JP2005160163A - Power supply device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池を使用するポータブル機器などの電源装置において、過電流保護動作時や電池切れ時に2次側出力電圧が本来の設定電圧よりも低い中間電圧にロックすることを防止する電源装置に関するものである。 The present invention relates to a power supply device that prevents a secondary output voltage from being locked to an intermediate voltage lower than an original set voltage when an overcurrent protection operation is performed or when the battery runs out, in a power supply device such as a portable device using a battery. Is.
従来のこの種の電源装置は、図3に示したように構成されている。図3において、1は電源電圧供給源、2,3,4,5,6はコンデンサ、7,8はコイル、9,10,11は抵抗、12,13,14はダイオード、15,16,17,18,19はNチャネルMOSトランジスタ、20,21,22は基準電圧源、23,24,25,26は比較器、27は増幅器、28は第1の三角波発生回路、29は第2の三角波発生回路、30は同期クロック発生回路、31は第1の制御回路、32はパルス発生回路、34は負荷回路、35,36は切換え回路、37は第2の制御回路、38はAND回路、39,40,41はNOR回路、Va,Vb,Vc,Vd,Vg,Vh,Vi,Vl,Vm,Vo,Vp,Vq,Vr,Vs,Vu,Vv,Vw,Vx,Vyは各端子の信号、42は信号Vbを電源とする回路、43は信号Vcを電源とする回路、44は信号Vaを電源とする回路、45は第1の検出回路、46は第2の検出回路、47は第3の検出回路、48は定電流源、49は過電流検出回路、50は論理回路である。 This type of conventional power supply apparatus is configured as shown in FIG. In FIG. 3, 1 is a power supply voltage source, 2, 3, 4, 5, 6 are capacitors, 7, 8 are coils, 9, 10, 11 are resistors, 12, 13, 14 are diodes, 15, 16, 17 , 18 and 19 are N-channel MOS transistors, 20, 21 and 22 are reference voltage sources, 23, 24, 25 and 26 are comparators, 27 is an amplifier, 28 is a first triangular wave generating circuit, and 29 is a second triangular wave. Generation circuit, 30 is a synchronous clock generation circuit, 31 is a first control circuit, 32 is a pulse generation circuit, 34 is a load circuit, 35 and 36 are switching circuits, 37 is a second control circuit, 38 is an AND circuit, 39 , 40, 41 are NOR circuits, Va, Vb, Vc, Vd, Vg, Vh, Vi, Vl, Vm, Vo, Vp, Vq, Vr, Vs, Vu, Vv, Vw, Vx, Vy are signals of each terminal. , 42 are circuits using the signal Vb as a power source. 43 is a circuit using the signal Vc as a power supply, 44 is a circuit using the signal Va as a power supply, 45 is a first detection circuit, 46 is a second detection circuit, 47 is a third detection circuit, 48 is a constant current source, 49 is an overcurrent detection circuit, and 50 is a logic circuit.
また、図4は従来の電源装置における過電流検出回路の動作時のタイミングチャート、図5は従来の電源装置の第2の制御回路における信号Viと信号Vpが交差する場合のタイミングチャート、図6は従来の電源装置の第2の制御回路における信号Viと信号Vqが交差する場合のタイミングチャートを示す図である。 4 is a timing chart during operation of the overcurrent detection circuit in the conventional power supply apparatus, FIG. 5 is a timing chart when the signal Vi and the signal Vp in the second control circuit of the conventional power supply apparatus intersect, and FIG. These are figures which show the timing chart in case the signal Vi and the signal Vq in the 2nd control circuit of the conventional power supply device cross | intersect.
以上のように構成された従来の電源装置の動作を図3を参照しながら図4,図5,図6に示すタイミングチャートに基づいて説明する。また、図4に示すt1は、電源電圧供給源1の電圧が低下し信号Vbの昇圧能力がなくなったり、信号Vbから過電流が引かれたりする開始時間である。 The operation of the conventional power supply apparatus configured as described above will be described based on the timing charts shown in FIGS. 4, 5, and 6 with reference to FIG. Also, t1 shown in FIG. 4 is a start time when the voltage of the power supply voltage supply source 1 decreases and the boosting capability of the signal Vb is lost, or an overcurrent is drawn from the signal Vb.
