出力電源の過電圧保護回路
【課題】一部の抵抗が破損しても過電流が流れることを防止できる出力電源の過電圧保護回路を提供する。
【解決手段】整流回路１０６の出力端子にカソードを接続し、グランドにアノードを接続したシャントレギュレータ１０３と、シャントレギュレータ１０３のカソードとリファレンスに並列に接続した複数の第１の抵抗Ｒ１，Ｒ２と、シャントレギュレータ１０３のリファレンスとアノードに並列に接続し、第１の抵抗Ｒ１，Ｒ２に直列に接続した複数の第２の抵抗Ｒ３，Ｒ４と、を備える。
【解決手段】整流回路１０６の出力端子にカソードを接続し、グランドにアノードを接続したシャントレギュレータ１０３と、シャントレギュレータ１０３のカソードとリファレンスに並列に接続した複数の第１の抵抗Ｒ１，Ｒ２と、シャントレギュレータ１０３のリファレンスとアノードに並列に接続し、第１の抵抗Ｒ１，Ｒ２に直列に接続した複数の第２の抵抗Ｒ３，Ｒ４と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、出力電源の過電圧保護回路に係り、特に一部の抵抗が破損しても過電流が流れることを防止できる出力電源の過電圧保護回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
製造コストの低い出力電源の過電圧保護回路が従来から求められている。この点に関し、複数の抵抗を直列に接続し、この複数の抵抗をシャントレギュレータのカソードとアノードに並列に接続し、さらにこの複数の抵抗の整流回路からの出力端子とグランドに接続していない端子をシャントレギュレータのリファレンスに接続した回路を含む出力電源の過電圧保護回路が提案されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００１−１７８８５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１に記載の技術においては、一部の抵抗が破損すると過電圧が出力されるという問題点があった。
【０００４】
本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、一部の抵抗が破損しても過電圧が出力されることを防止できる出力電源の過電圧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】
【０００５】
この目的を達成するために本発明は、整流回路の出力端子にカソードを接続し、グランドにアノードを接続したシャントレギュレータと、シャントレギュレータのカソードとリファレンスに並列に接続した複数の第１の抵抗と、シャントレギュレータのリファレンスとアノードに並列に接続し、第１の抵抗に直列に接続した複数の第２の抵抗と、を備える出力電源の過電圧保護回路を提供する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、本実施形態の過電圧保護回路は、シャントレギュレータに並列に接続した複数の抵抗を有する。このため、一部の抵抗が破損しても過電圧が出力されることはないという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明による出力電源の過電圧保護回路の一実施の形態を、図面を用いて詳細に説明する。
【０００８】
＜実施形態の詳細＞
＜出力電源の過電圧保護回路の構成＞
図１は本実施形態の出力電源の過電圧保護回路（以下、過電圧保護回路という。）の概要を示した図である。図１に示すように、過電圧保護回路１０１は、整流回路１０６の出力端子にカソードを接続し、グランドにアノードを接続したシャントレギュレータ１０３と、シャントレギュレータ１０３のカソードとリファレンスに並列に接続した複数の第１の抵抗Ｒ１，Ｒ２と、シャントレギュレータ１０３のリファレンスとアノードに並列に接続し、第１の抵抗Ｒ１，Ｒ２に直列に接続した複数の第２の抵抗Ｒ３，Ｒ４と、を備える。
【０００９】
過電圧保護回路１０１は、第１の抵抗Ｒ１，Ｒ２及び第２の抵抗Ｒ３，Ｒ４に並列に接続されたツェナーダイオード１０４をさらに備えるように構成することができる。
【００１０】
