JPH0365014A - 給電保護回路 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はディジタル交換機等の通信端末を給電異常から
保護する給電保護回路に関する。

（従来の技術） この種の従来の給電保護回路は第４図に示す如く構成さ
れるのが一般的であった。

第４図において、給電用電源４ｏからの直流電源電流は
負荷４１へ給電制限用スイッチ４２を通じて供給される
。

通常の給電時、給電制限用スイッチ４２はスイッチ４３
とともにＯＮ状態に保持され、負荷４１に流れる電流は
電流検出用抵抗４４により検出されている。

負荷４１に異常電流が流れると、ヒステリシス特性を有
するコンパレータ４５では反転入力端子の入力レベルが
上昇し、当該入力レベルが基準電圧源４６から非反転入
力端子へ入力されるレベルにより定まる高レベルしきい
値より高くなった時点でその出力が′Ｈ”レベルから“
Ｌ”レベルに転じる。

これにより、給電制限用スイッチ４２がＯＦＦ状態に制
御され、給電用電源４０から負荷４１に対する給電が停
止される。

これと同時に、スイッチ４３もＯＦＦ状態に制御され、
それまでにコンデンサ４７に充電されていた電荷がこの
コンデンサ４７と抵抗４８の時定数にもとづいて放電さ
れ、コンパレータ４５の反転入力端子の入力レベルが下
降し始める。

所定時間後、この反転入力端子の入力レベルが低レベル
しきい値より低下してコンパレータ４５の出力が“Ｈ”
レベルに戻ると、給電制限用スイッチ４２がスイッチ４
３とともにＯＮ状態に復帰し、負荷４１への給電および
その給電電流の監視が再開される。

この種の従来の給電保護回路では、負荷接続時のラッシ
ュカレントやノイズ性の電流による誤動作を防止するた
めに、コンパレータ４５の反転入力端子側に抵抗４９と
コンデンサ４７とによりローパスフィルタを構成し、負
荷４１への異常電流を検出した後、所定の遅延時間を経
てその給電を停止する方式を採用していた。

しかしながらこの方式によれば、ローパスフィルタによ
り設定される給電停止までの遅延時間の間、負荷４１、
給電制限用スイッチ４２および電流検出用抵抗４４には
最大 ＶＳ／Ｒ１ 但し、ｖＳ：給電用電源４０の電源電圧Ｒ１：／電流検
出用抵抗４４の抵抗値 の電流が流れることになる。

この電流値は通常の給電電流値をはるかに上回るレベル
であるため、この電流値に対する信頼性を確保するため
には、回路部品としてオーバマージンの高信頼性のもの
を使用するか、ローパスフィルタによる給電停止までの
遅延時間を充分に短く設定する必要があるが、特に、前
者の方法では大幅なコストアップを余儀なくされ、後者
の方法では誤動作防止機能が不十分となった。

（発明が解決しようとする課題） このように従来の給電保護回路では、負荷接続時のラッ
シュカレントやノイズ性の電流による誤動作防止上の観
点から異常電流検出後、所定の遅延時間を経て給電を停
止するようにしていたため、この間の異常電流から回路
を確実に保護するためには、高信頼性の回路部品を用い
るか給電停止までの制御時間を短縮しなければならず、
大幅なコストアップまたは誤動作防止精度の低下を強い
られるという問題点があった。

本発明は上記実情に鑑みて成されたものであり、異常電
流に対する信頼性の高い回路を通常の回路部品を用いて
安価に構成でき、しかもラッシュカレントやノイズ性の
電流に起因する誤動作を確実に防止し得る給電保護回路
を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明の給電保護回路は、給電用電源と負荷の間に直列
に接続される給電制限用スイッチと、該給電制限用スイ
ッチとともに前記負荷に対して直列に接続されるカレン
トリミッタと、該カレントリミッタの両端電圧を入力と
し、あるレベルを超える領域で当該入力端子を電流に変
換して出力する電圧制御電流源と、該電圧制御電流源の
入力経路に接続され、前記給電制限用スイッチの動作モ
ードに連動して切換えられるモード切換えスイッチと、
ある時定数の設定された充放電回路によって成り、前記
電圧制御電流源の出力を検波する検波回路と、該検波回
路の出力を反転入力端子に入力する一方で、非反転入力
端子に基準しきい値電圧を入力し、これら両入力の比較
結果にもとづき前記給電制限用スイッチおよび前記モー
ド切換えスイッチをスイッチング制御するコンパレータ
とを具備して構成される。

