JP2012019583A - Switching power supply device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スイッチング電源装置に関し、特に、メイン電源電圧を出力するメイン電源回路と待機電源電圧を出力する待機電源回路とを備えた2電源方式のスイッチング電源装置であって、交流電源からの交流電圧の低下を検出する低電圧検出回路を備えたスイッチング電源装置に関するものである。 The present invention relates to a switching power supply device, and in particular, is a dual power supply type switching power supply device including a main power supply circuit that outputs a main power supply voltage and a standby power supply circuit that outputs a standby power supply voltage. The present invention relates to a switching power supply device including a low voltage detection circuit that detects a voltage drop.
従来、交流電源からの交流電圧の低下を検出する低電圧検出回路を備えたスイッチング電源装置が知られている(例えば特許文献1参照)。
この低電圧検出回路(電圧比較回路)は、交流電源からの交流電圧を1次側整流平滑回路(入力整流回路および入力平滑回路)によって整流および平滑して得られた1次側直流電圧と、基準電圧とを比較して、1次側直流電圧が基準電圧よりも小さくなったときに警告信号を出力し、交流電圧の低下を検出するようになっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a switching power supply device including a low voltage detection circuit that detects a decrease in AC voltage from an AC power supply is known (see, for example, Patent Document 1).
The low voltage detection circuit (voltage comparison circuit) includes a primary side DC voltage obtained by rectifying and smoothing an AC voltage from an AC power source by a primary side rectification smoothing circuit (input rectification circuit and input smoothing circuit), Compared with the reference voltage, a warning signal is output when the primary side DC voltage becomes smaller than the reference voltage, and a drop in the AC voltage is detected.
ところで、この低電圧検出回路を、メイン電源回路と待機電源回路とを備えた2電源方式のスイッチング電源装置に搭載した応用例として、図11の回路図に示すようなスイッチング電源装置が知られている。 By the way, a switching power supply as shown in the circuit diagram of FIG. 11 is known as an application example in which this low voltage detection circuit is mounted on a dual power supply type switching power supply having a main power supply circuit and a standby power supply circuit. Yes.
図11に示すように、このスイッチング電源装置1Zは、1次側整流平滑回路3と、アクティブフィルタ回路6と、メイン動作制御回路18と、メイン電源回路7と、待機電源回路10Zと、低電圧検出回路13Zとを備える。
As shown in FIG. 11, the switching power supply device 1Z includes a primary side rectifying /
1次側整流平滑回路3は、整流部4と平滑部5から構成され、交流電源2からの交流電圧v1を整流および平滑して1次側直流電圧VC1に変換する。整流部4はダイオードブリッジDBからなる。平滑部5は平滑コンデンサC1からなる。
The primary side rectifying /
アクティブフィルタ回路6は、整流部4と平滑部5の間に接続され、コイルL1と、アクティブフィルタ用スイッチング素子(MOSFET)M1と、制御用IC1と、ダイオードD2とで構成されている。制御用IC1は、後述するメイン動作制御回路18に入力されるメイン動作モードと待機モードのいずれかを指示するメイン動作制御信号Vinに応じて、アクティブフィルタ用スイッチング素子M1のスイッチング動作を制御する。すなわち、このアクティブフィルタ回路6は、待機モード時には非稼動状態となって1次側直流電圧VC1の昇圧を行わない一方、メイン動作モード時には稼動状態となって1次側直流電圧VC1を所定の昇圧電圧に昇圧するように動作する昇圧型チョッパ方式のものである。
The
メイン動作制御回路18は、後述する待機電源回路10Zが出力する待機電源電圧Vsの供給を受けて駆動され、メイン動作モードと待機モードのいずれかを指示するメイン動作制御信号Vinが入力される入力端子10d,10eを有する。メイン動作制御回路18は、また、抵抗R3、R4と、NPNトランジスタQ1、Q2と、フォトカプラX1と、ドライブ抵抗R1と、ツェナーダイオードD7とを含んでいる。入力端子10d,10e間に、メイン動作制御信号Vinとして、メイン動作モードを指示するHレベルの電圧が入力されると、抵抗R3およびR4で分圧された電圧によってNPNトランジスタQ2がオンし、フォトカプラX1がオンし、ドライブ抵抗R1によってNPNトランジスタQ1がオンし、ツェナーダイオードD7の安定した電圧が制御用IC1、IC2に供給される。こうして、アクティブフィルタ回路6および後述するメイン電源回路7が、メイン動作制御回路18によって稼動状態に制御される。一方、入力端子10d,10e間に、メイン動作制御信号Vinとして、待機モードを指示するLレベルの電圧が入力されると、NPNトランジスタQ2、フォトカプラX1およびNPNトランジスタQ1がオフとなり、制御用IC1、IC2もオフとなる。こうして、アクティブフィルタ回路6および後述するメイン電源回路7が、メイン動作制御回路18によって非稼動状態に制御される。
The main
メイン電源回路7は、1次側整流平滑回路3の後段に接続されており、メイン電源用DC−DCコンバータ8を含む。
メイン電源用DC−DCコンバータ8は、1次巻線および2次巻線を有するメイン電源用トランスT1を有する。メイン電源用トランスT1の1次巻線の一端は1次側整流平滑回路3に接続される一方、メイン電源用トランスT1の1次巻線の他端はメイン電源用スイッチング素子(MOSFET)M2に接続されている。また、メイン電源用スイッチング素子M2には制御用IC2が接続されている。制御用IC2は、メイン動作モードを指示するHレベルの電圧のメイン動作制御信号Vinが入力端子10d、10e間に入力されている間、ツェナーダイオードD7の安定した電圧の供給を受けて駆動され、メイン電源用スイッチング素子M2のスイッチング動作を制御する。すなわち、メイン電源用DC−DCコンバータ8は、メインモード時においては稼動状態となって、1次側直流電圧VC1をメイン電源用スイッチング素子M2によってスイッチングし、メイン電源用トランスT1の2次巻線にスイッチング電圧を誘起させ、この誘起されたスイッチング電圧を、メイン電源用トランスT1の2次巻線に接続されたメイン電源用整流平滑回路9によって整流および平滑して、直流化されたメイン電源電圧Vmを出力端子7a、7bから出力する。また、メイン電源用DC−DCコンバータ8は、待機モード時においては非稼動状態となる。
The main
The main power supply DC-
待機電源回路10Zは、1次側整流平滑回路3の後段に上記メイン電源回路7とは独立して接続されており、待機電源用DC−DCコンバータ11を含んでいる。
待機電源用DC−DCコンバータ11は、1次巻線Na(巻数をNaとする)および2次巻線Nb(巻数をNbとする)を有する待機電源用トランスT2を有する。待機電源用トランスT2の1次巻線Naの一端は1次側整流平滑回路3に接続される一方、1次巻線Naの他端は待機電源用スイッチング素子(MOSFET)M3に接続されている。待機電源用スイッチング素子M3には制御用IC3が接続されている。制御用IC3は、交流電源2の投入時に、1次巻線Naの一端に接続された起動抵抗Rinを介して1次側直流電圧VC1が供給されることにより起動し、待機電源用スイッチング素子M3のスイッチング動作を制御する。すなわち、待機電源用DC−DCコンバータ11は、交流電源2の投入時においては、メイン動作制御回路18に入力されるメイン動作制御信号Vinの有無にかかわらず、1次側直流電圧VC1を待機電源用スイッチング素子M3によってスイッチングし、2次巻線Nbに1次巻線Naのスイッチング電圧Vaに比例したスイッチング電圧Vb=(Nb/Na)×Vaを誘起させ、この誘起されたスイッチング電圧Vbを、2次巻線Nbに接続された待機電源用整流平滑回路12によって整流および平滑し、直流化された待機電源電圧Vsを出力端子10a、10bから出力する。なお、待機電源用整流平滑回路12は、2次巻線Nbの負極側にアノードが接続された整流ダイオードD5と、該ダイオードD5のカソードと2次巻線Nbの正極側を接続する平滑コンデンサC5とから構成されている。
The standby power supply circuit 10 </ b> Z is connected to the subsequent stage of the primary side rectifying and smoothing
The standby power source DC-
低電圧検出回路13Zは、待機電源電圧Vsの供給を受けて駆動され、2次巻線Nbに上記待機電源用整流平滑回路12とは独立して接続された負電圧生成用整流平滑回路14と、該負電圧生成用整流平滑回路14の後段に接続された比較回路15とを有する。
負電圧生成用整流平滑回路14は、2次巻線Nbの負極側にカソードが接続された整流ダイオードD9と、該ダイオードD9のアノードと2次巻線Nbの正極側を接続する平滑コンデンサC7とから構成されている。負電圧生成用整流平滑回路14は、待機電源用スイッチング素子M3によって2次巻線Nbに誘起されたスイッチング電圧Vbを、整流および平滑して、直流化された負電圧VC7に変換する。
比較回路15は、ツェナーダイオードD10と、抵抗R5〜R8、R10と、オペアンプX2とから構成されている。ツェナーダイオードD10のアノードは、出力端子10bおよびメイン動作制御回路18の入力端子10eに接続される。一方、ツェナーダイオードD10のカソードは抵抗R5およびR10を介して負電圧生成用整流平滑回路14に接続され、抵抗R6を介して出力端子10bおよび入力端子10eに接続され、さらに、抵抗R7を介してオペアンプX2に接続されている。
オペアンプX2の(+)側入力端子には、抵抗R7およびR8が接続されており、次式(1)に示されるような、ツェナーダイオードD10の安定した電圧VD10を該抵抗R7およびR8で分圧した基準電圧V(+)が入力される。
The low voltage detection circuit 13Z is driven by receiving the standby power supply voltage Vs, and is connected to the secondary winding Nb independently of the standby power supply rectifying /
The negative voltage generating rectifying /
The
Resistors R7 and R8 are connected to the (+) side input terminal of the operational amplifier X2, and a stable voltage VD10 of the Zener diode D10 as shown in the following equation (1) is divided by the resistors R7 and R8. The reference voltage V (+) is input.
一方、オペアンプX2の(−)側入力端子には、抵抗R5、R10が接続されており、次式(2)に示されるような、負電圧VC7とツェナーダイオードD10の安定した電圧VD10の電圧差(VD10−(−VC7))を該抵抗R5、R10で分圧した検出電圧V(−)が入力される。 On the other hand, resistors R5 and R10 are connected to the (−) side input terminal of the operational amplifier X2, and the voltage difference between the negative voltage VC7 and the stable voltage VD10 of the Zener diode D10 as shown in the following equation (2). A detection voltage V (−) obtained by dividing (VD10 − (− VC7)) by the resistors R5 and R10 is input.
オペアンプX2は、検出電圧V(−)と基準電圧V(+)とを比較して、検出電圧V(−)が基準電圧V(+)よりも小さくなったときに、該オペアンプX2の出力端子10cからHレベルの警告信号を出力する一方、検出電圧V(−)が基準電圧V(+)以上となったときに、該出力端子10cからLレベルの警告信号を出力する。
基準電圧V(+)の大きさは、一般的に、1次側直流電圧VC1が所定電圧(例えば100V)になった時に、オペアンプX2の出力端子10cからHレベルの警告信号がでるように決定される。
The operational amplifier X2 compares the detection voltage V (−) with the reference voltage V (+), and when the detection voltage V (−) becomes smaller than the reference voltage V (+), the output terminal of the operational amplifier X2 While an alarm signal of H level is output from 10c, an alarm signal of L level is output from the
The magnitude of the reference voltage V (+) is generally determined such that an H level warning signal is output from the
次に、このスイッチング電源装置1Zの動作について、特に、低電圧検出回路13Zの動作を中心に詳細に説明する。 Next, the operation of the switching power supply device 1Z will be described in detail, particularly focusing on the operation of the low voltage detection circuit 13Z.
