JP2002159174A - スイッチング電源装置 - Google Patents
スイッチング電源装置Info
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Abstract
も、過電流保護動作を簡単な構成にて遅滞なく実現可能
にする。 【解決手段】 直流電源1に対して、トランス2および
カレントトランス4を介して直列接続されたスイッチ素
子3と、カレントトランス4の二次側に得られた電流を
電圧変換する電流−電圧変換回路Aと、電流−電圧変換
回路Aの出力を整流および平滑する整流平滑回路Cと、
電流−電圧変換回路Aのピークの出力電圧値が規定値を
超えると、スイッチングオンのパルス幅を狭めるととも
に、過電流検出信号13を出力する電源制御部12とを
備えて、整流平滑回路Cを、抵抗、トランジスタ8およ
びコンデンサ9から構成する。
Description
回路における異常電流の検出を行うスイッチング電源装
置に関する。
えば図5に示すものがある。このスイッチング電源装置
は、直流電源1にトランス2の一次側コイル2aおよび
カレントトランス4の一次側コイル4aを介してスイッ
チ素子3を直列接続したスイッチング電源回路を持つ。
また、カレントトランス4の二次側コイル4bにはダイ
オード5を介して抵抗6が並列接続されており、これら
のダイオード5および抵抗6は、カレントトランス4の
二次側電流を電圧変換する電流−電圧変換回路Aを構成
している。
オード19を介してコンデンサ9が並列接続されてい
る。これらのダイオード19およびコンデンサ9は電流
−電圧変換回路Aの出力電圧を整流および平滑化する整
流平滑回路Bを構成しており、ダイオード19のカソー
ドが後述の電源制御部12に接続されている。さらに、
電流−電圧変換回路Aの出力電圧は後述のパルス電流検
出信号として前記電源制御部に入力可能とされている。
は、前記スイッチング電源回路を流れる電流パルスをカ
レントトランス4により検出し、検出した電圧をダイオ
ード5および抵抗6からなる電流−電圧変換回路Aにて
電流−電圧変換する。また、変換して得た電圧を、後段
にあるダイオード19およびコンデンサ9からなる整流
平滑回路Bにより整流平滑し、得られた電流検出信号1
1を電源制御部12に供給する。一方、電流−電圧変換
回路Aで得られたパルス電圧はパルス電流信号10とし
て電源制御部12に入力され、このパルス電圧のピーク
電圧値が規定値を超えると、この電源制御部12は制御
信号を出力して、前記スイッチ素子3がオンとなる時間
を短くし(スイッチング電源回路電流のパルス幅を短く
し)、スイッチ素子3に流れる電流のピーク値が規定以
上となって流れるのを防止する。
うな従来のスイッチング電源装置にあっては、負荷(図
示しない)のショートなどによりスイッチング電源回路
を流れる電流が増加した場合は、すなわちカレントトラ
ンス4の出力電流が増加した場合には、この出力電流の
平滑用のコンデンサ9への充電動作によって、トランス
2の一次側コイル29に流れる電流に比べて電流−電圧
変換回路Aが出力するパルス電圧の立上りが遅れ、過電
流保護動作が遅れてしまうという問題があった。
であり、平滑用コンデンサが設けられても、過電流保護
動作を簡単な構成にて遅滞なく実現できるスイッチング
電源装置を提供することを目的とする。
請求項1の発明にかかるスイッチング電源装置は、直流
電源に対して、負荷電力供給用のトランスの一次側コイ
ルおよびカレントトランスを介して直列接続されたスイ
ッチ素子と、該スイッチ素子のスイッチングにより前記
カレントトランスの二次側に得られた電流を電圧変換す
る電流−電圧変換回路と、該電流−電圧変換回路の出力
を整流および平滑して電流検出信号を出力する整流平滑
回路と、前記電流−電圧変換回路の出力のピーク電圧値
が規定値を超えると、前記スイッチ素子によるスイッチ
ングオンのパルス幅を狭めるとともに、過電流検出信号
を出力する電源制御部とを備えたスイッチング電源装置
において、前記整流平滑回路を、前記電流−電圧変換回
路の出力電圧を抵抗を介してベースに受けて整流するト
ランジスタと、該トランジスタの出力電圧を平滑するコ
ンデンサとから構成したものである。これにより、スイ
ッチング電源回路の電流検出およびスイッチ素子の保護
を図りながら、過電流検出時に過電流保護を遅滞なく行
うことができる。
グ電源装置は、整流平滑回路を、前記電流−電圧変換回
路の出力電圧を抵抗を介してゲートに受けて整流するM
OSFETと、該MOSFETの出力電圧を平滑するコ
ンデンサとから構成したものである。これにより、過電
流検出に遅延の生じない高入力インピーダンスのピーク
電圧整流回路を構成できる。
グ電源装置は、前記トランスの二次側コイルに、整流平
滑部を介して直流負荷を接続したものである。これによ
り、直流負荷に生じたショートにもとづくスイッチング
