JP2007143211A - Switching power supply - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a switching power supply in which an element can be protected against overvoltage and the switching power supply can be protected against breakage due to input of an overvoltage. <P>SOLUTION: A switching power supply comprising a circuit for rectifying an inputted AC voltage into a DC voltage, a first circuit for smoothing a DC voltage to supply it through a first smoothing element to a first load with higher need for protection, and a second circuit for smoothing a DC voltage to supply it through a second smoothing element to a second load with lower need for protection than the first load is further provided with a circuit for switching such that a voltage is not supplied at least to the first and second smoothing elements when the overvoltage is input. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、例えばパチンコ機やパチスロ機といった遊技機に用いられ、交流電圧を直流電圧に変換するようなスイッチング電源に関する。   The present invention relates to a switching power supply that is used in a gaming machine such as a pachinko machine or a pachislot machine and converts an AC voltage into a DC voltage.

従来、パチンコ機やパチスロ機といった遊技機には、AC24Vが入力電源として用いられている。このAC24Vの電源は、遊技ホールに設けられたトランスにより、商用電源であるAC100Vが変換されて提供されている。そして、遊技機内には、このAC24Vの入力電源を遊技機内で使用するDC12VやDC5Vに変換するスイッチング電源が用いられている。   Conventionally, AC24V is used as an input power source in gaming machines such as pachinko machines and pachislot machines. The AC 24V power source is provided by converting AC 100V, which is a commercial power source, by a transformer provided in the game hall. In the gaming machine, a switching power supply that converts the AC 24V input power into DC 12V or DC 5V used in the gaming machine is used.

近年、遊技機に設けられる液晶や役物は大型化する傾向にある。このため、スイッチング電源を大容量化して欲しいとの要望が強くなってきている。
また、遊技機は、停電時などに大当たり等の情報が消去されないように、大当たりか否かの判定を実行するCPUや払い出しのトリガとなるセンサ等の動作を保持する必要がある。
この動作を保持するための保持時間は、一般に入力の全波整流平滑用コンデンサで生成される。そして、スイッチング電源が大電力になった場合、充分な保持時間を確保するために、全波整流平滑用コンデンサの大型化が必要になる。
In recent years, liquid crystals and accessories provided in gaming machines tend to increase in size. For this reason, there is an increasing demand for a large capacity switching power supply.
In addition, the gaming machine needs to hold operations such as a CPU for determining whether or not a big hit or a sensor serving as a payout trigger so that information such as a big win is not erased during a power failure or the like.
The holding time for holding this operation is generally generated by an input full-wave rectifying and smoothing capacitor. When the switching power supply becomes high power, it is necessary to increase the size of the full-wave rectifying and smoothing capacitor in order to ensure a sufficient holding time.

このような背景が存在する中、保持時間の必要な出力と保持時間の不要な出力とに回路を分離し、保持時間の不要な回路については停電時に負荷を動作停止とする遊技機用電源が提案されている(特許文献1参照)。この遊技機用電源により、全波整流平滑用コンデンサの容量を少なくすることができるとされている。   In such a background, there is a power supply for a gaming machine that separates a circuit into an output that requires a holding time and an output that does not need a holding time, and for the circuit that does not need a holding time, a power supply for a gaming machine that stops the load at the time of a power failure. It has been proposed (see Patent Document 1). It is said that the capacity of the full-wave rectifying and smoothing capacitor can be reduced by the power supply for gaming machines.

一方、遊技ホールなど、遊技機が設置される施設には、トランスにより変換されたAC24Vの電源に加えて、玉貸し機などの装置に用いられるAC100Vの電源が混在している。このため、AC24Vの電源に接続すべきスイッチング電源が誤ってAC100Vの電源に接続される可能性がある。   On the other hand, in facilities where gaming machines are installed, such as game halls, in addition to AC24V power source converted by a transformer, AC100V power source used for devices such as ball lending machines is mixed. For this reason, there is a possibility that the switching power supply to be connected to the AC 24V power supply is erroneously connected to the AC 100V power supply.

AC24Vのスイッチング電源の小型・効率化を実現するためには、内部のコンデンサや半導体に50V前後の耐圧の部品を使用することが望ましい。しかし、これらの部品に過電圧となるAC100Vが誤って印加された場合、素子の破壊、すなわちスイッチング電源の破壊を招くことになる。   In order to reduce the size and efficiency of an AC 24V switching power supply, it is desirable to use components with a breakdown voltage of about 50V for internal capacitors and semiconductors. However, if AC100V, which is an overvoltage, is erroneously applied to these components, the element is destroyed, that is, the switching power supply is destroyed.

