JPH04347528A - 電子機器の保護装置 - 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】

【０００１】〔目次〕 産業上の利用分野 従来の技術（図１１） 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段（図１，２）作用 実施例 （１）第１の実施例の説明（図３〜６）（２）第２の実
施例の説明（図７〜９）（３）第３の実施例の説明（図
１０） 発明の効果

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、電子機器の保護装置に
関するものであり、更に詳しく言えば、異常検出信号に
基づいて電子回路間の導通状態を解除して該電子機器を
保護する装置に関するものである。

【０００３】近年、半導体集積回路装置（以下単にＩＣ
という）の高機能，高集積化に伴いデータ処理装置や印
刷機器等の小型電子機器が開発されている。

【０００４】これによれば、小型電子機器の信頼性の向
上を図るため、例えば、マイクロプロセッサユニット（
以下ＭＰＵという）の制御暴走等からモータ駆動用ＩＣ
を保護するＩＣ保護装置が設けられる傾向にある。

【０００５】しかし、双方向の信号やデータ等を取り扱
う電子回路では、そのスイッチング素子に電磁リレーを
使用せざるを得ない。このため、電磁リレーは接点容量
にもよるが、電磁コイル部を駆動するために他の電子回
路に供給する電力の一部を消費する。このことは、特に
、バッテリー駆動方式の小型電子機器等では、消費電力
の低減化の妨げとなったり、電子機器の軽量化及び小型
化の妨げとなる。

【０００６】そこで、電子回路の開閉を電磁リレー等に
依存することなく、そのスイッチング素子の工夫をし、
熱，磁気及び振動等から電子機器を保護することができ
る装置が望まれている。

【０００７】

【従来の技術】図１１は、従来例に係るＩＣ保護装置の
構成図を示している。例えば、サーマルプリンタにおい
て、ＭＰＵ１の制御暴走等からモータ駆動用ＩＣ２を保
護するＩＣ保護装置は、ＤＣモータ３とモータ駆動用Ｉ
Ｃ２との間に接続された電磁リレー４と、該電磁リレー
４を駆動するコンパレータ５と、該コンパレータ５に温
度検出信号Ｓｔｈを出力するサーミスタ６と、基準抵抗
Ｒｂから成る。

【０００８】なお、ＤＣモータ３は、例えば、ＭＰＵ１
からのモータ駆動データＤＡ，ＤＢにより、モータ駆動
用ＩＣ２を介して正転，逆転制御されるものである。す
なわち、電磁リレー４のスイッチング素子部は、該モー
タ３を正転又は逆転させるための双方向の信号をＯＮ／
ＯＦＦする機能が要求されるものである。

【０００９】また、当該ＩＣ保護装置の機能は、例えば
、ＭＰＵ１からモータ駆動用ＩＣ２に出力されたモータ
駆動データＤＡ又はＤＢが「Ｈ」レベルを継続する制御
暴走等時に、該モータ駆動用ＩＣ２のパッケージ温度が
サーミスタ６により検出され、その温度検出信号Ｓｔｈ
がコンパレータ５に出力される。また、コンパレータ５
では、基準電圧ＶＲＥＦ　を越える温度検出信号（電圧
）Ｓｔｈに基づいて電磁リレー４が駆動される。この際
に、電磁リレー４は通常状態の場合には、そのリレー接
点４Ａがブレーク接点ｂ側，すなわち、ＤＣモータ３と
モータ駆動用ＩＣ２との間が導通状態（ＯＮ動作）に維
持されているが、コンパレータ５からの駆動電圧により
該リレー接点４Ａがメイク接点ｍ側に移行される（図１
１破線円内図参照）。

【００１０】これにより、ＤＣモータ３とモータ駆動用
ＩＣ２との間の通電状態が解除（ＯＦＦ動作）され、Ｍ
ＰＵ１の制御暴走等からモータ駆動用ＩＣ２が保護され
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで従来例によれ
ば、電磁リレー４は図１１の破線円内図に示すように、
リレー接点４Ａを可動する電磁コイル部Ｌと、該リレー
接点４Ａによりメイク接点ｍ又はブレーク接点ｂを選択
する二接点一回路選択スイッチ部４Ｂから成っている。

【００１２】このため、電磁コイルＬに電圧が供給され
ない無電圧時の場合には、そのリレー接点４Ａがブレー
ク接点ｂ側，すなわち、ＤＣモータ３とモータ駆動用Ｉ
Ｃ２との間が導通状態（ＯＮ動作）に維持されている状
態において、当該プリンタ等の振動により接点バウンス
やチャタリングが生じ、モータ駆動電流が変動してモー
タ回転ムラ等が起こることがある。

【００１３】すなわち、接点バウンスやチャタリングは
、当該電磁リレーの無電圧時には、リレー接点４Ａとブ
レーク接点ｂとが該リレー接点材料（リン青銅等）の剛
性や復元バネ等により接触状態が維持される条件下で発
生し、その電磁コイルＬに電圧が供給される電圧印加時
には、リレー接点４Ａがブレーク接点ｂ側からメイク接
点ｍに移行する際に、その初期接触条件下において発生
するものと考えられている。

【００１４】なお、電磁リレーは接点容量にもよるが、
電磁コイル部Ｌを駆動するために他の電子回路に供給す
る電力の一部を消費する。このことで、バッテリー駆動
方式の小型電子機器等では、該機器の通常状態の場合に
は、そのリレー接点４Ａがブレーク接点ｂ側，すなわち
、ＤＣモータ３とモータ駆動用ＩＣ２との間が導通状態
（ＯＮ動作）に維持される無電圧制御が採用され、異常
検出時に、始めて、電磁リレー４がＯＦＦ動作をする電
圧印加方法が採用される。

