JP2003174771A - Switching power supply - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチング電源
装置に関し、特に、加熱保護機能を備えたスイッチング
電源装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching power supply device, and more particularly to a switching power supply device having a heating protection function.
【0002】[0002]
【従来の技術】以下、従来の加熱保護機能を有するスイ
ッチング電源装置について図面を参照しながら説明す
る。2. Description of the Related Art A conventional switching power supply device having a heat protection function will be described below with reference to the drawings.
【0003】(第1の従来例)図2は第1の従来例に係
る、入力側と出力側とがトランスにより電気的に絶縁さ
れたスイッチング電源装置の回路構成を示している。(First Conventional Example) FIG. 2 shows a circuit configuration of a switching power supply device according to the first conventional example in which an input side and an output side are electrically insulated by a transformer.
【0004】第1の従来例に係るスイッチング電源装置
は、電力変換用で、1次巻線101a、制御巻線101
b及び2次巻線101cからなるトランス101と、第
1の1次巻線101aと接続されたスイッチング素子1
02と、該スイッチング素子102の動作を制御する制
御回路103とを有している。The switching power supply device according to the first conventional example is for power conversion, and has a primary winding 101a and a control winding 101.
b, a transformer 101 including a secondary winding 101c, and a switching element 1 connected to the first primary winding 101a.
02 and a control circuit 103 for controlling the operation of the switching element 102.
【0005】トランス101の1次巻線101aと装置
の主入力端子104との間には、ヒューズ素子105、
整流器106及び入力平滑コンデンサ107が接続され
ている。A fuse element 105 is provided between the primary winding 101a of the transformer 101 and the main input terminal 104 of the device.
The rectifier 106 and the input smoothing capacitor 107 are connected.
【0006】トランス101の2次巻線101cには、
ダイオード及びコンデンサからなる出力用整流平滑回路
108が設けられ、該出力用整流平滑回路108は負荷
109と接続される。In the secondary winding 101c of the transformer 101,
An output rectifying / smoothing circuit 108 including a diode and a capacitor is provided, and the output rectifying / smoothing circuit 108 is connected to the load 109.
【0007】トランス101の制御巻線101bには、
制御回路103に対して制御電流を供給するダイオード
及びコンデンサからなる制御回路用整流平滑回路110
が設けられている。In the control winding 101b of the transformer 101,
Control circuit rectifying / smoothing circuit 110 including a diode and a capacitor for supplying a control current to the control circuit 103.
Is provided.
【0008】制御回路103は、発振器を含むスイッチ
ング信号生成回路121及び加熱保護回路122を有
し、これらはNAND回路123及びドライブ回路12
4を介して、スイッチング素子102のゲートと接続さ
れている。The control circuit 103 has a switching signal generation circuit 121 including an oscillator and a heating protection circuit 122, which are a NAND circuit 123 and a drive circuit 12.
4 is connected to the gate of the switching element 102.
【0009】ここで、例えば、スイッチング素子102
の故障により、該スイッチング素子102の温度が異常
に上昇した場合には、加熱保護回路122に含まれる加
熱温度検出回路125から、RSフリップフロップ回路
126のセット端子にハイレベルの信号が出力される。
このとき、RSフリップフロップ回路126の反転出力
端子からNAND回路123に対してローレベルの信号
が出力されるので、スイッチング素子102のスイッチ
ング動作が停止する。その後、例えば、入力電源の電圧
をいったん切断する等して、制御回路103の電源電圧
を低下させると、再起動回路127からのハイレベルの
信号がRSフリップフロップ回路126のリセット端子
に出力される。そこで、入力電源を再投入すると、スイ
ッチング素子102のスイッチング動作が復帰する。Here, for example, the switching element 102
When the temperature of the switching element 102 rises abnormally due to the failure of the above, the heating temperature detection circuit 125 included in the heating protection circuit 122 outputs a high level signal to the set terminal of the RS flip-flop circuit 126. .
At this time, a low level signal is output from the inverting output terminal of the RS flip-flop circuit 126 to the NAND circuit 123, so that the switching operation of the switching element 102 is stopped. After that, for example, if the power supply voltage of the control circuit 103 is lowered by temporarily cutting off the voltage of the input power supply or the like, a high level signal from the restart circuit 127 is output to the reset terminal of the RS flip-flop circuit 126. . Therefore, when the input power is turned on again, the switching operation of the switching element 102 is restored.
【0010】このように、第1の従来例に係るスイッチ
ング電源装置は、何らかの異常によりスイッチング素子
102の温度が上昇した場合には、加熱保護回路122
によって、スイッチング素子102の動作が停止するた
め、スイッチング電源装置の異常の拡大を防止できると
共に、該装置を入力電源から切断しない限りは、装置の
停止状態が保持される。As described above, in the switching power supply device according to the first conventional example, when the temperature of the switching element 102 rises due to some abnormality, the heating protection circuit 122.
As a result, the operation of the switching element 102 is stopped, so that the abnormality of the switching power supply device can be prevented from spreading, and the stopped state of the device is maintained unless the device is disconnected from the input power supply.
