JPH10327057A - 突入電流防止回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機器本体から挿抜可能な電子カードを挿入す
る際、突入電流を低減して、電源電圧の急激な低下や電
子カードの誤動作を防止する。 【解決手段】 突入電流防止回路１０は、機器本体３４
とコネクタ３１を通じて接続される挿抜可能な電子カー
ド１１に内蔵し、電源端子１２と基準電圧源端子１４と
の間に接続され、入力電圧Ｖｃｃを充電する積分回路１
８と、充電中の入力電圧の変化を検知する入力電圧検知
回路１６と、負荷回路２８に出力電圧を供給する出力端
子１５と基準電圧源ＧＮＤとの間に接続され、出力電圧
の変化を検知する出力電圧検知回路２４、２６と、入力
および出力電圧検知回路からの信号を入力し、入出力電
圧の差に対応する電圧を増幅する差動増幅回路２０と、
電源端子１２と出力端子１５との間に接続され、差動増
幅回路２０の出力電圧の変化に応じて相互コンダクタン
スを変化させるスイッチ手段２２とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電話交換装置、電気
通信装置、情報処理装置などの機器本体と挿抜可能な電
子装置に内蔵される突入電流防止回路に関する。特に、
機器本体の増設、点検、修理のためカード型若しくはプ
リント配線基板型の電子装置を動作中の機器本体へ挿入
する際に発生する突入電流を防止する保護回路に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、突入電流防止回路は、電源側と負
荷側との間に接続されたトランジスタの駆動電圧を積分
回路で遅延させ、トランジスタの導通抵抗を変化させて
突入電流を制限していた。

【０００３】図４は、従来の突入電流防止回路の回路図
である。図において、突入電流防止回路は、電源側５と
負荷側４との間に接続された電界効果型トランジスタ
１、この電界効果型トランジスタ１のゲート電圧を遅延
させる積分回路２、この積分回路２を起動させるバイポ
ーラトランジスタ３を備え、抵抗値の小さい抵抗Ｒ１と
抵抗値の大きいＲ４、Ｒ５を通じてバイポーラトランジ
スタ３をＯＮさせて、積分回路２に電源電圧を充電し、
徐々に電界効果トランジスタ１のゲート電圧を上昇させ
て、電界効果トランジスタ１の相互コンダクタンスを変
化させていた。この相互コンダクタンスの変化に応じた
電流を徐々に負荷側に供給し、突入電流を制限してい
た。

【０００４】図５は、上記突入電流防止回路の電流・電
圧の特性図である。図において、縦軸は電圧６と電流７
の値、横軸は時間８を示し、機器本体が動作中に電子機
器のカードを挿入してから安定状態となるまでの電流値
と電圧値を表している。カード挿入後わずか２ｍｓ経過
した時点で４．４Ａのピーク電流が発生し、その後３Ａ
程度で安定していることが分かる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
突入電流防止回路はＯＮ抵抗の低いスイッチング用の電
界効果トランジスタ１を使用しているため、ソースとド
レイン間の抵抗制御領域が非常に狭く、ゲート電圧を積
分回路で徐々に変化させてもＯＮ抵抗の変化が急峻とな
り突入電流を十分に押さえることができないという欠点
があった。

【０００６】本発明は、上記欠点を解消すべくなされた
ものであって、高い信頼性を要求される動作中の電子装
置と電気的に接続する挿抜可能な電子カード若しくは電
子装置内部に配置する交換可能なプリント配線基板など
の挿入時に生じる突入電流の発生を防止することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
にこの発明に係る突入電流防止回路によれば、電源に接
続される入力端子と負荷回路に接続される出力端子との
間に接続され、入力端子の電圧上昇時の信号と出力端子
の電圧上昇時の信号の電圧差を増幅する差動増幅回路の
出力信号に応答して、当該入力端子と出力端子との間に
流れる電流を徐々に増加させるトランジスタ手段を備え
るものである。

【０００８】また、機器本体とコネクタを通じて接続さ
れる挿抜可能な電子装置に内蔵し、電源端子と基準電圧
源端子との間に接続され、入力電圧を充電する積分回路
と、充電中の入力電圧の変化を検知する入力電圧検知回
路と、負荷回路に出力電圧を供給する出力端子と基準電
圧源との間に接続され、出力電圧の変化を検知する出力
電圧検知回路と、入力および出力電圧検知回路からの信
号を入力し、入出力電圧の差に対応する電圧を増幅する
差動増幅回路と、電源端子と出力端子との間に接続さ
れ、作動増幅回路の出力電圧の変化に応じて相互コンダ
クタンスを変化させるスイッチ手段とを備えるものであ
る。

