JP3145739B2 - Switching power supply - Google Patents
Switching power supplyInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はスイッチング電源に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching power supply.
【0002】モーター等の平均電流に対してピーク電流
の供給能力を比較的に要求する負荷の接続時に最適な過
負荷保護を実現する。[0002] Optimal overload protection is realized when a load that requires a relatively high peak current supply capability with respect to the average current of a motor or the like is connected.
【0003】[0003]
【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
率であると言う利点から広く採用されている。2. Description of the Related Art Switching type power supplies have been used as power supplies for various electronic devices. In particular, as a DC power supply, the switching method is widely adopted because of its advantages of small size, light weight, and high efficiency.
【0004】図5は、出力安定化回路を有する従来のス
イッチング方式の直流電源の構成を示している。FIG. 5 shows a configuration of a conventional switching type DC power supply having an output stabilizing circuit.
【0005】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。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。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を介して所定の負荷に供
給される。In FIG. 5, reference numerals 1 and 2 denote input power supply terminals.
1 and the primary winding N1 of the transformer T1. One of the primary windings N1 is connected to the collector of the switching transistor Q1. T1 2
The secondary winding N2 is guided to a smoothing capacitor C2 via a rectifying diode Q3. The smoothed output from this filter circuit is supplied to a predetermined load via output terminals 4 and 5.
【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。A voltage detection circuit 6 is connected in parallel to a load (not shown) connected to terminals 4 and 5 for detecting an output voltage to the load. The detected value is fed back to the control circuit including the PWM circuit 3 via the photocoupler Q4.
【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。The photocoupler Q4 outputs the feedback detection voltage to the PWM circuit 3, and the PWM circuit 3 controls the switching duty ratio or the frequency of the driving pulse applied to the base of the switching transistor Q1 according to the detection value.
【0008】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、電流検出抵
抗R1によりスイッチングトランジスタQ1のスイッチ
ング電流に比例した電圧を検出電圧として得る。R2,
R3は分圧回路であって、R1で検出した検出電圧を適
当な値に分圧する。R4,R5は、検出基準値のしきい
値電圧設定用の抵抗である。Q2は、比較回路のコンパ
レータであって、検出電圧としきい値電圧を比較する。The output of the PWM circuit 3 drives the switching transistor Q1. As a protection function, a voltage proportional to the switching current of the switching transistor Q1 is obtained as a detection voltage by the current detection resistor R1. R2
R3 is a voltage dividing circuit that divides the detection voltage detected by R1 into an appropriate value. R4 and R5 are resistors for setting the threshold voltage of the detection reference value. Q2 is a comparator of the comparison circuit, which compares the detection voltage with the threshold voltage.
【0009】次に、図5の回路における過電流保護の動
作を説明する。Next, the operation of overcurrent protection in the circuit of FIG. 5 will be described.
【0010】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。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6,7から負荷に供給され
る。When a power supply is connected to the input power supply terminals 1 and 2, voltage application to the primary winding N1 of the transformer T1 is interrupted by the switching transistor Q1. The AC output generated by switching the switching transistor Q1 is insulated and transformed by the transformer T1. The isolated AC output is a diode Q3
Is rectified. The rectified output is supplied to the load from output terminals 6 and 7 after being smoothed by the smoothing capacitor C2.
【0011】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、しきい値を越えるとコンパレータQ2
はPWM回路3に信号を出力する。PWM回路3はコン
パレータQ2からの信号によって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。When the load becomes heavy and the current of the switching transistor Q1 increases, the voltage generated at the detection resistor R1 also increases.
Outputs a signal to the PWM circuit 3. The PWM circuit 3 stops the pulse output by the signal from the comparator Q2. This operation is performed for each pulse.
【0012】[0012]
【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、例えば、モーター負荷のようにピ
ーク電流の値に対して平均電流の少ない電源に対して
は、ピーク電流の値に合わせて検出値を設定するため、
負荷の異常時など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という問題があった。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。However, in such a conventional example, for a power supply having a small average current with respect to a peak current value such as a motor load, for example, the power is detected in accordance with the peak current value. To set the value,
When the overload state is continuous such as when the load is abnormal, there is a problem that the operation becomes continuous with the maximum current and the abnormal overheating occurs. Further, in order to prevent abnormal overheating, it is necessary to increase the heat capacity of the radiator plate or add an overheat protection circuit. Therefore, there are problems such as an increase in the size of the power supply and an increase in cost. .
