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発明の名称 コンバータ出力の短絡保護回路
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平8−280130
公開日 平成8年(1996)10月22日
出願番号 特願平7−104644
出願日 平成7年(1995)4月6日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】大塚 学
発明者 室岡 清 / 鈴木 ▲昇▼ / 宇野 隆之
要約 目的
コンバータの出力が短絡した場合、その出力回路に接続されている半導体素子類を保護する回路に関するものである。

構成
コンバータ11の出力電圧を検出するようコンバータ11の出力端に設けられた、ツェナ・ダイオード13とホトカプラ15との直列回路からなる出力電圧検出回路と、コンバータ11の出力端と前記出力電圧検出回路との間に、その出力電圧検出回路が所定値を越える出力電圧を検出してホトカプラ15の動作によりオン動作して出力をオンとし、前記出力電圧検出回路が所定値以下の出力電圧を検出してホトカプラ15を不動作にすることによりオフ動作して出力をオフとするよう設けられたFET16とを備え、コンバータ11の出力が短絡等により所定値以下の電圧になったとき出力電圧検出回路がこれを検出してFET16をオフとなし、出力を遮断するようにしたものである。
特許請求の範囲
【請求項1】 コンバータの出力電圧を検出するよう該コンバータの出力端に設けられた、ツェナ・ダイオードとホトカプラとの直列回路からなる出力電圧検出回路と、前記コンバータの出力端と前記出力電圧検出回路との間に、前記出力電圧検出回路が所定値を越える出力電圧を検出したことによる前記ホトカプラの動作によりオン動作して前記出力をオンとし、前記出力電圧検出回路が所定値以下の出力電圧を検出して前記ホトカプラを不動作にすることによりオフ動作して前記出力をオフとするよう設けられたFETとを備え、前記コンバータの出力電圧が負荷側の短絡等により所定値以下の電圧になったとき前記ホトカプラを不動作として前記FETをオフとなし、コンバータの出力を遮断するようにしたコンバータ出力の短絡保護回路。
【請求項2】 前記コンバータの出力をオン・オフする前記FETのオン・オフ回路に、並列に抵抗からなるバイパス回路を設け、前記コンバータの出力端の電圧が所定の電圧に復帰した際、前記出力電圧検出回路のホトカプラを動作せしめて、前記FETをオンとなるようにした請求項1記載のコンバータ出力の短絡保護回路。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コンバータの出力が短絡した場合の保護回路に関するもので、特に、容量の大きいコンデンサが平滑回路に使用されている場合に有効なコンバータ出力の短絡保護回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図2は、従来のコンバータ出力の負荷への接続状態を示すもので、1はコンバータで、AC−DC変換回路或いはDC−DC変換回路などの変換回路2,平滑コンデンサ3,ダイオード4,FET(電界効果トランジスタ)5等から構成されている。6は入力電源端子、7は出力端子で負荷8が接続される。なお、コンバータの並列接続運転に際しては、出力端子7に蓄電池が接続される場合もある。また、前述したダイオード4はコンバータの並列接続運転における、逆流阻止用のダイオードであり、FET5はコンバータ1の出力端に、負荷と蓄電池とを並列接続して使用する場合の、負荷切離し用に使用されるもので、これらの半導体素子は必要に応じてその機能が発揮され、或いは設けられるものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一般に、コンバータ1が動作中に、その出力端子6に接続される負荷8や蓄電池を交換したり、接続換えなどを行うことがあるが、このとき不注意により出力端子7,7の相互間を短絡する短絡事故が生じる場合がある。この場合前述した従来のコンバータにおいては、比較的容量の大きい電解コンデンサ3のエネルギー放出による電流iが短絡回路を流れることになる。従って、この電流iの流れる経路に直列に接続されている前述したダイオード4,FET5等の半導体素子類に定格以上の電流が流れ、破損してしまうことがある。