JPH06189442A - 短絡保護回路および電源リセット方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】直流電力を用いる装置の短絡によって生じる過
電流を検出するとともに一定値以下に制限し、必要に応
じて電力供給を遮断する短絡保護回路と、直流電力を用
いる装置に対する電源リセット方法の提供。 【構成】短絡保護回路のフォトカプラ２によって過電流
の検出を受けた、御装置７は必要に応じてフォトカプラ
３に対してオフ指令を出力し、需要系に対する電力の供
給を遮断する。また、マイコン制御装置等の需要系に対
しては、電力供給遮断後、一定期間経過した後に電力の
供給を再開することによって、需要系に対する電源リセ
ットを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、直流電源を用いる回路
または装置に対して直流電力を供給する電源供給装置の
短絡保護回路および、直流電源を用いる回路または装置
の電源リセット方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、直流電源を用いる回路または装置
（以下においては、需要系と呼ぶ）に対して直流電力を
供給する電源供給装置の短絡保護回路には図５，６に示
す回路が用いられていた。図５において、１，８はトラ
ンジスタ、２１，２２，２３は抵抗である。図５に示す
短絡保護回路は図示していない電源と需要系の間に挿入
されていて、需要系に異常がない場合、トランジスタ１
は導通状態にある。

【０００３】需要系において短絡が生じ、抵抗２１を流
れる電流が急増すると、トランジスタ８がオンし、過電
流を抵抗２３へ流し、出力電流をある一定値に制限し過
電流が需要系に流れるのを防いでいた。図６に示した回
路は、リモートシャットダウン回路と呼ばれ、９はトラ
ンジスタ、２４，２５，２６は抵抗である。この回路も
図６に示した回路と同様に、図示していない電源と需要
系の間に挿入されており、外部からの制御信号によって
トランジスタ９をオン・オフすることにより電力の供給
・遮断を制御する。

【０００４】また、これらの保護回路以外に、需要系に
おいて短絡が発生すると電源電圧が低下することから、
需要系がマイコン制御装置等の場合、リセット装置には
電源電圧の低下を監視してリセット信号を出力する電源
電圧監視用ＩＣが用いられることもある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の図５に示した短
絡保護回路では、トランジスタ８により電流をある一定
値までに制限することはできるものの、通常より大きな
電流が流れつづけるため需要系の発熱を防ぐことができ
ない。また、図６に示した短絡保護回路では電力の供給
を遮断することはできるものの、短絡による過電流を検
出する手段を備えておらず、外部からの制御が必要であ
った。

【０００６】複数の需要系へ同一の電源から電力の供給
を行っている場合、１つの需要系に短絡が発生した場
合、従来の技術によって電力の供給を遮断すると、短絡
を起こした需要系だけでなく、他の正常な需要系への給
電も遮断されてしまう。また、需要系のリセットに電源
電圧監視用ＩＣを用いるとＣＰＵその他に対してリセッ
ト信号を出力するだけなので、ラッチアップ等には効果
がない場合があり、このような状態を脱するには電源を
一旦切る電源リセットを行わねばならないが、従来、電
源リセットは人手に頼っていた。

【０００７】本発明は上記従来技術の問題点に鑑みて成
されたものであり、短絡時の過電流を制限および検出
し、必要に応じて電力の供給を遮断し、複数の需要系が
接続されている場合には、短絡の発生した需要系のみ電
力の供給を遮断する短絡保護回路および、需要系の電源
リセットを自動的に行う電源リセット方法の提供を目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、短絡保護回路においては、短絡電流を検出する回路
と、電力供給を遮断する回路と、これらを制御する装置
を設け、また、電源リセット方法においては、前記短絡
保護回路の動作によって電力の供給が遮断されたのち、
一定期間経過後供給を再開する。

【０００９】

【作用】短絡電流を検出する回路を設けたことにより、
短絡の発生による過電流を検出でき、電力供給を遮断す
る回路を設けたことにより、短絡発生時には電力の供給
を遮断することができる。複数の需要系が接続されてい
る場合においても、各需要系に対して短絡保護回路を接
続することにより、需要系別の短絡保護が行える。

【００１０】また、短絡保護回路の動作によって電力の
供給が遮断されたのち、一定期間経過後供給を再開する
ことにより需要系の電源リセットが行える。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。図１は本発明による短絡保護回路の第１の実施例の
回路図である。図１において、１はトランジスタ、２，
３はフォトカプラ、４，５，６は抵抗、７は制御装置で
ある。また、以下において、図１に示す回路のうち制御
装置７を除いた部分を保護回路１０と呼ぶ。

