(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
過電圧検出回路を備えた電源回路であって、該過電圧検出回路は、該過電圧検出回路の入力端子の電圧を分圧抵抗で分圧して入力する分圧電圧入力端子と基準電圧を入力する基準電圧入力端子を有する電圧比較手段を備え、該電圧比較手段の分圧電圧入力端子と該過電圧検出回路の高電位側の入力端子との間の分圧抵抗に並列にコイルあるいはコイルと抵抗の直列接続回路が接続されるか、または、該電圧比較手段の分圧電圧入力端子と該過電圧検出回路の低電位側の入力端子との間の分圧抵抗に並列にコンデンサと抵抗の直列接続回路が接続され、かつ、該過電圧検出回路は該電源回路の出力を停止する機能を持つことを特徴とする電源回路。
【請求項２】
過電圧検出回路を備えた電源回路を複数持った電源システムであって、該過電圧検出回路は、該過電圧検出回路の入力端子の電圧を分圧抵抗で分圧して入力する分圧電圧入力端子と基準電圧を入力する基準電圧入力端子を有する電圧比較手段を備え、該電圧比較手段の分圧電圧入力端子と該過電圧検出回路の高電位側の入力端子との間の分圧抵抗に並列にコイルあるいはコイルと抵抗の直列接続回路が接続されるか、または、該電圧比較手段の分圧電圧入力端子と該過電圧検出回路の低電位側の入力端子との間の分圧抵抗に並列にコンデンサと抵抗の直列接続回路が接続され、かつ、該過電圧検出回路は該電源回路の出力を停止する機能を持つことを特徴とする電源システム。
【請求項３】
電子回路と電源システムから成る電子装置であって、該電源システムは過電圧検出回路を備えた電源回路を持ち、該過電圧検出回路は、該過電圧検出回路の入力端子の電圧を分圧抵抗で分圧して入力する分圧電圧入力端子と基準電圧を入力する基準電圧入力端子を有する電圧比較手段を備え、該電圧比較手段の分圧電圧入力端子と該過電圧検出回路の高電位側の入力端子との間の分圧抵抗に並列にコイルあるいはコイルと抵抗の直列接続回路が接続されるか、または、該電圧比較手段の分圧電圧入力端子と該過電圧検出回路の低電位側の入力端子との間の分圧抵抗に並列にコンデンサと抵抗の直列接続回路が接続され、かつ、該過電圧検出回路は該電源回路の出力を停止する機能を持つことを特徴とする電子装置。
【請求項４】
過電圧検出回路を備えた電源回路であって、該過電圧検出回路は、2つ以上の電圧比較手段を持ち、各電圧比較手段はそれぞれ該過電圧検出回路の入力端子に接続される該電源回路の出力端子の電圧を分圧抵抗で分圧して入力する分圧電圧入力端子と基準電圧を入力する基準電圧入力端子とを備え、第1の電圧比較手段の設定電圧を第2の電圧比較手段の設定電圧よりも高く設定し、該第2の電圧比較手段の分圧電圧入力端子と該過電圧検出回路の低電位側の入力端子との間の分圧抵抗に並列にコンデンサが接続され、かつ、該過電圧検出回路は該電源回路の出力を停止する機能を持つことを特徴とする電源回路。
【請求項５】
過電圧検出回路を備えた電源回路を複数持った電源システムであって、該過電圧検出回路は、2つ以上の電圧比較手段を持ち、各電圧比較手段はそれぞれ該過電圧検出回路の入力端子に接続される該電源回路の出力端子の電圧を分圧抵抗で分圧して入力する分圧電圧入力端子と基準電圧を入力する基準電圧入力端子とを備え、第1の電圧比較手段の設定電圧を第2の電圧比較手段の設定電圧よりも高く設定し、該第2の電圧比較手段の分圧電圧入力端子と該過電圧検出回路の低電位側の入力端子との間の分圧抵抗に並列にコンデンサが接続され、かつ、該過電圧検出回路は該電源回路の出力を停止する機能を持つことを特徴とする電源システム。
【請求項６】
電子回路と電源システムから成る電子装置であって、該電源システムは過電圧検出回路を備えた電源回路を持ち、該過電圧検出回路は、2つ以上の電圧比較手段を持ち、各電圧比較手段はそれぞれ該過電圧検出回路の入力端子に接続される該電源回路の出力端子の電圧を分圧抵抗で分圧して入力する分圧電圧入力端子と基準電圧を入力する基準電圧入力端子とを備え、第1の電圧比較手段の設定電圧を第2の電圧比較手段の設定電圧よりも高く設定し、該第2の電圧比較手段の分圧電圧入力端子と該過電圧検出回路の低電位側の入力端子との間の分圧抵抗に並列にコンデンサが接続され、かつ、該過電圧検出回路は該電源回路の出力を停止する機能を持つことを特徴とする電子装置。