まず、切換え回路36により信号Vsが信号Va側に接続された状態では、パルス発生回路32からの信号は出力されず、信号Vdは「HI」状態になるよう構成し、信号Vcには第1の制御回路31に基づく電圧(例えば、6V)は発生せず(NチャネルMOSトランジスタ17のゲートは「LO」状態)、第3の検出回路47での設定電圧(例えば、4V)以下では、信号Vmは「LO」状態となるように構成することで、AND回路から出力の信号Vwも「LO」状態になり、NチャネルMOSトランジスタ15は遮断状態になり、信号Vbの電圧は上昇しない。
First, in a state where the signal Vs is connected to the signal Va side by the
次に、切換え回路36により切換え信号Vsを接地状態にすると、パルス発生回路32から信号Vdに一定デューティのパルスが出力され、信号Vcには第1の制御回路31に基づく電圧(例えば、6V)が発生し、信号Vcが第3の検出回路47での設定電圧(例えば、4V)以上になった時点で、信号Vmは「HI」状態に切り換わる。そして、信号Vbが第1の検出回路45の設定電圧(例えば、1.8V)以下では、信号Vgは「HI」状態になる構成とすることで信号Vhは「LO」状態となり、信号Vbが第2の検出回路46の設定電圧(例えば、1.5V)以下あるいは信号Viが基準電圧源20より低い状態では信号Vuは「LO」状態となるため、信号Vy,Vwは「HI」状態でNチャネルMOSトランジスタ15は導通状態となり、信号Vgが「HI」状態では切換え回路35の出力信号Vvには信号Vxが出力される構成とすることで、信号Vvには信号Vdの反転信号が出力され、信号Vbの電圧は上昇する。この際、信号Vdのパルスデューティは、信号Vbを第1の検出回路45の設定電圧(例えば、1.8V)以上に昇圧できるように設定する。
Next, when the switching signal Vs is grounded by the
そして、信号Vbが第1の検出回路45での設定電圧(例えば、1.8V)に達した時点で、信号Vgは「LO」状態に切り換わり、信号Viが基準電圧源20より低い状態では信号Vuは「LO」状態のため、信号Vy,Vwには信号Voが出力され、また、切換え回路35の出力信号Vvも信号Vlに切り換わる。
When the signal Vb reaches a set voltage (for example, 1.8 V) in the
そして、このモードにおいて、図5に示すように信号Viが信号Vpと交差する領域にある場合は信号Vwに信号Viの電圧に応じたデューティのパルスが入力され(信号Viが低い程、信号Vwの「HI」状態期間が短くなる)、信号Vpと信号Vqが図5のように最大レベルと最小レベルが接するように設定すれば、この場合、信号Vvは常に「LO」状態となり、電源電圧供給源1から降圧動作により信号Vbに電圧を発生する。抵抗9,10の抵抗値をR9,R10、基準電圧源21の電圧をV21とすると信号Vbの電圧は(数1)のようになる。
In this mode, when the signal Vi is in a region where the signal Vp intersects with the signal Vp as shown in FIG. 5, a pulse having a duty corresponding to the voltage of the signal Vi is input to the signal Vw (the signal Vw decreases as the signal Vi decreases). If the signal Vp and the signal Vq are set so that the maximum level and the minimum level are in contact with each other as shown in FIG. 5, in this case, the signal Vv is always in the “LO” state, and the power supply voltage A voltage is generated from the supply source 1 to the signal Vb by a step-down operation. When the resistance values of the
なお、同期クロック発生回路30は信号Vp、Vqの周波数を設定するための同期クロック信号を出力するものである。また通常、基準電圧源20の電圧は、信号VqのMAXレベルよりも若干高めに設定する。
The synchronous
次に、こうしたモードで、電源電圧供給源1の電圧が低下し、(数1)で設定した電圧まで信号Vbの電圧を昇圧する能力がなくなったり、負荷回路34などでの異常動作で信号Vbから過電流が引かれると、信号Viの電圧は上昇し、信号Viが基準電圧20より大きくなった時点から定電流源48によりコンデンサ5に充電され(ただし、第2の検出回路46の出力が「LO」状態時)、信号Vrが基準電圧源22の電圧(例えば、0.5V)より大きくなり、信号Vuは「HI」状態に切り換わるが、信号Viが基準電圧20より大きくなった時点から信号Vuが「HI」状態に切り換わるまでの時間をt2とし、コンデンサ5の値をC5、定電流源48の値をI48、基準電圧源22の値をV22とすると時間t2は(数2)のようになる。
Next, in such a mode, the voltage of the power supply voltage supply source 1 drops, and the ability to boost the voltage of the signal Vb to the voltage set in (Equation 1) is lost, or the signal Vb is caused by an abnormal operation in the
