JP3014774B2 - スイッチング直流電源装置 - Google Patents
スイッチング直流電源装置Info
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- JP3014774B2 JP3014774B2 JP3001115A JP111591A JP3014774B2 JP 3014774 B2 JP3014774 B2 JP 3014774B2 JP 3001115 A JP3001115 A JP 3001115A JP 111591 A JP111591 A JP 111591A JP 3014774 B2 JP3014774 B2 JP 3014774B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はモーター負荷等の、比
較的に平均電流に対してピーク電流の供給能力を要求さ
れる電源装置において、最適な過負荷保護を実現する過
電流保護回路を備えたスイッチング直流電源装置に関す
るものである。
較的に平均電流に対してピーク電流の供給能力を要求さ
れる電源装置において、最適な過負荷保護を実現する過
電流保護回路を備えたスイッチング直流電源装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、各種の電子機器の直流電源装
置としてスイッチング電源装置が小型、軽量、高効率で
あると言う利点から広く採用されている。
置としてスイッチング電源装置が小型、軽量、高効率で
あると言う利点から広く採用されている。
【０００３】図５は、出力安定化回路を有する従来のス
イッチング直流電源装置の構成を示している。
イッチング直流電源装置の構成を示している。
【０００４】図５において、符号１，２で示すものは入
力電源端子であり、入力電源端子１は入力コンデンサＣ
１ならびにトランスフォーマーＴ１の１次巻線Ｎ１に接
続されている。
力電源端子であり、入力電源端子１は入力コンデンサＣ
１ならびにトランスフォーマーＴ１の１次巻線Ｎ１に接
続されている。
【０００５】１次巻線Ｎ１の一方は、スイッチングトラ
ンジスタＱ１のコレクタに接続されている。トランスフ
ォーマーＴ１の２次巻線Ｎ２は、整流用のダイオードＱ
３を介して平滑用のコンデンサＣ２に導かれている。こ
のフィルタ回路による平滑出力は出力端子４，５を介し
て所定の負荷に供給される。
ンジスタＱ１のコレクタに接続されている。トランスフ
ォーマーＴ１の２次巻線Ｎ２は、整流用のダイオードＱ
３を介して平滑用のコンデンサＣ２に導かれている。こ
のフィルタ回路による平滑出力は出力端子４，５を介し
て所定の負荷に供給される。
【０００６】負荷に対する出力電圧を検出するため端子
４，５に接続される不図示の負荷に並列に電圧検出回路
６が接続されている。検出電圧値は、フォトカプラＱ４
を介してＰＷＭ回路３からなる制御回路に帰還される。
４，５に接続される不図示の負荷に並列に電圧検出回路
６が接続されている。検出電圧値は、フォトカプラＱ４
を介してＰＷＭ回路３からなる制御回路に帰還される。
【０００７】フォトカプラＱ４は、フィードバックされ
た検出電圧をＰＷＭ回路３に出力し、ＰＷＭ回路３は検
出電圧値に応じてスイッチングトランジスタＱ１のベー
スに与える駆動パルスのスイッチングデューティ比ある
いは周波数などを制御する。ＰＷＭ回路３の出力でスイ
ッチングトランジスタＱ１が駆動される。保護機能とし
て、コンパレータＱ２，検出抵抗Ｒ１等より成る１次電
流検出手段ＡによりスイッチングトランジスタＱ１の電
流を検出する。
た検出電圧をＰＷＭ回路３に出力し、ＰＷＭ回路３は検
出電圧値に応じてスイッチングトランジスタＱ１のベー
スに与える駆動パルスのスイッチングデューティ比ある
いは周波数などを制御する。ＰＷＭ回路３の出力でスイ
ッチングトランジスタＱ１が駆動される。保護機能とし
て、コンパレータＱ２，検出抵抗Ｒ１等より成る１次電
流検出手段ＡによりスイッチングトランジスタＱ１の電
流を検出する。
【０００８】次に、図５の回路における過電流保護の動
作を説明する。入力電源端子１および２に電源を接続す
ると、トランスフォーマーＴ１の１次巻線Ｎ１に対する
電圧印加がスイッチングトランジスタＱ１により断続さ
れる。スイッチングトランジスタＱ１の断続により発生
した交流出力はトランスフォーマーＴ１により絶縁なら
びに変圧される。
作を説明する。入力電源端子１および２に電源を接続す
ると、トランスフォーマーＴ１の１次巻線Ｎ１に対する
電圧印加がスイッチングトランジスタＱ１により断続さ
れる。スイッチングトランジスタＱ１の断続により発生
した交流出力はトランスフォーマーＴ１により絶縁なら
びに変圧される。
【０００９】絶縁された交流出力は、ダイオードＱ３に
より整流される。整流出力は平滑コンデンサＣ２によっ
て平滑された後、出力端子４，５から負荷に供給され
る。負荷が重くなり、スイッチングトランジスタＱ１の