【００１５】また、電磁リレー４において、磁束密度を
大きくするため磁気回路に鉄や珪素綱板等の磁気材料が
使用されている。このことは、バッテリー駆動方式の携
帯用の小型電子機器に、当該電磁リレーが使用されるよ
うな場合に、携帯用機器の第１条件でもある消費電力の
低減化に反することとなる。また、複数の電磁リレーが
使用されるような場合には、特に、その軽量化の妨げに
もなる。

【００１６】これにより、異常検出信号に基づいて電子
回路を開閉し、該電子回路を保護する電磁リレーを除い
ては双方向性のデータや信号を取り扱う簡易軽量なスイ
ッチング素子がなく、また、小容量の電流を遮断する簡
易軽量なスイッチング素子がない。このことで、電子機
器の軽量化及び小型化の妨げとなるという問題がある。

【００１７】本発明は、かかる従来例の問題点に鑑み創
作されたものであり、電子回路の開閉を電磁リレー等に
依存することなく、そのスイッチング素子の工夫をし、
熱，磁気及び振動等から電子機器を保護することが可能
となる電子機器の保護装置の提供を目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】図１，２は、本発明に係
る電子機器の保護装置の原理図（その１，２）をそれぞ
れ示している。

【００１９】本発明の第１の電子機器の保護装置は、図
１（ａ）に示すように第１の電子回路１１と第２の電子
回路１２との間で双方向のデータや信号が送受される電
子機器の保護装置において、前記第１又は第２の電子回
路１１，１２に異常検出手段１４が設けられ、前記第１
の電子回路１１と第２の電子回路１２との間に双方向性
の半導体スイッチング素子１３が接続され、前記双方向
性の半導体スイッチング素子１３のベースＢが異常検出
信号ＳＤに基づいて制御されることを特徴とする。

【００２０】また、本発明の第２の電子機器の保護装置
は、図２に示すように前記第１の電子機器の保護装置に
おいて、前記異常検出信号ＳＤの信号レベルを調整する
信号調整手段１４Ａが設けられることを特徴とする。

【００２１】なお、前記第１，第２の電子機器の保護装
置において、前記双方向性の半導体スイッチング素子１
３は、図１（ｂ）に示すように第１，第２のトランジス
タＱ１，Ｑ２及び第１，第２の保護素子Ｄ１，Ｄ２から
成り、前記第１のトランジスタＱ１のコレクタＣが第１
の外部端子ａに接続され、前記第１のトランジスタＱ１
のエミッタＥが第１の保護素子Ｄ１を介して第２の外部
端子ｂに接続され、前記第２のトランジスタＱ２のコレ
クタＣが第２の外部端子ｂに接続され、前記第２のトラ
ンジスタＱ２のエミッタＥが第２の保護素子Ｄ２を介し
て第１の外部端子ａに接続され、前記第１のトランジス
タＱ１のベースＢと第２のトランジスタＱ２のベースＢ
とが接続されて制御端子Ｔに接続されることを特徴とす
る。

【００２２】さらに、前記第１，第２の電子機器の保護
装置において、前記双方向性の半導体スイッチング素子
１３の第１，第２のトランジスタＱ１，Ｑ２がｎｐｎ型
又はｐｎｐ型のバイポーラトランジスタから成ることを
特徴とし、上記目的を達成する。

【００２３】

【作　　用】本発明の第１の電子機器の保護装置によれ
ば、図１（ａ）に示すように第１の電子回路１１と第２
の電子回路１２との間に双方向性の半導体スイッチング
素子１３が接続され、該双方向性の半導体スイッチング
素子１３のベースＢが異常検出信号ＳＤに基づいて制御
される。

【００２４】例えば、第１の電子回路に設けられた異常
検出手段１４により出力される異常検出信号ＳＤに基づ
いて、ｎｐｎ型のバイポーラトランジスタから成る半導
体スイッチング素子１３がＯＮ／ＯＦＦ制御される。

【００２５】すなわち、図１（ｂ）に示すように、第１
，第２のトランジスタＱ１，Ｑ２のベース・エミッタ電
圧がＶＢＥ以下となる異常検出信号ＳＤ＝「Ｌ」レベル
が該トランジスタＱ１，Ｑ２のベースＢに入力された場
合（異常検出時）には、第１，第２のトランジスタＱ１
，Ｑ２がＯＦＦ動作をする。これにより、第１の電子回
路１１と第２の電子回路１２との間が開回路状態となり
、その間の通電状態が解除される。

【００２６】また、そのベース・エミッタ電圧がＶＢＥ
を越える異常検出信号ＳＤ＝「Ｈ」レベルが入力された
場合（正常時）には、第１，第２のトランジスタＱ１，
Ｑ２がＯＮ動作をする。これにより、第１の電子回路１
１と第２の電子回路１２との間が閉回路状態となり、両
回路１１，１２間の通電状態が維持される。これにより
、第１の電子回路１１と第２の電子回路１２との間で電
磁リレーの場合と同様に双方向のデータや信号の送受を
行うことが可能となる。

【００２７】なお、第１のトランジスタＱ１のエミッタ
Ｅと第２の電子回路１２との間に接続された第１の保護
素子Ｄ１や該第２のトランジスタＱ２のエミッタＥと第
１の電子回路１１との間に接続された第２の保護素子Ｄ
２により、第１の電子回路１１と第２の電子回路１２と
の間に生じた逆耐電圧から第１，第２のトランジスタＱ
１，Ｑ２が保護される。

