JP2009005476A - Multi-output switching power supply unit for detecting each output current in each output choke coil and executing ocp protection in collectively configured section - Google Patents
Multi-output switching power supply unit for detecting each output current in each output choke coil and executing ocp protection in collectively configured section Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009005476A JP2009005476A JP2007163073A JP2007163073A JP2009005476A JP 2009005476 A JP2009005476 A JP 2009005476A JP 2007163073 A JP2007163073 A JP 2007163073A JP 2007163073 A JP2007163073 A JP 2007163073A JP 2009005476 A JP2009005476 A JP 2009005476A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- circuit
- current
- voltage
- output circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
Description
本発明は、各出力回路において、それぞれの出力電流を検出する電流検出部を備えた多出力スイッチング電源装置に関する。 The present invention relates to a multi-output switching power supply apparatus including a current detection unit that detects each output current in each output circuit.
一般に、多出力のスイッチング電源装置にあっては、一次巻線と複数の二次巻線とを磁気的に結合してなるトランスを備えると共に、トランスの各二次巻線に出力整流回路および出力平滑回路からなる出力回路を接続してなり、スイッチング素子のスイッチング動作に伴ない、トランスの一次巻線に入力電圧を断続的に印加することで、各出力回路から所定の直流出力電圧を負荷に供給するように構成している。また、それぞれの出力回路において、特にメインの主出力回路から発生する出力電圧は、この出力電圧を監視してスイッチング素子をフィードバック制御する主制御回路により安定化が図られ、またそれ以外の出力回路から発生する出力電圧は、出力回路毎に設けられたそれぞれの制御回路によって、個々に安定化が図られる。 In general, a multi-output switching power supply apparatus includes a transformer formed by magnetically coupling a primary winding and a plurality of secondary windings, and an output rectifier circuit and an output for each secondary winding of the transformer. An output circuit consisting of a smoothing circuit is connected, and a predetermined DC output voltage is applied to the load from each output circuit by intermittently applying an input voltage to the primary winding of the transformer in accordance with the switching operation of the switching element. It is configured to supply. In each output circuit, the output voltage generated from the main main output circuit in particular is stabilized by the main control circuit that monitors this output voltage and feedback-controls the switching element, and other output circuits. The output voltage generated from is individually stabilized by each control circuit provided for each output circuit.
一方、こうしたスイッチング電源装置では、負荷に流れる出力電流に応じた電流検出信号を生成する電流検出部を備え、この電流検出信号が所定の電圧レベルを越えたときに、出力電流を強制的に制限する過電流保護(OCP)機能を備えている。 On the other hand, such a switching power supply device includes a current detection unit that generates a current detection signal corresponding to the output current flowing through the load, and forcibly limits the output current when the current detection signal exceeds a predetermined voltage level. Overcurrent protection (OCP) function is provided.
図2は、こうした電流検出回路を、多出力のスイッチング電源装置に適用した従来例を示している。これらの各図において、1,2は直流電源Eの両端間に接続する入力端子であり、この入力端子1,2間には、トランス3の一次巻線3Aとスイッチング素子であるMOS型FET4の直列回路が接続される。
FIG. 2 shows a conventional example in which such a current detection circuit is applied to a multi-output switching power supply device. In these drawings,
一方、多出力のスイッチング電源装置において、トランス3は出力数に応じて複数の二次巻線3B,3Cを備えている。ここでは、2つの出力電圧Vo1,Vo2をそれぞれの負荷Z1,Z2に供給することを想定して、二次巻線3Bに接続される主出力回路11と、二次巻線3Cに接続される出力回路21とを備えている。勿論、トランス3の二次巻線や、それに対応した出力回路(主出力回路11および出力回路21)の数は、3つ以上であっても構わない。
On the other hand, in the multi-output switching power supply device, the
