JP2023059438A

JP2023059438A - Over-voltage protection circuit

Info

Publication number: JP2023059438A
Application number: JP2021169441A
Authority: JP
Inventors: 和彦堀田; Kazuhiko Hotta; 亮太黒澤; Ryota Kurosawa
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2021-10-15
Filing date: 2021-10-15
Publication date: 2023-04-27

Abstract

To provide an over-voltage protection circuit capable of reliably protecting electric appliances by adequately handling over-voltage resulting from erroneous connection of commercial power supply.SOLUTION: An over-voltage protection circuit 2 includes: a current fuse 21 for cutting off an abnormal current flowing in a case of failure or anomaly of an electronic circuit 4; a varistor 23, connected in parallel to the electronic circuit 4 on the path between commercial power supply 1 and the electronic circuit 4, for restricting a surge voltage possibly applied to the electronic circuit 4; a current fuse 22 for protecting the circuit by cutting off a short-circuit current flowing to the varistor 23 in a case of short-circuit failure of the varistor 23; a current limit resistor 24 for restricting a rush current possibly flows immediately after turning on of the commercial power supply 1; and a relay 25 for bypassing a current path flowing through the current limit resistor 24 after restricting the rush current. One end of the varistor 23 is connected to a power supply line 7 and the other end of the varistor 23 is connected to a connection point of the current fuse 22 and the current limit resistor 24.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、電気機器の回路である電子回路に付随して設けられる過電圧保護回路に関する。 The present disclosure relates to an overvoltage protection circuit provided accompanying an electronic circuit that is a circuit of an electrical device.

一般的な電気機器である民生機器は、商用電源に接続される。民生機器は、商用電源から得られる電力で低圧の電源回路を構成したり、商用電源から得られる電力で電動機を駆動したりする。民生機器には、単相交流１００Ｖを定格とする電気機器と、単相交流２００Ｖを定格とする電気機器とがある。消費電力の大きい電気機器は、通電電流を抑えるために単相交流２００Ｖを定格にすることが多い。従って、同じカテゴリの電気機器でも、定格１００Ｖの電気機器と、定格２００Ｖの電気機器とが混在することがある。 Consumer appliances, which are common electric appliances, are connected to commercial power sources. Consumer appliances configure a low-voltage power supply circuit with power obtained from a commercial power supply, or drive an electric motor with power obtained from a commercial power supply. Consumer appliances include electrical appliances rated for single-phase AC 100V and electrical appliances rated for single-phase AC 200V. Electrical equipment that consumes a large amount of power is often rated for single-phase AC 200V in order to suppress current flow. Therefore, even among electrical devices of the same category, electrical devices with a rated voltage of 100V and electrical devices with a rated voltage of 200V may coexist.

上記のような機器事情から、定格１００Ｖの電気機器及び定格２００Ｖの電気機器の両方を利用できるように、同じ家屋及び建物であっても、両方の電力を受電するための電源配線が構築されている。これにより、電気機器の配線工事時に、単相交流１００Ｖの電源配線と、単相交流２００Ｖの電源配線とを間違えて配線してしまうことが発生する。 Due to the equipment circumstances described above, power supply wiring has been constructed to receive power from both 100V rated electrical equipment and 200V rated electrical equipment, even in the same house and building. there is As a result, a single-phase AC 100V power supply wiring and a single-phase AC 200V power supply wiring may be mistakenly wired at the time of wiring work for electrical equipment.

定格１００Ｖの電気機器は、単相交流１００Ｖの電圧の使用に耐えうるように設計されている。しかしながら、定格１００Ｖの電気機器に単相交流２００Ｖの電圧を印加した場合、電子部品の耐量をオーバしてしまうことがあり、電気機器が損傷するおそれがある。また、損傷状況によっては、電子部品からの発煙又は発火に繋がることもあり、電気機器の安全性を脅かすことに繋がるおそれがある。 A 100V rated electrical device is designed to withstand the use of a single-phase AC 100V voltage. However, when a single-phase AC voltage of 200 V is applied to an electrical device with a rated voltage of 100 V, the electrical device may be damaged because the electronic components may exceed their tolerance. In addition, depending on the state of damage, the electronic components may emit smoke or catch fire, which may threaten the safety of the electrical equipment.

上記のような技術的背景の下、下記特許文献１には、商用電源と電気機器とを結ぶ２つの電源線のうちの一方に電流ヒューズが挿入され、電気機器の入力側における２つの電源線間にサージ電圧吸収用のバリスタが接続される構成が開示されている。この構成により、定格１００Ｖの電気機器に、単相交流２００Ｖの電源配線を誤って接続した場合であっても、バリスタを介して流れる電流で電流ヒューズを溶断させることにより、電圧の誤使用に起因する電気機器の破損が防止できる旨が記載されている。 Under the technical background as described above, Patent Document 1 below discloses that a current fuse is inserted into one of two power lines connecting a commercial power supply and an electrical device, and two power lines on the input side of the electrical device. A configuration is disclosed in which a surge voltage absorbing varistor is connected therebetween. With this configuration, even if a single-phase AC 200V power supply wiring is mistakenly connected to an electrical device with a rated voltage of 100V, the current flowing through the varistor will blow the current fuse, thereby preventing misuse of the voltage. It is stated that it is possible to prevent damage to electrical equipment that

