(57)【要約】【課題】逆極性に接続したことを告知し、逆接続による回路破損防止を確実に行うことが可能な入力保護回路を提供すること。【解決手段】入力保護回路３は、直流電源５０を入力する両端に逆流防止用ダイオード９と発光ダイオード１０と抵抗とを直列に接続した逆接続告知手段６と、直流電源５０からの直流をスイッチングするスイッチング回路３０の電流経路に逆接続保護用スイッチング素子を挿入して電流回路のＯＮ、ＯＦＦを制御する回路保護手段２０と、を有し、直流電源５０を入力する両端に逆極性を有する電圧が印加されたときに、回路保護手段２０の逆接続保護用スイッチング素子をオフするようにして、スイッチング回路３０に流れる電流を遮断し、逆接続告知手段６の表示用の発光ダイオード１０を点灯して逆極性に接続されたことを告知するようにする。【選択図】図１
2017158307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング電源装置における入力保護回路であって、
前記入力保護回路は、直流電源を入力する両端に逆流防止用ダイオードと警報素子と抵抗とを直列に接続し、前記逆流防止用ダイオードのカソード側を、前記直流電源を入力する両端の＋側に接続した逆接続告知手段と、
前記直流電源からの直流をスイッチングするスイッチング回路の電流経路に逆接続保護用スイッチング素子を挿入して電流回路のＯＮ、ＯＦＦを制御する回路保護手段と、を有し、
前記直流電源を入力する両端に正常な極性を有する電圧が印加されたときに、前記逆接続告知手段への電流が前記逆流防止用ダイオードによって遮断され、
前記回路保護手段の前記逆接続保護用スイッチング素子をＯＮするように制御し、
前記直流電源を入力する両端に逆極性を有する電圧が印加されたときに、前記回路保護手段の前記逆接続保護用スイッチング素子をＯＦＦするようにして、前記スイッチング回路に流れる電流を遮断し、前記逆接続告知手段の前記警報素子によって
逆極性に接続されたことを告知するようにしたことを特徴とする入力保護回路。
【請求項２】
前記回路保護手段は、前記直流電源を入力する端子の−極側と、前記逆接続保護用スイッチング素子に流れる電流が流出する端子とが直列に接続され、前記直流電源入力する端子の＋極側と、前記逆接続保護用スイッチング素子に電流が流入する端子の両端に、直列に接続した２個の抵抗を接続して、２個の前記抵抗の接続点の電位変化により、前記逆接続保護用スイッチング素子を制御するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の入力保護回路。
【請求項３】
前記逆接続告知手段の前記警報素子は、光で警報を発生させる表示用の発光ダイオードであることを特徴とする請求項１に記載の入力保護回路。
【請求項４】
前記逆接続告知手段の前記警報素子は、音で警報を発生させるブザー又はスピーカであることを特徴とする請求項１に記載の入力保護回路。
【請求項５】
前記逆接続告知手段は、前記警報素子に代えて、逆極性に接続されたことを告知する警報装置であることを特徴とする請求項１に記載の入力保護回路。
【請求項６】
前記警報装置は、無線又は有線の通信機器を駆動する回路であり、外部に警告信号を送信することを特徴とする請求項５に記載の入力保護回路。
【請求項７】
前記警報装置は、アクチュエータであり、該アクチュエータを動作させて警告を行うことを特徴とする請求項５に記載の入力保護回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチング電源装置の入力保護回路に関し、特に、入力保護回路は、ＤＣ／ＡＣインバータでの入力電源端子の接続ミスがあった場合に、スイッチング電源装置を保護し、接続ミスを通知することが可能であり、また、簡易な回路構成で正常動作時の損失を低減することが可能な入力保護回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
装置に内蔵するスイッチング電源装置におけるＤＣ／ＡＣインバータは、通常、直流電源に接続する入力端子を備えている。入力端子の接続は、コネクターでなく端子にネジ止めすることが多い。入力端子は極性を有しているため、極性を間違えた場合、ＤＣ／ＡＣインバータに内蔵されたスイッチング回路を通して大電流が流れてしまう恐れがある。このため、内部回路の破損を防止するために、ヒューズが設けられている。
