JPH03277117A - 過電流保護回路 - Google Patents

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】 （ａ）産業上の利用分野 この発明は、電源装置などに用いられる過電流保護回路
に関する。

（１））従来の技術 一般じ、；ａ装置として用いられる直流電圧安定化電源
回路は、入力電圧の変動に係わらす出力電圧を安定化さ
せる電圧安定化回路とともに負荷およびｔ源装置を過電
流から保護するための過電流保護回路が設けられている
。

一般的な過電流保護回路は、負荷電流路中にスイッチ素
子を直列接続するとともに負荷供給電流を検出するｌｔ
ｉ検出回路を設け、負荷供給電流が一定値を越えたとき
上記スイッチ素子をオフする動作停止型と、過電流検出
時に負荷供給電圧を低下させ、過電流状態が解除された
ときに元の定電圧に復帰する自動復帰垂下型とがあり、
負荷に応して或いは過電流保護の目的に応してそのいず
れかの方法が採られている。

（Ｃ）発明が解決しようとする課題 上述の過電流保護回路のうち動作停止型のものでは、−
旦過電流状態となれば、過電流状態が復帰されても電源
の再投入操作を行なわなければならない。自動復帰垂下
型のものではそのような不都合がないものの、過電流状
態で負荷供給電圧が定格電圧より大幅に低下するため、
定格電圧でのみ正常動作し、低電圧では誤動作または故
障するような負荷に対しては用いることができない。

この発明の目的は、負荷に対する電源電圧供給時には常
に定格電圧を供給し、過電流検出により負荷供給電流を
遮断し、その後の過電流原因解除により自動復帰させる
ようにした過電流保護回路を提供することにある。

（ｄ１課題を解決するための手段 この発明の過電流保護回路は、一定周期の矩形波信号を
発生する発振回路と、過大電流を検出する回路と、上記
過大電流検出回路の検出出力によりセットされ、上記発
振回路の出力信号によりリセットされるフリップフロッ
プと、上記フリップフロップのリセット状態で導通する
、負荷電流路中に直列接続されたスイッチ素子とからな
る。

（ｅ）作用 この発明の過電流保護回路では、発振回路が一定周期の
矩形波信号を発生し、フリップフロップは過電流検出回
路の過電流検出によりセットされ、上記発振回路の出力
信号によりリセットされる。また負荷電流路中には直列
にスイッチ素子が設けられていて、上記フリ・ノブフロ
ップのり七ノド状態で導通ずる。従ってフリップフロッ
プがリセットされている通常状態では上記スイッチ素子
が導通状態となって負荷電流が供給されるが、過電流検
出回路が過電流状態を検出すればフリップフロップがセ
ットされ、これに伴い上記スイッチ素子が遮断状態とな
って負荷および電源回路が過電流保護状態となる。上記
フリップフロップは発振回路より出力される矩形波信号
により一定周期でリセットされる。このフリップフロッ
プのリセット状態で上記スイッチ素子が再び導通し負荷
に対し定格電圧が供給される。この時点てまだ過電流状
態の原因が解除されていなければ再び過電流検出回路に
よる検出出力によりフリップフロップがセットされスイ
ッチ素子が遮断状態となる。過電流状態の原因が解除さ
れたのちは、発振回路より出力される矩形波信号により
上記フリップフロップかりセットされてスイッチ素子が
導通する。その後は過電流検出回路が過電流状態を検出
しないため負荷に対する電流供給が継続される。すなわ
ち自動復帰する。

このように過電流保護状態では負荷供給電流は完全に遮
断され、しかも過電流状態の原因が解除された時点（正
確にはその後発振回路から矩形波信号が出力された最初
の時点）で自動復帰される。そのため自動復帰型であり
ながら負荷の特性上定格電圧以外の電源電圧を供給でき
ない負荷に対しても適用できるようになる。

（ｆｌ実施例 この発明の実施例に係る過電流保護回路の例とその各部
の波形を第１図および第２図に示す。第１図においてＩ
Ｎは電源入力端子、ＯＵＴは電源出力端子、Ｓは負荷供
給電流が正常範囲内であるか否かの判定結果を出力する
端子である。抵抗Ｒ１は負荷電流の検出用に用いられ、
その値は、トランジスタＱ２を経由して０ＬＩＴより供
給される電流が許容最大値となったとき、抵抗両端の電
圧が０．６Ｖとなるよう選択する。トランジスタＱ１は
抵抗Ｒ１両端の電圧が０．６Ｖ以下であるとオフ状態で
あり、そのときｂ点はｏＶとなる。尚、Ｑｌ、Ｒ１，Ｒ
２，Ｒ３によってこの発明に係ろ過大電流検出回路を構
成する。ＩＣＩはこの発明に係る発振回路に相当するタ
イマ用ＩＣであり、一定周期でＣのラインへ第２図中Ｃ
で示すような矩形波信号を出力する。ＩＣ２の１，２番
ピンにはｂの電圧が供給されるで、その出力３番ピンｄ
点にはｂ点の反転した信号が現れる。このＩＣ２はその
４．５．６番ピンおよび１），１２．１３番ビンの接続
によってこの発明に係るフリップフロップ（Ｒ−Ｓフリ
ップフロップ）を構成していて、ｄ点が一度“Ｌ”レベ
ルとなると、その後ｄ点が“Ｈ”レベルに戻ってもＣ点
に”Ｌ″レベルパルスが印加されるまでｅ点は”Ｈ”レ
ベルを維持する。

