JPH09284994A - 過電圧保護回路 - Google Patents

過電圧保護回路

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JPH09284994A
JPH09284994A JP8357396A JP8357396A JPH09284994A JP H09284994 A JPH09284994 A JP H09284994A JP 8357396 A JP8357396 A JP 8357396A JP 8357396 A JP8357396 A JP 8357396A JP H09284994 A JPH09284994 A JP H09284994A
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JP
Japan
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converter
voltage
switch
overvoltage
protection circuit
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JP8357396A
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English (en)
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Katsuhisa Ide
克久 井出
Kojiro Yamada
宏二郎 山田
Takaaki Tauchi
孝明 田内
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 DC−DCコンバータに障害が生じてもその
後段の装置を過電圧から保護することのできる過電圧保
護回路を提供する。 【解決手段】 過電圧検出回路23によりDC−DCコ
ンバータ21の出力電圧が基準電圧を越えたことを検出
したとき、FET22を“オフ”しACアダプタ15等
の直流電源の出力する直流電圧がDC−DCコンバータ
21に印加されないようしている。これにより、過大な
電圧の印加や静電気破壊によってDC−DCコンバータ
がショードモードで故障したときであっても、DC−D
Cコンバータに接続される負荷に許容値以上の電圧が印
加されることを防止することができる。また、スイッチ
をDC−DCコンバータの入力側に設けているので、故
障が生じたときDC−DCコンバータへの入力電圧が遮
断されそれ以上故障の進行することを防ぐことができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電源回路の過電圧
保護回路に係わり、特に直流−直流コンバータを用いた
電源回路の過電圧保護回路に関する。
【0002】
【従来の技術】ノート型パーソナルコンピュータなど各
種の装置に使用されるACアダプタやバッテリの電圧
は、一般に装置内のロジック回路部品を動作させるのに
必要な電圧よりも高い電圧になっている。そこで、AC
アダプタやバッテリから供給される出力電圧をロジック
回路の動作電圧まで下げるため、電源回路として降圧型
の直流−直流コンバータ(以下、DC−DCコンバータ
と表わす。)が用られる。
【0003】DC−DCコンバータは、出力電圧の異な
るAC(交流)アダプタが接続されたような場合には、
それ自体が保護回路の働きをし装置内のロジック回路に
過大な電圧が印加されるのを防止するようになってい
る。またACアダプタとDC−DCコンバータの間に
は、通常、ヒューズが設けられており、過大な電流が流
れないように保護している。
【0004】特開昭64ー74069号公報には、スイ
ッチング素子の保護を図るようにしたインバータ装置が
開示されている。このインバータ装置は、直流電源の出
力電圧をスイッチングするスイッチング素子の出力に応
じた交流電圧を生成する機能を有している。この装置で
は、直流電源から過電圧が出力されたことを検知したと
き、スイッチング素子にそのオン・オフを制御する制御
信号を供給しているドライブトランスの入力巻線あるい
は出力巻線のいずれかをショートさせている。これによ
り、過電圧を検出したときスイッチング素子を速やかに
強制オフすることができ、スイッチング素子を過電圧か
ら保護している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】DC−DCコンバータ
が正常に動作する場合には、DC−DCコンバータ自体
が後段の装置の過電圧保護回路として機能するので、装
置内のロジック回路が過電圧により破壊されることはな
い。また過電流はヒューズ等により容易に保護すること
ができる。しかしながら、通常、DC−DCコンバータ
は、その入力側と出力側の間には直列接続された電界効
果トランジスタ(以下、FETと表わす。)を備えてお
り、これがその耐圧を越える過電圧の印加や静電気破壊
によってショートモードで故障すると、入力側の電圧が
そのまま出力側に現れてしまう。
【0006】このように内部のFETがショートモード