メインの二次巻線3Bに接続される主出力回路11は、整流ダイオード12および転流ダイオード13からなる出力整流回路14と、この出力整流回路14の出力端に接続され、チョークコイル15および出力コンデンサ16からなる出力平滑回路17とにより構成される。そして、出力電圧Vo1が発生する出力コンデンサ16の両端間には、負荷Z1が接続可能な出力端子18,19が接続される。
The
また、別なサブの二次巻線3Cに接続される出力回路21も、整流ダイオード22および転流ダイオード23からなる出力整流回路24と、この出力整流回路24の出力端に接続され、チョークコイル25および出力コンデンサ26からなる出力平滑回路27とを備えている。そして、出力電圧Vo2が発生する出力コンデンサ26の両端間には、負荷Z2が接続可能な出力端子28,29が接続される。また出力回路21には、二次巻線3Cの一端と出力整流回路24の入力端との間に挿入接続されるマグアンプ(可飽和リアクトル)30をさらに備えている。このマグアンプ30は周知のように、出力回路21において出力電圧Vo2を独自に調整する磁気スイッチとして機能するもので、後述する副制御回路32から与えられるリセット電流によってスイッチ動作するようになっている。
An
なお、トランス3の出力側において、主出力回路11の出力端子19に繋がるマイナス側電圧ラインと、出力回路21の出力端子29に繋がるマイナス側電圧ラインは何れも接地され、同電位が保たれている。
Note that, on the output side of the
主出力回路11からの出力電圧Vo1を安定化させるために、トランス3の入力(一次)側には、出力電圧Vo1を監視して、この出力電圧Vo1の変動に見合う導通幅のパルス駆動信号をMOS型FET4に供給する主制御回路31が設けられる。また出力回路21も、MOS型FET4に供給されるパルス駆動信号の導通幅に左右されることなく、出力電圧Vo2を独自に安定化させるために、出力電圧Vo2を監視して、この出力電圧Vo2の変動に見合うリセット電流をマグアンプ30に供給するマグアンプ制御回路32を、トランス3の出力(二次)側に設けている。
In order to stabilize the output voltage Vo1 from the
そして、定常時には主制御回路31からMOS型FET4にパルス駆動信号が供給され、直流電源Eからの入力電圧Viがトランス3の一次巻線3Aに断続的に印加される。これにより主出力回路11では、MOS型FET4がオンすると、整流ダイオード12がオンすると共に転流ダイオード13がオフするような誘起電圧がトランス3の二次巻線3Bに発生し、この誘起電圧が整流ダイオード12からチョークコイル15を通して、出力コンデンサ16および負荷Z1に供給される。その後、MOS型FET4がオフになると、今度は転流ダイオード13がオンすると共に整流ダイオード12がオフするような誘起電圧がトランス3の二次巻線3Bに発生し、それまでチョークコイル15や出力コンデンサ16に蓄えられたエネルギーが、転流ダイオード13を通して主出力回路11に接続する負荷Z1に供給されることで、負荷Z1の両端間に所定の出力電圧Vo1が与えられる。
In a steady state, a pulse drive signal is supplied from the
ここで、主制御回路31は出力電圧Vo1を監視して、この出力電圧Vo1の変動に見合う導通幅のパルス駆動信号をMOS型FET4に供給している。こうした主制御回路31による電圧フィードバック制御により、主出力回路11が負荷Z1に供給する出力電圧Voの安定化が図られる。
Here, the
また、主出力回路11以外の出力回路21では、MOS型FET4がオンすると、トランス3の二次巻線3Cに発生した誘起電圧により、整流ダイオード22がオンすると共に転流ダイオード23がオフし、当該誘起電圧がマグアンプ30,整流ダイオード22およびチョークコイル25を順に通って、出力コンデンサ26および負荷Z2に供給される。その後、MOS型FET4がオフになると、トランス3の二次巻線3Cに発生する誘起電圧の極性が反転し、今度は転流ダイオード23がオンすると共に整流ダイオード22がオフする。そのため、それまでチョークコイル25や出力コンデンサ26に蓄えられていたエネルギーが、転流ダイオード23を通して出力回路21に接続する負荷Z2に供給される。ここでは、トランス3により電力変換された二次巻線3Cからの矩形波交流をマグアンプ30により導通角制御し、これを出力回路21で整流平滑することで、負荷Z2の両端間に所定の出力電圧Vo2が与えられる。
In the
また、マグアンプ制御回路32は出力電圧Vo2を監視して、この出力電圧Vo2が予め決められた値よりも高くなったときに、マグアンプ30にリセット電流を流す。そして、このマグアンプ30に対するリセット電流をマグアンプ制御回路32で制御することにより、出力回路21独自に出力電圧V02の安定化を図っている。なお、こうした多出力スイッチング電源装置の出力電圧制御方式として、マグアンプ30を採用した例は、例えば特許文献1などにおいて知られている。
Further, the mag
図2に示す回路例では、負荷Z1を流れる電流、すなわち主出力回路11からの出力電流Io1を検出する電流検出器として、カレントトランス35を用い、また、負荷Z2を流れる電流、すなわち出力回路21からの出力電流Io2を検出する電流検出器として、別なカレントトランス45を用いている。こうした回路構成は、例えば特許文献2などで知られている。
In the circuit example shown in FIG. 2, the
主出力回路11において、トランス3の二次巻線3Bから出力端子19に至るマイナス側の出力電圧ライン間には、カレントトランス35の一次巻線35Aが挿入接続される。電流検出部36は、カレントトランス35の二次巻線35Bの両端間に発生する電圧を増幅し、この増幅した電流検出信号が所定の電圧レベルを越えると、トランスやフォトカプラなどの入力側と出力側とを電気的に絶縁する信号伝達素子37を介して、トランス3の入力側にある主制御回路31に過電流発生信号を出力するようになっている。
In the
また出力回路21では、トランス3の二次巻線3Cから出力端子29に至るマイナス側の出力電圧ライン間に、カレントトランス45の一次巻線45Aが挿入接続される。電流検出部46は、カレントトランス45の二次巻線45Bの両端間に発生する電圧を増幅しこの増幅した電流検出信号が所定の電圧レベルを越えると、マグアンプ制御回路32に過電流発生信号を出力するようになっている。
In the
こうした回路構成により、主出力回路11の出力端子18,19間が短絡または過負荷状態になり、出力電流I01ひいてはカレントトランス35の一次巻線35Aを流れる電流が増加して、電流検出部36で生成した電流検出信号が所定の電圧レベルを越えると、電流検出部36から主制御回路31に過電流発生信号が出力される。これを受けて主制御回路31は、MOS型FET4へのパルス駆動信号の導通幅を狭め、主出力回路11からの出力電流I01を強制的に制限する。
With such a circuit configuration, the
また、別な出力回路21の出力端子28,29間が短絡または過負荷状態になり、出力電流I02ひいてはカレントトランス45の一次巻線45Aを流れる電流が増加した場合には、電流検出部46で生成した電流検出信号が所定の電圧レベルを越えると、当該電流検出部46からマグアンプ制御回路32に過電流発生信号が出力される。これを受けてマグアンプ制御回路31は、マグアンプ30が非飽和(スイッチオフ)状態となるように当該マグアンプ30を制御し、これにより出力回路21からの出力電流I02を、各出力回路21で個々に強制的に制限することができる。
上述したように、多出力のスイッチング電源装置では、主出力回路11に電流検出部36を設けると共に、この電流検出部36とは別個に、他の出力回路21にも独自の電流検出部36を設けている。しかし、これでは出力数が増加するに従い、その出力数に応じた電流検出部36,46,…が必要になり、装置の省スペース化を図ることができない。
