JP3359097B2 - 多出力電源装置 - Google Patents
多出力電源装置Info
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Description
供給し得る多出力電源装置に関する。
大きさの同一又は異なる直流出力電圧を供給するケース
が増えている。このような場合,その電源装置として種
々な構成のものが考えられるが,量産が可能なためコス
トダウンを図れるという点から,1系統の直流出力を複
数に分岐し,分岐された各直流出力電圧を別のレベルの
直流電圧に変換する電源装置が提案されている。
な構成のものがあり,これは,一対の入力端子1,2に
接続された整流回路又はDCーDCコンバータのような
主電源回路3,主電源回路3の出力に互いに並列接続さ
れたほぼ同一回路構成のDCーDCコンバータ4,5,
6,これらDCーDCコンバータの入力ラインにそれぞ
れ直列に接続されたヒューズF1,F2,F3,及び3
組の出力端子7と7’,8と8’,9と9’を備えてい
る。
は,分岐されたある系統の回路に故障などが生じて過電
流が流れると,その回路のヒューズを溶断させてそのD
CーDCコンバータだけを切り離すように構成してい
る。しかしヒューズの溶断によって故障回路のDCーD
Cコンバータを切り離しているので,ヒューズが溶断す
るまでに時間がかかり,故障の発生後ヒューズが溶断す
るまでは正常なDCーDCコンバータの直流入力電圧も
ほぼ0Vか,あるいは正常な出力電圧より大幅に低い中
途半端な電圧となるため,正常な回路の直流出力電圧も
一旦大幅に低下してしまい,前記ヒューズの溶断した後
でなければ正常な回路の直流出力電圧も正常な値に復帰
しないという問題があった。また,この問題はヒューズ
の代わりにブレーカを用いた場合にも全く同様に生じ
る。
解決し,ある回路に故障が生じても他の正常な回路の直
流出力に実質的に影響を与えない程度の短い時間でその
故障回路を切り離すと共に,ノイズなどによってその切
り離し機能が誤動作しないようにすることにある。換言
すれば,信頼性の高い電源システムを提供することであ
る。
問題を解決するため,複数の直流出力端子を備えた多出
力電源装置において,主電源回路とそれぞれのコンバー
タとの間にそれぞれ電子切離し回路を設け,その電子切
離し回路は前記コンバータの入力電流を検出する電流検
出手段と,この電流検出手段からの信号が設定レベルを
超えるとき前記コンバータの入力電流を制限する電流制
限手段と,前記コンバータの入力端子間に互いに直列に
接続された遮断手段及びスイッチ素子と,時定数回路と
を備え,前記電流制限手段が電流制限動作に入るとき前
記時定数回路により予め決められた時間の経過に伴い前
記スイッチ素子がオンして前記遮断手段を動作させ遮断
状態に保持することを特徴としている。
明を行う。図4で示した記号と同一の記号は相当する部
材を示す。図1において,主電源回路3はDCーDCコ
ンバータ,又は整流・平滑回路などのように直流電圧を
出力するものであり,その直流出力には3つの回路が並
列に接続されている。主電源回路3とDCーDCコンバ
ータ又はチョッパ回路のようなコンバータ4との間には
電子切離し回路10が接続され,主電源回路3とコンバ
ータ5との間には電子切離し回路11が,また主電源回
路3とコンバータ6との間には電子切離し回路12が接
続される。これら電子切離し回路10〜12は主要部分
が同一構成であり,電子切離し回路12のようなブロッ
ク図で表される。
接続されたMOSFETのような可制御半導体素子とそ
の駆動回路などからなる電流制限回路12A,主電流を
検出する電流検出手段12B,電流制限回路12Aが電
流制限動作に入った後の時間を測る時定数回路12C,
遮断抵抗のような速断手段12D,電流制限回路12A
が電流制限動作に入った後,時定数回路12Cにより決
められた時間の経過でターンオンするトランジスタのよ
うなスイッチ素子12Eからなる。
状態では,電流制限回路12Aの可制御半導体素子はそ
の飽和領域で動作しており,電流制限を行わない。この
期間では電流制限回路12Aの電圧降下は非常に小さい
ので,時定数回路12Cは実質的に短絡状態にある。ス
イッチ素子12Eはオフ状態にあり,速断手段12Dに
はこれを溶融させるような値の電流は流れない。