（作用） 本発明の給電保護回路では、負荷に対する給電電流が一
定値を超えるとカレントリミッタが動作し、その両端電
圧が急激に上昇する。

このカレントリミッタの両端電圧を規定レベル以上の領
域で電圧制御電流源により電流に変換し、その出力をあ
る時定数を持つ検波回路を通じてヒステリシス特性を有
するコンパレータの反転入力とする。

ここで、コンパレータは非反転入力に基準電圧が入力さ
れており、これら両入力を比悴した結果、反転入力レベ
ルが非反転入力レベルにより定まる高レベルしきい値よ
り高くなった時の出力により電流制限用スイッチおよび
モード切換えスイッチをＯＦＦ状態に制御し、これによ
り負荷への給電ルートおよび電圧制御電流源への電圧入
力ルートを遮断する。

その後、検波回路の時定数にもとづきコンパレータの反
転入力レベルが下降を始め、これが非反転入力レベルに
より定まる低レベルしきい値以下となった時点で再び電
流制限用スイッチおよびモード切換えスイッチをＯＮ状
態に制御し、負荷への給電とカレントリミッタの両端電
圧の監視とを再開する。

係る制御によれば、カレントリミッタで消費される電力
が一定の値を超えた場合に給電が停止されるように動作
する。

これによって、本発明では異常電流のレベルが大きい程
、給電停止までの時間が短いものとなり、ある電力を超
えても予め設定された時間に達するまでは異常電流が流
れ続ける従来回路に比べて被給電回路損傷の危険性は大
幅に低減される。

しかも、本発明では異常電流自体がカレントリミッタに
より制限されており、この点も被給電回路の保護機能を
高めるべく相乗的に作用する。

従って、その回路構成に際し、わざわざ高信頼性の回路
部品を用いる必要はなく、一般的な回路部品を用いた安
価な構成を実現できる。

また、カレントリミッタでの消費電力が一定値を超える
ことを検出して給電を停止することは、電流的には大き
いが電力的には小さいラッシュカレントやノイズ性電流
によるむやみな給電停止を抑制すべく作用するため、こ
の種の電流に起因した誤動作を防止する観点からも有用
である。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづいて詳細に
説明する。

第１図は本発明に係る給電保護回路の一実施例を示す回
路図であり、１は給電用電源、２は給電を受ける負荷、
３は異常電流の供給を遮断する給電制限用スイッチ、４
は給電制限用スイッチ３の動作モードに連動して切換え
られるモード切換スイッチ、５は給電電流を制限するカ
レントリミッタ、６は入力電圧をあるレベル以上の領域
で電流に変換する電圧制御電流源、７はコンデンサ８と
ともに上記電圧制御電流源６の出力検波回路を構成する
抵抗、９はヒステリシス特性を有し、その反転入力端子
に上記出力検波回路を接続するコンパレータ、１０はコ
ンパレータ９の非反転入力端子に接続される基準電圧源
である。

次に、その動作を詳述する。

第１図において、負荷２は給電制限用スイッチ３および
カレントリミッタ５を通じて給電用電源１からの給電を
受ける。

通常の給電時、給電制限用スイッチ３は閉じられた状態
（ＯＮ状態）にある。

このとき、カレントリミッタ５の通過電流１１を第２図
に示す如く規定電流Ｉ。より充分小さく設定すれば、こ
のカレントリミッタ５による電圧降下は無視できるもの
となる。

この状態では、モード切換スイッチ４も閉じられた状態
（ＯＮ状態）にあるが、カレントリミッタ５が非動作の
状態にあって電圧制御電流源６には入力電圧が与えられ
ないため、その出力電流は０に維持されている。

従って、このとき、コンパレータ９の反転入力端子への
入力レベルは非反転入力端子への入力レベルにより定ま
る低レベルしきい値より低く、当該コンパレータ９の出
力は“Ｈ１レベルで安定している。

次に、負荷２に短絡等の障害が発生し、第２図に示す規
定電流Ｉ。を超える異常電流が流れ始めると、カレント
リミッタ５が動作する。

動作時、カレントリミッタ５の両端の電圧は急激に上昇
しく第２図参照）、その電圧変化がモード切換スイッチ
４を通じて電圧制御電流源６に入力する。

ここで、電圧制御電流源６は第３図に示す如くの特性で
動作し、入力端子がＶ。を超えた時点からその入力電圧
に比例した電流を出力する。

この出力電流は抵抗７とコンデンサ８から成る検波回路
で検波され、コンパレータ９の反転入力端子へ入力する
。

その際に、電圧制御電流源６の出力電流によってコンデ
ンサ８の充電が開始され、コンパレータ９の反転入力端
子への入力レベルが次第に上昇する。

所定時間後、この反転入力端子への入力レベルが基準電
圧源１０から非反転入力端子へ入力されるレベルにより
定まる高レベルしきい値を超えると、コンパレータ９の
出力が“Ｈ”レベルから１Ｌ″レベルに転じる。