このような過電圧によるスイッチング電源の破壊は、電源接続時に充分注意すれば回避できるものである。しかし、遊技機の設置作業や入れ替え作業は、多数の遊技機について一斉に実行することが多い。このため、熟練者だけでなく不慣れな人員に作業を手伝わせる必要があり、接続間違いの防止を徹底できない場合がある。   Such destruction of the switching power supply due to overvoltage can be avoided if sufficient care is taken when connecting the power supply. However, installation and replacement work of gaming machines are often executed simultaneously for a large number of gaming machines. For this reason, it is necessary to help not only a skilled person but also an unfamiliar person, and there are cases where it is not possible to thoroughly prevent connection errors.

ここで、スイッチング電源をAC100Vの印加に耐え得る設計とする場合、全て150V前後の耐圧を有する部品で構成することが考えられる。
しかし、このように全ての部品をAC100Vの印加に耐え得るようにすると、スイッチング電源が大型化し、損失が増加し、コストアップに繋がるという問題点がある。
そして、前述した遊技機用電源は、このような問題点に対応できるものではなかった。
Here, when the switching power supply is designed to withstand the application of AC 100V, it is conceivable that the switching power supply is composed of components having a breakdown voltage of around 150V.
However, if all the parts can withstand the application of AC 100V in this way, there is a problem that the switching power supply becomes large, loss increases, and costs increase.
And the power supply for gaming machines described above cannot cope with such problems.

特開2003−154079号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-154079

この発明は、上述の問題に鑑み、過電圧から素子を保護することができるスイッチング電源を提案し、過電圧の入力によるスイッチング電源の破壊を防止することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to propose a switching power supply capable of protecting an element from an overvoltage, and to prevent destruction of the switching power supply due to an input of an overvoltage.

この発明は、入力された交流電圧を直流電圧に整流する整流回路と、保護の必要性が高い第1負荷に直流電圧を第1平滑素子で平滑化して供給する第1回路と、
前記第1負荷より保護の必要性が低い第2負荷に直流電圧を第2平滑素子で平滑化して供給する第2回路とを備えたスイッチング電源であって、入力された電圧が過電圧であった場合に少なくとも前記第1平滑素子と第2平滑素子に電圧を供給しないように切り替える切替回路を備えたスイッチング電源であることを特徴とする。
これにより、少なくとも第1平滑素子と第2平滑素子を過電圧から保護でき、過電圧の入力によるスイッチング電源の破壊を防止できる。
The present invention includes a rectifier circuit that rectifies an input AC voltage into a DC voltage, a first circuit that supplies a DC voltage that is smoothed by a first smoothing element to a first load that is highly necessary to be protected,
A switching power supply comprising a second circuit for smoothing and supplying a DC voltage to a second load having a lower need for protection than the first load by a second smoothing element, and the input voltage is an overvoltage In some cases, the switching power supply includes a switching circuit that switches at least not to supply a voltage to the first smoothing element and the second smoothing element.
Thereby, at least the first smoothing element and the second smoothing element can be protected from overvoltage, and the destruction of the switching power supply due to the input of the overvoltage can be prevented.

この発明の態様として、入力電圧が断となった場合に前記第1負荷に平滑電圧を供給する前記第1平滑素子から前記第1負荷以外の負荷に電圧供給されることを防止する電圧供給安定化回路を備えることができる。   As an aspect of the present invention, voltage supply stability that prevents voltage supply from the first smoothing element that supplies a smoothing voltage to the first load to a load other than the first load when an input voltage is interrupted. A circuit can be provided.

これにより、停電等によって入力電圧が突然断となった場合に、第1負荷に電圧供給を一定時間継続することができる。従って、第1負荷への電圧供給が断となるまでに必要な動作(例えばバックアップ動作など)を第1平滑素子からの電圧供給中に完了させるといったことも可能となる。   Thereby, when the input voltage is suddenly cut off due to a power failure or the like, the voltage supply to the first load can be continued for a certain time. Therefore, it is possible to complete an operation (for example, a backup operation) required until the voltage supply to the first load is cut off during the voltage supply from the first smoothing element.

またこの発明の態様として、一定時間が経過するまで前記第1平滑素子と第2平滑素子に電圧を供給しないようにするタイマ回路を備えることができる。
これにより、過電圧が入力された場合に、入力された瞬間に第1平滑素子および第2平滑素子に過電圧が入力されることを防止でき、過電圧からの保護をより確実に実行することができる。
In addition, as an aspect of the present invention, it is possible to provide a timer circuit that prevents voltage from being supplied to the first smoothing element and the second smoothing element until a predetermined time has elapsed.
Accordingly, when an overvoltage is input, it is possible to prevent the overvoltage from being input to the first smoothing element and the second smoothing element at the moment of input, and it is possible to more reliably perform protection from the overvoltage.

またこの発明の態様として、前記タイマ回路を、前記第2回路内に配設することができる。
これにより、電源断時に第1平滑素子から第1負荷へ電圧供給する際に、第1平滑素子がタイマ回路に電圧供給してしまうことがなく、第1負荷に安定して電圧供給することができる。したがって、第1平滑素子の容量設計等を容易に行うことが可能となる。
As an aspect of the present invention, the timer circuit can be disposed in the second circuit.
Thus, when the voltage is supplied from the first smoothing element to the first load when the power is cut off, the first smoothing element does not supply a voltage to the timer circuit, and the voltage can be stably supplied to the first load. it can. Therefore, the capacity design of the first smoothing element can be easily performed.