【0011】(第2の従来例)図3は第2の従来例に係
るスイッチング電源装置の回路構成を示している。図3
において、第1の従来例に係る構成要素と同一の構成要
素には同一の符号を付すことにより説明を省略する。図
3に示すように、装置全体のヒューズ素子105以外
に、制御巻線101bと制御回路103との間に温度ヒ
ューズ素子111が設けられている。(Second Conventional Example) FIG. 3 shows a circuit configuration of a switching power supply device according to a second conventional example. Figure 3
In the above, the same components as those of the first conventional example are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. As shown in FIG. 3, in addition to the fuse element 105 of the entire device, a temperature fuse element 111 is provided between the control winding 101b and the control circuit 103.
【0012】この温度ヒューズ素子111は、例えばス
イッチング素子102の放熱板に取り付けられ、スイッ
チング素子102温度を放熱板を介して検出し、検出し
た温度が所定の温度以上になったときに溶断する。この
ため、制御回路103に制御用の電流が供給されなくな
るので、スイッチング素子102の動作が停止する。The thermal fuse element 111 is attached to, for example, a heat radiating plate of the switching element 102, detects the temperature of the switching element 102 via the heat radiating plate, and blows when the detected temperature exceeds a predetermined temperature. Therefore, the control current is not supplied to the control circuit 103, and the operation of the switching element 102 is stopped.
【0013】このように、第2の従来例に係るスイッチ
ング電源装置は、スイッチング素子102の温度が、装
置の何らかの異常により上昇した場合には、温度ヒュー
ズ素子111が溶断されるため、スイッチング素子10
2の動作が停止すると共に、装置の動作は復帰されるこ
とがない。As described above, in the switching power supply device according to the second conventional example, when the temperature of the switching element 102 rises due to some abnormality of the device, the temperature fuse element 111 is blown, so that the switching element 10
The operation of the device 2 is stopped and the operation of the device is not restored.
【0014】(第3の従来例)図4は、特開平9−56
153号公報に記載された第3の従来例に係るスイッチ
ング電源装置の回路構成を示している。この公報には、
スイッチング素子2の温度が所定値以上となったとき
に、ヒューズ素子4を溶断させる保護回路が開示されて
いる。(Third conventional example) FIG.
The circuit structure of the switching power supply device which concerns on the 3rd prior art example described in the 153 publication is shown. In this publication,
There is disclosed a protection circuit that blows the fuse element 4 when the temperature of the switching element 2 exceeds a predetermined value.
【0015】図4に示すように、スイッチング素子2の
放熱板に取り付けられ、該スイッチング素子2の温度を
検出する温度検出器11と、温度検出器11の出力を受
けてスイッチング素子2の導通状態を保持することによ
りヒューズ素子4を溶断するサイリスタ16等を含むゲ
ート手段とを有している。As shown in FIG. 4, a temperature detector 11 attached to a heat dissipation plate of the switching element 2 for detecting the temperature of the switching element 2 and a conduction state of the switching element 2 upon receiving an output of the temperature detector 11. And a gate means including a thyristor 16 for melting the fuse element 4 by holding.
【0016】[0016]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記第
1の従来例に係るスイッチング電源装置は、故障した部
品等を取り除かなくても、入力電源を再度投入するとス
イッチング動作が復帰されるため、正常な部品までもが
破壊される2次的破壊を防止できないという問題があ
る。However, in the switching power supply device according to the first conventional example, the switching operation is restored when the input power is turned on again without removing the defective component, so that the normal operation is achieved. There is a problem in that it is impossible to prevent secondary destruction in which even parts are destroyed.
【0017】前記第2の従来例に係るスイッチング電源
装置は、温度ヒューズ素子111の溶断により、いった
ん異常が生じると装置自体の動作が復帰しないため、2
次的破壊は生じないが、温度ヒューズ素子111を新た
に設ける必要があるので、部品点数が増加して小型化の
妨げとなり且つコスト増大の要因となるという問題があ
る。In the switching power supply device according to the second conventional example, the operation of the device itself is not restored once an abnormality occurs due to the melting of the temperature fuse element 111.
Although secondary destruction does not occur, since the thermal fuse element 111 needs to be newly provided, there is a problem that the number of parts increases, which hinders miniaturization and causes a cost increase.
【0018】また、前記第3の従来例に係るスイッチン
グ電源装置は、温度検出器11がスイッチング素子2の
放熱板に取り付けられているため、スイッチング素子2
自体の温度を検出できないという問題がある。さらに
は、異常時にスイッチング素子2を導通状態を保持する
ゲート手段を新たに設ける必要があり、部品点数が増加
したり、コストが増大したりするという問題も生じる。Further, in the switching power supply device according to the third conventional example, since the temperature detector 11 is attached to the heat dissipation plate of the switching element 2, the switching element 2
There is a problem that the temperature of itself cannot be detected. Furthermore, it is necessary to newly provide a gate means for holding the switching element 2 in a conducting state at the time of abnormality, which causes a problem that the number of parts increases or the cost increases.
【0019】さらに、出力電力が10W程度の比較的電
源容量が小さいスイッチング電源装置の場合には、一般
に、スイッチング素子に放熱板を設けないため、温度検
出器11のためにわざわざ放熱板を設ける必要が生じ
る。Further, in the case of a switching power supply device having a relatively small power supply capacity of about 10 W of output power, a heat sink is generally not provided in the switching element, so that it is necessary to provide a heat sink for the temperature detector 11. Occurs.
