(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源に接続されている負荷に並列に接続されており前記負荷が動作しているときに発生するサージを抑制する有極性コンデンサと、
前記有極性コンデンサに直列に接続されているスイッチと、
開放状態となっている前記スイッチを接続状態とするための通電信号を出力する通電信号出力回路と
を備え、前記通電信号出力回路は、前記直流電源が順極性にて接続されておりかつ前記負荷が動作しているときには前記通電信号を出力して前記スイッチを接続状態とし、前記直流電源が逆極性にて接続されているときには前記スイッチの開放状態を維持するために前記通電信号を出力しないことを特徴とする有極性コンデンサの保護装置。
【請求項２】
請求項１に記載の有極性コンデンサの保護装置において、
前記通電信号出力回路は、前記直流電源が順極性にて接続されており前記負荷が動作していないときには前記通電信号を出力せずに前記スイッチの開放状態を維持することを特徴とする有極性コンデンサの保護装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の有極性コンデンサの保護装置において、
前記スイッチに並列に接続された抵抗器及びダイオードの直列回路を更に備え、
前記ダイオードのアノード及びカソードは、前記直流電源が順極性にて接続されているときに前記有極性コンデンサと前記抵抗器とに電流を流し得る方向に接続されていることを特徴とする有極性コンデンサの保護装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有極性コンデンサの保護装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、モータなどの負荷の動作中、電源ラインに逆起電力としてサージが発生することがある。この電源ラインに発生したサージが、例えばチューナに影響を及ぼすと、ラジオ等の放送波の受信が妨げられる。
【０００３】
こうしたサージの影響の対策として、直流電源に対して上記負荷と並列となるようにコンデンサを接続し、全体のインピーダンスを低減することが一般に行われている。
【０００４】
ところで、このコンデンサに必要とされる容量が大きい場合には、比較的安価である有極性コンデンサを使用することが一般的である。しかしながら、この有極性コンデンサは、直流電源が逆極性にて接続された場合にはその性能が低下する。従って、このような有極性コンデンサに対しては、直流電源の逆極性での接続に備えて保護装置を設けることがある。
【０００５】
このような有極性コンデンサの保護装置としては、例えば特開平５−２７５２８５号公報に記載されたものが知られている。例えば、同公報の請求項２に対応するものとして記載された原理図には、有極性コンデンサの保護装置として直列に接続された導通遮断回路（ダイオード）の場合が示されている。この場合、有極性コンデンサが直流電源に逆極性にて接続されても、導通遮断回路により直流電源と有極性コンデンサとの導通が遮断され、その影響はない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、負荷の動作時において、有極性コンデンサのプラス極が正となるように電源ラインに逆起電力としてサージが発生した場合には、同サージは有極性コンデンサ及び導通遮断回路（ダイオード）を介してグランドに吸収される。
【０００７】
しかしながら、負荷の動作時において、有極性コンデンサのプラス極が負となるように電源ラインに逆起電力としてサージが発生した場合には、導通遮断回路（ダイオード）が高インピーダンスであるため、同サージはグランドに吸収されない。従って、この場合には、有極性コンデンサの効果が失われて上記サージの抑制効果が低減される。
【０００８】
