JPH11234900A

JPH11234900A - 過電流遮断回路

Info

Publication number: JPH11234900A
Application number: JP10036085A
Authority: JP
Inventors: Yuichiro Yamagata; 涌一朗山縣
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1998-02-18
Filing date: 1998-02-18
Publication date: 1999-08-27

Abstract

(57)【要約】【課題】負荷電流が流れるトランジスタ１に大型で大
電流容量のものを用いる必要がなく、製造コストを安価
にすることが可能な過電流遮断回路を提供する。【解決手段】電源１２に接続される入力端子９、負荷
に１１接続される出力端子１０、入出力端子９、１０間
に接続された第１トランジスタ１、第１トランジスタ１
のベースと基準電位点間に接続された第２トランジスタ
２、入出力端子９、１０間に直列接続された第１ダイオ
ード３及び抵抗４、第１ダイオード３及び抵抗４の接続
点と第２トランジスタ２のベース間に接続された第２ダ
イオード５を備え、負荷１１の抵抗値が正常値内のと
き、第１トランジスタ１及び第２トランジスタ２がオン
になり、第１トランジスタ１のオン電流が負荷１１に供
給され、負荷１１の抵抗値が正常値以下に低減したと
き、第１トランジスタ１及び第２トランジスタ２がオフ
になり、負荷１１への電流の供給が遮断される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、過電流遮断回路に
係わり、特に、負荷の抵抗値が正常値よりも低減した場
合、２個の制御可能なスイッチング素子を流れる電流が
即座に遮断され、過電流がスイッチング素子に流れるの
を防いでいる過電流遮断回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、デジタル放送受信装置は、デジタ
ル放送受信用チューナと、デジタル放送受信用チューナ
に伝送ケーブルを通して接続されている外部アンテナと
からなっており、使用時に外部アンテナにアンテナブー
スターを取り付けることが多い。この場合、アンテナブ
ースターは、動作電力を、外部アンテナとデジタル放送
受信用チューナとの間に接続された伝送ケーブルを通し
て、デジタル放送受信用チューナの電源から受けるよう
に構成されている。

【０００３】ここで、図４は、既知のデジタル放送受信
装置の概略構成の一例を示すブロック図であって、デジ
タル放送受信装置がＢＳ放送受信装置である例を示すも
のである。

【０００４】図４に示されるように、ＢＳ放送受信装置
は、ＢＳ放送受信機４１と、外部アンテナ４２と、アン
テナブースター４３と、伝送ケーブル４４とからなり、
ＢＳ放送受信機４１は、内部にＢＳ放送子チューナ４５
と電源装置４６とを有している。

【０００５】外部アンテナ４２は、パラボラ形の電波反
射体４２Ａと電波反射体４２Ａの焦点位置に配置された
電波集束体４２Ｂとを備えるもので、電波集束体４２Ｂ
にアンテナブースター４３が取り付けられる。伝送ケー
ブル４４は、ＢＳ放送受信機４１の入力端とアンテナブ
ースター４３との間に接続され、ＢＳ放送受信機４１の
入力端は、ＢＳ放送チューナ４５の入力端と電源装置４
６の出力端にそれぞれ接続される。

【０００６】前記構成を有するＢＳ放送受信装置におい
て、アンテナブースター４３の動作電力は、ＢＳ放送受
信機４１の電源装置４６から伝送ケーブル４４を通して
アンテナブースター４３の電源部に伝送され、アンテナ
ブースター４３に動作電力を供給する。一方、外部アン
テナ４２で捉えられた放送電波は、受信信号の形でアン
テナブースター４３に供給され、そこで所定レベルにな
るように増幅される。次いで、増幅された受信信号は、
アンテナブースター４３の出力端から伝送ケーブル４４
を通してＢＳ放送子チューナ４５の入力端に供給され、
ＢＳ放送子チューナ４５においてよく知られている信号
処理が行われる。

