JP2998715B2 - 電源装置及び電源装置制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電源装置および電
源装置制御方法に関し、特に、複数の整流出力を備えつ
つ事故発生時に出力を停止させる電源装置および電源装
置制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電源装置として図６に示
すようなものが知られている。同図において、ＡＣ−Ｄ
Ｃ電源回路１００は、一次側を商用電源に接続されると
ともに二次側に対して複数の整流出力１００ａ，１００
ｂを発生するスイッチング電源回路で構成されている。
ショートプロテクタ検出回路２００は、一端を基準電圧
に対して接続された抵抗２００ａと、この抵抗２００ａ
の他端から各整流出力１００ａ，１００ｂに向けて順方
向に接続されたダイオード２００ｃ，２００ｄとを備え
るとともに、一方のダイオード２００ｃと抵抗２００ａ
との間にはオンオフ制御可能な切換ＩＣ２００ｂを介在
させて構成されている。

【０００３】ＣＰＵ３００はプロテクタ電圧検出端子３
００ａを有し、上記抵抗２００ａにおける上記ダイオー
ド２００ｃ，２００ｄとの接続の電圧をモニタするとと
もに、事故発生時にＡＣ−ＤＣ電源回路１００の一次側
に介在されたスイッチ４００を、スイッチ駆動回路５０
０を介してオフにする。かかる構成において、通常時
は、整流出力１００ａ，１００ｂが所定電圧となってお
り、基準電圧よりも高くなってダイオード２００ｃ，２
００ｄは非導通となる。従って、ＣＰＵ３００のプロテ
クタ電圧検出端子３００ａはいわゆるハイレベルとな
る。しかし、いずれかの整流出力１００ａ，１００ｂが
ショートする事故が発生すると、ダイオード２００ｃ，
２００ｄの一端がグランドレベルとなり、これによって
プロテクタ電圧検出端子３００ａはダイオード２００
ｃ，２００ｄにおける電圧降下分の電圧となる。従っ
て、ＣＰＵ３００は当該プロテクタ電圧検出端子３００
ａにて電圧を検出することにより事故を検出可能であ
り、事故が発生したときにはスイッチ駆動回路５００を
介してスイッチ４００を非導通とさせ当該ＡＣ−ＤＣ電
源回路１００をオフにする。

【０００４】なお、各整流出力１００ａ，１００ｂには
スイッチ６００ａ，６００ｂを介在させて個別にオン・
オフさせることが可能であり、整流出力１００ａだけを
オフさせるように出力系統により非同期にオン・オフす
る場合、ＣＰＵ３００はスイッチ６００ａに同期して切
換ＩＣ２ｂをオフさせ、ダイオード２００ｃのアノード
をオープンしてプロテクタ動作を禁止している。また、
特開平４−２５２６８２号公報に開示された発明は、出
力回路に接続する過電流検出抵抗に流れる電流を測定
し、所定値以上となったときには制御マイコンにリセッ
ト信号を出力している。

【０００５】さらに、特開平４−２５２６８２号公報に
開示された発明は、過電流を検出すると検出回路がパワ
ーリレーを制御して電源供給を停止している。なお、事
故は広義の意味に解釈し、例えば、ショートを含めた異
常発生時のことを指す。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の電源装
置には次のような課題があった。最初のものにおいて
は、オフとなっている出力系統についてプロテクト動作
を行なわないようにするために切換ＩＣ２００ｂが必要
となる。もちろん、整流出力ごとにプロテクタ回路を設
ければよいものの非現実的である。また、いずれのもの
においても非同期にオン・オフする複数の整流出力のう
ちどこに事故が発生したか特定することができないとい
う課題があった。

【０００７】本発明は、上記課題にかんがみてなされた
もので、複数の非同期の出力系統を有する電源装置で簡
易かつ安価に事故が発生した出力系統を特定して停止さ
せることが可能な電源装置および電源装置制御方法の提
供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１にかかる発明は、一次側をＡＣ電源に接続
されて二次側に複数の整流出力を発生するＡＣ−ＤＣ電
源回路と、基準電圧線から抵抗を介して上記複数の整流
出力に向けて順方向となるダイオードをそれぞれ接続
し、同ダイオードと同抵抗との接続点の電圧をモニタす
るにあたり、各整流出力ごとに事故発生時のモニタ電圧
が異なるようにして事故発生した整流出力を特定しつ
つ、上記ＡＣ−ＤＣ電源回路を停止させるプロテクタ回
路とを具備する構成としてある。

