JPH11318028A - 直流電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回路への電力供給中に電圧モニタラインが断
線した場合でも、リモートセンシング機能を持たない直
流電源装置として、回路に設定値を超えない電圧が印加
されるとともに、電圧モニタラインが断線しているか否
かを、回路に電力を供給する前に、あらかじめチェック
できるようにする。 【解決手段】 プラス側出力端子４ｐとプラス側センシ
ング端子５ｐとの間に抵抗Ｒ１を接続し、マイナス側出
力端子４ｍとマイナス側センシング端子５ｍとの間に抵
抗Ｒ２を接続し、プラス側センシング端子５ｐとマイナ
ス側センシング端子５ｍとの間に抵抗Ｒ３とスイッチＳ
１との直列回路を接続する。通常使用時にはスイッチＳ
１をオフにする。チェック時にはスイッチＳ１をオンに
する。この時、プラス側電圧モニタライン３ｐが断線し
ていると、演算増幅器１１の出力電圧はＲ３×Ｖｏ／
（Ｒ１＋Ｒ３）となる。マイナス側電圧モニタライン３
ｍが断線していると、演算増幅器１１の出力電圧はＲ３
×Ｖｏ／（Ｒ２＋Ｒ３）となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、リモートセンシ
ング機能を有する直流電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種の電子回路やバッテリ充電回路に用
いられる直流電源で、あるポイントに正確な電圧を印加
する場合には、電力供給ラインとは別に電圧モニタライ
ンを設けて、ケーブルや基板パターンの抵抗による電圧
降下をキャンセルした状態で電圧をモニタする、リモー
トセンシングが用いられる。

【０００３】図７は、従来のこのようなリモートセンシ
ング機能を有する直流電源装置の一例を示す。この直流
電源装置は、電池などの回路に接続されるプラス側接続
端子１ｐおよびマイナス側接続端子１ｍを有し、プラス
側接続端子１ｐが、プラス側電力供給ライン２ｐおよび
プラス側電圧モニタライン３ｐを介して、プラス側出力
端子４ｐおよびプラス側センシング端子５ｐに接続さ
れ、マイナス側接続端子１ｍが、マイナス側電力供給ラ
イン２ｍおよびマイナス側電圧モニタライン３ｍを介し
て、マイナス側出力端子４ｍおよびマイナス側センシン
グ端子５ｍに接続される。

【０００４】プラス側出力端子４ｐには、制御素子とし
てのＭＯＳトランジスタ１７のソースが接続されて、ト
ランジスタ１７のドレイン・ソースを介してプラス側出
力端子４ｐに、電源電圧Ｖｃｃが供給される。

【０００５】そして、プラス側電圧モニタライン３ｐを
介してプラス側センシング端子５ｐに得られる電圧が、
演算増幅器１１の非反転入力端子に供給され、マイナス
側電圧モニタライン３ｍを介してマイナス側センシング
端子５ｍに得られる電圧が、演算増幅器１１の反転入力
端子に供給され、演算増幅器１１の出力電圧が、演算増
幅器１２の反転入力端子に供給されて、非反転入力端子
に供給される設定電圧Ｖｓｅｔ１と比較される。演算増
幅器１２の出力側は、ダイオード１３を介して、トラン
ジスタ１７のゲートに接続される。

【０００６】また、プラス側出力端子４ｐに得られる電
圧が、演算増幅器１４の非反転入力端子に供給され、マ
イナス側出力端子４ｍに得られる電圧が、演算増幅器１
４の反転入力端子に供給され、演算増幅器１４の出力電
圧が、演算増幅器１５の反転入力端子に供給されて、非
反転入力端子に供給される設定電圧Ｖｓｅｔ２と比較さ
れる。設定電圧Ｖｓｅｔ２は、過電圧保護用で、Ｖｓｅ
ｔ２＞Ｖｓｅｔ１とされる。演算増幅器１５の出力側
は、ダイオード１６を介して、トランジスタ１７のゲー
トに接続される。