図12は、このスイッチング電源装置1Zの、待機モード時(メイン動作制御信号VinがLレベルの電圧の時)における回路動作を説明するためのグラフである。図13は、このスイッチング電源装置1Zの、待機モードからメイン動作モードに移行した時(メイン動作制御信号VinがLレベルの電圧からHレベルの電圧に移行した時)の回路動作を説明するためのグラフである。 FIG. 12 is a graph for explaining the circuit operation of the switching power supply device 1Z in the standby mode (when the main operation control signal Vin is at the L level voltage). FIG. 13 is a diagram for explaining the circuit operation of the switching power supply device 1Z when the standby mode is shifted to the main operation mode (when the main operation control signal Vin is shifted from the L level voltage to the H level voltage). It is a graph.
まず、図12(A)および(C)に示すように、交流電源2からの交流電圧v1(AC100Vとする)の投入後(同図12の時間t1参照)、ダイオードブリッジDB、コイルL1、ダイオードD2および平滑コンデンサC1を介して、1次側直流電圧VC1が約125〜130Vまで上昇する。そして、起動抵抗Rinを介して制御IC3が起動され、出力端子10a、10b間に、待機電源用DC−DCコンバータ11によって電圧変換された待機電源電圧Vsが出力される。また、図12(D)に示すように、整流ダイオードD9のアノード側に、負電圧生成用整流平滑回路14によって直流化された負電圧VC7が出力される。
交流電圧v1の投入後、メイン動作制御信号VinはLレベルの電圧(0V)であるため、NPNトランジスタQ2、フォトカプラX1、NPNトランジスタQ1、制御用IC1およびIC2がオフとなり、アクティブフィルタ回路6およびメイン電源回路7はいずれも非稼動状態となっている。
また、交流電圧v1の投入後、図12(E)に示すように、オペアンプX2の(+)側入力端子には上記の式(1)に示される基準電圧V(+)が入力される一方、オペアンプX2の(−)側入力端子には上記の式(2)に示される検出電圧V(−)が入力される。交流電圧v1の投入後、1次側直流電圧VC1が約125〜130Vに上昇し、検出電圧V(−)が1次側直流電圧VC1の上昇に伴って下がっていく。そして、検出電圧V(−)が基準電圧V(+)よりも小さくなった時(同図12の時間t2参照)に、図12(F)に示すように、オペアンプX2の出力端子10cからHレベルの警告信号が出力される。さらに、交流電圧v1が瞬間的に遮断状態(以下「瞬断」という)となった時(同図12の時間t3参照)、約125〜130Vであった1次側直流電圧VC1が0Vに下がり、2次巻線Nbに誘起されたスイッチング電圧Vbが0Vに下がり、負電圧VC7が0Vに近づく。そして、図12(E)に示すように、検出電圧V(−)が1次側直流電圧VC1の低下に伴って上がっていき、検出電圧V(−)が基準電圧V(+)以上となったとき(同図12の時間t4参照)に、図12(F)に示すように、オペアンプX2の出力端子10cからLレベルの警告信号が出力される。検出電圧V(−)は、最終的には、上記の式(2)においてVC7=0とした次式(3)に示される検出電圧V(−)まで上昇する。
First, as shown in FIGS. 12A and 12C, after the AC voltage v1 (referred to as AC100V) from the
Since the main operation control signal Vin is the L level voltage (0 V) after the AC voltage v1 is turned on, the NPN transistor Q2, the photocoupler X1, the NPN transistor Q1, the
In addition, after the AC voltage v1 is turned on, as shown in FIG. 12E, the reference voltage V (+) shown in the above equation (1) is input to the (+) side input terminal of the operational amplifier X2. The detection voltage V (−) shown in the above equation (2) is input to the (−) side input terminal of the operational amplifier X2. After the application of the AC voltage v1, the primary side DC voltage VC1 rises to about 125 to 130V, and the detection voltage V (−) falls as the primary side DC voltage VC1 rises. When the detection voltage V (−) becomes smaller than the reference voltage V (+) (see time t2 in FIG. 12), the
このように、このスイッチング電源装置1Zの低電圧検出回路13Zでは、待機モード時において、交流電圧v1が瞬断となってから時間ts=(t4−t3)経過後に、Lレベルの警告信号が出力される。 As described above, in the low voltage detection circuit 13Z of the switching power supply device 1Z, in the standby mode, an L level warning signal is output after the time ts = (t4−t3) has elapsed since the AC voltage v1 was momentarily interrupted. Is done.
次に、図13(A)および(C)に示すように、交流電圧v1の投入後(同図13の時間t5参照)、1次側直流電圧VC1が約125〜130Vまで上昇する。そして、出力端子10a、10b間に待機電源電圧Vsが出力される。また、図13(D)に示すように、整流ダイオードD9のアノード側に負電圧VC7が出力される。さらに、図13(E)に示すように、オペアンプX2の(+)側入力端子には上記の式(1)に示される基準電圧V(+)が入力される一方、オペアンプX2の(−)側入力端子には上記の式(2)に示される検出電圧V(−)が入力される。このとき、検出電圧V(−)が1次側直流電圧VC1の上昇に伴って下がっていく。そして、検出電圧V(−)が基準電圧V(+)よりも小さくなった時(同図13の時間t6参照)に、図13(F)に示すように、オペアンプX2の出力端子10cからHレベルの警告信号が出力される。
Next, as shown in FIGS. 13A and 13C, after the AC voltage v1 is input (see time t5 in FIG. 13), the primary DC voltage VC1 rises to about 125 to 130V. The standby power supply voltage Vs is output between the
そして、交流電圧v1が投入された状態で、さらに、図13(B)に示すようなメイン動作モードを指示するHレベルの電圧Vinが入力端子10d、10e間に入力された時(同図13の時間t7参照)、NPNトランジスタQ2、フォトカプラX1およびNPNトランジスタQ1がオンし、ツェナーダイオードD7の安定した電圧が制御用IC1およびIC2に供給され、アクティブフィルタ回路6およびメイン電源回路7がともに稼動状態となる。こうして、アクティブフィルタ用スイッチング素子M1のスイッチング動作によって、約125V〜130Vの1次側直流電圧VC1が所定の昇圧電圧である約390〜400Vまで上昇する(同図13の時間t7〜t10参照)。また、メイン電源用スイッチング素子M2のスイッチング動作によって、メイン電源回路7の出力端子7a、7b間に、メイン電源用DC−DCコンバータ8によって電圧変換されたメイン電源電圧Vmが出力される。また、待機電源回路10Zの出力端子10a、10b間に待機電源電圧Vsが出力される。さらに、図13(D)に示すように、整流ダイオードD9のアノード側に、待機モード時よりも絶対値の大きな負電圧VC7が出力される(同図13の時間t7〜t10参照)。
Then, when the AC voltage v1 is turned on and the H level voltage Vin indicating the main operation mode as shown in FIG. 13B is further input between the
最後に、このメイン動作モード時において交流電圧v1が瞬断となった時(同図13の時間t10参照)、約390〜400Vの1次側直流電圧VC1が0Vに下がり、2次巻線Nbに誘起されたスイッチング電圧Vbが0Vに下がり、負電圧VC7が0Vに近づく(同図13の時間t10〜t12参照)。そして、図13(E)に示すように、検出電圧V(−)が1次側直流電圧VC1の低下に伴って上昇していき、検出電圧V(−)が基準電圧V(+)以上となったとき(同図13の時間t12参照)に、図13(F)に示すように、オペアンプX2の出力端子10cからLレベルの警告信号が出力される。検出電圧V(−)は、最終的には上記の式(3)に示される検出電圧V(−)まで上昇する。
このように、このスイッチング電源装置1Zの低電圧検出回路13Zでは、メイン動作モード時において、交流電圧v1が瞬断となってから時間tx=(t12−t10)経過後に、Lレベルの警告信号が出力される。
Finally, when the AC voltage v1 is momentarily interrupted in the main operation mode (see time t10 in FIG. 13), the primary side DC voltage VC1 of about 390 to 400V is lowered to 0V and the secondary winding Nb The switching voltage Vb induced by the voltage drops to 0V, and the negative voltage VC7 approaches 0V (see times t10 to t12 in FIG. 13). Then, as shown in FIG. 13E, the detection voltage V (−) increases as the primary DC voltage VC1 decreases, and the detection voltage V (−) is equal to or higher than the reference voltage V (+). When this occurs (see time t12 in FIG. 13), an L level warning signal is output from the
As described above, in the low voltage detection circuit 13Z of the switching power supply device 1Z, in the main operation mode, the L level warning signal is output after the time tx = (t12−t10) has elapsed since the AC voltage v1 was momentarily interrupted. Is output.
しかしながら、このスイッチング電源装置1Zでは、図12の時間tsおよび図13の時間txを比較して判るように、待機モード時とメイン動作モード時において、交流電圧v1の瞬断時からLレベルの警告信号が出力されるまでの時間(以下「瞬断検出時間」という)が大きく異なっている。すなわち、メイン動作モード時においては、待機モード時に比べ、アクティブフィルタ回路の稼動によって1次側直流電圧VC1がより大きく昇圧されるため、交流電源の瞬断検出時間が長くなる。このため、メイン動作モード時において迅速な交流電源の瞬断の検出を行うことができないという問題があった。 However, in this switching power supply apparatus 1Z, as can be seen by comparing the time ts in FIG. 12 and the time tx in FIG. The time until the signal is output (hereinafter referred to as “instantaneous interruption detection time”) is greatly different. That is, in the main operation mode, since the primary side DC voltage VC1 is boosted more greatly by the operation of the active filter circuit than in the standby mode, the instantaneous interruption detection time of the AC power supply becomes longer. For this reason, there has been a problem that it is impossible to quickly detect an instantaneous interruption of the AC power supply in the main operation mode.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、迅速な交流電源の瞬断の検出を行うことが可能なスイッチング電源装置を提供する。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a switching power supply device capable of quickly detecting an instantaneous interruption of an AC power supply.
