JPH08205401A - 自動放電回路 - Google Patents

自動放電回路

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JPH08205401A
JPH08205401A JP7007023A JP702395A JPH08205401A JP H08205401 A JPH08205401 A JP H08205401A JP 7007023 A JP7007023 A JP 7007023A JP 702395 A JP702395 A JP 702395A JP H08205401 A JPH08205401 A JP H08205401A
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JP
Japan
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circuit
discharge
package
main body
circuit package
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JP7007023A
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Inventor
Nobuhiro Horii
信裕 堀井
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 大容量コンデンサを搭載し本体装置とコネク
タで接続して使用する回路パッケージにおいて、保守作
業前に蓄積電荷を自動的に急速放電して作業者の感電を
防ぐ。 【構成】 回路パッケージと本体装置との接続状態を自
動的に検出する検出回路と、コンデンサの両極に接続さ
れた放電回路と、検出回路によって回路パッケージが本
体装置と接続されている状態が検出されている間は前記
放電回路の放電動作を禁止し、前記検出回路によって前
記回路パッケージが前記本体装置から切り離されたこと
が検出されると前記放電回路の放電動作を作動させる制
御回路とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電源回路等の大容量コ
ンデンサを搭載した回路パッケージにおいて、保守作業
時の感電を防止するための安全回路に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】通信機器等で大電力の直流電源を必要と
する場合は、本体装置から一次電源の供給を受け昇圧し
て逆に本体装置に直流数十〜数百Vの高圧二次電源を本
体装置に供給する電源回路パッケージを本体装置のコネ
クタに挿入して得られた二次電源を他の各パッケージに
配電しパッケージ毎に降圧して使用している。このよう
な電源回路パッケージでは大容量のコンデンサを必要と
する。また電源回路以外でも、アナログ信号を取り扱う
回路では大容量のコンデンサを搭載し数十Vの電圧を保
持することがある。
【0003】これらの、大容量のコンデンサを搭載した
回路パッケージでは、パッケージへの外部からの電源供
給を絶っても、コンデンサが負荷抵抗を介して放電しき
るまでに長い時間を要する。コンデンサに保持されてい
る電圧が高い場合はもし放電するまでに作業者が触れれ
ば感電によるショックを受ける心配があった。
【0004】この対策に類するものとして例えば特開昭
47−23315号公報のような安全装置が考えられて
いる。これは、装置のメインスイッチを切る操作に連動
して、常時閉の電磁リレーを復帰させ、放電抵抗を通じ
てコンデンサに蓄積された電荷を放電させるものであ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】特開昭47−2331
5号公報の発明によれば、作業者が保守作業に入るとき
にメインスイッチを切ることによって、瞬時的に蓄積電
荷を放電させることができるため、その後は電源ライン
に触れても感電する心配はないとされる。
【0006】しかし、この従来技術では、電磁リレーの
ような機構部品を搭載しなければならない。この従来技
術は電気車のチョッパ回路に関するものであり、このよ
うに大型装置の筺体に固定配線された回路であれば大型
機構部品の使用も可能であるが、本体装置側のコネクタ
に多数の回路基板を挿入して使用する回路パッケージに
は適さない。また、電磁リレーを回路パッケージ上に搭
載すると単にパッケージが大型化するだけでなく、ノイ
ズ発生源となるリレーの駆動ラインを本体装置側スイッ
チからパッケージにまで引き回すことになり回路設計上
も好ましくない。
【0007】さらに、この従来技術では作業者がスイッ
チを切ることが前提とされているが、これは切り忘れの
可能性を含んでいる。たとえ高圧電源回路であっても、
外観形状においては他のデジタル回路パッケージと変わ
りがないため、作業者にとっては通常のデジタル回路パ
ッケージを取り扱うのと同様の気軽さで、あるいは電源
回路と他の回路パッケージを勘違いしてスイッチを切ら
ずに回路パッケージを本体装置から分離してしまうこと
が十分考えられる。さきに述べたように一般のデジタル
回路パッケージでは電源電圧は5Vあるいはそれ以下で
あり人体に放電してもほとんどショックを感じることす
らないため非常に手軽に挿抜されているが、高電圧を使
用する電源回路を同じように取り扱うと非常に危険であ
る。したがって、従来技術は回路パッケージにとって根
本的な問題の解決とはなっていない。
【0008】上記の問題点を解消する回路パッケージに