As described above, in the multi-output switching power supply device, the
また、上述したスイッチング電源装置では、出力電流Io1,Io2を検出する電流検出器として、カレントトランス35,45や、他にシャント抵抗が用いられる。しかし、こうしたカレントトランス35,45やシャント抵抗は、出力電流Ioの値を満足する巻線径や定格電力を常に考慮して部品を選定しなければならず、検出すべき出力電流Io1,Io2の値が大きくなる程、それに比例して部品サイズも大きくなる。そのため、部品スペースを大きく確保する必要があり、やはりここでも装置の省スペース化を図ることができない。
In the switching power supply described above,
そこで本発明は、上記問題点に鑑み、それぞれの出力回路に独自の電流検出部を設けることなく過電流保護機能を動作させることができ、装置の省スペース化を図ることが可能な多出力スイッチング電源装置を提供することを、その主な目的とする。 Therefore, in view of the above problems, the present invention can operate an overcurrent protection function without providing a unique current detection unit in each output circuit, and can reduce the space of the device. The main object is to provide a power supply device.
請求項1の発明では、スイッチング素子と、一次巻線と複数の二次巻線とを磁気的に結合してなるトランスと、前記二次巻線の各々に接続される出力回路とを有し、前記スイッチング素子のスイッチングにより、前記トランスの一次巻線に入力電圧を断続的に印加し、前記トランスの各二次巻線に発生した電圧を、それぞれの前記出力回路により整流平滑して負荷に電力を供給する多出力スイッチング電源装置において、前記各出力回路にそれぞれ設けられ、前記出力回路から前記負荷に流れる出力電流を監視して、この出力電流に比例した電流検出信号を生成する電流監視部と、前記各出力回路に共通して設けられ、前記各電流監視部からの電流検出信号の中で、少なくとも一つの電流検出信号が一定値以上に達したら、過電流発生信号を出力する過電流判定部と、前記過電流判定部から過電流発生信号が出力されると、前記出力電流を制限するように前記スイッチング素子の動作を制御する過電流保護部とを備えている。 The invention of claim 1 includes a switching element, a transformer formed by magnetically coupling a primary winding and a plurality of secondary windings, and an output circuit connected to each of the secondary windings. The input voltage is intermittently applied to the primary winding of the transformer by switching of the switching element, and the voltage generated in each secondary winding of the transformer is rectified and smoothed by the respective output circuits to the load. In the multi-output switching power supply for supplying power, a current monitoring unit that is provided in each output circuit, monitors an output current flowing from the output circuit to the load, and generates a current detection signal proportional to the output current Provided in common to each of the output circuits, and when at least one of the current detection signals from the current monitoring units reaches a certain value or more, an overcurrent generation signal is generated. And overcurrent determination unit configured to force the overcurrent generation signal from the overcurrent determination unit is outputted, and a overcurrent protection unit that controls the operation of the switching element so as to limit the output current.
請求項2の発明では、前記出力回路は、前記トランスの二次巻線に発生する電圧を整流する出力整流回路と、この出力整流回路で整流した電圧を平滑するチョークコイルを備えた出力平滑回路とからなり、前記チョークコイルを通して前記負荷に電力を供給するものであると共に、前記チョークコイルに接続され、前記負荷を流れる出力電流を、前記チョークコイルの内部抵抗による電圧降下分の信号として出力する電圧降下検出回路と、前記電圧降下検出回路から出力される信号を増幅し、前記出力電流に比例した前記電流検出信号を生成する増幅回路とにより、前記電流監視部を構成している。 According to a second aspect of the present invention, the output circuit comprises an output rectifier circuit that rectifies the voltage generated in the secondary winding of the transformer, and a choke coil that smoothes the voltage rectified by the output rectifier circuit. And supplying power to the load through the choke coil, and outputting an output current connected to the choke coil and flowing through the load as a voltage drop signal due to an internal resistance of the choke coil. The current monitoring unit is configured by a voltage drop detection circuit and an amplification circuit that amplifies a signal output from the voltage drop detection circuit and generates the current detection signal proportional to the output current.
