JPH04245715A - Non-contact-making switching circuit and power supply device - Google Patents

Non-contact-making switching circuit and power supply device

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JPH04245715A
JPH04245715A JP3029371A JP2937191A JPH04245715A JP H04245715 A JPH04245715 A JP H04245715A JP 3029371 A JP3029371 A JP 3029371A JP 2937191 A JP2937191 A JP 2937191A JP H04245715 A JPH04245715 A JP H04245715A
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JP
Japan
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circuit
power supply
power
contact switch
bias
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Application number
JP3029371A
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Japanese (ja)
Inventor
Kunikatsu Yoshii
吉井 國勝
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE:To extend the service life of a contactless switching circuit and to improve its reliability by attaining the contactless switching circuit using an n-channel MOS transistor(TR) by a simple circuit constitution. CONSTITUTION:The contactless switch circuit is provided with an n-channel MOS field effect transistor(FET) inserted into a negative pole side feeder to a load 50 in series so that its source electrode S and drain electrode D are respectively connected to the power supply side and the load side, a bias circuit 52 for applying a bias voltage to the gate electrode G of the MOS FET 51 to turn on the MOS FET 51 and a bias stopping circuit 53 for turning the MOS FET 51 to an OFF state by stopping the impression of the bias voltage by the circuit 52.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、NチャネルのMOS形
電界効果トランジスタを用いた無接点スイッチ回路、お
よびこの無接点スイッチ回路を用いた電源装置に関する
。本発明に係る無接点スイッチ回路は特に直流の大電流
をオン/オフするのに適しており、大容量電源装置、充
電器、大電流回路等における直流電流のオン/オフ回路
に利用できる。かかる大容量の直流電流をオン/オフす
る回路としては無接点化による信頼性の向上や長寿命化
が要望されている。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-contact switch circuit using an N-channel MOS field effect transistor, and a power supply device using this non-contact switch circuit. The non-contact switch circuit according to the present invention is particularly suitable for turning on/off a large DC current, and can be used in a DC current on/off circuit in a large capacity power supply, a charger, a large current circuit, etc. There is a demand for circuits that turn on/off such a large amount of direct current to have improved reliability and extended life by being contactless.

【0010】0010

【従来の技術】従来、大容量の直流電流をオン/オフす
る回路としては、ナイフスイッチやノーヒューズブレー
カ(サーキットブレーカ)が知られている。これらは全
て機械的接点構造により直流電流をオン/オフするもの
である。
2. Description of the Related Art Conventionally, knife switches and no-fuse breakers (circuit breakers) have been known as circuits for turning on and off a large amount of direct current. All of these devices turn on/off direct current using mechanical contact structures.

【0011】上述した従来の直流電流オン/オフ回路は
、機械的接点により直流電流のオン/オフをするもので
あるため、特に大容量の直流電流である場合には、直流
電流のオン/オフの切替え時に接点に発生するスパーク
により接点が損傷を受けやすく、その寿命や信頼性に問
題があった。そこでトランジスタ等の半導体素子を用い
て接点を無接点化する方法が考えられるが、かかる半導
体素子は導通時における半導体素子での電力損失が大き
いため、特に大容量の直流電流をオン/オフする回路に
は不向きであり、従来は上述した機械的接点構造による
回路が寿命や信頼性に問題がありながらも専ら利用され
ていた。
[0011] The conventional DC current on/off circuit described above turns the DC current on/off using mechanical contacts. The contacts were easily damaged by the sparks generated at the contacts during switching, and there were problems with their lifespan and reliability. Therefore, a method can be considered to make the contacts non-contact using semiconductor elements such as transistors, but such semiconductor elements have a large power loss when conducting, so especially in circuits that turn on/off large amounts of direct current. Conventionally, circuits based on the above-mentioned mechanical contact structure have been used exclusively, even though they have problems with lifespan and reliability.

【0012】一方、近年においては、低損失のMOS形
電界効果トランジスタ(以下、単にMOS形トランジス
タと称する)が開発されて実用化される段階にまでなっ
たので、このMOS形トランジスタを機械的接点構造の
代わりに用いて無接点化することが考えられるようにな
った。特にNチャネルMOS形トランジスタは導通時の
電力損失が小さいため、その利用が要望されている。
On the other hand, in recent years, low-loss MOS field effect transistors (hereinafter simply referred to as MOS transistors) have been developed and have reached the stage where they are put into practical use. It became possible to consider using it in place of the structure to make it contactless. In particular, the use of N-channel MOS transistors is desired because their power loss during conduction is small.

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】NチャネルのMOS形
トランジスタを用いて直流電流のオン/オフ回路を構成
するには、一般には、負荷への正極側給電線に直列にソ
ースを電源側にドレインを負荷側にしてMOS形トラン
ジスタを挿入し、そのゲート・ソース間電圧を制御する
ことでMOS形トランジスタをオン/オフさせて直流電
流の供給/遮断を行う。
[Problems to be Solved by the Invention] In order to construct a DC current on/off circuit using an N-channel MOS transistor, the source is connected in series with the positive power supply line to the load, and the drain is connected to the power supply side. A MOS type transistor is inserted with the voltage on the load side, and by controlling its gate-source voltage, the MOS type transistor is turned on/off to supply/cut off direct current.

