JP3193936U - 出力短絡保護装置 - Google Patents

Abstract

【課題】短絡発生時に電子装置に給電を行うのを迅速に停止し、電子装置の損傷を防止する出力短絡保護装置を提供する。【解決手段】電源供給装置に電気的に接続し、第１の出力短絡保護モジュール８０を含む。第１の出力短絡保護モジュール８０は、検出回路８００、比較回路８０２、判断回路Ｇおよびラッチ回路８０４を有する。検出回路８００は、スイッチデバイス５４、第１の出力抵抗器Ｒｏ１および第２の出力抵抗器Ｒｏ２に電気的に接続している。比較回路８０２は、検出回路８００に電気的に接続している。判断回路Ｇは、比較回路８０２、制御装置５２および制御信号端子Ｓｉｎに電気的に接続している。ラッチ回路８０４は判断回路Ｇ、制御信号端子Ｓｉｎに電気的に接続している。電子システムの短絡発生時に、電源供給装置に電子システムへの直流電力の供給を停止させることにより電子装置の損傷を防止することができる。【選択図】図２

Description

本考案は、電源供給装置に関し、特に、短絡発生時に電子装置に給電を行うのを迅速に停止し、電子装置の損傷を防止する出力短絡保護装置に関する。

電源供給の安定性を確保するため、電子装置に給電を行う電源供給装置は、出力短絡保護装置を設け、短絡発生時に電子装置に給電を行うのを停止し、短絡による過電流損傷を防止する。

従来の出力短絡保護装置は、転換モジュールの二次側に接続された電子システムの短絡発生時に、転換モジュールの一次側に短絡信号を伝達し、転換モジュールが電気エネルギー転換を行うのを停止するのに用いられることが多かった。しかし、信号の伝達過程において、転換モジュール二次側のデバイスが破損している可能性があった。

本考案の目的は、短絡発生時に電子装置に給電を行うのを迅速に停止し、電子装置の損傷を防止する出力短絡保護装置を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本考案は、出力短絡保護装置を提供する。本考案の出力短絡保護装置は、電源供給装置に電気的に接続し、第１の出力短絡保護モジュールを含む。第１の出力短絡保護モジュールは、検出回路、比較回路、判断回路およびラッチ回路を有する。検出回路は、スイッチデバイス、第１の出力抵抗器および第２の出力抵抗器に電気的に接続している。比較回路は、検出回路に電気的に接続している。判断回路は、比較回路、制御装置および制御信号端子に電気的に接続している。ラッチ回路は判断回路、制御信号端子に電気的に接続している。電子システムの短絡発生時に、電源供給装置に電子システムへの直流電力の供給を停止させることにより電子装置の損傷を防止することができる。

本考案の出力短絡保護装置は、電子システムの短絡発生時に、電源供給装置に電子システムへの直流電力の供給を停止させることにより電子装置の損傷を防止することができる。

本考案の第１の実施形態による電源供給システムを示す回路図である。 本考案の第１の実施形態による出力短絡保護装置モジュールを示す回路図である。 本考案の第１の実施形態によるフォトカプラおよび制御装置を示す回路図である。 図３に対応する制御装置の信号出力および待機電源の出力端子の出力を示す曲線図である。 本考案の第２の実施形態によるフォトカプラおよび制御装置を示す回路図である。 図５に対応する制御装置の信号出力および待機電源の出力端子の出力を示す曲線図である。 本考案のラッチ回路を示す回路図である。

以下、本考案の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１を参照する。図１は、本考案の一実施形態による電源供給システムを示す回路図である。わかりやすく説明するため、交流電源供給器ＡＣＰおよび電子システムＰＳをさらに描き込んでいる

図１に示すように、交流電源供給器ＡＣＰと電子システムＰＳとの間に電源供給システム３が電気的に接続されている。交流電源供給器ＡＣＰは、交流電力を出力するのに用いられ、電源供給システム３は、交流電力を受け取り、交流電力を直流電力に変換して電子システムＰＳに伝達する。電子システムＰＳは、例えば、サーバまたはコンピューターでもよい。

電源供給システム３は、電源供給装置５および出力短絡保護装置８を含む。出力短絡保護装置８は、電子システムＰＳの短絡発生時に、電源供給装置５に電子システムＰＳへの直流電力の供給を停止させる。電子システムＰＳは、待機モードおよび非待機モードに設定することができる。非待機モードにおいて、電子システムＰＳは、ＯＮ状態で、待機モードにおいて、電子システムＰＳは、メモリーのみ作動し、その他の大部分のハードウェアはＯＦＦ状態である。そのため、電子システムＰＳは、待機モードにおいて、必要な電力がすくなくてすむことになる。

電源供給システム３は、第１の電力出力端子Ｖ１，第２の電力出力端子Ｖ２および待機電力出力端子Ｖｓｂを含む。第１の電力出力端子Ｖ１，第２の電力出力端子Ｖ２および待機電力出力端子Ｖｓｂは、それぞれ電子システムＰＳに電気的に接続している。第１の電力出力端子Ｖ１および第２の電力出力端子Ｖ２は、電子システムＰＳが非待機モードの際に電力を供給するのに用いられる。待機電力出力端子Ｖｓｂは、電子システムＰＳが待機モードまたは非待機モードであっても、電子システムＰＳに電力を出力する。つまり、電子システムＰＳが待機モードの場合、第１の電力出力端子Ｖ１および第２の電力出力端子Ｖ２は、電子システムＰＳに電力を出力しないわけである。

