(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極性及び負極性を有する直流一次電源に接続し電気的負荷に前記一次電源並びに前記一次電源から生成する二次出力を供給する電源回路において、前記電源回路が前記負荷に対して０系、及び１系の冗長構成を有し、前記冗長構成の２つの電源回路のどちらかを前記一次電源に対して極性の異なる逆接続を行った時、前記負荷への前記一次電源の入力を遮断し、前記逆接続を解除した時、前記逆接防止回路へ外部から入力するリセット信号によって前記負荷へ前記一次電源を再接続する前記電源回路を前記正負の入力極性を誤って前記一次電源に接続することを防止する逆接防止回路であって、
前記逆接防止回路が、
前記一次電源を前記負荷に接続する正極ライン中に、電流方向を検出し、前記電流方向が異常である場合に電流遮断制御信号を発する電流検出手段と、前記電流検出手段に直列に配され、前記電流遮断制御信号を受信した場合に前記正極ラインを遮断し、前記リセット信号を受信した場合に前記正極ラインを再接続する電流遮断手段を備え、
前記負極ライン中に、ブレーカと、前記電源側にカソード端子、前記負荷側にアノード端子を配したダイオードを前記ブレーカに直列に備え、
前記電流遮断手段が、接続状態及び遮断状態の動作状態を保持し、前記リセット信号を受信した時に、前記保持状態が前記遮断状態であれば、前記保持状態を遮断状態から接続状態に切り換え、前記保持状態が前記接続状態であれば、前記保持状態の切り換えは行わないラッチリレーであることを特徴とする逆接防止回路。
【請求項２】
正極性及び負極性を有する直流一次電源に接続し電気的負荷に前記一次電源並びに前記一次電源から生成する二次出力を供給する電源回路において、前記電源回路が前記負荷に対して０系、及び１系の冗長構成を有し、前記冗長構成の２つの電源回路のどちらかを前記一次電源に対して極性の異なる逆接続を行った時、前記負荷への前記一次電源の入力を遮断し、前記逆接続を解除した時、前記逆接防止回路へ外部から入力するリセット信号によって前記負荷へ前記一次電源を再接続する前記電源回路を前記正負の入力極性を誤って前記一次電源に接続することを防止する逆接防止回路であって、
前記逆接防止回路が、
前記一次電源を前記負荷に接続する正極ライン中に、ブレーカと、前記電源側にアノード端子、前記負荷側にカソード端子を配したダイオードを前記ブレーカに直列に備え、
前記負極ライン中に、電流方向を検出し、前記電流方向が異常である場合に電流遮断制御信号を発する電流検出手段と、前記電流検出手段に直列に配され、前記電流遮断制御信号を受信した場合に前記負極ラインを遮断し、前記リセット信号を受信した場合に前記負極ラインを再接続する電流遮断手段を備え、
前記電流遮断手段が、接続状態及び遮断状態の動作状態を保持し、前記リセット信号を受信した時に、前記保持状態が前記遮断状態であれば、前記保持状態を遮断状態から接続状態に切り換え、前記保持状態が前記接続状態であれば、前記保持状態の切り換えは行わないラッチリレーであることを特徴とする逆接防止回路。
【請求項３】
前記電流検出手段が、ホール素子である
ことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の逆接防止回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流電源を入力する機器に用いる逆接防止回路に関し、特に携帯電話無線基地局装置等に使用する逆接防止回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話無線基地局など常に高い信頼性の維持が求められる通信装置等では、電源の障害によるサービスの断を避けるために、一次電源入力を０系、１系等の２系統の冗長構成を採用している。このような通信装置の設置工事や移設工事等を行った時、極性を誤って一次電源を接続した場合でも、装置への損傷が生じないように、一次電源から、装置内で使用する複数の電圧源を作るための電源変換ユニット内に逆接防止手段が設けられている。従来の逆接防止手段ではヒューズを使用している。このような系においては、片系は正規な接続で残り片系が逆接となった場合、ヒューズが切断するため、改修するためにコストが掛かっており問題であった。
