JP2012244870A - Protection circuit for switching power source - Google Patents

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Takahiro Ogawa
敬弘 小川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent elements from generating heat or being destroyed.SOLUTION: A protection circuit for a switching power source comprises a Zener diode 16 which is connected between a transmission line A1 and a ground and yielded when the transmission line A1 is turned to a predetermined voltage higher than rating, a Zener diode D1 which is connected between the transmission line A1 and the ground and yielded when the transmission line A1 is turned to a predetermined voltage higher than the rating and lower than a Zener voltage of the Zener diode 16, a switch section which is inserted to a post-stage rather than a connecting spot of the Zener diodes 16 and D1 in the transmission line A1, outputs a power supply voltage to a load while a predetermined constant voltage is inputted to an output control terminal, and stops outputting the power supply voltage to the load while a ground voltage is inputted to the output control terminal, and a transistor Q1 which is turned on when the Zener diode D1 is yielded, and leads the output control terminal into the ground.

Description

本発明はスイッチング電源の保護回路に関し、特に、接続されている負荷の重さが所定レベル以上のときは連続発振し、当該負荷の重さが所定レベル未満のときは間欠発振するスイッチング電源回路の保護回路に関する。   The present invention relates to a protection circuit for a switching power supply, and in particular, a switching power supply circuit that oscillates continuously when the weight of a connected load is equal to or higher than a predetermined level and intermittently oscillates when the weight of the load is lower than a predetermined level. It relates to a protection circuit.

一般に、スイッチング電源回路は2次側の過負荷(過出力)を防止する機能を備えている。
例えば、特許文献1に記載のトランス結合型2次直流電源生成装置は、出力が過電圧となると、ツェナダイオードが降伏してトランジスタをオンし、これにより開閉素子をオンして出力ラインをショートさせる。
また、特許文献2に記載のDC−DCコンバーターは、2次電圧が所定値以上になるとツェナダイオードが降伏することによりスイッチング電源回路の制御ICに入力されているオン信号の伝送ラインをグランドに引き込み、スイッチング電源回路の制御ICの発振制御を停止させる過電圧防止回路を備えている。
また、特許文献3に記載のスイッチングレギュレータは、出力電圧が過電圧になるとツェナダイオードが降伏してトランジスタをターンオンして誤差増幅器をバイパスすることにより、フィードバック経路におけるフォトカプラを構成する発光ダイオードに流れる電流経路を変更し、これにより発光ダイオードをより強い発光状態にして出力を抑制する。
また、特許文献4に記載のスイッチングレギュレータは、出力が基準電圧を超えると、ツェナダイオードが降伏して出力をクランプする。
In general, a switching power supply circuit has a function of preventing secondary overload (overpower).
For example, in the transformer-coupled secondary DC power generation device described in Patent Document 1, when the output becomes an overvoltage, the Zener diode breaks down to turn on the transistor, thereby turning on the switching element and shorting the output line.
Further, the DC-DC converter described in Patent Document 2 pulls the transmission line of the on signal input to the control IC of the switching power supply circuit to the ground by the breakdown of the Zener diode when the secondary voltage exceeds a predetermined value. And an overvoltage prevention circuit for stopping the oscillation control of the control IC of the switching power supply circuit.
Further, in the switching regulator described in Patent Document 3, when the output voltage becomes an overvoltage, the Zener diode breaks down, the transistor is turned on and the error amplifier is bypassed, whereby the current flowing through the light emitting diode constituting the photocoupler in the feedback path The path is changed, thereby making the light emitting diodes in a stronger light emitting state and suppressing the output.
In the switching regulator described in Patent Document 4, when the output exceeds the reference voltage, the Zener diode breaks down and clamps the output.

特開平6−14532号公報JP-A-6-14532 特開2009−171815号公報JP 2009-171815 A 特開2000−78839号公報JP 2000-78839 A 特開平6−22544号公報Japanese Patent Laid-Open No. 6-22544

スイッチング電源回路は複数の出力ラインを有することがあり、各出力ラインに接続される負荷レベルは異なる。一般に、スイッチング電源回路のスイッチングトランスの1次巻線に対して印加する電圧のオンオフ制御(PWM制御等)は電源制御ICによって行われ、当該電源制御ICはスイッチングトランスの2次側からフィードバックされるフィードバック信号に基づいて当該オンオフ制御におけるオンオフの比率を調整する。   The switching power supply circuit may have a plurality of output lines, and the load level connected to each output line is different. In general, on / off control (PWM control or the like) of a voltage applied to a primary winding of a switching transformer of a switching power supply circuit is performed by a power supply control IC, and the power supply control IC is fed back from the secondary side of the switching transformer. The on / off ratio in the on / off control is adjusted based on the feedback signal.

電源制御ICには、スイッチングトランスの1次巻線に流れる電流の量に基づいて、2次巻線に接続されている負荷の大小を判断する機能を有し、負荷が軽くなったことを検出すると、自動的に出力を低下するべく1次巻線に印加する電圧のオンオフ制御を連続発振から間欠発振へ変更するものがある。このような電源制御ICを備えるスイッチング電源回路は、例えば、機器の電源がオフされてスイッチング電源回路に接続されている負荷が軽くなった場合にこれを検知して間欠発振に移行する。また、出力が過電圧になって過電圧保護用のツェナダイオードが降伏もしくはショート破壊された場合も、負荷が軽くなるため間欠発振に移行する。   The power supply control IC has a function to determine the size of the load connected to the secondary winding based on the amount of current flowing in the primary winding of the switching transformer, and detects that the load has become lighter Then, there is a type in which the on / off control of the voltage applied to the primary winding is changed from continuous oscillation to intermittent oscillation in order to automatically reduce the output. A switching power supply circuit including such a power supply control IC detects this when the power supply of the device is turned off and the load connected to the switching power supply circuit becomes light, and shifts to intermittent oscillation. In addition, when the output becomes an overvoltage and the zener diode for overvoltage protection breaks down or is broken by a short circuit, the load is reduced and the operation shifts to intermittent oscillation.