整流回路への入力は、入力電力電源を１次側回路１０２とトランス１０５により平滑化、降圧されて供給されるように構成することができる。
【００１１】
ここで、シャントレギュレータ１０３について説明する。図４は、シャントレギュレータとその等価回路を示した図である。図４（ａ）に示すように、シャントレギュレータはアノードＡ、カソードＫ、リファレンスＲの三端子を有する素子である。シャントレギュレータは、リファレンスＲ、アノードＡ間の電圧がシャントレギュレータの内蔵する基準電圧に等しくなるように、カソードＫの電圧が変化する素子である。
【００１２】
図４（ｂ）に、シャントレギュレータの等価回路の例を示す。シャントレギュレータは通常集積回路を含んで構成されるが、上述のような動作を行なうものであれば構成を問わない。
【００１３】
＜出力電源の過電圧保護回路の作用＞
図１に示すように、アノードＡ、リファレンスＲ間の電圧を基準電圧Ｖｒｅｆとするとき、過電圧保護回路１０１の出力電圧Ｖｏｕｔは次の式（１）のように表せる。
【数１】
【００１４】
ここで、抵抗Ｒ1が破損した場合、出力電圧Ｖｏｕｔは次の式（２）のように表せる。
【数２】
【００１５】
すなわち、一部の抵抗が破損しても過電圧が出力されることはない。さらに、第１の抵抗Ｒ１，Ｒ２のどちらかが破損し、加えて第２の抵抗Ｒ３，Ｒ４のどちらかが破損しても過電圧が出力されることはない。
【００１６】
このように、過電圧保護回路１０１においては、複数の第１の抵抗の一部及び複数の第２の抵抗の一部が破損しても、過電圧が出力されることはない。
【００１７】
＜出力電源の過電圧保護回路の応用例＞
（第１の応用例）
図２は、本実施形態における第１の応用例の過電圧保護回路１１０を示した図である。図２に示すように、過電圧保護回路１１０は、整流回路１０６の出力端子にカソードを接続し、グランドにアノードを接続したシャントレギュレータ１０３と、シャントレギュレータ１０３のカソードとリファレンスに並列に接続した複数の第１の抵抗Ｒ１，Ｒ２と、シャントレギュレータ１０３のリファレンスとアノードに並列に接続し、第１の抵抗Ｒ１，Ｒ２に直列に接続した第２の抵抗Ｒ５と、を備えるように構成することもできる。
【００１８】
過電圧保護回路１１０は、第１の抵抗Ｒ１，Ｒ２及び第２の抵抗Ｒ５に並列に接続されたツェナーダイオード１０４をさらに備えるように構成することができる。
【００１９】
図２に示すように、アノードＡ、リファレンスＲ間の電圧を基準電圧Ｖｒｅｆ、抵抗Ｒｎの抵抗値をＲｎ（ｎは整数）とするとき、過電圧保護回路１１０の出力電圧Ｖｏｕｔは次の式（３）のように表せる。
【数３】
【００２０】
ここで、抵抗Ｒ1が破損した場合、出力電圧Ｖｏｕｔは次の式（４）のように表せる。
【数４】
【００２１】
すなわち、第１の抵抗の一部が破損しても過電圧が出力されることはない。
【００２２】
（第２の応用例）
図３は、本実施形態における第２の応用例の過電圧保護回路１２０を示した図である。図３に示すように、過電圧保護回路１２０は、整流回路１０６の出力端子にカソードを接続し、グランドにアノードを接続したシャントレギュレータ１０３と、シャントレギュレータ１０３のカソードとリファレンスに並列に接続した第１の抵抗Ｒ６と、シャントレギュレータ１０３のリファレンスとアノードに並列に接続し、第１の抵抗に直列に接続した複数の第２の抵抗Ｒ３，Ｒ４と、を備えるように構成することもできる。
【００２３】
過電圧保護回路１２０は、第１の抵抗Ｒ６及び第２の抵抗Ｒ３，Ｒ４に並列に接続されたツェナーダイオード１０４をさらに備えるように構成することができる。
【００２４】
図３に示すように、アノードＡ、リファレンスＲ間の電圧を基準電圧Ｖｒｅｆ、抵抗Ｒｎの抵抗値をＲｎ（ｎは整数）とするとき、過電圧保護回路１２０の出力電圧Ｖｏｕｔは次の式（５）のように表せる。
【数５】
【００２５】
ここで、抵抗Ｒ３が破損した場合、出力電圧Ｖｏｕｔは次の式（６）のように表せる。
【数６】
【００２６】
すなわち、第２の抵抗の一部が破損しても過電圧が出力されることはない。
【００２７】
＜本実施形態の効果＞
以上述べたように、本実施形態の過電圧保護回路は、シャントレギュレータに並列に接続した複数の抵抗を有する。このため、一部の抵抗が破損しても過電圧が出力されることはないという効果がある。
【００２８】
