(57)【要約】【課題】過電流検出用抵抗の電源側と過電流制御回路とが遮断された場合にも、過電流保護を可能とする電源回路を提供すること。【解決手段】負荷に対する過電流を検出した場合に、電源の供給を遮断する電源回路において、前記負荷に対する過電流を検出し、前記負荷と過電流検出用抵抗との間に設けられたスイッチ素子のオン／オフを制御する過電流制御回路と、前記過電流検出用抵抗の電源側の端子と前記過電流制御回路との遮断を検出する検出回路とを有し、前記検出回路は、前記遮断を検出したとき、前記スイッチ素子をオフとする。【選択図】図１
2009240007.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷に対する過電流を検出した場合に、電源の供給を遮断する電源回路において、
前記負荷に対する過電流を検出し、前記負荷と過電流検出用抵抗との間に設けられたスイッチ素子のオン／オフを制御する過電流制御回路と、
前記過電流検出用抵抗の電源側の端子と前記過電流制御回路との遮断を検出する検出回路とを有し、
前記検出回路は、前記遮断を検出したとき、前記スイッチ素子をオフとする電源回路。
【請求項２】
前記過電流検出用抵抗と並列に、前記電源と逆向きに接続されたダイオードを有し、
前記検出回路は、
前記ダイオードの電圧降下を検出したとき、前記過電流検出用抵抗の電源側の端子と前記過電流制御回路との遮断を検出する請求項１記載の電源回路。
【請求項３】
所定電圧と当該電源回路の出力電圧とを比較する比較回路を有し、前記出力電圧が前記所定電圧以上となったとき、前記負荷に対する前記電源の供給を遮断する過電圧制御回路を有する請求項１又は２記載の電源回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷に対する過電流を検出した場合に、電源の供給を遮断する電源回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電源回路では、電源回路に接続された負荷に対する過電流又は過電圧を検出し、負荷への電源の供給を遮断するものがある。図３は、従来の電源回路の一例を示す回路図である。
【０００３】
従来の電源回路１０は、電源ＶＢと接続された過電流検出用抵抗Ｒ１、負荷への電源の遮断を制御するトランジスタＱ１、過電流制御回路１１、過電圧検出回路１２を有する。
【０００４】
過電流制御回路１１は、コンパレータ１３、電流源１４、基準電圧Ｖｒｅｆ、ダイオードＤ１、抵抗Ｒ２、トランジスタＱ２、トランジスタＱ３を有する。過電流制御回路１１では、過電流検出用抵抗Ｒ１に流れる電流が過電流になると、コンパレータ１３の出力がローレベル（以下、Ｌレベル）からハイレベル（以下、Ｈレベル）に反転し、トランジスタＱ３がオンになる。トランジスタＱ３がオンになると、トランジスタＱ２はオフとなり、トランジスタＱ１がオフとなる。よって負荷への電源の供給が遮断されて過電流保護が行われる。
【０００５】
過電圧制御回路１２は、コンパレータ１５、フィードバック抵抗Ｒ３、Ｒ４、トランジスタＱ４を有する。過電圧制御回路１２では、電源回路１０の出力電圧が図示しない定電圧源の電圧ＶＢＧを超えるとコンパレータ１５の出力がＬレベルからＨレベルへ反転し、トランジスタＱ４がオフになる。よってトランジスタＱ１がオフになり、負荷への電源の供給が遮断されて、過電圧保護が行われる。
【０００６】
特許文献１には、過電流検出と過電圧検出を行う半導体パワースイッチシステムが記載されている。
【特許文献１】特開平８−９４６９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来の電源回路１０において、過電流検出用抵抗Ｒ１の電源側の端子と、過電流制御回路１１との接続が遮断された場合、電源ＶＢから供給される電流はダイオードＤ１を介して過電流制御回路１１、過電圧制御回路１２内に供給される。この場合、過電圧制御回路１２では正常に過電圧保護を行うことができる。
【０００８】