上記課題を解決するため、本発明は、メイン電源電圧を出力するメイン電源回路と、待機電源電圧を出力する待機電源回路と、メイン動作モードと待機モードのいずれかを指示するメイン動作制御信号が入力される入力端子を有し、該入力端子に前記メイン動作モードを指示するメイン動作制御信号が入力されると、前記メイン電源回路から前記メイン電源電圧を出力させるメイン動作制御回路と、交流電源からの交流電圧を整流および平滑して1次側直流電圧に変換する1次側整流平滑回路と、前記メイン動作モード時に前記1次側直流電圧を所定の昇圧電圧に昇圧するアクティブフィルタ回路と、前記交流電圧の低下を検出する低電圧検出回路とを備え、前記メイン電源回路は、前記昇圧電圧をメイン電源用スイッチング素子によりスイッチングし、メイン電源用トランスの2次巻線に誘起されたスイッチング電圧を直流化して前記メイン電源電圧として出力し、前記待機電源回路は、前記1次側直流電圧が供給されることにより起動し、前記1次側直流電圧を待機電源用スイッチング素子によりスイッチングし、待機電源用トランスの2次巻線に誘起されたスイッチング電圧を直流化して待機電源電圧として出力し、前記低電圧検出回路は、前記待機電源用トランスの2次巻線に誘起されたスイッチング電圧を直流化した負電圧に基づいて生成された検出電圧と、基準電圧とを比較して前記検出電圧が前記基準電圧よりも小さくなったときに警告信号を出力し、前記交流電圧の低下を検出するスイッチング電源装置において、前記入力端子と前記低電圧検出回路の間に接続され、前記入力端子に入力される前記メイン動作制御信号の指示に応じて、前記基準電圧を変更する基準電圧変更回路をさらに備えることを特徴とするスイッチング電源装置としたものである。
この構成によれば、基準電圧変更回路が、メイン動作モードと待機モードのいずれかを指示するメイン動作制御信号に応じて、低電圧検出回路の基準電圧として両モード時において互いに異なる2種類の基準電圧を生成するように構成されている。したがって、従来のスイッチング電源装置のような、これら両モードのいずれの場合においても負電圧に基づいて生成された検出電圧と1種類のみの基準電圧とを比較することに起因した、各モード時の交流電圧の低下の検出時間の違いをなくすことができる。
In order to solve the above problems, the present invention provides a main power supply circuit that outputs a main power supply voltage, a standby power supply circuit that outputs a standby power supply voltage, and a main operation control signal that indicates one of a main operation mode and a standby mode. A main operation control circuit for outputting the main power supply voltage from the main power supply circuit when the main operation control signal for instructing the main operation mode is input to the input terminal; and an AC power supply A primary-side rectifying / smoothing circuit that rectifies and smoothes the AC voltage from the output to convert it to a primary-side DC voltage, an active filter circuit that boosts the primary-side DC voltage to a predetermined boosted voltage in the main operation mode, A low voltage detection circuit for detecting a drop in the AC voltage, wherein the main power supply circuit switches the boosted voltage by a main power supply switching element. The switching voltage induced in the secondary winding of the main power transformer is converted into a direct current and output as the main power supply voltage. The standby power supply circuit is activated by the supply of the primary DC voltage. The primary side DC voltage is switched by a standby power source switching element, the switching voltage induced in the secondary winding of the standby power source transformer is converted into a direct current and output as a standby power source voltage, and the low voltage detection circuit is A detection voltage generated based on a negative voltage obtained by converting the switching voltage induced in the secondary winding of the standby power transformer into a direct current is compared with a reference voltage, and the detection voltage becomes smaller than the reference voltage. In a switching power supply device that outputs a warning signal and detects a decrease in the AC voltage when connected, it is connected between the input terminal and the low voltage detection circuit. In accordance with an instruction of the main operation control signal inputted to the input terminal is obtained by a switching power supply device and further comprising a reference voltage changing circuit which changes the reference voltage.
According to this configuration, the reference voltage changing circuit has two types of reference different from each other in both modes as the reference voltage of the low voltage detection circuit according to the main operation control signal instructing either the main operation mode or the standby mode. It is configured to generate a voltage. Accordingly, in each of these modes, as in the conventional switching power supply device, the detection voltage generated based on the negative voltage is compared with only one type of reference voltage in each mode. It is possible to eliminate the difference in the detection time of the AC voltage drop.
上記構成において、前記基準電圧変更回路は、前記待機モードを指示する前記メイン動作制御信号が前記入力端子に入力された場合に、前記基準電圧を第1基準電圧に変更し、前記メイン動作モードを指示する前記メイン動作制御信号が前記入力端子に入力された場合に、前記基準電圧を前記第1基準電圧よりも小さな第2基準電圧に変更するようになっていることが好ましい。
この構成によれば、基準電圧変更回路が、待機モードを指示するメイン動作制御信号に従って低電圧検出回路の基準電圧を第1基準電圧に変更し、メイン動作モードを指示するメイン動作制御信号に従って低電圧検出回路の基準電圧を第1基準電圧よりも小さな第2基準電圧に変更するように構成されている。したがって、従来のスイッチング電源装置のような、メイン動作モード時においてアクティブフィルタ回路の昇圧動作に起因して長くなっていた、交流電圧の低下の検出時間を短くすることができる。
In the above configuration, the reference voltage changing circuit changes the reference voltage to the first reference voltage when the main operation control signal instructing the standby mode is input to the input terminal, and sets the main operation mode. When the main operation control signal to be instructed is input to the input terminal, the reference voltage is preferably changed to a second reference voltage smaller than the first reference voltage.
According to this configuration, the reference voltage changing circuit changes the reference voltage of the low voltage detection circuit to the first reference voltage in accordance with the main operation control signal instructing the standby mode, and decreases in accordance with the main operation control signal instructing the main operation mode. The reference voltage of the voltage detection circuit is configured to be changed to a second reference voltage that is smaller than the first reference voltage. Therefore, it is possible to shorten the detection time of the decrease in AC voltage, which is longer due to the boosting operation of the active filter circuit in the main operation mode as in the conventional switching power supply device.
上記構成において、前記基準電圧変更回路は、時定数回路をさらに含み、前記時定数回路は、前記メイン動作モードを指示する前記メイン動作制御信号が前記入力端子に入力されてから所定期間経過後に、前記第1基準電圧を前記第2基準電圧に変更するようになっていることが好ましい。
この構成によれば、基準電圧変更回路が、待機モードを指示するメイン動作制御信号に従って低電圧検出回路の基準電圧を第1基準電圧に変更し、メイン動作モードを指示するメイン動作制御信号に従って、時定数回路で定められた所定期間経過後に、低電圧検出回路の基準電圧を第1基準電圧よりも小さな第2基準電圧に変更するように構成されている。したがって、上記の効果に加え、時定数回路によって第2基準電圧の変更タイミングを制御できる点で有用となる。
In the above configuration, the reference voltage changing circuit further includes a time constant circuit, and the time constant circuit is configured to pass a predetermined period after the main operation control signal instructing the main operation mode is input to the input terminal. It is preferable that the first reference voltage is changed to the second reference voltage.
According to this configuration, the reference voltage changing circuit changes the reference voltage of the low voltage detection circuit to the first reference voltage in accordance with the main operation control signal instructing the standby mode, and in accordance with the main operation control signal instructing the main operation mode. After the elapse of a predetermined period determined by the time constant circuit, the reference voltage of the low voltage detection circuit is changed to a second reference voltage smaller than the first reference voltage. Therefore, in addition to the above effect, it is useful in that the change timing of the second reference voltage can be controlled by the time constant circuit.
上記構成において、前記所定期間は、前記メイン動作モードを指示する前記メイン動作制御信号が前記入力端子に入力されてから、前記1次側直流電圧が前記昇圧電圧に昇圧されるまでの期間以上であることが好ましい。 In the above configuration, the predetermined period is longer than a period from when the main operation control signal instructing the main operation mode is input to the input terminal until the primary side DC voltage is boosted to the boost voltage. Preferably there is.
上記課題を解決するため、本発明は、メイン電源電圧を出力するメイン電源回路と、待機電源電圧を出力する待機電源回路と、メイン動作モードと待機モードのいずれかを指示するメイン動作制御信号が入力される入力端子を有し、該入力端子に前記メイン動作モードを指示するメイン動作制御信号が入力されると、前記メイン電源回路から前記メイン電源電圧を出力させるメイン動作制御回路と、交流電源からの交流電圧を整流および平滑して1次側直流電圧に変換する1次側整流平滑回路と、前記メイン動作モード時に前記1次側直流電圧を所定の昇圧電圧に昇圧するアクティブフィルタ回路と、前記交流電圧の低下を検出する低電圧検出回路とを備え、前記メイン電源回路は、前記昇圧電圧をメイン電源用スイッチング素子によりスイッチングし、メイン電源用トランスの2次巻線に誘起されたスイッチング電圧を直流化して前記メイン電源電圧として出力し、前記待機電源回路は、前記1次側直流電圧が供給されることにより起動し、前記1次側直流電圧を待機電源用スイッチング素子によりスイッチングし、待機電源用トランスの第1の2次巻線に誘起されたスイッチング電圧を直流化して待機電源電圧として出力し、前記低電圧検出回路は、前記待機電源用トランスにおいて前記第1の2次巻線とは別に設けられた第2の2次巻線に誘起されたスイッチング電圧を直流化した正電圧に基づいて生成された検出電圧と、基準電圧とを比較して前記検出電圧が前記基準電圧よりも大きくなったときに警告信号を出力し、前記交流電圧の低下を検出するスイッチング電源装置において、前記入力端子と前記低電圧検出回路の間に接続され、前記入力端子に入力される前記メイン動作制御信号の指示に応じて、前記基準電圧を変更する基準電圧変更回路をさらに備えることを特徴とするスイッチング電源装置としたものである。
この構成によれば、基準電圧変更回路が、メイン動作モードと待機モードのいずれかを指示するメイン動作制御信号に応じて、低電圧検出回路の基準電圧として両モード時において互いに異なる2種類の基準電圧を生成するように構成されている。したがって、従来のスイッチング電源装置のような、これら両モードのいずれの場合においても正電圧に基づいて生成された検出電圧と1種類のみの基準電圧とを比較することに起因した、各モード時の交流電圧の低下の検出時間の違いをなくすことができる。
In order to solve the above problems, the present invention provides a main power supply circuit that outputs a main power supply voltage, a standby power supply circuit that outputs a standby power supply voltage, and a main operation control signal that indicates one of a main operation mode and a standby mode. A main operation control circuit for outputting the main power supply voltage from the main power supply circuit when the main operation control signal for instructing the main operation mode is input to the input terminal; and an AC power supply A primary-side rectifying / smoothing circuit that rectifies and smoothes the AC voltage from the output to convert it to a primary-side DC voltage, an active filter circuit that boosts the primary-side DC voltage to a predetermined boosted voltage in the main operation mode, A low voltage detection circuit for detecting a drop in the AC voltage, wherein the main power supply circuit switches the boosted voltage by a main power supply switching element. The switching voltage induced in the secondary winding of the main power transformer is converted into a direct current and output as the main power supply voltage. The standby power supply circuit is activated by the supply of the primary DC voltage. The primary side DC voltage is switched by a standby power source switching element, the switching voltage induced in the first secondary winding of the standby power source transformer is converted into a direct current and output as a standby power source voltage, and the low voltage detection is performed. The circuit includes a detection voltage generated based on a positive voltage obtained by converting a switching voltage induced in a second secondary winding provided separately from the first secondary winding in the standby power transformer into a direct current. And a reference voltage and a switching power supply device that outputs a warning signal when the detected voltage becomes larger than the reference voltage and detects a decrease in the AC voltage And a reference voltage changing circuit that is connected between the input terminal and the low voltage detection circuit and changes the reference voltage in response to an instruction of the main operation control signal input to the input terminal. A switching power supply device characterized by the above.
According to this configuration, the reference voltage changing circuit has two types of reference different from each other in both modes as the reference voltage of the low voltage detection circuit according to the main operation control signal instructing either the main operation mode or the standby mode. It is configured to generate a voltage. Therefore, in each of these modes, as in a conventional switching power supply device, the detection voltage generated based on the positive voltage is compared with only one type of reference voltage in each mode. It is possible to eliminate the difference in the detection time of the AC voltage drop.
