JPS5829697B2 - 電子回路保護装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電子回路の保護装置に関する。

従来電子回路の保護装置としては、第４図のＡ〜Ｃに示
すように、ダイオードを、回路に直列あるいは並列に接
続して、電子回路に逆電圧現象を惹起した際の保護装置
としたり、また、これらにヒユーズあるいは抵抗を挿入
して、過電流に対する保護としていた。

これらの方法は、ダイオードの消費電力が電子回路のそ
れに比して、大きく、例えば、電源電圧が３ｖであるの
に対して最もよく使用されるシリコンダイオードの電圧
降下は、０．２〜０．８Ｖあり、電源の効率が悪く、ま
た、ダイオードの温度特性も悪いので、使用条件に、よ
っては、ダイオードによって電子回路の機能が損なわれ
るような不備があった。

また、ヒユーズを用いた過電流保護対策は異常な過電流
が回路に流れた場合、ヒユーズが溶断して回路を開き、
電子回路を過電流から保護するが、過電流が流れ始めて
から、ヒユーズが溶断するまでにはいくらかの時間を要
するが、この間に電子回路が損なわれる場合もあり、ま
た、溶断によって開かれた回路のヒユーズの取替作業は
人間が行なわなければならず、リセットが行なわれ難い
設置場所例えば灯浮標のような場合、あるいは回路構成
が複雑を極める電子回路中にあっては、まことに煩雑で
、手間を要する難作業となることもあった。

従って、回路に異常現象が発生し、過電流が流れるよう
なことが起こっても、回路を遮断することなく、異常現
象が消滅するまで、自動的に、これを抑制して、回路を
保護し、また、逆電圧現象例えば、誤って電源電池の装
填を正負逆にした場合でも、回路を損傷させるようなこ
とがなく、しかも回路電圧を常に一定に維持することが
できる保護装置が出現すれば、電子回路の機能の維持と
、保守作業に飛躍的な改善がなされることとなる。

本発明は、かかる目的を達成した電子回路の保護装置の
提供にある。

以下図面を参照しつ＼本発明の内容を詳述する。

第１図Ａ、Ｂは本発明の原理構成を示し、第２図Ａ、Ｂ
、Ｃは本発明の要部を占めるＦＥＴの特性曲線を示し、
第３図Ａ、Ｂは本発明の構成を示す。

また、第４図Ａ−Ｃは上述したように、従来の保護装置
の回路構成を示し、第５図Ａ、Ｂは交流電源を用いた場
合の回路構成と電流波形曲線を示すものである。

図において、１はＦＥＴ、２は電子回路、３゜３１はダ
イオード、４は定電圧ダイオード、５゜５′は抵抗、６
はヒユーズ、７は直流電源、７′は交流電源、８は整流
器である。

いま、ＦＥＴ１を、そのゲートＧとソースＳを第１図Ａ
に示すように短絡してゲートＧとソースＳ間の電圧ＶＧ
Ｓを零電位になるようにして、これを電源７と電子回路
２の（利回路に挿入すると、ドレインＤとソースＳ間に
流れるドレイン電流■Ｄは、第２図Ａ、Ｃに示すように
、ＦＥＴ１の特性によって定まる一定の値に抑制されて
、ドレインＤとソースＳ間の電圧ＶＤＳが増加しても変
らず、一定の値を保つ。

従って、電子回路２に流れる負荷電流値に適した特性を
持つＦＥＴ１を選定しておけば、電子回路の電流を常に
一定に保たせることができる。

また、第１図Ｂに示すように、電源７の極性がＡの場合
とは逆のときは、ＦＥＴ１のゲートＧとドレインＤとを
短絡させて、ゲートとドレイン間の電圧ＶＧＤを零電位
にしておき、これを電源７の←）回路に挿入すれば、Ｆ
ＥＴ１の特性は、第２図Ｂ、Ｃに示すようになり、■Ｇ
ＤがＯのときに流れる一定の■Ｄ電流値に抑制されて、
回路電流は一定の値に保たせられる。

第１図Ｂの場合は、Ａの場合の異常現象時あるいは交流
電源に接続した場合の負電位がかかった場合であるとみ
ることができ、この場合の逆電流が電子回路２に流入す
るのを防ぐために、ダイオード３を図示のように電子回
路２に並列に接続しておけば電子回路２をより有効に保
護することができる。

一般に電子回路電源には電池を用いることも多く、この
電池の装填にあたって往々にして極性を逆にして電池を
装填し電子回路に逆電圧を付加して回路素子などをそこ
なうことがあり、従ってこの第１図Ｂの回路構成も電子
回路の保護には極めて必要なことである。

従って、電子回路の保護としては、上述の第１図のＡと
Ｂの両方式を一つに合成したものが望ましいか、単に合
成するのみでは、ＦＥＴ１を短絡することとなって保護
機能は全く生まれない。