【０００３】
図２は、従来例の逆接防止回路を備えた電源回路のブロック図である。図２において、通信装置等の電源にとっての負荷２２３には、０系一次電源２０１と１系一次電源２１１の２系統の電源が並列して供給される。一次電源は、電源変換ユニット２０５、２１５を介して負荷に接続される、電源変換ユニット２０５と２１５は、装置内で使用する複数の電圧値の二次電源を一次電源から作る二次変換部２０９、２１９と逆接防止回路２１０、２２０で構成されている。図２では、二次変換部２０９及び２１９は、逆接防止回路を構成する要素ではないので、破線で示してある。
従来例の逆接防止回路は、０系一次電源入力端子２０２のマイナス極側から負荷２２３の間にはノンヒューズブレーカ（以下ＮＦＢと略す）ＮＦＢ２０６とダイオード２０７が設置され、０系一次電源入力端子２０２のプラス極側から負荷２２３の間に、ヒューズ２０８が設置される構成となっている。
１系の構成も０系と同じである。１系一次電源入力端子２１２のマイナス極側から負荷２２３の間にはノンヒューズブレーカ（以下ＮＦＢと略す）ＮＦＢ２１６とダイオード２１７が設置され、１系一次電源入力端子２１２のプラス極側から負荷２２３の間に、ヒューズ２１８が設置される構成となっている。
負荷２２３を稼働させる時に、ＮＦＢをメイク（短絡）することで電源が供給される。ダイオード２０７、２１７は、カソード側を一次電源入力端子に設置されており、電流方向を負荷２２３から一次電源入力端子へと一方向に固定する。
今、図２に示すように１系一次電源２１１の正極が１系一次電源入力端子２１２の１系マイナスライン２１３に誤って接続される逆接続された状態で、ＮＦＢ２１６をメイクすると、負荷の手前で接続されている０、１系プラスライン２２２を経由して０系プラスライン２０４から、１系プラスライン２１４に電流が流れ、ヒューズ２０８と２１８の両方またはどちらかが熱溶断する。ヒューズが切断することで負荷２２３に対し逆電位が印加されないようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来例の逆接防止回路は、ヒューズが切断するため、改修するためにコストが掛かっており問題であった。
本発明の目的は、携帯電話無線基地局装置等の一次電源入力に０、１系等の冗長構成にて稼動している装置において、入力のどちらか片系を誤って逆接（＋極と−極を逆に接続）してしまった場合、それを即座に検出し電源供給を遮断することにより一次電源の短絡や部品、装置の破損等を防止することができる逆接防止回路を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係わる発明の逆接防止回路は、正極性及び負極性を有する直流一次電源に接続し電気的負荷に前記一次電源並びに前記一次電源から生成する二次出力を供給する電源回路において、前記電源回路が前記負荷に対して０系、及び１系の冗長構成を有し、前記冗長構成の２つの電源回路のどちらかを前記一次電源に対して極性の異なる逆接続を行った時、前記負荷への前記一次電源の入力を遮断し、前記逆接続を解除した時、前記逆接防止回路へ外部から入力するリセット信号によって前記負荷へ前記一次電源を再接続する前記電源回路を前記正負の入力極性を誤って前記一次電源に接続することを防止する逆接防止回路であって、
前記逆接防止回路が、前記一次電源を前記負荷に接続する正極ライン中に、電流方向を検出し、前記電流方向が異常である場合に電流遮断制御信号を発する電流検出手段と、前記電流検出手段に直列に配され、前記電流遮断制御信号を受信した場合に前記正極ラインを遮断し、前記リセット信号を受信した場合に前記正極ラインを再接続する電流遮断手段を備え、前記負極ライン中に、ブレーカと、前記電源側にカソード端子、前記負荷側にアノード端子を配したダイオードを前記ブレーカに直列に備え、前記電流遮断手段が、接続状態及び遮断状態の動作状態を保持し、前記リセット信号を受信した時に、前記保持状態が前記遮断状態であれば、前記保持状態を遮断状態から接続状態に切り換え、前記保持状態が前記接続状態であれば、前記保持状態の切り換えは行わないラッチリレーであることを特徴とする。