ここで、多くの負荷が接続されていて負荷レベルが高くなる可能性(処理量の増大や出力の変動等)のある第1出力ラインと、第1出力ラインに比べて負荷レベルが低い第2出力ラインと、を備えたスイッチング電源回路において、電源制御ICが第1出力ラインの電圧に基づくフィードバック信号に基づいてオンオフ制御を行っている場合に、フィードバックラインのショート等によりフィードバックが正常に行われない場合を考える。このとき、負荷の重い第1出力ラインの電圧上昇は鈍く、負荷の軽い第2出力ラインは鋭く電圧上昇する。   Here, a first output line that is likely to have a high load level (an increase in processing amount, a fluctuation in output, etc.) connected to many loads, and a second that has a lower load level than the first output line. In a switching power supply circuit including an output line, when the power supply control IC performs on / off control based on a feedback signal based on the voltage of the first output line, feedback is normally performed due to a short-circuit of the feedback line, etc. Think of no case. At this time, the voltage rise of the first output line with a heavy load is slow, and the voltage of the second output line with a light load sharply rises.

すなわち、出力が上昇して過電圧になったとき、第2出力ラインの保護用ツェナダイオードはショート破壊されるが、第1出力ラインの保護用ツェナダイオードはショート破壊されない期間があり、この間、電源制御ICは間欠発振に移行しない。従って、第2出力ラインにおいて、保護用ツェナダイオードのショート破壊により他の素子が発熱したり破壊されたりする可能性がある。   That is, when the output rises to an overvoltage, the protection Zener diode of the second output line is short-circuited, but there is a period during which the protection Zener diode of the first output line is not short-circuited. IC does not shift to intermittent oscillation. Therefore, in the second output line, there is a possibility that other elements generate heat or are destroyed due to short-circuit destruction of the protective Zener diode.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、重負荷時には連続発振を行い、軽負荷時には間欠発振を行うオートスタンバイ機能を有するスイッチング電源回路であって、接続される負荷の重さが異なる複数の出力ラインを有し、負荷の重い出力ラインから前記電源制御ICにフィードバックがかかっているスイッチング電源回路において、素子の発熱や破壊を防止することが可能なスイッチング電源の保護回路の提供を目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and is a switching power supply circuit having an auto standby function that performs continuous oscillation at a heavy load and intermittent oscillation at a light load, and the weight of a load to be connected is different. To provide a protection circuit for a switching power supply capable of preventing heat generation and destruction of an element in a switching power supply circuit having a plurality of output lines and a feedback applied to the power supply control IC from an output line with a heavy load And

本発明の態様の1つは、接続されている負荷の重さが所定レベル以上のときは連続発振し当該負荷の重さが所定レベル未満のときは間欠発振するスイッチング電源回路、の保護回路において、前記スイッチング電源回路は、少なくとも電源電圧を出力する第1出力ラインと第2出力ラインとを備え、前記第1出力ラインには前記第2出力ラインよりも重い負荷が接続されており、前記保護回路は、カソードを前記第1出力ラインに向けて接続され、アノードをグランドに向けて接続され、前記第1出力ラインが定格より高い所定電圧になると降伏する第1ツェナダイオードと、カソードを前記第1出力ラインに向けて接続され、アノードをグランドに向けて接続され、前記第1出力ラインが前記定格より高く前記第1ツェナダイオードのツェナ電圧よりも低い所定電圧になると降伏する第2ツェナダイオードと、前記第1出力ラインにおいて前記第1ツェナダイオードや前記第2ツェナダイオードの接続箇所よりも後段に介挿され、出力制御端子に所定の定電圧が入力されているときは前記負荷に対して電源電圧を出力し、前記出力制御端子にグランド電圧が入力されているときは前記負荷に対して電源電圧を出力しないスイッチ部と、前記第2ツェナダイオードが降伏するとターンオンして前記出力制御端子をグランドに引き込むNPN型のトランジスタと、を備える構成とされる。   One aspect of the present invention is a protection circuit for a switching power supply circuit that continuously oscillates when the weight of a connected load is equal to or higher than a predetermined level and intermittently oscillates when the load is less than a predetermined level. The switching power supply circuit includes at least a first output line and a second output line for outputting a power supply voltage, and a load heavier than the second output line is connected to the first output line, and the protection The circuit has a cathode connected to the first output line, an anode connected to the ground, a first Zener diode that breaks down when the first output line reaches a predetermined voltage higher than a rating, and a cathode connected to the first output line. The first output line is connected to one output line, the anode is connected to the ground, and the first output line is higher than the rating. A second Zener diode that breaks down when it reaches a predetermined voltage lower than the voltage, and is inserted in a stage subsequent to the connection point of the first Zener diode and the second Zener diode in the first output line, and is connected to a predetermined output control terminal. When a constant voltage is input, a power supply voltage is output to the load, and when a ground voltage is input to the output control terminal, a switch unit that does not output a power supply voltage to the load; And an NPN transistor that turns on when the two Zener diodes break down and pulls the output control terminal to the ground.

