JP3102914B2 - スイッチング式直流電源装置 - Google Patents
スイッチング式直流電源装置Info
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- JP3102914B2 JP3102914B2 JP03175237A JP17523791A JP3102914B2 JP 3102914 B2 JP3102914 B2 JP 3102914B2 JP 03175237 A JP03175237 A JP 03175237A JP 17523791 A JP17523791 A JP 17523791A JP 3102914 B2 JP3102914 B2 JP 3102914B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スイッチング式直流電
源装置に関し、特にその過電流保護に関するものであ
る。
源装置に関し、特にその過電流保護に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、各種の電子機器の電源装置と
してスイッチング方式の電源が用いられている。特に直
流電源としては、スイッチング方式は小型，軽量，高効
率であるという利点から広く採用されている。図５は、
出力安定化回路を有する従来のスイッチング式直流電源
装置の回路図である。図５において、符号１，２は入力
電源端子であり、入力電源端子１，２は入力コンデンサ
Ｃ１に接続され、更に抵抗Ｒ１，スイッチングトランジ
スタＱ１を介してＴ１の１次巻線Ｎ１に接続されてい
る。トランスＴ１の２次巻線Ｎ２は、整流用のダイオー
ドＱ３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
を介して不図示の負荷に供給される。
してスイッチング方式の電源が用いられている。特に直
流電源としては、スイッチング方式は小型，軽量，高効
率であるという利点から広く採用されている。図５は、
出力安定化回路を有する従来のスイッチング式直流電源
装置の回路図である。図５において、符号１，２は入力
電源端子であり、入力電源端子１，２は入力コンデンサ
Ｃ１に接続され、更に抵抗Ｒ１，スイッチングトランジ
スタＱ１を介してＴ１の１次巻線Ｎ１に接続されてい
る。トランスＴ１の２次巻線Ｎ２は、整流用のダイオー
ドＱ３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
を介して不図示の負荷に供給される。
【０００３】負荷に対する出力電圧を検出するため、出
力端子４，５に接続される負荷に並列に出力電圧検出回
路６が接続されている。検出値は、フォトカプラＱ４を
介してＰＷＭ（Pulse width modulation) 回路３からな
る制御回路に帰還される。
力端子４，５に接続される負荷に並列に出力電圧検出回
路６が接続されている。検出値は、フォトカプラＱ４を
介してＰＷＭ（Pulse width modulation) 回路３からな
る制御回路に帰還される。
【０００４】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。
た検出電圧をＰＷＭ回路３に出力し、ＰＷＭ回路３は検
出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。
【０００５】このように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、出力端子４，５の電
圧は所定値に安定化される。
ングトランジスタＱ１が駆動され、出力端子４，５の電
圧は所定値に安定化される。
【０００６】保護機能として、抵抗Ｒ１によりスイッチ
ングトランジスタＱ１の電流を検出している。
ングトランジスタＱ１の電流を検出している。
【０００７】次に、図５の回路における過電流保護の動
作を説明する。
作を説明する。
【０００８】入力電源端子１，２に直流電源を接続する
と、トランス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Ｔ１により絶縁ならびに変圧される。
と、トランス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Ｔ１により絶縁ならびに変圧される。
【０００９】絶縁，変圧された交流出力は、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６，７から負荷に供給
される。
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６，７から負荷に供給
される。
