JP2011097736A - Switching power supply and electronic device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a capacity of a capacitor for securing instantaneous stop resistance time of a switching power supply. <P>SOLUTION: The switching power supply includes a voltage detecting circuit having an input terminal and an output terminal. The input terminal of the voltage detecting circuit to an input voltage of the switching power supply and the output terminal of the voltage detecting circuit are connected to a switch element opening/closing electric connection. When input voltage drops such as an instantaneous stop, the voltage detecting circuit controls the switch element to be opened. Thus, sections except for a load which is minimally required for an electronic device is cut off from the switching power supply and energy consumption of the capacitor is reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、スイッチング電源装置及びそれを用いた電子装置に関するものである。   The present invention relates to a switching power supply device and an electronic device using the same.

スイッチング電源装置は、安定して電圧出力を得られる回路方式のため、広く一般的に電子装置に使用されている。
スイッチング電源装置は、瞬間的な入力電圧の低下や切断などの瞬停が発生すると機能を維持することができないため、一般的なスイッチング電源装置は瞬停が発生しても動作の維持・継続するための対策が施されている。この瞬停対策として、整流回路とＤＣ／ＤＣコンバータの間にコンデンサを接続する方法が知られている。これにより、瞬停発生時にコンデンサに蓄積したエネルギーを放電することで、スイッチング電源装置の機能を維持することができる。 Since the switching power supply device is a circuit system that can stably obtain a voltage output, it is widely used in electronic devices.
Switching power supply devices cannot maintain their functions when a momentary power failure such as a momentary drop in input voltage or disconnection occurs. Therefore, a general switching power supply device maintains and continues operation even if a power failure occurs. Measures are taken. As a measure against the instantaneous power failure, a method of connecting a capacitor between the rectifier circuit and the DC / DC converter is known. Thereby, the function of the switching power supply device can be maintained by discharging the energy accumulated in the capacitor when the instantaneous power failure occurs.

具体的には、特開２０００−３０５６４１号（特許文献１）に記載されているような、整流ダイオードとＤＣ／ＤＣコンバータの間にコンデンサを接続する方法が知られている。この方式によれば、瞬停が発生した場合でも、コンデンサに蓄積されたエネルギーを放電することでＤＣ／ＤＣコンバータが機能するため、スイッチング電源装置の機能を維持することができる。   Specifically, there is known a method of connecting a capacitor between a rectifier diode and a DC / DC converter as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-305641 (Patent Document 1). According to this method, even when a momentary power failure occurs, the function of the switching power supply device can be maintained because the DC / DC converter functions by discharging the energy stored in the capacitor.

図５に従来技術によるスイッチング電源装置の例を示す。このスイッチング電源装置５００は、交流電源５０１の出力を整流ダイオード５０２の入力端子５３０ａ、５３０ｂに接続し、整流ダイオード５０２の出力端子５３１ａをコンデンサ５０３、５０４の正極とＤＣ／ＤＣコンバータ５０５の入力端子５３２ａに接続し、整流ダイオード５０２の出力端子５３１ｂをコンデンサ５０３、５０４の負極とＤＣ／ＤＣコンバータ５０５の入力端子５３２ｂに接続し、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０５の出力端子５３３ａおよび出力端子５３３ｂを負荷５０６ａ、５０６ｂ、５０６ｃに接続して構成される。   FIG. 5 shows an example of a conventional switching power supply device. In this switching power supply device 500, the output of the AC power supply 501 is connected to the input terminals 530a and 530b of the rectifier diode 502, and the output terminal 531a of the rectifier diode 502 is connected to the positive electrodes of the capacitors 503 and 504 and the input terminal 532a of the DC / DC converter 505. The output terminal 531b of the rectifier diode 502 is connected to the negative electrodes of the capacitors 503 and 504 and the input terminal 532b of the DC / DC converter 505, and the output terminal 533a and the output terminal 533b of the DC / DC converter 505 are connected to the loads 506a and 506b. , 506c.

このスイッチング電源装置５００の動作について説明すると、交流電源５０１の出力は、整流ダイオード５０２により整流され、コンデンサ５０３、５０４で平滑化される。平滑化された直流電圧はＤＣ／ＤＣコンバータ５０５で電圧を変換し、負荷５０６ａ、５０６ｂ、５０６ｃに供給される。交流電源５０１が停止した場合は、コンデンサ５０３、５０４に蓄積されたエネルギーを放電することで一定時間、スイッチング電源装置の機能を維持させることができる。   The operation of the switching power supply 500 will be described. The output of the AC power supply 501 is rectified by the rectifier diode 502 and smoothed by the capacitors 503 and 504. The smoothed DC voltage is converted by the DC / DC converter 505 and supplied to the loads 506a, 506b, and 506c. When the AC power supply 501 is stopped, the function of the switching power supply device can be maintained for a certain period of time by discharging the energy accumulated in the capacitors 503 and 504.

特開２０００−３０５６４１号公報JP 2000-305641 A

上記従来技術によるスイッチング電源装置は、瞬停耐量時間を確保するため、静電容量の大きなコンデンサを使用する。コンデンサは、静電容量の大きさに応じて体積が大きくなるため、スイッチング電源装置に搭載されるコンデンサは、体積の大きいものを用いる必要がある。   The switching power supply device according to the above prior art uses a capacitor having a large electrostatic capacity in order to ensure a momentary power failure tolerance time. Since the volume of the capacitor increases in accordance with the size of the capacitance, it is necessary to use a capacitor with a large volume mounted on the switching power supply device.