なお、上述したスイッチング電源回路の保護回路は、他の機器に組み込まれた状態で実施されたり他の方法とともに実施されたりする等の各種の態様を含む。   In addition, the protection circuit of the switching power supply circuit described above includes various modes such as being implemented in another device or implemented together with another method.

本発明によれば、重負荷時には連続発振を行い、軽負荷時には間欠発振を行うオートスタンバイ機能を有するスイッチング電源回路において、接続される負荷の重さが異なる複数の出力ラインを有し、負荷の重い出力ラインから前記電源制御ICにフィードバックがかかっている場合に、素子の発熱や破壊を防止することが可能なスイッチング電源の保護回路を提供することができる。
請求項2にかかる発明によれば、出力制御端子への逆流を防止できる。
According to the present invention, in a switching power supply circuit having an auto standby function that performs continuous oscillation at a heavy load and performs intermittent oscillation at a light load, the switching power supply circuit includes a plurality of output lines having different load weights. When a feedback is applied to the power supply control IC from a heavy output line, it is possible to provide a protection circuit for a switching power supply that can prevent heat generation and destruction of the element.
According to the invention of claim 2, backflow to the output control terminal can be prevented.

保護回路を備えるスイッチング電源回路の要部を示した図である。It is the figure which showed the principal part of the switching power supply circuit provided with a protection circuit. FB回路21の1構成例を示す回路図である。3 is a circuit diagram illustrating a configuration example of an FB circuit 21. FIG. FB回路21の回路図の一例を示す回路図である。3 is a circuit diagram showing an example of a circuit diagram of an FB circuit 21. FIG.

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。
(1)本実施形態の構成:
図1は、保護回路を備えるスイッチング電源回路の要部を示した図である。同図に示すように、スイッチング電源回路100は、電源制御IC10、スイッチングトランス12、整流回路14、過電圧保護用のツェナダイオード16、保護回路17、整流回路18、過電圧保護用のツェナダイオード19、定電圧回路20、過電圧保護用のツェナダイオード22、フィードバック回路21(FB回路21)、を備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(1) Configuration of the present embodiment:
FIG. 1 is a diagram illustrating a main part of a switching power supply circuit including a protection circuit. As shown in the figure, a switching power supply circuit 100 includes a power supply control IC 10, a switching transformer 12, a rectifier circuit 14, a Zener diode 16 for overvoltage protection, a protection circuit 17, a rectifier circuit 18, a Zener diode 19 for overvoltage protection, a constant voltage circuit. A voltage circuit 20, an overvoltage protection Zener diode 22, and a feedback circuit 21 (FB circuit 21) are provided.

電源制御IC10は、オートスタンバイ機能を有しており、スイッチング電源回路100は、当該オートスタンバイ機能によって、少なくともオン状態とスタンバイ状態の2つの電源状態を実現する。例えば、当該スイッチング電源回路100が液晶テレビジョンの電源回路の場合は、映像処理や音声処理、画面に対する映像の表示等がおこなわれている状態がオン状態であり、マイクロコンピュータのみが動作してユーザーからの電源オンを指示する操作入力を待機している状態がスタンバイ状態である。   The power supply control IC 10 has an auto standby function, and the switching power supply circuit 100 realizes at least two power supply states of an on state and a standby state by the auto standby function. For example, when the switching power supply circuit 100 is a power supply circuit for a liquid crystal television, a state in which video processing, audio processing, video display on a screen, and the like are performed is on, and only a microcomputer operates and a user operates. The standby state is a state of waiting for an operation input instructing the power-on from.

電源制御IC10は、スイッチングトランス12に接続されている負荷の重さ(負荷レベル)の検知と、スイッチングトランス12の1次巻線に対する直流の印加のオンオフ制御(以下、発振とも呼ぶ。)を、連続発振と間欠発振とで切替えることによりオートスタンバイ機能を実現することができる。すなわち、負荷が第1閾値以上のときは連続発振とし、負荷が第1閾値未満のときは連続発振を間欠的に行う間欠発振とする。ここで第1閾値は、スイッチング電源回路100の設計者が適宜に設定するものであり、例えば、スイッチングトランス12に接続されている負荷が上述したマイクロコンピュータのみの状態をスタンバイ状態、バックライトや映像処理IC、音声アンプ、等を駆動している状態をオン状態とし、スタンバイ状態とオン状態との中間的な負荷を第1閾値とする。   The power supply control IC 10 detects the weight of the load connected to the switching transformer 12 (load level) and performs on / off control of direct current application to the primary winding of the switching transformer 12 (hereinafter also referred to as oscillation). An auto standby function can be realized by switching between continuous oscillation and intermittent oscillation. That is, continuous oscillation is performed when the load is equal to or greater than the first threshold, and intermittent oscillation is performed in which continuous oscillation is intermittently performed when the load is less than the first threshold. Here, the first threshold value is set as appropriate by the designer of the switching power supply circuit 100. For example, the state in which only the microcomputer described above is connected to the switching transformer 12 is in the standby state, the backlight or the video. A state where the processing IC, the audio amplifier, and the like are driven is set to an on state, and an intermediate load between the standby state and the on state is set as a first threshold value.

