JPS62213517A - 自己復帰型過電流保護回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 過電流検出後の遮断状態を負荷側からの微少電流で保持
する過電流保護回路において、負荷側への微少電流を一
時的に遮断することにより、負荷電流が正常状態に回復
した後の遮断状態から給電状態への自己復帰を可能にす
る。

〔産業上の利用分野〕

本発明は自己復帰型過電流保護回路、特に交換機におけ
る各加入者回路を形成する給電回路に応用して好適な自
己復帰型過電流保護回路に関する。

過電流保護回路は、ある回路の定格電流を大幅に超える
ような負荷電流が流れたとき、当該回路を過大な電流か
ら保護する役割を果す。その最も代表的なものはヒユー
ズである。ヒユーズは短絡障害時に発生する大電流によ
って溶断し、当該回路を保護する。ヒユーズの他にも文
種々の過電流保護回路が提案され実用にも供されている
。

〔従来の技術〕

過電流保護の形式としては前記のヒユーズの如き溶断素
子を用いるものと、トランジスタ等の半導体素子を用い
るものとがある。ヒユーズは周知の如く負荷電流が流れ
る通電路に対し直列に挿入される。一方、トランジスタ
による保護回路としては次のような回路が知られている
。

第３図は本件出願人により特願昭第５９−１３７９６６
号において提案されている過電流保護回路の一例を示す
回路図である。本図の過電流保護回路３０は、例えば交
換機内の給電回路を保護するものとして使用されており
、２０は電話端末等の負荷である。この過電流保護回路
３０は図示するようにトランジスタＱＡ、Ｑ、、コンデ
ンサＣ１と抵抗Ｒ８とからなる積分回路３１、及び抵抗
Ｒ８からなる構成を有し、負荷電流■。が所定値を超え
たときはこれを遮断する。即ち、過電流がトランジスタ
ＱＡに通電されるとそのコレクターエミッタ間電圧ｖＣ
！が増大する。このＭＣＩ＋の増大を受けてトランジス
タＱ、がオンすると、トランジスタＱＡへ流れていたベ
ース電流が断となり、トランジスタＱＡはターンオフし
てその過電流を遮断する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、かかる過電流保護回路３０においては、トラ
ンジスタＱ、が一旦オンとなると、例えば給電ケーブル
のリーク抵抗ＲＬを介するリーク電流■１のような負荷
側からの微少電流がトランジスタＱｌのベースに流れて
いる限り、トランジスタＱＡはオフ、Ｑ８はオンの状態
を保持し続ける。即ち、短絡障害を起こしている負荷２
０を取り去り、トランジスタＱ、のベース電流経路を断
たない限り、トランジスタＱ　Ａ、　Ｑ　ｍは初期状態
に戻らない。このため、例えば一時的な負荷短絡の場合
であって、短時間で負荷電流が正常状態に回復するよう
な場合においても、給電を自動的に再開することができ
ず、保守運用に関して不都合があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記問題点を解消した自己復帰型過電流保護回
路を提供するもので、その手段は、第１図を用いて説明
すると、２ｗＡによる直流給電回路の一方の給電線に設
けられ、負荷電流の通電路を開閉する第１トランジスタ
Ｑ、と、該第１トランジスタのコレクターエミッタ間電
圧を積分する積分回路１１と、該積分回路によってオン
オフ制御され、オン時に該第１トランジスタのベース電
流を断にする第２トランジスタＱ２と、該第２トランジ
スタのオンオフに対応してオンオフし、オン時に後述す
る第４トランジスタのベース電流を断にする第３トラン
ジスタＱ３と、該直流給電回路の他方の給電線に設けら
れ、負荷電流の通電路を開閉する前述の第４トランジス
タＱ４と、該第３及び第４トランジスタのターンオン時
及びターンオフ時の動作速度をそれぞれ任意に設定する
第１及び第２遅延回路１２．１３とから構成される。

〔作　用〕

過電流が前記第１トランジスタに通電されると、エミッ
タ接地の該第１トランジスタは活性領域で動作し、その
コレクターエミッタ間電圧Ｖｃ！が増大する。このｖｃ
ｔの増大を受けて前記第２トランジスタがオンすると、
該第１トランジスタへ流れていたベース電流が断となり
、該第１トランジスタはターンオフしてその過電流を遮
断する。この場合、該第２トランジスタのターンオンは
前記積分回路によっである遅延を持って行われ、瞬時的
な突入電流には応答しない。そして、該第２トランジス
タのオン状態は負荷側からの微少電流によって保持され
る。

該第２トランジスタがオンすると前記第３トランジスタ
のベース電流が流れ始め、該第３トランジスタはターン
オンする。このとき、該第３トランジスタのターンオン
は前記第１遅延回路によっである遅延を持って行われる
。