また、本発明の請求項２に係わる発明の逆接防止回路は、正極性及び負極性を有する直流一次電源に接続し電気的負荷に前記一次電源並びに前記一次電源から生成する二次出力を供給する電源回路において、前記電源回路が前記負荷に対して０系、及び１系の冗長構成を有し、前記冗長構成の２つの電源回路のどちらかを前記一次電源に対して極性の異なる逆接続を行った時、前記負荷への前記一次電源の入力を遮断し、前記逆接続を解除した時、前記逆接防止回路へ外部から入力するリセット信号によって前記負荷へ前記一次電源を再接続する前記電源回路を前記正負の入力極性を誤って前記一次電源に接続することを防止する逆接防止回路であって、
前記逆接防止回路が、前記一次電源を前記負荷に接続する正極ライン中に、ブレーカと、前記電源側にアノード端子、前記負荷側にカソード端子を配したダイオードを前記ブレーカに直列に備え、前記負極ライン中に、電流方向を検出し、前記電流方向が異常である場合に電流遮断制御信号を発する電流検出手段と、前記電流検出手段に直列に配され、前記電流遮断制御信号を受信した場合に前記負極ラインを遮断し、前記リセット信号を受信した場合に前記負極ラインを再接続する電流遮断手段を備え、
前記電流遮断手段が、接続状態及び遮断状態の動作状態を保持し、前記リセット信号を受信した時に、前記保持状態が前記遮断状態であれば、前記保持状態を遮断状態から接続状態に切り換え、前記保持状態が前記接続状態であれば、前記保持状態の切り換えは行わないラッチリレーであることを特徴とする。
また、本発明の請求項３に係わる発明の逆接防止回路は、前記請求項１または２の何れかに記載の前記電流検出手段が、ホール素子であることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の逆接防止回路の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の逆接防止回路の一実施形態を備えた電源回路のブロック図である。図１において、負荷１４３への一次電源供給は０系一次電源入力端子１０２からと１系一次電源入力端子１２２からの冗長構成である。一次電源入力から電源変換ユニット内の二次変換部において二次出力を発生し、一次電源と合わせて負荷１４３に供給される。逆接防止回路１１２は、電源変換ユニット１０５、１２５内で一次電源ラインに配設される。図１において、二次変換部は、逆接防止回路を構成する要素ではないので、破線で示してある。
【０００７】
本発明の逆接防止回路１１２、１３２の構成を説明する。
０系では、一次電源入力端子１０２のマイナス極側から負荷１４３の間にはＮＦＢ１０６とダイオード１０７が設置され、負荷１４３稼働時にはＮＦＢ１０６をメイクすることで一次電源を供給する。ダイオード１０７は、カソード側を０系一次電源入力端子１０２に設置することで、電流方向を負荷１４３から０系一次電源入力端子１０２へと一方向に固定する。０系一次電源入力端子１０２のプラス極側から負荷１４３の間には電流検出部１０８及び電流遮断部１１０が設置されている。電流検出部１０８は、０系一次電源入力端子１０２のプラス側に流れる電流方向を電流検出部１０８内部のホール素子を用いて検知し、異常時には遮断制御信号１０９を出力する。電流遮断部１１０は、遮断制御信号１０９を入力すると内部のリレーをブレークして、そこに接続されている一次電源の遮断を行う。
１系においても、一次電源入力端子１２２のマイナス極側から負荷１４３の間にはＮＦＢ１２６とダイオード１２７が設置され、負荷１４３稼働時にはＮＦＢ１２６をメイクすることで一次電源を供給する。ダイオード１２７は、カソード側を１系一次電源入力端子１２２に設置することで、電流方向を負荷１４３から１系一次電源入力端子１２２へと一方向に固定する。１系一次電源入力端子１２２のプラス極側から負荷１４３の間には電流検出部１２８及び電流遮断部１３０が設置され、１系一次電源入力端子１２２のプラス側に流れる電流方向を電流検出部１２８内部のホール素子を用いて検知し、異常時には遮断制御信号１２９を出力する。電流遮断部１３０は、遮断制御信号１２９を入力すると内部のリレーをブレークして、そこに接続されている一次電源の遮断を行う。
【０００８】
次に、逆接防止回路の動作について説明する。
