JPH0530641A - 電源電圧の極性切替回路 - Google Patents
電源電圧の極性切替回路Info
- Publication number
- JPH0530641A JPH0530641A JP3205507A JP20550791A JPH0530641A JP H0530641 A JPH0530641 A JP H0530641A JP 3205507 A JP3205507 A JP 3205507A JP 20550791 A JP20550791 A JP 20550791A JP H0530641 A JPH0530641 A JP H0530641A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- terminal
- power supply
- voltage
- transistor
- load
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Protection Of Static Devices (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電源電圧の極性切替回路にトランジスタを使
用して、切替損失を低減する。 【構成】 負荷２の端子ＣにＰＮＰ形トランジスタＱ１
及びＱ２のコレクタを接続し、端子ＤにＮＰＮ形トラン
ジスタＱ３及びＱ４のコレクタを接続し、トランジスタ
Ｑ１及びＱ４のエミッタを直流電源１の端子Ｂに接続す
ると共に同トランジスタのベースを抵抗Ｒ１及びＲ４を
介して端子Ａに接続し、トランジスタＱ２及びＱ３のエ
ミッタを端子Ａに接続すると共に同トランジスタのベー
スを抵抗Ｒ２及びＲ３を介して端子Ｂに接続する。
用して、切替損失を低減する。 【構成】 負荷２の端子ＣにＰＮＰ形トランジスタＱ１
及びＱ２のコレクタを接続し、端子ＤにＮＰＮ形トラン
ジスタＱ３及びＱ４のコレクタを接続し、トランジスタ
Ｑ１及びＱ４のエミッタを直流電源１の端子Ｂに接続す
ると共に同トランジスタのベースを抵抗Ｒ１及びＲ４を
介して端子Ａに接続し、トランジスタＱ２及びＱ３のエ
ミッタを端子Ａに接続すると共に同トランジスタのベー
スを抵抗Ｒ２及びＲ３を介して端子Ｂに接続する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は外部の直流電源装置から
電源の供給を受けて作動する電子装置に係わり、相互の
接続の極性を自在にする電源電圧の極性切替回路に関す
る。
電源の供給を受けて作動する電子装置に係わり、相互の
接続の極性を自在にする電源電圧の極性切替回路に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】外部の直流電源装置から電源の供給を受
けて作動する電子装置において、接続コード等で相互に
接続するような形式の場合、その接続を誤ると電子装置
が作動しないだけでなく、場合によっては電子装置の損
傷を招くことがある。従って、正負いずれの極性の電圧
を印加しても電子装置の内部回路には自動的に所定の極
性の電圧になるような回路が必要となる。従来、最も一
般的な電源電圧の極性切替回路とし用いられている、ダ
イオードをブリッジ接続して構成した電源電圧の極性切
替回路を図２に示す。いま、直流電源１の端子Ａの電圧
が端子Ｂに対して正極性の場合、電流は端子Ａからダイ
オードD2を通り端子Ｃを経て負荷２を流れダイオードD4
を通って端子Ｂに戻るループを流れる。このとき、ダイ
オードD1及びD3は逆バイアスとなり電流は流れない。従
って、負荷の端子Ｃの電圧は端子Ｄに対して正極性とな
る。逆に、端子Ｂの電圧が端子Ａに対して正極性の場
合、電流は端子ＢからダイオードD1を通り端子Ｃを経て
負荷２を流れダイオードD3を通って端子Ａに戻るループ
を流れる。ダイオードD2及びD4は逆バイアスで電流は流
れない。従って、この場合も負荷２の端子Ｃの電圧は端
子Ｄにたいして正極性となり、自動的に極性が切替わ
る。この回路はシンプルでコストも安く構成できるが、