【０００９】上記のように構成した請求項１にかかる発
明においては、ＡＣ−ＤＣ電源回路の一次側をＡＣ電源
に接続され、二次側に複数の整流出力を発生する。一
方、上記複数の整流出力には基準電圧線から抵抗を介し
て順方向となるダイオードを接続してあり、プロテクタ
回路は同ダイオードと同抵抗との接続点の電圧をモニタ
し、事故発生したときには上記ＡＣ−ＤＣ電源回路を停
止させる。ここにおいて、各整流出力ごとに事故発生時
のモニタ電圧が異なるので、プロテクタ回路は事故発生
した整流出力を特定して、ＡＣ−ＤＣ電源回路を停止さ
せる。

【００１０】ここでＡＣ−ＤＣ電源回路は、一次側をＡ
Ｃ電源に接続されて二次側に複数の整流出力を発生する
ものであればよく、トランスとスイッチング制御回路と
整流出力回路とからなるスイッチング電源で構成するよ
うにしても良いし、トランスの二次側に複数の整流出力
回路を接続した電源回路などを適用可能である。またプ
ロテクタ回路は、複数の整流出力に向けて順方向となる
ダイオードを接続するとともに、各整流出力ごとに事故
発生時のモニタ電圧が異なるようにしてあればよい。

【００１１】その一例とし、請求項２にかかる発明は、
請求項１に記載の電源装置において、上記プロテクタ回
路は、上記整流出力と上記接続点の間に上記各整流出力
に対しそれぞれ異なる抵抗値の抵抗を挿入する構成とし
てある。上記のように構成した請求項２にかかる発明に
おいては、各整流出力回路ごとに事故が生じたときに基
準電圧線とグランド間に介在される抵抗値の組合せが変
化するので、分圧される電圧が変化する。これにより、
プロテクト回路は事故が発生した整流出力を特定する。
なお、複数の整流出力で同時に事故が発生したときに
は、単独で事故が発生したときの分圧電圧とは異なる
が、この場合の電圧値からも複数の整流出力の組合せを
特定できる。

【００１２】モニタ電圧を異なるようにする他の一例と
して、請求項３にかかる発明は、請求項１または請求項
２のいずれかに記載の電源装置において、上記プロテク
タ回路は、上記ダイオードの電圧降下をそれぞれ異なる
ものとして構成してある。上記のように構成した請求項
３にかかる発明においては、いずれかの整流出力で事故
が発生したときに抵抗とダイオードとにおいて電圧降下
が生じるのであるから、ダイオードの電圧降下が異なる
ことによって事故が発生した整流出力は特定できる。

【００１３】プロテクタ回路は、事故が発生した整流出
力を特定するとともに、ＡＣ−ＤＣ電源回路を停止させ
る。ＡＣ−ＤＣ電源回路は実質的な意味で停止すればよ
く、その一例として、請求項４にかかる発明は、請求項
１〜請求項３のいずれかに記載の電源装置において、上
記ＡＣ−ＤＣ電源回路は、一次側に一次側スイッチを有
し、上記プロテクタ回路は、上記一次側スイッチをオフ
させて整流出力を停止させる構成としてある。

【００１４】上記のように構成した請求項４にかかる発
明においては、ある整流出力に異常が発生すると、ＡＣ
−ＤＣ電源回路の一次側にある一次側スイッチをオフさ
せて出力を停止させる。また、実質的な意味で停止させ
るという意味では、個々の整流出力を停止させても良
く、請求項５にかかる発明は、請求項１〜請求項４のい
ずれかに記載の電源装置において、上記ＡＣ−ＤＣ電源
回路は、二次側に各整流出力毎に二次側スイッチを有
し、上記プロテクタ回路は、上記二次側スイッチをオフ
させて整流出力を停止させる構成としてある。

【００１５】上記のように構成した請求項５にかかる発
明においては、ある整流出力に異常が発生すると、その
整流出力を特定し、対応する二次側スイッチをオフさせ
て出力を停止させる。このようにして事故が発生した整
流出力を特定するので、従来例で示したもののように個
々に整流出力をオフさせる必要がある場合、モニタ電圧
が事故発生時の電圧値となったとしてもそのときに同整
流出力がオフとなる期間であればＡＣ−ＤＣ電源回路を
停止させないといった処理とすることも可能である。

