JP2002320382A - 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
機能を有しながら、部品点数の削減と、装置の信頼性向
上を図る。 【解決手段】 外部制御端子CNTに所定の電圧を供給
すると、発光ダイオード22Aが発光し、出力電圧Vout
はオンする。一方、過電圧保護回路31が出力電圧Vout
の過電圧状態を検出すると、オン・オフ制御回路21で用
いたフォトカプラ22の発光ダイオード22Aが消光し、出
力電圧Voutをオフにする過電圧保護信号が出力され
る。このように、オン・オフ制御回路21および過電圧保
護回路31の信号伝送素子としてのフォトカプラ22を兼用
することで、フォトカプラ22の部品点数を削減でき、電
源装置としての信頼性を向上できる。
Description
出力電圧のオン・オフ制御機能を有するスイッチング電
源装置に関する。
置における一般的な回路構成を図2に示す。同図におい
て、1は一次側と二次側とを絶縁するトランス、2は主
スイッチング素子であるMOS型FETで、このMOS
型FET2をスイッチングすることにより、トランス1
の一次巻線1Aに入力端子+Vi,−Vi間の直流入力
電圧Vinが断続的に印加される。また、トランス1の二
次巻線1Bには、整流ダイオード4と平滑コンデンサ5
とからなる整流平滑回路が接続され、二次巻線1Bに誘
起した電圧を整流平滑して、出力端子+Vo,−Voか
ら負荷6に出力電圧Voutを供給するようになってい
る。
チング電源装置の回路構成を有し、MOS型FET2が
オンすると、トランス1の二次巻線1Bの他端すなわち
ドット側端子に正極性の電圧が誘起され、整流ダイオー
ド4はオフすると共に、トランス1にエネルギーが蓄え
られる。この際、負荷6には平滑コンデンサ5に蓄えら
れたエネルギーが供給される。一方、MOS型FET2
がオフすると、整流ダイオード4を接続した二次巻線1
Bの一端すなわち非ドット側端子に正極性の電圧が誘起
され、整流ダイオード4はオンして、それまでトランス
1に蓄えられていたエネルギーがこの整流ダイオード4
を通って平滑コンデンサ5ひいては負荷6に供給され
る。
に、ここでは出力電圧検出回路11と制御回路12とによる
帰還ループが形成される。出力電圧検出回路11は、出力
電圧Voutを例えば抵抗分圧などにより監視して、その
電圧検出信号を制御回路12に出力するものである。また
制御回路12は、出力電圧検出回路11からの電圧検出信号
に応じて、MOS型FET2への駆動信号のパルス導通
幅を制御するもので、出力電圧Voutが高い場合には駆
動信号のパルス導通幅を短く、出力電圧Voutが低い場
合には駆動信号のパルス導通幅を長くするように構成し
ている。そして、出力電圧検出回路11から制御回路12へ
の電圧検出信号の伝送は、発光部である発光ダイオード
13Aと受光部であるフォトトランジスタ13Bとを組み合
わせたフォトカプラ13により行なわれる。
に過電圧が発生したときに過電圧検出信号を制御回路12
に送出し、MOS型FET2の動作を停止させる過電圧
保護回路である。この過電圧保護回路15は図2に示すよ
うに、過電圧検出素子としてのツェナーダイオード16
と、抵抗17と、フォトカプラ18の発光部である発光ダイ
オード18Aとの直列回路19を出力電圧ライン間に接続し
て構成され、出力電圧Voutが制御回路12の正常な制御
範囲を越えて上昇すると、この直列回路を流れる電流が
増加して発光ダイオード18Aが発光し、制御回路12に接
続したフォトカプラ18の受光部としてのフォトトランジ
スタ13Bに電流が流れて、MOS型FET2へのパルス
駆動信号の供給を停止するようになっている。
ことなく、外部からの出力電圧Voutをオン・オフさせ
ることのできるオン・オフ制御回路で、これは具体的に
は、マイナス側出力電圧ラインと外部制御端子CNTと
の間に、フォトカプラ22の発光部である発光ダイオード
22Aと抵抗23との直列回路を接続して構成される。そし
て、外部端子CNTに所定の電圧を供給すると、発光ダ
イオード22Aが発光して制御回路12に接続したフォトカ
プラ22の受光部としてのフォトトランジスタ22Bに電流
が流れ、出力電圧Voutが出力する状態(オン)とな
り、逆に外部端子CNTをマイナス側の出力端子−Vo
に短絡させると、発光ダイオード22Aが発光しなくなっ
てフォトトランジスタ22Bに電流が流れなくなり、出力
電圧Voutが出力しない状態(オフ)になる。
に、過電圧保護機能と出力電圧のオン・オフ制御機能を