過電圧から素子を保護することができるスイッチング電源を提案し、過電圧の入力によるスイッチング電源の破壊を防止する。   We propose a switching power supply that can protect the device from overvoltage and prevent destruction of the switching power supply caused by overvoltage input.

この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。
図1は、パチンコ機やパチスロ機といった遊技機に設けられるスイッチング電源1の回路図を示す。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a circuit diagram of a switching power supply 1 provided in a gaming machine such as a pachinko machine or a pachislot machine.

このスイッチング電源1は、例えばAC24Vの交流電源101に接続されて動作するものである。このAC24Vの交流電圧は、遊技ホール等に設けられた適宜のトランスにより、商用電源のAC100Vが変換されて供給される。   The switching power supply 1 is connected to, for example, an AC 24V AC power supply 101 and operates. The AC 24V AC voltage is supplied by converting a commercial power supply of AC 100V by an appropriate transformer provided in a game hall or the like.

スイッチング電源1は、交流電源101近傍に設けた分岐部102,103の後段に、例えばDC5Vの直流電圧を第1負荷回路20に供給する第1系統の第1電源回路2と、例えばDC12Vの直流電圧を第2負荷回路30に供給する第2系統の第2電源回路3とがそれぞれ設けられている。   The switching power supply 1 includes a first power supply circuit 2 of a first system that supplies a DC voltage of, for example, DC 5 V to the first load circuit 20, and a DC power of, for example, DC 12 V, for example, after the branch sections 102 and 103 provided in the vicinity of the AC power supply 101 A second power supply circuit 3 of a second system for supplying a voltage to the second load circuit 30 is provided.

第1負荷回路20は、突然の電源断によって大当たりなどの情報が消去されないように電圧保持が必要であるCPUやセンサなどの負荷が接続されている回路である。   The first load circuit 20 is a circuit to which a load such as a CPU or a sensor that needs to hold a voltage is connected so that information such as a jackpot is not erased due to a sudden power interruption.

第2負荷回路30は、電飾用LEDや音声出力部など、突然の電圧断があってもそれほど影響がなく電圧保持が不要な負荷が接続されている回路である。   The second load circuit 30 is a circuit to which a load such as an LED for lighting or an audio output unit that does not have much influence even if there is a sudden voltage interruption and does not need to hold a voltage is connected.

なお、第2負荷回路30に接続される電圧保持の不要な負荷には、電圧保持が完全に不要な負荷だけでなく、電圧を保持する方が好ましいが保持しなくても構わないという負荷も含まれる。   It should be noted that the load that does not need to hold the voltage connected to the second load circuit 30 is not only a load that does not need to hold the voltage completely, but also a load that holds the voltage is preferable but may not hold it. included.

また、この実施形態では、平滑コンデンサ203により第1負荷回路20が一定時間だけ電圧保持され、平滑コンデンサ303により第2負荷回路30が一定時間だけ電圧保持される。この電圧保持する一定時間は、平滑コンデンサ203により電圧保持する一定時間と平滑コンデンサ303により電圧保持する一定時間が異なるように適宜設計して効率化を図っているが、同一時間に設定することも可能である。   In this embodiment, the smoothing capacitor 203 holds the voltage of the first load circuit 20 for a fixed time, and the smoothing capacitor 303 holds the voltage of the second load circuit 30 for a fixed time. The fixed time for holding the voltage is appropriately designed to improve efficiency so that the fixed time for holding the voltage by the smoothing capacitor 203 is different from the fixed time for holding the voltage by the smoothing capacitor 303. However, it may be set to the same time. Is possible.

第1電源回路2は、主にダイオードブリッジ201、電解コンデンサである平滑コンデンサ203、およびMOSFET141で構成された直列回路であり、過電圧か否かを判定するための判定回路110、および過電圧と判定された場合にMOSFET141のゲート電圧を短絡(バイパス)する短絡回路120が接続されている。この第1電源回路2は、平滑化した直流電圧を第1負荷回路20に供給するための回路である。   The first power supply circuit 2 is a series circuit mainly composed of a diode bridge 201, a smoothing capacitor 203 that is an electrolytic capacitor, and a MOSFET 141. The first power supply circuit 2 is determined as an overvoltage and a determination circuit 110 that determines whether or not an overvoltage occurs. In this case, a short circuit 120 for short-circuiting (bypassing) the gate voltage of the MOSFET 141 is connected. The first power supply circuit 2 is a circuit for supplying a smoothed DC voltage to the first load circuit 20.

