JP2003111271A - 電子機器 - Google Patents

電子機器

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JP2003111271A
JP2003111271A JP2001307254A JP2001307254A JP2003111271A JP 2003111271 A JP2003111271 A JP 2003111271A JP 2001307254 A JP2001307254 A JP 2001307254A JP 2001307254 A JP2001307254 A JP 2001307254A JP 2003111271 A JP2003111271 A JP 2003111271A
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power supply
circuit
zener diode
supply terminal
short
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Koichi Morimoto
光一 森本
Hideki Tanaka
秀樹 田中
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/04Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
    • H02H9/042Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage comprising means to limit the absorbed power or indicate damaged over-voltage protection device
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/02Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess current
    • H02H9/026Current limitation using PTC resistors, i.e. resistors with a large positive temperature coefficient

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  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は電子機器において、その電源端子に
定格以上の電圧が供給された場合における損傷防止を図
ることを目的とするものである。 【解決手段】 この目的を達成するために本発明は、そ
の保護回路6を、電源端子2に直列接続したPTCサー
ミスタ10と、その下流側において、電源端子2間を短
絡させるツエナーダイオード11とにより構成したもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来の電子機器は次のような構成になっ
ていた。すなわち、電源端子と、この電源端子に順に接
続された保護回路、電源制御回路、負荷回路とを備えた
構成となっていた。例えば、AC/DCコンバーターか
らのプラグを電源端子に差込み、この電源端子から受け
た電圧を電源制御回路で負荷回路に適切な値の電圧に変
換し、この電圧により負荷回路を駆動する構成であっ
た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例で問題とな
るのは、電源端子に供給される電圧が定格以上の値が接
続印加された場合に、電源制御回路や負荷回路が損傷さ
れてしまうということであった。すなわち、従来の保護
回路はヒューズ等の電流制限素子で構成されていた。こ
の電流制限素子を設けているにもかかわらず、電源端子
に定格以上の電圧が接続された場合に、電源制御回路や
負荷回路が損傷してしまう理由は、次のような理由であ
る。一般に充電時の電流は0.4A〜1.0Aであるた
め、保護回路の電流制限素子の保護動作電流は、通常
0.5〜1.5Aの素子が用いられている。そして、電
源端子に例えば、定格3Vの倍の6Vが誤って接続され
てしまった場合、この電圧により流れる電流は2倍にな
るが、負荷回路の抵抗が20Ω以上の場合、この最低の
20Ωの場合でも、0.3Aの電流が通電される。その
ため、定格の倍の電圧が誤って印加されても、電流制限
素子の保護動作電流以下のため、保護回路は動作しな
い。この結果、保護回路の下流域にある電源制御回路や
負荷回路は、特に半導体素子により構成されているため
簡単に損傷してしまう。
【0004】そこで本発明は、上記従来の電子機器の損