【0021】ところが、MOS形トランジスタをオンさ
せるためには、ソースよりもゲートの電圧を正側に高く
しなければならないが、そのためには電源電圧よりも高
いゲート電圧を生成する必要がある。しかし、通常の場
合、このような高い電圧は回路内に存在しないため、回
路的に特別の工夫をしてゲート電圧を生成することが必
要となり、その回路構成は複雑なものとなってしまう。
However, in order to turn on a MOS transistor, it is necessary to make the gate voltage higher than the source voltage to the positive side, and for this purpose, it is necessary to generate a gate voltage higher than the power supply voltage. However, in normal cases, such a high voltage does not exist in the circuit, so it is necessary to create a gate voltage with special circuitry, resulting in a complicated circuit configuration.

【0022】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、NチャネルMOS形
トランジスタを用いた無接点スイッチ回路を簡単な回路
構成で実現し、無接点スイッチ回路の長寿命化、信頼性
の向上を図ることにある。また本発明の他の目的は、か
かる無接点スイッチ回路を使用した電源装置を提供する
ことにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to realize a non-contact switch circuit using an N-channel MOS transistor with a simple circuit configuration, and to improve the performance of the non-contact switch circuit. The aim is to extend life and improve reliability. Another object of the present invention is to provide a power supply device using such a non-contact switch circuit.

【0030】[0030]

【課題を解決するための手段】図1は本発明に係る原理
説明図である。上述の課題を解決するために、本発明に
係る無接点スイッチは、負荷50への負極側給電線に直
列に、ソース電極Sを電源側にドレイン電極Dを負荷側
にして挿入されたNチャネルのMOS形電界効果トラン
ジスタ51と、MOS形電界効果トランジスタ51のゲ
ート電極Gにバイアス電圧を印加してMOS形電界効果
トランジスタ51をオン状態にするバイアス回路52と
、バイアス回路52によるバイアス電圧の印加を停止さ
せてMOS形電界効果トランジスタ51をオフ状態にす
るバイアス停止回路53とを備えたものである。
[Means for Solving the Problems] FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention. In order to solve the above-mentioned problems, the non-contact switch according to the present invention has an N-channel switch inserted in series with the negative power supply line to the load 50 with the source electrode S on the power supply side and the drain electrode D on the load side. a MOS field effect transistor 51; a bias circuit 52 that applies a bias voltage to the gate electrode G of the MOS field effect transistor 51 to turn on the MOS field effect transistor 51; and application of the bias voltage by the bias circuit 52. The bias stop circuit 53 stops the MOS type field effect transistor 51 and turns it off.

【0031】また本発明に係る無接点スイッチ回路は、
上述の無接点スイッチ回路において、負荷50に流れる
過電流を検知する過電流検知回路54を更に備え、過電
流検知回路54により過電流が検知されと時にはMOS
形電界効果トランジスタ51へのバイアス電圧の印加を
停止させてそれをオフ状態にするように構成される。
[0031] Furthermore, the non-contact switch circuit according to the present invention includes:
The above-mentioned non-contact switch circuit further includes an overcurrent detection circuit 54 that detects an overcurrent flowing through the load 50, and when an overcurrent is detected by the overcurrent detection circuit 54, the MOS
The device is configured to stop applying a bias voltage to the field effect transistor 51 and turn it off.

【0032】また本発明に係る無接点スイッチ回路は、
上述の各無接点スイッチ回路において、バイアス回路5
2はMOS形電界効果トランジスタのソース電極・ゲー
ト電極間に印加するバイアス電圧を電源の出力電圧を分
圧して生成する分圧器であり、バイアス停止回路53は
MOS形電界効果トランジスタのゲート電極をソース電
極に短絡させるスイッチ手段であるように構成される。
[0032] Furthermore, the non-contact switch circuit according to the present invention includes:
In each non-contact switch circuit described above, the bias circuit 5
2 is a voltage divider that generates a bias voltage to be applied between the source electrode and the gate electrode of the MOS field effect transistor by dividing the output voltage of the power supply, and the bias stop circuit 53 divides the gate electrode of the MOS field effect transistor from the source. It is configured to be a switch means for shorting the electrodes.

【0033】また本発明に係る電源装置は、交流電源6
1からの交流電力を直流電力に変換して負荷に給電する
交流/直流変換回路62と、直流電源63と、直流電源
63と負荷50との間に挿入されて直流電源63から負
荷への直流電力の給電をオン/オフする上述の何れかの
無接点スイッチ回路とを備えたものである。
Further, the power supply device according to the present invention has an AC power supply 6
An AC/DC conversion circuit 62 that converts AC power from 1 to DC power and supplies power to a load; a DC power supply 63; It is equipped with any of the above-mentioned non-contact switch circuits that turn on/off the power supply.