上記構成において、前記基準電圧変更回路は、前記待機モードを指示する前記メイン動作制御信号が前記入力端子に入力された場合に、前記基準電圧を第1基準電圧に変更し、前記メイン動作モードを指示する前記メイン動作制御信号が前記入力端子に入力された場合に、前記基準電圧を前記第1基準電圧よりも大きな第2基準電圧に変更するようになっていることが好ましい。
この構成によれば、基準電圧変更回路が、待機モードを指示するメイン動作制御信号に従って低電圧検出回路の基準電圧を第1基準電圧に変更し、メイン動作モードを指示するメイン動作制御信号に従って低電圧検出回路の基準電圧を第1基準電圧よりも大きな第2基準電圧に変更するように構成されている。したがって、従来のスイッチング電源装置のような、メイン動作モード時においてアクティブフィルタ回路の昇圧動作に起因して長くなっていた、交流電圧の低下の検出時間を短くすることができる。
In the above configuration, the reference voltage changing circuit changes the reference voltage to the first reference voltage when the main operation control signal instructing the standby mode is input to the input terminal, and sets the main operation mode. When the main operation control signal to be instructed is input to the input terminal, the reference voltage is preferably changed to a second reference voltage larger than the first reference voltage.
According to this configuration, the reference voltage changing circuit changes the reference voltage of the low voltage detection circuit to the first reference voltage in accordance with the main operation control signal instructing the standby mode, and decreases in accordance with the main operation control signal instructing the main operation mode. The reference voltage of the voltage detection circuit is configured to be changed to a second reference voltage larger than the first reference voltage. Therefore, it is possible to shorten the detection time of the decrease in AC voltage, which is longer due to the boosting operation of the active filter circuit in the main operation mode as in the conventional switching power supply device.
上記構成において、前記基準電圧変更回路は、時定数回路をさらに含み、前記時定数回路は、前記メイン動作モードを指示する前記メイン動作制御信号が前記入力端子に入力されてから所定期間経過後に、前記第1基準電圧を前記第2基準電圧に変更するようになっていることが好ましい。
この構成によれば、基準電圧変更回路が、待機モードを指示するメイン動作制御信号に従って低電圧検出回路の基準電圧を第1基準電圧に変更し、メイン動作モードを指示するメイン動作制御信号に従って、時定数回路で定められた所定期間経過後に、低電圧検出回路の基準電圧を第1基準電圧よりも大きな第2基準電圧に変更するように構成されている。したがって、上記の効果に加え、時定数回路によって第2基準電圧の変更タイミングを制御できる点で有用となる。
In the above configuration, the reference voltage changing circuit further includes a time constant circuit, and the time constant circuit is configured to pass a predetermined period after the main operation control signal instructing the main operation mode is input to the input terminal. It is preferable that the first reference voltage is changed to the second reference voltage.
According to this configuration, the reference voltage changing circuit changes the reference voltage of the low voltage detection circuit to the first reference voltage in accordance with the main operation control signal instructing the standby mode, and in accordance with the main operation control signal instructing the main operation mode. After a predetermined period determined by the time constant circuit, the reference voltage of the low voltage detection circuit is changed to a second reference voltage larger than the first reference voltage. Therefore, in addition to the above effect, it is useful in that the change timing of the second reference voltage can be controlled by the time constant circuit.
上記構成において、前記所定期間は、前記メイン動作モードを指示する前記メイン動作制御信号が前記入力端子に入力されてから、前記1次側直流電圧が前記昇圧電圧に昇圧されるまでの期間以上であることが好ましい。 In the above configuration, the predetermined period is longer than a period from when the main operation control signal instructing the main operation mode is input to the input terminal until the primary side DC voltage is boosted to the boost voltage. Preferably there is.
本発明によれば、迅速な交流電源の瞬断の検出を行うことが可能なスイッチング電源装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the switching power supply device which can detect the instantaneous interruption of an alternating current power supply quickly can be provided.
以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施例)
図1は、本発明の第1実施例によるスイッチング電源装置の回路図である。
図1に示すように、このスイッチング電源装置1Aは、1次側整流平滑回路3と、アクティブフィルタ回路6と、メイン動作制御回路18と、メイン電源回路7と、待機電源回路10Aと、低電圧検出回路13Aと、基準電圧変更回路16Aとを備える。
(First embodiment)
FIG. 1 is a circuit diagram of a switching power supply apparatus according to a first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the switching
1次側整流平滑回路3は、整流部4と平滑部5から構成され、交流電源2からの交流電圧v1を整流および平滑して1次側直流電圧VC1に変換する。整流部4はダイオードブリッジDBからなる。平滑部5は平滑コンデンサC1からなる。
The primary side rectifying /
アクティブフィルタ回路6は、整流部4と平滑部5の間に接続され、コイルL1と、アクティブフィルタ用スイッチング素子(MOSFET)M1と、制御用IC1と、ダイオードD2とで構成されている。制御用IC1は、後述するメイン動作制御回路18に入力されるメイン動作モードと待機モードのいずれかを指示するメイン動作制御信号Vinに応じて、アクティブフィルタ用スイッチング素子M1のスイッチング動作を制御する。すなわち、このアクティブフィルタ回路6は、待機モード時には非稼動状態となって1次側直流電圧VC1の昇圧を行わない一方、メイン動作モード時には稼動状態となって1次側直流電圧VC1を所定の昇圧電圧に昇圧するように動作する昇圧型チョッパ方式のものである。
The
メイン動作制御回路18は、後述する待機電源回路10Aが出力する待機電源電圧Vsの供給を受けて駆動され、メイン動作モードと待機モードのいずれかを指示するメイン動作制御信号Vinが入力される入力端子10d,10eを有する。メイン動作制御回路18は、また、抵抗R3、R4と、NPNトランジスタQ1、Q2と、フォトカプラX1と、ドライブ抵抗R1と、ツェナーダイオードD7とを含んでいる。入力端子10d,10e間に、メイン動作制御信号Vinとして、メイン動作モードを指示するHレベルの電圧が入力されると、抵抗R3およびR4で分圧された電圧によってNPNトランジスタQ2がオンし、フォトカプラX1がオンし、ドライブ抵抗R1によってNPNトランジスタQ1がオンし、ツェナーダイオードD7の安定した電圧が制御用IC1、IC2に供給される。こうして、アクティブフィルタ回路6および後述するメイン電源回路7が、メイン動作制御回路18によって稼動状態に制御される。一方、入力端子10d,10e間に、メイン動作制御信号Vinとして、待機モードを指示するLレベルの電圧が入力されると、NPNトランジスタQ2、フォトカプラX1およびNPNトランジスタQ1がオフとなり、制御用IC1、IC2もオフとなる。こうして、アクティブフィルタ回路6および後述するメイン電源回路7が、メイン動作制御回路18によって非稼動状態に制御される。
The main
メイン電源回路7は、1次側整流平滑回路3の後段に接続されており、メイン電源用DC−DCコンバータ8を含む。
メイン電源用DC−DCコンバータ8は、1次巻線および2次巻線を有するメイン電源用トランスT1を有する。メイン電源用トランスT1の1次巻線の一端は1次側整流平滑回路3に接続される一方、メイン電源用トランスT1の1次巻線の他端はメイン電源用スイッチング素子(MOSFET)M2に接続されている。また、メイン電源用スイッチング素子M2には制御用IC2が接続されている。制御用IC2は、メイン動作モードを指示するHレベルの電圧のメイン動作制御信号Vinが入力端子10d、10e間に入力されている間、ツェナーダイオードD7の安定した電圧の供給を受けて駆動され、メイン電源用スイッチング素子M2のスイッチング動作を制御する。すなわち、メイン電源用DC−DCコンバータ8は、メインモード時においては稼動状態となって、1次側直流電圧VC1をメイン電源用スイッチング素子M2によってスイッチングし、メイン電源用トランスT1の2次巻線にスイッチング電圧を誘起させ、この誘起されたスイッチング電圧を、メイン電源用トランスT1の2次巻線に接続されたメイン電源用整流平滑回路9によって整流および平滑し、直流化されたメイン電源電圧Vmを出力端子7a、7bから出力する。また、メイン電源用DC−DCコンバータ8は、待機モード時においては非稼動状態となる。
The main
The main power supply DC-
待機電源回路10Aは、1次側整流平滑回路3の後段に上記メイン電源回路7とは独立して接続されており、待機電源用DC−DCコンバータ11を含んでいる。
待機電源用DC−DCコンバータ11は、1次巻線Na(巻数をNaとする)および2次巻線Nb(巻数をNbとする)を有する待機電源用トランスT2を有する。待機電源用トランスT2の1次巻線Naの一端は1次側整流平滑回路3に接続される一方、1次巻線Naの他端は待機電源用スイッチング素子(MOSFET)M3に接続されている。待機電源用スイッチング素子M3には制御用IC3が接続されている。制御用IC3は、交流電源2の投入時に、1次巻線Naの一端に接続された起動抵抗Rinを介して1次側直流電圧VC1が供給されることにより起動し、待機電源用スイッチング素子M3のスイッチング動作を制御する。すなわち、待機電源用DC−DCコンバータ11は、交流電源2の投入時においては、メイン動作制御回路18に入力されるメイン動作制御信号Vinの有無にかかわらず、1次側直流電圧VC1を待機電源用スイッチング素子M3によってスイッチングし、2次巻線Nbに1次巻線Naのスイッチング電圧Vaに比例したスイッチング電圧Vb=(Nb/Na)×Vaを誘起させ、この誘起されたスイッチング電圧Vbを、2次巻線Nbに接続された待機電源用整流平滑回路12によって整流および平滑し、直流化された待機電源電圧Vsを出力端子10a、10bから出力する。なお、待機電源用整流平滑回路12は、2次巻線Nbの負極側にアノードが接続された整流ダイオードD5と、該ダイオードD5のカソードと2次巻線Nbの正極側を接続する平滑コンデンサC5とから構成されている。