【0020】本発明は、前記従来の問題を解決し、部品
点数を増加することなく、いったん異常温度を検出する
と、スイッチング電源装置の動作を停止し且つ復帰しな
いようにすることを目的とする。It is an object of the present invention to solve the above-mentioned conventional problems, and to stop the operation of the switching power supply device and prevent the operation from recovering once the abnormal temperature is detected without increasing the number of parts.
【0021】[0021]
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係る第1のスイッチング電源装置は、変圧
器と、入力端子が変圧器の1次巻線と接続され、変圧器
を介して第1の直流電圧を受けるスイッチング素子と、
変圧器の2次巻線と接続され、変圧器の2次側の出力電
圧を整流し且つ平滑化することにより、第1の直流電圧
から第2の直流電圧を生成して出力する出力電圧生成回
路と、スイッチング素子の動作を制御する制御回路と、
変圧器の制御巻線と接続され、2次側の出力電圧と比例
する1次側の出力電圧を発生すると共に、発生した1次
側の出力電圧を整流し且つ平滑化することにより、制御
回路の電源電圧を生成する電源電圧生成回路と、変圧器
と該変圧器の入力側との間に設けられたヒューズ素子と
を備え、制御回路は、スイッチング素子に印加するスイ
ッチング信号を生成して出力するスイッチング信号生成
回路と、スイッチング素子の温度を検出する温度検出回
路と、温度検出回路からの出力信号に基づいて、スイッ
チング素子の導通を保持する導通保持手段とを有してい
る。To achieve the above object, a first switching power supply device according to the present invention comprises a transformer, an input terminal of which is connected to a primary winding of the transformer. A switching element that receives a first DC voltage via
Output voltage generation that is connected to the secondary winding of the transformer and rectifies and smoothes the output voltage on the secondary side of the transformer to generate and output the second DC voltage from the first DC voltage. A circuit and a control circuit for controlling the operation of the switching element,
A control circuit connected to a control winding of a transformer to generate a primary-side output voltage that is proportional to a secondary-side output voltage, and rectify and smooth the generated primary-side output voltage. And a fuse element provided between the transformer and an input side of the transformer, the control circuit generates and outputs a switching signal to be applied to the switching element. The switching signal generating circuit, the temperature detecting circuit that detects the temperature of the switching element, and the conduction holding unit that holds the conduction of the switching element based on the output signal from the temperature detecting circuit.
【0022】第1のスイッチング電源装置によると、制
御回路が、スイッチング素子の温度を検出する温度検出
回路と、温度検出回路からの出力信号に基づいてスイッ
チング素子の導通を保持する導通保持手段とを有してい
るため、温度検出回路が加熱異常を検出すると、スイッ
チング素子がスイッチング動作を行なわずに導通し続け
るので、ヒューズ素子自体の発熱により該ヒューズ素子
が溶断する。その結果、変圧器を備え加熱保護回路を有
する従来のスイッチング電源装置に新たな構成部材を追
加することなく、故障による温度異常時に動作を復帰し
ないようにすることができる。According to the first switching power supply device, the control circuit includes a temperature detection circuit for detecting the temperature of the switching element and a continuity holding means for holding the conduction of the switching element based on the output signal from the temperature detection circuit. Therefore, when the temperature detection circuit detects a heating abnormality, the switching element continues to conduct without performing a switching operation, so that the fuse element itself generates heat to melt the fuse element. As a result, it is possible to prevent the operation from being restored when the temperature is abnormal due to a failure without adding a new component to the conventional switching power supply device having the transformer and having the heating protection circuit.
【0023】本発明に係る第2のスイッチング電源装置
は、変圧器と、入力端子が変圧器の1次巻線と接続さ
れ、変圧器を介して第1の直流電圧を受けるスイッチン
グ素子と、変圧器の2次巻線と接続され、変圧器の2次
側の出力電圧を整流し且つ平滑化することにより、第1
の直流電圧から第2の直流電圧を生成して出力する出力
電圧生成回路と、スイッチング素子の動作を制御する制
御回路と、変圧器の制御巻線と接続され、2次側の出力
電圧と比例する1次側の出力電圧を発生すると共に、発
生した1次側の出力電圧を整流し且つ平滑化することに
より、制御回路の電源電圧を生成する電源電圧生成回路
とを備え、制御回路は、スイッチング素子に印加するス
イッチング信号を生成して出力するスイッチング信号生
成回路と、スイッチング素子の温度を検出する温度検出
回路と、温度検出回路からの出力信号に基づいて、スイ
ッチング素子の導通を保持する導通保持手段とを有し、
スイッチング素子の入力端子又は出力端子は、外部端子
との間を導通保持状態で溶断するワイヤにより接続され
ている。A second switching power supply device according to the present invention comprises a transformer, a switching element whose input terminal is connected to the primary winding of the transformer, and which receives the first DC voltage via the transformer, and a transformer. Is connected to the secondary winding of the transformer and rectifies and smoothes the output voltage on the secondary side of the transformer.
Connected to the output voltage generation circuit that generates and outputs the second DC voltage from the DC voltage, the control circuit that controls the operation of the switching element, and the control winding of the transformer, and is proportional to the output voltage on the secondary side. And a power supply voltage generation circuit that generates a power supply voltage for the control circuit by rectifying and smoothing the generated output voltage on the primary side. A switching signal generation circuit that generates and outputs a switching signal applied to the switching element, a temperature detection circuit that detects the temperature of the switching element, and a conduction that maintains the conduction of the switching element based on the output signal from the temperature detection circuit. Holding means and
The input terminal or the output terminal of the switching element is connected to the external terminal by a wire that melts and cuts in a conductive and held state.
