JP2001109527A - Protecting circuit - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、突入電流防止およ
び過電圧保護の両機能を有する保護回路に係り、特にコ
ンデンサ入力型スイッチング電源における突入電流防止
および過電圧保護に好適な保護回路に関する。The present invention relates to a protection circuit having both functions of inrush current prevention and overvoltage protection, and more particularly to a protection circuit suitable for inrush current prevention and overvoltage protection in a capacitor input type switching power supply.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来のこの種の突入電流防止および過電
圧保護の両機能を有する保護回路の一例である突入電流
制限および過電圧保護回路装置が特開昭６３−１７１１
１９号公報に開示されている。特開昭６３−１７１１１
９号公報に示された回路は、電圧供給源とスイッチング
電源の入力側のコンデンサとの間に挿入された抵抗等に
より、コンデンサに流れる突入電流を制限し、さらに過
電圧が発生したときに電圧の供給を遮断し、スイッチン
グ電源の破損および誤動作を保護する。この特開昭６３
−１７１１１９号公報に開示された従来の突入電流防止
および過電圧保護の両機能を有する保護回路について、
図４を参照して詳述する。2. Description of the Related Art An inrush current limiting and overvoltage protection circuit device which is an example of a conventional protection circuit having both functions of preventing inrush current and overvoltage protection is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-1711.
No. 19 discloses this. JP-A-63-17111
The circuit disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-29114 limits the inrush current flowing through the capacitor by a resistor or the like inserted between the voltage supply source and the capacitor on the input side of the switching power supply. Cut off the power supply to protect the switching power supply from damage and malfunction. This Japanese Unexamined Patent Publication No. 63
With respect to a conventional protection circuit having both functions of inrush current prevention and overvoltage protection disclosed in US Pat.
This will be described in detail with reference to FIG.
【０００３】図４において、電圧供給源１０１から、コ
ネクタ１０２および１０２′を介して電圧が印加される
と、抵抗１０９とコンデンサ１０８による遅延時間の間
は、スイッチング電源１１３の入力部にあるコンデンサ
１１２には電流が流れないが、コンデンサ１０８は抵抗
１０９を介して充電される。この間、抵抗１０４におけ
る電圧降下は目標電圧発生器１０３から供給される基準
電圧未満であり、増幅器１０５の出力電位は正電位とな
っているが、この電位は減結合ダイオード１０６により
阻止されてＭＯＳＦＥＴ１１１のゲートには作用しな
い。コンデンサ１０８が充電されるとＭＯＳＦＥＴ（me
tal oxide field effect transistor〜金属酸化物電界
効果トランジスタ）１１１のゲートに電圧が印加され
て、ドレイン電流が流れ始め、コンデンサ１１２を充電
する。In FIG. 4, when a voltage is applied from a voltage supply source 101 via connectors 102 and 102 ′, a capacitor 112 provided at an input portion of a switching power supply 113 during a delay time caused by a resistor 109 and a capacitor 108. , No current flows, but the capacitor 108 is charged via the resistor 109. During this time, the voltage drop in the resistor 104 is lower than the reference voltage supplied from the target voltage generator 103, and the output potential of the amplifier 105 is positive. However, this potential is blocked by the decoupling diode 106 and Does not act on the gate. When the capacitor 108 is charged, the MOSFET (me
A voltage is applied to the gate of a tal oxide field effect transistor (metal oxide field effect transistor) 111, a drain current starts flowing, and the capacitor 112 is charged.
【０００４】抵抗１０４における電圧降下が目標電圧発
生器１０３から供給される基準電圧以上となると、増幅
器１０５の出力電位は負電位となり、ＭＯＳＦＥＴ１１
１のゲート電圧は、電流を固定された値に制限する。Ｍ
ＯＳＦＥＴ１１１のゲート電圧は、コンデンサと減結合
ダイオード１０６との間には抵抗１１０が設けられてい
るため、抵抗１０９および１１０の接続点に接続され
た、コンデンサ１０８の充電電位にかかわらず制御され
る。When the voltage drop across the resistor 104 becomes equal to or higher than the reference voltage supplied from the target voltage generator 103, the output potential of the amplifier 105 becomes negative, and the MOSFET 11
A gate voltage of one limits the current to a fixed value. M
Since the resistor 110 is provided between the capacitor and the decoupling diode 106, the gate voltage of the OSFET 111 is controlled regardless of the charge potential of the capacitor 108 connected to the connection point between the resistors 109 and 110.
【０００５】コンデンサ１１２が充電され、スイッチン
グ電源１１３が作動状態になると、電圧供給源１０１か
らスイッチング電源１１３に供給される電流は、定常時
の入力電流に低下する。このため、増幅器１０５の出力
が、正電位となり、コンデンサ１０８は、定電圧ダイオ
ード１０７によって規定される電圧まで、抵抗１０９を
介して充電される。このようにして、コンデンサ１１２
への突入電流およびコンデンサ１１２の過充電による過
電圧が防止される。[0005] When the capacitor 112 is charged and the switching power supply 113 is activated, the current supplied from the voltage supply source 101 to the switching power supply 113 decreases to the steady state input current. Therefore, the output of the amplifier 105 becomes a positive potential, and the capacitor 108 is charged via the resistor 109 to a voltage defined by the constant voltage diode 107. Thus, the capacitor 112
Rush current and overvoltage due to overcharging of the capacitor 112 are prevented.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上述した特開昭６３−
１７１１１９号公報の回路は、突入電流防止および過電
圧保護の２つの機能を兼ね備えた安全な回路であるが、
回路損失が大きいという問題がある。回路損失が大きい
と、その回路損失は、熱に変換されるため、放熱の必要
性等に起因して、装置の形状寸法を小さくすることがで
きない。さらに、電圧供給源１０１がバッテリである場
合には、バッテリ寿命により動作可能時間が短くなると
いう問題がある。このように損失が大きくなるのは、コ
ンデンサ１１２に流れる突入電流を抑圧し、さらに過充
電による過電圧を検出する抵抗要素が常時ラインに挿入
されていることに起因する。SUMMARY OF THE INVENTION The above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No.
