JP3857948B2 - 電源保護回路 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気機器を直流電源で動作させるにあたり、直流電源より正常な電圧が出力されない場合に電気機器への電力の供給を停止させる電源保護回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
直流電源で動作させる電気機器について、直流電源より出力される電位が何らかの原因で上昇して過電圧が印加されると破損するおそれがある。従って、かかる過電圧から保護するため、直流電源から電気機器に至る入力経路には電源保護回路が設けられる。
【０００３】
図２は、従来の電源保護回路の一例を示す回路図である。図２において、２７は直流電源である。直流電源２７の直流電力は、正端子２８及び負端子２９に供給され、正の入力端子３８及び負の入力端子３９を介して電気機器３０に供給される。
【０００４】
正端子２８の電位を電気機器３０の正の入力端子３８に印加するための電源ライン３６にはリレー３３の接点３３ａ、３３ｂが設けられている。また、図２において、３２はツェナーダイオードであり、３４、３５はトランジスタである。
【０００５】
この図２に示される回路において、直流電源２７より出力される電圧が正常である場合には、トランジスタ３５が導通状態とされ、リレー３３のコイルに電流が導通してリレー３３がオンされた状態となり、直流電源２７より機器３０に電力が供給される。
【０００６】
一方、直流電源２７より出力される電圧が上昇して過電圧となると、ツェナーダイオード３２が逆方向に導通してトランジスタ３４が導通状態となってトランジスタ３５は非導通状態となり、リレー３３のコイルに電流を導通させることができない。これにより、リレー３３の接点間がオフされ、直流電源２７より電気機器３０への電力の供給が停止され、電気機器３０が保護される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、図２に示される保護回路によると、直流電源２７が一定以上の電圧に上昇して過電圧となると、これをツェナーダイオード３２で検出してリレー３３をオフすることができる。
【０００８】
しかし、図２に示される保護回路にあっては、直流電源２７の出力が本来予定される正常な電圧より低下した減電圧となる場合には対応することができない。
【０００９】
そして、直流電源が減電圧となる場合についても、電気機器に対して影響を及ぼし好ましくない。即ち、減電圧となる場合には、例えば電気機器がテレビである場合、不安定な画面を映したまま動作し続け、視聴者に不快な印象を与える等好ましくない。従って、直流電源が減電圧を出力した場合にも速やかやに動作を停止させるのが好ましい。
【００１０】
そこで、本発明は、直流電源が過電圧となった場合に加え、減電圧となった場合にも電気機器への電力の供給を停止させることができる電源保護回路を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、直流電源より出力される直流電力をリレーの接点を介して電気機器に供給する電源ラインと、該電源ラインに対して互いに並列関係に接続される第一の回路及び第二の回路と、第一の回路と第二の回路の間に接続されるリレー作動回路とを備え、
前記第一の回路は、第一の半導体スイッチング素子と第一の過電圧検出素子とを備え、第一の過電圧検出素子が過電圧を検出すると第一の半導体スイッチング素子が非導通状態とされ、第一の過電圧検出素子が過電圧を検出しない場合には第一の半導体スイッチング素子の入力端子及び出力端子間が導通状態とされるように接続されており、
前記第二の回路は、第二の半導体スイッチング素子と第二の過電圧検出素子とを備え、第二の過電圧検出素子が過電圧を検出すると第二の半導体スイッチング素子が導通状態とされ、第二の過電圧検出素子が過電圧を検出しない場合には第二の半導体スイッチング素子が非導通状態とされるように接続されており、
前記リレー作動回路には、一方の端子から他方の端子へ電流が導通すると前記リレーの接点をオンさせるコイルと、該コイルへの電流の導通を制御する第三の半導体スイッチング素子と、減電圧を越える電圧を検出すると導通状態となり減電圧以下の電圧を検出すると非導通状態となる減電圧検出素子とが接続されており、
前記第三の半導体スイッチング素子は、その制御端子が前記減電圧検出素子を介して前記第一の半導体スイッチング素子の出力端子に接続され、減電圧検出素子が減電圧を越える電圧を検出して導通状態になると導通状態とされるように接続され、かつ前記第二の半導体スイッチング素子が導通状態となると非導通状態とされるように接続されており、
前記コイルの一方の端子が前記第一の半導体スイッチング素子の出力端子に接続され、コイルの他方の端子が第三の半導体スイッチング素子の入力端子に接続されていることを特徴とする電源保護回路である（請求項１）。
【００１２】
この発明の電源保護回路によると、直流電源より本来予定される正常な範囲にある電圧が出力されると、第一の回路では、第一の過電圧検出素子が過電圧を検出しないので、第一の半導体スイッチング素子が導通状態とされる。また、第二の回路では、第二の過電圧検出素子が過電圧を検出しないので、第二の半導体スイッチング素子が非導通状態とされる。
【００１３】
そして、リレー作動回路では、直流電源から減電圧を越える電圧が第一の半導体スイッチング素子を通って減電圧検出素子に印加されるので、減電圧検出素子が導通状態とされる。
【００１４】
これにより、第三の半導体スイッチング素子が導通状態とされるので、直流電源より第一の半導体スイッチング素子の入力端子及び出力端子を通り、コイルの一方の端子及び他方の端子を通り、第三の半導体スイッチング素子を通る電流が導通する。これにより、電流がコイルを導通することにより電源ラインのリレーの接点をオンさせることができ、直流電源より電気機器に電力を供給して電気機器を動作させることができる。
【００１５】
次に、直流電源より正常な電圧を越えた一定電圧以上の過電圧が出力されると、第一の回路では、第一の過電圧検出素子が過電圧を検出し、第一の半導体スイッチング素子が非導通状態とされる。また、第二の回路では、第二の過電圧検出素子が過電圧を検出し、第二の半導体スイッチング素子が導通状態とされる。
【００１６】
そして、リレー作動回路では、第一の半導体スイッチング素子が非導通状態とされ、第二の半導体スイッチング素子が導通状態とされることにより、第三の半導体スイッチング素子は非導通状態とされる。これにより、コイルに電流を導通させることができないので、リレーの接点がオフされる。これにより、電源ラインはオフされるので、直流電源より電気機器への電力の供給が停止される。