【0024】第2のスイッチング電源装置によると、制
御回路が、スイッチング素子の温度を検出する温度検出
回路と、温度検出回路からの出力信号に基づいてスイッ
チング素子の導通を保持する導通保持手段とを有してお
り、さらに、スイッチング素子の入力端子又は出力端子
が外部端子との間を導通保持状態で溶断するワイヤによ
り接続されているため、温度検出回路が加熱異常を検出
すると、スイッチング素子がスイッチング動作を行なわ
ずに導通し続けるので、ワイヤ自体の発熱により該ワイ
ヤが溶断する。その結果、変圧器を備え加熱保護回路を
有する従来のスイッチング電源装置に新たな構成部材を
追加することなく、故障による温度異常時に動作を復帰
しないようすることができる。According to the second switching power supply device, the control circuit includes a temperature detection circuit for detecting the temperature of the switching element and a conduction holding means for holding the conduction of the switching element based on the output signal from the temperature detection circuit. In addition, since the input terminal or output terminal of the switching element is connected to the external terminal by a wire that melts and cuts in a conductive holding state, when the temperature detection circuit detects a heating abnormality, the switching element switches Since the wire continues to conduct without performing any operation, the wire is melted by the heat generated by the wire itself. As a result, it is possible to prevent the operation from being restored when the temperature is abnormal due to a failure without adding a new component to the conventional switching power supply device having the transformer and having the heating protection circuit.
【0025】第1又は第2のスイッチング電源装置にお
いて、導通保持手段がRSフリップフロップ回路である
ことが好ましい。このようにすると、RSフリップフロ
ップ回路は入力信号の保持(ラッチ)動作が可能である
ため、スイッチング素子を導通状態に保持することを、
特別な回路を用いることなく簡単な構成で且つ確実に行
なうことができる。In the first or second switching power supply device, it is preferable that the continuity holding means is an RS flip-flop circuit. In this way, the RS flip-flop circuit can hold (latch) the input signal, and therefore, it is necessary to hold the switching element in the conductive state.
A simple structure and reliable operation can be performed without using a special circuit.
【0026】第1又は第2のスイッチング電源装置にお
いて、スイッチング素子及び制御回路が、スイッチング
素子の入力端子及び出力端子、並びに制御回路の制御端
子が外部接続端子となるように一つの半導体基板上に集
積化されて形成されていることが好ましい。このように
すると、スイッチング素子及び制御回路を1チップ化で
きるため、部品点数を大幅に削減できると共に装置のサ
イズを小型化できる。In the first or second switching power supply device, the switching element and the control circuit are arranged on one semiconductor substrate such that the input terminal and the output terminal of the switching element and the control terminal of the control circuit are external connection terminals. It is preferable that they are integrated and formed. With this configuration, the switching element and the control circuit can be integrated into one chip, so that the number of parts can be significantly reduced and the size of the device can be reduced.
【0027】第1又は第2のスイッチング電源装置にお
いて、スイッチング素子及び制御回路が、スイッチング
素子の入力端子及び出力端子、並びに制御回路の制御端
子が外部接続端子となるように一つのパッケージに収納
されて形成されていることが好ましい。このようにする
と、スイッチング素子及び制御回路を1パッケージ化で
きるため、部品点数を削減できると共に装置のサイズを
小型化できる。In the first or second switching power supply device, the switching element and the control circuit are housed in one package such that the input terminal and the output terminal of the switching element and the control terminal of the control circuit are external connection terminals. Are preferably formed. In this way, the switching element and the control circuit can be packaged in one package, so that the number of parts can be reduced and the size of the device can be reduced.
【0028】[0028]
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態について図面
を参照しながら説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
【0029】図1は本発明の一実施形態に係るスイッチ
ング電源装置の概略的な回路構成を示している。FIG. 1 shows a schematic circuit configuration of a switching power supply device according to an embodiment of the present invention.
【0030】図1に示すように、本実施形態に係るスイ
ッチング電源装置は、主入力端子10に印加された、例
えば商用電源からの交流電流を整流し且つ平滑化した第
1の直流電圧をトランス(変圧器)11の1次側に印加
しながら、スイッチング素子12のオンオフ動作の繰り
返しによるスイッチング動作によって、トランス11の
2次側に設けられた出力電圧生成回路13が第2の直流
電圧である所望の出力電圧を主出力端子14に出力する
スイッチング電源装置である。As shown in FIG. 1, the switching power supply device according to this embodiment uses a transformer for a first DC voltage applied to the main input terminal 10, which is obtained by rectifying and smoothing an AC current from a commercial power supply, for example. While being applied to the primary side of the (transformer) 11, the output voltage generation circuit 13 provided on the secondary side of the transformer 11 is the second DC voltage by the switching operation by repeating the on / off operation of the switching element 12. The switching power supply device outputs a desired output voltage to the main output terminal 14.
【0031】以下、スイッチング電源装置を詳細に説明
する。The switching power supply device will be described in detail below.