【０００３】
図７は、従来のスイッチング電源回路における保護回路としてヒューズを用いた例を示す図である。図７に示すように、従来のスイッチング電源回路６０の昇圧部７０は、直流電源５０をスイッチングして、トランス８０の一次巻線に電流を出力するスイッチング回路７５と、一次巻線と二次巻線を有し、磁気的結合により電力変換を行うトランス８０と、トランス８０の二次巻線からの交流を直流に整流するダイオードブリッジ（図示せず）と、スイッチング回路７５のスイッチングを制御する制御回路８５と、を有している。
【０００４】
スイッチング電源回路６０のスイッチング回路７５は、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子７７からなり、ＭＯＳＦＥＴ７７のドレインはトランス６０の一次巻線の一端と接続され、ＭＯＳＦＥＴのソースは、直流電源５０の−（負）極に接続されている。
【０００５】
また、トランス８０の一次巻線に入力された電流は、交流電力に変換されて、トランス８０の二次巻線から出力される。
【０００６】
制御回路８５は、スイッチング回路７５のスイッチングを制御し、スイッチング素子７７を一定周期でＯＮするようにする。これにより、トランス８０の一次巻線には、脈流の電流が流れる。
【０００７】
また、ヒューズ９０は、電流経路上に設けられており、ヒューズ９０の一端は直流電源５０の＋（正）極に接続され、ヒューズ９０の他端はトランス８０に接続されている。
【０００８】
図７に示すスイッチング電源回路６０において、入力端子ｃ、ｄの極性を逆に接続した場合には、ヒューズ９０が溶断して、制御回路８５等の内部回路を保護するようになっている。ヒューズ９０が溶断することにより、装置が動作不能となり、このため、ヒューズ９０を交換する必要がある。また、直流電源５０に入力端子ｃ、ｄの極性を間違えて接続したことに気づかなければ、スイッチング電源回路６０の不良と判断する恐れがある。
【０００９】
このため、特許文献１には、直流電力で動作する負荷に逆極性電圧が印加されるのを防止するとともに、正常な極性で電圧が供給されているときは損失を低く抑える負荷保護回路が開示されている。
【００１０】
特許文献１によれば、負荷に電圧を供給する電力線の一方に、ＦＥＴの入出力端子間が接続されており、ＦＥＴの入力端子と出力端子との間には逆極性のダイオードが接続されており、ＦＥＴのゲート端子には、予め決められた極性の電圧が入力端子に印加されたときは通電状態とし、逆極性電圧が入力端子に印加されたときには、ＦＥＴが遮断状態となる電圧を印加するようにする。
【００１１】
また、特許文献２には電源逆接続時に電子制御装置を保護する保護回路が開示されている。特許文献２によれば、バッテリのプラス端子に接続される電源端子と電源供給対象の制御回路とを結ぶ電源配線上に、Ｎチャネル型の第１のＦＥＴの寄生ダイオードＤ１のアノードが電源端子側となるように設けられ、更に第１のＦＥＴの下流側に、Ｎチャネル型の第２のＦＥＴが、その寄生ダイオードＤ２のカソードが第１のＦＥＴ側となるように設けられている。
【００１２】
そして、バッテリの正常接続時にてイグニッションキースイッチがＯＮされると、第１のＦＥＴのドレイン側から動作電力が供給される２個のチャージポンプ回路により第１のＦＥＴ及び第２のＦＥＴがＯＮされ、制御回路にバッテリの電力が供給される。また、バッテリの逆接続時には第１のＦＥＴ及び第２のＦＥＴがＯＦＦして、寄生ダイオードＤ１により逆電流が阻止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００５−２２４０８８
【特許文献２】特開２００７−８２３７４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従来のスイッチング回路では逆接続した場合、電源と直列に接続したヒューズを溶断することで過電流を保護している。この方式では一度逆接続するとヒューズが溶断するため、正常に再接続して正常に動作させるために、ヒューズを交換する等の修理が必要であった。
【００１５】
特許文献１には、直流電力で動作する負荷に逆極性電圧が印加されるのを防止する負荷保護回路が開示されている。負荷に逆極性電圧が印加されても、直流電力が供給されないため、負荷が保護される。しかしながら、逆極性電圧が印加したことに気づかずに、装置の故障と判断する恐れがある。
