスタ８の
ドレインの電圧波形を示している。また、負荷１９に
は、直流電源６の電圧Ｖが印加されているので、負荷１
９の電圧は図２（ｄ）の電圧波形Ａ３となる。この時、
スイッチ１３をオンからオフに切り換えると、図２
（ａ）のトランジスタ１６のベース電圧波形Ｂに示すよ
うに、トランジスタ１６のベース電圧は発生せず、トラ
ンジスタ１６がオフし、電界効果型トランジスタ８のゲ
ートには、図２（ｂ）の電界効果型トランジスタ８のゲ
ート電圧波形Ｂ１に示すように、ダイオード９、抵抗１
２及び、抵抗１８を介して流れる電流により、抵抗１８
の両端に発生する電圧が印加され、図２（ｃ）の電界効
果型トランジスタ８のドレイン電圧波形Ｂ２に示すよう
に、電界効果型トランジスタ８がオンする。この時、図
２（ｄ）の負荷１９の電圧波形Ｂ３に示すように、負荷
１９への直流電源６の電圧Ｖの供給を停止する。これに
伴い直流電源６の電圧Ｖが低下するため、図２（ｂ）の
電界効果型トランジスタのゲート電圧波形Ｃ１に示すよ
うに、充放電コンデンサ１１に蓄積されていた電荷が、
抵抗１２及び抵抗１８を介して流れ、抵抗１８の両端に
発生する電圧が、電界効果型トランジスタ８のゲートに
印加され、図２（ｃ）の電界効果型トランジスタ８のド
レイン電圧波形Ｃ２に示すように、電界効果型トランジ
スタ８を、オン状態に保つ。この時、図２（ｄ）の負荷
１９の電圧波形Ｃ３に示すように、負荷１９の直流電源
６の電圧Ｖの供給を停止し続ける。電界効果型トランジ
スタ８のオン時間は、充放電コンデンサ１１と抵抗１２
及び抵抗１８の時定数で決まり、これが、直流電源６の
出力端子の短絡時間となる。また、スイッチ１３がオフ
状態で、直流電源６の電圧Ｖが、再度、投入された場
合、電界効果型トランジスタ８に過大な短絡電流が流
れ、電界効果型トランジスタ８が破壊する場合がある。
この破壊防止のための保護動作は下記の通りである。ス
イッチ１３がオフ状態の時、直流電源６の電圧Ｖが、再
度投入されると、図３（ａ）のトランジスタ１６の電圧
波形Ｄに示すように、充放電コンデンサ１０に、抵抗１
４及び抵抗１７を介して、充電電流が流れ、トランジス
タ１６のベース電圧が発生し、トランジスタ１６をオン
にし、図３（ｂ）の電界効果型トランジスタのゲート電
圧波形Ｄ１に示すように、電界効果型トランジスタ８
を、オフ状態にし、負荷１９に直流電源６の電圧Ｖを供
給する。図３（ｃ）の電圧波形Ｄ２は、電界効果型トラ
ンジスタ８のドレイン電圧波形を示し、図３（ｄ）の電
圧波形Ｄ３は、負荷１９の電圧波形を示している。図３
（ａ）のトランジスタ１６のベース電圧波形Ｅに示すよ
うに、充放電コンデンサ１０への充電電流が減少する
と、トランジスタ１６のベース電圧となる、抵抗１７の
両端に発生する電圧も減少し、トランジスタ１６がカッ
トオフ電圧（トランジスタ１６が導通しなくなるベース
の最小電圧）に達すると、トランジスタ１６がオフし、
図３（ｂ）の電界効果型トランジスタ８のゲート電圧波
形Ｅ１に示すように、電界効果型トランジスタ８をオン
させ、再度、短絡動作を繰り返し、負荷１９への直流電
源６の電圧Ｖの供給を停止する。図３（ｃ）の電圧波形
Ｅ２は、電界効果型トランジスタ８のドレイン電圧波形
を示し、図３（ｄ）の電圧波形Ｅ３は、負荷１９の電圧
波形を示している。直流電源６の電圧Ｖが、再度、投入
されてから、電界効果型トランジスタ８をオンさせるま
での時間は、充放電コンデンサ１０と、抵抗１４及び抵
抗１７の時定数で、任意に決めることができる。 【０００９】 【発明の効果】以上のように本発明によれば、２つの充
放電コンデンサを用いて、短絡回路動作時に流れる短絡
電流から、主スイッチング素子が破壊しないように保護
する機能を持たせることができ、さらに、再度、直流電
源を投入しても、短絡回路を繰り返し動作させることが
できるため、簡易な回路構成で、容易に実現でき、きわ
めて有用である。
れる、過電流から機器を保護するための短絡回路に関す
るものである。 【０００２】 【従来の技術】近年、過電流から保護するため、負荷へ
の直流電源からの電圧を停止させる短絡回路は、図４に
示すような回路構成のものがよく使われている。図４に
おいて、１はスイッチ２、ドライブ回路３、サイリスタ
４等で構成される短絡回路で、直流電源６と負荷１９の
間に接続されている。以上のように構成された短絡回路
について、以下、その動作を説明する。短絡回路１は、
