JPH0576128A - 回路保護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、例えば電子計算機の電源システムに
おいて、負荷側で発生した異常に対し誤動作する恐れな
く、信頼性の高い過電流検出が可能になる回路保護装置
を提供することを目的とする。 【構成】負荷側電源ライン３１２に介在した抵抗３０２
により得られる負荷側回路への供給電流に比例した電圧
を、Ａ／Ｄ変換器３０６を介してディジタルデータに変
換してレジスタ３０７に保持させ、過電流判定回路３０
５により上記負荷側供給電流がその定常電流より高い過
電流監視値を越えたと判定されると共に、負荷エラー導
出ライン３１８により負荷側回路の動作エラー信号が導
出された際にのみ、遮断条件判定回路３０４において電
流遮断条件の成立判定を行ない、トランジスタ制御回路
３０３に対しパワートランジスタ３０１のＯＦＦ指令信
号を与え、電源側電源ライン３１１からの電流供給を遮
断する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子機器のプリント板
に形成される電子回路に過大な電流が流れた際に、その
電流供給を遮断することにより該電子回路に致命的な破
損が生じるのを防止する回路保護装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、電子計算機内部の多数のモジュ
ールを構成するプリント板には電子回路が形成される
が、この電子計算機における電源部と負荷側電子回路と
の間には、該電子回路に流れる電流値の変動を監視し、
過大な電流が流れた際にその電流供給を遮断することに
より、電子回路が致命的な破損に至ることや火災等の発
生に至ることを防止する回路保護装置が設けられてい
る。

【０００３】すなわち、上記電源に対し負荷側の電子回
路を構成する部品の異常等により、回路に過大な電流が
流れて発熱し、発煙，発火に至ることがあるもので、こ
のような不具合を防止するため、従来は次のような回路
保護手段が用いられている。

【０００４】第１の回路保護手段は、電源側に過電流検
出回路を設け、この過電流検出回路が一定の値を越える
電流が流れていることを検出した際に、電源自身がその
出力を遮断する。第２の回路保護手段は、電源出力分に
ブレーカを設け、このブレーカでの過電流検出により負
荷側への電流供給を遮断する。第３の回路保護手段は、
負荷側入力部にブレーカを設け、このブレーカでの過電
流検出により電流供給を遮断する。

【０００５】一般に、電子機器、特にその代表である電
子計算機においては、同一機種であっても、システム規
模に応じてモジュールやプリント板の数量が異なるもの
で、ユーザは当初小規模なシステム構成で導入し、業務
の拡大に応じて規模拡大を図ることが多い。このため、
電子計算機の電源は、将来のシステム増設に耐えられる
ことが望ましく、通常は、モジュール数が最大構成をと
った状態での負荷電流に基づいて電源容量（定格電流）
を設定している。

【０００６】ここで、上記第１の回路保護手段、つま
り、電流の過電流検出により負荷側に流れる過電流を検
出し回路保護するものでは、負荷側が異常になった時に
流れる電流が、電源の過電流検出値を越えることが必要
であり、この過電流検出点は、通常、電源定格電流の１
１０〜１２０％程度に設定されることが多い。

【０００７】しかしながら、上述したように、最大シス
テム規模を想定した大きな容量を有する電源に対して、
負荷側に小規模システムを構成接続した電子計算機の場
合には、負荷側回路内で異常が発生して該負荷の定常電
流を大きく上回る電流が流れたとしても、上記電源の過
電流検出値を越えないことがあり、電流供給の遮断が成
されず回路破損を招くことがある。

【０００８】そこで、電子計算機に対する電源を、ごく
小規模な回路ブロック毎に独立して設け、そのそれぞれ
の電源に対し、各ブロック毎の定格電流を僅かに上回る
程度の過電流検出点を設定した過電流検出回路を設置す
ることが考えられるが、システム構成が複雑になり増設
が面倒になるばかりか、設置数に比例して誤動作による
電源遮断の危険性も増大し、信頼性が損なわれる欠点が
ある。

