JPH0662525A - 過熱保護回路装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電子部品の異常過熱に応答動作しても再度の使
用が可能で、回路基板などに温度検知素子を他の電子部
品と共に同じ半田付け工程で搭載可能とし、それを回路
基板に搭載した状態での高温作業も容易なものにする。 【構成】ＦＥＴ１０の発熱温度を正特性サーミスタ３６
が検知する。ＦＥＴ１０の発熱温度が過熱保護動作温度
を越えたときにサイリスタ４４のゲートには正特性サー
ミスタ３６と抵抗３４との接続部４２からそれに対応す
るゲート電圧が印加されることでサイリスタ４４がオン
にされる。これによって、ＰＷＭコントロール用ＩＣ８
は発振動作を停止し、これによって、ＦＥＴ１０は発振
を停止することで、作動電源側からの電流はＦＥＴ１０
に流れ込まくなってそのＦＥＴ１０はその電流によって
異常に発熱することが防止されて保護される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、作動電源からの電流に
よって発熱するＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）のよ
うな電子部品が、その発熱で異常過熱されてしまうこと
から保護する過熱保護回路装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３はＦＥＴを用いたＤＣーＤＣコンバ
ータの回路図である。同図に示されるＤＣーＤＣコンバ
ータ２は、作動電源の電源側入力端子４とグランド側入
力端子６との間に印加されるＤＣを、発振回路であるＰ
ＷＭコントロール用ＩＣ８とスイッチング素子であるＦ
ＥＴ１０との作用で一旦ＡＣに変換し、そのＡＣをダイ
オード１２、コイル１４、およびコンデンサ１６からな
る整流平滑回路１８でＤＣに変換してのち電源側出力端
子２０とグランド側出力端子２２との間からＤＣを出力
するようになっている。

【０００３】具体的には、ＰＷＭコントロール用ＩＣ８
は、ＤＣをＡＣに変換するために、パルス幅がコントロ
ールされた発振パルスを出力部ｏｕｔからＦＥＴ１０の
ゲートに出力してこれをスイッチング動作させるもので
あって、それの電源部Ｖｃｃは電源側入力端子４に、グ
ランド部ＧＮＤはグランド側入力端子６にそれぞれ接続
されているとともに、その出力部ｏｕｔはＦＥＴ１０の
ゲートに接続されている。そして、ＰＷＭコントロール
用ＩＣ８は、図示していない電源スイッチがオンにされ
て電源側入力端子４からＤＣが電源部Ｖｃｃに印加され
ると、作動して出力部ｏｕｔからパルス幅がコントロー
ルされた発振パルスをＦＥＴ１０のゲートに与え、この
ＦＥＴ１０をこの発振パルスに応答してスイッチング動
作させてＤＣをＡＣに変換して整流平滑回路１８に出力
させる。整流平滑回路１８はこのＡＣを、ダイオード１
２、コイル１４、およびコンデンサ１６の作用でＤＣに
変換してから電源側出力端子２０からそのＤＣを出力す
る。このようなＤＣーＤＣコンバータ２の作用は周知で
あるから、より詳細な説明は省略する。

【０００４】上記ＤＣーＤＣコンバータ２においては、
スイッチング素子としてのＦＥＴ１０が電源側入力端子
４を介して入力される電流によって発熱してくるが、こ
の発熱温度が異常に高くなって過熱されると、このＦＥ
Ｔ１０が発煙したり発火したり、あるいはその発熱で破
壊されてしまうおそれがある。そこで、このような過熱
状態になる前にＦＥＴ１０を電源側入力端子４から回路
的に遮断してＦＥＴ１０に電流が流れないようにしてこ
の過熱を防止するために、電源側入力端子４とＦＥＴ１
０のソースとの間にリード付温度ヒューズ２４を設ける
とともに、このＦＥＴ１０の発熱温度を検知するため
に、図４に示すように回路基板２６上のＦＥＴ１０の上
にシリコンのような熱伝導率の高い接着剤２８を介して
この温度ヒューズ２４を接着搭載し、その温度ヒューズ
２４のリード３０を回路基板２６に取り付けることで、
ＦＥＴ１０が過熱状態になったときには、温度ヒューズ
２４が内部的に溶断してＦＥＴ１０を電源側入力端子４
から遮断して電流が流れ込まないようにしてこれを異常
過熱状態から保護するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この温
度ヒューズ２４は、一旦溶断してしまうと元の状態に復
帰することができない構造のものであるから、再度、使
用するには温度ヒューズ２４を交換する必要があるが、
この交換に要する作業は手間がかかるものであった。

