特開 2022-86675 保護回路

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022086675

(43)【公開日】2022-06-09

(54)【発明の名称】保護回路

(51)【国際特許分類】

   H02H 11/00 20060101AFI20220602BHJP

【ＦＩ】

H02H11/00 130

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020198824

(22)【出願日】2020-11-30

(71)【出願人】

【識別番号】000005290

【氏名又は名称】古河電気工業株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】391045897

【氏名又は名称】古河ＡＳ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】風呂 直樹

(72)【発明者】

【氏名】本間 久雄

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 健太

(57)【要約】

【課題】例えば、保護回路が誤って電源およびグラウンドに逆に接続されてしまったような場合にあっても、スイッチング素子の故障を抑制することが可能な、改善された新規な保護回路を得る。
【解決手段】保護回路は、例えば、制御回路からゲートに印加した制御電圧に応じて電源端子と負荷端子との間の電気的な接続と遮断とを切り替える電界効果トランジスタを用いて構成されたスイッチング素子と、グラウンド端子の電位の電源端子の電位に対する第一電位差が閾値未満である状態ではグラウンド端子とゲートとの間を電気的に遮断し、第一電位差が閾値以上である状態ではグラウンド端子とゲートとの間を電気的に接続する第一保護素子と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

制御回路からゲートに印加した制御電圧に応じて電源端子と負荷端子との間の電気的な接続と遮断とを切り替える電界効果トランジスタを用いて構成されたスイッチング素子と、
グラウンド端子の電位の前記電源端子の電位に対する第一電位差が第一閾値電圧未満である状態では前記グラウンド端子と前記ゲートとの間を電気的に遮断し、前記第一電位差が第一閾値電圧以上である状態では前記グラウンド端子と前記ゲートとの間を電気的に接続する第一保護素子と、
を備えた、保護回路。

【請求項2】

前記グラウンド端子と電気的に接続された制御電極を有し、前記グラウンド端子の電位の前記負荷端子の電位に対する第二電位差が第二閾値電圧未満である状態では前記ゲートと前記負荷端子との間を電気的に遮断し、前記第二電位差が第二閾値電圧以上である状態では前記ゲートと前記負荷端子との間を電気的に接続する第二保護素子を備えた、請求項１に記載の保護回路。

【請求項3】

前記グラウンド端子の電位の前記電源端子の電位に対する第三電位差が第三閾値電圧未満である状態では前記制御電極と前記電源端子との間を電気的に遮断し、前記第三電位差が第三閾値電圧以上である状態では前記制御電極と前記電源端子との間を電気的に接続する第三保護素子を備えた、請求項２に記載の保護回路。

【請求項4】

前記グラウンド端子と前記制御電極とが抵抗を介して電気的に接続された、請求項３に記載の保護回路。

【請求項5】

前記負荷端子と前記グラウンド端子との間に介在したコンデンサを備えた、請求項２～４のうちいずれか一つに記載の保護回路。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、保護回路に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、過電流などの異常が検出された際の検出信号等に応じて負荷と当該負荷に対する電源との間を電気的に遮断するスイッチング素子を備えた保護回路が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献では、スイッチング素子は、電界効果トランジスタを用いて構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平６－１２９３３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

この種の保護回路では、当該保護回路が誤って電源およびグラウンドに逆に接続されてしまった場合、すなわち、保護回路の電源端子にグラウンドが接続されるとともに保護回路のグラウンド端子に電源が接続されてしまった場合、スイッチング素子が故障してしまう虞があった。

【0005】

そこで、本発明の課題の一つは、例えば、保護回路が誤って電源およびグラウンドに逆に接続されてしまったような場合にあっても、スイッチング素子の故障を抑制することが可能な、改善された新規な保護回路を得ること、である。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の保護回路は、例えば、制御回路からゲートに印加した制御電圧に応じて電源端子と負荷端子との間の電気的な接続と遮断とを切り替える電界効果トランジスタを用いて構成されたスイッチング素子と、グラウンド端子の電位の前記電源端子の電位に対する第一電位差が閾値未満である状態では前記グラウンド端子と前記ゲートとの間を電気的に遮断し、前記第一電位差が閾値以上である状態では前記グラウンド端子と前記ゲートとの間を電気的に接続する第一保護素子と、を備える。