第1電源回路2における各素子の接続は、次の通りである。交流電源101に接続された分岐部102,103は、入力電圧を全波整流するダイオードブリッジ201に接続されている。このダイオードブリッジ201の正極は、第1負荷回路20に入力する電圧を平滑化する平滑コンデンサ203の正極に接続されている。平滑コンデンサ203の負極は、平滑コンデンサ203への電圧供給のON/OFF切り替え機能を有するMOSFET141のドレインに接続されている。MOSFET141のソースは、ダイオードブリッジ201の負極と、前記判定回路110の後段に設けられた短絡回路120に接続されている。MOSFET141のゲートは、交流電源101からの電圧供給から一定時間経過してからMOSFET141を閉路状態にさせるタイマ機能を有する積分回路130に接続されている。   Connection of each element in the first power supply circuit 2 is as follows. The branch parts 102 and 103 connected to the AC power source 101 are connected to a diode bridge 201 that performs full-wave rectification of the input voltage. The positive electrode of the diode bridge 201 is connected to the positive electrode of the smoothing capacitor 203 that smoothes the voltage input to the first load circuit 20. The negative electrode of the smoothing capacitor 203 is connected to the drain of the MOSFET 141 having an ON / OFF switching function of voltage supply to the smoothing capacitor 203. The source of the MOSFET 141 is connected to the negative electrode of the diode bridge 201 and the short circuit 120 provided in the subsequent stage of the determination circuit 110. The gate of the MOSFET 141 is connected to an integration circuit 130 having a timer function that causes the MOSFET 141 to be in a closed state after a predetermined time has elapsed from the voltage supply from the AC power supply 101.

第2電源回路3は、主にダイオードブリッジ301、電解コンデンサである平滑コンデンサ303、およびMOSFET141で構成された直列回路であり、判定回路110、短絡回路120、およびダイオードブリッジ201,301の出力電圧を分圧してMOSFET141のゲートを充電する積分回路130が接続されている。この第2電源回路3は、平滑化した直流電圧を第2負荷回路30に供給するための回路である。   The second power supply circuit 3 is a series circuit mainly composed of a diode bridge 301, a smoothing capacitor 303 that is an electrolytic capacitor, and a MOSFET 141. The second power supply circuit 3 outputs the output voltages of the determination circuit 110, the short circuit 120, and the diode bridges 201 and 301. An integrating circuit 130 for dividing the voltage and charging the gate of the MOSFET 141 is connected. The second power supply circuit 3 is a circuit for supplying a smoothed DC voltage to the second load circuit 30.

第2電源回路3における各素子の接続は、次の通りである。交流電源101に接続された分岐部102,103は、入力電圧を全波整流するダイオードブリッジ301に接続されている。このダイオードブリッジ301の正極は、第2負荷回路30に入力する電圧を平滑化する平滑コンデンサ303の正極に接続されている。平滑コンデンサ303の負極は、平滑コンデンサ303への電圧供給のON/OFF切り替え機能を有するMOSFET141のドレインに接続されている。MOSFET141のソースは、ダイオードブリッジ301の負極と、前記判定回路の後段に設けられた短絡回路120に接続されている。MOSFET141のゲートは、交流電源101からの電圧供給から一定時間経過してからMOSFET141を閉路状態にさせるタイマ機能を有する積分回路130に接続されている。   Connection of each element in the second power supply circuit 3 is as follows. The branch parts 102 and 103 connected to the AC power supply 101 are connected to a diode bridge 301 that performs full-wave rectification of the input voltage. The positive electrode of the diode bridge 301 is connected to the positive electrode of a smoothing capacitor 303 that smoothes the voltage input to the second load circuit 30. The negative electrode of the smoothing capacitor 303 is connected to the drain of the MOSFET 141 having an ON / OFF switching function for supplying a voltage to the smoothing capacitor 303. The source of the MOSFET 141 is connected to the negative electrode of the diode bridge 301 and the short circuit 120 provided at the subsequent stage of the determination circuit. The gate of the MOSFET 141 is connected to an integration circuit 130 having a timer function that causes the MOSFET 141 to be in a closed state after a predetermined time has elapsed from the voltage supply from the AC power supply 101.

判定回路110は、ダイオード202,302および判定素子であるツェナーダイオード111で構成される。ダイオード202は、アノードがダイオードブリッジ201の正極に接続され、カソードがツェナーダイオード111のカソードに接続されている。ダイオード302は、アノードがダイオードブリッジ301の正極に接続され、カソードがツェナーダイオード111のカソードに接続されている。ツェナーダイオード111のアノードは、短絡回路120に接続されている。ツェナーダイオード111は、正規の交流入力電圧(例えばAC24V)の最大値に√2を乗算して得た値よりもツェナー電圧の値が少し高いものを使用することが好ましい。   The determination circuit 110 includes diodes 202 and 302 and a Zener diode 111 that is a determination element. The diode 202 has an anode connected to the positive electrode of the diode bridge 201 and a cathode connected to the cathode of the Zener diode 111. The diode 302 has an anode connected to the positive electrode of the diode bridge 301 and a cathode connected to the cathode of the Zener diode 111. The anode of the Zener diode 111 is connected to the short circuit 120. It is preferable to use a Zener diode 111 having a slightly higher Zener voltage than a value obtained by multiplying the maximum value of a regular AC input voltage (for example, AC 24 V) by √2.