【０００９】また、実際のシステム規模に対応する実負
荷電流に応じて、電源側過電流検出回路の過電流検出点
を変更設定することが考えられるが、計算機毎に異なる
システム規模に応じてその過電流検出点を変更する必要
があり、同一種類の電源装置であっても他の計算機シス
テムにそのまま使用することができず互換性が保てない
ばかりか、システム規模を拡大する度にその過電流検出
点を再設定する必要が生じ、取扱いが非常に面倒で人為
的誤りが混入し易い欠点がある。

【００１０】一方、前記第２，第３の回路保護手段、つ
まり、電源側あるいは負荷側にブレーカを設ける回路保
護手段にあっても、上記電源の過電流検出により保護す
る手段と本質的に同様な問題を抱えており、負荷側の定
常電流に対しブレーカの過電流検出点を対応させようと
すると、システム内の小規模ブロック毎に独立してブレ
ーカを設置する必要が生じ、システム構成が複雑になる
ばかりか、誤動作の危険性増大により信頼性が損なわれ
る問題がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、電子回路の
保護の観点から見れば、過電流を検出し電流供給を遮断
する回路をシステム内のいたる所、つまり、極小ブロッ
ク毎に個々に設置する方がきめ細い保護が可能である
が、設置数が増えることは誤動作の危険性、つまり、回
路動作中に有無を問わず供給電流を遮断する危険性が増
大するので、このきめ細い回路保護手段を実現するに
は、過電流検出・遮断回路そのものにおける過電流検出
の信頼性を確実なものにしなければならない。

【００１２】本発明は上記課題に鑑みなされたもので、
システム構成の増設を考慮して大きめの電源を持たせた
場合でも、負荷側で発生した異常に対し誤動作する恐れ
なく、信頼性の高い過電流検出が可能になる回路保護装
置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明に係わ
る回路保護装置は、電源と負荷側電子回路との間に設け
られ電源信号の投入／遮断を行なう投入／遮断回路を備
えたもので、上記負荷側回路に供給される電源信号の電
流値を検出する電流検出手段と、この電流検出手段によ
り検出される負荷側供給電流値がその定常電流値より高
い予め設定された過電流監視値を越えたことを判定する
過電流判定手段と、上記負荷側回路の動作エラーに伴う
エラー信号を導出する負荷エラー導出手段と、上記過電
流判定手段により過電流監視値の超過判定が成されると
共に上記負荷エラー導出手段によりエラー信号が導出さ
れた際に上記投入／遮断回路に対して電源信号遮断の指
令を行なう遮断条件判定手段とを備えて構成したもので
ある。

【００１４】

【作用】つまり、上記過電流判定手段による過電流監視
値の超過判定と、上記負荷エラー導出手段によるエラー
信号導出状態との２系統の条件要素が共に揃わない限
り、電流遮断条件は成立せず、負荷側回路に対する電源
信号の遮断は実施されないので、確実且つ信頼性の高い
過電流検出／遮断による回路保護が行なえるようにな
る。

【００１５】

【実施例】以下図面により本発明の一実施例について説
明する。図１は回路保護装置を備えた計算機システムの
構成を示すもので、この計算機システムは電源１０によ
り駆動される。

【００１６】電源１０から出力される電源信号は、電源
ブスバ２０を通してプリント板４１〜４６からなる複数
の回路ブロックに対して分配供給されるもので、予め分
割された個々の回路ブロック４１、４２，４３、４４〜
４６毎に、それぞれその電源入力端に対して独立した過
電流検出・遮断回路３１〜３３が介装される。

【００１７】この過電流検出・遮断回路３１〜３３は、
電源ブスバ２０からそれぞれ対応する回路ブロック（負
荷）４１、４２，４３、４４〜４６に対する電源信号を
投入／遮断するスイッチング機能と、供給電流値の過電
流状態を検出する過電流検出機能、及び各対応する回路
ブロックからのエラー信号を導出するエラー導出機能と
を備えるもので、上記過電流検出機能により得られた過
電流判定信号及び上記エラー導出機能により得られたエ
ラー信号に基づく電流遮断条件の成立判定が成された場
合には、上記スイッチング機能により負荷側に対する電
源信号の供給が遮断される。