【００１０】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、抵抗Ｒ１に発生する電圧も
大きくなり抵抗Ｒ４，Ｒ５で設定された過電流検出のし
きい値を越えるとコンパレータＱ２の出力が反転しＰＷ
Ｍ回路３に信号を出力し、ＰＷＭ回路３はこの信号でパ
ルス出力を停止する。この動作は、パルス毎に行われ
る。
Ｑ１の電流が大きくなると、抵抗Ｒ１に発生する電圧も
大きくなり抵抗Ｒ４，Ｒ５で設定された過電流検出のし
きい値を越えるとコンパレータＱ２の出力が反転しＰＷ
Ｍ回路３に信号を出力し、ＰＷＭ回路３はこの信号でパ
ルス出力を停止する。この動作は、パルス毎に行われ
る。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５の
従来例においては、モータ負荷のような、ピーク電流の
値に対し平均電流の小さい負荷を考慮して、ピーク電流
の値に合わせて過電流検出のしきい値を設定すると、他
の平均電流の大きい負荷の場合に過電流が適切に検出で
きず前記ピーク電流で連続動作となり電源装置を異常過
熱するという問題がある。また、これは負荷の異常状態
を継続させ、負荷への負担になるという問題でもある。
さらに、電源装置の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る。
従来例においては、モータ負荷のような、ピーク電流の
値に対し平均電流の小さい負荷を考慮して、ピーク電流
の値に合わせて過電流検出のしきい値を設定すると、他
の平均電流の大きい負荷の場合に過電流が適切に検出で
きず前記ピーク電流で連続動作となり電源装置を異常過
熱するという問題がある。また、これは負荷の異常状態
を継続させ、負荷への負担になるという問題でもある。
さらに、電源装置の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る。
【００１２】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たもので、負荷の種類，動作状況に応じて適切な過電流
保護が行えるスイッチング式直流電源装置を提供するこ
とを目的とするものである。
たもので、負荷の種類，動作状況に応じて適切な過電流
保護が行えるスイッチング式直流電源装置を提供するこ
とを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明ではスイッチング式直流電源装置を次の（１）の
とおりに構成する。 （１）直流入力をスイッチング素子で断続して発生した
交流を直流に変換し負荷に供給するスイッチング式直流
電源装置であって、前記スイッチング素子の電流を検出
する電流検出手段と、前記負荷を制御するとともに、前
記負荷の種類又は動作状況に応じた信号を出力する負荷
制御手段と、前記負荷の種類又は動作状況に応じた信号
に基づいて、前記スイッチング素子の過電流検出の第１
しきい値を設定する第１しきい値設定手段と、負荷電流
を検出する負荷電流検出手段と、前記負荷電流検出手段
による検出電流に応じて前記スイッチング素子の過電流
検出の第２しきい値を設定する第２しきい値設定手段
と、前記電流検出手段の出力と前記第１及び第２しきい
値とを比較しその比較信号により前記スイッチング素子
のスイッチング動作を制御する制御手段とを備えた直流
電源装置。
本発明ではスイッチング式直流電源装置を次の（１）の
とおりに構成する。 （１）直流入力をスイッチング素子で断続して発生した
交流を直流に変換し負荷に供給するスイッチング式直流
電源装置であって、前記スイッチング素子の電流を検出
する電流検出手段と、前記負荷を制御するとともに、前
記負荷の種類又は動作状況に応じた信号を出力する負荷
制御手段と、前記負荷の種類又は動作状況に応じた信号
に基づいて、前記スイッチング素子の過電流検出の第１
しきい値を設定する第１しきい値設定手段と、負荷電流
を検出する負荷電流検出手段と、前記負荷電流検出手段
による検出電流に応じて前記スイッチング素子の過電流
検出の第２しきい値を設定する第２しきい値設定手段
と、前記電流検出手段の出力と前記第１及び第２しきい
値とを比較しその比較信号により前記スイッチング素子
のスイッチング動作を制御する制御手段とを備えた直流
電源装置。
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【実施例】以下本発明を実施例により詳しく説明する。
なお前述の従来例と同一部分には同符号を付し詳しい説
明は省略する。
なお前述の従来例と同一部分には同符号を付し詳しい説
明は省略する。
【００１９】（実施例１）図１は実施例１である“スイ
ッチング式直流電源装置”のブロック図である。図示の