【００１６】
また、特許文献２に開示された回路では、逆接続を防止するため、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴを用いている。Ｐ型ＭＯＤＦＥＴはＮ型ＭＯＳＦＥＴと比較してオン抵抗が高く、コストも高い。また、特許文献２ではＮ型ＭＯＳＦＥＴを使用する例も記載されているが、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴを駆動のためにチャージポンプ回路を必要とする。このため、制御回路が複雑化する恐れがある。
【００１７】
このため、直流電源に対してスイッチング電源回路が逆極性に接続したことを告知するようにして、装置の故障と区別できるようにすることが求められている。また、極性の逆接続検出用の制御回路を単純化し、さらに、スイッチング電源装置に内蔵されているスイッチング回路を制御する動作と独立していることが求められている。
【００１８】
そこで本発明は、直流電源に対してスイッチング電源回路の逆接続による回路破損防止のためのヒューズを設ける必要がなく、また、逆極性に接続したことを告知する手段を有し、逆接続時には回路上の電流を遮断し、さらに、通常動作時には損失の少ないスイッチング素子を設けるようにして、逆接続による回路破損の防止を確実に行うことが可能な入力保護回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目標達成のため、本発明の入力保護回路は、スイッチング電源装置における入力保護回路であって、前記入力保護回路は、直流電源を入力する両端に逆流防止用ダイオードと警報素子と抵抗とを直列に接続し、前記逆流防止用ダイオードのカソード側を、前記直流電源を入力する両端の＋側に接続した逆接続告知手段と、前記直流電源からの直流をスイッチングするスイッチング回路の電流経路に逆接続保護用スイッチング素子を挿入して電流回路のＯＮ、ＯＦＦを制御する回路保護手段と、を有し、前記直流電源を入力する両端に正常な極性を有する電圧が印加されたときに、前記逆接続告知手段への電流が前記逆流防止用ダイオードによって遮断され、前記回路保護手段の前記逆接続保護用スイッチング素子をＯＮするように制御し、前記直流電源を入力する両端に逆極性を有する電圧が印加されたときに、前記回路保護手段の前記逆接続保護用スイッチング素子をＯＦＦするようにして、前記スイッチング回路に流れる電流を遮断し、前記逆接続告知手段の前記警報素子によって逆極性に接続されたことを告知するようにしたことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の入力保護回路における前記回路保護手段は、前記直流電源を入力する端子の−極側と、前記逆接続保護用スイッチング素子に流れる電流が流出する端子とが直列に接続され、前記直流電源入力する端子の＋極側と、前記逆接続保護用スイッチング素子に電流が流入する端子の両端に、直列に接続した２個の抵抗を接続して、２個の前記抵抗の接続点の電位変化により、前記逆接続保護用スイッチング素子を制御するようにしたことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の入力保護回路における前記逆接続告知手段の前記警報素子は、光で警報を発生させる表示用の発光ダイオードであることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の入力保護回路における前記逆接続告知手段の前記警報素子は、音で警報を発生させるブザー又はスピーカであることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の入力保護回路における前記逆接続告知手段は、前記警報素子に代えて、逆極性に接続されたことを告知する警報装置であることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の入力保護回路における警報装置は、無線又は有線の通信機器を駆動する回路であり、外部に警告信号を送信することを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の入力保護回路における警報装置は、アクチュエータであり、該アクチュエータを動作させて警告を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