該第３トランジスタがオンすると前記第４トランジスタ
のベース電流が断となり、該第４トランジスタはターン
オフして負荷側への微少電流を遮断する。この場合、該
第４トランジスタのターンオフは前記第２遅延回路によ
っである遅延を持って行われる。

かくして、負荷側からの微少電流が遮断されることによ
り、該第２トランジスタはターンオフし、従って該第１
トランジスタはターンオンし、そして該第２トランジス
タがターンオフすることにより該第３トランジスタはタ
ーンオフし、従って該第４トランジスタはターンオンし
、負荷への給電が自動的に再開される。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明に係る自己復帰型過電流保護回路の実施
例を示す回路図である。本図において、直流電源Ｖと負
荷２０との間に自己復帰型過電流保護回路ｌＯが介装さ
れている。過電流保護回路１０は、負荷電流■。の開閉
をそれぞれ行う第１トランジスタＱ＋及び第４トランジ
スタＱ４と、第１トランジスタＱ、のコレクターエミッ
タ間電圧ｖ４を積分するための、抵抗Ｒ１及びコンデン
サＣＩからなる積分回路１１と、該積分回路１１の出力
電圧をベースに受ける第２トランジスタＱ、と、抵抗Ｒ
ｔ及びコンデンサＣ２からなる第１遅延回路１２と、該
第１遅延回路１２の出力電圧をベースに受ける第３トラ
ンジスタＱ３と、抵抗Ｒ３及びコンデンサＣ１からなり
、出力電圧が第４トランジスタＱ４のベースに加えられ
る第２遅延回路１３と、逆流阻止用ダイオードＤ、と、
該ダイオードＤ１の順方向電圧を相殺するためのダイオ
ードＤ２とから構成される。

次に、第２図に示す各トランジスタＱ１〜Ｑ。

の動作説明図を参照して、上記構成の動作を説明する。

まず、正常動作時においては、第１トランジスタＱ、及
び第４トランジスタＱ４はオンであり、このとき、第１
トランジスタＱ、が十分飽和領域で動作するようなベー
ス電流■８が設定されている。つまり、適当な抵抗Ｒ１
を予め設定しておく。

この飽和領域での動作中、第１トランジスタＱ。

のＶ　ｃ、　（Ｓ＾１）　　（コレクターエミッタ間の
飽和電圧）は０６数Ｖである。このように低いＶｃｗ＜
ｓ＾丁）　では鳥第２トランジスタＱ２をターンオンす
るには至らない。そして、第２トランジスタＱ２がオフ
であることにより第３トランジスタＱ、のベース電流が
流れず、従って該第３トランジスタＱ１も又オフである
。

ところが、時刻ｔ、で例えば端子Ｔ　Ｉ−Ｔ　ｚより負
荷側のいずれかで短絡が生じたものとすると、通常の負
荷電流Ｉ。を大幅に超える過電流が流れる。このような
過電流が第１トランジスタＱ１に通電されると、該第１
トランジスタＱ１は飽和領域から外れて活性領域で動作
することになる。この活性領域では、第１トランジスタ
Ｑ１のｖｃＥは、過電流の大きさに比例して増大する。

そして、増大したＶＣ２のレベルが第２トランジスタＱ
２のベース−エミッタ間電圧Ｖｌｌ＋！（。２）を超え
ると、該第２トランジスタＱ２はオフからオンに切り替
り、積分回路１１の時定数に基づいて設定された動作速
度でより深くターンオンし、時刻１．ｌで第２トランジ
スタＱ２は完全にオン状態に入る。この結果、第１トラ
ンジスタＱ１へ通電されていたベース電流Ｉ、は第２ト
ランジスタＱ２ヘバイパスされ、第１トランジスタＱ１
へのベース電流の供給が停止するので該第１トランジス
タＱ、はオフとなり、過電流は遮断される。そして、過
を流が遮断された後も、給電ケーブル等のリーク抵抗Ｒ
Ｌ（第１図中に破線で示す）を流れるリーク電流ＩＬ等
の負荷側からの微少電流によって第２トランジスタＱ！
のオン状態は保持され、この結果、第１トランジスタＱ
、はオン状態を継続する。なお、積分回路１１は、第２
トランジスタＱ２をオフからオンにする時間を任意に設
定する機能のみならず、過電流保護回路１０が瞬時的な
突入電流には応答しないようにする機能をも有する。

時刻１ｔで第２トランジスタＱ２がオンすると、第１遅
延回路１２の出力電圧は該回路１２の時定数に基づいて
徐々に下降し、そのレベルが第３トランジスタＱ３のＶ
　ＩＩＥ　（ｏｚ＞を超えると該第３トランジスタＱ３
は完全にオンとなる（時刻ｔｉ）。

