JP2007037376A - Overcurrent protection circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、過電流保護回路に関する。 The present invention relates to an overcurrent protection circuit.
近年、特に携帯電話端において、電源の出力端子のショート等が原因で過度な電流（過電流）が流れ、これによる機器本体の発熱が問題となっている。多機能化が進む携帯電話端末は、機能の追加に伴って内部の電源の数が増加し、かつ、各電源の電流容量は大きくなる一方である。 In recent years, an excessive current (overcurrent) flows due to a short circuit of an output terminal of a power source, particularly at the end of a mobile phone, and this causes a problem of heat generation of a device body. In mobile phone terminals that are becoming more and more multifunctional, the number of internal power supplies increases with the addition of functions, and the current capacity of each power supply is increasing.
このため、電源数の増加により出力端子ショートの可能性が増大し、電流容量の増加により過電流となった場合の発熱量が増してきている。このような現状より、過電流に対する対策が急務となっている。 For this reason, the possibility of output terminal short-circuiting increases with an increase in the number of power supplies, and the amount of heat generated when an overcurrent occurs due to an increase in current capacity has increased. Under such circumstances, countermeasures against overcurrent are urgently needed.
過電流対策としては、電源ライン（給電経路）にヒューズを介在させるのが一般的である。 As a countermeasure against overcurrent, a fuse is generally interposed in a power supply line (power supply path).
図４は、従来の携帯電話端末における過電流保護装置を示す図である。図４において、電池１０１はヒューズ１０２を介して、本体（負荷）１０３に給電される。ヒューズ１０２は電池１０１と本体（負荷）１０３の間に挿入されている。そして、電源端子のショートによって過電流が流れた場合、ある大きさ以上の電流値が一定時間以上流れると溶断され、これによって、本体の発熱を抑制することが可能である。
FIG. 4 is a diagram showing an overcurrent protection device in a conventional mobile phone terminal. In FIG. 4, a battery 101 is fed to a main body (load) 103 via a
また、ヒューズを用いない過電流保護装置としては、例えば、特許文献１に記載されたものがある。特許文献１に記載の過電流保護装置では、電流検出抵抗の両端の電位差から電流値を検出し、スイッチ制御回路によりスイッチのオン／オフを制御する。 Moreover, as an overcurrent protection apparatus which does not use a fuse, there exists a thing described in patent document 1, for example. In the overcurrent protection device described in Patent Document 1, a current value is detected from a potential difference between both ends of a current detection resistor, and a switch control circuit controls on / off of the switch.
すなわち、特許文献１の過電流保護回路では、過電流検出専用の抵抗と、時間測定回路と、スイッチ制御回路とを具備しており、過電流が検出され、その状態が所定時間継続すると、スイッチがオフされる。
ヒューズによる過電流対策では、ヒューズが一度溶断してしまうと、電池からの給電ラインが切断されることになり、ヒューズを交換しない限り携帯機器の使用が不可能となってしまう。したがって、ヒューズ交換が不可欠となる。 As a measure against overcurrent with a fuse, once the fuse is blown, the power supply line from the battery is cut, and the portable device cannot be used unless the fuse is replaced. Therefore, it is essential to replace the fuse.
また、ヒューズの定格電流は数アンペア程度のものが一般的である。仮に、ヒューズの定格電流値を数百ミリアンペアと小さい値にすると、回路の正常な動作中にラッシュ電流が流れただけで（つまり、一時的な過電流が流れただけで）、ヒューズが溶断してしまう可能性がある。一方、定格電流を１アンペア程度にすると、今度は、各電源の負荷電流よりも十分大きいために過電流時に溶断されないことになり、過電流対策にならない。 The rated current of the fuse is generally about several amperes. If the rated current of the fuse is set to a small value of several hundred milliamps, the rush current will flow only during normal operation of the circuit (that is, a temporary overcurrent will flow) and the fuse will blow. There is a possibility that. On the other hand, if the rated current is set to about 1 ampere, this time, since it is sufficiently larger than the load current of each power source, it will not be blown at the time of overcurrent, and it will not be a countermeasure against overcurrent.
