JPH11297173A - 過電流検出機能を持った抵抗素子とこれを使用した過電流保護回路 - Google Patents

過電流検出機能を持った抵抗素子とこれを使用した過電流保護回路

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JPH11297173A
JPH11297173A JP9192398A JP9192398A JPH11297173A JP H11297173 A JPH11297173 A JP H11297173A JP 9192398 A JP9192398 A JP 9192398A JP 9192398 A JP9192398 A JP 9192398A JP H11297173 A JPH11297173 A JP H11297173A
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JP
Japan
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resistor
temperature
converter
overcurrent
power supply
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JP9192398A
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Soichi Ishii
石井宗一
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Sony Corp
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の電源回路の過電流保護回路では、回路
が立ち上がった時に過電流防止抵抗をショートするAC
リレーが使用され、このACリレーの保護回路も設けら
れているが、ACリレーの開閉器の異常には対応できな
ので、過電流保護抵抗本体の異常発熱による破損や、抵
抗の基板半田付け部分に対して熱ストレスを生じさせる
という問題を発生させている。 【解決手段】 本発明は、抵抗器と感熱素子を熱結合し
た状態で一体構成とした過電流検出機能を持った抵抗素
子を実現することにより、過電流により抵抗器に温度上
昇が生じた際、抵抗器と熱拮合した感熱素子によりこれ
を検出することにより、抵抗器が過電流によって破壊さ
れるのを防止することが出来るようにしたものである。
又、本発明の過電流検出機能を持った抵抗素子を、電子
機器の過電流防止回路に使用することにより、過電流に
よる抵抗器の温度変化を感熱素子により検出し、電子機
器の動作を停止させる過電流保護回路の部品点数の削
減、機器の小型化、信頼性の向上を計ったものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器に使用さ
れる過電流検出検出機能を持った抵抗素子とこの過電流
検出検出機能を持った抵抗素子を使用した保護回路に関
する。本発明の過電流検出検出機能を持った抵抗素子
は、抵抗器と感熱素子を熱的に結合した状態で一体化し
たもので、この過電流検出検出機能を持った抵抗素子を
使用した保護回路は過電流により抵抗器に温度変化生じ
た際、感熱素子によりこれを検出することにより、電子
機器の動作を停止させるようにしたものである。
【0002】
【従来の技術】図3に、従来から広く使用されている電
源回路の過電流保護回路の一例を示す。図3の回路は、
AC−DCコンバーターの電源投入時に、過電流が流れ
るのを防止する突入電流制限用の抵抗を交流電源とAC
−DCコンバーターとの間に挿入し、AC−DCコンバ
ーターが正常の動作に入ると、突入電流制限用の抵抗の
端子間をACリレーにより短絡して、突入電流制限用の
抵抗により消費される電力のロスを無くすようにした、
広く使用されている回路である。
【0003】図3において、1は交流電源、2はAC−
DCコンバーター、OUTはAC−DCコンバーターの
出力端子である。R1は突入電流抑制抵抗、RYlはA
Cリレー、3はACリレーの保護回路である。4はAC
−DCコンバーターを動作させる0N/0FF信号の加
えれる端子である。ACリレーの保護回路3は、トラン
ジスタQ1,Q2とダイオードDl,D2により構成さ
れ、出力端子OUTからACリレーRYlに挿入されて
いる抵抗R2の両端電圧を検出することにより動作を行
なう。31はサイリスタ回路で、トランジスタQ3,Q