一例として、スイッチング電源装置の入力電圧ＡＣ２００Ｖ、出力電圧ＤＣ５Ｖ、出力電流１００Ａ、ＤＣ／ＤＣコンバータの動作下限電圧１４１Ｖ、必要な瞬停耐量時間Ｔｈ＝２０ｍｓの場合を想定する。
交流電源５０１の停電が発生していない場合のコンデンサ５０３、５０４の両端電圧ＶＣ１は式（１）で表され、ＤＣ２８２Ｖである。 As an example, it is assumed that the switching power supply apparatus has an input voltage AC200V, an output voltage DC5V, an output current 100A, a DC / DC converter operation lower limit voltage 141V, and a necessary instantaneous power failure tolerance time Th = 20 ms.
The voltage VC1 across the capacitors 503 and 504 when the AC power supply 501 is not interrupted is expressed by equation (1) and is DC 282V.

[式１]
ＶＣ１＝ＡＣ２００Ｖ×√２
交流電源５０１の停電発生時にはコンデンサ５０３、５０４が放電して、両端電圧は低下し、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０１の動作下限電圧以下になると、出力電圧Ｖｏが低下する。
瞬停耐量時間を確保するために必要なコンデンサ容量Ｃは、停電が発生していない場合のコンデンサ５０３、５０４の両端電圧ＶＣ１とＤＣ／ＤＣコンバータ５０５の動作下限電圧ＶＣ２とスイッチング電源装置５００の出力電圧Ｖｏ、出力電流Ｉｏ、必要な瞬停耐量時間Ｔｈから、式（２）で計算され、具体的な値は、式（３）より３３５ｕＦである。 [Formula 1]
VC1 = AC200V × √2
When a power failure occurs in the AC power supply 501, the capacitors 503 and 504 are discharged, the voltage at both ends decreases, and when the DC / DC converter 501 is lower than the operation lower limit voltage, the output voltage Vo decreases.
Capacitor capacity C required to secure the momentary power failure tolerance time is the voltage VC1 across the capacitors 503 and 504, the operating lower limit voltage VC2 of the DC / DC converter 505, and the output of the switching power supply 500 when no power failure occurs. The voltage Vo, the output current Io, and the necessary instantaneous power failure tolerance time Th are calculated by the equation (2), and a specific value is 335 uF from the equation (3).

[式２]
Ｃ＝（２×Ｖｏ×Ｉｏ×Ｔｈ）／（ＶＣ１＾２−ＶＣ２＾２）
[式３]
Ｃ＝（２×５Ｖ×１００Ａ×２０ｍｓ）／（２８２Ｖ＾２−１４１Ｖ＾２）
以上のように、一般的に瞬停耐量時間を確保するためにはスイッチング電源装置に大容量のコンデンサを内蔵する必要がある。スイッチング電源装置への大容量のコンデンサの内蔵は、電源体積、コストの増加につながるため、スイッチング電源装置の小型化、低コスト化のためには、瞬停耐量時間の確保のためのコンデンサ容量の低減化が必要である。 [Formula 2]
C = (2 * Vo * Io * Th) / (VC1 ^ 2-VC2 ^ 2)
[Formula 3]
C = (2 * 5V * 100A * 20ms) / (282V ^ 2-141V ^ 2)
As described above, it is generally necessary to incorporate a large-capacity capacitor in the switching power supply device in order to ensure the momentary power failure tolerance time. Incorporation of a large-capacity capacitor in the switching power supply unit leads to an increase in power supply volume and cost. Therefore, in order to reduce the size and cost of the switching power supply unit, it is necessary to increase the capacitor capacity Reduction is necessary.

本発明に係るスイッチング電源装置は、好ましくは、入力される交流電圧を整流する整流回路とＤＣ／ＤＣコンバータの間にコンデンサを配置し、瞬停時に該コンデンサに蓄積されたエネルギーを負荷に供給することができるスイッチング電源装置において、
該スイッチング電源装置の入力端に接続され、スイッチング電源装置に入力され交流電圧の昇降を検知する電圧検出回路を有し、該電圧検出回路によって検出される交流電圧の昇降に応じて、負荷に対する電気的接続の開閉を行うスイッチ素子の開閉を制御することを特徴とするスイッチング電源装置として構成するものである。 In the switching power supply according to the present invention, preferably, a capacitor is disposed between the rectifier circuit that rectifies the input AC voltage and the DC / DC converter, and the energy stored in the capacitor is supplied to the load at the momentary power failure. In a switching power supply that can
A voltage detection circuit is connected to the input terminal of the switching power supply device and detects an increase / decrease in the AC voltage input to the switching power supply device, and an electric power to the load is detected according to the increase / decrease in the AC voltage detected by the voltage detection circuit. The switching power supply is configured to control the opening and closing of a switch element that opens and closes a general connection.

好ましい例によれば、前記電圧検出回路は、交流電圧を実効電圧値に変換する電圧変換回路と、前記電圧変換回路の出力電圧と基準電圧を比較する電圧比較回路を備え、該電圧比較回路の比較結果の出力に従って、該スイッチ素子の開閉を制御する。
また、前記電圧比較回路の基準電圧は、電圧変換回路の出力電圧よりも低い電圧である。 According to a preferred example, the voltage detection circuit includes a voltage conversion circuit that converts an AC voltage into an effective voltage value, and a voltage comparison circuit that compares an output voltage of the voltage conversion circuit with a reference voltage. The switching of the switch element is controlled according to the output of the comparison result.
The reference voltage of the voltage comparison circuit is lower than the output voltage of the voltage conversion circuit.