第３トランジスタＱ３がオンすると、第２遅延回路１３
の出力電圧は該回路１３の時定数に基づいて徐々に上昇
し、そのレベルが第４トランジスタＱ４のｖｏ、。。を
超えると該第４トランジスタＱ４は完全にオフとなる（
時刻ｔｎ）。この結果、負荷側への給電は完全に遮断さ
れる。

時刻ｔ４で第４トランジスタＱ４がオフすると、第２ト
ランジスタＱｔのベースへ流れていたリーク電流■１等
の負荷側からの微少電流が遮断されるので、積分回路１
１のコンデンサＣ８は該積分回路１１の時定数に基づい
て放電し、その放電が終了した時点で第２トランジスタ
Ｑ２は完全にオフとなる（時刻ｊｓ）。第２トランジス
タＱ２がオフすると、第１遅延回路１２の出力電圧は該
回路１２の時定数に基づいて上昇し、そのレベルが第３
トランジスタＱ、のｖｏ（。、）を超えると該第３トラ
ンジスタＱ３は完全にオフとなる（時刻ｔ６）。又、時
刻ｔ、で第２トランジスタＱ２がオフすると、第１トラ
ンジスタＱ、のベース電流Ｉ、がバイパスされなくなる
ので、該第１トランジスタＱ＋　はオフからオンに切り
替る。

時刻ｔ６で第３トランジスタＱ３がオフすると、第２遅
延回路１３の出力電圧は該回路１３の時定数に基づいて
下降し、そのレベルが第４トランジスタＱ４のＶＩＦ（
。０を超えると該第４トランジスタＱ４は完全にオンと
なる（時刻ｔ７）。それと同時に第１トランジスタＱ、
も又完全にオンとなり、過電流保護回路１０は負荷２０
への給電を再開する。

ここで、上述した自己復帰型過電流保護回路１０の動作
を要約すると、過電流を検出して第１トランジスタＱ、
がオフして復路側の通電路を遮断した時刻ｔ２から第１
及び第２遅延回路１２．１３の抵抗Ｒ及びコンデンサＣ
を適宜選択することによって設定された所定時間（ｔｉ
　　　Ｌｘ）後に第４トランジスタＱ４がオフとなって
往路側の通電路が遮断され、第４トランジスタＱ４が往
路側の通電路を遮断した時刻ｔ４から積分回路１１並び
に第１及び第２遅延回路１２　、１３の抵抗Ｒ及びコン
デンサＣを適宜選択することによって設定された所定時
間（ｔｔ　　ｔａ）後に第１及び第４トランジスタＱ、
、Ｑ４がオンとなって往路側及び復路側の通電路が導通
される。なお、過電流を遮断した時刻ｔ２から過電流保
護回路１０が自動的に復帰し、負荷２０への給電を再開
する時刻ｔ１までの時間は数秒が好適である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、過電流を検出す
ると負荷電流の通電路を一旦遮断し、しかる後に再び給
電状態に復帰する。従って、一時的な負荷短絡が発生し
ても、負荷電流が正常状態に回復すると自動的に給電が
再開されるので、保守運用が容易であり、且つ工事性も
向上するという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る自己復帰型過電流保護回路の実施
例を示す回路図、第２図は第１図におけるトランジスタ
Ｑ、〜Ｑ４の動作説明図、第３図は従来例を示す回路図
である。 ＩＯ・・・自己復帰型過電流保護回路、１１・・・積分
回路、　　１２・・・第１遅延回路、１３・・・第２遅
延回路、２０・・・負荷、Ｑ、・・・第１トランジスタ
、 Ｑ２・・・第２トランジスタ、 Ｑ３・・・第３トランジスタ、 Ｑ、・・・第４トランジスタ、 ■・・・電源。 従来例を示す回路図 第３図 ３ｏ−過電流保護回路 ３１・−積分回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、２線による直流給電回路と負荷との間に介装される
   自己復帰型過電流保護回路であって、該２線の内の一方
   に設けられ、負荷電流の通電路を開閉する第１トランジ
   スタ（Ｑ＿１）と、該第１トランジスタ（Ｑ＿１）のコ
   レクターエミッタ間電圧を積分する積分回路（１１）と
   、 該積分回路（１１）の出力電圧によりオンオフ制御され
   る第２トランジスタ（Ｑ＿２）と、 該第２トランジスタ（Ｑ＿２）のオンオフに対応してオ
   ンオフする第３トランジスタ（Ｑ＿３）と、該２線の内
   の他方に設けられ、負荷電流の通電路を開閉する第４ト
   ランジスタ（Ｑ＿４）と、該第３トランジスタ（Ｑ＿３
   ）のターンオン時及びターンオフ時の動作速度を任意に
   設定する第１遅延回路（１２）と、 該第４トランジスタ（Ｑ＿４）のターンオン時及びター
   ンオフ時の動作速度を任意に設定する第２遅延回路（１
   ３）と、 を具備する自己復帰型過電流保護回路。