CN111557073A - 电源装置 - Google Patents

Abstract

电源装置(100)具备：输入部(10)；电源部(20)，其利用通过输入部(10)输入的电压产生电源电压；输出部(30)；LED(12)，其设置在输入端子(14)与熔断器(11)之间，根据输入端子(14)被输入电压而产生第1输出；LED(13)，其设置在熔断器(11)与电源部(20)之间，通过熔断器(11)向电源部(20)输入电压而产生第2输出；以及LED(31)，其与输出端子(32)连接，根据来自电源部(20)的输出而产生第3输出。

Description

电源装置

技术领域

本发明涉及电源装置。

背景技术

例如，日本特开2006-349626号公报(专利文献1)公开了一种安装电路，该安装电路具备能够简单地发现被供给的电源电压下降这样的异常事态的结构。安装电路具备用于监视电源电压的状态的LED元件以及其点亮控制电路。在电源电压为规定的电压以上的情况下，点亮控制电路使LED元件点亮。在电源电压不为规定的电压以上的情况下，点亮控制电路使LED元件熄灭。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-349626号公报

发明内容

发明要解决的问题

根据上述的结构，能够掌握电源装置的输出状态。但是，在电源装置的电路中产生了异常的情况下，为了确定该异常的原因，需要使用测试器等测定器来检查电路。

本发明的目的在于，提供一种能够容易地确认内部的状态的电源装置。

用于解决问题的手段

根据本公开的一例，电源装置具备：输入部，其包括输入端子及与输入端子连接的保护电路；电源部，其利用通过输入部输入的电压产生电源电压；输出部，其包括输出电源电压的输出端子；第1输出电路，其设置在输入端子与保护电路之间，通过向输入端子输入电压而产生第1输出；第2输出电路，其设置在保护电路与电源部之间，通过保护电路向电源部输入电压，由此产生第2输出；以及第3输出电路，其与输出端子连接，通过来自电源部的输出而产生第3输出。

根据上述结构，可提供能够容易地确认内部的状态的电源装置。通过来自第1输出电路的第1输出，能够确认与电源装置的输入相关的异常。通过来自第2输出电路的第2输出，能够确认保护电路是否正常。通过来自第3输出电路的第3输出，能够确认电源部是否正常。另外，“输出”的方式没有特别限定，例如也可以是电输出或光输出。

在上述的电源装置中，第1输出电路、第2输出电路及第3输出电路是发光电路，第1输出、第2输出及第3输出是光输出。

根据上述结构，能够向电源装置的外部通知电源装置的状态。发光电路的种类没有特别限定。

在上述的电源装置中，电源部包括：变压器，其具有初级绕组、辅助绕组及次级绕组；开关元件，其与变压器的初级绕组连接；以及驱动控制电路，其接收在变压器的辅助绕组中产生的电压来驱动开关元件，电源装置还具备输出第4信号的第4输出电路，该第4信号表示在辅助绕组中产生的电压是否正常。

根据上述结构，能够提供能够容易地确认电源部的动作状态的电源装置。例如在使用多台上述的电源装置来驱动负载的情况下，若在这些多个电源装置之间输出电压不存在差异，则能够通过所有的电源装置来驱动负载。另一方面，在多个电源装置之间输出电压存在差异的情况下，例如输出电压低的电源装置停止动作。即电源部停止动作。因此，能够容易地确认动作中的电源装置和停止中的电源装置。