【0034】また本発明に係る電源装置は、上述の電源
装置において、交流電源61からの交流電力の給電停止
を検知する交流給電停止検知回路64を更に備え、無接
点スイッチ回路は交流電力の給電中はオフ状態であるが
、交流給電停止検知回路64により交流電力の給電停止
が検知された時にはオン状態となって交流/直流変換回
路62に代わって直流電源63からの直流電力を負荷に
給電するように構成される。
Further, the power supply device according to the present invention is the above-described power supply device, further comprising an AC power supply stop detection circuit 64 that detects the stoppage of the supply of AC power from the AC power supply 61, and the non-contact switch circuit detects the stoppage of the supply of AC power from the AC power supply 61. The inside is in the off state, but when the AC power supply stop detection circuit 64 detects that the AC power supply has stopped, it becomes the on state and supplies DC power from the DC power supply 63 to the load instead of the AC/DC conversion circuit 62. configured to do so.

【0035】また本発明に係る電源装置は、直流電源6
3がバッテリーであり、バッテリーの過放電を検知する
過放電検知回路65を更に備え、過放電検知回路65に
より直流電源63の過放電が検知された時には無接点ス
イッチ回路をオフにするように構成される。
Further, the power supply device according to the present invention includes a DC power supply 6
3 is a battery, further comprising an over-discharge detection circuit 65 for detecting over-discharge of the battery, and configured to turn off the non-contact switch circuit when over-discharge of the DC power supply 63 is detected by the over-discharge detection circuit 65. be done.

【0036】また本発明に係る電源装置は、上述の各電
源装置において、交流/直流変換回路62からの直流電
力および無接点スイッチ回路からの直流電力は、安定化
直流電源回路67を介して負荷に給電されるように構成
される。
Further, in the power supply device according to the present invention, in each of the power supply devices described above, the DC power from the AC/DC conversion circuit 62 and the DC power from the non-contact switch circuit are supplied to the load via the stabilized DC power supply circuit 67. configured to be powered by the

【0040】[0040]

【作用】本発明に係る無接点スイッチ回路では、バアイ
ス回路52で生成したバイアス電圧をMOS形電界効果
トランジスタ51のゲート電極Gに印加することで、そ
れをオンにし、バイアス停止回路53でバイアス電圧の
印加停止することでオフにすることで、回路のオン/オ
フを制御している。
[Operation] In the non-contact switch circuit according to the present invention, the bias voltage generated by the bias circuit 52 is applied to the gate electrode G of the MOS type field effect transistor 51 to turn it on, and the bias voltage is turned on by the bias stop circuit 53. The on/off of the circuit is controlled by turning it off by stopping the application of .

【0041】また負荷に過電流が流れた場合には、過電
流検知回路54でそれを検知し、それに応じてMOS形
電界効果トランジスタ51へのバイアス電圧印加を停止
してそれをオフにし、過電流から回路を保護している。
Furthermore, when an overcurrent flows through the load, the overcurrent detection circuit 54 detects it, and accordingly stops applying bias voltage to the MOS field effect transistor 51 to turn it off. Protects the circuit from electrical current.

【0042】バイアス回路52としては電源電圧を分圧
する例えば抵抗分圧器等の分圧回路を用いることができ
、バイアス停止回路53としてはトランジスタ51のゲ
ート・ソース間を短絡するスイッチを用いることができ
、これにより回路構成を簡素化することができる。
As the bias circuit 52, a voltage dividing circuit such as a resistor voltage divider can be used to divide the power supply voltage, and as the bias stop circuit 53, a switch can be used to short-circuit between the gate and source of the transistor 51. , This allows the circuit configuration to be simplified.

【0043】また本発明に係る電源装置では、通常時は
交流電源61、バックアップ時には直流電源63から負
荷に電力供給を行う。この場合、バックアップ時におけ
る直流電源63から負荷50への給電のオンを上述の無
接点スイッチ回路を用いて制御しているが、MOS形電
界効果トランジスタ51を用いているため、給電時にお
ける給電ライン部分での電力損失が小さくなる。また後
段に直流安定化電源等があった場合にはその入力条件が
緩和される。
Further, in the power supply device according to the present invention, power is supplied to the load from the AC power supply 61 during normal times and from the DC power supply 63 during backup. In this case, turning on the power supply from the DC power supply 63 to the load 50 during backup is controlled using the above-mentioned non-contact switch circuit, but since the MOS type field effect transistor 51 is used, the power supply line during power supply is The power loss in the area is reduced. Furthermore, if there is a DC stabilized power supply or the like in the subsequent stage, the input conditions are relaxed.

【0044】また交流電源61が停電した時には交流給
電停止検知回路64によりそれが直ちに検知されて、無
接点スイッチ回路を切り替えて直流電源63側から給電
を行うようにしており、停電時における負荷への給電の
瞬断等を防止できる。
Furthermore, when the AC power supply 61 experiences a power outage, it is immediately detected by the AC power supply stop detection circuit 64, and the non-contact switch circuit is switched to supply power from the DC power supply 63 side. It is possible to prevent instantaneous interruptions in the power supply.

【0045】また直流電源63としてバッテリーを用い
た場合には、そのバッテリーの過放電を過放電検知回路
65で検知し、過放電時には無接点スイッチ回路を開い
てバッテリーからの給電を停止し、その過放電を防止す
ることができる。
When a battery is used as the DC power source 63, over-discharge of the battery is detected by the over-discharge detection circuit 65, and when the battery is over-discharged, the non-contact switch circuit is opened to stop the power supply from the battery. Overdischarge can be prevented.