本発明に係るスイッチング電源装置はまた、好ましくは、入力される交流電圧を整流する整流回路とＤＣ／ＤＣコンバータの間にコンデンサを配置し、瞬停時に該コンデンサに蓄積されたエネルギーを負荷に供給することができるスイッチング電源装置において、
該整流回路の出力端に接続され、整流化された電圧の昇降を検出する電圧検出回路を有し、該電圧検出回路によって検出される整流化電圧の昇降に応じて、負荷に対する電気的接続の開閉を行うスイッチ素子の開閉を制御することを特徴とするスイッチング電源装置として構成するものである。
好ましい例によれば、前記電圧検出回路は、該電圧検出回路に入力される電圧と基準電圧を比較する電圧比較回路を備え、該電圧比較回路の比較結果に従って、該スイッチ素子の開閉を制御する。
また、前記電圧比較回路の基準電圧は、電圧変換回路の出力電圧よりも低い電圧である。 In the switching power supply according to the present invention, preferably, a capacitor is disposed between the rectifier circuit for rectifying the input AC voltage and the DC / DC converter, and the energy stored in the capacitor is supplied to the load at the moment of power failure. In a switching power supply that can
A voltage detection circuit is connected to the output terminal of the rectifier circuit and detects the rise and fall of the rectified voltage, and the electrical connection to the load is detected according to the rise and fall of the rectified voltage detected by the voltage detection circuit. The switching power supply device is configured to control opening and closing of a switch element that performs opening and closing.
According to a preferred example, the voltage detection circuit includes a voltage comparison circuit that compares a voltage input to the voltage detection circuit with a reference voltage, and controls opening and closing of the switch element according to a comparison result of the voltage comparison circuit. .
The reference voltage of the voltage comparison circuit is lower than the output voltage of the voltage conversion circuit.

また、本発明に係る電子装置は、好ましくは、入力される交流電圧を整流する整流回路とＤＣ／ＤＣコンバータの間にコンデンサを配置し、瞬停時に該コンデンサに蓄積されたエネルギーを負荷に供給することができるスイッチング電源装置を有する電子装置において、該スイッチング電源装置の入力端に接続され、スイッチング電源装置に入力される交流電圧の昇降を検知する電圧検出回路と、該電圧検出回路の出力端に接続され、該負荷に対する電気的接続の開閉を行うスイッチ素子を有し、該電圧検出回路によって検出される交流電圧の昇降に応じて、該スイッチ素子の開閉を制御することを特徴とする電子装置として構成される。   In the electronic device according to the present invention, preferably, a capacitor is disposed between the rectifier circuit that rectifies the input AC voltage and the DC / DC converter, and the energy accumulated in the capacitor is supplied to the load at the momentary power failure. An electronic device having a switching power supply device that can be connected to an input end of the switching power supply device, detects a rise and fall of an AC voltage input to the switching power supply device, and an output end of the voltage detection circuit And a switch element that opens and closes an electrical connection to the load, and controls the opening and closing of the switch element in accordance with the rise and fall of the AC voltage detected by the voltage detection circuit. Configured as a device.

また、本発明に係る電子装置は、好ましくは、入力される交流電圧を整流する整流回路とＤＣ／ＤＣコンバータの間にコンデンサを配置し、瞬停時に該コンデンサに蓄積されたエネルギーを負荷に供給することができるスイッチング電源装置を有する電子装置において、該整流回路の出力端に接続され、整流化された電圧の昇降を検出する電圧検出回路と、該電圧検出回路の出力端に接続され、該負荷に対する電気的接続の開閉を行うスイッチ素子を有し、該電圧検出回路によって検出される整流化電圧の昇降に応じて、該スイッチ素子の開閉を制御することを特徴とする電子装置として構成される。   In the electronic device according to the present invention, preferably, a capacitor is disposed between the rectifier circuit that rectifies the input AC voltage and the DC / DC converter, and the energy accumulated in the capacitor is supplied to the load at the momentary power failure. In an electronic device having a switching power supply that can be connected to an output terminal of the rectifier circuit, a voltage detection circuit that detects the rise and fall of the rectified voltage, and an output terminal of the voltage detection circuit, The electronic device has a switch element that opens and closes an electrical connection to a load, and controls the opening and closing of the switch element in accordance with the rise and fall of the rectified voltage detected by the voltage detection circuit. The

本発明によれば、瞬停時に最低限必要な負荷以外をスイッチング電源装置から切断するため、スイッチング電源装置の瞬停耐量時間確保用のコンデンサ容量を低減することができる。   According to the present invention, since the load other than the minimum necessary load at the time of instantaneous power failure is disconnected from the switching power supply device, it is possible to reduce the capacitor capacity for securing the instantaneous power failure tolerance time of the switching power supply device.

実施例１によるスイッチング電源装置を示す図である。It is a figure which shows the switching power supply apparatus by Example 1. FIG. 実施例１における電圧検出回路２１０の詳細な回路構成図である。3 is a detailed circuit configuration diagram of a voltage detection circuit 210 in Embodiment 1. FIG. 実施例２によるスイッチング電源装置を示す図である。It is a figure which shows the switching power supply device by Example 2. FIG. 実施例２における電圧検出回路４１０の回路図である。6 is a circuit diagram of a voltage detection circuit 410 in Embodiment 2. FIG. 従来技術を用いたスイッチング電源装置の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the switching power supply device using a prior art. 実施例３における電源装置を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a power supply device according to a third embodiment. 実施例４における電子装置を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an electronic device according to a fourth embodiment.

