JP2002272128A - 半ブリッジ変換器用シャットダウン回路 - Google Patents
半ブリッジ変換器用シャットダウン回路Info
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- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
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- H02M7/53846—Control circuits
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- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/36—Means for starting or stopping converters
Abstract
(57)【要約】
【課題】 デジタル信号を使用して負荷の動作の制御を
行うためのより効果的で安価な方法を提供する。 【解決手段】 電源回路（１００）は、負荷（１３５）
の動作を制御するように構成され、ＤＣ信号をＡＣ信号
に変換するように構成された変換器（１０５、１１０）
と、変換器（１０５、１１０）に接続されてその変換器
（１０５、１１０）の動作を制御する駆動回路と、駆動
回路に接続され、変換器（１０５、１１０）のスイッチ
を切断するシャットダウン回路（１６０）とを含む。シ
ャットダウン回路（１６０）は、ダイオード（１９０）
及びスイッチ（１８５）を含む。
行うためのより効果的で安価な方法を提供する。 【解決手段】 電源回路（１００）は、負荷（１３５）
の動作を制御するように構成され、ＤＣ信号をＡＣ信号
に変換するように構成された変換器（１０５、１１０）
と、変換器（１０５、１１０）に接続されてその変換器
（１０５、１１０）の動作を制御する駆動回路と、駆動
回路に接続され、変換器（１０５、１１０）のスイッチ
を切断するシャットダウン回路（１６０）とを含む。シ
ャットダウン回路（１６０）は、ダイオード（１９０）
及びスイッチ（１８５）を含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気回路に関し、
特に、半ブリッジ変換器用のシャットダウン回路に関す
る。
特に、半ブリッジ変換器用のシャットダウン回路に関す
る。
【０００２】
【発明の背景】半ブリッジ変換器のオンオフ動作は、従
来、アナログ信号により達成されてきた。しかし、電灯
などの負荷のオンオフ動作を制御するために、デジタル
信号を使用する方法が、従来技術においても知られてい
る。また、ある方法では、電磁石継電スイッチが使用さ
れている。しかし、電磁継電器は、寸法が大きいために
扱いにくい。また、一般的に低速である。
来、アナログ信号により達成されてきた。しかし、電灯
などの負荷のオンオフ動作を制御するために、デジタル
信号を使用する方法が、従来技術においても知られてい
る。また、ある方法では、電磁石継電スイッチが使用さ
れている。しかし、電磁継電器は、寸法が大きいために
扱いにくい。また、一般的に低速である。
【０００３】別の方法では、ソリッドステート継電器も
使用されてきている。しかし、ソリッドステート継電器
は高価である。更に、継電器の作動中に生じる電力の消
費のため、ソリッドステート継電器の使用によって回路
の効率が低下する。
使用されてきている。しかし、ソリッドステート継電器
は高価である。更に、継電器の作動中に生じる電力の消
費のため、ソリッドステート継電器の使用によって回路
の効率が低下する。
【０００４】従って、デジタル信号を使用して負荷の動
作の制御を行うためのより効果的で安価な方法が求めら
れる。
作の制御を行うためのより効果的で安価な方法が求めら
れる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の実施例は、負荷
の動作を制御するように構成された電源回路に関する。
この電源回路は、ＤＣ信号をＡＣ信号に変換するように
構成された変換器と、変換器に接続され、その動作を制
御する駆動回路と、駆動回路に接続され、変換器のスイ
ッチを切断するシャットダウン回路とを含む。シャット
ダウン回路は、ダイオード及びスイッチを含む。
の動作を制御するように構成された電源回路に関する。
この電源回路は、ＤＣ信号をＡＣ信号に変換するように
構成された変換器と、変換器に接続され、その動作を制
御する駆動回路と、駆動回路に接続され、変換器のスイ
ッチを切断するシャットダウン回路とを含む。シャット
ダウン回路は、ダイオード及びスイッチを含む。
【０００６】本回路は、従来技術に対して、複数の利点
を有する。回路は集積しており、より安価である。
を有する。回路は集積しており、より安価である。
【０００７】別の利点は、この電源回路が継電器を利用
する従来の回路よりも効率的である事実にある。
する従来の回路よりも効率的である事実にある。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の幾つかの実施例を図面を
参照しながら説明する。同一の符号は、本明細書の同一
素子を示すのに使用される。図１は、本発明の実施例で
ある電源回路１００の概略図である。ＤＣ−ＡＣ変換器
又はＤＣ−ＡＣインバータは、第１のスイッチ１０５及
び第２のスイッチ１１０をそれぞれ含み、ソース１１３
からのＤＣ電流を負荷回路１１５により受信されるＡＣ
電流に変換する。