本発明の目的は、負荷の動作時において発生するサージを好適に抑制するとともに、直流電源の逆極性での接続に対して有極性コンデンサを確実に保護することができる有極性コンデンサの保護装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、直流電源に接続されている負荷に並列に接続されており前記負荷が動作しているときに発生するサージを抑制する有極性コンデンサと、前記有極性コンデンサに直列に接続されているスイッチと、開放状態となっている前記スイッチを接続状態とするための通電信号を出力する通電信号出力回路とを備え、前記通電信号出力回路は、前記直流電源が順極性にて接続されておりかつ前記負荷が動作しているときには前記通電信号を出力して前記スイッチを接続状態とし、前記直流電源が逆極性にて接続されているときには前記スイッチの開放状態を維持するために前記通電信号を出力しないことを要旨とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の有極性コンデンサの保護装置において、前記通電信号出力回路は、前記直流電源が順極性にて接続されており前記負荷が動作していないときには前記通電信号を出力せずに前記スイッチの開放状態を維持することを要旨とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の有極性コンデンサの保護装置において、前記スイッチに並列に接続された抵抗器及びダイオードの直列回路を更に備え、前記ダイオードのアノード及びカソードは、前記直流電源が順極性にて接続されているときに前記有極性コンデンサと前記抵抗器とに電流を流し得る方向に接続されていることを要旨とする。
【００１４】
（作用）
請求項１又は２に記載の発明によれば、直流電源が逆極性にて接続されたときに同直流電源と有極性コンデンサとの接続を絶つスイッチを備えている。従って、直流電源の逆極性での接続に対して有極性コンデンサは確実に保護される。また、直流電源が順極性にて接続されているときには、同負荷の動作時において発生するサージは有極性コンデンサにより好適に抑制される。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、スイッチに並列に接続された抵抗器及びダイオードの直列回路を備えている。従って、スイッチが開放状態となっているとき、ダイオードは、直流電源が逆極性にて接続されているときには、抵抗器を介した直流電源と有極性コンデンサとの導通を遮断し、その影響を防止する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１に従って説明する。
図１は、本実施形態が適用される駆動装置１を示す回路図である。同図に示されるように、この駆動装置１は直流電源１１に接続されており、負荷１２と、保護手段を構成するメカニカルリレー１３と、有極性コンデンサ１４と、導通遮断手段としてのダイオード１５と、充電緩和手段としての抵抗器１６と、通電信号出力回路１７とを備えている。
【００１９】
上記負荷１２はスイッチング素子（図示略）を介して直流電源１１に接続されている。この負荷１２は、上記通電信号出力回路１７からスイッチング素子に出力される制御信号に基づきオン・オフ制御される。
【００２０】
上記メカニカルリレー１３は、スイッチ２１及び励磁コイル２２を備えている。そして、スイッチ２１の一方の接点２１ａはグランドレベルにある独立の端子であり、他方の接点２１ｂは上記有極性コンデンサ１４を介して直流電源１１のプラス極に接続されている。また、スイッチ２１の可動端子２１ｃは接地されている。このスイッチ２１は、通常は可動端子２１ｃを介して一方の接点２１ａと接続状態（有極性コンデンサ１４と切り離されている状態）にあり、通電信号出力回路１７からの通電信号により励磁コイル２２が駆動されると可動端子２１ｃを介して他方の接点２１ｂと接続状態（有極性コンデンサ１４と接続状態）になる。
【００２１】
上記有極性コンデンサ１４は、例えばアルミ電解コンデンサやケミカルコンデンサなど極性を有するコンデンサである。この有極性コンデンサ１４のプラス極は直流電源１１のプラス極に接続されており、マイナス極はスイッチ２１の他方の接点２１ｂに接続されている。また、併せて有極性コンデンサ１４のマイナス極は、上記ダイオード１５及び抵抗器１６を介して接地されている。
【００２２】
上記ダイオード１５のアノードは上記有極性コンデンサ１４のマイナス極に接続されており、カソードは抵抗器１６を介して接地されている。従って、このダイオード１５は、正常に接続された直流電源１１に対して順方向となるように上記有極性コンデンサ１４と直列に接続されている。換言すると、上記スイッチ２１が可動端子２１ｃを介して一方の接点２１ａと接続状態（有極性コンデンサ１４と切り離されている状態）にあるとき、このダイオード１５は、直流電源１１の逆極性での接続に際して、上記抵抗器１６を介した直流電源１１と有極性コンデンサ１４との導通を遮断し、その影響を防止する。