【0032】トランス11は、1次巻線11a、制御巻
線11b及び2次巻線11cから構成されている。The transformer 11 is composed of a primary winding 11a, a control winding 11b and a secondary winding 11c.
【0033】主入力端子10には、ヒューズ素子15を
介して交流電流を整流するダイオードブリッジ等からな
る整流器16と、整流された信号を平滑化して直流電圧
を生成する入力平滑コンデンサ17とが並列に接続され
ている。生成された直流電圧は、トランス11の1次巻
線11aに入力された後、例えばN型パワーMOSFE
Tからなるスイッチング素子12のドレイン端子TD に
入力される。スイッチング素子11のソース端子TS
は、入力平滑コンデンサ17の陰極端子と接続され、そ
のゲートには、該スイッチング素子12の動作を制御す
る制御回路18からの制御信号が入力される。A rectifier 16 composed of a diode bridge or the like for rectifying an alternating current through a fuse element 15 and an input smoothing capacitor 17 for smoothing a rectified signal to generate a direct current voltage are connected in parallel to the main input terminal 10. It is connected to the. The generated DC voltage is input to the primary winding 11a of the transformer 11 and then, for example, N-type power MOSFE
It is input to the drain terminal T D of the switching element 12 made of T. Source terminal T S of switching element 11
Is connected to the cathode terminal of the input smoothing capacitor 17, and the control signal from the control circuit 18 for controlling the operation of the switching element 12 is input to the gate thereof.
【0034】なお、本実施形態に係るスイッチング電源
装置は、整流器16を設けない構成であってもよい。そ
の場合は、第1の直流電圧をあらかじめ整流してから主
入力端子10に入力すればよい。また、ヒューズ素子1
5は、入力平滑コンデンサ17とトランス11の1次巻
線11aとの間に設けるようにする。The switching power supply device according to the present embodiment may have a structure in which the rectifier 16 is not provided. In that case, the first DC voltage may be rectified in advance and then input to the main input terminal 10. In addition, the fuse element 1
5 is provided between the input smoothing capacitor 17 and the primary winding 11a of the transformer 11.
【0035】トランス11の2次巻線11cには、出力
電圧生成回路13が接続されている。出力電圧生成回路
13は、1次巻線11aに印加され且つスイッチングさ
れた第1の直流電圧の磁気誘導により発生した起電力に
よる電流を整流する第1のダイオード13aと、整流さ
れた信号を平滑化して第2の直流電圧を出力する第1の
出力コンデンサ13bとから構成されている。An output voltage generation circuit 13 is connected to the secondary winding 11c of the transformer 11. The output voltage generation circuit 13 smoothes the rectified signal and a first diode 13a that rectifies a current due to an electromotive force generated by magnetic induction of a first DC voltage that is applied to the primary winding 11a and switched. And a first output capacitor 13b that outputs a second DC voltage.
【0036】出力電圧生成回路16と接続されている主
出力端子14には、そのハイレベル側の端子とローレベ
ル側の端子との間に負荷19が接続される。A load 19 is connected between the high-level side terminal and the low-level side terminal of the main output terminal 14 connected to the output voltage generating circuit 16.
【0037】トランス11の制御巻線11bには、2次
側の出力電圧と比例した1次側の出力電圧を発生し、そ
の出力電圧を制御回路18に制御電流として供給する電
源電圧生成回路20が設けられている。In the control winding 11b of the transformer 11, a power supply voltage generation circuit 20 which generates an output voltage on the primary side proportional to the output voltage on the secondary side and supplies the output voltage to the control circuit 18 as a control current. Is provided.
【0038】電源電圧生成回路20は、制御巻線11b
に発生した1次側の出力電圧を整流する第2のダイオー
ド20aと、整流された信号を平滑化して出力する第2
の出力コンデンサ20bとから構成されている。The power supply voltage generation circuit 20 includes a control winding 11b.
Second diode 20a for rectifying the output voltage on the primary side generated in the second and second for smoothing and outputting the rectified signal
Output capacitor 20b.
【0039】本実施形態においては、破線40で囲まれ
る領域、すなわちスイッチング素子12と制御回路18
とを含み、スイッチング素子12のドレイン端子TD 及
びソース端子TS 並びに制御回路18の入力端子であっ
て、電源電圧生成回路20からの制御電流を受ける制御
端子TC の少なくとも3端子によって外部との入出力が
可能である。ここでは、このドレイン端子TD 、ソース
端子TS 及び制御端子TC を含む領域を基板上形成領域
40と呼び、該基板上形成領域40が1つの半導体チッ
プ上に形成可能であることを表わしている。なお、基板
上形成領域40を1つの半導体チップに形成する代わり
に、複数の半導体チップに分割して形成してもよい。但
し、複数の半導体チップに分割する場合であっても、小
型化を図るためには、前述の3端子TD 、TS 、及びT
C によって外部との接続が可能となる1つのパッケージ
に収納することが好ましい。In the present embodiment, the area surrounded by the broken line 40, that is, the switching element 12 and the control circuit 18
And a drain terminal T D and a source terminal T S of the switching element 12 and an input terminal of the control circuit 18, which is externally connected to at least three terminals of a control terminal T C that receives a control current from the power supply voltage generation circuit 20. Can be input and output. Here, a region including the drain terminal T D , the source terminal T S, and the control terminal T C is referred to as a substrate formation region 40, which means that the substrate formation region 40 can be formed on one semiconductor chip. ing. The on-substrate formation region 40 may be divided into a plurality of semiconductor chips instead of being formed on one semiconductor chip. However, even when the semiconductor chip is divided into a plurality of semiconductor chips, in order to reduce the size, the above-mentioned three terminals T D , T S , and T
It is preferable to store them in one package that allows external connection with C.