請求項1の発明では、各出力回路における出力電流を、出力回路毎に設けた電流監視部で監視し、出力電流に比例した電流検出信号をそれぞれの電流監視部で生成する。これらの電流検出信号は、各出力回路に共通して設けられた過電流判定部によって一定値との比較が行なわれ、電流検出信号の一つが一定値に達したならば、出力回路のどれかが過電流状態であると判定して過電流発生信号を出力し、この信号を受けた過電流保護部が出力電流を制限するようにスイッチング素子の動作を制御する。 In the first aspect of the invention, the output current in each output circuit is monitored by a current monitoring unit provided for each output circuit, and a current detection signal proportional to the output current is generated by each current monitoring unit. These current detection signals are compared with a constant value by an overcurrent determination unit provided in common to each output circuit, and if one of the current detection signals reaches a certain value, one of the output circuits Is determined to be in an overcurrent state, an overcurrent generation signal is output, and the overcurrent protection unit receiving this signal controls the operation of the switching element so as to limit the output current.
このように、出力回路の数に拘らず、電流検出信号を生成した後は、それぞれの出力回路に独自の電流検出部を設けることなく、各出力回路に共通した過電流判定部と過電流保護部によって、適切な過電流保護機能を動作させることができ、装置の省スペース化を図ることが可能になる。 In this way, regardless of the number of output circuits, after generating the current detection signal, each output circuit does not have its own current detection unit, and the overcurrent determination unit and overcurrent protection common to each output circuit are provided. An appropriate overcurrent protection function can be operated by the unit, and the space of the apparatus can be saved.
請求項2の発明では、一乃至複数の出力回路において、チョークコイルに電圧降下検出回路を接続することで、負荷を流れる出力電流を、チョークコイルの内部抵抗による電圧降下分の信号として増幅回路に出力し、当該増幅回路から出力電流に比例した電流検出信号を生成することができる。つまり、従来のようなカレントトランスやシャント抵抗を一切用いず、本来は出力平滑回路として機能しているチョークコイルの抵抗を利用して、このチョークコイルの両端間に電圧降下検出回路を接続するだけで、出力電流を検出できるので、検出すべき出力電流がある程度大きな値であっても、装置の省スペース化を容易に実現できる。また、各増幅回路の増幅度を可変設定することで、それぞれの出力回路における過電流保護動作点を簡単に設定できる。 According to the second aspect of the present invention, in one or a plurality of output circuits, a voltage drop detection circuit is connected to the choke coil so that the output current flowing through the load is supplied to the amplifier circuit as a signal for the voltage drop due to the internal resistance of the choke coil. A current detection signal proportional to the output current can be generated from the amplifier circuit. In other words, without using any current transformer or shunt resistor as in the past, using the resistance of the choke coil that originally functions as an output smoothing circuit, just connecting the voltage drop detection circuit across this choke coil Thus, since the output current can be detected, even if the output current to be detected is a certain large value, the space saving of the apparatus can be easily realized. Also, by variably setting the amplification degree of each amplifier circuit, the overcurrent protection operating point in each output circuit can be easily set.
以下、添付図面を参照しながら、本発明におけるスイッチング電源装置の好ましい実施例を説明する。なお、従来例と共通する箇所には共通する符号を付し、その共通する部分の説明は重複を避けるため極力省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of a switching power supply device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the location which is common in a prior art example, and description of the common part is abbreviate | omitted as much as possible in order to avoid duplication.