電源供給装置５は、交流／直流電力転換モジュール５０、制御装置５２、スイッチデバイス５４、電源管理器５６および隔離回路５８を含む。交流／直流電力転換モジュール５０は、電気的に接続した交流電源供給器ＡＣＰが出力した交流電力を受け取り、交流電力を直流電力に変換する。

交流／直流電力転換モジュール５０は、電磁ノイズフィルター５００、整流器５０２および交流／直流電力転換器５０４を含む。電磁ノイズフィルター５００は、交流電源供給器ＡＣＰに電気的に接続し、交流電力中に存在する電磁ノイズを除去するのに用いられる。整流器５０２は、電磁ノイズフィルター５００に電気的に接続され、交流電力を直流電力に変換するのに用いられる。整流器５０２は、例えば、全波整流器でもよい。整流器５０２は、出力電流量を下げ、出力電圧の準位を向上させる力率改善回路５０３を内部に含む。交流／直流電力転換器５０４は、整流器５０２に電気的に接続され、整流器５０２の出力した直流電力の準位を転換するのに用いられる。例えば、直流電力の準位を上げる昇圧を行ったり、直流電力の準位を下げる降圧を行ったりする。整流器５０２は、例えば、ＬＬＣ共振コンバータ、ダブルフォワードコンバータまたはフォワードコンバータであるが、これに限定されるものではない。交流／直流電力転換器５０４は、直流電力出力端子Ｖｄｃを有する。

スイッチデバイス５４は、直流電力出力端子Ｖｄｃに電気的に接続されている。スイッチデバイス５４と第１の電力出力端子Ｖ１との間に第１の出力抵抗器Ｒｏ１が電気的に接続されている。スイッチデバイス５４と第２の電力出力端子Ｖ２との間に第２の出力抵抗器Ｒｏ２が電気的に接続されている。スイッチデバイス５４は、電源管理器５６の出力した信号に基づき、第１の電力出力端子Ｖ１および第２の電力出力端子Ｖ２が電子システムＰＳに電力を出力しているかどうかを判断する。ここで注意しなければならないのは、電源管理器５６が、電気的に接続された電子システムＰＳと相互に連絡し（後述する）、電子システムＰＳの設定状態（待機モードまたは非待機モード）を把握できることである。本実施形態において、スイッチデバイス５４は、金属酸化物半導体トランジスタとして説明を加えているが、これに限定されるものではない。

電子システムＰＳが、待機モードに設定されると、スイッチデバイス５４がオフになり、直流電力出力端子Ｖｄｃの出力した直流電力がスイッチデバイス５４を介して第１の電力出力端子Ｖ１および第２の電力入力端子Ｖ２に導通し、電子システムＰＳに出力する。電子システムＰＳが、非待機モードに設定されると、スイッチデバイス５４がオンになり、直流電力出力端子Ｖｄｃの出力した直流電力は、スイッチデバイス５４がオフのため、第１の電力入力端子Ｖ１および第２の電力入力端子Ｖ２に導通しない。そのため、第１の電力入力端子Ｖ１および第２の電力入力端子Ｖ２は、電子システムＰＳに出力する直流電力を有しない。

ここで注意しなければならないのは、力率改善回路５０３が、待機モードの際、依然として正常に作動しているため、電源供給装置５を１００〜２４０Ｖの交流電圧範囲で適用させることができる。

電源管理器５６は、交流／直流電力転換モジュール５０および電子システムＰＳに電気的に接続されている。電源管理器５６は、信号出力端子ＰＧ、信号入力端子ＰＳ＿Ｏｎ、制御信号端子Ｓｉｎおよび信号リセット端子ｒｅｓｅｔを有する。信号出力端子ＰＧおよび信号入力端子ＰＳ＿Ｏｎは、それぞれ電子システムＰＳに電気的に接続されている。信号出力端子ＰＧは、電子システムＰＳに出力信号送信し、信号入力端子ＰＳ＿Ｏｎは、電子システムＰＳが発信した信号を受信する。つまり、電源管理器５６は、信号出力端子ＰＧおよびＰＳ＿Ｏｎにより電子システムＰＳと相互に連絡し、電子システムＰＳの設定状態を確認する。制御信号端子Ｓｉｎが、スイッチデバイス５４に電気的に接続されていることにより、電源管理器５６が電子システムＰＳの設定状態に基づき、スイッチデバイス５４をオンまたはオフにし、直流電力出力端子Ｖｄｃの出力した直流電力を第１の電力入力端子Ｖ１および第２の電力入力端子Ｖ２に導通させたり、切り替えたりすることができる。