短絡回路120は、抵抗器122,123、コンデンサ121、およびトランジスタ125で構成されている。抵抗器122,123は直列接続され、抵抗器122の前段側の端部がツェナーダイオード111のアノードに接続され、抵抗器123の後段側の端部がダイオードブリッジ201,301の各負極とMOSFET141のソースとに接続されている。コンデンサ121の正極は、ツェナーダイオード111のアノードと抵抗器122の前段側の端部とに接続されている。コンデンサ121の負極は、ダイオードブリッジ201,301の各負極とMOSFET141のソースとに接続されている。トランジスタ125は、ベースが抵抗器122と抵抗器123の間に接続され、コレクタが積分回路130に接続され、エミッタがダイオードブリッジ201,301の各負極とMOSFET141のソースとに接続されている。   The short circuit 120 includes resistors 122 and 123, a capacitor 121, and a transistor 125. The resistors 122 and 123 are connected in series, the front end of the resistor 122 is connected to the anode of the Zener diode 111, and the rear end of the resistor 123 is connected to the negative electrodes of the diode bridges 201 and 301 and the MOSFET 141. Connected to the source. The positive electrode of the capacitor 121 is connected to the anode of the Zener diode 111 and the end portion on the front stage side of the resistor 122. The negative electrode of the capacitor 121 is connected to the negative electrodes of the diode bridges 201 and 301 and the source of the MOSFET 141. The transistor 125 has a base connected between the resistors 122 and 123, a collector connected to the integrating circuit 130, and an emitter connected to the negative electrodes of the diode bridges 201 and 301 and the source of the MOSFET 141.

積分回路130は、抵抗器131,132、およびコンデンサ133で構成されている。抵抗器131と抵抗器132は直列接続されて分圧回路を構成し、抵抗器131の前段側の端部がダイオードブリッジ301の正極に接続され、抵抗器132の後端側の端部がダイオードブリッジ201,301の各負極とMOSFET141のソースとに接続されている。抵抗器131と抵抗器132の間には、トランジスタ125のコレクタと、コンデンサ133の正極と、MOSFET141のゲートが接続されている。コンデンサ133の負極は、ダイオードブリッジ201,301の各負極とMOSFET141のソースとに接続されている。   The integrating circuit 130 includes resistors 131 and 132 and a capacitor 133. The resistor 131 and the resistor 132 are connected in series to form a voltage dividing circuit. The front end of the resistor 131 is connected to the positive electrode of the diode bridge 301, and the rear end of the resistor 132 is a diode. The negative electrodes of the bridges 201 and 301 and the source of the MOSFET 141 are connected. Between the resistor 131 and the resistor 132, the collector of the transistor 125, the positive electrode of the capacitor 133, and the gate of the MOSFET 141 are connected. The negative electrode of the capacitor 133 is connected to the negative electrodes of the diode bridges 201 and 301 and the source of the MOSFET 141.

以上の構成により、交流電源101から供給される交流電圧を分岐部102,103で分岐し、第1電源回路2を通じて平滑化した直流電圧を第1負荷回路20に供給し、第2電源回路3を通じて平滑化した直流電圧を第2負荷回路30に供給することができる。   With the above configuration, the AC voltage supplied from the AC power supply 101 is branched by the branching units 102 and 103, the DC voltage smoothed through the first power supply circuit 2 is supplied to the first load circuit 20, and the second power supply circuit 3. The smoothed DC voltage can be supplied to the second load circuit 30.

次に、回路の動作について説明する。
まず、交流電源101から正規の入力電圧(例えばAC24V)が入力されると、図2の回路図に示すように、電流i1は積分回路130を流れる。具体的に説明すると、電流i1は、交流電源101、分岐部102、ダイオードブリッジ301、抵抗器131、コンデンサ133、分岐部103、および交流電源101をこの順で流れる。これにより、開路状態のMOSFET141のゲートとソースの間にあるコンデンサ133が充電される。
Next, the operation of the circuit will be described.
First, when a regular input voltage (for example, AC 24 V) is input from the AC power supply 101, the current i1 flows through the integration circuit 130 as shown in the circuit diagram of FIG. Specifically, the current i1 flows through the AC power source 101, the branch unit 102, the diode bridge 301, the resistor 131, the capacitor 133, the branch unit 103, and the AC power source 101 in this order. As a result, the capacitor 133 between the gate and the source of the MOSFET 141 in the open circuit state is charged.