【請求項７】
直流電圧を出力するパワー回路と前記直流電圧が所定の設定電圧に達したことを検出する過電圧検出回路とを備えた電源回路であって、該電源回路の出力端子に該過電圧検出回路の入力端子が接続され、
前記過電圧検出回路は、該過電圧検出回路の入力端子の電圧を分圧抵抗で分圧して入力する分圧電圧入力端子と基準電圧を入力する基準電圧入力端子を有する電圧比較手段を備え、該電圧比較手段の分圧電圧入力端子と該過電圧検出回路の高電位側の入力端子との間の分圧抵抗に並列にコイルあるいはコイルと抵抗の直列接続回路が接続されるか、または、該電圧比較手段の分圧電圧入力端子と該過電圧検出回路の低電位側の入力端子との間の分圧抵抗に並列にコンデンサと抵抗の直列接続回路が接続され、前記過電圧検出回路が所定電圧検出時に出力する停止信号により前記パワー回路の動作を停止させる手段を備えたことを特徴とする電源回路。
【請求項８】
電源回路を備えた電源システムであって、該電源回路は、直流電圧を出力するパワー回路と前記直流電圧が所定の設定電圧に達したことを検出する過電圧検出回路とを備え、該電源システムの出力端子に該過電圧検出回路の入力端子が接続され、
前記過電圧検出回路は、該過電圧検出回路の入力端子の電圧を分圧抵抗で分圧して入力する分圧電圧入力端子と基準電圧を入力する基準電圧入力端子を有する電圧比較手段を備え、該電圧比較手段の分圧電圧入力端子と該過電圧検出回路の高電位側の入力端子との間の分圧抵抗に並列にコイルあるいはコイルと抵抗の直列接続回路が接続されるか、または、該電圧比較手段の分圧電圧入力端子と該過電圧検出回路の低電位側の入力端子との間の分圧抵抗に並列にコンデンサと抵抗の直列接続回路が接続され、前記過電圧検出回路が所定電圧検出時に出力する停止信号により前記パワー回路の動作を停止させる手段を備えたことを特徴とする電源システム。
【請求項９】
電源回路を備えた電源システムと該電源システムから供給される電源電力により動作する電子回路とから成る電子装置であって、該電源回路は、直流電圧を出力するパワー回路と前記直流電圧が所定の設定電圧に達したことを検出する過電圧検出回路とを備え、該電子回路の電源電圧端子に該過電圧検出回路の入力端子が接続され、
該過電圧検出回路は、該過電圧検出回路の入力端子の電圧を分圧抵抗で分圧して入力する分圧電圧入力端子と基準電圧を入力する基準電圧入力端子を有する電圧比較手段を備え、該電圧比較手段の分圧電圧入力端子と該過電圧検出回路の高電位側の入力端子との間の分圧抵抗に並列にコイルあるいはコイルと抵抗の直列接続回路が接続されるか、または、該電圧比較手段の分圧電圧入力端子と該過電圧検出回路の低電位側の入力端子との間の分圧抵抗に並列にコンデンサと抵抗の直列接続回路が接続され、前記過電圧検出回路が所定電圧検出時に出力する停止信号により前記パワー回路の動作を停止させる手段を備えたことを特徴とする電子装置。
【請求項１０】
直流電圧を出力するパワー回路と前記直流電圧が所定の設定電圧に達したことを検出する過電圧検出回路を備えた電源回路であって、該電源回路の出力端子に該過電圧検出回路の入力端子が接続され、
前記過電圧検出回路は、2つ以上の電圧比較手段を持ち、各電圧比較手段はそれぞれ該過電圧検出回路の入力端子に接続される該電源回路の出力端子の電圧を分圧抵抗で分圧して入力する分圧電圧入力端子と基準電圧を入力する基準電圧入力端子とを備え、第1の電圧比較手段の設定電圧を第2の電圧比較手段の設定電圧よりも高く設定し、該第2の電圧比較手段の分圧電圧入力端子と該過電圧検出回路の低電位側の入力端子との間の分圧抵抗に並列にコンデンサが接続され、前記２つ以上の電圧比較手段のいずれか１つの電圧比較手段が所定の設定電圧を検出した時に出力される停止信号により前記パワー回路の動作を停止させる手段を備えたことを特徴とする電源回路。
