JP3397189B2 - Dc−dcコンバータ装置 - Google Patents

Dc−dcコンバータ装置

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JP3397189B2
JP3397189B2 JP34012399A JP34012399A JP3397189B2 JP 3397189 B2 JP3397189 B2 JP 3397189B2 JP 34012399 A JP34012399 A JP 34012399A JP 34012399 A JP34012399 A JP 34012399A JP 3397189 B2 JP3397189 B2 JP 3397189B2
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supply voltage
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、DC(直流)電源
の電圧を変換するDC−DCコンバータ装置に係り、特
に負荷の短絡等の際に電力の供給を停止する出力低電圧
保護機能の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のDC−DCコンバータ装置につい
て図4を使って説明する。図4は、従来のDC−DCコ
ンバータ装置の一例を表す回路図である。尚、ここでは
特にフォワードコンバータを例として説明する。
【0003】図4に示すように、従来のDC−DCコン
バータ装置は、DC電源1と、トランス2と、PWM
(位相幅変調;Pulse Width Modulation)変調部40
と、電源選択部41と、時定数決定部42と、サイリス
タ21と、第1の整流部43と、第1の平滑部44と、
フォトカプラ19と、シャントレギュレータ22と、分
圧抵抗23及び24と、第2の整流部45と、第2の平
滑部46とから構成されている。
【0004】また、PWM変調部40は、PWM制御I
C4と、主スイッチ3とから構成されており、このPW
M制御IC4は、電源端子(Vcc)と、信号出力端子
(OUT)と、動作制御入力端子(OFF)と、GND
端子とを備えている。電源選択部41は、第1のFET
(NチャネルMOSFET)5と、第1の抵抗器6と、
第2の抵抗器7と、ツェナーダイオード8とから構成さ
れており、時定数決定部42は、抵抗器18と、コンデ
ンサ20とから構成され、第1の整流部43は、2つの
ダイオード9,10とを備えており、第1の平滑部44
は、チョークコイル11と、コンデンサ12とを備えて
いる。さらに、第2の整流部45は、2つのダイオード
14,15とを備えており、第2の平滑部46は、チョ
ークコイル16と、コンデンサ17とを備えている。
尚、主スイッチ3は、ここでは、FET(以下、区別の
ため「第2のFET」という)で構成されている。
【0005】電源選択部41の第1のFET5は、その
ドレイン端子(D)と、ゲート端子(G)とが、それぞ
れ第1の抵抗器6と第2の抵抗器7とを介して、DC電
源1の正極側に接続されている。第1のFET5のゲー
ト端子(G)は、また、ツェナーダイオード8のカソー
ド端子(K)にも接続されている。このツェナーダイオ
ード8のアノード端子(A)は、DC電源1の負極側
(以下、「GND」という)に接続されている。さら
に、第1のFET5のソース端子(S)は、PWM制御
IC4の電源端子(Vcc)と、第2の平滑部46の出
力端子Qに接続されている。
【0006】PWM変調部40のPWM制御IC4の電
源端子(Vcc)は、抵抗器18を介して、フォトカプ
ラ19の端子Xに接続されている。このフォトカプラ1
9の端子Xは、さらに、サイリスタ21のゲート端子
(G)にも接続され、コンデンサ20を介してGNDに
も接続されている。また、このフォトカプラ19の端子
Yは、GNDに接続されている。サイリスタ21のアノ
ード端子(A)とカソード端子(K)とは、それぞれP
WM制御IC4の動作制御入力端子(OFF)と、GN
Dとに接続されている。PWM制御IC4の信号出力端
子(OUT)は、第2のFET3のゲート端子(G)に
接続され、さらに、このPWM制御IC4のGND端子
は、GNDに接続されている。尚、このPWM制御IC
4には、図示しない出力電圧検出回路及びフィードバッ
ク回路により、出力電圧のフィードバック信号が入力さ