【００１７】
次に、直流電源より正常な電圧未満の一定電圧以下の減電圧が出力されると、第一の回路では、第一の過電圧検出素子が過電圧を検出しないので、第一の半導体スイッチング素子が導通状態とされる。また、第二の回路では、第二の過電圧検出素子が過電圧を検出しないので、第二の半導体スイッチング素子が非導通状態とされる。
【００１８】
そして、リレー作動回路では、直流電源から減電圧が第一の半導体スイッチング素子を通って減電圧検出素子に印加され、減電圧検出素子は非導通状態とされる。これにより、第三の半導体スイッチング素子は非導通状態とされる。
【００１９】
これにより、コイルに電流を導通させることができないので、リレーの接点がオフされる。これにより、電源ラインはオフされるので、直流電源より電気機器への電力の供給が停止される。
【００２０】
このように、本発明の電源保護回路によると、過電圧に対して電気機器を保護できるとともに、減電圧についても電気機器の動作を停止させ、過電圧及び減電圧の双方に対応することができる。
【００２１】
また、以上の半導体スイッチング素子にトランジスタを用いることができる（請求項２）。これにより、本発明の電源保護回路を簡易な構成とし、またコストアップを招くことなく安価にすることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明にかかる電源保護回路の接続を示す回路図である。図１において、１は直流電源であり、１５は直流電源より供給される直流電力によって動作する電気機器である。本発明の電源保護回路は、直流電源１と電気機器１５の間に設けられる。
【００２３】
直流電源１による直流電力は、正端子１ａ及び負端子１ｂを介して供給される。直流電源１を正端子１ａ及び負端子１ｂに対して正負の極性を誤ることなく装填すると、正端子１ａが負端子１ｂに対して相対的に正電位となるように出力される。負端子１ｂは接地に接続される。直流電源１は、本来の予定される通常の動作時には、電圧値Ｖ０の正常な電圧を出力する。
【００２４】
直流電源１に対する正端子１ａには、直流電源１より出力された電力を電気機器１５に供給するための電源ライン２が接続されている。正端子１ａより出力される直流電源１の正電位は電源ライン２を介して電気機器１５の正の入力端子１５ａに印加される。また、電気機器１５の負の入力端子１５ｂは接地に接続されており、直流電源１の電力は電源ライン２を介して電気機器１５に供給される。
【００２５】
電源ライン２の途中には、リレー３の接点３ａ、３ｂが設けられ、後に説明するリレー３の動作によって接点３ａ、３ｂ間をオン（ＯＮ）、オフ（ＯＦＦ）できるようになっている。接点３ａ、３ｂ間をオンさせることにより電源ライン２を導通させて電気機器１５へ直流電力を供給するとともに、接点３ａ、３ｂ間をオフさせることにより電源ライン２を遮断して電気機器１５への電力の供給を停止させるようになっている。
【００２６】
また、直流電源１に対する正端子１ａには、ダイオード１１が電源ライン２と並列に接続されている。ダイオード１１は、アノードが正端子１ａ側となるように接続されている。このダイオード１１は、正端子１ａ及び負端子１ｂに対して直流電源１を正負の極性を誤って装填した場合に、電気機器１５を保護するため設けられている。
【００２７】
ダイオード１１のカソードには、第一の回路１０が電源ライン２に対して並列関係に接続されている。また、ダイオード１１のカソードには、第二の回路２０が、電源ライン２に対して並列関係に接続され、また第一の回路１０と並列に接続されている。
【００２８】
第一の回路１０には第一のトランジスタ１２とツェナーダイオード１４が接続されている。第一のトランジスタ１２は、コレクタ端子がダイオード１１のカソードと接続されており、ベース端子がツェナーダイオード１４を介して接地に接続される。また、第一のトランジスタ１２のコレクタ端子とベース端子とは抵抗ｒ１を介して接続されている。
【００２９】
ツェナーダイオード１４は、そのカソードが第一のトランジスタ１２のベース端子及び抵抗ｒ１の一方の端子に接続され、アノードが接地に接続される。このツェナーダイオード１４は、閾電圧値Ｖ１以上の電圧が逆方向に印加されると、カソード側からアノード側へ電流を導通させることができる。
【００３０】
ツェナーダイオード１４は、その逆方向の閾電圧値Ｖ１が、直流電源１が正常時に出力する電圧値Ｖ０に高電圧側の変動に対する許容値より若干大きい値（α）が加えられた電圧値（Ｖ０＋α）となるものが選ばれる。このツェナーダイオード１４は、逆方向に電流が導通することによって前記過電圧を検出することができ、過電圧検出素子にあたる。
【００３１】
第二の回路２０には、ツェナーダイオード４とダイオード８と第二のトランジスタ６が接続されている。ツェナーダイオード４は、カソードがダイオード１１のカソードと接続され、アノードはダイオード８を介して第二のトランジスタ６のベース端子と接続される。ツェナーダイオード４は、閾電圧値Ｖ１以上の電圧が逆方向に印加されると、カソード側からアノード側へ電流を導通させることができる。
【００３２】
ツェナーダイオード４は、その逆方向の閾電圧値Ｖ１が、直流電源１が正常時に出力する電圧値Ｖ０に高電圧側の変動に対する許容値より若干大きい値（α）が加えられた電圧値（Ｖ０＋α）となるものが選ばれる。このツェナーダイオード４は、逆方向に電流が導通することによって前記過電圧を検出することができ、過電圧検出素子にあたる。
【００３３】
また、ダイオード８は、ツェナーダイオード４及び第二のトランジスタ６のベース端子と直列に接続され、アノードがツェナーダイオード４のアノードと接続されており、正端子１ａに対して順方向となるように接続されている。
【００３４】
第二のトランジスタ６は、ベース端子がダイオード８のカソードと接続され、エミッタ端子が接地に接続されている。
【００３５】
また、図１に示される回路には、第一の回路１０と第二の回路２０との間にリレー作動回路２５が接続されている。リレー作動回路２５には、リレー３のコイル３ｃと第三のトランジスタ７とツェナーダイオード５が接続されている。
【００３６】
コイル３ｃは、一方の端子が第一のトランジスタ１２のエミッタ端子に接続され、他方の端子は第三のトランジスタ７のコレクタ端子に接続されている。また、コイル３ｃの一方の端子と他方の端子とはリレー３内部のダイオード１８を介して接続されている。ダイオード１８は、アノードがコイル３ｃの他方の端子に接続され、カソードがコイル３ｃの一方の端子に接続されている。
【００３７】
このコイル３ｃに電流が導通してリレー３が作動すると、接点３ａ、３ｂ間がオンされる。一方、コイル３ｃに電流が導通されずリレー３が作動しない場合には、接点３ａ、３ｂ間はオフされる。