傷防止を図ることを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】そして上記目的を達成す
るために本発明の請求項1に記載の発明は、電源端子
と、この電源端子に順に直列接続した保護回路、電源制
御回路、負荷回路とを備え、前記保護回路は、電源端子
に直列接続した過電流保護素子と、この過電流保護素子
の下流において、電源端子間を短絡させる短絡回路とを
有する電子機器としたものである。すなわち、この請求
項1に記載の発明においては、過電流保護素子の下流に
おいて、電源端子間を短絡させる短絡回路を設けたもの
であるので、例えば従来例にあるように定格の倍の電圧
が接続印加されてしまった場合には、この過電流保護素
子の下流域において短絡回路が働き、この短絡により過
電流保護素子には、その定格を越える電流が瞬時に流
れ、この過電流により過電流保護素子が動作し、過電流
保護素子に大半の電圧が分圧印加され、この過電流保護
素子よりも下流域に存在する電源制御回路や負荷回路の
損傷を防止することができるものである。
【0006】次に本発明の請求項2に記載の発明は、短
絡回路をツエナーダイオードにより構成した請求項1に
記載の電子機器であり、短絡回路をツエナーダイオード
一つにより構成されることにより、保護回路を極めて簡
単にすることができるものである。
【0007】次に本発明の請求項3に記載の発明は、短
絡回路はツエナーダイオードと抵抗の直列体と、このツ
エナーダイオードと抵抗の接続点にその制御端子を接続
した半導体スイッチング素子とにより構成した請求項1
に記載の電子機器であり、短絡回路をツエナーダイオー
ド一つにより構成するだけでなく、半導体スイッチング
素子を用いることにより、ツエナーダイオードとして放
熱の大きい素子を用いる必要がないという効果が得られ
る。半導体スイッチング素子は例えばトランジスタなど
のように、ツエナーダイオードに比しその耐電流は大き
く、この素子に短絡電流を通電させる方が素子が劣化し
にくく、かつ部品選定も容易である。
【0008】次に本発明の請求項4に記載の発明は、過
電流保護素子と、短絡回路とを熱結合した請求項2に記
載の電子機器であり、過電流保護素子と短絡回路を熱結
合することにより、短絡電流が通電されることにより、
短絡回路で発生する熱を過電流保護素子に伝えること
で、過電流保護素子の過電流に対する動作速度を速める
ことができるものである。
【0009】次に本発明の請求項5に記載の発明は、過
電流保護素子と、短絡回路のツエナーダイオードを一つ
のランドを介して接続した請求項4に記載の電子機器で
あり、過電流保護素子とツエナーダイオードを一つのラ
ンドを介して接続することにより、両者の熱的結合を高
めることができるものである。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を添付図面
に従って説明する。
【0011】図1において、1は電子機器の本体で、こ
の本体1の側面には電源端子2が設けられている。この
電源端子2には、AC/DCコンバータ3のプラグ4が
差し込まれるようになっている。次に図2に示すよう
に、AC/DCコンバータ3には、ACのプラグ5が設
けられており、このプラグ5から供給されたAC電源
は、AC/DCコンバータ3で例えば3VのDCの電源
に変換され、それがプラグ4を介して、電源端子2に供
給されるようになっている。電源端子2には、その下流
に向けて順に保護回路6、電源制御回路7、充電池8と
負荷回路9が接続されている。具体的には、電源端子2
から供給された3Vの電圧は、保護回路6を介してその
下流域に伝えられるようになっている。まず、その3V
は、電源制御回路7で例えば、1.2Vに降圧され、例
えば充電池8への充電が必要なときには、この電源制御
回路7を介して充電が行われる。また、負荷回路9に直
接1.2Vを供給する場合には、この電源制御回路7か
ら1.2Vを負荷回路9に供給されるようになってい
る。また、図2に示したように、まだ電源端子2にプラ
グ4が差し込まれていない状態においては、充電池8に
充電された1.2Vは、電源制御回路7を介して負荷回
路9に供給されるようになっている。
【0012】このように構成された電子機器において、
保護回路6は図3に示したような構成になっている。す
なわち、電源端子2には、直列に過電流保護素子の一例
として、PTCサーミスタ10が接続されており、この
PTCサーミスタ10の下流において、例えばブレイク
ダウン電圧が4Vのツエナーダイオード11が電源端子
2を短絡するように設けられている。この構成により、
例えば電源端子2に、プラグ4から誤って6Vが供給さ
れてしまった場合には、ツエナーダイオード11がその
ブレイクダウン電圧4Vよりも高い電圧が印加されたこ
とにより、短絡電流が流れ、たとえば瞬時的には10A
以上の大電流が流れることによりPTCサーミスタ10
がこの大電流により自己発熱し、高い抵抗値に変化す
る。これより、この電子機器の本体1に通電される電流