れている。主スイッチ3のソース端子(S)は、GND
に接続され、そのドレイン端子(D)は、トランス2の
一次巻線2aを介してDC電源1の正極側に接続されて
いる。
【0007】トランス2の二次巻線2bの両端は、第1
の整流部43と、第1の平滑部44とを介して、負荷1
3に接続されており、この負荷13の端子P側は、フォ
トカプラ19のLEDのアノード端子に接続され、フォ
トカプラ19のLEDのカソード端子は、シャントレギ
ュレータ22のカソード端子(K)に接続されている。
また、このシャントレギュレータ22のアノード端子
(A)は、負荷13の他端に接続され、基準端子(R)
は、抵抗器23を介して負荷13の端子P側に接続さ
れ、また、抵抗器24を介して負荷13の他端に接続さ
れている。
【0008】トランス2の三次巻線2cの両端は、第2
の整流部45を介して、第2の平滑部46に接続されて
いる。尚、これら第2の整流部45と第2の平滑部46
のGND端子は、それぞれそのままGNDに接続されて
いる。
【0009】ここで、PWM変調部40と、電源選択部
41との動作について説明する。PWM変調部40は、
PWM制御IC4がPWM制御された出力信号で主スイ
ッチ3の導通を制御して、トランス2の一次巻線2aに
流れる電流を制御する。また、このPWM変調部40
は、PWM制御IC4の動作制御端子(OFF)がLレ
ベルに設定されると、PWM制御された信号の出力を停
止する。
【0010】また、電源選択部41は、第2の平滑部4
6が十分な副電源電圧を供給していないとき(起動時)
には、第1のFET5をオンにして、抵抗器6を介して
供給されるDC電源1の電源電圧をPWM制御IC4の
電源端子(Vcc)に供給し、第2の平滑部46が十分
な副電源電圧を供給するようになると(定常時)、第1
のFET5をオフとして、この第2の平滑部46が出力
する副電源電圧をそのままPWM制御IC4の電源端子
(Vcc)に供給する。
【0011】尚、時定数決定部42は広く知られたもの
であるし、第1の整流部43及び第1の平滑部44と、
第2の整流部45及び第2の平滑部46とは、広く知ら
れたチョークインプット整流方式を用いたものであるの
で、詳細な説明を省略する。
【0012】次に、図4に示す従来のDC−DCコンバ
ータ装置の動作について説明する。まず、このDC−D
Cコンバータの起動時の動作について説明する。第1の
FET5のゲート端子(G)には、DC電源1からの電
圧が抵抗器7を介して印加され、かつ、ツェナーダイオ
ード8の働きにより、GNDに対して一定の電位に固定
されている。一方、当初は、この第1のFET5のソー
ス端子(S)に電圧が印加されていないため、ゲート−
ソース端子間に電位差が発生して第1のFET5がオン
の状態になり、抵抗器6を介して、第1のFET5のド
レイン端子(D)に印加される電圧がソース端子(S)
を介してPWM制御IC4の電源端子Vccに伝達され
る。そして、PWM制御IC4がオンとなって起動し、
出力端子OUTからPWM変調された電圧信号(ゲート
駆動パルス)が出力されるようになる。尚、ここで、P
WM制御IC4は、出力電圧をフィードバック入力され
ているので、これにより、出力電圧を一定に制御する動
作を行っている。
【0013】すると、主スイッチ3が、このPWM制御
IC4から出力されるゲート駆動パルスによってスイッ
チング制御され、ドレイン端子(D)とソース端子
(S)との間の電流、すなわち、DC電源1からトラン
ス2の一次巻線2aを介して流れる電流が交流電流に変
換される。
【0014】すると、トランス2の二次巻線2bにその
巻数に応じた電圧が誘導され、さらに、三次巻線2cに
もその巻数に応じた電圧が誘導される。トランス2の二
次巻線2bの両端に発生した電圧信号は、第1の整流部
43によって整流され、さらに第1の平滑部44によっ
て平滑されて、直流電圧信号として負荷13に印加され
る。
【0015】一方、トランス2の三次巻線2cの両端に
発生した電圧信号は、第2の整流部45と、第2の平滑
部46とによって直流に変換され、副電源電圧として、
端子Qを介して第1のFET5のソース端子(S)に供
給される。ここで、この副電源電圧は、負荷13に印加
される電圧に比例した大きさになっている。
【0016】このようにして起動が完了すると、副電源
電圧が第1のFET5のソース端子(S)に印加される