ように、本実施例の電源装置は、従来例の電源装置の過
電流検出回路に、インターフェース回路７（Ｉ／Ｏポー
ト１３，変換回路１２，フォトカプラ１１）を介して、
機器本体８のＣＰＵ１０が接続される構成となってい
る。機器本体側のＣＰＵ１０には、各制御情報が蓄えら
れた記憶装置（ＲＯＭ１５，ＲＡＭ１４）が接続されて
いる。ＣＰＵ１０は、機器８の動作モードに応じて駆動
する負荷を選択しその負荷１６に制御信号を出力すると
共に、ＲＯＭ１５もしくはＲＡＭ１４上にある過電流検
出レベルのオフセット値を格納しているテーブルから各
動作モードに応じたオフセット値を読出し、インターフ
ェース回路７を介して過電流検出回路Ｉへ出力する。イ
ンターフェース回路７は、過電流検出回路Ｉの過電流検
出のしきい値をＣＰＵ１０の設定したデータに合わせる
ように調整し、過電流検出回路Ｉへ出力する。これによ
り過電流検出回路Ｉの過電流検出レベルは機器の動作モ
ードに応じて調整され、負荷に合った適切な過電流保護
が行われる。なおフォトカプラ１１のトランジスタ部を
可変抵抗として使用している。
ッチング式直流電源装置”のブロック図である。図示の
ように、本実施例の電源装置は、従来例の電源装置の過
電流検出回路に、インターフェース回路７（Ｉ／Ｏポー
ト１３，変換回路１２，フォトカプラ１１）を介して、
機器本体８のＣＰＵ１０が接続される構成となってい
る。機器本体側のＣＰＵ１０には、各制御情報が蓄えら
れた記憶装置（ＲＯＭ１５，ＲＡＭ１４）が接続されて
いる。ＣＰＵ１０は、機器８の動作モードに応じて駆動
する負荷を選択しその負荷１６に制御信号を出力すると
共に、ＲＯＭ１５もしくはＲＡＭ１４上にある過電流検
出レベルのオフセット値を格納しているテーブルから各
動作モードに応じたオフセット値を読出し、インターフ
ェース回路７を介して過電流検出回路Ｉへ出力する。イ
ンターフェース回路７は、過電流検出回路Ｉの過電流検
出のしきい値をＣＰＵ１０の設定したデータに合わせる
ように調整し、過電流検出回路Ｉへ出力する。これによ
り過電流検出回路Ｉの過電流検出レベルは機器の動作モ
ードに応じて調整され、負荷に合った適切な過電流保護
が行われる。なおフォトカプラ１１のトランジスタ部を
可変抵抗として使用している。
【００２０】したがって、ＣＰＵ１０がモータ負荷等を
駆動するときには、図２（ａ）に示すように過電流検出
回路Ｉの過電流検出レベル即ちしきい値を高くし、ピー
ク電流を流せるようにする。また、その他の負荷を駆動
するときには、図２（ｂ）に示すように過電流検出回路
Ｉの過電流検出レベルを低くし、過電流を制限する。
駆動するときには、図２（ａ）に示すように過電流検出
回路Ｉの過電流検出レベル即ちしきい値を高くし、ピー
ク電流を流せるようにする。また、その他の負荷を駆動
するときには、図２（ｂ）に示すように過電流検出回路
Ｉの過電流検出レベルを低くし、過電流を制限する。
【００２１】また負荷の動作状況に応じて過電流検出レ
ベルを高くしたり、低くしたりして過電流を制限する。
ベルを高くしたり、低くしたりして過電流を制限する。
【００２２】以上説明したように、本実施例によれば負
荷の種類，動作状況に応じた電流制限が行え、スイッチ
ングトランジスタＱ１の異常過熱や、負荷の破壊等の問
題を回避できる。
荷の種類，動作状況に応じた電流制限が行え、スイッチ
ングトランジスタＱ１の異常過熱や、負荷の破壊等の問
題を回避できる。
【００２３】（実施例２）図３は実施例２のブロック図
である。図示のように実施例２の回路構成は実施例１と
同様であり、電流検出手段として、スイッチングトラン
ジスタＱ１のパルス電流検出に実施例１では抵抗を用い
ているが、本実施例では、カレントトランスＴ２を用い
ている部分でのみが相違する。
である。図示のように実施例２の回路構成は実施例１と
同様であり、電流検出手段として、スイッチングトラン
ジスタＱ１のパルス電流検出に実施例１では抵抗を用い
ているが、本実施例では、カレントトランスＴ２を用い
ている部分でのみが相違する。
【００２４】すなわち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Ｒ６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。
ンスＴ２で変流され、終端抵抗Ｒ６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。
【００２５】以降の動作は、実施例１と同様である。
【００２６】（実施例３）図４は実施例３のブロック図
である。図４に示すように、実施例３の回路構成は、実
施例１の回路の２次側に抵抗Ｒ８、出力電流検出回路９
並びにフォトカプラＱ５が付加され、１次側に過電流検
出回路IIとアンド回路１７，オア回路１８が付加された