従来のスイッチング回路では逆接続した場合、入力電源と直列に接続したヒューズを溶断することで過電流を保護している。この方式では一度逆接続するとヒューズが溶断するため、正常に再接続しても正常に動作させることができないため、ヒューズを交換する等の修理を要していた。
【００２７】
本発明によれば、入力保護回路の回路保護手段は、直流電源に逆接続しても逆接続保護用スイッチング素子で電流が流れることを抑制するため、逆接続後に正常に再接続すれば修理をすることなしに動作が可能となる。
【００２８】
また、本発明によれば、入力保護回路の逆接続告知手段は、逆接続した際に、発光ダイオード、ブザー等の回路に電流が流れて、ユーザに接続ミスを告知することができる。尚、直流電源に正常接続時には、発光ダイオード、ブザー等を制御する回路に電流が流れないため、発光ダイオード、ブザー等は動作しない。このため、正常接続時には、電力の損失が発生しない。
【００２９】
また、スイッチング回路のＯＮ、ＯＦＦ制御と逆接続保護を同時に行う場合、スイッチング回路のスイッチング素子と逆接続保護用スイッチング素子が必要となる。逆接続保護用スイッチング素子は、スイッチング回路のスイッチング素子をＯＮすることによって流れる電流の経路上に設けられる。
【００３０】
逆接続保護用スイッチング素子を通常の接続時には常にＯＮとするようにして、電流経路を導通状態にする。逆接続時には、逆接続保護用スイッチング素子がＯＦＦ状態となって、回路に電流を流さないようにする。
【００３１】
また、逆接続保護用スイッチング素子は、逆接続時のみ回路電流を遮断するよう動作するため、スイッチング回路のスイッチング素子に影響を与えることがないため、逆接続による回路破損を防止することができる。
【００３２】
また、本発明は、逆接続保護用スイッチング素子であるＮ型のＭＯＳＦＥＴを抵抗のみで制御、駆動することができるため、回路保護手段による損失を低減することができ、さらに、回路を単純化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明による入力保護回路を用いたスイッチング電源回路のブロック図である。
【図２】図１に示す入力保護回路を用いたスイッチング電源回路の回路構成を示す図である。
【図３】図１に示す入力保護回路を用いたスイッチング電源回路の正常動作における電流の流れを示す図である。
【図４】図１に示す入力保護回路を用いたスイッチング電源回路の異常動作における電流の流れを示す図である。
【図５】本発明による入力保護回路を用いたスイッチング電源回路の他の実施形態を示す図である。
【図６】本発明による入力保護回路を用いたスイッチング電源回路の他の実施形態を示す図である。
【図７】従来のスイッチング電源回路における保護回路としてヒューズを用いた例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、図面を参照して、本発明による入力保護回路を実施するための形態について説明する。尚、本発明は、スイッチング電源回路等における入力保護回路であり、入力（直流）電源の逆接続による回路破損防止のためのヒューズを設ける必要がなく、また、逆極性に接続したことを告知する手段を有し、電流経路上にスイッチング素子を設けるようにして、逆接続による回路破損の防止を確実に行うものである。
【００３５】
［入力保護回路を用いたスイッチング電源回路の構成］
図１は、本発明による入力保護回路を用いたスイッチング電源回路のブロック図、図２は、図１に示す入力保護回路を用いたスイッチング電源回路の回路構成を示す図である。
【００３６】
図１に示すように、スイッチング電源回路１は、入力保護回路３、スイッチング回路３０と制御回路４０とを有している。入力保護回路３は、直流電源５０に接続された端子に所定の電極が接続されているかをチェックして、異常が確認されたときに、警報素子１０（図２に示す）が異常状態を告知し、また、直流電源５０からスイッチング回路３０、制御回路４０等に供給される電力を遮断する。
【００３７】