図1は、スイッチング電源装置の好ましい実施形態の一つを示す回路構成図である。同図において、ここでは、前記カレントトランス35に代わって、チョークコイル15の両端間の電圧降下を検出する電圧降下検出回路51が設けられ、また同様にカレントトランス45に代わって、チョークコイル25の両端間の電圧降下を検出する電圧降下検出回路61が設けられる。電圧降下検出回路51は、チョークコイル15に含まれる固有の抵抗成分(図示せず)と組み合わせて、この抵抗に発生する電圧降下分を検出するもので、具体的には、抵抗52とコンデンサ53の直列回路をチョークコイル15の両端間に接続することで構成され、出力整流回路14の出力端に繋がるチョークコイル15の一端が、抵抗52の一端に接続され、この抵抗52の他端とコンデンサ53の一端どうしが接続されると共に、出力端子18に至るチョークコイル15の他端が、コンデンサ53の他端と接続される。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing one preferred embodiment of a switching power supply device. In this figure, a voltage
なお、ここでは出力端子19に対して正極性の電圧を発生し、且つ出力整流回路14の出力端から出力端子18に至るプラス側出力電圧ラインに、チョークコイル15を挿入接続しているが、出力整流回路14の出力端から出力端子19に至るマイナス側出力電圧ラインにチョークコイル15を接続し、その両端間に電圧降下検出回路51を並列に接続してもよい。
Here, the
同様に、電圧降下検出回路61は、チョークコイル25に含まれる固有の抵抗成分(図示せず)と組み合わせて、この抵抗に発生する電圧降下分を検出するもので、具体的には、抵抗62とコンデンサ63の直列回路をチョークコイル25の両端間に接続することで構成され、出力整流回路24の出力端に繋がるチョークコイル25の一端が、抵抗62の一端に接続され、この抵抗62の他端とコンデンサ63の一端どうしが接続されると共に、出力端子28に至るチョークコイル25の他端が、コンデンサ63の他端と接続される。
Similarly, the voltage
なお、ここでは出力端子29に対して正極性の電圧を発生し、且つ出力整流回路24の出力端から出力端子28に至るプラス側出力電圧ラインに、チョークコイル25を挿入接続しているが、出力整流回路24の出力端から出力端子29に至るマイナス側出力電圧ラインにチョークコイル25を接続し、その両端間に電圧降下検出回路61を並列に接続してもよい。
Here, the
電圧降下検出回路51は、負荷Z1を流れる出力電流I01を、チョークコイル15の内部抵抗による電圧降下分の信号としてコンデンサ53の両端間に発生させるものであり、また電圧降下検出回路61は、負荷Z2を流れる出力電流I02を、チョークコイル25の内部抵抗による電圧降下分の信号としてコンデンサ63の両端間に発生させるものである。前記コンデンサ53の両端間に発生する信号は、増幅回路54により増幅され、出力電流I01の電流検出信号として出力される。同様に、前記コンデンサ63の両端間に発生する信号は、別な増幅回路64により増幅され、出力電流I02の電流検出信号として出力される。ここでの電圧降下検出回路51および増幅回路54は、主出力回路11から負荷Z1に流れる出力電流I01を監視して、この出力電流I01に比例した電流検出信号を生成する第1の電流監視部55に相当し、また電圧降下検出回路61および増幅回路64は、主出力回路11から負荷Z1に流れる出力電流I01を監視して、この出力電流I01に比例した電流検出信号を生成する第2の電流監視部65に相当する。これらの電流監視部55,65は、出力回路(主出力回路11および出力回路21)のそれぞれに一つずつ設けられる。
The voltage
一方、71は各増幅回路54,64から出力される電流検出信号の中で、少なくとも一つの電流検出信号が一定値以上に達したら、過電流発生信号を出力する過電流判定部である。この過電流判定部71は、出力回路(主出力回路11および出力回路21)の数に拘らず一つだけ設けられるもので、各増幅回路54,64からの電流検出信号が、それぞれ逆流防止用のダイオード56,66を介して、共通する一方の入力端子(ここでは非反転入力端子)に印加される比較器72と、この比較器72の他方の入力端子(ここでは反転入力端子)に接続する基準電源73と、各電流検出信号の電圧レベルの少なくとも一つが、基準電源73より発生する基準電圧以上に達して、比較器72の出力端子における電圧レベルが反転した時に、信号伝達素子37を介して主制御回路31に過電流発生信号を出力するOCP(過電流保護)回路74とにより構成される。そして、この過電流判定部71からの過電流発生信号を受けて、過電流保護部としての主制御回路31が、出力電流Io1,Io2を制限するようにMOS型FET4の動作を制御する構成となっている。
On the other hand, 71 is an overcurrent determination unit that outputs an overcurrent generation signal when at least one of the current detection signals output from the
次に、上記構成についてスイッチング電源装置としての動作は前述した通りであり、MOS型FET4には、主制御回路31からパルス駆動信号が供給され、トランス3の一次巻線3Aに直流電源Eからの入力電圧Viが断続的に印加される。これにより主出力回路11では、MOS型FET4がオンすると、トランス3の二次巻線3Bに発生する誘起電圧によって、整流ダイオード12がオンする一方で、転流ダイオード13はオフし、この誘起電圧が整流ダイオード12からチョークコイル15を通して、出力コンデンサ16および負荷Z1に供給される。その後、MOS型FET4がオフになると、今度はトランス3の二次巻線3Bに逆極性の誘起電圧が発生し、整流ダイオード12がオフする一方で、転流ダイオード13はオンし、それまでチョークコイル15や出力コンデンサ16に蓄えられたエネルギーが、転流ダイオード13を通して負荷Z1に供給される。こうした動作を繰り返すことで、出力端子11,12間に所定の出力電圧Vo1が発生し、これが負荷Z1の両端間に与えられる。
Next, the operation of the switching power supply device with the above configuration is as described above. A pulse drive signal is supplied from the
同様に、別な出力回路21でも、MOS型FET4がオンすると、トランス3の二次巻線3Cに発生する誘起電圧によって、整流ダイオード22がオンする一方で、転流ダイオード23はオフし、この誘起電圧がマグアンプ30,整流ダイオード22およびチョークコイル25を順に通って、出力コンデンサ26および負荷Z2に供給される。その後、MOS型FET4がオフになると、今度はトランス3の二次巻線3Cに逆極性の誘起電圧が発生し、整流ダイオード22がオフする一方で、転流ダイオード23はオンし、それまでチョークコイル25や出力コンデンサ26に蓄えられたエネルギーが、転流ダイオード23を通して負荷Z2に供給される。ここでは、トランス3により電力変換された二次巻線3Cからの矩形波交流をマグアンプ30により導通角制御し、これを出力回路21で整流平滑することで、負荷Z2の両端間に所定の出力電圧Vo2が与えられる。
