JPH0226261A - 過電圧保護装置 - 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】 〔概　要〕 負荷電圧制御回路の異常により負荷電圧が過電圧になっ
た時、これを保護するための過電圧保護装置に関し、 過電圧動作時、電源手段を遮断することなく、電源系に
流れる過電流を抑制し、電源系を含む他回路に過電圧保
護動作が影響しないようにすることを目的とし、 負荷に電力を供給する電源手段と、前記電源手段の出力
側に接続され、前記負荷の過電圧時に動作して電源手段
に流れる過電流を制限する電流制限手段と、前記電流制
限手段と前記負荷間に接続され、前記電源手段からの出
力電圧を負荷に必要な電圧に制御する負荷電圧制御手段
と、前記負荷と前記負荷電圧制御手段間に接続され、前
記負荷が過電圧になった時負荷を短絡する負荷短絡手段
と、前記負荷の端子電圧を監視し、前記負荷が過電圧に
なった時前記電流制限手段及び前記負荷短絡手段を作動
状態にすると共にそれ以外は非作動に制御する電圧監視
手段を備えてなる。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、負荷電圧制御回路の異常により負荷電圧が過
電圧になった時、これを保護するための過電圧保護装置
に関する。

〔従来の技術〕

従来、リンギング・チョーク・コンバータ等のスイッチ
ング・レギユレータを電源装置とし、これからの電圧を
必要な電圧に制御して負荷に供給する回路方式の過電圧
保護装置には、第３図に示す回路構成のものがある。

第３図において、１はリンギング・チョーク−・コンバ
ータで、トランス２と、その−次巻線２ａにヒユーズ３
を介して接続した直流電源４と、この直流電源４をチョ
ッピングするスイッチング回路５と、トランス２の第１
の二次巻線２ｂに接続した第１の整流回路６及びその直
流出力端に並列に接続した平滑用コンデンサ７と、トラ
ンス２の第２の二次巻線２Ｃに接続した第２の整流回路
８及びその直流出力端に並列に接続した平滑用コンデン
サ９とを備えている。

前記第１の整流回路６の直流出力端には、トランジスタ
１０ａ及びそのベース制御回路１０ｂからなる定電圧回
路１０がヒユーズ１１を介して接続され、定電圧回路ｌ
Ｏの出力側には負荷１２が並列に接続されている。

比較器１３は、負荷１２の過電圧を検出するもので、そ
の非反転入力端には負荷１２の端子電圧■。が入力され
ていると共に、反転入力端には基準電圧Ｖ　ｒｅｆが入
力されている。

１４は前記定電圧回路１０の出力側に並列に接続された
サイリスタで、そのゲートには、前記比較器１３の出力
信号が抵抗Ｒを介して供給されるようになっている。１
５は前記第２の整流回路８の直流出力端に接続した負荷
である。

上述のように構成された過電圧保護回路において、負荷
１２への供給電圧を制御する定電圧回路１０に異常が生
じ、トランジスタ１０ａのコレクタ・エミッタ間がショ
ートした場合には、負荷１２に整流回路６の全出力電圧
が印加され、負荷１２は異常な過電圧状態となる。この
とき、負荷１２の両端に発生する異常電圧■。は基準電
圧Ｖ、、。

、より大きくなるため、両電圧を比較している比較器１
３の出力°は「Ｈ」となり、これによりサイリスタ１４
を導通して負荷１２をサイリスタ１４により短絡状態に
し、負荷１２への異常電圧を下げる。そして、サイリス
タ１４が導通ずることにより、大きな電流が流れるため
、ヒユーズ１１が溶断し、これにより負荷１２をコンバ
ータｌから遮断して負荷１２側を過電圧から保護する。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の過電圧保護装置では、異常電圧の検出に
伴いサイリスタ１４が導通してからヒユーズ１１が溶断
されるまでの時間、トランス２の二次側が短絡されて過
電流状態となるため、他回路、即ち第２の二次巻線２Ｃ
に接続した整流回路８の出力電圧が急低下し、負荷１５
に支障を与えたり、あるいはトランス２の一次側に設け
たヒユーズ３を溶断して他回路の出力を遮断してしまう
ほか、復帰時には溶断されたヒユーズの交換が必要とな
る問題があった。

本発明では、負荷電圧制御回路の異常に伴い負荷電圧が
短絡されて過電圧から保護されている時、電源手段を遮
断することなく電源系に流れる過電流を抑制し、電源系
を含む他回路に過電圧保護動作が影響しない過電圧保護
装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は、本発明の過電圧保護装置の原理ブロツク図で
ある。