隔離回路５８は、制御装置５２および電源管理器５６に電気的に接続され、電源管理器５６の発信した信号を隔離して制御装置５２に伝え、制御装置５２の発信した信号を隔離して電源管理器５６に伝えることができる。制御装置５２は、電源管理器５６の発信した信号を受信し、整流器５０２および交流／直流電力転換器５０４の作動状態を制御する。例えば、整流器５０２の出力した直流電力の準位の調整や、交流／直流電力転換器５０４の転換後の直流電力の準位の調整などである。隔離回路５８は、例えば、フォトカプラでよいが、これに限定されるものではない。

電源供給システム３は、制御装置５２および直流電力出力端子Ｖｄｃに電気的に接続されたフィードバック回路６０をさらに含む。フィードバック回路６０は、直流電力出力端子Ｖｄｃの出力した電力を検出し、電圧が極端に高かったり、低かったりするなどの異常が見られると、制御装置５２を駆動して整流器５０２および／または交流／直流電力転換器５０４の転換後の転換効率および電力出力状態を制御する。

電源供給装置５は、直流電力出力端子Ｖｄｃと待機電力入力端子Ｖｓｂとの間に電気的に接続された第３の出力抵抗器Ｒｏ３をさらに含む。待機電力入力端子Ｖｓｂは、電子システムＰＳに電気的に接続されている。待機電力入力端子Ｖｓｂは、電子システムＰＳが操作モードを操作している際に、電力を電子システムＰＳに出力する以外に、電子システムＰＳが正常な作動状態においても電子システムＰＳに電力を出力する。ここで注意すべき点は、待機電力入力端子Ｖｓｂの出力する電力の準位が、第１の電力入力端子Ｖ１および第２の電力入力端子Ｖ２の出力する電力の準位と同じであっても、異なっていてもよいことである。待機電力入力端子Ｖｓｂの出力する電力の準位が、第１の電力入力端子Ｖ１および第２の電力入力端子Ｖ２の出力する電力の準位と異なる場合、直流電力出力端子Ｖｄｃと第３の出力抵抗器Ｒｏ３との間に交流／直流電力転換器５０４を電気的に接続して待機電力入力端子Ｖｓｂの出力する電力の準位を下げることができる。

図２を参照する。図２は、本考案の一実施形態による出力短絡保護装置モジュールを示す回路図である。わかりやすく説明するため、スイッチデバイス５４、電源管理器５６の制御信号端子Ｓｉｎ、第１の出力抵抗器Ｒｏ１、第２の出力抵抗器Ｒｏ２、第３の出力抵抗器Ｒｏ３、第１の電力入力端子Ｖ１、第２の電力入力端子Ｖ２および待機電力入力端子Ｖｓｂをさらに描き込んでいる。

出力短絡保護装置８は、第１の出力短絡保護モジュール８０および第２の出力短絡保護モジュール８２を含む。

第１の出力短絡保護モジュール８０は、第１の出力抵抗器Ｒｏ１および第２の出力抵抗器Ｒｏ２に電気的に接続され、検出回路８００、比較回路８０２、判断回路Ｇおよびラッチ回路８０４を有する。

検出回路８００は、第１のオペアンプＡ１および第２のオペアンプＡ２を有する。第１のオペアンプＡ１は、逆方向入力端子、非逆方向入力端子および出力端子を有する。逆方向入力端子は、スイッチデバイス５４に電気的に接続され、非逆方向入力端子は、第１の電力入力端子Ｖ１に接続されている。第１のオペアンプＡ１の逆方向入力端子および非逆方向入力端子は、それぞれ第１の出力抵抗器Ｒｏ１の二つの相対する端子に接続している。第２のオペアンプＡ２は、逆方向入力端子、非逆方向入力端子および出力端子を有する。逆方向入力端子は、スイッチデバイス５４に電気的に接続され、非逆方向入力端子は、第２の電力入力端子Ｖ２に接続されている。第２のオペアンプＡ２の逆方向入力端子および非逆方向入力端子は、それぞれ第２の出力抵抗器Ｒｏ２の二つの相対する端子に接続している。

比較回路８０２は、第１の比較器Ｃ１および第２の比較器Ｃ２を有する。第１の比較器Ｃ１は、逆方向入力端子、非逆方向入力端子および出力端子を有する。逆方向入力端子は、第１のオペアンプＡ１に電気的に接続され、非逆方向入力端子は、第１の基準電圧回路Ｖｒｅｆ１を入力させるのに供されている。つまり、非逆方向入力端子は、第１の基準電圧回路Ｖｒｅｆ１に電気的に接続されている。第２の比較器Ｃ２は、逆方向入力端子、非逆方向入力端子および出力端子を有する。逆方向入力端子は、第２のオペアンプＡ２の出力端子に電気的に接続され、非逆方向入力端子は、第２の基準電圧回路Ｖｒｅｆ２を入力させるのに供されている。

判断回路Ｇは、二つの入力端子および出力端子を有する。判断回路Ｇの二つの入力端子は、それぞれ第１の比較器Ｃ１および第２の比較器Ｃ２の出力端子に電気的に接続されている。判断回路Ｇの出力端子は、ラッチ回路８０４に電気的に接続されている。本実施形態において、判断回路Ｇは、例えば、ＡＮＤゲートであるが、これに限定されるものではない。

