JP5316993B2 - 電源保護回路 - Google Patents

Description

本発明は、電源供給を制御する安価な制御回路で、電源を短絡から保護する回路に関する。

２０１１年でアナログでのテレビジョン放送が停波されることが決定された。２０１１年７月以降デジタルテレビジョン放送に移行する。デジタルテレビジョン放送方式は、効率的な帯域の有効利用が可能で、多くの情報を送信することが出来る。デジタルテレビジョン放送は著作権保護のため、視聴するにはＢ−ＣＡＳ（登録商標）カードが必要である。

受信機のＢ−ＣＡＳカードホルダーにＢ−ＣＡＳカードを挿入すれば、デジタル放送の視聴が可能になる。
Ｂ−ＣＡＳカードは、視聴者自身が受信機に挿入しなければならないので、受信機に外部から挿入することが出来る挿入口が設けられている。

また、Ｂ−ＣＡＳカードを動作させるには、受信機側からカードに電源を供給する必要がある。Ｂ−ＣＡＳカードホルダーにカードと接触する端子が設けられてあり、その端子にＢ−ＣＡＳカード用の電源が供給されている。
受信機にあるＢ−ＣＡＳカード挿入口が外部に対して、開いているので、コインなど誤って挿入すると電源が短絡し、部品を破損する欠点があった。

特開２０００−１０５６１７

Ｂ−ＣＡＳカードホルダーにある電源端子には、制御された電源が印加される。
Ｂ−ＣＡＳカードが挿入されていることを認識して、Ｂ−ＣＡＳカードが必要な放送を選局した場合に電源が供給される。
電源を供給する制御回路は、トランジスターを２個使用した簡単な回路である。

上記従来例を図２に示す。電源を供給するため抵抗器１０１にハイレベルが印加され、トランジスター１０２が飽和する。トランジスター１０２が飽和すると抵抗器１０３を通して、トランジスター１０４のベースがＧＮＤ側に引っ張られトランジスター１０４が飽和し、電源が供給される。

上記従来例は、Ｂ−ＣＡＳカード挿入口が外部に対して、開いている電源の供給を制御するだけで、負荷側の短絡には考慮されていない。
電源を供給している状態で、負荷が短絡するとトランジスターのコレクタ損失の定格を超え、破損に繋がる。
過電流を防ぐためＦＵＳＥを挿入する手段もあるが、ＦＵＳＥが切れると取替えが必要となる。

上記のことから、電源を必要とするＢ−ＣＡＳカード挿入口が、外部に対して開いているので、短絡する可能性があり、発熱や発火して、火災の原因になる。
また、部品が破損すると修理が必要で、修理期間使用することが出来ない欠点があった。

本考案は、上記従来の実情に鑑みて提案されたものであり、安全で信頼性が高いＢ−ＣＡＳカードに供給する電源の制御回路を提供することを目的とする。

Ｂ−ＣＡＳカードに供給している電源の電圧を検出し、制御回路にフィードバックして電源の供給を停止する短絡保護回路を設ける。
また、フィードバックすることで、自動復帰が可能になる。
このことで上記の目的を達成する。

Ｂ−ＣＡＳカードに供給する電源の電圧を検出し、フィードバックすることで、短絡による発熱や発火を防止することが出来、短絡が開放されると自動復帰が可能である。

本考案具体例として図１に示す。
電源を供給するためトランジスター５のベースにハイレベルが印加されるとトランジスター５のエミッタにハイレベルが出力される。トランジスター５のエミッタには、電源に接続されている抵抗器６が接続されている。
トランジスター５のエミッタから抵抗器１を通りトランジスター２のベースにハイレベルが入力されるとトランジスター２は飽和する。

トランジスター２が飽和すると抵抗器３を通して、トランジスター４のベースがＧＮＤ側に引っ張られトランジスター４が飽和し、抵抗器７を通り電源が供給される。
負荷側とトランジスター５のエミッタ間に挿入されているダイオード８は、負荷側がカソード、トランジスター５のエミッタ側にアノードになるようにそれぞれ接続されている。

次に短絡保護回路の一連の動作を説明する。
負荷が重くなり抵抗器７に流れる電流が増加すると供給する電源電圧が降下する。
トランジスター５のエミッタ電圧に対して負荷側の電圧が降下した場合、ダイオード８を通り負荷側に電流が流れるためトランジスター５のエミッタ電圧は降下して、トランジスター２のベースに掛かる電圧も下がり、トランジスター２は遮断する。トランジスター２のベースに掛かる電圧は供給する電源電圧と抵抗器１と抵抗器９の定数で決まる。
トランジスター２が遮断するとトランジスター４のベースに電流が流れなくなり、トランジスター４も遮断し電源を供給しなくなる。

ここで、電源に接続されている抵抗器６、ダイオード８を通り、負荷側に接続されて電流が流れるようになっている。
負荷が軽くなるとそれに伴う電圧が発生して、トランジスター４のベースに電圧が加わることで、上記の動作に戻り、自動復帰が可能となる。

本考案具体例での負荷に対する負荷電流増加時の電流−電圧特性を図３に、負荷電流減少時の電流−電圧特性を図４に示す。
負荷が重くなるに連れ電流が増加して電圧が降下する。電流が３４０ｍＡ程度流れた時点で、電圧が１．２Ｖ程度になり短絡保護回路が働き電源供給を停止する。
負荷が軽くなり、電圧が回復するに従い電源供給を開始する。

したがって、本考案は、供給側の電圧を入力側にフィードバックすることで、短絡保護の動作を行う。
また、短絡された状態でも供給側の負担にならない範囲の電流を負荷側に流すことで自動復帰を可能にしている。

；本発明の回路図を示す。 ；従来の回路図を示す。 ；本発明の負荷に対する負荷電流増加時の電流−電圧特性図を示す。 ；本発明の負荷に対する負荷電流減少時の電流−電圧特性図を示す。

１，３，６，７，９，１０１，１０３ 抵抗器、２，４，５，１０２，１０４ トランジスター、８，ダイオード

Claims (1)

1. 電源の供給を制御する第一のトランジスターと上記第一のトランジスターのコレクターから出力される電源の電流を制限する電流制限抵抗と、
   上記第一のトランジスターの飽和・遮断を制御する第二のトランジスターと、
   上記第一のトランジスターのベースと上記第二のトランジスターのコレクターに接続された第一の抵抗器と、
   上記第二のトランジスターのベースに接続されている第二の抵抗器と、
   電源回路を制御する信号をベースに入力する第三のトランジスターと
   上記第三のトランジスターのエミッタに接続されて電源に接続されているエミッタ抵抗と、
   上記第三のトランジスターのエミッタと上記第二のトランジスターのベースの間に上記第二の抵抗器が接続されていて、
   上記電流制限抵抗の負荷側と第三のトランジスターのエミッタ間に挿入されているダイオードで構成され、
   上記第三のトランジスターを定電流電源回路として使用することを特徴とする電源保護回路。

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