図１は、実施例１のスイッチング電源装置１００の回路構成を示す。
スイッチング電源装置１００において、交流電源１０１は電圧検出回路２１０の入力端子２３０と整流ダイオード１０２の入力端子１３０ａ、１３０ｂに接続される。整流ダイオード１０２の出力端子１３１ａは、コンデンサ１０３、１０４の正極とＤＣ／ＤＣコンバータ１０５の入力端子１３２ａに接続され、整流ダイオード１０２の出力端子１３１ｂはコンデンサ１０３、１０４の負極とＤＣ／ＤＣコンバータ１０５の入力端子１３２ｂに接続される。
ＤＣ／ＤＣコンバータ１０５の出力端子１３３ａは、スイッチ素子１２０ａ、１２０ｂと負荷１０６ｃに接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０５の出力端子１３３ｂは負荷１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃに接続される。スイッチ素子１２０ａ、１２０ｂは、負荷１０６ａ、１０６ｂに接続され、電圧検出回路２１０の出力端子２３１はスイッチ素子１２０ａ、１２０ｂの入力端子に接続される。 FIG. 1 shows a circuit configuration of a switching power supply apparatus 100 according to the first embodiment.
In the switching power supply apparatus 100, the AC power supply 101 is connected to the input terminal 230 of the voltage detection circuit 210 and the input terminals 130 a and 130 b of the rectifier diode 102. The output terminal 131a of the rectifier diode 102 is connected to the positive terminals of the capacitors 103 and 104 and the input terminal 132a of the DC / DC converter 105, and the output terminal 131b of the rectifier diode 102 is connected to the negative terminals of the capacitors 103 and 104 and the DC / DC converter 105. Connected to the input terminal 132b.
The output terminal 133a of the DC / DC converter 105 is connected to the switch elements 120a and 120b and the load 106c, and the output terminal 133b of the DC / DC converter 105 is connected to the loads 106a, 106b and 106c. The switch elements 120a and 120b are connected to the loads 106a and 106b, and the output terminal 231 of the voltage detection circuit 210 is connected to the input terminals of the switch elements 120a and 120b.

図２は、スイッチング電源装置１００の電圧検出回路２１０を示す。
電圧検出回路２１０の入力端子２３０は抵抗２１１の第１の極に接続される。オペアンプ２１２のマイナス端子は、抵抗２１１の第２の極と抵抗２１３の第１の極に接続され、オペアンプ２１２のプラス端子はＧＮＤに接続される。オペアンプ２１２の出力端子は、ダイオード２１４の陽極端子（アノード）に接続され、ダイオード２１４の陰極端子（カソード）は、抵抗２１３の第２の極及び抵抗２１５の第１の極に接続される。オペアンプ２１６のマイナス端子は、抵抗２１５の第２の極及びコンデンサ２１７の第１の極と抵抗２１８の第１の極に接続され、オペアンプ２１６のプラス端子はＧＮＤに接続される。また、オペアンプ２１６の出力端子は、コンデンサ２１７の第２の極と、抵抗２１８の第２の極と、コンパレータ２１９のプラス端子に接続される。コンパレータ２１９のマイナス端子は基準電圧２２０に接続され、コンパレータ２１９の出力端子は電圧検出回路２１０の出力端子２３１に接続される。 FIG. 2 shows the voltage detection circuit 210 of the switching power supply device 100.
The input terminal 230 of the voltage detection circuit 210 is connected to the first pole of the resistor 211. The negative terminal of the operational amplifier 212 is connected to the second pole of the resistor 211 and the first pole of the resistor 213, and the positive terminal of the operational amplifier 212 is connected to GND. The output terminal of the operational amplifier 212 is connected to the anode terminal (anode) of the diode 214, and the cathode terminal (cathode) of the diode 214 is connected to the second pole of the resistor 213 and the first pole of the resistor 215. The negative terminal of the operational amplifier 216 is connected to the second pole of the resistor 215, the first pole of the capacitor 217, and the first pole of the resistor 218, and the positive terminal of the operational amplifier 216 is connected to GND. The output terminal of the operational amplifier 216 is connected to the second pole of the capacitor 217, the second pole of the resistor 218, and the plus terminal of the comparator 219. The negative terminal of the comparator 219 is connected to the reference voltage 220, and the output terminal of the comparator 219 is connected to the output terminal 231 of the voltage detection circuit 210.

次に、スイッチング電源装置１００の動作について説明する。
スイッチング電源装置１００において、交流電源１０１の出力は整流ダイオード１０２により整流され、コンデンサ１０３、１０４で平滑化される。平滑化された直流電圧はＤＣ／ＤＣコンバータ１０５で電圧を変換し、負荷１０６ｃおよび閉状態であるスイッチ素子１２０ａ、１２０ｂを経由して負荷１０６ａ、１０６ｂに供給され、負荷１０６ｃは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０５の電圧が直接供給される。 Next, the operation of the switching power supply apparatus 100 will be described.
In the switching power supply device 100, the output of the AC power supply 101 is rectified by the rectifier diode 102 and smoothed by the capacitors 103 and 104. The smoothed DC voltage is converted by the DC / DC converter 105 and supplied to the loads 106a and 106b via the load 106c and the switch elements 120a and 120b in the closed state, and the load 106c is supplied to the DC / DC converter. A voltage of 105 is directly supplied.