【００３８】
第三のトランジスタ７は、コレクタ端子がコイル３ｃの他方の端子と接続され、ベース端子がツェナーダイオード５及び抵抗ｒ２が直列に接続された回路を介してコイル３ｃの一方の端子に接続されている。また、第三のトランジスタ７のベース端子は、抵抗ｒ３を介して接地に接続され、また第二のトランジスタ６のコレクタ端子に接続されている。
【００３９】
この第三のトランジスタ７は、コイル３ｃの電流の導通を制御する。即ち、第三のトランジスタ７が導通状態とされるとコイル３ｃに電流を導通させることができ、第三のトランジスタ７が非導通状態とされるとコイル３ｃに電流を導通させることができない。
【００４０】
ツェナーダイオード５は、カソードが第一のトランジスタ１２のエミッタ端子及びコイル３ｃの一方の端子に接続されており、アノードが抵抗ｒ２の一方の端子に接続され、この抵抗ｒ２の他方の端子は第二のトランジスタ６のコレクタ端子及び第三のトランジスタ７のベース端子に接続されている。ツェナーダイオード５は、閾電圧値Ｖ２以上の電圧が逆方向に印加されると、カソード側からアノード側へ電流を導通させることができる。
【００４１】
ツェナーダイオード５は、その逆方向の閾電圧値Ｖ２が、直流電源１が正常時に出力する電圧値Ｖ０から低電圧側の変動に対する許容値より若干大きい値（β）が差し引かれた電圧値（Ｖ０−β）となるものが選ばれる。このツェナーダイオード５は、逆方向の電流が導通しないことによって減電圧を検出することができ、減電圧検出素子にあたる。
【００４２】
以上の電源保護回路の動作について以下に説明する。
（１）直流電源が正常に動作している場合
まず、直流電源１が本来予定されるとおり通常に動作し、正端子１ａに正常な範囲の正電位の電圧Ｖ０が出力される場合について説明する。
【００４３】
正端子１ａに電圧Ｖ０が出力されると、電圧Ｖ０はダイオード１１を順方向に通って第一の回路１０及び第二の回路２０に印加される。第一の回路１０には、直流電源１からダイオード１１を順方向に通って流入する電流が供給される。
【００４４】
そして、第一の回路１０では、ツェナーダイオード１４に逆方向に印加される電圧はツェナーダイオード１４の閾電圧値Ｖ１を越えないので、ツェナーダイオード１４を逆方向に導通する電流は形成されない。これにより、トランジスタ１２のベース端子にバイアスが与えられ、トランジスタ１２が導通状態とされる。
【００４５】
また、トランジスタ１２は抵抗ｒ１によってベース端子に対するバイアスがコレクタ端子に与えられるので、トランジスタ１２のコレクタ端子より入力された電流がエミッタ端子より出力される。
【００４６】
そして、ツェナーダイオード５に逆方向に印加される電圧は閾電圧値Ｖ２を越えるので、ツェナーダイオード５を逆方向に電流が導通することができる。これにより、トランジスタ１２のエミッタ端子より出力された電流は、リレー３のコイル３ｃを導通するものとツェナーダイオード５を逆方向に導通するものに分岐される。
【００４７】
そして、ツェナーダイオード５を逆方向に導通する電流は抵抗ｒ２及びｒ３を通って接地に流入する。そして、第三のトランジスタ７は、抵抗ｒ３によってベース端子にバイアスが与えられ、また抵抗ｒ２によってベース端子に対するバイアスがコレクタ端子に与えられるので、導通状態とされるとともにコレクタ端子からエミッタ端子に電流を導通させ得る状態となる。
【００４８】
これにより、コイル３ｃの一方の端子と他方の端子を通り、第三のトランジスタ７のコレクタ端子とエミッタ端子を通って接地に流入する電流が導通する。
【００４９】
これにより、コイル３ｃに電流が導通することによって、リレー３の接点３ａ、３ｂ間がオンされるので、直流電源１の電力が電源ライン２より電気機器１５へ供給され、電気機器１５が正常に動作する。
【００５０】
一方、第二の回路２０では、ダイオード１１を通って印加される電圧Ｖ０はツェナーダイオード４の逆方向の閾電圧値Ｖ１を越えないので、ツェナーダイオード４を逆方向に導通できない。これにより、第二のトランジスタ６のベース端子にバイアスが与えられず、第二のトランジスタ６は非導通状態とされる。そして、第二の回路２０を導通する電流は形成されない。
【００５１】
（２）直流電源が過電圧を出力した場合
次に、直流電源１が何らかの異常によって電圧が上昇し、直流電源１より過電圧が出力される場合について説明する。
正端子１ａに過電圧ＶHが出力されると、電圧ＶHはダイオード１１を順方向に通って第一の回路１０及び第二の回路２０に印加される。第一の回路１０には、直流電源１からダイオード１１を順方向に通って流入する電流が供給される。
【００５２】
そして、第一の回路１０では、ツェナーダイオード１４に逆方向に印加される電圧ＶHは閾電圧Ｖ１以上であり、ツェナーダイオード１４を逆方向に電流が導通し、この電流は接地に流入する。これにより、第一のトランジスタ１２のベース端子にはバイアスが与えられず、第一のトランジスタ１２は非導通状態とされ、トランジスタ１２からコイル３ｃへ導通する電流は形成されない。
【００５３】
また、第二の回路２０では、ダイオード１１を通って印加される電圧ＶHがツェナーダイオード４の逆方向の閾電圧値Ｖ１以上となることにより、ツェナーダイオード４を逆方向に電流が導通することができる。これにより、第二のトランジスタ６は、ベース端子にバイアスが与えられて導通状態とされる。
【００５４】
そして、第二の回路２０には、直流電源１からツェナーダイオード４を逆方向に導通してダイオード８を通り、第二のトランジスタ６のベース端子及びエミッタ端子を通って接地に流入する電流が形成される。第二のトランジスタ６は、導通状態とされるとともにエミッタ端子が接地電位とされるので、コレクタ端子も接地電位とされる。
【００５５】
そして、第三のトランジスタ７のベース端子は、第二のトランジスタ６のコレクタ端子と接続されており接地電位とされる。これにより、第三のトランジスタ７は導通状態とされない。従って、コイル３ｃに電流を導通させることができない。
【００５６】
このように、直流電源１より過電圧が出力された場合には、コイル３ｃに電流を導通させることができず、リレー３の接点３ａ、３ｂ間はオフにされる。これにより、電気機器１５は直流電源１より過電圧が印加されることから保護される。
（３）直流電源が減電圧を出力した場合
次に、直流電源１が何らかの異常によって電圧が低下し、直流電源１より減電圧が出力される場合について説明する。
【００５７】