【００１８】ここで、上記各過電流検出・遮断回路３
１，３２，３３に対しては、それぞれ対応する負荷エラ
ー導出ライン４１ａ，４２ａ，４４ａを介して、各回路
ブロック４１、４２，４３、４４〜４６の動作エラーに
伴うエラー信号が導出される。

【００１９】図２は上記計算機システムにおける過電流
検出・遮断回路３１〜３３の内部構成を示すもので、電
源ブスバ２０側の電源ライン３１１から供給されるＤＣ
電源信号は、パワートランジスタ３０１及び抵抗３０２
を介して負荷側の電源ライン３１２に出力される。

【００２０】パワートランジスタ３０１は、負荷側に対
する電流の投入／遮断を行なうもので、このパワートラ
ンジスタは、主電源スイッチ等の操作に応じて図示しな
い電源系統制御部から信号ライン３２０を介してトラン
ジスタ制御回路３０３に与えられるＯＮ／ＯＦＦ指令信
号に基づきＯＮ／ＯＦＦ制御され、また、後述する遮断
条件判定回路３０４から遮断指令通知ライン３１９を介
して同トランジスタ制御回路３０３に与えられるＯＦＦ
指令信号に基づきＯＦＦ制御される。

【００２１】上記抵抗３０２は、負荷側に対する供給電
流を電圧検出ライン３１３，３１４を通して電圧として
捕えるもので、この電圧検出ライン３１３，３１４を通
して捕えられた供給電圧は、Ａ／Ｄ変換器３０６を介し
て一定周期毎にディジタル値に変換され、データライン
３１５を介してレジスタ３０７に更新保持される。この
レジスタ３０７に保持された負荷側供給電流に対応する
ディジタル電圧データは、データライン３１６を介して
過電流判定回路３０５に与えられる。

【００２２】この過電流判定回路３０５は、上記レジス
タ３０７から与えられたディジタル電圧データに基づ
き、負荷側供給電流が予め定められた過電流監視値を越
えたことを判定し過電流判定信号を出力するもので、こ
の過電流判定回路３０５から出力される過電流判定信号
は、過電流判定ライン３１７を介して遮断条件判定回路
３０４に与えられる。

【００２３】ここで、上記負荷側供給電流の過電流監視
値は、負荷側回路に直ぐには大きな損傷が生じない程度
の過電流値（例えば定常電流＋３Ａ）に設定されるもの
で、この過電流監視値は、過電流判定回路３０５に設け
られたディジタル可変スイッチにより任意に設定され
る。また、上記遮断条件判定回路３０４に対しては、負
荷エラー導出ライン３１８を介して負荷側回路のエラー
動作に伴うエラー信号が与えられる。

【００２４】遮断条件判定回路３０４は、上記過電流判
定回路３０５による過電流判定結果と上記負荷エラー導
出ライン３１８からのエラー信号導出結果とに基づき、
負荷に対する電流供給の遮断を行なうか、過電流検出の
誤動作通知を行なうかの条件判定を行なうもので、この
遮断条件判定回路３０４からの遮断条件判定に基づく電
流遮断指令（ＯＦＦ）信号は、遮断指令通知ライン３１
９を介して上記トランジスタ制御回路３０３に与えら
れ、また、この遮断条件判定回路３０４からの誤動作条
件判定に基づく誤動作指令信号は、信号ライン３２１を
介して上記図示しない電源系統制御部に与えられる。次
に、上記構成による回路保護装置を備えた計算機システ
ムの動作について説明する。