【0007】

前記保護回路は、前記グラウンド端子と電気的に接続された制御電極を有し、前記グラウンド端子の電位の前記負荷端子の電位に対する第二電位差が閾値未満である状態では前記ゲートと前記負荷端子との間を電気的に遮断し、前記第二電位差が閾値以上である状態では前記ゲートと前記負荷端子との間を電気的に接続する第二保護素子を備えてもよい。

【0008】

前記保護回路は、前記グラウンド端子の電位の前記電源端子の電位に対する第三電位差が閾値未満である状態では前記制御電極と前記電源端子との間を電気的に遮断し、前記第三電位差が閾値以上である状態では前記制御電極と前記電源端子との間を電気的に接続する第三保護素子を備えてもよい。

【0009】

前記保護回路にあっては、前記グラウンド端子と前記制御電極とが抵抗を介して電気的に接続されてもよい。

【0010】

前記保護回路は、前記負荷端子と前記グラウンド端子との間に介在したコンデンサを備えてもよい。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、例えば、保護回路が誤って電源およびグラウンドに逆に接続されてしまったような場合にあっても、スイッチング素子の故障を抑制することが可能な、改善された新規な保護回路を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、第１実施形態の保護回路の例示的なブロック図である。

【図2】図２は、第１実施形態の保護回路の例示的な回路図である。

【図3】図３は、第２実施形態の保護回路の例示的なブロック図である。

【図4】図４は、第２実施形態の保護回路の例示的な回路図である。

【図5】図５は、第２実施形態の変形例の保護回路の例示的な回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の例示的な実施形態および変形例が開示される。以下に示される実施形態および変形例の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果（効果）は、一例である。本発明は、以下の実施形態および変形例に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、構成によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）のうち少なくとも一つを得ることが可能である。

【0014】

また、本明細書において、序数は、部品や、部材、部位等を区別するために便宜上付与されており、優先度や順番を示すものではない。

【0015】

［第１実施形態］
図１は、実施形態の保護回路１００Ａの概略構成図である。

【0016】

保護回路１００Ａは、電源２００と負荷３００との間に設けられている。保護回路１００Ａは、負荷３００に対する過負荷を防止する過負荷保護素子１１０を有している。保護回路１００Ａは、例えば、プリント配線基板のような回路基板（不図示）上に実装されている。

【0017】

電源２００は、例えば、直流電源であり、電源電圧は、例えば、１２［Ｖ］や４８［Ｖ］等である。電源２００は、負荷３００に対して電源電力を供給する。なお、Ｇ２は、電源２００のグラウンドである。

【0018】

負荷３００は、一例としては、モータのような、誘導性負荷である。なお、Ｇ３は、負荷３００のグラウンドである。

【0019】

保護回路１００Ａは、電源端子ｔｓと、負荷端子ｔｌと、グラウンド端子ｔｇと、を有している。なお、Ｇ１は、保護回路１００Ａのグラウンドである。

【0020】

電源端子ｔｓは、例えば、保護回路１００Ａが実装された回路基板の端子であり、過負荷保護素子１１０と電源２００との間に設けられている。

【0021】

負荷端子ｔｌは、例えば、保護回路１００Ａが実装された回路基板の端子であり、過負荷保護素子１１０と負荷３００との間に設けられている。

【0022】

グラウンド端子ｔｇは、例えば、保護回路１００Ａが実装された回路基板の端子であり、保護回路１００ＡとグラウンドＧ１との間、具体的には制御回路１２０および逆接続保護回路１４０ＡとグラウンドＧ１との間に設けられている。グラウンド端子ｔｇは、保護回路１００Ａや、回路基板上に実装された保護回路１００Ａとは別の回路、回路基板上に実装された保護回路１００Ａに含まれる素子とは別の素子等の間での共通グラウンドとする端子である。共通グラウンドは、一点アースとも称されうる。