【０００７】ところで、このようなＢＳ放送受信装置に
おいては、外部アンテナ４２にアンテナブースター４３
を取り付ける場合、ユーザー自身の手によって取り付け
られ、アンテナブースター４３と伝送ケーブル４４とを
接続することが多い。そして、アンテナブースター４３
に伝送ケーブル４４を行う場合には、伝送ケーブル４４
のアンテナブースター４３への接続状態が適当でなく、
伝送ケーブル４４を通して送られてきた駆動電力がアン
テナブースター４３の接続部で短絡状態になることを想
定して、通常、アンテナブースター４３の電源部入力に
は、電流制限回路が挿入接続されている。

【０００８】図５は、アンテナブースター４３の電源部
入力に接続される前記既知の電流制限回路の構成の一例
を示す回路図である。

【０００９】図５に示されるように、電流制限回路は、
第１トランジスタ５１と、第２トランジスタ５２と、第
１抵抗５３と、第２抵抗５４と、入力端子５５と、出力
端子５６とを備えている。

【００１０】第１トランジスタ５１は、エミッタが第１
抵抗５３を通して入力端子５５に接続され、コレクタが
出力端子５６に直接接続され、ベースが第２抵抗５４を
通して接地（基準電位）点に接続される。第２トランジ
スタ５２は、エミッタが入力端子５５に直接接続され、
コレクタが第１トランジスタ５１のベースに接続され、
ベースが第１トランジスタ５１のエミッタに接続され
る。入力端子５５は、伝送ケーブル４４を介してデジタ
ル放送受信装置、例えばＢＳ放送受信機４１の電源装置
４６接続され、出力端子５６は、アンテナブースター４
３の電源部５７に接続される。

【００１１】前記構成を有する電流制限回路は、概略、
次のように動作する。

【００１２】出力端子５６に接続されるアンテナブース
ター４３の電源部５７が短絡状態になっておらず、所定
範囲内の負荷抵抗値を呈するときは、第１トランジスタ
５１がオン、第２トランジスタ５２は抵抗５３による電
圧降下が小さいためオフになり、第１トランジスタ５１
と第１抵抗５３を流れる電流がアンテナブースター４３
の電源部５７の負荷電流としてアンテナブースター４３
に供給される。

【００１３】また、出力端子５６に接続されるアンテナ
ブースター４３の電源部５７が短絡状態または短絡状態
に近い状態になっていると、負荷抵抗値が小さくなった
ことから、その負荷抵抗値に対応して第１トランジスタ
５１及び第１抵抗５３を流れる電流が増大し、同時に、
第２トランジスタ５２を流れる電流も増大する。そし
て、第２トランジスタ５２を流れる電流が増大すると、
第２抵抗５４を流れる電流も増大し、それにより第２抵
抗５４の端子間に生じる正電圧が大きくなり、第１トラ
ンジスタ５１のベース電圧も大きな正電圧になる。この
ため、第１トランジスタ５１のベース・エミッタ間バイ
アスが浅くなり、第１トランジスタ５１を流れる電流が
制限され、アンテナブースター４３の電源部５７に供給
される電流も制限されるようになる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】前記既知の電流制限回
路は、一応、アンテナブースター４３の電源部５７が短
絡状態またはそれに近い状態になったとき、第１トラン
ジスタ５１を流れる電流が制限され、それによってアン
テナブースター４３の電源部５７に供給される電流、即
ち、負荷電流を制限することができるものであるが、第
１トランジスタ５１の電流が完全に遮断されるように働
くものでないため、第１トランジスタ５１の電流制限時
においても、第１トランジスタ５１の電力損失が大きく
なる。

【００１５】このため、前記既知の電流制限回路におい
ては、第１トランジスタ５１に流れる過電流に基づく熱
破壊から保護するために、第１トランジスタ５１に大型
で大電流容量のトランジスタを用いる必要があり、その
分、電流制限回路の製造コストが上昇してしまうという
問題がある。