切替損失が大きくなる欠点がある。いま、負荷条件を、
Ｂ電圧；５Ｖ、電流；0.5 Ａと仮定して説明する。通
常、ダイオードの順方向電圧降下は0.5 Ａでは約１Ｖ
で、直流電源１と負荷２との間に２個直列に挿入される
この回路の場合、約２Ｖの電圧降下が発生する。従っ
て、負荷に５Ｖ供給するための電源電圧は７Ｖ以上必要
となり、ここでの損失は約１Ｗで30％が切替損失として
失われ、その結果、熱問題等も発生する。すなわち、ダ
イオードをスイッチング素子として使用する従来の回路
は、Ｂ電圧が低く比較的負荷電流の大きい電子装置に使
うのは損失が大きくなる問題がある。一方、ダイオード
等で電圧の極性を判別しその結果を基にリレー等を駆動
して極性を切替える方式は、切替損失は略零になる反
面、回路が大型になりコスト高になる等の問題があっ
た。
けて作動する電子装置において、接続コード等で相互に
接続するような形式の場合、その接続を誤ると電子装置
が作動しないだけでなく、場合によっては電子装置の損
傷を招くことがある。従って、正負いずれの極性の電圧
を印加しても電子装置の内部回路には自動的に所定の極
性の電圧になるような回路が必要となる。従来、最も一
般的な電源電圧の極性切替回路とし用いられている、ダ
イオードをブリッジ接続して構成した電源電圧の極性切
替回路を図２に示す。いま、直流電源１の端子Ａの電圧
が端子Ｂに対して正極性の場合、電流は端子Ａからダイ
オードD2を通り端子Ｃを経て負荷２を流れダイオードD4
を通って端子Ｂに戻るループを流れる。このとき、ダイ
オードD1及びD3は逆バイアスとなり電流は流れない。従
って、負荷の端子Ｃの電圧は端子Ｄに対して正極性とな
る。逆に、端子Ｂの電圧が端子Ａに対して正極性の場
合、電流は端子ＢからダイオードD1を通り端子Ｃを経て
負荷２を流れダイオードD3を通って端子Ａに戻るループ
を流れる。ダイオードD2及びD4は逆バイアスで電流は流
れない。従って、この場合も負荷２の端子Ｃの電圧は端
子Ｄにたいして正極性となり、自動的に極性が切替わ
る。この回路はシンプルでコストも安く構成できるが、
切替損失が大きくなる欠点がある。いま、負荷条件を、
Ｂ電圧；５Ｖ、電流；0.5 Ａと仮定して説明する。通
常、ダイオードの順方向電圧降下は0.5 Ａでは約１Ｖ
で、直流電源１と負荷２との間に２個直列に挿入される
この回路の場合、約２Ｖの電圧降下が発生する。従っ
て、負荷に５Ｖ供給するための電源電圧は７Ｖ以上必要
となり、ここでの損失は約１Ｗで30％が切替損失として
失われ、その結果、熱問題等も発生する。すなわち、ダ
イオードをスイッチング素子として使用する従来の回路
は、Ｂ電圧が低く比較的負荷電流の大きい電子装置に使
うのは損失が大きくなる問題がある。一方、ダイオード
等で電圧の極性を判別しその結果を基にリレー等を駆動
して極性を切替える方式は、切替損失は略零になる反
面、回路が大型になりコスト高になる等の問題があっ
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような点
に鑑みなされたもので、極性切替えのためのスイッチン
グ素子にトランジスタを使用して切替損失を低減し、且
つ安価な電源電圧の極性切替回路を提供するものであ
る。
に鑑みなされたもので、極性切替えのためのスイッチン
グ素子にトランジスタを使用して切替損失を低減し、且
つ安価な電源電圧の極性切替回路を提供するものであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するため、直流電源と負荷とを結合するものにおい
て、前記負荷の一方の端子に２個のＰＮＰ形トランジス
タのコレクタを接続し、他方の端子に２個のＮＰＮ形ト
ランジスタのコレクタを接続し、前記ＰＮＰ形トランジ
スタ及びＮＰＮ形トランジスタの内各１個のトランジス
タのエミッタを前記直流電源の一対の出力端子の第一の
端子に接続すると共に同トランジスタのベースをそれぞ
れ抵抗を介して前記出力端子の第二の端子に接続し、前
記ＰＮＰ形トランジスタ及びＮＰＮ形トランジスタの残
された各１個のトランジスタのエミッタを前記出力端子