電圧検出回路２１０の入力端子２３０の交流電圧は、抵抗２１１、オペアンプ２１２、抵抗２１３、ダイオード２１４により整流および反転増幅され、このときの反転増幅率は入力端子２３０の電圧をＶｉｎ１、抵抗２１１および抵抗２１３の抵抗値をＲ２１１およびＲ２１３、ダイオード２１４の出力電圧をＶｏ１とすると式（４）で表される。   The AC voltage at the input terminal 230 of the voltage detection circuit 210 is rectified and inverted and amplified by the resistor 211, the operational amplifier 212, the resistor 213, and the diode 214. The inverted amplification factor at this time is the voltage at the input terminal 230 as Vin1, the resistor 211, and the resistor. When the resistance value of 213 is R211 and R213, and the output voltage of the diode 214 is Vo1, it is expressed by equation (4).

[式４]
Ｖｏ１＝（−Ｒ２１３／Ｒ２１１）×Ｖｉｎ１
ダイオード２１４の出力電圧Ｖｏ１は、抵抗２１５、オペアンプ２１６、コンデンサ２１７、抵抗２１８の積分回路により積分され、オペアンプ２１６の出力電圧はダイオード２１４の出力電圧の時間的積分値に比例した出力電圧が得られる。抵抗２１５および抵抗２１８の抵抗値をＲ２１５およびＲ２１８、コンデンサ２１７の静電容量をＣ２１７、ｊを虚数単位、ｆを周波数とするとオペアンプ２１６の出力電圧Ｖｏ２は式（５）で表される。 [Formula 4]
Vo1 = (− R213 / R211) × Vin1
The output voltage Vo1 of the diode 214 is integrated by the integrating circuit of the resistor 215, the operational amplifier 216, the capacitor 217, and the resistor 218, and the output voltage of the operational amplifier 216 provides an output voltage proportional to the temporal integration value of the output voltage of the diode 214. . When the resistance values of the resistors 215 and 218 are R215 and R218, the capacitance of the capacitor 217 is C217, j is an imaginary unit, and f is a frequency, the output voltage Vo2 of the operational amplifier 216 is expressed by Expression (5).

[式５]
Ｖｏ２＝（−Ｒ２１８／Ｒ２１５）×｛１／（１＋ｊ×２πｆ×Ｃ２１７×Ｒ２１８）｝×Ｖｏ１
すなわち、瞬停時に、電圧検出回路２１０の入力端子２３０の入力電圧Ｖｉｎ１が低下すると、オペアンプ２１６の出力電圧Ｖｏ２は、入力電圧Ｖｉｎ１に反比例して電圧が上昇するよう制御され、オペアンプ２１６の出力電圧Ｖｏ２と基準電圧２２０をコンパレータ２１９で比較し、出力電圧Ｖｏ２が基準電圧２２０より高くなると、出力端子２３１はＨｉｇｈレベルとなりスイッチ素子１２０ａ、１２０ｂを開、逆に定常時の場合は、出力電圧Ｖｏ２は基準電圧２２０より低くなり出力端子２３１がＬｏｗレベルとなるため、スイッチ素子１２０ａ、１２０ｂを閉にする。 [Formula 5]
Vo2 = (− R218 / R215) × {1 / (1 + j × 2πf × C217 × R218)} × Vo1
That is, when the input voltage Vin1 of the input terminal 230 of the voltage detection circuit 210 decreases during a momentary power failure, the output voltage Vo2 of the operational amplifier 216 is controlled to increase in inverse proportion to the input voltage Vin1, and the output voltage of the operational amplifier 216 When the output voltage Vo2 becomes higher than the reference voltage 220, the output terminal 231 becomes high level, the switch elements 120a and 120b are opened, and conversely, in the steady state, the output voltage Vo2 is Since the voltage is lower than the reference voltage 220 and the output terminal 231 is at the low level, the switch elements 120a and 120b are closed.

以上のように、実施例１のスイッチング電源装置を使用すれば、交流電圧の値に応じてスイッチ素子の開閉が可能となるので、瞬停が発生してコンデンサのエネルギーのみでスイッチング電源装置の動作を維持する場合に、電子装置の動作に最低限必要な負荷以外をスイッチング電源装置から切断できるため、コンデンサのエネルギー消費量を減らすことが可能である。これによりコンデンサの静電容量を従来よりも小さくすることができ、スイッチング電源装置の小型化、コスト低減を図ることができる。   As described above, if the switching power supply device according to the first embodiment is used, the switching element can be opened / closed according to the value of the AC voltage, so that an instantaneous power failure occurs and only the energy of the capacitor operates. Can be disconnected from the switching power supply device except for the minimum load necessary for the operation of the electronic device, so that the energy consumption of the capacitor can be reduced. As a result, the capacitance of the capacitor can be made smaller than before, and the switching power supply device can be reduced in size and cost.