【0046】負荷50への給電は、直流安定化電源67
を介することで、より安定な直流電圧の供給が可能であ
る。
Power is supplied to the load 50 by a DC stabilized power supply 67.
It is possible to supply a more stable DC voltage.

【0050】[0050]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。なお、以下に説明する各図を通して同一の回路要
素には同一の参照番号を付すものとする。図2には本発
明の一実施例としての無接点スイッチ回路が示される。 図中、DCINは直流電源からの直流入力、DCOUT
 は負荷に印加される直流出力である。直流入力DCI
Nはそれぞれ正極側給電線5と負極側給電線6により負
荷側に伝えられて直流出力DCOUT となる。
Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the same reference numerals are given to the same circuit elements throughout the figures described below. FIG. 2 shows a non-contact switch circuit as an embodiment of the present invention. In the figure, DCIN is the DC input from the DC power supply, and DCOUT
is the DC output applied to the load. DC input DCI
N is transmitted to the load side by the positive side power supply line 5 and the negative side power supply line 6, respectively, and becomes a DC output DCOUT.

【0051】1は大容量の直流電流を扱えるNチャネル
のMOS形トランジスタ(MOS形電界効果トランジス
タ)であり、負極側給電線6に直列に、そのドレインD
を負荷側に、ソースSを電源側にして挿入され、負荷へ
の直流電力の給電をオン/オフできるようになっている
。抵抗器21、22は電源側の給電線5、6間に直列接
続されて抵抗分圧回路2を構成しており、直流入力DC
INの電圧を分圧してMOS形トランジスタ1を導通す
るためのゲート電圧を生成し、ゲートGに印加するよう
にしてある。。スイッチ4はMOS形トランジスタ1の
ゲートGとソースS間を短絡するための回路であり、機
械的スイッチでも半導体スイッチでもよく、小容量のも
ので足りる。
Reference numeral 1 denotes an N-channel MOS type transistor (MOS type field effect transistor) that can handle a large amount of direct current, and its drain D
is inserted on the load side and the source S on the power supply side, so that the supply of DC power to the load can be turned on and off. Resistors 21 and 22 are connected in series between power supply lines 5 and 6 to form a resistive voltage divider circuit 2.
A gate voltage for making the MOS transistor 1 conductive is generated by dividing the voltage at IN, and is applied to the gate G. . The switch 4 is a circuit for shorting the gate G and source S of the MOS transistor 1, and may be a mechanical switch or a semiconductor switch, and a small capacity one is sufficient.

【0052】この実施例回路の動作を説明すると、負荷
へ直流出力DCOUT を給電したい場合には、スイッ
チ4を開いた状態にする。これによりMOS形トランジ
スタ1は抵抗分圧回路2からゲート電圧が印加されて導
通し、直流入力DCINが負荷側に直流出力DCOUT
 として印加される。
To explain the operation of this embodiment circuit, when it is desired to supply the DC output DCOUT to the load, the switch 4 is opened. As a result, the gate voltage is applied to the MOS transistor 1 from the resistor voltage divider circuit 2 and it becomes conductive, and the DC input DCIN becomes the DC output DCOUT on the load side.
is applied as .

【0053】一方、負荷への電力供給を遮断したい場合
には、スイッチ4を閉じる。これによりMOS形トラン
ジスタ1のゲート・ソース間は短絡されて、MOS形ト
ランジスタ1は遮断され、負荷への給電は遮断される。
On the other hand, when it is desired to cut off the power supply to the load, the switch 4 is closed. As a result, the gate and source of the MOS transistor 1 are short-circuited, the MOS transistor 1 is cut off, and the power supply to the load is cut off.

【0054】本発明の実施にあたっては種々の変形形態
が可能である。例えば、MOS形トランジスタ1にゲー
ト電圧を印加する回路は実施例の抵抗分圧回路2に限ら
れるものではなく、例えばツェナーダイオードを用いて
ゲート電圧を発生する回路、あるいは電池を用いてゲー
ト電圧を発生する回路などであってもよい。
Various modifications are possible in implementing the invention. For example, the circuit that applies the gate voltage to the MOS transistor 1 is not limited to the resistor voltage divider circuit 2 of the embodiment, but may be a circuit that generates the gate voltage using a Zener diode, or a circuit that generates the gate voltage using a battery. It may also be a circuit that generates the signal.

【0055】図3には本発明の他の実施例が示される。 上述の実施例と相違する点は、過電流検知部8とスイッ
チ7を備えていることである。過電流検知部8は負極側
給電線6のMOS形トランジスタ1より電源側に直列に
挿入されており、負荷に過電流が流れた時にそれを検知
するものである。スイッチ7は自己保持機能とその解除
機能を持つスイッチ回路であり、過電流検知部8から過
電流検知信号を受信することでオフからオンに切り替わ
りその状態を自己保持するように構成され、オンになる
ことでMOS形トランジスタ1のゲートGをソースSに
短絡するように回路接続されている。
Another embodiment of the invention is shown in FIG. The difference from the above embodiment is that an overcurrent detection section 8 and a switch 7 are provided. The overcurrent detection section 8 is inserted in series on the power supply side from the MOS transistor 1 of the negative power supply line 6, and detects when an overcurrent flows through the load. The switch 7 is a switch circuit that has a self-holding function and its release function, and is configured to switch from off to on by receiving an overcurrent detection signal from the overcurrent detection section 8, and to self-maintain that state. Thus, the circuit is connected so that the gate G of the MOS transistor 1 is short-circuited to the source S.