所定時間(例えば40ms〜80ms)が経過してMOSFET141のゲートとソースの間にあるコンデンサ133が充電されると、MOSFET141が閉路状態となって、図1に示すように、MOSFET141のドレインとソースの間に電流i2,i3が流れる。このとき、判定回路110における判定素子のツェナーダイオード111は、設定済みの電圧(例えば50V)よりも入力電圧が小さいために電流を流さない。   When a predetermined time (for example, 40 ms to 80 ms) elapses and the capacitor 133 between the gate and source of the MOSFET 141 is charged, the MOSFET 141 is closed, and as shown in FIG. Currents i2 and i3 flow between them. At this time, the Zener diode 111 serving as a determination element in the determination circuit 110 does not pass a current because the input voltage is smaller than a preset voltage (for example, 50 V).

電流i2は、交流電源101から分岐部102、ダイオードブリッジ201、平滑コンデンサ203、MOSFET141、ダイオードブリッジ201、および分岐部103をこの順で流れる。これにより、平滑コンデンサ203が充電される。   The current i2 flows from the AC power source 101 through the branching unit 102, the diode bridge 201, the smoothing capacitor 203, the MOSFET 141, the diode bridge 201, and the branching unit 103 in this order. Thereby, the smoothing capacitor 203 is charged.

電流i3は、交流電源101から分岐部102、ダイオードブリッジ301、平滑コンデンサ303、MOSFET141、ダイオードブリッジ301、および分岐部103をこの順で流れる。これにより、平滑コンデンサ303が充電される。   The current i3 flows from the AC power source 101 through the branching unit 102, the diode bridge 301, the smoothing capacitor 303, the MOSFET 141, the diode bridge 301, and the branching unit 103 in this order. As a result, the smoothing capacitor 303 is charged.

次に、図3に示す回路図と共に、過電圧(例えばAC100V)が入力された場合の電流i5の流れについて説明する。
交流電源101から過電圧が入力された場合、電流i5に示すように、交流電源101から、分岐部102、ダイオードブリッジ301、ダイオード302、ツェナーダイオード111、短絡回路120、および分岐部103をこの順で電流が流れる。なお、この例は平滑コンデンサ303が過電圧を検知した場合について説明しているが、位相によっては平滑コンデンサ203が過電圧を検知することもある。このような場合に電流i5は、分岐部102の後にダイオードブリッジ301、ダイオード202、おおびツェナーダイオード111をこの順で流れ、その他の流れは上述した平滑コンデンサ303が過電圧を検知した場合と同一の流れとなる。
Next, the flow of the current i5 when an overvoltage (for example, AC 100V) is input will be described with the circuit diagram shown in FIG.
When an overvoltage is input from the AC power supply 101, as indicated by a current i5, the branching section 102, the diode bridge 301, the diode 302, the Zener diode 111, the short circuit 120, and the branching section 103 are arranged in this order from the AC power supply 101. Current flows. Although this example describes the case where the smoothing capacitor 303 detects an overvoltage, the smoothing capacitor 203 may detect the overvoltage depending on the phase. In such a case, the current i5 flows through the diode bridge 301, the diode 202, and the Zener diode 111 in this order after the branch unit 102, and the other flows are the same as when the above-described smoothing capacitor 303 detects an overvoltage. It becomes a flow.

電流i5がこのように流れることにより、短絡回路120が作動し、タイマ機能を有するコンデンサ133が充電されずにMOSFET141は開路状態となり、図1に示した電流i2,i3が流れず、各系統の電解コンデンサが充電されないこととなる。   When the current i5 flows in this way, the short circuit 120 is activated, the capacitor 133 having the timer function is not charged, the MOSFET 141 is opened, the currents i2 and i3 shown in FIG. The electrolytic capacitor will not be charged.

また、一旦過電圧が入力された後は、入力される電圧の位相の関係から判定回路110が作動しない瞬間が発生しても、コンデンサ121からの電圧供給によって短絡回路120に電流i6が流れ続ける。この電流i6は、コンデンサ121の正極から、抵抗器122、トランジスタ125のベース、トランジスタ125のエミッタ、コンデンサ121の負極へと流れる。これにより、トランジスタ125による短絡回路120が作動し続け、回路を安定動作させるようにしている。   In addition, once an overvoltage is input, even if a moment when the determination circuit 110 does not operate due to the phase relationship of the input voltage occurs, the current i6 continues to flow through the short circuit 120 due to the supply of voltage from the capacitor 121. This current i6 flows from the positive electrode of the capacitor 121 to the resistor 122, the base of the transistor 125, the emitter of the transistor 125, and the negative electrode of the capacitor 121. Thereby, the short circuit 120 by the transistor 125 continues to operate, so that the circuit is stably operated.

以上の動作により、ダイオードブリッジ201,301のいずれか一方が過電圧状態となった場合に、判定回路110と短絡回路120によりコンデンサ133が充電されず、MOSFET141が開路状態となり、平滑コンデンサ203,303、積分回路130、第1負荷回路20、および第2負荷回路30に過電圧を印加することがなく、これらを過電圧から保護することができ、スイッチング電源1の破壊を防止することができる。   With the above operation, when one of the diode bridges 201 and 301 is in an overvoltage state, the capacitor 133 is not charged by the determination circuit 110 and the short circuit 120, the MOSFET 141 is opened, and the smoothing capacitors 203, 303, An overvoltage is not applied to the integrating circuit 130, the first load circuit 20, and the second load circuit 30, and these can be protected from the overvoltage, and the switching power supply 1 can be prevented from being destroyed.