参照しながら説明する。同一の符号は、本明細書の同一
素子を示すのに使用される。図１は、本発明の実施例で
ある電源回路１００の概略図である。ＤＣ−ＡＣ変換器
又はＤＣ−ＡＣインバータは、第１のスイッチ１０５及
び第２のスイッチ１１０をそれぞれ含み、ソース１１３
からのＤＣ電流を負荷回路１１５により受信されるＡＣ
電流に変換する。
【０００９】第１及び第２のスイッチ１０５、１１０
は、第１のスイッチ１０５が図示するようなｎチャネル
エンハンスメントモード素子であっても良く、第２のス
イッチ１１０がｐチャンネルエンハンスメントモード素
子であるという意味において、相補的なものである。こ
れらは、ＭＯＳＦＥＴスイッチとして知られる。第１及
び第２のスイッチ１０５、１１０の各々は、それぞれゲ
ート（あるいは、制御端子）Ｇ１又はＧ２を有する。第
１のスイッチ１０５のゲートＧ１からソース（基準端
子）Ｓ１までの電圧は、このスイッチの伝導状態を制御
する。同様に、第２のスイッチ１１０のゲートＧ２から
ソースＳ２までの電圧は、この第２のスイッチの伝導状
態を制御する。図示するように、ソースＳ１、Ｓ２は、
共通ノードＮ１において相互接続される。ゲートＧ１、
Ｇ２は、共通制御ノードＮ２において相互に接続される
ので、共通制御ノードＮ２／共通ノードＮ１間の電圧
は、第１及び第２のスイッチ１０５、１１０の双方の伝
導状態を制御する。第１及び第２のスイッチ１０５、１
１０のドレインＤ１、Ｄ２は、それぞれ、バス導線１２
０及び基準導線１２５に接続される。基準導線１２５
は、便宜上、接地として示される。
は、第１のスイッチ１０５が図示するようなｎチャネル
エンハンスメントモード素子であっても良く、第２のス
イッチ１１０がｐチャンネルエンハンスメントモード素
子であるという意味において、相補的なものである。こ
れらは、ＭＯＳＦＥＴスイッチとして知られる。第１及
び第２のスイッチ１０５、１１０の各々は、それぞれゲ
ート（あるいは、制御端子）Ｇ１又はＧ２を有する。第
１のスイッチ１０５のゲートＧ１からソース（基準端
子）Ｓ１までの電圧は、このスイッチの伝導状態を制御
する。同様に、第２のスイッチ１１０のゲートＧ２から
ソースＳ２までの電圧は、この第２のスイッチの伝導状
態を制御する。図示するように、ソースＳ１、Ｓ２は、
共通ノードＮ１において相互接続される。ゲートＧ１、
Ｇ２は、共通制御ノードＮ２において相互に接続される
ので、共通制御ノードＮ２／共通ノードＮ１間の電圧
は、第１及び第２のスイッチ１０５、１１０の双方の伝
導状態を制御する。第１及び第２のスイッチ１０５、１
１０のドレインＤ１、Ｄ２は、それぞれ、バス導線１２
０及び基準導線１２５に接続される。基準導線１２５
は、便宜上、接地として示される。
【００１０】負荷回路１１５は、第１のインダクタ１３
０及び電灯などの負荷１３５を含む。負荷１３５は、無
効（ｒｅａｃｔｉｖｅ）あっても、電気抵抗であっても
良い。ＤＣバス電圧ＶBUSは、バス導線１２０と基準導
線１２５との間に存在する。
０及び電灯などの負荷１３５を含む。負荷１３５は、無
効（ｒｅａｃｔｉｖｅ）あっても、電気抵抗であっても
良い。ＤＣバス電圧ＶBUSは、バス導線１２０と基準導
線１２５との間に存在する。
【００１１】ＤＣ−ＡＣ変換器は、駆動インダクタ１４
０、ゲートインダクタ１４５及びブロッキングコンデン
サ１５０を含むゲート駆動回路又はゲート駆動構成部に
結合される。ゲート駆動回路は、３つの抵抗１５１、１
５２、１５３及び減結合コンデンサ１５５から構成され
る始動回路に結合される。抵抗１５１、１５２は、負荷
１３５が電流を引き込んでいない時に、デジタルシャッ
トダウン回路１６０が最小量の電流を確実に引き込むよ
うにするために、高い値（例えば、１Ｍオームを超える
値）であるのが好ましい。標準ブリッジコンデンサ１６
５、１７０は、ＤＣ−ＡＣ変換器に並列で接続され、負
荷１３５を介して流れるＤＣ電流を阻止する。また、ブ
リッジコンデンサ１６５、１７０は、共通に接続される
ノードＮ３を約０．５バス電圧ＶBUSに維持する。スナ
バコンデンサ１７５は、第１のインダクタ１３０におけ
るエネルギーを消耗するために、共通に接続されるノー
ドＮ３と共通ノードＮ１との間に接続されるのが好まし
い。
０、ゲートインダクタ１４５及びブロッキングコンデン
サ１５０を含むゲート駆動回路又はゲート駆動構成部に
結合される。ゲート駆動回路は、３つの抵抗１５１、１
５２、１５３及び減結合コンデンサ１５５から構成され
る始動回路に結合される。抵抗１５１、１５２は、負荷
１３５が電流を引き込んでいない時に、デジタルシャッ
トダウン回路１６０が最小量の電流を確実に引き込むよ
うにするために、高い値（例えば、１Ｍオームを超える
値）であるのが好ましい。標準ブリッジコンデンサ１６
５、１７０は、ＤＣ−ＡＣ変換器に並列で接続され、負
荷１３５を介して流れるＤＣ電流を阻止する。また、ブ
リッジコンデンサ１６５、１７０は、共通に接続される
ノードＮ３を約０．５バス電圧ＶBUSに維持する。スナ
バコンデンサ１７５は、第１のインダクタ１３０におけ
るエネルギーを消耗するために、共通に接続されるノー
ドＮ３と共通ノードＮ１との間に接続されるのが好まし
い。
【００１２】共通ｎ型端子において接続される連続ツェ
ナーダイオードから構成される双方向電圧クランプ１８
０は、共通制御ノードＮ２と共通ノードＮ１との間に位
置する。双方向電圧クランプ１８０は、ゲート−ソース
最大定格を超過しないように、第１及び第２のスイッチ
１０５、１１０のゲート−ソース電圧定格の正負の往復