4により構成され、0N/0FF信号の加えれる端子4
に加える信号を発生する。
【0004】図3の回路では、0N/0FF信号の加え
れる端子4がHIGHになると、AC−DCコンバータ
ー2が動作を開始する。この時AC‐DCコンバーター
2に、交流電源1より流れ込む突入電流は突入電流抑制
抵抗R1により制限される。AC‐DCコンバーター2
が正常な動作を開始し、その出力端子OUTに、出力電
圧Voutが発生すると、この電圧によりACリレーR
Y1の2次側コイルに電流が流れ、RYlの1次側開閉
器が0N状態とななる。つまり、AC−DCコンバータ
ー2が定常動作に移行すると、突入電流抑制抵抗R1に
電流は流れなくなる。従って、電源の起動時のみ交流電
源1よりの入力電流が、突入電流抑制抵抗R1を通るよ
うにして、AC‐DCコンバーター2への突入電流を抑
制するようにしている。AC‐DCコンバーター2の定
常動作時には、ACリレーRYlで突入電流抑制抵抗R
1の両端をショートすることにより、突入電流抑制抵抗
R1の消費電カによる発熱を防止すると同時に、この時
のロスによるAC−DCコンバーター2全体の変換効率
を損なわないようにしている。
【0005】しかしながら、図3に示すような従来の方
式の保護回路の場合、AC‐DCコンバーター2を、短
い間隔で繰り返し0N/0FFさせると、突入電流抑制
抵抗R1に連続して突入電流が流れ、そのロスが抵抗の
発熱として蓄積され、突入電流抑制抵抗R1本体の異常
発熱、及び突入電流抑制抵抗R1の基板半田付け部分に
対して、熱ストレスを生じさせることになる。また、A
CリレーRYlのコイルが、巻線切れやレイヤーショー
ト等の異常をきたした際にはAC−DCコンバーター2
が、定常動作しているにも関わらずACリレーRYlの
開閉器がオープンとなる。この状態が継続すると、突入
電流抑制抵抗R1に連続的に電流が流れ、抵抗R1のセ
メント抵抗が過電流により、異常発熱し破損に至ること
がある。よってこれを防止するための保護回路3が設け
られている。
【0006】保護回路3は、出力端子OUTから、AC
リレーRYlに挿入されている抵抗R2の両端電圧を検
出することにより動作する。ACリレーRY1のコイル
がショート状態になると、抵抗R2の両端電圧が上昇
し、ダイオードDlが導通しトランジスタQ1がONと
なり、ダイオードD2が導通し、サイリスタ回路31の
トランジスタQ3,Q4により、0N/0FF信号の加
えられる端子4がLOWレベルとなり、AC−DCコン
バーターがシャットダウンされる。又、ACリレーRY
lのコイルがオープン状態となると、抵抗R2の両端電
圧が無くなるために、定常時はON状態にあるトランジ
スタQ2がOFFとなり、ダイオードD2が導通し、そ
の後はACリレーRYlのコイルがオープン状態と同様
の動作を経て、AC/DCコンバーター2がシャットダ
ウンされる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このA
Cリレーの保護回路3は、ACリレーRYlのコイルの
みの異常に対応し、ACリレーRYlの開閉器の異常
(接点の融着等)には対応することができなので、この
ような場合には過電流保護抵抗本体の異常発熱による破
損や、抵抗の基板半田付け部分に対して熱ストレスを生
じさせるという問題を発生させている。このような理由
により、従来の電源回路の過電流保護回路では、信頼性
の問題、及び保護回路の追加による部品点数の増加等が
問題になっている。このために、簡単な構成で信頼性の
高い過電流検出素子や過電流保護回路の開発が要望され
ている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、抵抗器と感熱
素子を熱結合した状態で一体構成とした過電流検出機能
を持った抵抗素子を実現することにより、過電流により
抵抗器に温度上昇が生じた際、抵抗器と熱拮合した感熱
素子によりこれを検出することにより、抵抗器が過電流
によ破壊されるのを防ぐと共に、抵抗の基板半田付け部
分に対する熱ストレスを生じさせることを防止出来るよ
うにしたものである。又、本発明の過電流検出機能を持
った抵抗素子を、電子機器の過電流防止回路に使用する
ことにより、過電流による抵抗器の温度変化を感熱素子
により検出し、電子機器の動作を停止させる過電流保護
回路の部品点数の削減、機器の小型化、信頼性の向上を
実現したものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