スイッチング回路３０は、直流電源５０から供給された直流をスイッチングして、交流に変換するものであり、例えば、ＭＯＳＥＦＥＴからなるスイッチング素子をＯＮ、ＯＦＦすることにより、直流電流をパルス状の電流に変換して、トランス４５（図２に示す）に電流を流す。
【００３８】
制御回路４０は、スイッチング回路３０のＯＮ（導通）、ＯＦＦ（遮断）を制御し、例えば、所定の周波数を有する電圧をスイッチング回路３０のスイッチング素子に入力する。
【００３９】
また、図２に示すように、入力保護回路３は、直流電源５０に接続された端子ａ、ｂに所定の電極が接続されているかをチェックして、異常が確認されたときに、警報素子１０が異常状態を告知する逆接続告知手段としての逆接続告知回路６と、直流電源５０からスイッチング回路３０、制御回路４０等に供給される電力を遮断する回路保護手段としての逆接続保護回路２０とを有している。
【００４０】
逆接続告知手段としての逆接続告知回路６は、逆流防止用ダイオード９と、警報素子１０と、流れる電流を制限する電流制限用抵抗１２とを有し、それぞれを直列に接続している。尚、以下の説明では、警報素子１０として、表示用の発光ダイオードを用いて説明する。
【００４１】
逆流防止用ダイオード９のカソード側が直流電源５０の＋極に接続されており、他端のアノードは、発光ダイオード１０のカソードに接続されている。また、発光ダイオード１０のアノードは、電流制限用抵抗１２の一端に接続され、電流制限用抵抗１２の他端は、直流電源５０の−極に接続されている。これにより、逆接続告知回路６は、直流電源５０とで閉ループを形成している。
【００４２】
また、回路保護手段としての逆接続保護回路２０は、直流電源５０の−極に接続された端子ｂとスイッチング回路３０の一端との電流が流れる経路上に設けられている。逆接続保護回路２０は、逆接続保護用スイッチング素子であるＮ型のＭＯＳＦＥＴ２２からなる。Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ２２のドレイン側は直流電源５０の−極に接続され、ソース側は、スイッチング回路３０の一端に接続されている。また、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ２２は、ソース、ドレイン間に寄生ダイオード２３を内蔵している。
【００４３】
図２に示すように、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ２２のゲートは、直列に接続された抵抗２５、２６の接続点と接続されている。直列に接続された抵抗２５、２６の両端の一端は、直流電源５０の＋極に接続されており、他端は、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ２２のソース側につながっている。回路保護手段としての逆接続保護回路２０は、逆接続保護用スイッチング素子であるＮ型のＭＯＳＦＥＴ２２と抵抗２５、２６とで構成されている。
【００４４】
スイッチング回路３０は、スイッチング素子であるＮ型のＭＯＳＦＥＴ３２からなり、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ３２のドレイン側は、トランス４５の一次巻線の一端に接続されている。また、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ３２のソース側は、逆接続保護回路２０のＮ型のＭＯＳＦＥＴ２２のソース側に接続されている。Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ３２のゲート側は、制御回路４０の出力端と接続されている。
【００４５】
トランス４５は、一次巻線に入力された交流電力を磁気的結合により二次巻線（図示せず）に電力を伝達するものである。トランス４５の一次巻線の他端は、直流電源５０の＋極の端子ａに接続されている。
【００４６】
制御回路４０は、回路の電源用に抵抗２５、２６の両端と同様に接続されている。また、制御回路４０の出力は、スイッチング回路３０に入力される。
【００４７】
［スイッチング電源回路の正常動作における電流の流れ］