電源制御IC10は、IS端子10aの電圧に基づいてスイッチング電源回路100に接続されている負荷レベルを検出することができる。IS端子10aは、グランドとの間にセンス抵抗が接続されており、電源制御IC10は内蔵するFETのドレイン電流をIS端子からグランドへと流している。このFETは、スイッチングトランス12の1次巻線に流れる電流のオンオフを制御するものであり、FETのドレイン電流には、スイッチングトランス12に接続されている負荷の大小が反映される。すなわち、センス抵抗には、スイッチングトランス12に接続されている負荷の大小に応じた電圧が発生するため、電源制御IC10は、IS端子10aの電圧を監視することにより負荷レベルを検知することができる。電源制御IC10は、第1閾値よりも負荷が重くなると連続発振を行うことにより電源状態をオン状態とし、第1閾値よりも負荷が軽くなると間欠発振を行うことにより電源状態をスタンバイ状態とする。   The power supply control IC 10 can detect the load level connected to the switching power supply circuit 100 based on the voltage of the IS terminal 10a. A sense resistor is connected between the IS terminal 10a and the ground, and the power supply control IC 10 allows the drain current of the built-in FET to flow from the IS terminal to the ground. This FET controls on / off of the current flowing through the primary winding of the switching transformer 12, and the magnitude of the load connected to the switching transformer 12 is reflected in the drain current of the FET. That is, since a voltage corresponding to the magnitude of the load connected to the switching transformer 12 is generated in the sense resistor, the power supply control IC 10 can detect the load level by monitoring the voltage of the IS terminal 10a. . When the load becomes heavier than the first threshold, the power supply control IC 10 sets the power supply state to the on state by performing continuous oscillation, and when the load becomes lighter than the first threshold, the power supply control IC 10 sets the power supply state to the standby state.

スイッチングトランス12は、1次巻線の一端に直流を入力され、1次巻線の他端を電源制御IC10の内蔵するFETのソース−ドレインを介してグランドに接続されている。電源制御IC10は、FETをオンオフ制御することにより、スイッチングトランス12の1次巻線に流れる電流をオンオフ制御し、スイッチングトランス12の2次巻線に交流を発生させることができる。なお、スイッチングトランス12の1次巻線の一端には、例えば、外部から入力される商用交流電源を整流・平滑して生成された直流が入力される。   The switching transformer 12 has a direct current input to one end of the primary winding, and the other end of the primary winding is connected to the ground via the source-drain of the FET built in the power supply control IC 10. The power supply control IC 10 can control on / off of the current flowing in the primary winding of the switching transformer 12 by performing on / off control of the FET, and can generate an alternating current in the secondary winding of the switching transformer 12. Note that, for example, a direct current generated by rectifying and smoothing a commercial AC power input from the outside is input to one end of the primary winding of the switching transformer 12.

スイッチングトランス12の2次巻線は、電圧を取り出すための端子Aと端子Bを備えている。端子Aには整流回路14が接続されており、整流回路14は、端子Aに発生する交流を整流・平滑して生成した直流を伝送ラインA1に出力する。なお、本実施形態においては、伝送ラインA1が第1出力ラインを構成する。図1では、当該直流の電圧をVaとしてある。一方、端子Bには整流回路18が接続されており、整流回路18は、端子Bに発生する交流を整流・平滑下直流を伝送ラインBに出力する。図2では、当該直流の電圧をVbとしてある。なお、本実施形態においては、伝送ラインBが第2出力ラインを構成する。   The secondary winding of the switching transformer 12 includes a terminal A and a terminal B for taking out a voltage. A rectifier circuit 14 is connected to the terminal A, and the rectifier circuit 14 outputs a direct current generated by rectifying and smoothing an alternating current generated at the terminal A to the transmission line A1. In the present embodiment, the transmission line A1 constitutes the first output line. In FIG. 1, the DC voltage is Va. On the other hand, a rectifier circuit 18 is connected to the terminal B, and the rectifier circuit 18 outputs the alternating current generated at the terminal B to the transmission line B by rectifying and smoothing the direct current. In FIG. 2, the DC voltage is Vb. In the present embodiment, the transmission line B constitutes the second output line.

ここで、スイッチングトランス12の2次巻線に接続される負荷について説明する。当該スイッチング電源回路100が液晶テレビジョンの電源回路を構成する場合を例にとると、伝送ラインA1には、バックライトを点灯させるための電源電圧を生成する回路(以下、BL点灯回路と記載する。)や、映像信号のデジタル処理を行う映像処理IC、音声の増幅を行う音声アンプ、等が接続され、伝送ラインBには、マイクロコンピュータが接続される。   Here, the load connected to the secondary winding of the switching transformer 12 will be described. Taking the case where the switching power supply circuit 100 constitutes a power supply circuit for a liquid crystal television as an example, a circuit for generating a power supply voltage for lighting a backlight (hereinafter referred to as a BL lighting circuit) is provided on the transmission line A1. )), A video processing IC that performs digital processing of a video signal, an audio amplifier that amplifies audio, and the like, and a microcomputer is connected to the transmission line B.

