JPH0724909Y2 - 直流電源の逆極性接続に対する保護をする電気装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、たとえば自動車のバツテリなどの直流電源が
誤つて逆極性で接続された際に、車載用電子機器を逆極
性の電力から保護するための直流電源の逆極性接続に対
する保護をする電気装置に関する。

従来の技術 通常、自動車の車載用電子機器などの制御回路はバツテ
リから生成される駆動電圧Vccが供給されて駆動する。
前記バツテリは直流電源であるため、必ず予め定められ
る極性で配線ラインと接続されなければならない。前記
バツテリは、車両点検や充電動作などのために取りはず
されることがあり、再配置の際に、時として逆極性接続
されてしまうことが起こりがちである。前記制御回路は
逆極性の電力が供給されると、不所望な内部破壊などが
生じる傾向がある。したがつて、一般に、たとえバツテ
リが逆極性接続されても、制御回路には逆極性の電力が
供給されず、配線ラインを遮断し、制御回路を保護する
構成がとられている。

第２図は従来の電気装置１の電気的接続を示すブロツク
図であり、第２図に示されるバツテリ２の電池記号は正
常な接続状態を示している。バツテリ２の一方端である
正極側からは、イグニシヨンスイツチ３およびヒユーズ
４を介在する第１ラインｓ１を経て、制御回路５内の
定電圧回路６へ起電圧＋Ｂが与えられる。定電圧回路６
では、駆動電圧Vccを生成し、処理回路７の一方入力へ
与える。前記処理回路７の他方入力側は第２ラインsl2
を介して、バツテリ２の他方端である負極側へ接続され
る。

また、バツテリ２の起電圧＋Ｂは始動用モータやランプ
などの負荷８へ与えられる。負荷８の駆動／停止の制御
は、負荷８と接続されるトランジスタQ0のベースへの処
理回路７からの制御信号によつて行われる。なお、前記
ベースと前記定電圧回路６とを結ぶ抵抗R0によつてベー
スへの電流が調整される。

トランジスタQ0のエミツタは基準電位であり、第３ライ
ンsl3を介してバツテリ２の前記他方端に接続される。
第３ラインsl3は、負荷８を経て流れる大電流用のアー
スラインであるので、図面上では２本接続されているけ
れどもより太い配線が１本の場合もある。

処理回路７の前記他方入力端とトランジスタQ0のエミツ
タとは同電位であるけれども、前記大電流による処理回
路７の前記他方入力端の電位変動を防止するために、ダ
イオードD01（たとえば順方向電圧0.6V）を、処理回路
７側をアノード、トランジスタQ0のエミツタ側をカソー
ドとなるように接続している。前記ダイオードD01の接
続によつて、仮に第２ラインsl2が断線したとしても、
処理回路７からの電流は順方向のダイオードD01を介し
て第３ラインsl3へ流れる。したがつて、処理回路７は
第２ラインsl2の断線のために停止してしまうようなこ
とはない。

従来、バツテリ２を逆極性接続した際に配線を遮断、す
なわちヒユーズ４を溶断するために、第１ラインｓ１
と第２ラインsl2との間に大電流容量の保安用ダイオー
ドD02を接続している。第１ラインｓ１側がカソード
で、第２ラインsl2側がアノードである。したがつて、
たとえバツテリ２を逆極性接続したとしても、電流は第
２ラインsl2、ダイオードD02、さらに第１ラインｓ１
を経てヒユーズ４へ流れる。その後、予め定められる大
きさの電流が流れると、ヒユーズ４は溶断する。したが
つて、配線が遮断され、逆極性の電圧のために処理回路
７を破壊するようなことがない。

考案が解決しようとする課題 上述の先行技術では、アースラインである第２ラインsl
2および第３ラインsl3がすべて断線することなく正常で
あるならば、電気装置１は直流電源の逆極性接続に対し
て保護をする装置として作動することができる。しか
し、第２ラインsl2が断線した際には、バツテリ２を逆
極性接続すると、電流は第３ラインsl3を経てトランジ
スタQ0へ流れ、さらに処理回路７へ流込むため、トラン
ジスタQ0および処理回路７を破壊へ導くことになる。す
なわち、第２ラインsl2の断線によつて、直流電源の逆
極性接続に対して保護をする装置としての作動が行われ
なくなる。