The circuit disclosed in Japanese Patent No. 171119 is a safe circuit having two functions of inrush current prevention and overvoltage protection.
There is a problem that circuit loss is large. If the circuit loss is large, the circuit loss is converted into heat, so that the shape and dimensions of the device cannot be reduced due to the need for heat dissipation. Further, when the voltage supply source 101 is a battery, there is a problem that the operable time is shortened due to the battery life. Such a large loss is caused by the fact that a resistance element that suppresses an inrush current flowing through the capacitor 112 and detects an overvoltage due to overcharging is always inserted in the line.
【０００７】本発明は、上述した事情に鑑みてなされた
もので、回路損失が少なく、簡単な構成で、しかも効果
的に突入電流を防止し且つ過電圧から保護することを可
能として、低損失で安全な保護回路を提供することを目
的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and has a small circuit loss, a simple configuration, and an inrush current that can be effectively prevented and protection from an overvoltage. An object is to provide a safe protection circuit.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第１の観点に係る保護回路は、スイッチン
グ電源内部のコンデンサに流れる突入電流を防止し且つ
過電圧が発生した場合にその過電圧からその装置を保護
する保護回路において、第１のＭＯＳＦＥＴ（金属酸化
物電界効果トランジスタ）のソース−ドレイン間と第１
の抵抗とを直列に接続してなり、電圧供給源とスイッチ
ング電源との間に、直列に介挿されたこれら第１のＭＯ
ＳＦＥＴおよび第１の抵抗の直列回路と、前記第１のＭ
ＯＳＦＥＴおよび第１の抵抗の直列回路を、第２のＭＯ
ＳＦＥＴによって短絡させて突入電流を防止する回路
と、前記電圧供給源からの入力過電圧を検出する回路に
接続され、入力過電圧時に動作するトランジスタと、前
記トランジスタから第１のダイオードを経由して前記第
１のＭＯＳＦＥＴのゲートに動作信号を供給し、前記第
１のＭＯＳＦＥＴを遮断する回路と、前記トランジスタ
から第２のダイオードを経由して前記第２のＭＯＳＦＥ
Ｔのゲートに動作信号を供給し、前記第２のＭＯＳＦＥ
Ｔを遮断する回路と、を具備する。In order to achieve the above object, a protection circuit according to a first aspect of the present invention prevents an inrush current flowing through a capacitor inside a switching power supply and, when an overvoltage occurs, causes the overvoltage to occur. A protection circuit for protecting the device from the source-drain of the first MOSFET (metal oxide field effect transistor) and the first MOSFET.
Are connected in series with each other, and these first MOs are connected in series between the voltage supply source and the switching power supply.
A series circuit of an SFET and a first resistor;
A series circuit of the OSFET and the first resistor is connected to the second MO
A circuit that is short-circuited by an SFET to prevent an inrush current; a transistor that is connected to a circuit that detects an input overvoltage from the voltage supply source and that operates at the time of an input overvoltage; and a transistor that operates from the transistor via a first diode. A circuit for supplying an operation signal to the gate of the first MOSFET and shutting off the first MOSFET; and a second MOSFE from the transistor via a second diode.
An operation signal is supplied to the gate of T, and the second MOSFE
And a circuit for shutting off T.
【０００９】本発明の第２の観点に係る保護回路は、ス
イッチング電源内部のコンデンサに流れる突入電流を防
止し且つ過電圧が発生した場合にその過電圧からその装
置を保護する保護回路において、第１のＭＯＳＦＥＴ
（金属酸化物電界効果トランジスタ）のソース−ドレイ
ン間と第１の抵抗とを直列に接続してなり、電圧供給源
とスイッチング電源との間に、直列に介挿されたこれら
第１のＭＯＳＦＥＴおよび第１の抵抗の直列回路と、前
記第１のＭＯＳＦＥＴおよび第１の抵抗の直列回路を、
第２のＭＯＳＦＥＴによって短絡させて突入電流を防止
する回路と、前記スイッチング電源における過電圧を検
出する回路に接続され、過電圧時に動作するトランジス
タと、前記トランジスタから第１のダイオードを経由し
て前記第１のＭＯＳＦＥＴのゲートに動作信号を供給
し、前記第１のＭＯＳＦＥＴを遮断する回路と、前記ト
ランジスタから第２のダイオードを経由して前記第２の
ＭＯＳＦＥＴのゲートに動作信号を供給し、前記第２の
ＭＯＳＦＥＴを遮断する回路と、を具備する。A protection circuit according to a second aspect of the present invention is a protection circuit for preventing an inrush current flowing through a capacitor inside a switching power supply and protecting the device from overvoltage when an overvoltage occurs. MOSFET
The first MOSFET and the first resistor are connected in series between the source and the drain of the (metal oxide field effect transistor) and the first resistor, and are inserted in series between the voltage supply source and the switching power supply. A series circuit of a first resistor, and a series circuit of the first MOSFET and the first resistor;
A circuit that is short-circuited by a second MOSFET to prevent an inrush current, a transistor that is connected to a circuit that detects an overvoltage in the switching power supply, and that operates at the time of overvoltage, and a first diode that is connected from the transistor via a first diode. A circuit for supplying an operation signal to the gate of the MOSFET and shutting off the first MOSFET; and supplying an operation signal to the gate of the second MOSFET from the transistor via a second diode. And a circuit for cutting off the MOSFET.