値は微小に制限され、また、誤って印加された電源電圧
6Vも高抵抗に変化したPTCサーミスタ10に大半が
分圧されるため、それ以外の回路には、定格電圧以下の
電圧しか分圧されない。この結果、誤って大きな電圧が
印加されても電源制御回路7には、もとの定格電圧以下
の電圧しか印加されない。
【0013】なお、図3においては、PTCサーミスタ
10を電源端子2のプラス側に設けたが、図4に示すよ
うに、マイナス側に設けても同じ動作が得られた。
【0014】また、図3と図4に示したPTCサーミス
タ10とツエナーダイオード11は、図5と図6に示す
ように両者を熱的に結合した。図5と図6に示すように
ツエナーダイオード11をプリント基板12Aの一つの
ランド12に、はんだ13によって接続したものであ
る。このように両者を近接させておけば、上述した短絡
によるツエナーダイオード11への大電流によるツエナ
ーダイオード11、ランド12、はんだ13部分におけ
る発熱をPTCサーミスタ10に効果的に伝えることが
でき、この結果、PTCサーミスタ10が、自己温度を
高め、より速く高抵抗に変化し、電流を減衰させかつ電
圧を分圧させる。よって、上述したような電源制御回路
7、充電池8と負荷回路9に対する保護動作は、より速
くなるため安全になるものである。
【0015】図7と図8は、本発明の他の実施形態を示
したものである。この実施形態では、PTCサーミスタ
10の下流における短絡回路は、ツエナーダイオード1
1と抵抗14の直列体と、この両者の接続点に抵抗15
を介して接続した半導体スイッチング素子の一例として
のトランジスタ16により構成したものである。すなわ
ち、図7の例においては、上述した定格以上の電圧が印
加されてしまった場合には、ツエナーダイオード11に
電流が流れ、抵抗15を介してトランジスタ16をON
にし、コレクタ、エミッタ間に短絡電量を流す。これに
より、短絡電流はツエナーダイオード11側でなく、ト
ランジスタ16に流すことにしたものである。つまりツ
エナーダイオード11よりトランジスタ16の方が、耐
電流に対する許容量があるため、このような短絡電流を
流す場合には、トランジスタ16を用いた場合の方が適
した場合がある。なお、図7においては、PTCサーミ
スタを電源端子2のプラス側に設けたが、図8に示すよ
うに、マイナス側に設けても同じ動作が得られた。
【0016】
【発明の効果】以上のように本発明の電源端子と、この
電源端子に順に直列接続した保護回路、電源制御回路、
負荷回路とを備え、前記保護回路は、電源端子に直列接
続した過電流保護素子と、この過電流保護素子の下流に
おいて、電源端子間を短絡させる短絡回路とを有する構
成としたものであるため、この構成の電子機器に定格以
上の電圧が誤って接続された場合においても、その電源
制御回路や負荷回路の損傷を防止することができるとい
う効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の斜視図
【図2】本発明の一実施形態の回路ブロック図
【図3】本発明の一実施形態の保護回路の回路図
【図4】保護回路の他の例を示す回路図
【図5】保護回路のPTCサーミスタとツエナーダイオ
ードの接続状態を示す正面図
【図6】保護回路のPTCサーミスタとツエナーダイオ
ードの接続状態を示す平面図
【図7】本発明の他の実施形態の回路図
【図8】本発明の他の実施形態の回路図
【符号の説明】
1 電子機器の本体 2 電源端子 3 AC/DCコンバータ 4 プラグ 5 プラグ 6 保護回路 7 電源制御回路 8 充電池 9 負荷回路 10 PTCサーミスタ 11 ツエナーダイオード 12 ランド 13 はんだ 14,15 抵抗 16 トランジスタ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源端子と、この電源端子に順に直列接
    続した保護回路、電源制御回路、負荷回路とを備え、前
    記保護回路は、電源端子に直列接続した過電流保護素子
    と、この過電流保護素子の下流において、電源端子間を
    短絡させる短絡回路とを有する電子機器。
  2. 【請求項2】 短絡回路はツエナーダイオードにより構
    成した請求項1に記載の電子機器。
  3. 【請求項3】 短絡回路はツエナーダイオードと抵抗の
    直列体と、このツエナーダイオードと抵抗の接続点にそ
    の制御端子を接続した半導体スイッチング素子とにより
    構成した請求項1に記載の電子機器。
  4. 【請求項4】 過電流保護素子と、短絡回路とを熱結合
    した請求項2に記載の電子機器。
  5. 【請求項5】 過電流保護素子と、短絡回路のツエナー
    ダイオードを一つのランドを介して接続した請求項4に
    記載の電子機器。
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