本考案の目的は上述の問題点を解決するためのものであ
り、第２ラインもしくは第３ラインが遮断された際であ
つても、直流電源を逆極性に接続した時における制御回
路の損傷を確実に防止することができる直流電源の逆極
性接続に対して保護をする電気装置を提供することにあ
る。

課題を解決するための手段 本考案は、直流電源と、 直流電圧が印加されて電力付勢されるための２つの入力
端子を有し、負荷を制御するための制御回路と、 一端部が前記直流電源の一方電極に接続され、他端部が
前記制御回路の一方の入力端子に接続される第１ライン
と、 一端部が前記直流電源の他方電極に接続され、他端部が
前記制御回路の他方の入力端子に接続される第２ライン
と、 一端部が前記直流電源の前記他方の電極に接続される第
３ラインと、 第２ラインの前記他端部と第３ラインの他端部との間
に、前記直流電源の正常な接続状態で負荷電流に対して
逆方向性となるように接続される第１ダイオードと、 第１ラインの前記他端部と第３ラインの前記他端部との
間に、前記直流電源の正常な接続状態で逆方向性となる
ように接続される第２ダイオードと、 第１ラインに介在され、予め定められる過大電流が流れ
たときに遮断する遮断手段とを含み、 第１ラインの前記他端部と第３ラインの前記他端部との
間に、前記制御回路によつて制御される負荷を設けるこ
とを特徴とする直流電源の逆極性接続に対する保護をす
る電気装置である。

作用 本考案の直流電源の逆極性接続に対して保護をする電気
装置によれば、負荷を制御するための制御回路の一方の
入力端子と直流電源の一方電極とが第１ラインによつて
接続され、前記制御回路の他方の入力端子と前記直流電
源の他方端子とが第２ラインによつて接続されることに
よつて、前記制御回路へ直流電圧が印加されて電力付勢
され、前記制御回路は駆動する。前記直流電源の他方電
極には第３ラインがまた接続されている。前記第３ライ
ンの直流電源へ接続されていない他端部と、前記第１ラ
インの前記他端部との間に前記制御回路によつて制御さ
れる負荷が設けられる。

第２ラインの前記他端部と第３ラインの前記他端部との
間には、前記直流電源の正常な接続状態で前記負荷を流
れる負荷電流に対して逆方向性となるように第１ダイオ
ードが接続される。したがつて、直流電源が正常な接続
状態である場合には、第２ラインがたとえ断線しても、
制御回路が停止することはない。

さらに、第１ラインの前記他端部と第３ラインの前記他
端部との間には、前記直流電源の正常な接続状態で逆方
向性となるように第２ダイオードが接続され、前記第１
ラインには予め定められる過大電流が流れた時に遮断す
る遮断手段が設けられる。したがつて、アースラインで
ある第２ラインもしくは第３ラインのいずれか一方が断
線した場合であつても、直流電源を逆極性に接続した際
には電流は第２ダイオードを経て前記遮断する手段へ流
込み、第１ラインが遮断される。したがつて、制御回路
へ過大な電流が流込むようなことがなく、制御回路を破
壊するようなことはない。

実施例 第１図は本考案の一実施例である電気装置11の簡略化し
た電気的接続を示す電気回路図である。電気装置11は、
直流電源であるバツテリ12と、前記バツテリ12の直流電
圧が付勢されて駆動する制御回路13と、前記制御回路13
の作動によつて駆動／停止が制御される始動用モータや
ランプなどの負荷14と、保安用の第１ダイオードD1と、
前記バツテリ12の逆極性接続からの保護用の第２ダイオ
ードD2と、前記各構成部を接続する各ラインと、さらに
予め定められる過大電流が流れると前記ラインを遮断す
るヒユーズ15とを含んで構成する。なお、第１図に示さ
れる制御回路13と各ダイオードD1,D2とにおいて、図面
の便且および同一基板上に構成される傾向から、各ダイ
オードD1,D2は制御回路内に記載している。