【０００９】さらに、電源側の入力端子に接続され、電
源電圧を積分する積分回路と、積分回路の入力に接続さ
れ、入力電圧を監視する入力電圧監視回路と、出力端子
に接続され、出力電圧を監視する出力電圧監視回路と、
入力電圧監視回路の出力と出力電圧監視回路の出力の電
圧差を増幅する差動増幅回路と、差動増幅回路の出力を
ベースに接続するエミッタ接地のバイポーラトランジス
タと、入力端子と出力端子との間にソースとドレインを
接続し、バイポーラトランジスタの導通に応動してゲー
トに駆動電圧を入力する電界効果型トランジスタとを備
えるものである。

【００１０】さらにまた、入力電圧監視回路の出力と差
動増幅回路の入力との間にボルテージフォロアのオペア
ンプを接続するものである。

【００１１】

【作用】上記構成を有するこの発明においては、負荷側
の電圧を負帰還回路で監視しながらトランジスタの駆動
電圧を制御することができ、このトランジスタの駆動電
圧と積分回路で発生させた徐々に増加する入力電圧を差
動増幅段で構成する減算回路で比較し、トランジスタの
出力端子電圧を追従させることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の好
適な実施例について説明する。この装置は、特に制限は
ないが、通信装置に挿抜される電子装置、特に、電子カ
ード用に構成されている。

【００１３】図１は本発明の実施の形態に係る突入電流
防止回路１０の回路図である。図において、突入電流防
止回路１０は、電子機器本体３４とコネクタ３１を通じ
て接続される挿抜可能な電子カード１１に内蔵され、電
源端子１２と基準電圧源端子１４との間に接続され、入
力電圧Ｖｃｃを充電する積分回路１８と、充電中の入力
電圧の変化を表す抵抗１６と積分回路１８の接続ノード
と、負荷回路２８に出力電圧を供給する出力端子１５と
基準電圧源ＧＮＤとの間に接続され、出力電圧の変化を
検知する抵抗２４、２６と、抵抗１６と積分回路１８の
接続ノードの信号と抵抗２４と２６間の信号を入力し、
これら信号電圧の差に対応する電圧を増幅する差動増幅
回路２０と、電源端子１２と出力端子１５との間に接続
され、作動増幅回路２０の出力電圧の変化に応じて相互
コンダクタンスを変化させるスイッチ手段のトランジス
タ２２とを備え、負荷回路へ供給する出力電圧を監視し
ながらトランジスタ２２の駆動電圧を徐々に増加するよ
うに制御することができる。また、積分回路１８の入力
で発生する徐々に増加する電圧と負荷回路２８に供給す
る出力電圧とを差動増幅回路２０で比較しながら、トラ
ンジスタ２２のドレイン電圧を制御することができる。

【００１４】図２は、本発明の他の実施の形態に係る突
入電流防止回路３５の回路図である。図において、突入
電流防止回路３５は、電源側の入力端子１２に接続さ
れ、Ｒ２とＣ１で電源電圧を積分する積分回路１８と、
この積分回路１８の入力に接続され、抵抗１６と積分回
路１８の入力との接続ノードａで入力電圧を監視し、出
力端子１５に接続され、抵抗２４と２６の接続ノードｂ
で出力電圧を監視し、接続ノードａの出力と接続ノード
ｂの出力の電圧差を増幅する差動増幅回路２０と、差動
増幅回路２０の出力をベースに接続するエミッタ接地の
バイポーラトランジスタ３６と、入力端子１２と出力端
子１５との間にソースとドレインを接続し、バイポーラ
トランジスタ３６の導通に応動してゲートに駆動電圧を
入力する電界効果型トランジスタ２２を備え、接続ノー
ドａとｂの電圧差を増幅することにより電界効果型トラ
ンジスタ２２のゲート電圧とドレイン電圧を徐々に増加
させるように制御することができる。本実施の形態の差
動増幅回路２０と接続ノードｂとの間にボルテージフォ
ロワのオペアンプ３８を接続することができ、積分回路
１８と抵抗１６との接続ノードａの出力インピーダンス
が高くても、入力のインピーダンスの高い差動増幅回路
２０を用いても、入力インピーダンスが高く出力インピ
ーダンスの低いボルテージフォロワのオペアンプ３８を
接続することにより、出力側の電圧降下を防止して有効
に信号の伝達を行うことができる。

【００１５】図３は、上記実施の形態の突入電流防止回
路を内蔵する電子カードを動作中の機器本体に挿入した
時の突入電流防止回路の電流・電圧の特性図である。図
において、縦軸は電圧４０と電流４２の値、横軸は時間
４４を示し、機器本体３４が動作中に電子機器のカード
を挿入してから安定状態となるまでの電流値と電圧値を
表している。電子カード挿入後から９．６ｍｓまで滑ら
かに電流が増加し、その後３．２Ａで安定する。従来の
ようにピーク電流の発生がなく、オーバシュートするノ
イズ電流も防止することができる。