The standby power supply circuit 10 </ b> A is connected to the subsequent stage of the primary side rectifying and smoothing
The standby power source DC-
低電圧検出回路13Aは、待機電源電圧Vsの供給を受けて駆動され、2次巻線Nbに上記待機電源用整流平滑回路12とは独立して接続された負電圧生成用整流平滑回路14と、該負電圧生成用整流平滑回路14の後段に接続された比較回路15とを有する。
負電圧生成用整流平滑回路14は、2次巻線Nbの負極側にカソードが接続された整流ダイオードD9と、該ダイオードD9のアノードと2次巻線Nbの正極側を接続する平滑コンデンサC7とから構成されている。負電圧生成用整流平滑回路14は、待機電源用スイッチング素子M3によって2次巻線Nbに誘起されたスイッチング電圧Vbを、整流および平滑して、直流化された負電圧VC7に変換する。
比較回路15は、ツェナーダイオードD10と、抵抗R5〜R8、R10と、オペアンプX2とから構成されている。ツェナーダイオードD10のアノードは、出力端子10bおよびメイン動作制御回路18の入力端子10eに接続される。一方、ツェナーダイオードD10のカソードは抵抗R5およびR10を介して負電圧生成用整流平滑回路14に接続され、抵抗R6を介して出力端子10bおよび入力端子10eに接続され、さらに、抵抗R7を介してオペアンプX2に接続されている。
オペアンプX2の(+)側入力端子には、抵抗R7、R8およびR9が接続されている。一方、オペアンプX2の(−)側入力端子には、抵抗R5、R10が接続されている。オペアンプX2は、検出電圧V(−)と基準電圧V(+)を比較して、検出電圧V(−)が基準電圧V(+)よりも小さくなったときに、該オペアンプX2の出力端子10cからHレベルの警告信号を出力する一方、検出電圧V(−)が基準電圧V(+)以上となったときに、該出力端子10cからLレベルの警告信号を出力する。なお、オペアンプX2の(−)側入力端子には、上記の式(2)に示されるような、負電圧VC7とツェナーダイオードD10の安定した電圧VD10の電圧差(VD10−(−VC7))を該抵抗R5、R10で分圧した検出電圧V(−)が入力される。なお、オペアンプX2の(+)側入力端子には、後述する第1の基準電圧Vαまたは第2の基準電圧Vβが入力される。
The low
The negative voltage generating rectifying / smoothing
The
Resistors R7, R8, and R9 are connected to the (+) side input terminal of the operational amplifier X2. On the other hand, resistors R5 and R10 are connected to the (−) side input terminal of the operational amplifier X2. The operational amplifier X2 compares the detection voltage V (−) with the reference voltage V (+), and when the detection voltage V (−) becomes smaller than the reference voltage V (+), the
基準電圧変更回路16Aは、入力端子10d、10eと低電圧検出回路13Aの間に接続され、該入力端子10d、10eに入力されるメイン動作制御信号Vinの指示に応じて、低電圧検出回路13Aの基準電圧を変更するものである。
基準電圧変更回路16Aは、この実施例では、抵抗R9、R11〜R14と、NPNトランジスタQ3〜Q5とから構成される。基準電圧変更回路16Aは、後述するように、待機モードを指示するLレベルの電圧のメイン動作制御信号Vinが入力端子10d,10e間に入力された場合に、基準電圧を第1基準電圧Vαに変更し、メイン動作モードを指示するHレベルの電圧のメイン動作制御信号Vinが入力端子10d、10e間に入力された場合に、基準電圧を第1基準電圧Vαよりも小さな第2基準電圧Vβに変更するようになっている。
The reference
In this embodiment, the reference
次に、このスイッチング電源装置1Aの動作について、特に、低電圧検出回路13Aおよび基準電圧変更回路16Aの各動作を中心に詳細に説明する。
Next, the operation of the switching
図2は、スイッチング電源装置1Aの、待機モード時における回路動作を説明するためのグラフである。また、図3は、スイッチング電源装置1Aの、待機モードからメイン動作モードに移行した時の回路動作を説明するためのグラフである。
FIG. 2 is a graph for explaining the circuit operation of the switching
まず、図2(A)および(C)に示すように、交流電源2からの交流電圧v1(AC100Vとする)の投入後(同図2の時間t1参照)、ダイオードブリッジDB、コイルL1、ダイオードD2および平滑コンデンサC1を介して、1次側直流電圧VC1が約125〜130Vまで上昇する。そして、起動抵抗Rinを介して制御IC3が起動され、出力端子10a、10b間に、待機電源用DC−DCコンバータ11によって電圧変換された待機電源電圧Vsが出力される。また、図2(D)に示すように、整流ダイオードD9のアノード側に、負電圧生成用整流平滑回路14によって直流化された負電圧VC7が出力される。
交流電圧v1の投入後、メイン動作制御信号VinはLレベルの電圧(0V)であるため、アクティブフィルタ回路6およびメイン電源回路7が両方とも非稼動状態になるとともに、NPNトランジスタQ3がオフ、NPNトランジスタQ4がオン、NPNトランジスタQ5がオフとなるため、抵抗R9の両端がショートされない。したがって、この時、図2(E)に示すように、オペアンプX2の(+)側入力端子には、次式(4)に示されるような、ツェナーダイオードD10の安定した電圧VD10を抵抗R7、R8およびR9で分圧した第1の基準電圧V(+)=Vαが入力される。
First, as shown in FIGS. 2A and 2C, after the AC voltage v1 (referred to as AC100V) from the
Since the main operation control signal Vin is the L level voltage (0 V) after the AC voltage v1 is turned on, both the
一方、図2(E)に示すように、オペアンプX2の(−)側入力端子には、次式(5)に示されるような、負電圧VC7とツェナーダイオードD10の安定した電圧VD10の電圧差(VD10−(−VC7))を該抵抗R5、R10で分圧した検出電圧V(−)が入力される。 On the other hand, as shown in FIG. 2E, the voltage difference between the negative voltage VC7 and the stable voltage VD10 of the Zener diode D10 as shown in the following equation (5) is applied to the (−) side input terminal of the operational amplifier X2. A detection voltage V (−) obtained by dividing (VD10 − (− VC7)) by the resistors R5 and R10 is input.
交流電圧v1の投入後、1次側直流電圧VC1が約125〜130Vに上昇し、検出電圧V(−)が1次側直流電圧VC1の上昇に伴って下がっていく。そして、検出電圧V(−)が基準電圧V(+)よりも小さくなった時(同図2の時間t2参照)に、図2(F)に示すように、オペアンプX2の出力端子10cからHレベルの警告信号が出力される。さらに、この待機モード時において交流電圧v1が瞬断となった時(同図2の時間t3参照)、約125〜130Vであった1次側直流電圧VC1が0Vに下がり、2次巻線Nbに誘起されたスイッチング電圧Vbが0Vに下がり、負電圧VC7が0Vに近づく。そして、図2(E)に示すように、検出電圧V(−)が1次側直流電圧VC1の低下に伴って上がっていき、検出電圧V(−)が基準電圧V(+)以上となったとき(同図2の時間t4参照)に、図2(F)に示すように、オペアンプX2の出力端子10cからLレベルの警告信号が出力される。検出電圧V(−)は、最終的には、上記の式(5)においてVC7=0とした次式(6)に示される検出電圧V(−)まで上昇する。
After the application of the AC voltage v1, the primary side DC voltage VC1 rises to about 125 to 130V, and the detection voltage V (−) falls as the primary side DC voltage VC1 rises. When the detection voltage V (−) becomes smaller than the reference voltage V (+) (see time t2 in FIG. 2), as shown in FIG. 2 (F), the
このように、このスイッチング電源装置1Aの低電圧検出回路13Aでは、待機モード時において、交流電圧v1が瞬断となってから時間ts=(t4−t3)経過後に、Lレベルの警告信号が出力される。
As described above, in the low
次に、図3(A)および(C)に示すように、交流電圧v1の投入後(同図3の時間t5参照)の待機モード時においては、1次側直流電圧VC1が約125〜130Vまで上昇する。そして、出力端子10a、10b間に待機電源電圧Vsが出力される。また、図3(D)に示すように、整流ダイオードD9のアノード側に負電圧VC7が出力される。また、この待機モード時においては、メイン動作制御信号VinはLレベルの電圧(0V)であるため、アクティブフィルタ回路6およびメイン電源回路7が非稼動状態になるとともに、基準電圧変更回路16AのNPNトランジスタQ3がオフし、NPNトランジスタQ4がオンし、NPNトランジスタQ5がオフとなるため、抵抗R9の両端がショートされない。したがって、この時、図3(E)に示すように、オペアンプX2の(+)側入力端子には、上記の式(4)に示されるような、ツェナーダイオードD10の安定した電圧VD10を抵抗R7、R8およびR9で分圧した第1の基準電圧V(+)=Vαが入力される。一方、オペアンプX2の(−)側入力端子には、上記の式(5)に示される検出電圧V(−)が入力される。そして、検出電圧V(−)が1次側直流電圧VC1の上昇に伴って下がっていく。そして、検出電圧V(−)が第1の基準電圧V(+)=Vαよりも小さくなった時(同図3の時間t6参照)に、図3(F)に示すように、オペアンプX2の出力端子10cからHレベルの警告信号が出力される。
Next, as shown in FIGS. 3A and 3C, in the standby mode after the AC voltage v1 is applied (see time t5 in FIG. 3), the primary side DC voltage VC1 is about 125 to 130V. To rise. The standby power supply voltage Vs is output between the
そして、交流電圧v1が投入された状態で、さらに、図3(B)に示すようなメイン動作モードを指示するHレベルの電圧Vinが入力端子10d、10e間に入力された時(同図3の時間t7参照)、NPNトランジスタQ2、フォトカプラX1およびNPNトランジスタQ1がオンし、ツェナーダイオードD7の安定した電圧が制御用IC1およびIC2に供給され、アクティブフィルタ回路6およびメイン電源回路7がともに稼動状態となる。こうして、アクティブフィルタ用スイッチング素子M1のスイッチング動作によって、約125V〜130Vの1次側直流電圧VC1が所定の昇圧電圧である約390〜400Vまで上昇する(同図3の時間t7〜t10参照)。また、メイン電源用スイッチング素子M2のスイッチング動作によって、メイン電源回路7の出力端子7a、7b間に、メイン電源用DC−DCコンバータ8によって電圧変換されたメイン電源電圧Vmが出力される。また、待機電源回路10Aの出力端子10a、10b間に待機電源電圧Vsが出力される。さらに、図3(D)に示すように、整流ダイオードD9のアノード側に、待機モード時よりも絶対値の大きな負電圧VC7が出力される(同図3の時間t7〜t10参照)。また、このメイン動作モードに移行した時、Hレベルのメイン動作制御信号Vinによって、基準電圧変更回路16AのNPNトランジスタQ3がオンし、NPNトランジスタQ4がオフし、NPNトランジスタQ5がオンし、抵抗R9の両端がショートされる(同図3の時間t7参照)。この時、図3(E)に示すように、オペアンプX2の(+)側入力端子には、次式(7)に示されるような、ツェナーダイオードD10の安定した電圧VD10を抵抗R7およびR8で分圧した第2の基準電圧V(+)=Vβが入力される。
Then, when the AC voltage v1 is turned on and an H level voltage Vin indicating the main operation mode as shown in FIG. 3B is input between the
したがって、メイン動作モードを指示するメイン動作制御信号Vinが入力端子10d、10eに入力された直後、第1基準電圧V(+)=Vαが、該第1の基準電圧V(+)=Vαよりも小さな第2基準電圧V(+)=Vβに変更される。
Therefore, immediately after the main operation control signal Vin instructing the main operation mode is input to the