ようになるため、このソース端子(S)とゲート端子
(G)との電位差がなくなり、第1のFET5がオフと
なる。換言すると、トランス2の一次巻線2aに所定の
電圧が印加されたときに、端子Qに現れる直流電圧によ
って、第1のFET5がオフとなるように、各回路定数
が決められているのである。一方、第1のFET5がオ
フとなるとともに、端子Qに現れる直流電圧がPWM制
御IC4の電源端子(Vcc)に供給されるため、PW
M制御IC4は動作停止することなく、PWM変調され
た電圧信号を出力し続ける。このように、PWM制御I
C4が起動時にのみDC電源1から電源を取得し、定常
時には端子Qから電源の供給を受けることで、導通損失
の発生を防いでいる。
【0017】こうして回路が定常状態になると、分圧抵
抗23,24とシャントレギュレータ22との働きによ
り、フォトカプラ19のLEDがオンとなり、端子Xと
端子Yとの間が導通する。従って、サイリスタ21のゲ
ート−カソード間電圧はLレベルとなり、サイリスタ2
1はオフ状態で維持される。
【0018】ここで、負荷13に印加される電圧が負荷
13の短絡等の原因により低下すると、シャントレギュ
レータ22がフォトカプラ19のLEDへの導通を遮断
することになり、端子X−Y間が導通しないようにな
る。時定数決定手段42により決められた時間が経過し
た後に、サイリスタ21のゲート−カソード間電圧がH
レベルとなり、サイリスタ21がオン状態となる。そし
て、PWM制御IC4の停止信号入力端子(OFF)が
Lレベルとなって、PWM制御IC4のスイッチング動
作がラッチ停止される(交流への変換動作が停止され、
停止状態が維持される)。このようにして、出力低電圧
に対する保護が達成される。尚、起動中にもフォトカプ
ラ19のLEDへの導通が短時間遮断される状況が起こ
り得るが、この場合には、時定数決定部42の働きによ
り、サイリスタ21がオン状態となることがなく、ラッ
チ停止されることはない。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のDC−DCコンバータ装置では、出力低電圧に対す
る保護を実現するために、フォトカプラやシャントレギ
ュレータといった、形状が大きく、コストがかかる部品
を用いており、小型化が困難で、コストを低減できない
という問題点があった。
【0020】本発明は上記実情に鑑みて為されたもの
で、出力低電圧に対する保護を達成しつつ、小型化で
き、コストを低減できるDC−DCコンバータ装置を提
供することを目的とする。
【0021】
【課題を解決するための手段】上記従来例の問題点を解
決するための請求項1記載の発明は、DC−DCコンバ
ータ装置において、直流電源と、前記直流電源が供給す
る電圧を交流の電圧信号に変換する変換回路とを備えた
一次側回路と、前記一次側回路から伝達された交流信号
を整流、平滑して負荷に供給する二次側回路と、前記一
次側回路から伝達された交流信号を整流、平滑して、副
電源電圧として出力する補助整流平滑回路と、を含み、
前記変換回路に対し電源電圧を選択的に供給する電源選
択回路であって、接地電位に対して所定の電位に固定さ
れた制御入力端子と、前記直流電源の電源電圧の供給を
受ける入力端子と、前記副電源電圧の供給を受ける出力
端子と、を具備する第1のトランジスタを含み、この第
1のトランジスタは、前記副電源電圧が所定の電位に達
するまでは、前記入力端子と出力端子とを導通して、出
力端子を介して前記変換回路の電源端子に前記直流電源
からの電源電圧を供給し、前記副電源電圧が所定の電位
を超えると、前記入力端子と出力端子とを導通せずに、
当該副電源電圧をそのまま前記変換回路の電源端子に供
給し、前記副電源電圧が低下すると、前記入力端子と出
力端子とを導通して出力端子を介して前記変換回路の電
源端子に前記直流電源からの電源電圧を供給する電源選
択回路と、前記第1のトランジスタの前記入力端子に接
続されて前記直流電源からの電源電圧を検出し、この電
源電圧を検出すると前記変換回路の変換動作をラッチ停
止させる停止回路とを有することを特徴としている。
【0022】このように、副電源電圧が、二次側回路の
出力電圧に関係(例えば比例)していることを利用し、
この副電源電圧、すなわち一次側回路にある変換手段の
電源電圧を監視することで、フォトカプラ等の形状の大
きい素子を用いることなく、簡易な構成で、負荷の短絡