【００１０】前記電圧供給源からの入力電圧の両端間に
接続した第２の抵抗と第３の抵抗との直列回路をさらに
備え、且つこれら第２の抵抗と第３の抵抗との接続点を
前記第１のＭＯＳＦＥＴのゲートに接続してもよい。[0010] A series circuit of a second resistor and a third resistor connected between both ends of the input voltage from the voltage supply source is further provided, and a connection point between the second resistor and the third resistor is provided. It may be connected to the gate of the first MOSFET.
【００１１】前記電圧供給源からの入力電圧の両端間に
接続した第４の抵抗と第５の抵抗との直列回路をさらに
備え、且つこれら第４の抵抗と第５の抵抗との接続点を
前記第２のＭＯＳＦＥＴのゲートに接続してもよい。A series circuit of a fourth resistor and a fifth resistor connected between both ends of the input voltage from the voltage supply source is further provided, and a connection point between the fourth resistor and the fifth resistor is provided. It may be connected to the gate of the second MOSFET.
【００１２】本発明の保護回路においては、ＭＯＳＦＥ
Ｔのソース−ドレイン間と抵抗との直列回路を、スイッ
チング電源の入力部のコンデンサへの電圧供給路に直列
に挿入し、そのＭＯＳＦＥＴおよび抵抗の直列回路を遅
延時間を持たせて短絡させるＭＯＳＦＥＴからなる突入
電流防止回路と、過電圧が発生すると、前記両ＭＯＳＦ
ＥＴを遮断する回路を兼ね備えた回路とを有する。した
がって、スイッチング電源の入力部のコンデンサに流れ
る突入電流を抵抗により抑圧し、定常動作時にはライン
インピーダンスの小さい回路として、回路損出を少なく
するとともに、過電圧を検出して電圧供給源を遮断し保
護することにより、回路損失が少なく、簡単な構成で、
しかも効果的に突入電流を防止し且つ過電圧から保護す
ることを可能とする。In the protection circuit of the present invention, the MOSFE
A series circuit of a source and a drain of T and a resistor is inserted in series into a voltage supply path to a capacitor at an input part of a switching power supply, and a MOSFET and a series circuit of the resistor are short-circuited with a delay time. Rush current prevention circuit, and when an overvoltage occurs, the two MOSFETs
And a circuit also serving as a circuit for blocking ET. Therefore, the rush current flowing through the capacitor of the input part of the switching power supply is suppressed by the resistor, and the circuit with small line impedance is reduced in the steady operation to reduce the circuit loss and detect the overvoltage to shut off and protect the voltage supply source. As a result, circuit loss is small,
Moreover, it is possible to effectively prevent inrush current and protect from overvoltage.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１４】図１を参照して本発明による突入電流防止
および過電圧保護の両機能を有する保護回路の第１の実
施の形態を説明する。図１は、本発明の第１の実施の形
態に係る保護回路の構成を示している。Referring to FIG. 1, a first embodiment of a protection circuit having both functions of inrush current prevention and overvoltage protection according to the present invention will be described. FIG. 1 shows a configuration of a protection circuit according to the first embodiment of the present invention.
【００１５】図１に示す保護回路は、電圧供給源１、コ
ネクタ２、コネクタ２′、第１のＭＯＳＦＥＴ３、第１
の抵抗４、第２のＭＯＳＦＥＴ５、第２の抵抗６、第３
の抵抗７、第４の抵抗８、第５の抵抗９、コンデンサ１
０、第１のダイオード１１、第２のダイオード１２、ト
ランジスタ１３、入力電圧検出回路１４、スイッチング
電源１５、コンデンサ１６、コネクタ１７およびコネク
タ１７′を具備している。The protection circuit shown in FIG. 1 comprises a voltage source 1, a connector 2, a connector 2 ', a first MOSFET 3,
Resistance 4, the second MOSFET 5, the second resistance 6, the third
Resistor 7, fourth resistor 8, fifth resistor 9, capacitor 1
0, a first diode 11, a second diode 12, a transistor 13, an input voltage detection circuit 14, a switching power supply 15, a capacitor 16, a connector 17 and a connector 17 '.
【００１６】電圧供給源１は、例えばバッテリからなる
直流電源であり、直流電圧を供給する。コネクタ２およ
び２′は、電圧供給源１の正側端子および負側端子をそ
れぞれ被供給回路に接続するために用いられる。The voltage supply 1 is a DC power supply composed of, for example, a battery, and supplies a DC voltage. The connectors 2 and 2 'are used to connect the positive terminal and the negative terminal of the voltage supply 1 to a circuit to be supplied.
【００１７】第１のＭＯＳＦＥＴ３は、Ｎチャンネルの
ＭＯＳＦＥＴであり、ソースを電圧供給源１の負側のコ
ネクタ２′に接続し、ドレインを第１の抵抗４に接続
し、ゲートを第１のダイオード１１のアノードに接続し
ている。第１の抵抗４は、第１のＭＯＳＦＥＴ３のドレ
インとスイッチング電源１５の負側のコネクタ１７′と
の間に接続されている。The first MOSFET 3 is an N-channel MOSFET having a source connected to the negative connector 2 'of the voltage supply 1, a drain connected to the first resistor 4, and a gate connected to the first diode. 11 anodes. The first resistor 4 is connected between the drain of the first MOSFET 3 and the negative connector 17 ′ of the switching power supply 15.
【００１８】第２のＭＯＳＦＥＴ５は、Ｎチャンネルの
ＭＯＳＦＥＴであり、ソースを電圧供給源１の負側のコ
ネクタ２′に接続し、ドレインをスイッチング電源１５
の負側のコネクタ１７′に接続し、ゲートを第２のダイ
オード１２のアノードに接続している。The second MOSFET 5 is an N-channel MOSFET having a source connected to the negative connector 2 ′ of the voltage supply source 1 and a drain connected to the switching power supply 15.