【００１２】需要系が正常な場合、フォトカプラ３はオ
ン状態を保つように制御されており、トランジスタ１の
ベース・エミッタ間の電圧降下Ｖ_beは、約０．７Ｖで、
フォトカプラ２内のＬＥＤの順方向電圧降下Ｖ_LED は約
１．２Ｖである。抵抗４の抵抗値をＲ₄ とすると、最大
供給電流Ｉ_max は（１）式で与えられる。

【００１３】

【数１】 Ｉ_max ＝（Ｖ_LED −Ｖ_be）／Ｒ₄ （１） 電圧降下Ｖ_beと順方向電圧降下Ｖ_LED がほぼ一定である
ことから、（１）式のＲ₄ の値を決定することにより最
大供給電流Ｉ_max の値を決定することができる。

【００１４】需要系において短絡が起き、保護回路１０
に（１）式で求めた最大供給電流Ｉ _max を越える電流が
流れると、フォトカプラ２のＬＥＤにも電流が流れ、制
御装置７に対して過電流を検出したことを出力する。ま
た、フォトカプラ２のＬＥＤが導通するため、過電流が
抵抗６に流れ、出力電流をある一定値以下に制限する。

【００１５】フォトカプラ２より過電流が検出されたこ
とを受けた制御装置７はフォトカプラ３をオフする信号
を出力し、フォトカプラ３がオフして需要系に対する電
力の供給が遮断される。また、図２は複数の並列接続さ
れた需要系に対して電力の供給を行う第２の実施例の構
成を示した図である。図２において、１２ａ，１２ｂ，
…，１２ｎは保護回路であり、その具体的構成を図３に
示す。図３の如く、保護回路１２は図１に示した保護回
路１０のフォトカプラ２，３に制御回路１１を接続した
構成となっていて、制御回路１１は信号線Ｘ，Ｙを介し
て制御装置７’に接続されている。制御回路１１は、信
号線Ｘを介して保護回路１２ａ，１２ｂ，…，１２ｎそ
れぞれの自己のアドレス情報およびフォトカプラ２の動
作状況データを制御装置７’に対して出力し、制御装置
７は、信号線Ｙを介して保護回路１２ａ，１２ｂ，…，
１２ｎを指定するアドレス情報およびフォトカプラ３を
オン・オフさせるための指令を制御回路１１に対して出
力する。

【００１６】保護回路１２ａ，１２ｂ，…，１２ｎは並
列接続された需要系ａ，ｂ，…，ｎそれぞれに対する保
護回路であり、直流電源は保護回路１２ａ，１２ｂ，
…，１２ｎを介して需要系ａ，ｂ，…，ｎに供給されて
いる。並列接続された需要系ａ，ｂ，…，ｎのうち需要
系ａにおいて短絡が発生した場合を例にとって、第２の
実施例について説明する。

【００１７】需要系ａにおいて短絡が発生しあらかじめ
定めた最大供給電流Ｉ_max を越える過電流が流れると、
保護回路１２ａを構成するフォトカプラ２のＬＥＤにも
電流が流れ、過電流を検出したことを制御回路１１に対
して出力し、制御回路１１は保護回路１２ａのアドレス
信号および過電流検出信号を信号線Ｘを介して制御装置
７’に対して出力する。需要系ａにおいて過電流が検出
されたことを受けた制御装置７’は需要系ａに対する電
力の供給を遮断するため、保護回路１２ａを指定するア
ドレス情報および遮断指令信号すなわちフォトカプラ３
をオフする信号を、信号線Ｙを介して保護回路１２ａ内
の制御回路１１に出力する。制御回路１１は遮断指令信
号を受けると保護回路１２ａのフォトカプラ３をオフし
て需要系ａに対する電力供給を遮断する。

【００１８】この他の需要系に対して過電流が流れた場
合にも同様に電力供給を遮断することにより、短絡事故
等により過電流が流れた需要系についてのみ電力の供給
を遮断することが可能となる。さらに、前述した保護回
路を用いて、図４に示すフローチャートに基づいて一旦
遮断した電力を再度供給する制御を行うと、過電流が検
出された需要系に対して電源リセットが行われる。

【００１９】以下において、図１の短絡保護回路の回路
図と図４に示すフローチャートを用いて電源リセット方
法について説明する。まず、直流電源と需要系との間に
接続された保護回路のフォトカプラ２によって過電流が
検出されると（ステップＳ１）、ステップＳ２におい
て、フォトカプラ３をオフして需要系に対する電力の供
給を遮断する。ここまでは前述した短絡保護回路の実施
例においても行われる。

