JPH0556548A - Overload protector for power supply - Google Patents
Overload protector for power supplyInfo
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- JPH0556548A JPH0556548A JP3215304A JP21530491A JPH0556548A JP H0556548 A JPH0556548 A JP H0556548A JP 3215304 A JP3215304 A JP 3215304A JP 21530491 A JP21530491 A JP 21530491A JP H0556548 A JPH0556548 A JP H0556548A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、電源の過負荷保護装
置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply overload protection device.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、電流遮断型の過負荷保護装置とし
て、図4に示すものがあった。図において、1は電源、
2は電流遮断スイッチ、3は電流検出器、4は負荷、5
は電流遮断スイッチ2をオフする制御信号、6は電流遮
断スイッチ2をオンする制御信号である。2. Description of the Related Art Conventionally, there is a current interruption type overload protection device shown in FIG. In the figure, 1 is a power source,
2 is a current cutoff switch, 3 is a current detector, 4 is a load, 5
Is a control signal for turning off the current breaking switch 2, and 6 is a control signal for turning on the current breaking switch 2.
【0003】次に、上記構成の動作を説明する。電源1
から供給された電流は、通常、導通状態の電流遮断スイ
ッチ2及び電流検出器3を介して負荷4に供給される。
ここで、回路の短絡や装置の異常動作により負荷4に過
大電流が流れると、電流検出器3がこの過大電流を検出
し、制御信号5によりスイッチ2を遮断状態にする。具
体的には、ブレーカを用い、電流検出器3を流れる電流
により磁力を発生させ、この磁力によりスイッチ2をオ
フし、あるいはスイッチ2と電流検出器3を兼ねてヒュ
ーズを用い、過大電流が流れると自己発熱で溶断させ、
あるいは電流検出器3に微小抵抗を使用し、この両端の
電流に比例した電圧によってリレーを駆動してスイッチ
2をオフさせる。又、一たん遮断状態になったスイッチ
2を制御信号6又は制御操作によりオンし、再使用可能
としていた。Next, the operation of the above configuration will be described. Power supply 1
The current supplied from is normally supplied to the load 4 via the current cutoff switch 2 and the current detector 3 which are in the conductive state.
When an excessive current flows through the load 4 due to a short circuit in the circuit or an abnormal operation of the device, the current detector 3 detects the excessive current and the control signal 5 turns off the switch 2. Specifically, a breaker is used to generate a magnetic force by the current flowing through the current detector 3, and the magnetic force turns off the switch 2, or a fuse is used as both the switch 2 and the current detector 3, and an excessive current flows. And melt it by self-heating,
Alternatively, a minute resistor is used for the current detector 3, and the relay is driven by the voltage proportional to the current across the current detector 3 to turn off the switch 2. Further, the switch 2 which has been once in the cut-off state is turned on by the control signal 6 or the control operation so that it can be reused.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来の電源の過負荷保
護装置は上記のように構成されており、一たん保護動作
を行なうと、負荷の異常動作が解消されたときに、ブレ
ーカを用いた場合にはスイッチ2を導通状態に戻すリセ
ット作業が必要であり、フューズを用いた場合には交換
作業が必要であった。又、ブレーカやリレーを用いた場
合には電磁石と機械的スイッチを使用するため形状が大
きく、大電流を使用する大型機器以外には使用しにく
く、またフューズを用いた場合にはソケットや取付金具
が必要でやはり大形化した。The conventional power supply overload protection device is constructed as described above, and when the protection operation is performed once, the breaker is used when the abnormal load operation is eliminated. In that case, a resetting operation for returning the switch 2 to the conductive state is required, and when a fuse is used, a replacing operation is required. Also, when a breaker or relay is used, the shape is large because it uses an electromagnet and a mechanical switch, making it difficult to use except for large equipment that uses a large current, and when using a fuse, a socket or a mounting bracket. It was necessary and it became larger.