【0013】そこで本発明の目的は以上のような問題を
解消したスイッチング電源を提供することにある。It is an object of the present invention to provide a switching power supply which has solved the above problems.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、電源入力をスイッチング素子で断続し発生す
る交流を直流に変換して負荷に供給するスイッチング電
源において、前記スイッチング素子のピーク電流を検出
する検出手段と、前記検出手段からの検出信号に基づい
て前記スイッチング素子の動作を制限する保護手段と、
負荷電流検出回路を有し、当該負荷電流検出回路によっ
て得られた負荷電流の平均的な値に基づいて前記検出手
段の入力値にオフセットを与えるオフセット手段とを具
えたことを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention relates to a switching power supply for intermittently connecting a power supply input to a switching element and converting an alternating current generated to a direct current to a load. Detection means for detecting, and protection means for restricting the operation of the switching element based on a detection signal from the detection means,
And a load current detection circuit. The load current detection circuit further includes an offset unit that offsets an input value of the detection unit based on an average value of the load current obtained by the load current detection circuit.
【0015】[0015]
【作用】本発明によれば、ピーク出力に対しては、あら
かじめ設定したピーク出力のレベルまでは保護手段は動
作しないが、過負荷状態が連続した場合は、オフセット
手段が負荷電流の平均的な値に基づいて検出信号にオフ
セットを与えて保護手段の動作レベルを下げてスイッチ
ング素子の動作を制限する。According to the present invention, the protection means does not operate for the peak output up to the preset peak output level, but when the overload state continues, the offset means sets the average of the load current. The operation level of the protection means is reduced by giving an offset to the detection signal based on the value, thereby restricting the operation of the switching element.
【0016】[0016]
【実施例】[実施例1]以下、図面に基づいて本発明の
実施例について詳細に説明する。ただし、以下では前述
した従来例と同様の部分には同一符号を付し、その詳細
な説明は省略する。[Embodiment 1] Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, in the following, the same parts as those of the above-described conventional example are denoted by the same reference numerals, and the detailed description thereof will be omitted.
【0017】図1において、図5と異なっている部分
は、負荷と直列に設けた電流検出抵抗R6、検出回路7
ならびにホトカプラQ5が付加された点である。In FIG. 1, the parts different from FIG. 5 are a current detection resistor R6 provided in series with a load, a detection circuit 7
And that a photocoupler Q5 is added.
【0018】検出回路7は、オペアアンプ、トランジス
タ等で構成され、電流検出抵抗R6に発生する出力電流
に比例した電圧を検出する。検出回路7の出力は、ホト
カプラQ5を介して抵抗R2,R3により構成されるオ
フセット回路8に入力される。The detection circuit 7 includes an operational amplifier, a transistor, and the like, and detects a voltage proportional to an output current generated in the current detection resistor R6. The output of the detection circuit 7 is input to an offset circuit 8 including resistors R2 and R3 via a photocoupler Q5.
【0019】検出回路7からの出力を受けるとオフセッ
ト回路8は、R1により検出されたピーク値出力に、任
意のオフセットを加えて比較回路Q2に出力する。Upon receiving the output from the detection circuit 7, the offset circuit 8 adds an arbitrary offset to the peak value output detected by R1 and outputs the result to the comparison circuit Q2.
【0020】したがって、電流検出回路7からの入力が
ない場合は、比較回路Q2の入力は、図2(A)に示す
ようにしきい値に対して低いレベルにある。Therefore, when there is no input from the current detection circuit 7, the input of the comparison circuit Q2 is at a level lower than the threshold value as shown in FIG.
【0021】電流検出回路7からの入力があると比較回
路Q2の入力は、オフセットされる。そして、図2
(B)に示すように比較回路Q2の入力がしきい値に達
すると、PWM回路3に信号を出力して、出力パルス幅
を制限する。When there is an input from the current detection circuit 7, the input of the comparison circuit Q2 is offset. And FIG.
When the input of the comparison circuit Q2 reaches the threshold value as shown in (B), a signal is output to the PWM circuit 3 to limit the output pulse width.