【００２８】このため、従来例のような電磁コイル部や
二接点一回路選択スイッチ部から成る電磁リレーに比べ
て、リレー接点による接点バウンスや電磁ノイズによる
チャタリングが回避され、該電磁リレーと同様に異常検
出信号ＳＤに基づいて第１，第２の電子回路間の開閉制
御をすることが可能となる。

【００２９】これにより、電磁リレーに依存することな
く、熱，磁気及び振動等から第１，第２の電子回路を保
護することが可能となる。このことで、当該電子機器の
保護装置をバッテリー駆動方式の携帯用の小型電子機器
に組み入れた場合に、その軽量化及び小型化を図ること
が可能となる。

【００３０】また、本発明の第２の電子機器の保護装置
によれば、図２に示すように第１の電子機器の保護装置
に信号調整手段１４Ａが設けられている。

【００３１】このため、異常検出手段１４から出力され
た異常検出信号ＳＤ１の信号レベルを第１の電子機器の
被保護装置の許容値，例えば、温度上昇限界値，外部磁
気許容値及び振動限界値に応じて適宜調整することが可
能となる。

【００３２】これにより、双方向性の半導体スイッチン
グ素子１３のベースＢに調整された異常検出信号ＳＤ２
が入力されることから、緻密な電子機器の保護を行うこ
とが可能となる。

【００３３】なお、第１，第２の電子機器の保護装置に
おいて、第１，第２のトランジスタＱ１，Ｑ２をｐｎｐ
型のバイポーラトランジスタから構成した場合にも、同
様に、電磁リレーに依存することなく、熱，磁気及び振
動等から電子回路を保護することが可能となる。

【００３４】

【実施例】次に図を参照しながら本発明の実施例につい
て説明をする。図３〜１０は、本発明の実施例に係る電
子機器の保護装置を説明する図である。

【００３５】（１）第１の実施例の説明図３〜６は、本
発明の第１の実施例に係るＩＣ保護装置の説明図であり
、図３はその構成図を示している。

【００３６】例えば、サーマルプリンタにおいて、ＭＰ
Ｕ１の制御暴走等からモータ駆動用ＩＣ２を保護する第
１のＩＣ保護装置２０は、図３に示すように双方向性の
半導体スイッチング素子１３，温度認識部２４Ａ及び動
作温度設定部２４Ｂから成る。

【００３７】すなわち、第１のＩＣ保護装置２０は第１
の電子回路１１の一例となるモータ駆動用ＩＣ２と第２
の電子回路１２の一例となるモータ３との間で双方向の
データや信号が送受される電子機器の保護をするもので
ある。

【００３８】また、温度認識部２４Ａ及び動作温度設定
部２４Ｂは異常検出手段１４の一実施例であり、温度認
識部２４Ａがサーミスタ６から成る。サーミスタ６は双
方向性の半導体スイッチング素子１３の制御端子Ｔに接
続され、モータ駆動用ＩＣ２の温度を検出して異常検出
信号ＳＤの一例となる温度検出信号Ｓｔｈを該制御端子
Ｔに出力するものである。動作温度設定部２４Ｂは、電
源線ＶＭと該制御端子Ｔとの間に接続された基準抵抗Ｒ
ｂから成り、温度検出信号Ｓｔｈの信号レベルを設定す
るものである。

【００３９】双方向性の半導体スイッチング素子１３は
モータ駆動用ＩＣ２とモータ３との間に接続され、該ス
イッチング素子１３のベースＢが温度検出信号Ｓｔｈに
基づいてＯＮ／ＯＦＦ制御される。なお、該スイッチン
グ素子１３の内部構成については図４において詳述する
。また、その保護動作については図５，６において説明
をする。

【００４０】図４（ａ）〜（ｃ）は本発明の各実施例に
係る半導体スイッチング素子の構成図であり、図４（ａ
）はその等価回路図を示している。

【００４１】図４（ａ）において、ＳＷは単極性スイッ
チであり、本発明に係る各ＩＣ保護装置に使用される半
導体スイッチング素子１３の等価回路図である。なお、
ａ，ｂは第１，第２の外部端子であり、モータ駆動用Ｉ
Ｃ２やモータ３に接続される。Ｔは制御端子であり、当
該単極性スイッチＳＷのスイッチング制御信号となる温
度検出信号Ｓｔｈを入力する端子である。

【００４２】また、図４（ｂ）は本発明の各実施例に係
る半導体スイッチング素子１３の外観図である。図４（
ｂ）において、本発明の第１〜第３の実施例に係る電子
機器の保護装置に使用される半導体スイッチング素子１
３は、一般のトランジスタ素子と同様に、第１，第２の
外部端子ａ，ｂ及び制御端子Ｔが外部に引き出され、単
極性スイッチＳＷ部が樹脂等により封止されるモジュー
ル構造を有している。

【００４３】なお、当該半導体スイッチング素子１３は
、現在、本発明に係るの特許出願人が別件により特許出
願中のものである。

【００４４】図４（ｃ）は、双方向性の半導体スイッチ
ング素子１３に係る内部回路図を示している。

【００４５】図４（ｃ）において、温度検出信号Ｓｔｈ
に基づいて双方向性のデータや信号の通電制御をする双
方向性の半導体スイッチング素子１３は、第１，第２の
トランジスタＱ１，Ｑ２及び第１，第２のダイオードＤ
１，Ｄ２から成る。

【００４６】すなわち、第１のトランジスタＱ１は，例
えば、ｎｐｎ型のバイポーラトランジスタから成り、そ
のコレクタＣが第２のダイオードＤ２のカソードＫに接
続される。また、その接続点が第１の外部端子ａに接続
される。さらに、第１のトランジスタＱ１のエミッタＥ
は第１のダイオードＤ１のアノードＡに接続され、その
ベースＢが第２のトランジスタＱ２のベースＢに接続さ
れ、それが制御端子Ｔに接続される。