電源回路の過電流検出およびスイッチ素子の破損防止を
実現することができる。
グ電源装置は、前記電源制御部に、該電源制御部、前記
スイッチ素子、電流−電圧変換回路および整流平滑回路
を含む電流検出回路と並列運転される他の電流検出回路
の電流情報を受けて、これらのスイッチング電源回路の
出力電流を同一値となるように制御する並列運転制御部
を接続したものである。これにより、前記並列運転時に
おける過電流保護を遅滞なく実現できる。
グ電源装置は、前記電流−電圧変換回路を、ダイオード
と、該ダイオードを介して、前記カレントトランスの二
次側コイルに並列接続された抵抗とから構成したもので
ある。これにより、電流−電圧変換回路を簡単な構成に
て実現できる。
グ電源装置は、前記電源制御部に、整流平滑回路から入
力された過電流検出信号を上位の電源システム制御部へ
出力させるようにしたものである。これにより、回路や
機器を過電流から保護することができる。
ついて説明する。図1は本発明のスイッチング電源装置
を示す回路図であり、これが直流電源1にトランス2の
一次側コイル2aおよびカレントトランス4の一次側コ
イル4aを介してスイッチ素子3を直列接続したスイッ
チング電源回路を持つ。前記カレントトランス4の二次
側コイル4bにはダイオード5を介して抵抗6が並列接
続されている。これらのダイオード5および抵抗6は、
カレントトランス4の二次側電流を電圧変換する電流−
電圧変換回路Aを構成している。
タが電源Vccに接続されたトランジスタ8のベースに
抵抗7を介して接続され、このトランジスタ8のエミッ
タは後述の電源制御部12に接続されるとともに、コン
デンサ9を介して接地されている。これらの抵抗7、ト
ランジスタ8およびコンデンサ9は電流−電圧変換回路
Aの出力電圧を整流および平滑化する整流平滑回路Cを
構成している。さらに、電流−電圧変換回路Aの出力電
圧は後述のパルス電流検出信号として前記電源制御部1
2に入力可能とされている。
記スイッチング電源回路を流れる電流パルスをカレント
トランス4により検出し、検出した電圧をダイオード5
および抵抗6を通して電流−電圧変換する。また、変換
して得た電圧を、後段にある抵抗7、トランジスタ8お
よびコンデンサ9からなる高入力インピーダンスの整流
平滑回路Cにより整流平滑し、得られた電流検出信号1
1を電源制御部12に供給する。一方、電流−電圧変換
回路Aで得られたパルス電圧はパルス電流信号10とし
て電源制御部12に入力され、このパルス電圧のピーク
電圧値が規定値を超えると、この電源制御部12は直ち
に制御信号を出力して、前記スイッチ素子3がオンとな
る時間を短くして(スイッチング電源回路電流のパルス
幅を短くして)、スイッチ素子3に流れる電流のピーク
値が規定以上に流れるのを防止する。
れたパルス電圧は、抵抗7を介してトランジスタ8のベ
ースに供給され、このトランジスタ8およびコンデンサ
9により整流平滑される。この整流平滑後の電圧は、前
記パルス電圧のピーク値からトランジスタ8のベースお
よびエミッタ間の電圧Vbeを減算した値に等しく、こ
の直流電圧は、電流検出信号11として電源制御部12
に送出される。そして、この直流電圧が規定値以上にな
った場合には、電源制御部12から、過電流異常である
ことを示す過電流検出信号13を、上位の電源システム
制御部に報告することとなる。
実施形態では、前記トランス2の二次側コイル2bに、
二次パルス電圧を整流平滑して直流電圧を出力する整流
平滑部14と、この整流平滑部14の出力電圧を受けて
動作する直流負荷15とが接続されている。従って、こ
のスイッチ電源装置では、前記直流負荷に生じたショー
トにもとづくスイッチング電源回路の過電流検出および
スイッチ素子の破損防止を行うことができる。
流異常時に、トランス2の一次電流を検出し、スイッチ
ング素子3のオンパルスの幅を狭くすることでスイッチ
素子3を保護する回路と、過電流異常を上位電源システ
ム部に報告するための検出回路を有する場合、カレント
トランス4と、ダイオード5、抵抗6からなる電流−電
圧変換回路Aの後段に、抵抗7、トランジスタ8、コン
デンサ9からなる入力インピーダンスの高い整流平滑回
路Cを用いることにより、負荷ショートなどにより出力
電流が急増した時、カレントトランス4の出力電流が、
抵抗7側へ流れる量を少なくできるために、パルス電流
検出信号10のパルス電圧波形は、トランス2の一次電
流波形と相似となり、過電流保護を遅れなく行うことが
できる効果がある。
の実施の形態の基本構成は上記の通りであるが、前記整
流平滑回路のトランジスタ8をMOSFET(金属酸化
膜半導体の電界効果型トランジスタ)16に変更した点
が異なる。このMOSFET16は絶縁ゲートにより入
力インピーダンスが高く、従ってその動作は、図2につ
いて述べた場合と同じである。
す。これはスイッチング電源回路の並列運転を行う場合