で故障するとDC−DCコンバータは過電圧保護回路と
して機能しなくなり、許容値を越える電圧が印加され後
段の装置のロジック回路が破壊されたり、場合によって
は発煙してしまうという問題がある。DC−DCコンバ
ータに、その内部のFETを過電圧から保護する回路を
設けてたとしても、FETは静電気破壊する場合もあり
ショートモードでの故障を完全に回避することができな
いという問題がある。
【0007】そこで本発明の目的は、DC−DCコンバ
ータに障害が生じてもその後段の装置を過電圧から保護
することのできる過電圧保護回路を提供することにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、入力される直流電圧をそれよりも低い直流電圧に変
換する降圧型直流−直流コンバータと、この降圧型直流
−直流コンバータに所定の直流電源の出力する直流電圧
を入力するか否かを切り替えるスイッチと、降圧型直流
−直流コンバータの出力電圧が予め定めた基準電圧を越
えたことを検出する過電圧検出手段と、この過電圧検出
手段によって直流−直流コンバータの出力電圧が基準電
圧を越えたことが検出されるまでの間スイッチを閉状態
に設定し、基準電圧を越えたことが検出されたときスイ
ッチを開状態に設定するスイッチ制御手段とを過電圧保
護回路に具備させている。
【0009】すなわち請求項1記載の発明では、DC−
DCコンバータの出力電圧が基準電圧を越えたことを検
出したとき、スイッチを開状態にし直流電源の出力する
直流電圧がDC−DCコンバータに印加されないように
制御している。これにより、過大な電圧の印加や静電気
破壊によってDC−DCコンバータがショードモードで
故障したときであっても、DC−DCコンバータに接続
される負荷に許容値以上の電圧が印加されない。また、
スイッチをDC−DCコンバータの入力側に設けている
ので、故障が生じたときDC−DCコンバータへの入力
電圧が遮断されそれ以上故障の進行することを防ぐこと
ができる。
【0010】請求項2記載の発明では、スイッチとし
て、電界効果型トランジスタを用いている。
【0011】すなわち請求項2記載の発明では、DC−
DCコンバータの入力段に設けるスイッチとしてFET
を用いている。機械的接点を持たないので、スイッチと
しての信頼性が高く、またリレーを用いる場合に比べ
て、“オン”、“オフ”のための駆動電力を少なくする
ことができる。
【0012】請求項3記載の発明では、過電圧検出手段
およびスイッチ制御手段は、直流−直流コンバータ以外
の電源から電力の供給を受けている。
【0013】すなわち請求項3記載の発明では、過電圧
検出手段およびスイッチ制御手段をDC−DCコンバー
タ以外の電源によって駆動している。これにより、過電
圧を検出してDC−DCコンバータへの入力を遮断した
後も、スイッチを開状態に保持することができる。
【0014】請求項4記載の発明では、スイッチ制御手
段は、これが初期化されたときスイッチを開状態から閉
状態に復帰させている。
【0015】すなわち請求項4記載の発明では、スイッ
チ制御手段が初期化されたときスイッチを閉状態に復帰
させている。スイッチを開状態にするとDC−DCコン
バータの出力電圧は基準電圧以下に降下するが、その後
もスイッチ制御手段が初期化されるまでの間、スイッチ
は開状態に保持される。
【0016】
【発明の実施の形態】
【0017】
【実施例】図1は、本発明の一実施例における過電圧保
護回路の構成の概要を表わしたものである。過電圧保護
回路11には、ヒューズ12、ダイオード13、14を
介してACアダプタ15およびバッテリ16が接続され
ている。また過電圧保護回路11の出力側には、負荷1
7が接続されている。
【0018】過電圧保護回路11は、ACアダプタ15
あるいはバッテリ16などの直流電源からの入力電圧を
それよりも低い一定の直流電圧に変換する降圧型DC−
DCコンバータ21を備えている。降圧型DC−DCコ
ンバータ21の入力端とヒューズ12の間にはFET2
2が接続されている。FET22は、PチャンネルMO
S(Metal Oxide Semiconductor) 型のFETであり、直
流電源からの直流電圧を降圧型DC−DCコンバータ2
1に入力するか否かを切り替えるスイッチとして機能す
る。
【0019】降圧型DC−DCコンバータ21の出力端
には、その出力電圧を監視する過電圧検出回路23が設
けられている。過電圧検出回路23は、降圧型DC−D
Cコンバータ21の出力電圧が予め定めた閾値電圧を越
えたことを検出したとき、FET22を“オフ”状態に
するようになっている。FET22は、そのソース24
がヒューズ22に、ドレイン25がDC−DCコンバー
タ21の入力端に、またゲート26が過電圧検出回路2
3にそれぞれ接続されている。
【0020】装置の初期状態では、過電圧保護回路23
はFET22を導通させる状態に設定する。降圧型DC
−DCコンバータ21が正常に動作している間は、直流
電源からの入力電圧は閾値電圧以下に降下されて負荷に
供給されるので、過電圧保護回路23は過電圧を検出し
ない。その結果、FET22は“オン”の導通状態に保
持される。