Similarly, in the
上記一連の動作中に、主出力回路11は出力電圧Vo1を監視して、この出力電圧Vo1が低下するに従って、MOS型FET4に供給するパルス駆動信号の導通幅を広げ、逆に出力電圧Vo1が上昇するに従って、当該パルス駆動信号の導通幅を狭めるいわゆるPWM制御を行なっている。こうした主出力回路11の電圧フィードバック制御により、出力電圧Voの安定化が図られる。
During the series of operations, the
また、マグアンプ制御回路32は出力回路21からの出力電圧Vo2を監視し、この出力電圧Vo2が予め決められた値よりも高くなったときに、マグアンプ30にリセット電流を流す。そして、このマグアンプ30に対するリセット電流をマグアンプ制御回路32で制御することにより、出力回路21独自に出力電圧V02の安定化を図っている。
Further, the mag
主出力回路11においては、MOS型FET4のオン期間中に、チョークコイル15にエネルギーが蓄えられる関係で、出力端子18に繋がるチョークコイル15の他端を基準として、出力整流回路14の出力端に繋がるチョークコイル15の一端に正極性の電圧が発生する。そのため、電圧降下検出回路51は、抵抗52介してコンデンサ53に電荷が蓄えられ、コンデンサ53の両端間電圧は一方的に上昇する。
In the
やがて、MOS型FET4がオフ期間になると、それまでチョークコイル15に蓄えられていたエネルギーが負荷Z1側に送り出されるので、チョークコイル15の他端を基準として、チョークコイル15の一端に負極性の電圧が発生する。こうなると、コンデンサ53はそれまで蓄えていた電荷を放出し、コンデンサ25の両端間電圧は一方的に下降する。つまり、ここでの電圧降下検出回路51は、MOS型FET4のオン・オフ動作に伴い、チョークコイル15の両端間に発生する電圧を利用してコンデンサ25が充放電し、当該コンデンサ53の両端間電圧が上昇または下降を繰り返すようになっている。
Eventually, when the MOS type FET 4 is in the OFF period, the energy stored in the
ここで、負荷Z1を流れる出力電流Io1が変化すると、チョークコイル15に含まれる固有の内部抵抗によって、チョークコイル15の両端間に発生する内部抵抗の電圧降下分が変化する。そのため、コンデンサ53の両端間電圧の平均値は、出力電流Io1が増大するに従って上昇し、逆に出力電流Io1が減少するに従って下降することになり、チョークコイル15の内部抵抗による電圧降下分の変化が、コンデンサ53の両端間電圧の変化として、電圧降下検出部51から増幅回路54に出力される。増幅回路54は、コンデンサ53の両端間電圧を増幅した電流検出信号を、ダイオード56を通して比較器72の非反転入力端子に供給する。
Here, when the output current Io1 flowing through the load Z1 changes, the voltage drop of the internal resistance generated between both ends of the
またこれは、出力回路21のチョークコイル25に接続する電圧降下検出回路61についても同じことがいえる。つまり、負荷Z2を流れる出力電流Io2が変化すると、チョークコイル25に含まれる固有の内部抵抗によって、チョークコイル25の両端間に発生する内部抵抗の電圧降下分が変化する。そのため、コンデンサ63の両端間電圧の平均値は、出力電流Io2が増大するに従って上昇し、逆に出力電流Io2が減少するに従って下降することになり、チョークコイル25の内部抵抗による電圧降下分の変化が、コンデンサ63の両端間電圧の変化として、電圧降下検出部61から増幅回路64に出力される。増幅回路64は、コンデンサ63の両端間電圧を増幅した電流検出信号を、ダイオード66を通して比較器72の非反転入力端子に供給する。
The same applies to the voltage
過電流判定部71では、各増幅回路54,64からの電流検出信号と、基準電源73の基準電圧とを比較器72により比較し、少なくとも一つの電流検出信号の電圧レベルが基準電圧以上に達したら、比較器72の出力端子における電圧レベルを反転(この場合は、LからH)させた過電流発生信号を出力する。この過電流発生信号を受けて、主制御回路31がMOS型FET4に供給するパルス駆動信号の導通幅を狭めることで、出力電流Ioを強制的に制限することが可能になる。
In the
以上のように、本実施例では、スイッチング素子としてのMOS型FET4と、一次巻線3Aと複数の二次巻線3B,3Cとを磁気的に結合してなるトランス3と、二次巻線3B,3Cの各々に接続される出力回路としての主出力回路11および出力回路21とを有し、MOS型FET4のスイッチングにより、トランス3の一次巻線3Aに入力電圧Viを断続的に印加し、トランス3の各二次巻線3B,3Cに発生した電圧を、それぞれ主出力回路11および出力回路21により整流平滑して、負荷Z1,Z2に電力を供給する多出力スイッチング電源装置において、主出力回路11および出力回路21のそれぞれに設けられ、主出力回路11から負荷Z1に流れる出力電流Io1と、出力回路21から負荷Z2に流れる出力電流Io2を監視して、この出力電流Io1,Io2に比例した電流検出信号を生成する電流監視部55,65と、主出力回路11および出力回路21に共通して設けられ、各電流監視部55,65からの電流検出信号の中で、少なくとも一つの電流検出信号が一定値以上に達したら、過電流発生信号を出力する過電流判定部71と、過電流判定部71から過電流発生信号が出力されると、出力電流Io1,Io2を制限するようにMOS型FET4の動作を制御する過電流保護部としての主制御回路31とを備えている。
As described above, in this embodiment, the MOS type FET 4 as a switching element, the
こうすると、主出力回路11および出力回路21の各出力電流Io1,Io2を、主出力回路11および出力回路21毎に設けた電流監視部55,65で監視し、出力電流Io1,Io2に比例した電流検出信号をそれぞれの電流監視部55,65で生成する。これらの電流検出信号は、主出力回路11および出力回路21に共通して設けられた過電流判定部71によって一定値との比較が行なわれ、電流検出信号の一つが一定値に達したならば、主出力回路11および出力回路21のどれかが過電流状態であると判定して過電流発生信号を出力し、この信号を受けた主制御回路31が出力電流Io1,Io2を制限するようにMOS型FET4の動作を制御する。
Thus, the output currents Io1 and Io2 of the
このように、出力回路(主出力回路11および出力回路21)の数に拘らず、電流検出信号を生成した後は、それぞれの出力回路に独自の電流検出部を設けることなく、主出力回路11および出力回路21に共通した過電流判定部71と主制御回路31とによって、適切な過電流保護機能を動作させることができ、装置の省スペース化を図ることが可能になる。
As described above, regardless of the number of output circuits (the