【００１６】また、このように複数の整流出力を有する
電源装置において事故が発生した出力系統を特定して停
止させる手法は必ずしも実体のある装置に限定されず、
その方法としても有効であり、その一例として、請求項
６にかかる発明は、一次側をＡＣ電源に接続されて二次
側に複数の整流出力を発生するＡＣ−ＤＣ電源回路に対
して、基準電圧線から抵抗を介して上記複数の整流出力
に向けて順方向となるダイオードをそれぞれ接続し、同
ダイオードと同抵抗との接続点の電圧をモニタして上記
整流出力に発生した事故を検知して上記ＡＣ−ＤＣ電源
回路を停止させる電源装置制御方法であって、各整流出
力ごとに事故発生時のモニタ電圧が異なるようにして事
故発生した整流出力を特定しつつ、上記ＡＣ−ＤＣ電源
回路を停止させる構成としてある。

【００１７】すなわち、必ずしも実体のある装置である
場合に限らず、その方法としても有効であることに相違
はない。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面にもとづいて本発明の
実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態にか
かる電源装置をブロック図により示している。同図にお
いて、スイッチング電源１０は、ＡＣ整流回路１１とス
イッチング制御回路１２とコンバータトランス１３と整
流回路１４，１５とによって構成され、商用電源から入
力された電流をＡＣ−ＤＣ変換して２つの整流出力３
１，３２を発生している。本実施形態においては、この
スイッチング電源１０がＡＣ−ＤＣ電源回路を構成して
いる。もちろん、ＡＣ−ＤＣ電源回路は巻線比に応じた
出力電圧を発生する通常の変圧器と整流回路とを組合せ
て構成することも可能である。

【００１９】プロテクタ回路２０は、一端を基準電圧線
に接続された抵抗２１と、この抵抗２１と上記整流出力
３１との間に介在された抵抗２２とダイオード２４とか
らなる直列回路と、上記抵抗２１と上記整流出力３２と
の間に介在された抵抗２３とダイオード２５とからなる
直列回路とを備えている。この場合、各ダイオード２
４，２５は抵抗２１の側から各整流出力３１，３２の側
に向けて順方向となっており、それぞれの電圧降下は
０．７Ｖとなっている。また、抵抗２１の抵抗値は１５
ｋオームであり、抵抗２２の抵抗値は２２ｋオームであ
り、抵抗２３の抵抗値は１５ｋオームとしてある。

【００２０】各整流出力３１，３２にはスイッチ３３，
３４を介在してあり、それぞれのスイッチ３３，３４の
導通状況に応じて整流出力３１，３２の通常時と事故発
生時には所定の組合せとなってダイオード２４，２５が
導通したり非導通となる。そして、これに伴う電圧降下
の組合せにより、上記抵抗２１と抵抗２２，２３との接
続点の電圧（プロテクタ検出電圧）は図２に示すように
なる。なお、スイッチ３３，３４がともにオフとなる状
況を除き、それらの導通状況の組合せに応じて三つのモ
ードがある。

【００２１】なお、このようにプロテクタ検出電圧が事
故状況などによって変化するのは上述した直列回路の電
圧降下分の差異に起因するものであるから、図３に示す
ようにダイオード２４、２５の代わりにそれぞれ電圧降
下の異なるダイオード２４’、２５’を使用し、図３に
示すように抵抗２２，２３を省略する構成とすることも
できる。

【００２２】ＣＰＵ２６はプロテクタ電圧検出端子２６
ａを備えており、上述した抵抗２１と抵抗２２，２３の
接続点に接続し、その電圧（プロテクタ検出電圧）をモ
ニタしている。そして、このプロテクタ検出電圧によっ
て図２に示す各状況におけるどの状況と一致するかを判
断し、上記スイッチング電源１０を停止させるべく制御
を実行する。すなわち、図４に示すように、各モードに
おけるプロテクタ検出電圧から各整流出力が正常稼働し
ているかショートなどの事故が発生しているかを判定す
る。

【００２３】たとえば、３．３０Ｖをモニタした場合、
検出電圧は３．２５ＶとなりＢモードであれば通常状態
であるのでプロテクト動作を行わないが、Ａモードであ
れば整流出力３１にショートがあったとしてスイッチ３
３をオフにする。各モードはＣＰＵ２６がスイッチ駆動
回路２７を介してスイッチ３３，３４の導通状況を変化
させて切り換えられるが、図示しないモード切換入力に
よって外部からの切換操作も可能である。