【0005】この発明は上記のような課題を解決するた
めに成されたものであり、電流遮断スイッチを容易に導
通状態に戻すことができ、かつ小形軽量な電源の過負荷
保護装置を得ることを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and provides a small and lightweight power supply overload protection device which can easily return a current cut-off switch to a conductive state. With the goal.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】この発明に係る電源の過
負荷保護装置は、電源と負荷の間に接続され、電流検出
器に過大電流が流れた際にオフする双安定トランジスタ
スイッチと、電源の立上り時に電源電圧の微分出力によ
り双安定トランジスタスイッチをオンする電圧微分回路
を設けたものである。A power supply overload protection device according to the present invention includes a bistable transistor switch which is connected between a power supply and a load and is turned off when an excessive current flows through a current detector, and a power supply. Is provided with a voltage differentiating circuit for turning on the bistable transistor switch by the differential output of the power supply voltage at the rise of the.
【0007】[0007]
【作用】この発明においては、負荷に過大電流が流れる
と双安定トランジスタスイッチがオフし、負荷電流が流
れなくなる。又、電源の立上り時には電源電圧の微分出
力により双安定トランジスタスイッチをオンする。According to the present invention, when an excessive current flows through the load, the bistable transistor switch is turned off and the load current stops flowing. When the power supply rises, the bistable transistor switch is turned on by the differential output of the power supply voltage.
【0008】[0008]
【実施例】実施例1 以下、この発明の実施例を図面とともに説明する。図1
はこの実施例による電源の過負荷保護装置の構成を示
し、1は電源、2はスイッチ、3は電流検出器、4は負
荷、5はスイッチ2をオフする制御信号、6はスイッチ
2をオンする制御信号、7は電圧微分回路である。Embodiment 1 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Figure 1
Shows a configuration of a power supply overload protection device according to this embodiment, 1 is a power supply, 2 is a switch, 3 is a current detector, 4 is a load, 5 is a control signal for turning off the switch 2, and 6 is on. A control signal for turning on, 7 is a voltage differentiating circuit.
【0009】次に、図1の構成の動作を説明する。電圧
微分回路7は電源1に接続されてその電圧を微分し、電
源電圧の立上り時に電圧微分回路7の出力6によりスイ
ッチ2がオンされ、負荷4に電圧が供給される。一方、
スイッチ2及び電流検出器3は電源1から負荷4への配
線上に直列に接続され、負荷に過大電流が流れたときに
は電流検出器3でこれを検出し、制御信号5によりスイ
ッチ2をオフし、電源1の過負荷を防止する。Next, the operation of the configuration shown in FIG. 1 will be described. The voltage differentiating circuit 7 is connected to the power supply 1 to differentiate the voltage, and when the power supply voltage rises, the switch 2 is turned on by the output 6 of the voltage differentiating circuit 7 and the voltage is supplied to the load 4. on the other hand,
The switch 2 and the current detector 3 are connected in series on the wiring from the power source 1 to the load 4, and when an excessive current flows through the load, the current detector 3 detects this and turns off the switch 2 by the control signal 5. , Prevent overload of the power supply 1.
【0010】図2は図1に示した構成の具体例を示し、
Q1,Q2はトランジスタで、双安定のトランジスタス
イッチを形成する。R5は電流検出抵抗、C1とR3は
電圧微分回路7を構成するコンデンサと抵抗、R4はト
ランジスタQ1のベースバイアス抵抗、R1,R2はト
ランジスタQ2のベースバイアス抵抗である。又、VC
Cは電源電圧、VLは負荷電圧、VB2はトランジスタ
Q2のベース電圧、VB1はトランジスタQ1のベース
電圧、VDはコンデンサC1と抵抗R2,R3の交点の
電圧を表わす。又、図3は電源投入時の図2の各点電圧
を示したものである。FIG. 2 shows a concrete example of the configuration shown in FIG.
Q1 and Q2 are transistors that form a bistable transistor switch. R5 is a current detection resistor, C1 and R3 are capacitors and resistors forming the voltage differentiating circuit 7, R4 is a base bias resistor of the transistor Q1, and R1 and R2 are base bias resistors of the transistor Q2. Also, VC
C is the power supply voltage, VL is the load voltage, VB2 is the base voltage of the transistor Q2, VB1 is the base voltage of the transistor Q1, and VD is the voltage at the intersection of the capacitor C1 and the resistors R2 and R3. Further, FIG. 3 shows the voltage at each point in FIG. 2 when the power is turned on.