【0040】制御回路18は、発振周波数が例えば10
0kHz程度のスイッチング信号を生成して出力する発
振器を含むスイッチング信号生成回路31と、加熱保護
回路32と、これらの出力信号を受けるNOR回路33
と、該NOR回路33の出力を受け、増幅してスイッチ
ング素子12のゲートに出力するインバータ素子からな
るドライブ回路34とを有している。さらに、ドレイン
端子TD と制御端子T C との間には、内部回路電流供給
回路35が設けられており、該内部回路電流供給回路3
5は、装置の起動時に1次巻線11aから起動用の動作
電流を制御回路18に供給する。The control circuit 18 has an oscillation frequency of, for example, 10
Generates and outputs a switching signal of about 0 kHz
Switching signal generation circuit 31 including a shaker and heating protection
Circuit 32 and NOR circuit 33 that receives these output signals
And receives the output of the NOR circuit 33, amplifies it, and switches it.
The inverter element that outputs to the gate of the switching element 12
Drive circuit 34 for driving. In addition, the drain
Terminal TD And control terminal T C Internal circuit current supply between
The circuit 35 is provided, and the internal circuit current supply circuit 3 is provided.
5 is an operation for starting from the primary winding 11a when the apparatus is started
An electric current is supplied to the control circuit 18.
【0041】加熱保護回路32は、加熱温度検出回路3
2a、再起動回路32b、及び導通保持手段としてのR
Sフリップフロップ回路32cにより構成されている。
RSフリップフロップ回路32cは、セット端子Sに加
熱温度検出回路32aからの出力信号を受け、リセット
端子Rに再起動回路32bからの出力信号を受け、受け
た信号の演算結果を非反転出力端子QからNOR回路3
3に出力する。The heating protection circuit 32 is the heating temperature detection circuit 3
2a, restart circuit 32b, and R as continuity holding means
It is composed of an S flip-flop circuit 32c.
The RS flip-flop circuit 32c receives the output signal from the heating temperature detection circuit 32a at the set terminal S, the output signal from the restart circuit 32b at the reset terminal R, and outputs the operation result of the received signal to the non-inversion output terminal Q. To NOR circuit 3
Output to 3.
【0042】前記のように構成されたスイッチング電源
装置において、例えばスイッチング素子12等の故障に
より、該スイッチング素子12の温度が異常に上昇した
ときには、加熱温度検出回路32aからハイレベルの信
号が出力され、RSフリップフロップ回路32cのセッ
ト端子Sに入力される。これにより、RSフリップフロ
ップ回路32cの非反転出力端子QからNOR回路33
にハイレベルの信号が出力されて、スイッチング素子1
2のゲートはハイレベルにラッチされるため、スイッチ
ング素子12はそのスイッチング動作を止めて導通状態
に保持される。このとき、スイッチング素子12が導通
し続けると、ヒューズ素子15がそれ自体の発熱により
溶断して、スイッチング電源装置の動作が停止する。In the switching power supply device configured as described above, when the temperature of the switching element 12 rises abnormally due to a failure of the switching element 12 or the like, for example, the heating temperature detection circuit 32a outputs a high level signal. , And is input to the set terminal S of the RS flip-flop circuit 32c. As a result, the NOR circuit 33 is transferred from the non-inverting output terminal Q of the RS flip-flop circuit 32c.
A high level signal is output to the switching element 1
Since the gate of 2 is latched at a high level, the switching element 12 stops its switching operation and is held in a conductive state. At this time, if the switching element 12 continues to conduct, the fuse element 15 melts due to its own heat generation, and the operation of the switching power supply device stops.
【0043】このように、スイッチング電源装置に何ら
かの異常が発生し、スイッチング素子12の温度が異常
に上昇するような場合には、加熱温度検出回路32a及
びRSフリップフロップ回路32cによってスイッチン
グ素子12の導通状態が保持され、ヒューズ素子15が
溶断する。これにより、スイッチング素子12のスイッ
チング動作が完全に停止するため、故障による温度異常
時に動作を復帰しないようすることができる。その結
果、前記の第1の従来例に係るスイッチング電源装置と
ほぼ同等の構成であって、新たな構成部品を追加するこ
となく、一度の異常温度検出によってスイッチング電源
装置を完全に停止させることができるので、装置に異常
箇所が拡大することを防ぐことができる。As described above, when some abnormality occurs in the switching power supply and the temperature of the switching element 12 rises abnormally, the heating temperature detection circuit 32a and the RS flip-flop circuit 32c cause the switching element 12 to conduct. The state is maintained, and the fuse element 15 is blown. As a result, the switching operation of the switching element 12 is completely stopped, so that it is possible to prevent the operation from being restored when the temperature is abnormal due to a failure. As a result, the switching power supply device has almost the same configuration as the switching power supply device according to the first conventional example, and the switching power supply device can be completely stopped by detecting the abnormal temperature once without adding a new component. Therefore, it is possible to prevent the abnormal portion from expanding to the device.