本発明は、この問題を解決し、上述の要求を満足する保
護装置を提供するものである。

本発明は、第３図Ａに示すように、電子回路２の田）側
電源回路にＦＥＴＩを直列に接続するとともに、ＦＥＴ
１のゲートＧとソースＳ間に、ゲートＧとソースＳの間
の電圧ＶＧＳが零電位になるような状態にダイオード３
を接続し、他方、ゲートＧとドレインＤとの間について
も、回路に逆電圧が加わった場合、ゲートＧとビレ４フ
０間の電圧ＶＧＤが零電位になるようにゲートＧとドレ
インＤとの間にダイオード３１を接続したもので、かく
したことにより、電子回路２に過電流が流れるような場
合は、上述のようにＶＧＳが零電位に保たれているから
、第２図Ａ、Ｃの■Ｇｓ＝Ｏのときの■Ｄ曲線で示すよ
うに、ＶＤＳの上昇に拘らず■。

は一定であり、従って、過電流は抑制される。

逆電圧がかかった場合についても、第２図Ｂ、Ｃに示す
ように、■ＧＤが０のときに定まる■Ｄ電流値以上に流
れることはない。

さらに、定電圧ダイオード４が図のように電子回路２に
並列に接続すると、逆電流が電子回路２内に流れること
を防いで、これを安全に保つ。

定電圧ダイオードは、回路電圧安定化の作用もあるので
電子回路２は定電圧電源装置を備えたと同様の効果をも
持つ。

このように本発明によれば、過電流や逆電圧あるいは過
電圧などの異常現象に対して、回路を遮断することなく
連続して自動的に異常現象に対処して、これを抑制し電
子回路を保護することができる。

なお、第３図Ｂに示すように、ＦＥＴ１のソースＳとダ
イオード３のアノードと電子回路の接続点との間に抵抗
５を挿入すれば、ＶＧＳを第２図Ｃにおける−１あるい
は−２で示した■Ｄ曲線のようにＶＧＳがＯ電位以下の
電位に対するドレイン電流特性を得ることができるので
、抵抗５の値を選定することによって、ＦＥＴ１を入手
の容易なＦＥＴとし、これに抵抗５を組み合わせること
により、電子回路２の要求する回路特性に合致したもの
とすることができて、ＦＥＴの選定を容易にし、経済性
を高めうる効果がある。

また、ドレイン回路にも第３図Ｂに示すように抵抗５１
を挿入すれば、逆電流に対しても回路電流値を抑制する
ことができる。

抵抗５，５１は、回路条件と、正・逆電圧時の保護の態
様を考慮して、それぞれ適当な値を選定すればよい。

第５図Ａは電源に交流電源７′を使用した場合の例を示
し、この場合には、整流器基を本発明保護装置の出力側
に接続するとよい。

この場合のＩＤ電流は、第５図Ｂの実線で示すように交
流波形の頭部をスライスされた交流電流となる。

以上のように本発明によれば、過電流や逆電圧あるいは
過電圧などの異常現象が発生した場合、極めて自然にこ
れを抑制して電子回路を常に安定した安全な状態におい
て、これを保護することができ、しかも、ヒユーズのよ
うに回路を遮断しないので、リセットの必要がない。

従って、保守の必要がなく、複雑に入り込んだ電子回路
例えば、ＬＳＩのような回路の保護装置にも使えるが、
灯浮標の点灯回路の保護装置としても適し、寿命の長い
、性能の安定した、しかも経済性に富む優れた特徴を備
えた保護装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ、Ｂは本発明の原理回路図、第２図Ａ。 Ｂ、ＣはＰＥＴの特性図、第３図Ａ、Ｂは本発明構成を
示す回路図、第４図Ａ、Ｂ、Ｃは従来方式の回路図を示
す。 第５図Ａ、Ｂは交流電源を用いた本発明保護装置の回路
図ならびにドレイン電流曲線を示す。 １はＦＥＴ、２は電子回路、３，３１はダイオード、４
は定電圧ダイオード、５．５’は抵抗、７゜７１は電源
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 直流もしくは交流電源を用いた電子回路において、
   電界効果トランジスタ（以下ＦＥＴと略称する）を、電
   子回路に直列に接続するとともに、該ＦＥＴのゲート−
   ソース間およびゲート−ドレイン間に、それぞれ、その
   方向を順方向とするダイオードを接続して構成した電子
   回路保護装置。 ２ ＦＥＴのソース端子と、ダイオードのアノード端
   子と電子回路の接続点との間に抵抗を挿入接続して構成
   した特許請求の範囲第１項記載の電子回路保護装置。 ３ ＦＥＴのドレイン端子とダイオードのアノード端
   子と、電源との間に抵抗を挿入接続して構成した特許請
   求の範囲第１項記載の電子回路保護装置。