また、マイクロコンピュータには伝送ラインA1から分岐された伝送ラインA2も接続されている。マイクロコンピュータには、オン状態では伝送ラインBを介して電源電圧が供給され、スタンバイ状態では伝送ラインA1から分岐された伝送ラインA2を介して電源電圧が供給される。伝送ラインA2の途中には定電圧回路20が設けられている。図2は、定電圧回路20の一例を示す回路図である。定電圧回路20は、伝送ラインA1の電圧をマイクロコンピュータの駆動電圧に調整する。従って、スタンバイ状態において伝送ラインBの電圧がマイクロコンピュータの駆動電圧よりも低くなると、伝送ラインA1から伝送ラインA2を介して駆動電圧がマイクロコンピュータに供給される。これにより、マイクロコンピュータは、オン状態とスタンバイ状態の双方で動作できる。   Further, a transmission line A2 branched from the transmission line A1 is also connected to the microcomputer. The microcomputer is supplied with the power supply voltage via the transmission line B in the on state, and is supplied with the power supply voltage via the transmission line A2 branched from the transmission line A1 in the standby state. A constant voltage circuit 20 is provided in the middle of the transmission line A2. FIG. 2 is a circuit diagram illustrating an example of the constant voltage circuit 20. The constant voltage circuit 20 adjusts the voltage of the transmission line A1 to the driving voltage of the microcomputer. Accordingly, when the voltage of the transmission line B becomes lower than the driving voltage of the microcomputer in the standby state, the driving voltage is supplied from the transmission line A1 to the microcomputer via the transmission line A2. Thus, the microcomputer can operate in both the on state and the standby state.

FB回路21は、伝送ラインA1の電圧Vaに基づいて生成したフィードバック信号を電源制御IC10にフィードバックしている。電源制御IC10は、FB回路21からフィードバック端子10bへ入力されるフィードバック信号に基づいて当該オンオフ制御を行う。図3はFB回路21の回路図の1例を示してある。同図に示すように、FB回路21は、伝送ラインA1に接続されており、伝送ラインA1の電圧が定格よりも高くなるとツェナダイオード21aが降伏する。すると、フォトカプラIC621を構成するフォトダイオードが発光してフォトトランジスタが受光し、フォトトランジスタがターンオンする。すると、電源制御IC10のフィードバック端子10bに所定の電圧信号(フィードバック信号)が入力される。   The FB circuit 21 feeds back a feedback signal generated based on the voltage Va of the transmission line A1 to the power supply control IC 10. The power supply control IC 10 performs the on / off control based on a feedback signal input from the FB circuit 21 to the feedback terminal 10b. FIG. 3 shows an example of a circuit diagram of the FB circuit 21. As shown in the figure, the FB circuit 21 is connected to the transmission line A1, and the Zener diode 21a breaks down when the voltage of the transmission line A1 becomes higher than the rating. Then, the photodiode constituting the photocoupler IC 621 emits light, the phototransistor receives light, and the phototransistor is turned on. Then, a predetermined voltage signal (feedback signal) is input to the feedback terminal 10 b of the power supply control IC 10.

電源制御IC10は、フィードバック信号が入力されている間は、スイッチングトランス12の2次巻線に発生する電圧が低下するように1次巻線に対する直流の印加にかかるオンオフ制御を行い、フィードバック信号の入力が停止されると、スイッチングトランス12の2次巻線に発生する電圧が上昇するように1次巻線に対する直流の印加にかかるオンオフ制御を行う。その結果、伝送ラインA1に発生する電圧が一定の値に収束する。   While the feedback signal is being input, the power supply control IC 10 performs on / off control related to the application of DC to the primary winding so that the voltage generated in the secondary winding of the switching transformer 12 decreases, and the feedback signal When the input is stopped, on / off control for applying a direct current to the primary winding is performed so that the voltage generated in the secondary winding of the switching transformer 12 increases. As a result, the voltage generated on the transmission line A1 converges to a constant value.

BL点灯回路は、当該回路を駆動する制御IC B/Lによってバックライトに対する電源電圧の出力を制御されており、映像処理ICや音声アンプ等は、電圧を調整するレギュレータIC1〜IC3を介して伝送ラインA1と接続される。制御IC B/LやレギュレータIC1,IC2,IC3は、出力を制御する出力制御端子T1〜T4を備えており、後述するマイクロコンピュータの制御の下、所定の電圧信号を出力制御端子T1〜T4に入力されると、伝送ラインA1の電圧を利用して生成した駆動電圧を各負荷に供給し、出力制御端子T1〜T4に対する所定の電圧信号の入力が停止されると、各負荷に対する駆動電圧の供給を停止する。なお、図には示していないが、マイクロコンピュータも必要に応じて電圧を調整するレギュレータを介して伝送ラインBや伝送ラインA1に接続される。   In the BL lighting circuit, the output of the power supply voltage to the backlight is controlled by the control IC B / L that drives the circuit, and the video processing IC, the audio amplifier, and the like are transmitted via regulators IC1 to IC3 that adjust the voltage. Connected to line A1. The control IC B / L and the regulators IC1, IC2 and IC3 have output control terminals T1 to T4 for controlling outputs, and a predetermined voltage signal is applied to the output control terminals T1 to T4 under the control of a microcomputer which will be described later. When input, the drive voltage generated using the voltage of the transmission line A1 is supplied to each load, and when input of a predetermined voltage signal to the output control terminals T1 to T4 is stopped, the drive voltage for each load is reduced. Stop supplying. Although not shown in the figure, the microcomputer is also connected to the transmission line B and the transmission line A1 through a regulator that adjusts the voltage as necessary.