等による出力電圧の低下を検出して、変換動作を停止さ
せることができ、出力低電圧に対する保護を実現しつ
つ、小型化及びコストの低減を図ることができる。
【0023】
【0024】また、上記従来例の問題点を解決するため
の請求項記載の発明は、請求項に記載のDC−DC
コンバータ装置において、さらに、動作制御端子を備
え、前記動作制御端子に入力される信号に応じて、前記
変換回路の変換動作を停止制御するとともに、当該停止
制御中は、ラッチ停止を防止する動作制御回路を有する
ことを特徴としており、これにより、ラッチ停止を引き
起こすことなく、DC−DCコンバータ装置の遠隔操作
を可能にしている。
【0025】また、上記従来例の問題点を解決するため
の請求項記載の発明は、請求項又はに記載のDC
−DCコンバータ装置において、さらに、前記直流電源
の電源電圧を監視し、当該電源電圧が予め設定された電
圧より低くなると、前記変換回路の変換動作を停止制御
するとともに、当該停止制御中は、ラッチ停止を防止す
る入力低電圧保護回路を有することを特徴としており、
これにより、ラッチ停止を引き起こすことなく、入力低
電圧に対する保護を実現できる。
【0026】さらに、上記従来例の問題点を解決するた
めの請求項記載の発明は、請求項1〜3のいずれかに
記載のDC−DCコンバータ装置において、前記変換回
路は、電源端子と、パルス幅変換の変換動作を停止制御
する制御端子と、パルス幅変換された信号を出力する端
子と、を備えるパルス幅変換制御素子と、前記パルス幅
変換された信号をゲート端子に受けて、ドレイン端子と
ソース端子との間を当該信号に従って導通させ、前記直
流電源の電源電圧を交流信号に変換する主スイッチ素子
とを備え、前記停止回路は、前記第1のトランジスタの
入力端子に流れる電流信号の入力を受けると、前記変換
回路の制御端子に停止制御の信号を供給する第2のトラ
ンジスタを含むことを特徴としている。
【0027】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照しながら説明する。
【0028】本発明の実施の形態に係るDC−DCコン
バータ装置は、二次側回路の電圧信号をフォトカプラを
用いて一次側回路に伝達する代わりに、二次側回路の電
圧信号に関係し、一次側回路に入力される電圧信号を監
視して、変換の処理を停止するもので、形状が大きく、
コストのかかる部品を用いることなく、出力低電圧に対
する保護を実現する。
【0029】本発明の実施の形態に係るDC−DCコン
バータ装置は、図1に示すように、直流(DC)電源1
と、トランス2と、ラッチ停止部50と、PWM変調部
40と、電源選択部41と、第1の整流部43と、第1
の平滑部44と、第2の整流部45と、第2の平滑部4
6とから構成されている。ここで、PWM変調部40
と、電源選択部41と、第1の整流部43と、第1の平
滑部44と、第2の整流部45と、第2の平滑部46と
は、従来のものと同様であるので、詳細な説明を省略す
る。尚、電源選択部41の第1のFET5が、本発明の
第1のトランジスタに相当し、ここでは制御入力端子が
ゲート端子(G)に、入力端子がドレイン端子(D)
に、出力端子がソース端子(S)にそれぞれ対応してい
る。この第1のFET5は、バイポーラトランジスタで
あっても構わない。
【0030】ここで、DC電源1と、トランス2の一次
巻線2aと、PWM変調部40と、ラッチ停止部50
と、電源選択部41とが本発明の一次側回路に相当し、
第1の整流部43と、第1の平滑部44とが本発明の二
次側回路に相当し、第2の整流部45と、第2の平滑部
46とが本発明の補助整流平滑回路に相当している。ま
た、ラッチ停止部50が、本発明の監視手段及び変換動
作を停止させる手段又は停止回路に相当し、PWM変調
部40が本発明の変換手段又は変換回路に相当し、電源
選択部41が、電源選択回路に相当する。
【0031】ラッチ停止部50は、PNPトランジスタ
25と、第3のFET(NチャネルMOSFET)26
と、抵抗器27,28,29と、コンデンサ30とから
構成されている。このラッチ停止部50のPNPトラン
ジスタ25のベース端子(B)は、電源選択部41の第
1のFET5のドレイン端子(D)に抵抗器29を介し
て接続され、PNPトランジスタ25のエミッタ端子
(E)は、DC電源1の正極側に接続されている。ま
た、このPNPトランジスタ25のコレクタ端子(C)
