(57)【要約】【課題】電子ヒューズによる電流の遮断を抑制する。【解決手段】負荷２０に電力を供給する電源と、電源と負荷２０との間に設けられており、電源が電力の発生を開始してから所定の時間が経過する以前には、負荷２０の抵抗値が電源から印加される電圧に基づいて定まる最小許容抵抗値以下であることを条件として電流を遮断し、電源が電力の発生を開始してから所定の時間が経過した後には、基準電流値が流れることを条件として電流を遮断し、基準電流値未満の電流を負荷に供給する電子ヒューズ１と、電子ヒューズ１と負荷２０との間に設けられており、電子ヒューズ１が負荷２０に電流を供給するタイミングを遅延させる遅延回路２と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷に電力を供給する電源と、
前記電源と前記負荷との間に設けられており、前記電源が電力の発生を開始してから所定の時間が経過する以前には、前記負荷の抵抗値が前記電源から印加される電圧に基づいて定まる最小許容抵抗値以下であることを条件として電流を遮断し、前記電源が電力の発生を開始してから前記所定の時間が経過した後には、基準電流値が流れることを条件として電流を遮断し、前記基準電流値未満の電流を前記負荷に供給する電子ヒューズと、
前記電子ヒューズと前記負荷との間に設けられており、前記電子ヒューズが前記負荷に電流を供給するタイミングを遅延させる遅延回路と、
を有する電子機器。
【請求項２】
前記遅延回路は、電力を蓄積するコンデンサと、前記電源と前記コンデンサとの間の抵抗と、前記コンデンサの端子間電圧が所定電圧値になることを条件として電流を流し始めるスイッチとを有する、請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記遅延回路は、前記抵抗と並列に設けられており、前記電源が電力の供給を停止すると、前記コンデンサに蓄積された電荷を前記電源に放電するダイオードを有する、請求項２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記遅延回路が前記タイミングを遅延させる時間を設定する制御部をさらに有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷に電力を供給する電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
負荷へ電力を供給するための電源にヒューズを接続することが広く行われている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０７−２６４０２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電源装置に接続されるヒューズとして電子ヒューズを使用した場合、電子ヒューズの特性によっては、電源装置の起動時に、電力の供給が停止されてしまうという問題が生じていた。図４に従来の電子機器１００の構成を示す。図５は、電子機器１００の電源装置１０による電力供給開始時に図４の測定位置ＣＨ１において測定した負荷電圧、及び、測定位置ＣＨ２において測定した負荷電流の波形を示す。
【０００５】
電源装置１０は、時刻Ｔ１において負荷電流の供給を開始する。電子ヒューズ１は、電源装置１０による電力供給の開始直後に負荷２０の抵抗値が最小許容抵抗値以下であるか否かを判定する。電子ヒューズ１は、電力供給の開始直後に負荷２０の抵抗値が最小許容抵抗値以下である場合に、電流を遮断する。このため、負荷電流は、時刻Ｔ２において電子ヒューズ１により遮断され、電源装置１０は、負荷２０へ電力を供給できないという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、電子機器の起動時に電子ヒューズにより電流が遮断されにくくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様の電子機器は、負荷に電力を供給する電源と、前記電源と前記負荷との間に設けられており、前記電源が電力の発生を開始してから所定の時間が経過する以前には、前記負荷の抵抗値が前記電源から印加される電圧に基づいて定まる最小許容抵抗値以下であることを条件として電流を遮断し、前記電源が電力の発生を開始してから前記所定の時間が経過した後には、基準電流値が流れることを条件として電流を遮断し、前記基準電流値未満の電流を前記負荷に供給する電子ヒューズと、前記電子ヒューズと前記負荷との間に設けられており、前記電子ヒューズが前記負荷に電流を供給するタイミングを遅延させる遅延回路と、を有する。