伝送ラインA1とグランドとの間には、カソードを伝送ラインA1に向けつつアノードをグランドに向けてツェナダイオード16が接続されている。ツェナダイオード16は、端子Aに発生する交流が過電圧になり、伝送ラインA1の電圧Vaが所定値を超えると降伏する。伝送ラインBとグランドとの間には、カソードを伝送ラインBに向けつつアノードをグランドに向けてツェナダイオード19が接続されている。なお、本実施形態においては、ツェナダイオード16が第1ツェナダイオードを構成する。   A Zener diode 16 is connected between the transmission line A1 and the ground with the cathode facing the transmission line A1 and the anode facing the ground. The Zener diode 16 breaks down when the alternating current generated at the terminal A becomes an overvoltage and the voltage Va of the transmission line A1 exceeds a predetermined value. A Zener diode 19 is connected between the transmission line B and the ground with the cathode facing the transmission line B and the anode facing the ground. In the present embodiment, the Zener diode 16 constitutes a first Zener diode.

ツェナダイオード19は、端子Bに発生する交流が過電圧になり、伝送ラインBの電圧Vbが所定値を超えると降伏する。伝送ラインBとグランドとの間には、定電圧回路20の出力電圧が伝送ラインBに接続される箇所よりも後段に、カソードを伝送ラインBに向けつつアノードをグランドに向けてツェナダイオード22が接続されている。ツェナダイオード22は、スタンバイ状態において端子Aに発生する交流が過電圧になり、伝送ラインA2の電圧Vcが所定値を超えると降伏する。   The Zener diode 19 breaks down when the alternating current generated at the terminal B becomes an overvoltage and the voltage Vb of the transmission line B exceeds a predetermined value. Between the transmission line B and the ground, there is a Zener diode 22 at a stage after the output voltage of the constant voltage circuit 20 is connected to the transmission line B, with the cathode facing the transmission line B and the anode facing the ground. It is connected. The Zener diode 22 breaks down when the alternating current generated at the terminal A in the standby state becomes an overvoltage and the voltage Vc of the transmission line A2 exceeds a predetermined value.

ここで、伝送ラインA1の負荷が平均的なレベルであれば、例えば、オン状態においてフィードバック回路21のフィードバックラインがショート等して正常にフィードバックが掛からず各伝送ラインが過電圧状態になると、これらのツェナダイオードがほぼ同時に降伏するように設計されており、電源制御IC10は間欠発振に移行する。ただし、伝送ラインA1の負荷が、輝度の上昇、音量の上昇、デジタル処理の増大、等により、通常よりも重くなっていると、伝送ラインA1の電圧上昇が伝送ラインBに比べて鈍いため、伝送ラインA1を過電圧から保護するツェナダイオード16よりも伝送ラインBの過電圧を検知するツェナダイオード19,22の方が先に降伏やショート破壊される。このタイムラグの間に伝送ラインBに大電流が流れるため、伝送ラインBの整流回路18や逆流防止のダイオード23等の素子が発熱する可能性がある。そこで、本実施形態では保護回路17を設けてある。   Here, if the load of the transmission line A1 is at an average level, for example, when the feedback line of the feedback circuit 21 is short-circuited in the ON state and feedback is not normally applied and each transmission line is in an overvoltage state, The zener diode is designed to break down almost simultaneously, and the power supply control IC 10 shifts to intermittent oscillation. However, if the load on the transmission line A1 is heavier than usual due to an increase in luminance, an increase in volume, an increase in digital processing, etc., the voltage increase on the transmission line A1 is slower than the transmission line B. The Zener diodes 19 and 22 that detect the overvoltage of the transmission line B are broken down or short-circuited earlier than the Zener diode 16 that protects the transmission line A1 from the overvoltage. Since a large current flows through the transmission line B during this time lag, elements such as the rectifier circuit 18 of the transmission line B and the backflow prevention diode 23 may generate heat. Therefore, in this embodiment, a protection circuit 17 is provided.

保護回路17は、ツェナダイオードD1が降伏したときにNPN型のトランジスタQ1がターンオンすることにより、制御IC B/LやレギュレータIC1,IC2,IC3の出力制御端子T1〜T4に対して出力を指示する所定の電圧信号を入力する信号伝送ラインをグランドに引き込むことにより、制御IC B/LやレギュレータIC1,IC2,IC3の出力を停止させるようになっている。B/Lの出力制御端子T4は、例えば、バックライトが冷陰極蛍光管で構成されている場合はインバータ回路を駆動する制御ICの出力制御端子であり、バックライトがLEDで構成されている場合は、LED駆動回路の制御ICの出力制御端子である。   The protection circuit 17 instructs the control IC B / L and the output control terminals T1 to T4 of the regulators IC1, IC2, and IC3 to output by turning on the NPN transistor Q1 when the Zener diode D1 breaks down. By pulling a signal transmission line for inputting a predetermined voltage signal to the ground, the outputs of the control IC B / L and the regulators IC1, IC2, and IC3 are stopped. The B / L output control terminal T4 is, for example, an output control terminal of a control IC that drives an inverter circuit when the backlight is formed of a cold cathode fluorescent tube, and the backlight is formed of an LED. Is an output control terminal of the control IC of the LED drive circuit.