【０００７】この直流電源装置では、プラス側センシン
グ端子５ｐとマイナス側センシング端子５ｍとの間の電
圧が設定電圧Ｖｓｅｔ１以下となって、ダイオード１３
がオフとなり、トランジスタ１７がオンとなる範囲で、
電池などの回路に電圧が印加され、電力が供給される。

【０００８】また、プラス側出力端子４ｐとマイナス側
出力端子４ｍとの間の電圧が、過電圧保護用の設定電圧
Ｖｓｅｔ２を超えると、ダイオード１６がオンとなり、
トランジスタ１７がオフとなるので、電池などの回路に
設定電圧Ｖｓｅｔ２を超える過電圧が印加されることが
ない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７に
示した従来の直流電源装置では、万一、回路への電力供
給中にプラス側電圧モニタライン３ｐまたはマイナス側
電圧モニタライン３ｍが断線した場合には、回路に電圧
が印加されなくなり、または過電圧保護用の設定電圧Ｖ
ｓｅｔ２までの高電圧が回路に印加されてしまうことが
ある。

【００１０】すなわち、図７の従来の直流電源装置で
は、プラス側電圧モニタライン３ｐまたはマイナス側電
圧モニタライン３ｍが断線すると、演算増幅器１１の出
力電圧が不定となって、ダイオード１３がオンとなり、
トランジスタ１７がオフとなって、回路に電圧が印加さ
れなくなることがある。また、逆にダイオード１３がオ
フとなり、トランジスタ１７がオンとなる場合には、プ
ラス側出力端子４ｐとマイナス側出力端子４ｍとの間の
電圧が、過電圧保護用の設定電圧Ｖｓｅｔ２を超えるま
で、回路に高電圧が印加されてしまうことがある。

【００１１】さらに、図７の従来の直流電源装置では、
プラス側電圧モニタライン３ｐまたはマイナス側電圧モ
ニタライン３ｍが断線しているか否かを、しかもプラス
側電圧モニタライン３ｐとマイナス側電圧モニタライン
３ｍのいずれが断線しているかを、チェックすることが
できない。

【００１２】そこで、この発明は、第１に、万一、回路
への電力供給中に電圧モニタラインが断線した場合で
も、リモートセンシング機能を持たない直流電源装置と
して、回路に設定値を超えない電圧が印加されるように
したものである。

【００１３】この発明は、第２に、第１に加えて、電圧
モニタラインが断線しているか否かを、しかも断線して
いる場合にはプラス側電圧モニタラインとマイナス側電
圧モニタラインのいずれが断線しているかを、回路に電
力を供給する前に、あらかじめチェックすることができ
るようにしたものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、プ
ラス側電力供給ラインに接続されたプラス側出力端子
と、プラス側電圧モニタラインに接続されたプラス側セ
ンシング端子との間に、第１の抵抗を接続し、マイナス
側電力供給ラインに接続されたマイナス側出力端子と、
マイナス側電圧モニタラインに接続されたマイナス側セ
ンシング端子との間に、第２の抵抗を接続する。

【００１５】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、さらに、プラス側センシング端子とマイナス側セ
ンシング端子との間に、第３の抵抗とスイッチとの直列
回路を接続する。

【００１６】請求項３の発明では、請求項２の発明にお
いて、さらに、プラス側出力端子またはマイナス側出力
端子に、ヒューズを接続する。

【００１７】上記のように構成した請求項１の発明の直
流電源装置では、回路への電力供給中において、プラス
側センシング端子には、プラス側電圧モニタラインが断
線しなければ、回路のプラス側端子電圧がプラス側電圧
モニタラインを介して印加され、プラス側電圧モニタラ
インが断線したときには、プラス側出力端子の電圧が第
１の抵抗を介して印加され、マイナス側センシング端子
には、マイナス側電圧モニタラインが断線しなければ、
回路のマイナス側端子電圧がマイナス側電圧モニタライ
ンを介して印加され、マイナス側電圧モニタラインが断
線したときには、マイナス側出力端子の電圧が第２の抵
抗を介して印加される。

