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公開番号2023060458
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-04-28
出願番号2021170084
出願日2021-10-18
発明の名称電子機器
出願人アズビル株式会社
代理人個人
主分類H05K 1/02 20060101AFI20230421BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】サーミスタがトリップ状態に至らないような異常状態であっても過電流を制限する。
【解決手段】電子機器は、電源と保護対象の回路との間に直列に挿入されるようにプリント基板10b上に実装されたサーミスタRthと抵抗器R1とを含む過電流保護回路を備える。プリント基板10bには、サーミスタRthの電極100,101が半田付けされたパッド11,12と、抵抗器の電極102,103が半田付けされたパッド13,14と、パッド13とパッド12とを接続する配線16bとが形成されている。配線16bは、パッド13からパッド12への延伸方向に対して垂直方向の幅W3がパッド12の垂直方向の幅W1よりも広く、サーミスタRthの下に形成される部分がパッド12からはみ出るように形成される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電源と保護対象の回路との間に直列に挿入されるようにプリント基板上に実装されたサーミスタと抵抗器とを含む過電流保護回路を備え、
前記プリント基板には、
前記サーミスタの１対の電極が半田付けされた第１、第２のパッドと、
前記抵抗器の１対の電極が半田付けされた第３、第４のパッドと、
前記第３のパッドと前記第２のパッドとを接続する配線とが形成され、
前記配線は、前記第３のパッドから前記第２のパッドへの延伸方向に対して垂直方向の幅が前記第２のパッドの前記垂直方向の幅よりも広く、前記サーミスタの下に形成される部分が前記第２のパッドからはみ出るように形成されることを特徴とする電子機器。
続きを表示（約 170 文字）【請求項２】
請求項１記載の電子機器において、
前記抵抗器は、その発熱が前記サーミスタに伝わるように前記サーミスタの近傍に実装されることを特徴とする電子機器。
【請求項３】
請求項１または２記載の電子機器において、
前記サーミスタと前記抵抗器は、チップタイプの素子であることを特徴とする電子機器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、正特性サーミスタを利用する過電流保護回路を備えた電子機器に関するものである。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
誤接続や部品故障などの異常状態に対して、正特性サーミスタを使用することでサーミスタの自己発熱により抵抗値が上昇し、電子機器の内部回路を保護することができる（非特許文献１参照）。
【０００３】
図２は、サーミスタを使用した保護回路を備えた電子機器の構成を示す回路図である。図２の例では、電子機器１にＤＣ１２Ｖの電源２を接続した例を示している。電子機器１は、電子機器１の機能を実現する、保護対象の回路３と、過電流保護回路４とを備えている。過電流保護回路４は、サーミスタＲｔｈと、抵抗器Ｒ１と、ツェナーダイオードＺＤ１とから構成される。
【０００４】
例えば最大定格がＤＣ２０Ｖの回路３に対して、前段にツェナー電圧が１８ＶのツェナーダイオードＺＤ１を設けることで、１８Ｖ以上の電圧が回路３に加わることを防ぐ。ただし、ツェナーダイオードＺＤ１のみで保護した場合、ツェナーダイオードＺＤ１に過電流が流れてしまうため、抵抗器Ｒ１やサーミスタＲｔｈを入れる必要がある。
【０００５】
過電流保護回路４をツェナーダイオードＺＤ１と抵抗器Ｒ１で構成した場合、抵抗器Ｒ１の抵抗値を大きくすることで過電流の制限ができるが、正常時の消費電力が増加する。抵抗値を小さくすると、過電流に対応するためにツェナーダイオードＺＤ１や抵抗器Ｒ１の定格電力を大きくしなければならない。
【０００６】
過電流保護回路４をツェナーダイオードＺＤ１とサーミスタＲｔｈで構成した場合、例えば電源の誤接続により過電流が発生したときに、誤接続の直後にはサーミスタＲｔｈが発熱しておらず、サーミスタＲｔｈの抵抗値が低いため、ツェナーダイオードＺＤ１に大きな過電流が流れてしまう。したがって、図２に示すように過電流保護回路４をサーミスタＲｔｈと抵抗器Ｒ１とツェナーダイオードＺＤ１とによって構成することが望ましい。
【０００７】
例えばＤＣ１２Ｖの電源２を接続すべき電子機器１に、図３に示すようにＤＣ２４Ｖの電源５を誤接続した場合、抵抗器Ｒ１の抵抗値を１００Ω、ツェナーダイオードＺＤ１のツェナー電圧を１８Ｖとすると、図４に示すようにＤＣ６０ｍＡの過電流が流れるが、サーミスタＲｔｈが自己発熱して電流制限がかかるために、回路３に故障が発生することはない。
【０００８】
ただし、過電流保護回路４をサーミスタＲｔｈと抵抗器Ｒ１とツェナーダイオードＺＤ１とから構成した場合でも、異常状態によってはサーミスタＲｔｈの自己発熱が僅かとなり、回路３を十分に保護できないことがある。例えばＤＣ１２Ｖの電源２を接続すべき電子機器１に、図５に示すようにＡＣ２４Ｖの電源６を誤接続した場合、抵抗器Ｒ１の抵抗値を１００Ω、ツェナーダイオードＺＤ１のツェナー電圧を１８Ｖとすると、図６に示すように＋１５０ｍＡ～－３３０ｍＡの過電流が流れる。しかし、交流電流ではサーミスタＲｔｈが自己発熱しにくい場合があり、サーミスタＲｔｈによる電流制限が機能しない。このため、後段の抵抗器Ｒ１やツェナーダイオードＺＤ１の定格電力を大きくしなければならない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
“アプリケーションノート電流保護素子としてのPTCサーミスタＲｔｈの使い方”，ＴＤＫ株式会社，２０２１年，＜https://product.tdk.com/ja/techlibrary/applicationnote/howto_ptc-limiter.html＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、サーミスタがトリップ状態に至らないような異常状態であっても過電流を制限することができる過電流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】
（【００１１】以降は省略されています）

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