【0011】次に、図2の構成の動作を説明する。ま
ず、正極性電源1がオン状態で正常負荷時においては、
トランジスタQ1がオンでトランジスタQ2がオフとな
るよう抵抗R4,R5が設定されている。即ち、負荷電
流をIL、トランジスタQ1の直流電流増幅率をHFE
1、トランジスタQ1を飽和動作させるためのオーバド
ライブ係数をKと置くと、 IL/HFE1<K(VCC−0.6)/R4 (1) IL・R5≪1 (2) の条件で抵抗R4,R5が決定されている。ここで、K
の値は負荷4の交流インピーダンスとトランジスタQ1
の直流電流増幅率HFE1の幅を考慮し、トランジスタ
Q1が飽和動作を保持するように決定されるが、通常2
以上10以下程度とする。この条件下ではトランジスタ
Q1は飽和動作となり、コレクタ、エミッタ間電圧はV
CESAT1で表わされる。従って、負荷電圧VLは VL=VCC−VCESAT1−IL・R5 (3) となる。Next, the operation of the configuration shown in FIG. 2 will be described. First, when the positive power supply 1 is in the ON state and under normal load,
The resistors R4 and R5 are set so that the transistor Q1 is turned on and the transistor Q2 is turned off. That is, the load current is IL and the direct current amplification factor of the transistor Q1 is HFE.
1. If K is the overdrive coefficient for saturating the transistor Q1, IL / HFE1 <K (VCC-0.6) / R4 (1) Under the condition of IL.R5 << 1 (2), the resistance R4 R5 has been decided. Where K
Is the AC impedance of load 4 and transistor Q1
In consideration of the width of the DC current amplification factor HFE1 of the transistor Q1, the transistor Q1 is determined so as to maintain the saturation operation.
It should be 10 or less. Under this condition, the transistor Q1 becomes saturated and the collector-emitter voltage is V
It is represented by CESAT1. Therefore, the load voltage VL is VL = VCC-VCESAT1-IL.R5 (3).
【0012】VCESAT1とIL・R5の値としてそ
れぞれ0.1ボルトを仮定すると、VL=VCC−0.
2となる。トランジスタQ2のベース電圧VB2>VL
であるから、トランジスタQ2のベース電流が流れず、
オフ状態となる。次に、負荷4において回路のショート
や故障など何等かの原因で過大電流が流れ、負荷電圧V
Lがスレッショルド電圧VSまで低下した場合には、ト
ランジスタQ2がオンするように抵抗R1〜R3が決定
されている。即ち、トランジスタQ2の直流電流増幅率
をHFE2とすると、 (VCC−0.6)/R4・HFE2 =(VCC−0.6−VS)/(R2+R3)−0.6/R1 (4) で表わされる。この条件下では、トランジスタQ2がオ
ンとなり、ベース電圧VB1が電源電圧VCC近くまで
上昇するので、トランジスタQ1はオフとなる。従っ
て、負荷4に対しては電源電圧VCCから抵抗R1〜R
3が直列に接続されるだけとなり、最大でも (VCC−0.6V)/(R2+R3) の電流しか流れない。このため、電源1や負荷4は破壊
や異常発熱から保護される。Assuming that the values of VCESAT1 and IL.R5 are each 0.1 volt, VL = VCC-0.
It becomes 2. Base voltage VB2> VL of transistor Q2
Therefore, the base current of the transistor Q2 does not flow,
It is turned off. Next, an excessive current flows in the load 4 due to some cause such as a short circuit or a failure of the circuit, and the load voltage V
The resistors R1 to R3 are determined so that the transistor Q2 is turned on when L is lowered to the threshold voltage VS. That is, when the direct current amplification factor of the transistor Q2 is HFE2, it is represented by (VCC-0.6) /R4.HFE2= (VCC-0.6-VS) / (R2 + R3) -0.6 / R1 (4) Be done. Under this condition, the transistor Q2 turns on and the base voltage VB1 rises to near the power supply voltage VCC, so the transistor Q1 turns off. Therefore, for the load 4, the resistances R1 to R from the power supply voltage VCC
3 is only connected in series, and only a maximum current of (VCC-0.6V) / (R2 + R3) flows. Therefore, the power supply 1 and the load 4 are protected from destruction and abnormal heat generation.