【0056】このような過電流検知機構を備えていると
、負荷に回路を遮断すべきような過電流が流れた時には
、過電流検知部8がこれを検知して過電流検知信号をス
イッチ7に送出し、スイッチ7がオンとなり、それによ
りMOS形トランジスタ1を遮断して、負荷への電力供
給を遮断して、回路を保護することができる。
If such an overcurrent detection mechanism is provided, when an overcurrent that requires circuit interruption flows through the load, the overcurrent detection section 8 detects this and sends an overcurrent detection signal to the switch 7. The switch 7 is turned on, thereby cutting off the MOS transistor 1, cutting off the power supply to the load, and protecting the circuit.

【0057】この過電流検知部8の接続位置は図3の実
施例に限られるものではなく、例えば図4に示されるよ
うに正極側給電線5に直列に挿入してもよいし、図5に
示されるように負極側給電線6のMOS形トランジスタ
1より負荷側に直列に挿入してもよい。
The connection position of the overcurrent detection section 8 is not limited to the embodiment shown in FIG. 3; for example, it may be inserted in series with the positive power supply line 5 as shown in FIG. As shown in FIG. 3, it may be inserted in series on the load side of the negative power supply line 6 from the MOS transistor 1.

【0058】次に上述の無接点スイッチ回路を使用した
本発明の電源装置について説明する。この種の電源装置
は、通常時には交流電源で動作しており、その停電時に
はバックアップ用のバッテリーなどの直流電源に切り替
えて装置を作動させるものであり、交流電源の停電時に
もシステムダウンを起こさないようにする電源装置であ
る。
Next, a power supply device of the present invention using the above-mentioned non-contact switch circuit will be explained. This type of power supply device normally operates on AC power, but in the event of a power outage, it switches to a DC power source such as a backup battery to operate the device, so the system will not go down even in the event of an AC power outage. This is a power supply device that allows you to

【0059】図6にはかかる電源装置の従来の基本的構
成が示される。図中、ACINは商用交流などの交流電
源からの交流入力、DCINはバックアップ用バッテリ
ーなどの直流電源からの直流入力、DCOUT は負荷
に印加される直流出力である。交流入力ACINは電源
トランス11で所定の電圧に変換され更に整流平滑部1
2で整流、平滑されて直流化され、その後に直流安定化
電源13に入力され、安定化された直流出力DCOUT
 として負荷に給電される。また直流入力DCINは逆
流防止用ダイオード14を介して直流安定化電源13に
入力されており、交流電源の停電時に、交流入力ACI
Nに代わって直流安定化電源13に直流入力を供給し、
バックアップを行う。
FIG. 6 shows a conventional basic configuration of such a power supply device. In the figure, ACIN is an AC input from an AC power source such as a commercial AC, DCIN is a DC input from a DC power source such as a backup battery, and DCOUT is a DC output applied to a load. The AC input ACIN is converted to a predetermined voltage by the power transformer 11, and then the rectifier and smoother 1
2, the DC output is rectified, smoothed, and converted to DC, and then input to the DC stabilized power supply 13, where the DC output is stabilized.
Power is supplied to the load as In addition, the DC input DCIN is input to the DC stabilized power supply 13 via the reverse current prevention diode 14, so that in the event of a power outage of the AC power supply, the AC input ACI
Supplying DC input to the DC stabilized power supply 13 instead of N,
Perform a backup.

【0060】かかる電源装置においては、通常動作時に
直流入力DCINから直流安定化電源13に給電されて
しまうことを防止するため、通常動作時には直流入力D
CINの電圧VINがダイオード14の出力側電圧VO
UT よりも低くなるように設計されている。ところで
、このような回路では次のような問題がある。
In such a power supply device, in order to prevent power from being supplied to the DC stabilized power supply 13 from the DC input DCIN during normal operation, the DC input D
The voltage VIN of CIN is the output side voltage VO of the diode 14
It is designed to be lower than UT. However, such a circuit has the following problems.

【0061】a .大電流を使用する場合には、バック
アップ時にダイオード14に大電流が流れ、このダイオ
ード14における電圧低下と電力損失が大きい。しかし
、バックアップ時にバッテリーを長時間にわたり使用で
きるようにするためには、かかる電圧低下と電力損失は
極力小さくすることが必要とされる。
a. When using a large current, a large current flows through the diode 14 during backup, resulting in a large voltage drop and power loss in the diode 14. However, in order to be able to use the battery for a long time during backup, it is necessary to minimize such voltage drop and power loss.