そして、このときのコンパレータ９の出力変化に伴って
給電制限用スイッチ３が開放状態（ＯＦＦ状態）に制御
され、給電用電源１から負荷２への給電が停止される。

このとき、給電制限用スイッチ３に連動してモード切換
スイッチ４も開放状態（ＯＦＦ状態）に制御され、電圧
制御電流源６への電圧入力ルートが遮断される。

すると、電圧制御電流源６の出力電流は０となり、検波
回路を構成する抵抗７とコンデンサ８の時定数にもとづ
いてコンデンサ８から放電が開始され、コンパレータ９
の反転入力端子への入力レベルが下降し始める。

そして、この反転入力端子の入力レベルが非反転入力端
子に入力されるレベルにより定まる低レベルしきい値よ
り低下すると、コンパレータ９の出力レベルが“Ｌ″レ
ベルら“Ｈ”レベルに転じる。

このときのコンパレータ９の出力にもとづき給電制限用
スイッチ３が再びＯＮ状態に制御され、給電が再開され
る。

これと同時にモード切換スイッチ４もＯＮ状態に制御さ
れ、カレントリミッタ５の両端の電圧監視も再開される
ことになる。

以上の制御によれば、コンパレータ９の反転入力端子へ
の入力電圧はカレントリミッタ５の両端電圧とその時間
に比例することになる。

従って、これら入力端子としきい値電圧との比較結果に
もとづいて給電制限用スイッチ３を制御することは、カ
レントリミッタ５で消費される電力がある値を超えるこ
とを検出して給電を停止することに他ならない。

係る制御では、電流値は大きいが電力的には小さい例え
ば負荷接続時のラッシュカレントやノイズ性の電流等に
対してはむやみに給電停止に陥ることのない安定した動
作をもたらすため、この種の電流に起因する誤動作防止
機能をより確実なものにすることができる。

一方、負荷２に短絡が発生する等して規定電力を超える
異常電流が流れると、直ちに給電停止となってカレント
リミッタ５にかかる電力が規定される。

その結果、この異常電流に対するカレントリミッタ５の
信頼性を容易に確保できる。

係る制御を被給電回路側から見れば、異常電流のレベル
が大きい程、その給電が停止されるまでの時間が短く、
しかもその異常電流自体がカレントリミッタ５により制
限されたものであることから、設定時間に達するまでそ
のレベルのままの異常電流が流れ続ける従来のものに比
べると、これら被給電回路の保護機能は格段に強化され
たものとなる。

従って、その回路構成のためにこの種の給電回路用の通
常の回路素子を用いることができ、コストアップを最少
銀に抑えることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の給電保護回路によれば、カ
レントリミッタで消費される電力がある値を超えるのに
伴って給電制限用スイッチを開放して給電を停止するよ
うにしたため、給電異常に対する信頼性の高い回路を通
常の部品を用いて安価に構成でき、しかもラッシュカレ
ントやノイズ性の電流等による誤動作も確実に防止でき
るという優れた利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る給電保護回路の回路図
、第２図は第１図の給電保護回路におけるカレントリミ
ッタ５の動作特性を示す図、第３図は第１図の給電保護
回路における電圧制御電流源６の動作特性を示す図、第
４図はこの種の従来の給電保護回路の回路図である。 １・・・給電用電源、２・・・負荷、３・・・給電制限
用スイッチ、４・・・モード切換スイッチ、５・・・カ
レントリミッタ、６・・・電圧制御電流源、７・・・抵
抗、８・・・コンデンサ、９・・・コンパレータ、１０
・・・基準電圧源 第１図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 給電用電源と負荷の間に直列に接続される給電制限用ス
   イッチと、 該給電制限用スイッチとともに前記負荷に対して直列に
   接続されるカレントリミッタと、該カレントリミッタの
   両端電圧を入力とし、あるレベルを超える領域で当該入
   力電圧を電流に変換して出力する電圧制御電流源と、 該電圧制御電流源の入力経路に接続され、前記給電制限
   用スイッチの動作モードに連動して切換えられるモード
   切換えスイッチと、 ある時定数の設定された充放電回路によって成り、前記
   電圧制御電流源の出力を検波する検波回路と、 該検波回路の出力を反転入力端子に入力する一方で、非
   反転入力端子に基準しきい値電圧を入力し、これら両入
   力の比較結果にもとづき前記給電制限用スイッチおよび
   前記モード切換えスイッチをスイッチング制御するコン
   パレータと を具備することを特徴とする給電保護回路。