【００１８】したがって、回路への電力供給中にプラス
側電圧モニタラインまたはマイナス側電圧モニタライン
が断線した場合でも、プラス側センシング端子とマイナ
ス側センシング端子との間には、プラス側出力端子とマ
イナス側出力端子との間の電圧が得られて、プラス側電
圧モニタラインとマイナス側電圧モニタラインとによる
リモートセンシング機能を持たない状態と同じ状態とな
り、回路に設定値を超えない電圧が印加されるようにな
る。

【００１９】請求項２の発明の直流電源装置では、回路
に電力を供給する通常使用時には、スイッチをオフにし
て、プラス側センシング端子とマイナス側センシング端
子との間に第３の抵抗が接続されない状態とするが、回
路に電力を供給する前のチェック時には、スイッチをオ
ンにして、プラス側センシング端子とマイナス側センシ
ング端子との間に第３の抵抗が接続された状態とする。

【００２０】この場合、第１、第２、第３の抵抗をＲ
１，Ｒ２，Ｒ３とし、プラス側出力端子に電圧Ｖｏを印
加し、マイナス側出力端子を０Ｖ（接地電位）とする
と、プラス側電圧モニタラインが断線していて、マイナ
ス側電圧モニタラインが断線していないときには、マイ
ナス側センシング端子は、マイナス側電力供給ラインお
よびマイナス側電圧モニタラインを介して、マイナス側
出力端子と同じ０Ｖとなるので、プラス側センシング端
子は、電圧Ｖｏの抵抗Ｒ１，Ｒ３による分割によって、
Ｒ３×Ｖｏ／（Ｒ１＋Ｒ３）となり、プラス側センシン
グ端子とマイナス側センシング端子との間の電圧Ｖｘ
は、 Ｖｘ＝Ｒ３×Ｖｏ／（Ｒ１＋Ｒ３） …（１） となる。

【００２１】逆に、プラス側電圧モニタラインが断線し
ていなくて、マイナス側電圧モニタラインが断線してい
るときには、プラス側センシング端子は、プラス側電力
供給ラインおよびプラス側電圧モニタラインを介して、
プラス側出力端子と同じ電圧Ｖｏとなるので、マイナス
側センシング端子は、電圧Ｖｏの抵抗Ｒ３，Ｒ２による
分割によって、Ｒ２×Ｖｏ／（Ｒ２＋Ｒ３）となり、プ
ラス側センシング端子とマイナス側センシング端子との
間の電圧Ｖｘは、 Ｖｘ＝Ｒ３×Ｖｏ／（Ｒ２＋Ｒ３） …（２） となる。

【００２２】また、プラス側電圧モニタラインとマイナ
ス側電圧モニタラインがともに断線しているときには、
電圧Ｖｏの抵抗Ｒ１，Ｒ３，Ｒ２による分割によって、
プラス側センシング端子は、（Ｒ２＋Ｒ３）Ｖｏ／（Ｒ
１＋Ｒ２＋Ｒ３）となり、マイナス側センシング端子
は、Ｒ２×Ｖｏ／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）となり、プラス
側センシング端子とマイナス側センシング端子との間の
電圧Ｖｘは、 Ｖｘ＝Ｒ３×Ｖｏ／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）…（３） となる。

【００２３】さらに、プラス側電圧モニタラインとマイ
ナス側電圧モニタラインがともに断線していないときに
は、プラス側センシング端子は、プラス側出力端子と同
じ電圧Ｖｏとなり、マイナス側センシング端子は、マイ
ナス側出力端子と同じ０Ｖとなるので、プラス側センシ
ング端子とマイナス側センシング端子との間の電圧Ｖｘ
は、 Ｖｘ＝Ｖｏ …（４） となる。

【００２４】したがって、電圧モニタラインが断線して
いるか否かを、しかも断線している場合にはプラス側電
圧モニタラインとマイナス側電圧モニタラインのいずれ
が断線しているかを、回路に電力を供給する前に、あら
かじめチェックすることができる。