動作を固定化する。
ナーダイオードから構成される双方向電圧クランプ１８
０は、共通制御ノードＮ２と共通ノードＮ１との間に位
置する。双方向電圧クランプ１８０は、ゲート−ソース
最大定格を超過しないように、第１及び第２のスイッチ
１０５、１１０のゲート−ソース電圧定格の正負の往復
動作を固定化する。
【００１３】連続ツェナーダイオード１８０の共通ｎ型
端子と基準導線１２５との間に接続されるのがデジタル
シャットダウン回路１６０である。デジタルシャットダ
ウン回路１６０は、シャットダウンスイッチ１８５及び
ブロッキングダイオード１９０を含む。シャットダウン
スイッチ１８５は、ＮＭＯＳなどのｎチャネル型トラン
ジスタであるのが好ましい。トランジスタの制御端子
は、デジタルコントローラ１９３からデジタル信号を受
信することができる。また、デジタルシャットダウン回
路１６０は、限流抵抗１９５を含むのが好ましい。限流
抵抗１９５は、シャットダウンスイッチ１８５の過電流
を防ぐ。更に、限流抵抗１９５の使用により、より小型
のシャットダウンスイッチ１８５の利用が可能になり、
デジタルシャットダウン回路１６０は、ますます費用効
果が高くなる。ブロッキングダイオード１９０は、シャ
ットダウンスイッチ１８５における逆流を防ぐ。
端子と基準導線１２５との間に接続されるのがデジタル
シャットダウン回路１６０である。デジタルシャットダ
ウン回路１６０は、シャットダウンスイッチ１８５及び
ブロッキングダイオード１９０を含む。シャットダウン
スイッチ１８５は、ＮＭＯＳなどのｎチャネル型トラン
ジスタであるのが好ましい。トランジスタの制御端子
は、デジタルコントローラ１９３からデジタル信号を受
信することができる。また、デジタルシャットダウン回
路１６０は、限流抵抗１９５を含むのが好ましい。限流
抵抗１９５は、シャットダウンスイッチ１８５の過電流
を防ぐ。更に、限流抵抗１９５の使用により、より小型
のシャットダウンスイッチ１８５の利用が可能になり、
デジタルシャットダウン回路１６０は、ますます費用効
果が高くなる。ブロッキングダイオード１９０は、シャ
ットダウンスイッチ１８５における逆流を防ぐ。
【００１４】電源回路１００は、以下のように動作す
る。始動回路により、ソースからの入力用経路が提供さ
れ、インダクタ動作が開始される。ブロッキングコンデ
ンサ１５０は、ソースにより電圧が印加されると抵抗１
５１、１５２及び１５３を介して最初に充電される。こ
の時、ブロッキングコンデンサ１５０の両端の電圧は０
である。始動プロセス中、駆動インダクタ１４０及び第
１のインダクタ１３０は、ブロッキングコンデンサ１５
０の充電が比較的長い時間一定して行われるので、本質
的に短絡として作用する。最初のバス電圧印加の際、共
通ノードＮ１の電圧は、バス電圧ＶBUSの約１／３であ
り、例えば、抵抗１５１、１５２及び１５３は、等しい
値を有する。このように、ブロッキングコンデンサ１５
０は、第１のスイッチ１０５のゲート−ソース電圧の閾
値電圧（例えば、２〜３ボルト）に到達するまで、左か
ら右へと次々に充電される。この時、第１のスイッチ１
０５は、伝導モードへと切り替わり、その結果、電流
は、第１のスイッチ１０５により負荷回路１１５に供給
される。次に、負荷回路１１５に結果的に生じる電流に
より、第１及び第２のスイッチ１０５、１１０は、上述
のように再生的に制御される。
る。始動回路により、ソースからの入力用経路が提供さ
れ、インダクタ動作が開始される。ブロッキングコンデ
ンサ１５０は、ソースにより電圧が印加されると抵抗１
５１、１５２及び１５３を介して最初に充電される。こ
の時、ブロッキングコンデンサ１５０の両端の電圧は０
である。始動プロセス中、駆動インダクタ１４０及び第
１のインダクタ１３０は、ブロッキングコンデンサ１５
０の充電が比較的長い時間一定して行われるので、本質
的に短絡として作用する。最初のバス電圧印加の際、共
通ノードＮ１の電圧は、バス電圧ＶBUSの約１／３であ
り、例えば、抵抗１５１、１５２及び１５３は、等しい
値を有する。このように、ブロッキングコンデンサ１５
０は、第１のスイッチ１０５のゲート−ソース電圧の閾
値電圧（例えば、２〜３ボルト）に到達するまで、左か
ら右へと次々に充電される。この時、第１のスイッチ１
０５は、伝導モードへと切り替わり、その結果、電流
は、第１のスイッチ１０５により負荷回路１１５に供給
される。次に、負荷回路１１５に結果的に生じる電流に
より、第１及び第２のスイッチ１０５、１１０は、上述
のように再生的に制御される。
【００１５】電源回路１００の定常状態動作中に、第１
及び第２のスイッチ１０５、１１０間の共通ノードＮ１
の電圧は、バス電圧ＶBUSの約１／２になる。また、ブ
ロッキングコンデンサ１５０が定常状態動作中に充電さ
れ、別の始動パルスを生成して第１のスイッチを入れる
ことのないように、共通制御ノードＮ２の電圧もバス電
圧ＶBUSの約１／２になる。定常状態動作中、ブロッキ
ングコンデンサ１５０が駆動インダクタ１４０及びゲー
トインダクタ１４５の動作に干渉しないように、ブロッ
キングコンデンサ１５０の容量性リアクタンスは、駆動
インダクタ１４０及びゲートインダクタ１４５の誘導性
リアクタンスよりもかなり小さい値である。
及び第２のスイッチ１０５、１１０間の共通ノードＮ１
の電圧は、バス電圧ＶBUSの約１／２になる。また、ブ
ロッキングコンデンサ１５０が定常状態動作中に充電さ
れ、別の始動パルスを生成して第１のスイッチを入れる
ことのないように、共通制御ノードＮ２の電圧もバス電
