JPS6111780Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は負荷側の短絡による回路の焼損を防止
する短絡保護回路を備えた直列形定電圧回路の改
良に関する。特に主としてバツテリを電源とする
電気機器に使用する目的で開発されたものであ
る。

バツテリを電源とする場合、その使用により経
時的に出力電圧が降下するので、回路を設計する
場合適宜の電圧範囲に於て使用できるように予め
設定して設計する。その場合、従来の負荷短絡保
護回路では負荷の短絡を検出する抵抗を定電圧回
路に直列に挿入していたので、この検出抵抗に於
ける電圧降下分だけ上記のバツテリの使用可能な
電圧範囲が狭くなつてしまう欠点があつた。本考
案による回路では、検出抵抗を用いないので、上
記の欠点が除ける。

第１図に示す回路は、従来より知られた直列形
定電圧回路の一例であり、図中に破線で示す部分
が抵抗ＲとトランジスタQ₁とより成る短絡保護
回路１である。電流Ｉが過大になるとトランジス
タQ₁のベース・エミツタ電圧が大きくなり、こ
のトランジスタQ₁は導通して定電圧制御トラン
ジスタQ₂を遮断し、回路の焼損を防止する。従
つてこの回路では、正常動作時に常に抵抗Ｒに於
てRxIの電圧降下が生じる。ところで、特にバツ
テリを電源とする場合には、バツテリ電圧がなる
べく低くなつても使用できるように設計すること
が好ましく、このような電圧降下はないことが望
まれる。ところが第１図に示す従来形の過電流保
護回路に於ては検出抵抗Ｒによる電圧降下により
電流値を検出するしくみであるから、以上のよう
な問題点は避け得ない。

本考案はこのような検出抵抗Ｒによる電圧降下
を利用することなしに過電流保護を行なうために
なされた。一実施例を第２図に示す。

本考案では、定電圧トランジスタを直列に電流
検出抵抗を接続することなく、正常動作時に両出
力端子間に発生する正常電圧によつて適宜に充電
され、若くはバツテリ等に接続される両入力端子
間の入力電圧によつて適宜に充電されている短絡
検出用のコンデンサをもうけ、両出力端子が短絡
されたときにこのコンデンサから放電される電荷
を利用して定電圧制御トランジスタを遮断する構
成をとる。

第２図に本考案の一実施例の回路図を示す。定
電圧制御トランジスタQ₂は、出力電圧の抵抗
R₆，R₇により適宜に分割された値によりベース
電圧が制御されることによつて一定の電圧を出力
端子Ａ，Ｂ間に供給する。従つてスイツチS₁を閉
じたとき、出力端子Ａ，Ｂ間が開放か若くはこの
間に正常な負荷が接続されているときは、出力端
子Ａ，Ｂ間には安定した正常電圧Voがかかる。
この周知の直列形定電圧回路に、新規な保護回路
２が組込まれている。

正常動作のときには、短絡検出用コンデンサ
C₁には入力端子からスイツチS₁、抵抗R₁、ダイ
オードD₄を経て一定電荷が充電される。このコ
ンデンサC₁の両端の電圧、すなわち端子Ｄの電
位Voはこれと並列に挿入されたツエナーダイオ
ードD₃により適宜に定められている。このとき
端子Ｃの電位Vcは出力電圧をVo、ダイオード
D₁，D₂の順方向降下電圧をＶ_D1，Ｖ_D2とすれば
Vc＝Vo−（Ｖ_D1＋Ｖ_D2）となつている。この回路
ではＶ_DをＶ_Cより低く設定してあるので、ダイオ
ードD₅には電流が流れず、カツトオフ用トラン
ジスタQ₁は遮断された状態にある。

次にこの回路の両出力端子Ａ，Ｂ間が短絡され
た場合について考える。第３図に短絡された状態
の回路図を示す。このとき端子Ｃの電位は端子Ｄ
の電位より低くなるので、コンデンサC₁に蓄え
られた電荷はダイオードD₅を流れ、抵抗R₃とコ
ンデンサC₂との時定数だけ遅れてカツトオフ用
のトランジスタQ₁のベース端子に流れ込み、こ
のトランジスタQ₁を導通させて定電圧制御トラ
ンジスタQ₂をカツトオフし、定電圧回路を保護
する。