在上述的电源装置中，第4输出电路是发光电路，第4输出是光输出。

根据上述结构，能够向电源装置的外部通知电源装置的状态。

上述电源装置还具备显示电路，该显示电路至少基于第1输出、第2输出及第3输出，显示与电源装置的状态相关的信息。

根据上述结构，根据显示于显示电路的信息(例如错误代码)，能够掌握电源装置的状态。显示电路的种类没有限定。

发明的效果

根据本公开的一例，可提供能够容易地确认内部的状态的电源装置。

附图说明

图1是示出本实施方式的电源装置100的概要结构的电路图。

图2是示出图1所示的电源装置100的一结构例的框图。

图3是示出一实施方式的LED的点亮模式的图。

图4是示出输入1的点亮的条件具有阈值的情况下的LED的点亮模式的图。

图5是示出输入2的点亮的条件具有阈值的情况下的LED的点亮模式的图。

图6是示出本实施方式的电源装置100的另一结构例的图。

图7是示出本实施方式的电源装置100的又一结构例的电路图。

图8是示出图7所示的电源装置100的一结构例的框图。

图9是示意性示出多个电源装置100的并行运转的示意图。

图10是示出在多个电源装置100的并行运转中输出电压产生了差异的状态的示意图。

图11是示出在多个电源装置100的并行运转中输出电压未产生差异的状态的示意图。

图12是示出来自四个光耦合器的信号的组合的模式的图。

图13是示意性示出本发明的实施方式的电源装置的外观的一例的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本实施方式详细进行说明。另外，图中相同的标号表示相同或相当的部分。

§1应用例

首先，使用图1，对应用本发明的情形的一例进行说明。图1是示出本实施方式的电源装置100的概要结构的电路图。另外，在以下的说明中，“连接”不限定于直接连接，也包括经由要素的间接连接。

如图1所示，电源装置100例如是开关电源装置。电源装置100包括输入部10、电源部20以及输出部30。

输入部10例如与交流电源(例如，50Hz/60Hz、100V/200V的商用电源)1连接。输入部10包括输入端子14、15以及与输入端子14连接的熔断器11。熔断器11是本实施方式中的保护电路的一例。

电源部20利用通过输入部10输入的电压产生电源电压。作为一例，电源部20包括整流电路21、变压器22、作为开关元件的MOSFET 23、以及整流/平滑电路24。之后详细说明电源部20。

输出部30输出由电源部20生成的电源电压。输出部30包括输出端子32、33。在图1所示的结构中，作为电源电压而输出直流电压。为了表现直流电压的输出，在图1中，输出部30与假想的直流电源2连接。

电源装置100还包括LED 12、LED 13及LED 31。LED 12是第1输出电路的一例，第1输出电路设置在输入端子14与熔断器11之间，通过向输入端子14输入电压而产生第1输出。LED 13是第2输出电路的一例，第2输出电路设置在熔断器11与电源部20之间，通过熔断器11向电源部20输入电压而产生第2输出。LED 31是第3输出电路的一例，第3输出电路是与输出端子32、33连接且通过来自电源部20的输出而产生第3输出的第3输出电路。在图1所示的例子中，“第1输出”、“第2输出”及“第3输出”均是光输出。

另外，在图1所示的例子中，在LED 12、13分别串联连接有电阻及二极管。此外，在LED 31串联连接有电阻。但是，不限定于这样的结构。在向输入部10输入交流电力的情况下LED 12点亮。在熔断器11正常的情况下LED 13点亮。在从输出部30输出直流电力的情况下LED 31点亮。

假定为省略LED 12、13，在电源装置100仅设置有LED 31。如果不使用测试器等测定器，则无法确认在LED 31熄灭的情况下是未输入交流还是熔断器11被切断。根据本实施方式，通过LED 12、LED 13及LED 31的点亮及熄灭的组合，能够由用户通过目视来确认电源装置100的内部状态及输入电压的状态。因此，可实现能够容易地确认内部的状态的电源装置。

§2结构例

图2是示出图1所示的电源装置100的一结构例的框图。向输入端子14、15(INPUT)输入交流电压。输入端子16是接地用端子。

电源部20在图1所示的要素的基础上，还包括浪涌电流限制电路25、噪声滤波器26、平滑电路27、驱动控制电路28、过电流检测电路29、电压检测电路41、过电压检测电路42、光耦合器43、光耦合器44、以及电容器45、46。