【０００８】
前記遅延回路は、電力を蓄積するコンデンサと、前記電源と前記コンデンサとの間の抵抗と、前記コンデンサの端子間電圧が所定電圧値になることを条件として電流を流し始めるスイッチとを有してもよい。
【０００９】
前記遅延回路は、前記抵抗と並列に設けられており、前記電源が電力の供給を停止すると、前記コンデンサに蓄積された電荷を前記電源に放電するダイオードを有してもよい。
【００１０】
前記電子機器は、前記遅延回路が前記タイミングを遅延させる時間を設定する制御部をさらに有してもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電子ヒューズによる電流の遮断を抑制するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態の電子機器の構成を示す図である。
【図２】遅延回路による電流の遅延を示す図である。
【図３】遅延回路の回路図を示す。
【図４】従来の電子機器の構成を示す
【図５】従来の電子機器の電力供給開始時に測定した負荷電圧及び負荷電流を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［電子機器の概要］
図１は、本実施形態の電子機器１００の構成を示す図である。電子機器１００は、電源装置１０及び負荷２０を備える。電源装置１０は、負荷２０に電力を供給する。負荷２０は、電源装置１０から供給される電力により動作する電子回路を含む。負荷２０は、電源装置１０にケーブル線で接続されている。図１の例では、ケーブル線は１６Ｖの直流電源を負荷２０へ供給する。
【００１４】
電源装置１０は、電力を発生する電源（図１においては「＋１６Ｖ電源」と図示）と、電子ヒューズ１と、遅延回路２とを備える。電子ヒューズ１は、負荷２０に電力を供給する電源と、負荷２０との間に設けられている。電子ヒューズ１は、負荷２０の抵抗値や負荷２０に供給される電流を監視している。電子ヒューズ１は、以下のように、電源が電力の発生を開始してからの時間に応じて異なる動作を行う。
【００１５】
［電源が電力の発生を開始して所定の時間以内の動作］
電子ヒューズ１は、電源が電力の発生を開始してから所定の時間が経過する以前には、負荷２０の抵抗値Ｒが最小許容抵抗値Ｒｍｉｎ以下であることを条件として電流を遮断する。所定の時間は、例えば、電子ヒューズ１の定格により定められている。最小許容抵抗値Ｒｍｉｎは、電源から印加される電圧に基づいて定まり、例えば、以下の式により表される。
【数１】
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式中、ｍａｘ（ａ，ｂ）は、ａ又はｂのいずれか大きい方の値であることを示す。ＶＩは、電源装置１０の電源が供給する電圧であり、図１の例では１６Ｖである。Ｉｍｉｎは、電流の下限値であり、例えば４．６Ａである。Ｋは定数であり、例えば０．５である。
【００１６】
［電源が電力の発生を開始して所定の時間後の動作］
電子ヒューズ１は、電源が電力の発生を開始してから所定の時間が経過した後には、基準電流値が流れることを条件として電流を遮断する。基準電流値は、電子ヒューズ１の定格により定められる値であり、例えば約７．４Ａである。一方、電子ヒューズ１は、基準電流値未満の電流を遮断せず、電流を負荷２０に供給する。
【００１７】
遅延回路２は、電子ヒューズ１と負荷２０との間に設けられている。遅延回路２は、電子ヒューズ１が負荷２０に電流を供給するタイミングを遅延させる。遅延回路２による遅延時間は、電子ヒューズ１による負荷２０の抵抗値が最小許容抵抗値より大きいか否かの判定が行われなくなるまでの時間よりも長い時間である。遅延時間は、一例としては約５ミリ秒である。
【００１８】