【実施例】図1は、本発明の過電流検出機能を持った抵
抗素子の構成を示す説明図である。図1において、RS
は抵抗器で、突入電流制限等の過電流防止の目的で使用
されるものである。TSは感熱素子である。感熱素子T
Sは、通常の温度では、その端子,3の間は高いイ
ンピーダンスを持ち開放の状態にあるが、素子の温度が
一定の温度以上に上昇するとその端子,の間のイン
ピーダンスが下がり、短絡の状態となる温度特性を持っ
た素子である。このような特性を持った感熱素子は、例
えば、サーマルガードスイッチという名称の製品等が販
売されている。抵抗器RSと感熱素子TSとは熱的に結
合された状態で一体化され、抵抗RSの端子,と感
熱素子TSの端子,との4つの端子を有する部品と
して構成されている。
【0010】このように構成された本発明の過電流検出
素子は、抵抗RSの端子,間に通常の電流が流され
ていて、抵抗RSの温度が上昇しない状態では、感熱素
子TSは、その端子,の間は高いインピーダンスを
持ち開放の状態にあるため、抵抗RSは通常の抵抗とし
ての機能を果たしている。抵抗RSに過電流が流されて
抵抗RSの温度が上昇して、この温度により感熱素子T
Sの温度が一定の温度以上に上昇すると感熱素子TSの
端子,の間のインピーダンスが下がり短絡の状態と
なる。
【0011】図2は、本発明の過電流検出機能を持った
抵抗素子を用いた電源の過電流保護回路の例を示したも
のである。図2において、1は交流電源、2はAC−D
Cコンバーター、OUTはAC−DCコンバーターの出
力端子である。RS1は図1に示す構成の過電流検出機
能を持った抵抗素子で突入電流抑制抵抗として使用され
ている。RYlはACリレーである。4はAC−DCコ
ンバーターを動作させる0N/0FF信号の加えれる端
子である。31はサイリスタ回路で、トランジスタQ
3,Q4により構成され、0N/0FF信号の加えれる
端子4に加える信号を発生する。交流電源1は、過電流
検出機能を持った抵抗素子RS1を介してAC−DCコ
ンバーター2に接続されている。抵抗素子RS1の端子
間には、ACリレーRYlのリレー接点が接続されてい
る。ACリレーRYlのコイルは、抵抗R3を介してA
C−DCコンバーター2の出力端子OUTの一端に接続
されている。サイリスタ回路31は出力端子OUTから
ACリレーRYlに挿入されている抵抗R3の電圧を検
出するようにRS1過電流検機能を持った抵抗素出素子
RS1の端子3に接続されている。
【0012】このような構成の電源の過電流保護回路で
は、0N/0FFの信号の加えれる端子4に、HIGH
の信号が加えられると、AC−DCコンバーター2の動
作が開始される。この時にはACリレーRYlの接点は
オーブンの状態にある。このため、交流電源1の出力は
過電流制限機能を持った抵抗素出素子RS1を介して、
AC−DCコンバーター2に加えられ、AC−DCコン
バーター2に過大な電流が流れるのを防止する。AC−
DCコンバーター2が立ち上がり、その出力端子OUT
に規定の電圧が出力されるようになると、この電圧が抵
抗R3を通してACリレーRYlのコイルに加わるため
に、ACリレーRYlの接点が閉じて、交流電源1の出
力は直接AC−DCコンバーター2に加えられ、抵抗素
子RS1による電力の損失を無くすように動作する。
【0013】図2の実施例の回路では、突入電流制限抵
抗に抵抗器と感熱素子を熱結合させ一体化した過電流検
機能を持った抵抗素子RSlを使用している。抵抗素子
RSl内部の感熱素子は、定常時にその端子一間を
オープンにしており、抵抗器がある一定の温度以上に発
熱することにより感熱素子がその温度変化を検出すると
−間がショート状態となる。図2の実施例の回路
で、間隔の短い0N/0FFが繰り返されると、抵抗素
子RSlに連続して突入電流が流れ、そのロスが抵抗素
子RSlの抵抗器の発熱として蓄積される。
【0014】これにより抵抗素子RSlの抵抗器の発熱
がある一定の温度に達すると、抵抗素子RSlの感熱素
子がこれを検出してその端子一間をショートにす
る。感熱素子の端子一間がショートすることによ
り、トランジスタQ3,Q4で構成されるサイリスタ回
路31に、抵抗R3の電圧が加えられ、サイリスタ回路
31が導通して0N/0FF信号の加えられる端子4を
LOWレベルとすることにより、AC−DCコンバータ
ー2をシャットダウンさせる。
【0015】このことにより過電流保護抵抗素子RSl
本体の異常発熱、及び抵抗素子RSlの基板半田付け部
分に対して熱ストレスを生じさせることが防止される。
また、図2の実施例の回路では、過電流保護抵抗素子R