制御回路13にはバツテリ12からの直流電圧が印加されて
電力付勢されるための正負用の入力端子16,17が設けら
れている。バツテリ12の一方電極は、第１ラインsl4を
介して前記制御回路13の一方の入力端子16へ接続されて
おり、前記第１ラインsl4には前記ヒユーズ15とともに
電気装置11を起動するイグニシヨンスイツチ18が直列に
設けられている。

また前記制御回路13の他方入力端子はバツテリ12の他方
電極と第２ラインsl5によつて接続される。前記バツテ
リ12において、正極側を前記第１ラインsl4側に、負極
側を前記第２ラインsl5側に接続する場合が正常な接続
状態である。バツテリ12が正常に接続され、イグニシヨ
ンスイツチ18が導通されると、前記制御回路13の一方の
入力端子16へ起電圧＋Ｂが供給され、制御回路13が駆動
する。

本実施例においては、制御回路13は、駆動電圧Vccを生
成する定電圧回路19と、前記負荷14の駆動／停止を切換
えるスイツチング手段であるnpn形のトランジスタＱ
と、さらに前記スイツチング手段を制御する処理回路20
とを含んで構成する。制御回路13の一方の入力端子16へ
供給された起電圧＋Ｂから定電圧回路19によつて駆動電
圧Vccが生成され、処理回路20の一方の入力端子へ供給
される。なお、前記処理回路20の他方入力端子は前記制
御回路13の他方入力端子17へ接続されている。

前記第１ラインsl4に接続され、起電圧＋Ｂが供給され
る負荷14の駆動／停止は、前記負荷と直列に接続される
トランジスタＱのベースへ与えられる処理回路20からの
制御信号によつて行われる。なお、定電圧回路19と前記
トランジスタＱのベースとの間に介在される抵抗Ｒによ
つて、ベースへの供給電流が調整される。前記トランジ
スタＱのエミツタは基準電位であり、第３ラインsl6を
介して前記バツテリ12の他方電極へ接続される。なお、
第３ラインsl6は負荷14を経て流れる大電流用のアース
ラインであるので、図面上では複数本（本実施例では２
本）記載しているけれども、より太いラインが１本であ
つてもよい。

前記処理回路20の他方入力端、すなわち第２ラインsl5
と、前記トランジスタＱのエミツタ、すなわち第３ライ
ンsl6とは同電位であるけれども、前記負荷14から流れ
る大電流による第３ラインsl6の電位変動によつて、処
理回路20の他方入力端の電圧が変動しないように、保安
用の第１ダイオードD1が前記処理回路側をアノード、前
記トランジスタＱ側をカソードとなるように接続されて
いる。すなわち、第１ダイオードD1は第２ラインsl5の
他端部である処理回路13の他方入力端子と第３ラインsl
6のバツテリ12へ接続されていない他端部との間に前記
直流電源であるバツテリ12の正常な接続状態で逆方向性
となるように接続されている。

前記第１ダイオードD1の接続によつて、第２ラインsl5
が仮に断線するような場合があつても、処理回路20から
流れる電流は順方向である第１ダイオードD1を介してア
ースラインである第３ラインsl6へ流れる。したがつ
て、第２ラインsl5がたとえ断線しても、制御回路13が
停止するようなことはない。

本実施例によれば、前記バツテリ12の逆極性接続から保
護するための保護用の第２ダイオードD2は、前記第１ラ
インsl4の他端部である制御回路13の一方の入力端子16
と、前記第３ラインsl6の他端部であるトランジスタＱ
のエミツタ側との間で、前記第３ラインsl6の他端部を
アノードに、前記第１ラインsl4の他端部をカソードと
なるように接続されている。すなわち、第１ラインsl4
の前記他端部と第３ラインの前記他端部との間で、前記
直流電源の正常な接続状態で逆方向性となるように、前
記第２ダイオードD2は接続される。