どの事故が発生して電流検出手段12Bに過電流が流れ
ると,電流制限回路12Aの可制御半導体素子はその不
飽和動作領域に移行し,インピーダンスが大きくなる。
これに伴い可制御半導体素子の両端の電圧が上昇し,時
定数回路12Cの電圧も上昇する。時定数回路12Cの
電圧が設定レベルに達すると,スイッチ素子12Eがタ
ーンオンし,速断手段12Dを動作させるに十分大きい
電流が流れるため速断手段12Dは短時間で遮断する。
速断手段12Dが遮断すると,電流制限回路12Aの駆
動電圧が除去され,可制御半導体素子がターンオフし以
後オンすることは無い。
ルに達する前に,過電流状態が解除されて正常に戻る
と,時定数回路12Cの電圧は低下し,スイッチ素子1
2Eがターンオンすることはない。したがって,速断手
段12Dは遮断動作を行わない。この場合はノイズと見
做され,電流制限回路12Aの可制御半導体素子は制限
動作に入るものの,直ぐに解除されて正常な動作に戻
る。つまり,過電流が流れると,瞬時に電流制限動作に
入るが,その過電流の期間が予め決めた期間より短けれ
ば直ぐに正常動作に戻り,長い場合にだけ永久的な遮断
を行う。
ついて説明する。主電源回路3は通常の回路構成であ
り,入力端子1と2間に接続されたフィルタ用の電解コ
ンデンサC1,1次巻線と2次巻線とを有するトランス
T1,その1次巻線に直列接続されたMOSFETのよ
うなスイッチング半導体素子S1,整流素子D1,フリ
ーホイーリング用ダイオードD2,平滑回路を形成する
インダクタL1とコンデンサC2,電圧検出器V1,フ
ォトカプラのような直流絶縁回路F1,及びスイッチン
グ半導体素子S1用の制御回路X1からなる。このコン
バータ3の動作は良く知られているので省略するが,そ
の出力安定化動作により出力端子3Aと3B間には安定
な直流出力電圧V3 が得られる。
5,6も,主要部の回路構成は主電源回路3とほぼ同じ
であり,コンバータ6で示されるように1次巻線と2次
巻線とを有するトランスT2,その1次巻線に直列接続
されたMOSFETのようなスイッチング半導体素子S
2,整流素子D3,フリーホイーリング用ダイオードD
4,平滑回路を形成するインダクタL2とコンデンサC
3,電圧検出器V2,フォトカプラのような直流絶縁回
路F2,及びスイッチング半導体素子S2用の制御回路
X2からなる。このコンバータ6の動作も良く知られて
いるので省略するが,その出力安定化動作により出力端
子9と9’間には安定な直流出力電圧が得られる。
実質的に同一回路構成であり,その具体的な回路構成を
電子切離し回路12で示す。MOSFETのような可制
御半導体素子S3はスイッチング半導体素子S2と直列
に接続され,電流検出用抵抗器RD も直列接続されてい
る。直流入力端子間には,電流が流れると発熱しその熱
により溶融して回路を遮断する遮断抵抗Rと,スイッチ
素子S4とが互いに直列接続されている。また,可制御
半導体素子S3の両端には時定数回路を形成する抵抗R
1,R2及びコンデンサC4が接続され,その他にもこ
の電子切離し回路はトランジスタS5,ツェナーダイオ
ードのような定電圧半導体素子Z1,Z2,Z3,抵抗
R3,R4,R5,R6及び逆流阻止用のダイオードD
5を備える。
て説明する。先ず正常な場合には,電流検出用抵抗器R
D を流れる主電流は正常範囲内であるので,定電圧半導
体素子Z2は実質的にオフであり,したがって,トラン
ジスタS5もオフ状態に維持されている。一方,可制御
半導体素子S3の制御端子は遮断抵抗Rと抵抗R3と定
電圧半導体素子Z1とにより,定電圧半導体素子Z1の
定電圧に保持されているので,可制御半導体素子S3は
飽和動作領域でオンしており,そのインピーダンスは非
常に低い状態にある。
ぼ0Vであり,抵抗R6の両端の電圧も0Vであるので
スイッチ素子S4はオフ状態ある。したがって,遮断抵
抗Rにはこれを溶融する程の電流は流れておらず,当然
に遮断の状態にはない。この状態では,コンバータ6の
スイッチング半導体素子S2を流れた主電流は,可制御
半導体素子S3及び電流検出用抵抗器RD を介して主電
源回路3の直流出力端子3Bに流れる。
短絡故障が発生したとすると,出力端子9と9’間の直
流電圧は低下するので,コンバータ6では予め決めたレ
ベルの出力電圧を維持するための制御が行われ,したが
ってスイッチング半導体素子S2の導通幅は大きくな