このように、ヒューズを用いた回路による過電流対策は、数百ミリアンペアの精度でヒューズの定格電流を規定することがむずかしく、したがって、過電流を検出しようとする任意の電流値に見合ったヒューズを選定するのが困難であるという事情がある。 As described above, it is difficult to specify the rated current of the fuse with an accuracy of several hundred milliamperes as a countermeasure against overcurrent by a circuit using a fuse. There are circumstances that make it difficult to select.
また、過電流検出専用の抵抗、時間測定回路ならびにスイッチ制御回路を具備する過電流保護装置は、回路規模が大きくなってしまい、かつ、回路の消費電流が増加することになる。したがって、小型軽量化、低消費電力化が厳しく求められる携帯電話端末に搭載するのは困難であるという事情がある。 In addition, an overcurrent protection device including a resistor dedicated to overcurrent detection, a time measurement circuit, and a switch control circuit increases the circuit scale and increases the current consumption of the circuit. Therefore, there is a situation that it is difficult to mount on a mobile phone terminal which is required to be small and light and low power consumption.
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、回路規模や消費電力を抑制することが可能な過電流保護回路を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an overcurrent protection circuit capable of suppressing the circuit scale and power consumption.
本発明は、第１に、電池から負荷への給電経路に設けられるスイッチ素子と、前記スイッチ素子の両端の電位差に基づいて電流を検出し、前記検出された電流が予め定められた電流値を超えるときに、前記スイッチ素子をオフさせるための制御信号を出力する過電流検出回路とを備える過電流保護回路が提供されるものである。 The present invention firstly detects a current based on a potential difference between a switch element provided in a power supply path from a battery to a load and both ends of the switch element, and the detected current has a predetermined current value. An overcurrent protection circuit is provided that includes an overcurrent detection circuit that outputs a control signal for turning off the switch element.
この構成により、スイッチ素子自体がもつ抵抗を過電流検出用の抵抗として活用するため、過電流検出用の抵抗を単独で用意する必要がない。したがって、回路構成を可能な限り簡素化することができ、回路規模ならびに消費電力を抑制することができる。 With this configuration, since the resistance of the switch element itself is used as an overcurrent detection resistor, there is no need to separately prepare an overcurrent detection resistor. Therefore, the circuit configuration can be simplified as much as possible, and the circuit scale and power consumption can be suppressed.
本発明は、第２に、上記第１に記載の過電流保護回路であって、前記過電流検出回路は、前記検出された電流が予め定められた電流値を超える過電流状態の継続時間を検出し、前記過電流状態が所定時間以上検出された場合に、前記スイッチ素子をオフさせるための制御信号を出力する。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the overcurrent protection circuit according to the first aspect, wherein the overcurrent detection circuit has a duration of an overcurrent state in which the detected current exceeds a predetermined current value. And a control signal for turning off the switch element is output when the overcurrent state is detected for a predetermined time or more.
この構成により、過電流検出の精度が向上し、より的確な過電流保護を実現することができる。 With this configuration, the accuracy of overcurrent detection is improved, and more accurate overcurrent protection can be realized.
本発明は、第３に、上記第１又は第２に記載の過電流保護回路であって、前記過電流検出回路は、前記スイッチ素子をオフさせた時点から所定時間が経過すると、前記スイッチ素子をオンさせるための制御信号を出力する。 Thirdly, the overcurrent protection circuit according to the first or second aspect described above, wherein the overcurrent detection circuit is configured to switch the switching element when a predetermined time has elapsed since the switching element was turned off. A control signal for turning on is output.
この構成により、スイッチ素子がオフしてから所定時間の経過後に、スイッチ素子をオン状態に自動的に復帰させることができる。 With this configuration, the switch element can be automatically returned to the on state after a predetermined time has elapsed since the switch element was turned off.
本発明は、第４に、上記第１ないし第３のいずれかに記載の過電流保護回路を備える携帯機器が提供されるものである。 Fourthly, the present invention provides a portable device including the overcurrent protection circuit according to any one of the first to third aspects.