圧ＶBUSの約１／２になる。定常状態動作中、ブロッキ
ングコンデンサ１５０が駆動インダクタ１４０及びゲー
トインダクタ１４５の動作に干渉しないように、ブロッ
キングコンデンサ１５０の容量性リアクタンスは、駆動
インダクタ１４０及びゲートインダクタ１４５の誘導性
リアクタンスよりもかなり小さい値である。
【００１６】ゲート駆動回路は、第１及び第２のスイッ
チ１０５、１１０の双方の伝導状態を制御する。ゲート
駆動回路の駆動インダクタ１４０は、電圧が中に誘導さ
れるように第１のインダクタに相互に接続される。これ
は、ＡＣ負荷電流の切り替えの瞬時定格に比例する。更
に、駆動インダクタ１４０は、一端において共通ノード
Ｎ１に接続される。駆動インダクタ１４０は、ゲート駆
動回路の動作のための駆動エネルギーを提供する。ブロ
ッキングコンデンサ１５０及び共通制御ノードＮ２に直
列に接続されるゲートインダクタ１４５は、共通制御ノ
ードＮ２と共通ノードＮ１との間に発生するゲート−ソ
ース電圧の位相角を調整するのに使用される。
チ１０５、１１０の双方の伝導状態を制御する。ゲート
駆動回路の駆動インダクタ１４０は、電圧が中に誘導さ
れるように第１のインダクタに相互に接続される。これ
は、ＡＣ負荷電流の切り替えの瞬時定格に比例する。更
に、駆動インダクタ１４０は、一端において共通ノード
Ｎ１に接続される。駆動インダクタ１４０は、ゲート駆
動回路の動作のための駆動エネルギーを提供する。ブロ
ッキングコンデンサ１５０及び共通制御ノードＮ２に直
列に接続されるゲートインダクタ１４５は、共通制御ノ
ードＮ２と共通ノードＮ１との間に発生するゲート−ソ
ース電圧の位相角を調整するのに使用される。
【００１７】共通制御ノードＮ２／共通ノードＮ１間の
減結合コンデンサ１５５は、共通制御ノードＮ２／共通
ノードＮ１間のゲート−ソース電圧の切り替えの定格を
予想可能な限り制限するように設けられるのが好まし
い。これにより、例えば、第１及び第２のスイッチ１０
５、１１０のスイッチングモードにおける不感時間が保
証される。この時間では、第１のスイッチ１０５又は第
２のスイッチ１１０のいずれかが入れられる間、第１及
び第２のスイッチ１０５、１１０の双方がオフ状態であ
る。減結合コンデンサ１５５とゲートインダクタ１４５
とは、共に第２の共振回路を形成する。
減結合コンデンサ１５５は、共通制御ノードＮ２／共通
ノードＮ１間のゲート−ソース電圧の切り替えの定格を
予想可能な限り制限するように設けられるのが好まし
い。これにより、例えば、第１及び第２のスイッチ１０
５、１１０のスイッチングモードにおける不感時間が保
証される。この時間では、第１のスイッチ１０５又は第
２のスイッチ１１０のいずれかが入れられる間、第１及
び第２のスイッチ１０５、１１０の双方がオフ状態であ
る。減結合コンデンサ１５５とゲートインダクタ１４５
とは、共に第２の共振回路を形成する。
【００１８】デジタルシャットダウン回路１６０は、以
下のように動作する。シャットダウンスイッチ１８５の
ゲートＧ３に印加されるデジタルコントローラ１９３か
らのデジタル信号が基準導線１２５に対して高電位に至
る場合、シャットダウンスイッチ１８５が入れられる。
これにより、共通制御ノードＮ２と共通ノードＮ１との
間に、連続ツェナーダイオード及びデジタルシャットダ
ウン回路１６０を介した基準導線１２５までの低インピ
ーダンスの導線経路が形成される。これにより、第１の
スイッチ１０５のゲートＧ１からソースＳ１までの電圧
及び第２のスイッチ１１０のゲートＧ２からソースＳ２
までの電圧の双方が、ほぼ同じ電位になる。従って、第
１及び第２のスイッチ１０５、１１０のスイッチは切断
され、負荷１３５も遮断（スイッチ切断）される。
下のように動作する。シャットダウンスイッチ１８５の
ゲートＧ３に印加されるデジタルコントローラ１９３か
らのデジタル信号が基準導線１２５に対して高電位に至
る場合、シャットダウンスイッチ１８５が入れられる。
これにより、共通制御ノードＮ２と共通ノードＮ１との
間に、連続ツェナーダイオード及びデジタルシャットダ
ウン回路１６０を介した基準導線１２５までの低インピ
ーダンスの導線経路が形成される。これにより、第１の
スイッチ１０５のゲートＧ１からソースＳ１までの電圧
及び第２のスイッチ１１０のゲートＧ２からソースＳ２
までの電圧の双方が、ほぼ同じ電位になる。従って、第
１及び第２のスイッチ１０５、１１０のスイッチは切断
され、負荷１３５も遮断（スイッチ切断）される。
【００１９】負荷１３５は、シャットダウンスイッチ１
８５のゲートＧ３に印加されるデジタル信号が基準導線
１２５に対して低電位に至るまでスイッチを切断された
ままである。ゲートＧ３に印加されるデジタル信号が低
電位に至る場合、シャットダウンスイッチ１８５のスイ
ッチが切断され、連続ツェナーダイオード１８０は、上
述のように通常の動作条件下で動作できるようになる。
８５のゲートＧ３に印加されるデジタル信号が基準導線
１２５に対して低電位に至るまでスイッチを切断された
ままである。ゲートＧ３に印加されるデジタル信号が低
電位に至る場合、シャットダウンスイッチ１８５のスイ
ッチが切断され、連続ツェナーダイオード１８０は、上
述のように通常の動作条件下で動作できるようになる。
【００２０】図２は、本発明の実施例である第２の電源
回路２００の概略図である。電源回路２００は、図１の
電源回路１００と同様に、同じ構成要素及び機能を使用
するが、２つの例外がある。第１に、双方向電圧クラン
プ１８０を構成する連続ツェナーダイオードは、共通の
