JPH1094165A - 電流保護回路およびそれを用いたインタフェース装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】部品の交換等を生じることなく、過電流が流れ
ることを防止できる電流保護回路およびそれを用いたイ
ンタフェース装置を提供する。 【解決手段】電源ＰＷ１を電流保護回路４０を介してコ
ントロール側のアクティブターミネータ１２に供給しコ
ントロール側を終端させる。コネクタ１１、接続ケーブ
ル３０、コネクタ２１を介してアクティブターミネータ
２２に供給し、デバイス側を終端させる。接続ケーブル
３０の抜き差し時に、アクティブターミネータ２２に電
源供給を行う端子が接地されて電流が増加しても、電流
保護回路４０で電流が制限されるので過電流を防止でき
る。また過電流が流れても部品の交換等も生じない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電流保護回路お
よびそれを用いたインタフェース装置に関する。詳しく
は、伝送線路の端部に配される終端装置の電源を制御手
段あるいは被制御手段のいずれか一方から伝送線路を介
して供給する場合、電源供給部から終端部用の電源を供
給すると共に、電流検出部で終端部用の電源の電流に応
じた検出電圧を発生させるものとし、検出電圧に基づき
流れる電流が所定のレベルを越えたことが制御部で検出
された時には、この制御部で電源供給部を制御して終端
部用の電源の電流を制限して、過電流が流れることを防
止するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、コンピュータシステムでは、制御
手段であるコントローラ側と被制御手段であるデバイス
側を接続するためのインタフェース装置として、例えば
ＳＣＳＩ（Small Computer System Interface)や、ＳＣ
ＳＩの高機能化および高性能化が図られたＳＣＳＩ２が
採用されている。このＳＣＳＩやＳＣＳＩ２等では、コ
ントローラ側とデバイス側間で確実に高信頼性でデータ
信号やコントロール信号を伝送するためにアクティブタ
ーミネータが用いられている。

【０００３】ここで、図６に従来のインタフェース装置
の構成を示す。コントローラ側コネクタ１１とデバイス
側コネクタ２１は接続ケーブル３０で接続されており、
アクティブターミネータ１２を介してコントローラ側コ
ネクタ１１に供給されたデータ信号やコントロール信号
は、デバイス側コネクタ２１からアクティブターミネー
タ２２を介してデバイス側に供給される。

【０００４】デバイス側からのコントロール信号やデー
タ信号も同様に、アクティブターミネータ２２、デバイ
ス側コネクタ２１、接続ケーブル３０、コントロール側
コネクタ１１、アクティブターミネータ１２を介してコ
ントローラ側に供給される。

【０００５】コントロール側のアクティブターミネータ
１２には、ヒューズ１６を介して電源が供給される。ま
たデバイス側のアクティブターミネータ２２には、ヒュ
ーズ１６を介してアクティブターミネータ１２に供給さ
れた電源が電流逆流防止用のダイオード１７、コントロ
ール側コネクタ１１、接続ケーブル３０、デバイス側コ
ネクタ２１を介して供給される。このように、ヒューズ
１６を介してアクティブターミネータ１２，２２に電源
が供給されるので、アクティブターミネータ１２，２２
に異常を生じて電流が増加したときにはヒューズが溶断
されて過電流が流れることを防止できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、接続ケーブ
ル３０の抜き差しなどの際に、コントロール側コネクタ
１１や接続ケーブル３０のアクティブターミネータ２２
に電源を供給する端子（以下「ＴＥＲＭＰＷＲ端子」と
いう）が誤って接地されると、ＴＥＲＭＰＷＲ端子に過
電流が流れてヒューズが溶断されてしまう。このため、
アクティブターミネータ１２，２２を動作させるために
ヒューズを交換する作業が必要とされる。またユーザが
交換できない場合には修理を依頼しなければならない。