【０００６】また、回路基板２６上にＦＥＴ１０とか他
の電子部品を半田フローで半田付けする場合、ＦＥＴ１
０の上に温度ヒューズ２４を搭載したままではその温度
ヒューズ２４が半田の高温の熱で溶断されてしまうおそ
れがあるので、温度ヒューズ２４はそれら電子部品を回
路基板２６上に半田フローや半田リフローで取り付けた
後の別工程での手作業による搭載となり、その温度ヒュ
ーズ２４の取り付け作業としては手間がかかるものであ
った。

【０００７】さらに、温度ヒューズ２４を一旦取り付け
た後は、高温となる他の作業には温度ヒューズがその高
温の作業で溶断することのないように注意を払いながら
の作業となりその作業性が悪くなる。

【０００８】したがって、本発明においては、高温で内
部が溶断するような温度検知素子ではなく、サーミスタ
のように電子部品の発熱温度に応じて抵抗値が変化する
だけの温度検知素子を用いることで、ＦＥＴのような電
子部品の異常過熱に応答動作しても再度の使用が可能と
して回路基板からそれを新しいものと交換する手間がか
かる作業が不要なものとし、かつ、回路基板に対しては
ＦＥＴのような電子部品と共に同じ半田フローや半田リ
フロー工程で搭載可能としてその回路基板への取り付け
作業を簡易なものとし、さらに、それを回路基板に搭載
しても高温となる作業をするときに、特にその温度検知
素子への注意が不要なものとしてその高温作業を容易な
ものにすることを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明に係る過熱保護回路装置においては、
請求項１に記載されているように、作動電源側からの電
流によって発熱する電子部品の発熱温度を検知できる位
置に配備され、かつ、発熱温度の上昇に応じて抵抗値が
変化する温度検知素子と、この温度検知素子の抵抗値の
変化に対応してゲート電圧を生成させるゲート電圧生成
手段と、前記ゲート電圧が印加されるゲートを有すると
ともに、一端側が前記作動電源側に他端側がグランド側
に接続されており、かつ、所定値を越えるゲート電圧の
印加に応答して両端間がオンする応答素子とを備え、電
子部品の発熱温度が過熱保護動作温度を越えたときに前
記応答素子のゲートには前記所定値を越えるゲート電圧
が与えられることを特徴としている。

【００１０】なお、温度検知素子としての実施態様とし
ては請求項２に記載のようにサーミスタで構成してもよ
い。また、応答素子としての実施態様としては請求項３
に記載のようにサイリスタで構成してもよい。さらに、
温度検知素子の実施態様としては、請求項４に記載のよ
うにそれを回路基板に面実装可能なチップ型とし、か
つ、回路基板の表面側における電子部品の実装箇所のす
ぐ裏面側に面実装してもよい。

【００１１】

【作用】本発明によれば、電子部品の発熱温度が上昇す
ると、その上昇に応じて温度検知素子の抵抗値が変化
し、それに伴い、ゲート電圧生成手段からは温度検知素
子の抵抗値変化に伴うゲート電圧が応答素子のゲートに
与えられる。

【００１２】そして、この温度検知素子による電子部品
の検知温度が、それの過熱保護動作温度を越えたときに
はそれに対応したゲート電圧が応答素子のゲートに与え
られ、これによって、応答素子がオンする結果、電源側
からの電流は応答素子に流れ込まれ、電子部品には流れ
込まくなる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳
細に説明する。

【００１４】図１は、本発明の好ましい実施例に係る過
熱保護回路装置が適用されているＤＣーＤＣコンバータ
の回路図であり、図２は図１のＦＥＴと正特性サーミス
タとの回路基板への実装を示す側面図であり、これらの
図において、従来例に係る図１および図２と対応する部
分には同一の符号を付し、同一の符号に係る部分につい
ての詳しい説明は省略する。

【００１５】これらの図を参照して、本発明に従う実施
例のＤＣーＤＣコンバータ３２は、電源側とグランド側
の各入力端子４，６と、電源側とグランド側の各出力端
子２０，２２との間に、従来例と同様にして、発振回路
として発振パルスを出力するＰＷＭコントロール用ＩＣ
８と、過熱状態から保護されるべき電子部品であって、
そのＩＣ８からの発振パルスによってＤＣをＡＣに変換
するための発振動作を行うスイッチング素子としてのＦ
ＥＴ１０と、ＡＣを整流平滑してＤＣに変換するための
整流平滑回路１８とを有している。