ｎ型又はｐ型端子のいずれかにおいて接続されても良
い。第２に、電源回路２００のデジタルシャットダウン
回路２１０は、１つの追加素子、すなわち、トライアッ
ク２２０を含む。トライアック２２０は、共通制御ノー
ドＮ２と共通ノードＮ１との間に接続される。電源回路
２００において、シャットダウンスイッチ１８５は、図
１の電源回路１００のように、双方向電圧クランプ１８
０の共通のｎ型端子間ではなく、トライアック２２０の
ゲートＧ４と基準導線１２５との間に接続される。
回路２００の概略図である。電源回路２００は、図１の
電源回路１００と同様に、同じ構成要素及び機能を使用
するが、２つの例外がある。第１に、双方向電圧クラン
プ１８０を構成する連続ツェナーダイオードは、共通の
ｎ型又はｐ型端子のいずれかにおいて接続されても良
い。第２に、電源回路２００のデジタルシャットダウン
回路２１０は、１つの追加素子、すなわち、トライアッ
ク２２０を含む。トライアック２２０は、共通制御ノー
ドＮ２と共通ノードＮ１との間に接続される。電源回路
２００において、シャットダウンスイッチ１８５は、図
１の電源回路１００のように、双方向電圧クランプ１８
０の共通のｎ型端子間ではなく、トライアック２２０の
ゲートＧ４と基準導線１２５との間に接続される。
【００２１】トライアック２２０の等価回路は、図３に
示される。トライアック２２０は、４つの内部トランジ
スタ３００、３１０、３２０及び３３０と２つの内部カ
ソード３４０、３５０とを具備する。
示される。トライアック２２０は、４つの内部トランジ
スタ３００、３１０、３２０及び３３０と２つの内部カ
ソード３４０、３５０とを具備する。
【００２２】図２及び３において、デジタルシャットダ
ウン回路２１０は、以下のように動作する。シャットダ
ウンスイッチ１８５のゲートＧ３に印加されるデジタル
信号が、基準導線１２５に対して高電位に至る場合、シ
ャットダウンスイッチ１８５が入れられる。これによ
り、トライアック２２０のゲートＧ４と基準導線１２５
との間に低インピーダンスの導線経路が形成される。従
って、内部トランジスタ３００、３３０のスイッチが入
り、これにより、カソード３４０／３５０間に基準導線
１２５までの低インピーダンスの導線経路が提供され
る。カソード３４０及び３５０は、ほぼ同じ電位にあ
り、ＤＣ−ＡＣ変換器のゲートＧ１、Ｇ２と同様に、第
１及び第２のスイッチ１０５、１１０のスイッチを強制
的に切断し、負荷１３５を遮断することができる。
ウン回路２１０は、以下のように動作する。シャットダ
ウンスイッチ１８５のゲートＧ３に印加されるデジタル
信号が、基準導線１２５に対して高電位に至る場合、シ
ャットダウンスイッチ１８５が入れられる。これによ
り、トライアック２２０のゲートＧ４と基準導線１２５
との間に低インピーダンスの導線経路が形成される。従
って、内部トランジスタ３００、３３０のスイッチが入
り、これにより、カソード３４０／３５０間に基準導線
１２５までの低インピーダンスの導線経路が提供され
る。カソード３４０及び３５０は、ほぼ同じ電位にあ
り、ＤＣ−ＡＣ変換器のゲートＧ１、Ｇ２と同様に、第
１及び第２のスイッチ１０５、１１０のスイッチを強制
的に切断し、負荷１３５を遮断することができる。
【００２３】逆に、デジタル信号が、基準導線１２５に
対して低電位に至る場合、シャットダウンスイッチ１８
５は、オフ状態になる。従って、トライアック２２０に
おける４つのトランジスタ３００、３１０、３２０及び
３３０のスイッチが切断され、トライアック２２０が開
路として機能することにより、電源回路２００は、デジ
タルシャットダウン回路２１０が存在しないかのように
機能することができる。
対して低電位に至る場合、シャットダウンスイッチ１８
５は、オフ状態になる。従って、トライアック２２０に
おける４つのトランジスタ３００、３１０、３２０及び
３３０のスイッチが切断され、トライアック２２０が開
路として機能することにより、電源回路２００は、デジ
タルシャットダウン回路２１０が存在しないかのように
機能することができる。
【００２４】要約すると、本発明は、入力において継電
スイッチを必要とすることなく既知の電源回路網をデジ
タル通信プロトコルと一体的に互換性があるようにす
る。すなわち、本発明は、集積回路の構成要素を有効に
使用し、デジタル信号を使用して電灯のスイッチを切断
する方法を提供する。本発明は、変換器のスイッチが切
断された場合にデジタルシャットダウン回路がごくわず
かな電力量を引き込むため、費用が従来よりも少なくて
済み、電源回路の全体的な効率にも影響しない。
スイッチを必要とすることなく既知の電源回路網をデジ
タル通信プロトコルと一体的に互換性があるようにす
る。すなわち、本発明は、集積回路の構成要素を有効に
使用し、デジタル信号を使用して電灯のスイッチを切断
する方法を提供する。本発明は、変換器のスイッチが切
断された場合にデジタルシャットダウン回路がごくわず
かな電力量を引き込むため、費用が従来よりも少なくて
済み、電源回路の全体的な効率にも影響しない。
【００２５】更に、当業者は、数多くの変更及び変形を
容易に想到するであろうが、本発明は、ここで図示・説
明される構成及び動作そのものに限定される訳ではな
い。従って、実施されるであろうあらゆる好適な変形例
及び同等物も本特許請求の範囲の範囲内に包含される。
容易に想到するであろうが、本発明は、ここで図示・説
明される構成及び動作そのものに限定される訳ではな
い。従って、実施されるであろうあらゆる好適な変形例