の第二の端子に接続すると共に同トランジスタのベース
をそれぞれ抵抗を介して前記直流電源の第一の端子に接
続して、前記直流電源の電圧の極性が自在になるように
構成した電源電圧の極性切替回路を提供するものであ
る。
決するため、直流電源と負荷とを結合するものにおい
て、前記負荷の一方の端子に２個のＰＮＰ形トランジス
タのコレクタを接続し、他方の端子に２個のＮＰＮ形ト
ランジスタのコレクタを接続し、前記ＰＮＰ形トランジ
スタ及びＮＰＮ形トランジスタの内各１個のトランジス
タのエミッタを前記直流電源の一対の出力端子の第一の
端子に接続すると共に同トランジスタのベースをそれぞ
れ抵抗を介して前記出力端子の第二の端子に接続し、前
記ＰＮＰ形トランジスタ及びＮＰＮ形トランジスタの残
された各１個のトランジスタのエミッタを前記出力端子
の第二の端子に接続すると共に同トランジスタのベース
をそれぞれ抵抗を介して前記直流電源の第一の端子に接
続して、前記直流電源の電圧の極性が自在になるように
構成した電源電圧の極性切替回路を提供するものであ
る。
【０００５】
【作用】以上のように構成したので、本発明による電源
電圧の極性切替回路においては、スイッチング素子にＰ
ＮＰ形トランジスタ及びＮＰＮ形トランジスタを用いて
スイッチング損失が低減される。
電圧の極性切替回路においては、スイッチング素子にＰ
ＮＰ形トランジスタ及びＮＰＮ形トランジスタを用いて
スイッチング損失が低減される。
【０００６】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明によるの実施例
を詳細に説明する。図１は本発明による電源電圧の極性
切替回路の実施例を示す回路図である。図において、１
は直流電源、２は負荷である。Ｑ１及びＱ２はスイッチ
として動作するＰＮＰ形トランジスタで、コレクタは負
荷２の端子Ｃにそれぞれ接続され、Ｑ１のエミッタは直
流電源１の端子Ｂに、Ｑ２のエミッタは端子Ａにそれぞ
れ接続される。Ｑ３及びＱ４はスイッチとして動作する
ＮＰＮ形トランジスタで、コレクタは負荷２の他方の端
子Ｄにそれぞれ接続され、Ｑ３のエミッタは直流電源１
の端子Ａに、Ｑ４のエミッタは端子Ｂにそれぞれ接続さ
れる。Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４はトランジスタに所定
のベース電流を与える抵抗で、それぞれトランジスタＱ
１、Ｑ２、Ｑ３及びＱ４と対をなし、その一端はそれぞ
れのトランジスタのベースに接続され、他の一端はＲ１
及びＲ４は直流電源１の端子Ａに、Ｒ２及びＲ３は端子
Ｂにそれぞれ接続される。
を詳細に説明する。図１は本発明による電源電圧の極性
切替回路の実施例を示す回路図である。図において、１
は直流電源、２は負荷である。Ｑ１及びＱ２はスイッチ
として動作するＰＮＰ形トランジスタで、コレクタは負
荷２の端子Ｃにそれぞれ接続され、Ｑ１のエミッタは直
流電源１の端子Ｂに、Ｑ２のエミッタは端子Ａにそれぞ
れ接続される。Ｑ３及びＱ４はスイッチとして動作する
ＮＰＮ形トランジスタで、コレクタは負荷２の他方の端
子Ｄにそれぞれ接続され、Ｑ３のエミッタは直流電源１
の端子Ａに、Ｑ４のエミッタは端子Ｂにそれぞれ接続さ
れる。Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４はトランジスタに所定
のベース電流を与える抵抗で、それぞれトランジスタＱ
１、Ｑ２、Ｑ３及びＱ４と対をなし、その一端はそれぞ
れのトランジスタのベースに接続され、他の一端はＲ１
及びＲ４は直流電源１の端子Ａに、Ｒ２及びＲ３は端子
Ｂにそれぞれ接続される。
【０００７】次に、本発明による電源電圧の極性切替回
路の動作を説明する。いま、直流電源１の端子Ａの電圧
が端子Ｂに対して正極性の場合、トランジスタＱ２のベ
ース・エミッタ間は順バイアスとなり抵抗Ｒ２を介して
ベース電流が流れ、その結果トランジスタＱ２はオン状
態となる。同様に、トランジスタＱ４のベース・エミッ
タ間は順バイアスとなり抵抗Ｒ４を介してベース電流が