図３は、実施例２のスイッチング電源装置３００の回路構成を示す。
スイッチング電源装置３００において、交流電源３０１は整流ダイオード３０２の入力端子３３０ａ、３３０ｂに接続される。整流ダイオード３０２の出力端子３３１ａは、電圧検出回路４１０の入力端子４３０と、コンデンサ３０３、３０４の正極と、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０５の入力端子３３２ａに接続される。整流ダイオード３０２の出力端子３３１ｂは、コンデンサ３０３、３０４の負極と、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０５の入力端子３３２ｂに接続される。
ＤＣ／ＤＣコンバータ３０５の出力端子３３３ａは、スイッチ素子３２０ａ、３２０ｂと負荷３０６ｃに接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０５の出力端子３３３ｂは負荷３０６ａ、３０６ｂ、３０６ｃに接続される。スイッチ素子３２０ａ、３２０ｂは負荷３０６ａ、３０６ｂに接続され、電圧検出回路４１０の出力端子４３１はスイッチ素子３２０ａ、３２０ｂの入力端子に接続される。 FIG. 3 illustrates a circuit configuration of the switching power supply apparatus 300 according to the second embodiment.
In the switching power supply device 300, the AC power supply 301 is connected to input terminals 330 a and 330 b of the rectifier diode 302. The output terminal 331a of the rectifier diode 302 is connected to the input terminal 430 of the voltage detection circuit 410, the positive electrodes of the capacitors 303 and 304, and the input terminal 332a of the DC / DC converter 305. The output terminal 331 b of the rectifier diode 302 is connected to the negative electrodes of the capacitors 303 and 304 and the input terminal 332 b of the DC / DC converter 305.
The output terminal 333a of the DC / DC converter 305 is connected to the switch elements 320a and 320b and the load 306c, and the output terminal 333b of the DC / DC converter 305 is connected to the loads 306a, 306b, and 306c. The switch elements 320a and 320b are connected to the loads 306a and 306b, and the output terminal 431 of the voltage detection circuit 410 is connected to the input terminals of the switch elements 320a and 320b.

図４は、スイッチング電源装置３００の電圧検出回路４１０を示す。入力端子４３０はコンパレータ４１２のプラス端子に接続され、コンパレータ４１２のマイナス端子は基準電圧４１１に接続される。コンパレータ４１２の出力端子は電圧検出回路４１０の出力端子４３１に接続される。   FIG. 4 shows the voltage detection circuit 410 of the switching power supply device 300. The input terminal 430 is connected to the plus terminal of the comparator 412, and the minus terminal of the comparator 412 is connected to the reference voltage 411. The output terminal of the comparator 412 is connected to the output terminal 431 of the voltage detection circuit 410.

次に、スイッチング電源装置３００の動作について説明する。
スイッチング電源装置３００において、交流電源３０１の出力は整流ダイオード３０２により整流され、コンデンサ３０３、３０４で平滑化される。平滑化された直流電圧はＤＣ／ＤＣコンバータ３０５で電圧を変換し、負荷３０６ｃおよび閉状態であるスイッチ素子３２０ａ、３２０ｂを経由して負荷３０６ａ、３０６ｂに供給され、負荷３０６ｃは、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０５の電圧が直接供給される。 Next, the operation of the switching power supply apparatus 300 will be described.
In the switching power supply 300, the output of the AC power supply 301 is rectified by the rectifier diode 302 and smoothed by the capacitors 303 and 304. The smoothed DC voltage is converted by the DC / DC converter 305 and supplied to the loads 306a and 306b via the load 306c and the switch elements 320a and 320b in the closed state, and the load 306c is supplied to the DC / DC converter. A voltage of 305 is directly supplied.

電圧検出回路４１０の入力端子４３０の電圧は、基準電圧４１１とコンパレータ４１２で比較され、瞬停が発生した場合は交流電圧３０１に比例して徐々に低下する。そして基準電圧４１１より低くなると、電圧検出回路４１０の出力端子４３１がＬｏｗレベルとなり、出力端子４３１と接続されたスイッチ素子３２０ａ、３２０ｂを開にする。逆に、定常時の場合は入力端子４３０の入力電圧が基準電圧４１１より高くなり、出力端子４３１がＨｉｇｈレベルとなって出力端子４３１と接続されたスイッチ素子３２０ａ、３２０ｂを閉にする。   The voltage at the input terminal 430 of the voltage detection circuit 410 is compared by the reference voltage 411 and the comparator 412. When an instantaneous power failure occurs, the voltage gradually decreases in proportion to the AC voltage 301. When the voltage is lower than the reference voltage 411, the output terminal 431 of the voltage detection circuit 410 becomes a low level, and the switch elements 320a and 320b connected to the output terminal 431 are opened. On the contrary, in the steady state, the input voltage of the input terminal 430 becomes higher than the reference voltage 411, the output terminal 431 becomes High level, and the switch elements 320a and 320b connected to the output terminal 431 are closed.

以上のように、実施例２のスイッチング電源装置を使用すれば、コンデンサのエネルギーのみでスイッチング電源装置の動作を維持する場合に、電子装置の動作に最低限必要な負荷以外をスイッチング電源装置から切断できるため、コンデンサのエネルギー消費量を減らすことが可能である。これによりコンデンサの静電容量を従来よりも小さくすることができ、スイッチング電源装置の小型化、コスト低減を図ることができる。   As described above, when the switching power supply device according to the second embodiment is used, when the operation of the switching power supply device is maintained only by the energy of the capacitor, the load other than the minimum necessary for the operation of the electronic device is disconnected from the switching power supply device. As a result, the energy consumption of the capacitor can be reduced. As a result, the capacitance of the capacitor can be made smaller than before, and the switching power supply device can be reduced in size and cost.

図６は実施例３による電源装置を示す。
図６において、６０３ａ、６０３ｂ、６０３ｃは、図１及び図３のスイッチング電源装置を示す。電源装置６００の入力６０１には、スイッチング電源装置６０３ａ、６０３ｂ、６０３ｃの入力６０２ａ、６０２ｂ、６０２ｃが接続され、スイッチング電源装置出力６０４ａ、６０４ｂ、６０４ｃは電源装置６００の出力６０５となる。 FIG. 6 shows a power supply device according to the third embodiment.
In FIG. 6, reference numerals 603a, 603b, and 603c denote the switching power supply devices of FIGS. The input 601 of the power supply apparatus 600 is connected to the inputs 602a, 602b, and 602c of the switching power supply apparatuses 603a, 603b, and 603c, and the switching power supply apparatus outputs 604a, 604b, and 604c become the output 605 of the power supply apparatus 600.