【００２３】
上記抵抗器１６は、ダイオード１５と直列に接続されている。そして、上記スイッチ２１が可動端子２１ｃを介して一方の接点２１ａと接続状態（有極性コンデンサ１４と切り離されている状態）にあるとき、上記有極性コンデンサ１４は抵抗器１６とのＲＣの時定数にて緩やかに充電される。このような状態においては、通電信号出力回路１７からの通電信号に応じて励磁コイル２２が駆動され、有極性コンデンサ１４のマイナス極が上記スイッチ２１（可動端子２１ｃ）を介して直接、接地されても、上記有極性コンデンサ１４及びスイッチ２１への突入電流は低減され、同スイッチ２１は保護される。
【００２４】
上記通電信号出力回路１７は、前述のスイッチング素子に所要のタイミングで制御信号を出力して前記負荷１２をオン・オフ制御する。また、通電信号出力回路１７は、上記制御信号のタイミング（負荷１２の駆動タイミング）に合わせて上記メカニカルリレー１３（励磁コイル２２）に通電信号を出力して上記有極性コンデンサ１４のマイナス極を上記スイッチ２１（可動端子２１ｃ）を介して直接、接地する。
【００２５】
ちなみに、上記通電信号出力回路１７には、直流電源１１の逆極性での接続に対する保護回路として、例えばダイオードが介装されており、この状態では励磁コイル２２を駆動することがないようになっている。すなわち、直流電源１１の逆極性での接続においては、上記スイッチ２１が可動端子２１ｃを介して一方の接点２１ａと接続状態（有極性コンデンサ１４と切り離されている状態）にあり、有極性コンデンサ１４はダイオード１５を介して接地されている。従って、直流電源１１が逆極性で接続された場合にも、ダイオード１５により直流電源１１と有極性コンデンサ１４との導通が遮断され、その影響はない。
【００２６】
次に、上記のように構成された有極性コンデンサの保護装置の作用を説明する。
直流電源１１が順極性にて（正しく）接続された状態において、負荷１２を動作させ、同時に通電信号出力回路１７からの通電信号によりメカニカルリレー１３の励磁コイル２２を駆動し、有極性コンデンサ１４のマイナス極を上記スイッチ２１（可動端子２１ｃ）を介して直接、接地する。このとき、負荷１２の動作時において電源ラインに発生したサージは、その極性（正又は負）に関わらず有極性コンデンサ１４を介してグランドに吸収される。
【００２７】
また、直流電源１１が順極性にて（正しく）接続された状態において、負荷１２が非動作状態にあり、上記スイッチ２１が可動端子２１ｃを介して一方の接点２１ａと接続状態（有極性コンデンサ１４と切り離されている状態）にあるとき、上記有極性コンデンサ１４は抵抗器１６とのＲＣの時定数にて緩やかに充電される。このような状態において、負荷１２を動作させると同時に通電信号出力回路１７からの通電信号により励磁コイル２２を駆動し、有極性コンデンサ１４のマイナス極を上記スイッチ２１（可動端子２１ｃ）を介して直接、接地しても、上記有極性コンデンサ１４及びメカニカルリレー１３（スイッチ２１）への突入電流は低減され、同スイッチ２１は保護される。
【００２８】
さらに、直流電源１１の逆極性での接続においては、上記スイッチ２１が可動端子２１ｃを介して一方の接点２１ａと接続状態（有極性コンデンサ１４と切り離されている状態）にあり、有極性コンデンサ１４はダイオード１５を介して接地されている。従って、直流電源１１が逆極性で接続された場合にも、ダイオード１５により直流電源１１と有極性コンデンサ１４との導通が遮断され、その影響はない。
【００２９】
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）本実施形態では、直流電源１１が逆極性にて接続されたときに同直流電源１１と有極性コンデンサ１４との接続（直結）を絶つメカニカルリレー１３を設けた。従って、直流電源１１の逆極性での接続に対して有極性コンデンサ１４を確実に保護することができる。
【００３０】
