JPH104624A - Overvoltage protective circuit and electronic circuit furnished therewith - Google Patents
Overvoltage protective circuit and electronic circuit furnished therewithInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、過電圧保護回路及
びこれを備える電子回路に関し、さらに詳しくは、電源
の過電圧を検出して負荷回路を該過電圧から保護するた
めの過電圧保護回路及びこれを備えるパーソナルコンピ
ュータ等の電子回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an overvoltage protection circuit and an electronic circuit including the same, and more particularly, to an overvoltage protection circuit for detecting an overvoltage of a power supply and protecting a load circuit from the overvoltage, and an overvoltage protection circuit having the same. The present invention relates to an electronic circuit such as a personal computer.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体装置は一般に直流電源で作動し、
その直流電源の電源ラインには過電圧から負荷回路を保
護するための過電圧保護回路が設けられる。図３に従来
の過電圧保護回路の回路構成を示す。直流電源装置１と
負荷回路２とを接続する電源ライン７には、過電流で溶
断するヒューズ３が挿入されている。直流電源装置１の
出力電圧は、過電圧検出回路５によってその過電圧状態
が検出され、過電圧検出回路５の出力は、直流電源ライ
ン７とグランドライン８との間に接続されたサイリスタ
３１のゲートに入力される。2. Description of the Related Art Semiconductor devices generally operate on a DC power supply.
The power supply line of the DC power supply is provided with an overvoltage protection circuit for protecting the load circuit from overvoltage. FIG. 3 shows a circuit configuration of a conventional overvoltage protection circuit. A fuse 3 that blows due to overcurrent is inserted into a power supply line 7 that connects the DC power supply 1 and the load circuit 2. The output voltage of the DC power supply 1 is detected by the overvoltage detection circuit 5 in an overvoltage state, and the output of the overvoltage detection circuit 5 is input to the gate of a thyristor 31 connected between the DC power supply line 7 and the ground line 8. Is done.
【０００３】過電圧検出回路５が過電圧を検出すると、
サイリスタ３１のゲートには所定のトリガ電圧が印加さ
れ、これにより、サイリスタ３１が導通して直流電源回
路の電源ライン７及びグランドライン８間を短絡する。
ヒューズ３及びサイリスタ３１には、直流電源装置１か
ら過大な短絡電流３１ａが供給されるため、ヒューズ３
が溶断し、負荷回路２を直流電源装置１から引き離す。
これにより、負荷回路２に過電圧が印加されることを防
止する。When the overvoltage detection circuit 5 detects an overvoltage,
A predetermined trigger voltage is applied to the gate of the thyristor 31, whereby the thyristor 31 conducts and short-circuits the power supply line 7 and the ground line 8 of the DC power supply circuit.
Since an excessive short-circuit current 31a is supplied from the DC power supply 1 to the fuse 3 and the thyristor 31, the fuse 3
Melts, and separates the load circuit 2 from the DC power supply 1.
This prevents an overvoltage from being applied to the load circuit 2.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来の過電圧保護回路
では、過電圧の発生時に直流電源から供給される短絡電
流によってもヒューズが溶断できない場合がある。特
に、直流電源側に過電流制限機能がある場合には、サイ
リスタの短絡によっても、ヒューズを流れる電流がヒュ
ーズの溶断電流に達しないことが多い。In a conventional overvoltage protection circuit, a fuse may not be blown even by a short-circuit current supplied from a DC power supply when an overvoltage occurs. In particular, when the DC power supply has an overcurrent limiting function, the current flowing through the fuse often does not reach the fuse blowing current even when the thyristor is short-circuited.
【０００５】上記の事態を避けるために、ヒューズの溶
断電流を低く設定することが考えられる。しかし、この
場合、過電圧保護機能は良好になるものの、負荷回路に
電源を投入する際に一般的に見られる通常の突入電流に
よっても、ヒューズが溶断するおそれが生ずる。つま
り、電源回路の過電流特性、負荷回路の電源投入時の突
入電流及びヒューズの溶断電流を正確に整合させる必要
があり、電子回路における電源回路の設計の自由度を損
ねていた。本発明は、上記に鑑み、過電圧保護回路にお
いて、負荷回路の電源投入時の突入電流の大きさの如何
に拘らず、負荷に過電圧が印加されることを確実に防止
し、且つ、電源装置の電流制限特性及びヒューズの溶断
電流の設計を容易にし、設計の自由度を高めることを目
的とする。In order to avoid the above-mentioned situation, it is conceivable to set the fuse blowing current low. However, in this case, although the overvoltage protection function is improved, the fuse may be blown by a normal inrush current generally observed when power is supplied to the load circuit. In other words, it is necessary to accurately match the overcurrent characteristics of the power supply circuit, the inrush current when the power supply of the load circuit is turned on, and the fusing current of the fuse, which impairs the degree of freedom in designing the power supply circuit in the electronic circuit. In view of the above, the present invention, in an overvoltage protection circuit, reliably prevents an overvoltage from being applied to a load, regardless of the magnitude of the rush current when the load circuit is powered on, and An object of the present invention is to facilitate the design of a current limiting characteristic and a fuse fusing current, and to increase the degree of freedom in design.