図６に示すように、電源装置６００は、電源装置入力６０１とスイッチング電源装置６０３ａ、６０３ｂ、６０３ｃのスイッチング電源装置入力６０２ａ、６０２ｂ、６０２ｃを並列接続し、スイッチング電源装置６０３ａ、６０３ｂ、６０３ｃのスイッチング電源装置出力６０４ａ、６０４ｂ、６０４ｃを並列接続している。   As shown in FIG. 6, the power supply device 600 connects the power supply device input 601 and the switching power supply device inputs 602a, 602b, and 602c of the switching power supply devices 603a, 603b, and 603c in parallel, and switches the switching power supply devices 603a, 603b, and 603c. The power supply outputs 604a, 604b, and 604c are connected in parallel.

このように、電源装置６００は、実施例１および実施例２のスイッチング電源装置を使用することで、スイッチング電源装置の小型化、低コスト化が図れ、それに伴って、電源装置を小型化、低コスト化することが可能である。   As described above, the power supply apparatus 600 uses the switching power supply apparatus according to the first and second embodiments, so that the switching power supply apparatus can be reduced in size and cost. Accordingly, the power supply apparatus can be reduced in size and reduced in cost. Cost can be increased.

図７は実施例４による電子装置を示す。
図７において、７００は電子装置、７０１は電子装置入力、７０２はスイッチング電源装置入力、７０３は図１および図３の示すスイッチング電源装置、７０４はスイッチング電源装置出力、７０５は電子回路である。
実施例４の電子装置７００は、電子装置入力７０１のスイッチング電源装置入力７０２をスイッチング電源装置７０３と接続し、スイッチング電源装置出力７０４を電子回路７０５に接続している。ここで、電子回路７０５は、たとえば電子演算回路、メモリ回路、増幅回路、Ｄ／Ａコンバータなどのデジタル回路、アナログ回路による電子回路である。 FIG. 7 shows an electronic device according to a fourth embodiment.
In FIG. 7, 700 is an electronic device, 701 is an electronic device input, 702 is a switching power supply device input, 703 is a switching power supply device shown in FIGS. 1 and 3, 704 is a switching power supply device output, and 705 is an electronic circuit.
In the electronic device 700 of the fourth embodiment, the switching power supply device input 702 of the electronic device input 701 is connected to the switching power supply device 703, and the switching power supply device output 704 is connected to the electronic circuit 705. Here, the electronic circuit 705 is an electronic circuit such as an electronic arithmetic circuit, a memory circuit, an amplifier circuit, a digital circuit such as a D / A converter, or an analog circuit.

このように、電子装置７００は、実施例１および実施例２のスイッチング電源装置を使用することで、スイッチング電源装置の小型化、低コスト化が図れ、これに伴って、電子装置を小型化、低コスト化することが可能である。   As described above, the electronic device 700 can reduce the size and cost of the switching power supply device by using the switching power supply device according to the first and second embodiments. Accordingly, the electronic device 700 can be downsized. Cost can be reduced.

１００：スイッチング電源装置 １０１：交流電源 １０２：整流ダイオード
１０３：コンデンサ １０４：コンデンサ １０５：ＤＣ／ＤＣコンバータ
１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ：負荷 １２０ａ、１２０ｂ：スイッチ素子
１３０ａ、１３０ｂ：整流ダイオードの入力端子
１３１ａ、１３１ｂ：整流ダイオードの出力端子
１３２ａ、１３２ｂ：ＤＣ／ＤＣコンバータの入力端子
１３３ａ、１３３ｂ：ＤＣ／ＤＣコンバータの出力端子
２１０：電圧検出回路 ２３０：電圧検出回路の入力端子 ２３１：電圧検出回路の出力端子 ６００：電源装置 ６０３ａ、６０３ｂ、６０３ｃ：スイッチング電源装置
７００：電子装置 ７０３：スイッチング電源装置 ７０５：電子回路。 100: Switching power supply device 101: AC power supply 102: Rectifier diode
103: Capacitor 104: Capacitor 105: DC / DC converter
106a, 106b, 106c: load 120a, 120b: switch element
130a, 130b: Rectifier diode input terminals 131a, 131b: Rectifier diode output terminals 132a, 132b: DC / DC converter input terminals 133a, 133b: DC / DC converter output terminals 210: Voltage detection circuit 230: Voltage detection circuit Input terminal 231: Output terminal of voltage detection circuit 600: Power supply device 603a, 603b, 603c: Switching power supply device 700: Electronic device 703: Switching power supply device 705: Electronic circuit.