は、抵抗器27を介して、抵抗器28の一端と、コンデ
ンサ30の一端と、第3のFET26のゲート端子
(G)とに接続されている。また、抵抗器28と、コン
デンサ30との他端は、それぞれDC電源1の負極側
(GND)に接続されている。さらに、第3のFET2
6のドレイン端子(D)は、PWM変調部40のPWM
制御IC4の動作制御入力端子(OFF)に接続され、
ソース端子(S)は、GNDに接続されている。尚、こ
のPNPトランジスタ25が本発明の第2のトランジス
タに相当している。また、ここではPNPトランジスタ
としているが、本発明の第2のトランジスタは、MOS
FETであっても構わない。
【0032】ここで、本発明の特徴部分であるラッチ停
止部50の動作を説明すると、このラッチ停止部50
は、PNPトランジスタ25のベース端子(B)により
電源選択部41がDC電源1からの電源電圧を選択的に
PWM制御IC4に供給していることを検出し、PNP
トランジスタ25のエミッタ端子(E)とコレクタ端子
(C)との間を導通し、抵抗器27とコンデンサ30と
で決定されている時定数が経過すると、第3のFET2
6を導通してPWM制御IC4の動作制御端子(OF
F)をLレベルに設定する。
【0033】次に、本発明の実施の形態に係るDC−D
Cコンバータ装置の動作について説明する。まず、起動
時は、第1のFET5のソース端子(S)には補助整流
平滑回路からの副電源電圧が供給されておらず、ゲート
端子(G)の電位は、ツェナーダイオード8により、G
NDに対して所定のツェナー電位に固定されているか
ら、ソース端子(S)とゲート端子(G)との間の電位
差が発生してドレイン端子(D)とソース端子(S)と
の間が導通し、抵抗器6を介して、DC電源1の電源電
圧がPWM制御IC4の電源端子Vccに供給される。
そして、PWM制御IC4が信号出力端子(OUT)か
らPWM制御された信号を出力し、この信号によって、
主スイッチ3がトランス2の一次巻線2aを流れる電流
を交流電流に変換する。
【0034】このとき、抵抗器29を介してPNPトラ
ンジスタ25がオンの状態になり、エミッタ端子(E)
からコレクタ端子(C)に電流が流れるが、抵抗器27
とコンデンサ30とで決定される時定数により、第3の
FET26のゲート端子(G)と、ソース端子(S)と
の電位差は十分なものに達しない。従って、第3のFE
T26は、オフ状態に維持される。
【0035】一方、一次巻線2aを流れる電流によっ
て、二次巻線2bに誘導電流が発生し、さらに、三次巻
線2cにも誘導電流が発生するようになる。そして、二
次巻線2bに発生した誘導電流が第1の整流部43で整
流され、第1の平滑部44で平滑化されて、負荷13に
供給される。
【0036】さらに、三次巻線に発生した誘導電流は、
第2の整流部45で整流され、第2の平滑部46で平滑
化されて、端子Qを介して第1のFET5のソース端子
(S)に導通されて、第1のFET5のソース端子
(S)に副電源電圧が供給される。ここで、この端子Q
に現れる副電源電圧は、端子Pに現れる電圧とほぼ比例
関係にあることが知られている。
【0037】従って、第1のFET5のソース端子
(S)とゲート端子(G)との電位差が小さくなって第
1のFET5がオフ状態となり、補助整流平滑回路によ
って生成された副電源電圧がそのまま、PWM制御IC
4の電源電圧Vccに供給されるようになる。
【0038】このようにして、起動が完了し、定常状態
になると、第1のFET5がオフとなることから抵抗器
6を介して流れる電流もなくなり、従って抵抗器29を
介してPNPトランジスタ25がオフ状態に制御され、
エミッタ端子(E)とコレクタ端子(C)との間の導通
が遮断されるため、第3のFET26がオフ状態に維持
されたままになる。
【0039】次に、定常時に負荷13の短絡等、二次側
回路の出力電圧が所定電位より低下した場合の本実施の
形態のDC−DCコンバータ装置の動作について説明す
る。定常時に、負荷13の短絡等の原因により、二次側
回路の出力電圧が低下し、それに比例して補助整流平滑
回路の端子Qに現れる電位が低下すると、第1のFET
5のソース端子(S)とゲート端子(G)との電位差が
現れるので、この第1のFET5がオン状態となり、ド
レイン端子(D)とソース端子(S)との間が導通して
抵抗器6を介して電流が流れるようになる。すると、抵
抗器29を介してPNPトランジスタ25がオン状態と