流れ、その結果トランジスタＱ４はオン状態となる。一
方、トランジスタＱ１、Ｑ３はいずれも逆バイアスでカ
ットオフとなる。従って、直流電源１と負荷２はトラン
ジスタＱ２及びＱ４を介して接続され、負荷２の端子Ｃ
の電圧は端子Ｄに対して正極性となる。次に、直流電源
１の端子Ｂの電圧が端子Ａに対して正極性の場合、トラ
ンジスタＱ１及びＱ３のベース・エミッタ間がそれぞれ
順バイアスとなり抵抗Ｒ１、Ｒ３を介してベース電流が
流れてトランジスタＱ１及びＱ３はオン状態となる。一
方、トランジスタＱ２、Ｑ４はいずれも逆バイアスでカ
ットオフとなる。従って、直流電源１と負荷２はトラン
ジスタＱ１及びＱ３を介して接続され、負荷２の端子Ｃ
の電圧は端子Ｄに対して正極性となる。すなわち、直流
電源１の電圧の極性の如何にかかわらず、負荷２の端子
Ｃの電圧は端子Ｄに対して正極性となる。
路の動作を説明する。いま、直流電源１の端子Ａの電圧
が端子Ｂに対して正極性の場合、トランジスタＱ２のベ
ース・エミッタ間は順バイアスとなり抵抗Ｒ２を介して
ベース電流が流れ、その結果トランジスタＱ２はオン状
態となる。同様に、トランジスタＱ４のベース・エミッ
タ間は順バイアスとなり抵抗Ｒ４を介してベース電流が
流れ、その結果トランジスタＱ４はオン状態となる。一
方、トランジスタＱ１、Ｑ３はいずれも逆バイアスでカ
ットオフとなる。従って、直流電源１と負荷２はトラン
ジスタＱ２及びＱ４を介して接続され、負荷２の端子Ｃ
の電圧は端子Ｄに対して正極性となる。次に、直流電源
１の端子Ｂの電圧が端子Ａに対して正極性の場合、トラ
ンジスタＱ１及びＱ３のベース・エミッタ間がそれぞれ
順バイアスとなり抵抗Ｒ１、Ｒ３を介してベース電流が
流れてトランジスタＱ１及びＱ３はオン状態となる。一
方、トランジスタＱ２、Ｑ４はいずれも逆バイアスでカ
ットオフとなる。従って、直流電源１と負荷２はトラン
ジスタＱ１及びＱ３を介して接続され、負荷２の端子Ｃ
の電圧は端子Ｄに対して正極性となる。すなわち、直流
電源１の電圧の極性の如何にかかわらず、負荷２の端子
Ｃの電圧は端子Ｄに対して正極性となる。
【０００８】次に、負荷条件を、Ｂ電圧；５Ｖ、電流；
0.5 Ａと仮定して、以下、切替損失について説明する。
直流電源１と負荷２との間にはＰＮＰ形及びＮＰＮ形ト
ランジスタが各１個それぞれ直列に挿入される。ここで
の電圧降下、すなわち、コレクタ・エミッタ飽和電圧Ｖ
CE(sat) の２倍が電圧損失となる。一方、コレクタ電流
の最大定格；1.0 〜2.0 Ａ級のトランジスタでは上述の
条件でコレクタ・エミッタ飽和電圧ＶCE(sat) が約0.15
Ｖ程度の品種を選定するのは難しくない。このときのベ
ース電流はオーバ・ドライブで動作させ、その倍率は略
３〜５倍に選べばよい。従って、ベース電流の値を決定
する抵抗Ｒ１〜Ｒ４の値は上述の条件を満足するように
設定される。このようにすれば、電圧損失は0.3 Ｖ程度
に止められ、従来のダイオードを用いた場合の電圧損失
約２Ｖに対して、約７分の１に損失は低減される。
0.5 Ａと仮定して、以下、切替損失について説明する。
直流電源１と負荷２との間にはＰＮＰ形及びＮＰＮ形ト
ランジスタが各１個それぞれ直列に挿入される。ここで
の電圧降下、すなわち、コレクタ・エミッタ飽和電圧Ｖ
CE(sat) の２倍が電圧損失となる。一方、コレクタ電流
の最大定格；1.0 〜2.0 Ａ級のトランジスタでは上述の
条件でコレクタ・エミッタ飽和電圧ＶCE(sat) が約0.15
Ｖ程度の品種を選定するのは難しくない。このときのベ
ース電流はオーバ・ドライブで動作させ、その倍率は略
３〜５倍に選べばよい。従って、ベース電流の値を決定
する抵抗Ｒ１〜Ｒ４の値は上述の条件を満足するように
設定される。このようにすれば、電圧損失は0.3 Ｖ程度
に止められ、従来のダイオードを用いた場合の電圧損失
約２Ｖに対して、約７分の１に損失は低減される。
【０００９】
【発明の効果】スイッチング素子にトランジスタを用い
た電源電圧の極性切替回路であるから、ダイオードを用
いた従来の回路に比較して切替損失を大幅に低減するこ