なお、信号Vaなどに過電圧が入力されたりする他の異常時にも増幅器27の動作を停止させ、信号Vy,Vwを「LO」状態にし、信号Vbの昇圧動作を停止させたい場合、該当する状況において、NチャネルMOSトランジスタ18,19のゲートを「LO」に落とすなどして信号Vrの電圧が上昇する構成にすればよい。
しかしながら、このような構成の電源装置では、切換え回路36により信号Vsが接地側に接続され、信号Vbが(数1)で設定された電圧になっている状態から、電源電圧供給源1の電圧の低下により信号Vbの昇圧能力がなくなったり、信号Vbから過電流が引かれたりして、信号Viが基準電圧源20より高くなり、信号Vuが「HI」状態になった場合、増幅器27の動作を停止させ、信号Vwも「LO」状態になり、NチャネルMOSトランジスタ15は遮断状態になり、信号Vbの電圧が低下していくが、信号Vbが第1の検出回路45で設定された電圧(例えば、1.8V)以下になると信号Vgが「HI」状態になり、切換え回路35の出力信号Vvは信号Vxへと切り換わり、さらに信号Vbが第2の検出回路46で設定された電圧(例えば、1.5V)まで低下するとNチャネルMOSトランジスタ19が導通状態となり信号Vuは「LO」状態へと切り換わる。
However, in the power supply device having such a configuration, the voltage of the power supply voltage supply source 1 is changed from the state in which the signal Vs is connected to the ground side by the
このため、信号Vhは「LO」状態、信号Vy,Vwは「HI」状態となり、NチャネルMOSトランジスタ15は導通状態となり、信号Vvには信号Vdの反転信号が入力されるため、信号Vbの電圧を昇圧する状態となり、信号Vbの電圧低下は止まる。このため、電源電圧供給源1の電圧が低下し信号Vbの電圧の昇圧能力がなくなったり、信号Vbから過電流が引かれると信号Vbが(数1)で設定した電圧よりも低い中間電圧にロックしてしまい、信号Vbに接続されるDSP(デジタル・シグナル・プロセッサ)などのデバイスが動作電圧範囲以下の供給電圧となり誤動作(暴走など)したり、また、過電流時に信号Vbに電圧を発生したままであると発熱により、電源装置自体や使用するセットの破壊につながる。図4にはこのような場合を示しているが、実際には、時間t1後の信号Vb,Vu,Vrが「HI」状態の波形は発振気味の波形となる。
Therefore, the signal Vh is in the “LO” state, the signals Vy and Vw are in the “HI” state, the N-
また、電源電圧供給源1の電圧の低下により信号Vbの昇圧能力がなくなったり、信号Vbから過電流が引かれたりして、信号Vuが「HI」状態になり、信号Vbの電圧が低下していくと、比較器24の電源は信号Vbでとっていることから信号Vuの「HI」電圧も同時に低下するため、NOR回路39,40の入力にて「HI」電圧として検出できなくなり、信号Vbが第1の検出回路45で設定された電圧(例えば、1.8V)以下での信号Vgが「HI」状態においては、信号Vvには信号Vdの反転信号が入力され、信号Vwは「HI」状態となり、信号Vbの電圧低下が止まるモードも想定されるという問題があった。
In addition, the voltage Vb is not boosted due to a decrease in the voltage of the power supply voltage supply 1 or an overcurrent is drawn from the signal Vb, so that the signal Vu enters the “HI” state, and the voltage of the signal Vb decreases. Then, since the power supply of the
本発明は、前記従来技術の問題を解決することに指向するものであり、電源電圧供給源1の電圧が低下し信号Vbの電圧の昇圧能力がなくなったり、信号Vbから過電流が引かれても、信号Vbが中間電圧にロックすることなく、0Vまで低下させ、信号Vbに接続されるデバイスが誤動作したり、発熱により電源装置自体や使用するセットが破壊しないようにする電源装置を提供することを目的としている。 The present invention is directed to solving the above-described problems of the prior art. The voltage of the power supply voltage supply source 1 is lowered, the voltage Vb is not boosted, and an overcurrent is drawn from the signal Vb. In addition, the power supply device is provided in which the signal Vb is lowered to 0 V without locking to the intermediate voltage, and the device connected to the signal Vb does not malfunction or the power supply device itself or a set to be used is not destroyed by heat generation. The purpose is that.