【０００７】そこで、この発明では部品の交換等を生じ
ることなく、過電流が流れることを防止できる電流保護
回路およびそれを用いたインタフェース装置を提供する
ものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る電流保護
回路は、負荷に電源を供給する電源供給部と、負荷に流
れる電流に応じて検出電圧を発生させる電流検出部と、
電流検出部で発生された検出電圧に基づいて電源供給部
を制御する制御部とを有し、制御部では、電流検出部か
らの検出電圧に基づき負荷に流れる電流が所定のレベル
を越えた時には、電源供給部を制御して負荷に供給され
る電流を制限するものである。

【０００９】また、この発明に係るインタフェース装置
は、制御手段と被制御手段を接続する伝送線路の端部に
配される終端部の電源を制御手段と被制御手段のいずれ
か一方から伝送線路を介して供給するインタフェース装
置であって、終端部に電源を供給する制御手段あるいは
被制御手段には、終端部用の電源を供給する電源供給部
と、終端部用の電源の電流に応じた検出電圧を発生させ
る電流検出部と、電流検出部で発生された検出電圧に基
づいて電源供給部を制御する制御部とを有し、制御部で
は、電流検出部からの検出電圧に基づき終端部用の電源
の電流が所定のレベルを越えた時には、電源供給部を制
御して終端部用の電源の電流を制限するものである。

【００１０】この発明においては、例えばトランジスタ
を用いて構成された電源供給部から終端部用の電源が供
給されると共に、電流検出部で終端部用の電源の電流に
応じた検出電圧が発生されて、検出電圧に基づき流れる
電流が所定のレベルを越えると制御部のトランジスタが
オン状態とされて電源供給部のトランジスタがオフ状態
とことにより終端部用の電源の電流が制限される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明に
係る電流保護回路を用いたインタフェース装置の実施の
一形態について説明する。

【００１２】図１において、コントロール側の終端部で
あるアクティブターミネータ１２には、電流保護回路４
０を介して電源が供給される。またデバイス側の終端部
であるアクティブターミネータ２２にも同様に、電流保
護回路４０、コントロール側コネクタ１１、接続ケーブ
ル３０、デバイス側コネクタ２１を介して供給される。

【００１３】次に、図２を使用して電流保護回路４０の
構成を説明する。図２において、電流保護回路４０に
は、２つの電源ＰＷ1，ＰＷ2が供給されており、電源Ｐ
Ｗ1は電源供給部を構成するＮＰＮ形トランジスタＱ１
のコレクタと、抵抗器Ｒ４の一方の端子に供給される。
また電源ＰＷ2は抵抗器Ｒ１を介してトランジスタＱ１
のベースと、制御部を構成するＮＰＮ形トランジスタＱ
２のコレクタに供給される。トランジスタＱ１のエミッ
タは、電流検出部である抵抗器Ｒ２の一方の端子に接続
されて、抵抗器Ｒ２の他方の端子は電源出力端子４１と
される。また、トランジスタＱ１のエミッタは抵抗器Ｒ
３を介してトランジスタＱ２のベースに接続される。こ
のトランジスタＱ２のベースには抵抗器Ｒ４の他方の端
子が接続される。トランジスタＱ２のエミッタは電源出
力端子４１とされた抵抗器Ｒ２の他方の端子に接続され
る。この電流保護回路４０の電源出力端子４１とされた
抵抗器Ｒ２の端子にアクティブターミネータ１２やコン
トロール側コネクタ１１のＴＥＲＭＰＷＲ端子が接続さ
れて、アクティブターミネータ１２，２２に電源の供給
が行われる。

【００１４】なお、図３にＳＣＳＩ２のシングル・エン
ド型バス−Ａケーブルの信号割り付けを示す。この図３
において、ＴＥＲＭＰＷＲ端子は、２．５４ｍｍピッチ
低密度型コネクタの場合にはコンタクト番号「２６」、
１．２７ｍｍピッチ高密度型コネクタの場合にはコンタ
クト番号「３８」とされている。

