JPS5920024A - プリント配線基板の入力素子保護回路 - Google Patents

プリント配線基板の入力素子保護回路

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JPS5920024A
JPS5920024A JP57129295A JP12929582A JPS5920024A JP S5920024 A JPS5920024 A JP S5920024A JP 57129295 A JP57129295 A JP 57129295A JP 12929582 A JP12929582 A JP 12929582A JP S5920024 A JPS5920024 A JP S5920024A
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Japan
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power supply
voltage
connector
signal
signal output
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JP57129295A
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JPS63818B2 (ja
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Masatoshi Suzuki
正俊 鈴木
Teruhiko Tsuzuki
都築 照彦
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Omron Corp
Original Assignee
Tateisi Electronics Co
Omron Tateisi Electronics Co
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (a1発明の関連する技術分野 この発明は、電源部と信号供給部とを備える一方のプリ
ント配線基板に、電源部を独立に持たないマイクロコン
ピュータシステム等を実装した他方のプリント配線基板
をコネクタ接続する装置において、前記他方のプリント
配線基板の信号入力素子を保護する回路に関する。
(b1発明の背景 小型化と携帯性を要求される一般的な電子機器では、デ
ータの処理部と電源部および信号インターフェイス部と
を別のプリント配線基板に実装し、必要に応じてそれら
をコネクタ接続するようにしている。
このように構成した装置では、通雷、電源部および信号
インターフェイス部を実装した第1のプリント配線基板
に、データ処理部を実装した第2のプリント配線基板を
コネクタ接続してから電源をオンし、また電源をオフし
てから第2のプリント配線基板を外すようにする。この
ようにするのは、コネクタ接続段階で第2のプリント配
線基板の信号入力素子に大きな逆バイアス電圧か印加さ
れないようにするためである。
第1図は、上記の手順で両尽板を接続しなかった場合の
現象を説明する図である。同図において、コネクタ1の
左側は電源・信号インターフェイス部で、右側はデータ
処理部である。データ処理部の信号人力素子であるMO
S)ランシスタTR1は、ケート端子に保護用のタイオ
ートDを接続している。通常、このMOSトランジスタ
1゛R1およびダイオ−1” Dは、図示しない他の素
子とともにICで構成されている。また、電源・信号イ
ンターフェイス部の信号出力素子はオーブンコレクタの
トランジスタTR2で構成される。
両方の基板を接続するコネクタ1は、両端に電源端子部
1a、lbを備え、それらの間に信号端子部11を備え
る。データ処理部はこの電源端子部1a、lbを介して
電圧供給を受け、信号端子部11を介して信号を受ける
。なお、電源・信号インターフェイス部には図示しない
電源スイ・7チが設けられている。
以上の構成で、コネクタlが接続される前に」二記電源
スイッチが投入され、さらにコネクタ1の接続が正常に
なされず、少なくともプラス電ip端子部1aが接続さ
れていてマイナス電源端子部1bが接続されない状態が
発生すると、図示する電流が流れる。すなわち、プラス
電源端子部1aから流入した電流1は、Icその他の回
路部を通過してタイオー1” D 、信号端子部11.