保護回路17は、より具体的には、ツェナダイオードD1、抵抗R1、NPN型のトランジスタQ1、ダイオードD2〜D5、を備えている。ツェナダイオードD1と抵抗R1は、伝送ラインA1とトランジスタQ1の間を接続しており、ツェナダイオードD1は、伝送ラインA1にアノードを向けつつトランジスタQ1のベースにカソードを向けて伝送ラインA1とトランジスタQ1の間を接続している。ツェナダイオードD1のツェナ電圧は、ツェナダイオード16より低く、伝送ラインA1の出力定格よりも高く設定されており、例えば、伝送ラインA1の出力定格が24Vの場合には、ツェナダイオード16のツェナ電圧が33Vに設定され、ツェナダイオードD1のツェナ電圧とトランジスタQ1のベース−エミッタ電圧を合わせた電圧は24〜33Vの間で例えば30Vに設定される。すなわち、本実施形態においては、ツェナダイオードD1が第2ツェナダイオードを構成する。   More specifically, the protection circuit 17 includes a Zener diode D1, a resistor R1, an NPN transistor Q1, and diodes D2 to D5. The Zener diode D1 and the resistor R1 connect between the transmission line A1 and the transistor Q1, and the Zener diode D1 has the transmission line A1 and the transistor Q1 with the anode facing the transmission line A1 and the cathode facing the base of the transistor Q1. Are connected. The Zener voltage of the Zener diode D1 is set lower than the Zener diode 16 and higher than the output rating of the transmission line A1. For example, when the output rating of the transmission line A1 is 24V, the Zener voltage of the Zener diode 16 is The voltage obtained by combining the Zener voltage of the Zener diode D1 and the base-emitter voltage of the transistor Q1 is set to, for example, 30V between 24 to 33V. That is, in the present embodiment, the Zener diode D1 constitutes the second Zener diode.

よって、伝送ラインA1の電圧が、ツェナダイオードD1のツェナ電圧とトランジスタQ1のベース−エミッタ電圧を合わせた電圧を超えると、ツェナダイオードD1が降伏すると共にトランジスタQ1がターンオンし、制御IC B/LやレギュレータIC1,IC2,IC3の出力制御端子T1〜T4をグランドに引き込む。すると、出力制御端子T1〜T4にオン信号が入力されなくなるため、BL点灯回路はバックライトに対する電源電圧の供給を停止し、レギュレータIC1〜IC3も電源電圧の出力を停止する。すなわち、伝送ラインA1には、負荷が接続されていない状態となる。これにより、電源制御IC10は、スイッチングトランス12に負荷が接続されていない状態を検知し、間欠発振に移行する。よって、伝送ラインBに流れる過電流が抑制され、素子の発熱が抑制される。   Therefore, when the voltage of the transmission line A1 exceeds the sum of the Zener voltage of the Zener diode D1 and the base-emitter voltage of the transistor Q1, the Zener diode D1 breaks down and the transistor Q1 is turned on, and the control IC B / L or The output control terminals T1 to T4 of the regulators IC1, IC2 and IC3 are drawn to the ground. Then, since the ON signal is not input to the output control terminals T1 to T4, the BL lighting circuit stops supplying the power supply voltage to the backlight, and the regulators IC1 to IC3 also stop outputting the power supply voltage. That is, no load is connected to the transmission line A1. As a result, the power supply control IC 10 detects a state in which no load is connected to the switching transformer 12 and shifts to intermittent oscillation. Therefore, the overcurrent flowing through the transmission line B is suppressed, and the heat generation of the element is suppressed.

また、ダイオードD2〜D5は、出力制御端子T1〜T4とトランジスタQ1のコレクタとの間をそれぞれ接続している。ダイオードD2は、出力制御端子T4にアノードを向けつつトランジスタQ1のコレクタにカソードを向けて出力制御端子T4とトランジスタQ1との間を接続し、ダイオードD3は、出力制御端子T1にアノードを向けつつトランジスタQ1のコレクタにカソードを向けて出力制御端子T1とトランジスタQ1との間を接続し、ダイオードD4は、出力制御端子T2にアノードを向けつつトランジスタQ1のコレクタにカソードを向けて出力制御端子T2とトランジスタQ1との間を接続し、ダイオードD5は、出力制御端子T3にアノードを向けつつトランジスタQ1のコレクタにカソードを向けて出力制御端子T3とトランジスタQ1との間を接続している。ダイオードD2〜D5により、トランジスタQ1から制御IC B/LやレギュレータIC1,IC2,IC3の出力制御端子T1〜T4への逆流が防止され、出力制御端子T1〜T4間で電流が流れることを防止する。よって、機器の誤動作や故障を防止できる。   The diodes D2 to D5 connect the output control terminals T1 to T4 and the collector of the transistor Q1, respectively. The diode D2 connects the output control terminal T4 and the transistor Q1 with the anode facing the output control terminal T4 and the cathode toward the collector of the transistor Q1, and the diode D3 connects the transistor with the anode facing the output control terminal T1. The cathode is directed to the collector of Q1, and the output control terminal T1 and the transistor Q1 are connected. The diode D4 has the anode directed to the output control terminal T2 and the cathode directed to the collector of the transistor Q1, and the output control terminal T2 and the transistor. The diode D5 is connected between the output control terminal T3 and the transistor Q1 with the anode facing the output control terminal T3 and the cathode facing the collector of the transistor Q1. The diodes D2 to D5 prevent backflow from the transistor Q1 to the output control terminals T1 to T4 of the control IC B / L and the regulators IC1, IC2, and IC3, and prevent current from flowing between the output control terminals T1 to T4. . Therefore, malfunction or failure of the device can be prevented.