おける蓄積電荷の放電回路としては、以下のような課題
を解決する必要があった。 回路パッケージ上に搭載できるような、簡便、小型、
低価格で構成しうること。 作業者にスイッチ操作を期待せず、仮にスイッチをメ
ンテナンス開始時に切り忘れても、自動的に確実かつ急
速に電荷を放電できること。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、大容
量のコンデンサを搭載し、本体装置との間をコネクタに
よって電気的に接続されて動作する回路パッケージにお
ける自動放電回路であって、検出回路と、放電回路と、
制御回路とから構成されることを特徴としている。
【0010】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、前記検出回路はコネクタを介して本体装置のGND
に接続される検出ラインであり、前記放電回路は電流制
限抵抗とパワーFETの直列回路であり、前記制御回路
はバイアス抵抗と定電圧ダイオードの直列回路であっ
て、前記バイアス抵抗と定電圧ダイオードのカソードの
接続点が前記検出ラインおよび前記パワーFETのゲー
トに接続されていることを特徴としている。
【0011】請求項3の発明は、請求項1または請求項
2の発明において、前記制御回路の中に前記バイアス抵
抗と直列にLEDを挿入することを特徴としている。
【0012】
【作用】請求項1の発明において、検出回路は回路パッ
ケージと本体装置との接続状態を自動的に検出し、また
制御回路は回路パッケージと前記本体装置が接続されて
いることが検出されている間は、放電回路の放電動作を
禁止し回路パッケージが本体装置から切り離されたこと
が検出されると放電回路の放電動作を作動させる。
【0013】請求項2の発明では、回路パッケージが本
体装置のコネクタに接続されている間はパワーFETは
オフであり蓄積電荷は放電しない。そして、回路パッケ
ージが本体装置から外されるとパワーFETはオンとな
り蓄積電荷はパワーFETを通って急速放電する。
【0014】請求項3の発明ではコンデンサが充電され
ているうちは、制御回路のLEDに電流が流れるためL
EDが点灯し、電荷の放電がほぼ完了した時点で消灯す
る。このためLEDを見ることによって放電中であるこ
とが分かる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例を、添付図面を参照し
て詳細に説明する。
【0016】図1は請求項1に対応する構成を示すもの
である。図1において、通常動作時は回路パッケージ1
が本体装置8にコネクタ2−2’を介して接続されてい
ることが検出回路3によって確認される。このとき制御
回路4は放電回路5に対して放電動作を禁止しておりコ
ンデンサ6の蓄積電荷は放電されない。しかし、回路パ
ッケージ1が本体装置8から分離され検出回路3によっ
てそのことが検出されると、制御回路4は放電回路5の
放電動作を作動させるため、コンデンサ6の蓄積電荷は
放電回路5を通して短時間に放電される。しかも本体装
置8からの分離と同時に本体装置からの電源供給が絶た
れているため、蓄積電荷放電後は全く安全である。
【0017】通常は保守等で回路パッケージ1を本体装
置のコネクタ2’から外すときには、本体装置8の主電
源をまず切断することが回路保護等の点からも指導され
ている。しかし本発明は安全上の観点から、万一主電源
を切り忘れて回路パッケージを本体側コネクタ2’から
抜いても、電源供給の切断と同時に蓄積電荷の放電を速
やかに行なうことで作業者の安全を確保できる。
【0018】図2は請求項2に対応する構成を示してい
る。図2においては、通常動作時には前記検出ライン2
5はコネクタを介してGNDに本体装置側で接続されて
いるため、前記制御回路4の定電圧ダイオード24のカ
ソード側すなわち前記放電回路5のパワーFET22の
ゲート電圧も0Vである。このためパワーFETはof
f状態となる。しかし、回路パッケージ1が本体装置8
から分離されると、前記検出ライン25は本体側との接
続が切れることによってGNDとの接続がなくなり、前
記定電圧ダイオード24のカソード電圧すなわちパワー
FET23のゲート電圧はバイアス抵抗23を介して引
き上げられツェナー電圧Vzとなる。この結果、パワー
FET22はon状態となりコンデンサ6の蓄積電荷は
電流制限抵抗21、パワーFET22を通じて放電され
る。
【0019】図3は請求項3に対応する構成を示してい
る。通常動作時は制御回路のバイアス抵抗23と直列に
接続されたLED26を通って本体装置側のGNDに電
流が流れ、またパッケージが本体装置から分離された放
電初期には電源ラインから定電圧ダイオードを通じて順
方向電流が流れる。このためLEDが点灯し放電中であ
ることを示す。しかし放電末期に電源ラインの電圧が低
下しツェナー電圧に等しくなってくると、LEDには順
方向電流が流れなくなって、LEDは消灯し、放電がほ
ぼ完了したことを示す。
【0020】図4は通信制御装置に使用される電源回路
パッケージを示す。この電源回路パッケージは本体装置
8からAC100Vの一次電源を供給されAC/DCコ
ンバータ28で昇圧してDC300V以上の直流二次電
源を逆に本体装置側8に供給する。この二次電源ライン
29とGND30間に1000μFのコンデンサ6を挿
入している。
【0021】図4の回路において、コンデンサ6の陽極
の電位V+とパワーFET22のゲート電圧Vgは図5の
ように変化する。通常動作時の二次電源電圧をVopとす
ると、通常動作区間においてはV+=Vopであり、また
FET22のゲートはコネクタ2−2’を介して本体側