【００１６】本発明は、このような問題点を解決するも
ので、その目的は、負荷電流が通流するトランジスタに
大型で大電流容量のものを用いる必要がなく、製造コス
トを安価にすることが可能な過電流遮断回路を提供する
ことにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の過電流遮断回路は、入出力端子間に接続さ
れた第１スイッチング素子、第１スイッチング素子の制
御電極と基準電位点間に接続された第２スイッチング素
子、入出力端子間に直列接続された第１整流素子及び抵
抗、第１整流素子及び抵抗の接続点と第２スイッチング
素子の制御電極間に接続された第２整流素子からなるも
ので、負荷抵抗値が正常値以下に低減したとき、第１ス
イッチング素子及び第２スイッチング素子をオフにし、
負荷への電流の供給を遮断するようにした手段を具備し
ている。

【００１８】前記手段によれば、負荷抵抗値が正常値の
範囲内にあるときは、第１スイッチング素子及び第２ス
イッチング素子がともにオンになり、第１スイッチング
素子のオン電流を負荷に供給するようにしているもので
あり、一方、負荷抵抗値が正常値以下に低下したとき
は、第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子が
直ちにオフになり、第１スイッチング素子のオフにより
負荷に供給される電流を遮断するようにしている。この
ように、負荷抵抗値が正常値以下に低下したときは、第
１スイッチング素子が遮断されるので、第１スイッチン
グ素子に大型で大電流容量のものを用いる必要がなくな
り、製造コストが安価になる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態において、過
電流遮断回路は、電源に接続される入力端子と、負荷に
接続される出力端子と、入力端子と出力端子間に接続さ
れた第１スイッチング素子と、第１スイッチング素子の
制御電極と基準電位点間に接続された第２スイッチング
素子と、入力端子と出力端子間に直列接続された第１整
流素子及び抵抗と、第１整流素子及び抵抗の接続点と第
２スイッチング素子の制御電極間に接続された第２整流
素子とを備え、負荷の抵抗値が正常値内のとき、第１ス
イッチング素子及び第２スイッチング素子がオンにな
り、第１スイッチング素子のオン電流が負荷に供給さ
れ、負荷の抵抗値が正常値以下に低減したとき、第１ス
イッチング素子及び第２スイッチング素子がオフにな
り、負荷への電流の供給が遮断されるものである。

【００２０】本発明の実施の形態の具体例において、過
電流遮断回路は、第１スイッチング素子及び第２スイッ
チング素子が接合型トランジスタからなり、第１整流素
子及び第２整流素子がダイオードからなるものである。

【００２１】本発明の実施の形態の使用例において、過
電流遮断回路は、電源が電子チューナの電源であり、負
荷がアンテナブースターである。

【００２２】これらの本発明の実施の形態によれば、入
出力端子間に直列接続された第１整流素子及び抵抗と、
第１整流素子及び抵抗の接続点と第２スイッチング素子
の制御電極間に接続された第２整流素子とを備え、負荷
抵抗値が正常値の範囲内にあるときは、第１整流素子が
オフになり、第２整流素子がオンになって、第１スイッ
チング素子及び第２スイッチング素子がともにオンにな
り、第１スイッチング素子のオン電流が負荷に供給され
るものであり、一方、負荷抵抗値が正常値以下に低下し
たときは、負荷の端子間電圧が低下することによって、
第１整流素子がオン、第２整流素子がオフになり、それ
によって第２スイッチング素子がオフになり、第２スイ
ッチング素子のオフで第１スイッチング素子もオフにな
るので、第１スイッチング素子を流れる負荷電流が直ち
に遮断され、負荷側に電流が供給されなくなる。このよ
うな動作経緯により、負荷抵抗値が正常値以下に低下し
たときには、第１スイッチング素子がオフになって電流
が流れなくなるので、第１スイッチング素子に大型で大
電流容量のものを用いる必要がなく、製造コストが安価
な過電流遮断回路を得ることができる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００２４】図１は、本発明による過電流遮断回路の一
実施例の構成を示す回路図である。

【００２５】図１に示されるように、本実施例の過電流
遮断回路は、第１トランジスタ（第１スイッチング素
子）１と、第２トランジスタ（第２スイッチング素子）
２と、第１ダイオード（第１整流素子）３と、第１抵抗
４と、第２ダイオード（第２整流素子）５と、第２抵抗
６と、第３抵抗７と、第４抵抗８と、入力端子９と、出
力端子１０とを備えている。