前記第２ダイオードD2を前記位置へ接続することによつ
て、たとえバツテリ12を逆極性接続しても、確実にヒユ
ーズ15を溶断し、処理回路20へ逆極性の電圧を供給する
ことが防止できる。すなわち、バツテリ12が逆極性接続
されると電流は２通りの経路でヒユーズ15へ流込む。第
１に、第３ラインsl6および第２ダイオードD2を経てヒ
ユーズ15へ流込む。第２に、第２ラインsl5、第１ダイ
オードD1、さらに第２ダイオードD2を経てヒユーズ15へ
流込む。したがつて、いずれの経路を通つても、処理回
路20へ逆極性の電圧が供給されるようなことはなく、予
め定められる過大電流がヒユーズ15へ流込み、確実にヒ
ユーズ15を溶断することができる。なお、前述のように
ヒユーズ15へは過大電流を流すので、前記第１および第
２ダイオードD1,D2は比較的大電流容量のダイオードが
選ばれる。

上述のように２通りの経路が存在するので、第２ライン
sl5もしくは第３ラインsl6のいずれか一方のラインが遮
断された場合であつても、残りの一経路を利用し、確実
にヒユーズ15を溶断することができる。すなわち確実に
回路を遮断し、処理回路20へ逆極性の電圧が供給される
ようなことはなく、制御回路13を破壊へ導くようなこと
はない。

本実施例においては車載用電子機器について説明してい
るので、直流電源としてバツテリを一例に挙げている。
このことは制限されることではなく、車載用電子機器お
よびバツテリ以外であつてもよい。

また、本実施例において記載した制御回路の構成は制限
されることではない。

さらに、本実施例においては、遮断手段としてヒユーズ
を説明している。この他に電磁継電器であつてもよい。

上述のように本実施例に従えば、アースラインである第
２ラインもしくは第３ラインのいずれか一方が遮断した
場合であつても、直流電源であるバツテリが逆極性接続
された場合には、確実に第１ラインを遮断することがで
きる。したがつて制御回路やトランジスタへ逆極性電圧
を供給し、損傷してしまうようなことを確実に防止する
ことができる。

考案の効果 本考案に従えば、アースラインである第２ラインもしく
は第３ラインのいずれか一方が遮断された状態であつて
も、直流電源が逆極性接続される際には確実に第２ダイ
オードD2を経て、遮断手段によつて第１ラインを遮断す
ることができるので、制御回路へ逆極性電圧を供給して
破壊へ導くようなことが確実に防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例である電気装置11の簡略化し
た電気的接続を示す電気回路図、第２図は従来の電気装
置１の簡略化した電気的接続を示す電気回路図である。 11…電気装置、12…バツテリ、13…制御回路、14…負
荷、15…ヒユーズ、16…一方入力端子、17…他方入力端
子、18…イグニシヨンスイツチ、19…定電圧回路、20…
処理回路、D1…第１ダイオード、D2…第２ダイオード、
sl4…第１ライン、sl5…第２ライン、sl6…第３ライ
ン、Ｑ…トランジスタ、＋Ｂ…起電圧、Vcc…駆動電圧

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】直流電源と、 直流電圧が印加されて電力付勢されるための２つの入力
   端子を有し、負荷を制御するための制御回路と、 一端部が前記直流電源の一方電極に接続され、他端部が
   前記制御回路の一方の入力端子に接続される第１ライン
   と、 一端部が前記直流電源の他方電極に接続され、他端部が
   前記制御回路の他方の入力端子に接続される第２ライン
   と、 一端部が前記直流電源の前記他方の電極に接続される第
   ３ラインと、 第２ラインの前記他端部と第３ラインの他端部との間
   に、前記直流電源の正常な接続状態で負荷電流に対して
   逆方向性となるように接続される第１ダイオードと、 第１ラインの前記他端部と第３ラインの前記他端部との
   間に、前記直流電源の正常な接続状態で逆方向性となる
   ように接続される第２ダイオードと、 第１ラインに介在され、予め定められる過大電流が流れ
   たときに遮断する遮断手段とを含み、 第１ラインの前記他端部と第３ラインの前記他端部との
   間に、前記制御回路によつて制御される負荷を設けるこ
   とを特徴とする直流電源の逆極性接続に対する保護をす
   る電気装置。