【0021】過大な入力電圧の印加あるいは静電気破壊
によって降圧型DC−DCコンバータ21内のFETが
ショートモードで故障すると、ACアダプタ15あるい
はバッテリ16などの直流電源からの入力電圧がそのま
ま負荷17に印加される。このため、許容値を越える電
圧が瞬間的に負荷17に印加される。このとき過電圧保
護回路23は、降圧型DC−DCコンバータ21の出力
電圧が閾値電圧を越えたことを検知し、すぐにFET2
2を“オフ”の状態に設定する。これにより長時間に渡
って許容値を越える電圧が負荷に印加されることが防止
される。
【0022】過電圧検出回路23は、図示しない別電源
によって駆動されており、過電圧の検出によって降圧型
DC−DCコンバータ21の出力電圧が“オフ”になっ
た後も、FET22を“オフ”の状態に保持している。
降圧型DC−DCコンバータ21の修理を完了したと
き、過電圧検出回路23への電源の供給を一時停止させ
る等の初期化を行うと、再びFET22が“オン”の状
態に設定される。ここでは過電圧検出回路23としてA
/D(アナログ・ディジタル)コンバータを備えたCP
U(中央処理装置)を用いている。
【0023】このようにDC−DCコンバータの前段に
FETを設けたので、出力側で過大な電圧が検出された
後、DC−DCコンバータ自体の動作を停止させること
ができる。これにより、DC−DCコンバータの破壊の
進行を防止し、故障を最小限に抑えることができる。
【0024】以上説明した実施例では、入力電圧をDC
−DCコンバータに入力するか否かを切り替えるスイッ
チとしてFETを使用したが、リレーなどの機械的接点
を有するスイッチを用いてもよい。
【0025】
【発明の効果】このように請求項1記載の発明によれ
ば、過大な電圧の印加や静電気破壊によってDC−DC
コンバータがショードモードで故障したときであって
も、DC−DCコンバータに接続される負荷に許容値以
上の電圧が印加されることを防止することができる。ま
た、スイッチをDC−DCコンバータの入力側に設けて
いるので、故障が生じたときDC−DCコンバータへの
入力電圧が遮断され、それ以上故障が進行することを防
ぐことができる。
【0026】また請求項2記載の発明によれば、DC−
DCコンバータの入力段に設けるスイッチとしてFET
を用いている。機械的接点を持たないので、スイッチと
しての信頼性が高く、またリレーを用いる場合に比べ
て、“オン”、“オフ”のための駆動電力を少なくする
ことができる。
【0027】さらに請求項3記載の発明によれば、過電
圧検出手段およびスイッチ制御手段をDC−DCコンバ
ータ以外の電源によって駆動している。これにより、過
電圧を検出してDC−DCコンバータへの入力を遮断し
た後も、スイッチを開状態に保持することができる。
【0028】また請求項4記載の発明によれば、スイッ
チ制御手段が初期化されたときスイッチを閉状態に復帰
させている。たとえば、DC−DCコンバータの修理を
行った後にスイッチ制御手段を初期化すれば、過電圧を
再度負荷に印加してしまうことを防止することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における過電圧保護回路の構
成の概要を表わしたブロック図である。
【符号の説明】
11 過電圧保護回路 15 ACアダプタ 16 バッテリ 17 負荷 21 DC−DCコンバータ 22 FET 23 過電圧検出回路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力される直流電圧をそれよりも低い直
    流電圧に変換する降圧型直流−直流コンバータと、 この降圧型直流−直流コンバータに所定の直流電源の出
    力する直流電圧を入力するか否かを切り替えるスイッチ
    と、 前記降圧型直流−直流コンバータの出力電圧が予め定め
    た基準電圧を越えたことを検出する過電圧検出手段と、 この過電圧検出手段によって前記直流−直流コンバータ
    の出力電圧が前記基準電圧を越えたことが検出されるま
    での間前記スイッチを閉状態に設定し、基準電圧を越え
    たことが検出されたとき前記スイッチを開状態に設定す
    るスイッチ制御手段とを具備することを特徴とする過電
    圧保護回路。
  2. 【請求項2】 前記スイッチは、電界効果型トランジス
    タであることを特徴とする請求項1記載の過電圧保護回
    路。
  3. 【請求項3】 前記過電圧検出手段および前記スイッチ
    制御手段は、前記直流−直流コンバータ以外の電源から
    電力の供給を受けていることを特徴とする請求項1記載
    の過電圧保護回路。
  4. 【請求項4】 前記スイッチ制御手段は、初期化された
    とき前記スイッチを開状態から閉状態に復帰させること
    を特徴とする請求項1記載の過電圧保護回路。
JP8357396A 1996-04-05 1996-04-05 過電圧保護回路 Pending JPH09284994A (ja)

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