特許第６５９３７８２号公報Japanese Patent No. 6593782

上記特許文献１の図１を参照すると、電流ヒューズは、電気機器に流れ込む電流が全て通る経路に接続されている。このため、電流ヒューズに接続される電気機器が定常的に大きな電流が流れる仕様である場合、当該電流で溶断しない定格の電流ヒューズを使用する必要がある。一方、この構成において、単相交流２００Ｖの電圧を誤印加したときに、バリスタの抵抗値が低下して大きな電流が流れるにも関わらず、電流ヒューズを溶断するだけの電流が流れる前にバリスタの損失が大きくなり、バリスタが故障して開放状態になってしまうことがある。この場合、電流ヒューズが溶断しないため、電気機器には単相交流２００Ｖの電圧が印加されたままになる。この状態は、電気機器の安全性が脅かされる状態といっても過言ではない。従って、特許文献１の図１に記載の回路構成では、電気機器の保護回路としては脆弱である。 Referring to FIG. 1 of Patent Literature 1, the current fuse is connected to a path through which all currents flowing into the electrical equipment pass. For this reason, if the electrical equipment connected to the current fuse is designed to allow a steady flow of large current, it is necessary to use a current fuse rated not to be blown by the current. On the other hand, in this configuration, when a single-phase AC voltage of 200 V is erroneously applied, the resistance of the varistor decreases and a large current flows. The loss increases, and the varistor may fail and become open. In this case, since the current fuse is not blown, the electrical equipment remains applied with a single-phase AC voltage of 200V. It is no exaggeration to say that this state threatens the safety of electrical equipment. Therefore, the circuit configuration shown in FIG. 1 of Patent Document 1 is weak as a protection circuit for electrical equipment.

また、単相交流２００Ｖの電圧の誤印加によってバリスタが開放故障した場合、後段に接続される電気機器には、本来印加されるべき電圧を超えた電圧が印加される。このため、たとえすぐに故障状態とはならなくても、電気機器の部品には耐力を超えたストレスが印加され続けることになる。従って、誤印加に気が付いて印加電圧を定格の値に戻したとしても、ストレスの蓄積によって部品の劣化が進行すると共に、劣化の進行度合いが予測できないので、安全な使用状態であるとは言えない。 In addition, if the varistor has an open circuit failure due to the erroneous application of a single-phase 200 V AC voltage, a voltage that exceeds the voltage that should be applied is applied to the electrical equipment connected to the subsequent stage. For this reason, even if the failure state does not occur immediately, the stress exceeding the proof stress continues to be applied to the parts of the electrical equipment. Therefore, even if the applied voltage is restored to the rated value after noticing the erroneous application, the accumulation of stress will progress the deterioration of the parts, and the progress of deterioration cannot be predicted. .

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、商用電源の誤接続に起因する過電圧に的確に対処して電気機器を確実に保護できる過電圧保護回路を得ることを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above, and an object of the present disclosure is to obtain an overvoltage protection circuit that can reliably protect electrical equipment by accurately coping with overvoltage caused by erroneous connection of a commercial power supply.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る過電圧保護回路は、電気機器の回路である電子回路に付随して設けられる過電圧保護回路であり、第１の電流遮断部品と、サージ制御部品と、第２の電流遮断部品と、電流制限抵抗と、バイパス部品とを備える。第１の電流遮断部品は、商用電源と電子回路とを接続する２つの電源線のうちの一方の電源線に挿入され、電子回路の故障時又は異常時に流れる異常電流を遮断する。サージ制御部品は、商用電源と電子回路との間において電子回路に並列に接続され、電子回路に印加され得るサージ電圧を抑制する。第２の電流遮断部品は、２つの電源線のうちの他方の電源線に挿入され、サージ制御部品の短絡故障時にサージ制御部品に流れる短絡電流を遮断して回路を保護する。電流制限抵抗は、商用電源を投入した直後に流れ得る突入電流を抑制する。バイパス部品は、突入電流を抑制した後に電流制限抵抗を通る電流経路をバイパスする。サージ制御部品の一端は、一方の電源線に接続され、サージ制御部品の他端は、第２の電流遮断部品と電流制限抵抗との接続点に接続される。バイパス部品は、第２の電流遮断部品と電流制限抵抗とによる直列回路の両端に接続される。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the overvoltage protection circuit according to the present disclosure is an overvoltage protection circuit provided accompanying an electronic circuit that is a circuit of an electric device, and includes a first current interrupting component and , a surge control component, a second current interrupt component, a current limiting resistor, and a bypass component. A first current interrupting component is inserted into one of two power lines connecting a commercial power supply and an electronic circuit, and interrupts an abnormal current that flows when the electronic circuit fails or malfunctions. The surge control component is connected in parallel with the electronic circuit between the commercial power supply and the electronic circuit to suppress surge voltages that may be applied to the electronic circuit. The second current interrupting component is inserted into the other power line of the two power lines, and protects the circuit by interrupting the short-circuit current flowing through the surge control component when the surge control component is short-circuited. A current limiting resistor suppresses an inrush current that can flow immediately after turning on the commercial power supply. The bypass component bypasses the current path through the current limiting resistor after suppressing the inrush current. One end of the surge control component is connected to one power line, and the other end of the surge control component is connected to a connection point between the second current interrupting component and the current limiting resistor. A bypass component is connected across the series circuit of the second current interrupting component and the current limiting resistor.