部分が相違する。
である。図４に示すように、実施例３の回路構成は、実
施例１の回路の２次側に抵抗Ｒ８、出力電流検出回路９
並びにフォトカプラＱ５が付加され、１次側に過電流検
出回路IIとアンド回路１７，オア回路１８が付加された
部分が相違する。
【００２７】出力電流検出回路９は、実施例１のＣＰＵ
と同様の働きをするもので、オペアンプ，トランジスタ
等で構成され、抵抗Ｒ８に発生する出力電流の平均値に
比例した電圧を出力する。この出力はフォトカプラＱ５
を介して過電流検出回路IIに対するオフセット値を出力
する。これによりＣＰＵからの出力を受けたときと同様
な動作を過電流検出回路IIが行い、この出力とＣＰＵ１
０側からの出力による過電流検出回路Ｉの値の反転値と
の論理積演算をアンド回路１７で行った後、この演算結
果と過電流検出回路Ｉの値との論理和演算をオア回路１
８で行いＰＷＭ回路３に供給する。
と同様の働きをするもので、オペアンプ，トランジスタ
等で構成され、抵抗Ｒ８に発生する出力電流の平均値に
比例した電圧を出力する。この出力はフォトカプラＱ５
を介して過電流検出回路IIに対するオフセット値を出力
する。これによりＣＰＵからの出力を受けたときと同様
な動作を過電流検出回路IIが行い、この出力とＣＰＵ１
０側からの出力による過電流検出回路Ｉの値の反転値と
の論理積演算をアンド回路１７で行った後、この演算結
果と過電流検出回路Ｉの値との論理和演算をオア回路１
８で行いＰＷＭ回路３に供給する。
【００２８】以上の構成により、ＣＰＵ１０側に異常、
又はＣＰＵ１０の制御信号に異常が発生してコンパレー
タＱ６の出力が“Ｈ”にならなくなっても、インバータ
１９を介してアンド回路１７に“Ｈ”が供給され２次側
の電流検出回路９からの出力がアンド回路１７，オア回
路１８を介してＰＷＭ回路３に供給されるので正常な過
電流保護ができる。
又はＣＰＵ１０の制御信号に異常が発生してコンパレー
タＱ６の出力が“Ｈ”にならなくなっても、インバータ
１９を介してアンド回路１７に“Ｈ”が供給され２次側
の電流検出回路９からの出力がアンド回路１７，オア回
路１８を介してＰＷＭ回路３に供給されるので正常な過
電流保護ができる。
【００２９】なお、以上の各実施例はフライバック型で
あるが、本発明はこれに限らずフォワード型，プッシュ
プル型のスイッチング式直流電源装置にも適用できる。
また、スイッチング素子は、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。
あるが、本発明はこれに限らずフォワード型，プッシュ
プル型のスイッチング式直流電源装置にも適用できる。
また、スイッチング素子は、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。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＣＰＵを搭載している電子機器等の電源において、負荷
の種類，動作状況に応じて過電流検出レベルをＣＰＵか
らの出力によりオフセットする構成にしたことにより、
負荷の種類，動作状況に応じた適切な過電流保護がで
き、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電流
で熱設計することが可能となり、装置の小型化，低価格
化が実現できる。
ＣＰＵを搭載している電子機器等の電源において、負荷
の種類，動作状況に応じて過電流検出レベルをＣＰＵか
らの出力によりオフセットする構成にしたことにより、
負荷の種類，動作状況に応じた適切な過電流保護がで
き、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電流
で熱設計することが可能となり、装置の小型化，低価格
化が実現できる。
【図１】 実施例１のブロック図
【図２】 実施例１の説明図
【図３】 実施例２のブロック図
【図４】 実施例３のブロック図
【図５】 従来例の回路図
３ ＰＷＭ回路 １０ ＣＰＵ Ｑ１ スイッチングトランジスタ Ｒ１，Ｒ３，Ｒ５ 抵抗
Claims (1)
- 【請求項１】 直流入力をスイッチング素子で断続して
発生した交流を直流に変換し負荷に供給するスイッチン
グ式直流電源装置であって、 前記スイッチング素子の電流を検出する電流検出手段
と、前記負荷を制御するとともに、前記負荷の種類又は動作
状況に応じた信号を出力する負荷制御手段と、 前記負荷の種類又は動作状況に応じた信号に基づいて、
前記スイッチング素子の過電流検出の第１しきい値を設
定する第１しきい値設定手段と、負荷電流を検出する負荷電流検出手段と、 前記負荷電流検出手段による検出電流に応じて前記スイ
ッチング素子の過電流検出の第２しきい値を設定する第