（２）本実施形態では、直流電源１１が順極性にて接続されているとき、負荷１２の動作時において同直流電源１１と有極性コンデンサ１４とを直結するメカニカルリレー１３を設けた。従って、負荷１２の動作時において発生するサージは、その極性（正又は負）に関わらず有極性コンデンサ１４を介して好適に抑制される。
【００３１】
（３）本実施形態では、負荷１２の非動作時にメカニカルリレー１３が直流電源１１と有極性コンデンサ１４との接続（直結）を絶っている状態において、同有極性コンデンサ１４を緩やかに充電するための抵抗器１６を設けた。従って、負荷１２の非動作時であって直流電源１１と有極性コンデンサ１４との接続（直結）が絶たれている状態において、例えば同負荷１２が動作駆動され、同時にメカニカルリレー１３により直流電源１１と有極性コンデンサ１４とが接続（直結）された場合にも、これら有極性コンデンサ１４及びメカニカルリレー１３（スイッチ２１）に大きな突入電流が流れることを抑制することができる。
【００３２】
（４）本実施形態では、有極性コンデンサ１４の容量Ｃ及び抵抗器１６の抵抗ＲによるＲＣの時定数に応じた極めて簡易な方法にて同有極性コンデンサ１４を緩やかに充電することができる。
【００３３】
（５）本実施形態では、直流電源１１が逆極性にて接続されたときに同直流電源１１と有極性コンデンサ１４との導通を遮断するダイオード１５を抵抗器１６と直列に設けた。従って、直流電源１１が逆極性で接続された場合にも、ダイオード１５により抵抗器１６を介した直流電源１１と有極性コンデンサ１４との導通を遮断し、その影響を防止することができる。
【００３４】
なお、本発明の実施の形態は上記実施形態に限定されるものではなく、次のように変更してもよい。このような変更を加えても、前記実施形態の効果と同様の効果が得られるようになる。
【００３５】
・前記実施形態においては、負荷１２の駆動タイミングに合わせてメカニカルリレー１３の励磁コイル２２を駆動し、直流電源１１と有極性コンデンサ１４とを接続（直結）したが、このタイミングに限定されるものではない。例えば、負荷１２の最初の駆動タイミングにおいてメカニカルリレー１３の励磁コイル２２を駆動して直流電源１１と有極性コンデンサ１４とを接続（直結）し、その後はこの接続状態を維持したままでもよい。
【００３６】
・前記実施形態においては、有極性コンデンサ１４のプラス極を直流電源１１のプラス極に接続し、有極性コンデンサ１４のマイナス極をメカニカルリレー１３（スイッチ２１の接点２１ｂ）に接続した。これに対して、例えば図２に示されるようにメカニカルリレー１３と有極性コンデンサ１４の位置を互いに入れ替えてもよい。すなわち、スイッチ２１の接点２１ｂを直流電源１１のプラス極に接続する。一方、有極性コンデンサ１４のプラス極をスイッチ２１の可動端子２１ｃに接続し、同マイナス極を接地する。なお、この場合も、上記ダイオード１５及び抵抗器１６は、メカニカルリレー１３と並列に接続する。
【００３７】
・前記実施形態におけるダイオード１５及び抵抗器１６の配列順は互いに入れ替えてもよい。
・前記実施形態においては、導通遮断手段としてダイオード１５を採用したが、例えばその他の半導体スイッチや機械的スイッチなどであってもよい。
【００３８】
・前記実施形態においては、保護手段としてメカニカルリレー１３を採用したが、例えばその他の機械的スイッチや半導体スイッチなどであってもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１又は２に記載の発明によれば、負荷の動作時において発生するサージを好適に抑制するとともに、直流電源の逆極性での接続に対して有極性コンデンサを確実に保護することができる。
【００４０】
請求項３に記載の発明によれば、直流電源が逆極性で接続された場合にも、ダイオードにより抵抗器を介した直流電源と有極性コンデンサとの導通を遮断し、その影響を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す回路図。
【図２】同実施形態の別例を示す回路図。
【符号の説明】
１１  直流電源
１２  負荷
１３  保護手段を構成するメカニカルリレー
１４  有極性コンデンサ
１５  導通遮断手段としてのダイオード
１６  充電緩和手段としての抵抗器
１７  通電信号出力回路
【図１】
0003608483.tif 000002
【図２】
0003608483.tif 000003