有するスイッチング電源装置においては、トランス1の
二次側から一次側への信号伝送素子として、2つのフォ
トカプラ18,22が設けられている。すなわち、トランス
1の一次側と二次側との絶縁を図るために、過電圧保護
回路15から制御回路12への信号伝送用としてのフォトカ
プラ18と、オン・オフ制御回路21から制御回路12への信
号伝送用としてのフォトカプラ22をそれぞれ必要とする
ため、部品点数が増える上に、装置の信頼性を悪化させ
る要因となっていた。
過電圧保護機能と出力電圧のオン・オフ制御機能を有し
ながら、部品点数の削減と、装置の信頼性向上を図るこ
との可能なスイッチング電源装置を提供することをその
目的とする。
記目的を達成するために、外部制御端子に電圧を供給す
るとフォトカプラの発光部が発光して、出力電圧をオン
にする制御信号を出力するオン・オフ制御回路と、前記
出力電圧の過電圧発生時に前記フォトカプラの発光部を
消光して、前記出力電圧をオフにする過電圧保護信号を
出力する過電圧保護回路とを備えたものである。
端子に所定の電圧を供給すると、フォトカプラの発光部
が発光して、出力電圧をオンにする制御信号が出力され
る。一方、過電圧保護回路が出力電圧の過電圧状態を検
出すると、オン・オフ制御回路で用いたフォトカプラの
発光部が消光して、出力電圧をオフにする過電圧保護信
号が出力される。このように、過電圧保護回路の信号伝
送素子としてのフォトカプラが、オン・オフ制御回路の
信号伝送素子としてのフォトカプラと兼用して用いられ
るため、フォトカプラの部品点数を削減でき、電源装置
としての信頼性も向上する。
おけるスイッチング電源装置の一実施例を説明する。な
お、従来例と同一箇所には同一符号を付し、その共通す
る部分の説明は重複するため省略する。
ラス側の出力電圧ラインにカソードを接続した過電圧検
出素子としてのツェナーダイオード16と、このツェナー
ダイオード16のアノードに一端を接続した抵抗17と、抵
抗17の他端にベースを接続し、前記オン・オフ制御回路
の21の発光ダイオード22Aの両端にコレクタ・エミッタ
間を接続したスイッチ素子としてのNPN型トランジス
タ32と、このトランジスタ32のベース・エミッタ間に接
続する抵抗33とにより構成される。つまり、従来のフォ
トカプラ18に代えて、ここでは過電圧状態時に発光ダイ
オード22Aの両端間を短絡するバイパス回路(トランジ
スタ32および抵抗33)を接続している。
じく、マイナス側出力電圧ラインと外部制御端子CNT
との間に、フォトカプラ22の発光部である発光ダイオー
ド22Aと抵抗23との直列回路を接続して構成される。そ
して制御回路12は、出力電圧Voutの安定化を図るため
に、フォトカプラ13のトランジスタ13Bを流れる電流に
応じて、MOS型FET2への駆動信号のパルス導通幅
を可変制御すると共に、別のフォトカプラ22のトランジ
スタ22Bに電流が流れると、出力電圧Voutを出力する
状態(オン)にし、フォトカプラ22のトランジスタ22B
に電流が流れなくなると、出力電圧Voutを出力させな
い状態(オフ)に切り換える。なお、それ以外の構成
は、従来例と同じである。
外部制御端子CNTに所定の電圧を供給すると、抵抗23
および発光ダイオード22Aに電流が流れて発光ダイオー
ド22Aが発光し、制御回路12に接続したフォトトランジ
スタ22Bに電流が流れる。これにより、制御回路12はス
イッチング素子2へのパルス駆動信号の供給を開始し、
出力電圧Voutが出力する状態となる。
1の二次巻線1Bのドット側端子に正極性の電圧が誘起
されるので、整流ダイオード4はオフし、トランス1に
エネルギーが蓄えられる。このMOS型FET2のオン
期間中は、平滑コンデンサ5に蓄えられたエネルギーが
負荷6に供給される。一方、MOS型FET2がオフす
ると、整流ダイオード4を接続した二次巻線1Bの非ド
ット側端子に正極性の電圧が発生し、整流ダイオード4
はオンして、それまでトランス1に蓄えられていたエネ
ルギーが、この整流ダイオード4を通って平滑コンデン
サ5ひいては負荷6に供給される。
V間に発生する出力電圧Voutを監視し、その電圧検出
信号をフォトカプラ13を介して制御回路12に出力する。
制御回路12は、このフォトカプラ13のフォトトランジス
タ13Bを流れる電流に基づき、出力電圧Voutが高い場
合には駆動信号のパルス導通幅を短く、出力電圧Vout
が低い場合には駆動信号のパルス導通幅を長くして、出
力電圧Voutの安定化を図っている。
が何等かの原因で過電圧になり、これを過電圧保護回路