正端子１ａに減電圧ＶLが出力されると、電圧ＶLはダイオード１１を順方向に通って第一の回路１０及び第二の回路２０に印加される。第一の回路１０では、ツェナーダイオード１４に印加される電圧ＶLは逆方向の閾電圧Ｖ１を越えないので、ツェナーダイオード１４を逆方向に導通する電流は形成されない。これにより、第一のトランジスタ１２のベース端子にバイアスが与えられ、トランジスタ１２が導通状態とされる。
【００５８】
これにより、トランジスタ１２のコレクタ端子に印加される電位ＶLがエミッタ端子に出力され、この電位ＶLがツェナーダイオード５に逆方向に印加される。ツェナーダイオード５に印加される電位ＶLは逆方向の閾電圧値Ｖ２未満であり、ツェナーダイオード５を逆方向に導通できない。これにより、第三のトランジスタ７のベース端子にバイアスが与えらず、トランジスタ７は非導通状態とされる。
【００５９】
これにより、コイル３ｃに電流を導通させることができず、リレー３の接点３ａ、３ｂ間はオフにされるので、直流電源１の出力は電気機器１５に供給されない。
【００６０】
一方、第二の回路２０では、ダイオード１１を通って印加される電圧ＶLはツェナーダイオード４の逆方向の閾電圧値Ｖ１を越えないので、ツェナーダイオード４を逆方向に導通できない。これにより、第二のトランジスタ６のベース端子にバイアスが与えられず、第二のトランジスタ６は非導通状態とされる。従って、第二の回路２０を導通する電流は形成されない。
【００６１】
このように、減電圧が出力された場合、直流電源１から電気機器１５への電力の供給は停止される。
【００６２】
以上に説明した電源保護回路において、第一のトランジスタ１２、第二のトランジスタ６、第三のトランジスタ７は、半導体スイッチング素子にあたる。そして、これらトランジスタのベース端子が、その入力によって導通状態が制御される制御端子にあたる。また、これらトランジスタについて、エミッタ端子が電流が出力される出力端子にあたり、コレクタ端子が電流が入力される入力端子にあたる。
【００６３】
また、以上の説明では、トランジスタについてＮＰＮトランジスタの例を挙げて説明したが、ＰＮＰトランジスタを用いることもできる。ＰＮＰトランジスタを用いる場合についても、その導通状態を制御する信号が入力されるベース端子が制御端子にあたり、その他の端子のうち電流が入力される端子が入力端子にあたり、電流を出力する端子が出力端子にあたる。
【００６４】
また、半導体スイッチング素子として、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を用いることもできる。ＦＥＴを用いる場合についても、その導通状態を制御する信号が入力されるゲート端子が制御端子とされ、その他の端子であるソース端子及びドレイン端子のうち電流が出力される端子が出力端子とされ、電流が入力される端子が入力端子とされる。
【００６５】
また、半導体スイッチング素子は、以上に具体例を挙げたもの以外にも、その導通状態を制御する信号が入力される制御端子、該制御端子以外の端子として電流が入力される入力端子、及び電流を出力する出力端子を有しており、制御端子への入力によって、入力端子と出力端子間を導通状態にできるものであればよい。
【００６６】
また、本発明の電源保護回路と組み合わせて動作させる電気機器は、直流電源で動作させ得るもの全てが対象となる。また、本発明の電源保護回路と組み合わせる直流電源として乗用車の車載電源を対象とすることができる。そして、車載電源により動作させるＴＶ（テレビ）の他、車載電源により動作させ得る各種の電気機器と組み合わせることもできる。
【００６７】
以上説明したように、本発明の電源保護回路によると、電気機器を過電圧から保護できることに加え、直流電源が減電圧となった場合についても電気機器への電力の供給を停止させることができる。
【００６８】
これにより、直流電源が減電圧となった場合に、電気機器の動作を速やかに停止させることができ、正常でない不安定な動作が継続されることによる不都合を解消することができる。例えば、電気機器がＴＶ（テレビ）の場合であれば、減電圧が供給されると、不安定な画面を出力し続けて視聴者に不快な印象を与えるおそれがあるが、本発明の電源保護回路によると、減電圧となった場合に速やかに電気機器への電力の供給を停止させることができ、前記不都合を解消することができる。
【００６９】
そして、本発明の電源保護回路によると、特にコストアップを招くこともなく、簡易な回路構成により、過電圧及び減電圧の双方に対応することができる。
【００７０】
【発明の効果】
本発明によると、直流電源より過電圧が出力された場合に加え、減電圧が出力された場合についても、電気機器への電力の供給を停止させることができる。これにより、過電圧に対して電気機器を保護できるとともに、減電圧となった場合に電気機器に不安点な動作を継続させるという不都合を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる電源保護回路を示す回路図である。
【図２】従来の電源保護回路を示す回路図である。
【符号の説明】
１ 直流電源
１ａ 正端子
１ｂ 負端子
２ 電源ライン
３ リレー
３ａ、３ｂ リレーの接点
３ｃ コイル
４ ツェナーダイオード（過電圧検出素子）
５ ツェナーダイオード（減電圧検出素子）
６ 第二のトランジスタ
７ 第三のトランジスタ
８ ダイオード
１０ 第一の回路
１１ ダイオード
１２ 第一のトランジスタ
１４ ツェナーダイオード（過電圧検出素子）
１５ 電気機器
１５ａ 正の入力端子
１５ｂ 負の入力端子
１８ ダイオード
２０ 第二の回路
２５ リレー作動回路
２７ 直流電源
２８ 正端子
２９ 負端子
３０ 電気機器
３２ ツェナーダイオード
３３ リレー
３４、３５ トランジスタ
３６ 電源ライン
３８ 正の入力端子
３９ 負の入力端子
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気機器を直流電源で動作させるにあたり、直流電源より正常な電圧が出力されない場合に電気機器への電力の供給を停止させる電源保護回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
直流電源で動作させる電気機器について、直流電源より出力される電位が何らかの原因で上昇して過電圧が印加されると破損するおそれがある。従って、かかる過電圧から保護するため、直流電源から電気機器に至る入力経路には電源保護回路が設けられる。
【０００３】
図２は、従来の電源保護回路の一例を示す回路図である。図２において、２７は直流電源である。直流電源２７の直流電力は、正端子２８及び負端子２９に供給され、正の入力端子３８及び負の入力端子３９を介して電気機器３０に供給される。
【０００４】