次に、図１に示す入力保護回路を用いたスイッチング電源回路の正常動作及び異常動作について、図３及び図４を用いて説明する。図３は、図１に示す入力保護回路を用いたスイッチング電源回路の正常動作における電流の流れを示す図、図４は、図１に示す入力保護回路を用いたスイッチング電源回路の異常動作における電流の流れを示す図である。
【００４８】
図３に示すように、スイッチング電源回路１の入力が直流電源５０の端子ａ、ｂに正しく接続したとき、即ち、端子ａに＋極を、ｂ端子に−極を接続したときには、太い点線で示す経路に矢印で示す方向に電流が流れる。直流電源５０の＋極からの電流は、スイッチング回路３０のスイッチング素子がＯＮ（導通）のとき、トランス４５の一次巻線に流れる。トランス４５の一次巻線からの電流は、スイッチング素子３２を流れて、逆接続保護回路２０の逆接続保護用スイッチング素子であるＮ型のＭＯＳＦＥＴ２２に流れる。
【００４９】
また、直流電源５０の＋極からの電流は、抵抗２５、２６にも電流が流れる。抵抗２６に電流が流れることにより、抵抗２５、２６の接続点ｅに電圧が発生し、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ２２のゲート側の電位が、ソース側の電位よりも高くなり、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ２２がＯＮして導通状態となる。
【００５０】
スイッチング回路３０からの電流は、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ２２のソース、ドレイン間の電流と、寄生ダイオード２３とに分流し、直流電源５０の−極に流れ込む。
【００５１】
一方、逆接続告知手段としての逆接続告知回路６における直列に接続された逆流防止用ダイオード９と、発光ダイオード１０と、電流制限用抵抗１２とには、逆流防止用ダイオード９によって電流が遮断されて、電流が流れない。このため、発光ダイオード１０はＯＮしないため発光することがない。
【００５２】
［スイッチング電源回路の異常動作における電流の流れ］
次に、スイッチング電源回路の逆接続の異常動作について図４を用いて説明する。図４に示すように、直流電源５０の−極がａ端子と接続され、直流電源５０の＋極がｂ端子と接続されたときには、逆接続保護用スイッチング素子であるＮ型のＭＯＳＦＥＴ２２のゲート側の電圧とソース側の電圧とが同電位となるため、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ２２がＯＦＦして遮断状態となる。このため、トランス４５側には、電流が流れない。
【００５３】
一方、逆接続告知手段としての逆接続告知回路６における直列に接続された逆流防止用ダイオード９と、発光ダイオード１０と、電流制限用抵抗１２とには、各ダイオードが順方向となる電圧が印加されて、電流が流れる。このため、発光ダイオード１０がＯＮして発光する。
【００５４】
このように、警報を告知する警報素子を逆接続告知回路６を設けることで、正常時には電流が流れないが、逆接続している場合のみ通電し、ユーザに逆接続していることを告知することができる。尚、警報素子として、光で警報を発生させる表示用の発光ダイオードを用いた実施するための形態について述べたが、音で警報を発生させるブザー又はスピーカであってもよく、両者を併用したものであってもよい。発光ダイオードとブザーを併用することによりユーザに逆接続状態を確実に告知することができる。
【００５５】
また、警報素子に代えて、逆極性に接続されたことを告知する警報装置であってもよい。警報装置は、例えば、無線又は有線の通信機器を駆動する回路であって、外部に警告信号を送信する。これにより、ユーザは遠隔地にいても、異常を知ることができる。
【００５６】
また、警報装置は、アクチュエータであり、アクチュエータを動作させて警告を行うようにしてもよい。例えば、アクチュエータとしてモーターを使用し、モーターで振動を発生させて、警告を行うようにする。
【００５７】
また、回路保護手段としての逆接続保護回路２０は、抵抗とＮ型のＭＯＳＦＥＴ２２のみで構成し、正常動作で常に逆接続保護用スイッチング素子であるＮ型のＭＯＳＦＥＴ２２をＯＮするようにしているため、制御の必要がないため、逆接続保護回路２０による損失を低減することができ、回路を単純化することができる。
【００５８】
［入力保護回路を用いたスイッチング電源回路の他の実施形態］
