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公開番号2025029325
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-06
出願番号2023133875
出願日2023-08-21
発明の名称保護回路及び電子機器
出願人テルモ株式会社
代理人弁理士法人桐朋
主分類H02H 7/00 20060101AFI20250227BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】短絡等により過電流が発生する場合に、物理ヒューズを使用せずに過電流の継続を防止する保護回路を提供する。
【解決手段】電子機器10において、保護回路24は、電源22と負荷14とを接続又は切断するスイッチ素子26、電源の電圧値が電圧閾値より大きい場合に第1信号(ハイレベル)を出力し、電源の電圧値が電圧閾値より小さい場合に第2信号(ローレベル)を出力する電源監視回路28、電源による電力の供給に応じて第3信号(ハイレベル)を出力し、電源監視回路から出力される信号が第1信号から第2信号に変化した後は第4信号(ローレベル)を出力する記憶回路30及び電源監視回路から第1信号が出力され、且つ、記憶回路から第3信号が出力される場合に、スイッチ素子にオン信号を供給し、記憶回路から第4信号が出力される場合又は電源監視回路から第2信号が出力される場合、スイッチ素子にオフ信号を供給する判定回路32を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
オン信号が供給される場合に電源と負荷とを電気的に接続し、オフ信号が供給される場合に前記電源と前記負荷とを電気的に切断するスイッチ素子と、
前記電源の電圧値が電圧閾値より大きい場合に第１出力端子から第１信号を出力し、前記電源の前記電圧値が前記電圧閾値より小さい場合に前記第１出力端子から前記第１信号とは異なる第２信号を出力する第１回路と、
前記電源による電力の供給に応じて第２出力端子から第３信号を出力し、前記第１回路に備えられた前記第１出力端子から出力される信号が前記第１信号から前記第２信号に変化した後は前記第２出力端子から前記第３信号とは異なる第４信号を出力する第２回路と、
前記第１回路に備えられた前記第１出力端子から前記第１信号が出力され、且つ、前記第２回路に備えられた前記第２出力端子から前記第３信号が出力される場合に、前記スイッチ素子に前記オン信号を供給し、前記第２回路に備えられた前記第２出力端子から前記第４信号が出力される場合又は前記第１回路に備えられた前記第１出力端子から前記第２信号が出力される場合、前記スイッチ素子に前記オフ信号を供給する第３回路と、
を備える、保護回路。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
請求項１に記載の保護回路において、
前記スイッチ素子は、ゲート端子を備えるＰＭＯＳ半導体素子であり、
前記第１回路は、前記第１出力端子としてのリセット出力端子を備えるリセット回路であり、
前記第２回路は、データ入力端子と、クロック端子と、前記第２出力端子としての反転出力端子とを備えるラッチ回路であり、
前記第３回路は、第１入力端子と、第２入力端子と、ＮＡＮＤ出力端子とを備えるＮＡＮＤ回路であり、
前記リセット回路に備えられた前記リセット出力端子は、前記ラッチ回路に備えられた前記クロック端子と、前記ＮＡＮＤ回路に備えられた前記第１入力端子とに接続され、
前記ラッチ回路に備えられた前記反転出力端子は、前記ラッチ回路に備えられた前記データ入力端子と、前記ＮＡＮＤ回路に備えられた前記第２入力端子とに接続され、
前記ＮＡＮＤ回路に備えられた前記ＮＡＮＤ出力端子は、前記ＰＭＯＳ半導体素子に備えられた前記ゲート端子に接続される、保護回路。
【請求項３】
請求項２に記載の保護回路において、
前記リセット回路は、前記電源の前記電圧値が前記電圧閾値より大きい場合に前記第１信号であるハイレベル信号を前記リセット出力端子から出力し、前記電源の前記電圧値が前記電圧閾値より小さい場合に前記第２信号であるローレベル信号を前記リセット出力端子から出力し、
前記ラッチ回路は、前記電源による電力の供給に応じて前記第３信号であるハイレベル信号を前記反転出力端子から出力し、前記第１回路から供給される信号がハイレベル信号からローレベル信号に変化した後は前記第４信号であるローレベル信号を前記反転出力端子から出力し、
前記ＮＡＮＤ回路は、前記リセット回路の前記リセット出力端子からハイレベル信号が出力され、且つ、前記ラッチ回路の前記反転出力端子からハイレベル信号が出力される場合に、前記ＮＡＮＤ出力端子から前記ＰＭＯＳ半導体素子の前記ゲート端子に前記オン信号であるローレベル信号を供給し、前記ラッチ回路の前記反転出力端子からローレベル信号が出力される場合又は前記リセット回路の前記リセット出力端子からローレベル信号が出力される場合に、前記ＮＡＮＤ出力端子から前記ＰＭＯＳ半導体素子の前記ゲート端子に前記オフ信号であるハイレベル信号を供給する、保護回路。
【請求項４】
請求項１に記載の保護回路において、
前記スイッチ素子は、ゲート端子を備えるＮＭＯＳ半導体素子であり、
前記第１回路は、前記第１出力端子としてのリセット出力端子を備えるリセット回路であり、
前記第２回路は、データ入力端子と、クロック端子と、前記第２出力端子としての反転出力端子とを備えるラッチ回路であり、
前記第３回路は、第１入力端子と、第２入力端子と、ＡＮＤ出力端子とを備えるＡＮＤ回路であり、
前記リセット回路に備えられた前記リセット出力端子は、前記ラッチ回路に備えられた前記クロック端子と、前記ＡＮＤ回路に備えられた前記第１入力端子とに接続され、
前記ラッチ回路に備えられた前記反転出力端子は、前記ラッチ回路に備えられた前記データ入力端子と、前記ＡＮＤ回路に備えられた前記第２入力端子とに接続され、