【0023】

本明細書では、グラウンド端子ｔｇとグラウンドＧ１とがグラウンド線を介して電気的に接続されている正常状態におけるグラウンド端子ｔｇの電位を、通常のグラウンド電位と称する。

【0024】

また、保護回路１００Ａは、過負荷保護素子１１０と、制御回路１２０と、サージ対策素子１３０と、を有している。

【0025】

過負荷保護素子１１０は、電源端子ｔｓと負荷端子ｔｌとの間に設けられている。過負荷保護素子１１０は、制御回路１２０からの制御信号に応じて、電源端子ｔｓと負荷端子ｔｌとの間の電気的な接続と遮断とを切り替える。

【0026】

過負荷保護素子１１０は、電界効果トランジスタを用いて構成されている。以下、過負荷保護素子１１０を、トランジスタＴ１（図２参照）と称する。過負荷保護素子１１０、すなわちトランジスタＴ１は、スイッチング素子の一例である。

【0027】

制御回路１２０は、センサや検出回路等（不図示）から取得した検出信号に応じて、トランジスタＴ１のオンとオフとを切り替える制御信号を出力する。

【0028】

制御回路１２０は、異常が検出されていない通常状態では、トランジスタＴ１のゲートＴ１ｇ（図２参照）に制御信号としての制御電圧を印加することにより、トランジスタＴ１をオンとする。この状態では、電源端子ｔｓと負荷端子ｔｌとが電気的に接続され、電源２００から負荷３００へ、電源電力が印加される。制御回路１２０は、ゲートドライバとも称されうる。ゲートＴ１ｇは、制御電極の一例である。

【0029】

他方、制御回路１２０は、例えば、過熱や、過電流等の異常が検出された異常状態では、ゲートＴ１ｇへの制御電圧の印加を停止することにより、トランジスタＴ１をオフとする。この状態では、電源端子ｔｓと負荷端子ｔｌとが電気的に遮断される。

【0030】

また、サージ対策素子１３０は、負荷３００のサージ電圧によりトランジスタＴ１が故障するのを抑制する。サージ対策素子１３０は、例えば、ツェナーダイオードである。以下、サージ対策素子１３０を、ダイオードＤ１（図２参照）と称する。

【0031】

［逆接続保護回路］
上述した構成の保護回路１００Ａが、誤って電源２００およびグラウンドＧ１に逆に接続されてしまった場合、すなわち、電源端子ｔｓにグラウンドＧ１が接続されるとともにグラウンド端子ｔｇに電源２００が接続されてしまった場合、トランジスタＴ１が故障してしまう虞がある。

【0032】

そこで、本実施形態の保護回路１００Ａは、このようなトランジスタＴ１の故障を防止するため、逆接続保護回路１４０Ａを有している。なお、以下では、電源２００およびグラウンドＧ１に逆に接続されてしまった状態を逆接続状態と称する。

【0033】

図２は、保護回路１００Ａの回路図である。図２に示されるように、逆接続保護回路１４０Ａは、トランジスタＴ２と、ダイオードＤ２１と、ダイオードＤ２２と、を有している。

【0034】

トランジスタＴ２は、バイポーラトランジスタとして構成されている。トランジスタＴ２のエミッタは、グラウンド端子ｔｇと電気的に接続されている。また、トランジスタＴ２のコレクタは、トランジスタＴ１のゲートＴ１ｇと電気的に接続され、トランジスタＴ２のベースは、電源端子ｔｓと電気的に接続されている。なお、トランジスタＴ２に対応して、当該トランジスタＴ２の動作を安定化するバイアス抵抗が設けられている。トランジスタＴ２は、第一保護素子の一例である。