次に、本発明による入力保護回路を用いたスイッチング電源回路の他の実施形態を図５、図６を用いて説明する。図５及び図６は、本発明による入力保護回路を用いたスイッチング電源回路の他の実施形態を示す図である。
【００５９】
図５に示すように、スイッチング回路３０は、直列に接続した２個のスイッチング素子３２、３３を有している。制御回路４０は、２個のスイッチング素子３２、３３を制御し、例えば、２個のスイッチング素子３２、３３を交互にＯＮ、ＯＦＦするようにする。これにより、スイッチング素子３２がＯＮして、スイッチング素子３３がＯＦＦすることにより、外部に電流を流すことができる。また、スイッチング素子３２がＯＦＦして、スイッチング素子３３がＯＮすることにより、外部からの電流を流すことができる。尚、逆接続告知手段としての逆接続告知回路６は、図２と同一構成である。
【００６０】
図６は、スイッチング電源回路の電流経路上にチョークコイル４７を設けた実施形態である。チョークコイル４７は、エネルギーの蓄積、放出を行う。本発明による入力保護回路３は、スイッチング電源回路１の電流経路上にチョークコイル４７、コンデンサ等のエネルギーの蓄積、放出を行う素子が接続されていても、逆接続保護回路２０及び逆接続告知回路６が直流電源の逆接続等の異常動作のときに動作するため、これらのエネルギーの蓄積、放出を行う素子の影響を受けない。
【００６１】
以上述べたように、従来のスイッチング回路では逆接続した場合、入力電源と直列に接続したヒューズを溶断することで過電流を保護している。この方式では一度逆接続するとヒューズが溶断するため、正常に再接続しても正常に動作させることができないため、ヒューズを交換する等の修理を要していた。
【００６２】
本発明によれば、入力保護回路の回路保護手段は、直流電源に逆接続しても逆接続保護用スイッチング素子で電流が流れることを抑制するため、逆接続後に正常に再接続すれば修理をすることなしに動作が可能となる。
【００６３】
また、本発明によれば、入力保護回路の逆接続告知手段は、逆接続した際に、警報素子としての発光ダイオード、ブザー等の回路に電流が流れて、ユーザに接続ミスを告知することができる。尚、直流電源に正常接続時には、 発光ダイオード、ブザー等を制御する回路に電流が流れないため、発光ダイオード、ブザー等は動作しない。このため、正常接続時には、電力の損失が発生しない。
【００６４】
また、スイッチング回路の出力のＯＮ、ＯＦＦ制御と逆接続保護を同時に行う場合、スイッチング回路のスイッチング素子と逆接続保護用スイッチング素子が必要となる。逆接続保護用スイッチング素子は、スイッチング回路のスイッチング素子をＯＮすることによって流れる電流の経路上に設けられる。
【００６５】
逆接続保護用スイッチング素子を通常の接続時には常にＯＮとするようにして、電流経路を導通状態にする。逆接続時に、逆接続保護用スイッチング素子がＯＦＦ状態となって、回路に電流を流さないようにする。
【００６６】
また、逆接続保護用スイッチング素子は、逆接続時のみ回路電流を遮断するよう動作するため、スイッチング回路のスイッチング素子に影響を与えることがないため、逆接続による回路破損の防止をすることができる。
【００６７】
また、本発明は、逆接続保護用スイッチング素子であるＮ型のＭＯＳＦＥＴを抵抗のみで制御、駆動することができるため、回路保護手段としての逆接続保護回路による損失を低減することができ、さらに、回路を単純化することができる。
【００６８】
［先行技術文献と本発明との対比］
以下に、出願人による先行技術調査において発見された先行技術文献と本発明との対比を説明する。特許文献１（２００５−２２４０８８号公報）は、直流電力で動作する負荷に逆極性電圧が印加されるのを防止するとともに、正常な極性で電圧が供給されているときは損失を低く抑える負荷保護回路が開示されている。
【００６９】
特許文献１によれば、負荷に電圧を供給する電力線の一方に、ＦＥＴの入出力端子間が接続されており、ＦＥＴの入力端子と出力端子との間には逆極性のダイオードＤｉが接続されており、ＦＥＴのゲート端子には、予め決められた極性の電圧が入力端子に印加されたときは通電状態とし、逆極性電圧が入力端子に印加されたときには、ＦＥＴが遮断状態となる電圧を印加するようにする。
【００７０】