Claims (8)

入力される交流電圧を整流する整流回路とＤＣ／ＤＣコンバータの間にコンデンサを配置し、瞬停時に該コンデンサに蓄積されたエネルギーを負荷に供給することができるスイッチング電源装置において、
該スイッチング電源装置の入力端に接続され、スイッチング電源装置に入力され交流電圧の昇降を検知する電圧検出回路を有し、該電圧検出回路によって検出される交流電圧の昇降に応じて、負荷に対する電気的接続の開閉を行うスイッチ素子の開閉を制御することを特徴とするスイッチング電源装置。 In a switching power supply device in which a capacitor is arranged between a rectifier circuit that rectifies an input AC voltage and a DC / DC converter, and energy stored in the capacitor can be supplied to a load at the moment of power failure.
A voltage detection circuit is connected to the input terminal of the switching power supply device and detects an increase / decrease in the AC voltage input to the switching power supply device, and an electric power to the load is detected according to the increase / decrease in the AC voltage detected by the voltage detection circuit. Switching power supply device for controlling opening and closing of a switch element for opening and closing a general connection. 前記電圧検出回路は、交流電圧を実効電圧値に変換する電圧変換回路と、前記電圧変換回路の出力電圧と基準電圧を比較する電圧比較回路を備え、該電圧比較回路の比較結果の出力に従って、該スイッチ素子の開閉を制御することを特徴とする、請求項１のスイッチング電源装置。 The voltage detection circuit includes a voltage conversion circuit that converts an alternating voltage into an effective voltage value, and a voltage comparison circuit that compares an output voltage of the voltage conversion circuit with a reference voltage, and according to an output of a comparison result of the voltage comparison circuit, 2. The switching power supply device according to claim 1, wherein opening and closing of the switch element is controlled. 前記電圧比較回路の基準電圧は、電圧変換回路の出力電圧よりも低い電圧であることを特徴とする、請求項２のスイッチング電源装置。 3. The switching power supply device according to claim 2, wherein the reference voltage of the voltage comparison circuit is lower than the output voltage of the voltage conversion circuit. 入力される交流電圧を整流する整流回路とＤＣ／ＤＣコンバータの間にコンデンサを配置し、瞬停時に該コンデンサに蓄積されたエネルギーを負荷に供給することができるスイッチング電源装置において、
該整流回路の出力端に接続され、整流化された電圧の昇降を検出する電圧検出回路を有し、該電圧検出回路によって検出される整流化電圧の昇降に応じて、負荷に対する電気的接続の開閉を行うスイッチ素子の開閉を制御することを特徴とするスイッチング電源装置。 In a switching power supply device in which a capacitor is arranged between a rectifier circuit that rectifies an input AC voltage and a DC / DC converter, and energy stored in the capacitor can be supplied to a load at the moment of power failure.
A voltage detection circuit is connected to the output terminal of the rectifier circuit and detects the rise and fall of the rectified voltage, and the electrical connection to the load is detected according to the rise and fall of the rectified voltage detected by the voltage detection circuit. A switching power supply device that controls opening and closing of a switch element that opens and closes. 前記電圧検出回路は、該電圧検出回路に入力される電圧と基準電圧を比較する電圧比較回路を備え、該電圧比較回路の比較結果に従って、該スイッチ素子の開閉を制御することを特徴とする、請求項４のスイッチング電源装置。 The voltage detection circuit includes a voltage comparison circuit that compares a voltage input to the voltage detection circuit with a reference voltage, and controls opening and closing of the switch element according to a comparison result of the voltage comparison circuit. The switching power supply device according to claim 4. 前記電圧比較回路の基準電圧は、電圧変換回路の出力電圧よりも低い電圧であることを特徴とする、請求項５のスイッチング電源装置。 6. The switching power supply device according to claim 5, wherein the reference voltage of the voltage comparison circuit is a voltage lower than the output voltage of the voltage conversion circuit. 入力される交流電圧を整流する整流回路とＤＣ／ＤＣコンバータの間にコンデンサを配置し、瞬停時に該コンデンサに蓄積されたエネルギーを負荷に供給することができるスイッチング電源装置を有する電子装置において、
該スイッチング電源装置の入力端に接続され、スイッチング電源装置に入力される交流電圧の昇降を検知する電圧検出回路と、該電圧検出回路の出力端に接続され、該負荷に対する電気的接続の開閉を行うスイッチ素子を有し、該電圧検出回路によって検出される交流電圧の昇降に応じて、該スイッチ素子の開閉を制御することを特徴とする電子装置。 In an electronic device having a switching power supply device in which a capacitor is disposed between a rectifier circuit that rectifies an input AC voltage and a DC / DC converter, and energy stored in the capacitor can be supplied to a load at the moment of power failure.
A voltage detection circuit that is connected to the input end of the switching power supply device and detects the rise and fall of the AC voltage input to the switching power supply device, and is connected to the output end of the voltage detection circuit to open and close the electrical connection to the load. An electronic device comprising: a switching element for performing switching, and controlling opening and closing of the switching element in accordance with a rise and fall of an AC voltage detected by the voltage detection circuit. 入力される交流電圧を整流する整流回路とＤＣ／ＤＣコンバータの間にコンデンサを配置し、瞬停時に該コンデンサに蓄積されたエネルギーを負荷に供給することができるスイッチング電源装置を有する電子装置において、
該整流回路の出力端に接続され、整流化された電圧の昇降を検出する電圧検出回路と、該電圧検出回路の出力端に接続され、該負荷に対する電気的接続の開閉を行うスイッチ素子を有し、該電圧検出回路によって検出される整流化電圧の昇降に応じて、該スイッチ素子の開閉を制御することを特徴とする電子装置。 In an electronic device having a switching power supply device in which a capacitor is disposed between a rectifier circuit that rectifies an input AC voltage and a DC / DC converter, and energy stored in the capacitor can be supplied to a load at the moment of power failure.
A voltage detection circuit connected to the output terminal of the rectifier circuit for detecting the rise and fall of the rectified voltage, and a switch element connected to the output terminal of the voltage detection circuit for opening and closing the electrical connection to the load. An electronic device that controls opening and closing of the switch element in accordance with a rise and fall of a rectified voltage detected by the voltage detection circuit.
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