【００２４】また、事故の発生を検知した場合にはスイ
ッチング電源１０を停止させるが、一つの手法としてス
イッチ駆動回路２７を介して事故が発生したスイッチ３
３，３４をオフにさせればよい。また、他の手法として
は、図５に示すように商用電源に接続される入力端子３
０とスイッチング電源１０との間に一次側スイッチであ
るＡＣスイッチ３５を設けておき、スイッチ駆動回路２
７でこのＡＣスイッチ３５のオン／オフ駆動をさせるよ
うにすることもできる。

【００２５】この場合、事故が発生したときには一律に
ＡＣスイッチ３５をオフにしても良いし、検出電圧が
３．２５Ｖや２．８５Ｖならばスイッチ３３，３４をオ
フ操作するが、検出電圧が２．３０Ｖの時はスイッチ３
３，３４の双方をオフする代わりにＡＣスイッチ３５を
オフ操作する態様としてもよい。

【００２６】次に、上記構成からなる本実施形態の動作
を説明する。この場合、ＣＰＵ２６はＡモードを選択し
ており、スイッチ３３，３４はオン状態にあるものとす
る。 回路が正常に作動している場合、スイッチング電
源１０は、入力端子３０を介して接続される商用電源か
らＡＣ−ＤＣ変換して２つの整流出力３１，３２を発生
している。このとき、プロテクタ電圧検出端子２６ａは
整流出力３１，３２よりも低電位であるのでダイオード
２４，２５は不導通であり、プロテクタ検出電圧はＡモ
ードにおける通常状態を示す５Ｖを検出している。

【００２７】ここで整流出力３１に接続する負荷がショ
ートを起こしたとすると、整流出力３１はグランドレベ
ルとなるのでダイオード２４は導通し、基準電圧線から
の電流が抵抗２１と抵抗２２とダイオード２４を通して
整流出力３１に流れる。このため、プロテクタ電圧検出
端子２６ａの検出する抵抗２１と抵抗２２の接続点の電
位は３．２５Ｖに低下する。ＣＰＵ２６はそれによって
整流出力３１に異常が発生したと判断し、スイッチ駆動
回路２７にスイッチ３３をオフさせる。ただし、整流出
力３２は抵抗２１と抵抗２３の接続点よりも常に高電位
であるし、ＣＰＵ２６もスイッチ駆動回路２７に対して
スイッチ３４のオフを指示しないから、整流出力３２の
出力は維持されたままである。

【００２８】ＣＰＵ２６はスイッチ３３をオフさせると
同時にそれを検出してＢモードに移行している。つまり
Ｂモードの通常状態にあると言える。従って、整流出力
３１に接続してショートを起こした負荷を取り除いて別
の負荷を接続した場合、Ｂモードを維持しているが、Ｃ
ＰＵ２６にモード切換入力によってＡモードを指示する
とスイッチ駆動回路２７はスイッチ３３をオンにするの
で整流出力３１は出力を回復する。

【００２９】一方、スイッチ３３，３４の導通状況を外
部で制御する場合には、組合せに応じたモードをＣＰＵ
２６に知らせておく。この場合、ＣＰＵ２６は各モード
に応じてプロテクタ動作電圧を変化させ、Ａモードであ
れば３．５Ｖ、ＢモードやＣモードであれば２．５Ｖと
する。従って、Ｂモードであることによって平常時のプ
ロテクタ検出電圧が３．２５Ｖとなっていてもプロテク
タ動作を開始しない。また、Ｃモードの場合であれば平
常時のプロテクタ検出電圧は２．８５Ｖとなっていても
プロテクタ動作を開始しない。

【００３０】このように、ＡＣ−ＤＣ電源回路としての
スイッチング電源１０から複数の整流出力３１，３２が
発生されている場合に、基準電圧線から抵抗２１を介し
て各整流出力３１，３２に向けて異なる抵抗値の抵抗２
２，２３と順方向となるダイオード２４，２５をそれぞ
れ接続しておくことにより、各整流出力３１，３２に事
故が発生したときにＣＰＵ２６のプロテクタ電圧検出端
子２６ａが検出する電圧値はそれぞれ異なり、事故発生
した整流出力３１，３２を特定してオフさせることがで
きる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、複数の整
流出力を有する場合に事故が発生した整流出力を特定し
て停止させることが可能な電源装置を提供することがで
きる。また、請求項２にかかる発明によれば、異なる抵
抗値の抵抗を介在させるだけで、極めて容易に事故が発
生した出力系統を特定することが可能な電源装置を提供
することができる。さらに、請求項３にかかる発明によ
れば、異なる電圧降下のダイオードを採用するだけとい
う極めて簡素な構成によって、事故が発生した出力系統
を特定することが可能な電源装置を提供することができ
る。