この目的を達成するために、本発明に係る電源装置は、増幅器の出力電圧が所定電圧以上になると一定時間後に出力論理状態が切換わる過電流検出回路の出力をラッチ回路の他方の入力に接続し、電源電圧供給源から第1の制御回路に基づく電圧変換の出力端子となる第1の電圧出力端子の電圧を検出する第3の検出回路の出力をラッチ回路の一方の入力に接続して、第1の電圧出力端子の電圧が第3の検出回路で設定された電圧以上の状態で増幅器の出力電圧が所定電圧以上になり過電流検出回路の出力論理状態が切換わるとラッチ回路の出力論理状態が切換わり、増幅器の動作を停止し、パルス発生回路からの信号によるスイッチング素子群の駆動を禁止して、その状態を保持する構成とし、また、増幅器の出力電圧が所定電圧より小さい状態で第1の電圧出力端子の電圧が第3の検出回路で設定された電圧より小さくなり第3の検出回路の出力論理状態が切換わるとラッチ回路の出力論理状態が増幅器を動作可能状態及びパルス発生回路からの信号によるスイッチング素子群の駆動を可能状態へ切換える構成としたものである。 In order to achieve this object, the power supply apparatus according to the present invention connects the output of the overcurrent detection circuit whose output logic state is switched after a predetermined time when the output voltage of the amplifier exceeds a predetermined voltage to the other input of the latch circuit. And connecting the output of the third detection circuit for detecting the voltage of the first voltage output terminal, which is the output terminal of voltage conversion based on the first control circuit, from the power supply voltage supply source to one input of the latch circuit. When the voltage at the first voltage output terminal is higher than the voltage set by the third detection circuit and the output voltage of the amplifier becomes higher than the predetermined voltage and the output logic state of the overcurrent detection circuit is switched, the output of the latch circuit The logic state is switched, the operation of the amplifier is stopped, the switching element group is prohibited from being driven by a signal from the pulse generation circuit, and the state is maintained, and the output voltage of the amplifier is smaller than a predetermined voltage. In this state, when the voltage at the first voltage output terminal becomes lower than the voltage set by the third detection circuit and the output logic state of the third detection circuit is switched, the output logic state of the latch circuit is enabled to operate the amplifier and The switching element group is driven to a possible state by a signal from the pulse generation circuit.
前記構成によれば、電源電圧供給源の電圧が低下し第2の電圧出力端子の電圧の昇圧能力がなくなったり、第2の電圧出力端子から過電流が引かれても、第2の電圧出力端子の電圧が中間電圧にロックすることなく、0Vまで低下し、第2の電圧出力端子に接続されるデバイスが誤動作したり、発熱により電源装置自体や使用するセットが破壊しない構成を実現することができる。 According to the above configuration, even if the voltage of the power supply voltage supply source decreases and the voltage boosting capability of the second voltage output terminal is lost or an overcurrent is drawn from the second voltage output terminal, the second voltage output To achieve a configuration in which the terminal voltage drops to 0 V without locking to the intermediate voltage, the device connected to the second voltage output terminal malfunctions, and the power supply itself and the set to be used are not destroyed by heat generation. Can do.
以上説明したように、本発明によれば、電源電圧供給源の電圧が低下し第2の電圧出力端子の電圧の昇圧能力がなくなったり、第2の電圧出力端子から過電流が引かれて過電流検出回路の出力論理状態が切換わった場合、第2の電圧出力端子の電圧が中間電圧にロックすることなく、0Vまで低下させることができ、第2の電圧出力端子に接続されるデバイスが誤動作したり、発熱により電源装置自体や使用するセットが破壊したりすることがない電源装置を構成することができるという効果を奏する。 As described above, according to the present invention, the voltage of the power supply voltage supply source decreases and the voltage boosting capability of the second voltage output terminal is lost, or an excessive current is drawn from the second voltage output terminal. When the output logic state of the current detection circuit is switched, the voltage of the second voltage output terminal can be lowered to 0 V without locking to the intermediate voltage, and the device connected to the second voltage output terminal is There is an effect that it is possible to configure a power supply device that does not malfunction or the power supply device itself or a set to be used is not destroyed by heat generation.