【0062】b .ダイオード14は逆流防止用のダイ
オードであるから、交流入力ACINで作動している通
常の動作時には、整流平滑部12の出力電圧よりも直流
入力VINの電圧VINを低くしなければならない。こ
の条件を交流入力ACINの入力電圧変動範囲にわたっ
て満足させるには、交流入力ACINの最低入力電圧値
を直流入力DCINの最大入力電圧値よりも更に高くす
る必要がある。 この結果、直流安定化電源13は入力電圧使用動作範囲
が必然的に広範囲のものが要求されるようになり、かか
る直流安定化電源は部品耐電圧特性上不利であり、コス
トも高くなる。
b. Since the diode 14 is a reverse current prevention diode, the voltage VIN of the DC input VIN must be lower than the output voltage of the rectifying and smoothing section 12 during normal operation using the AC input ACIN. In order to satisfy this condition over the input voltage fluctuation range of the AC input ACIN, it is necessary to make the minimum input voltage value of the AC input ACIN higher than the maximum input voltage value of the DC input DCIN. As a result, the DC stabilized power supply 13 is necessarily required to have a wide input voltage operating range, and such a DC stabilized power supply is disadvantageous in terms of component voltage withstand characteristics and increases in cost.

【0063】このような問題点は前述した本発明にかか
る無接点スイッチ回路を電源装置に使用することで解決
される。図7にはその実施例が示される。この実施例装
置では、逆流防止用ダイオード14に代えて、図2に示
した無接点スイッチ回路を介して直流入力DCINが直
流安定化電源13の入力側に供給されるようになってい
る。この実施例装置では、交流入力ACINが停電した
場合には、スイッチ4をオフにしてMOS形トランジス
タ1を導通させ、直流入力DCINを直流安定化電源1
3に入力させて、安定化された直流出力DCOUT を
負荷に供給する。
[0063] Such problems can be solved by using the above-described non-contact switch circuit according to the present invention in a power supply device. An example thereof is shown in FIG. In this embodiment, instead of the backflow prevention diode 14, the DC input DCIN is supplied to the input side of the DC stabilized power supply 13 via the non-contact switch circuit shown in FIG. In this embodiment, when the AC input ACIN is out of power, the switch 4 is turned off to make the MOS transistor 1 conductive, and the DC input DCIN is connected to the DC stabilized power supply 1.
3 to supply the stabilized DC output DCOUT to the load.

【0064】この図7の電源装置では、MOS形トラン
ジスタ1における電圧低下および電圧損失は僅かである
。また通常時にはMOS形トランジスタ1により直流入
力DCINは遮断されているため、交流入力ACIN側
との間で電圧値の調整を行う必要がなく、したがって直
流安定化電源13の入力電圧使用動作範囲を小さくする
ことができる。
In the power supply device of FIG. 7, the voltage drop and voltage loss in MOS transistor 1 are small. In addition, since the DC input DCIN is normally cut off by the MOS transistor 1, there is no need to adjust the voltage value between it and the AC input ACIN side, thus reducing the input voltage operating range of the DC stabilized power supply 13. can do.

【0065】この図7のスイッチ4は交流入力ACIN
が停電したことを自動的に検知してオフになるように構
成すれば、停電時にも瞬断することなく負荷への給電を
自動的に継続することができる。図8にはかかる構成の
本発明の他の実施例としての電源装置が示される。図中
、9はホトカップラであって、スイッチ4の代わりに回
路に挿入されている。このホトカップラ9の一次側はト
ランス11の出力側に接続されており、二次側がMOS
形トランジスタ1のゲート・ソース間に接続されている
。 このホトカップラ9の二次側は交流入力ACINがある
時には導通、交流入力ACINの停電時には遮断となる
。よって、交流入力ACINが入力されている通常動作
時にはMOS形トランジスタ1はオフであって直流入力
DCINからの給電を禁止し、停電時にはオンとなって
直流入力DCINから直流安定化電源13に給電を行う
ように動作する。
Switch 4 in FIG. 7 is an AC input ACIN.
If the system is configured to automatically detect a power outage and turn off, it is possible to automatically continue supplying power to the load without momentary interruption even in the event of a power outage. FIG. 8 shows a power supply device having such a configuration as another embodiment of the present invention. In the figure, 9 is a photocoupler, which is inserted into the circuit instead of the switch 4. The primary side of this photocoupler 9 is connected to the output side of the transformer 11, and the secondary side is a MOS
It is connected between the gate and source of the type transistor 1. The secondary side of this photocoupler 9 is conductive when there is an AC input ACIN, and is cut off when the AC input ACIN is out of power. Therefore, during normal operation when the AC input ACIN is input, the MOS transistor 1 is off and prohibits power supply from the DC input DCIN, and during a power outage, it is turned on and supplies power from the DC input DCIN to the DC stabilized power supply 13. Work like you do.

【0066】このホトカップラ9の接続位置は勿論、ト
ランス11の二次側に限られるものではなく、例えば図
9に示されるようにトランス11の一次側にしてもよい
。またホトカップラの代わりに機械的接点構造のリレー
回路や半導体スイッチ等で回路を構成するものであって
も勿論よい。なお、電源装置の試験等のメンテナンス時
を考慮して、メンテナンス時にはこのホトカップラの動
作を意図的に禁止し、手動スイッチによりMOS形トラ
ンジスタ1をオン/オフさせるように回路を構成するこ
とも勿論可能である。
Of course, the connection position of the photocoupler 9 is not limited to the secondary side of the transformer 11, but may be connected to the primary side of the transformer 11, for example, as shown in FIG. Furthermore, the circuit may of course be constructed of a relay circuit having a mechanical contact structure, a semiconductor switch, or the like instead of a photocoupler. In addition, in consideration of maintenance such as testing of the power supply device, it is of course possible to configure the circuit so that the operation of this photocoupler is intentionally prohibited during maintenance and the MOS type transistor 1 is turned on/off using a manual switch. It is.