【0035】

ダイオードＤ２１は、トランジスタＴ２と電源端子ｔｓとの間に介在している。ダイオードＤ２１の順方向は、トランジスタＴ２から電源端子ｔｓへ向かう方向である。すなわち、ダイオードＤ２１は、トランジスタＴ２から電源端子ｔｓへの電流を許容し、電源端子ｔｓからトランジスタＴ２への電流を阻止する。

【0036】

ダイオードＤ２２は、トランジスタＴ２とゲートＴ１ｇとの間に介在している。ダイオードＤ２２の順方向は、トランジスタＴ２からゲートＴ１ｇへ向かう方向である。すなわち、ダイオードＤ２２は、トランジスタＴ２からゲートＴ１ｇへの電流を許容し、ゲートＴ１ｇからトランジスタＴ２への電流を阻止する。

【0037】

抵抗Ｒ１１および抵抗Ｒ１２は、制御回路１２０とトランジスタＴ１のゲートＴ１ｇとの間に介在している。抵抗Ｒ１１は、制御回路１２０とトランジスタＴ２のコレクタとの間に介在している。また、抵抗Ｒ１２は、ゲートＴ１ｇとトランジスタＴ２のコレクタとの間に介在している。これら抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の大きさは、トランジスタＴ１，Ｔ２が適切に作動するよう、適宜に設定される。

【0038】

このような構成の逆接続保護回路１４０Ａにあっては、トランジスタＴ２は、グラウンド端子ｔｇの電位の電源端子ｔｓの電位に対する第一電位差が第一閾値電圧未満である状態では、オフ状態となり、グラウンド端子ｔｇとゲートＴ１ｇとを電気的に遮断する。第一閾値電圧は、トランジスタＴ２のベース－エミッタ間電圧（接合部不飽和電圧）に基づいて定まる。なお、第一閾値電圧は正の値である。

【0039】

他方、トランジスタＴ２は、グラウンド端子ｔｇの電位の電源端子ｔｓの電位に対する第一電位差が第一閾値電圧以上である状態では、オン状態となり、グラウンド端子ｔｇとゲートＴ１ｇとを電気的に接続する。

【0040】

よって、トランジスタＴ２は、例えば、電源端子ｔｓにグラウンドＧ１が接続されるとともにグラウンド端子ｔｇに電源２００が接続されてしまった場合、すなわち逆接続状態となってしまった場合においては、第一電位差が第一閾値電圧以上となり、これによりオン状態となって、グラウンド端子ｔｇとゲートＴ１ｇとの間を電気的に接続する。言い換えると、ベース電流Ｉ２ｂが流れ、これに伴ってコレクタ電流Ｉ２ｃが流れる。これにより、ゲートＴ１ｇに正の電位を印加し、トランジスタＴ１をオン状態にすることができる。仮に、逆接続状態において、トランジスタＴ１がオフ状態にあると、当該トランジスタＴ１内部に形成された寄生ダイオードに順方向電流が流れ、これによりトランジスタＴ１が過熱されて、故障する虞がある。オン状態であれば、このような故障は生じない。この点、本実施形態の構成によれば、逆接続状態となってしまった場合において、トランジスタＴ１をオン状態にすることができるので、トランジスタＴ１のオフ状態で当該トランジスタＴ１に流れる電流によって当該トランジスタＴ１が故障するのを、抑制することができる。

【0041】

［第２実施形態］
図３は、実施形態の保護回路１００Ｂの概略構成図である。

【0042】

［対策回路］
本実施形態の保護回路１００Ｂには、電源端子ｔｓは電源２００と電気的に接続されているものの、グラウンド端子ｔｇがグラウンドＧ１と電気的に正しく接続されていない場合の対策が施されている。