抵抗R₃とコンデンサC₂との働きは以下の通り
である。即ち、出力端子Ａ，Ｂ間に挿入される負
荷となる使用機器の回路は、電源平滑用として大
容量の平滑コンデンサを具備する場合が多い。こ
のときスイツチS₁を閉成すれば瞬時的に負荷に大
電流が流れ、本保護回路が動作して定電圧制御ト
ランジスタQ₂をカツトオフしてしまうおそれが
ある。これを防ぐため、抵抗R₃とコンデンサC₂
とによるRC回路を付加して、スイツチ投入時の
瞬時的な大電流には保護回路が動作しないよう
に、既述の如くこのRC回路の時定数だけ保護回
路の動作を遅らせるよう設計されている。このよ
うにコンデンサC₁に蓄えられた電荷がトランジ
スタQ₁のベース端子に流れ込む経路上に遅延回
路を設けたので、回路の断続による瞬時的な短絡
状態に対して誤つて動作してしまうことが確実に
防止できるようになつている。即ちスイツチによ
る開閉が本回路の入力側であつても出力側であつ
ても誤動作は防止できる。

本考案により、直列形定電圧回路に於て、定電
圧制御トランジスタに直列に接続された検出抵抗
を用いることなく、保護動作が行なえるようにな
つた。これにより、保護回路による常時の電力消
費を節約できると共に、入力電源としてバツテリ
を用いるときは、バツテリが所定電圧まで電圧降
下するまで使用できるようになり、電源の有効な
利用に寄与するようになつた。更に本考案では正
常動作時のBC間の電圧Ｖ_BCを設定するのにダイ
オードD₁，D₂の順方向電圧降下を利用している
ので出力電圧が定格以下になつてもＶ_BCは一定を
保ち、またコンデンサC₁の充電電圧はツエナー
ダイオードの降状電圧により決定されるので入力
電圧がかわつても一定である。従つて本考案の保
護回路は入力・出力電圧の変更にかかわらず同一
の動作を与える。これは一般の回路が定格出力時
にのみ正確な保護動作をするのと比べて本考案の
特徴とするところである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の保護回路付き定電圧回路の一例
の回路図、第２図は本考案の一実施例の回路図、
第３図はこの実施例の負荷短絡状態を示す回路図
である。 図中Q₁はカツトオフ用トランジスタ、Q₂は定
電圧制御トランジスタ、C₁は短絡検出用コンデ
ンサである。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 出力電圧によつて導電度を制御される定電圧制
   御トランジスタと、 この定電圧制御トランジスタの制御端子と出力
   端子との間に介挿され、正常動作時には遮断され
   ているカツトオフ用トランジスタと、 正常動作時には適宜に充電され、負荷が短絡さ
   れたときには放電して既述のカツトオフ用トラン
   ジスタを導通させるコンデンサと、 既述のコンデンサとカツトオフ用トランジスタ
   の制御端子との間に介挿され、正常動作時には出
   力電圧によつて遮断されるが、負荷が短絡された
   ときには導通して既述のコンデンサよりの放電電
   荷を既述のカツトオフ用トランジスタに導入させ
   る整流素子と、 ダイオードの順方向電圧降下を利用して、 出力電圧から一定電圧降下した電圧を上記整流
   素子のカツトオフ用トランジスタの制御端子側の
   端子に供給する手段と、 ツエナーダイオードを利用して、上記コンデン
   サを一定電位に充電する充電回路と、 既述のコンデンサの放電経路上に設けられ、既
   述のカツトオフ用トランジスタの導通を遅らせる
   遅延回路とを具備し、 負荷の短絡により、既述のコンデンサを放電さ
   せてカツトオフ用トランジスタを導通させ、これ
   により定電圧制御トランジスタを遮断することを
   特徴とする短絡保護回路付き定電圧回路。