JP3496525B2 - Power supply - Google Patents

Power supply

Info

Publication number
JP3496525B2
JP3496525B2 JP19471698A JP19471698A JP3496525B2 JP 3496525 B2 JP3496525 B2 JP 3496525B2 JP 19471698 A JP19471698 A JP 19471698A JP 19471698 A JP19471698 A JP 19471698A JP 3496525 B2 JP3496525 B2 JP 3496525B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
circuit
switching element
output
power supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP19471698A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2000032743A (en
Inventor
和吉 佃
勝己 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
Priority to JP19471698A priority Critical patent/JP3496525B2/en
Publication of JP2000032743A publication Critical patent/JP2000032743A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3496525B2 publication Critical patent/JP3496525B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、入力直流電圧をス
イッチング素子のオンオフ動作によって定電圧化して出
力する電源装置に関するものである。 【0002】 【従来の技術】従来より、図6に示すように、商用電源
よりなる交流電源Vsを整流回路DBにより整流して得
られた入力直流電圧を定電圧化して負荷3へ供給する直
流電源回路2を備えた電源装置が提案されている。ここ
に、交流電源Vsと整流回路DBとの間にはローパスフ
ィルタ回路Fが挿入されている。また、直流電源回路2
は、整流回路DBの直流出力端間に接続されるリアクト
ルCHとスイッチング素子Q1と抵抗R4との直列回路
と、スイッチング素子Q1と抵抗R4との直列回路に並
列接続されるダイオードD1と平滑コンデンサCとの直
列回路と、スイッチング素子Q1のオンオフを制御する
制御回路10とを備えている。なお、この直流電源回路
2は、電流境界モードで動作する昇圧チョッパ回路であ
って、入力電流の高調波抑制回路としてのアクティブフ
ィルタ回路としても機能する。 【0003】制御回路10は、スイッチング素子Q1と
抵抗R4との接続点がIs端子に接続されており、スイ
ッチング素子Q1に流れる電流を検出でき、また、整流
回路DBの直流出力端の高電位側に一端が接続された抵
抗R1と抵抗R2との直列回路における両抵抗R1,R
2の接続点がVML端子に接続され、整流回路DBの出力
電圧をモニタでき、また、リアクトルCHの二次巻線が
抵抗R3を介してVZ0端子に接続され、リアクトルCH
に流れる電流がゼロになる点を検出できるようになって
いる。なお、抵抗R1と抵抗R2との直列回路により入
力電圧検出回路を構成している。 【0004】次に、図6に示す電源装置の動作を説明す
る。ただし、以下では、スイッチング素子Q1に流れる
電流をIQ、ダイオードD1に流れる電流をID、リアク
トルCHに流れる電流をIL、リアクトルCHのリアク
タンスをL、整流回路DBの直流出力端間の電圧(つま
り、直流電源回路2の入力電圧)をei、平滑コンデン
サCの両端電圧(つまり、直流電源回路2の出力電圧)
をeoとして説明する。 【0005】スイッチング素子Q1がオンすると、スイ
ッチング素子Q1にはIQ=(ei/L)×t(ただし、
tはスイッチング素子Q1がオンとなった時点からの時
間)の電流が流れる。制御回路10は、電流IQのピー
ク値が入力電圧検出回路により検出した電圧波形に比例
するようにスイッチング素子Q1をオフする。スイッチ
ング素子Q1がオフするとリアクトルCHに蓄えられた
エネルギはダイオードD1を介して放出される。すなわ