【００２０】次に、ステップＳ３において予め設定した
時間、電力の遮断状態を保持し、ステップＳ４において
フォトカプラ３をオンして電力供給を再開する。電力の
供給が再開された後、ステップ６において再び短絡によ
る過電流がフォトカプラ２によって検出されると、ステ
ップ７において、フォトカプラ３を再度オフして電力の
供給を遮し、ステップ８においてエラー表示を行う。

【００２１】ステップ４において電力の供給が再開され
た後、ステップＳ６において過電流が検出されなければ
そのまま電力の供給を継続される。したがって、ステッ
プＳ３において予め設定した時間電力の供給を待機する
ことにより、その需要系に対して電源リセットが行われ
る。この電源リセット方法は、図１の如く、１つの直流
電源に１つの需要系が接続されている場合はもちろん実
施可能であり、図２の如く、１つの直流電源に複数の需
要系が並列接続されている場合においても、１２ａ，１
２ｂ，…，１２ｎによって過電流が検出された需要系に
ついても個別に実施可能であることは勿論である。

【００２２】また、本発明において短絡保護回路の電力
の遮断に、図１の如く、フォトカプラを用いたが、同様
のスイッチング動作が可能であれば他の素子を用いても
よい。

【００２３】

【発明の効果】これまで説明してきたように、本発明に
おいては、需要系へ直流電力を供給する際の短絡保護回
路に、需要系への過電流を検出する検出回路と、電力の
供給を遮断する遮断回路と、前記遮断回路を制御する制
御装置とを設けたことにより、需要系に対する過電流の
検出を行うことができ、必要に応じて電力供給を遮断す
ることが出来る。

【００２４】また、複数の需要系が接続されている場合
においても、需要系それぞれについて過電流の検出およ
び電力の遮断を行うことができる。さらに、本発明によ
る短絡保護回路をマイコン制御装置等への電力供給に用
いて、従来人手に頼っていた電源リセット（電源を一旦
切って再投入するリセット）を自動的に行うことがで
き、電源電圧監視用ＩＣによるリセットでは回復できな
いエラーについても自動的に回復できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による短絡保護回路の回路図

【図２】本発明による短絡保護回路を用いた直流電源供
給装置の構成図

【図３】本発明による短絡保護回路の回路図

【図４】本発明による短絡保護回路を用いた電源リセッ
トのフローチャート

【図５】従来の短絡保護回路図

【図６】従来の短絡保護回路図

【符号の説明】

１ トランジスタ ２，３ フォトカプラ ４，５，６ 抵抗 ７，７’ 制御装置 ８，９ トランジスタ １０，１２ａ，１２ｂ，…，１２ｎ 保護回路 １１ 制御回路 ２１，２２，２３ 抵抗 ２４，２５，２６ 抵抗

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】直流電力を用いる装置へ直流電力を供給す
   る電源供給装置の短絡保護回路において、 直流電力を用いる装置への過電流を検出する過電流検出
   回路と、過電流を制限するための制限回路と、電力供給
   を遮断する遮断回路と、前記過電流検出回路からの指令
   に基づき前記遮断回路を制御する制御装置とを設け、 前記過電流検出回路が過電流を検出すると、前記制御装
   置より指令を受けた遮断回路によって電力の供給を遮断
   あるいは、一時的に停止することを特徴とする短絡保護
   回路。
2. 【請求項２】直流電源を用いる複数の装置へ直流電力を
   供給する電源供給装置において、過電流を検出する過電
   流検出回路と、過電流を制限するための保護回路と、電
   力の供給を遮断する遮断回路とを、前記直流電源を用い
   る装置それぞれに対して設け、 さらに、複数の前記過電流検出回路からの指令に基づき
   複数の前記遮断回路を制御する制御装置を設け、 前記過電流検出回路が過電流を検出すると、前記制御装
   置からの指令によって、前記過電流検出回路により過電
   流が検出された系統についてのみ、遮断回路によって電
   力の供給を遮断あるいは、一時的に停止することを特徴
   とする短絡保護回路。
3. 【請求項３】直流電源を用いる装置の電源リセット方法
   において、前記装置への過電流を検出する過電流検出回
   路と、前記装置へ供給されている電力を遮断する遮断回
   路と、前記過電流検出回路からの指令に基づき前記遮断
   回路を制御する制御装置とを設け、 過電流検出回路によって過電流が検出されると、電力の
   供給を一旦遮断し、あらかじめ定めた一定時間経過後、
   電力の供給を再開することを特徴とする電源リセット方
   法。