なり、エミッタ端子(E)からコレクタ端子(C)の間
に電流が流れるようになる。この状態が抵抗器27とコ
ンデンサ30とで決定される時定数を超えて持続する
と、第3のFET26のゲート端子(G)の電位が上昇
して、第3のFET26がオン状態となり、PWM制御
IC4の動作制御入力端子(OFF)がGNDに接続さ
れた状態(Lレベル)となって、PWM制御IC4がP
WM変調された信号を出力しないようになる。従って、
主スイッチ3のスイッチング動作が停止して、交流への
変換動作が停止され、二次側回路への電源の伝達がなく
なり、負荷13への電源供給が断たれるとともに、副電
源電圧の出力もなくなるので、PNPトランジスタ25
のオン状態が維持され、回路がラッチ停止する。
【0040】このように、本実施の形態に係るDC−D
Cコンバータ装置によれば、フォトカプラやシャントレ
ギュレータ等の形状の大きい回路素子を用いることな
く、出力低電圧に対する保護を実現できる。
【0041】さらに、外部からリモート制御の信号の入
力を受けて、PWM制御IC4の動作を停止させる回路
を付加するとともに、DC電源1の電源電圧が低下した
ときにも、PWM制御IC4の動作を停止する回路を付
加してもよいので、以下、かかる回路を付加した本実施
形態のDC−DCコンバータ装置について、図2を参照
しつつ説明する。
【0042】このようなDC−DCコンバータ装置は、
図2に示すように、DC電源1と、トランス2と、ラッ
チ停止部50と、PWM変調部40と、電源選択部41
と、第1の整流部43と、第1の平滑部44と、第2の
整流部45と、第2の平滑部46と、動作制御部51
と、入力低電圧保護部52とから構成されている。ここ
で、動作制御部51が請求項にいう動作制御回路に相当
し、入力低電圧保護部52が入力低電圧保護回路に相当
する。尚、DC電源1と、トランス2と、ラッチ停止部
50と、PWM変調部40と、電源選択部41と、第1
の整流部43と、第1の平滑部44と、第2の整流部4
5と、第2の平滑部46とは、図1を用いて説明したも
のと同様であるので、詳細な説明を省略する。
【0043】動作制御部51は、抵抗器36,37と、
NPNトランジスタ38と、ダイオード39とから構成
されており、入力低電圧保護部52は、分圧抵抗31,
32と、基準電源33と、オペアンプ34と、抵抗器3
5とから構成されている。
【0044】この動作制御部51のNPNトランジスタ
38のコレクタ端子(C)は、抵抗器37を介して電源
選択部41の第1のFET5のドレイン端子(D)と、
PWM変調部40のPWM制御IC4の動作制御端子
(OFF)と、ダイオード39のカソード端子(K)と
に接続され、エミッタ端子(E)は、GNDに接続さ
れ、ベース端子(B)は、抵抗器36を介してリモート
入力端子(リモート)に接続されている。また、ダイオ
ード39のアノード端子(A)は、電源選択部41の第
1のFETのゲート端子(G)に接続されている。
【0045】また、入力低電圧保護部52のオペアンプ
34の出力端子は、抵抗器35を介して動作制御部51
のNPNトランジスタ38のベース端子(B)に接続さ
れ、非反転入力端子(+)は、基準電源33の正極側に
接続され、反転入力端子(−)は、分圧抵抗31の一端
と、分圧抵抗32の一端とに接続されている。分圧抵抗
31の他端は、DC電源1の正極側に接続され、分圧抵
抗32の他端は、DC電源1の負極側(GND)に接続
されている。さらに基準電源33の負極側は、GNDに
接続されている。
【0046】ここで、動作制御部51の動作について説
明する。まず、リモート入力端子がLレベルに設定され
ている間は、NPNトランジスタ38がオフになるた
め、コレクタ端子(C)とエミッタ端子(E)との間が
導通せず、図1で説明した回路の動作に何ら影響を与え
ないことになる。一方、リモート入力端子がHレベルに
設定されると、NPNトランジスタ38がオンになるた
め、コレクタ端子(C)とエミッタ端子(E)との間が
導通し、PWM制御IC4の動作制御入力端子(OF
F)がLレベルとなり、PWM制御IC4がPWM制御
された信号を出力しないようになり、主スイッチ3によ
る交流変換の動作が停止して、負荷13に電源電圧が供
給されないようになる。このとき、PNPトランジスタ
25がオンになるが、ダイオード39の働きにより、コ
ンデンサ30の電荷を引き抜くため、リモート入力端子