ラッチ回路８０４は、制御信号端子Ｓｉｎおよび信号リセット端子ｒｅｓｅｔに電気的に接続されている。ラッチ回路８０４は、制御信号端子Ｓｉｎに進入する信号をブロックするのに用いられる。

第２の出力短絡保護モジュール８２は、第３の出力抵抗器Ｒｏ３に電気的に接続され、第３のオペアンプＡ３、比較器Ｃ３，フォトカプラ８４および抵抗器Ｒを含む。第３のオペアンプＡ３は、逆方向入力端子、非逆方向入力端子および出力端子を有する。第３のオペアンプＡ３の逆方向入力端子は、直流電力出力端子Ｖｄｃに電気的に接続され、第３のオペアンプＡ３の非逆方向入力端子は、待機電力出力端子Ｖｓｂに電気的に接続されている。比較器Ｃ３は、逆方向入力端子、非逆方向入力端子および出力端子を有する。比較器Ｃ３の逆方向入力端子は、第３のオペアンプＡ３の出力端子に電気的に接続され、比較器Ｃ３の非逆方向入力端子は、第３の基準電圧回路Ｖｒｅｆ３に電気的に接続されている。比較器Ｃ３の出力端子は、フォトカプラ８４の発光デバイス８４０に電気的に接続されている。

図３を参照する。図３は、本考案のフォトカプラおよび制御装置を示す回路図である。図３に示すように、フォトカプラ８４は、発光デバイス８４０および収光デバイス８４２を含む。発光デバイス８４０は、例えば、ＬＥＤで、収光デバイス８４２は、例えば、フォトトランジスタでもよい。発光デバイス８４０は、第１の抵抗器Ｒ１を介して直流電源Ｖｃｃに接続している。直流電源Ｖｃｃは、発光デバイス８４０を駆動させる電力を提供する。収光デバイス８４２は、第２の抵抗器Ｒ２を介して制御装置５２に電気的に接続している。収光デバイス８４２のコレクタは、制御装置５２の第１の基準電圧回路Ｖｒｅｆ１に電気的に接続し、第１の基準電圧回路Ｖｒｅｆ１により収光デバイス８４２を駆動する電圧が提供される。収光デバイス８４２のエミッタは、制御装置５２のラッチ脚部ＬＡＴＣＨに電気的に接続している。

第２の出力短絡保護モジュール８２は、電子システムＰＳに待機モードにおいての短絡保護機能を提供する。電子システムＰＳが、待機モードにおいて、短絡が発生した場合、待機電力入力端子Ｖｓｂを通過する電流が増加し、第３の出力抵抗器Ｒｏ３両端の電圧が増加する。その後、第３の出力抵抗器Ｒｏ３両端の電圧が所定値より大きい場合、第３のオペアンプＡ３が、低準位信号を出力する。比較器Ｃ３が第３のオペアンプＡ３の出力した低準位信号および第３の基準電圧回路Ｖｒｅｆ３を比較し、第３のオペアンプＡ３の出力した低準位信号が第３の基準電圧回路Ｖｒｅｆ３より大きい場合、比較器Ｃ３の出力端子がフォトカプラ８４の発光デバイス８４０に低準位信号を出力して発光デバイス８４０を発光させる。収光デバイス８４２が発光デバイス８４０の照射した光線を受け取り、導通すると、制御装置５２のＬＡＴＣＨが信号の入力により制御装置５２に力率改善回路５０３および／または交流／直流電力転換器５０４をオフとする。そのため、待機電力入力端子Ｖｓｂは、出力する電力がないことになる。ここで注意すべきことは、電子システムＰＳの短絡状態が解除されても、待機電力入力端子Ｖｓｂに出力する電力がないのに変わりないことである。図４は、図３の制御装置の信号出力および待機電源の出力端子の出力を示す曲線図である。

図５を参照する。図５は、本考案の第２の実施形態によるフォトカプラおよび制御装置を示す回路図である。図５に示すように、フォトカプラ８４は、発光デバイス８４０および収光デバイス８４２を含む。発光デバイス８４０は、例えば、ＬＥＤで、収光デバイス８４２は、例えば、フォトトランジスタでもよい。発光デバイス８４０は、第１の抵抗器Ｒ１を介して直流電源Ｖｃｃに接続している。直流電源Ｖｃｃは、発光デバイス８４０を駆動させる電力を提供する。収光デバイス８４２は、ダイオードＤを介して制御装置５２に電気的に接続している。収光デバイス８４２のコレクタは、制御装置５２の第１の基準電圧回路Ｖｒｅｆ１に電気的に接続し、第１の基準電圧回路Ｖｒｅｆ１により収光デバイス８４２を駆動する電圧が提供される。収光デバイス８４２のエミッタは、制御装置５２の過電力保護脚部ＯＰＰに電気的に接続している。