また、本実施例における主出力回路11および出力回路21は、トランス3の二次巻線3B,3Cに発生する電圧を整流する出力整流回路14,24と、この出力整流回路14,24で整流した電圧を平滑するチョークコイルを備えた出力平滑回路17,27とからなり、チョークコイル15,25を通して負荷Z1,Z2に電力を供給するものであると共に、チョークコイル15,25に接続され、負荷Z1,Z2を流れる出力電流Io1,Io2を、チョークコイル15,25の内部抵抗による電圧降下分の信号として出力する電圧降下検出回路51,61と、この電圧降下検出回路51,61から出力される信号を増幅し、出力電流Io1,Io2に比例した前記電流検出信号を生成する増幅回路54,64とにより、前記電流監視部55,65を構成している。
The
こうすると、一乃至複数の出力回路(主出力回路11および出力回路21)において、チョークコイル15,25に電圧降下検出回路51,61を接続することで、負荷を流れる出力電流を、チョークコイル15,25の内部抵抗による電圧降下分の信号として増幅回路54,64に出力し、当該増幅回路54,64から出力電流Io1,Io2に比例した電流検出信号を生成することができる。つまり、従来のようなカレントトランスやシャント抵抗を一切用いず、本来は出力平滑回路17,27として機能しているチョークコイル15,25の抵抗を利用して、このチョークコイル15,25の両端間に電圧降下検出回路51,61を接続するだけで、出力電流Io1,Io2を検出できるので、検出すべき出力電流Io1,Io2がある程度大きな値であっても、装置の省スペース化を容易に実現できる。また、各増幅回路54,64の増幅度を個々に可変設定することで、共通した過電流判定部71と主制御回路31とを備えた構成でありながら、それぞれの出力回路である主出力回路11および出力回路21における過電流保護動作点をそれぞれ簡単に設定できる。
In this way, by connecting the voltage
なお、本実施例は上記各実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、主スイッチング素子としてMOS型FET4以外の各種半導体素子を用いてもよいし、電圧降下検出回路51,61は、実施例に示す回路構成に限定されない。またスイッチング電源装置として、例えばフォワード型以外の例えばセンタタップ,ハーフブリッジ,フルブリッジ型のDC−DCコンバータを適用してもよい。
In addition, a present Example is not limited to said each embodiment, A various deformation | transformation implementation is possible. For example, various semiconductor elements other than the MOS type FET 4 may be used as the main switching element, and the voltage
3 トランス
4 MOS型FET(主スイッチング素子)
11 主出力回路(出力回路)
14,24 出力整流回路
15,25 チョークコイル
17,27 出力平滑回路
31 主制御回路(過電流保護部)
51,61 電圧降下検出回路
55,65 電流監視部
54,64 増幅回路
71 過電流判定部
Z1,Z2 負荷
3 Transformer 4 MOS type FET (Main switching element)
11 Main output circuit (output circuit)
14, 24
51, 61 Voltage
Claims (2)
前記スイッチング素子のスイッチングにより、前記トランスの一次巻線に入力電圧を断続的に印加し、前記トランスの各二次巻線に発生した電圧を、それぞれの前記出力回路により整流平滑して負荷に電力を供給する多出力スイッチング電源装置において、
前記各出力回路にそれぞれ設けられ、前記出力回路から前記負荷に流れる出力電流を監視して、この出力電流に比例した電流検出信号を生成する電流監視部と、
前記各出力回路に共通して設けられ、前記各電流監視部からの電流検出信号の中で、少なくとも一つの電流検出信号が一定値以上に達したら、過電流発生信号を出力する過電流判定部と、
前記過電流判定部から過電流発生信号が出力されると、前記出力電流を制限するように前記スイッチング素子の動作を制御する過電流保護部とを備えたことを特徴とする多出力スイッチング電源装置。 A switching element, a transformer formed by magnetically coupling a primary winding and a plurality of secondary windings, and an output circuit connected to each of the secondary windings,
By switching the switching element, an input voltage is intermittently applied to the primary winding of the transformer, and the voltage generated in each secondary winding of the transformer is rectified and smoothed by the respective output circuits to power the load. In the multi-output switching power supply device that supplies
A current monitoring unit that is provided in each of the output circuits, monitors an output current flowing from the output circuit to the load, and generates a current detection signal proportional to the output current;
An overcurrent determination unit that is provided in common to each of the output circuits and outputs an overcurrent generation signal when at least one current detection signal reaches a predetermined value or more among the current detection signals from the current monitoring units. When,
A multi-output switching power supply apparatus comprising: an overcurrent protection unit that controls an operation of the switching element so as to limit the output current when an overcurrent generation signal is output from the overcurrent determination unit .