からの入力により回路の動作が停止している間にラッチ
停止状態となることはない。すなわち、このダイオード
39が停止制御中のラッチ停止を防止する回路に相当す
る。
【0047】また、ここで、入力低電圧保護部52の動
作について説明する。まず、DC電源1が所定の電源電
圧を維持している間は、分圧抵抗31,32により分圧
され、オペアンプ34の反転入力端子に供給される電位
と、基準電源33により、オペアンプ34の非反転入力
端子に供給される電圧の電位とはほぼ等価になって、オ
ペアンプ34の出力はLレベルとなる。このため、動作
制御部51のNPNトランジスタ38をオンにすること
がなく、従って、他の回路要素の動作に影響を与えるこ
とがない。
【0048】一方、DC電源1の電源電圧が低下する
と、オペアンプ34の反転入力端子に供給される電圧の
電位が、反転入力端子に基準電源33から供給される電
圧の電位より低くなり、オペアンプ34の出力はHレベ
ルとなるため、抵抗器35を介して、NPNトランジス
タ38がオンに制御されて、動作制御部51において説
明したのと同様に、負荷13に電源電圧が供給されない
ようになる。尚、この場合にもPNPトランジスタ25
がオンになるが、ダイオード39の働きにより、コンデ
ンサ30の電荷を引き抜くため、リモート入力端子から
の入力により回路の動作が停止している間にラッチ停止
状態となることはない。
【0049】尚、リモート入力端子からの制御が必要な
く、入力低電圧保護部52を設けたい場合には、抵抗器
37と、抵抗器36とは不要になる。
【0050】さらに、図1及び図2に示した本実施の形
態のDC−DCコンバータ装置は、フォワードコンバー
タのみならず、フライバックコンバータとすることもで
きる。この場合には、図3に示すように、第1,第2の
整流回路43,45は、各々一つのダイオード9,14
から構成され、第1,第2の平滑回路44,46は、各
々一つのコンデンサ12,17から構成されることにな
る。
【0051】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、一次側回
側に設けられ、直流電源からの電圧を交流の電圧信号
に変換する変換回路が、電源選択回路の働きにより、起
動時には直流電源から電源電圧の供給を受け、定常時に
は補助整流平滑回路から副電源電圧の供給を受けている
ときに、停止回路が副電源電圧を監視して、副電源電圧
が低下すると、変換回路の変換動作をラッチ停止する
C−DCコンバータ装置としているので、二次側回路の
状態を一次側回路に伝達する必要がないため、形状が小
さく、コストの低い素子を利用して出力低電圧に対する
保護を実現しつつ、小型化でき、コストを低減できる。
【0052】
【0053】また、請求項記載の発明によれば、動作
制御回路が動作制御入力端子に入力される信号に応じ
て、変換回路の変換動作を停止制御するとともに、停止
制御中はラッチ停止を防止するDC−DCコンバータ装
置としているので、ラッチ停止を引き起こすことなく、
DC−DCコンバータ装置を遠隔操作できる。
【0054】また、請求項記載の発明によれば、入力
低電圧保護回路が、直流電源の電源電圧を監視し、予め
設定された電圧よりも低くなると、変換回路の変換動作
を停止制御するとともに、停止制御中はラッチ停止を防
止するDC−DCコンバータ装置としているので、ラッ
チ停止を引き起こすことなく、入力低電圧に対する保護
を実現できる。
【0055】さらに、請求項記載の発明によれば、停
止回路が、トランジスタで実現されたDC−DCコンバ
ータ装置としているので、出力低電圧に対する保護を実
現しつつ、小型化でき、コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態に係るDC−DCコンバ
ータ装置の回路図である。
【図2】 本発明の実施の形態に係るDC−DCコンバ
ータ装置の回路図である。
【図3】 本発明の実施の形態に係るDC−DCコンバ
ータ装置の回路図である。
【図4】 従来のDC−DCコンバータ装置の回路図で
ある。
【符号の説明】
1 DC電源、2 トランス、3 主スイッチ、4 P
WM制御IC、5 第1のFET、6,7,18,2
3,24,27,28,29,31,32,35,3
6,37 抵抗器、8 ツェナーダイオード、9,1
0,14,15,39ダイオード、11,16 チョー
クコイル、12,17,20,30 コンデンサ、13