従って、スイッチング電源1を構成する全ての素子を過電圧に耐え得る素子で構成する必要がなくなり、スイッチング電源1の小型化、損失の低減、およびコストダウンを図ることが可能となる。   Therefore, it is not necessary to configure all the elements constituting the switching power supply 1 with elements that can withstand overvoltage, and the switching power supply 1 can be reduced in size, reduced in loss, and reduced in cost.

また、ダイオード202,302を備えているため、位相がずれた場合であっても、平滑コンデンサ203,303、積分回路130、第1負荷回路20、および第2負荷回路30を過電圧から保護することができ、スイッチング電源1の破壊を防止することができる。   Further, since the diodes 202 and 302 are provided, the smoothing capacitors 203 and 303, the integration circuit 130, the first load circuit 20 and the second load circuit 30 are protected from overvoltage even when the phase is shifted. And the destruction of the switching power supply 1 can be prevented.

また、MOSFET141を使用しているため、正規の電圧が入力された場合に損失を低減することができ、サイリスタを使用するよりもスイッチング電源1の高効率化を図ることができる。   Further, since the MOSFET 141 is used, loss can be reduced when a regular voltage is input, and the switching power supply 1 can be made more efficient than using a thyristor.

また、停電などによって突然電源が断となった場合に、平滑コンデンサ203が第1負荷回路20に電圧を供給して電圧保持することができる。   Further, when the power supply is suddenly cut off due to a power failure or the like, the smoothing capacitor 203 can supply a voltage to the first load circuit 20 to hold the voltage.

特に、電源断となって平滑コンデンサ203から電圧供給する際、ダイオード302とツェナーダイオード111の存在によって第2電源回路3に電圧が供給されることを防止でき、またダイオードブリッジ201の存在によって電圧の逆流を防止できる。   In particular, when the power is cut off and the voltage is supplied from the smoothing capacitor 203, it is possible to prevent the voltage from being supplied to the second power supply circuit 3 due to the presence of the diode 302 and the Zener diode 111. Backflow can be prevented.

これにより、平滑コンデンサ203が充電した電圧を第1負荷回路20のみに供給することができ、CPUなどの電圧保持の必要な負荷が設けられて一定時間の電圧保持が非常に重要となる第1負荷回路20に対して、電源断後に平滑コンデンサ203から電圧供給する保持時間を正確に一定時間確保することができる。   As a result, the voltage charged by the smoothing capacitor 203 can be supplied only to the first load circuit 20, and a load that needs to hold a voltage, such as a CPU, is provided, and holding the voltage for a certain time is very important. A holding time for supplying a voltage from the smoothing capacitor 203 to the load circuit 20 after the power is cut off can be ensured accurately for a certain time.

従って、第1負荷回路20に対して保持電圧の供給が必要な保持時間に基づいた回路設計を容易かつ正確に行うことができる。そして、この保持時間として、バックアップを行うバックアップ時間も含めた時間を設定することができる。   Therefore, it is possible to easily and accurately perform circuit design based on the holding time that requires the holding voltage to be supplied to the first load circuit 20. As the holding time, a time including a backup time for performing the backup can be set.

また、このようにして電源断時に電圧保持の不要な素子に平滑コンデンサ203から電圧供給を行わないことにより、第1負荷回路20への保持電圧の供給時間を長時間化させるために平滑コンデンサ203の容量を大幅に大容量化するといった必要がなく、搭載する平滑コンデンサ203の小型化、低価格化を図ることができる。   In addition, by not supplying voltage from the smoothing capacitor 203 to the elements that do not need to hold voltage when the power is turned off in this way, the smoothing capacitor 203 is supplied in order to extend the supply time of the holding voltage to the first load circuit 20. Therefore, the smoothing capacitor 203 to be mounted can be downsized and reduced in price.

なお、スイッチング電源1は、第1電源回路2と第2電源回路3とを合わせて2系統の回路としたが、3系統以上の複数系統の回路を並列に接続して構成してもよい。この場合も、並列回路(2,3,…)の数と同数のダイオード(202,302,…)を追加するだけで全ての系統に対して同様の機能を実現することが可能になり、過電圧保護機能を有するスイッチング電源1を小型で低コストに製造することが可能になる。   Note that the switching power supply 1 is configured by combining the first power supply circuit 2 and the second power supply circuit 3 into a two-system circuit, but a plurality of systems of three or more systems may be connected in parallel. Also in this case, it is possible to realize the same function for all systems by adding the same number of diodes (202, 302,...) As the number of parallel circuits (2, 3,...). The switching power supply 1 having a protection function can be manufactured in a small size and at low cost.