【００４７】第１のダイオードＤ１は第１の保護素子Ｄ
１の一実施例であり、例えば、第２の外部端子ｂに接続
されたモータ３により不本意に波及する逆耐電圧から第
１のトランジスタＱ１を保護するものである。該ダイオ
ードＤ１のカソードＫは第２の外部端子ｂに接続される
。

【００４８】また、第２のトランジスタＱ２は，例えば
、ｎｐｎ型のバイポーラトランジスタから成り、そのコ
レクタＣが第２の外部端子ｂに接続される。さらに、第
２のトランジスタＱ２のエミッタＥは第２のダイオード
Ｄ２のアノードＡに接続される。

【００４９】第２のダイオードＤ２は第２の保護素子Ｄ
２の一実施例であり、例えば、第１の外部端子ａに接続
されたモータ駆動ＩＣ２により不本意に波及する逆耐電
圧から第２のトランジスタＱ２を保護するものである。 該ダイオードＤ２のカソードＫが第１の外部端子ａに接
続される。

【００５０】次に、本発明の第１の実施例に係るＩＣ保
護装置の保護動作について説明をする。

【００５１】図５は本発明の第１の実施例に係るＩＣ保
護装置の保護動作の説明図（その１）であり、図５（ａ
）〜（ｃ）は温度認識部２４Ａ及び動作設定部２４Ｂに
係る動作説明図をそれぞれ示している。

【００５２】図５（ａ）は温度認識部２４Ａ，動作設定
部２４Ｂ及び双方向性の半導体スイッチング素子１３の
第１，第２のトランジスタＱ１やＱ２のベースＢに至る
部分を抽出した等価回路図である。

【００５３】図５（ａ）において、例えば、第１，第２
のトランジスタＱ１やＱ２がベース・エミッタ電圧ＶＢ
Ｅ＝０．６　〔Ｖ〕以上でＯＮ動作をするものとすれば
、ベース電位Ｖｂについては、該電圧ＶＢＥ＝０．６　
〔Ｖ〕が基準となるように基準抵抗Ｒｂを設定する。こ
こで、モータ駆動用ＩＣの許容温度（温度上昇限界値）
を，例えば、７０〔°Ｃ〕とし、その電源線ＶＭを５〔
Ｖ〕程度とした場合について、基準抵抗Ｒｂを求める。

【００５４】図５（ｂ）はサーミスタ６の抵抗特性（負
特性）曲線であり、縦軸はサーミスタ抵抗値〔Ω〕，横
軸は周囲温度〔°Ｃ〕をそれぞれ示している。

【００５５】図５（ｂ）において、サーミスタ６の抵抗
特性（負特性）曲線からモータ駆動用ＩＣの許容温度７
０〔°Ｃ〕におけるサーミスタ抵抗値ＲＴＨ，例えば、
ＲＴＨ＝１〔ＫΩ〕を求める。これにより、第１，第２
のトランジスタＱ１やＱ２のベース電位Ｖｂ＝０．６　
〔Ｖ〕を基準とする基準抵抗Ｒｂ，例えば、Ｒｂ＝　７
．３〔ＫΩ〕が設定される。

【００５６】図５（ｃ）は、第１のＩＣ保護装置２０の
保護動作特性図であり、縦軸は第１，第２のトランジス
タＱ１やＱ２のベース電位Ｖｂであり、横軸はＩＣパッ
ケージ温度〔°Ｃ〕をそれぞれ示している。

【００５７】これによれば、ＩＣパッケージ温度が７０
〔°Ｃ〕以下の場合（正常時）には、ベース電位Ｖｂが
ＶＢＥ＝０．６　〔Ｖ〕を越えた値となって、当該半導
体スイッチング素子１３がＯＮ動作をする。また、ＩＣ
パッケージ温度が７０〔°Ｃ〕を越える場合（異常時）
には、ベース電位ＶｂがＶＢＥ＝０．６　〔Ｖ〕以下と
なって、当該半導体スイッチング素子１３がＯＦＦ動作
をする。

【００５８】図６（ａ），（ｂ）は、本発明の第１の実
施例に係るＩＣ保護装置の保護動作の説明図（その２）
であり、図６（ａ）はＤＣモータ３の駆動特性図を示し
ている。

【００５９】図６（ａ）において、例えば、ＤＣモータ
３は正常時には、モータ駆動データＤＡに基づいてモー
タ駆動用ＩＣ２から半導体スイッチング素子１３を介し
てモータ駆動電流ｉＭ（正相電流）が供給され、正回転
方向に駆動制御されたり、また、モータ駆動データＤＢ
に基づいて同様に、半導体スイッチング素子１３を介し
てモータ駆動電流ｉＭ（逆相電流）が供給され、逆回転
方向に制動制御されるものである。

【００６０】ところがＭＰＵ１の制御暴走等により、モ
ータ駆動データＤＡが「Ｈ」レベルを継続し始めると、
モータ駆動用ＩＣ２のパッケージ温度が上昇し始める。 この際に、本発明の実施例では、第１のＩＣ保護装置２
０によりモータ駆動用ＩＣ２が保護される。