正端子２８の電位を電気機器３０の正の入力端子３８に印加するための電源ライン３６にはリレー３３の接点３３ａ、３３ｂが設けられている。また、図２において、３２はツェナーダイオードであり、３４、３５はトランジスタである。
【０００５】
この図２に示される回路において、直流電源２７より出力される電圧が正常である場合には、トランジスタ３５が導通状態とされ、リレー３３のコイルに電流が導通してリレー３３がオンされた状態となり、直流電源２７より機器３０に電力が供給される。
【０００６】
一方、直流電源２７より出力される電圧が上昇して過電圧となると、ツェナーダイオード３２が逆方向に導通してトランジスタ３４が導通状態となってトランジスタ３５は非導通状態となり、リレー３３のコイルに電流を導通させることができない。これにより、リレー３３の接点間がオフされ、直流電源２７より電気機器３０への電力の供給が停止され、電気機器３０が保護される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、図２に示される保護回路によると、直流電源２７が一定以上の電圧に上昇して過電圧となると、これをツェナーダイオード３２で検出してリレー３３をオフすることができる。
【０００８】
しかし、図２に示される保護回路にあっては、直流電源２７の出力が本来予定される正常な電圧より低下した減電圧となる場合には対応することができない。
【０００９】
そして、直流電源が減電圧となる場合についても、電気機器に対して影響を及ぼし好ましくない。即ち、減電圧となる場合には、例えば電気機器がテレビである場合、不安定な画面を映したまま動作し続け、視聴者に不快な印象を与える等好ましくない。従って、直流電源が減電圧を出力した場合にも速やかやに動作を停止させるのが好ましい。
【００１０】
そこで、本発明は、直流電源が過電圧となった場合に加え、減電圧となった場合にも電気機器への電力の供給を停止させることができる電源保護回路を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、直流電源より出力される直流電力をリレーの接点を介して電気機器に供給する電源ラインと、該電源ラインに対して互いに並列関係に接続される第一の回路及び第二の回路と、第一の回路と第二の回路の間に接続されるリレー作動回路とを備え、
前記第一の回路は、第一の半導体スイッチング素子と第一の過電圧検出素子とを備え、第一の過電圧検出素子が過電圧を検出すると第一の半導体スイッチング素子が非導通状態とされ、第一の過電圧検出素子が過電圧を検出しない場合には第一の半導体スイッチング素子の入力端子及び出力端子間が導通状態とされるように接続されており、
前記第二の回路は、第二の半導体スイッチング素子と第二の過電圧検出素子とを備え、第二の過電圧検出素子が過電圧を検出すると第二の半導体スイッチング素子が導通状態とされ、第二の過電圧検出素子が過電圧を検出しない場合には第二の半導体スイッチング素子が非導通状態とされるように接続されており、
前記リレー作動回路には、一方の端子から他方の端子へ電流が導通すると前記リレーの接点をオンさせるコイルと、該コイルへの電流の導通を制御する第三の半導体スイッチング素子と、減電圧を越える電圧を検出すると導通状態となり減電圧以下の電圧を検出すると非導通状態となる減電圧検出素子とが接続されており、
前記第三の半導体スイッチング素子は、その制御端子が前記減電圧検出素子を介して前記第一の半導体スイッチング素子の出力端子に接続され、減電圧検出素子が減電圧を越える電圧を検出して導通状態になると導通状態とされるように接続され、かつ前記第二の半導体スイッチング素子が導通状態となると非導通状態とされるように接続されており、
前記コイルの一方の端子が前記第一の半導体スイッチング素子の出力端子に接続され、コイルの他方の端子が第三の半導体スイッチング素子の入力端子に接続されていることを特徴とする電源保護回路である（請求項１）。
【００１２】
この発明の電源保護回路によると、直流電源より本来予定される正常な範囲にある電圧が出力されると、第一の回路では、第一の過電圧検出素子が過電圧を検出しないので、第一の半導体スイッチング素子が導通状態とされる。また、第二の回路では、第二の過電圧検出素子が過電圧を検出しないので、第二の半導体スイッチング素子が非導通状態とされる。
【００１３】
そして、リレー作動回路では、直流電源から減電圧を越える電圧が第一の半導体スイッチング素子を通って減電圧検出素子に印加されるので、減電圧検出素子が導通状態とされる。
【００１４】
これにより、第三の半導体スイッチング素子が導通状態とされるので、直流電源より第一の半導体スイッチング素子の入力端子及び出力端子を通り、コイルの一方の端子及び他方の端子を通り、第三の半導体スイッチング素子を通る電流が導通する。これにより、電流がコイルを導通することにより電源ラインのリレーの接点をオンさせることができ、直流電源より電気機器に電力を供給して電気機器を動作させることができる。
【００１５】
次に、直流電源より正常な電圧を越えた一定電圧以上の過電圧が出力されると、第一の回路では、第一の過電圧検出素子が過電圧を検出し、第一の半導体スイッチング素子が非導通状態とされる。また、第二の回路では、第二の過電圧検出素子が過電圧を検出し、第二の半導体スイッチング素子が導通状態とされる。
【００１６】
そして、リレー作動回路では、第一の半導体スイッチング素子が非導通状態とされ、第二の半導体スイッチング素子が導通状態とされることにより、第三の半導体スイッチング素子は非導通状態とされる。これにより、コイルに電流を導通させることができないので、リレーの接点がオフされる。これにより、電源ラインはオフされるので、直流電源より電気機器への電力の供給が停止される。
【００１７】
次に、直流電源より正常な電圧未満の一定電圧以下の減電圧が出力されると、第一の回路では、第一の過電圧検出素子が過電圧を検出しないので、第一の半導体スイッチング素子が導通状態とされる。また、第二の回路では、第二の過電圧検出素子が過電圧を検出しないので、第二の半導体スイッチング素子が非導通状態とされる。
【００１８】
そして、リレー作動回路では、直流電源から減電圧が第一の半導体スイッチング素子を通って減電圧検出素子に印加され、減電圧検出素子は非導通状態とされる。これにより、第三の半導体スイッチング素子は非導通状態とされる。
【００１９】
これにより、コイルに電流を導通させることができないので、リレーの接点がオフされる。これにより、電源ラインはオフされるので、直流電源より電気機器への電力の供給が停止される。
【００２０】
このように、本発明の電源保護回路によると、過電圧に対して電気機器を保護できるとともに、減電圧についても電気機器の動作を停止させ、過電圧及び減電圧の双方に対応することができる。