【００２６】第１トランジスタ１は、エミッタが第２抵
抗６を介して入力端子９に接続され、コレクタが出力端
子１０に直接接続され、ベースが第４抵抗８を通して第
２トランジスタ２のコレクタに接続される。第２トラン
ジスタ５２は、エミッタが直接接地（基準電位）点に接
続され、ベースが第２ダイオード５のカソードに接続さ
れる。第１ダイオード３は、カソードが直接出力端子１
０に接続され、アノードが第１抵抗４を介して入力端子
９に接続されるとともに第２ダイオード５のアノードに
接続される。第３抵抗７は、一端が第１トランジスタ１
のベースに接続され、他端が直接入力端子９に接続され
る。入力端子９は、図４に図示されるような伝送ケーブ
ル４４を介してデジタル放送受信装置、例えばＢＳ放送
受信機４１の電源装置１２に接続され、出力端子１０
は、図４に図示されるようなアンテナブースター４３の
電源部１１に接続される。この場合、アンテナブースタ
ー４３の動作時には、ＢＳ放送受信機４１の電源装置１
２から伝送ケーブル４４を介して正電圧、例えば９Ｖが
入力端子９に供給される。

【００２７】前記構成を有する本実施例の過電流遮断回
路は、概略、次のように動作する。

【００２８】まず、出力端子１０に接続されるアンテナ
ブースター４３の電源部１１が短絡状態になっておら
ず、予め定められた範囲内の負荷抵抗値を呈していると
きは、入力端子９に９Ｖの正電圧が供給されると、その
正電圧は第１抵抗４を通して第１ダイオード３に供給さ
れ、第１ダイオード３をオンにし、第１ダイオード３の
アノード電圧は約１．０４Ｖ（第１ダイオード３の内部
電圧降下が約０．６５Ｖ、電源部１１の内部電圧降下が
約０．３９Ｖ）になり、第２ダイオード４及び第２トラ
ンジスタ２がともにオンになる。第２トランジスタ２が
オンになると、第１トランジスタ１のベース・エミッタ
接合が順バイアス状態になって第１トランジスタ１がオ
ンになり、入力端子９に加わる９Ｖの正電圧は、小抵抗
値の第２抵抗６及びオン状態の第１トランジスタ１を通
して電源部１１に供給される。このとき、出力端子１０
の電圧は、９Ｖよりもやや小さい値、例えば８．７Ｖに
なる。出力端子１０の電圧が８．７Ｖになると、第１ダ
イオード３がオフになり、第１ダイオード３のアノード
に約１．３９Ｖの正電圧が生じる。この約１．３９Ｖの
正電圧は、第２ダイオード４及び第２トランジスタ２の
ベースに、第２ダイオード４の内部電圧降下として約
０．６４Ｖ、第２トランジスタ２のベース・エミッタ接
合電圧に０．７５Ｖが分圧印加され、第２トランジスタ
２及び第１トランジスタ１の動作は安定状態に維持され
る。

【００２９】次に、出力端子１０に接続されるアンテナ
ブースター４３の電源部１１が短絡状態または短絡状態
に近い状態になっており、負荷抵抗値が予め定められた
範囲内よりも小さくなっているときは、負荷の端子間電
圧が大幅に低下するので、第１ダイオード３がオンにな
り、そのアノード電圧は約０．６５Ｖになり、この約
０．６５Ｖの電圧が第２ダイオード４及び第２トランジ
スタ２のベースに加わり、第２ダイオード４及び第２ト
ランジスタ２はいずれもオフになる。このため、入力端
子９に加わる９Ｖの正電圧は、第１トランジスタ１がオ
フになることにより、電源部１１に供給されなくなり、
電源部１１が短絡状態または短絡状態に近い状態になっ
ても、第１トランジスタ１に過電流が流れることはな
い。

【００３０】ここで、図２は、本実施例の過電流遮断回
路における出力電流（負荷電流）と出力電圧（負荷電
圧）との関係を示す特性図であり、図３は、同じく本実
施例の過電流遮断回路における出力電流（負荷電流）と
第１トランジスタ１の消費電力との関係を示す特性図で
ある。

