JPH0715344Y2 - 負荷保護回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、負荷保護回路、特に負荷の異常により電源ス
イッチをオフした後、再起動するまでの待機時間を短縮
できる負荷保護回路に関連する。

従来の技術 第２図に示すように、従来の負荷保護回路１は一対の入
力端子２、３と一対の出力端子４、５とを有し、入力端
子２は、電源スイッチ９を介して全波整流を行う整流回
路10の一方の入力端子に接続され、入力端子３は、整流
回路10の他方の入力端子に接続される。整流回路10の出
力端子、即ち、整流回路10の正側出力端子は、直流電源
ライン11を通じて出力端子４に接続され、整流回路10の
負側出力端子は、抵抗13とトライアック18が接続された
直流電源ライン12を通じて出力端子５に接続される。入
力端子２、３には商用電源が接続され、出力端子４、５
はDC/DCコンバータ７と、コンバータ７から電力の供給
を受けるコンバータ負荷８とから成る負荷６に接続され
る。また、直流電源ライン11と直流電源ライン12との間
には、コンデンサ14及び抵抗15とサイリスタ16の直列回
路が接続される。なお、サイリスタ16のゲートは端子17
を介してコンバータ７に、また、トライアック18のゲー
トは端子19を介してコンバータ７に接続される。

上記構成において、電源スイッチ９をオンにすると、商
用交流入力は整流回路10で整流され、コンデンサ14で平
滑されて出力端子４、５から直流出力が負荷６に与えら
れる。電源スイッチ９をオンに切り換えた直後は、コン
デンサ14を充電するための突入電流が流れる。これを防
止するため、直流電源ライン12に接続された抵抗13を通
じてコンデンサ14は充電される。コンデンサ14がほぼ充
電された時点になると、コンバータ７からトライアック
18のゲートにトリガ信号が付与され、トライアック18が
オンになる。このため、整流回路10の負側端子へ流れる
電流はトライアック18を通じて流れる。この状態で負荷
６に電力が供給されるが、コンバータ負荷８に短絡等の
異常が発生した場合には、図示しない回路により、過電
流又は電圧の低下等を検出して、サイリスタ16のゲート
にトリガ信号が付与される。このため、サイリスタ16が
オンとなり、抵抗15及びサイリスタ16を通って電流が流
れ、負荷６への電力供給が停止され、コンバータ７及び
コンバータ負荷８等を保護することができる。このと
き、電源スイッチ９がオン状態である限り、サイリスタ
16のオン状態が維持される。そこで、サイリスタ16をオ
フにして、負荷６への電力供給の再開に備えるため、電
源スイッチ９を手動により又は自動的にオフに切り換え
る。電源スイッチ９がオフに切り換えられると、トライ
アック18はオフとなり、コンデンサ14、抵抗15及びサイ
リスタ16からなる閉回路によりコンデンサ14の電荷が放
電し、コンデンサ14の放電完了時にサイリスタ16がオフ
になる。その後、電源スイッチ９をオンに切り換え、負
荷６への電力供給を再開する。

考案が解決するための問題点 ところで、上記従来の負荷保護回路１では、コンバータ
負荷８に異常が発生し、サイリスタ16がオンになった場
合、再起動まで長時間待たなければならない欠点があっ
た。即ち、サイリスタ16がオンになり、電源スイッチ９
をオフに切り換えた後、コンデンサ14が十分に放電し
て、サイリスタ16が自然消弧によりオフとなるまで、１
分以上待機しなければならず、異常発生後直ちに負荷６
に電力を供給することができなかった。

本考案は、負荷の異常により電源スイッチをオフした
後、再起動するまでの待機時間を短縮できかつ確実な再
起動を行うことのできる負荷保護回路を提供することを
目的とする。

問題点を解決するための手段 本考案による負荷保護回路は、交流電源に電源スイッチ
（９）を介して接続される整流回路（10）と、整流回路
（10）から負荷（６）に電力を供給する一対の直流電源
ライン（11）（12）と、一対の電源ライン（11）（12）
間に接続されたコンデンサ（14）と、コンデンサ（14）
と直列に接続されて一対の直流電源ライン（11）（12）
の一方に設けられ且つコンデンサ（14）の充電電流を制
限する第１の電流制限素子（13）と、第１の電流制限素
子（13）と並列に接続され且つコンデンサ（14）の充電
後にオン駆動されるスイッチ手段（18）と、コンデンサ
（14）と並列に接続され且つ直列に接続された第２の電
流制限素子（15）及びサイリスタ（16）とを含む直列回
路とから成る。負荷（６）が異常状態のときは、サイリ
スタ（16）がオン駆動され、その後、電源スイッチ
（９）がオフに切り替えられ、コンデンサ（14）に蓄積
された電荷が第２の電流制限素子（15）及びサイリスタ
（16）を通じて放電される。サイリスタ（16）と並列に
接続された消弧用トランジスタ（22）を含むリセット回
路（21）が一対の直流電源ライン（11）（12）間に接続
される。