【請求項１１】
電源回路を備えた電源システムであって、該電源回路は、直流電圧を出力するパワー回路と前記直流電圧が所定の設定電圧に達したことを検出する過電圧検出回路を備え、該電源システムの出力電圧端子に前記過電圧検出回路の入力端子が接続され、
前記過電圧検出回路は、2つ以上の電圧比較手段を持ち、各電圧比較手段はそれぞれ該過電圧検出回路の入力端子に接続される該電源回路の出力端子の電圧を分圧抵抗で分圧して入力する分圧電圧入力端子と基準電圧を入力する基準電圧入力端子とを備え、第1の電圧比較手段の設定電圧を第2の電圧比較手段の設定電圧よりも高く設定し、該第2の電圧比較手段の分圧電圧入力端子と該過電圧検出回路の低電位側の入力端子との間の分圧抵抗に並列にコンデンサが接続され、前記２つ以上の電圧比較手段のいずれか１つの電圧比較手段が所定の設定電圧を検出した時に出力される停止信号により前記パワー回路の動作を停止させる手段を備えたことを特徴とする電源システム。
【請求項１２】
電源回路を備えた電源システムと該電源システムから供給される電源電力により動作する電子回路とから成る電子装置であって、該電源回路は、直流電圧を出力するパワー回路と前記直流電圧が所定の設定電圧に達したことを検出する過電圧検出回路とを備え、該電子回路の電源電圧端子が該過電圧検出回路の入力端子に接続され、
前記過電圧検出回路は、2つ以上の電圧比較手段を持ち、各電圧比較手段はそれぞれ該過電圧検出回路の入力端子に接続される該電源回路の出力端子の電圧を分圧抵抗で分圧して入力する分圧電圧入力端子と基準電圧を入力する基準電圧入力端子とを備え、第1の電圧比較手段の設定電圧を第2の電圧比較手段の設定電圧よりも高く設定し、該第2の電圧比較手段の分圧電圧入力端子と該過電圧検出回路の低電位側の入力端子との間の分圧抵抗に並列にコンデンサが接続され、前記２つ以上の電圧比較手段のいずれか１つの電圧比較手段が所定の設定電圧を検出した時に出力される停止信号により前記パワー回路の動作を停止させる手段を備えたことを特徴とする電子装置。
【請求項１３】
少なくとも２つの電源回路が並列接続された電源システムであって、各電源回路は直流電圧を出力するパワー回路と前記直流電圧が所定の設定電圧に達したことを検出する過電圧検出回路とを備え、
該過電圧検出回路は、該過電圧検出回路の入力端子の前記直流電圧を分圧抵抗で分圧して入力する分圧電圧入力端子と基準電圧を入力する基準電圧入力端子を有する電圧比較手段を備え、該電圧比較手段の分圧電圧入力端子と該過電圧検出回路の高電位側の入力端子との間の分圧抵抗に並列にコイルあるいはコイルと抵抗の直列接続回路を接続するか、または、該電圧比較手段の分圧電圧入力端子と該過電圧検出回路の低電位側の入力端子との間の分圧抵抗に並列にコンデンサと抵抗の直列接続回路が接続され、前記過電圧検出回路が所定電圧検出時に出力する停止信号により前記パワー回路の動作を停止させる手段を備えたことを特徴とする電源システム。
【請求項１４】
少なくとも２つの電源回路が並列接続された電源システムであって、各電源回路は直流電圧を出力するパワー回路と前記直流電圧が所定の設定電圧に達したことを検出する過電圧検出回路とを備え、
前記過電圧検出回路は、2つ以上の電圧比較手段を持ち、各電圧比較手段はそれぞれ該過電圧検出回路の入力端子に接続される各電源回路の出力端子の前記直流電圧を分圧抵抗で分圧して入力する分圧電圧入力端子と基準電圧を入力する基準電圧入力端子とを備え、第1の電圧比較手段の設定電圧を第2の電圧比較手段の設定電圧よりも高く設定し、該第2の電圧比較手段の分圧電圧入力端子と該過電圧検出回路の低電位側の入力端子との間の分圧抵抗に並列にコンデンサを接続し、前記２つ以上の電圧比較手段のいずれか１つの電圧比較手段が所定の設定電圧を検出した時に出力される停止信号により前記パワー回路の動作を停止させる手段を備えたことを特徴とする電源システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、過電圧検出回路を用いた電源回路、電源システム、および電子装置に適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明者が検討した技術として、電源回路、電源システム、および電子装置に関しては、以下のような技術が考えられる。たとえば、電子装置等に用いられる電源は、電源自身の保護、負荷となる素子の保護のため、通常、過電圧検出回路が装備される。
