JP7239793B1 - 入力保護装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、電気機器10のブロック図である。電気機器10(電子機器も含む)は、電源装置12と、入力保護装置14と、後段回路(負荷)16とを有する。入力保護装置14及び後段回路16は、例えば単一のプリント基板上に形成される。後段回路16は、電源装置12によって供給される電力によって動作する。後段回路16は、大容量のコンデンサ20(電解コンデンサ等)を有する。入力保護装置14は、電源装置12と後段回路16との間に介在する。
入力電圧VIN:電源装置12から入力保護装置14に供給される電圧の値。
逆起電力ΔVIN_R:電源装置12と入力保護装置14とを接続するケーブルの抵抗によって発生する逆起電力の値。
逆起電力ΔVIN_L:電源装置12と入力保護装置14とを接続するケーブルのインダクタンスによって発生する逆起電力の値。
電流Iin:入力保護装置14から後段回路16に供給される電流の値。
電流制限値ILIM´:入力保護装置14に設定される電流Iinの制限値(可変値)。
電流制限値ILIM:電流制限値ILIM´の上限値。
充電電圧VIN_INT:後段回路16のコンデンサ20の電圧値。
可変抵抗Rset´:抵抗設定回路40(図2)の抵抗値(可変値)。
設定抵抗Rset:可変抵抗Rset´の下限値。
入力保護装置14は、電源装置12から後段回路16に供給される電力に異常がある場合に、電源装置12と後段回路16とを遮断して後段回路16を保護する。入力保護装置14は、入力保護部22と、制限値変更部24とを有する。
[3-1 第1実施形態]
[構成]
図2は、第1実施形態に係る入力保護装置14の回路図である。入力保護装置14は、電子ヒューズ36と、RCローパスフィルタ回路38と、抵抗設定回路40とを有する。電子ヒューズ36は、図1で示される入力保護部22に相当する。RCローパスフィルタ回路38及び抵抗設定回路40は、図1で示される制限値変更部24に相当する。
入力保護装置14は、可変抵抗Rset´が備えられていることに1つの特徴がある。ここで、可変抵抗Rset´が備えられていない場合の入力保護装置14の動作と、可変抵抗Rset´が備えられている場合の入力保護装置14の動作とを比較する。
可変抵抗Rset´が備えられていない場合の入力保護装置14を参考例とする。図3A~図3Eの各々は、参考例による入力保護装置14の各々の値の時間変化を示すタイムチャートである。図3Aは、入力電圧VINのタイムチャートである。図3Bは、逆起電力ΔVIN_Rのタイムチャートである。図3Cは、逆起電力ΔVIN_Lのタイムチャートである。図3Dは、電流Iinのタイムチャートである。図3Eは、充電電圧VIN_INTのタイムチャートである。なお、説明の便宜のために、図3A~図3Eはデフォルメされている。
図4A~図4Hの各々は、第1実施形態に係る入力保護装置14の各々の値の時間変化を示すタイムチャートである。図4Aは、入力電圧VINのタイムチャートである。図4Bは、逆起電力ΔVIN_Rのタイムチャートである。図4Cは、逆起電力ΔVIN_Lのタイムチャートである。図4Dは、電流Iinのタイムチャートである。図4Eは、起動信号のタイムチャートである。図4Fは、可変抵抗Rset´のタイムチャートである。図4Gは、電流制限値ILIM´のタイムチャートである。図4Hは、充電電圧VIN_INTのタイムチャートである。なお、図3A~図3Eと同様に、図4A~図4Hはデフォルメされている。
図5は、第2実施形態に係る入力保護装置14の回路図である。第2実施形態は、第1実施形態の改良例である。第2実施形態に係る入力保護装置14の基本的な構成は、第1実施形態に係る入力保護装置14の構成と同じである。
上記実施形態においては、外部から供給される起動信号が、RCローパスフィルタ回路38を介して抵抗設定回路40に備えられたFET60のゲート端子にゲート信号として供給される場合を例に説明したが、これに限定されない。他の出力回路(例えばプロセッサ等)により出力されるゲート信号が、FET60のゲート端子に供給されてもよい。この場合、他の出力回路は、ゲート信号の大きさを徐々に大きくする。
上記実施形態及び変形例に関し、更に以下の付記を開示する。
16…後段回路(負荷) 24…制限値変更部
26…スイッチ部 28…スイッチ制御部
30…低電圧保護部 32…電流制限部
36…電子ヒューズ(集積回路)
38…RCローパスフィルタ回路 40…抵抗設定回路
58…固定抵抗 60…FET
62…ノイズ防止用抵抗
Claims (6)
- 電源投入時に電源から負荷に供給される電流を制限する入力保護装置であって、
前記電源と前記負荷との間に介在して前記電源と前記負荷との接続と遮断とを切り替え可能なスイッチ部と、
外部から供給される起動信号に応じて前記スイッチ部を制御して前記電源と前記負荷とを接続するスイッチ制御部と、
前記電源による入力電圧が所定の電圧閾値以下である場合に前記スイッチ部を制御して前記電源と前記負荷とを遮断する低電圧保護部と、
前記負荷に供給される電流を制限値以下に制限する電流制限部と、
前記起動信号の受信後に、前記入力電圧が前記電圧閾値以下にならないように前記制限値を時間経過と共に大きくする制限値変更部と、
を備える、入力保護装置。 - 請求項1に記載の入力保護装置であって、
前記スイッチ部、前記スイッチ制御部、前記低電圧保護部及び前記電流制限部は、単一の集積回路に含まれる、入力保護装置。 - 請求項2に記載の入力保護装置であって、
前記制限値変更部は、前記集積回路に接続され、予め設定される下限値まで抵抗値を低下可能な抵抗設定回路を有し、
前記制限値は、前記抵抗設定回路の抵抗値に応じて変化する、入力保護装置。 - 請求項3に記載の入力保護装置であって、
前記抵抗設定回路は、抵抗値が一定の固定抵抗とFETとが直列に接続された直列回路を有し、
前記制限値変更部は、前記抵抗設定回路の抵抗値を変化させるためのゲート信号を前記FETに出力する出力回路を有する、入力保護装置。 - 請求項4に記載の入力保護装置であって、
前記出力回路は、前記起動信号を用いて、前記抵抗設定回路の抵抗値を変化させるRCローパスフィルタ回路を更に有する、入力保護装置。 - 請求項4又は5に記載の入力保護装置であって、
前記制限値変更部は、前記FETのソース端子と前記FETのドレイン端子とに接続され、抵抗値が前記固定抵抗よりも大きいノイズ防止用抵抗を有する、入力保護装置。
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