に、電流検出信号11を出力電流情報として並列運転制
御部17に送出し、この並列運転制御部17で並列運転
している他のスイッチング電源回路の電流情報を並列運
転制御信号18として取り入れ、各々のスイッチング電
源回路の出力電流が等しくなるように制御する場合を示
す。この場合も、前記実施の形態と動作は同じであり、
並列運転制御を行う上で必要な電流検出信号を作って送
出する場合でも、過電流保護を遅れなく行わせることが
可能となる。
チング電源回路の出力電流検出回路を構成する電流−電
圧変換回路の後段に、抵抗、トランジスタまたはMOS
FETおよびコンデンサからなる高入力インピーダンス
の整流平滑回路を接続したので、負荷ショートなどによ
り電流−電圧変換回路からのパルス電流のピーク電圧の
上昇の遅れを回避でき、従って過電流検出による過電流
保護を遅滞なく実現できるという効果が得られる。
源装置を示す回路図である。
源装置を示す回路図である。
源装置を示す回路図である。
源装置を示す回路図である。
ある。
Claims (6)
- 【請求項1】 直流電源に対して、負荷電力供給用のト
ランスの一次側コイルおよびカレントトランスを介して
直列接続されたスイッチ素子と、 該スイッチ素子のスイッチングにより前記カレントトラ
ンスの二次側に得られた電流を電圧変換する電流−電圧
変換回路と、 該電流−電圧変換回路の出力を整流および平滑して電流
検出信号を出力する整流平滑回路と、 前記電流−電圧変換回路の出力のピーク電圧値が規定値
を超えると、前記スイッチ素子によるスイッチングオン
のパルス幅を狭めるとともに、過電流検出信号を出力す
る電源制御部とを備えたスイッチング電源装置におい
て、 前記整流平滑回路が、前記電流−電圧変換回路の出力電
圧を抵抗を介してベースに受けて整流するトランジスタ
と、 該トランジスタの出力電圧を平滑するコンデンサとから
構成されていることを特徴とするスイッチング電源装
置。 - 【請求項2】 直流電源に対して、負荷電力供給用のト
ランスの一次側コイルおよびカレントトランスを介して
直列接続されたスイッチ素子と、 該スイッチ素子のスイッチングにより前記カレントトラ
ンスの二次側に得られた電流を電圧変換する電流−電圧
変換回路と、 該電流−電圧変換回路の出力を整流および平滑して電流
検出信号を出力する整流平滑回路と、 前記電流−電圧変換回路の出力のピーク電圧値が規定値
を超えると、前記スイッチ素子によるスイッチングオン
のパルス幅を狭めるとともに、過電流検出信号を出力す
る電源制御部とを備えたスイッチング電源装置におい
て、 前記整流平滑回路が、前記電流−電圧変換回路の出力電
圧を抵抗を介してゲートに受けて整流するMOSFET
と、 該MOSFETの出力電圧を平滑するコンデンサとから
構成されていることを特徴とするスイッチング電源装
置。 - 【請求項3】 前記トランスの二次側コイルには、整流
平滑部を介して直流負荷が接続されていることを特徴と
する請求項1または請求項2に記載のスイッチング電源
装置。 - 【請求項4】 前記電源制御部には、該電源制御部、前
記スイッチ素子、電流−電圧変換回路および整流平滑回
路を含む電流検出回路と並列運転される他の電流検出回
路の電流情報を受けて、これらのスイッチング電源回路
の出力電流を同一値となるように制御する並列運転制御
部が接続されていることを特徴とする請求項1乃至請求
項3のいずれかに記載のスイッチング電源装置。 - 【請求項5】 前記電流−電圧変換回路が、ダイオード
と、該ダイオードを介して、前記カレントトランスの二
次側コイルに並列接続された抵抗とからなることを特徴
とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のスイッ
チング電源装置。 - 【請求項6】 前記電源制御部は、整流平滑回路から入
力された過電流検出信号を上位の電源システム制御部へ
出力することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいず
れかに記載のスイッチング電源装置。
Priority Applications (1)
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JP2000351075A JP3471746B2 (ja) | 2000-11-17 | 2000-11-17 | スイッチング電源装置 |
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Publications (2)
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JP3471746B2 JP3471746B2 (ja) | 2003-12-02 |
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