及び同等物も本特許請求の範囲の範囲内に包含される。
【図１】 本発明の実施例である電源回路の概略図。
【図２】 本発明の実施例である第２の電源回路の概略
図。
図。
【図３】 図２の第２の電源回路で使用されるトライア
ックの等価回路の概略図。
ックの等価回路の概略図。
１００、２００…電源回路、１０５、１１０…スイッチ
（変換器）、１３５…負荷、１６０、２１０…デジタル
シャットダウン回路、１８５…シャットダウンスイッ
チ、１９０…ブロッキングダイオード
（変換器）、１３５…負荷、１６０、２１０…デジタル
シャットダウン回路、１８５…シャットダウンスイッ
チ、１９０…ブロッキングダイオード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 メルヴィン・シー・コスビー，ジュニア アメリカ合衆国、オハイオ州、レイクウッ ド、ウォーレン・ロード・ナンバー３、 1555番 (72)発明者 ゴードン・アレクサンダー・グリゴル アメリカ合衆国、オハイオ州、クリーブラ ンド・ハイツ、メドフォード・ロード、 875番 (72)発明者 ルイス・ロバート・ネロン アメリカ合衆国、オハイオ州、ブレックス ビル、タナジャー・オーバル、8058番 Ｆターム(参考） 5H007 BB03 CA02 CB12 DB03 DB07
Claims (20)
- 【請求項１】 負荷の動作を制御するように構成された
電源回路（１００）において、 （ａ）ＤＣ信号をＡＣ信号に変換するように構成された
変換器と、 （ｂ）前記変換器に接続され、その動作を制御する駆動
回路と、 （ｃ）前記駆動回路に接続され、前記変換器のスイッチ
を切断し、ダイオード（１９０）及びスイッチ（１８
５）を含むシャットダウン回路（１６０）とを具備する
電源回路（１００）。 - 【請求項２】 前記シャットダウン回路の前記スイッチ
（１８５）は、トランジスタ（３００、３１０、３２
０、３３０）であり、前記トランジスタの制御端子（１
９３）は、デジタル信号の受信が可能である請求項１記
載の電源回路。 - 【請求項３】 前記トランジスタ（３００、３１０、３
２０、３３０）は、ｎチャネル型トランジスタである請
求項２記載の電源回路（１００）。 - 【請求項４】 前記シャットダウン回路は、抵抗（１９
５）を更に具備する請求項１記載の電源回路（１０
０）。 - 【請求項５】 前記負荷（１３５）が電気抵抗である請
求項１記載の電源回路（１００）。 - 【請求項６】 前記負荷（１３５）が無効である請求項
１記載の電源回路（１００）。 - 【請求項７】 前記負荷（１３５）が電灯である請求項
１記載の電源回路（１００）。 - 【請求項８】 前記変換器が、ＡＣ電流が通る共通ノー
ド（Ｎ１）によりバス導線（１２０）と基準導線（１２
５）との間に直列に接続される第１のスイッチ（１０
５）及び第２のスイッチ（１１０）を具備し、前記第１
のスイッチ（１０５）及び前記第２のスイッチ（１１
０）は、それぞれ、制御ノード（Ｎ２）及び基準ノード
（Ｎ３）に接続され、前記制御ノードと前記基準ノード
との間の電圧により、前記各スイッチの導線状態が判定
される請求項１記載の電源回路（１００）。 - 【請求項９】 ＡＣ電流用の経路を提供するために前記
駆動回路に結合された自始動回路を更に具備する請求項
１記載の電源回路（１００）。 - 【請求項１０】 負荷の動作を制御するように構成され
た電源回路（１００）において、 （ａ）ＡＣ電流用の経路を提供するためにソースに結合
された自始動回路と、 （ｂ）ＡＣ電流が通る共通ノード（Ｎ１）によりバス導
線（１２０）と基準導線（１２５）との間に直列に接続
され、制御ノード（Ｎ２）及び基準ノード（Ｎ３）にそ
れぞれ接続される第１のスイッチ及び第２のスイッチ
（１０５、１１０）を含む変換器を制御するために、動
作上、前記自始動回路に結合されるゲート駆動構成部で
あり、前記制御ノードと前記基準ノードとの間の電圧
が、前記各スイッチの導線状態を判定するゲート駆動構
成部（Ｇ１、Ｇ２）と、 （ｃ）前記負荷におけるＡＣ電流を誘導する前記変換器
に結合される負荷回路（１１５）と、 （ｄ）前記共通ノードと前記制御ノードとの間に結合さ
れるシャットダウン回路（１６０）とを具備する電源回
路（１００）。 - 【請求項１１】 前記シャットダウン回路（１６０）
は、ダイオード（１９０）及びスイッチ（１８５）を具
備する請求項１０記載の電源回路（１００）。 - 【請求項１２】 前記シャットダウン回路（１６０）の
前記スイッチは、トランジスタであり、前記トランジス
タの制御端子（１９３）は、デジタル信号の受信が可能
である請求項１１記載の電源回路。 - 【請求項１３】 前記トランジスタは、ｎチャネル型ト
ランジスタである請求項１２記載の電源回路（１０
０）。 - 【請求項１４】 前記デジタルシャットダウン回路（１
９３）は、抵抗（１９５）を具備する請求項１０記載の
電源回路（１００）。 - 【請求項１５】 前記負荷（１３５）が電気抵抗である
請求項１０記載の電源回路（１００）。 - 【請求項１６】 前記負荷（１３５）が無効である請求
項１０記載の電源回路（１００）。 - 【請求項１７】 前記負荷回路（１１５）が電灯と直列
に接続されたインダクタ（１３０）を具備する請求項１
０記載の電源回路（１００）。 - 【請求項１８】 前記ゲート駆動構成部に結合された電
圧クランプ（１８０）を更に具備し、前記クランプの共
通端子は、前記シャットダウン回路（１６０）に結合さ
れる請求項１０記載の電源回路（１００）。 - 【請求項１９】 前記シャットダウン回路（１６０）