【００６１】図６（ｂ）はモータ駆動用ＩＣ２のパッケ
ージ温度と半導体スイッチング素子１３のＯＮ／ＯＦＦ
動作の説明図を示している。

【００６２】図６（ｂ）において、例えば、ＭＰＵ１の
制御暴走等により、モータ駆動用ＩＣ２のパッケージ温
度が制御目標値である許容温度７０〔°Ｃ〕に向って上
昇すると、半導体スイッチング素子１３のＯＦＦ動作を
与えるパッケージ温度と、該スイッチング素子１３のＯ
Ｎ動作を与えるパッケージ温度とに基づいてモータ駆動
電流ｉＭを断続制御をする。

【００６３】これにより、モータ駆動用ＩＣ２の許容温
度上限値に達する以前に、パッケージ温度の上昇が抑え
られる。なお、モータ駆動用ＩＣ２からＭＰＵ１に制御
暴走等の発生が警報される。

【００６４】このようにして、本発明の第１の実施例に
係るＩＣ保護装置によれば、図３〜６に示すように、モ
ータ駆動用ＩＣ２とＤＣモータ３との間に双方向性の半
導体スイッチング素子１３が接続され、該双方向性の半
導体スイッチング素子１３のベースＢが温度検出信号Ｓ
ｔｈに基づいて制御される。

【００６５】このため、図３に示すような第１，第２の
トランジスタＱ１，Ｑ２のベース・エミッタ電圧ＶＢＥ
＝０．６　〔Ｖ〕以下となる温度検出信号Ｓｔｈ＝「Ｌ
」レベルが該トランジスタＱ１，Ｑ２のベースＢに入力
された場合（異常検出時）には、第１，第２のトランジ
スタＱ１，Ｑ２がＯＦＦ動作をする。これにより、モー
タ駆動用ＩＣ２とＤＣモータ３との間が開回路状態とな
り、その間の通電状態が解除される。

【００６６】また、そのベース・エミッタ電圧ＶＢＥ＝
０．６　〔Ｖ〕を越える温度検出信号Ｓｔｈ＝「Ｈ」レ
ベルが入力された場合（正常時）には、第１，第２のト
ランジスタＱ１，Ｑ２がＯＮ動作をする。これにより、
モータ駆動用ＩＣ２とＤＣモータ３との間が閉回路状態
となり、該ＩＣ２，モータ３間の通電状態が維持される
。これにより、モータ駆動用ＩＣ２とＤＣモータ３との
間で電磁リレーの場合と同様に双方向のモータ駆動電流
ｉＭの駆動制御を行うことが可能となる。

【００６７】なお、該第２のトランジスタＱ２のエミッ
タＥとモータ駆動用ＩＣ２との間に接続された第２の保
護素子Ｄ２や該第１のトランジスタＱ１のエミッタＥと
ＤＣモータ３との間に接続された第１の保護素子Ｄ１に
より、モータ駆動用ＩＣ２とＤＣモータ３との間に生じ
た逆耐電圧から第１，第２のトランジスタＱ１，Ｑ２が
保護される。

【００６８】このことで、従来例のような電磁コイル部
や二接点一回路選択スイッチ部から成る電磁リレーに比
べて、リレー接点による接点バウンスや電磁ノイズによ
るチャタリングが回避され、該電磁リレーと同様に温度
検出信号Ｓｔｈに基づいて該ＩＣ２，モータ３間の開閉
制御をすることが可能となる。

【００６９】これにより、電磁リレーに依存することな
く、ＭＰＵ１の制御暴走等からモータ駆動用ＩＣ２を保
護することが可能となる。このことから当該電子機器の
保護装置をバッテリー駆動方式の携帯用の小型電子機器
に組み入れた場合であっても、その軽量化及び小型化を
図ることが可能となる。

【００７０】（２）第２の実施例の説明図７〜９は、本
発明の第２の実施例に係る電子機器の保護装置の説明図
であり、図７はその構成図を示している。

【００７１】図７において、第１の実施例と異なるのは
第２の実施例では動作設定部２４Ｂに動作温度調整用抵
抗ＲＣが設けられるものである。

【００７２】すなわち、ＭＰＵ１の制御暴走等からモー
タ駆動用ＩＣ２を保護する第２のＩＣ保護装置３０は、
図７に示すように双方向性の半導体スイッチング素子１
３，温度認識部２４Ａ及び動作温度設定部２４Ｂから成
る。

【００７３】また、動作温度調整用抵抗ＲＣは信号調整
手段１４Ａの一実施例であり、可変抵抗器から成る。動
作温度調整用抵抗ＲＣは温度検出信号Ｓｔｈの信号レベ
ルを調整するものである。

【００７４】次に、本発明の第２の実施例に係るＩＣ保
護装置の保護動作について説明をする。

【００７５】図８（ａ），（ｂ）は、本発明の第２の実
施例に係るＩＣ保護装置の保護動作の説明図（その１）
であり、図８（ａ）は温度認識部２４Ａ及び動作設定部
２４Ｂに係る動作説明図をそれぞれ示している。

【００７６】図８（ａ）は、温度認識部２４Ａ，動作設
定部２４Ｂ及び半導体スイッチング素子１３の第１，第
２のトランジスタＱ１やＱ２のベースＢに至る部分を抽
出した等価回路図である。

【００７７】図８（ａ）において、例えば、第１，第２
のトランジスタＱ１やＱ２が第１の実施例と同様にベー
ス・エミッタ電圧ＶＢＥ＝０．６　〔Ｖ〕以上でＯＮ動
作をするものとすれば、ベース電位Ｖｂについては、該
電圧ＶＢＥ＝０．６　〔Ｖ〕が基準となるように基準抵
抗Ｒｂ設定する。また、動作温度検出範囲を可変するた
めに動作温度調整用抵抗ＲＣを調整する。ここで、モー
タ駆動用ＩＣの許容温度を，例えば、第１の実施例と異
なり、７０〔°Ｃ〕と９０〔°Ｃ〕との場合について設
定するものとし、その電源線ＶＭを５〔Ｖ〕程度とした
場合について、基準抵抗Ｒｂを求める。