負荷、19 フォトカプラ、21 サイリスタ、22
シャントレギュレータ、25 PNPトランジスタ、
26 第3のFET、33 基準電源、34 オペアン
プ、38 NPNトランジスタ、40 PWM変調部、
41電源選択部、42 時定数決定部、43 第1の整
流部、44 第1の平滑部、45 第2の整流部、46
第2の平滑部、50 ラッチ停止部、51 動作制御
部、52 入力低電圧保護部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−308237(JP,A) 特開 平8−234852(JP,A) 特開 平7−298483(JP,A) 特開 平11−168883(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 3/28

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電源と、前記直流電源が供給する電
    圧を交流の電圧信号に変換する変換回路とを備えた一次
    側回路と、 前記一次側回路から伝達された交流信号を整流、平滑し
    て負荷に供給する二次側回路と、 前記一次側回路から伝達された交流信号を整流、平滑し
    て、副電源電圧として出力する補助整流平滑回路と、 を含み、 前記変換回路に対し電源電圧を選択的に供給する電源選
    択回路であって、接地電位に対して所定の電位に固定さ
    れた制御入力端子と、前記直流電源の電源電圧の供給を
    受ける入力端子と、前記副電源電圧の供給を受ける出力
    端子と、を具備する第1のトランジスタを含み、この第
    1のトランジスタは、前記副電源電圧が所定の電位に達
    するまでは、前記入力端子と出力端子とを導通して、出
    力端子を介して前記変換回路の電源端子に前記直流電源
    からの電源電圧を供給し、前記副電源電圧が所定の電位
    を超えると、前記入力端子と出力端子とを導通せずに、
    当該副電源電圧をそのまま前記変換回路の電源端子に供
    給し、前記副電源電圧が低下すると、前記入力端子と出
    力端子とを導通して出力端子を介して前記変換回路の電
    源端子に前記直流電源からの電源電圧を供給する電源選
    択回路と、前記第1のトランジスタの前記入力端子に接続されて前
    記直流電源からの電源電圧を検出し、この電源電圧を検
    出すると 前記変換回路の変換動作をラッチ停止させる停
    止回路とを有することを特徴とするDC−DCコンバー
    タ装置。
  2. 【請求項2】 請求項に記載のDC−DCコンバータ
    装置において、さらに、 動作制御端子を備え、前記動作制御端子に入力される信
    号に応じて、前記変換回路の変換動作を停止制御すると
    ともに、当該停止制御中は、ラッチ停止を防止する動作
    制御回路を有することを特徴とするDC−DCコンバー
    タ装置。
  3. 【請求項3】 請求項又はに記載のDC−DCコン
    バータ装置において、さらに、 前記直流電源の電源電圧を監視し、当該電源電圧が予め
    設定された電圧より低くなると、前記変換回路の変換動
    作を停止制御するとともに、当該停止制御中は、ラッチ
    停止を防止する入力低電圧保護回路を有することを特徴
    とするDC−DCコンバータ装置。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の
    DC−DCコンバータ装置において、 前記変換回路は、電源端子と、パルス幅変換の変換動作
    を停止制御する制御端子と、パルス幅変換された信号を
    出力する端子と、を備えるパルス幅変換制御素子と、前
    記パルス幅変換された信号をゲート端子に受けて、ドレ
    イン端子とソース端子との間を当該信号に従って導通さ
    せ、前記直流電源の電源電圧を交流信号に変換する主ス
    イッチ素子とを備え 前記停止回路は、前記第1のトランジスタの入力端子に
    流れる電流信号の入力を受けると、前記変換回路の制御
    端子に停止制御の信号を供給する第2のトランジスタを
    含むことを特徴とするDC−DCコンバータ装置。
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