【0013】一旦、トランジスタQ2がオンすると、負
荷4が正常になっても抵抗R1〜R3を通じた電流は小
さく、負荷電圧VLは規定値まで上昇せず、保護状態が
継続する。従来装置では、このときスイッチ操作や部品
交換などのリセット作業を行う必要があるが、この実施
例ではこの作業が自動的に成される。Once the transistor Q2 is turned on, the current through the resistors R1 to R3 is small even if the load 4 becomes normal, the load voltage VL does not rise to the specified value, and the protection state continues. In the conventional device, at this time, it is necessary to perform a resetting operation such as a switch operation and a part replacement, but this operation is automatically performed in this embodiment.
【0014】即ち、図3は電源1のオフ後再びオンする
過程の各部電圧波形を示し、8は電源電圧VCCが0か
ら規定値まで上昇する変化を示し、9はこのときのトラ
ンジスタQ1のベース電圧VB1を示し、10は負荷電
圧VLを示す。又、11は負荷4が容量性の場合の負荷
電圧VLの変化を示し、12はトランジスタQ2のオン
オフのスレッショルド電圧VSを示す。又、13はVC
Cの微分波形を示し、14は負荷電圧VLが0と仮定し
たときにコンデンサC1と抵抗R1〜R3から得られる
充放電波形VD即ちVD−VLの変化を示す。That is, FIG. 3 shows voltage waveforms of respective parts in the process of turning on the power supply 1 again after turning off the power supply 1, 8 shows a change in which the power supply voltage VCC rises from 0 to a specified value, and 9 shows the base of the transistor Q1 at this time. The voltage VB1 is shown, and 10 is the load voltage VL. Reference numeral 11 indicates a change in the load voltage VL when the load 4 is capacitive, and reference numeral 12 indicates an on / off threshold voltage VS of the transistor Q2. Also, 13 is VC
A differential waveform of C is shown, and 14 shows a change of the charge / discharge waveform VD, that is, VD-VL obtained from the capacitor C1 and the resistors R1 to R3 when the load voltage VL is assumed to be 0.
【0015】t1は電源電圧VCCの立上り開始時刻、
t2はスレッショルド電圧VSの立上り開始時刻、t3
はVL<VSが成立する最後の時刻を示す。ただし、V
L<VSが成立するするのは特性11の場合であり、特
性10の場合には成立しない。即ち、負荷4が容量性の
場合にはVLの立上りが遅れるのでVL<VSの期間が
発生し、この期間にはトランジスタQ2はオンするので
トランジスタQ1はオフとなり、負荷4に電圧がかから
ない。T1 is the rise start time of the power supply voltage VCC,
t2 is the rising start time of the threshold voltage VS, t3
Indicates the last time when VL <VS is established. However, V
L <VS is satisfied in the case of the characteristic 11, and is not satisfied in the case of the characteristic 10. That is, when the load 4 is capacitive, the rise of VL is delayed, and a period of VL <VS occurs. During this period, the transistor Q2 is turned on and the transistor Q1 is turned off, so that the load 4 is not applied with voltage.
【0016】ここで、VD−VLの曲線14の波高値は
電源1の立上り時間により設定され、放電時定数はコン
デンサC1により設定され、VDはVLの曲線11とV
D−VLの曲線14を加えたものであるから、t2,t
3間にVD>VCC−0.6Vを満足するように電源1
の立上り時間とコンデンサC1を設定することができ
る。このVD>VCC−0.6Vの条件下ではトランジ
スタQ2はオフであり、電源1の立上り時にトランジス
タQ1のオンとトランジスタQ2のオフを安定して維持
できる。Here, the peak value of the VD-VL curve 14 is set by the rise time of the power source 1, the discharge time constant is set by the capacitor C1, and VD is the curve 11 and V of VL.
Since the D-VL curve 14 is added, t2, t
Power supply 1 to satisfy VD> VCC-0.6V during 3
The rise time and the capacitor C1 can be set. Under the condition of VD> VCC-0.6V, the transistor Q2 is off, and the transistor Q1 and the transistor Q2 can be stably kept on when the power supply 1 rises.
【0017】実施例2 図2において、電源1として正極性電源を用いたが、負
極性電源を用いても良く、この場合にはトランジスタQ
1,Q2にNPN型トランジスタを使用すればよい。 実施例3 又、電流検出器3として抵抗R5を用いたが、これを省
略してトランジスタQ1のオン抵抗で代用してもよい。Embodiment 2 In FIG. 2, a positive power source is used as the power source 1, but a negative power source may be used. In this case, the transistor Q is used.