【００２５】まず、計算機システムを稼動させるのに、
図示しない主電源スイッチが操作されると、図示しない
電源系統制御部により電源１０が投入されると共に、各
過電流検出・遮断回路３１〜３３のトランジスタ制御回
路３０３に対して信号ライン３２０を介し順次電源投入
指令信号が供給されるもので、これにより、パワートラ
ンジスタ３０１はＯＮ状態に保持され、電源側電源ライ
ン３１１から与えられる電源信号は、該パワートランジ
スタ３０１及び抵抗３０２、そして、負荷側電源ライン
３１２を介して各対応する回路ブロック４１、４２，４
３、４４〜４６に供給される。

【００２６】この負荷側回路ブロック４１、４２，４
３、４４〜４６に対する電源投入状態において、各過電
流検出・遮断回路３１〜３３における抵抗３０２の両端
から導出された電圧検出ライン３１３，３１４には、負
荷側回路に対する供給電流に比例した電圧が得られるも
ので、この電圧信号はＡ／Ｄ変換器３０６により一定周
期毎にディジタル値に変換されレジスタ３０７に更新保
持されると同時に、過電流判定回路３０５に対して与え
られる。

【００２７】ここで、例えば負荷側電子回路内部に異常
が生じ、トランジスタ３０１及び抵抗３０２を介して供
給される電流値が、定常電流＋３Ａ、つまり、過電流監
視値を越えると、過電流判定回路３０５から過電流判定
信号が遮断条件判定回路３０４に与えられると共に、上
記負荷側電子回路に異常に伴う動作エラーが発生するこ
とで、そのエラー信号も負荷エラー導出ライン３１８を
介して遮断条件判定回路３０４に与えられる。

【００２８】すると、遮断条件判定回路３０４では負荷
側に対する電流供給遮断条件の成立判定が成され、遮断
指令通知ライン３１９に対し電流遮断指令（ＯＦＦ）信
号が出力されるもので、これにより、過電流による負荷
側回路の損傷を未然に抑えるべく、トランジスタ制御回
路３０３に対してパワートランジスタ３０１のＯＦＦ指
令信号が与えられ、負荷側電子回路に対する電流供給が
遮断されるようになる。

【００２９】ここで、上記電流遮断条件の判定を行なう
のに、その条件判定要素として、負荷側電子回路に対す
る過電流状態の判定結果と、負荷側電子回路におけるエ
ラー信号の導出結果とを用いる理由は、すなわち、例え
ば電子回路の短絡が原因で過電流が流れる事態に至った
場合には、該電子回路の機能は正常ではありえず、過電
流の発生と同時に回路内では何らかの動作エラーが検出
されるという性質を利用したもので、このような、過電
流に関連付けられた２系統の情報を条件判定要素として
用いることにより、例えばＡ／Ｄ変換器３０６やレジス
タ３０７、あるいは過電流判定回路３０５の故障による
誤った過電流状態が発生しても、負荷側電子回路への電
流遮断が引き起こらない構成とし、過電流検出による回
路遮断の信頼性を確実なものとする。

【００３０】一方、過電流判定回路３０５からの過電流
判定信号が遮断条件判定回路３０４に与えられても、負
荷エラー導出ライン３１８からのエラー信号が導出され
ない場合には、Ａ／Ｄ変換器３０６やレジスタ３０７、
あるいは過電流判定回路３０５の故障による誤動作と判
定され、遮断条件判定回路３０４から信号ライン３２１
に対し誤動作指令信号としての「エラー」信号が出力さ
れる。

【００３１】これにより、図示しない電源系統制御部で
は、上記「エラー」信号が与えられるところの過電流検
出・遮断回路に故障が発生したことが、図示しない表
示，音声等の報知手段を通してシステム管理者や保守員
に対して通知されるようになる。