本発明は、コンバータ1が動作中に負荷側で短絡事故が生じた場合、コンバータ1の出力を自動的に遮断して、半導体素子類にコンデンサ3のエネルギー放出による電流iが流れないようにして、その破損を防止するようにしたものである。また、短絡事故が短時間または瞬間的である場合は、その短絡が回復後にコンバータ1の出力を負荷側に供給できるよう、自動的に回路を通常状態に復帰するようにしたものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の発明におけるコンバータ出力の短絡保護回路は、コンバータの出力電圧を検出するよう該コンバータの出力端に設けられた、ツェナ・ダイオードとホトカプラとの直列回路からなる出力電圧検出回路と、前記コンバータの出力端と前記出力電圧検出回路との間に、前記出力電圧検出回路が所定値を越える出力電圧を検出したことによる前記ホトカプラの動作によりオン動作して前記出力をオンとし、前記出力電圧検出回路が所定値以下の出力電圧を検出して前記ホトカプラを不動作にすることによりオフ動作して前記出力をオフとするよう設けられたFETとを備え、前記コンバータの出力電圧が負荷側の短絡等により所定値以下の電圧になったとき前記ホトカプラを不動作として前記FETをオフとなし、コンバータの出力を遮断するようにしたものである。
【0005】本発明の第2の発明におけるコンバータ出力の短絡保護回路は、前記コンバータの出力をオン・オフする前記FETのオン・オフ回路に、並列に抵抗からなるバイパス回路を設け、前記コンバータの出力端の電圧が所定の電圧に復帰した際、前記出力電圧検出回路のホトカプラを動作せしめて、前記FETをオンとなるようにしたものである。
【0006】
【実施例】図1は、本発明の一実施例の保護回路を備えたコンバータ出力の負荷回路への接続状態を示すものである。なお、図2で示した従来例と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。図1において、11はコンバータ、12は短絡保護回路、13は第1のツェナ・ダイオード、14は第2のツェナ・ダイオード、15はホトカプラ、16はFET、17,18,19,20は抵抗器である。次に、この短絡保護回路12の動作を説明する。先ず、通常状態では、出力端子7,7相互間に第1のツェナ・ダイオード13のツェナ電圧以上の電圧が印加されており、ホトカプラ15の発光ダイオード151が発光し、その受光側の光トランジスタ152は導通となり、第2のツェナ・ダイオード14でクランプされている電圧がFET16のゲート−ソース間に印加される。従って、FET16は導通されコンバータ1の出力に接続された負荷8に電力が供給される。
【0007】次に、コンバータ11の出力側が短絡された状態では、出力端子7,7相互間の電圧が低下し、第1のツェナ・ダイオード13のツェナ電圧以下になったとき、ホトカプラ15の発光ダイオード151は発光を停止するため、受光側の光トランジスタ152はオフ状態となり、FET16のゲート電圧は無電位となり、当該FET16はオフ状態となる。従って、コンデンサ3のエネルギー放出による電流iは遮断され、出力回路に直列接続されているダイオード4,FET5等の半導体素子類は保護されることになる。なお、コンバータ11の出力側の短絡状態が解除され、通常状態である元の状態に自動的に復帰させる場合は、FET16のドレイン−ソース間のオン・オフ回路をバイパスするように、並列に抵抗器18を設けることにより達成される。即ち、変換回路2の一端から抵抗器17−ホトカプラ15−第1のツェナ・ダイオード13−抵抗器18−変換回路2の他端を通して、第1のツェナ・ダイオード13にそのツェナ電圧(動作電圧)以上の電圧が印加されるため、再びFET16が導通されて通常状態に復帰される。
【0008】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によればコンバータの出力が、負荷の交換などの際に不注意等により短絡されても、その短絡を直ちに検知して出力回路を遮断するようにしたものであるため、コンバータの出力回路部分に設けられている半導体素子類保護することができる。特に、容量の大きい平滑用のコンデンサが使用され、その放出エネルギーが大きいコンバータに有効である。




 

 


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