出力I・ランンスタゴRを流れる。その結果、タイオー
1” Dの両端に順方向降下電圧が発生し、この電圧が
逆バイアスとなってMOSトランジスタTRIのケート
に印加されるようになる。通′帛、MO3I−ランシス
タTRIのケート耐圧(逆バイアス耐圧)は、0.3V
程度である。したがって、上記のようにして電流が流入
すると、ダイオードI〕の順方向降下電圧で簡単にトラ
ンジスタTRIが破壊する訳である。
このように、電源・信号インターフェイス側で電源スィ
ッチをオンにしたままコネクタ接続すると、」−記の状
態の発生ずる時間がI;1間的であっても、節用にデー
タ処理部の信号人力素子が破壊することになる。
(C1発明の目的 この発明の目的は、電源・信号インターフェイス例の電
源スィッチのオン、オフ状態にかかわらず、また、コネ
クタの接続の仕方が悪くても、データ処理部の信号出力
素子が、異常ルートで発生ずる破壊電圧から完全に保護
される、プリント配線基板の入力素子保護回路を提供す
ることにある。
(d)発明の構成と効果 この発明は、コネクタ接続時に信号入力素子が破壊する
とき、すなわち入力保護ダイオードの両端に順方向降下
電圧が生じるときは、データ処理部の電源端子間電圧が
電源電圧より小さくなっているということに着目してな
されたものである。
この発明は、データ処理部が形成されるプリント配線基
板に、その基板の電源端子間電圧を検出する電源端子間
電圧検出手段を設け、また、電源信号インターフェイス
部が形成されるプリント配線基板に、コネクタを介して
得られる前記電源端子間電圧検出手段の出力電圧が一定
値以下であるとき、および前記コネクタが非接続状態で
あるとき、前記電源・信号インターフェイス部の信号出
力素子を強制的にオフする信号出力素子制御手段を設け
、コネクタか非接続状態にあるとき、およびデータ処理
部の電源端子間電圧か一定の値以上であるときに、信号
出力素子をオフして人力保護クイオードに順方向電流か
流入しないようにしたものである。
この発明によれば、電源・信号インターフェイス側の電
源スィッチがオンしていても、コネクタが完全に接続さ
れていなけれは、すなわちプラス電源端子部とマイナス
電源端子部それぞれが両糸板間で相互に完全に接続され
ていなければ、信号出力素子が強制的にオフされる。し
たがって、」二記電源スイッチがオン状態にあって且つ
コネクタの接続の仕方が良くない場合であっても、信号
入力素子が過大電圧から完全に保護されることになリ、
電源・信号インターフェイス側の電源スィッチが不要に
なるとともに、基板接続に注意を配る必要がないという
利点がある。
(e)実施例の説明 第2図はこの発明の実施例の入力素子保護回路を設けた
ハス用車載装置のブlコック図、第3Mは同装置のケー
ス構成図を示す。
」二記ハス用車載装置は、−屯載パノテリ (図示せず
)から供給される電圧24Vを安定化した電圧5vに変
換する電源部20、および各ハス停毎の乗、降客や走行
距離を検出する各種センサの出力処理をおこなうセンサ
インターフェイス部21を備える電源・インターフェイ
ス部2と、前記セン刃インターフェイス部21からのデ
ータを収集し、必要な結果を出力するデータコレクタ部
3とから構成される。データコレクタ部3は、センサイ
ンターフェイス部21からのデータを受けるI10イン
ターフェイス30.マイクロブlコセソザ31、ハソテ
リハノクアンプされたRAM32.10グラム格納用R
OM33のマイクロコンピュータシステムで構成され、
I10インターフェイス30はデータコレクタ部3の電
源端イ間電圧を検出する後述の電源端子間電圧検出回路
を含んでいる。また、センサインク−フェイスq++2
1は」二記電源端子間電圧検出回路からの制御信号に基
ついて信号出力素子のオンオフを制御する信号出力素子
制御回路を含んでいる。データコレククsB 3は、コ
ネクタ1の電源端子部1a、lbから電源電圧を受け、
信号端子部1c〜1hがら信号データを受げる。また出
力制御用端子部] rnを介して、110インターフエ
イス30内の上記電源端子間電圧検出回路からセンサイ
ンク−フェイス部21に、出力素子制御信号を送る。な
お、第3図において、データコレクタ部3は把手3bの
取りつりられた金属製のケース3a内に収納され、また
、電源・インターフェイス部2はデータコレクタ部3を
内部にセン1〜出来るようにした金属製のケース2a内
に収納される。
次に、i10インターフェイス30内の」二記電源端子
間電圧検出回路と、センサインターフェイス部21内の
」二記信号出力素子制御回路とについて、第4図および
第5図を参照して説明する。
第4図は電源端子間電圧検出回路と信号出力素子制御回
路の動作を説明する図であり、コネクタ1のマイナス電
源端子6;、H1bが非接触状態にある場合を示し゛(
いる。また第5図(J電源端子間電圧検出回路の具体的
回路図である。
第4図において、データコレクタ部の電源端子Ia、l
b間の電圧を検出する電源端子間電圧検出回路4 (以
下vcc ’検出回路という)は、入力部を」二記電源
端子部1a(VCC’ライン)。
1、b(アースライン)に接続し、出力部をトランジス
タ′I″R3のヘースに接続している。vcc’検出回
路4は、第5図に示すように比較器40と、同比較器の
入力側にフリソシ接続された抵抗R1〜R3,およびツ
LナークイオーF 7. L)とから構成される。以上
の構成から明らかなよう乙こ、比較器40の出力が「1
」となるのは、次の(1)式の条イノ1か描足されたと
きである。
Vl(ツェナー電圧) ≦ R3・VCC′/(R:241で3)  fl)そ
して、比較器4oの出力が]−〇」であるときはI−ラ
ンシスタl’ R3をオフし、コネクタ1の端子部1m
をハイにする。また、比較器4oの出力がrlJである
ときはトランジスタTR3をオンし、コネクタ1の端子
部1mをローにする。この実施例では、比較器4oが1
−1」になるツェナー電圧をVCC’−4,5Vになる
値に設定している。したがってVCC’−4,5V以下
に低下すると、コネクタ1の端子部1mをハ・イにして
、以下に説明する信号出力素子制御回路に信号出力素子
を強制的にオフする信号を送る。
電源・インク−フェイス側に設りられ、信号出力素子で
あるトランジスタ1゛R2は、信号出力素r制御回路5
によって制御される。信号出力素子制御回路5は、コネ
クタ1の端子部1mからの制御信号とセンサからの信号
を入力し、そのノア条件をとって(たたし正論理)」二
記1〜ランシスタ′rR2に出力するノアケート50と
、上記端子部1mからの制御信す人力側をV CCにプ
ルアップするプルアンプ抵抗R4とから構成される。
次に、以上の構成でコネクタ1を接続しようとするとき
の動作を説明する。
コネクタIを接続する前は、端イ部1mはプルアップ抵
抗R4によってハイ (論理′1)ムこ設定されている
。したがって信号出力素子のトランジスタ′I″R2は
オンしない。コー不りタIを接続し、端子部Ia、li
および1 mがデータコレクタ部3と電源・インターフ
ェイス部2間でそれぞれ接続されると、第1図に示すよ
うに、ダイオ−1” I)を経路とする電流が流れよう
とする。しかし、このとき電流が流れると前述のように
電圧vcc’がvCCより低くなるので、その電圧、v
cc′がVCC’検出回1洛4によってチェックされる
ことになる。そして、もしその電圧VCC’が4.5V
以下であれば、トランジスタT R3がオンせずオフの
ままとなってノアケート5oを閉したままにする。した
がってトランジスタ′I″Rlを破壊する稈度の危険な
電圧が、タイオードDの両端に発生する可能性がある限
り、信す出力素子制御回路5は、トランジスタ′l″R
2の導jmを禁止する。一方、」二記電圧vcc′が4
.5Vを越える値であれは、vcc ’検出回路4はト
ランジスタ゛「R3をオンする。トランジスタi’ R
3がオンすると、ノアケー1−50のオープン条件がな
くなり、センサからの信号に応じてトランジスタ’FR
2がオン。
オフ駆動する。このようにして、]・ランシスク′[R
1のケートに過大電圧が印加されるのを防止する。なお
、トランジスタTRIのケートに印加される破壊危険電
圧は概ね0.3V以上であるが、電流i ′h<流れる
ときは、1〜ランシスクTR2のコレクターエミッタ間
で約0.2Vの電圧降下がある。し)こかって、トラン
ジスタ′I″R3をオンからオフに切り換える電圧vc
c ′の値は、vccを5Vとした場合、」二記のよう
に4.5V、或いはそれ以」二にする必要がある。
第6図はコネクタ1を接続した状態で電源をオン、オフ
したときの、トランジスタボR3の動作状態を示す図で
ある。図において点p、qはトラフ シス’l i’ 
R3の反転時であるが、このタイミンクは、vcc’が
4.5Vに達したときである。
上記の実施例では、信号出力素子制御回路としてノアケ
ートを利用したか、信号出力素子としてl−ランジスク
1゛R2に代えて3ステートバツフアを用いる場合は、
その制御端子をコネクタ1の端子部1 mに直接接続す
ることで、3ステ−トハソファ自身を信号出力素子J御
回路として兼用することが出来る。第7図にその回路図
を示す。この3ステートバツフアを用いれは、回路構成
はさらに簡単となる。
以」二のように、vcc ′検出回路でデータコレクタ
側の電源端子間電圧を検出し、コ不りク接続時にその電
圧が4.5Vlu’FのレベルGこあるかとうかを判定
することで電源・インターフェイス側の信号出力素子を
制御するようにしている。したがって、信号出力素子か
オンするときは、テークコレクタ側の電源端子間電圧か
絶対的に4.5Vを越えるレベルにあるときと限定され
るから、電源・インターフェイス側で電源スィッチをオ
ンにしたまま、且つコイ、フタの接続操作が悪くても、
1−ランジスタi’ R1は完全に保護される。
【図面の簡単な説明】
第1図は、信号入力素子が破壊するときの動作状態を説
明する図である。第2図はこの発明の実施例の入力素子
保護回路を設けたハス用車載装置のフロック図、第3図
1は同装置のケース構成図を示す。また、第4図は電源
端子間型JJ二検出回路と信号出力素子制御回路の動作
を説明する図であり、コネクタlのマイナス電源端子部
1bか非接馳状態にある場合を示していイ)。第5図は
電源θIJ子間型間電圧検出回路体的回路図である。第
6図はコネクタ1を接続した状態で電源をオン、オフし
たときの、トランジスタT R3のり1作状態を示す図
である。第7図は、信号出力素子制御回路の他の例の回
路図である。 1−コネクタ、2−電源・インターフェイス部(第1の
プリント配線基板)3−データコレワタ部(第2のプリ
ント配線基板)、4−電源端子間電圧検出回路、5−(
言号出力素子制御回路出願人  立石電機株式会社 代理人  弁理士 tJさ森久人 ¥、4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)信号出力素子としてオープンコレクク素子または
    3ステートハソフアを有するとともに電源供給端子をコ
    ネクタ部に備えた第1のプリント配線基板に、入力保護
    ダイオードを1妾続したMOSトランジスタを信号入力
    米子とし、電源入力端子をコネクタ部に備えた第2のプ
    リント配線基板をコネクタ接続する装置において、前記
    第2のプリント配線基板に設けられ、その基板の電源端
    子間電圧を検出する電源端子間電圧検出手段と、前記第
    1のプリント配線基板に設けられ、前記コネクタを介し
    て得られる前記電源端子間電圧検出手段の出力電圧が一
    定の値以下であるとき、および前記コネクタが非接続状
    態であるとき、前記信号出力素子を強制的にオフする信
    号出力素子制御手段とを備えてなる、プリント配線基板
    の入力素子保護回路。
JP57129295A 1982-07-23 1982-07-23 プリント配線基板の入力素子保護回路 Granted JPS5920024A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6086899A (ja) * 1983-10-18 1985-05-16 三菱電機株式会社 基板結線装置
JPH03289322A (ja) * 1988-04-15 1991-12-19 Daimler Benz Ag 監視すべき負荷を含む回路の検出兼エネルギ供給装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6086899A (ja) * 1983-10-18 1985-05-16 三菱電機株式会社 基板結線装置
JPH021398B2 (ja) * 1983-10-18 1990-01-11 Mitsubishi Electric Corp
JPH03289322A (ja) * 1988-04-15 1991-12-19 Daimler Benz Ag 監視すべき負荷を含む回路の検出兼エネルギ供給装置

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