前記ＡＮＤ回路に備えられた前記ＡＮＤ出力端子は、前記ＮＭＯＳ半導体素子に備えられた前記ゲート端子に接続される、保護回路。
【請求項５】
請求項４に記載の保護回路において、
前記リセット回路は、前記電源の前記電圧値が前記電圧閾値より大きい場合に前記第１信号であるハイレベル信号を前記リセット出力端子から出力し、前記電源の前記電圧値が前記電圧閾値より小さい場合に前記第２信号であるローレベル信号を前記リセット出力端子から出力し、
前記ラッチ回路は、前記電源による電力の供給に応じて前記第３信号であるハイレベル信号を前記反転出力端子から出力し、前記第１回路から供給される信号がハイレベル信号からローレベル信号に変化した後は前記第４信号であるローレベル信号を前記反転出力端子から出力し、
前記ＡＮＤ回路は、前記リセット回路の前記リセット出力端子からハイレベル信号が出力され、且つ、前記ラッチ回路の前記反転出力端子からハイレベル信号が出力される場合に、前記ＡＮＤ出力端子から前記ＮＭＯＳ半導体素子の前記ゲート端子に前記オン信号であるハイレベル信号を供給し、前記ラッチ回路の前記反転出力端子からローレベル信号が出力される場合又は前記リセット回路の前記リセット出力端子からローレベル信号出力される場合に、前記ＡＮＤ出力端子から前記ＮＭＯＳ半導体素子の前記ゲート端子に前記オフ信号であるローレベル信号を供給する、保護回路。
【請求項６】
請求項１～５のいずれか１項に記載の保護回路を備える電子機器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、保護回路及び電子機器に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電子機器としての薬液投与装置が示される。この薬液投与装置は、リザーバに貯留されている薬液をニードルに供給するポンプと、ポンプを制御する制御部と、制御部に電力を供給する電池とを備える。薬液投与装置は、人体に取り付けられ、人体に薬液を投与する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１３－６３１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
薬液投与装置の回路には短絡等により過電流が発生する虞がある。過電流が継続されると、薬液投与装置の温度が上昇する。すると、薬液投与装置を装着したユーザに不快感を与える。薬液投与装置の回路に物理ヒューズを設けることにより過電流の継続を防止することはできる。しかし、物理ヒューズを使用せずに過電流の継続を防止する技術が待望されている。
【０００５】
本発明は上述した課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）第１発明の保護回路は、オン信号が供給される場合に電源と負荷とを電気的に接続し、オフ信号が供給される場合に前記電源と前記負荷とを電気的に切断するスイッチ素子と、前記電源の電圧値が電圧閾値より大きい場合に第１出力端子から第１信号を出力し、前記電源の前記電圧値が前記電圧閾値より小さい場合に前記第１出力端子から前記第１信号とは異なる第２信号を出力する第１回路と、前記電源による電力の供給に応じて第２出力端子から第３信号を出力し、前記第１回路に備えられた前記第１出力端子から出力される信号が前記第１信号から前記第２信号に変化した後は前記第２出力端子から前記第３信号とは異なる第４信号を出力する第２回路と、前記第１回路に備えられた前記第１出力端子から前記第１信号が出力され、且つ、前記第２回路に備えられた前記第２出力端子から前記第３信号が出力される場合に、前記スイッチ素子に前記オン信号を供給し、前記第２回路に備えられた前記第２出力端子から前記第４信号が出力される場合又は前記第１回路に備えられた前記第１出力端子から前記第２信号が出力される場合、前記スイッチ素子に前記オフ信号を供給する第３回路と、を備える。
【０００７】
保護回路は次のように動作する。負荷に過電流等が発生すると、電源の電圧値は、電圧閾値よりも小さくなる。電源の電圧値が電圧閾値より小さい場合に、第１回路は、第１出力端子から第２信号を出力する。第１回路に備えられた第１出力端子から出力される信号が第２信号に変化した後は、第２回路は、第２出力端子から第４信号を出力する。第２回路に備えられた第２出力端子から第４信号が出力される場合に、第３回路は、スイッチ素子にオフ信号を供給する。又は、第１回路に備えられた第１出力端子から第２信号が出力される場合にも、第３回路は、スイッチ素子にオフ信号を供給する。これにより、スイッチ素子は、電源と負荷とを電気的に切断する。
【０００８】
このように、保護回路によれば、短絡等により負荷に過電流が発生した場合に、スイッチ素子により電源と負荷とが電気的に切断される。このため、負荷における過電流が継続されることがなくなり、電子機器の温度上昇を防止することができる。
【０００９】
保護回路においては、物理ヒューズではなく、スイッチ素子が電源と負荷との電気的な接続と切断とを切り替える。スイッチ素子の直列抵抗値は、物理ヒューズの直列抵抗値と比較して小さい。このため、保護回路によれば、スイッチ素子で大きく電圧が降下することを抑制することができる。従って、保護回路によれば、負荷において使用可能な電源の電圧範囲が狭くなることを防止することができる。
【００１０】
電源と負荷とが電気的に切断された後に電源の電圧値が回復したとしても、スイッチ素子は、オフ状態を維持する。従って、保護回路によれば、負荷における過電流の再発を防止することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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