特許文献１には、直流電力で動作する負荷に逆極性電圧が印加されるのを防止する負荷保護回路が開示されている。負荷に逆極性電圧が印加されても、直流電力が供給されないため、負荷が保護される。しかしながら、逆極性電圧が印加したことに気づかずに、装置の故障と判断する恐れがある。
【００７１】
このため、本発明は、逆接続した際に、警報素子としての発光ダイオード、ブザー等の回路に電流が流れて、ユーザに接続ミスを告知することができる。尚、直流電源に正常接続時には、 発光ダイオード、ブザー等を制御する回路に電流が流れないため、発光ダイオード、ブザー等は動作しない。このため、正常接続時には、電力の損失が発生しない。
【００７２】
また、特許文献２（２００７−８２３７４号公報）は、電源逆接続時に電子制御装置を保護する保護回路が開示されている。特許文献２によれば、バッテリのプラス端子に接続される電源端子と電源供給対象の制御回路とを結ぶ電源配線上に、Ｎチャネル型の第１のＦＥＴが、それの寄生ダイオードＤ１のアノードが電源端子側となるように設けられ、更に第１のＦＥＴの下流側に、Ｎチャネル型の第２のＦＥＴが、それの寄生ダイオードＤ２のカソードが第１のＦＥＴ側となるように設けられている。
【００７３】
そして、バッテリの正常接続時にてイグニッションキースイッチがＯＮされると、第１のＦＥＴのドレイン側から動作電力が供給される２個のチャージポンプ回路により第１のＦＥＴ及び第２のＦＥＴがＯＮされ、制御回路にバッテリの電力が供給される。また、バッテリの逆接続時には第１のＦＥＴ及び第２のＦＥＴがＯＦＦして、寄生ダイオードＤ１により逆電流が阻止される。
【００７４】
本発明は、逆接続保護用スイッチング素子が、逆接続時のみ回路電流を遮断するよう動作するため、スイッチング回路のスイッチング素子に影響を与えることがないため、逆接続による回路破損の防止をすることができる。
【００７５】
また、本発明は、逆接続保護用スイッチング素子であるＮ型のＭＯＳＦＥＴを抵抗のみで制御、駆動することができるため、回路保護手段としての逆接続保護回路による損失低減することができ、さらに、回路を単純化することができる。
【００７６】
このように、本願発明は、逆接続した際に、発光ダイオード、ブザー等の回路に電流が流れて、ユーザに接続ミスを告知することができ、抵抗のみで逆接続保護用スイッチング素子であるＮ型のＭＯＳＦＥＴを制御、駆動することができるため、回路保護手段としての逆接続保護回路による損失低減することができ、さらに、回路を単純化することが可能であり、先行技術文献にはない特徴を有している。
【００７７】
この発明は、その本質的特性から逸脱することなく数多くの形式のものとして具体化することができる。よって、上述した実施形態は専ら説明上のものであり、本発明を制限するものではないことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００７８】
１、６０      スイッチング電源装置
３      入力保護回路
６      逆接続告知手段（逆接続告知回路）
９      逆流防止用ダイオード
１０    警報素子（発光ダイオード）
１２    電流制限用抵抗
２０    回路保護手段（逆接続保護回路）
２２    逆接続保護用スイッチング素子（Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ）
２３    寄生ダイオード
２５、２６    抵抗
３０    スイッチング回路
３２、３３  スイッチング素子（Ｎ型のＭＯＳＥＦＥＴ）
４０    制御回路
４５    トランス
４７    チョークコイル
５０    直流電源
７０    昇圧部
７５    スイッチング回路
７７    スイッチング素子（Ｎ型のＭＯＳＥＦＥＴ）
８０    トランス
８５    制御回路
９０    ヒューズ
【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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【図６】
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【図７】
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