しかしながら過電流制御回路１１では、過電流検出用抵抗Ｒ１の電源側の端子と、過電流制御回路１１との接続が遮断された場合、基準電圧Ｖｒｅｆが過電流検出用抵抗Ｒ１の電圧降下とダイオードＤ１の順方向電圧の分低くなる。過電流制御回路１１は、この状態では過電流を検出できないため、過電流保護を行えない。よって負荷短絡時にトランジスタＱ１に大電流が流れ、トランジスタＱ１が破損する虞がある。
【０００９】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、過電流検出用抵抗の電源側と過電流制御回路とが遮断された場合にも、過電流保護を可能とする電源回路を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するために、以下の如き構成を採用した。
【００１１】
本発明は、負荷に対する過電流を検出した場合に、電源の供給を遮断する電源回路において、前記負荷に対する過電流を検出し、前記負荷と過電流検出用抵抗との間に設けられたスイッチ素子のオン／オフを制御する過電流制御回路と、前記過電流検出用抵抗の電源側の端子と前記過電流制御回路との遮断を検出する検出回路とを有し、前記検出回路は、前記遮断を検出したとき、前記スイッチ素子をオフとする構成とした。
【００１２】
係る構成によれば、過電流検出用抵抗の電源側と過電流制御回路とが遮断された場合にも、過電流保護を可能とすることができる。
【００１３】
また本発明の電源回路は、前記過電流検出用抵抗と並列に、前記電源と逆向きに接続されたダイオードを有し、前記検出回路は、前記ダイオードの電圧降下を検出したとき、前記過電流検出用抵抗の電源側の端子と前記過電流制御回路との遮断を検出する構成とした。
【００１４】
また本発明の電源回路は、所定電圧と当該電源回路の出力電圧とを比較する比較回路を有し、前記出力電圧が前記所定電圧以上となったとき、前記負荷に対する前記電源の供給を遮断する過電圧制御回路を有する構成とした。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、過電流検出用抵抗の電源側と過電流制御回路とが遮断された場合にも、過電流保護を可能とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、過電流検出用抵抗の電源側と過電流制御回路との遮断を検出する遮断検出回路を有し、この遮断検出回路により遮断が検出されたとき、負荷への電源の供給を遮断することにより、過電流検出用抵抗の電源側と過電流制御回路とが遮断された場合の過電流保護を行う。
【００１７】
（第一の実施形態）
以下に図面を参照して本発明の第一の実施形態について説明する。図１は、本発明の第一の実施形態の電源回路１００を示す回路図である。
【００１８】
本実施形態の電源回路１００は、過電流制御回路１１０、過電圧制御回路１２０、遮断検出回路１３０、過電流検出用抵抗Ｒ１０、トランジスタＱ１０、位相補償コンデンサＣ１０を有し、電源回路１００に接続された負荷に対し電源を供給する。
【００１９】
過電流制御回路１１０は、負荷に供給される電流の過電流を検出し、過電流が検出された場合に負荷への電源の供給を遮断する過電流保護制御を行う。過電圧制御回路１２０は、負荷に供給される電圧の過電圧を検出し、過電圧が検出された場合に負荷への電源の供給を遮断する過電圧保護制御を行う。遮断検出回路１３０は、過電流検出用抵抗Ｒ１０の電源側の端子と、過電流制御回路１１０とが遮断されていることを検出する。
【００２０】
以下に各回路をさらに説明する。
【００２１】
本実施形態の過電流制御回路１１０は、コンパレータ１１１、電流源１１２、基準電圧Ｖｒｅｆ１、保護ダイオードＤ１０、抵抗Ｒ２０、トランジスタＱ２０、トランジスタＱ３０、過電流検出用抵抗Ｒ１０の両端に接続される端子ａ、ｂ、トランジスタＱ１０のベースに接続される端子ｃを有する。尚トランジスタＱ１０はＰＮＰ型トランジスタであり、トランジスタＱ２０、Ｑ３０はＮＰＮ型トランジスタである。
【００２２】
端子ａは過電流検出用抵抗Ｒ１０の電源側の一端と接続されており、端子ｂの過電流検出用抵抗Ｒ１０の負荷側の一端と接続されている。また端子ａは保護ダイオードＤ１０のカソードと接続されており、端子ｂは保護ダイオードＤ１０のカソードと接続されている。
【００２３】