以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本発明の実施の形態における電源装置の概略構成を示す回路図である。ここで、前記従来例を示す図3において説明した構成部材に対応し実質的に同等の機能を有するものには同一の符号を付してこれを示す。 FIG. 1 is a circuit diagram showing a schematic configuration of a power supply device according to an embodiment of the present invention. Here, components having substantially the same functions corresponding to the components described in FIG. 3 showing the conventional example are denoted by the same reference numerals.
図1において、1は電源電圧供給源、2,3,4,5,6はコンデンサ、7,8はコイル、9,10,11は抵抗、12,13,14はダイオード、15,16,17,18,19はNチャネルMOSトランジスタ、20,21,22は基準電圧源、23,24,25,26は比較器、27は増幅器、28は第1の三角波発生回路、29は第2の三角波発生回路、30は同期クロック発生回路、31は第1の制御回路、32はパルス発生回路、33はラッチ回路、34は負荷回路、35,36は切換え回路、37は第2の制御回路、38はAND回路、39,40,41はNOR回路、Va,Vb,Vc,Vd,Ve,Vg,Vh,Vi,Vl,Vm,Vo,Vp,Vq,Vr,Vs,Vu,Vv,Vw,Vx,Vyは各端子の信号、42は信号Vbを電源とする回路、43は信号Vcを電源とする回路、44は信号Vaを電源とする回路、45は第1の検出回路、46は第2の検出回路、47は第3の検出回路、48は定電流源、49は過電流検出回路、50は論理回路、81はインバータ、82,83はNAND回路である。また、図2は本実施の形態の電源装置における過電流検出回路が動作する時のタイミングチャートを示す図である。
In FIG. 1, 1 is a power supply voltage source, 2, 3, 4, 5, 6 are capacitors, 7, 8 are coils, 9, 10, 11 are resistors, 12, 13, 14 are diodes, 15, 16, 17 , 18 and 19 are N-channel MOS transistors, 20, 21 and 22 are reference voltage sources, 23, 24, 25 and 26 are comparators, 27 is an amplifier, 28 is a first triangular wave generating circuit, and 29 is a second triangular wave. Generating circuit, 30 is a synchronous clock generating circuit, 31 is a first control circuit, 32 is a pulse generating circuit, 33 is a latch circuit, 34 is a load circuit, 35 and 36 are switching circuits, 37 is a second control circuit, 38 Is an AND circuit, 39, 40 and 41 are NOR circuits, Va, Vb, Vc, Vd, Ve, Vg, Vh, Vi, Vl, Vm, Vo, Vp, Vq, Vr, Vs, Vu, Vv, Vw, Vx , Vy are signals at each terminal, 42 is A circuit using the signal Vb as a power source, 43 a circuit using the signal Vc as a power source, 44 a circuit using the signal Va as a power source, 45 a first detection circuit, 46 a second detection circuit, and 47 a third detection The circuit includes a constant current source 48, an overcurrent detection circuit 49, a logic circuit 50, an
以上のように構成された本実施の形態における電源装置の動作を図1を参照しながら図2および図5に示す電源装置の第2の制御回路における信号Viと信号Vpが交差する場合のタイミングチャート、図6に示す電源装置の第2の制御回路における信号Viと信号Vqが交差する場合のタイミングチャートに基づいて説明する。また、図2に示すt1は、電源電圧供給源1の電圧が低下し信号Vbの昇圧能力がなくなったり、信号Vbから過電流が引かれたりする開始時間を示す。 Timing when the signal Vi and the signal Vp in the second control circuit of the power supply device shown in FIG. 2 and FIG. 5 intersect with reference to FIG. A description will be given based on a chart and a timing chart when the signal Vi and the signal Vq in the second control circuit of the power supply device shown in FIG. 6 intersect. Further, t1 shown in FIG. 2 indicates a start time when the voltage of the power supply voltage supply source 1 decreases and the boosting capability of the signal Vb is lost or an overcurrent is drawn from the signal Vb.