最後に、このメイン動作モード時において交流電圧v1が瞬断となった時(同図3の時間t10参照)、約390〜400Vの1次側直流電圧VC1が0Vに下がり、2次巻線Nbに誘起されたスイッチング電圧Vbが0Vに下がり、負電圧VC7が0Vに近づく(同図3の時間t10〜t12参照)。そして、図3(E)に示すように、検出電圧V(−)が1次側直流電圧VC1の低下に伴って上がっていき、検出電圧V(−)が第2の基準電圧V(+)=Vβ以上となったとき(同図3の時間t11参照)に、図3(F)に示すように、オペアンプX2の出力端子10cからLレベルの警告信号が出力される。検出電圧V(−)は、最終的には上記の式(6)に示される検出電圧V(−)まで上昇する。
このように、このスイッチング電源装置1Aの低電圧検出回路13Aでは、メイン動作モード時において、交流電圧v1が瞬断となってから時間tx=(t11−t10)経過後に、Lレベルの警告信号が出力される。
Finally, when the AC voltage v1 is momentarily interrupted in the main operation mode (see time t10 in FIG. 3), the primary side DC voltage VC1 of about 390 to 400V is lowered to 0V and the secondary winding Nb The switching voltage Vb induced by the voltage drops to 0V, and the negative voltage VC7 approaches 0V (see times t10 to t12 in FIG. 3). As shown in FIG. 3E, the detection voltage V (−) increases as the primary side DC voltage VC1 decreases, and the detection voltage V (−) becomes the second reference voltage V (+). = Vβ or more (see time t11 in FIG. 3), as shown in FIG. 3F, an L level warning signal is output from the
As described above, in the low
このスイッチング電源装置1Aによれば、従来技術(図13(C)と比較して明らかなようにメイン動作モード時の瞬断検出時間:txを短縮することができる。しかも、図2の時間tsおよび図3の時間txを比較して判るように、待機モード時とメイン動作モード時において、交流電圧v1の瞬断検出時間をほぼ同じとすることができる。このため、迅速な交流電源の瞬断の検出を行うことができる。
According to this switching
(第2実施例)
ところで、第1実施例によるスイッチング電源装置1Aでは、図3(B)、(E)および(F)に示すように、交流電圧v1が投入された状態で、さらに、メイン動作モードを指示するメイン動作制御信号Vinが入力端子10d、10eに入力された直後(同図3の時間t7参照)に、第1基準電圧V(+)=Vαが、該第1の基準電圧V(+)=Vαよりも小さな第2基準電圧V(+)=Vβに変更されるので、検出電圧V(−)が第2の基準電圧V(+)=Vβ以上となる時間(同図3の時間t7からt8参照)が生じ、この一瞬の時間だけオペアンプX2の出力端子10cからLレベルの警告信号が出力される。このため、この現象によって該スイッチング電源装置の動作に何らかの影響(誤動作)が生じるおそれがあった。そこで、第2実施例によるスイッチング電源装置1Bでは、この現象を回避するために、基準電圧変更回路にさらに時定数回路を追加した構成とした。
図4は、本発明の第2実施例によるスイッチング電源装置の回路図である。第2実施例のスイッチング電源装置1Bは、時定数回路17を備えている点が、第1実施例のスイッチング電源装置1Aと異なっている。したがって、この点に関してのみ、説明する。
(Second embodiment)
By the way, in the switching
FIG. 4 is a circuit diagram of a switching power supply apparatus according to a second embodiment of the present invention. The switching power supply device 1B of the second embodiment is different from the switching
図4に示すように、時定数回路17は、メイン動作モードを指示するHレベルの電圧のメイン動作制御信号Vinが入力端子10d,10eに入力されてから所定期間経過後に、第1基準電圧Vαを第2基準電圧Vβに変更するためのもので、抵抗R14と、コンデンサC6と、ツェナーダイオードD11とからなる。
As shown in FIG. 4, the time
次に、このスイッチング電源装置1Bの動作について、特に、低電圧検出回路13B、および基準電圧変更回路16Bの時定数回路17の各動作を中心に詳細に説明する。
Next, the operation of the switching power supply device 1B will be described in detail with particular focus on the operations of the low
図5は、スイッチング電源装置1Bの、待機モードからメイン動作モードに移行した時の回路動作を説明するためのグラフである。
スイッチング電源装置1Bは時定数回路17を備えているため、図5(A)に示すように、交流電圧v1が投入された状態で、さらに、図5(B)に示すようなメイン動作モードを指示するHレベルの電圧Vinが入力端子10d、10e間に入力された時(同図5の時間t7参照)、基準電圧変更回路16BのNPNトランジスタQ3がオンし、NPNトランジスタQ4がオフし、時定数回路17の抵抗R14およびコンデンサC6の時定数τで決定される時間だけ該コンデンサC6が充電された後、ツェナーダイオードD11を介してNPNトランジスタQ5がオンし、抵抗R9の両端がショートされる(同図5の時間t9参照)。この時、図5(E)に示すように、オペアンプX2の(+)側入力端子には、上記の式(7)に示されるような、ツェナーダイオードD10の安定した電圧VD10を抵抗R7およびR8で分圧した第2の基準電圧V(+)=Vβが入力される。
FIG. 5 is a graph for explaining the circuit operation of the switching power supply apparatus 1B when the standby mode is shifted to the main operation mode.
Since the switching power supply device 1B includes the time
すなわち、メイン動作モードを指示するメイン動作制御信号Vinが入力端子10d、10eに入力されてから、抵抗R14およびコンデンサC6の時定数τで決定される所定期間経過後に、第1基準電圧V(+)=Vαが、該第1の基準電圧V(+)=Vαよりも小さな第2基準電圧V(+)=Vβに変更される。ここで、この所定期間は、メイン動作モードを指示するメイン動作制御信号Vinが入力端子10d、10eに入力されてから、1次側直流電圧VC1がアクティブフィルタ回路6によって所定の昇圧電圧(本実施例の場合は約390〜400V)に昇圧されるまでの期間(t8−t7)以上であることが好ましい。
したがって、この時定数回路17によって、第1実施例によるスイッチング電源装置1Aにおいて懸念されるような、スイッチング電源装置の誤動作を防止することができる。
That is, after the main operation control signal Vin instructing the main operation mode is input to the
Therefore, the time
(第3実施例)
図6は、本発明の第3実施例によるスイッチング電源装置の回路図である。第3実施例のスイッチング電源装置1Cは、待機電源回路10Cの待機電源用トランスT2、低電圧検出回路13Cおよび基準電圧変更回路16Cの各構成が第1実施例のスイッチング電源装置1Aと異なっている。したがって、これらの点に関してのみ、説明する。
(Third embodiment)
FIG. 6 is a circuit diagram of a switching power supply apparatus according to a third embodiment of the present invention. The switching
図6に示すように、このスイッチング電源装置1Cは、待機電源回路10Cと、低電圧検出回路13Cと、基準電圧変更回路16Cとを備える。
As shown in FIG. 6, the switching
待機電源回路10Cの待機電源用トランスT2は、1次巻線Na(巻数をNaとする)および2つの2次巻線Nb、Nd(各巻数をそれぞれNb、Ndとする)を有している。待機電源用DC−DCコンバータ11は、交流電源2の投入時においては、1次側直流電圧VC1を待機電源用スイッチング素子M3によってスイッチングして、第1の2次巻線Nbに1次巻線Naのスイッチング電圧Vaに比例したスイッチング電圧Vb=(Nb/Na)×Vaを誘起させ、この誘起されたスイッチング電圧Vbを、第1の2次巻線Nbに接続された待機電源用整流平滑回路12によって整流および平滑して、直流化された待機電源電圧Vsを出力端子10a、10bから出力するようになっている。またこの時、待機電源用スイッチング素子M3のスイッチングによって、上記第1の第1の2次巻線Nbとは別に設けられた第2の2次巻線Ndに1次巻線Naのスイッチング電圧Vaに比例したスイッチング電圧Vd=(Nd/Na)×Vaが誘起される。
The standby power supply transformer T2 of the standby
低電圧検出回路13Cは、待機電源電圧Vsの供給を受けて駆動され、第2の2次巻線Ndに接続された正電圧生成用整流平滑回路20と、該正電圧生成用整流平滑回路20の後段に接続された比較回路21とを有する。
正電圧生成用整流平滑回路20は、第2の2次巻線Ndの正極側にアソードが接続された整流ダイオードD9と、該ダイオードD9のカソードと第2の2次巻線Ndの負極側を接続する平滑コンデンサC7とから構成されている。正電圧生成用整流平滑回路20は、待機電源用スイッチング素子M3によって第2の2次巻線Ndに誘起されたスイッチング電圧Vdを、整流および平滑して、直流化された正電圧VC7に変換する。
比較回路21は、ツェナーダイオードD10と、抵抗R5〜R8、R10と、オペアンプX2とから構成されている。ツェナーダイオードD10のアノードは、出力端子10bおよびメイン動作制御回路18の入力端子10eに接続されるとともに、正電圧生成用整流平滑回路20に接続される。一方、ツェナーダイオードD10のカソードは、抵抗R6を介して出力端子10bおよび入力端子10eに接続され、さらに、抵抗R7を介してオペアンプX2に接続されている。
オペアンプX2の(+)側入力端子には、抵抗R5、R10が接続されている一方、オペアンプX2の(−)側入力端子には、抵抗R7、R8およびR9が接続されている。この実施例では、オペアンプX2の(+)側入力端子に入力される電圧V(+)が検出電圧となり、(−)側入力端子に入力される電圧V(−)が基準電圧となる。オペアンプX2は、検出電圧V(+)と基準電圧V(−)を比較して、検出電圧V(+)が基準電圧V(−)よりも大きくなったときに、該オペアンプX2の出力端子10cからHレベルの警告信号を出力する一方、検出電圧V(+)が基準電圧V(−)以下となったときに、該出力端子10cからLレベルの警告信号を出力する。なお、オペアンプX2の(+)側入力端子には、次式(8)に示されるような、正電圧VC7を該抵抗R5、R10で分圧した検出電圧V(+)が入力される。
The low voltage detection circuit 13C is driven by receiving the standby power supply voltage Vs, and is connected to the second secondary winding Nd. The positive voltage generating rectifying / smoothing
The positive voltage generating rectifying / smoothing
The
Resistors R5 and R10 are connected to the (+) side input terminal of the operational amplifier X2, while resistors R7, R8 and R9 are connected to the (−) side input terminal of the operational amplifier X2. In this embodiment, the voltage V (+) input to the (+) side input terminal of the operational amplifier X2 is the detection voltage, and the voltage V (−) input to the (−) side input terminal is the reference voltage. The operational amplifier X2 compares the detection voltage V (+) with the reference voltage V (−), and when the detection voltage V (+) becomes larger than the reference voltage V (−), the
なお、オペアンプX2の(−)側入力端子には、後述する第1の基準電圧Vαおよび第2の基準電圧Vβが入力される。 Note that a first reference voltage Vα and a second reference voltage Vβ, which will be described later, are input to the (−) side input terminal of the operational amplifier X2.