り,通流する主電流を増大させようとする。他方,電流
検出用抵抗器RD を流れる電流が設定値以上,つまり過
電流の状態になると,電流検出用抵抗器RD の電圧降下
は大きくなり,これに伴い定電圧半導体素子Z2はブレ
ークダウンしてトランジスタS5のベースに電流を流
し,これをターンオンさせる。
制御半導体素子S3のゲート端子の制御電圧が低下する
ので,可制御半導体素子S3のインピーダンスは大きく
なり始める。可制御半導体素子S3のインピーダンスが
大きくなるのに伴い,可制御半導体素子S3の両端の電
圧が増大するので,コンデンサC4は抵抗R1を介して
それらの時定数で充電される。コンデンサC4の充電電
圧が上昇して定電圧半導体素子Z3がブレークダウンす
ると,抵抗R6の電圧降下が大きくなり,スイッチ素子
S4がターンオンする。これに伴い遮断抵抗R及びスイ
ッチ素子S4を通して電流が流れ,遮断抵抗Rが瞬時に
溶断する。遮断抵抗Rの溶断により,遮断抵抗R及び抵
抗R3を通して可制御半導体素子S3のゲート端子に流
れていた電流が遮断され,かつそのゲート端子は前述の
ように低電圧レベルに降下しているから,可制御半導体
素子S3はターンオフし,以後オフ状態に保持される。
このようにしてコンバータ6は主電源回路3の直流出力
端子3A,3Bから速やかに切り離される。
ータ6のみが主電源回路3の出力端子3A,3Bから速
やかに切り離され,他の正常なコンバータ4と5は通常
の動作を行う。この回路において,過電流の発生から可
制御半導体素子S3がターンオフするまでの時間は,実
質的に抵抗R1とコンデンサC4とからなる時定数回路
12Cの時定数で決定される。一方,過電流状態が発生
しても,その時間が時定数回路12Cで決められる時間
より短い時間で正常に戻れば,コンデンサC4の充電電
圧は定電圧半導体素子Z3のブレークダウン電圧まで至
らないうちに,その充電電荷は抵抗R2 を通して放電さ
れるので,定電圧半導体素子Z3はブレークダウンせ
ず,したがってスイッチ素子S4はオンせず,遮断抵抗
Rは遮断動作を行わない。
明する。スイッチング回路3’は,MOSFETのよう
なスイッチング半導体素子をシングルエンデッドに,又
はブリッジ回路構成,あるいはハーフブリッジ回路構成
などに接続してなる通常のスイッチング部と,AVR信
号を受けて出力を安定化するようスイッチング部を制御
する制御回路などからなり,トランスTの1次巻線N1
に接続されている。トランスTは3個の2次巻線N2 ,
N3 ,N4 を有し,各2次巻線には整流・平滑回路1
3,14,15が接続され,それら整流・平滑回路それ
ぞれの直流電圧は電子切離し回路10,11,12を介
して対応する直流出力端子7と7’,8と8’,9と
9’に供給される。
回路構成であり,例えば全波整流回路とその直流側に接
続された平滑用のリアクトルとコンデンサからなる。電
子切離し回路10〜12は図2に示したような回路構成
からなる。整流・平滑回路13の出力端子間と電子切離
し回路10の入力端子間に共通になるよう電圧検出抵抗
器16が接続される。この電圧検出抵抗器16は,電子
切離し回路10が動作して直流出力端子7と7’をこの
電源装置から切り離した場合にも,正常な電圧検出を行
うため疑似負荷抵抗の役割をも果たすよう選定されてい
る。しかし,既に知られている回路のように,電圧検出
抵抗器16と並列接続されるように別に疑似負荷抵抗を
備えても勿論良い。なお,この実施例では各出力側のコ
ンバータを省略できる。
は,前述実施例の動作とほぼ同様な動作を行うので説明
を省略するが,この実施例でも故障により過電流状態が
発生した場合には,電子切離し回路が有効に動作して他
の正常な回路に悪影響を及ぼすことなく,その故障の発
生した回路を切り離すことができる。なお,以上の実施
例ではいずれも出力側回路を並列接続した3つの回路と
したが,任意の数で良いことは勿論である。
数の出力電圧を同時に複数の負荷に給電する電源装置に
おいて,ある出力側の回路に故障が生じても,他の正常
な回路の直流出力に実質的に影響を与えない程度の時間
でその故障回路を切り離すと共に,ノイズなどの場合に
は切り離し機能を誤動作させないので,極めて安定な給
電を行うことができる。
ためのブロック図である。
ある。
を示す図である。