【０００３】
一般に、電子装置の構成は図６の場合が多い。図６において、電子装置１０は、電源システム２０、電子回路３０から構成されており、電源システム２０は、ＤＣ／ＤＣ電源１００とＡＣ／ＤＣ電源２００から構成されている。電源システム２０は、受電端子４０から商用電源等の電力を受け、ＡＣ／ＤＣ電源２００で直流に変換し、ＤＣ／ＤＣ電源１００で所望の値で安定化された直流電圧が作られる。
【０００４】
図７にＤＣ／ＤＣ電源の一般的な構成を示す。図７において、ＤＣ／ＤＣ電源１００は、パワー回路１１０、制御回路１２０、過電圧検出回路１３０からなる。パワー回路１１０は、入力端子１９１から電力を受け、出力端子１９２に所望の値で安定化された直流電圧を出力する。制御回路１２０は、制御端子１９３に従って、パワー回路１１０のＯＮ／ＯＦＦ制御などを行う。過電圧検出回路１３０は、通常、出力端子１９２に接続され、出力電圧が異常に高くなった場合に停止信号を出し、制御回路１２０を通して、あるいは場合によっては通さずにパワー回路１１０の動作を停止させる。
【０００５】
従来の技術によれば、過電圧検出回路は、たとえばスイッチング電源ハンドブック第２版、原田耕介監修の１２２ページに記載があり、回路は図８の如きである。図８の過電圧検出回路において、端子１３１，１３２は、電源の出力端子に接続される。ツェナー・ダイオード１３３が端子１３１，１３２間の電圧が所定の設定値以上であるか否かを判別し、もし設定値以上であればフォトカップラ１３４により停止信号が送出される。この過電圧検出回路により、電源が故障して出力電圧が所定の値に達すると、電源の動作が停止する。
【０００６】
また、図９のような過電圧検出回路もある。図９において、端子１３１は、分圧抵抗１３５，１３６を介してコンパレータ１３７に接続され、基準電圧源１３８の電圧値と比較判別され、もし端子１３１の電圧が基準電圧源１３８と分圧抵抗１３５，１３６で決る所定の設定値以上であれば、信号出力端子１３９から停止信号が送出される。この過電圧検出回路により、電源が故障して出力電圧が所定の値に達すると、電源の動作が停止する。なお、分圧抵抗１３５，１３６は、比較判別する所定の電圧の設定、変更、調整などを容易にするために設けられている。
【０００７】
以上の過電圧検出回路により、電源の出力電圧は、所定の設定値以上になることはなく、負荷となる回路を破壊等から守り、また、電源自身の内部の部品の破壊等から守ることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年の半導体素子は、電源電圧の定格電圧と、絶対最大定格電圧との差が小さくなって来ているため、また、電源の信頼性を向上させる目的で採用される冗長並列構成の電源システムでは過電圧検出回路の設定値を半導体素子等の定格電圧に近い電圧に設定する場合があるため、従来の過電圧検出回路では具合の悪い場合が発生する。
【０００９】
たとえば、半導体素子の絶対最大定格電圧が定格電圧の１１０％であり、許容動作範囲が定格電圧の±５％、すなわち９５％から１０５％である場合で、半導体素子が動作することによって発生する電源ノイズが定格電圧の±５％に達する場合、過電圧検出回路の設定電圧は定格電圧の１０５％以上１１０％以下、すなわち１０７.５％±２.５％以内とする必要があるが、過電圧検出回路の設計上、たとえばコストなどの理由により、この精度を実現することが困難な場合がある。
【００１０】