図２は、遅延回路２による負荷電圧及び負荷電流の遅延の様子を示す図である。図２の上段には、図１中において遅延回路２により遅延される前の測定位置ＣＨ１において測定された電源電圧を示す。図２の中段には、図１中において遅延回路２により遅延された後の測定位置ＣＨ２において測定された負荷電圧を示す。また、図２の下段には、図１中において遅延回路２により遅延された後の測定位置ＣＨ３において測定された負荷電流を示す。
【００１９】
図２に示す電源電圧及び負荷電圧の波形を比較すると、負荷電圧は、電源電圧に比べて、０Ｖから増加する立ち上がりのタイミングが所定の時間だけ遅延していることが分かる。同様に、負荷電流は、電源電圧に比べて、０Ａから増加する立ち上がりのタイミングが所定の時間だけ遅延していることが分かる。
【００２０】
このような構成により、電子機器１００では、電源が電力の発生を開始してから所定の時間が経過した後に負荷２０が電源装置１０に接続される。したがって、電子機器１００の起動時に、負荷２０の抵抗値Ｒが最小許容抵抗値Ｒｍｉｎ以下であることに起因して電子ヒューズ１により電流が遮断されることを抑制することができる。なお、遅延回路２が負荷２０に設けられていてもよいが、負荷２０を小型化するためには、電源装置１０に遅延回路２を設けることが好ましい。
【００２１】
［遅延回路の構成例］
図３は、遅延回路２の構成例を示す。遅延回路２は、ダイオードＤ１、抵抗Ｒ１〜抵抗Ｒ６、コンデンサＣ１、コンデンサＣ２、ツェナーダイオードＺ１、ツェナーダイオードＺ２、トランジスタＴＲ及びフォトモスリレーＰを備える。電源から遅延回路２へ電流の供給が開始された直後は、トランジスタＴＲ及びフォトモスリレーＰはオフ状態であり、負荷２０へ電流が供給されない。このとき、ツェナーダイオードＺ１及びツェナーダイオードＺ２はいずれも導通していない。フォトモスリレーＰのオフ状態では、遅延回路２全体の抵抗値は、電子ヒューズ１の最小許容抵抗値より大きいものとする。
【００２２】
まず、電源装置１０から供給された電流は、電源装置１０とコンデンサＣ１との間に接続された抵抗Ｒ１を経由して、コンデンサＣ１及びコンデンサＣ２へ流入し、コンデンサＣ１及びコンデンサＣ２は、電力を蓄積する。このとき、一部の電流は、抵抗Ｒ２を経由してグランドＧＮＤへ流れる。
【００２３】
コンデンサＣ１及びコンデンサＣ２に電力が蓄積されるにつれて、ツェナーダイオードＺ１に高い電圧が印加される。ツェナーダイオードＺ１に降伏電圧を超える電圧が印加されるとツェナーダイオードＺ１が導通し、これにより、抵抗Ｒ３及び抵抗Ｒ４を経由して、トランジスタＴＲのベース電流が流れ始める。その後、抵抗Ｒ３を流れる電流値が基準値を超えるとツェナーダイオードＺ２が導通し、トランジスタＴＲのベース電流が増加する。
【００２４】
トランジスタＴＲは、図３の例では、バイポーラトランジスタに入力抵抗とエミッタ―ベース間抵抗とを接続したデジタルトランジスタである。ツェナーダイオードＺ１及びツェナーダイオードＺ２が導通した状態では、コンデンサＣ１の端子間電圧が高くなるにつれてベース電流が増加する。トランジスタＴＲは、コンデンサＣ１の端子間電圧が所定電圧値以上になった時点でベース電流が電流閾値以上になり、オフ状態からオン状態に切り替わる。電流閾値は、トランジスタＴＲの定格により定められる値である。所定電圧値は、この電流閾値に応じて決まる値であり、一例としては１０Ｖである。したがって、トランジスタＴＲは、コンデンサＣ１の端子間電圧が所定電圧値になることを条件として、コレクタ―エミッタ間の電流を流し始めるスイッチとして機能する。
【００２５】
電源装置１０が電流を流し始めてからコンデンサＣ１の端子間電圧が所定電圧値になるまでの時間は、抵抗Ｒ１の抵抗値と、コンデンサＣ１及びコンデンサＣ２の容量とに基づいて定まる時定数によって定められる。抵抗Ｒ１の抵抗値が可変である場合、又はコンデンサＣ１若しくはコンデンサＣ２の容量値が可変である場合、抵抗Ｒ１の抵抗値又はコンデンサＣ１若しくはコンデンサＣ２の容量値を調整することにより、遅延時間を調整することができる。この場合、電源装置１０がプロセッサを含む制御部を有しており、制御部が、例えば外部からの指示に基づいて抵抗Ｒ１の抵抗値又はコンデンサＣ１若しくはコンデンサＣ２の容量値を変化させることにより、電子ヒューズ１が負荷２０に電流を供給するタイミングを遅延させる時間を設定してもよい。