本開示に係る過電圧保護回路によれば、商用電源の誤接続に起因する過電圧に的確に対処して電気機器を確実に保護できるという効果を奏する。 According to the overvoltage protection circuit according to the present disclosure, there is an effect that it is possible to reliably protect electrical equipment by appropriately coping with overvoltage caused by improper connection of the commercial power supply.

実施の形態１に係る過電圧保護回路の回路構成を示す図FIG. 1 shows a circuit configuration of an overvoltage protection circuit according to Embodiment 1; 実施の形態１に係る過電圧保護回路の動作説明に供する第１の図FIG. 1 is a first diagram for explaining the operation of the overvoltage protection circuit according to the first embodiment; 実施の形態１に係る過電圧保護回路の動作説明に供する第２の図A second diagram for explaining the operation of the overvoltage protection circuit according to the first embodiment. 実施の形態１における第２の電流遮断部品の接続位置に関する制約の説明に供する図A diagram for explaining restrictions on the connection position of the second current interrupting component in the first embodiment. 実施の形態１の変形例に係る過電圧保護回路の回路構成を示す図FIG. 4 shows a circuit configuration of an overvoltage protection circuit according to a modification of the first embodiment; 実施の形態２に係る過電圧保護回路の回路構成を示す図FIG. 4 shows a circuit configuration of an overvoltage protection circuit according to a second embodiment; 実施の形態２に係る過電圧保護回路の動作説明に供する図FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the overvoltage protection circuit according to the second embodiment;

以下に添付図面を参照し、本開示の実施の形態に係る過電圧保護回路について詳細に説明する。なお、以下では、電気的な接続と物理的な接続とを区別せずに、単に「接続」と称して説明する。即ち、本稿における「接続」という文言は、構成要素同士が直接的に接続される場合と、構成要素同士が他の構成要素を介して間接的に接続される場合との双方を含んでいる。 An overvoltage protection circuit according to an embodiment of the present disclosure will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. In the following description, electrical connections and physical connections are simply referred to as "connections" without distinguishing between them. That is, the term "connection" in this paper includes both cases in which components are directly connected to each other and cases in which components are indirectly connected to each other via other components.

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る過電圧保護回路２の回路構成を示す図である、図１では、過電圧保護回路２と共に、商用電源１、整流回路３及び電子回路４が示されている。過電圧保護回路２は、電子回路４に付随して設けられる保護回路である。過電圧保護回路２は、電子回路４に印加され得るサージ電圧を抑制して電子回路４の動作を安定化させる機能を有する。整流回路３は、商用電源１から印加される交流電圧を直流電圧に変換する回路である。整流回路３は、フルブリッジ接続される４つのダイオード３１，３２，３３，３４と、ダイオード３１～３４によって整流された直流電圧を平滑するコンデンサ３５とを有している。電子回路４は、定格１００Ｖ、即ち定格電源電圧が１００Ｖの電気機器の回路である。電子回路４は、定格１００Ｖ、即ち定格電源電圧が１００Ｖの電気機器に搭載され、電気機器の制御等を実行する。電子回路４へは整流回路３によって生成された直流１４０Ｖが供給される。電子回路４は、抵抗要素４１、キャパシタンス要素４２及びインダクタンス要素４３を有しており、また図示していないマイクロコンピュータ、トランジスタなどの半導体素子などを含む場合がある。電気機器の例は、照明装置、テレビ、パーソナルコンピュータ、冷蔵庫、洗濯機、空調装置、食器洗浄機などの民生機器であるが、これらの例に限定されない。電気機器は、民生機器以外の機器であってもよい。 Embodiment 1.
FIG. 1 is a diagram showing the circuit configuration of an overvoltage protection circuit 2 according to Embodiment 1. FIG. The overvoltage protection circuit 2 is a protection circuit provided accompanying the electronic circuit 4 . The overvoltage protection circuit 2 has a function of suppressing a surge voltage that may be applied to the electronic circuit 4 and stabilizing the operation of the electronic circuit 4 . The rectifier circuit 3 is a circuit that converts an AC voltage applied from the commercial power supply 1 into a DC voltage. The rectifier circuit 3 has four diodes 31, 32, 33, 34 connected in full bridge connection, and a capacitor 35 for smoothing the DC voltage rectified by the diodes 31-34. The electronic circuit 4 is a circuit of an electric device with a rated voltage of 100V, that is, a rated power supply voltage of 100V. The electronic circuit 4 is mounted on an electrical device with a rated power supply voltage of 100V, ie, a rated power supply voltage of 100V, and executes control of the electrical device. A direct current of 140 V generated by the rectifier circuit 3 is supplied to the electronic circuit 4 . The electronic circuit 4 has a resistance element 41, a capacitance element 42 and an inductance element 43, and may include semiconductor elements such as a microcomputer and transistors (not shown). Examples of electrical appliances are consumer appliances such as lighting devices, televisions, personal computers, refrigerators, washing machines, air conditioners, and dishwashers, but are not limited to these examples. The electrical equipment may be equipment other than consumer equipment.