電流が大きくなると検出抵抗Ｒ１に発生する電圧も大き
くなりコンパレータＱ２のしきい値を越えるとＰＷＭ回
路３に信号を出力し、ＰＷＭ回路３はコンパレータＱ２
からの信号でパルス出力を停止する。この動作は、パル
ス毎におこなわれる。
より整流される。整流出力は平滑コンデンサＣ２によっ
て平滑された後、出力端子４，５から負荷に供給され
る。負荷が重くなり、スイッチングトランジスタＱ１の
電流が大きくなると検出抵抗Ｒ１に発生する電圧も大き
くなりコンパレータＱ２のしきい値を越えるとＰＷＭ回
路３に信号を出力し、ＰＷＭ回路３はコンパレータＱ２
からの信号でパルス出力を停止する。この動作は、パル
ス毎におこなわれる。
【００１０】１次電流検出手段Ａを構成する抵抗Ｒ２，
Ｒ３，コンデンサＣ３は、スパイク性の雑音による誤動
作を防止するためのフィルター回路であり、抵抗Ｒ４，
Ｒ５は、しきい値設定用である。
Ｒ３，コンデンサＣ３は、スパイク性の雑音による誤動
作を防止するためのフィルター回路であり、抵抗Ｒ４，
Ｒ５は、しきい値設定用である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来例においては、モーター負荷のようにピーク負荷
電流の値に対して平均電流の少ない電源に対しては、ピ
ーク負荷電流の値に合わせて１次電流検出手段Ａの検出
電流値を設定するため、負荷の異常時などで過負荷状態
が連続した場合に最大電流で連続動作となり異常過熱す
る問題があった。また、異常過熱を防ぐためには、放熱
板の熱容量を大きくしたり、過熱保護回路を付加したり
する必要があり、そのため、電源のサイズが大きくなっ
たり、コストアップとなる等の問題があった。
な従来例においては、モーター負荷のようにピーク負荷
電流の値に対して平均電流の少ない電源に対しては、ピ
ーク負荷電流の値に合わせて１次電流検出手段Ａの検出
電流値を設定するため、負荷の異常時などで過負荷状態
が連続した場合に最大電流で連続動作となり異常過熱す
る問題があった。また、異常過熱を防ぐためには、放熱
板の熱容量を大きくしたり、過熱保護回路を付加したり
する必要があり、そのため、電源のサイズが大きくなっ
たり、コストアップとなる等の問題があった。
【００１２】この発明は以上のような従来例の問題点を
解消するためになされたもので、最適な過負荷保護を実
現するための過電流保護回路の提供を目的としている。
解消するためになされたもので、最適な過負荷保護を実
現するための過電流保護回路の提供を目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】このため、この発明に係
るスイッチング直流電源装置の過電流保護回路は、スイ
ッチングの周期ごとにスイッチ素子のピーク電流値を検
出して動作するコンパレータによる１次電流検出手段
と、直流出力電流を検出して、その平均値で動作する２
次電流検出手段とで構成し、前記コンパレータのしきい
値を、前記２次電流検出手段の出力でオフセットするこ
とにより、前記目的を達成しようとするものである。
るスイッチング直流電源装置の過電流保護回路は、スイ
ッチングの周期ごとにスイッチ素子のピーク電流値を検
出して動作するコンパレータによる１次電流検出手段
と、直流出力電流を検出して、その平均値で動作する２
次電流検出手段とで構成し、前記コンパレータのしきい
値を、前記２次電流検出手段の出力でオフセットするこ
とにより、前記目的を達成しようとするものである。
【００１４】
【作用】以上のような構成としたこの発明に係るスイッ
チング直流電源装置の過電流保護回路は短時間のピーク
負荷電流に対しては、あらかじめ設定したピーク負荷電
流のレベルまでは１次電流検出手段は動作しないが、連
続した場合は、平均電流検出レベル以上になれば、２次
電流検出手段が動作して、１次電流検出手段の検出レベ
ルをオフセットすることで、最適な過負荷保護を実現す
ることができる。
チング直流電源装置の過電流保護回路は短時間のピーク
負荷電流に対しては、あらかじめ設定したピーク負荷電
流のレベルまでは１次電流検出手段は動作しないが、連
続した場合は、平均電流検出レベル以上になれば、２次
電流検出手段が動作して、１次電流検出手段の検出レベ
ルをオフセットすることで、最適な過負荷保護を実現す
ることができる。
【００１５】
【実施例】この発明の一実施例を図に基づいて説明す
る。図中、前述した従来例と同様の部分には同一符号を
付し、その説明を省略する。
る。図中、前述した従来例と同様の部分には同一符号を
付し、その説明を省略する。
【００１６】（構成）図１は、この発明の一実施例のス
イッチング直流電源装置の構成を示す概略回路図、図２
は実施例における電流検出のしきい値レベル図である。
イッチング直流電源装置の構成を示す概略回路図、図２
は実施例における電流検出のしきい値レベル図である。
【００１７】図１において、図５の従来例と異っている
部分は、２次回路に電流検出抵抗Ｒ６，電流検出回路７
およびフォトカプラＱ５より成る２次電流検出手段Ｂを