【００２１】
また、以上の半導体スイッチング素子にトランジスタを用いることができる（請求項２）。これにより、本発明の電源保護回路を簡易な構成とし、またコストアップを招くことなく安価にすることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明にかかる電源保護回路の接続を示す回路図である。図１において、１は直流電源であり、１５は直流電源より供給される直流電力によって動作する電気機器である。本発明の電源保護回路は、直流電源１と電気機器１５の間に設けられる。
【００２３】
直流電源１による直流電力は、正端子１ａ及び負端子１ｂを介して供給される。直流電源１を正端子１ａ及び負端子１ｂに対して正負の極性を誤ることなく装填すると、正端子１ａが負端子１ｂに対して相対的に正電位となるように出力される。負端子１ｂは接地に接続される。直流電源１は、本来の予定される通常の動作時には、電圧値Ｖ０の正常な電圧を出力する。
【００２４】
直流電源１に対する正端子１ａには、直流電源１より出力された電力を電気機器１５に供給するための電源ライン２が接続されている。正端子１ａより出力される直流電源１の正電位は電源ライン２を介して電気機器１５の正の入力端子１５ａに印加される。また、電気機器１５の負の入力端子１５ｂは接地に接続されており、直流電源１の電力は電源ライン２を介して電気機器１５に供給される。
【００２５】
電源ライン２の途中には、リレー３の接点３ａ、３ｂが設けられ、後に説明するリレー３の動作によって接点３ａ、３ｂ間をオン（ＯＮ）、オフ（ＯＦＦ）できるようになっている。接点３ａ、３ｂ間をオンさせることにより電源ライン２を導通させて電気機器１５へ直流電力を供給するとともに、接点３ａ、３ｂ間をオフさせることにより電源ライン２を遮断して電気機器１５への電力の供給を停止させるようになっている。
【００２６】
また、直流電源１に対する正端子１ａには、ダイオード１１が電源ライン２と並列に接続されている。ダイオード１１は、アノードが正端子１ａ側となるように接続されている。このダイオード１１は、正端子１ａ及び負端子１ｂに対して直流電源１を正負の極性を誤って装填した場合に、電気機器１５を保護するため設けられている。
【００２７】
ダイオード１１のカソードには、第一の回路１０が電源ライン２に対して並列関係に接続されている。また、ダイオード１１のカソードには、第二の回路２０が、電源ライン２に対して並列関係に接続され、また第一の回路１０と並列に接続されている。
【００２８】
第一の回路１０には第一のトランジスタ１２とツェナーダイオード１４が接続されている。第一のトランジスタ１２は、コレクタ端子がダイオード１１のカソードと接続されており、ベース端子がツェナーダイオード１４を介して接地に接続される。また、第一のトランジスタ１２のコレクタ端子とベース端子とは抵抗ｒ１を介して接続されている。
【００２９】
ツェナーダイオード１４は、そのカソードが第一のトランジスタ１２のベース端子及び抵抗ｒ１の一方の端子に接続され、アノードが接地に接続される。このツェナーダイオード１４は、閾電圧値Ｖ１以上の電圧が逆方向に印加されると、カソード側からアノード側へ電流を導通させることができる。
【００３０】
ツェナーダイオード１４は、その逆方向の閾電圧値Ｖ１が、直流電源１が正常時に出力する電圧値Ｖ０に高電圧側の変動に対する許容値より若干大きい値（α）が加えられた電圧値（Ｖ０＋α）となるものが選ばれる。このツェナーダイオード１４は、逆方向に電流が導通することによって前記過電圧を検出することができ、過電圧検出素子にあたる。
【００３１】
第二の回路２０には、ツェナーダイオード４とダイオード８と第二のトランジスタ６が接続されている。ツェナーダイオード４は、カソードがダイオード１１のカソードと接続され、アノードはダイオード８を介して第二のトランジスタ６のベース端子と接続される。ツェナーダイオード４は、閾電圧値Ｖ１以上の電圧が逆方向に印加されると、カソード側からアノード側へ電流を導通させることができる。
【００３２】
ツェナーダイオード４は、その逆方向の閾電圧値Ｖ１が、直流電源１が正常時に出力する電圧値Ｖ０に高電圧側の変動に対する許容値より若干大きい値（α）が加えられた電圧値（Ｖ０＋α）となるものが選ばれる。このツェナーダイオード４は、逆方向に電流が導通することによって前記過電圧を検出することができ、過電圧検出素子にあたる。
【００３３】
また、ダイオード８は、ツェナーダイオード４及び第二のトランジスタ６のベース端子と直列に接続され、アノードがツェナーダイオード４のアノードと接続されており、正端子１ａに対して順方向となるように接続されている。
【００３４】
第二のトランジスタ６は、ベース端子がダイオード８のカソードと接続され、エミッタ端子が接地に接続されている。
【００３５】
また、図１に示される回路には、第一の回路１０と第二の回路２０との間にリレー作動回路２５が接続されている。リレー作動回路２５には、リレー３のコイル３ｃと第三のトランジスタ７とツェナーダイオード５が接続されている。
【００３６】
コイル３ｃは、一方の端子が第一のトランジスタ１２のエミッタ端子に接続され、他方の端子は第三のトランジスタ７のコレクタ端子に接続されている。また、コイル３ｃの一方の端子と他方の端子とはリレー３内部のダイオード１８を介して接続されている。ダイオード１８は、アノードがコイル３ｃの他方の端子に接続され、カソードがコイル３ｃの一方の端子に接続されている。
【００３７】
このコイル３ｃに電流が導通してリレー３が作動すると、接点３ａ、３ｂ間がオンされる。一方、コイル３ｃに電流が導通されずリレー３が作動しない場合には、接点３ａ、３ｂ間はオフされる。
【００３８】
第三のトランジスタ７は、コレクタ端子がコイル３ｃの他方の端子と接続され、ベース端子がツェナーダイオード５及び抵抗ｒ２が直列に接続された回路を介してコイル３ｃの一方の端子に接続されている。また、第三のトランジスタ７のベース端子は、抵抗ｒ３を介して接地に接続され、また第二のトランジスタ６のコレクタ端子に接続されている。
【００３９】
この第三のトランジスタ７は、コイル３ｃの電流の導通を制御する。即ち、第三のトランジスタ７が導通状態とされるとコイル３ｃに電流を導通させることができ、第三のトランジスタ７が非導通状態とされるとコイル３ｃに電流を導通させることができない。
【００４０】
ツェナーダイオード５は、カソードが第一のトランジスタ１２のエミッタ端子及びコイル３ｃの一方の端子に接続されており、アノードが抵抗ｒ２の一方の端子に接続され、この抵抗ｒ２の他方の端子は第二のトランジスタ６のコレクタ端子及び第三のトランジスタ７のベース端子に接続されている。ツェナーダイオード５は、閾電圧値Ｖ２以上の電圧が逆方向に印加されると、カソード側からアノード側へ電流を導通させることができる。