【００３２】さらに、請求項４にかかる発明によれば、
事故発生時に全体の動作を停止させることが可能な電源
装置を提供することができる。さらに、請求項５にかか
る発明によれば、事故が発生した整流出力だけを停止さ
せることが可能な電源装置を提供することができる。さ
らに、請求項６にかかる発明によれば、複数の整流出力
を有する場合に事故が発生した整流出力を特定して停止
させることが可能な電源装置制御方法を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかる電源装置のブロッ
ク図である。

【図２】プロテクタ電圧検出端子の検出した電圧と、Ｃ
ＰＵのモードによるオン／オフ指示の対応を示す図であ
る。

【図３】プロテクタ回路を別の形態で構成した例であ
る。

【図４】本発明の電源装置の別の形態で実施した例のブ
ロック図である。

【図５】プロテクタ電圧検出端子のモニタした値とＣＰ
Ｕの判断する検出電圧の対応を示す図である

【図６】従来例にかかる電源装置のブロック図である。

【符号の説明】

１０…スイッチング電源 ２０…プロテクタ回路 ２１…抵抗 ２２…抵抗 ２３…抵抗 ２４…ダイオード ２５…ダイオード ２６…ＣＰＵ ２６ａ…プロテクタ電圧検出端子 ２７…スイッチ駆動回路

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一次側をＡＣ電源に接続されて二次側に
   複数の整流出力を発生するＡＣ−ＤＣ電源回路と、 基準電圧線から抵抗を介して上記複数の整流出力に向け
   て順方向となるダイオードをそれぞれ接続し、同ダイオ
   ードと同抵抗との接続点の電圧をモニタするにあたり、
   各整流出力ごとに事故発生時のモニタ電圧が異なるよう
   にして事故発生した整流出力を特定しつつ、上記ＡＣ−
   ＤＣ電源回路を停止させるプロテクタ回路とを具備する
   ことを特徴とする電源装置。
2. 【請求項２】 上記請求項１に記載の電源装置におい
   て、 上記プロテクタ回路は、上記整流出力と上記接続点の間
   に上記各整流出力に対しそれぞれ異なる抵抗値の抵抗を
   挿入する構成としたことを特徴とする電源装置。
3. 【請求項３】 上記請求項１または請求項２のいずれか
   に記載の電源装置において、 上記プロテクタ回路は、上記ダイオードの電圧降下をそ
   れぞれ異なるものとして構成されることを特徴とする電
   源装置。
4. 【請求項４】 上記請求項１〜請求項３のいずれかに記
   載の電源装置において、 上記ＡＣ−ＤＣ電源回路は、一次側に一次側スイッチを
   有し、 上記プロテクタ回路は、上記一次側スイッチをオフさせ
   て上記ＡＣ−ＤＣ電源回路を停止させることを特徴とす
   る電源装置。
5. 【請求項５】 上記請求項１〜請求項３のいずれかに記
   載の電源装置において、 上記ＡＣ−ＤＣ電源回路は、二次側に各整流出力毎に二
   次側スイッチを有し、 上記プロテクタ回路は、上記二次側スイッチをオフさせ
   て各整流出力ごとに上記ＡＣ−ＤＣ電源回路を停止させ
   ることを特徴とする電源装置。
6. 【請求項６】 一次側をＡＣ電源に接続されて二次側に
   複数の整流出力を発生するＡＣ−ＤＣ電源回路に対し
   て、基準電圧線から抵抗を介して上記複数の整流出力に
   向けて順方向となるダイオードをそれぞれ接続し、同ダ
   イオードと同抵抗との接続点の電圧をモニタして上記整
   流出力に発生した事故を検知して上記ＡＣ−ＤＣ電源回
   路を停止させる電源装置制御方法であって、 各整流出力ごとに事故発生時のモニタ電圧が異なるよう
   にして事故発生した整流出力を特定しつつ、上記ＡＣ−
   ＤＣ電源回路を停止させることを特徴とする電源装置制
   御方法。