第２の出力短絡保護モジュール８２は、電子システムＰＳに待機モードにおける短絡保護機能を提供する。電子システムＰＳが、待機モードにおいて、短絡が発生した場合、待機電力入力端子Ｖｓｂを通過する電流が増加し、第３の出力抵抗器Ｒｏ３両端の電圧が増加する。その後、第３の出力抵抗器Ｒｏ３両端の電圧が所定値より大きい場合、第３のオペアンプＡ３が、低準位信号を出力する。比較器Ｃ３が第３のオペアンプＡ３の出力した低準位信号および第３の基準電圧回路Ｖｒｅｆ３を比較し、第３のオペアンプＡ３の出力した低準位信号が第３の基準電圧回路Ｖｒｅｆ３より大きい場合、出力端子がフォトカプラ８４の発光デバイス８４０に低準位信号を出力して発光デバイス８４０を発光させる。収光デバイス８４２が発光デバイス８４０の照射した光線を受け取り、導通すると、制御装置５２の過電力保護脚部ＯＰＰが一定の電圧を入力することにより制御装置５２に力率改善回路５０３および／または交流／直流電力転換器５０４をオフとする。そのため、待機電力入力端子Ｖｓｂは、出力する電力を持たないことになる。

待機電力入力端子Ｖｓｂが出力する電力を持たないと、第３の出力抵抗器Ｒｏ３両端の電圧値の差がなくなるため、第３のオペアンプＡ３の出力端子が高準位信号を出力する。比較器Ｃ３もまた高準位信号を出力する。これにより、発光デバイス８４０がオフとなり、制御装置５２が整流器５０２および／または交流／直流電力転換器５０４に電気エネルギー変換を行わせると、待機電力入力端子Ｖｓｂが出力する電力を持つようになる。ここで注意すべきことは、待機電力入力端子Ｖｓｂの出力する電力が、電子システムＰＳの短絡前の待機電力入力端子Ｖｓｂが出力する電力より小さいことである。電子システムＰＳが短絡状態の場合、第３のオペアンプＡ３および比較器Ｃ３の出力端子が低準位信号を出力して制御装置５２に力率改善回路５０３および／または交流／直流電力転換器５０４をオフにさせる。

電子システムＰＳが、待機モードにおいて、短絡が発生した場合、第２の出力短絡保護モジュール８２が制御装置５２を駆動して整流器５０２および／または交流／直流電力転換器５０４に電気エネルギー変換を中止させる。整流器５０２および／または交流／直流電力転換器５０４に電気エネルギー変換を中止すると待機電力入力端子、待機電力入力端子Ｖｓｂが出力する電力がなくなり、第２の出力短絡保護モジュール８２が制御装置５２を駆動して整流器５０２および／または交流／直流電力転換器５０４に電気エネルギー変換を行わせる。電子システムＰＳが依然として短絡状態の場合、制御装置５２が整流器５０２および／または交流／直流電力転換器５０４に電気エネルギー変換を中止させる。ここで注意すべきことは、電子システムＰＳの短絡状態が解消されると、待機電力入力端子Ｖｓｂが自動的に電力を出力する。

図６を参照する。図６は、図３の制御装置の信号出力および待機電源の出力端子の出力を示す曲線図である。図６に示すように、待機電力入力端子Ｖｓｂの出力する電力は、過電力保護脚部ＯＰＰの出力する電力に対応して絶えず上下している。

図７を参照する。図７は、本考案のラッチ回路を示す回路図である。図７に示すように、ラッチ回路８０４は、第１の切換え回路Ｑ１、第２の切換え回路Ｑ２、第３の切換え回路Ｑ３、限流抵抗器Ｒ３、第１の分圧抵抗器Ｒ４、第２の分圧抵抗器Ｒ５、第１のフィルターコンデンサーＣｆ１、第２の比較器Ｃ２、ショットキーバリアダイオードＤｓおよびラッチ入力端子ＩＮＰＵＴを含む。第１の切換え回路Ｑ１は、ＮＰＮ型トランジスタで、第２の切換え回路Ｑ２は、ＰＮＰ型トランジスタで、第３の切換え回路Ｑ３は、金属酸化物半導体トランジスタである。第１の切換え回路Ｑ１のエミッタがグランドに電気的接続している。第１の切換え回路Ｑ１のコレクタが限流抵抗器Ｒ３を介して直流電源Ｖｃｃに電気的に接続している。第２の切換え回路Ｑ２のエミッタが第１の分圧抵抗器Ｒ４を介して直流電源Ｖｃｃに電気的に接続している。第２の切換え回路Ｑ２のベースがショットキーバリアダイオードＤｓの陰極に電気的に接続している。第２の切換え回路Ｑ２のコレクタが第１の切換え回路Ｑ１のベースに電気的に接続している。第２の分圧抵抗器Ｒ５の両端がそれぞれ第１の切換え回路Ｑ１のベースおよびグランドに電気的接続している。第１のフィルターコンデンサーＣｆ１の両端がそれぞれ第１の切換え回路Ｑ１のベースおよびグランドに電気的接続している。第１のフィルターコンデンサーＣｆ１および第２の分圧抵抗器Ｒ５は、並列している。第３の切換え回路Ｑ３のソースは、グランドに電気的接続している。第３の切換え回路Ｑ３のドレインは、第１の切換え回路Ｑ１のベースに電気的接続している。第３の切換え回路Ｑ３のゲートは、信号リセット端子ｒｅｓｅｔに電気的接続している。第２の比較器Ｃ２の両端がそれぞれ第３の切換え回路Ｑ３のベースおよびグランドに電気的接続している。ショットキーバリアダイオードＤｓの陽極は、ラッチ入力端子ＩＮＰＵＴに電気的接続している。ショットキーバリアダイオードＤｓは、低降伏電圧という特性を有する。