【０００６】本発明は、更に、上記過電圧保護回路を有
する電子回路を提供することをも目的とする。Another object of the present invention is to provide an electronic circuit having the overvoltage protection circuit.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明の過電圧保護回路
は、電源の過電圧を検出して過電圧信号を発生する過電
圧検出回路と、電源ラインと負荷回路との間に挿入され
るスイッチ回路と、前記過電圧信号により作動するヒュ
ーズ溶断回路と、通常時は前記スイッチ回路をオンにす
るための信号電流を供給すると共に、前記ヒューズ溶断
回路の作動により溶断して前記スイッチ回路をオフにす
るヒューズとを備えることを特徴とする。An overvoltage protection circuit according to the present invention includes an overvoltage detection circuit for detecting an overvoltage of a power supply and generating an overvoltage signal; a switch circuit inserted between a power supply line and a load circuit; A fuse blowing circuit that is activated by the overvoltage signal, and a fuse that supplies a signal current for turning on the switch circuit in a normal state and that is blown off by the operation of the fuse blowing circuit to turn off the switch circuit. It is characterized by having.
【０００８】本発明の過電圧保護回路で保護される負荷
回路は、半導体装置の他に如何なる負荷回路でもよく、
また、直流負荷に限らず、交流負荷でもよい。また、ス
イッチ回路は、信号によりオン・オフされる形式のスイ
ッチであれば如何なるスイッチでもよい。ヒューズの種
類及び形式にも特に制限はない。The load circuit protected by the overvoltage protection circuit of the present invention may be any load circuit other than the semiconductor device.
Further, the load is not limited to the DC load, and may be an AC load. The switch circuit may be any switch as long as the switch is turned on / off by a signal. There are no particular restrictions on the type and type of fuse.
【０００９】ヒューズ溶断回路を、通常時にスイッチ回
路をオンとするための電流をヒューズを経由して供給
し、過電圧発生時にはヒューズに溶断電流を供給するト
ランジスタとして構成することが出来る。この場合、本
発明の過電圧保護回路の構成が簡素になる。The fuse blowing circuit can be configured as a transistor that supplies a current for turning on the switch circuit in a normal state via the fuse and supplies a blowing current to the fuse when an overvoltage occurs. In this case, the configuration of the overvoltage protection circuit of the present invention is simplified.
【００１０】また、過電圧検出回路が、電源ラインに接
続されるカソードと、トランジスタのゲートに接続され
るアノードとを有するツェナーダイオードとして構成す
ることが出来る。この場合には、本発明の過電圧保護回
路の構成が特に簡素化される。Further, the overvoltage detection circuit can be configured as a Zener diode having a cathode connected to the power supply line and an anode connected to the gate of the transistor. In this case, the configuration of the overvoltage protection circuit of the present invention is particularly simplified.
【００１１】本発明の電子回路は、直流電源ラインのた
めに上記過電圧保護回路を備えることを特徴とする。An electronic circuit according to the present invention includes the overvoltage protection circuit for a DC power supply line.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】図面を参照して本発明を更に詳細
に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態例の過電
圧保護回路を備える電子回路の要部を示すブロック図で
ある。本実施形態例の過電圧保護回路は、直流電源装置
１と負荷回路２の間の電源ライン７に挿入されたスイッ
チ回路６と、溶断によりスイッチ回路６の制御信号を開
放するヒューズ３と、過電圧を検出する過電圧検出回路
５と、過電圧検出回路５の検出出力に応答してヒューズ
３にヒューズ溶断電流４ａを供給するヒューズ溶断回路
４とから構成される。スイッチ回路６は、ｐーチャネル
ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１）を有し、そのゲートは、通常時に
はヒューズ３を介してスイッチ動作信号６ａによって低
電位に維持されており、ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１）をオンと
している。これにより、負荷回路２には電源電流が供給
される。The present invention will be described in more detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating a main part of an electronic circuit including an overvoltage protection circuit according to a first embodiment of the present invention. The overvoltage protection circuit according to the present embodiment includes a switch circuit 6 inserted into a power supply line 7 between the DC power supply 1 and the load circuit 2, a fuse 3 for releasing a control signal of the switch circuit 6 by fusing, and an overvoltage protection circuit. The circuit includes an overvoltage detection circuit 5 for detecting, and a fuse blowing circuit 4 for supplying a fuse blowing current 4a to the fuse 3 in response to a detection output of the overvoltage detection circuit 5. The switch circuit 6 has a p-channel MOSFET (Q1), and its gate is normally kept at a low potential by the switch operation signal 6a via the fuse 3 to turn on the MOSFET (Q1). As a result, the power supply current is supplied to the load circuit 2.