まず、切換え回路36により信号Vsが信号Va側に接続された状態では、パルス発生回路32からの信号は出力されず、信号Vdは「HI」状態になるよう構成し、信号Vcには第1の制御回路31に基づく電圧(例えば、6V)は発生せず(NチャネルMOSトランジスタ17のゲートは「LO」状態)、信号Vcが第3の検出回路47での設定電圧(例えば、4V)以下では、信号Vmは「LO」状態となるように構成することで信号Vwも「LO」状態になり、NチャネルMOSトランジスタ15は遮断状態になり、信号Vbの電圧は上昇しない。
First, in a state where the signal Vs is connected to the signal Va side by the switching
この時、信号Vcは第3の検出回路47での設定電圧以下のため、信号Vmは「LO」状態で、また、信号Vbの電圧は発生していないため信号Vuは「LO」状態であり、ラッチ回路33は初期化され、信号Veは「LO」状態となっている。
At this time, since the signal Vc is equal to or lower than the set voltage in the
次に、切換え回路36により切換え信号Vsを信号Va側から接地状態に切り換えると、パルス発生回路32から信号Vdに一定デューティのパルスが出力され、信号Vcには第1の制御回路31に基づく電圧(例えば、6V)が発生し、信号Vcが第3の検出回路47での設定電圧(例えば、4V)以上になった時点で、信号Vmは「HI」状態に切り換わる。そして、信号Vbが第1の検出回路45の設定電圧(例えば、1.8V)以下では、信号Vgは「HI」状態になる構成とすることで信号Vhは「LO」状態となり、信号Vbが第2の検出回路46の設定電圧(例えば1.5V)以下あるいは信号Viが基準電圧源20より低い状態では信号Vuは「LO」状態を保持するため、ラッチ回路33の出力となる信号Veは「LO」状態を保持し、信号Vy,Vwは「HI」状態でNチャネルMOSトランジスタ15は導通状態となり、信号Vgが「HI」状態では切換え回路35の出力信号Vvには信号Vxが出力される構成とすることで、信号Vvには信号Vdの反転信号が出力され、信号Vbの電圧は上昇する。この際、信号Vdのパルスデューティは、信号Vbを第1の検出回路45の設定電圧(例えば、1.8V)以上に昇圧できるように設定する。
Next, when the switching signal Vs is switched from the signal Va side to the ground state by the switching
そして、信号Vbが第1の検出回路45での設定電圧(例えば、1.8V)に達した時点で、信号Vgは「LO」状態に切り換わり、信号Viが基準電圧源20より低い状態では信号Vuは「LO」状態を保持するため、ラッチ回路33の出力となる信号Veは「LO」状態を保持し、信号Vy,Vwには信号Voが出力され、また、切換え回路35の出力信号Vvも信号Vlに切り換わる。
When the signal Vb reaches a set voltage (for example, 1.8 V) in the
そして、このモードにおいて、図5に示すように信号Viが信号Vpと交差する領域にある場合は信号Vwに信号Viの電圧に応じたデューティのパルスが入力され(信号Viが低い程、信号Vwの「HI」状態期間が短くなる)、信号Vpと信号Vqが図5のように最大レベルと最小レベルが接するように設定すれば、この場合、信号Vvは常に「LO」状態となり、電源電圧供給源1から降圧動作により信号Vbに電圧を発生する。抵抗9,10の抵抗値をR9,R10、基準電圧源21の電圧をV21とすると信号Vbの電圧は(数3)のようになる。
In this mode, when the signal Vi is in a region where the signal Vp intersects with the signal Vp as shown in FIG. 5, a pulse having a duty corresponding to the voltage of the signal Vi is input to the signal Vw (the signal Vw decreases as the signal Vi decreases). If the signal Vp and the signal Vq are set so that the maximum level and the minimum level are in contact with each other as shown in FIG. 5, in this case, the signal Vv is always in the “LO” state, and the power supply voltage A voltage is generated from the supply source 1 to the signal Vb by a step-down operation. When the resistance values of the
なお、同期クロック発生回路30は信号Vp,Vqの周波数を設定するための同期クロック信号を出力するものであり、これに基づき第1,第2の三角波発生回路28,29により増幅器27の出力電圧に応じたパルス幅変換(PWM変換)出力する。また通常、基準電圧源20の電圧は、信号VqのMAXレベルよりも若干高めに設定する。
The synchronous
次に、こうしたモードで、電源電圧供給源1の電圧が低下し、(数3)で設定した電圧まで信号Vbの電圧を昇圧する能力がなくなったり、負荷回路34などでの異常動作で信号Vbから過電流が引かれると、信号Viの電圧は上昇し、信号Viが基準電圧20より大きくなった時点から定電流源48によりコンデンサ5に充電され始め(ただし、第2の検出回路46の出力が「LO」状態時)、信号Vrが基準電圧源22の電圧(例えば、0.5V)より大きくなり、信号Vuが「HI」状態に切り換わるが、信号Viが基準電圧20より大きくなった時点から信号Vuが「HI」状態に切り換わる迄の時間をt2とし、コンデンサ5の値をC5、定電流源48の値をI48、基準電圧源22の値をV22とすると時間t2は(数4)のようになる。