電子回路４は、定格１００Ｖの商用電源１を受電して動作する電気機器に設けられる電子回路である。図１には、定格１００Ｖの商用電源１と共に、誤接続の可能性のある定格２００Ｖの商用電源１０も示されている。過電圧保護回路２は、前述したサージ電圧の抑制機能と共に、誤接続の可能性のある定格２００Ｖの商用電源１０によって印加され得る過電圧から電子回路４を保護する機能を有する。 The electronic circuit 4 is an electronic circuit provided in an electrical device that operates by receiving the commercial power supply 1 rated at 100V. FIG. 1 shows a commercial power supply 1 rated at 100V as well as a commercial power supply 10 rated at 200V that may be misconnected. The overvoltage protection circuit 2 has the function of suppressing the surge voltage described above and the function of protecting the electronic circuit 4 from overvoltage that may be applied by the commercial power supply 10 rated at 200V, which may be connected incorrectly.

過電圧保護回路２は、第１の電流遮断部品である電流ヒューズ２１と、第２の電流遮断部品である電流ヒューズ２２と、サージ制御部品であるバリスタ２３とを有する。電流ヒューズ２１は、商用電源１と電子回路４とを接続する２つの電源線７，８のうちの一方の電源線７に挿入される。電流ヒューズ２１は、電子回路４の故障時又は異常時に流れる異常電流を遮断するために設けられている。バリスタ２３は、商用電源１と電子回路４との間において、電子回路４に並列に接続されて、電子回路４に印加され得るサージ電圧を抑制する。電流ヒューズ２２は、電源線７，８のうちの他方の電源線８に挿入される。電流ヒューズ２２は、バリスタ２３の短絡故障時にバリスタ２３に流れる短絡電流を遮断して回路を保護するために設けられている。 The overvoltage protection circuit 2 has a current fuse 21 as a first current interrupting component, a current fuse 22 as a second current interrupting component, and a varistor 23 as a surge control component. Current fuse 21 is inserted into one of two power lines 7 and 8 connecting commercial power supply 1 and electronic circuit 4 . The current fuse 21 is provided to cut off an abnormal current that flows when the electronic circuit 4 fails or malfunctions. The varistor 23 is connected in parallel to the electronic circuit 4 between the commercial power source 1 and the electronic circuit 4 to suppress a surge voltage that may be applied to the electronic circuit 4 . A current fuse 22 is inserted into the other power line 8 of the power lines 7 and 8 . The current fuse 22 is provided to protect the circuit by interrupting the short-circuit current flowing through the varistor 23 when the varistor 23 has a short-circuit failure.

また、過電圧保護回路２は、電流制限抵抗２４と、バイパス部品であるリレー２５とを有する。電流制限抵抗２４は、商用電源１を投入した直後に流れ得る突入電流を抑制するために設けられている。リレー２５は、当該突入電流を抑制した後に電流制限抵抗２４を通る電流経路をバイパスするために設けられている。リレー２５は、電流ヒューズ２２と電流制限抵抗２４とによる直列回路の両端に接続される。バリスタ２３の一端は電源線７に接続され、バリスタ２３の他端は、電流ヒューズ２２と電流制限抵抗２４との接続点に接続される。 The overvoltage protection circuit 2 also has a current limiting resistor 24 and a relay 25 as a bypass component. The current limiting resistor 24 is provided to suppress a rush current that may flow immediately after the commercial power supply 1 is turned on. The relay 25 is provided to bypass the current path passing through the current limiting resistor 24 after suppressing the inrush current. A relay 25 is connected across a series circuit formed by the current fuse 22 and the current limiting resistor 24 . One end of the varistor 23 is connected to the power supply line 7 and the other end of the varistor 23 is connected to the connection point between the current fuse 22 and the current limiting resistor 24 .

なお、電流ヒューズ２２としては、電流ヒューズ２１よりも溶断電流が小さい仕様のものが選択される。一例として、電流ヒューズ２１の溶断電流は１０［Ａ］程度であり、電流ヒューズ２２の溶断電流は３～５［Ａ］である。また、バリスタ２３としては、特許文献１に記載されたものと同様に、単相交流１００Ｖの連続印加では問題ないが、単相交流２００Ｖが印加されたときに抵抗が下がって、短絡状態に近くなる仕様のものが選択される。 The current fuse 22 is selected to have a smaller fusing current than the current fuse 21 . As an example, the blowing current of the current fuse 21 is about 10 [A], and the blowing current of the current fuse 22 is 3 to 5 [A]. As for the varistor 23, like the varistor 23 described in Patent Document 1, continuous application of single-phase AC 100V causes no problem, but when single-phase AC 200V is applied, the resistance decreases and it is close to a short-circuit state. specifications are selected.