＜本発明の具体化における可能性＞
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本実施形態の過電圧保護回路の概要を示した図である。
【図２】本実施形態における第１の応用例の過電圧保護回路を示した図である。
【図３】本実施形態における第２の応用例の過電圧保護回路を示した図である。
【図４】シャントレギュレータとその等価回路を示した図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０１：過電圧保護回路、
１０３：シャントレギュレータ、
１０４：ツェナーダイオード、
Ｒ１〜６：抵抗。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、出力電源の過電圧保護回路に係り、特に一部の抵抗が破損しても過電流が流れることを防止できる出力電源の過電圧保護回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
製造コストの低い出力電源の過電圧保護回路が従来から求められている。この点に関し、複数の抵抗を直列に接続し、この複数の抵抗をシャントレギュレータのカソードとアノードに並列に接続し、さらにこの複数の抵抗の整流回路からの出力端子とグランドに接続していない端子をシャントレギュレータのリファレンスに接続した回路を含む出力電源の過電圧保護回路が提案されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００１−１７８８５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１に記載の技術においては、一部の抵抗が破損すると過電圧が出力されるという問題点があった。
【０００４】
本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、一部の抵抗が破損しても過電圧が出力されることを防止できる出力電源の過電圧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】
【０００５】
この目的を達成するために本発明は、整流回路の出力端子にカソードを接続し、グランドにアノードを接続したシャントレギュレータと、シャントレギュレータのカソードとリファレンスに並列に接続した複数の第１の抵抗と、シャントレギュレータのリファレンスとアノードに並列に接続し、第１の抵抗に直列に接続した複数の第２の抵抗と、を備える出力電源の過電圧保護回路を提供する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、本実施形態の過電圧保護回路は、シャントレギュレータに並列に接続した複数の抵抗を有する。このため、一部の抵抗が破損しても過電圧が出力されることはないという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明による出力電源の過電圧保護回路の一実施の形態を、図面を用いて詳細に説明する。
【０００８】
＜実施形態の詳細＞
＜出力電源の過電圧保護回路の構成＞
図１は本実施形態の出力電源の過電圧保護回路（以下、過電圧保護回路という。）の概要を示した図である。図１に示すように、過電圧保護回路１０１は、整流回路１０６の出力端子にカソードを接続し、グランドにアノードを接続したシャントレギュレータ１０３と、シャントレギュレータ１０３のカソードとリファレンスに並列に接続した複数の第１の抵抗Ｒ１，Ｒ２と、シャントレギュレータ１０３のリファレンスとアノードに並列に接続し、第１の抵抗Ｒ１，Ｒ２に直列に接続した複数の第２の抵抗Ｒ３，Ｒ４と、を備える。
【０００９】
過電圧保護回路１０１は、第１の抵抗Ｒ１，Ｒ２及び第２の抵抗Ｒ３，Ｒ４に並列に接続されたツェナーダイオード１０４をさらに備えるように構成することができる。
【００１０】
整流回路への入力は、入力電力電源を１次側回路１０２とトランス１０５により平滑化、降圧されて供給されるように構成することができる。
【００１１】