また、冗長並列構成の電源システムでは、更に困難な状況になる場合がある。冗長並列構成の電源システムは、負荷電流が要求する電源回路の必要台数Ｎに対して、より多い台数の電源回路、たとえばＮ＋１台の電源回路を用意して並列運転して、１台が故障しても他のＮ台で正常な運転を継続することによって、電源システムの信頼性を向上しようとするものであり、この電源システムを用いた電子装置の正常な運転を継続して、電子装置の信頼性を向上しようとするものである。
【００１１】
このような冗長並列構成の電源システムでは、出力電圧を半導体素子等の許容動作範囲に収める必要があるので、過電圧検出回路の設定電圧を半導体素子等の許容動作範囲以内に設定する必要があるが、半導体素子が動作することによって発生する電源ノイズが許容動作範囲の限度いっぱいに生じる場合があって、この場合、過電圧検出回路の設定電圧を定めることができない、すなわち設計範囲が零または負になるような矛盾が生ずる、事態となる場合がある。たとえば、許容動作範囲が定格電圧の±５％、すなわち９５％から１０５％である場合で、半導体素子が動作することによって発生する電源ノイズが定格電圧の±５％、すなわち９５％から１０５％である場合、過電圧検出回路の設定電圧値の要求は定格電圧の１０５％以上１０５％以下であって、実現不可能である。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、かかる状況を解決するために、電源電圧のノイズ特性、あるいは半導体素子の許容動作範囲の性質に着目して、過電圧検出回路に時間応答の特性を実現する手段を導入することによって、従来技術では設計不能となる条件下でも過電圧検出回路の設計を可能とし、素子の破壊や誤動作からの保護を可能とする技術を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の過電圧検出回路は、２つ以上の異なる応答速度を持ち、２つ以上の異なる設定電圧を持つことを特徴とするものである。あるいは、異なる応答速度および設定電圧を持つ２つ以上の電圧比較器を備えることを特徴とするものである。さらに、上記過電圧検出回路を用いて構成された電源回路、この電源回路を用いた電源システム、この電源システムを用いた電子装置に適用することを特徴とするものである。
【００１４】
具体的には、以下のような特性、あるいは性質に着目したものである。たとえば、電源のノイズ特性には、時間応答の性質がある。電源のノイズは、主に負荷である電子回路が動作して消費電流が変化することによって発生し、ノイズの電圧振幅Ｖｎは、電源の出力インピーダンスＺと消費電流の変化量ΔＩの積となる。すなわち、Ｖｎ＝Ｚ×ΔＩである。ここで、電源の出力インピーダンスＺは周波数特性を持っていて、高い周波数では電源の出力電圧の安定化作用が応答できないため、出力端子に付けたコンデンサのインピーダンスとなる。一方、電源が応答する低い周波数では、安定化作用により、出力インピーダンスは低い値となる。ここで、ノイズの電圧振幅を周波数成分に分けると、電源の安定化作用の応答限界周波数より低い周波数ではノイズの電圧振幅は小さく、応答限界周波数以上ではノイズの振幅は大きい。従って、応答限界周波数より低い周波数域では、ノイズの電圧振幅は、全ノイズの電圧振幅より小さい。
【００１５】
この性質を利用して、過電圧検出回路に時間応答の特性を持たせることにより、過電圧検出回路の設計を可能とする。具体的には、低い周波数に対しては設定電圧を低くし、高い周波数に対しては設定電圧を高くする。
【００１６】
また、同様に半導体素子の許容動作範囲の性質には、時間応答の性質がある。たとえば、半導体素子等の許容動作範囲が定格電圧の±５％であって、電源ノイズが定格電圧の±４％発生しているとする。このとき、電源電圧が定格の場合に、半導体素子の動作信頼性が１０年、すなわち１０年に１度誤動作することがあるという程度の信頼性があるとすると、一般に、電源電圧を定格電圧の１０５％にした場合、半導体素子は動作しないのではなく、動作信頼性が低下し、たとえば１時間に１度誤動作することがある程度の信頼性に低下する。この例では、電源電圧を５％上昇させると、動作信頼性が１０年（約９万時間）から１時間に、１／９万に低下した。更に５％電源電圧を上げて定格電圧の１１０％にすると、更に動作信頼性が１／９万に低下するので、動作信頼性は１時間／９万、すなわち０．０４秒になる。定格電圧の１０７．５％だと、動作信頼性は１２秒になる。この性質から、電源電圧を定格電圧の１０７．５％とした動作は短時間なら許容され、１秒程度なら動作信頼性への影響は無視できる、と言える。また、同様の性質が、半導体の絶対最大定格についても存在する。