【００１６】そして、このような回路によって、ＤＣー
ＤＣコンバータとしての動作を行うことは周知であるか
ら、その詳しい説明は省略する。

【００１７】この実施例においては、上記構成に加えて
さらに下記の構成を具備していることに特徴がある。

【００１８】すなわち、この実施例においては、ＰＷＭ
コントロール用ＩＣ８が基準電源端子Ｖｒｅｆを有して
いることで発振回路としての機能の他に電圧生成手段と
しての機能をも構成しており、この基準電源端子Ｖｒｅ
ｆとグランド側入力端子６との間に、抵抗３４と正特性
サーミスタ３６との直列接続回路３８が接続されてい
る。ここで、正特性サーミスタ３６は、温度が上昇する
と抵抗値が増大するような温度検知素子として用いられ
ており、このような作用をする素子であれば正特性サー
ミスタ３６に限定されるものではない。そして、正特性
サーミスタ３６の両端間には並列にコンデンサ４０が接
続されている。抵抗３４と正特性サーミスタ３６との接
続部４２にはサイリスタ４４のゲートが接続されてい
て、このサイリスタ４４のアノードは抵抗４６を介して
電源側入力端子４に、そのカソードはグランド側入力端
子６にそれぞれ接続されている。また、抵抗４６とサイ
リスタ４４のアノードとの接続部４８とＰＷＭコントロ
ール用ＩＣ８の電源部Ｖｃｃとの間にはダイオード５０
が接続されている。

【００１９】直列接続回路３８には、ＰＷＭコントロー
ル用ＩＣ８の基準電源部Ｖｒｅｆから基準電圧が印加さ
れ、その基準電圧を抵抗３４と正特性サーミスタ３６と
で分圧するようになっており、これによって、抵抗３４
と正特性サーミスタ３６との接続部４２とグランド側入
力端子６との間には正特性サーミスタの抵抗値変化に対
応した電圧が得られるようになっている。

【００２０】正特性サーミスタ３６は図２に示すよう
に、リードの無い面実装可能なチップ型にされていて、
表面側に半田付けでチップ状にＦＥＴ１０が搭載されて
ある回路基板２６のすぐ裏面側に同じく半田付けで搭載
されて、両者が回路基板２６を介して互いに熱結合され
ており、この構成によって、正特性サーミスタ３６はＦ
ＥＴ１０の発熱温度を正確に検知してその抵抗値が変化
するように設けられており、したがって、前記接続部４
２の電圧はＦＥＴ１０の発熱温度に対応した電圧とな
る。そして、サイリスタ４４のゲートには、接続部４２
の電圧が印加されるとともに、ＦＥＴ１０が過熱保護動
作温度例えば１３０℃にまで発熱したときに、これに対
応して正特性サーミスタ３６の抵抗値が変化し、サイリ
スタ４４は、その変化に伴う接続部４２の電圧のゲート
への印加によってアノード・カソード間がオンするよう
になっている。

【００２１】このような構成において、図外の電源スイ
ッチをオンすることにより、ＰＷＭコントロール用ＩＣ
８が電源側入力端子４、抵抗４６、およびダイオード５
０を介して電源部Ｖｃｃに印加される作動電源によって
発振を開始し、その発振パルスを出力部ｏｕｔから出力
することで、ＦＥＴ１０が発振動作する。そして、この
のち、ＦＥＴ１０が電源側入力端子４からの電流によっ
てその発熱温度が上昇してくると、図２のように回路基
板２６を介してこのＦＥＴ１０の近傍に配備されてある
正特性サーミスタ３６も、ＦＥＴ１０の発熱温度の上昇
に応じてその抵抗値が増大側に変化してくる。それに伴
い、ゲート電圧生成手段でもあるＰＷＭコントロール用
ＩＣ８の基準電源部Ｖｒｅｆから基準電圧を与えられて
いる直列接続回路３８内における正特性サーミスタ３６
と抵抗３４との接続部４２の電圧が大きくなってくると
ともに、この正特性サーミスタ３６によるＦＥＴ１０の
検知温度が、それの過熱保護動作温度を越えたときに
は、その接続部４２からサイリスタ４４のゲートに対し
それをオンにする所定値を越えるゲート電圧が与えられ
る。

【００２２】その結果、サイリスタ４４がオンして電源
側入力端子４からの電流はサイリスタ４４に流れ、ＰＷ
Ｍコントロール用ＩＣ８の電源部Ｖｃｃには電源が与え
られなくなって、このＰＷＭコントロール用ＩＣ８が作
動停止する結果、ＦＥＴ１０への発振パルスの出力が停
止され、結果、ＦＥＴ１０は発振動作を停止させられる
から、ＦＥＴ１０はその電流によって異常に過熱されな
くなって保護されることとなる。