【００４１】
ツェナーダイオード５は、その逆方向の閾電圧値Ｖ２が、直流電源１が正常時に出力する電圧値Ｖ０から低電圧側の変動に対する許容値より若干大きい値（β）が差し引かれた電圧値（Ｖ０−β）となるものが選ばれる。このツェナーダイオード５は、逆方向の電流が導通しないことによって減電圧を検出することができ、減電圧検出素子にあたる。
【００４２】
以上の電源保護回路の動作について以下に説明する。
（１）直流電源が正常に動作している場合
まず、直流電源１が本来予定されるとおり通常に動作し、正端子１ａに正常な範囲の正電位の電圧Ｖ０が出力される場合について説明する。
【００４３】
正端子１ａに電圧Ｖ０が出力されると、電圧Ｖ０はダイオード１１を順方向に通って第一の回路１０及び第二の回路２０に印加される。第一の回路１０には、直流電源１からダイオード１１を順方向に通って流入する電流が供給される。
【００４４】
そして、第一の回路１０では、ツェナーダイオード１４に逆方向に印加される電圧はツェナーダイオード１４の閾電圧値Ｖ１を越えないので、ツェナーダイオード１４を逆方向に導通する電流は形成されない。これにより、トランジスタ１２のベース端子にバイアスが与えられ、トランジスタ１２が導通状態とされる。
【００４５】
また、トランジスタ１２は抵抗ｒ１によってベース端子に対するバイアスがコレクタ端子に与えられるので、トランジスタ１２のコレクタ端子より入力された電流がエミッタ端子より出力される。
【００４６】
そして、ツェナーダイオード５に逆方向に印加される電圧は閾電圧値Ｖ２を越えるので、ツェナーダイオード５を逆方向に電流が導通することができる。これにより、トランジスタ１２のエミッタ端子より出力された電流は、リレー３のコイル３ｃを導通するものとツェナーダイオード５を逆方向に導通するものに分岐される。
【００４７】
そして、ツェナーダイオード５を逆方向に導通する電流は抵抗ｒ２及びｒ３を通って接地に流入する。そして、第三のトランジスタ７は、抵抗ｒ３によってベース端子にバイアスが与えられ、また抵抗ｒ２によってベース端子に対するバイアスがコレクタ端子に与えられるので、導通状態とされるとともにコレクタ端子からエミッタ端子に電流を導通させ得る状態となる。
【００４８】
これにより、コイル３ｃの一方の端子と他方の端子を通り、第三のトランジスタ７のコレクタ端子とエミッタ端子を通って接地に流入する電流が導通する。
【００４９】
これにより、コイル３ｃに電流が導通することによって、リレー３の接点３ａ、３ｂ間がオンされるので、直流電源１の電力が電源ライン２より電気機器１５へ供給され、電気機器１５が正常に動作する。
【００５０】
一方、第二の回路２０では、ダイオード１１を通って印加される電圧Ｖ０はツェナーダイオード４の逆方向の閾電圧値Ｖ１を越えないので、ツェナーダイオード４を逆方向に導通できない。これにより、第二のトランジスタ６のベース端子にバイアスが与えられず、第二のトランジスタ６は非導通状態とされる。そして、第二の回路２０を導通する電流は形成されない。
【００５１】
（２）直流電源が過電圧を出力した場合
次に、直流電源１が何らかの異常によって電圧が上昇し、直流電源１より過電圧が出力される場合について説明する。
正端子１ａに過電圧ＶHが出力されると、電圧ＶHはダイオード１１を順方向に通って第一の回路１０及び第二の回路２０に印加される。第一の回路１０には、直流電源１からダイオード１１を順方向に通って流入する電流が供給される。
【００５２】
そして、第一の回路１０では、ツェナーダイオード１４に逆方向に印加される電圧ＶHは閾電圧Ｖ１以上であり、ツェナーダイオード１４を逆方向に電流が導通し、この電流は接地に流入する。これにより、第一のトランジスタ１２のベース端子にはバイアスが与えられず、第一のトランジスタ１２は非導通状態とされ、トランジスタ１２からコイル３ｃへ導通する電流は形成されない。
【００５３】
また、第二の回路２０では、ダイオード１１を通って印加される電圧ＶHがツェナーダイオード４の逆方向の閾電圧値Ｖ１以上となることにより、ツェナーダイオード４を逆方向に電流が導通することができる。これにより、第二のトランジスタ６は、ベース端子にバイアスが与えられて導通状態とされる。
【００５４】
そして、第二の回路２０には、直流電源１からツェナーダイオード４を逆方向に導通してダイオード８を通り、第二のトランジスタ６のベース端子及びエミッタ端子を通って接地に流入する電流が形成される。第二のトランジスタ６は、導通状態とされるとともにエミッタ端子が接地電位とされるので、コレクタ端子も接地電位とされる。
【００５５】
そして、第三のトランジスタ７のベース端子は、第二のトランジスタ６のコレクタ端子と接続されており接地電位とされる。これにより、第三のトランジスタ７は導通状態とされない。従って、コイル３ｃに電流を導通させることができない。
【００５６】
このように、直流電源１より過電圧が出力された場合には、コイル３ｃに電流を導通させることができず、リレー３の接点３ａ、３ｂ間はオフにされる。これにより、電気機器１５は直流電源１より過電圧が印加されることから保護される。
（３）直流電源が減電圧を出力した場合
次に、直流電源１が何らかの異常によって電圧が低下し、直流電源１より減電圧が出力される場合について説明する。
【００５７】
正端子１ａに減電圧ＶLが出力されると、電圧ＶLはダイオード１１を順方向に通って第一の回路１０及び第二の回路２０に印加される。第一の回路１０では、ツェナーダイオード１４に印加される電圧ＶLは逆方向の閾電圧Ｖ１を越えないので、ツェナーダイオード１４を逆方向に導通する電流は形成されない。これにより、第一のトランジスタ１２のベース端子にバイアスが与えられ、トランジスタ１２が導通状態とされる。
【００５８】
これにより、トランジスタ１２のコレクタ端子に印加される電位ＶLがエミッタ端子に出力され、この電位ＶLがツェナーダイオード５に逆方向に印加される。ツェナーダイオード５に印加される電位ＶLは逆方向の閾電圧値Ｖ２未満であり、ツェナーダイオード５を逆方向に導通できない。これにより、第三のトランジスタ７のベース端子にバイアスが与えらず、トランジスタ７は非導通状態とされる。
【００５９】
これにより、コイル３ｃに電流を導通させることができず、リレー３の接点３ａ、３ｂ間はオフにされるので、直流電源１の出力は電気機器１５に供給されない。
【００６０】