次に、実施の形態１に係る過電圧保護回路２の動作について説明する。図２及び図３は、それぞれ実施の形態１に係る過電圧保護回路２の動作説明に供する第１及び第２の図である。電子回路４の前段に整流回路３を備える構成の場合、図２で示すように、商用電源１の投入時には、整流回路３のコンデンサ３５を充電するため、整流回路３には大きな突入電流５１が流れ込むことになる。この突入電流５１が大き過ぎると、電流ヒューズ２１が溶断したり、整流動作を行うダイオード３１～３４が故障したりすることがある。このため、電流制限抵抗２４が設けられている。電流制限抵抗２４は、突入電流５１が過大な電流とならないように突入電流５１の大きさを制限している。これにより、突入電流５１による電流ヒューズ２１の溶断が防止される。 Next, operation of the overvoltage protection circuit 2 according to the first embodiment will be described. 2 and 3 are first and second diagrams, respectively, for explaining the operation of the overvoltage protection circuit 2 according to the first embodiment. In the case of the configuration in which the rectifier circuit 3 is provided in the preceding stage of the electronic circuit 4, as shown in FIG. will flow in. If the inrush current 51 is too large, the current fuse 21 may blow, or the diodes 31 to 34 for rectifying may fail. For this reason, the current limiting resistor 24 is provided. The current limiting resistor 24 limits the magnitude of the rush current 51 so that the rush current 51 does not become excessively large. This prevents the current fuse 21 from blowing due to the rush current 51 .

なお、電気機器の動作時において、電流制限抵抗２４は、電子回路４を通電する電流経路に位置する。この場合、電流×抵抗の電圧低下を招き、この電流経路にある限り、不要な損失を発生することになる。このため、電源投入時における突入電流を抑制した後には、リレー２５の接点を閉じて、電流ヒューズ２２と電流制限抵抗２４とによる直列回路の両端を短絡する。これにより、電流制限抵抗２４には、通常運転時の動作電流が電流制限抵抗２４に流れないようにしている。 It should be noted that the current limiting resistor 24 is located in the current path through which the electronic circuit 4 is energized during operation of the electrical equipment. In this case, a voltage drop of current×resistance is caused, and unnecessary loss is generated as long as the current path is present. Therefore, after suppressing the inrush current when the power is turned on, the contacts of the relay 25 are closed to short-circuit both ends of the series circuit formed by the current fuse 22 and the current limiting resistor 24 . As a result, the operating current during normal operation does not flow through the current limiting resistor 24 .

また、商用電源１０の接続によって、単相交流２００Ｖの電圧が誤って印加された場合、バリスタ２３の両端には、この電圧が直に印加される。このとき、図３に示すような過電流５３が流れる。この過電流５３により、電流ヒューズ２２が溶断する。また、単相交流２００Ｖの電圧は、ピーク値が約２８０Ｖの大きさを有するので、バリスタ２３は、確実に短絡故障する。ここで、電流ヒューズ２２は、商用電源１０と電子回路４とを結ぶ電流経路にある。このため、電流ヒューズ２２の溶断により、電子回路４への通電が停止される。これにより、電子回路４は、商用電源１０に対して安全、且つ確実に切り離される。 Also, when a single-phase AC voltage of 200 V is erroneously applied due to the connection of the commercial power source 10 , this voltage is directly applied to both ends of the varistor 23 . At this time, an overcurrent 53 flows as shown in FIG. This overcurrent 53 blows the current fuse 22 . In addition, since the single-phase AC 200V voltage has a peak value of about 280V, the varistor 23 is certainly short-circuited. Here, the current fuse 22 is in the current path connecting the commercial power source 10 and the electronic circuit 4 . As a result, the current fuse 22 is melted to stop the supply of electricity to the electronic circuit 4 . As a result, the electronic circuit 4 is safely and reliably disconnected from the commercial power source 10 .

なお、リレー２５は、図示しない低圧電源回路によって閉動作が制御される。一般的に、低圧電源回路の駆動電力は、整流回路３のコンデンサ３５の電力を使用して生成される。過電圧が印加されて瞬時に電流ヒューズ２２が溶断した場合、コンデンサ３５に対する充電は完了していない。このため、低圧電源回路は、リレー２５の接点を閉じることができない。従って、電子回路４は、商用電源１０に対して安全、且つ確実に切り離される。これにより、商用電源１０の誤接続に起因する過電圧から電気機器を確実に保護することができる。 The closing operation of the relay 25 is controlled by a low-voltage power supply circuit (not shown). In general, the power for driving the low-voltage power supply circuit is generated using the power of the capacitor 35 of the rectifier circuit 3 . If the overvoltage is applied and the current fuse 22 blows instantly, the charging of the capacitor 35 is not completed. Therefore, the low-voltage power supply circuit cannot close the contacts of the relay 25 . Therefore, the electronic circuit 4 is safely and reliably disconnected from the commercial power source 10 . As a result, the electrical equipment can be reliably protected from overvoltage caused by improper connection of the commercial power source 10 .

なお、実施の形態１における第２の電流遮断部品である電流ヒューズ２２の接続位置については、制約がある。この制約について、図４を参照して説明する。図４は、実施の形態１における第２の電流遮断部品の接続位置に関する制約の説明に供する図である。 Note that there are restrictions on the connection position of the current fuse 22, which is the second current interrupting component in the first embodiment. This constraint will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining restrictions on the connection position of the second current interrupting component in Embodiment 1. FIG.