【００３１】図２において、縦軸は、Ｖで表した出力電
圧（負荷電圧）であり、横軸は、ｍＡで表した出力電流
（負荷電流）であり、また、図３において、縦軸は、ｍ
Ｗで表した第１トランジスタ１の消費電力であり、横軸
は、ｍＡで表した出力電流（負荷電流）であって、いず
れの特性曲線も、入力端子９に印加される電圧が９Ｖで
ある場合の特性を表しているものである。

【００３２】図２に図示の特性曲線で示されるように、
本実施例の過電流遮断回路は、負荷１１に通常の出力電
流（負荷電流）が流れている状態、例えば出力電流が０
乃至６０ｍＡの範囲内にあれば、出力端子１０の出力電
圧（負荷電圧）は９．０乃至８．７Ｖの範囲内にあり、
出力電流が通常時の出力電流よりも大きい６０乃至１０
０ｍＡの範囲内に増大したときでも、出力電圧は８．７
乃至８．５Ｖの範囲内に維持されている。

【００３３】ところが、負荷１１が短絡状態またはそれ
に近い状態になり、負荷抵抗値が大幅に低減すると、負
荷抵抗値の低減の度合いによって、出力電流は通常の出
力電流よりも遥かに大きい１００ｍＡから１６０ｍＡの
間になるように増大し、同時に、出力電圧は通常時の出
力電圧よりもかなり小さい８．５Ｖから０．６５Ｖの間
になるように急激に低下する。そして、出力電圧が０．
６５Ｖ程度まで低下すると、前述のように第１トランジ
スタ１がオフ状態になるので、出力電流は１６０ｍＡか
ら３ｍＡに向かって急激に減少し、出力電流の減少によ
って、出力電圧も０．６５Ｖから０Ｖ近傍まで低減す
る。この場合、負荷抵抗値が完全にゼロになると、負荷
電流は第１ダイオード３を流れる電流だけの３ｍＡにな
る。

【００３４】また、図３に図示の特性曲線で示されるよ
うに、本実施例の過電流遮断回路は、負荷１１に通常の
出力電流（負荷電流）が流れている状態、例えば出力電
流が０乃至６０ｍＡの範囲内にあれば、第１トランジス
タ１の消費電力は殆んどゼロであり、出力電流が通常時
の出力電流よりも大きい６０乃至１００ｍＡの範囲内に
増大したときでも、第１トランジスタ１の消費電力は殆
んどゼロである。

【００３５】ところが、負荷１１が短絡状態またはそれ
に近い状態になり、負荷抵抗値が大幅に低減すると、負
荷抵抗値の低減の度合いによって、出力電流は通常の出
力電流よりも遥かに大きい１００ｍＡから１６０ｍＡの
間になるように増大し、同時に、第１トランジスタ１の
消費電力は殆んどゼロから１２００ｍＷの間になるよう
になるように急激に増大する。そして、第１トランジス
タ１の消費電力が１２００ｍＷまで増大すると、前述の
ように第１トランジスタ１がオフ状態になるので、出力
電流は１６０ｍＡから３ｍＡに向かって急激に減少し、
出力電流の減少に伴い、第１トランジスタ１の消費電力
は１２００ｍＷからゼロに近い値まで低減する。この場
合も、負荷抵抗値が完全にゼロになると、負荷電流は第
１ダイオード３を流れる電流だけの３ｍＡになり、第１
トランジスタ１の消費電力はほぼゼロになる。

【００３６】このように、本実施例の過電流遮断回路
は、負荷となる電源部１１が短絡状態または短絡状態に
近い状態になったとしても、直ちに第１トランジスタ１
をオフにし、第１トランジスタ１を通して電源部１１に
過電流が流れるのを防いでいるので、第１トランジスタ
１に大型で大電流容量のものを用いなくても、第１トラ
ンジスタ１を熱破壊から保護することができ、製造コス
トが安価な過電流遮断回路を得ることができる。

【００３７】なお、前記実施例においては、第１スイッ
チング素子１及び第２スイッチング素子２にそれぞれト
ランジスタを用いた例を挙げて説明したが、本発明によ
る第１スイッチング素子１及び第２スイッチング素子２
はそれぞれトランジスタである場合に限られるものでな
く、トランジスタに類似の他の制御可能なスイッチング
素子を用いるようにしてもよい。