【0043】

保護回路１００Ｂでは、仮に対策回路１５０を有しない場合、グラウンド端子ｔｇとグラウンドＧ１との間のグラウンド線が断線したり、グラウンド端子ｔｇが当該グラウンド線から外れたりした場合には、グラウンド端子ｔｇの電位は、通常のグラウンド電位よりも上昇する。この場合のグラウンド端子ｔｇの電位は、回路基板上に実装された保護回路１００Ｂ以外の回路も含む回路の構成や、各部の抵抗値等によって定まる。グラウンド電位が上昇すると、制御回路１２０を介してトランジスタＴ１のゲートＴ１ｇに印加される制御電圧も上昇し、これによりトランジスタＴ１が不本意にオンとなる虞がある。すなわち、トランジスタＴ１が誤作動する虞がある。

【0044】

そこで、本実施形態の保護回路１００Ｂは、このようなトランジスタＴ１の誤作動を防止するため、対策回路１５０を有している。

【0045】

図４は、保護回路１００Ｂの回路図である。図４に示されるように、対策回路１５０は、トランジスタＴ３と、ダイオードＤ３と、抵抗Ｒ３と、を有している。

【0046】

トランジスタＴ３は、バイポーラトランジスタとして構成されている。トランジスタＴ３のベースＴ３ｂは、グラウンド端子ｔｇと電気的に接続されている。また、トランジスタＴ３のコレクタは、トランジスタＴ１のゲートＴ１ｇと電気的に接続され、トランジスタＴ３のエミッタは、負荷端子ｔｌと電気的に接続されている。トランジスタＴ３は、第二保護素子の一例である。また、ベースＴ３ｂは、制御電極の一例である。

【0047】

なお、トランジスタＴ３は、トランジスタＴ３と当該トランジスタＴ３の動作を安定化するバイアス抵抗とを内蔵した抵抗器内蔵型トランジスタ１５０ａとして構成されている。抵抗器内蔵型トランジスタ１５０ａは、デジタルトランジスタとも称されうる。

【0048】

ダイオードＤ３は、トランジスタＴ３と負荷端子ｔｌとの間に介在している。ダイオードＤ３の順方向は、トランジスタＴ３から負荷端子ｔｌへ向かう方向である。すなわち、ダイオードＤ３は、トランジスタＴ３から負荷端子ｔｌへの電流を許容し、負荷端子ｔｌからトランジスタＴ３への電流を阻止する。

【0049】

保護回路１００Ｂには、第１実施形態の抵抗Ｒ１２と同様に機能する抵抗Ｒ１２１および抵抗Ｒ１２２が設けられている。抵抗Ｒ１１、抵抗Ｒ１２１、および抵抗Ｒ３は、制御回路１２０とトランジスタＴ３のコレクタとの間に介在している。また、抵抗Ｒ１２２および抵抗Ｒ３は、ゲートＴ１ｇとトランジスタＴ３のコレクタとの間に介在している。これら抵抗Ｒ１１，Ｒ１２１，Ｒ１２２，Ｒ３の大きさは、トランジスタＴ１，Ｔ２が適切に作動するよう、適宜に設定される。

【0050】

このような構成の対策回路１５０にあっては、トランジスタＴ３は、グラウンド端子ｔｇの電位の負荷端子ｔｌの電位に対する第二電位差が第二閾値電圧未満である状態では、オフ状態となり、ゲートＴ１ｇと負荷端子ｔｌとを電気的に遮断する。第二閾値電圧は、トランジスタＴ３のベース－エミッタ間電圧（接合部不飽和電圧）に基づいて定まる。なお、第二閾値電圧は正の値である。

【0051】

他方、トランジスタＴ３は、グラウンド端子ｔｇの電位の負荷端子ｔｌの電位に対する第二電位差が第二閾値電圧以上である状態では、オン状態となり、ゲートＴ１ｇと負荷端子ｔｌとを電気的に接続する。