【００１７】
この性質を利用して、過電圧検出回路に時間応答の特性を持たせることにより、過電圧検出回路の設計を可能とする。具体的には、長い時間に対しては設定電圧を低くし、短い時間に対しては設定電圧を高くする。
【００１８】
このように、過電圧検出回路に時間応答の特性を実現する手段を導入することによって、過電圧検出回路の設計を可能とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００２０】
図１は、本発明の第１の実施の形態を示す過電圧検出回路の回路図である。図１の過電圧検出回路は、２つの電圧比較回路を持つ。端子３０１（＋Ｖ：高電位側），３０２（−Ｖ：低電位側）は電源の出力端子に、端子３０３は制御回路にそれぞれ接続される。２つの電圧比較回路のうち、第１の比較回路は高速応答用で、分圧抵抗３１１，３１２、電圧比較器３１７、基準電圧源３１８からなり、端子３０１と端子３０２との間に分圧抵抗３１１，３１２が直列接続され、この分圧抵抗３１１，３１２の接続点から電圧比較器３１７の一方に、また他方には基準電圧源３１８からの基準電圧が入力されている。
【００２１】
一方、第２の比較回路は低速応答用で、分圧抵抗３２１，３２２、コンデンサ３２３、電圧比較器３２７、基準電圧源３２８からなり、端子３０１と端子３０２との間に分圧抵抗３２１，３２２が直列接続され、また一方の分圧抵抗３２２に並列にコンデンサ３２３が接続され、分圧抵抗３２１，３２２の接続点から電圧比較器３２７の一方に、また他方には基準電圧源３２８からの基準電圧が入力されている。第２の比較回路はコンデンサ３２３の作用により低速応答用で、高速な入力変化、すなわち高い周波数成分には応答しない。一方、第１の比較回路は、コンデンサがなく、高速な信号、高い周波数成分を含めて、あらゆる周波数成分に対して応答する。また、第１の比較回路の設定電圧は低く、第２の比較回路の設定電圧は高く選ぶ。
【００２２】
前述の第１の課題に対しては、高速用の第１の比較回路において、電圧比較器３１７の設定電圧が定格電圧の１０９％となるように分圧抵抗３１１，３１２、基準電圧源３１８を選び、また低速用の第２の比較回路において、電圧比較器３２７の設定電圧は１０６％となるように分圧抵抗３２１，３２２、基準電圧源３２８を選び、コンデンサ３２３は低速用の第２の電圧比較器３２７の応答する周波数範囲が電源の出力インピーダンスが十分小さくなる周波数範囲に収まるように、かつ、応答時間が１秒以下になるように選定する。このようにすれば、両電圧比較回路の誤差が３％であっても、設計が成立する。
【００２３】
すなわち、高速用の電圧比較器３１７の設定電圧は、誤差を含めて、１０６％から１１２％であって、最低値の１０６％はノイズ電位１０５％より大きな値であるから誤動作せず、最大値の１１２％は絶対最大定格の１１０％より大きいが、１秒以下の短時間であるから問題はなく、また、低速用の電圧比較器３２７の設定電圧は、誤差を含めて、１０３％から１０９％であって、ノイズの小さな周波数範囲であるから最低値が１０３％であっても誤動作せず、上限は１０９％で半導体素子の絶対最大定格以下の条件を満たす。このように、誤差３％の電圧比較回路を用いても過電圧検出回路の設計が可能になる。これに対して、従来技術では、設計の成立範囲が±２.５％だったから、誤差３％の電圧比較回路では設計不能であった。
【００２４】