【００３８】また、前記実施例においては、第１整流素
子３及び第２整流素子５にそれぞれダイオードを用いた
例を挙げて説明したが、本発明による第１整流素子３及
び第２整流素子５はそれぞれダイオードである場合に限
られるものでなく、ダイオードに類似の他の整流素子を
用いるようにしてもよい。

【００３９】さらに、前記実施例においては、入力端子
９に加わる電圧が９Ｖの正電圧である場合を例に挙げて
説明したが、本発明による入力端子９の印加電圧は９Ｖ
の正電圧である場合に限られるものでなく、９Ｖ以外の
他の電圧値であってもよいことは勿論である。

【００４０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、入出力
端子間に直列接続された第１整流素子及び抵抗と、第１
整流素子及び抵抗の接続点と第２スイッチング素子の制
御電極間に接続された第２整流素子とを備え、負荷抵抗
値が正常値の範囲内にあるときは、第１整流素子がオフ
になり、第２整流素子がオンになって、第１スイッチン
グ素子及び第２スイッチング素子がともにオンになり、
第１スイッチング素子のオン電流が負荷に供給され、一
方、負荷抵抗値が正常値以下に低下したときは、負荷の
端子間電圧が低下することによって、第１整流素子がオ
ン、第２整流素子がオフになり、それによって第２スイ
ッチング素子がオフになり、第２スイッチング素子のオ
フで第１スイッチング素子もオフになるもので、第１ス
イッチング素子を流れる負荷電流が直ちに遮断され、負
荷側に電流が供給されなくなるので、第１スイッチング
素子に大型で大電流容量のものを用いる必要がなくな
り、製造コストが安価な過電流遮断回路が得られるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による過電流遮断回路の一実施例の構成
を示す回路図である。

【図２】図１に図示の実施例の過電流遮断回路における
出力電流（負荷電流）と出力電圧（負荷電圧）との関係
を示す特性図である。

【図３】図１に図示の実施例の過電流遮断回路における
出力電流（負荷電流）と第１トランジスタの消費電力と
の関係を示す特性図である。

【図４】既知のデジタル放送受信装置の概略構成の一例
を示すブロック図である。

【図５】アンテナブースターの電源部入力に接続される
既知の電流制限回路の構成の一例を示す回路図である。

【符号の説明】１第１トランジスタ（第１スイッチング素子）２第２トランジスタ（第２スイッチング素子）３第１ダイオード（第１整流素子）４第１抵抗５第２ダイオード（第２整流素子）６第２抵抗７第３抵抗７８第４抵抗９入力端子１０出力端子１１アンテナブースターの電源部１２ＢＳ放送受信機の電源装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電源に接続される入力端子と、負荷に接
続される出力端子と、前記入力端子と前記出力端子間に
接続された第１スイッチング素子と、前記第１スイッチ
ング素子の制御電極と基準電位点間に接続された第２ス
イッチング素子と、前記入力端子と前記出力端子間に直
列接続された第１整流素子及び抵抗と、前記第１整流素
子及び前記抵抗の接続点と前記第２スイッチング素子の
制御電極間に接続された第２整流素子とを備え、前記負
荷の抵抗値が正常値内のとき、前記第１スイッチング素
子及び前記第２スイッチング素子がオンになり、前記第
１スイッチング素子のオン電流が前記負荷に供給され、
前記負荷の抵抗値が前記正常値以下に低減したとき、前
記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子
がオフになり、前記負荷への電流の供給が遮断されるこ
とを特徴とする過電流遮断回路。
【請求項２】前記第１スイッチング素子及び前記第２
スイッチング素子は、接合型トランジスタであり、前記
第１整流素子及び第２整流素子は、ダイオードであるこ
とを特徴とする請求項１に記載の過電流遮断回路。
【請求項３】前記電源はデジタル放送受信用チューナ
の電源であり、前記負荷はアンテナブースターであるこ
とを特徴とする請求項１及び２に記載の過電流遮断回
路。