端子ａは、基準電圧Ｖｒｅｆ１と接続されており、基準電圧Ｖｒｅｆ１はコンパレータ１１１の非反転入力端子と接続されている。また端子ｂはコンパレータ１１１の反転入力端子と接続されている。コンパレータ１１１の出力は、トランジスタＱ３０のベースと接続されている。トランジスタＱ３０のエミッタは接地されており、トランジスタＱ３０のコレクタは電流源１１２と接続されている。またトランジスタＱ３０と電流源１１２との接続点は、トランジスタＱ２０のベースと接続されている。
【００２４】
保護ダイオードＤ１０のアノードには抵抗Ｒ２０の一端が接続されており、抵抗Ｒ２０の他端はトランジスタＱ２０のコレクタに接続されている。また抵抗Ｒ２０とトランジスタＱ２０との接続点は、端子ｃと接続されている。尚抵抗Ｒ２０は、トランジスタＱ１０のリーク抜き抵抗である。
【００２５】
本実施形態の過電圧制御回路１２０は、コンパレータ１２１、フィードバック抵抗Ｒ３０、Ｒ４０、トランジスタＱ４０、位相補償コンデンサＣ１０に接続される端子ｄ、電源回路１００の出力端子と接続される端子ｅを有する。尚トランジスタＱ４０は、ＰＮＰ型トランジスタである。
【００２６】
コンパレータ１２１の反転入力端子には、図示しない定電圧源の電圧ＶＢＧが印加される。コンパレータ１２１の非反転入力端子には、抵抗Ｒ４０の一端と接続されている。抵抗Ｒ４０の他端は接地されている。コンパレータ１２１の非反転入力端子と抵抗Ｒ４０との接続点は、抵抗Ｒ３０の一端と接続されている。抵抗Ｒ３０の他端は端子ｅと接続されている。
【００２７】
コンパレータ１２１の出力は、トランジスタＱ４０のベースに接続されている。トランジスタＱ４０のエミッタは、トランジスタＱ２０のエミッタと接続されており、トランジスタＱ４０のコレクタは接地されている。
【００２８】
本実施形態の遮断検出回路１３０は、コンパレータ１３１を有する。コンパレータ１３１の反転入力端子は、保護ダイオードＤ１０のアノードと端子ｂとの接続点と接続されている。コンパレータ１３１の非反転入力端子は、保護ダイオードＤ１０のカソードと端子ａとの接続点と接続されている。コンパレータ１３１の出力は、トランジスタＱ２０のベースに接続されている。
【００２９】
以下に本実施形態の電源回路１００の動作を説明する。
【００３０】
まず始めに本実施形態の電源回路１００において、過電流検出用抵抗Ｒ１０と端子ａとが接続されている場合について説明する。
【００３１】
本実施形態の過電流制御回路１１０では、端子ｂの電圧が基準電圧Ｖｒｅｆ１よりも低くなったとき過電流を検出する。過電流制御回路１１０において過電流が検出されると、コンパレータ１１１の出力はレベルからＨレベルへ反転し、トランジスタＱ３０がオンなる。トランジスタＱ３０がオンになると、トランジスタＱ２０のベース電流の供給がカットされ、トランジスタＱ２０がオフとなる。トランジスタＱ２０がオフになると、トランジスタＱ１０のベース電流の引き込みが無くなり、トランジスタＱ１０もオフとなる。よって負荷への電源の供給が遮断されて、過電流保護が行われる。
【００３２】
本実施形態の過電圧制御回路１２０では、端子ｅの電圧（電源回路１００の出力電圧）が図示しない定電圧源の電圧ＶＢＧより高くなったとき過電圧を検出する。過電圧制御回路１２０において過電圧が検出されると、コンパレータ１２１の出力はＬレベルからＨレベルへ反転し、トランジスタＱ４０がオフになる。トランジスタＱ４０がオフになるとベース電流の引き込みが無くなり、トランジスタＱ１０がオフになる。よって負荷への電源の供給が遮断されて、過電圧保護が行われる。
【００３３】
次に、本実施形態の電源回路１００において、過電流検出用抵抗Ｒ１０と端子ａとが遮断されている場合について説明する。
【００３４】
本実施形態では、過電流検出用抵抗Ｒ１０と端子ａとが遮断されている場合にも、この遮断を検出し、過電流保護を行う。
【００３５】
過電流検出用抵抗Ｒ１０と端子ａとが遮断されると、電流は端子ｂを介して過電流制御回路１１０内に供給される。本実施形態の遮断検出回路１３０は、端子ｂを介して電流が過電流制御回路１１０内に供給された際に生じる保護ダイオードＤ１０の順方向電圧を検出することにより、端子ａと過電流検出用抵抗Ｒ１０との説明の遮断を検出する。
【００３６】