この構成により、過電流による携帯機器の発熱を効果的に低減することができる。 With this configuration, heat generation of the portable device due to overcurrent can be effectively reduced.
本発明によれば、回路規模や消費電力を抑制することが可能な過電流保護回路を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the overcurrent protection circuit which can suppress a circuit scale and power consumption can be provided.
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る過電流保護回路の概略構成を示す図である。図１に示されるように、過電流保護回路１０は、電池１と負荷（本体部）５とを結ぶ電流経路に介在するスイッチ素子２と、このスイッチ素子２の両端の電位差から過電流を検出して検出信号を生成し、その検出信号を、スイッチ素子２の切替制御信号（ここでは、スイッチ素子２をオンからオフに移行させる制御信号）として出力する過電流検出回路と、を有している。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an overcurrent protection circuit according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the
電池１はスイッチ素子２の一端に接続されており、スイッチ素子２を介して負荷５に電源電圧が供給される。スイッチ素子２が有する抵抗が、過電流検出用の抵抗として機能する。
The battery 1 is connected to one end of the switch element 2, and a power supply voltage is supplied to the
また、過電流検出回路３は、スイッチ素子２の両端の各々に接続されており、その両端子間の電位差に応じて、スイッチ素子２の状態を切り替えることができる。 The overcurrent detection circuit 3 is connected to both ends of the switch element 2 and can switch the state of the switch element 2 according to the potential difference between the two terminals.
次に、図１の過電流保護回路１０の動作を説明する。給電経路に過電流が流れると、スイッチ素子２自体の抵抗における電圧降下が増大し、スイッチ素子２の両端の電位差が増大する。ここで、過電流とみなされる電流量に相当する電位差（電圧）が、しきい値電圧として予め定められている。
Next, the operation of the
したがって、過電流検出回路３は、スイッチ素子２の両端の電位差（電圧）としきい値との関係から（例えば、スイッチ素子２の両端の電位差がしきい値電圧以上となるか、または、しきい値電圧を越えるかを判定することによって）、給電経路に流れる過電流を検出することが可能である。 Therefore, the overcurrent detection circuit 3 determines whether or not the potential difference (voltage) between both ends of the switch element 2 and the threshold (for example, the potential difference between both ends of the switch element 2 is equal to or higher than the threshold voltage). By determining whether the value voltage is exceeded, it is possible to detect the overcurrent flowing in the feed path.
そして、本実施形態では、スイッチ素子２自体が過電流検出用の抵抗を兼用しており、過電流検出用の専用の抵抗が不要であり、また、その過電流の検出信号自体が、スイッチ素子２をオフさせるための制御信号も兼ねている（つまり、過電流検出回路３が、スイッチ素子２の切替制御回路も兼ねている）ため、スイッチ素子２を切り替えるための専用の制御回路も不要となる。 In the present embodiment, the switch element 2 itself also serves as an overcurrent detection resistor, and no dedicated resistor for overcurrent detection is required, and the overcurrent detection signal itself is the switch element. 2 is also used as a control signal for turning off 2 (that is, the overcurrent detection circuit 3 also serves as a switching control circuit for the switch element 2), and therefore a dedicated control circuit for switching the switch element 2 is not required. Become.
このような、本発明の第１の実施形態によれば、回路構成を可能な限り簡素化して回路規模ならびに消費電力を抑制でき、携帯電話端末等の小型軽量化、低消費電力化が厳しく求められる携帯機器にも搭載可能な過電流保護回路が実現される。 According to the first embodiment of the present invention, the circuit configuration and the power consumption can be reduced by simplifying the circuit configuration as much as possible. Overcurrent protection circuit that can be mounted on portable devices is realized.
（第２の実施形態）
図２は、本発明の第２の実施形態に係る過電流保護回路の概略構成を示す図である。図２において、第１の実施形態で説明した図１と重複する部分には、同じ符号を付す。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of an overcurrent protection circuit according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 2, the same reference numerals are given to the portions overlapping those in FIG. 1 described in the first embodiment.