浪涌电流限制电路25例如由电阻和与该电阻并联插入的继电器构成，能够在从起动时起的几十毫秒的期间内继电器打开而防止浪涌电流，之后继电器关闭而起动电源。

噪声滤波器26对与输入到INPUT的交流电压重叠的高频噪声成分实施滤波，将去除噪声成分后的交流电压供给到整流电路21。平滑电路27由平滑电容器构成，对全波整流后的电压进行平滑化。

变压器22具备初级绕组22p、次级绕组22s及辅助绕组22a，将在初级绕组22p中产生的高频的脉冲电压感应到次级绕组22s及辅助绕组22a中。感应到次级绕组22s的高频的脉冲电压用于直流输出，感应到辅助绕组22a的高频的脉冲电压用于驱动控制电路28的起动。

整流/平滑电路24由二极管的半波整流电路及平滑电容器构成，对感应到变压器22的次级绕组22s的高频的脉冲电源(交流电源)进行半波整流，然后进行平滑，产生具有规定的输出电压及输出电流的直流输出电源。

电压检测电路41利用对应的降压电压来检测直流输出电源的输出电压。光耦合器43将与检测到的降压电压相应的信号向驱动控制电路28输出。过电压检测电路42在直流输出电源的输出电压超过规定的电压的情况下检测过电压。光耦合器44将表示过电压的检测的信号向驱动控制电路28输出。

驱动控制电路28由控制IC构成，该控制IC具备PWM(Pulse Width Modulation)信号发生器、反馈控制电路、OCP(Over Current Protect)端子、开关驱动端子、驱动电源端子等。驱动控制电路28将PWM信号供给到MOSFET 23的栅极而驱动MOSFET 23。

由电压检测电路41检测到的次级侧的电压经由光耦合器43而反馈到驱动控制电路28。驱动控制电路28基于该电压来变更PWM信号的占空比，以使作为输出电压的电源电压成为规定的电压的方式驱动MOSFET 23。

MOSFET 23与变压器22的初级绕组22p串联连接。MOSFET 23响应于从驱动控制电路28供给的PWM信号而使初级侧电压间歇，使变压器22的初级绕组22p产生高频的脉冲电源。由电源部20产生的电源电压从输出端子32、33(DC OUTPUT)输出。

图3是示出一实施方式的LED的点亮模式的图。图3中记载的“输入1”、“输入2”、“输出1”分别表示LED 12、LED 13、LED 31。

需要注意的一点是，在图3中记载了全部的点亮模式。如图3所示，LED 12、13、31分别具有点亮或熄灭的两个状态，因此，整体上存在2×2×2＝8这八种模式。对于各LED而言，如果存在电压的输入则点亮，当未输入电压时熄灭。

模式1是输入1、输入2、输出1都点亮的模式，表示电源装置100正常动作。电源装置100的状态是正常状态。

模式2是输入1、输入2点亮且输出1熄灭的模式，表示在电源部20的次级侧存在异常(例如考虑输出侧的短路、次级侧破损等)。

模式3是输入1及输出1点亮且输入2熄灭的模式，但不存在与这样的模式对应的电源装置100的内部状态。

模式4是输入1点亮且输入2及输出1熄灭的模式。模式4表示例如存在熔断器11的熔断、电源部20的初级侧破损等异常。

模式5是输入1熄灭且输入2及输出1点亮的模式。模式5表示电源装置100的保持时间中的状态。实际上有可能不产生该状态。

模式6是输入1及输出1熄灭且输入2点亮的模式，但不存在与这样的模式对应的电源装置100的内部状态。

模式7是输入1及输入2熄灭且输出1点亮的模式。例如在从电源装置100的外部施加了电压的情况下可能产生这样的状态。

模式8是输入1、输入2、输出1都熄灭的模式，表示不存在输入电压。

在用于切换输入1的点亮/熄灭的电压中也可以存在某个阈值。即当输入电压超过阈值时输入1点亮，在阈值以下的输入电压下输入1熄灭。使用图4来说明按照这样的条件进行的LED的点亮模式与电源装置100的内部状态之间的对应关系。