前記異常状態後、電源スイッチ（９）がオンに切り換え
られたとき、整流回路（10）からコンデンサ（14）及び
抵抗（13）を通じてコンデンサ（14）に充電電流が流れ
る。リセット回路（21）は、抵抗（13）に印加された電
圧により消弧用トランジスタ（22）をオンに切り換え、
サイリスタ（16）のアノード・カソード間を短絡してサ
イリスタ（16）をオフ状態とするとともに、消弧用トラ
ンジスタ（22）のベースに接続された抵抗（24）を通る
ベース電流により、コンデンサ（14）の充電を妨げず
に、消弧用トランジスタ（22）のコレクタ・エミッタ間
に電流が流れる。

その後、スイッチ手段（18）がオンに切り換えられ、ス
イッチ手段（18）に電流が流れるとき、リセット回路
（21）は、消弧用トランジスタ（22）をオフ状態に切り
換え、サイリスタ（16）の短絡状態を解除する。

作用 コンバータ負荷８に異常が発生すると、サイリスタ16が
オン状態となり、電源スイッチ９がオフに切り換えら
れ、コンデンサ14の放電が開始される。５秒程度の短時
間経過後に電源スイッチ９をオンに切り換えると、コン
デンサ14の充電電流が第１の電流制限素子13に電圧が発
生する。リセット回路21は、第１の電流制限素子13の電
圧に基づいてサイリスタ16をオン状態からオフ状態に強
制的に切り換える。

実施例 以下、本考案の実施例を第１図について説明する。この
図面では、第２図に示す部分と同一の部分については同
一符号を付す。

まず、第１図に示すように、本考案の負荷保護回路20
は、第２図に示す負荷保護回路１と同様に、交流電源に
接続される整流回路10と、整流回路10から負荷６に電力
を供給する一対の直流電源ライン11、12と、一対の直流
電源ライン11、12間に接続されたコンデンサ14と、コン
デンサ14と整流回路10との間において直流電源ライン12
に直列に接続された第１の電流制限素子としての抵抗13
と、抵抗13と並列に接続されかつコンデンサ14のほぼ充
電完了時にオン駆動される第１のスイッチ手段としての
トライアック18と、コンデンサ14と並列に接続され、第
２の電流制限素子としての抵抗15及び負荷６の異常状態
時にオン駆動される第２のスイッチ手段としてのサイリ
スタ16の直列回路とを有する。更に、本考案では、抵抗
13の両端に印加される電圧に基づいてオン状態のサイリ
スタ16をオフ状態に切り換えるリセット回路21が設けら
れる。リセット回路21は、サイリスタ16のアノード及び
カソードにそれぞれ接続されたコレクタ及びエミッタを
有する消弧用トランジスタ22と、消弧用トランジスタ22
のベースとサイリスタ16のカソードにそれぞれ接続され
たコレクタ及びエミッタを有する制御用トランジスタ23
と、整流回路10の正側端子と消弧用トランジスタ22のベ
ースとの間に接続された抵抗24と、整流回路10の正側端
子と制御用トランジスタ23のベースとの間に接続された
抵抗25と、トランジスタ23のベースと整流回路10の負側
端子とに接続された抵抗26とを有する。

次に、第１図に示す回路の動作について説明する。上記
構成において、電源スイッチ９がオン状態で負荷６に電
力を供給する動作は、トライアック18に電流が流れ、第
２図に示す動作と同様である。正常動作時には、サイリ
スタ16のゲートにトリガ信号が供給されないから、サイ
リスタ16はオフとなっている。また、制御用トランジス
タ23のベースには、抵抗25を通じて電流が供給されるの
で、制御用トランジスタ23はオンとなり、消弧用トラン
ジスタ22はオフになっている。

この状態で、コンバータ負荷８に短絡等の異常が発生し
た場合に、サイリスタ16をオンに切り換えて負荷６への
電力供給を停止し、コンバータ７及びコンバータ負荷８
等を保護するが、この動作は、第２図に示す回路と同様
である。