第１の出力短絡保護モジュール８０は、第１の出力抵抗器Ｒｏ１および第２の出力抵抗器Ｒｏ２の両側の電圧値を検出することにより、第１の電力入力端子Ｖ１および第２の電力入力端子Ｖ２に接続している電子システムＰＳが短絡を起こしていないかどうか判断する。第１の出力抵抗器Ｒｏ１および第２の出力抵抗器Ｒｏ２のどちらかの両側に大きな電圧差があった場合、対応する第１のオペアンプＡ１または第２のオペアンプＡ２が第１の比較器Ｃ１および第２の比較器Ｃ２に増幅された信号を出力する。第１の比較器Ｃ１および第２の比較器Ｃ２は、第１の基準電圧回路Ｖｒｅｆ１または第２の基準電圧回路Ｖｒｅｆ２との差動信号を比較して、既に増幅された信号が第１の基準電圧回路Ｖｒｅｆ１または第２の基準電圧回路Ｖｒｅｆ２より大きかった場合、第１の比較器Ｃ１および第２の比較器Ｃ２の出力を変更し、判断回路Ｇが低準位の触発信号をラッチ回路８０４のラッチ入力端子ＩＮＰＵＴに出力する。

ラッチ入力端子ＩＮＰＵＴが低準位の触発信号を出力すると、第２の切換え回路Ｑ２が導通する。第１の分圧抵抗器Ｒ４および第２の分圧抵抗器Ｒ５が分圧し、第１の切換え回路Ｑ１のベースとエミッタとの間の電圧差が０．７ボルトより大きい場合、第１の切換え回路Ｑ１が導通し、制御信号端子Ｓｉｎの信号が低電位で保持してラッチ機能が実現する。この時、スイッチデバイス５４がオン状態で、第１の電力入力端子Ｖ１および第２の電力入力端子Ｖ２は、出力する電力を持たない。

電子システムＰＳの短絡状態が解消されると、電源管理器５６の信号入力端子ＰＳ＿Ｏｎが信号を受信し、電源管理器５６の信号リセット端子ｒｅｓｅｔがラッチ回路８０４に高準位信号を送る。信号リセット端子ｒｅｓｅｔが高準位信号を発信すると。第３の切換え回路Ｑ３が導通し、第１の切換え回路Ｑ１および第２の切換え回路Ｑ２がストップし、スイッチデバイス５４がオフになり、第１の電力入力端子Ｖ１および第２の電力入力端子Ｖ２が電子システムＰＳに電力を出力する。

本考案では好適な実施形態を前述の通りに開示したが、これらは決して本考案を限定するものではなく、当該技術を熟知する者は誰でも、本考案の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本考案の保護の範囲は、実用新案請求の範囲で指定した内容を基準とする。

３ 電源供給システム
５ 電源供給装置
８ 出力短絡保護装置
５０ 交流／直流電力転換モジュール
５２ 制御装置
５４ スイッチデバイス
５６ 電源管理器
５８ 隔離回路
６０ フィードバック回路
８０ 第１の出力短絡保護モジュール
８２ 第２の出力短絡保護モジュール
８４ フォトカプラ
５００ 電磁ノイズフィルター
５０２ 整流器
５０３ 力率改善回路
５０４ 交流／直流電力転換器
８００ 検出回路
８０２ 比較回路
８０４ ラッチ回路
８４０ 発光デバイス
８４２ 収光デバイス
Ａ オペアンプ
Ａ１ 第１のオペアンプ
Ａ２ 第２のオペアンプ
Ａ３ 第３のオペアンプ
ＡＣＰ 交流電源供給器
Ｃ１ 第１の比較器
Ｃ２ 第２の比較器
Ｃ３ 比較器
Ｃｆ１ 第１のフィルターコンデンサー
Ｃｆ２ 第２のフィルターコンデンサー
Ｄ ダイオード
Ｄｓ ショットキーバリアダイオード
Ｇ 判断回路
ＩＮＰＵＴ ラッチ入力端子
ＬＡＴＣＨ ラッチ脚部
ＯＰＰ 過電力保護脚部
ＰＧ 信号出力端子
ＰＳ 電子システム
ＰＳ＿Ｏｎ 信号入力端子
ｒｅｓｅｔ 信号リセット端子
Ｑ１ 第１の切換え回路
Ｑ２ 第２の切換え回路
Ｑ３ 第３の切換え回路
Ｒ１ 第１の抵抗器
Ｒ２ 第２の抵抗器
Ｒ３ 限流抵抗器
Ｒ４ 第１の分圧抵抗器
Ｒ５ 第２の分圧抵抗器
Ｒｏ１ 第１の出力抵抗器
Ｒｏ２ 第２の出力抵抗器
Ｒｏ３ 第３の出力抵抗器
Ｓｉｎ 制御信号端子
Ｖ１ 第１の電力出力端子
Ｖ２ 第２の電力出力端子
Ｖｃｃ 直流電源
Ｖｄｃ 直流電力出力端子
Ｖｒｅｆ１ 第１の基準電圧回路
Ｖｒｅｆ２ 第２の基準電圧回路
Ｖｒｅｆ３ 第３の基準電圧回路
Ｖｓｂ 待機電力出力端子