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 少なくとも一対の入力端子と直流出力端
子とを備えた主電源回路と,該主電源回路の出力側に互
いに並列接続された複数のコンバータとを備えた多出力
電源装置において,前記主電源回路と前記それぞれのコ
ンバータとの間にそれぞれ電子切離し回路を設け,該電
子切離し回路は前記コンバータの入力電流を検出する電
流検出手段と,該電流検出手段からの信号が設定レベル
を超えるとき前記コンバータの入力電流を制限する電流
制限手段と,前記コンバータの入力端子間に互いに直列
に接続された遮断手段及びスイッチ素子と,時定数回路
とを備え,前記電流制限手段が電流制限動作に入るとき
前記時定数回路により予め決められた時間の経過に伴い
前記スイッチ素子がオンして前記遮断手段を動作させ遮
断状態に保持することを特徴とする多出力電源装置。 - 【請求項2】 少なくとも入力巻線と複数の出力巻線と
を備えたトランスと,前記入力巻線に接続されたスイッ
チング回路と,前記複数の出力巻線にそれぞれ接続され
た整流回路とを備えた多出力電源装置において,前記整
流回路の出力側にそれぞれ電子切離し回路を設け,該電
子切離し回路は直流出力端子に流れる出力電流を検出す
る電流検出手段と,該電流検出手段からの信号が設定レ
ベルを超えるとき前記出力端子に流れる電流を制限する
電流制限手段と,前記出力端子間に互いに直列接続され
た遮断手段及びスイッチ素子と,時定数回路とを備え,
前記電流制限手段が電流制限動作に入るとき前記時定数
回路により予め決められた時間の経過に伴い前記スイッ
チ素子がオンして前記遮断手段を動作させ遮断状態に保
持することを特徴とする多出力電源装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16644993A JP3359097B2 (ja) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | 多出力電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16644993A JP3359097B2 (ja) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | 多出力電源装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06351228A JPH06351228A (ja) | 1994-12-22 |
JP3359097B2 true JP3359097B2 (ja) | 2002-12-24 |
Family
ID=15831619
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16644993A Expired - Lifetime JP3359097B2 (ja) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | 多出力電源装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3359097B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6265855B1 (en) * | 1999-11-10 | 2001-07-24 | Hewlett-Packard Company | Coordinated switching in a multiple switching regulator system to lower peak current load |
WO2014192888A1 (ja) * | 2013-05-29 | 2014-12-04 | 堺ディスプレイプロダクト株式会社 | タイマー装置及び時間計測システム |
-
1993
- 1993-06-11 JP JP16644993A patent/JP3359097B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06351228A (ja) | 1994-12-22 |
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