は、前記共通制御ノード（Ｎ２）と共通ノード（Ｎ１）
との間に結合されるトライアック（２２０）を更に具備
する請求項１０記載の電源回路（１００）。 - 【請求項２０】 負荷に電力を供給する方法において、 （ａ）変換器を用いてＤＣ信号をＡＣ信号に変換するこ
とと、 （ｂ）前記変換器に接続された駆動回路を用いて前記変
換器の動作を制御することと、 （ｃ）前記駆動回路に接続され且つダイオード及びスイ
ッチを具備するシャットダウン回路を用いて前記変換器
のスイッチを切断することとから成る方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/742,948 US6421260B1 (en) | 2000-12-20 | 2000-12-20 | Shutdown circuit for a half-bridge converter |
| US09/742948 | 2000-12-20 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002272128A true JP2002272128A (ja) | 2002-09-20 |
Family
ID=24986885
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001385365A Withdrawn JP2002272128A (ja) | 2000-12-20 | 2001-12-19 | 半ブリッジ変換器用シャットダウン回路 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6421260B1 (ja) |
| EP (1) | EP1220437A3 (ja) |
| JP (1) | JP2002272128A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008097535A (ja) * | 2006-10-16 | 2008-04-24 | Matsushita Electric Works Ltd | ２線式スイッチ装置 |
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|---|---|---|---|---|
| US7091752B2 (en) | 2003-09-30 | 2006-08-15 | Power Integrations, Inc. | Method and apparatus for simplifying the control of a switch |
| US20090033244A1 (en) * | 2007-08-03 | 2009-02-05 | System General Corp. | Integrated circuit with a preheat control for a ballast |
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|---|---|---|---|---|
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| US4586120A (en) * | 1983-12-30 | 1986-04-29 | At&T Bell Laboratories | Current limit shutdown circuit with time delay |
| US4652986A (en) * | 1986-04-07 | 1987-03-24 | American Standard Inc. | Vital inverter driver |
| US5452173A (en) * | 1992-09-08 | 1995-09-19 | Challenge Technologies, Inc. | Diagnostic circuit protection device |
| US5375051A (en) * | 1992-11-13 | 1994-12-20 | Daiblo Research Corporation | Apparatus using serial data line to turn on a transceiver or other device |
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| US5952790A (en) | 1996-09-06 | 1999-09-14 | General Electric Company | Lamp ballast circuit with simplified starting circuit |
| US5877595A (en) | 1996-09-06 | 1999-03-02 | General Electric Company | High power factor ballast circuit with complementary converter switches |
| US5917289A (en) | 1997-02-04 | 1999-06-29 | General Electric Company | Lamp ballast with triggerless starting circuit |
| US6005354A (en) * | 1996-10-21 | 1999-12-21 | International Rectifier Corporation | Ballast IC with shut-down function |