また、前述の第２の課題に対しては、高速用の第１の電圧比較器３１７の設定電圧を定格電圧の１０７.５±２％とし、また低速用の第２の電圧比較器３２７の設定電圧を１０４±１％とすれば、設計が成立する。このとき、過電圧検出回路としての設定電圧の最大値は１０９.５％であるが、１秒以下であるので、問題はなく、１秒以上過電圧が続けば最大１０５％で過電圧検出回路は動作する。これに対して、従来の技術ではこの条件は設計不能であった。
【００２５】
図２は、本発明の第２の実施の形態を示す過電圧検出回路の回路図である。図２の過電圧検出回路では、電圧比較器は１個である。分圧回路に、従来技術（図９）の分圧抵抗３１１，３１２に加えて、コンデンサ３１３と抵抗３１４が設けられ、一方の分圧抵抗３１２に並列に、直列接続されたコンデンサ３１３と抵抗３１４が接続されている。この回路も高速・低速の２つの設定電圧を持つ。直流を含む低い周波数に対しては、コンデンサ３１３のインピーダンスは高いから、分圧回路の分圧比は分圧抵抗３１１，３１２の値で決る。高い周波数に対しては、コンデンサ３１３のインピーダンスが小さくなり、分圧抵抗３１２に並列に抵抗３１４が接続される形になるので、分圧比が小さくなり、過電圧検出回路としての設定電圧は高くなる。具体的設計は、高速・低速の設定電圧を所望の電圧になるように、抵抗３１１，３１２，３１４を選び、高速・低速の境界となる周波数あるいは時間が所望の値になるようにコンデンサ３１３を選べば良い。
【００２６】
この第２の実施の形態においても、前述の第１の課題、第２の課題とも、上記第１の実施の形態と同様な設定電圧を選べば、過電圧検出回路の設計は成立する。なお、図２と類似の回路で、抵抗３１４のない回路が考えられるが、これは抵抗３１２に並列にコンデンサ３１３が接続された、単にノイズ低減の一般的な回路となり、複数の設定電圧もなく、本発明が目的とする効果をもたらすことはできないので、本発明とは区別することができる。
【００２７】
図３は、本発明の第３の実施の形態を示す過電圧検出回路の回路図である。図３の過電圧検出回路では、分圧回路が、分圧抵抗３１１，３１２，３１４とコイル３１５から構成され、一方の分圧抵抗３１１に並列に、直列接続された分圧抵抗３１４とコイル３１５が接続されている。この分圧回路は、上記第２の実施の形態の分圧回路、すなわちコンデンサを使ったものと双対な回路であるから、同様の特性を設計できる。よって、第２の実施の形態と同じ効果を得ることができる。
【００２８】
図４は、本発明の第４の実施の形態を示す電源の機能ブロック図である。図４のＤＣ／ＤＣ電源１００は、入力端子１９１から電力を受け、出力端子１９２に所望の値で安定化された直流電圧を出力するパワー回路１１０と、制御端子１９３に従って、パワー回路１１０のＯＮ／ＯＦＦ制御などを行う制御回路１２０と、通常、出力端子１９２に接続され、出力電圧が異常に高くなった場合に停止信号を出し、制御回路１２０を通して、あるいは場合によっては通さずにパワー回路１１０の動作を停止させる過電圧検出回路１３０から構成され、過電圧検出回路１３０に、上記第２の実施の形態の過電圧検出回路を用いている。よって、過電圧検出回路を用いた電源として同じ効果を持ち、電源の設計を可能とすることができる。
【００２９】
図５は、本発明の第５と第６の実施の形態を示す電子装置の機能ブロック図である。図５の電子装置１０は、ＤＣ／ＤＣ電源１００，３００とＡＣ／ＤＣ電源２００からなり、受電端子４０から商用電源等の電力を受け、ＡＣ／ＤＣ電源２００で直流に変換し、ＤＣ／ＤＣ電源１００，３００で所望の値で安定化された直流電圧を作る電源システム２０と、この電源システム２０から供給される電源電力により動作する電子回路３０から構成され、ＤＣ／ＤＣ電源１００および３００は上記第４の実施の形態と同様な電源であり、並列構成を採っている。実際には冗長並列構成であり、各電源内には並列運転を実現するための回路が追加されている。
【００３０】
ＤＣ／ＤＣ電源１００および３００を含む電源システム２０が第５の実施の形態である。この電源システム２０は、電力を供給している電子回路３０とともに、筐体に収められており、電子装置１０を構成しており、この電子装置１０が第６の実施の形態である。第５、第６の実施の形態は、上記第４の実施の形態と同じ効果を持ち、電源システム、電子装置の設計を可能とすることができる。