【００２３】この過熱保護動作が機能すると、ＦＥＴ１
０の発熱が停止してその発熱温度が過熱保護動作温度以
下に低下してくるが、この保護動作が継続されるように
するためサイリスタ４４は一旦オンにされると、電源ス
イッチがオフにされない限りはサイリスタ４４には抵抗
４６を介して電流が継続して流れてくるからそのオン状
態が保持されることになるが、図示していない電源スイ
ッチを一旦オフにしてからオンにすることによってサイ
リスタ４４のオン状態が解除されるとともに、ＰＷＭコ
ントロール用ＩＣ８も発振動作を開始してこのＤＣーＤ
Ｃコンバータとしての機能が復帰されることになる。

【００２４】なお、上述の実施例では電源装置としてＤ
ＣーＤＣコンバータに適用して説明したが、これに限定
されるものではなく、例えばＡＣーＤＣコンバータと
か、インバータとかの他の電源装置にも同様に適用する
ことができる。

【００２５】また、この実施例ではＰＷＭコントロール
用ＩＣを用いた他励型の電源装置であったが、他励型に
限定されるものではなく、自励型の電源装置にも同様に
適用することができる。

【００２６】さらに、上述の実施例においては、温度検
知素子として正特性サーミスタを用いたが、これに限定
されるものではなく、例えば、温度が上昇すると抵抗値
が減少する素子、例えば負特性サーミスタを用いてもよ
く、そのような温度検知素子、例えば負特性サーミスタ
を用いる場合では、直列接続回路３８内の抵抗３４に代
えてその負特性サーミスタを接続し、正特性サーミスタ
３６が接続されている箇所に抵抗３４を接続するととも
に、その負特性サーミスタを図２のように正特性サーミ
スタ３６が取り付けられている箇所に取り付けるように
すれば、ＦＥＴ１０の発熱温度が上昇してくると、負特
性サーミスタの抵抗値が減少し、その結果、接続部３８
の電圧が大きくなって前記実施例と同様にサイリスタ４
４をオン側に動作させて、ＦＥＴ１０を過熱から有効に
保護することができる。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、作動電源
側からの電流によって発熱する電子部品の発熱温度を検
知できる位置に発熱温度の上昇に応じて抵抗値が変化す
る温度検知素子を配備し、電圧生成手段によって、この
温度検知素子にはその抵抗値の変化に対応した電圧を生
成させるとともに、応答素子のゲートには、電子部品の
発熱温度が過熱保護動作温度を越えたときにそれをオン
にする電圧を与えるようにしたから、温度検知素子によ
る電子部品の検知温度が、それの過熱保護動作温度を越
えたときには電源側からの電流が電子部品には流れ込ま
なくなって、結果、この電子部品を異常過熱から保護す
ることができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る過熱保護回路装置の回
路図である。

【図２】図１のＰＷＭコントロール用ＩＣと正特性サー
ミスタとの回路基板への実装状態を示す側面図である。

【図３】従来例の過熱保護回路装置の回路図である。

【図４】図３のＰＷＭコントロール用ＩＣと正特性サー
ミスタとの回路図への実装状態を示す側面図である。

【符号の説明】

４ 電源側入力端子 ６ グランド側入力端子 ８ ＰＷＭコントロール用ＩＣ １０ ＦＥＴ １８ 整流平滑回路 ２０ 電源側出力端子 ２２ グランド側出力端子 ２６ 回路基板 ３４ 抵抗 ３６ 正特性サーミスタ ４４ サイリスタ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作動電源側からの電流によって発熱する
   電子部品の発熱温度を検知できる位置に配備され、か
   つ、発熱温度の上昇に応じて抵抗値が変化する温度検知
   素子と、 この温度検知素子の抵抗値の変化に対応してゲート電圧
   を生成させるゲート電圧生成手段と、 前記ゲート電圧が印加されるゲートを有するとともに、
   一端側が前記作動電源側に他端側がグランド側に接続さ
   れており、かつ、所定値を越えるゲート電圧の印加に応
   答して両端間がオンする応答素子とを備え、 電子部品の発熱温度が過熱保護動作温度を越えたときに
   前記応答素子のゲートには前記所定値を越えるゲート電
   圧が与えられることを特徴とする過熱保護回路装置。
2. 【請求項２】 前記温度検知素子がサーミスタであるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の過熱保護回路装置。
3. 【請求項３】 前記応答素子がサイリスタで構成されて
   いることを特徴とする請求項１または２に記載の過熱保
   護回路装置。
4. 【請求項４】 前記温度検知素子が、回路基板に面実装
   可能なチップ型とされていて、かつ、回路基板の表面側
   における電子部品の実装箇所のすぐ裏面側に面実装され
   ていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに
   記載の過熱保護回路装置。