图4是示出输入1的点亮的条件具有阈值的情况下的LED的点亮模式的图。如图4所示，与模式5及模式6分别对应的电源装置100的内部状态不同于图3所示的例子。具体而言，模式5(输入1熄灭，输入2及输出1点亮)是示出电源装置100的保持时间中的状态或者输入电压下降的模式。模式6(输入1及输出1熄灭，输入2点亮)是示出输入电压下降且成为动作停止电压以下的状态的模式。

同样，在用于切换输入2的点亮/熄灭的电压中也可以存在某个阈值。即当输入电压超过阈值时输入2点亮，在阈值以下的输入电压下输入2熄灭。使用图5来说明按照这样的条件进行的LED的点亮模式与电源装置100的内部状态之间的对应关系。

图5是示出输入2的点亮的条件具有阈值的情况下的LED的点亮模式的图。如图5所示，与模式3对应的电源装置100的内部状态不同于图4所示的例子。在图5所示的例子中，模式3(输入1、输出1熄灭，输入2熄灭)是示出电源装置100的输入电压下降的模式。

本实施方式的电源装置100的结构不限定于上述结构。图6是示出本实施方式的电源装置100的另一结构例的图。如图6所示，也可以向输入部10追加输入电容器17。输入电容器17连接在输入端子与LED 12之间。由此，能够确认向输入部10输入了直流还是输入了交流。图6所示的电源装置100的其余部分的结构与图2所示的对应部分的结构相同。

此外，能够准备多台电源装置100来进行并行运转。根据本实施方式，能够确认多个电源装置100分别是动作及停止中的哪一种状态。以下说明用于此的结构。

图7是示出本实施方式的电源装置100的又一结构例的电路图。图8是示出图7所示的电源装置100的一结构例的框图。如图7及图8所示，电源装置100包括与变压器22的辅助绕组22a连接的LED 51。LED 51是本实施方式中的“第4显示电路”的一例。

图9是示意性示出多个电源装置100的并行运转的示意图。例如两台电源装置100A、100B与负载5并联连接。在该情况下，需要以在电源装置100A、100B之间输出电压不存在差异的方式设定电源装置100A、100B各自的输出电压。

图10是示出在多个电源装置100的并行运转中输出电压产生了差异的状态的示意图。在电源装置100A、100B之间输出电压产生了差异的情况下，向负载5的输出来自电压高的电源装置。例如电源装置100A、100B都为240W电源，但电源装置100A的输出电压为25V，与此相对，电源装置100B的输出电压为24V。在该情况下，仅从电源装置100A向负载5供给电流(例如15A)。另一方面，电源装置100B的开关动作成为停止的状态。电源装置100A的LED 51A点亮。另一方面，电源装置100B的LED 51B熄灭。因此，能够掌握电源装置100B未动作的情况。

图11是示出在多个电源装置100的并行运转中输出电压未产生差异的状态的示意图。以在电源装置100A、100B之间输出电压不产生差异的方式设定电源装置100A、100B各自的输出电压。能够在电源装置100A、100B的输出保持均等的同时使电源装置100A、100B分别输出电压。由于电源装置100A的LED 51A及电源装置100B的LED 51B这两方点亮，因此，能够掌握电源装置100A、100B的两方动作。

另外，在图7及图8所示的电路结构中，也可以将LED 12、LED 13、LED 31及LED 51分别置换为光耦合器。各个光耦合器相当于本发明中的“输出电路”。各光耦合器输出的信号相当于“第1输出”、“第2输出”、“第3输出”及“第4输出”。能够将这些信号传递到电源装置100的控制电路(例如CPU)。通过来自四个光耦合器的信号的组合，能够确认在电源装置100中产生了怎样的不良情况。

图12是示出来自四个光耦合器的信号的组合的模式的图。图12中记载的“输入1”、“输入2”、“输入3”、“输出1”表示分别代替LED 12、LED 13、LED 51、LED 31的光耦合器。图12中的记号(圆形)表示光耦合器输出信号的状态。记号“×”表示光耦合器不输出信号的状态。