Claims (16)

1. 電源供給装置および電子システムに電気的に接続している出力短絡保護装置であって、
   前記電源供給装置は、交流／直流電力転換モジュール、制御装置、スイッチデバイス、第１の出力抵抗器、第２の出力抵抗器、第３の出力抵抗器、第１の電力出力端子、第２の電力出力端子、待機電力出力端子、制御信号端子および信号リセット端子を有し、
   前記交流／直流電力転換モジュールは直流電力出力端子を有し、前記スイッチデバイスは前記直流電力出力端子および前記制御信号端子に電気的に接続し、前記第１の出力抵抗器は前記スイッチデバイスおよび前記第１の電力出力端子に電気的に接続し、前記第２の出力抵抗器は前記スイッチデバイスおよび前記第２の電力出力端子に接続し、前記第３の出力抵抗器は前記直流電力出力端子および前記待機電力出力端子に接続し、前記第１の電力出力端子、前記第２の電力出力端子および前記待機電力出力端子はそれぞれ前記電子システムに電気的に接続し、
   前記出力短絡保護装置は前記第１の出力抵抗器および前記第２の出力抵抗器に電気的に接続した第１の出力短絡保護モジュールを有し、前記第１の出力短絡保護モジュールは検出回路、比較回路、判断回路およびラッチ回路を有し、前記検出回路はスイッチデバイス、前記第１の出力抵抗器および前記第２の出力抵抗器に電気的に接続し、前記比較回路は前記検出回路に電気的に接続し、前記判断回路は前記比較回路、前記制御装置および前記制御信号端子に電気的に接続し、前記ラッチ回路は前記判断回路、前記制御信号端子および前記信号リセット端子に電気的に接続し
   前記検出回路は前記第１の出力抵抗器と前記第２の出力抵抗器との間の電圧を検出し、前記比較回路が前記第１の出力抵抗器と前記第２の出力抵抗器との間の電圧が所定の電圧値より大きいかどうか比較し、前記第１の出力抵抗器と前記第２の出力抵抗器との間の電圧が所定の電圧値より大きかった場合、前記判断回路が信号を発信して前記ラッチ回路に前記制御信号端子の信号をラッチさせ、スイッチデバイスをオンにし、さらに前記第１の電力出力端子および前記第２の電力出力端子に前記電子システムへの出力を停止させることを特徴とする出力短絡保護装置。
2. 前記検出回路は、第１のオペアンプおよび第２のオペアンプを有し、前記第１のオペアンプは逆方向入力端子、非逆方向入力端子および出力端子を有し、前記第１のオペアンプの逆方向入力端子は前記スイッチデバイスに電気的に接続され、前記第１のオペアンプの非逆方向入力端子は前記第１の電力入力端子に電気的に接続され、前記第１のオペアンプの出力端子は前記比較回路に電気的に接続され、前記第２のオペアンプは逆方向入力端子、非逆方向入力端子および出力端子を有し、前記第２のオペアンプの逆方向入力端子は前記スイッチデバイスに電気的に接続され、前記第２のオペアンプの非逆方向入力端子は前記第２の電力入力端子に電気的に接続され、前記第２のオペアンプの出力端子は前記比較回路に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の出力短絡保護装置。
3. 前記比較回路は、第１の比較器および第２の比較器を有し、前記第１の比較器は逆方向入力端子、非逆方向入力端子および出力端子を有し、前記第１の比較器の逆方向入力端子は前記第１のオペアンプの出力端子に電気的に接続され、前記第１の比較器の非逆方向入力端子は前記第１の基準電圧回路を入力させるのに供され、前記第１の比較器の出力端子は前記判断回路電気的に接続され、前記第２の比較器は逆方向入力端子、非逆方向入力端子および出力端子を有し、前記第２の比較器の逆方向入力端子は、前記第２のオペアンプの出力端子に電気的に接続され、前記第２の比較器の非逆方向入力端子は前記第２の基準電圧回路を入力させるのに供され、前記第１の比較器の出力端子は前記判断回路に電気的に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の出力短絡保護装置。
4. 前記ラッチ回路は、第１の切換え回路、第２の切換え回路、第３の切換え回路、限流抵抗器、第１の分圧抵抗器および第２の分圧抵抗器を有し、前記第１の切換え回路は前記判断回路および前記制御信号端子に電気的に接続され、前記第２の切換え回路は前記第１の切換え回路に電気的に接続され、前記第３の切換え回路は前記第１の切換え回路、前記第２の切換え回路および前記信号リセット端子に電気的に接続され、前記限流抵抗器は前記第１の切換え回路および前記第２の切換え回路に電気的に接続され、前記第１の分圧抵抗器は前記第２の切換え回路に電気的に接続され、前記第２の分圧抵抗器は前記第１の切換え回路および前記第２の切換え回路に電気的に接続されていることを特徴とする請求項３に記載の出力短絡保護装置。