付加し、フォトカプラＱ５の出力を１次電流検出手段Ａ
の抵抗Ｒ４，Ｒ５で構成されるしきい値設定回路に接続
したことである。電流検出回路７は、オペアンプ，トラ
ンジスタ等で構成される。
部分は、２次回路に電流検出抵抗Ｒ６，電流検出回路７
およびフォトカプラＱ５より成る２次電流検出手段Ｂを
付加し、フォトカプラＱ５の出力を１次電流検出手段Ａ
の抵抗Ｒ４，Ｒ５で構成されるしきい値設定回路に接続
したことである。電流検出回路７は、オペアンプ，トラ
ンジスタ等で構成される。
【００１８】（動作）２次電流検出手段Ｂは、電流検出
抵抗Ｒ６により出力電流に比例した電圧を検出し、この
検出電圧を電流検出回路７に入力して平均出力電流を判
定する。電流検出回路７の出力は、フォトカプラＱ５を
介して、１次電流検出手段Ａに対し平均出力電流に応じ
たオフセット値を出力する。
抵抗Ｒ６により出力電流に比例した電圧を検出し、この
検出電圧を電流検出回路７に入力して平均出力電流を判
定する。電流検出回路７の出力は、フォトカプラＱ５を
介して、１次電流検出手段Ａに対し平均出力電流に応じ
たオフセット値を出力する。
【００１９】２次電流検出手段Ｂからの出力を受けると
１次電流検出手段Ａは、スイッチングトランジスタＱ１
の電流検出のしきい値を下げ、過電流検出レベルを低く
する。
１次電流検出手段Ａは、スイッチングトランジスタＱ１
の電流検出のしきい値を下げ、過電流検出レベルを低く
する。
【００２０】したがって、２次電流検出手段Ｂからの入
力がない場合は、電流検出のしきい値は、図２（Ａ）に
示すようにピーク電流を流せるレベルにあり、２次電流
検出手段Ｂからの入力があると１次電流検出手段Ａの検
出レベルがシフトして図２（Ｂ）に示すように低下して
電流を制限する。この実施例においては、フォトカプラ
Ｑ５のトランジスタ部を可変抵抗素子として機能させて
いる。
力がない場合は、電流検出のしきい値は、図２（Ａ）に
示すようにピーク電流を流せるレベルにあり、２次電流
検出手段Ｂからの入力があると１次電流検出手段Ａの検
出レベルがシフトして図２（Ｂ）に示すように低下して
電流を制限する。この実施例においては、フォトカプラ
Ｑ５のトランジスタ部を可変抵抗素子として機能させて
いる。
【００２１】なお、本例はフライバック型を例にあげた
が、フォワード型，プッシュプル型のスイッチング電源
にも適用できる。また、スイッチ素子Ｑ１は、トランジ
スタを用いたが、ＦＥＴ，ＧＴＯ等の他の素子も使用で
きる。
が、フォワード型，プッシュプル型のスイッチング電源
にも適用できる。また、スイッチ素子Ｑ１は、トランジ
スタを用いたが、ＦＥＴ，ＧＴＯ等の他の素子も使用で
きる。
【００２２】次に第２の実施例を図３の回路図に基づい
て説明する。図中、前記実施例１と同様の部分には同一
符号を付し、その説明を省略する。実施例１の回路にお
いては、１次のパルス電流検出に抵抗を用いていたが、
この実施例では、カレントトランスを用いる。その他
は、実施例１と同一である。
て説明する。図中、前記実施例１と同様の部分には同一
符号を付し、その説明を省略する。実施例１の回路にお
いては、１次のパルス電流検出に抵抗を用いていたが、
この実施例では、カレントトランスを用いる。その他
は、実施例１と同一である。
【００２３】１次のパルス電流はカレントトランスＴ２
で変流され、終端抵抗Ｒ７で電圧に変換され、ダイオー
ドＱ６で整流の後コンパレータＱ２に入力される。以降
の動作は、実施例１と同一である。
で変流され、終端抵抗Ｒ７で電圧に変換され、ダイオー
ドＱ６で整流の後コンパレータＱ２に入力される。以降
の動作は、実施例１と同一である。
【００２４】次に、第３の実施例を図４の回路図に基づ
いて説明する。図中、前記実施例１と同様の部分には同
一符号を付し、説明を省略する。この実施例は、実施例
１の２次電流検出手段Ｂの電流検出回路７とフォトカプ
ラＱ５の間に遅延回路８を付加し２次電流検出手段Ｂを
構成したものである。
いて説明する。図中、前記実施例１と同様の部分には同
一符号を付し、説明を省略する。この実施例は、実施例
１の２次電流検出手段Ｂの電流検出回路７とフォトカプ
ラＱ５の間に遅延回路８を付加し２次電流検出手段Ｂを
構成したものである。
【００２５】遅延回路８は、２次電流検出の遅延時間を
任意に定めることができ、突入電流の継続時間の長い負
荷などの場合に負荷に応じて最適の検出遅延時間を設定
する。
任意に定めることができ、突入電流の継続時間の長い負
荷などの場合に負荷に応じて最適の検出遅延時間を設定
する。
【００２６】短時間の過電流に対しては２次電流検出手
段Ｂは動作せず、設定された時間以上に過電流が連続し
た場合に、フォトカプラＱ５を介して１次電流検出手段
Ａに対するオフセット値を出力する。以降の動作は、実
施例１と同一である。
段Ｂは動作せず、設定された時間以上に過電流が連続し
た場合に、フォトカプラＱ５を介して１次電流検出手段
Ａに対するオフセット値を出力する。以降の動作は、実