【0067】またかかる電源装置において、バックアッ
プ時の直流電源としてのバッテリーの過放電を防止する
回路を付加することもでき、図10にはかかる実施例と
しての電源装置が示される。図中、10は過放電検知部
であり、直流入力DCINの電圧(すなわちバックアッ
プ用バッテリーの出力電圧)を監視するように接続され
ており、これが所定の放電終止電圧以下に低下すると、
過放電検知信号をスイッチ7に送出する。スイッチ7は
前述した自己保持機能をもった回路であり、過放電検知
信号を受け取った時にMOS形トランジスタ1のソース
・ドレイン間を短絡してMOS形トランジスタ1をオフ
にし、バッテリーからの給電を停止させてその過放電を
防止するようになっている。この図10の電源装置は、
直流入力DCIN側のバッテリーを充電する充電器とし
て利用することもできる。
Further, in such a power supply device, a circuit for preventing over-discharge of the battery as a DC power source at the time of backup can be added, and FIG. 10 shows a power supply device as such an embodiment. In the figure, 10 is an overdischarge detection section, which is connected to monitor the voltage of the DC input DCIN (i.e., the output voltage of the backup battery), and when this falls below a predetermined discharge end voltage,
Sends an overdischarge detection signal to switch 7. The switch 7 is a circuit with the above-mentioned self-holding function, and when it receives the over-discharge detection signal, it shorts the source and drain of the MOS transistor 1, turns off the MOS transistor 1, and stops power supply from the battery. This is to prevent over-discharge. This power supply device in FIG.
It can also be used as a charger to charge the battery on the DC input DCIN side.

【0080】[0080]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれば
、特別な工夫をした複雑な制御回路を用いなくとも、N
チャネルMOS形電界効果トランジスタのオン/オフを
制御することができる無接点スイッチ回路を提供でき、
それによりスイッチ回路の長寿命化、高信頼性化を図る
ことができる。
Effects of the Invention As explained above, according to the present invention, it is possible to achieve N
It is possible to provide a non-contact switch circuit that can control on/off of a channel MOS type field effect transistor,
This makes it possible to extend the life of the switch circuit and increase its reliability.

【0081】また、かかる無接点スイッチ回路を用いた
本発明の電源装置によれば、直流入力部における電圧降
下を少なくできるため、バッテリーによるバックアップ
時にバックアップ時間を長時間化できると共に、直流安
定化電源等のDC/DCコンバータ部の入力電圧使用範
囲を狭くでき、それにより部品耐電圧特性の軽減、コス
ト低減に寄与することができる。
Further, according to the power supply device of the present invention using such a non-contact switch circuit, since the voltage drop at the DC input section can be reduced, the backup time can be extended during backup with a battery, and the DC stabilized power supply can be The input voltage usage range of the DC/DC converter section can be narrowed, which contributes to reducing component withstand voltage characteristics and cost reduction.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明に係る原理説明図である。FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention.

【図2】本発明の一実施例としての無接点スイッチ回路
を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a non-contact switch circuit as an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の他の実施例の無接点スイッチ回路を示
すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a non-contact switch circuit according to another embodiment of the present invention.

【図4】本発明のまた他の実施例の無接点スイッチ回路
を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a non-contact switch circuit according to another embodiment of the present invention.

【図5】本発明の更に他の実施例の無接点スイッチ回路
を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a non-contact switch circuit according to still another embodiment of the present invention.

【図6】従来の一般的な電源装置を示すブロック図であ
る。
FIG. 6 is a block diagram showing a conventional general power supply device.

【図7】本発明の一実施例としての電源装置を示すブロ
ック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a power supply device as an embodiment of the present invention.

【図8】本発明の他の実施例の電源装置を示すブロック
図である。
FIG. 8 is a block diagram showing a power supply device according to another embodiment of the present invention.

【図9】本発明のまた他の実施例の電源装置を示すブロ
ック図である。
FIG. 9 is a block diagram showing a power supply device according to another embodiment of the present invention.

【図10】本発明の更に他の実施例の電源装置を示すブ
ロック図である。
FIG. 10 is a block diagram showing a power supply device according to still another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:NチャネルのMOS形電界効果トランジスタ2:抵
抗分圧回路 21、22:抵抗器 4、7:スイッチ 5:正極側給電線 6:負極側給電線 8:過電流検知部 9:ホトカップラ 10:過放電検知回路 11:トランス 12:整流平滑部 13:直流安定化電源 14:逆流防止用ダイオード
1: N-channel MOS type field effect transistor 2: Resistor voltage divider circuit 21, 22: Resistor 4, 7: Switch 5: Positive side power supply line 6: Negative side power supply line 8: Overcurrent detection section 9: Photocoupler 10: Overdischarge detection circuit 11: Transformer 12: Rectification smoothing section 13: DC stabilized power supply 14: Backflow prevention diode