【００７８】この場合に、サーミスタ抵抗値ＲＴＨと動
作温度調整用抵抗ＲＣとが並列接続され、この合成抵抗
値Ｒ０は〔ＲＴＨ×ＲＣ〕／ＲＴＨ＋ＲＣ〔Ω〕と成り
、第１の実施例に比較してベース電位Ｖｂについて、動
作温度調整用抵抗ＲＣの抵抗値が変数と成る。

【００７９】図８（ｂ）はサーミスタ６の抵抗特性（負
特性）曲線であり、縦軸はサーミスタ抵抗値〔Ω〕，横
軸は周囲温度〔°Ｃ〕をそれぞれ示している。

【００８０】図８（ｂ）において、サーミスタ６の抵抗
特性（負特性）曲線からモータ駆動用ＩＣ２の許容温度
７０〔°Ｃ〕におけるサーミスタ抵抗値ＲＴＨ，　例え
ば、ＲＴＨ＝１〔ＫΩ〕を求め、また、その許容温度９
０〔°Ｃ〕におけるサーミスタ抵抗値ＲＴＨ，　例えば
、ＲＴＨ＝　０．８〔ＫΩ〕を求める。これにより、第
１，第２のトランジスタＱ１やＱ２のベース電位Ｖｂ＝
０．６　〔Ｖ〕を基準とする基準抵抗Ｒｂ，例えば、Ｒ
ｂ＝　４．２〔ＫΩ〕が設定される。

【００８１】図９（ａ），（ｂ）は、本発明の実施例に
係る第２のＩＣ保護装置の保護動作の説明図（その２）
であり、図９（ａ）は、合成抵抗Ｒ０対動作温度調整用
抵抗ＲＣとの特性図を示している。

【００８２】図９（ａ）において、縦軸は動作設定部２
４Ｂの合成抵抗Ｒ０であり、横軸はその動作温度調整用
抵抗ＲＣを示している。■はＩＣパッケージ温度＝２５
〔°Ｃ〕の抵抗特性曲線であり、モータ駆動用ＩＣ２の
正常動作時の合成抵抗Ｒ０対動作温度調整用抵抗ＲＣと
の関係を示している。

【００８３】これによれば、ＩＣパッケージ温度が２５
〔°Ｃ〕であって、例えば、動作温度調整用抵抗ＲＣが
１０〔ＫΩ〕の場合には、その合成抵抗Ｒ０が５〔ＫΩ
〕となり、該調整用抵抗ＲＣが５〔ＫΩ〕の場合には、
その合成抵抗Ｒ０が　３．３〔ＫΩ〕となり、抵抗ＲＣ
が１〔ＫΩ〕の場合には、その合成抵抗Ｒ０が　０．９
〔ＫΩ〕と推移する。

【００８４】また、■はＩＣパッケージ温度＝７０〔°
Ｃ〕の抵抗特性曲線であり、モータ駆動用ＩＣ２の異常
動作時の合成抵抗Ｒ０対動作温度調整用抵抗ＲＣとの関
係を示している。

【００８５】これによれば、ＩＣパッケージ温度が７０
〔°Ｃ〕であって、動作温度調整用抵抗ＲＣが例えば、
１０〔ＫΩ〕の場合には、その合成抵抗Ｒ０が０．９〔
ＫΩ〕となり、該調整用抵抗ＲＣが５〔ＫΩ〕の場合に
は、その合成抵抗Ｒ０が　０．８〔ＫΩ〕となり、抵抗
ＲＣが１〔ＫΩ〕の場合には、その合成抵抗Ｒ０が　０
．５〔ＫΩ〕と推移する。

【００８６】図９（ｂ）は、第２のＩＣ保護装置３０の
保護動作特性図であり、縦軸は第１，第２のトランジス
タＱ１やＱ２のベース電位Ｖｂであり、横軸は動作温度
調整用抵抗ＲＣをそれぞれ示している。

【００８７】これによれば、モータ駆動用ＩＣ２の異常
温度について、ＩＣパッケージ温度＝７０〔°Ｃ〕を設
定した場合には、動作温度調整用抵抗ＲＣ＝　１．３〔
ＫΩ〕を境界条件にして、例えば、該抵抗ＲＣが　１．
３〔ＫΩ〕以上となる正常時の場合には、ベース電位Ｖ
ｂがＶＢＥ＝０．６　〔Ｖ〕を越えた値となって、当該
半導体スイッチング素子１３がＯＮ動作をする。

【００８８】また、動作温度調整用抵抗ＲＣ＝　１．３
〔ＫΩ〕に満たない異常時の場合に、ベース電位Ｖｂが
ＶＢＥ＝０．６　〔Ｖ〕以下の値となって、当該半導体
スイッチング素子１３がＯＦＦ動作をする。

【００８９】なお、モータ駆動用ＩＣ２の異常温度につ
いて、ＩＣパッケージ温度＝９０〔°Ｃ〕を設定した場
合には、動作温度調整用抵抗ＲＣ＝　２．０〔ＫΩ〕を
境界条件にして、例えば、該抵抗ＲＣが　２．０〔ＫΩ
〕以上となる正常時の場合に、ベース電位ＶｂがＶＢＥ
＝０．６　〔Ｖ〕を越えた値となって、当該半導体スイ
ッチング素子１３がＯＮ動作をする。