【0052】

よって、トランジスタＴ３は、例えば、グラウンド端子ｔｇの電位が通常のグラウンド電位よりも高くなり、これにより、グラウンド端子ｔｇの電位の負荷端子ｔｌの電位に対する第二電位差が第二閾値以上となった場合に、オン状態となって、ゲートＴ１ｇと負荷端子ｔｌとの間を電気的に接続する。言い換えると、ベース電流Ｉ３ｂが流れ、これによりコレクタ電流Ｉ３ｃが流れる。この場合、ゲートＴ１ｇの電荷を、トランジスタＴ３を介して負荷端子ｔｌに逃がすことができ、これにより、負荷端子ｔｌの電位に対するゲートＴ１ｇの電位の正の第二電位差によってトランジスタＴ１が不本意にオン状態となるのを、抑制することができる。すなわち、対策回路１５０によれば、例えば、グラウンド端子ｔｇとグラウンドＧ１との間のグラウンド線が断線したり、グラウンド端子ｔｇが当該グラウンド線から外れたりしたような場合にあっても、ゲートＴ１ｇの電圧の上昇を抑制して、トランジスタＴ１が不本意にオン状態となるのを抑制することができる。

【0053】

また、保護回路１００Ｂでは、例えば、トランジスタＴ１を流れる電流の電流値が高い状態で、トランジスタＴ１がオンからオフに切り替わったような場合において、負荷端子ｔｌの電位が通常のグラウンド電位よりも低くなることがある。これを、負荷端子ｔｌにおける負サージと称する。この場合も、グラウンド端子ｔｇの電位の負荷端子ｔｌの電位に対する第二電位差が第二閾値以上となった場合には、トランジスタＴ３は、オン状態となり、ゲートＴ１ｇと負荷端子ｔｌとの間を電気的に接続する。言い換えると、ベース電流Ｉ３ｂが流れ、これによりコレクタ電流Ｉ３ｃが流れる。この場合も、ゲートＴ１ｇの電荷を、トランジスタＴ３を介して負荷端子ｔｌに逃がすことができ、これにより、負荷端子ｔｌの電位に対するゲートＴ１ｇの電位の第二電位差によってトランジスタＴ１が不本意にオン状態となるのを、抑制することができる。この結果、トランジスタＴ１の不飽和作動によるショート故障を抑制することができる。

【0054】

また、対策回路１５０は、コンデンサＣ３を有している。コンデンサＣ３は、負荷端子ｔｌとグラウンド端子ｔｇとの間に介在するとともに、トランジスタＴ３のエミッタとグラウンド端子ｔｇとの間に介在している。負荷３００が、例えば、モータのような誘導性負荷であるような場合に、仮にコンデンサＣ３が設けられていないとすると、負荷端子ｔｌにおける電位の変動に応じてトランジスタＴ３のエミッタの電位の変動が生じ、トランジスタＴ３の作動が安定化しない虞がある。この点、コンデンサＣ３は、高周波成分をグラウンド端子ｔｇへ逃がし、当該高周波成分が負荷端子ｔｌからトランジスタＴ３のエミッタへ伝達するのを抑制することができる。すなわち、コンデンサＣ３は、ローパスフィルタを構成している。このようなコンデンサＣ３により、トランジスタＴ３の作動をより安定化することができる。

【0055】

［逆接続保護回路と対策回路との両立］
また、逆接続保護回路１４０Ｂは、第１実施形態の逆接続保護回路１４０Ａとは異なる構成を有している。具体的に、逆接続保護回路１４０Ｂは、トランジスタＴ４、ダイオードＤ２３、抵抗Ｒ２１、および抵抗Ｒ２２を有する点で、逆接続保護回路１４０Ａと相違している。

【0056】

ここで仮に、トランジスタＴ４、ダイオードＤ２３、および抵抗Ｒ２１が設けられず、トランジスタＴ３のベースＴ３ｂがグラウンド端子ｔｇと電気的に接続されていたとすると、逆接続状態では、グラウンド端子ｔｇと電気的に接続されているベースＴ３ｂの電位が上昇し、トランジスタＴ３がオンされ、これにより、トランジスタＴ１がオフされる虞がある。