【００３２】したがって、上記構成の回路保護装置によ
れば、負荷側電源ライン３１２に介在した抵抗３０２に
より得られる負荷側回路への供給電流に比例した電圧
を、Ａ／Ｄ変換器３０６を介してディジタルデータに変
換してレジスタ３０７に保持させ、過電流判定回路３０
５により上記負荷側供給電流がその定常電流より高い過
電流監視値を越えたと判定されると共に、負荷エラー導
出ライン３１８により負荷側回路の動作エラー信号が導
出された際にのみ、遮断条件判定回路３０４において電
流遮断条件の成立判定を行ない、トランジスタ制御回路
３０３に対しパワートランジスタ３０１のＯＦＦ指令信
号を与え、電源側電源ライン３１１からの電流供給を遮
断する構成としたので、誤動作の危険性がない過電流検
出による回路遮断を行なうことができ、この過電流検出
・遮断回路を分割モジュール毎に個々に独立して設置し
ても、確実な信頼性が得られ、きめ細かな回路保護が可
能になる。

【００３３】これにより、システム構成の増設を考慮し
て予め大きめの電源を持たせた場合でも、小規模システ
ム構成から大規模システム構成に至るまで、確実な過電
流検出・電流遮断による回路保護が可能になる。

【００３４】なお、上記実施例では、過電流検出・遮断
回路３１〜３３を、任意に分割されたモジュールやプリ
ント板毎に設置し、そのそれぞれにおいて独立した過電
流検出による電流遮断が行なえるので、個々のモジュー
ルやプリント板の故障時には、その故障モジュールやプ
リント板のみをオンライン状態のまま容易に交換するこ
とができる。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、電源と負
荷側電子回路との間に設けられ電源信号の投入／遮断を
行なう投入／遮断回路を備えたもので、上記負荷側回路
に供給される電源信号の電流値を検出する電流検出手段
と、この電流検出手段により検出される負荷側供給電流
値がその定常電流値より高い予め設定された過電流監視
値を越えたことを判定する過電流判定手段と、上記負荷
側回路の動作エラーに伴うエラー信号を導出する負荷エ
ラー導出手段と、上記過電流判定手段により過電流監視
値の超過判定が成されると共に上記負荷エラー導出手段
によりエラー信号が導出された際に上記投入／遮断回路
に対して電源信号遮断の指令を行なう遮断条件判定手段
とを備えて構成したので、システム構成の増設を考慮し
て大きめの電源を持たせた場合でも、負荷側で発生した
異常に対し誤動作する恐れなく、信頼性の高い過電流検
出が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わる回路保護装置を備え
た計算機システムの構成を示すブロック図。

【図２】上記回路保護装置を備えた計算機システムにお
ける過電流検出・遮断回路の内部構成を示す回路図。

【符号の説明】

１０…電源、２０…電源ブスバ、３１〜３３…過電流検
出・遮断回路、４１〜４６…プリント板（回路ブロッ
ク）、４１ａ，４２ａ，４４ａ…負荷エラー導出ライ
ン、３０１…パワートランジスタ、３０２…抵抗、３０
３…トランジスタ制御回路、３０４…遮断条件判定回
路、３０５…過電流判定回路、３０６…Ａ／Ｄ変換器、
３０７…レジスタ、３１１，３１２…電源ライン、３１
３，３１４…電圧検出ライン、３１５，３１６…データ
ライン、３１７…過電流判定ライン、３１８…負荷エラ
ー導出ライン、３１９…遮断指令通知ライン、３２０，
３２１…信号ライン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源と負荷側電子回路との間に設けられ
   電源信号の投入／遮断を行なう投入／遮断回路を備えた
   回路保護装置において、 上記負荷側回路に供給される電源信号の電流値を検出す
   る電流検出手段と、 この電流検出手段により検出される負荷側供給電流値が
   その定常電流値より高い予め設定された過電流監視値を
   越えたことを判定する過電流判定手段と、 上記負荷側回路の動作エラーに伴うエラー信号を導出す
   る負荷エラー導出手段と、 上記過電流判定手段により過電流監視値の超過判定が成
   されると共に、上記負荷エラー導出手段によりエラー信
   号が導出された際に、上記投入／遮断回路に対して電源
   信号遮断の指令を行なう遮断条件判定手段と、 を具備したことを特徴とする回路保護装置。