, And the gate is connected to the anode of the second diode 12.
【００１９】第２の抵抗６および第３の抵抗７は、互い
に直列に接続され、その直列回路の一端、第２の抵抗６
側の端部、を電圧供給源１の正側のコネクタ２に接続
し、その直列回路の他端、第３の抵抗７側の端部、を電
圧供給源１の負側のコネクタ２′に接続している。The second resistor 6 and the third resistor 7 are connected in series with each other, and one end of the series circuit is connected to the second resistor 6.
The other end of the series circuit, the end on the third resistor 7 side, is connected to the negative connector 2 ′ of the voltage supply 1. Connected.
【００２０】第４の抵抗８および第５の抵抗９は、互い
に直列に接続され、その直列回路の一端、第４の抵抗８
側の端部、を電圧供給源１の正側のコネクタ２に接続
し、その直列回路の他端、第５の抵抗９側の端部、を電
圧供給源１の負側のコネクタ２′に接続している。コン
デンサ１０は、遅延動作用のコンデンサであり、第４の
抵抗８と第５の抵抗９との接続点と電圧供給源１の負側
のコネクタ２′との間に接続されている。The fourth resistor 8 and the fifth resistor 9 are connected in series with each other, and one end of the series circuit is connected to the fourth resistor 8.
End of the voltage supply source 1 is connected to the positive connector 2 of the voltage supply source 1, and the other end of the series circuit, the end of the fifth resistor 9 is connected to the negative connector 2 'of the voltage supply source 1. Connected. The capacitor 10 is a capacitor for delay operation, and is connected between a connection point between the fourth resistor 8 and the fifth resistor 9 and the negative connector 2 ′ of the voltage supply 1.
【００２１】第１のダイオード１１は、カソードをトラ
ンジスタ１３のコレクタに接続し、アノードを第２の抵
抗６と第３の抵抗７との接続点に接続している。第２の
ダイオード１２は、カソードをトランジスタ１３のコレ
クタに接続し、アノードを第４の抵抗８と第５の抵抗９
との接続点に接続している。The first diode 11 has a cathode connected to the collector of the transistor 13 and an anode connected to a connection point between the second resistor 6 and the third resistor 7. The second diode 12 has a cathode connected to the collector of the transistor 13 and an anode connected to the fourth resistor 8 and the fifth resistor 9.
Is connected to the connection point.
【００２２】トランジスタ１３は、ｎｐｎトランジスタ
であり、上述したようにコレクタを第１および第２のダ
イオード１１および１２のカソードに接続し、エミッタ
を電圧供給源１の負側のコネクタ２′に接続し、ベース
を入力電圧検出回路１４の検出出力端に接続する。入力
電圧検出回路１４は、電圧供給源１による入力電圧の過
電圧を検出すると、検出信号をトランジスタ１３のベー
スに供給する。The transistor 13 is an npn transistor. The collector is connected to the cathodes of the first and second diodes 11 and 12, and the emitter is connected to the negative connector 2 'of the voltage supply 1 as described above. , The base is connected to the detection output terminal of the input voltage detection circuit 14. When detecting an overvoltage of the input voltage from the voltage supply source 1, the input voltage detection circuit 14 supplies a detection signal to the base of the transistor 13.
【００２３】スイッチング電源１５は、入力部にコンデ
ンサ１６を有し、コンデンサ１６の両端にあらわれる直
流電圧をスイッチングすることにより、出力電圧を制御
する。コネクタ１７およびコネクタ１７′は、電圧供給
源１から与えられる電圧の、それぞれ正側および負側
を、スイッチング電源１５のコンデンサ１６の両端に供
給する。The switching power supply 15 has a capacitor 16 at an input portion, and controls an output voltage by switching a DC voltage appearing at both ends of the capacitor 16. The connector 17 and the connector 17 ′ respectively supply the positive side and the negative side of the voltage supplied from the voltage supply source 1 to both ends of the capacitor 16 of the switching power supply 15.
【００２４】すなわち、第１のＭＯＳＦＥＴ３のソース
−ドレイン間と第１の抵抗４との直列回路が、電圧供給
源１とスイッチング電源１５との間の給電路に直列に挿
入され、この直列回路の両端が第２のＭＯＳＦＥＴ５の
ソースおよびドレインにそれぞれ接続される。第１のダ
イオード１１のアノードと、第２および第３の抵抗６お
よび７の相互接続点とは、第１のＭＯＳＦＥＴ３のゲー
トに共通に接続され、第２のダイオード１２のアノード
と、第４および第５の抵抗８および９の相互接続点と
は、第２のＭＯＳＦＥＴ５のゲートに共通に接続され
る。第１および第２のダイオード１１および１２のカソ
ードは、トランジスタ１３のコレクタに共通に接続され
る。That is, a series circuit between the source and the drain of the first MOSFET 3 and the first resistor 4 is inserted in series into a power supply path between the voltage supply source 1 and the switching power supply 15. Both ends are connected to the source and drain of the second MOSFET 5, respectively. The anode of the first diode 11 and the interconnection point of the second and third resistors 6 and 7 are commonly connected to the gate of the first MOSFET 3, and the anode of the second diode 12 and the fourth and The interconnection point of the fifth resistors 8 and 9 is commonly connected to the gate of the second MOSFET 5. The cathodes of the first and second diodes 11 and 12 are commonly connected to the collector of the transistor 13.
【００２５】次に、上述のように構成される保護回路の
回路動作について図１を参照しながら説明する。Next, the circuit operation of the protection circuit configured as described above will be described with reference to FIG.