【００２５】請求項３の発明の直流電源装置では、回路
に電力を供給する前のチェック時、ヒューズが断線して
いると、電圧モニタラインが断線しているか否かにかか
わらず、プラス側センシング端子とマイナス側センシン
グ端子との間の電圧Ｖｘが０Ｖとなるので、電圧モニタ
ラインの断線と区別して、ヒューズが断線しているか否
かを、あらかじめチェックすることができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の直流電源装置
の一実施形態を示す。

【００２７】この実施形態では、プラス側出力端子４ｐ
とプラス側センシング端子５ｐとの間に、抵抗Ｒ１を接
続し、マイナス側出力端子４ｍとマイナス側センシング
端子５ｍとの間に、抵抗Ｒ２を接続し、プラス側センシ
ング端子５ｐとマイナス側センシング端子５ｍとの間
に、抵抗Ｒ３とスイッチＳ１との直列回路を接続し、制
御素子としてのＭＯＳトランジスタ１７のソースと演算
増幅器１４の非反転入力端子との接続点とプラス側出力
端子４ｐとの間に、ヒューズＦ１を接続する。その他
は、図７に示した従来の直流電源装置と同じである。

【００２８】ただし、抵抗Ｒ１，Ｒ２は、演算増幅器１
１の入力インピーダンスに比べて十分小さくするととも
に、電圧モニタライン３ｐ，３ｍのインピーダンスに比
べて十分大きくする。

【００２９】この実施形態の直流電源装置では、プラス
側接続端子１ｐとマイナス側接続端子１ｍとの間に接続
する電池などの回路に電力を供給する通常使用時には、
図１のようにスイッチＳ１をオフして、プラス側センシ
ング端子５ｐとマイナス側センシング端子５ｍとの間に
抵抗Ｒ３が接続されない状態とする。また、通常使用時
には、Ｖｓｅｔ２＞Ｖｓｅｔ１とする。

【００３０】この場合、プラス側電圧モニタライン３ｐ
とマイナス側電圧モニタライン３ｍがともに断線してい
なければ、図７の従来の直流電源装置と同様に、プラス
側センシング端子５ｐとマイナス側センシング端子５ｍ
との間の電圧が設定電圧Ｖｓｅｔ１以下となって、ダイ
オード１３がオフとなり、トランジスタ１７がオンとな
る範囲で、電池などの回路に電圧が印加され、電力が供
給される。また、プラス側出力端子４ｐとマイナス側出
力端子４ｍとの間の電圧が、過電圧保護用の設定電圧Ｖ
ｓｅｔ２を超えると、ダイオード１６がオンとなり、ト
ランジスタ１７がオフとなるので、電池などの回路に設
定電圧Ｖｓｅｔ２を超える過電圧が印加されることがな
い。

【００３１】回路への電力供給中にプラス側電圧モニタ
ライン３ｐまたはマイナス側電圧モニタライン３ｍが断
線した場合、プラス側電圧モニタライン３ｐが断線した
ときには、プラス側センシング端子５ｐにはプラス側出
力端子４ｐの電圧が抵抗Ｒ１を介して印加され、マイナ
ス側電圧モニタライン３ｍが断線したときには、マイナ
ス側センシング端子５ｍにはマイナス側出力端子４ｍの
電圧が抵抗Ｒ２を介して印加される。

【００３２】したがって、回路への電力供給中にプラス
側電圧モニタライン３ｐまたはマイナス側電圧モニタラ
イン３ｍが断線した場合でも、プラス側センシング端子
５ｐとマイナス側センシング端子５ｍとの間には、プラ
ス側出力端子４ｐとマイナス側出力端子４ｍとの間の電
圧が得られて、プラス側電圧モニタライン３ｐとマイナ
ス側電圧モニタライン３ｍとによるリモートセンシング
機能を持たない状態と同じ状態となり、回路に設定電圧
Ｖｓｅｔ１を超えない電圧が印加されるようになる。