図４において、図１と同一又は同等の構成部には同一の符号が付されている。図１との相違点は、電流ヒューズ２２がバリスタ２３と直列に接続され、リレー２５が電流ヒューズ２２と電流制限抵抗２４とによる直列回路の両端ではなく電流制限抵抗２４の両端に接続されている点である。 In FIG. 4, the same reference numerals are assigned to the same or equivalent components as in FIG. The difference from FIG. 1 is that the current fuse 22 is connected in series with the varistor 23, and the relay 25 is connected across the current limiting resistor 24 rather than across the series circuit of the current fuse 22 and the current limiting resistor 24. It is a point.

図４に示す構成の場合、商用電源１の投入直後に流れ得る突入電流５１に対しては、図１に示す構成と同様に適切な対処が可能である。一方、図４に示す構成の場合、定格２００Ｖの商用電源１０の接続によって流れる過電流５３によって電流ヒューズ２２が溶断する。しかしながら、図４に示す構成の場合、電流ヒューズ２２の接続位置が電子回路４に対して並列であり、且つ、電流ヒューズ２１は溶断しないので、電子回路４には、単相交流２００Ｖを整流した直流２８０Ｖが印加されたままになる。この状態は、［発明が解決しようとする課題］の項で述べたように、電気機器の安全性が脅かされる状態である。このため、図４に示す構成は避けるべきである。従って、実施の形態１における第２の電流遮断部品である電流ヒューズ２２は、電子回路４に対して並列に接続するのではなく、図１に示すように、電子回路４に対して直列に接続する必要がある。 In the case of the configuration shown in FIG. 4, the inrush current 51 that may flow immediately after the commercial power source 1 is turned on can be appropriately dealt with in the same manner as the configuration shown in FIG. On the other hand, in the case of the configuration shown in FIG. 4, the current fuse 22 is blown by the overcurrent 53 that flows due to the connection of the commercial power supply 10 rated at 200V. However, in the case of the configuration shown in FIG. 4, the connection position of the current fuse 22 is parallel to the electronic circuit 4, and the current fuse 21 is not blown. DC 280V remains applied. This state threatens the safety of the electrical equipment, as described in the section [Problems to be Solved by the Invention]. Therefore, the configuration shown in FIG. 4 should be avoided. Therefore, the current fuse 22, which is the second current interrupting component in Embodiment 1, is not connected in parallel to the electronic circuit 4, but is connected in series to the electronic circuit 4 as shown in FIG. There is a need to.

以上説明したように、実施の形態１に係る過電圧保護回路は、第１及び第２の電流遮断部品、サージ制御部品、電流制限抵抗及びバイパス部品を備える。第１の電流遮断部品は、商用電源と電子回路とを接続する２つの電源線のうちの一方の電源線に挿入され、電子回路の故障時又は異常時に流れる異常電流を遮断する。サージ制御部品は、商用電源と電子回路との間において電子回路に並列に接続され、電子回路に印加され得るサージ電圧を抑制する。第２の電流遮断部品は、２つの電源線のうちの他方の電源線に挿入され、サージ制御部品の短絡故障時にサージ制御部品に流れる短絡電流を遮断して回路を保護する。電流制限抵抗は、商用電源を投入した直後に流れ得る突入電流を抑制する。バイパス部品は、突入電流を抑制した後に電流制限抵抗を通る電流経路をバイパスする。サージ制御部品の一端は、一方の電源線に接続されると共に、サージ制御部品の他端は、第２の電流遮断部品と電流制限抵抗との接続点に接続される。以上のように構成された過電圧保護回路によれば、商用電源の誤接続に起因する過電圧に的確に対処して電気機器を確実に保護することが可能となる。 As described above, the overvoltage protection circuit according to Embodiment 1 includes first and second current interrupting components, surge control components, current limiting resistors, and bypass components. A first current interrupting component is inserted into one of two power lines connecting a commercial power supply and an electronic circuit, and interrupts an abnormal current that flows when the electronic circuit fails or malfunctions. The surge control component is connected in parallel with the electronic circuit between the commercial power supply and the electronic circuit to suppress surge voltages that may be applied to the electronic circuit. The second current interrupting component is inserted into the other power line of the two power lines, and protects the circuit by interrupting the short-circuit current flowing through the surge control component when the surge control component is short-circuited. A current limiting resistor suppresses an inrush current that can flow immediately after turning on the commercial power supply. The bypass component bypasses the current path through the current limiting resistor after suppressing the inrush current. One end of the surge control component is connected to one power supply line, and the other end of the surge control component is connected to a connection point between the second current interrupting component and the current limiting resistor. According to the overvoltage protection circuit configured as described above, it is possible to reliably protect electrical equipment by appropriately coping with overvoltage caused by improper connection of the commercial power supply.

上記の構成において、バイパス部品は、第２の電流遮断部品と電流制限抵抗とによる直列回路の両端に接続されることが好ましい。このように構成されていれば、通常運転時の動作電流が電流制限抵抗に流れないようにすることができる。これにより、不要な損失の発生を抑制することができ、電子回路４を効率的に運転することが可能となる。 In the above configuration, the bypass component is preferably connected across the series circuit of the second current interrupting component and the current limiting resistor. With this configuration, the operating current during normal operation can be prevented from flowing through the current limiting resistor. As a result, the occurrence of unnecessary loss can be suppressed, and the electronic circuit 4 can be efficiently operated.