図１において、負荷１４３に供給する一次電源の片系である１系が逆接となった場合を仮定して説明する。１系一次電源入力端子１２２に１系一次電源１２１のマイナス極が接続されると、１系プラスライン１２４は事実上マイナス極となる。電流検出部１２８では、ホール素子を用い電流方向を検知する。ホール素子は外部からの磁界変化を直流電圧に変換するため、電流経路の近くに配置すればその経路に電流が流れた時に発生する磁界から、その電流方向や量を検知することが出来る。この検出方法については特開２０００−１７１５３８号公報で開示されているホールプローブ等を用いて実現可能である。これによりマイナス極が接続されると電流方向が正規な向きと逆になるため異常と判断し、遮断制御信号１２９を出力することとなる。電流遮断部１３０では、遮断制御信号１２９を入力すると、内部の動作状態を保持するラッチリレーをブレークさせ一次電源１２１の供給を遮断する。
電流遮断部１３０を復旧する場合には、０系一次電源１０１と１系一次電源１２１の電源供給を断ち、逆接した１系一次電源１２１を正規な接続に戻してから外部よりリセット信号１４５を送信することで、リレーをリセット（メイク）し接続を元の状態にする。この時リセット信号１４５はブレークしていない電流遮断部１１０へも送信されるが、元々メイクしているため無視されるので問題は無い。
【０００９】
上記の回路により一次電源入力に冗長構成を採用している機器において、一次電源の逆接を行った場合でも、装置内部の部品等を破損することなく、一次電源を遮断することが可能である。
なお、上記の動作の説明では、１系が逆接となった場合を仮定して説明したが、０系が逆接となった場合であっても同じように動作することは言うまでもない。また、実施形態の構成において、電流検出部と電流遮断部はプラスラインに、ＮＦＢとダイオードはマイナスラインにそれぞれ挿入する構成を述べたが、電流検出部と電流遮断部はマイナスラインに、ＮＦＢとダイオードはプラスラインに挿入しても同様の効果が得られる。ただし、ダイオードの極性の取り方は前者と後者とでは異なる。
【００１０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の逆接防止回路は、以下のような効果を奏する。
第１の効果は、部品の破損を回避することができることである。その理由は、従来技術では逆接防止手段としてヒューズを使用していたため、逆接の都度切断されたヒューズを交換しなくてはならなかったためである。
第２の効果は、ヒューズ切断時に発生する回収コストをなくすことができることである。その理由は、ヒューズは電源変換ユニットに内蔵しているため、逆接の都度、電源ユニットも同時に回収を行い破損部分が無いか検査する必要があったためである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の逆接防止回路を備えた電源回路のブロック図。
【図２】従来例の逆接防止回路を備えた電源回路のブロック図。
【符号の説明】
１０１    ０系一次電源
１０２    ０系一次電源入力端子
１０５、１２５    電源変換ユニット
１０６    ＮＦＢ
１０７    ダイオード
１０８    電流検出部
１０９    遮断制御信号
１１０    電流遮断部
１１２、１３２    逆接防止回路
１２１    １系一次電源
１２２    １系一次電源入力端子
１２４    １系プラスライン
１２６    ＮＦＢ
１２７    ダイオード
１２８    電流検出部
１２９    遮断制御信号
１３０    電流遮断部
１４３    負荷
１４５    リセット信号
２０１    ０系一次電源
２０２    ０系一次電源入力端子
２０４    ０系プラスライン
２０５、２１５    電源変換ユニット
２０６    ＮＦＢ
２０７    ダイオード
２０８    ヒューズ
２０９、２１９    二次変換部
２１１    １系一次電源
２１３    １系マイナスライン
２１４    １系プラスライン
２１６    ＮＦＢ
２１７    ダイオード
２１８    ヒューズ
２２２    ０、１系プラスライン
２２３    負荷
【図１】
0003597147.tif 000002
【図２】
0003597147.tif 000003