スイッチ２をオフすることにより、ドライブ回路３がサ
イリスタ４をオンさせ、直流電源６の出力端子間を短絡
することにより、負荷１９への直流電源６の電圧Ｖの供
給を停止させる。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかし、このような上
記従来の構成では、サイリスタ４をオンさせたとき、直
流電源６から、短絡電流がサイリスタ４に流れ、サイリ
スタ４が破壊するために、一度働いた短絡回路は修理し
なければ再び使用できないという問題があった。 【０００４】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
で、直流電源６からの短絡電流に耐え、繰り返し使用可
能な短絡回路を提供することを目的とするものである。 【０００５】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の短絡回路は、直流電源の２つの出力端子間に
接続された主スイッチング素子と、前記主スイッチング
素子をオン・オフさせる制御回路と、前記出力端子の一
方に接続され、前記出力端子の他方に第１のダイオード
を介して接続された出力電圧の立上がり時の保護用の第
１の充放電コンデンサと、前記出力端子の一方に第２の
ダイオードを介して接続され、前記出力端子の他方に接
続された出力電圧の立下がり時の保護用の第２の充放電
コンデンサとを備え、前記制御回路は、前記第１のダイ
オードと前記第１の充放電コンデンサの接続点、および
前記第２の充放電コンデンサと前記第２のダイオードの
接続点にそれぞれ接続されたものである。 【０００６】 【作用】上記構成とすることにより、２つの充放電コン
デンサを用いて、短絡回路動作時に流れる短絡電流によ
り、主スイッチング素子が破壊しないように、保護する
機能を備えた短絡回路として繰り返し使用可能となる。 【０００７】 【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。図１は、本発明の一実施例を示す短
絡回路の回路図である。図１において、直流電源６のプ
ラス端子は、短絡回路７の入力端である主スイッチング
素子としての電界効果型トランジスタ８のドレイン、ダ
イオード９のアノードの一端、充放電コンデンサ１０の
プラス端子、負荷１９の一端に接続されている。ダイオ
ード９のカソードは、充放電コンデンサ１１のプラス端
子、抵抗１２の一端及びスイッチ１３の一端に接続され
ている。充放電コンデンサ１０のマイナス端子は、スイ
ッチ１３の他端、抵抗１４の一端、ダイオード１５のカ
ソードに接続されている。抵抗１４の他端は、トランジ
スタ１６のベース、抵抗１７の一端に接続されている。
抵抗１２の他端は、電界効果型トランジスタ８のゲー
ト、トランジスタ１６のコレクタ、抵抗１８の一端に接
続されている。また、直流電源６のマイナス端子には、
電界効果型トランジスタ８のソース、抵抗１８の他端、
トランジスタ１６のエミッタ、抵抗１７の他端、ダイオ
ード１５のアノード、充放電コンデンサ１１のマイナス
端子、負荷１９の他端が接続されている。 【０００８】上記構成により以下、その動作説明をす
る。まず、スイッチ１３がオン状態の時、図２（ａ）の
トランジスタ１６のベース電圧波形Ａに示すように、ベ
ース電圧が印加され、トランジスタ１６はオンしてい
る。この時、図２（ｂ）の電界効果型トランジスタ８の
ゲート電圧波形Ａ１に示すように、電界効果型トランジ
スタ８のゲートは、トランジスタ１６のコレクタを介し
て直流電源のマイナス端子に短絡されている状態とな
り、電界効果型トランジスタ８は、オフ状態となる。図
２（ｃ）の電圧波形Ａ２に電界効果型トランジスタ８の
ドレインの電圧波形を示している。また、負荷１９に
は、直流電源６の電圧Ｖが印加されているので、負荷１
９の電圧は図２（ｄ）の電圧波形Ａ３となる。この時、
スイッチ１３をオンからオフに切り換えると、図２
（ａ）のトランジスタ１６のベース電圧波形Ｂに示すよ
うに、トランジスタ１６のベース電圧は発生せず、トラ
ンジスタ１６がオフし、電界効果型トランジスタ８のゲ
ートには、図２（ｂ）の電界効果型トランジスタ８のゲ
ート電圧波形Ｂ１に示すように、ダイオード９、抵抗１
２及び、抵抗１８を介して流れる電流により、抵抗１８
の両端に発生する電圧が印加され、図２（ｃ）の電界効
果型トランジスタ８のドレイン電圧波形Ｂ２に示すよう