なお、実施の形態１に係る過電圧保護回路は、図５のように構成されていてもよい。図５は、実施の形態１の変形例に係る過電圧保護回路２Ａの回路構成を示す図である。図５では、図１に示すリレー２５がトライアック２７に置き替えられている。その他の構成は、図１の構成と同一又は同等であり、同一又は同等の構成要素には同一の符号を付して示すと共に、重複する説明は割愛する。 Note that the overvoltage protection circuit according to the first embodiment may be configured as shown in FIG. FIG. 5 is a diagram showing a circuit configuration of an overvoltage protection circuit 2A according to a modification of the first embodiment. 5, the relay 25 shown in FIG. 1 has been replaced with a triac 27. In FIG. Other configurations are the same as or equivalent to the configuration of FIG. 1, and the same or equivalent components are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted.

リレー２５は機械的な動作部を有するスイッチであるのに対し、トライアック２７は、動作部も含めて電子的に動作するスイッチである。トライアック２７を用いることにより、スイッチ動作に関する部分の消費電力を抑制できるので、電子回路４を更に効率的に運転することが可能となる。なお、トライアック２７はバイパス部品の一例であり、図５の構成に限定されない。トライアック２７に代えて、フォトトライアックカプラなどで構成されるソリッドステートリレー（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＲｅｌａｙ：ＳＳＲ）を用いてもよい。 The relay 25 is a switch having a mechanical action, while the triac 27 is an electronically operated switch including the action. By using the triac 27, it is possible to suppress the power consumption of the part related to the switch operation, so that the electronic circuit 4 can be operated more efficiently. Note that the triac 27 is an example of a bypass component, and is not limited to the configuration shown in FIG. Instead of the triac 27, a solid state relay (SSR) composed of a phototriac coupler or the like may be used.

実施の形態２．
図６は、実施の形態２に係る過電圧保護回路２Ｂの回路構成を示す図である。図１の構成と比較すると、図６では、電流制限抵抗２４が温度ヒューズ内蔵の電流制限抵抗２６に置き替えられている。電流制限抵抗２６は、直列に接続される抵抗２６１と、温度ヒューズ２６２とを備えている。その他の構成は、図１と同一又は同等であり、同一又は同等の構成部には同一の符号を付している。 Embodiment 2.
FIG. 6 is a diagram showing the circuit configuration of an overvoltage protection circuit 2B according to the second embodiment. Compared to the configuration of FIG. 1, in FIG. 6 the current limiting resistor 24 is replaced with a current limiting resistor 26 with a built-in thermal fuse. The current limiting resistor 26 has a resistor 261 and a thermal fuse 262 connected in series. Other configurations are the same as or equivalent to those in FIG. 1, and the same or equivalent components are denoted by the same reference numerals.

次に、実施の形態２に係る過電圧保護回路２Ｂの動作について説明する。図７は、実施の形態２に係る過電圧保護回路２Ｂの動作説明に供する図である。まず、電子回路４が通常運転されている場合、図７に示すように、リレー２５の接点は閉の状態である。この状態において、バリスタ２３が偶発的に故障した場合、或いはバリスタ２３に大きなサージ電圧が印加されて故障した場合、バリスタ２３が短絡状態となることがある。バリスタ２３が短絡状態に陥った場合、バリスタ２３を通して電流ヒューズ２２に大きな電流が流れるので、電流ヒューズ２２が溶断することになる。この場合、リレー２５の接点が閉状態であるため、図７に示すような過電流５６が流れ、電流制限抵抗２６で定常的な電力消費が発生する。 Next, operation of the overvoltage protection circuit 2B according to the second embodiment will be described. FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the overvoltage protection circuit 2B according to the second embodiment. First, when the electronic circuit 4 is normally operated, the contacts of the relay 25 are closed as shown in FIG. In this state, if the varistor 23 accidentally fails, or if a large surge voltage is applied to the varistor 23 and the varistor 23 fails, the varistor 23 may be short-circuited. When the varistor 23 falls into a short-circuit state, a large current flows through the varistor 23 to the current fuse 22, so that the current fuse 22 melts. In this case, since the contacts of the relay 25 are closed, an overcurrent 56 flows as shown in FIG.

図１に示す構成の場合、電流制限抵抗２４が加熱され、電流制限抵抗２４の温度上昇によって過電圧保護回路２が発熱するおそれがある。これに対し、実施の形態２に係る過電圧保護回路２Ｂでは、電流制限抵抗２６が温度ヒューズ２６２を備えているので、抵抗２６１の温度が上昇した場合には、温度ヒューズ２６２が溶断して、過電圧保護回路２Ｂの発熱を抑制することができる。これにより、通常の運転時においても、電子回路４の保護を確実に実施することが可能となる。 In the case of the configuration shown in FIG. 1, the current limiting resistor 24 is heated, and the temperature rise of the current limiting resistor 24 may cause the overvoltage protection circuit 2 to generate heat. On the other hand, in the overvoltage protection circuit 2B according to the second embodiment, the current limiting resistor 26 has the thermal fuse 262. Therefore, when the temperature of the resistor 261 rises, the thermal fuse 262 melts and the overvoltage is prevented. Heat generation of the protection circuit 2B can be suppressed. This makes it possible to reliably protect the electronic circuit 4 even during normal operation.