図２に示すように、本実施形態の過電流保護回路１２は、時間測定回路４が追加されている。本実施形態では、この時間測定回路４を含めて、一つの過電流検出回路が構成されているとみることができる。
As shown in FIG. 2, a time measuring circuit 4 is added to the
図２の過電流保護回路１２において、時間測定回路４は、図２の過電流検出回路３からの過電流検出の通知を受けると、所定時間の測定を開始する。そして、その所定時間の測定終了時点においてもなお、図２の過電流検出回路３からの過電流検出信号が継続的に出力されている場合にのみ、時間測定回路から過電流の検出信号（兼スイッチ素子２の切替制御信号）が出力される。これによって、スイッチ素子２がオフ状態となり、電池１から負荷５への給電が停止され、機器本体の発熱が防止される。
In the
本実施形態にて時間測定を行うのは、以下の理由による。すなわち、正常な状態でも、何らかの原因で一時的な過電流（ラッシュカレントなど）が生じる場合があるが、これはあくまで一瞬で収束するため、給電経路をオフする必要はない。 The time measurement in this embodiment is performed for the following reason. That is, a temporary overcurrent (such as a rush current) may occur for some reason even in a normal state, but since this converges in an instant, it is not necessary to turn off the power supply path.
そこで、過電流が検出された場合に、その状態が、予め定められている時間継続するかを検出し、その継続が検出された場合にのみ、過電流検出信号（スイッチ素子２の切替制御信号を兼ねる）を生成して出力するようにした。これにより、過電流検出の精度が向上し、より的確な過電流保護を実現することができる。 Therefore, when an overcurrent is detected, it is detected whether the state continues for a predetermined time. Only when the continuation is detected, an overcurrent detection signal (a switching control signal for the switch element 2) is detected. Was also generated and output. Thereby, the accuracy of overcurrent detection is improved, and more accurate overcurrent protection can be realized.
また、時間測定回路４を利用すると、スイッチ素子がオフしてから所定時間の経過後に、オフ状態のスイッチ素子２を再びオンさせるための制御信号を、自動的に生成することも可能となる。したがって、一度オフしたスイッチ素子２を、所定時間経過後に、自動的にオン状態に復帰させることができる。 In addition, when the time measuring circuit 4 is used, it is possible to automatically generate a control signal for turning on the switch element 2 in the off state again after a predetermined time has elapsed since the switch element was turned off. Accordingly, the switch element 2 that has been turned off can be automatically returned to the on state after a predetermined time has elapsed.
このような、本発明の第２の実施形態によれば、過電流検出の精度が向上し、より的確な過電流保護を実現することができる。 According to the second embodiment of the present invention as described above, the accuracy of overcurrent detection is improved, and more accurate overcurrent protection can be realized.
（第３の実施形態）
図３は、本発明の第３の実施形態に係る携帯電話端末を説明するための図であり、図３（ａ）は携帯電話端末の外観の斜視図、図３（ｂ）は、携帯電話端末の内部における電源供給を受ける回路の例を示す回路図である。なお、携帯機器の一例として携帯電話端末を例にとって説明したが、携帯電話端末に限られず、ＰＤＡ（携帯情報端末）、超小型のコンピュータ端末等、種々の携帯機器に適用可能である。
(Third embodiment)
3A and 3B are diagrams for explaining a mobile phone terminal according to a third embodiment of the present invention. FIG. 3A is a perspective view of the appearance of the mobile phone terminal, and FIG. 3B is a mobile phone. It is a circuit diagram which shows the example of the circuit which receives the power supply in the inside of a terminal. Note that although a mobile phone terminal has been described as an example of a mobile device, the present invention is not limited to a mobile phone terminal, and can be applied to various mobile devices such as a PDA (personal digital assistant) and a micro computer terminal.