でGNDに接続されているためVg=0である(区間
a)。次にコネクタ2と2’が外されるとVgはGND
から切り離され、定電圧ダイオード24のツェナー電圧
Vzとなる。このためパワーFET22はショートされ
急速放電が始まる。急速放電は陽極電位V+がほぼツェ
ナー電圧Vz付近まで低下すると終了する(区間b)。
ツェナー電圧VzはFETのピンチオフ電圧以上に設定
され通常数Vであるから、この程度まで電位が低下すれ
ば安全上全く問題がない。この後、FETは徐々にハイ
インピーダンスとなり残った電荷は次第にゆっくりと放
電される(区間c)。またLED26を通り本体装置の
GNDあるいは定電圧ダイオード24に電流が流れてい
る区間aおよび区間bの間においてLEDが点灯し、区
間bの終了間際で消灯する。LEDが消灯したときはす
でに安全なレベルに電圧が低下していることが分かる。
【0022】図4の実施例においてVop=300V、コ
ンデンサ6の容量C6=1000μF、電流制限抵抗2
1の抵抗R21=100Ω、定電圧ダイオード24のツェ
ナー電圧Vz=6Vとすると、図5における区間bの長
さ、すなわち回路パッケージをコネクタから抜いた瞬間
から十分放電を完了するまでの時間Tdisは0.4secと
十分短い時間となる。しかもこの間、放電回路は100
Ωという低いインピーダンスになるため、人体のインピ
ーダンスは等価的に1kΩ前後と見なされており、仮に
放電完了までの間に作業者が回路に触れても、人体側に
はほとんど電流が流れることはない。
【0023】なお高耐圧のスイッチング素子としてはパ
ワーFETが代表的であるが、トランジスタにも高耐圧
の種類があり、それらを用いても差し支えない。
【0024】
【発明の効果】請求項1、2、3の発明によれば、保守
等で回路パッケージを本体装置から分離するときには、
コネクタ接続を切り離すだけで本体装置からの電源供給
が絶たれると同時に放電回路が自動的に作動し、ごく短
時間で蓄積電荷が放電してしまうため、作業者にとって
安心して取り扱える回路パッケージを提供することがで
きる。また放電中は放電回路がごく低いインピーダンス
になっているため、その間に作業者が配線に触れても感
電することはない。また、万一、本体装置の主電源を切
らずに回路パッケージを分離しても、作業者の安全を確
保できる。また従来技術のようにリレーを用いるものに
比べると、信頼性の確保、小型化の実現だけでなく、は
るかに高い電圧にまで適用することができる。
【0025】請求項2の発明によれば、請求項1の効果
をごく少数の小型の部品による簡単な回路で実現するこ
とができ、回路パッケージ容積の大型化やコスト増を避
けることができる。
【0026】また検出回路、制御回路ともに別個の電源
を必要とせずコンデンサが保持する電圧のみで全体を動
作させるので、回路構成が非常に簡単で装置の低価格を
図ることができる。
【0027】請求項3の発明によれば、作業者は蓄積電
荷の放電が完了したことをLEDによって目視で確認で
きるため安心して作業に臨める。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1の発明の構成を示す図である。
【図2】請求項2の発明の構成を示す図である。
【図3】請求項3の発明の構成を示す図である。
【図4】本発明の実施例を示す図である。
【図5】本発明による蓄積電荷の放電作用による電圧の
変化を示す図である。
【符号の説明】
1.回路パッケージ 2.回路パッケージ側コネクタ 2’.本体装置側コネクタ 3.検出回路 4.制御回路 5.放電回路 6.コンデンサ 7.コンデンサに接続されるその他の回路 8.本体装置 21.電流制限抵抗 22.パワーFET 23.バイアス抵抗 24.定電圧ダイオード 25.検出ライン 26.LED 27.一次電源ライン 28.AC/DCコンバータ 29.二次電源ライン 30.GNDライン

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 大容量のコンデンサを搭載し、電源ライ
    ン、GNDライン、各信号ラインを本体装置との間でコ
    ネクタによって電気的に接続されて動作する回路パッケ
    ージにおける自動放電回路であって、 前記回路パッケージと本体装置との接続状態を自動的に
    検出する検出回路と、 前記コンデンサの両極に電気的に接続された放電回路
    と、 前記検出回路によって前記回路パッケージが前記本体装
    置と接続されている状態が検出されている間は前記放電
    回路の放電動作を禁止し、前記検出回路によって前記回
    路パッケージが前記本体装置から切り離されたことが検
    出されると前記放電回路の放電動作を作動させる制御回
    路とから構成されることを特徴とする自動放電回路。
  2. 【請求項2】 前記検出回路はコネクタを介して本体装
    置側でGNDに接続される検出ラインであり、 前記放電回路は電流制限抵抗とパワーFETの直列回路
    であり、 前記制御回路はバイアス抵抗と定電圧ダイオードの直列
    回路であり、 該バイアス抵抗と該定電圧ダイオードのカソードの接続
    点が前記検出ラインおよび前記パワーFETのゲートに
    接続されていることを特徴とする、請求項1記載の自動
    放電回路。
  3. 【請求項3】 前記制御回路の中に前記バイアス抵抗と
    直列にLEDを挿入することを特徴とする請求項1また
    は請求項2記載の自動放電回路。
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