なお、抵抗２６１及び温度ヒューズ２６２は、電気回路的に直列に接続されていればよく、電流制限抵抗２６において、どのように配置されていてもよい。 Note that the resistor 261 and the thermal fuse 262 may be connected in series in an electrical circuit, and may be arranged in any way in the current limiting resistor 26 .

以上説明したように、実施の形態２に係る過電圧保護回路によれば、実施の形態１の構成において、電流制限抵抗には、温度ヒューズが内蔵されている。これにより、通常の運転時においても、電子回路の保護を確実に実施することが可能となる。 As described above, according to the overvoltage protection circuit according to the second embodiment, the thermal fuse is incorporated in the current limiting resistor in the configuration of the first embodiment. This makes it possible to reliably protect the electronic circuit even during normal operation.

以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configurations shown in the above embodiments are only examples, and can be combined with other known techniques, or can be combined with other embodiments, without departing from the scope of the invention. It is also possible to omit or change part of the configuration.

１商用電源、２，２Ａ，２Ｂ過電圧保護回路、３整流回路、４電子回路、７，８電源線、１０商用電源、２１，２２電流ヒューズ、２３バリスタ、２４，２６電流制限抵抗、２５リレー、２７トライアック、３１，３２，３３，３４ダイオード、３５コンデンサ、４１抵抗要素、４２キャパシタンス要素、４３インダクタンス要素、５１突入電流、５３，５６過電流、２６１抵抗、２６２温度ヒューズ。 1 commercial power supply, 2, 2A, 2B overvoltage protection circuit, 3 rectifier circuit, 4 electronic circuit, 7, 8 power supply line, 10 commercial power supply, 21, 22 current fuse, 23 varistor, 24, 26 current limiting resistor, 25 relay, 27 triac, 31, 32, 33, 34 diode, 35 capacitor, 41 resistance element, 42 capacitance element, 43 inductance element, 51 inrush current, 53, 56 overcurrent, 261 resistor, 262 thermal fuse.

Claims

電気機器の回路である電子回路に付随して設けられる過電圧保護回路であって、
商用電源と前記電子回路とを接続する２つの電源線のうちの一方の電源線に挿入され、前記電子回路の故障時又は異常時に流れる異常電流を遮断するための第１の電流遮断部品と、
前記商用電源と前記電子回路との間において前記電子回路に並列に接続され、前記電子回路に印加され得るサージ電圧を抑制するためのサージ制御部品と、
２つの前記電源線のうちの他方の電源線に挿入され、前記サージ制御部品の短絡故障時に前記サージ制御部品に流れる短絡電流を遮断して回路を保護する第２の電流遮断部品と、
前記商用電源を投入した直後に流れ得る突入電流を抑制する電流制限抵抗と、
前記突入電流を抑制した後に前記電流制限抵抗を通る電流経路をバイパスするバイパス部品と、
を備え、
前記サージ制御部品の一端は、前記一方の電源線に接続され、前記サージ制御部品の他端は、前記第２の電流遮断部品と前記電流制限抵抗との接続点に接続され、
前記バイパス部品は、前記第２の電流遮断部品と前記電流制限抵抗とによる直列回路の両端に接続される
ことを特徴とする過電圧保護回路。 An overvoltage protection circuit provided accompanying an electronic circuit that is a circuit of an electrical device,
a first current interrupting component inserted into one of two power lines connecting a commercial power source and the electronic circuit to interrupt an abnormal current that flows when the electronic circuit fails or malfunctions;
a surge control component connected in parallel to the electronic circuit between the commercial power supply and the electronic circuit for suppressing a surge voltage that may be applied to the electronic circuit;
a second current interrupting component that is inserted into the other power line of the two power lines and protects the circuit by interrupting a short-circuit current flowing through the surge control component when a short-circuit failure of the surge control component occurs;
a current limiting resistor that suppresses an inrush current that may flow immediately after turning on the commercial power supply;
a bypass component that bypasses the current path passing through the current limiting resistor after suppressing the inrush current;
with
one end of the surge control component is connected to the one power supply line, the other end of the surge control component is connected to a connection point between the second current interrupting component and the current limiting resistor,
The overvoltage protection circuit, wherein the bypass component is connected to both ends of a series circuit including the second current interrupting component and the current limiting resistor.

前記電流制限抵抗には、温度ヒューズが内蔵されている
ことを特徴とする請求項１に記載の過電圧保護回路。 The overvoltage protection circuit according to claim 1, wherein the current limiting resistor includes a thermal fuse.

前記バイパス部品は、リレーである
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の過電圧保護回路。 3. The overvoltage protection circuit of claim 1 or 2, wherein the bypass component is a relay.

前記バイパス部品は、トライアックである
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の過電圧保護回路。 3. The overvoltage protection circuit of claim 1 or 2, wherein the bypass component is a triac.

前記バイパス部品は、ソリッドステートリレーである
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の過電圧保護回路。 3. The overvoltage protection circuit of claim 1 or 2, wherein the bypass component is a solid state relay.