【0057】

そこで、このような不都合を回避するため、本実施形態の対策回路１５０を有した保護回路１００Ｂには、第１実施形態の逆接続保護回路１４０Ａに対して、トランジスタＴ４、ダイオードＤ２３、および抵抗Ｒ２１が、追加されている。

【0058】

トランジスタＴ４は、バイポーラトランジスタとして構成されている。トランジスタＴ４のベースは、グラウンド端子ｔｇと電気的に接続されている。また、トランジスタＴ４のコレクタは、トランジスタＴ３のベースＴ３ｂと電気的に接続され、トランジスタＴ４のエミッタは、負荷端子ｔｌと電気的に接続されている。なお、トランジスタＴ４に対応して、当該トランジスタＴ４の動作を安定化するバイアス抵抗が設けられている。トランジスタＴ４は、第三保護素子の一例である。

【0059】

ダイオードＤ２３は、トランジスタＴ４と電源端子ｔｓとの間に介在している。ダイオードＤ３の順方向は、トランジスタＴ４から電源端子ｔｓへ向かう方向である。すなわち、ダイオードＤ３は、トランジスタＴ４から電源端子ｔｓへの電流を許容し、電源端子ｔｓからトランジスタＴ４への電流を阻止する。

【0060】

抵抗Ｒ２１は、トランジスタＴ４のコレクタとグラウンド端子ｔｇとの間に介在するとともに、トランジスタＴ３のベースＴ３ｂとグラウンド端子ｔｇとの間に介在している。

【0061】

また、抵抗Ｒ２２の大きさは、トランジスタＴ１，Ｔ２が適切に作動するよう、適宜に設定される。

【0062】

このような構成の逆接続保護回路１４０Ｂにあっては、トランジスタＴ４は、グラウンド端子ｔｇの電位の電源端子ｔｓの電位に対する第三電位差が第三閾値電圧未満である状態では、オフ状態となり、トランジスタＴ３のベースＴ３ｂと電源端子ｔｓとを電気的に遮断する。第三閾値電圧は、トランジスタＴ４のベース－エミッタ間電圧（接合部不飽和電圧）に基づいて定まる。なお、第三閾値電圧は、正の値である。

【0063】

他方、トランジスタＴ４は、グラウンド端子ｔｇの電位の電源端子ｔｓの電位に対する第三電位差が第三閾値電圧以上である状態では、オン状態となり、トランジスタＴ３のベースＴ３ｂと電源端子ｔｓとを電気的に接続する。

【0064】

よって、トランジスタＴ４は、逆接続状態となってしまった場合においては、第三電位差が第三閾値電圧以上となり、これによりオン状態となって、トランジスタＴ３のベースＴ３ｂと電源端子ｔｓとの間を電気的に接続する。言い換えると、ベース電流Ｉ４ｂが流れ、これに伴ってコレクタ電流Ｉ４ｃが流れる。これにより、ベースＴ３ｂから電荷を逃がし、トランジスタＴ３をオフ状態にし、ひいては、トランジスタＴ３がオン状態となることに伴ってトランジスタＴ１がオフ状態となることすなわち対策回路１５０が作動することを防止することができる。

【0065】

なお、逆接続状態にあっては、抵抗Ｒ２１の抵抗値が大きいほど、コレクタ電流Ｉ４ｃの電流値は小さくなるとともに、トランジスタＴ３のベースＴ３ｂの電位が低くなる。すなわち、抵抗Ｒ２１の大きさは、トランジスタＴ４が所期の作動を行うよう、適宜に設定される。言い換えると、抵抗Ｒ２１により、トランジスタＴ２～Ｔ４、ひいてはトランジスタＴ１は、より確実に所期の作動を実行できる。