に、電界効果型トランジスタ８がオンする。この時、図
２（ｄ）の負荷１９の電圧波形Ｂ３に示すように、負荷
１９への直流電源６の電圧Ｖの供給を停止する。これに
伴い直流電源６の電圧Ｖが低下するため、図２（ｂ）の
電界効果型トランジスタのゲート電圧波形Ｃ１に示すよ
うに、充放電コンデンサ１１に蓄積されていた電荷が、
抵抗１２及び抵抗１８を介して流れ、抵抗１８の両端に
発生する電圧が、電界効果型トランジスタ８のゲートに
印加され、図２（ｃ）の電界効果型トランジスタ８のド
レイン電圧波形Ｃ２に示すように、電界効果型トランジ
スタ８を、オン状態に保つ。この時、図２（ｄ）の負荷
１９の電圧波形Ｃ３に示すように、負荷１９の直流電源
６の電圧Ｖの供給を停止し続ける。電界効果型トランジ
スタ８のオン時間は、充放電コンデンサ１１と抵抗１２
及び抵抗１８の時定数で決まり、これが、直流電源６の
出力端子の短絡時間となる。また、スイッチ１３がオフ
状態で、直流電源６の電圧Ｖが、再度、投入された場
合、電界効果型トランジスタ８に過大な短絡電流が流
れ、電界効果型トランジスタ８が破壊する場合がある。
この破壊防止のための保護動作は下記の通りである。ス
イッチ１３がオフ状態の時、直流電源６の電圧Ｖが、再
度投入されると、図３（ａ）のトランジスタ１６の電圧
波形Ｄに示すように、充放電コンデンサ１０に、抵抗１
４及び抵抗１７を介して、充電電流が流れ、トランジス
タ１６のベース電圧が発生し、トランジスタ１６をオン
にし、図３（ｂ）の電界効果型トランジスタのゲート電
圧波形Ｄ１に示すように、電界効果型トランジスタ８
を、オフ状態にし、負荷１９に直流電源６の電圧Ｖを供
給する。図３（ｃ）の電圧波形Ｄ２は、電界効果型トラ
ンジスタ８のドレイン電圧波形を示し、図３（ｄ）の電
圧波形Ｄ３は、負荷１９の電圧波形を示している。図３
（ａ）のトランジスタ１６のベース電圧波形Ｅに示すよ
うに、充放電コンデンサ１０への充電電流が減少する
と、トランジスタ１６のベース電圧となる、抵抗１７の
両端に発生する電圧も減少し、トランジスタ１６がカッ
トオフ電圧（トランジスタ１６が導通しなくなるベース
の最小電圧）に達すると、トランジスタ１６がオフし、
図３（ｂ）の電界効果型トランジスタ８のゲート電圧波
形Ｅ１に示すように、電界効果型トランジスタ８をオン
させ、再度、短絡動作を繰り返し、負荷１９への直流電
源６の電圧Ｖの供給を停止する。図３（ｃ）の電圧波形
Ｅ２は、電界効果型トランジスタ８のドレイン電圧波形
を示し、図３（ｄ）の電圧波形Ｅ３は、負荷１９の電圧
波形を示している。直流電源６の電圧Ｖが、再度、投入
されてから、電界効果型トランジスタ８をオンさせるま
での時間は、充放電コンデンサ１０と、抵抗１４及び抵
抗１７の時定数で、任意に決めることができる。 【０００９】 【発明の効果】以上のように本発明によれば、２つの充
放電コンデンサを用いて、短絡回路動作時に流れる短絡
電流から、主スイッチング素子が破壊しないように保護
する機能を持たせることができ、さらに、再度、直流電
源を投入しても、短絡回路を繰り返し動作させることが
できるため、簡易な回路構成で、容易に実現でき、きわ
めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の短絡回路の回路図
【図２】（ａ）は本発明の短絡回路のトランジスタ１６
のベース電圧波形 （ｂ）は本発明の短絡回路の電界効果型トランジスタ８
のゲート電圧波形 （ｃ）は本発明の短絡回路の電界効果型トランジスタ８
のドレイン電圧波形 （ｄ）は本発明の短絡回路の負荷１９の電圧波形 【図３】（ａ）は本発明の短絡回路のトランジスタ１６
のベース電圧波形 （ｂ）は本発明の短絡回路の電界効果型トランジスタ８
のゲート電圧波形 （ｃ）は本発明の短絡回路の電界効果型トランジスタ８
のドレイン電圧波形 （ｄ）は本発明の短絡回路の負荷１９の電圧波形 【図４】従来の短絡回路の回路図 【符号の説明】 ６ 直流電源 ７ 短絡回路 ８ 電界効果型トランジスタ ９、１５ ダイオード １０、１１ 充放電コンデンサ １３ スイッチ １６ トランジスタ １９ 負荷
のベース電圧波形 （ｂ）は本発明の短絡回路の電界効果型トランジスタ８
のゲート電圧波形 （ｃ）は本発明の短絡回路の電界効果型トランジスタ８
のドレイン電圧波形 （ｄ）は本発明の短絡回路の負荷１９の電圧波形 【図３】（ａ）は本発明の短絡回路のトランジスタ１６