【００２６】
トランジスタＴＲがオン状態になると、抵抗Ｒ５及び抵抗Ｒ６を経由して、フォトモスリレーＰのＬＥＤ（Light Emitting Diode）に電流が流れ、ＬＥＤが発光する。ＬＥＤの発光により、フォトモスリレーＰのＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）がオフ状態からオン状態に切り替わり、負荷２０への電流の供給が開始される。なお、フォトモスリレーＰの代わりに、トランジスタ又はＭＯＳＦＥＴをスイッチとして用いてもよい。
【００２７】
ダイオードＤ１は、抵抗Ｒ１と並列に設けられている。ダイオードＤ１は、電源が電力の供給を停止すると、コンデンサＣ１及びコンデンサＣ２に蓄積された電荷を電源に放電する。このような構成により、コンデンサＣ１及びコンデンサＣ２は、電力を蓄積することが可能な状態に戻るので、電源が電力の供給を再開した場合に、負荷２０への電流の供給を再度遅延させることができる。
【００２８】
［電子機器１００による効果］
電源が電力の供給を開始させた直後に負荷２０に接続された場合、電子ヒューズ１において負荷２０が最小許容抵抗値以下であると判定して電流を遮断してしまうことがある。本実施形態によれば、電子機器１００では、電力が負荷２０に供給されるタイミングを遅延回路２により遅延させるので、電源が電力の供給を開始した直後に負荷２０に接続されることを抑制することができる。このため、電子機器１００は、起動直後に電子ヒューズ１によって電流が遮断されてしまい、起動できなくなることを抑制することができる。
【００２９】
また、電子機器１００では、電源装置１０が遅延回路２を備えるので、負荷２０において遅延回路２のためのスペースを確保する必要がなく、負荷２０を小型化することができる。また、電子機器１００では、抵抗及びコンデンサにより遅延回路２を構成するので、ＴＴＬ（Transistor-transistor logic）やＣＭＯＳ（Complementary MOS）等のＩＣ（Integrated Circuit）を利用して遅延回路を構成した場合に必要となる３．３Ｖ又は５Ｖの電源を確保する必要がない。したがって、電子機器１００は、負荷が３．３Ｖ又は５Ｖ等の電圧を必要としない場合に、電源装置１０が３．３Ｖ又は５Ｖ等の電圧を生成する必要がないので、電源装置１０の製造コストの増加を抑えることができる。
【００３０】
なお、本実施形態の例では、遅延時間がコンデンサＣ１及びコンデンサＣ２により定められる例について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されず、タイマ等のデジタルＩＣにより遅延時間を設定する構成であってもよい。この場合、遅延回路２は、制御部の指示に基づいて、電子ヒューズ１が負荷２０に電流を供給するタイミングを、外部から指定した時間だけ遅延させてもよい。このような構成により、電子機器１００のユーザが、電子ヒューズ１及び負荷２０の種類に応じて、適切な遅延時間を設定することができる。
【００３１】
以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の分散・統合の具体的な実施の形態は、以上の実施の形態に限られず、その全部又は一部について、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を合わせ持つ。
【符号の説明】
【００３２】
１  電子ヒューズ
２  遅延回路
１０  電源装置
２０  負荷
１００  電子機器
Ｃ１  コンデンサ
Ｃ２  コンデンサ
Ｄ１  ダイオード
Ｐ  フォトモスリレー
Ｒ１  抵抗
Ｒ２  抵抗
Ｒ３  抵抗
Ｒ４  抵抗
Ｒ５  抵抗
Ｒ６  抵抗
ＴＲ  トランジスタ
Ｚ１  ツェナーダイオード
Ｚ２  ツェナーダイオード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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