【００２６】電圧供給源１から、コネクタ２および２′
を介して電圧が印加されると、その電圧が第２の抵抗６
と第３の抵抗７により分圧されて、Ｎチャンネルの第１
のＭＯＳＦＥＴ３のゲートに電圧が印加される。このゲ
ート電圧により、第１のＭＯＳＦＥＴ３がオンとなって
ドレイン電流が流れ始め、この第１のＭＯＳＦＥＴ３の
ソース−ドレイン間と直列に挿入されている第１の抵抗
４により、スイッチング電源１５の内部にあるコンデン
サ１６を、流れる電流を抑圧しながら充電する。このた
め、コンデンサ１６への電圧印加開始時の突入電流が防
止される。From the voltage supply 1, connectors 2 and 2 '
When a voltage is applied through the second resistor 6
And the third resistor 7 to divide the voltage,
A voltage is applied to the gate of the MOSFET 3. Due to this gate voltage, the first MOSFET 3 is turned on and a drain current starts to flow, and the first resistor 4 inserted in series between the source and the drain of the first MOSFET 3 causes the inside of the switching power supply 15 to be inside. A certain capacitor 16 is charged while suppressing a flowing current. Therefore, an inrush current at the start of voltage application to the capacitor 16 is prevented.
【００２７】上述の動作と同時に、第４の抵抗８、第５
の抵抗９およびコンデンサ１０により、Ｎチャンネルの
第２のＭＯＳＦＥＴ５がオンとなる電圧まで、この第２
のＭＯＳＦＥＴ５のゲート電圧が緩やかに上昇して、突
入電流が抑圧される間の遅延時間を持たせた後、第２の
ＭＯＳＦＥＴ５がオンとなる。第２のＭＯＳＦＥＴ５の
オン動作により、第１のＭＯＳＦＥＴ３のソース−ドレ
イン間と第１の抵抗４の直列回路が短絡されて、通常の
動作ではラインインピーダンスが小さい定常動作状態と
なる。At the same time as the above operation, the fourth resistor 8, the fifth resistor
This resistor 9 and capacitor 10 allow the second MOSFET 5 of the N-channel to be turned on until the second MOSFET 5 is turned on.
After the gate voltage of the MOSFET 5 gradually rises to provide a delay time during which the rush current is suppressed, the second MOSFET 5 is turned on. By the ON operation of the second MOSFET 5, the series circuit between the source and the drain of the first MOSFET 3 and the first resistor 4 is short-circuited, and a normal operation state is established in which the line impedance is small.
【００２８】さらに、電圧供給源１からの入力に過電圧
が発生すると、入力過電圧検出回路１４がその過電圧を
検出し、検出信号を発生する。この過電圧検出信号によ
り、トランジスタ１３がオンとなり、第１のダイオード
１１および第２のダイオード１２を通して、それぞれ第
１のＭＯＳＦＥＴ３および第２のＭＯＳＦＥＴ５のゲー
ト電圧を“Ｌ（低電位）”とする。このため第１のＭＯ
ＳＦＥＴ３および第２のＭＯＳＦＥＴ５が共にオフとな
って、スイッチング電源１５への電力供給路が遮断さ
れ、スイッチング電源１５に対する過電圧の印加が防止
される。Further, when an overvoltage occurs at the input from the voltage supply source 1, the input overvoltage detecting circuit 14 detects the overvoltage and generates a detection signal. The transistor 13 is turned on by the overvoltage detection signal, and the gate voltages of the first MOSFET 3 and the second MOSFET 5 are set to “L (low potential)” through the first diode 11 and the second diode 12, respectively. Therefore, the first MO
Both the SFET 3 and the second MOSFET 5 are turned off, the power supply path to the switching power supply 15 is cut off, and application of an overvoltage to the switching power supply 15 is prevented.
【００２９】上述のように、突入電流防止および過電圧
保護の両機能を兼ね備えた安全な回路構成により、通常
の動作ではラインインピーダンスを小さくすることによ
り、定常状態における回路損失を少なくすることができ
る。As described above, the circuit loss in a steady state can be reduced by reducing the line impedance in a normal operation by a safe circuit configuration having both the function of preventing inrush current and the function of overvoltage protection.
【００３０】なお、本発明による突入電流防止および過
電圧保護の両機能を有する保護回路は上述した第１の実
施の形態に限定されず、種々に変形して、応用し実施す
ることが可能である。It should be noted that the protection circuit having both functions of preventing inrush current and overvoltage protection according to the present invention is not limited to the above-described first embodiment, but can be variously modified, applied and implemented. .
【００３１】本発明の第２の実施の形態に係る突入電流
防止および過電圧保護の両機能を有する保護回路の構成
を図２に示す。FIG. 2 shows a configuration of a protection circuit according to a second embodiment of the present invention, which has both functions of inrush current prevention and overvoltage protection.
【００３２】図２に示す保護回路は、図１と同様の電圧
供給源１、コネクタ２、コネクタ２′、スイッチング電
源１５、コンデンサ１６、コネクタ１７およびコネクタ
１７′を具備している。また、図２の保護回路は、図１
の第１の抵抗４、第２の抵抗６、第３の抵抗７、第４の
抵抗８、第５の抵抗９、コンデンサ１０、第１のダイオ
ード１１、第２のダイオード１２とそれぞれほぼ同様
の、第１の抵抗４Ａ、第２の抵抗６Ａ、第３の抵抗７
Ａ、第４の抵抗８Ａ、第５の抵抗９Ａ、コンデンサ１０
Ａ、第１のダイオード１１Ａおよび第２のダイオード１
２Ａを備えている。さらに、図２に示す保護回路は、図
１の第１のＭＯＳＦＥＴ３、第２のＭＯＳＦＥＴ５、ト
ランジスタ１３および入力電圧検出回路１４とはそれぞ
れ若干異なる、第１のＭＯＳＦＥＴ１８、第２のＭＯＳ
ＦＥＴ１９、トランジスタ２０および入力電圧検出回路
２１を有し、さらに第６の抵抗２２を設けている。The protection circuit shown in FIG. 2 includes a voltage source 1, a connector 2, a connector 2 ', a switching power supply 15, a capacitor 16, a connector 17, and a connector 17' similar to those in FIG. Further, the protection circuit of FIG.