【００１３】電源ライン７で過電圧が発生すると、過電
圧検出回路５が過電圧信号を発生する。ヒューズ溶断回
路４は、これを受けてヒューズ３に溶断電流４ａを流す
ので、ヒューズ３が溶断し、スイッチ動作信号６ａが遮
断される。これにより、ｐーチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｑ
１）がオフになり、電源ラインが遮断されて負荷回路２
への過電圧の印加が防止される。When an overvoltage occurs in the power supply line 7, the overvoltage detection circuit 5 generates an overvoltage signal. The fuse blowing circuit 4 receives this and supplies a blowing current 4a to the fuse 3, so that the fuse 3 is blown and the switch operation signal 6a is cut off. Thereby, the p-channel MOSFET (Q
1) is turned off, the power supply line is cut off, and the load circuit 2
Overvoltage is prevented from being applied.
【００１４】本実施形態例の過電圧保護回路では、負荷
回路への電源電流は、スイッチ回路６のＭＯＳＦＥＴ
（Ｑ１）を流れ、ヒューズ３には流れない。通常時に
は、ヒューズ３を流れる電流は、ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１）
のゲート電流のみであり、負荷回路の電源投入時等に流
れる突入電流によってヒューズ３が溶断するおそれがな
い。従って、突入電流を勘案してヒューズ３の溶断電流
を決定する必要がなく、従来とは異なり、ヒューズ３の
溶断電流の設計が容易になる。図２は、本発明の第２の
実施形態例を図１と同様に示す回路図である。同図は、
本発明をノート型パーソナルコンピュータの電源に適用
した例である。同図において、本実施形態例の過電圧保
護回路は、電源部としてＡＣアダプタ１１を有し、該Ａ
Ｃアダプタ１１の出力から、直流電源装置を成すＤＣ／
ＤＣコンバータ（以下、コンバータと呼ぶ）１２を経由
して、負荷回路２に直流電力を供給する。ＡＣアダプタ
１１の出力電圧は例えば１５Ｖで、コンバータ１２の出
力電圧は例えば５Ｖである。In the overvoltage protection circuit of this embodiment, the power supply current to the load circuit
It flows through (Q1) and does not flow through the fuse 3. Normally, the current flowing through the fuse 3 is equal to the MOSFET (Q1)
, And there is no possibility that the fuse 3 is blown by an inrush current flowing when the load circuit is powered on. Therefore, it is not necessary to determine the fusing current of the fuse 3 in consideration of the inrush current, and the design of the fusing current of the fuse 3 becomes easy, unlike the related art. FIG. 2 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention, similarly to FIG. The figure shows
This is an example in which the present invention is applied to a power supply of a notebook personal computer. In FIG. 1, the overvoltage protection circuit according to the present embodiment has an AC adapter 11 as a power supply unit.
From the output of the C adapter 11, DC /
DC power is supplied to the load circuit 2 via a DC converter (hereinafter, referred to as a converter) 12. The output voltage of the AC adapter 11 is, for example, 15V, and the output voltage of the converter 12 is, for example, 5V.
【００１５】ＡＣアダプタ１１の出力電源ライン７１に
は、ｐ−チャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１）が挿入されてお
り、そのゲートに接続したゲート抵抗Ｒ２とグランドラ
イン８との間にはヒューズ３が挿入されている。これに
より、通常時には、ゲート電位をスレッシュホールド以
下の低電位に保持して、ｐ−チャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｑ
１）をオンにする。ヒューズ３とゲート抵抗Ｒ２との接
続ノードＮ１と、コンバータ１２の１５Ｖ電源ラインと
の間には、ｎ−ｐ−ｎトランジスタ（Ｔｒ）が挿入され
ている。A p-channel MOSFET (Q1) is inserted in the output power supply line 71 of the AC adapter 11, and a fuse 3 is inserted between a gate resistor R2 connected to its gate and the ground line 8. I have. As a result, the gate potential is normally held at a low potential equal to or lower than the threshold, and the p-channel MOSFET (Q
Turn on 1). An npn transistor (Tr) is inserted between the connection node N1 between the fuse 3 and the gate resistor R2 and the 15V power supply line of the converter 12.