とができる。また、回路構成も簡単で安価であるから、
低いＢ電圧で比較的消費電流の大きい負荷の場合に使用
すれば、大きな効果がある。
た電源電圧の極性切替回路であるから、ダイオードを用
いた従来の回路に比較して切替損失を大幅に低減するこ
とができる。また、回路構成も簡単で安価であるから、
低いＢ電圧で比較的消費電流の大きい負荷の場合に使用
すれば、大きな効果がある。
【図１】本発明による電源電圧の極性切替回路の実施例
を示す回路図である。
を示す回路図である。
【図２】従来の電源電圧の極性切替回路例を示す回路図
である。
である。
１ 直流電源 ２ 負荷 Q1 ＰＮＰ形トランジスタ Q2 ＰＮＰ形トランジスタ Q3 ＮＰＮ形トランジスタ Q4 ＮＰＮ形トランジスタ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 直流電源と負荷とを結合するものにおい
て、前記負荷の一方の端子に２個のＰＮＰ形トランジス
タのコレクタを接続し、他方の端子に２個のＮＰＮ形ト
ランジスタのコレクタを接続し、前記ＰＮＰ形トランジ
スタ及びＮＰＮ形トランジスタの内各１個のトランジス
タのエミッタを前記直流電源の一対の出力端子の第一の
端子に接続すると共に同トランジスタのベースをそれぞ
れ抵抗を介して前記出力端子の第二の端子に接続し、前
記ＰＮＰ形トランジスタ及びＮＰＮ形トランジスタの残
された各１個のトランジスタのエミッタを前記出力端子
の第二の端子に接続すると共に同トランジスタのベース
をそれぞれ抵抗を介して前記直流電源の第一の端子に接
続して、前記直流電源の電圧の極性が自在になるように
構成したことを特徴とする電源電圧の極性切替回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3205507A JPH0530641A (ja) | 1991-07-22 | 1991-07-22 | 電源電圧の極性切替回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3205507A JPH0530641A (ja) | 1991-07-22 | 1991-07-22 | 電源電圧の極性切替回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0530641A true JPH0530641A (ja) | 1993-02-05 |
Family
ID=16508011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3205507A Pending JPH0530641A (ja) | 1991-07-22 | 1991-07-22 | 電源電圧の極性切替回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0530641A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4925363B2 (ja) * | 2006-06-27 | 2012-04-25 | パナソニック株式会社 | 極性切換回路及び給電ユニット |
| CN102970011A (zh) * | 2012-11-13 | 2013-03-13 | 海能达通信股份有限公司 | 一种负载设备、电源线及防反接装置 |
-
1991
- 1991-07-22 JP JP3205507A patent/JPH0530641A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4925363B2 (ja) * | 2006-06-27 | 2012-04-25 | パナソニック株式会社 | 極性切換回路及び給電ユニット |
| CN102970011A (zh) * | 2012-11-13 | 2013-03-13 | 海能达通信股份有限公司 | 一种负载设备、电源线及防反接装置 |
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