ち、−(eo−ei)/Lの傾きでダイオードD1に電流
Dが流れる。その後、制御回路10は、VZ0端子の電
圧が一定電圧以下になったことを検出することによりリ
アクトルCHに流れる電流ILがゼロになったことを検
出すると、スイッチング素子Q1をオンさせる。つま
り、電流境界モードで動作する。以上の動作を繰り返す
ことにより、リアクトルCHには図7(a)に実線で示
すような電流ILが流れ(電流ILはスイッチング素子Q
1がオンの期間はIQに等しく、スイッチング素子Q1
がオフの期間はIDに等しい)、スイッチング素子Q1
は図7(b)に示すようにオンオフされる。なお、交流
電源Vsと整流回路DBとの間にローパスフィルタFを
挿入してあるので、入力電流は図7(a)に一点鎖線で
示すような波形となり、力率が極めて1に近くなる。 【0006】また、図6の電源装置は、抵抗R5と抵抗
R6との直列回路よりなり抵抗R5の一端がダイオード
D1と平滑コンデンサCとの接続点に接続された出力電
圧検出回路を備えており、両抵抗R5,R6の接続点が
制御回路10のVmon端子に接続されている。つまり、
直流電源回路2の出力電圧を抵抗R5と抵抗R6とで分
圧した電圧が制御回路10のVmon端子に入力されるよ
うになっている。制御回路10は、Vmon端子に入力さ
れる電圧が基準電圧Vrefと一致するように、つまり、
直流電源回路2の出力電圧eoが一定になるようにスイ
ッチング素子Q1のデューティ比を制御する。 【0007】ところで、上記電源装置において、何らか
の理由により出力電圧検出回路の抵抗R5が開放状態と
なった場合、Vmon=0となるが、制御回路10はVmon
=V refとなるように動作するので、直流電源回路2の
出力電圧eoが上昇し、平滑コンデンサCに過電圧がか
かり平滑コンデンサCが破壊する(平滑コンデンサCの
安全弁が動作する)恐れがある。この種の不具合の発生
を防止するために、図6の電源装置では、出力電圧eo
が設定された電圧以上に上昇したときにスイッチング素
子Q1のオンオフ動作を停止させる過電圧防止回路2
0’が設けられている。過電圧防止回路20’は、出力
電圧eoを抵抗R7と抵抗R8で分圧した電圧が非反転
入力端に入力されるコンパレータCPと、制御回路10
の電源たる制御電源Vccと制御回路10のVcc端子との
間に挿入されベースがコンパレータCPの出力端に接続
されたトランジスタQ2とを備えており、抵抗R8の両
端電圧が基準電圧VA以上になると、コンパレータCP
の出力がハイレベルとなり、スイッチング素子Q2がオ
フし、制御回路10のVcc端子への電源供給が停止され
て昇圧動作を停止する。すなわち、過電圧防止回路2
0’を設けたことにより、抵抗R5が開放状態となって
も平滑コンデンサCが破壊されるのを防止することがで
きるのである。 【0008】 【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の昇圧
チョッパ回路(直流電源回路2)の出力電圧eoは図8
に実線で示すように商用周波数の2倍の周波数のリップ
ルを含むので、正常動作時の昇圧チョッパ回路の出力電
圧eoの変動範囲における最大値をEH、最小値をEL
平滑コンデンサCの耐電圧をEmaxとすると、過電圧防
止回路20’をEHよりも大きく且つEmaxよりも小さな
所定電圧で動作するように設計する必要がある。したが
って、基準電圧VAの最小値及び最大値をそれぞれVA
min,VAm axとし、抵抗R7の抵抗値の最小値及び最大
値をそれぞれR7min,R7maxとし、抵抗R8の抵抗値
の最小値及び最大値をそれぞれR8min,R8maxとする
と、次の2式を満足するように、抵抗値や基準電圧を設
定する必要がある。 VAmax×(R7max+R8min)/R8min>EH VAmin×(R7min+R8max)/R8max<Emax 要するに、上記従来の電源装置における過電圧防止回路
20’は、部品ばらつきに対して設計的な制約が大き
く、またコストアップが大きいという問題がある。 【0009】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、簡単な構成で出力電圧の異常な上昇
を抑制することができる電源装置を提供することにあ
る。 【0010】 【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、上記
目的を達成するために、スイッチング素子を含み前記ス
イッチング素子をオンオフすることによって入力直流電
圧を定電圧化して出力する直流電源回路と、直流電源回