模式1是作为输入1、输入2、输入3、输出1的全部的光耦合器输出信号的模式，表示电源装置100正常动作。电源装置100的内部状态为正常状态。

模式2是输入1、输入2、输入3输出信号且输出1不输出信号的模式，表示在电源部20的次级侧例如存在输出侧短路这样的异常。

模式3是输入1、输入2及输出1输出信号且输入3不输出信号的模式。例如在从电源装置100的外部施加了电压的情况下可能产生这样的状态。

模式4是输入1及输入2输出信号且输入3及输出1不输出信号的模式。模式5表示例如过电压保护等保护功能工作的状态。

模式5是输入1输出信号且输入2、输入3及输出1不输出信号的模式。模式5表示例如存在熔断器11的熔断、电源部20的初级侧破损等异常。

模式6是输入1及输入2不输出信号且输入3及输出1输出信号的模式。模式6表示例如在电源装置100中可能发生了瞬间停止。

模式7是输入1、输入2、输入3及输出1不输出信号的模式。例如在不存在电源装置100的输入电压的情况下可能产生这样的状态。

模式8是上述组合以外的信号的组合模式。在信号的组合模式对应于模式8的情况下，在电源装置100中产生异常状态。

此外，作为其他结构，也可以瞬时保持是否输入了浪涌。例如也可以生成与输入电压成比例的基准电压，在基准电压瞬间超过某个值的情况下，使电源装置锁存。该情况下的LED的显示模式或显示方式没有特别限定。例如，也可以使LED(例如输入1)的显示颜色与通常的显示颜色不同。同样，电源装置100也可以具有检测瞬间停止的功能。在该情况下，也可以在基准电压瞬间低于某个值的情况下，使电源装置锁存，并且使LED(例如输入1)的显示颜色与通常的显示颜色不同。

图13是示意性示出本发明的实施方式的电源装置的外观的一例的图。如图13所示，在电源装置100中，在设置有INPUT的端子、DC-OUTPUT的端子的面上设置有显示电路61a～61f、开关62及通信电路63。

显示电路61a例如由7段LED构成。显示电路61a也可以是LCD、有机EL显示器等。如上所述，在由光耦合器构成分别相当于“输入1”、“输入2”、“输入3”、“输出1”的第1输出电路至第4输出电路的情况下，通过CPU的控制，7段LED能够实现基于第1输出、第2输出及第3输出而显示与电源装置100的状态相关的信息的显示电路。另外，基于图1及图2所示的结构，显示电路61a也可以基于来自分别相当于“输入1”、“输入2”、“输出1”的第1输出电路至第3输出电路的输出(第1输出、第2输出及第3输出)，显示与电源装置100的状态相关的信息。

显示电路61b由在显示电路61a的侧面排列的LED灯构成。LED灯的数量没有特别限定。例如2个LED灯也可以分别对应于LED 12(输入1)、LED 13(输入2)。或者，3个LED灯也可以分别对应于LED 12(输入1)、LED 13(输入2)及LED 51(输入3)。显示电路61c由位于显示电路61b的下侧的LED灯构成，通过该LED灯点亮而示出从电源装置100输出直流电压的情况。显示电路61c也可以对应于LED 31(输出1)。

显示电路61d由位于显示电路61c的下侧的LED灯构成，也可以通过该LED灯点亮而示出在电源装置100中产生异常。

显示电路61e及显示电路61f由在通信电路63的侧面排列的2个LED灯构成，通过该LED灯点亮而示出通信电路63中的通信状况。

[作用、效果]

如以上那样，在本实施方式中，通过来自至少3个输出电路的输出组合，能够由用户通过目视来确认电源装置100的内部状态及输入电压的状态。

[附记]