前記チョークコイルに接続され、前記負荷を流れる出力電流を、前記チョークコイルの内部抵抗による電圧降下分の信号として出力する電圧降下検出回路と、
前記電圧降下検出回路から出力される信号を増幅し、前記出力電流に比例した前記電流検出信号を生成する増幅回路とにより、前記電流監視部を構成したことを特徴とする請求項1記載の多出力スイッチング電源装置。 The output circuit includes an output rectifier circuit that rectifies the voltage generated in the secondary winding of the transformer, and an output smoothing circuit that includes a choke coil that smoothes the voltage rectified by the output rectifier circuit. And supplying power to the load through
A voltage drop detection circuit connected to the choke coil and outputting an output current flowing through the load as a signal of a voltage drop due to an internal resistance of the choke coil;
2. The multiple current monitoring unit according to claim 1, wherein the current monitoring unit is configured by an amplification circuit that amplifies a signal output from the voltage drop detection circuit and generates the current detection signal proportional to the output current. Output switching power supply.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007163073A JP5057283B2 (en) | 2007-06-20 | 2007-06-20 | Multi-output switching power supply unit that detects each output current with each output choke coil, and OCP protects with a batch component |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007163073A JP5057283B2 (en) | 2007-06-20 | 2007-06-20 | Multi-output switching power supply unit that detects each output current with each output choke coil, and OCP protects with a batch component |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009005476A true JP2009005476A (en) | 2009-01-08 |
JP5057283B2 JP5057283B2 (en) | 2012-10-24 |
Family
ID=40321263
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007163073A Active JP5057283B2 (en) | 2007-06-20 | 2007-06-20 | Multi-output switching power supply unit that detects each output current with each output choke coil, and OCP protects with a batch component |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5057283B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011019317A (en) * | 2009-07-08 | 2011-01-27 | Murata Mfg Co Ltd | Isolated switching power supply |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05122934A (en) * | 1991-10-25 | 1993-05-18 | Canon Inc | Switching type dc power supply |
JPH06121529A (en) * | 1992-10-01 | 1994-04-28 | Nemitsuku Ramuda Kk | Switching power supply |
JPH07245941A (en) * | 1994-03-04 | 1995-09-19 | Nemitsuku Ramuda Kk | Switching power supply |
-
2007
- 2007-06-20 JP JP2007163073A patent/JP5057283B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05122934A (en) * | 1991-10-25 | 1993-05-18 | Canon Inc | Switching type dc power supply |
JPH06121529A (en) * | 1992-10-01 | 1994-04-28 | Nemitsuku Ramuda Kk | Switching power supply |
JPH07245941A (en) * | 1994-03-04 | 1995-09-19 | Nemitsuku Ramuda Kk | Switching power supply |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011019317A (en) * | 2009-07-08 | 2011-01-27 | Murata Mfg Co Ltd | Isolated switching power supply |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5057283B2 (en) | 2012-10-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4613100B2 (en) | Method and apparatus for extending the operating range of a fly forward converter | |
JP4762134B2 (en) | Resonant switching power supply | |
US10491136B2 (en) | Bridge-less type electric power conversion device having current detection circuit of current transformer type | |
US8891259B2 (en) | Control circuit and method for audible noise suppression in a power converter | |
JP3961505B2 (en) | Voltage detection circuit, power supply device and semiconductor device | |
JP2009153234A (en) | Switching power supply device | |
KR101789799B1 (en) | Feedback circuit and power supply device comprising the same | |
KR100198372B1 (en) | A switching power supply | |
JP2006136146A (en) | Switching power supply unit | |
JP2007511995A (en) | Switch mode power supply | |
JP2009171752A (en) | Power supply circuit | |
JP5057283B2 (en) | Multi-output switching power supply unit that detects each output current with each output choke coil, and OCP protects with a batch component | |
JP2005261112A (en) | Dc-dc converter | |
JP4513456B2 (en) | DC-DC converter transformer magnetism detector | |
EP2804303B1 (en) | Switching power supply circuit | |
JPH11206116A (en) | Constant voltage constant current power unit | |
JP4491431B2 (en) | Power supply smoothing circuit, power supply device, and switching power supply device | |
JP4369702B2 (en) | Switching power supply | |
JP4429146B2 (en) | DC / DC converter | |
JP2009005520A (en) | Switching power supply unit | |
JP5018705B2 (en) | Isolated switching power supply | |
JP3447975B2 (en) | Switching power supply circuit | |
JP7230518B2 (en) | Voltage detection circuit | |
JP6784249B2 (en) | AC inverter | |
JP6632067B2 (en) | Switching power supply |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090313 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20111102 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111107 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111216 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120709 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150810 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5057283 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120722 |