ここで、シャントレギュレータ１０３について説明する。図４は、シャントレギュレータとその等価回路を示した図である。図４（ａ）に示すように、シャントレギュレータはアノードＡ、カソードＫ、リファレンスＲの三端子を有する素子である。シャントレギュレータは、リファレンスＲ、アノードＡ間の電圧がシャントレギュレータの内蔵する基準電圧に等しくなるように、カソードＫの電圧が変化する素子である。
【００１２】
図４（ｂ）に、シャントレギュレータの等価回路の例を示す。シャントレギュレータは通常集積回路を含んで構成されるが、上述のような動作を行なうものであれば構成を問わない。
【００１３】
＜出力電源の過電圧保護回路の作用＞
図１に示すように、アノードＡ、リファレンスＲ間の電圧を基準電圧Ｖｒｅｆとするとき、過電圧保護回路１０１の出力電圧Ｖｏｕｔは次の式（１）のように表せる。
【数１】
【００１４】
ここで、抵抗Ｒ1が破損した場合、出力電圧Ｖｏｕｔは次の式（２）のように表せる。
【数２】
【００１５】
すなわち、一部の抵抗が破損しても過電圧が出力されることはない。さらに、第１の抵抗Ｒ１，Ｒ２のどちらかが破損し、加えて第２の抵抗Ｒ３，Ｒ４のどちらかが破損しても過電圧が出力されることはない。
【００１６】
このように、過電圧保護回路１０１においては、複数の第１の抵抗の一部及び複数の第２の抵抗の一部が破損しても、過電圧が出力されることはない。
【００１７】
＜出力電源の過電圧保護回路の応用例＞
（第１の応用例）
図２は、本実施形態における第１の応用例の過電圧保護回路１１０を示した図である。図２に示すように、過電圧保護回路１１０は、整流回路１０６の出力端子にカソードを接続し、グランドにアノードを接続したシャントレギュレータ１０３と、シャントレギュレータ１０３のカソードとリファレンスに並列に接続した複数の第１の抵抗Ｒ１，Ｒ２と、シャントレギュレータ１０３のリファレンスとアノードに並列に接続し、第１の抵抗Ｒ１，Ｒ２に直列に接続した第２の抵抗Ｒ５と、を備えるように構成することもできる。
【００１８】
過電圧保護回路１１０は、第１の抵抗Ｒ１，Ｒ２及び第２の抵抗Ｒ５に並列に接続されたツェナーダイオード１０４をさらに備えるように構成することができる。
【００１９】
図２に示すように、アノードＡ、リファレンスＲ間の電圧を基準電圧Ｖｒｅｆ、抵抗Ｒｎの抵抗値をＲｎ（ｎは整数）とするとき、過電圧保護回路１１０の出力電圧Ｖｏｕｔは次の式（３）のように表せる。
【数３】
【００２０】
ここで、抵抗Ｒ1が破損した場合、出力電圧Ｖｏｕｔは次の式（４）のように表せる。
【数４】
【００２１】
すなわち、第１の抵抗の一部が破損しても過電圧が出力されることはない。
【００２２】
（第２の応用例）
図３は、本実施形態における第２の応用例の過電圧保護回路１２０を示した図である。図３に示すように、過電圧保護回路１２０は、整流回路１０６の出力端子にカソードを接続し、グランドにアノードを接続したシャントレギュレータ１０３と、シャントレギュレータ１０３のカソードとリファレンスに並列に接続した第１の抵抗Ｒ６と、シャントレギュレータ１０３のリファレンスとアノードに並列に接続し、第１の抵抗に直列に接続した複数の第２の抵抗Ｒ３，Ｒ４と、を備えるように構成することもできる。
【００２３】
過電圧保護回路１２０は、第１の抵抗Ｒ６及び第２の抵抗Ｒ３，Ｒ４に並列に接続されたツェナーダイオード１０４をさらに備えるように構成することができる。
【００２４】
図３に示すように、アノードＡ、リファレンスＲ間の電圧を基準電圧Ｖｒｅｆ、抵抗Ｒｎの抵抗値をＲｎ（ｎは整数）とするとき、過電圧保護回路１２０の出力電圧Ｖｏｕｔは次の式（５）のように表せる。
【数５】
【００２５】
ここで、抵抗Ｒ３が破損した場合、出力電圧Ｖｏｕｔは次の式（６）のように表せる。
【数６】
【００２６】
すなわち、第２の抵抗の一部が破損しても過電圧が出力されることはない。
【００２７】
＜本実施形態の効果＞
以上述べたように、本実施形態の過電圧保護回路は、シャントレギュレータに並列に接続した複数の抵抗を有する。このため、一部の抵抗が破損しても過電圧が出力されることはないという効果がある。
【００２８】
＜本発明の具体化における可能性＞
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本実施形態の過電圧保護回路の概要を示した図である。