【００９０】また、動作温度調整用抵抗ＲＣ＝　２．０
〔ＫΩ〕に満たない異常時の場合に、ベース電位Ｖｂが
ＶＢＥ＝０．６　〔Ｖ〕以下の値となって、当該半導体
スイッチング素子１３がＯＦＦ動作をする。

【００９１】このようにして、本発明の第２の実施例に
係るＩＣ保護装置によれば、図７〜９に示すように動作
設定部２４Ｂに動作温度調整用抵抗ＲＣが設けられてい
る。

【００９２】このため、温度認識部２４Ａのサーミスタ
６から出力された温度検出信号Ｓｔｈの信号レベルがモ
ータ駆動用ＩＣ２の温度上昇限界値となるＩＣパッケー
ジ温度＝７０〔°Ｃ〕や９０〔°Ｃ〕に応じて適宜調整
することが可能となる。このことで、第１の実施例と同
様に第１，第２のトランジスタＱ１，Ｑ２のベース・エ
ミッタ電圧ＶＢＥ＝０．６　〔Ｖ〕以下となる温度検出
信号Ｓｔｈ＝「Ｌ」レベルが該トランジスタＱ１，Ｑ２
のベースＢに入力された場合（異常検出時）には、第１
，第２のトランジスタＱ１，Ｑ２がＯＦＦ動作をする。 これにより、モータ駆動用ＩＣ２とＤＣモータ３との間
が開回路状態となり、その間の通電状態が解除される。

【００９３】また、そのベース・エミッタ電圧ＶＢＥ＝
＝０．６　〔Ｖ〕を越える温度検出信号Ｓｔｈ＝「Ｈ」
レベルが入力された場合（正常時）には、第１，第２の
トランジスタＱ１，Ｑ２がＯＮ動作をする。これにより
、モータ駆動用ＩＣ２とＤＣモータ３との間が閉回路状
態となり、該ＩＣ２，モータ３間の通電状態が維持され
る。これにより、モータ駆動用ＩＣ２とＤＣモータ３と
の間で電磁リレーの場合と同様に双方向のモータ駆動電
流ｉＭの駆動制御を行うことが可能となる。

【００９４】これにより、第１の実施例の効果に加えて
、双方向性の半導体スイッチング素子１３のベースＢの
入力レベルが図８，９に示すように微小制御されること
から、モータ駆動用ＩＣ２の温度上昇限界値に応じた保
護を行うことが可能となる。

【００９５】（３）第３の実施例の説明図１０は、本発
明の第３の実施例に係るモータ保護装置の構成図である
。図１０において、第１，第２の実施例と異なるのは第
３の実施例では温度認識部２４ＡがＤＣモータ３に設け
られるものである。

【００９６】すなわち、温度認識部２４Ａのサーミスタ
６が，例えば、ＤＣモータ３の固定子等に取り付けられ
、ＤＣモータ３の一定温度上昇により、モータ駆動用Ｉ
Ｃ２を間接的に保護したり、ＤＣモータ３を直接温度上
昇から保護するものである。なお、第１，第２の実施例
と同じ符号，名称のものは同じ機能を有するため説明を
省略する。

【００９７】このようにして、本発明の第３の実施例に
係るモータ保護装置によれば、図１０に示すようにＤＣ
モータ３に温度認識部２４Ａが設けられ、半導体スイッ
チング素子１３がモータ駆動用ＩＣ２とＤＣモータ３と
の間に接続されている。

【００９８】このため、何らの原因，例えば、ハンディ
プリンタ等において、紙詰まりを生じてＤＣモータ３が
拘束され、モータ駆動電流ｉＭが過大となった場合（異
常時）、温度認識部２４Ａのサーミスタ６により、その
異常温度が検出される。これにより、温度認識部２４Ａ
のサーミスタ６から出力された温度検出信号Ｓｔｈに基
づいて、第１，第２の実施例と同様に、半導体スイッチ
ング素子１３のＯＮ／ＯＦＦが制御される。この際に、
第１の実施例と同様に第１，第２のトランジスタＱ１，
Ｑ２のベース・エミッタ電圧ＶＢＥ＝０．６　〔Ｖ〕以
下となる温度検出信号Ｓｔｈ＝「Ｌ」レベルが該トラン
ジスタＱ１，Ｑ２のベースＢに入力された場合（異常検
出時）には、第１，第２のトランジスタＱ１，Ｑ２がＯ
ＦＦ動作をする。 これにより、モータ駆動用ＩＣ２とＤＣモータ３との間
が開回路状態となり、その間の通電状態が解除される。

【００９９】また、そのベース・エミッタ電圧ＶＢＥ＝
＝０．６　〔Ｖ〕を越える温度検出信号Ｓｔｈ＝「Ｈ」
レベルが入力された場合（正常時）には、第１，第２の
トランジスタＱ１，Ｑ２がＯＮ動作をする。これにより
、モータ駆動用ＩＣ２とＤＣモータ３との間が閉回路状
態となり、該ＩＣ２，モータ３間の通電状態が維持され
る。これにより、モータ駆動用ＩＣ２とＤＣモータ３と
の間で電磁リレーの場合と同様に双方向のモータ駆動電
流ｉＭの駆動制御を行うことが可能となる。

【０１００】これにより、第１，第２の実施例の効果に
加えて、ＤＣモータ３の故障による直接温度上昇からモ
ータ駆動用ＩＣ２を保護することが可能となる。

【０１０１】なお、本発明の第１〜３の実施例では、第
１，第２のトランジスタＱ１，Ｑ２がｎｐｎ型のバイポ
ーラトランジスタの場合について説明をしたが、それが
ｐｎｐ型のバイポーラトランジスタの場合についても同
様な効果が得られる。