【００１５】次に電流保護回路４０の動作について説明
する。ここで、トランジスタＱ２は、抵抗器Ｒ２を流れ
る電流によって生じる電圧降下がＶBE(ON)とされたとき
にオン状態とされるものとする。また抵抗器Ｒ２で生ず
る電圧降下がＶBE(ON)に達するときの電流をＩ(OM)とす
る。

【００１６】まず、抵抗器Ｒ２を流れる電流がＩ(OM)未
満であるときには、トランジスタＱ２がオフ状態とされ
ているので、トランジスタＱ１のベースにバイアス電圧
が印加されてトランジスタＱ１がオン状態とされる。こ
のため、電流保護回路４０からアクティブターミネータ
１２，２２に電源が供給される。このとき、電流保護回
路４０の電源出力端子４１の出力電圧ＶOUTは、式
（１）より算出される。 ＶOUT＝ＶIN1−Ｖce（sat）−Ｒ(R2)×Ｉ(R2) ・・・（１）

【００１７】なお、式（１）に於いて、ＶIN1は供給さ
れた電源ＰＷ1の電圧、Ｖce（sat）はトランジスタＱ１
のコレクタ−エミッタ間飽和電圧、Ｒ(R2)は抵抗器Ｒ２
の抵抗値、Ｉ(R2)は抵抗器Ｒ２に流れる電流値を示して
いる。

【００１８】抵抗器Ｒ２を流れる電流がＩ(OM)を越える
と、トランジスタＱ２がオン状態とされるので、トラン
ジスタＱ１のベース電流が減少される。このため、電流
保護回路４０の電源出力端子４１の出力電圧ＶOUTが低
下されて抵抗器Ｒ２を流れる電流、すなわち電流保護回
路４０の出力電流ＩOUTも減少される。

【００１９】ＴＥＲＭＰＷＲ端子が誤って接地される
と、トランジスタＱ２はオン状態とされると共に、トラ
ンジスタＱ１のベースはトランジスタＱ２を介してショ
ートされてトランジスタＱ１はオフ状態とされて、電源
出力端子４１の出力電圧ＶOUTが「０」とされる。

【００２０】このように、電流保護回路４０の電源出力
端子４１からアクティブターミネータ１２，２２に流れ
る電流、すなわち抵抗器Ｒ２を流れる電流が所定のレベ
ルを越えるとトランジスタＱ２がオン状態とされて、電
流保護回路４０からの出力電圧ＶOUTおよび出力電流ＩO
UTの関係は図４に示すようにフの字形特性とされて電流
の制限が行われて過電流が防止される。なお図４におい
て、出力短絡時の電源出力端子４１の出力電流Ｉ(os)
は、（抵抗器Ｒ４の抵抗値／抵抗器Ｒ３の抵抗値）の値
が大きいと出力電流Ｉ(os)の電流値も大きいものとされ
る。

【００２１】また、上述の実施の形態では、電流保護回
路４０に電源が供給されていない状態でＴＥＲＭＰＷＲ
端子に電圧が印加されても、この電圧はＮＰＮ形トラン
ジスタＱ１，Ｑ２のエミッタに印加されるので、ＴＥＲ
ＭＰＷＲ端子からの電流の逆流を防止できる。

【００２２】次に、電流保護回路の他の実施の形態につ
いて図５を使用して説明する。図５に示す電流保護回路
５０は、図１に示す電流保護回路４０のように２つの電
源ＰＷ1，ＰＷ2を用いることなく１つの電源ＰＷAを用
いて電流保護を行うものである。