The first resistor 4, the second resistor 6, the third resistor 7, the fourth resistor 8, the fifth resistor 9, the capacitor 10, the first diode 11, and the second diode 12 are substantially the same as the first resistor 4, the second resistor 6, the third resistor 7, , A first resistor 4A, a second resistor 6A, a third resistor 7
A, fourth resistor 8A, fifth resistor 9A, capacitor 10
A, first diode 11A and second diode 1
2A. Further, the protection circuit shown in FIG. 2 differs from the first MOSFET 3, the second MOSFET 5, the transistor 13 and the input voltage detection circuit 14 in FIG.
It has an FET 19, a transistor 20, and an input voltage detection circuit 21, and further includes a sixth resistor 22.
【００３３】この場合、第１のＭＯＳＦＥＴ１８および
第２のＭＯＳＦＥＴ１９は、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ
であり、第１のＭＯＳＦＥＴ１８のソース−ドレイン間
と第１の抵抗４Ａの直列回路、並びに第２のＭＯＳＦＥ
Ｔ１９のソース−ドレイン間が、電圧供給源１の正側コ
ネクタ２からスイッチング電源１５の正側コネクタ１７
への電力供給路に挿入されている。第２の抵抗６Ａおよ
び第３の抵抗７Ａは、第２の抵抗６Ａが電圧供給源１の
負側コネクタ２′側に配置され、第３の抵抗７Ａが電圧
供給源１の正側コネクタ２側に配置される。第４の抵抗
８Ａおよび第５の抵抗９Ａは、第４の抵抗８Ａが電圧供
給源１の負側コネクタ２′側に配置され、第５の抵抗９
Ａが電圧供給源１の正側コネクタ２側に配置されて、こ
の第５の抵抗９Ａに並列に遅延動作用のコンデンサ１０
Ａが接続される。トランジスタ２０はｐｎｐトランジス
タであり、第１のダイオード１１Ａのアノードおよび第
２のダイオード１２Ａのアノードは、トランジスタ２０
のコレクタに共通に接続される。電圧供給源１による入
力電圧の過電圧を検出する入力電圧検出回路２１は、検
出信号をトランジスタ２０のベースに供給する。トラン
ジスタ２０のエミッタは、電圧供給源１の正側コネクタ
２に接続され、トランジスタ２０のベースとトランジス
タ２０のエミッタとの間に、第６の抵抗２２が接続され
る。In this case, the first MOSFET 18 and the second MOSFET 19 are P-channel MOSFETs.
And a series circuit between the source and the drain of the first MOSFET 18 and the first resistor 4A, and a second MOSFE
The interval between the source and the drain of T19 is from the positive connector 2 of the voltage supply source 1 to the positive connector 17 of the switching power supply 15.
To the power supply path. The second resistor 6A and the third resistor 7A are arranged such that the second resistor 6A is disposed on the negative connector 2 'side of the voltage supply source 1, and the third resistor 7A is disposed on the positive connector 2 side of the voltage supply source 1. Placed in The fourth resistor 8A and the fifth resistor 9A are arranged such that the fourth resistor 8A is disposed on the negative connector 2 'side of the voltage supply source 1, and the fifth resistor 9A
A is disposed on the side of the positive connector 2 of the voltage supply source 1, and a capacitor 10 for delay operation is connected in parallel with the fifth resistor 9A.
A is connected. The transistor 20 is a pnp transistor, and the anode of the first diode 11A and the anode of the second diode 12A
Connected in common to the collectors. An input voltage detection circuit 21 that detects an overvoltage of the input voltage by the voltage supply source 1 supplies a detection signal to the base of the transistor 20. The emitter of the transistor 20 is connected to the positive connector 2 of the voltage supply 1, and the sixth resistor 22 is connected between the base of the transistor 20 and the emitter of the transistor 20.
【００３４】このような構成の保護回路においても、図
１の場合と同様の低損失で安全に突入電流を防止し且つ
過電圧から保護する保護動作を達成することができる。Also in the protection circuit having such a configuration, it is possible to achieve a protection operation of safely preventing an inrush current and protecting against an overvoltage with low loss as in the case of FIG.
【００３５】図３に、本発明の第３の実施の形態に係る
突入電流防止および過電圧保護の両機能を有する保護回
路の構成を示す。FIG. 3 shows a configuration of a protection circuit according to a third embodiment of the present invention, which has both functions of inrush current prevention and overvoltage protection.
【００３６】図３の保護回路は、図１の保護回路と同様
の電圧供給源１、コネクタ２、コネクタ２′、第１のＭ
ＯＳＦＥＴ３、第１の抵抗４、第２のＭＯＳＦＥＴ５、
第２の抵抗６、第３の抵抗７、第４の抵抗８、第５の抵
抗９、コンデンサ１０、第１のダイオード１１、第２の
ダイオード１２、トランジスタ１３、スイッチング電源
１５、コンデンサ１６、コネクタ１７およびコネクタ１
７′を具備し、さらに図１の入力電圧検出回路１４に代
えて第１の過電圧検出回路２３を設け、さらに、第２の
過電圧検出回路２４を設けている。The protection circuit shown in FIG. 3 has the same voltage supply source 1, connector 2, connector 2 'and first M
OSFET 3, first resistor 4, second MOSFET 5,
Second resistor 6, third resistor 7, fourth resistor 8, fifth resistor 9, capacitor 10, first diode 11, second diode 12, transistor 13, switching power supply 15, capacitor 16, connector 17 and connector 1
7 ', a first overvoltage detection circuit 23 is provided in place of the input voltage detection circuit 14 of FIG. 1, and a second overvoltage detection circuit 24 is further provided.