路の出力電圧を検出する出力電圧検出回路と、出力電圧
検出回路による検出出力に応じて前記出力電圧が基準電
圧に一致するようにスイッチング素子のオンオフを制御
する制御手段と、出力電圧検出回路による検出電圧が前
記基準電圧よりも小さく設定された所定値よりも低下し
たときに前記スイッチング素子をオフ状態に保持する過
電圧防止手段とを備え、前記入力直流電圧は交流電源を
整流回路により整流することによって発生し、直流電源
回路は、整流回路の出力端間に接続されたリアクトルと
ダイオードとコンデンサとの直列回路と、リアクトルと
ダイオードとの接続点と整流回路の低電位側端との間に
挿入された前記スイッチング素子と、リアクトルに流れ
る電流を検出する電流検出手段と、リアクトルに流れる
電流がゼロになる度に前記スイッチング素子をオンさせ
る手段とを備えた昇圧チョッパ回路であって、過電圧防
止手段は、しきい値電圧が前記基準電圧よりも小さく且
つ制御電極に前記出力電圧に比例した電圧が印加される
MOSFETからなる3端子スイッチ素子を備え、前記
3端子スイッチ素子がオフしたときに前記スイッチング
素子をオフさせるようにし、出力電圧検出回路による検
出電圧が前記基準電圧よりも小さく設定された所定値よ
りも低下したときに電流検出手段による検出出力をバイ
アスすることにより前記スイッチング素子をオフ状態に
保持することを特徴とするものであり、出力電圧検出回
路の一部が開放状態になって出力電圧検出回路による検
出電圧が前記所定値よりも低下すると、過電圧防止手段
によって電流検出手段による検出出力にバイアスがかか
って前記スイッチング素子がオフ状態に保持されるの
で、従来に比べて簡単な構成で出力電圧の異常な上昇を
防止することができる。 【0011】 【0012】 【0013】 【0014】 【発明の実施の形態】まず、本発明の基本概念を図5を
参照して説明する。本発明は、直流電源回路2のスイッ
チング素子Q1のオンオフを制御する制御回路10と、
抵抗R5と抵抗R6との直列回路よりなる出力電圧検出
回路と、抵抗R5と抵抗R6との接続点の電位と所定値
Vsとを比較して前記電位が所定値Vsよりも低下する
と制御回路10によるスイッチング素子Q1のオンオフ
制御を停止させる過電圧防止回路20とを備えている。
なお、従来構成と同様の構成要素には同一の符号を付し
て説明を省略する。 【0015】(実施形態1)本実施形態の基本構成は従
来構成と略同じであって、図1に示すような過電圧防止
回路20を備えている点が相違する。すなわち、本実施
形態における過電圧防止回路20は、抵抗R10とMO
SFETよりなる3端子スイッチ素子Q3(以下、スイ
ッチング素子Q3と称す)との直列回路が制御電源Vcc
に接続され、抵抗R10とスイッチング素子Q3との接
続点がダイオードD2を介して制御回路10のVZ0端子
に接続され、スイッチング素子Q3のゲートが抵抗R5
と抵抗R6との接続点に接続されている。つまり、制御
回路10のVmon端子とスイッチング素子Q3のゲート
とが接続されている。なお、従来構成と同様の構成要素
には同一の符号を付して説明を省略する。 【0016】いま、出力電圧検出回路の抵抗R5が開放
状態になった場合を考える。抵抗R5が開放状態になる
と制御回路10のVmon端子に入力される電圧がゼロと
なり、仮に過電圧防止回路20を備えていないと直流電
源回路20の出力電圧eoが上昇し平滑コンデンサCが
破壊する恐れがある。しかしながら、本実施形態では、
上述の過電圧防止回路20を備えているので、抵抗R5
が開放状態になると、スイッチング素子Q3のゲート電
圧が低下してスイッチング素子Q3がオフし、制御電源
ccが抵抗R10、ダイオードD2を介して制御回路1
0のVZ0端子に印加されるので、リアクトルCHの二次
巻線による検出電圧にバイアスがかかってVZ0端子の入
力電圧がゼロにならず、結果的に制御回路10のDO端
子からオン信号が出力されなくなり、スイッチング素子
Q1のオフ状態が保持され、直流電源回路20のチョッ
パ動作が停止する。ここで、過電圧防止回路20のスイ
ッチング素子Q3のゲート電圧のしきい値Vthは制御回
路10の基準電圧Vrefよりも小さく(Vth<Vref)設
定する必要がある。また、交流電源Vsの実効値をVin
とすると、電源投入時には直流電源回路20がチョッパ
動作を開始できるように次式を満足する必要がある。 Vin ×21/2×R6/(R5+R6)>Vth 本実施形態では、従来例の過電圧防止回路20’(図6
参照)を設ける代わりに、抵抗R10、スイッチング素