【０１０２】また、異常検出手段１４については、異常
温度検出するサーミスタ６の実施例について説明をした
が、異常磁気や異常振動を検出する場合についても、異
常検出信号と半導体スイッチング素子１３のＯＮ／ＯＦ
Ｆ電圧の関係が得られれば、同様な効果が得られる。

【０１０３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１の電
子機器の保護装置によれば第１の電子回路と第２の電子
回路との間に双方向性の半導体スイッチング素子が接続
され、該双方向性の半導体スイッチング素子のベースが
異常検出信号に基づいて制御される。

【０１０４】このため、第１の電子回路の温度上昇等が
異常検出手段により検出され、その異常検出時には、第
１，第２のトランジスタがＯＦＦ動作をすることから第
１の電子回路と第２の電子回路との間が開回路状態とな
り、その間の通電状態が解除される。なお、正常時には
、第１，第２のトランジスタがＯＮ動作をすることから
第１の電子回路と第２の電子回路との間が閉回路状態と
なり、両回路間の通電状態が維持される。このことで、
従来例のような電磁コイル部や二接点一回路選択スイッ
チ部から成る電磁リレーに比べて、接点バウンスやチャ
タリングが回避され、該電磁リレーと同様に異常検出信
号に基づいて第１，第２の電子回路の保護をすることが
可能となる。

【０１０５】また、本発明の第２の電子機器の保護装置
によれば、第１の電子機器の保護装置に信号調整手段が
設けられている。

【０１０６】このため、異常検出手段から出力された異
常検出信号の信号レベルを被保護装置の許容値に応じて
適宜調整することが可能となる。このことで、多品種の
ＩＣを保護することが可能となる。

【０１０７】これにより、半導体スイッチング素子が低
消費電力，軽量及び小型化されることから、バッテリー
駆動方式や携帯用等の小型電子機器の保護装置の提供に
寄与するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電子機器の保護装置の原理図（そ
の１）である。

【図２】本発明に係る電子機器の保護装置の原理図（そ
の２）である。

【図３】本発明の第１の実施例に係るＩＣ保護装置の構
成図である。

【図４】本発明の各実施例に係る半導体スイッチング素
子の説明図である。

【図５】本発明の第１の実施例に係る保護動作の説明図
（その１）である。

【図６】本発明の第１の実施例に係る保護動作の説明図
（その２）である。

【図７】本発明の第２の実施例に係るＩＣ保護装置の構
成図である。

【図８】本発明の第２の実施例に係る保護動作の説明図
（その１）である。

【図９】本発明の第２の実施例に係る保護動作の説明図
（その２）である。

【図１０】本発明の第３の実施例に係るモータ保護装置
の構成図である。

【図１１】従来例に係るＩＣ保護装置の構成図である。

【符号の説明】

１１，１２…第１，第２の電子回路、 １３…半導体スイッチング素子、 １４…異常検出手段、 １４Ａ…信号調整手段、 Ｑ１，Ｑ２…第１，第２のトランジスタ（ｎｐｎ型又は
ｐｎｐ型のバイポーラトランジスタ）、ａ，ｂ…第１，
第２の外部端子、 Ｄ１，Ｄ２…第１，第２の保護素子、 ＳＤ，ＳＤ１…異常検出信号、 ＳＤ２…調整された異常検出信号。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　第１の電子回路（１１）と第２の電子
   回路（１２）との間で双方向のデータや信号が送受され
   る電子機器の保護装置において、前記第１又は第２の電
   子回路（１１，１２）に異常検出手段（１４）が設けら
   れ、前記第１の電子回路（１１）と第２の電子回路（１
   ２）との間に双方向性の半導体スイッチング素子（１３
   ）が接続され、前記双方向性の半導体スイッチング素子
   （１３）のベース（Ｂ）が異常検出信号（ＳＤ）に基づ
   いて制御されることを特徴とする電子機器の保護装置。
2. 【請求項２】　　請求項１記載の電子機器の保護装置に
   おいて、前記異常検出信号（ＳＤ）の信号レベルを調整
   する信号調整手段（１４Ａ）が設けられることを特徴と
   する電子機器の保護装置。
3. 【請求項３】　　請求項１記載の電子機器の保護装置に
   おいて、前記双方向性の半導体スイッチング素子（１３
   ）は、第１，第２のトランジスタ（Ｑ１，Ｑ２）及び第
   １，第２の保護素子（Ｄ１，Ｄ２）から成り、前記第１
   のトランジスタ（Ｑ１）のコレクタ（Ｃ）が第１の外部
   端子（ａ）に接続され、前記第１のトランジスタ（Ｑ１
   ）のエミッタ（Ｅ）が第１の保護素子（Ｄ１）を介して
   第２の外部端子（ｂ）に接続され、前記第２のトランジ
   スタ（Ｑ２）のコレクタ（Ｃ）が第２の外部端子（ｂ）
   に接続され、前記第２のトランジスタ（Ｑ２）のエミッ
   タ（Ｅ）が第２の保護素子（Ｄ２）を介して第１の外部
   端子（ａ）に接続され、前記第１のトランジスタ（Ｑ１
   ）のベース（Ｂ）と第２のトランジスタ（Ｑ２）のベー
   ス（Ｂ）とが接続されて制御端子（Ｔ）に接続されるこ
   とを特徴とする電子機器の保護装置。
4. 【請求項４】　　請求項１記載の電子機器の保護装置に
   おいて、前記双方向性の半導体スイッチング素子（１３
   ）の第１，第２のトランジスタ（Ｑ１，Ｑ２）がｎｐｎ
   型又はｐｎｐ型のバイポーラトランジスタから成ること
   を特徴とする電子機器の保護装置。