【0044】なお、異常温度の検出にヒューズ素子15
を用いる代わりに、スイッチング素子12のドレイン端
子TD と、図示しない半導体チップ上のドレインパッド
との間の接続に用いるワイヤ、または、スイッチング素
子12のソース端子TS と、図示しない半導体チップ上
のソースパッドとの間の接続に用いるワイヤを、異常温
度検出時に溶断されるように、その径及び本数を選定し
て設けても良い。The fuse element 15 is used to detect an abnormal temperature.
Instead of using the wire, a wire used for connection between the drain terminal T D of the switching element 12 and a drain pad on the semiconductor chip (not shown) or the source terminal T S of the switching element 12 and the drain terminal on the semiconductor chip (not shown). The wire used for connection with the source pad may be provided by selecting the diameter and the number of wires so that the wire is blown when an abnormal temperature is detected.
【0045】[0045]
【発明の効果】本発明に係るスイッチング電源装置によ
ると、温度検出回路が加熱異常を検出すると、スイッチ
ング素子がスイッチング動作を行なわずに導通状態を保
持してヒューズ素子が溶断するため、変圧器を備え加熱
保護回路を有する従来のスイッチング電源装置に新たな
構成部材を追加することなく、故障による温度異常時に
動作を復帰しないようすることができる。According to the switching power supply device of the present invention, when the temperature detecting circuit detects a heating abnormality, the switching element maintains the conducting state without performing the switching operation and the fuse element is blown, so that the transformer It is possible to prevent the operation from being restored when a temperature abnormality is caused by a failure without adding a new component to the conventional switching power supply device having the heating protection circuit.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】本発明の一実施形態に係るスイッチング電源装
置を示す概略的な回路図である。FIG. 1 is a schematic circuit diagram showing a switching power supply device according to an embodiment of the present invention.
【図2】第1の従来例に係るスイッチング電源装置を示
す概略的な回路図である。FIG. 2 is a schematic circuit diagram showing a switching power supply device according to a first conventional example.
【図3】第2の従来例に係るスイッチング電源装置を示
す概略的な回路図である。FIG. 3 is a schematic circuit diagram showing a switching power supply device according to a second conventional example.
【図4】第3の従来例に係るスイッチング電源装置を示
す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a switching power supply device according to a third conventional example.
10 主入力端子 11 トランス(変圧器) 11a 1次巻線 11b 制御巻線 11c 2次巻線 12 スイッチング素子 13 出力電圧生成回路 13a 第1のダイオード 13b 第1の出力コンデンサ 14 主出力端子 15 ヒューズ素子 16 整流器 17 入力平滑コンデンサ 18 制御回路 19 負荷 20 電源電圧生成回路 20a 第2のダイオード 20b 第2の出力コンデンサ 31 スイッチング信号生成回路 32 加熱保護回路 32a 加熱温度検出回路 32b 再起動回路 32c RSフリップフロップ回路(導通保持手段) 33 NOR回路 34 ドライブ回路 35 内部回路電流供給回路 40 基板上形成領域 TD ドレイン端子 TS ソース端子 TC 制御端子10 Main Input Terminal 11 Transformer (Transformer) 11a Primary Winding 11b Control Winding 11c Secondary Winding 12 Switching Element 13 Output Voltage Generation Circuit 13a First Diode 13b First Output Capacitor 14 Main Output Terminal 15 Fuse Element 16 rectifier 17 input smoothing capacitor 18 control circuit 19 load 20 power supply voltage generation circuit 20a second diode 20b second output capacitor 31 switching signal generation circuit 32 heating protection circuit 32a heating temperature detection circuit 32b restart circuit 32c RS flip-flop circuit (Conduction holding means) 33 NOR circuit 34 Drive circuit 35 Internal circuit Current supply circuit 40 Substrate formation region T D Drain terminal T S Source terminal T C Control terminal
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 和治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 5H730 AA20 BB43 CC01 DD04 DD22 EE07 VV06 XX19 XX38 XX43 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Kazuharu Hayashi 1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric Sangyo Co., Ltd. F term (reference) 5H730 AA20 BB43 CC01 DD04 DD22 EE07 VV06 XX19 XX38 XX43
Claims (5)
器を介して第1の直流電圧を受けるスイッチング素子
と、 前記変圧器の2次巻線と接続され、前記変圧器の2次側
の出力電圧を整流し且つ平滑化することにより、前記第
1の直流電圧から第2の直流電圧を生成して出力する出
力電圧生成回路と、 前記スイッチング素子の動作を制御する制御回路と、 前記変圧器の制御巻線と接続され、前記2次側の出力電
圧と比例する1次側の出力電圧を発生すると共に、発生
した1次側の出力電圧を整流し且つ平滑化することによ
り、前記制御回路の電源電圧を生成する電源電圧生成回
路と、 前記変圧器と該変圧器の入力側との間に設けられたヒュ
ーズ素子とを備え、 前記制御回路は、 前記スイッチング素子に印加するスイッチング信号を生
成して出力するスイッチング信号生成回路と、 前記スイッチング素子の温度を検出する温度検出回路
と、 前記温度検出回路からの出力信号に基づいて、前記スイ
ッチング素子の導通を保持する導通保持手段とを有して
いることを特徴とするスイッチング電源装置。1. A transformer, a switching element whose input terminal is connected to the primary winding of the transformer, and which receives a first DC voltage via the transformer, and a secondary winding of the transformer. An output voltage generation circuit that is connected and that rectifies and smoothes the output voltage on the secondary side of the transformer to generate and output a second DC voltage from the first DC voltage; and the switching element. Connected to the control winding of the transformer to generate an output voltage on the primary side that is proportional to the output voltage on the secondary side, and to output the generated output voltage on the primary side. The control circuit includes: a power supply voltage generation circuit that generates a power supply voltage of the control circuit by rectifying and smoothing; and a fuse element provided between the transformer and an input side of the transformer. Is applied to the switching element A switching signal generation circuit that generates and outputs an switching signal, a temperature detection circuit that detects the temperature of the switching element, and a conduction holding unit that holds the conduction of the switching element based on an output signal from the temperature detection circuit. And a switching power supply device.
