バッテリ逆接続保護を提供する回路

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バッテリ駆動機器に共通する問題は、エンドユーザがバッテリを逆に挿入した時の損傷の危険性です(エンジニアは、もちろんこんなことはしません)。ダイオード1個を挿入するかダイオードブリッジ構成を使えば損傷を避けることができますが、この解決法ではバッテリと電源レイル間に(1個または2個分の)ダイオード電圧降下が加わることにより、電力を浪費させ電源電圧を減らします。もう一つのソリューションは、バッテリ逆接続の損傷に対して保護を提供するだけではなく、自動的に逆接続を補正します(下図を参照)。ディスクリートダイオードによる電圧降下をなくすために、低オン抵抗DPDT (双極/双投)スイッチが全波整流器となります。図に示すように、バッテリが正しい極性で挿入されると、上側のスイッチS₁は制御ピンがロー状態であるためノーマリクローズ状態になります。その結果生じるピン2からピン10への接続は、バッテリからV_CC端子への低インピーダンス経路を提供します。逆に、下側のスイッチS₂は、制御ピンがハイ状態であるためにノーマリオープン端子(図示せず)をクローズします。その結果生じるピン7からピン6への経路はバッテリの負端子をグランドに接続します。

IC₁のESD保護ダイオードはスタートアップを保証し全波整流器として動作します。バッテリ電圧が1Vを超えると、アナログスイッチ内のMOSFETがオンになります。この20ns以下のターンオン時間により回路は逆極性バッテリ接続のリードを迅速に交換することで通常動作を維持することができます。回路抵抗はバッテリ電圧に依存します。回路が4つのNiCd、NiMH、またはアルカリ電池で動作する場合、整流器の各側の抵抗は2.5Ω (合計5Ω)です。2セル電池(2.4V～3V)で動作している場合は全抵抗が10Ωとなります。IC₁の動作定格は最大5.5Vで連続電流が30mAであるため、この回路はコードレス電話、ポータブルオーディオ機器、ハンドヘルド電子機器、その他の小～中電流アプリケーションに適しています。IC₁の超小型10ピンµMAXパッケージは4つのスルーホール信号ダイオードよりも小さな面積に収まり、2つのSOT-23デュアル信号ダイオードと殆ど同じくらい小型です。

このアーティクルの同様のバージョンが｢EDN｣の2000年12月21日号に掲載されました。