なお、本発明は上記実施例に限られるものでないことは言うまでもない。当業者であれば言うまでもないことであるが、
・上記実施例の中で開示した相互に置換可能な部材および構成等を適宜その組み合わせを変更して適用すること
・上記実施例の中で開示されていないが、公知技術であって上記実施例の中で開示した部材および構成等と相互に置換可能な部材および構成等を適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
・上記実施例の中で開示されていないが、公知技術等に基づいて当業者が上記実施例の中で開示した部材および構成等の代用として想定し得る部材および構成等と適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
は本発明の一実施例として開示されるものである。
Needless to say, the present invention is not limited to the above embodiments. It goes without saying for those skilled in the art,
・ Applying mutually interchangeable members and configurations disclosed in the above embodiments by appropriately changing the combination thereof.− Although not disclosed in the above embodiments, it is a publicly known technique and the above embodiments. The members and configurations that can be mutually replaced with the members and configurations disclosed in the above are appropriately replaced, and the combination is changed and applied. It is an embodiment of the present invention that a person skilled in the art can appropriately replace the members and configurations that can be assumed as substitutes for the members and configurations disclosed in the above-described embodiments, and change the combinations and apply them. It is disclosed as.

10…電源制御IC、10a…IS端子、10b…フィードバック端子、12…スイッチングトランス、14…整流回路、16…ツェナダイオード、17…保護回路、18…整流回路、19…ツェナダイオード、20…定電圧回路、21…フィードバック回路、21a…ツェナダイオード、22…ツェナダイオード、23…ダイオード、100…スイッチング電源回路、A…端子、A1…伝送ライン、A2…伝送ライン、B…端子、B…伝送ライン、B/L…制御IC 、D1…ツェナダイオード、D2〜D5…ダイオード、IC621…フォトカプラ、IC1〜IC3…レギュレータ、Q1…トランジスタ、R1…抵抗、T1〜T4…出力制御端子、Va…電圧、Vb…電圧、Vc…電圧 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Power supply control IC, 10a ... IS terminal, 10b ... Feedback terminal, 12 ... Switching transformer, 14 ... Rectifier circuit, 16 ... Zener diode, 17 ... Protection circuit, 18 ... Rectifier circuit, 19 ... Zener diode, 20 ... Constant voltage Circuit, 21 ... Feedback circuit, 21a ... Zener diode, 22 ... Zener diode, 23 ... Diode, 100 ... Switching power supply circuit, A ... Terminal, A1 ... Transmission line, A2 ... Transmission line, B ... Terminal, B ... Transmission line, B / L ... control IC, D1 ... Zener diode, D2-D5 ... diode, IC621 ... photocoupler, IC1-IC3 ... regulator, Q1 ... transistor, R1 ... resistor, T1-T4 ... output control terminal, Va ... voltage, Vb ... Voltage, Vc ... Voltage

Claims (2)

接続されている負荷の重さが所定レベル以上のときは連続発振し当該負荷の重さが所定レベル未満のときは間欠発振するスイッチング電源回路、の保護回路において、
前記スイッチング電源回路は、少なくとも電源電圧を出力する第1出力ラインと第2出力ラインとを備え、前記第1出力ラインには前記第2出力ラインよりも重い負荷が接続されており、
前記保護回路は、
カソードを前記第1出力ラインに向けて接続され、アノードをグランドに向けて接続され、前記第1出力ラインが定格より高い所定電圧になると降伏する第1ツェナダイオードと、
カソードを前記第1出力ラインに向けて接続され、アノードをグランドに向けて接続され、前記第1出力ラインが前記定格より高く前記第1ツェナダイオードのツェナ電圧よりも低い所定電圧になると降伏する第2ツェナダイオードと、
前記第1出力ラインにおいて前記第1ツェナダイオードや前記第2ツェナダイオードの接続箇所よりも後段に介挿され、出力制御端子に所定の定電圧が入力されているときは前記負荷に対して電源電圧を出力し、前記出力制御端子にグランド電圧が入力されているときは前記負荷に対して電源電圧を出力しないスイッチ部と、
前記第2ツェナダイオードが降伏するとターンオンして前記出力制御端子をグランドに引き込むNPN型のトランジスタと、を備えることを特徴とする保護回路。
In the protection circuit of the switching power supply circuit that continuously oscillates when the weight of the connected load is greater than or equal to a predetermined level and intermittently oscillates when the load weight is less than the predetermined level,
The switching power supply circuit includes at least a first output line and a second output line for outputting a power supply voltage, and a load heavier than the second output line is connected to the first output line,
The protection circuit is
A first Zener diode having a cathode connected to the first output line, an anode connected to the ground, and a breakdown when the first output line reaches a predetermined voltage higher than a rating;
A cathode is connected to the first output line, an anode is connected to the ground, and a breakdown occurs when the first output line becomes a predetermined voltage higher than the rating and lower than the Zener voltage of the first Zener diode. 2 Zener diodes,
In the first output line, when a predetermined constant voltage is input to the output control terminal after the first Zener diode and the second Zener diode are connected to each other, a power supply voltage is applied to the load. When the ground voltage is input to the output control terminal, the switch unit that does not output the power supply voltage to the load,
A protection circuit comprising: an NPN transistor that turns on when the second Zener diode breaks down and pulls the output control terminal to ground.
前記出力制御端子と前記トランジスタとを接続するライン上に、前記出力制御端子にアノードを向けつつ前記トランジスタにカソードを向けて介挿されたダイオードを備えることを特徴とする請求項1に記載のスイッチング電源の保護回路。   2. The switching according to claim 1, further comprising: a diode inserted on a line connecting the output control terminal and the transistor with the anode facing the output control terminal and the cathode facing the transistor. Power supply protection circuit.
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