【００１６】上記実施の形態の負荷回路２８は、電源Ｖ
ｃｃとＧＮＤを印加することにより動作する論理回路、
記憶装置、通信用モデムなどの電子回路の他、電子カー
ド１１の内部電源によって動作する電子回路などであっ
ても良いことは勿論である。また、コネクタ３１に配列
した電源用、信号用の接線の長さは、電源用の接線を長
くしても良く、電源用と信号用の接線を同じ長さにして
も同様の効果を得ることができる。また、停止状態の電
子カード１１と動作中の電子機器本体３４とを接続する
コネクタ３１に発生するスパークも有効に防止すること
ができる。

【００１７】以上、本発明の実施の形態を機器本体と挿
抜可能な電子カードについて説明したが、本発明は、上
記のような電子カード以外のプリント配線ボードのよう
な本体から挿抜される交換用部品にも適用可能であるこ
とは勿論である。また、本体と電子装置間の接続を主に
コネクタを用いて説明したが、本体と外部装置を電気的
に接続する手段であれば、コネクタ以外のＩＣカードコ
ンタクト部、ソケットなどでも上記と同様の効果を得る
ことができる。さらに、本発明の実施の形態を０Ｖと５
Ｖの電源電圧の範囲としたが、この他に電源電圧の範囲
を本体の電源電圧５Ｖとは別の内部電源電圧、例えば
３．３Ｖ用に構成することもできる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように本発明の突入電流防
止回路によれば、動作中の機器本体に電子カードを挿入
しても、突入電流を防止することができ、電子カード内
部の電源電圧変動も最小限に押さえることができるの
で、信号線にノイズを与えることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態に係る突入電流防止回路
のブロック図である。

【図２】 本発明の他の実施の形態に係る突入電流防止
回路の回路図である。

【図３】 本発明の実施の形態に係る突入電流防止回路
の電流・電圧の特性図である。

【図４】 従来の突入電流防止回路の回路図である。

【図５】 従来の突入電流防止回路の電流・電圧の特性
図である。

【符号の説明】

１１ 電子カード、１２ 入力端子、１５ 出力端子、
１８ 積分回路、２０差動増幅回路、２２ トランジス
タ、２８ 負荷回路、３１ コネクタ、３４機器本体。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源に接続される入力端子と負荷回路に
   接続される出力端子との間に接続され、前記入力端子の
   電圧上昇時の信号と前記出力端子の電圧上昇時の信号の
   電圧差を増幅する差動増幅回路の出力信号に応答して、
   当該入力端子と出力端子との間に流れる電流を徐々に増
   加させるトランジスタ手段を備えることを特徴とする突
   入電流防止回路。
2. 【請求項２】 機器本体とコネクタを通じて接続される
   挿抜可能な電子装置に内蔵される突入電流防止回路にお
   いて、 電源端子と基準電圧源端子との間に接続され、入力電圧
   を充電する積分回路と、 前記充電中の入力電圧の変化を検知する入力電圧検知回
   路と、 負荷回路に出力電圧を供給する出力端子と基準電圧源と
   の間に接続され、出力電圧の変化を検知する出力電圧検
   知回路と、 前記入力および出力電圧検知回路からの信号を入力し、
   入出力電圧の差に対応する電圧を増幅する差動増幅回路
   と、 前記電源端子と出力端子との間に接続され、前記作動増
   幅回路の出力電圧の変化に応じて相互コンダクタンスを
   変化させるスイッチ手段と、を備えることを特徴とする
   突入電流防止回路。
3. 【請求項３】 機器本体とコネクタを通じて接続される
   挿抜可能な電子装置に内蔵される突入電流防止回路にお
   いて、 電源側の入力端子に接続され、電源電圧を積分する積分
   回路と、 前記積分回路の入力に接続され、入力電圧を監視する入
   力電圧監視回路と、 出力端子に接続され、出力電圧を監視する出力電圧監視
   回路と、 前記入力電圧監視回路の出力と前記出力電圧監視回路の
   出力の電圧差を増幅する差動増幅回路と、 前記差動増幅回路の出力をベースに接続するエミッタ接
   地のバイポーラトランジスタと、 前記入力端子と出力端子との間にソースとドレインを接
   続し、前記バイポーラトランジスタの導通に応動してゲ
   ートに駆動電圧を入力する電界効果型トランジスタと、
   を備えることを特徴とする突入電流防止回路。
4. 【請求項４】 前記入力電圧監視回路の出力と前記差動
   増幅回路の入力との間にボルテージフォロアのオペアン
   プを接続することを特徴とする請求項３に記載の突入電
   流防止回路。