如以上那样，本实施方式包括以下那样的公开。

1.一种电源装置(100)，其中，

该电源装置(100)具备：

输入部(10)，其包括输入端子(14)及与所述输入端子(14)连接的保护电路(11)；

电源部(20)，其根据通过所述输入部(10)输入的电压产生电源电压；

输出部(30)，其包括输出所述电源电压的输出端子(32)；

第1输出电路(12)，其设置在所述输入端子(14)与所述保护电路(11)之间，根据所述输入端子(14)被输入电压而产生第1输出；

第2输出电路(13)，其设置在所述保护电路(11)与所述电源部(20)之间，根据通过所述保护电路(11)向所述电源部(20)输出电压而产生第2输出；以及

第3输出电路(31)，其与所述输出端子(32)连接，根据来自所述电源部(20)的输出而产生第3输出。

2.根据1所记载的电源装置(100)，其中，

所述第1输出电路(12)、所述第2输出电路(13)及所述第3输出电路(31)是发光电路，所述第1输出、所述第2输出及所述第3输出是光输出。

3.根据1或2所记载的电源装置(100)，其中，

所述电源部(20)包括：

变压器，其具有初级绕组(22p)、辅助绕组(22a)及次级绕组(22s)；

开关元件(23)，其与所述变压器的所述初级绕组(22p)连接；以及

驱动控制电路(28)，其接收在所述变压器的所述辅助绕组(22a)中产生的电压来驱动所述开关元件(23)，

所述电源装置(100)还具备输出第4信号的第4输出电路(31)，该第4信号表示在所述辅助绕组(22a)中产生的所述电压是否正常。

4.根据3所记载的电源装置(100)，其中，

所述第4输出电路(31)是发光电路，所述第4输出是光输出。

5.根据1所记载的电源装置(100)，其中，

所述电源装置(100)还具备显示电路，该显示电路至少基于所述第1输出、所述第2输出及所述第3输出，显示与所述电源装置(100)的状态相关的信息。

针对本发明的实施方式进行了说明，但此次公开的实施方式在所有方面均为例示，不应认为是限制性的内容。本发明的范围由权利要求示出，包括与权利要求同等的含义及范围内的所有变更。

标号说明

2：直流电源；5：负载；10：输入部；11：熔断器；14、15、16：输入端子；17：输入电容器；20：电源部；21：整流电路；22：变压器；22a：辅助绕组；22p：初级绕组；22s：次级绕组；23：MOSFET；24：整流/平滑电路；25：浪涌电流限制电路；26：噪声滤波器；28：驱动控制电路；29：过电流检测电路；30：输出部；32、33：输出端子；41：电压检测电路；42：过电压检测电路；43、44：光耦合器；45、46：电容器；61a～61f：显示电路；62：开关；63：通信电路；100、100A、100B：电源装置。

Claims (5)

1.一种电源装置，其中，

所述电源装置具备：

输入部，其包括输入端子及与所述输入端子连接的保护电路；

电源部，其根据通过所述输入部输入的电压产生电源电压；

输出部，其包括输出所述电源电压的输出端子；

第1输出电路，其设置在所述输入端子与所述保护电路之间，根据所述输入端子被输入电压而产生第1输出；

第2输出电路，其设置在所述保护电路与所述电源部之间，根据通过所述保护电路向所述电源部输入电压而产生第2输出；以及

第3输出电路，其与所述输出端子连接，根据来自所述电源部的输出而产生第3输出。

2.根据权利要求1所述的电源装置，其中，

所述第1输出电路、所述第2输出电路及所述第3输出电路是发光电路，所述第1输出、所述第2输出及所述第3输出是光输出。

3.根据权利要求1或2所述的电源装置，其中，

所述电源部包括：

变压器，其具有初级绕组、辅助绕组及次级绕组；

开关元件，其与所述变压器的所述初级绕组连接；以及

驱动控制电路，其接收在所述变压器的所述辅助绕组中产生的电压来驱动所述开关元件，

所述电源装置还具备输出第4信号的第4输出电路，该第4信号表示在所述辅助绕组中产生的所述电压是否正常。

4.根据权利要求3所述的电源装置，其中，

所述第4输出电路是发光电路，所述第4输出是光输出。

5.根据权利要求1所述的电源装置，其中，

所述电源装置还具备显示电路，该显示电路至少基于所述第1输出、所述第2输出及所述第3输出，显示与所述电源装置的状态相关的信息。

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