【００２３】図５において、電流保護回路５０に供給さ
れた電源ＰＷAは制御部を構成するＰＮＰ形トランジス
タＱ１２のエミッタに供給されると共に、電流検出部で
ある抵抗器Ｒ１２を介して電源供給部を構成するＰＮＰ
形トランジスタＱ１１のエミッタに供給される。トラン
ジスタＱ１１のエミッタは抵抗器Ｒ１３を介してトラン
ジスタＱ１２のベースに接続される。トランジスタＱ１
１のベースはトランジスタＱ１２のコレクタに接続され
ると共に、抵抗器Ｒ１１を介して接地される。さらにト
ランジスタコレクタは抵抗器Ｒ１４を介してトランジス
タＱ１２のベースに接続される。このトランジスタＱ１
１のコレクタが電流保護回路５０の電源出力端子５１と
されて、コレクタにアクティブターミネータ１２やコン
トロール側コネクタ１１のＴＥＲＭＰＷＲ端子が接続さ
れて、アクティブターミネータ１２，２２に電源の供給
が行われる。

【００２４】次に動作について説明する。ここで、トラ
ンジスタＱ１２は、抵抗器Ｒ１２を流れる電流によって
生じる電圧降下がＶBE(ON)’とされたときにオン状態と
されるものとする。また抵抗器Ｒ１２で生ずる電圧降下
がＶBE(ON)’に達するときの電流をＩ(OM)’とする。

【００２５】まず、抵抗器Ｒ１２を流れる電流がＩ(O
M)’未満であるときには、トランジスタＱ１２がオフ状
態とされているので、トランジスタＱ１１のベースにバ
イアス電圧が印加されてトランジスタＱ１１がオン状態
とされる。このため、電流保護回路５０からアクティブ
ターミネータ１２，２２に電源が供給される。このと
き、電流保護回路５０の出力電圧ＶOUT’は、式（２）
より算出される。 ＶOUT’＝ＶINA−Ｖce（sat）’−Ｒ(R12)×Ｉ(R12) ・・・（２）

【００２６】なお、式（２）に於いて、ＶINAは供給さ
れた電源ＰＷAの電圧、Ｖce（sat）’はトランジスタＱ
１１のコレクタ−エミッタ間飽和電圧、Ｒ(R12)は抵抗
器Ｒ１２の抵抗値、Ｉ(R12)は抵抗器Ｒ１２に流れる電
流値を示している。

【００２７】抵抗器Ｒ１２を流れる電流がＩ(OM)’を越
えると、トランジスタＱ1２がオン状態とされるので、
トランジスタＱ1１のベース電流が減少される。このた
め、電流保護回路５０の出力電圧ＶOUT’が低下される
と共に、電流保護回路５０の出力電流も減少される。

【００２８】ＴＥＲＭＰＷＲ端子が誤って接地される
と、トランジスタＱ２はオン状態とされると共に、トラ
ンジスタＱ１のベースはトランジスタＱ２を介してショ
ートされてトランジスタＱ１はオフ状態とされる。この
ため、電流保護回路５０からの出力電圧ＶOUT’が
「０」とされる。

【００２９】このように、電流保護回路５０の電源出力
端子５１からアクティブターミネータ１２，２２に流れ
る電流、すなわち抵抗器Ｒ１２を流れる電流が所定のレ
ベルを越えるとトランジスタＱ１２がオン状態とされ
て、出力電圧および出力電流の関係は電流保護回路４０
と同様にフの字形特性とされて電流の制限が行われて過
電流が防止される。

【００３０】また、電流保護回路５０では、１つの電源
ＰＷAを用いて電流保護回路を構成できるので電源回路
の構成を簡単とすることができる。またＰＮＰ形トラン
ジスタを用いることによりコレクタ−エミッタ間飽和電
圧が小さいので電流保護回路５０の消費電力を小さくす
ることができる。なお、電流保護回路５０では、トラン
ジスタＱ１１，Ｑ１２がＰＮＰ形トランジスタであるこ
とから、ＴＥＲＭＰＷＲ端子からの電流の逆流を防止す
ることはできない。

【００３１】このように、上述の実施の形態によれば、
電流が増加すると電流保護回路４０，５０によって流れ
る電流が制限されるので、ヒューズなどの部品の交換が
必要なく、過電流を防止できる。なお、図２および図５
において、カッコで示す数値は電圧値および抵抗値の一
例であって、図示した電圧値や抵抗値に限られるもので
はない。