【００３７】第２の過電圧検出回路２４は、スイッチン
グ電源１５の出力または内部回路等における電圧検出信
号を第１の過電圧検出回路２３に供給する。第１の過電
圧検出回路２３は、第２の過電圧検出回路２４の検出信
号に基づいて、スイッチング電源１５の出力または内部
回路等における過電圧を検出し、検出信号をトランジス
タ１３のベースに供給する。The second overvoltage detection circuit 24 supplies an output of the switching power supply 15 or a voltage detection signal from an internal circuit or the like to the first overvoltage detection circuit 23. The first overvoltage detection circuit 23 detects an output of the switching power supply 15 or an overvoltage in an internal circuit or the like based on the detection signal of the second overvoltage detection circuit 24 and supplies the detection signal to the base of the transistor 13.
【００３８】図３の保護回路は、スイッチング電源１５
における出力電圧等のように、入力電圧以外の過電圧発
生を、第１の過電圧検出回路２３および第２の過電圧検
出回路２４で検出し、図１の場合と同様に動作させて、
突入電流防止および過電圧保護を実現する。The protection circuit shown in FIG.
The first overvoltage detection circuit 23 and the second overvoltage detection circuit 24 detect the occurrence of an overvoltage other than the input voltage, such as the output voltage in, and operate in the same manner as in FIG.
Provides inrush current prevention and overvoltage protection.
【００３９】[0039]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
回路損失が少なく、簡単な構成で、しかも効果的に突入
電流を防止し且つ過電圧から保護することを可能とし
て、低損失で安全な保護回路を提供することができる。As described above, according to the present invention,
It is possible to provide a low-loss and safe protection circuit that has a simple configuration with a small circuit loss, and can effectively prevent inrush current and protect against overvoltage.
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る突入電流防止
および過電圧保護の両機能を有する保護回路の構成を示
す回路構成図である。FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing a configuration of a protection circuit having both functions of inrush current prevention and overvoltage protection according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る突入電流防止
および過電圧保護の両機能を有する保護回路の構成を示
す回路構成図である。FIG. 2 is a circuit configuration diagram showing a configuration of a protection circuit having both functions of inrush current prevention and overvoltage protection according to a second embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る突入電流防止
および過電圧保護の両機能を有する保護回路の構成を示
す回路構成図である。FIG. 3 is a circuit configuration diagram showing a configuration of a protection circuit having both functions of inrush current prevention and overvoltage protection according to a third embodiment of the present invention.
【図４】従来の突入電流防止および過電圧保護の両機能
を有する保護回路の一例の構成を示す回路構成図であ
る。FIG. 4 is a circuit configuration diagram showing a configuration of an example of a conventional protection circuit having both functions of inrush current prevention and overvoltage protection.
１ 電圧供給源（電源） ２ コネクタ ２′ コネクタ ３ 第１のＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物電界効果トラン
ジスタ） ４ 第１の抵抗 ４Ａ 第１の抵抗 ５ 第２のＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物電界効果トラン
ジスタ） ６ 第２の抵抗 ６Ａ 第２の抵抗 ７ 第３の抵抗 ７Ａ 第３の抵抗 ８ 第４の抵抗 ８Ａ 第４の抵抗 ９ 第５の抵抗 ９Ａ 第５の抵抗 １０ 遅延動作用コンデンサ １０Ａ 遅延動作用コンデンサ １１ 第１のダイオード １１Ａ 第１のダイオード １２ 第２のダイオード １２Ａ 第２のダイオード １３ トランジスタ １４ 入力電圧検出回路 １５ スイッチング電源 １６ 入力部コンデンサ １７ コネクタ １７′ コネクタ １８ 第１のＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物電界効果トラ
ンジスタ） １９ 第２のＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物電界効果トラ
ンジスタ） ２０ トランジスタ ２１ 入力電圧検出回路 ２２ 第６の抵抗 ２３ 第１の過電圧検出回路 ２４ 第２の過電圧検出回路DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Voltage supply (power supply) 2 Connector 2 'connector 3 1st MOSFET (metal oxide field effect transistor) 4 1st resistance 4A 1st resistance 5 2nd MOSFET (metal oxide field effect transistor) 6th 2 resistor 6A 2nd resistor 7 3rd resistor 7A 3rd resistor 8 4th resistor 8A 4th resistor 9 5th resistor 9A 5th resistor 10 Delay operation capacitor 10A Delay operation capacitor 11th 1 diode 11A first diode 12 second diode 12A second diode 13 transistor 14 input voltage detection circuit 15 switching power supply 16 input capacitor 17 connector 17 'connector 18 first MOSFET (metal oxide field effect transistor) 19 Second MOSFET (Metal Oxide Field Effect Transistor) Reference Signs List 20 transistor 21 input voltage detection circuit 22 sixth resistor 23 first overvoltage detection circuit 24 second overvoltage detection circuit
Claims (4)
る突入電流を防止し且つ過電圧が発生した場合にその過
電圧からその装置を保護する保護回路において、 第１のＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物電界効果トランジス
タ）のソース−ドレイン間と第１の抵抗とを直列に接続
してなり、電圧供給源とスイッチング電源との間に、直
列に介挿されたこれら第１のＭＯＳＦＥＴおよび第１の
抵抗の直列回路と、 前記第１のＭＯＳＦＥＴおよび第１の抵抗の直列回路
を、第２のＭＯＳＦＥＴによって短絡させて突入電流を
防止する回路と、 前記電圧供給源からの入力過電圧を検出する回路に接続
され、入力過電圧時に動作するトランジスタと、 前記トランジスタから第１のダイオードを経由して前記
第１のＭＯＳＦＥＴのゲートに動作信号を供給し、前記
第１のＭＯＳＦＥＴを遮断する回路と、 前記トランジスタから第２のダイオードを経由して前記
第２のＭＯＳＦＥＴのゲートに動作信号を供給し、前記
第２のＭＯＳＦＥＴを遮断する回路と、を具備すること