【００１６】コンバータ１２の５Ｖ出力ライン側、即ち
負荷回路２の電源ライン７２には、過電圧検出のための
ツェナーダイオード（ＺＤ）のカソードが接続してあ
り、そのアノードは、トランジスタ（Ｔｒ）のベース
に、ベース抵抗Ｒ３を介して接続されている。また、ｐ
−チャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１）のゲート−ソース間に
は、ヒューズ３の溶断時にＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１）をオフ
とするための比較的大きな抵抗Ｒ１が接続されている。The cathode of a Zener diode (ZD) for detecting an overvoltage is connected to the 5V output line side of the converter 12, that is, the power supply line 72 of the load circuit 2, and the anode is connected to the base of the transistor (Tr). Are connected via a base resistor R3. Also, p
A relatively large resistor R1 for turning off the MOSFET (Q1) when the fuse 3 is blown is connected between the gate and the source of the -channel MOSFET (Q1).
【００１７】上記のように構成した過電圧保護回路にお
いて、コンバータ１２の５Ｖ出力ライン７２に、何等か
の原因で、例えばコンバータ１２の故障により１５Ｖ電
源ライン７１が混触して、所定電圧値以上の過電圧が発
生すると、ツェナーダイオード（ＺＤ）が降伏し、トラ
ンジスタ（Ｔｒ）のベースからエミッタに向けて微少な
電流が流れる。このベース電流のｈfe倍の電流が、ｎ−
ｐ−ｎトランジスタ（Ｔｒ）のエミッタからヒューズ３
に供給されて、ヒューズ３を溶断する。ｐ−チャネルＭ
ＯＳＦＥＴ（Ｑ１）は、ゲート−ソース間抵抗Ｒ１よっ
てそのゲートが高電位に充電されてオフになり、コンバ
ータ１２への電力供給を停止する。従って、負荷回路２
の電源ライン７２への電力供給が遮断され、負荷回路２
における過電圧の印加が防止される。In the overvoltage protection circuit constructed as described above, the 15V power supply line 71 contacts the 5V output line 72 of the converter 12 for some reason, for example, due to a failure of the converter 12, and the overvoltage exceeding a predetermined voltage value. Occurs, the Zener diode (ZD) breaks down, and a small current flows from the base of the transistor (Tr) to the emitter. The current hfe times the base current is n-
Fuse 3 from emitter of pn transistor (Tr)
To blow the fuse 3. p-channel M
The gate of the OSFET (Q1) is charged to a high potential by the gate-source resistance R1 and turned off, and the power supply to the converter 12 is stopped. Therefore, the load circuit 2
Power supply to the power supply line 72 is cut off, and the load circuit 2
Is prevented from being applied.
【００１８】ヒューズ３には、通常時にはゲート電位を
低電位に保つためのきわめて微小な電流しか流れなく、
過電圧信号発生時にのみ大きな電流が流れるので、第１
の実施形態例と同様に、ヒューズの溶断電流の設計は容
易である。Normally, only a very small current flows through the fuse 3 to keep the gate potential low.
Since a large current flows only when an overvoltage signal occurs, the first
As in the case of the first embodiment, the design of the fusing current of the fuse is easy.
【００１９】以上、本発明をその好適な実施形態例に基
づいて説明したが、本発明の過電圧保護回路、及び、該
過電圧保護回路を備える電子回路は、上記実施例の構成
にのみ限定されるものではなく、上記実施例の構成から
種々の修正及び変更を施した過電圧保護回路も、本発明
の範囲に含まれる。Although the present invention has been described based on the preferred embodiments, the overvoltage protection circuit of the present invention and the electronic circuit including the overvoltage protection circuit are limited only to the configuration of the above embodiment. Instead, an overvoltage protection circuit obtained by making various modifications and changes from the configuration of the above embodiment is also included in the scope of the present invention.
【００２０】[0020]
【発明の効果】以上、説明したように、本発明の過電圧
保護回路及びこれを備える電子回路では、ヒューズをス
イッチ回路の信号ラインに接続しているので、通常時に
ヒューズを流れる電流は小さく、ヒューズの溶断電流の
設計には負荷回路の電源投入時の突入電流を考慮する必
要がないことから、本発明は、ヒューズの溶断電流の設
計を容易にした顕著な効果を奏する。As described above, in the overvoltage protection circuit and the electronic circuit including the same according to the present invention, the fuse is connected to the signal line of the switch circuit. Since it is not necessary to consider the inrush current when the power supply of the load circuit is turned on when designing the fusing current, the present invention has a remarkable effect of facilitating the design of the fusing current of the fuse.