基準電圧変更回路16Cは、入力端子10d、10eと低電圧検出回路13Cの間に接続され、該入力端子10d、10eに入力されるメイン動作制御信号Vinの指示に応じて、低電圧検出回路13Cの基準電圧を変更するものである。
基準電圧変更回路16Cは、この実施例では、抵抗R9、R11〜16と、NPNトランジスタQ3〜Q6とから構成される。基準電圧変更回路16Cは、待機モードを指示するLレベルの電圧のメイン動作制御信号Vinが入力端子10d,10e間に入力された場合に、基準電圧を第1基準電圧Vαに変更し、メイン動作モードを指示するHレベルの電圧のメイン動作制御信号Vinが入力端子10d、10e間に入力された場合に、基準電圧を第1基準電圧Vαよりも大きな第2基準電圧Vβに変更するようになっている。
The reference voltage changing circuit 16C is connected between the
In this embodiment, the reference voltage changing circuit 16C is composed of resistors R9 and R11 to 16 and NPN transistors Q3 to Q6. The reference voltage changing circuit 16C changes the reference voltage to the first reference voltage Vα when the main operation control signal Vin of L level voltage instructing the standby mode is input between the
次に、このスイッチング電源装置1Cの動作について、特に、低電圧検出回路13Cおよび基準電圧変更回路16Cの各動作を中心に詳細に説明する。
Next, the operation of the switching
図7は、スイッチング電源装置1Cの、待機モード時における回路動作を説明するためのグラフである。また、図8は、スイッチング電源装置1Cの、待機モードからメイン動作モードに移行した時の回路動作を説明するためのグラフである。
FIG. 7 is a graph for explaining the circuit operation of the switching
まず、図7(A)および(C)に示すように、交流電源2からの交流電圧v1(AC100Vとする)の投入後(同図7の時間t1参照)、ダイオードブリッジDB、コイルL1、ダイオードD2および平滑コンデンサC1を介して、1次側直流電圧VC1が約125〜130Vまで上昇する。そして、起動抵抗Rinを介して制御IC3が起動され、出力端子10a、10b間に、待機電源用DC−DCコンバータ11によって電圧変換された待機電源電圧Vsが出力される。また、図7(D)に示すように、整流ダイオードD9のカソード側に、正電圧生成用整流平滑回路20によって直流化された正電圧VC7が出力される。
交流電圧v1の投入後、メイン動作制御信号VinはLレベルの電圧(0V)であるため、アクティブフィルタ回路6およびメイン電源回路7が両方とも非稼動状態になるとともに、NPNトランジスタQ3がオフ、NPNトランジスタQ4がオン、NPNトランジスタQ5がオフ、NPNトランジスタQ6がオンとなるため、抵抗R9の両端がショートされる。したがって、この時、図7(E)に示すように、オペアンプX2の(−)側入力端子には、次式(9)に示されるような、ツェナーダイオードD10の安定した電圧VD10を抵抗R7およびR8で分圧した第1の基準電圧V(−)=Vαが入力される。
First, as shown in FIGS. 7A and 7C, after the AC voltage v1 (AC100V) from the
Since the main operation control signal Vin is the L level voltage (0 V) after the AC voltage v1 is turned on, both the
一方、図7(E)に示すように、オペアンプX2の(+)側入力端子には上記の式(8)に示される検出電圧V(+)が入力される。交流電圧v1の投入後、1次側直流電圧VC1が約125〜130Vに上昇し、検出電圧V(+)が1次側直流電圧VC1の上昇に伴って上がっていく。そして、検出電圧V(+)が基準電圧V(−)よりも大きくなった時(同図7の時間t2参照)に、図7(F)に示すように、オペアンプX2の出力端子10cからHレベルの警告信号が出力される。さらに、この待機モード時において交流電圧v1が瞬断となった時(同図7の時間t3参照)、約125〜130Vであった1次側直流電圧VC1が0Vに下がり、第2の2次巻線Ndに誘起されたスイッチング電圧Vdが0Vに下がり、正電圧VC7が0Vに近づく。そして、図7(E)に示すように、検出電圧V(+)が1次側直流電圧VC1の低下に伴って下がっていき、検出電圧V(+)が基準電圧V(−)以下となったとき(同図7の時間t4参照)に、図7(F)に示すように、オペアンプX2の出力端子10cからLレベルの警告信号が出力される。検出電圧V(+)は、最終的には、上記の式(8)においてVC7=0とした0Vまで下がる。
このように、このスイッチング電源装置1Cの低電圧検出回路13Cでは、待機モード時において、交流電圧v1が瞬断となってから時間ts=(t4−t3)経過後に、Lレベルの警告信号が出力される。
On the other hand, as shown in FIG. 7E, the detection voltage V (+) represented by the above equation (8) is input to the (+) side input terminal of the operational amplifier X2. After the application of the AC voltage v1, the primary side DC voltage VC1 rises to about 125 to 130V, and the detection voltage V (+) rises as the primary side DC voltage VC1 rises. When the detection voltage V (+) becomes larger than the reference voltage V (−) (see time t2 in FIG. 7), as shown in FIG. 7 (F), the
As described above, in the low voltage detection circuit 13C of the switching
次に、図8(A)および(C)に示すように、交流電圧v1の投入後(同図8の時間t5参照)の待機モード時においては、1次側直流電圧VC1が約125〜130Vまで上昇する。そして、出力端子10a、10b間に待機電源電圧Vsが出力される。また、図8(D)に示すように、整流ダイオードD9のカソード側に正電圧VC7が出力される。また、この待機モード時においては、メイン動作制御信号VinはLレベルの電圧(0V)であるため、アクティブフィルタ回路6およびメイン電源回路7が非稼動状態になるとともに、NPNトランジスタQ3がオフ、NPNトランジスタQ4がオン、NPNトランジスタQ5がオフ、NPNトランジスタQ6がオンとなるため、抵抗R9の両端がショートされる。この時、図8(E)に示すように、オペアンプX2の(−)側入力端子には、上記の式(9)に示されるような、ツェナーダイオードD10の安定した電圧VD10を抵抗R7およびR8で分圧した第1の基準電圧V(−)=Vαが入力される。一方、オペアンプX2の(+)側入力端子には上記の式(8)に示される検出電圧V(+)が入力される。このとき、検出電圧V(+)が1次側直流電圧VC1の上昇に伴って上がっていく。そして、検出電圧V(+)が第1の基準電圧V(−)=Vαよりも大きくなった時(同図8の時間t6参照)に、図8(F)に示すように、オペアンプX2の出力端子10cからHレベルの警告信号が出力される。
Next, as shown in FIGS. 8A and 8C, in the standby mode after the AC voltage v1 is applied (see time t5 in FIG. 8), the primary DC voltage VC1 is about 125 to 130V. To rise. The standby power supply voltage Vs is output between the
そして、交流電圧v1が投入された状態で、さらに、図8(B)に示すようなメイン動作モードを指示するHレベルの電圧Vinが入力端子10d、10e間に入力された時(同図8の時間t7参照)、NPNトランジスタQ2、フォトカプラX1およびNPNトランジスタQ1がオンし、ツェナーダイオードD7の安定した電圧が制御用IC1およびIC2に供給され、アクティブフィルタ回路6およびメイン電源回路7がともに稼動状態となる。こうして、アクティブフィルタ用スイッチング素子M1のスイッチング動作によって、約125V〜130Vの1次側直流電圧VC1が所定の昇圧電圧である約390〜400Vまで上昇する(同図8の時間t7〜t10参照)。また、メイン電源用スイッチング素子M2のスイッチング動作によって、メイン電源回路7の出力端子7a、7b間に、メイン電源用DC−DCコンバータ8によって電圧変換されたメイン電源電圧Vmが出力される。また、待機電源回路10Cの出力端子10a、10b間に待機電源電圧Vsが出力される。さらに、図8(D)に示すように、整流ダイオードD9のカソード側に、待機モード時よりも大きな正電圧VC7が出力される(同図8の時間t7〜t10参照)。また、このメイン動作モードに移行した時、Hレベルのメイン動作制御信号Vinによって、基準電圧変更回路16CのNPNトランジスタQ3がオンし、NPNトランジスタQ4がオフし、NPNトランジスタQ5がオンし、NPNトランジスタQ6がオフし、抵抗R9の両端がショートされなくなる(同図8の時間t7参照)。この時、図8(E)に示すように、オペアンプX2の(+)側入力端子には、次式(10)に示されるような、ツェナーダイオードD10の安定した電圧VD10を抵抗R7、R8およびR9で分圧した第2の基準電圧V(−)=Vβが入力される。
Then, when the AC voltage v1 is turned on and the H level voltage Vin indicating the main operation mode as shown in FIG. 8B is further input between the
したがって、メイン動作モードを指示するメイン動作制御信号Vinが入力端子10d、10eに入力された直後、第1基準電圧V(−)=Vαが、該第1の基準電圧V(−)=Vαよりも大きな第2基準電圧V(−)=Vβに変更される。
Therefore, immediately after the main operation control signal Vin instructing the main operation mode is input to the
最後に、このメイン動作モード時において交流電圧v1が瞬断となった時(同図8の時間t10参照)、約390〜400Vの1次側直流電圧VC1が0Vに下がり、第2の2次巻線Ndに誘起されたスイッチング電圧Vdが0Vに下がり、正電圧VC7が0Vに近づく(同図8の時間t10〜t12参照)。そして、図8(E)に示すように、検出電圧V(+)が1次側直流電圧VC1の低下に伴って下がっていき、検出電圧V(+)が第2の基準電圧V(−)=Vβ以下になったとき(同図8の時間t11参照)に、図8(F)に示すように、オペアンプX2の出力端子10cからLレベルの警告信号が出力される。検出電圧V(+)は、最終的には、上記の式(8)においてVC7=0とした0Vまで下がる。
このように、このスイッチング電源装置1Cの低電圧検出回路13Cでは、メイン動作モード時において、交流電圧v1が瞬断となってから時間tx=(t11−t10)経過後に、Lレベルの警告信号が出力される。
Finally, when the AC voltage v1 is momentarily interrupted in this main operation mode (see time t10 in FIG. 8), the primary side DC voltage VC1 of about 390 to 400V drops to 0V, and the second secondary voltage The switching voltage Vd induced in the winding Nd falls to 0V, and the positive voltage VC7 approaches 0V (see times t10 to t12 in FIG. 8). Then, as shown in FIG. 8E, the detection voltage V (+) decreases as the primary side DC voltage VC1 decreases, and the detection voltage V (+) becomes the second reference voltage V (−). = Vβ or less (see time t11 in FIG. 8), as shown in FIG. 8F, an L level warning signal is output from the
As described above, in the low voltage detection circuit 13C of the switching
このスイッチング電源装置1Cによれば、従来技術と比較して明らかなようにメイン動作モード時の瞬断検出時間:txを短縮することができる。しかも、図7の時間tsおよび図8の時間txを比較して判るように、待機モード時とメイン動作モード時において、交流電圧v1の瞬断検出時間をほぼ同じとすることができる。このため、迅速な交流電源の瞬断の検出を行うことができる。
According to the switching
(第4実施例)
ところで、第3実施例によるスイッチング電源装置1Cでは、図8(B)、(E)および(F)に示すように、交流電圧v1が投入された状態で、さらに、メイン動作モードを指示するメイン動作制御信号Vinが入力端子10d、10eに入力された直後(同図8の時間t7参照)に、第1基準電圧V(−)=Vαが、該第1の基準電圧V(−)=Vαよりも大きな第2基準電圧V(−)=Vβに変更されるので、検出電圧V(+)が第2の基準電圧V(−)=Vβ以下となる時間(同図8の時間t7からt8参照)が生じ、この一瞬の時間だけオペアンプX2の出力端子10cからLレベルの警告信号が出力される。このため、この現象によって該スイッチング電源装置の動作に何らかの影響(誤動作)が生じるおそれがあった。そこで、第4実施例によるスイッチング電源装置1Dでは、この現象を回避するために、基準電圧変更回路にさらに時定数回路を追加した構成とした。
図9は、本発明の第4実施例によるスイッチング電源装置の回路図である。第4実施例のスイッチング電源装置1Dは、時定数回路17を備えている点が、第3実施例のスイッチング電源装置1Cと異なっている。したがって、この点に関してのみ、説明する。
(Fourth embodiment)
By the way, in the switching
FIG. 9 is a circuit diagram of a switching power supply apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. The switching power supply device 1D of the fourth embodiment is different from the switching
図9に示すように、時定数回路17は、メイン動作モードを指示するHレベルの電圧のメイン動作制御信号が入力端子10d,10eに入力されてから所定期間経過後に、第1基準電圧Vαを第2基準電圧Vβに変更するためのもので、抵抗R14と、コンデンサC6と、ツェナーダイオードD11とからなる。
As shown in FIG. 9, the time
次に、このスイッチング電源装置1Dの動作について、特に、低電圧検出回路13D、および基準電圧変更回路16Dの時定数回路17の各動作を中心に詳細に説明する。
Next, the operation of the switching power supply device 1D will be described in detail with particular focus on the operations of the low
図10は、スイッチング電源装置1Dの、待機モードからメイン動作モードに移行した時の回路動作を説明するためのグラフである。
スイッチング電源装置1Dは時定数回路17を備えているため、図10(A)に示すように、交流電圧v1が投入された状態で、さらに、図10(B)に示すようなメイン動作モードを指示するHレベルの電圧Vinが入力端子10d、10e間に入力された時(同図10の時間t7参照)、基準電圧変更回路16DのNPNトランジスタQ3がオンし、NPNトランジスタQ4がオフし、時定数回路17の抵抗R14およびコンデンサC6の時定数τで決定される時間だけ該コンデンサC6が充電された後、ツェナーダイオードD11を介してNPNトランジスタQ5がオンし、NPNトランジスタQ6がオフし、抵抗R9の両端がショートされなくなる(同図10の時間t9参照)。この時、図10(E)に示すように、オペアンプX2の(+)側入力端子には、上記の式(10)に示されるような、ツェナーダイオードD10の安定した電圧VD10を抵抗R7、R8およびR9で分圧した第2の基準電圧V(−)=Vβが入力される。
FIG. 10 is a graph for explaining the circuit operation of the switching power supply apparatus 1D when the standby mode is shifted to the main operation mode.