【００３３】回路に電力を供給する前のチェック時に
は、スイッチＳ１をオンにして、プラス側センシング端
子５ｐとマイナス側センシング端子５ｍとの間に抵抗Ｒ
３が接続された状態とする。また、チェック時には、プ
ラス側電力供給ライン２ｐ、マイナス側電力供給ライン
２ｍと、プラス側電圧モニタライン３ｐ、マイナス側電
圧モニタライン３ｍとを、それぞれ接続しておくととも
に、通常使用時とは逆に、Ｖｓｅｔ１＞Ｖｓｅｔ２とす
る。

【００３４】この場合、プラス側出力端子４ｐに電圧Ｖ
ｏを印加し、マイナス側出力端子４ｍを０Ｖ（接地電
位）とすると、図２に断線箇所を×印で示すように、プ
ラス側電圧モニタライン３ｐが断線していて、マイナス
側電圧モニタライン３ｍが断線していないときには、マ
イナス側センシング端子５ｍは、マイナス側電力供給ラ
イン２ｍおよびマイナス側電圧モニタライン３ｍを介し
て、マイナス側出力端子４ｍと同じ０Ｖとなるので、プ
ラス側センシング端子５ｐは、電圧Ｖｏの抵抗Ｒ１，Ｒ
３による分割によって、Ｒ３×Ｖｏ／（Ｒ１＋Ｒ３）と
なり、プラス側センシング端子５ｐとマイナス側センシ
ング端子５ｍとの間の電圧、すなわち演算増幅器１１の
出力電圧Ｖｘは、 Ｖｘ＝Ｒ３×Ｖｏ／（Ｒ１＋Ｒ３） …（１） となる。

【００３５】逆に、図３に示すように、プラス側電圧モ
ニタライン３ｐが断線していなくて、マイナス側電圧モ
ニタライン３ｍが断線しているときには、プラス側セン
シング端子５ｐは、プラス側電力供給ライン２ｐおよび
プラス側電圧モニタライン３ｐを介して、プラス側出力
端子４ｐと同じ電圧Ｖｏとなるので、マイナス側センシ
ング端子５ｍは、電圧Ｖｏの抵抗Ｒ３，Ｒ２による分割
によって、Ｒ２×Ｖｏ／（Ｒ２＋Ｒ３）となり、プラス
側センシング端子５ｐとマイナス側センシング端子５ｍ
との間の電圧、すなわち演算増幅器１１の出力電圧Ｖｘ
は、 Ｖｘ＝Ｒ３×Ｖｏ／（Ｒ２＋Ｒ３） …（２） となる。

【００３６】また、図４に示すように、プラス側電圧モ
ニタライン３ｐとマイナス側電圧モニタライン３ｍがと
もに断線しているときには、電圧Ｖｏの抵抗Ｒ１，Ｒ
３，Ｒ２による分割によって、プラス側センシング端子
５ｐは、（Ｒ２＋Ｒ３）Ｖｏ／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）と
なり、マイナス側センシング端子５ｍは、Ｒ２×Ｖｏ／
（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）となり、プラス側センシング端子
５ｐとマイナス側センシング端子５ｍとの間の電圧、す
なわち演算増幅器１１の出力電圧Ｖｘは、 Ｖｘ＝Ｒ３×Ｖｏ／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）…（３） となる。

【００３７】さらに、プラス側電圧モニタライン３ｐと
マイナス側電圧モニタライン３ｍがともに断線していな
いときには、プラス側センシング端子５ｐは、プラス側
出力端子４ｐと同じ電圧Ｖｏとなり、マイナス側センシ
ング端子５ｍは、マイナス側出力端子４ｍと同じ０Ｖと
なるので、プラス側センシング端子５ｐとマイナス側セ
ンシング端子５ｍとの間の電圧、すなわち演算増幅器１
１の出力電圧Ｖｘは、 Ｖｘ＝Ｖｏ …（４） となる。

【００３８】また、図５に示すように、ヒューズＦ１が
断線しているときには、プラス側電圧モニタライン３ｐ
またはマイナス側電圧モニタライン３ｍが断線している
か否かにかかわらず、プラス側センシング端子５ｐおよ
びマイナス側センシング端子５ｍが０Ｖとなり、プラス
側センシング端子５ｐとマイナス側センシング端子５ｍ
との間の電圧、すなわち演算増幅器１１の出力電圧Ｖｘ
は、０Ｖとなる。