31のツェナーダイオード16が検出すると、トランジスタ
32のベース電位が上昇し、このトランジスター32がター
ンオンして発光ダイオード22Aの両端間を短絡する。し
たがって、外部制御端子CNTからの電圧供給によって
抵抗23を流れる電流は、発光ダイオード22Aではなくト
ランジスタ32をバイパスして流れ、フォトトランジスタ
22Bに電流が流れなくなる。これを受けて制御回路12
は、MOS型FET2へのパルス駆動信号の供給を停止
し、出力電圧Voutを直ちにオフして過電圧保護を図
る。
も、外部制御端子CNTを例えば−側の出力端子−Vo
と接続して、所定の電圧レベル以下にすれば、オン・オ
フ制御回路21の抵抗23ひいては発光ダイオード22Aに電
流が流れなくなり、制御回路12は、過電圧時と同様にM
OS型FET2へのパルス駆動信号の供給を停止して、
出力電圧Voutをオフにする。このように、1つのフォ
トカプラ22にて過電圧の検出信号と出力電圧Voutのオ
ン・オフ制御信号を伝送することができるので、従来よ
りもフォトカプラ22の個数を減らすことができ、同時に
電源装置としての信頼性も向上する。
端子CNTに所定レベルの電圧を供給すると、フォトカ
プラ22の発光部である発光ダイオード22Aが発光して、
出力電圧Voutをオンにする制御信号を出力するオン・
オフ制御回路21と、出力電圧の過電圧発生時にフォトカ
プラ22の発光ダイオード22Aを消光して、出力電圧Vou
tをオフにする過電圧保護信号を出力する過電圧保護回
路31とを備えている。
御端子CNTに所定の電圧を供給すると、フォトカプラ
22の発光ダイオード22Aが発光して、出力電圧Voutを
オンにする制御信号が出力される。一方、過電圧保護回
路31が出力電圧Voutの過電圧状態を検出すると、オン
・オフ制御回路21で用いたフォトカプラ22の発光ダイオ
ード22Aが消光して、出力電圧Voutをオフにする過電
圧保護信号が出力される。このように、過電圧保護回路
31の信号伝送素子としてのフォトカプラ22が、オン・オ
フ制御回路21の信号伝送素子としてのフォトカプラ22と
兼用して用いられるため、フォトカプラ22の部品点数を
削減でき、電源装置としての信頼性を向上させることも
可能になる。
ラ22を消光させる手段としては、他に発光ダイオード22
Aのどちらか一端にスイッチ素子を接続し、過電圧時に
このスイッチ素子をオフにして、フォトカプラ22を流れ
る電流を遮断するように構成してもよい。
ダイオード22と抵抗23との直列回路を接続してオン・オ
フ制御回路21を構成すると共に、出力電圧ラインに接続
する過電圧検出用のツェナーダイオード16と抵抗との直
列回路に、前記ツェナーダイオード16が過電圧状態を検
出したときに、発光ダイオード22の両端間を短絡するス
イッチ素子すなわちトランジスタ32を接続して過電圧保
護回路31を構成している。このようにすると、過電圧保
護回路31は既存のツェナーダイオード16および抵抗17の
他に、実質的にスイッチ素子であるトランジスタ32を追
加するだけで、過電圧保護専用のフォトカプラ18(図2
参照)をなくして、従来と同様の機能を発揮することが
可能になる。
は、外部制御端子に電圧を供給するとフォトカプラの発
光部が発光して、出力電圧をオンにする制御信号を出力
するオン・オフ制御回路と、前記出力電圧の過電圧発生
時に前記フォトカプラの発光部を消光して、前記出力電
圧をオフにする過電圧保護信号を出力する過電圧保護回
路とを備えたものであり、過電圧保護機能と出力電圧の
オン・オフ制御機能を有しながら、部品点数の削減と、
装置の信頼性向上を図ることが可能になる。
の回路図である。
ある。
Claims (1)
- 【請求項1】 外部制御端子に電圧を供給するとフォト
カプラの発光部が発光して、出力電圧をオンにする制御
信号を出力するオン・オフ制御回路と、前記出力電圧の
過電圧発生時に前記フォトカプラの発光部を消光して、
前記出力電圧をオフにする過電圧保護信号を出力する過
電圧保護回路とを備えたことを特徴とするスイッチング
電源装置。
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JP2017092473A (ja) * | 2015-11-10 | 2017-05-25 | アナログ デバイシス グローバル | 過電圧保護装置および過電圧保護装置と組み合わせたガルバニックアイソレータ |
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