この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の第1回路は、実施形態の第1電源回路2に対応し、
以下同様に、
第2回路は、第2電源回路3に対応し、
第1負荷は、第1負荷回路20に接続された電圧保持の必要な負荷に対応し、
第2負荷は、第2負荷回路30に接続された電圧保持の不要な負荷に対応し、
切替回路は、判定回路110と短絡回路120と積分回路130とMOSFET141対応し、
一定時間は、コンデンサ133が充電されるまでの時間に対応し、
タイマ回路は、コンデンサ133を備えた積分回路130に対応し、
整流回路は、ダイオードブリッジ201を備えた回路、およびダイオードブリッジ301を備えた回路に対応し、
電圧供給安定化回路は、ダイオード202を備えた回路に対応し、
第1平滑素子は、平滑コンデンサ203に対応し、
第2平滑素子は、平滑コンデンサ303に対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。
In correspondence between the configuration of the present invention and the above-described embodiment,
The first circuit of the present invention corresponds to the first power supply circuit 2 of the embodiment,
Similarly,
The second circuit corresponds to the second power supply circuit 3,
The first load corresponds to the load that needs to hold the voltage connected to the first load circuit 20,
The second load corresponds to a load that does not require voltage holding and is connected to the second load circuit 30.
The switching circuit corresponds to the determination circuit 110, the short circuit 120, the integration circuit 130, and the MOSFET 141,
The fixed time corresponds to the time until the capacitor 133 is charged,
The timer circuit corresponds to the integration circuit 130 including the capacitor 133,
The rectifier circuit corresponds to a circuit including the diode bridge 201 and a circuit including the diode bridge 301,
The voltage supply stabilization circuit corresponds to a circuit including the diode 202,
The first smoothing element corresponds to the smoothing capacitor 203,
The second smoothing element corresponds to the smoothing capacitor 303,
The present invention is not limited only to the configuration of the above-described embodiment, and many embodiments can be obtained.

スイッチング電源の回路図。The circuit diagram of a switching power supply. スイッチング電源の回路図。The circuit diagram of a switching power supply. スイッチング電源の回路図。The circuit diagram of a switching power supply.

符号の説明Explanation of symbols

1…スイッチング電源
2…第1電源回路
3…第2電源回路
20…第1負荷回路
30…第2負荷回路
110…判定回路
120…短絡回路
130…積分回路
133…コンデンサ
141…MOSFET
201,301…ダイオードブリッジ
202…ダイオード
203,303…平滑コンデンサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Switching power supply 2 ... 1st power supply circuit 3 ... 2nd power supply circuit 20 ... 1st load circuit 30 ... 2nd load circuit 110 ... Judgment circuit 120 ... Short circuit 130 ... Integration circuit 133 ... Capacitor 141 ... MOSFET
201, 301 ... Diode bridge 202 ... Diode 203, 303 ... Smoothing capacitor

Claims (4)

入力された交流電圧を直流電圧に整流する整流回路と、
保護の必要性が高い第1負荷に直流電圧を第1平滑素子で平滑化して供給する第1回路と、
前記第1負荷より保護の必要性が低い第2負荷に直流電圧を第2平滑素子で平滑化して供給する第2回路とを備えたスイッチング電源であって、
入力された電圧が過電圧であった場合に少なくとも前記第1平滑素子と第2平滑素子に電圧を供給しないように切り替える切替回路を備えた
スイッチング電源。
A rectifier circuit that rectifies the input AC voltage into a DC voltage;
A first circuit for smoothing and supplying a DC voltage to a first load having a high need for protection by a first smoothing element;
A switching power supply comprising: a second circuit that supplies a DC voltage to a second load that is less required to be protected than the first load by a second smoothing element;
A switching power supply comprising a switching circuit for switching so as not to supply voltage to at least the first smoothing element and the second smoothing element when the input voltage is an overvoltage.
入力電圧が断となった場合に前記第1負荷に平滑電圧を供給する前記第1平滑素子から前記第1負荷以外の負荷に電圧供給されることを防止する電圧供給安定化回路を備えた
請求項1記載のスイッチング電源。
A voltage supply stabilization circuit for preventing a voltage from being supplied from the first smoothing element that supplies a smoothing voltage to the first load to a load other than the first load when an input voltage is cut off. The switching power supply according to Item 1.
一定時間が経過するまで前記第1平滑素子と第2平滑素子に電圧を供給しないようにするタイマ回路を備えた
請求項1または2記載のスイッチング電源。
3. The switching power supply according to claim 1, further comprising a timer circuit that prevents voltage from being supplied to the first smoothing element and the second smoothing element until a predetermined time has elapsed.
前記タイマ回路を、前記第2回路内に配設した
請求項3記載のスイッチング電源。
The switching power supply according to claim 3, wherein the timer circuit is disposed in the second circuit.
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