【図２】本実施形態における第１の応用例の過電圧保護回路を示した図である。
【図３】本実施形態における第２の応用例の過電圧保護回路を示した図である。
【図４】シャントレギュレータとその等価回路を示した図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０１：過電圧保護回路、
１０３：シャントレギュレータ、
１０４：ツェナーダイオード、
Ｒ１〜６：抵抗。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
整流回路の出力端子にカソードを接続し、グランドにアノードを接続したシャントレギュレータと、
前記シャントレギュレータのカソードとリファレンスに並列に接続した複数の第１の抵抗と、
前記シャントレギュレータのリファレンスとアノードに並列に接続し、前記第１の抵抗に直列に接続した複数の第２の抵抗と、
を備える出力電源の過電圧保護回路。
【請求項２】
整流回路の出力端子にカソードを接続し、グランドにアノードを接続したシャントレギュレータと、
前記シャントレギュレータのカソードとリファレンスに並列に接続した複数の第１の抵抗と、
前記シャントレギュレータのリファレンスとアノードに並列に接続し、前記第１の抵抗に直列に接続した第２の抵抗と、
を備える出力電源の過電圧保護回路。
【請求項３】
整流回路の出力端子にカソードを接続し、グランドにアノードを接続したシャントレギュレータと、
前記シャントレギュレータのカソードとリファレンスに並列に接続した第１の抵抗と、
前記シャントレギュレータのリファレンスとアノードに並列に接続し、前記第１の抵抗に直列に接続した複数の第２の抵抗と、
を備える出力電源の過電圧保護回路。
【請求項４】
前記第１の抵抗及び前記第２の抵抗に並列に接続されたツェナーダイオードをさらに備える、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の出力電源の過電圧保護回路。
【請求項１】
整流回路の出力端子にカソードを接続し、グランドにアノードを接続したシャントレギュレータと、
前記シャントレギュレータのカソードとリファレンスに並列に接続した複数の第１の抵抗と、
前記シャントレギュレータのリファレンスとアノードに並列に接続し、前記第１の抵抗に直列に接続した複数の第２の抵抗と、
を備える出力電源の過電圧保護回路。
【請求項２】
整流回路の出力端子にカソードを接続し、グランドにアノードを接続したシャントレギュレータと、
前記シャントレギュレータのカソードとリファレンスに並列に接続した複数の第１の抵抗と、
前記シャントレギュレータのリファレンスとアノードに並列に接続し、前記第１の抵抗に直列に接続した第２の抵抗と、
を備える出力電源の過電圧保護回路。
【請求項３】
整流回路の出力端子にカソードを接続し、グランドにアノードを接続したシャントレギュレータと、
前記シャントレギュレータのカソードとリファレンスに並列に接続した第１の抵抗と、
前記シャントレギュレータのリファレンスとアノードに並列に接続し、前記第１の抵抗に直列に接続した複数の第２の抵抗と、
を備える出力電源の過電圧保護回路。
【請求項４】
前記第１の抵抗及び前記第２の抵抗に並列に接続されたツェナーダイオードをさらに備える、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の出力電源の過電圧保護回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−２７８８４（Ｐ２００９−２７８８４Ａ）
【公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９１０６１（Ｐ２００７−１９１０６１）
【出願日】平成１９年７月２３日（２００７．７．２３）
【出願人】（０００００３５６２）東芝テック株式会社 (5,631)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月２３日（２００７．７．２３）
【出願人】（０００００３５６２）東芝テック株式会社 (5,631)
【Ｆターム（参考）】
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