Next, in such a mode, the voltage of the power supply voltage supply source 1 decreases, and the ability to boost the voltage of the signal Vb to the voltage set in (Equation 3) is lost, or the signal Vb is caused by abnormal operation in the
そして、信号Vbの電圧が低下し、第2の検出回路46での設定電圧以下になって信号Vuが「LO」状態になってもラッチ回路33の出力となる信号Veは「HI」状態を保持するため、信号Vbは0V近辺まで低下する。
Then, even if the voltage of the signal Vb decreases and becomes equal to or lower than the set voltage in the
また、電源電圧供給源1の電圧の低下により信号Vbの昇圧能力がなくなったり、信号Vbから過電流が引かれたりして、信号Vuが「HI」状態になり、信号Vbの電圧が低下していくと、比較器24の電源は信号Vbでとっているので信号Vuの「HI」電圧も同時に低下するが、電源を信号Vaとしたラッチ回路33の出力となる信号Veは「HI」状態を保持するため、信号Vbは0V近辺まで低下する。
In addition, the voltage Vb is not boosted due to a decrease in the voltage of the power supply voltage supply 1 or an overcurrent is drawn from the signal Vb, so that the signal Vu enters the “HI” state, and the voltage of the signal Vb decreases. As the power of the
また、信号Veの「HI」状態を解除するには、切換え回路36により信号Vsを信号Va側に切り換えるか、あるいは、電源電圧供給源1を一旦0Vに落とす(電源電圧供給源1を外す)と、信号Vcの電圧が第3の検出回路47での設定電圧以下になることで信号Vmが「LO」状態になり、ラッチ回路33の出力信号Veは「LO」状態になる(信号Vbが0V時は信号Vuは「LO」状態のため)。
Further, in order to cancel the “HI” state of the signal Ve, the signal Vs is switched to the signal Va side by the switching
なお、信号Vaなどに過電圧が入力されたりするなどの他の異常時にも増幅器27の動作を停止させ、信号Vy,Vwを「LO」状態にし、信号Vbの昇圧動作を停止させ、0V近辺まで低下させたい場合、該当する状況において、NチャネルMOSトランジスタ18,19のゲートを「LO」に落とすなどして信号Vrの電圧が上昇する構成にすればよい。
It should be noted that the operation of the
以上のように本実施の形態によれば、比較器24の出力信号Vuをラッチ回路33の一方の入力に入力し、ラッチ回路33の他方の入力に第3の検出回路47の出力信号Vmを入力して、ラッチ回路33の出力信号Veにより、増幅器27の動作・停止状態を制御し、また、NOR回路39,40の入力とすることで、電源電圧供給源1の電圧の低下により信号Vbの昇圧能力がなくなったり、信号Vbから過電流が引かれたりして、信号Vmが「HI」状態時に信号Vuが「HI」状態に一旦なると信号Veは「HI」状態を保持することによって、信号Vbの電圧は(数3)で設定された電圧より低い中間電圧でロックすることなく0V近辺まで落とすことができる。
As described above, according to the present embodiment, the output signal Vu of the
本発明に係る電源装置は、電源電圧供給源の電圧が低下し第2の電圧出力端子の電圧の昇圧能力がなくなったり、第2の電圧出力端子から過電流が引かれて過電流検出回路の出力論理状態が切換わった場合、第2の電圧出力端子の電圧が中間電圧にロックすることなく、0Vまで低下させて第2の電圧出力端子に接続されるデバイスが誤動作を防ぎ、電池を使用するポータブル機器などの電源装置に用いて有用である。 In the power supply apparatus according to the present invention, the voltage of the power supply voltage supply source decreases and the voltage boosting capability of the second voltage output terminal is lost, or an overcurrent is drawn from the second voltage output terminal, When the output logic state is switched, the voltage of the second voltage output terminal is not locked to the intermediate voltage, but the device connected to the second voltage output terminal is prevented from malfunctioning by using a battery. This is useful for power supply devices such as portable devices.