図３（ａ）に示すように、携帯電話端末２０は、上部筐体２３に設けられた表示パネル２１と、下部筐体２４に設けられた操作キー２２と、を有する。
As shown in FIG. 3A, the
図３（ｂ）に示すように、電池１から、本発明の第１の実施形態又は第２の実施形態に係る過電流保護回路１０、１２を経由して電源供給を受ける負荷（本体回路）５としては、電話処理ＩＣ２５や、液晶駆動用ＩＣ２６等がある。
As shown in FIG.3 (b), the load (main body circuit) which receives power supply from the battery 1 via the
先に説明したように、本発明の第１又は第２の実施形態の過電流保護回路は、スイッチ素子自体がもつ抵抗を過電流検出用の抵抗として活用し、また、過電流検出回路がスイッチ素子の切替制御回路としての機能も備えており、回路構成が可能な限り簡素化されている。したがって、小型軽量化、低消費電力化が厳しく求められる携帯電話端末等の携帯機器にも搭載可能である。 As described above, the overcurrent protection circuit according to the first or second embodiment of the present invention uses the resistance of the switch element itself as a resistance for overcurrent detection, and the overcurrent detection circuit is a switch. It also has a function as an element switching control circuit, and the circuit configuration is simplified as much as possible. Therefore, it can be mounted on a portable device such as a cellular phone terminal which is required to be small and light and to reduce power consumption.
このような本発明の第３の実施形態によれば、過電流による、携帯電話端末等の携帯機器の発熱を効果的に抑制でき、発熱による携帯電話端末等の機能の損傷等の危険性を、十分に低減することができる。 According to the third embodiment of the present invention, the heat generation of the mobile device such as the mobile phone terminal due to the overcurrent can be effectively suppressed, and the risk of the damage of the function of the mobile phone terminal or the like due to the heat generation can be reduced. Can be sufficiently reduced.
本発明の過電流保護回路は、回路規模や消費電力を抑制することが可能な効果を有し、携帯電話端末等の携帯機器等に有用である。 The overcurrent protection circuit of the present invention has an effect of suppressing the circuit scale and power consumption, and is useful for mobile devices such as mobile phone terminals.
１ 電池
２ スイッチ素子
３ 過電流検出回路
４ 時間測定回路
５ 負荷
1 Battery 2 Switch Element 3 Overcurrent Detection Circuit 4
Claims (4)
前記スイッチ素子の両端の電位差に基づいて電流を検出し、前記検出された電流が予め定められた電流値を超えるときに、前記スイッチ素子をオフさせるための制御信号を出力する過電流検出回路と
を備える過電流保護回路。 A switch element provided in a power supply path from the battery to the load;
An overcurrent detection circuit that detects a current based on a potential difference between both ends of the switch element, and outputs a control signal for turning off the switch element when the detected current exceeds a predetermined current value; With overcurrent protection circuit.
前記過電流検出回路は、前記検出された電流が予め定められた電流値を超える過電流状態の継続時間を検出し、前記過電流状態が所定時間以上検出された場合に、前記スイッチ素子をオフさせるための制御信号を出力する過電流保護回路。 The overcurrent protection circuit according to claim 1,
The overcurrent detection circuit detects a duration of an overcurrent state in which the detected current exceeds a predetermined current value, and turns off the switch element when the overcurrent state is detected for a predetermined time or more. An overcurrent protection circuit that outputs a control signal.
前記過電流検出回路は、前記スイッチ素子をオフさせた時点から所定時間が経過すると、前記スイッチ素子をオンさせるための制御信号を出力する過電流保護回路。 The overcurrent protection circuit according to claim 1 or 2,
The overcurrent detection circuit is an overcurrent protection circuit that outputs a control signal for turning on the switch element when a predetermined time has elapsed since the switch element was turned off.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005221402A JP2007037376A (en) | 2005-07-29 | 2005-07-29 | Overcurrent protection circuit |
Applications Claiming Priority (1)
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Country Status (1)
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| JP (1) | JP2007037376A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9531268B2 (en) | 2013-11-28 | 2016-12-27 | Denso Corporation | Switching power supply and electronic control unit |
-
2005
- 2005-07-29 JP JP2005221402A patent/JP2007037376A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
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| US9531268B2 (en) | 2013-11-28 | 2016-12-27 | Denso Corporation | Switching power supply and electronic control unit |
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