【００３２】また、上述の実施の形態では、電流保護回
路４０，５０をインタフェース装置に用いる場合につい
て説明したが、電流保護回路４０，５０は他の電子機器
にも容易に適用することができるものである。

【００３３】

【発明の効果】この発明によれば、例えばトランジスタ
を用いて構成された電源供給部から終端部用の電源が供
給されると共に、電流検出部で終端部用の電源の電流に
応じた検出電圧が発生されて、検出電圧に基づき流れる
電流が所定のレベルを越えると制御部のトランジスタが
オン状態とされて電源供給部のトランジスタがオフ状態
とされて終端部用の電源の電流が制限されるので、ヒュ
ーズなどの部品の交換を生じることなく過電流を防止で
きる。

【００３４】また、トランジスタとしてＮＰＮ形トラン
ジスタを用いることにより電流の逆流を防止できる。ま
た、ＰＮＰ形トランジスタを用いると、１つの電源ＰＷ
Aを用いて電流保護回路を構成できるので構成を簡単と
することができると共に電流保護回路での消費電力を小
さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るインタフェース装置の実施の一
形態の構成を示す図である。

【図２】電流保護回路４０の構成を示す図である。

【図３】ＳＣＳＩ２のシングル・エンド型バス−Ａケー
ブルの信号割り付けを示す図である。

【図４】電流保護回路４０の特性を示す図である。

【図５】電流保護回路５０の構成を示す図である。

【図６】従来のインタフェース装置の構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１１・・・コントロール側コネクタ、１２，２２・・・
アクティブターミネータ、１６・・・ヒューズ、２１・
・・デバイス側コネクタ、４０，５０電流保護回路、Ｑ
１，Ｑ２・・・ＮＰＮ形トランジスタ、Ｑ１１，Ｑ１２
・・・ＰＮＰ形トランジスタ、Ｒ１〜Ｒ４，Ｒ１１〜Ｒ
１４・・・抵抗器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 負荷に電源を供給する電源供給部と、 上記負荷に流れる電流に応じて検出電圧を発生させる電
   流検出部と、 上記電流検出部で発生された検出電圧に基づいて上記電
   源供給部を制御する制御部とを有し、 上記制御部では、上記電流検出部からの検出電圧に基づ
   き上記負荷に流れる電流が所定のレベルを越えた時に
   は、上記電源供給部を制御して上記負荷に供給される電
   流を制限することを特徴とする電流保護回路。
2. 【請求項２】 上記電源供給部と上記制御部は、ＮＰＮ
   形トランジスタを用いて構成され、上記電源供給部のＮ
   ＰＮ形トランジスタのベースバイアス電圧は、上記負荷
   に供給する電源よりも高い電圧の電源を用いて生成する
   ことを特徴とする請求項１記載の電流保護回路。
3. 【請求項３】 上記電源供給部と上記制御部は、ＰＮＰ
   形トランジスタを用いて構成され、上記電源供給部のＰ
   ＮＰ形トランジスタのベースバイアス電圧は、上記負荷
   に供給する電源を用いて生成することを特徴とする請求
   項１記載の電流保護回路。
4. 【請求項４】 制御手段と被制御手段を接続する伝送線
   路の端部に配される終端部の電源を上記制御手段と被制
   御手段のいずれか一方から上記伝送線路を介して供給す
   るインタフェース装置において、 上記終端部に電源を供給する上記制御手段あるいは上記
   被制御手段には、上記終端部用の電源を供給する電源供
   給部と、上記終端部用の電源の電流に応じた検出電圧を
   発生させる電流検出部と、上記電流検出部で発生された
   検出電圧に基づいて上記電源供給部を制御する制御部と
   を有し、 上記制御部では、上記電流検出部からの検出電圧に基づ
   き上記終端部用の電源の電流が所定のレベルを越えた時
   には、上記電源供給部を制御して上記終端部用の電源の
   電流を制限することを特徴とするインタフェース装置。