施例１と同一である。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明は、モータ
ー負荷等の電源において、パルス毎にピーク電流を検出
する１次電流検出手段Ａに対して、平均の直流出力電流
値を検出する２次電流検出手段Ｂの出力でオフセットを
与える構成としたことにより、従来、ピーク電流で熱設
計しなければならなかった、放熱板，トランス，スイッ
チング素子等を平均出力電流で熱設計することが可能と
なり、従来のスイッチング直流電源装置に比べ、一層の
小型化，低価格化が実現できる。
ー負荷等の電源において、パルス毎にピーク電流を検出
する１次電流検出手段Ａに対して、平均の直流出力電流
値を検出する２次電流検出手段Ｂの出力でオフセットを
与える構成としたことにより、従来、ピーク電流で熱設
計しなければならなかった、放熱板，トランス，スイッ
チング素子等を平均出力電流で熱設計することが可能と
なり、従来のスイッチング直流電源装置に比べ、一層の
小型化，低価格化が実現できる。
【図１】実施例１のスイッチング直流電源装置の回路図
【図２】電流検出のしきい値レベル図
【図３】実施例２のスイッチング直流電源装置の回路図
【図４】実施例３のスイッチング直流電源装置の回路図
【図５】従来のスイッチング直流電源装置の回路図
１、２ 入力電源端子 ３ ＰＷＭ回路 ４、５ 出力端子 ６ 電圧検出回路 ７ 電流検出回路 ８ 遅延回路 Ｔ１ トランスフォーマー Ｔ２ カレントトランス Ｑ１ スイッチングトランジスタ Ｑ２ コンパレータ Ｑ３ ダイオード Ｑ４ フォトカプラ Ｑ５ フォトカプラ Ｑ６ ダイオード Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３ コンデンサ Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７ 抵抗器 Ａ １次電流検出手段 Ｂ ２次電流検出手段
Claims (1)
- 【請求項１】 スイッチ素子の駆動パルスを制御して、
直流出力電流を制御する過電流保護回路を備えたスイッ
チング直流電源装置において、前記過電流保護回路は、
スイッチングの周期ごとにスイッチ素子のピーク電流値
を検出して動作するコンパレータによる１次電流検出手
段と、直流出力電流を検出して、その平均値で動作する
２次電流検出手段とで構成され、前記コンパレータのし
きい値を、前記２次電流検出手段の出力でオフセットす
ることを特徴とするスイッチング直流電源装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3001115A JP3014774B2 (ja) | 1991-01-09 | 1991-01-09 | スイッチング直流電源装置 |
| US07/816,725 US5297014A (en) | 1991-01-09 | 1992-01-03 | Switching DC power supply apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3001115A JP3014774B2 (ja) | 1991-01-09 | 1991-01-09 | スイッチング直流電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04251562A JPH04251562A (ja) | 1992-09-07 |
| JP3014774B2 true JP3014774B2 (ja) | 2000-02-28 |
Family
ID=11492463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3001115A Expired - Fee Related JP3014774B2 (ja) | 1991-01-09 | 1991-01-09 | スイッチング直流電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3014774B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR0133633B1 (ko) * | 1994-07-21 | 1998-04-23 | 이형도 | 출력전압 제어 및 과전류 보호 기능을 갖는 스위칭모드 전원공급회로 |
-
1991
- 1991-01-09 JP JP3001115A patent/JP3014774B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04251562A (ja) | 1992-09-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19991109 |
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