【００３１】
以上、実施の形態を用いて詳細に説明したように、本発明になる技術によれば、従来では実現不能だった負荷回路等の条件のもとで、過電圧検出回路の設計を可能とし、従って、従来技術では具備不能だった過電圧検出回路を持つ電源、電源システム、電子装置を実現することができる。すなわち、半導体素子のノイズや耐圧の特性は、短時間であれば定格を超えても問題がないことを明らかにし、この特性に合わせた過電圧検出回路を実現し、すなわち低速と高速で異なる設定電圧を持つ過電圧検出回路を実現することにより、従来技術では設計不能となる条件下でも過電圧検出回路の設計が可能となり、素子の破壊や誤動作からの保護が可能となる。
【００３２】
本発明は、半導体素子の進歩に伴って過電圧回路の設計条件が厳しくなっていることに着目し、半導体素子等のノイズや耐圧の性質を調べたことによって、この性質に合わせた過電圧検出回路を考案することによって実現したものである。今後、更に半導体素子が進歩すると、本発明による技術が必要不可欠になって行くことは必至と考える。
【００３３】
また、前記実施の形態では、過電圧検出回路の設定電圧を低速用と高速用の２種類としたが、３種類以上とすることも同様の考え方で可能で、本発明の範疇内である。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、従来では実現不能だった負荷回路等の条件のもとで、過電圧検出回路の設計を可能とし、従って、従来技術では具備不能だった過電圧検出回路を持つ電源、電源システム、電子装置が実現可能となる。すなわち、従来技術では設計不能となる条件下でも過電圧検出回路の設計が可能となり、素子の破壊や誤動作からの保護が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す過電圧検出回路の回路図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示す過電圧検出回路の回路図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態を示す過電圧検出回路の回路図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態を示す電源の機能ブロック図である。
【図５】本発明の第５と第６の実施の形態を示す電子装置の機能ブロック図である。
【図６】本発明に対する、一般的な電子装置の機能ブロック図である。
【図７】本発明に対する、一般的なＤＣ／ＤＣ電源の機能ブロック図である。
【図８】本発明に対する、一般的な過電圧検出回路の回路図である。
【図９】本発明に対する、一般的な他の過電圧検出回路の回路図である。
【符号の説明】
１０…電子装置、２０…電源システム、３０…電子回路、４０…受電端子、１００，３００…ＤＣ／ＤＣ電源、１１０…パワー回路、１２０…制御回路、１３０…過電圧検出回路、１３１，１３２…端子、１３３…ツェナー・ダイオード、１３４…フォトカップラ、１３５，１３６…分圧抵抗、１３７…コンパレータ、１３８…基準電圧源、１３９…出力端子、１９１…入力端子、１９２…出力端子、１９３…制御端子、２００…ＡＣ／ＤＣ電源、３０１，３０２，３０３…端子、３１１，３１２，３１４，３２１，３２２…分圧抵抗、３１７，３２７…電圧比較器、３１８，３２８…基準電圧源、３１３，３２３…コンデンサ、３１５…コイル。
【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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【図８】
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【図９】
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