を特徴とする保護回路。In a protection circuit for preventing an inrush current flowing through a capacitor inside a switching power supply and protecting the device from overvoltage when an overvoltage occurs, a source of a first MOSFET (metal oxide field effect transistor) is provided. A series circuit of the first MOSFET and the first resistor, which is connected in series between the drain and the first resistor, and is interposed in series between the voltage supply source and the switching power supply; A series circuit of a first MOSFET and a first resistor is short-circuited by a second MOSFET to prevent an inrush current, and is connected to a circuit for detecting an input overvoltage from the voltage supply, and operates when the input overvoltage occurs. And an operating signal is supplied from the transistor to the gate of the first MOSFET via a first diode, A circuit for interrupting the first MOSFET, and a circuit for supplying an operation signal from the transistor to the gate of the second MOSFET via a second diode to interrupt the second MOSFET. A protection circuit characterized in that:
る突入電流を防止し且つ過電圧が発生した場合にその過
電圧からその装置を保護する保護回路において、 第１のＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物電界効果トランジス
タ）のソース−ドレイン間と第１の抵抗とを直列に接続
してなり、電圧供給源とスイッチング電源との間に、直
列に介挿されたこれら第１のＭＯＳＦＥＴおよび第１の
抵抗の直列回路と、 前記第１のＭＯＳＦＥＴおよび第１の抵抗の直列回路
を、第２のＭＯＳＦＥＴによって短絡させて突入電流を
防止する回路と、 前記スイッチング電源における過電圧を検出する回路に
接続され、過電圧時に動作するトランジスタと、 前記トランジスタから第１のダイオードを経由して前記
第１のＭＯＳＦＥＴのゲートに動作信号を供給し、前記
第１のＭＯＳＦＥＴを遮断する回路と、 前記トランジスタから第２のダイオードを経由して前記
第２のＭＯＳＦＥＴのゲートに動作信号を供給し、前記
第２のＭＯＳＦＥＴを遮断する回路と、を具備すること
を特徴とする保護回路。2. A protection circuit for preventing an inrush current flowing through a capacitor inside a switching power supply and protecting the device from an overvoltage when an overvoltage occurs, a source of a first MOSFET (metal oxide field effect transistor). A series circuit of the first MOSFET and the first resistor, which is connected in series between the drain and the first resistor, and is interposed in series between the voltage supply source and the switching power supply; A circuit for short-circuiting a series circuit of a first MOSFET and a first resistor by a second MOSFET to prevent an inrush current; a transistor connected to a circuit for detecting an overvoltage in the switching power supply and operating at an overvoltage; Supplying an operation signal from the transistor to the gate of the first MOSFET via a first diode; A circuit for interrupting the first MOSFET, and a circuit for supplying an operation signal from the transistor to the gate of the second MOSFET via a second diode to interrupt the second MOSFET. A protection circuit characterized in that:
接続した第２の抵抗と第３の抵抗との直列回路をさらに
備え、且つこれら第２の抵抗と第３の抵抗との接続点を
前記第１のＭＯＳＦＥＴのゲートに接続したことを特徴
とする請求項１または２に記載の保護回路。3. The circuit according to claim 1, further comprising a series circuit of a second resistor and a third resistor connected between both ends of the input voltage from the voltage supply source, and connecting the second resistor and the third resistor. 3. The protection circuit according to claim 1, wherein a point is connected to a gate of the first MOSFET.
接続した第４の抵抗と第５の抵抗との直列回路をさらに
備え、且つこれら第４の抵抗と第５の抵抗との接続点を
前記第２のＭＯＳＦＥＴのゲートに接続したことを特徴
とする請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載の保
護回路。4. A system according to claim 1, further comprising a series circuit of a fourth resistor and a fifth resistor connected between both ends of the input voltage from the voltage supply source, and connecting the fourth resistor to the fifth resistor. 4. The protection circuit according to claim 1, wherein a point is connected to a gate of the second MOSFET.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28471199A JP2001109527A (en) | 1999-10-05 | 1999-10-05 | Protecting circuit |
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Publications (1)
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|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009044884A (en) * | 2007-08-09 | 2009-02-26 | Hitachi Kokusai Electric Inc | Overvoltage protection circuit |
| JP2010273430A (en) * | 2009-05-20 | 2010-12-02 | Mitsubishi Electric Corp | Device for switching load of transformer |
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| JP2018196115A (en) * | 2017-05-16 | 2018-12-06 | コンチネンタル オートモーティヴ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＣｏｎｔｉｎｅｎｔａｌ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ ＧｍｂＨ | Electronic module, motor vehicle, and method for limiting input current during switch-on process of module |
-
1999
- 1999-10-05 JP JP28471199A patent/JP2001109527A/en not_active Withdrawn
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| US10923908B2 (en) | 2017-05-16 | 2021-02-16 | Continental Automotive Gmbh | Electronic module and motor vehicle and method for limiting an input current during a switch-on process of the module |
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