本考案でも、サイリスタ16をオフに切り換え、負荷６へ
の電力供給の再開に備えるため、電源スイッチ９を手動
により又は自動的にオフに切り換えるが、電源スイッチ
９がオフに切り換えられると、コンデンサ14に充電され
た電荷は抵抗15及びサイリスタ16を通じて放電する。し
かし、すぐには放電は完了しない。コンデンサの放電が
開始され、約５秒経過した時点になると、コンデンサ14
のレベルが低下し、コンデンサ14はわずかながら充電可
能な状態となる。そこで、電源スイッチ９をオンに切り
換え、負荷６への電力供給を再開すると、整流回路10か
らコンデンサ14及び抵抗13を通じてコンデンサ14に充電
電流が流れ、抵抗13の両端に電圧が発生する。なお、こ
の時点では、トライアック18はオフ状態である。従っ
て、制御用トランジスタ23のベース・エミッタ間には逆
電圧又はしきい値以下の電圧が付与され、制御用トラン
ジスタ23はオフとなる。よって、消弧用トランジスタ22
がオンとなり、サイリスタ16のアノード・カソード間を
短絡し、サイリスタ16は強制的にオフに切り換えられ
る。このとき、トランジスタ22のコレクタ・エミッタ間
電流は抵抗24とトランジスタ22を通るベース電流により
制御され、抵抗15及びトランジスタ22を通るコレクタ・
エミッタ間電流は小さく、コンデンサ14の充電を妨げな
い。コンデンサ14がほぼ充電された時点になると、コン
バータ７からトライアック18のゲートにトリガ信号が付
与され、トライアック18がオンとなる。このため、制御
用トランジスタ23のベース・エミッタ間から逆バイアス
電圧が除去され、抵抗25を通じて流れるベース電流によ
り制御用トランジスタ23はオン、消弧用トランジスタ22
はオフとなり、正常動作に達する。前記素子の各動作状
態は下表の通りである。

このように、リセット回路21は、コンデンサ14の充電電
流によって抵抗13の両端に印加される電圧に基づいて、
サイリスタ16をオフ状態に切り換え、負荷６への電力供
給を短時間に再開可能する。

本考案の上記実施例は変更が可能である。例えば、サイ
リスタ16はトランジスタで構成してもよい。また、第１
の電流制限素子としての抵抗13を直流電源ライン11に接
続することも可能である。また、整流回路10は全波整流
回路の代わりに半波整流回路を使用することができる。

考案の効果 本考案では、再起動時にコンデンサの充電電流によって
第１の電流制限素子に発生する電圧に基づいて、スイッ
チ手段としてのサイリスタ16をオンからオフ状態に強制
的に切り換えるリセット回路を設けたので、負荷の異常
により電源スイッチをオフしてから、再起動までの待機
時間を従来に比べて大幅に短縮することができる。即
ち、従来ではコンデンサの十分な放電のため１分以上の
待機時間が必要であったのに対し、本考案では約５秒に
短縮できる。また、第２のスイッチ手段としてのサイリ
スタ16はコンデンサの充電電流があれば必ずオフにされ
るので、起動を確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の負荷保護回路の回路図、第２図は従来
の負荷保護回路の回路図である。 ６……負荷、10……整流回路、11、12……直流電源ライ
ン、13……抵抗、14……コンデンサ、15……抵抗、16…
…サイリスタ、18……トライアック、20……負荷保護回
路、21……リセット回路、22……消弧用トランジスタ、
23……制御用トランジスタ、

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】交流電源に電源スイッチを介して接続され
   る整流回路と、該整流回路から負荷に電力を供給する一
   対の直流電源ラインと、該一対の電源ライン間に接続さ
   れたコンデンサと、前記コンデンサと直列に接続されて
   前記一対の直流電源ラインの一方に設けられ且つ該コン
   デンサの充電電流を制限する第１の電流制限素子と、該
   第１の電流制限素子と並列に接続され且つ前記コンデン
   サの充電後にオン駆動されるスイッチ手段と、前記コン
   デンサと並列に接続され且つ直列に接続された第２の電
   流制限素子及びサイリスタとを含む直列回路とから成
   り、 前記負荷が異常状態のときは、前記サイリスタがオン駆
   動され、その後、前記電源スイッチがオフに切り替えら
   れ、前記コンデンサに蓄積された電荷が前記第２の電流
   制限素子及び前記サイリスタを通じて放電される負荷保
   護回路において、 前記サイリスタと並列に接続された消弧用トランジスタ
   を含むリセット回路を前記一対の直流電源ライン間に接
   続し、 前記異常状態後、前記電源スイッチがオンに切り換えら
   れたとき、前記整流回路から前記コンデンサ及び前記第
   １の電流制限素子を通じて前記コンデンサに充電電流が
   流れ、前記リセット回路は、前記第１の電流制限素子に
   印加された電圧により前記消弧用トランジスタをオンに
   切り換え、前記サイリスタのアノード・カソード間を短
   絡して前記サイリスタをオフ状態とするとともに、前記
   消弧用トランジスタのベースに接続された抵抗を通るベ
   ース電流により、前記コンデンサの充電を妨げずに、前
   記消弧用トランジスタのコレクタ・エミッタ間に電流が
   流れ、 その後、前記スイッチ手段がオンに切り換えられ、前記
   スイッチ手段に電流が流れるとき、前記リセット回路
   は、前記消弧用トランジスタをオフ状態に切り換え、前
   記サイリスタの短絡状態を解除することを特徴とする負
   荷保護回路。
2. 【請求項２】前記スイッチ手段はトライアックからなる
   実用新案登録請求の範囲（１）項記載の負荷保護回路。