| US5914570A (en) | 1996-12-23 | 1999-06-22 | General Electric Company | Compact lamp circuit structure having an inverter/boaster combination that shares the use of a first n-channel MOSFET of substantially lower on resistance than its p-channel counterpart |
| US5986410A (en) | 1997-02-20 | 1999-11-16 | General Electric Company | Integrated circuit for use in a ballast circuit for a gas discharge lamp |
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| EP0895343B1 (en) * | 1997-07-28 | 2003-09-24 | STMicroelectronics S.r.l. | Sharing of external components for the control of the switching dead-time of a plurality of integrated devices cooperating in driving and R-L multiphase actuator |
| US5874810A (en) | 1997-09-02 | 1999-02-23 | General Electric Company | Electrodeless lamp arrangement wherein the excitation coil also forms the primary of the feedback transformer used to switch the transistors of the arrangement |
| DE19819027A1 (de) * | 1998-04-29 | 1999-11-04 | Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh | Schaltungsanordnung zum Betrieb mindestens einer Entladungslampe |
| US6051934A (en) | 1998-08-13 | 2000-04-18 | General Electric Company | Gas discharge lamp ballast circuit with high speed gate drive circuitry |
| US6057648A (en) | 1998-08-25 | 2000-05-02 | General Electric Company | Gas discharge lamp ballast with piezoelectric transformer |
| US6075687A (en) * | 1998-11-10 | 2000-06-13 | Mag Technology Co., Ltd. | Monitor X-ray protection device |
| US6078143A (en) | 1998-11-16 | 2000-06-20 | General Electric Company | Gas discharge lamp ballast with output voltage clamping circuit |
| JP3607823B2 (ja) * | 1998-11-19 | 2005-01-05 | 横河電機株式会社 | スイッチング電源装置 |
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-
2000
- 2000-12-20 US US09/742,948 patent/US6421260B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-12-17 EP EP01310527A patent/EP1220437A3/en not_active Withdrawn
- 2001-12-19 JP JP2001385365A patent/JP2002272128A/ja not_active Withdrawn
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|---|---|---|---|---|
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1220437A3 (en) | 2004-01-14 |
| US20020075704A1 (en) | 2002-06-20 |
| US6421260B1 (en) | 2002-07-16 |
| EP1220437A2 (en) | 2002-07-03 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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