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  負荷(50)への負極側給電線に直列
にソース電極を電源側にドレイン電極を負荷側にして挿
入されたNチャネルのMOS形電界効果トランジスタ(
51)と、該MOS形電界効果トランジスタのゲート電
極にバイアス電圧を印加して該MOS形電界効果トラン
ジスタをオン状態にするバイアス回路(52)と、該バ
イアス回路によるバイアス電圧の印加を停止させて該M
OS形電界効果トランジスタをオフ状態にするバイアス
停止回路(53)とを備えた無接点スイッチ回路。
Claim 1: An N-channel MOS field effect transistor (
51), a bias circuit (52) that applies a bias voltage to the gate electrode of the MOS field effect transistor to turn on the MOS field effect transistor, and a bias circuit (52) that stops applying the bias voltage by the bias circuit. The M
A non-contact switch circuit including a bias stop circuit (53) that turns off an OS type field effect transistor.
【請求項2】  負荷に流れる過電流を検知する過電流
検知回路(54)を更に備え、該過電流検知回路により
過電流が検知されと時には該MOS形電界効果トランジ
スタへのバイアス電圧の印加を停止させてそれをオフ状
態にするように構成された請求項1記載の無接点スイッ
チ回路。
2. The overcurrent detection circuit further comprises an overcurrent detection circuit (54) for detecting an overcurrent flowing through the load, and when an overcurrent is detected by the overcurrent detection circuit, a bias voltage is applied to the MOS field effect transistor. 2. The non-contact switch circuit according to claim 1, wherein the non-contact switch circuit is configured to stop and turn it off.
【請求項3】  該バイアス回路は該MOS形電界効果
トランジスタのソース電極・ゲート電極間に印加するバ
イアス電圧を電源電圧を分圧して生成する分圧器であり
、該バイアス停止回路は該MOS形電界効果トランジス
タのゲート電極を該ソース電極に短絡させるスイッチ手
段である請求項1または2記載の無接点スイッチ回路。
3. The bias circuit is a voltage divider that divides a power supply voltage to generate a bias voltage to be applied between the source electrode and the gate electrode of the MOS field effect transistor, and the bias stop circuit generates a bias voltage to be applied between the source electrode and the gate electrode of the MOS field effect transistor. 3. The non-contact switch circuit according to claim 1, wherein the non-contact switch circuit is a switch means for short-circuiting a gate electrode of an effect transistor to the source electrode.
【請求項4】  交流電源(61)からの交流電力を直
流電力に変換して負荷に給電する交流/直流変換回路(
62)と、直流電源(63)と、該直流電源と該負荷と
の間に挿入されて該直流電源から該負荷への直流電力の
給電をオン/オフする請求項1〜3の何れかに記載の無
接点スイッチ回路とを備えた電源装置。
4. An AC/DC conversion circuit (
62), a DC power source (63), and a DC power source (63) inserted between the DC power source and the load to turn on/off the supply of DC power from the DC power source to the load. A power supply device equipped with the non-contact switch circuit described above.
【請求項5】  該交流電源からの交流電力の給電停止
を検知する交流給電停止検知回路(64)を更に備え、
該無接点スイッチ回路は交流電力の給電中はオフ状態で
あるが、該交流給電停止検知回路により交流電力の給電
停止が検知された時にはオン状態となって交流/直流変
換回路に代わって該直流電源からの直流電力を該負荷に
給電するように構成された請求項4記載の電源装置。
5. Further comprising an AC power supply stop detection circuit (64) for detecting a stop in the supply of AC power from the AC power source,
The non-contact switch circuit is in an OFF state while AC power is being supplied, but when the AC power supply stop detection circuit detects that the AC power supply has stopped, it becomes an ON state and switches on the DC power instead of the AC/DC conversion circuit. 5. The power supply device according to claim 4, wherein the power supply device is configured to supply DC power from a power source to the load.
【請求項6】  該直流電源がバッテリーであり、該バ
ッテリーの過放電を検知する過放電検知回路(65)を
更に備え、該過放電検知回路により該直流電源の過放電
が検知された時には該無接点スイッチ回路をオフにする
ように構成された請求項4または5記載の電源装置。
6. The DC power source is a battery, further comprising an over-discharge detection circuit (65) for detecting over-discharge of the battery, and when over-discharge of the DC power source is detected by the over-discharge detection circuit, the 6. The power supply device according to claim 4, wherein the power supply device is configured to turn off the non-contact switch circuit.
【請求項7】  該交流/直流変換回路からの直流電力
および該無接点スイッチ回路からの直流電力は、直流安
定化電源回路(67)を介して該負荷に給電されるよう
に構成された請求項4〜6の何れかに記載の電源装置。
7. A claim configured such that the DC power from the AC/DC conversion circuit and the DC power from the non-contact switch circuit are supplied to the load via a DC stabilized power supply circuit (67). Item 7. The power supply device according to any one of items 4 to 6.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010213439A (en) * 2009-03-10 2010-09-24 Panasonic Corp System-cooperative inverter device
JP2011250609A (en) * 2010-05-27 2011-12-08 Lapis Semiconductor Co Ltd Semiconductor device
JP2013027227A (en) * 2011-07-25 2013-02-04 Shindengen Electric Mfg Co Ltd Charger

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