JPH104624A - 過電圧保護回路及びこれを備える電子回路 - Google Patents

過電圧保護回路及びこれを備える電子回路

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JPH104624A
JPH104624A JP8152087A JP15208796A JPH104624A JP H104624 A JPH104624 A JP H104624A JP 8152087 A JP8152087 A JP 8152087A JP 15208796 A JP15208796 A JP 15208796A JP H104624 A JPH104624 A JP H104624A
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JP
Japan
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circuit
fuse
overvoltage
current
power supply
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Pending
Application number
JP8152087A
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English (en)
Inventor
Michinobu Kobayashi
理伸 小林
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NEC Gunma Ltd
Original Assignee
NEC Gunma Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 過電圧保護回路のヒューズの溶断電流の設計
に自由度を与える。 【解決手段】 過電流保護回路は、電源ライン7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5
と、電源ライン7と負荷回路2との間に挿入されるスイ
ッチ回路6と、過電圧信号により作動するヒューズ溶断
回路4と、通常時はスイッチ回路6をオンにするための
信号電流を供給すると共に、ヒューズ溶断回路4の作動
により溶断してスイッチ回路6をオフにするヒューズ3
とを備える。ヒューズ3には、負荷電流が流れないの
で、溶断電流の設計にあたって、負荷回路3に流れる大
きな突入電流等を考慮する必要がない。

Description

【発明の詳細な説明】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【図面の簡単な説明】
【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。
【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。
【図3】従来の過電圧保護回路の回路図である。
【符号の説明】
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

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 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過電
    圧保護回路。
  2. 【請求項2】 前記ヒューズ溶断回路が、通常時に前記
    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。
  3. 【請求項3】 前記過電圧検出回路が、前記電源ライン
    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。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至3の何れか一に記載の過電
    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。
JP8152087A 1996-06-13 1996-06-13 過電圧保護回路及びこれを備える電子回路 Pending JPH104624A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007195358A (ja) * 2006-01-20 2007-08-02 Omron Corp スイッチング電源
JP2009538428A (ja) * 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 パワーデバイスの高電流プローブ試験用プローブ針の保護方法
CN103972858A (zh) * 2013-01-30 2014-08-06 昆达电脑科技(昆山)有限公司 过电保护装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007195358A (ja) * 2006-01-20 2007-08-02 Omron Corp スイッチング電源
JP2009538428A (ja) * 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 パワーデバイスの高電流プローブ試験用プローブ針の保護方法
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