【0066】

また、本実施形態において、電源端子ｔｓは電源２００に電気的に接続されているものの、グラウンド端子ｔｇはグラウンドＧ１に電気的に接続されていない場合にあっては、ダイオードＤ２１，Ｄ２２によってトランジスタＴ２が非作動となり、ダイオードＤ２３によってトランジスタＴ４も非作動となり、トランジスタＴ３のベースＴ３ｂとグラウンド端子ｔｇとの電気的な接続は確保されている。このため、この場合において、トランジスタＴ２，Ｔ４が作動して、トランジスタＴ３の作動、すなわち対策回路１５０の作動を妨げることはない。

【0067】

［第１変形例］
図５は、第２実施形態の第１変形例の回路図である。図５に示されるように、本変形例の保護回路１００Ｂ１の逆接続保護回路１４０Ｂ１では、第２実施形態の保護回路１００Ｂの逆接続保護回路１４０Ｂに対して、トランジスタＴ２のコレクタとトランジスタＴ１のゲートＴ１ｇとの間に介在していた抵抗Ｒ２２およびダイオードＤ２２を除去している。そして、逆接続保護回路１４０Ｂ１では、制御回路１２０とトランジスタＴ２のコレクタとの間の点ｐ１と、電源端子ｔｓとの間を、ダイオードＤ２４および抵抗Ｒ２３を介して電気的に接続している。この変更点を除き、保護回路１００Ｂ１は、保護回路１００Ｂと同じ構成を有している。

【0068】

ダイオードＤ２４の順方向は、トランジスタＴ２から電源端子ｔｓへ向かう方向である。すなわち、ダイオードＤ２４は、トランジスタＴ２から電源端子ｔｓへの電流を許容し、電源端子ｔｓからトランジスタＴ２への電流を阻止する。

【0069】

逆接続状態において、点ｐ１の電位は、抵抗Ｒ２３の抵抗値に依存する。点ｐ１は分圧点とも称されうる。本変形例によれば、逆接続状態においてトランジスタＴ２の作動によってトランジスタＴ１をオン状態にする際の、トランジスタＴ１のゲートＴ１ｇの電位を、トランジスタＴ１がより確実に作動する電位に、設定することができる。

【0070】

以上、本発明の実施形態が例示されたが、上記実施形態および変形例は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態および変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各構成や、形状、等のスペック（構造や、種類、方向、型式、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。

【符号の説明】

【0071】

１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｂ１…保護回路
１１０…過負荷保護素子（スイッチング素子）
１２０…制御回路
１３０…サージ対策素子
１４０Ａ，１４０Ｂ，１４０Ｂ１…逆接続保護回路
１５０…対策回路
１５０ａ…抵抗器内蔵型トランジスタ
２００…電源
３００…負荷
Ｃ３…コンデンサ
Ｄ１…ダイオード
Ｄ２１，Ｄ２２，Ｄ２３，Ｄ２４…ダイオード
Ｄ３…ダイオード
Ｇ１…グラウンド
Ｇ２…グラウンド
Ｇ３…グラウンド
Ｉ２ｂ…ベース電流
Ｉ２ｃ…コレクタ電流
Ｉ３ｂ…ベース電流
Ｉ３ｃ…コレクタ電流
Ｉ４ｂ…ベース電流
Ｉ４ｃ…コレクタ電流
ｐ１…点（分圧点）
Ｒ１１…抵抗
Ｒ１２，Ｒ１２１，Ｒ１２２…抵抗
Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３…抵抗
Ｒ３…抵抗
Ｔ１…トランジスタ（スイッチング素子）
Ｔ１ｇ…ゲート
Ｔ２…トランジスタ（第一保護素子）
Ｔ３…トランジスタ（第二保護素子）
Ｔ３ｂ…ベース（制御電極）
Ｔ４…トランジスタ（第三保護素子）
ｔｇ…グラウンド端子
ｔｌ…負荷端子
ｔｓ…電源端子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】