5. 前記ラッチ回路は、第１のフィルターコンデンサーおよび第２のフィルターコンデンサーをさらに有し、前記第１のフィルターコンデンサーは前記第２の分圧抵抗器に並列に電気的に接続され、前記第２のフィルターコンデンサーは前記信号リセット端子および前記第３の切換え回路に電気的に接続されていることを特徴とする請求項４に記載の出力短絡保護装置。
6. 前記ラッチ回路は、前記判断回路、前記第１の切換え回路および前記第２の切換え回路に電気的に接続されているショットキーバリアダイオードをさらに有することを特徴とする請求項５に記載の出力短絡保護装置。
7. 前記第３の出力抵抗器および制御装置に電気的に接続されている第２の出力短絡保護モジュールをさらに有することを特徴とする請求項６に記載の出力短絡保護装置。
8. 前記第２の出力短絡保護モジュールは、第３のオペアンプ、比較器およびフォトカプラを含み、前記第３のオペアンプは逆方向入力端子、非逆方向入力端子および出力端子を有し、前記第３のオペアンプの逆方向入力端子は直流電力出力端子に電気的に接続され、前記第３のオペアンプの非逆方向入力端子は待機電力出力端子に電気的に接続され、前記比較器は逆方向入力端子、非逆方向入力端子および出力端子を有し、前記比較器の逆方向入力端子は前記第３のオペアンプの出力端子に電気的に接続され、前記比較器の非逆方向入力端子は第３の基準電圧回路に電気的に接続され、前記比較器の出力端子は前記フォトカプラに電気的に接続され、前記フォトカプラは前記制御装置に電気的に接続されていることを特徴とする請求項７に記載の出力短絡保護装置。
9. 前記フォトカプラは、発光デバイスおよび収光デバイスを有し、前記発光デバイスは前記比較器の出力端子に電気的に接続され、前記収光デバイスは前記制御装置に電気的に接続されていることを特徴とする請求項８に記載の出力短絡保護装置。
10. 前記判断回路は、ＡＮＤゲートであることを特徴とする請求項３に記載の出力短絡保護装置。
11. 前記ラッチ回路は、第１の切換え回路、第２の切換え回路、第３の切換え回路、限流抵抗器、第１の分圧抵抗器および第２の分圧抵抗器を有し、前記第１の切換え回路は前記判断回路および前記制御信号端子に電気的に接続され、前記第２の切換え回路は前記第１の切換え回路に電気的に接続され、前記第３の切換え回路は前記第１の切換え回路、前記第２の切換え回路および前記信号リセット端子に電気的に接続され、前記限流抵抗器は前記第１の切換え回路および前記第２の切換え回路に電気的に接続され、前記第１の分圧抵抗器は前記第２の切換え回路に電気的に接続され、前記第２の分圧抵抗器は前記第１の切換え回路および前記第２の切換え回路に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１０に記載の出力短絡保護装置。
12. 前記ラッチ回路は、第１のフィルターコンデンサーおよび第２のフィルターコンデンサーをさらに有し、前記第１のフィルターコンデンサーは前記第２の分圧抵抗器に並列に電気的に接続され、前記第２のフィルターコンデンサーは前記信号リセット端子および前記第３の切換え回路に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１１に記載の出力短絡保護装置。
13. 前記ラッチ回路は、前記判断回路、前記第１の切換え回路および前記第２の切換え回路に電気的に接続されているショットキーバリアダイオードをさらに有することを特徴とする請求項１２に記載の出力短絡保護装置。
14. 前記第３の出力抵抗器および制御装置に電気的に接続されている第２の出力短絡保護モジュールをさらに有することを特徴とする請求項１３に記載の出力短絡保護装置。
15. 前記第２の出力短絡保護モジュールは、第３のオペアンプ、比較器およびフォトカプラを含み、前記第３のオペアンプは逆方向入力端子、非逆方向入力端子および出力端子を有し、前記第３のオペアンプの逆方向入力端子は直流電力出力端子に電気的に接続され、前記第３のオペアンプの非逆方向入力端子は待機電力出力端子に電気的に接続され、前記比較器は逆方向入力端子、非逆方向入力端子および出力端子を有し、前記比較器の逆方向入力端子は前記第３のオペアンプの出力端子に電気的に接続され、前記比較器の非逆方向入力端子は第３の基準電圧回路に電気的に接続され、前記比較器の出力端子は前記フォトカプラに電気的に接続され、前記フォトカプラは前記制御装置に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１４に記載の出力短絡保護装置。
16. 前記フォトカプラは、発光デバイスおよび収光デバイスを有し、前記発光デバイスは前記比較器の出力端子に電気的に接続され、前記収光デバイスは前記制御装置に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１５に記載の出力短絡保護装置。

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