【0022】本実施例においては、ホトカプラQ5のト
ランジスタ部を可変抵抗素子として使用している。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。平均値
の検出手段として、負荷電流の検出回路(7)を用いた
が、温度検出回路等、他の手段を用いてもよい。In this embodiment, the transistor section of the photocoupler Q5 is used as a variable resistance element. Although the present embodiment has been described by taking the flyback type as an example, the present invention can be applied to a forward type and a push-pull type switching power supply. Although a switching element uses a transistor, other elements such as an FET and a GTO can be used. Although the load current detection circuit (7) is used as the average value detection means, other means such as a temperature detection circuit may be used.
【0023】[実施例2]図3に本発明の第2の実施例
を示す。Embodiment 2 FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention.
【0024】実施例1の回路においては、パルス電流検
出に抵抗を用いていたが、本実施例では、カレントトラ
ンスT2を用いる。その他は、実施例1と同一である。In the circuit of the first embodiment, a resistor is used for detecting a pulse current. In this embodiment, a current transformer T2 is used. Others are the same as the first embodiment.
【0025】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
で整流して検出電圧を得る。この検出電圧がR2および
R3からなるオフセット回路に供給される。The pulse current is transformed by a current transformer T2, converted into a voltage by a terminating resistor R7, and converted into a voltage by a diode Q6.
To obtain the detection voltage. This detection voltage is supplied to an offset circuit consisting of R2 and R3.
【0026】以降の動作は、実施例1と同一である。The subsequent operation is the same as in the first embodiment.
【0027】[実施例3]図4に本発明を用いた第3の
実施例を示す。Third Embodiment FIG. 4 shows a third embodiment using the present invention.
【0028】本実施例は、実施例1の回路の検出回路7
とホトカプラQ5の間に遅延回路9を付加したものであ
る。In this embodiment, the detection circuit 7 of the circuit of the first embodiment is used.
And a photodetector Q5 with a delay circuit 9 added.
【0029】遅延回路9は、検出回路7の出力の遅延時
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。The delay circuit 9 can arbitrarily set the delay time of the output of the detection circuit 7, and sets an optimum detection delay time according to the load in the case of a load having a long rush current.
【0030】以降の動作は、実施例1と同一である。The subsequent operation is the same as in the first embodiment.
【0031】[0031]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば過負
荷状態が連続した場合でも安全に出力制限することがで
き、従来、ピーク電流の連続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
値で熱設計することが可能となり、小型化、低価格化が
実現できる。As described above, according to the present invention, the output can be safely limited even when the overload state continues, and the heat sink conventionally had to be thermally designed with the continuous peak current. , Transformers, switching elements, etc., can be thermally designed with an average value, and downsizing and cost reduction can be realized.
【図1】本発明の第1の実施例を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明における動作波形を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing operation waveforms in the present invention.
【図3】本発明の第2の実施例を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第3の実施例を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a third embodiment of the present invention.
【図5】従来例を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a conventional example.
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 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 ホトカプラ Q5 ホトカプラ C1,C2,C3 コンデンサ R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7 抵抗器 1, 2 input power supply terminal 3 PWM circuit 4, 5 output terminal 6 voltage detection circuit 7 current detection circuit 8 delay circuit T1 transformer T2 current transformer Q1 switching transistor Q2 comparator Q3 diode Q4 photocoupler Q5 photocoupler C1, C2, C3 capacitors R1, R2 , R3, R4, R5, R6, R7 Resistor
Claims (1)
生する交流を直流に変換して負荷に供給するスイッチン
グ電源において、 前記スイッチング素子のピーク電流を検出する検出手段
と、 前記検出手段からの検出信号に基づいて前記スイッチン
グ素子の動作を制限する保護手段と、 負荷電流検出回路を有し、当該負荷電流検出回路によっ
て得られた負荷電流の平均的な値に基づいて前記検出手
段の入力値にオフセットを与えるオフセット手段とを具
えたことを特徴とするスイッチング電源。1. A switching power supply for supplying a load by converting an alternating current generated by intermittently connecting a power supply input to a switching element to a direct current, to a load, a detecting means for detecting a peak current of the switching element, and a detection signal from the detecting means. A protection means for limiting the operation of the switching element based on the load current detection circuit, and an offset to an input value of the detection means based on an average value of the load current obtained by the load current detection circuit. A switching power supply comprising:
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP23178891A JP3145739B2 (en) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | Switching power supply |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23178891A JP3145739B2 (en) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | Switching power supply |
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ID=16929036
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP23178891A Expired - Fee Related JP3145739B2 (en) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | Switching power supply |
Country Status (1)
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