NPN type transistors may be used for 1 and Q2. Third Embodiment Although the resistor R5 is used as the current detector 3, it may be omitted and the on-resistance of the transistor Q1 may be used instead.
【0018】実施例4 又、電流検出器3として抵抗R5を使用したが、これを
省略し、トランジスタQ1のベース電流を少な目に設定
することにより過負荷時にトランジスタQ1のコレクタ
電流の制限を行ない、これに伴なうコレクタ電圧の低下
を検出しても良い。 実施例5 又、トランジスタQ1,Q2、抵抗R1〜R5等の個別
部品で回路を構成したが、集積回路としてもよい。 実施例6 又、上記のように集積回路としたものを、既存の集積回
路に付加してもよい。Fourth Embodiment Although the resistor R5 is used as the current detector 3, the resistor R5 is omitted and the base current of the transistor Q1 is set to a small value to limit the collector current of the transistor Q1 at the time of overload. It is also possible to detect a decrease in the collector voltage that accompanies this. Fifth Embodiment Further, although the circuit is composed of the individual components such as the transistors Q1 and Q2 and the resistors R1 to R5, it may be an integrated circuit. Embodiment 6 The integrated circuit as described above may be added to an existing integrated circuit.
【0019】[0019]
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、電源電
圧の立上り時に電源電圧の微分信号により双安定トラン
ジスタスイッチをオンしており、スイッチを導通状態に
戻す作業を自動的に容易に行なうことができる。又、双
安定トランジスタスイッチの過負荷時のオフ動作も過負
荷による電圧変動により容易に行なうことができ、ブレ
ーカ、フューズ、リレー等が不要となり、小形軽量化が
可能となる。As described above, according to the present invention, the bistable transistor switch is turned on by the differential signal of the power supply voltage when the power supply voltage rises, and the work of returning the switch to the conductive state is automatically and easily performed. be able to. Further, the off operation of the bistable transistor switch at the time of overload can be easily performed by the voltage fluctuation due to the overload, and the breaker, the fuse, the relay, etc. are not required, and the size and weight can be reduced.
【図1】この発明装置の構成図である。FIG. 1 is a block diagram of an apparatus according to the present invention.
【図2】この発明装置の具体的構成図である。FIG. 2 is a specific configuration diagram of the device of the present invention.
【図3】この発明装置の電源投入後の各点電圧波形図で
ある。FIG. 3 is a voltage waveform diagram at each point after power-on of the device of the present invention.
【図4】従来装置の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a conventional device.
【符号の説明】 1 電源 2 スイッチ 3 電流検出器 4 負荷 5,6 制御信号 7 電圧微分回路 Q1,Q2 トランジスタ C1 コンデンサ R1〜R5 抵抗[Explanation of symbols] 1 power supply 2 switch 3 current detector 4 load 5, 6 control signal 7 voltage differentiating circuit Q1, Q2 transistor C1 capacitors R1 to R5 resistance
Claims (1)
流検出器と、電源と負荷の間に接続され、電流検出器に
過大電流が流れた際にオフする双安定のトランジスタス
イッチと、電源の立上り時に電源電圧の微分出力により
双安定トランジスタスイッチをオンする電圧微分回路を
備えたことを特徴とする電源の過負荷保護装置。1. A current detector for detecting a current flowing from a power source to a load, a bistable transistor switch connected between the power source and the load and turned off when an excessive current flows through the current detector, An overload protection device for a power supply, comprising a voltage differentiating circuit that turns on a bistable transistor switch by a differential output of the power supply voltage when rising.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3215304A JPH0556548A (en) | 1991-08-27 | 1991-08-27 | Overload protector for power supply |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3215304A JPH0556548A (en) | 1991-08-27 | 1991-08-27 | Overload protector for power supply |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0556548A true JPH0556548A (en) | 1993-03-05 |
Family
ID=16670107
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3215304A Pending JPH0556548A (en) | 1991-08-27 | 1991-08-27 | Overload protector for power supply |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0556548A (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5772254A (en) * | 1980-08-29 | 1982-05-06 | Rca Corp | Electron emission device |
-
1991
- 1991-08-27 JP JP3215304A patent/JPH0556548A/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5772254A (en) * | 1980-08-29 | 1982-05-06 | Rca Corp | Electron emission device |
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