1 電源電圧供給源
2,3,4,5,6 コンデンサ
7,8 コイル
9,10,11 抵抗
12,13,14 ダイオード
15,16,17,18,19 NチャネルMOSトランジスタ
20,21,22 基準電圧源
23,24,25,26 比較器
27 増幅器
28 第1の三角波発生回路
29 第2の三角波発生回路
30 同期クロック発生回路
31 第1の制御回路
32 パルス発生回路
33 ラッチ回路
34 負荷回路
35,36 切換え回路
37 第2の制御回路
38 AND回路
39,40,41 NOR回路
42 信号Vbを電源とする回路
43 信号Vcを電源とする回路
44 信号Vaを電源とする回路
45 第1の検出回路
46 第2の検出回路
47 第3の検出回路
48 定電流源
49 過電流検出回路
50 論理回路
81 インバータ
82,83 NAND回路
1
Claims (1)
前記第2の制御回路が一方の入力に基準電圧を、他方の入力に前記第2の電圧出力端子からのフィードバック電圧を入力した前記増幅器および前記増幅器の出力電圧に応じてパルス幅変換出力する回路により構成され、前記ラッチ回路の一方の入力には前記第3の検出回路の出力を、他方の入力には前記過電流検出回路の出力を入力し、前記第1の電圧出力端子の電圧が前記第3の基準電圧以上の状態で前記増幅器の出力が所定電圧以上になると一定時間後に前記ラッチ回路の出力論理状態が切り換わり、前記増幅器の動作の停止および前記パルス発生回路からの出力信号による前記スイッチング素子群の駆動を禁止し、また、前記増幅器の出力電圧が所定電圧より小さい状態を示す前記過電流検出回路の出力論理状態にて前記第1の電圧出力端子の電圧が前記第3の基準電圧より小さくなると前記ラッチ回路の出力論理状態が前記増幅器を動作可能状態および前記パルス発生回路からの信号による前記スイッチング素子群の駆動を可能状態へ切換えることを特徴とする電源装置。 A power supply voltage supply source, a first control circuit, a first voltage output terminal that converts voltage from the power supply voltage supply source based on the first control circuit, a second control circuit, and the power supply voltage supply A second voltage output terminal that is voltage-converted from the source, a pulse generation circuit, a latch circuit, a first detection circuit that detects a first reference voltage of the second voltage output terminal, and the second A second detection circuit for detecting a second reference voltage of the voltage output terminal, and at least one transistor for performing voltage conversion from the power supply voltage supply source to the second voltage output terminal. The switching element group, an output signal from the pulse generation circuit, and an output signal from the second control circuit are input, and when the second voltage output terminal is equal to or lower than the first reference voltage, the output from the pulse generation circuit Depending on the output signal, A logic circuit that switches to drive the switching element group by an output signal from the second control circuit if the second voltage output terminal is larger than the first reference voltage; and a third voltage output terminal of the first voltage output terminal. When the output voltage of the amplifier becomes a predetermined voltage or higher under the condition that the second voltage output terminal is equal to or higher than the second reference voltage, the output logic state is changed after a predetermined time. An overcurrent detection circuit that switches,
The amplifier in which the second control circuit inputs a reference voltage at one input and a feedback voltage from the second voltage output terminal at the other input, and a circuit that performs pulse width conversion output according to the output voltage of the amplifier The output of the third detection circuit is input to one input of the latch circuit, the output of the overcurrent detection circuit is input to the other input, and the voltage at the first voltage output terminal is When the output of the amplifier becomes equal to or higher than a predetermined voltage in a state of the third reference voltage or higher, the output logic state of the latch circuit is switched after a predetermined time, and the operation of the amplifier is stopped and the output signal from the pulse generation circuit Driving of the switching element group is prohibited, and the first voltage output is performed in the output logic state of the overcurrent detection circuit indicating that the output voltage of the amplifier is lower than a predetermined voltage. When the terminal voltage becomes lower than the third reference voltage, the output logic state of the latch circuit switches the amplifier to the operable state and the switching element group to be driven by a signal from the pulse generating circuit. Power supply.
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