端子ａと過電流検出用抵抗Ｒ１０とが遮断されると、保護ダイオードＤ１０の順方向電圧分電圧降下が発生するため、端子ａの電圧よりも端子ｂの電圧の方が高くなる。本実施形態の遮断検出回路１３０では、端子ｂの電圧が端子ａの電圧より高くなったとき、端子ａと過電流検出用抵抗Ｒ１０との遮断を検出する。遮断検出回路１３０が遮断を検出すると、コンパレータ１３１の出力は、ＨレベルからＬレベルに反転する。
【００３７】
コンパレータ１３１の出力がＬレベルになると、トランジスタＱ２０はオフとなる。トランジスタＱ２０がオフになると、トランジスタＱ１０のベース電流の引き込みが無くなり、トランジスタＱ１０もオフとなる。よって負荷への電源の供給が遮断されて、過電流保護が行われる。
【００３８】
以上に説明したように、本実施形態によれば、過電流検出用抵抗Ｒ１０と端子ａとが遮断されている場合にも、この遮断を検出して過電流保護を行ってトランジスタＱ１０に過電流が流れることを防止することができ、電源回路１００の信頼性を向上させることができる。
【００３９】
（第二の実施形態）
以下に図面を参照した本発明の第二の実施形態について説明する。本発明の第二の実施形態は、第一の実施形態の過電流制御回路１１０のトランジスタＱ２０と遮断検出回路１３０との間にトランジスタＱ５０を設けた点のみ第一の実施形態と相違する。よって以下の第二の実施形態の説明では、第一の実施形態との相違点についてのみ説明し、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。
【００４０】
図２は、本発明の第二の実施形態の電源回路１００Ａを示す回路図である。本実施形態の電源回路１００Ａの有する過電流制御回路１１０Ａは、トランジスタＱ５０を有する。尚トランジスタＱ５０は、ＮＰＮ型トランジスタである。
【００４１】
また本実施形態の遮断検出回路１３０Ａでは、端子ａがコンパレータ１３１Ａの反転入力端子と接続されており、端子ｂがコンパレータ１３１Ａの非反転入力端子に接続されている。よって本実施形態の遮断検出回路１３０Ａでは、端子ａと過電流検出用抵抗Ｒ１０とが遮断されて端子ｂの電圧が端子ａの電圧よりも高くなると、コンパレータ１３１Ａの出力はＬレベルからＨレベルへ反転する。
【００４２】
トランジスタＱ５０のベースは、遮断検出回路１３０Ａの有するコンパレータ１３１Ａの出力と接続されている。トランジスタＱ５０のエミッタは接地されており、トランジスタＱ５０のコレクタは、電流源１１２と接続されている。
【００４３】
本実施形態では、遮断検出回路１３０が端子ａと過電流検出用抵抗Ｒ１０との遮断を検出し、コンパレータ１３１Ａの出力がＬレベルからＨレベルへ反転すると、トランジスタＱ５０がオンとなる。トランジスタＱ５０がオンになると、トランジスタＱ２０のベース電流の供給がカットされて、トランジスタＱ２０がオフになる。トランジスタＱ２０がオフになると、トランジスタＱ１０のベース電流の引き込みが無くなり、トランジスタＱ１０はオフになる。よって負荷への電源の供給が遮断され、過電流保護が行われる。
【００４４】
したがって本実施形態によれば、本実施形態によれば、過電流検出用抵抗Ｒ１０と端子ａとが遮断されている場合にも、端子ａと過電流検出用抵抗Ｒ１０との遮断を検出して過電流保護を行ってトランジスタＱ１０に過電流が流れることを防止することができ、電源回路１００Ａの信頼性を向上させることができる。
【００４５】
以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、過電流を検出する電源回路等に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第一の実施形態の電源回路１００を示す回路図である。
【図２】本発明の第二の実施形態の電源回路１００Ａを示す回路図である。
【図３】従来の電源回路の一例を示す回路図である。
【符号の説明】
【００４８】
１００、１００Ａ  電源回路
１１０、１１０Ａ  過電流制御回路
１１１、１２１、１３１  コンパレータ
１２０  過電圧制御回路
１３０、１３０Ａ  遮断検出回路
【図１】
2009240007.tif 000003
【図２】
2009240007.tif 000004
【図３】
2009240007.tif 000005