のベース電圧波形 （ｂ）は本発明の短絡回路の電界効果型トランジスタ８
のゲート電圧波形 （ｃ）は本発明の短絡回路の電界効果型トランジスタ８
のドレイン電圧波形 （ｄ）は本発明の短絡回路の負荷１９の電圧波形 【図４】従来の短絡回路の回路図 【符号の説明】 ６ 直流電源 ７ 短絡回路 ８ 電界効果型トランジスタ ９、１５ ダイオード １０、１１ 充放電コンデンサ １３ スイッチ １６ トランジスタ １９ 負荷
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フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平６−169524（ＪＰ，Ａ)
実開 昭52−67932（ＪＰ，Ｕ)
実開 平２−122533（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02H 1/00 - 3/253
H02M 3/00
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】直流電源の２つの出力端子間に接続された
主スイッチング素子と、前記主スイッチング素子をオン
・オフさせる制御回路と、前記出力端子の一方に接続さ
れ、前記出力端子の他方に第１のダイオードを介して接
続された出力電圧の立上がり時の保護用の第１の充放電
コンデンサと、前記出力端子の一方に第２のダイオード
を介して接続され、前記出力端子の他方に接続された出
力電圧の立下がり時の保護用の第２の充放電コンデンサ
とを備え、前記制御回路は、前記第１のダイオードと前
記第１の充放電コンデンサの接続点、および前記第２の
充放電コンデンサと前記第２のダイオードの接続点にそ
れぞれ接続された短絡回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17548194A JP3467851B2 (ja) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | 短絡回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17548194A JP3467851B2 (ja) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | 短絡回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0847158A JPH0847158A (ja) | 1996-02-16 |
| JP3467851B2 true JP3467851B2 (ja) | 2003-11-17 |
Family
ID=15996800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17548194A Expired - Fee Related JP3467851B2 (ja) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | 短絡回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3467851B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN100380763C (zh) * | 2004-06-21 | 2008-04-09 | 田坤 | 直流电路短路保护装置 |
| JP2008253105A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Denso Corp | 放電回路 |
| CN106325265B (zh) * | 2016-10-27 | 2019-01-22 | 山东省科学院自动化研究所 | 一种汽车车身控制模块的故障诊断方法 |
-
1994
- 1994-07-27 JP JP17548194A patent/JP3467851B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0847158A (ja) | 1996-02-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |