説明

過電流保護回路

【課題】過電流状態が発生して過電流状態を監視している電源への電力供給が停止すると、例え電源にコンデンサが取り付けられ、多少の電荷が蓄電されていても、瞬時に電源の電圧はゼロまで低下する。するとリセットされて再び電源への電力供給が再開されるが、過電流状態が解消されていなければまた電力供給が停止するというプロセスが繰り返され、その周期が短いと発熱量が大きくなる。
【解決手段】監視されている電源を第1の電源として、別個の第2の電源を設け、第1の電源に過電流状態が生じると、第2の電源によって電力供給停止状態を保持することとした。この電力供給停止により第2の電源への電力供給も停止するが、第2の電源の電圧降下速度が遅いので上記の周期を遅くすることができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ショートなどにより過電流状態が発生した際に、部品の破損を防止するため電力の供給を遮断する過電流保護回路に関する。
【背景技術】
【0002】
従来よりこの種の過電流保護回路は多く提案されており、その中の一例としてコンパレータを用いた過電流保護回路が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
このものでは、過電流状態を監視する電源の電圧から分圧抵抗によって基準電圧を生成し、その基準電圧をコンパレータに入力している。そして、過電流状態が発生するとコンパレータが作動してフォトカプラのLEDを発光させるように構成されている。一方、フォトカプラのフォトトランジスタはこの監視されている電源に電力を供給する1次側電源に接続され、LEDが発光すると1次側電源の機能を停止させて過電流状態が発生した電源への電力供給を停止するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2004−199509号公報(請求項5、段落0070、図5〜8)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記のように過電流状態が発生する場合は例えばショートなどが考えられるが、このような過電流状態で電源への電力供給が停止すると、例え電源にコンデンサが取り付けられ、多少の電荷が蓄電されていても、瞬時に電源の電圧はゼロまで低下する。
【0006】
電源の電圧がゼロになると基準電圧もゼロになるのでフォトカプラのLEDが消灯し、停止された1次側電源が作動を開始して電源への電力供給を再開する。その際、まだショートなどの過電流状態が解消していなければ、再び1次側電源の作動が停止する。そのため、ショートなどの過電流状態が解消されるまでは1次側電源の作動再開および作動停止が繰り返されることになる。そして、1次側電源が停止してから電源の電圧がゼロになるまでの時間が短いので、この作動再開および作動停止の周期が短く、過電流状態で電源へ断続して電力が供給されるためトータルとしての電力供給量が多くなり、発熱量が大幅に増えるという不具合が生じる。なお、コンパレータのオフセット電圧はコンパレータの固体毎にばらつくため、個体によってはこの周期が非常に短くなる。
【0007】
そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、過電流状態が解消されるまでの1次側電源の作動再開および作動停止の周期を長くして発熱量を抑制することのできる過電流保護回路を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するために本発明による過電流保護回路は、過電流状態であるか否かを監視される第1の電源の電圧を分圧して生成した基準電圧をコンパレータに入力し、この第1の電源が過電流状態になるとコンパレータが作動して少なくとも第1の電源への電力供給を停止する過電流保護回路において、上記第1の電源から独立した第2の電源を設け、この第2の電源の電圧を分圧して、上記基準電圧より低い補助基準電圧を生成し、上記基準電圧の部位から補助基準電圧の部位への電流を遮断するダイオードを介して補助基準電圧の部位を基準電圧の部位に接続し、基準電圧が補助基準電圧より下がった場合に、上記コンパレータに補助基準電圧が入力されるようにしたことを特徴とする。
【0009】
通常時であれば第1の電源を基にして生成された基準電圧によって過電流状態が監視されている。過電流状態が発生して1次側の電源が停止すると第1の電源および第2の電源双方に対する電力供給が停止する。第1の電源に過電流状態が発生しても第2の電源は過電流状態が発生しているわけではないので、第2の電源の電圧降下速度は第1の電源の電圧降下速度より遅くなり、1次側の電源を停止させている状態が継続される。その後第2の電源の電圧も低下して1次側の電源が再起動しても過電流状態が解消されていなければ再度1次側の電源は停止するが、その周期は従来のものより長くなる。
【0010】
この周期をさらに長くするためには、上記第2の電源はコンパレータを駆動するための専用電源であり、第2の電源への電力供給が停止した際に所定時間コンパレータへの供給電圧を維持するコンデンサを設けることが望ましい。
【0011】
なお、第2の電源から補助基準電圧を生成するための分圧抵抗を第2の電源のブリーダ抵抗として兼用させれば、抵抗の部品点数を削減することができる。
【発明の効果】
【0012】
以上の説明から明らかなように、本発明は、過電流状態が継続している状態で1次側の電源のオンオフが繰り返されても、その周期を長くすることにより回路での発熱量を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の一実施の形態の構成を示す回路図
【発明を実施するための形態】
【0014】
図1を参照して、1はトランスであり、図において、このトランス1の左側が1次側電源である。この1次側電源には発振用のICが設けられている。このIC2には停止端子21が設けられており、この停止端子21に接続されたフォトトランジスタ22がオンすると発振を停止してトランス1の1次側への電力の供給が停止される。
【0015】
このトランス1は2次側の出力として3種類の相互に電圧の異なる出力を行う。すなわち、13ボルト電源(V13)と、24ボルト電源(V24)と、35ボルト電源(V35)とである。本図に示す電源回路は給湯装置に組み込まれるものであり、35ボルト電源はモータなどの負荷を駆動するためのものであり、13ボルト電源はその他の制御等の電源として使用する。24ボルト電源は後述するコンパレータ4専用の電源である。
【0016】
本実施の形態では13ボルト電源を第1の電源とし、24ボルト電源を第2の電源とする。上記フォトトランジスタ22はフォトカプラを構成するものであり、対を成すLED31は35ボルト電源に接続されている。そして、LED31は直列に接続されたトランジスタ32がオンすると点灯する。
【0017】
3は過電流保護回路であり、このトランジスタ32のオンオフはコンパレータ4によって行われる。このコンパレータ4の非反転入力(+)には第1の電源である13ボルト電源を基に分圧抵抗41,42で分圧された基準電圧が入力される。この基準電圧は位置P1に発生する。また反転入力(−)は抵抗33で電圧降下された後の電圧が印加される。
【0018】
13ボルト電源が例えばショートして過電流状態になると、抵抗33での電圧降下分が増大してコンパレータ4の出力がハイになり、トランジスタ32をオンにするため1次側の発振が停止し、2次側の3つの電源に対する電力供給が停止する。これにより過電流状態での通電が停止する。そして13ボルト電源の電圧がゼロになるとリセットされてトランジスタ32がオフになるため、再びIC2は発振を再開して13ボルト電源が復帰するが、その段階でまだショートなどの過電流の原因が解消されていなければ再びIC2は発振を停止する。そして、過電流の原因が解除されるまでこれらのプロセスが繰り返される。
【0019】
ここまでは従来の過電流防止回路と同様であるが、本発明ではさらに補助基準電圧を発生されるための回路5を設けた。この回路5の特徴は第2の電源である24ボルト電源を基にして分圧抵抗51,52によって補助基準電圧を生成している点にある。この補助基準電圧は位置P2に発生するが、補助基準電圧は上記13ボルトから生成される基準電圧より若干低く設定されている。そして、位置P1と位置P2とを逆流防止用のダイオード53を介して接続した。
【0020】
通常の過電流状態が発生していない状態では、位置P1の電圧(基準電圧)が位置P2の電圧(補助基準電圧)より高いので回路5は機能していない。ところが、13ボルト電源にショートなどによる過電流状態が発生すると、上述のようにIC2は発振を停止して13ボルト電源および24ボルト電源への電力供給が停止する。13ボルト電源は過電流状態になるため電力供給が停止すると直ちに電圧がゼロになり、位置P1の基準電圧もゼロになる。ところがその時点では24ボルト電源の電圧はまだ降下していない。そのため、コンパレータ4の非反転入力(+)には位置P2の補助基準電源が供給され、その結果トランジスタ32のオン状態は保持し続けられることになる。
【0021】
なお、24ボルト電源にはコンデンサ12が接続されており、かつ24ボルト電源はコンパレータ4の駆動以外に使用されていないので、電圧降下速度を遅く設定することができる。
【0022】
ところで、24ボルト電源にはブリーダ抵抗11が接続されているが、補助基準電圧を生成するために用いた分圧抵抗51,52の合成抵抗値をブリーダ抵抗11の抵抗値とほぼ同じにすることにより、図のブリーダ抵抗11を削除することができる。
【0023】
なお、本発明は上記した形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもかまわない。
【符号の説明】
【0024】
1 トランス
4 コンパレータ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
過電流状態であるか否かを監視される第1の電源の電圧を分圧して生成した基準電圧をコンパレータに入力し、この第1の電源が過電流状態になるとコンパレータが作動して少なくとも第1の電源への電力供給を停止する過電流保護回路において、上記第1の電源から独立した第2の電源を設け、この第2の電源の電圧を分圧して、上記基準電圧より低い補助基準電圧を生成し、上記基準電圧の部位から補助基準電圧の部位への電流を遮断するダイオードを介して補助基準電圧の部位を基準電圧の部位に接続し、基準電圧が補助基準電圧より下がった場合に、上記コンパレータに補助基準電圧が入力されるようにしたことを特徴とする過電流保護回路。
【請求項2】
上記第2の電源はコンパレータを駆動するための専用電源であり、第2の電源への電力供給が停止した際に所定時間コンパレータへの供給電圧を維持するコンデンサを設けたことを特徴とする請求項1に記載の過電流保護回路。
【請求項3】
第2の電源から補助基準電圧を生成するための分圧抵抗を第2の電源のブリーダ抵抗として兼用させたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の過電流保護回路。

【図1】
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【公開番号】特開2013−51777(P2013−51777A)
【公開日】平成25年3月14日(2013.3.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−187488(P2011−187488)
【出願日】平成23年8月30日(2011.8.30)
【出願人】(000100562)アール・ビー・コントロールズ株式会社 (97)
【Fターム(参考)】