図において、電源手段２０は負荷２１に電力を供給する
。

電流制限手段２２は、電源手段２０の出力側に接続され
、負荷２１の過電圧時に動作して電源手段２０に流れる
過電流を制限する。

負荷電圧制御手段２３は、電流制限手段２２と負荷２１
間に接続され、電源手段２０からの出力電圧を負荷２１
に必要な電圧に制御する。

負荷短絡手段２４は、負荷２１と負荷電圧制御手段２３
間に接続され、負荷２１が過電圧になった時、負荷２１
を短絡して負荷２１への過電圧を下げる。

電圧監視手段２５は、負荷２１の端子電圧を監視し、負
荷２１が過電圧になった時電流制限手段２２及び負荷短
絡手段２４を作動状態にすると共にそれ以外は非作動状
態に制御する。

〔作　用〕

本発明においては、負荷電圧制御手段２３の異常により
負荷２１が過電圧状態になると、これを検出した電圧監
視手段２５が負荷短絡手段２４を動作させて負荷２１を
短絡し、負荷２１への過電圧を降下させて負荷を保護す
る。そして電流制限手段２２が動作することにより、負
荷短絡手段２４の動作による電源手段２０の出力側に流
れる電流を制限することになる。

従って、本発明にあって、は、電流制御手段が動作する
ことにより、電源手段を遮断させることなくその過電流
を抑制でき、これに伴い保護回路を動作状態のままに放
置しても電源手段に悪影響を与えることがない。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第２図は、本発明の一実施例における過電圧保護装置の
構成図であり、第１図と同−又は相当部分には同一符号
を付して説明する。

図において、電源手段、即ちリンギング・チヨ−り・コ
ンバータ型の電源装置２０は、トランス２０１、その−
次巻線２０１ａにヒユーズ２０２を介して接続した直流
電源２０３、この直流電源２０３をチョッピングするス
イッチング回路２０４、トランス２０１の第１の二次巻
線２０１ｂに接続した第１の整流回路２０５及びその直
流出力端に並列に接続した平滑用コンデンサ２０６、ト
ランス２０１の第２の二次巻線２０１Ｃに接続した第２
の整流回路２０７及びその直流出力端に並列に接続した
平滑用コンデンサ２０８とを備えている。

前記第１の整流回路２０５の直流出力端には、電流制限
手段、即ち短絡電流制限回路２２が接続されている。こ
の電流制限回路２２は、整流回路２０５の（＋）ライン
に直列に接続した電流制限抵抗２２１と、この抵抗２２
１の両端にエミッタ・コレクタを接続したトランジスタ
２２−２と、このトランジスタ２２２のベースと整流回
路２０５の（−）ライン間に抵抗２２３を介してコレク
タ・エミッタを接続したスイッチング用のトランジスタ
２２４とから構成されている。

負荷電圧制御手段、即ち負荷２１への供給電圧を一定に
制御する負荷電圧制御回路２３は、前記電流制限回路２
２と負荷２１間に接続され、（＋）ラインにコレクタ・
エミッタ間を直列に接続したトランジスタ２３１と、こ
のトランジスタ２３１のベースバイアスを制御してエミ
ッタ側に流れる電流を一定に制御するベース制御部２３
２とを備えている。

負荷短絡手段、即ち過電圧時に負荷２１を短絡して過電
圧から保護する負荷短絡回路２４は（＋）、　　（−）
ライン間にアノード・カソードを並列に接続したサイリ
スタ２４１から構成されている。

電圧監視手段、即ち負荷２１の端子電圧を検出する電圧
監視回路２５は、第１の比較器２５１と第２の比較器２
５２とを備え、第１の比較器２５１の非反転入力端には
負荷２１の端子電圧■。が印加されていると共に、その
反転入力端には基準電圧Ｖ　ｒ＊ｒ＋が印加され、比較
器２５１の出力は抵抗２５３を介して前記サイリスク２
４１のゲートに接続されている。

また、前記第２の比較器２５２の反転入力端には、負荷
２１の端子電圧■。が印加され、その非反転入力端には
基準電圧■０．が印加されており、さらに比較器２５２
の出力は抵抗２５４を介して前記電流制限回路２２のス
イッチングトランジスタ２２４のベースに接続されてい
る。

また、第２図において、第２の整流回路２０７の出力端
には、他の負荷２６が接続されている。

次に、上述のように構成された本実施例の動作について
説明する。

負荷２１への供給電圧を制御する負荷電圧制御回路２３
が正常に動作している場合は、負荷２１には負荷電圧制
御回路２３で設定された一定の電圧が供給されている。

この時、負荷２１の端子電圧■。は基準電圧Ｖ　ｒｅｒ
＋及びＶ　ｒａｆｔ以下であるため、この■。を監視し
ている電圧監視回路２５の第１の比較器２５１の非反転
入力端に加えられると、第１の比較器２５１の出力は「
Ｌ」となり、サイリスタ２４１を非導通状態に保持する
。