トランジスタＱ２はこの発明に係るスイッチ素子に相当
するもので、抵抗Ｒ４を通してｅ点に接続しているため
、ｅ点が“Ｌ”レベル（０■）となれば、抵抗Ｒ４を通
してベース電流が供給されトランジスタＱ２が導通状態
となり、出力端ＯＵＴへ電流を供給する。逆に、ｅ点が
“Ｈ”レベル（５■）の場合トランジスタＱ２は遮断状
態となる。

トランジスタＱ３のベースには、出力端ＯＵＴの電圧が
抵抗Ｒ８，Ｒ９で分圧された電圧が供給されている。Ｑ
３のエミッタは電源入力端子ＩＮ（５Ｖ）に接続してい
るのでｇ点の電圧が４．４Ｖ以下（Ｑ３のベース−エミ
ッタ間電圧が０．６Ｖ以上）となった場合、Ｑ３がオン
状態となりｈ点を“Ｈ”レベルとする。なお、抵抗Ｒ８
に接続したダイオードＤ１は、抵抗Ｒ１，Ｒ８，Ｒ９お
よびトランジスタＱ２などによる負荷供給電流検出回路
の温度補償用として作用し、周囲温度にかかわらず負荷
供給電流が定格範囲未満のときトランジスタＱ３がオフ
する。

さて、出力端子ＯＵＴから負荷に供給される電流が定格
範囲未満の場合、トランジスタＱ１はオフし、ｂ点が“
Ｌ”レベル、ｄ点が“Ｈ″レベルｅ点が“Ｌ”レベルと
なってＱ２はオン状態となる。また負荷供給電流が少な
いため、抵抗Ｒ１による電圧降下は少なく、ｇ点は４，
４Ｖ以上となる。従ってトランジスタＱ３がオフ状態、
ｈ点が“Ｌ”レベルとなってｉ点が“Ｈ”レベルとなり
、これが端子Ｓより出力される（第２図の定格未満領域
参照）。

負荷供給電流が正常である場合、抵抗Ｒ１による電圧降
下により、ｇ点の電圧は４．４Ｖ以下に低下する。その
結果、トランジスタＱ３はオン状態となりｈ点は“Ｈ”
レベルとなる。このとき抵抗Ｒ１の降下電圧は未だ０．
６Ｖに達しないためトランジスタＱ１はオフのままであ
る。従ってｉ点は“Ｌ”レベルとなってこれが端子Ｓよ
り出力される（第２図の定格負荷領域参照）。

負荷に過大な電流が流れた場合、抵抗Ｒ１による電圧降
下が０．６Ｖを超え、その結果トランジスタＱ１がオン
し、ｄ点は°Ｌ″　ｅ点は“Ｈ”となってトランジスタ
Ｑ２がオフし、これにより負荷供給電流が遮断される。

この遮断によって抵抗Ｒ１の電圧降下がＯとなって、Ｑ
ｌがオフしｄ点が“Ｈ“レベルとなるが、ｅ点のレベル
は０点に“Ｌ”レベルのパルスが印加されるまで“Ｈ”
レベルヲ維持スる。０点のレベルが“Ｈ”レベルである
期間、ｉ点が“Ｈ”レベルとなってこれが端子Ｓより出
力される。０点に“Ｌ”レベルのパルスが印加されると
、ｅ点は“Ｌ”レベルに変化し、トランジスタＱ２がオ
ンし、負荷への電流供給が再開される。このとき負荷が
過負荷状態のままであると、再度トランジスタＱ１がオ
ンとなってトランジスタＱ２が遮断されるという動作を
繰り返す（第２図の過負荷領域参照）。

このように負荷供給電流が定格範囲内であれば電流を供
給し、短絡などの過負荷状態である場合にはその原因が
除かれるまで電流の供給を中断する。そして過負荷状態
が解消されたなら速やかに自動復帰する。

第１図に示した回路は、負荷供給電流が定格範囲内（下
限≦負荷電流≦上限）であるか否かの状態を示す判定結
果出力機能を有するため、これを利用して過電流保護状
態の表示や負荷状態の表示を行うこともできる。

（ｇ１発明の効果 この発明によれば、過電流状態となったときに負荷供給
電流が完全に遮断されるため、負荷に定格電圧未満の低
電圧が印加されることがなく負荷の誤動作または故障を
防止することができ、しかも過電流状態の原因が解除さ
れたなら、その後は自動的に負荷電流が供給されるため
、電源スィッチの切断および再投入などの手動操作が不
要となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係る過電流保護回路の回路
図である。第２図は同回路各部の信号波形図である。 ＩＣｌ−タイマ用ＩＣ０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）一定周期の矩形波信号を発生する発振回路と、過
   大電流を検出する回路と、上記過大電流検出回路の検出
   出力によりセットされ、上記発振回路の出力信号により
   リセットされるフリップフロップと、上記フリップフロ
   ップのリセット状態で導通する、負荷電流路中に直列接
   続されたスイッチ素子とからなる過電流保護回路。