Slの内蔵抵抗器の発熱を検出することで、AC−DC
コンバーターの動作を停止させるようにしている。この
ために、ACリレーRYlに異常があり過電流状態とな
った際には、必ず抵抗素子RSlが発熱しAC−DCコ
ンバーター2の動作を停止するように動作する。このこ
とから、従来の方式で必要であったACリレーRYlの
保護回路は不要となるので、過電流の防止回路の構成を
簡略化することが出来る。
【0016】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
は、抵抗器と感熱素子を熱結合した状態で一体構成とし
た過電流検出機能を持った抵抗素子を実現することによ
り、過電流により抵抗器に温度上昇が生じた際、抵抗器
と熱拮合した感熱素子によりこれを検出することによ
り、抵抗器が過電流によって破壊されるのを防止するこ
とが可能になった。又、本発明の過電流検出機能を持っ
た抵抗素子を、電子機器の過電流防止回路に使用するこ
とにより、過電流による抵抗器の温度変化を感熱素子に
より検出し、電子機器の動作を停止させる過電流保護回
路の信頼性の向上と、部品点数の削減、機器の小型化を
実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の過電流検出機能を持った抵抗素子の構
成を示す説明図である。
【図2】本発明の過電流検出機能を持った抵抗素子を用
いた電源の過電流保護回路の例を示したものである。
【図3】従来から広く使用されている電源回路の過電流
保護回路の一例を示したものである。
【符号の説明】
1・・・交流電源, 2・・・AC−DCコンバー
ター, OUT・・・AC−DCコンバーターの出
力端子, R1・・・突入電流抑制抵抗,RYl・
・・ACリレー, 3・・・ACリレーの保護回
路,4・・・AC−DCコンバーターを動作させる信号
の加えれる0N/0FF端子,Q1,Q2,Q3,Q4
・・・トランジスタ, Dl,D2・・・ダイオー
ド, RS・・・突入電流制限等の過電流防止の目
的で使用される抵抗器, TS・・・感熱素子,
31・・・サイリスタ回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 抵抗器と、 通常の温度ではその端子は間は高いインピーダンスを持
    ち開放の状態にあるが、素子の温度が一定の温度以上に
    上昇するとその端子の間のインピーダンスが下がり、短
    絡の状態となる温度特性を持った感熱素子とを、 熱的に結合された状態で一体化してなる過電流検出機能
    を持った抵抗素子。
  2. 【請求項2】 抵抗器と、 通常の温度ではその端子は間は高いインピーダンスを持
    ち開放の状態にあるが、素子の温度が一定の温度以上に
    上昇するとその端子の間のインピーダンスが下がり、短
    絡の状態となる温度特性を持った感熱素子とを、 熱的に結合された状態で一体化してなる過電流検出機能
    を持った抵抗素子を、 電源投入時の突入電流防止用の抵抗として使用した過電
    流保護回路。
  3. 【請求項3】 交流電源の出力を過電流防止用の抵抗素
    子を介してAC−DCコンバーターに供給するようにし
    た電源回路において、 その過電流防止用の抵抗素子に、 抵抗器と、通常の温度ではその端子は間は高いインピー
    ダンスを持ち開放の状態にあるが、素子の温度が一定の
    温度以上に上昇するとその端子の間のインピーダンスが
    下がり、短絡の状態となる温度特性を持った感熱素子、
    を熱的に結合された状態で一体化した過電流検出機能を
    持った抵抗素子を使用し、 該過電流検出機能を持った抵抗素子の端子間に、そのコ
    イルが電源回路の出力に接続され電源回路が通常の動作
    状態になるとその接点が閉じる、ACリレーを接続する
    とともに、 ACリレーのコイルの電圧を過電流検出機能を持った抵
    抗素子の感熱素子を介して電源回路を遮断するサイリス
    タに加えるようにした電源回路の過電流保護回路。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2011055577A1 (ja) * 2009-11-04 2011-05-12 ウチヤ・サーモスタット株式会社 三端子付きサーマルスイッチを接続した電気回路及びその接続方法
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