一方、前記ｖ０が第２の比較器２５２の反転入力端に加
えられると、■。＜ｖｒ＊ｒｚのため、第２の比較器２
５２の出力はｒ）（Ｊとなり、これに伴い電流制限回路
２２のトランジスタ２２４がオンされ、さらにトランジ
スタ２２２もオンして抵抗２２１を短絡し、負荷電圧制
御回路２３には、整流回路２０５のほぼ全電圧が印加さ
れることになる。この時、トランジスタ２２２による電
圧降下はｏ、ｉ　ｖ程度である。

他方、負荷電圧制御回路２３に異常が生じて、そのトラ
ンジスタ２３１のコレクタ・エミッタ間がショート状態
になった場合は、負荷２１に整流回路２０５の全出力電
圧が印加され、負荷２１は異常な過電圧状態となる。こ
れに伴い負荷２１の端子電圧■。は基準電圧Ｖ　ｒ　＊
　ｆ　ｌ　ｒ　Ｖ　ｒ　＠　ｆ　２より大きくなるため
、電圧監視回路２５の第１の比較器２５１は反転して、
その出力がｒＨ，となり、これによりサイリスタ２４１
を導通して負荷２１を短絡し、負荷２１にかかる電圧を
ドロップさせる。

これと同時に、第２の比較器２５２も反転して、その出
力が「Ｌ」となるため、電流制限回路２２のトランジス
タ２２４及び２２２がオフし、抵抗２２１を（＋）ライ
ンに直列に投入する。このため、負荷２１側へ流れる電
流を制限し、抵抗２２１の端子電圧は整流回路２０５の
出力電圧とほぼ等しくなる。

即ち、負荷２１の短絡時にトランス２０１の二次巻線２
０１ｂに流れようとする短絡電流は抵抗２２１によって
制限されるため、他回路の負荷２６の供給電圧がドロッ
プしたり、あるいはトランス２０１の一次側のヒユーズ
２０２が溶断されることがない。即ち、二次巻線２０１
ｂ系の過電圧保護回路が動作しても、これによって電源
装置を同一とする他回路に何等の影響も与えることがな
い。

また、第１の比較器２５１が反転した原因が取り除かれ
れば、再投入によって抵抗２２１がトランジスタ２２２
により短絡され、正常状態に復帰することになる。そし
て、復帰時にヒユーズ２０２を交換する必要もなくなっ
て、保護回路の復帰操作が簡便になる。

又凱■変皿胆様 なお、本発明における過電圧保護装置の回路方式は、上
記実施例のものに限定されることはなく、本発明には種
々の変形態様があることは当業者であれば容易に推考で
きるであろう。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明によれば、電圧監視手段が負荷
の過電圧状態を検出した時、負荷短絡手段を動作させて
負荷を過電圧から保護すると共に、電流制限手段が動作
することにより、電源手段に過電流が流れるのを抑制す
るから、電源手段が遮断されたり、他回路に悪影響を与
えるのを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の過電圧保護装置の原理ブロック図、 第２図は本発明の一実施例による過電圧保護装置の全体
構成図、 第３図は従来の過電圧保護回路の構成図である。 図におい“ζ、 ２０は電源手段、 ２１は負荷、 ２２は電流制限手段、 ２３は負荷電圧制御手段、 ２４は負荷短絡手段、 ２５は電圧監視手段である。 従来の溝へ′図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）負荷（２１）に電力を供給する電源手段（２０）
   と、 前記電源手段（２０）の出力側に接続され、前記負荷（
   ２１）の過電圧時に動作して電源手段（２０）に流れる
   過電流を制限する電流制限手段（２２）と、 前記電流制限手段（２２）と前記負荷（２１）間に接続
   され、前記電源手段（２０）からの出力電圧を負荷（２
   １）に必要な電圧に制御する負荷電圧制御手段（２３）
   と、 前記負荷（２１）と前記負荷電圧制御手段（２３）間に
   接続され、前記負荷（２１）が過電圧になった時負荷（
   ２１）を短絡する負荷短絡手段（２４）と、 前記負荷（２１）の端子電圧を監視し、前記負荷（２１
   ）が過電圧になった時前記電流制限手段（２２）及び前
   記負荷短絡手段（２４）を作動状態にすると共にそれ以
   外は非作動に制御する電圧監視手段（２５）と、 を備えてなる過電圧保護装置。