２しきい値設定手段と、 前記電流検出手段の出力と前記第１及び第２しきい値と
を比較しその比較信号により前記スイッチング素子のス
イッチング動作を制御する制御手段とを備えたことを特
徴とするスイッチング式直流電源装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03175237A JP3102914B2 (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | スイッチング式直流電源装置 |
| 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 |
|---|---|---|---|
| JP03175237A JP3102914B2 (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | スイッチング式直流電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0530734A JPH0530734A (ja) | 1993-02-05 |
| JP3102914B2 true JP3102914B2 (ja) | 2000-10-23 |
Family
ID=15992660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03175237A Expired - Fee Related JP3102914B2 (ja) | 1991-01-09 | 1991-07-16 | スイッチング式直流電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3102914B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7335701B2 (ja) | 2016-06-24 | 2023-08-30 | エルメス セリエ | ベルトバックルおよびこのようなバックルを含むベルト |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3379566B2 (ja) * | 1997-01-20 | 2003-02-24 | セイコーエプソン株式会社 | 紙端検出装置 |
| JP4524512B2 (ja) * | 2000-03-31 | 2010-08-18 | Ｔｄｋラムダ株式会社 | 電源装置 |
| JP4652561B2 (ja) * | 2000-12-26 | 2011-03-16 | キヤノン株式会社 | 高圧供給装置 |
| JP4172018B2 (ja) | 2003-09-18 | 2008-10-29 | 日本電気株式会社 | 異常電流検出方法及び電気的駆動装置 |
| JP2005204375A (ja) * | 2004-01-14 | 2005-07-28 | Nec Corp | 過電流保護回路および携帯通信端末装置 |
| JP2007282450A (ja) * | 2006-04-11 | 2007-10-25 | Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd | 電源装置、保護特性を用いた出力制御方法、ならびに、出力制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 |
| JP5326298B2 (ja) * | 2008-02-25 | 2013-10-30 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 車両用電源装置 |
| CN102354958B (zh) * | 2011-10-12 | 2013-03-27 | 北京航空航天大学 | 一种软硬件结合保护逆变器功率开关管的装置及其方法 |
-
1991
- 1991-07-16 JP JP03175237A patent/JP3102914B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7335701B2 (ja) | 2016-06-24 | 2023-08-30 | エルメス セリエ | ベルトバックルおよびこのようなバックルを含むベルト |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0530734A (ja) | 1993-02-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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