【００３９】図６は、以上の様子を表にして示したもの
である。これからも明らかなように、上述した実施形態
によれば、演算増幅器１１の出力電圧Ｖｘによって、プ
ラス側電圧モニタライン３ｐまたはマイナス側電圧モニ
タライン３ｍが断線しているか否かを、しかも断線して
いる場合にはプラス側電圧モニタライン３ｐとマイナス
側電圧モニタライン３ｍのいずれが断線しているかを、
あらかじめチェックすることができるとともに、電圧モ
ニタライン３ｐ，３ｍの断線と区別して、ヒューズＦ１
が断線しているか否かを、あらかじめチェックすること
ができる。

【００４０】なお、図１の実施形態は、設定電圧Ｖｓｅ
ｔ２による過電圧保護を行う場合であるが、電源電圧Ｖ
ｃｃとして安定化されたものを用いる場合には、設定電
圧Ｖｓｅｔ２による過電圧保護を行う必要はなく、その
場合にも、設定電圧Ｖｓｅｔ１を電源電圧Ｖｃｃより大
きくすることによって、上述した断線チェックを行うこ
とができる。

【００４１】

【発明の効果】上述したように、請求項１の発明によれ
ば、万一、回路への電力供給中に電圧モニタラインが断
線した場合でも、リモートセンシング機能を持たない直
流電源装置として、回路に設定値を超えない電圧が印加
されるようになる。

【００４２】請求項２の発明によれば、さらに、電圧モ
ニタラインが断線しているか否かを、しかも断線してい
る場合にはプラス側電圧モニタラインとマイナス側電圧
モニタラインのいずれが断線しているかを、回路に電力
を供給する前に、あらかじめチェックすることができ
る。

【００４３】請求項３の発明によれば、さらに、電圧モ
ニタラインの断線と区別して、ヒューズが断線している
か否かを、回路に電力を供給する前に、あらかじめチェ
ックすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の直流電源装置の一実施形態を示す図
である。

【図２】プラス側電圧モニタラインが断線しているとき
のチェック時の状態を示す図である。

【図３】マイナス側電圧モニタラインが断線していると
きのチェック時の状態を示す図である。

【図４】プラス側電圧モニタラインとマイナス側電圧モ
ニタラインがともに断線しているときのチェック時の状
態を示す図である。

【図５】ヒューズが断線しているときのチェック時の状
態を示す図である。

【図６】チェック時の様子を表にして示した図である。

【図７】従来の直流電源装置の一例を示す図である。

【符号の説明】

１ｐ…プラス側接続端子、１ｍ…マイナス側接続端子、
２ｐ…プラス側電力供給ライン、２ｍ…マイナス側電力
供給ライン、３ｐ…プラス側電圧モニタライン、３ｍ…
マイナス側電圧モニタライン、４ｐ…プラス側出力端
子、４ｍ…マイナス側出力端子、５ｐ…プラス側センシ
ング端子、５ｍ…マイナス側センシング端子、Ｒ１…第
１の抵抗、Ｒ２…第２の抵抗、Ｒ３…第３の抵抗、Ｓ１
…スイッチ、Ｆ１…ヒューズ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プラス側電力供給ラインに接続されたプラ
   ス側出力端子と、プラス側電圧モニタラインに接続され
   たプラス側センシング端子との間に、第１の抵抗が接続
   され、マイナス側電力供給ラインに接続されたマイナス
   側出力端子と、マイナス側電圧モニタラインに接続され
   たマイナス側センシング端子との間に、第２の抵抗が接
   続された直流電源装置。
2. 【請求項２】請求項１の直流電源装置において、 上記プラス側センシング端子と上記マイナス側センシン
   グ端子との間に、第３の抵抗とスイッチとの直列回路が
   接続された直流電源装置。
3. 【請求項３】請求項２の直流電源装置において、 上記プラス側出力端子または上記マイナス側出力端子
   に、ヒューズが接続された直流電源装置。