Since the switching power supply device 1D includes the time
すなわち、メイン動作モードを指示するメイン動作制御信号Vinが入力端子10d、10eに入力されてから、抵抗R14およびコンデンサC6の時定数τで決定される所定期間経過後に、第1基準電圧V(−)=Vαが、該第1の基準電圧V(−)=Vαよりも大きな第2基準電圧V(−)=Vβに変更される。ここで、この所定期間は、メイン動作モードを指示するメイン動作制御信号Vinが入力端子10d、10eに入力されてから、1次側直流電圧VC1がアクティブフィルタ回路6によって所定の昇圧電圧(本実施例の場合は約390〜400V)に昇圧されるまでの期間(t8−t7)以上であることが好ましい。
したがって、この時定数回路17によって、第3実施例によるスイッチング電源装置1Cにおいて懸念されるような、スイッチング電源装置の誤動作を防止することができる。
That is, after the main operation control signal Vin instructing the main operation mode is input to the
Therefore, the time
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。 The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to these embodiments.
例えば、基準電圧比較回路は、上記第1実施例〜第4実施例の回路に限定されず、本明細書中に説明した原理に基づく回路であれば、どのような回路構成としてもよい。 For example, the reference voltage comparison circuit is not limited to the circuits of the first to fourth embodiments, and may have any circuit configuration as long as the circuit is based on the principle described in this specification.
1A〜1D、1Z スイッチング電源装置
2 交流電源
3 1次側整流平滑回路
4 整流部
5 平滑部
6 アクティブフィルタ回路
7 メイン電源回路
7a、7b 出力端子
8 メイン電源用DC−DCコンバータ
9 メイン電源用整流平滑回路
10A〜10D、11Z 待機電源回路
10a〜c 出力端子
10d、e 入力端子
11 待機電源用DC−DCコンバータ
12 待機電源用整流平滑回路
13A〜13D、13Z 低電圧検出回路
14 負電圧生成用整流平滑回路
15 比較回路
16A〜16D 基準電圧変更回路
17 時定数回路
18 メイン動作制御回路
19 補助電源用整流平滑回路
20 正電圧生成用整流平滑回路
21 比較回路
C1〜C7 コンデンサ
D2〜D6、D8、D9 ダイオード
D7、D10、D11 ツェナーダイオード
L1、L4 コイル
M1 アクティブフィルタ用スイッチング素子
M2 メイン電源用スイッチング素子
M3 待機電源用スイッチング素子
R1〜R16 抵抗
Rin 起動抵抗
Q1〜Q6 NPNトランジスタ
Na 1次側巻線
Nb 2次側巻線(第1の2次側巻線)
Nd 2次側巻線(第2の2次側巻線)
T1 メイン電源用トランス
T2 待機電源用トランス
X2 オペアンプ
1A to 1D, 1Z Switching
Nd secondary winding (second secondary winding)
T1 Main power transformer T2 Standby power transformer X2 Operational amplifier
Claims (8)
待機電源電圧を出力する待機電源回路と、
メイン動作モードと待機モードのいずれかを指示するメイン動作制御信号が入力される入力端子を有し、該入力端子に前記メイン動作モードを指示するメイン動作制御信号が入力されると、前記メイン電源回路から前記メイン電源電圧を出力させるメイン動作制御回路と、
交流電源からの交流電圧を整流および平滑して1次側直流電圧に変換する1次側整流平滑回路と、
前記メイン動作モード時に前記1次側直流電圧を所定の昇圧電圧に昇圧するアクティブフィルタ回路と、
前記交流電圧の低下を検出する低電圧検出回路と
を備え、
前記メイン電源回路は、前記昇圧電圧をメイン電源用スイッチング素子によりスイッチングし、メイン電源用トランスの2次巻線に誘起されたスイッチング電圧を直流化して前記メイン電源電圧として出力し、
前記待機電源回路は、前記1次側直流電圧が供給されることにより起動し、前記1次側直流電圧を待機電源用スイッチング素子によりスイッチングし、待機電源用トランスの2次巻線に誘起されたスイッチング電圧を直流化して待機電源電圧として出力し、
前記低電圧検出回路は、前記待機電源用トランスの2次巻線に誘起されたスイッチング電圧を直流化した負電圧に基づいて生成された検出電圧と、基準電圧とを比較して前記検出電圧が前記基準電圧よりも小さくなったときに警告信号を出力し、前記交流電圧の低下を検出するスイッチング電源装置において、
前記入力端子と前記低電圧検出回路の間に接続され、前記入力端子に入力される前記メイン動作制御信号の指示に応じて、前記基準電圧を変更する基準電圧変更回路をさらに備えることを特徴とするスイッチング電源装置。 A main power supply circuit that outputs a main power supply voltage;
A standby power supply circuit for outputting a standby power supply voltage;
A main operation control signal for instructing one of a main operation mode and a standby mode; and an input terminal for inputting a main operation control signal for instructing the main operation mode. A main operation control circuit for outputting the main power supply voltage from the circuit;
A primary side rectifying / smoothing circuit that rectifies and smoothes an AC voltage from an AC power source and converts it into a primary side DC voltage;
An active filter circuit that boosts the primary side DC voltage to a predetermined boosted voltage during the main operation mode;
A low voltage detection circuit for detecting a decrease in the AC voltage,
The main power supply circuit switches the boosted voltage by a main power supply switching element, converts the switching voltage induced in the secondary winding of the main power supply transformer into a direct current, and outputs it as the main power supply voltage,
The standby power supply circuit is activated when the primary DC voltage is supplied, and the primary DC voltage is switched by the standby power supply switching element, and is induced in the secondary winding of the standby power supply transformer. Switch the switching voltage to DC and output as standby power supply voltage.
The low voltage detection circuit compares a detection voltage generated based on a negative voltage obtained by converting the switching voltage induced in the secondary winding of the standby power transformer into a direct current with a reference voltage, and detects the detection voltage. In a switching power supply that outputs a warning signal when the voltage becomes lower than the reference voltage and detects a decrease in the AC voltage,
And a reference voltage changing circuit that is connected between the input terminal and the low voltage detection circuit and changes the reference voltage in response to an instruction of the main operation control signal input to the input terminal. Switching power supply.
前記時定数回路は、前記メイン動作モードを指示する前記メイン動作制御信号が前記入力端子に入力されてから所定期間経過後に、前記第1基準電圧を前記第2基準電圧に変更することを特徴とする請求項2に記載のスイッチング電源装置。 The reference voltage changing circuit further includes a time constant circuit,
The time constant circuit changes the first reference voltage to the second reference voltage after a lapse of a predetermined period after the main operation control signal instructing the main operation mode is input to the input terminal. The switching power supply device according to claim 2.
待機電源電圧を出力する待機電源回路と、
メイン動作モードと待機モードのいずれかを指示するメイン動作制御信号が入力される入力端子を有し、該入力端子に前記メイン動作モードを指示するメイン動作制御信号が入力されると、前記メイン電源回路から前記メイン電源電圧を出力させるメイン動作制御回路と、
交流電源からの交流電圧を整流および平滑して1次側直流電圧に変換する1次側整流平滑回路と、
前記メイン動作モード時に前記1次側直流電圧を所定の昇圧電圧に昇圧するアクティブフィルタ回路と、
前記交流電圧の低下を検出する低電圧検出回路と
を備え、
前記メイン電源回路は、前記昇圧電圧をメイン電源用スイッチング素子によりスイッチングし、メイン電源用トランスの2次巻線に誘起されたスイッチング電圧を直流化して前記メイン電源電圧として出力し、
前記待機電源回路は、前記1次側直流電圧が供給されることにより起動し、前記1次側直流電圧を待機電源用スイッチング素子によりスイッチングし、待機電源用トランスの第1の2次巻線に誘起されたスイッチング電圧を直流化して待機電源電圧として出力し、
前記低電圧検出回路は、前記待機電源用トランスにおいて前記第1の2次巻線とは別に設けられた第2の2次巻線に誘起されたスイッチング電圧を直流化した正電圧に基づいて生成された検出電圧と、基準電圧とを比較して前記検出電圧が前記基準電圧よりも大きくなったときに警告信号を出力し、前記交流電圧の低下を検出するスイッチング電源装置において、
前記入力端子と前記低電圧検出回路の間に接続され、前記入力端子に入力される前記メイン動作制御信号の指示に応じて、前記基準電圧を変更する基準電圧変更回路をさらに備えることを特徴とするスイッチング電源装置。 A main power supply circuit that outputs a main power supply voltage;
A standby power supply circuit for outputting a standby power supply voltage;
A main operation control signal for instructing one of a main operation mode and a standby mode; and an input terminal for inputting a main operation control signal for instructing the main operation mode. A main operation control circuit for outputting the main power supply voltage from the circuit;
A primary side rectifying / smoothing circuit that rectifies and smoothes an AC voltage from an AC power source and converts it into a primary side DC voltage;
An active filter circuit that boosts the primary side DC voltage to a predetermined boosted voltage during the main operation mode;
A low voltage detection circuit for detecting a decrease in the AC voltage,
The main power supply circuit switches the boosted voltage by a main power supply switching element, converts the switching voltage induced in the secondary winding of the main power supply transformer into a direct current, and outputs it as the main power supply voltage,
The standby power supply circuit is activated by being supplied with the primary side DC voltage, and the primary side DC voltage is switched by a standby power supply switching element to be applied to a first secondary winding of a standby power supply transformer. The induced switching voltage is converted to DC and output as a standby power supply voltage.
The low voltage detection circuit is generated based on a positive voltage obtained by converting a switching voltage induced in a second secondary winding provided separately from the first secondary winding in the standby power transformer into a direct current. In the switching power supply device that compares the detected voltage with a reference voltage and outputs a warning signal when the detected voltage is greater than the reference voltage, and detects a decrease in the AC voltage.
And a reference voltage changing circuit that is connected between the input terminal and the low voltage detection circuit and changes the reference voltage in response to an instruction of the main operation control signal input to the input terminal. Switching power supply.
前記時定数回路は、前記メイン動作モードを指示する前記メイン動作制御信号が前記入力端子に入力されてから所定期間経過後に、前記第1基準電圧を前記第2基準電圧に変更することを特徴とする請求項6に記載のスイッチング電源装置。 The reference voltage changing circuit further includes a time constant circuit,
The time constant circuit changes the first reference voltage to the second reference voltage after a lapse of a predetermined period after the main operation control signal instructing the main operation mode is input to the input terminal. The switching power supply device according to claim 6.
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