器を介して第1の直流電圧を受けるスイッチング素子
と、 前記変圧器の2次巻線と接続され、前記変圧器の2次側
の出力電圧を整流し且つ平滑化することにより、前記第
1の直流電圧から第2の直流電圧を生成して出力する出
力電圧生成回路と、 前記スイッチング素子の動作を制御する制御回路と、 前記変圧器の制御巻線と接続され、前記2次側の出力電
圧と比例する1次側の出力電圧を発生すると共に、発生
した1次側の出力電圧を整流し且つ平滑化することによ
り、前記制御回路の電源電圧を生成する電源電圧生成回
路とを備え、 前記制御回路は、 前記スイッチング素子に印加するスイッチング信号を生
成して出力するスイッチング信号生成回路と、 前記スイッチング素子の温度を検出する温度検出回路
と、 前記温度検出回路からの出力信号に基づいて、前記スイ
ッチング素子の導通を保持する導通保持手段とを有し、 前記スイッチング素子の入力端子又は出力端子は、外部
端子との間を導通保持状態で溶断するワイヤにより接続
されていることを特徴とするスイッチング電源装置。2. A transformer, a switching element whose input terminal is connected to the primary winding of the transformer, and which receives a first DC voltage via the transformer, and a secondary winding of the transformer. An output voltage generation circuit that is connected and that rectifies and smoothes the output voltage on the secondary side of the transformer to generate and output a second DC voltage from the first DC voltage; and the switching element. Connected to the control winding of the transformer to generate an output voltage on the primary side that is proportional to the output voltage on the secondary side, and to output the generated output voltage on the primary side. A power supply voltage generation circuit that generates a power supply voltage of the control circuit by rectifying and smoothing, and the control circuit generates a switching signal to be applied to the switching element and outputs the switching signal. , The temperature detection circuit for detecting the temperature of the switching element, and, based on the output signal from the temperature detection circuit, has a conduction holding means for holding the conduction of the switching element, the input terminal or the output terminal of the switching element Is connected to an external terminal by a wire that melts and cuts while maintaining electrical continuity.
ップ回路であることを特徴とする請求項1又は2に記載
のスイッチング電源装置。3. The switching power supply device according to claim 1, wherein the continuity holding means is an RS flip-flop circuit.
は、 前記スイッチング素子の入力端子及び出力端子、並びに
前記制御回路の制御端子が外部接続端子となるように一
つの半導体基板上に集積化されて形成されていることを
特徴とする請求項1〜3のうちのいずれか1項に記載の
スイッチング電源装置。4. The switching element and the control circuit are integrated and formed on one semiconductor substrate such that the input terminal and the output terminal of the switching element and the control terminal of the control circuit are external connection terminals. The switching power supply device according to claim 1, wherein the switching power supply device is provided.
は、 前記スイッチング素子の入力端子及び出力端子、並びに
前記制御回路の制御端子が外部接続端子となるように一
つのパッケージに収納されて形成されていることを特徴
とする請求項1〜3のうちのいずれか1項に記載のスイ
ッチング電源装置。5. The switching element and the control circuit are formed by being housed in one package so that an input terminal and an output terminal of the switching element and a control terminal of the control circuit are external connection terminals. 4. The switching power supply device according to claim 1, wherein the switching power supply device is a switching power supply device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001372118A JP2003174771A (en) | 2001-12-06 | 2001-12-06 | Switching power supply |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2001372118A JP2003174771A (en) | 2001-12-06 | 2001-12-06 | Switching power supply |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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ID=19181061
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JP2001372118A Pending JP2003174771A (en) | 2001-12-06 | 2001-12-06 | Switching power supply |
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JP (1) | JP2003174771A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005117025A (en) * | 2003-10-03 | 2005-04-28 | Power Integrations Inc | Method and apparatus for mode selection for high voltage integrated circuit |
-
2001
- 2001-12-06 JP JP2001372118A patent/JP2003174771A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005117025A (en) * | 2003-10-03 | 2005-04-28 | Power Integrations Inc | Method and apparatus for mode selection for high voltage integrated circuit |
JP2011150703A (en) * | 2003-10-03 | 2011-08-04 | Power Integrations Inc | Method and apparatus for mode selection for high voltage integrated circuit |
JP4761739B2 (en) * | 2003-10-03 | 2011-08-31 | パワー・インテグレーションズ・インコーポレーテッド | Method and apparatus for mode selection for high voltage integrated circuits |
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