【図１】本発明の第１の実施形態例の過電圧保護回路を
備える電子回路の要部構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a main configuration of an electronic circuit including an overvoltage protection circuit according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第２の実施形態例の過電圧保護回路を
備える電子回路の要部構成を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a main configuration of an electronic circuit including an overvoltage protection circuit according to a second embodiment of the present invention.
【図３】従来の過電圧保護回路の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of a conventional overvoltage protection circuit.
１ 直流電源 ２ 負荷 ３ ヒューズ ４ ヒューズ溶断回路 Ｔｒ トランジスタ Ｒ３ Ｔｒベース抵抗 ５ 過電圧検出回路 ５ａ 過電圧検出信号 ６ スイッチ回路 ７、７１、７２ 電源ライン ８ グランドライン ＺＤ ツェナーダイオード Ｑ１ ｐ−チャネルＦＥＴ Ｒ１ ゲート−ソース間抵抗 Ｒ２ ゲート抵抗 ６ａ スイッチ動作信号 １１ ＡＣアダプタ １２ Ｄ／Ｄコンバータ １３ ツェナーダイオード ３１ サイリスタ ３１ａ 短絡電流 Reference Signs List 1 DC power supply 2 Load 3 Fuse 4 Fuse blowing circuit Tr transistor R3 Tr base resistor 5 Overvoltage detection circuit 5a Overvoltage detection signal 6 Switch circuit 7, 71, 72 Power line 8 Ground line ZD Zener diode Q1 P-channel FET R1 Gate-source Inter-resistance R2 Gate resistance 6a Switch operation signal 11 AC adapter 12 D / D converter 13 Zener diode 31 Thyristor 31a Short-circuit current
Claims (4)
生する過電圧検出回路と、電源ラインと負荷回路との間
に挿入されるスイッチ回路と、前記過電圧信号により作
動するヒューズ溶断回路と、通常時は前記スイッチ回路
をオンにするための信号電流を供給すると共に、前記ヒ
ューズ溶断回路の作動により溶断して前記スイッチ回路
をオフにするヒューズとを備えることを特徴とする過電
圧保護回路。An overvoltage detection circuit for detecting an overvoltage of a power supply and generating an overvoltage signal; a switch circuit inserted between a power supply line and a load circuit; a fuse blowing circuit operated by the overvoltage signal; And a fuse for supplying a signal current for turning on the switch circuit and turning off the switch circuit by operating the fuse blowing circuit when the fuse circuit is turned on.
スイッチ回路をオンにするための電流を前記ヒューズを
経由して供給し過電圧信号発生時に前記電源ラインから
前記ヒューズに溶断電流を供給するトランジスタを有す
る、請求項１に記載の過電圧保護回路。2. The transistor according to claim 1, wherein the fuse blowing circuit supplies a current for turning on the switch circuit through the fuse in a normal state, and supplies a blowing current from the power supply line to the fuse when an overvoltage signal is generated. The overvoltage protection circuit according to claim 1, comprising:
に接続されるカソードと、前記トランジスタのゲートに
接続されるアノードとを有するツェナーダイオードから
構成される、請求項２に記載の過電圧保護回路。3. The overvoltage protection circuit according to claim 2, wherein the overvoltage detection circuit includes a Zener diode having a cathode connected to the power supply line and an anode connected to a gate of the transistor.
圧検出回路を直流電源ラインのために備えたことを特徴
とする電子回路。4. An electronic circuit comprising the overvoltage detection circuit according to claim 1 for a DC power supply line.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8152087A JPH104624A (en) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | Overvoltage protective circuit and electronic circuit furnished therewith |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8152087A JPH104624A (en) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | Overvoltage protective circuit and electronic circuit furnished therewith |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH104624A true JPH104624A (en) | 1998-01-06 |
Family
ID=15532770
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8152087A Pending JPH104624A (en) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | Overvoltage protective circuit and electronic circuit furnished therewith |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH104624A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007195358A (en) * | 2006-01-20 | 2007-08-02 | Omron Corp | Switching power supply |
| JP2009538428A (en) * | 2006-05-23 | 2009-11-05 | インテグレーテッド テクノロジー コーポレーション | Protecting probe needles for high current probe testing of power devices |
| CN103972858A (en) * | 2013-01-30 | 2014-08-06 | 昆达电脑科技(昆山)有限公司 | Overcurrent protection device |
-
1996
- 1996-06-13 JP JP8152087A patent/JPH104624A/en active Pending
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