一方、第二の回路２０では、ダイオード１１を通って印加される電圧ＶLはツェナーダイオード４の逆方向の閾電圧値Ｖ１を越えないので、ツェナーダイオード４を逆方向に導通できない。これにより、第二のトランジスタ６のベース端子にバイアスが与えられず、第二のトランジスタ６は非導通状態とされる。従って、第二の回路２０を導通する電流は形成されない。
【００６１】
このように、減電圧が出力された場合、直流電源１から電気機器１５への電力の供給は停止される。
【００６２】
以上に説明した電源保護回路において、第一のトランジスタ１２、第二のトランジスタ６、第三のトランジスタ７は、半導体スイッチング素子にあたる。そして、これらトランジスタのベース端子が、その入力によって導通状態が制御される制御端子にあたる。また、これらトランジスタについて、エミッタ端子が電流が出力される出力端子にあたり、コレクタ端子が電流が入力される入力端子にあたる。
【００６３】
また、以上の説明では、トランジスタについてＮＰＮトランジスタの例を挙げて説明したが、ＰＮＰトランジスタを用いることもできる。ＰＮＰトランジスタを用いる場合についても、その導通状態を制御する信号が入力されるベース端子が制御端子にあたり、その他の端子のうち電流が入力される端子が入力端子にあたり、電流を出力する端子が出力端子にあたる。
【００６４】
また、半導体スイッチング素子として、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を用いることもできる。ＦＥＴを用いる場合についても、その導通状態を制御する信号が入力されるゲート端子が制御端子とされ、その他の端子であるソース端子及びドレイン端子のうち電流が出力される端子が出力端子とされ、電流が入力される端子が入力端子とされる。
【００６５】
また、半導体スイッチング素子は、以上に具体例を挙げたもの以外にも、その導通状態を制御する信号が入力される制御端子、該制御端子以外の端子として電流が入力される入力端子、及び電流を出力する出力端子を有しており、制御端子への入力によって、入力端子と出力端子間を導通状態にできるものであればよい。
【００６６】
また、本発明の電源保護回路と組み合わせて動作させる電気機器は、直流電源で動作させ得るもの全てが対象となる。また、本発明の電源保護回路と組み合わせる直流電源として乗用車の車載電源を対象とすることができる。そして、車載電源により動作させるＴＶ（テレビ）の他、車載電源により動作させ得る各種の電気機器と組み合わせることもできる。
【００６７】
以上説明したように、本発明の電源保護回路によると、電気機器を過電圧から保護できることに加え、直流電源が減電圧となった場合についても電気機器への電力の供給を停止させることができる。
【００６８】
これにより、直流電源が減電圧となった場合に、電気機器の動作を速やかに停止させることができ、正常でない不安定な動作が継続されることによる不都合を解消することができる。例えば、電気機器がＴＶ（テレビ）の場合であれば、減電圧が供給されると、不安定な画面を出力し続けて視聴者に不快な印象を与えるおそれがあるが、本発明の電源保護回路によると、減電圧となった場合に速やかに電気機器への電力の供給を停止させることができ、前記不都合を解消することができる。
【００６９】
そして、本発明の電源保護回路によると、特にコストアップを招くこともなく、簡易な回路構成により、過電圧及び減電圧の双方に対応することができる。
【００７０】
【発明の効果】
本発明によると、直流電源より過電圧が出力された場合に加え、減電圧が出力された場合についても、電気機器への電力の供給を停止させることができる。これにより、過電圧に対して電気機器を保護できるとともに、減電圧となった場合に電気機器に不安点な動作を継続させるという不都合を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる電源保護回路を示す回路図である。
【図２】従来の電源保護回路を示す回路図である。
【符号の説明】
１ 直流電源
１ａ 正端子
１ｂ 負端子
２ 電源ライン
３ リレー
３ａ、３ｂ リレーの接点
３ｃ コイル
４ ツェナーダイオード（過電圧検出素子）
５ ツェナーダイオード（減電圧検出素子）
６ 第二のトランジスタ
７ 第三のトランジスタ
８ ダイオード
１０ 第一の回路
１１ ダイオード
１２ 第一のトランジスタ
１４ ツェナーダイオード（過電圧検出素子）
１５ 電気機器
１５ａ 正の入力端子
１５ｂ 負の入力端子
１８ ダイオード
２０ 第二の回路
２５ リレー作動回路
２７ 直流電源
２８ 正端子
２９ 負端子
３０ 電気機器
３２ ツェナーダイオード
３３ リレー
３４、３５ トランジスタ
３６ 電源ライン
３８ 正の入力端子
３９ 負の入力端子
Claims (2)
- 直流電源より出力される直流電力をリレーの接点を介して電気機器に供給する電源ラインと、該電源ラインに対して互いに並列関係に接続される第一の回路及び第二の回路と、第一の回路と第二の回路の間に接続されるリレー作動回路とを備え、
前記第一の回路は、第一の半導体スイッチング素子と第一の過電圧検出素子とを備え、第一の過電圧検出素子が過電圧を検出すると第一の半導体スイッチング素子が非導通状態とされ、第一の過電圧検出素子が過電圧を検出しない場合には第一の半導体スイッチング素子の入力端子及び出力端子間が導通状態とされるように接続されており、
前記第二の回路は、第二の半導体スイッチング素子と第二の過電圧検出素子とを備え、第二の過電圧検出素子が過電圧を検出すると第二の半導体スイッチング素子が導通状態とされ、第二の過電圧検出素子が過電圧を検出しない場合には第二の半導体スイッチング素子が非導通状態とされるように接続されており、
前記リレー作動回路には、一方の端子から他方の端子へ電流が導通すると前記リレーの接点をオンさせるコイルと、該コイルへの電流の導通を制御する第三の半導体スイッチング素子と、減電圧を越える電圧を検出すると導通状態となり減電圧以下の電圧を検出すると非導通状態となる減電圧検出素子とが接続されており、
前記第三の半導体スイッチング素子は、その制御端子が前記減電圧検出素子を介して前記第一の半導体スイッチング素子の出力端子に接続され、減電圧検出素子が減電圧を越える電圧を検出して導通状態になると導通状態とされるように接続され、かつ前記第二の半導体スイッチング素子が導通状態となると非導通状態とされるように接続されており、
前記コイルの一方の端子が前記第一の半導体スイッチング素子の出力端子に接続され、コイルの他方の端子が第三の半導体スイッチング素子の入力端子に接続されていることを特徴とする電源保護回路。 - 前記半導体スイッチング素子がトランジスタである請求項１に記載の電源保護回路。
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