子Q3、ダイオードD2の3つの部品のみの簡単な回路
構成にて低コストで抵抗R5が短絡状態となったときの
平滑コンデンサCの両端電圧の異常な上昇を防止するこ
とができ、結果として負荷3に対する悪影響を阻止する
ことができる。また、従来例の過電圧防止回路20’に
比べて部品ばらつきに対する設計的な制約を少なくする
ことができる。 【0017】 (参考例1) 本参考例の 基本構成は実施形態1と略同じであって、過
電圧防止回路20を図2に示すような回路構成にした点
に特徴がある。本参考例の電源装置は、実施形態1の過
電圧防止回路20における3端子スイッチ素子Q3(ス
イッチング素子Q3)としてMOSFETの代わりにバ
イポーラトランジスタを用い、抵抗R6を抵抗R6aと
抵抗R6bとに分割し(2つ以上に分割してもよい)、
スイッチング素子Q3のベースと制御回路10のV
mon端子との間に上記抵抗R6aを挿入したものであ
る。本参考例では、正常動作における電源投入時にスイ
ッチング素子Q3が確実にオンできるように抵抗R6
a,R6bの抵抗値を決める必要がある。なお、本参考
例の基本動作は実施形態1と略同じなので説明を省略す
る。 【0018】 (参考例2) ところで、上記実施形態では、電流境界モードで制御す
る昇圧チョッパ回路を備えた電源装置について説明した
が、図3に示すように、抵抗R5と抵抗R6との接続点
の電圧を制御回路10へフィードバックしてスイッチン
グ素子Q1をオンオフ制御し平滑コンデンサCの両端に
直流電圧を発生するスイッチング電源回路2aを備えて
いればよい。図3に示す例では、抵抗R10とスイッチ
ング素子Q3との接続点がベースに接続されコレクタが
制御回路10のドライブ出力端子DOとスイッチング素
子Q1との間に接続されたスイッチング素子Q4を備え
ている。しかして、出力電圧検出回路の抵抗R5が開放
状態になると、MOSFETよりなるスイッチング素子
Q3のゲート電圧が低下してスイッチング素子Q3がオ
フし、スイッチング素子Q4がオンするので、スイッチ
ング電源回路2aのスイッチング素子Q1をオフ状態に
保持することができ、平滑コンデンサCの両端電圧が異
常に上昇するのを防止することができる。 【0019】 (参考例3) ところで、実施形態1及び参考例1では、電流境界モー
ドで制御する昇圧チョッパ回路を備えた電源装置につい
て説明したが、図4に示すように、抵抗R5と抵抗R6
との接続点の電圧を制御回路10へフィードバックして
スイッチング素子Q1をオンオフ制御し平滑コンデンサ
Cの両端に直流電圧を発生するDC−DCコンバータ2
a’を備えていればよい。図4に示す例では、制御回路
10がVmon端子の入力電圧に基づいてのみスイッチ
ング素子Q1を制御する点と、制御電源Vccと制御回
路10のVcc端子との間に挿入されるスイッチング素
子Q5と、抵抗R10とスイッチング素子Q3との接続
点がベースに接続されコレクタにスイッチング素子Q5
のベースが接続されエミッタがグランドに接続されたス
イッチング素子Q4とを備えた点が実施形態1及び参考
例1と相違する。本参考例では、出力電圧検出回路の抵
抗R5が開放状態になると、スイッチング素子Q3がオ
フし、スイッチング素子Q4がオンするので、制御回路
10への制御電源Vccからの電源供給が遮断され、ス
イッチング素子Q1がオフ状態に保持されるから、平滑
コンデンサCの両端電圧が異常に上昇することを防止す
ることができる。 【0020】 【発明の効果】請求項1の発明は、スイッチング素子を
含み前記スイッチング素子をオンオフすることによって
入力直流電圧を定電圧化して出力する直流電源回路と、
直流電源回路の出力電圧を検出する出力電圧検出回路
と、出力電圧検出回路による検出出力に応じて前記出力
電圧が基準電圧に一致するようにスイッチング素子のオ
ンオフを制御する制御手段と、出力電圧検出回路による
検出電圧が前記基準電圧よりも小さく設定された所定値
よりも低下したときに前記スイッチング素子をオフ状態
に保持する過電圧防止手段とを備え、前記入力直流電圧
は交流電源を整流回路により整流することによって発生
し、直流電源回路は、整流回路の出力端間に接続された
リアクトルとダイオードとコンデンサとの直列回路と、
リアクトルとダイオードとの接続点と整流回路の低電位
側端との間に挿入された前記スイッチング素子と、リア
クトルに流れる電流を検出する電流検出手段と、リアク
トルに流れる電流がゼロになる度に前記スイッチング素
子をオンさせる手段とを備えた昇圧チョッパ回路であっ
て、過電圧防止手段は、しきい値電圧が前記基準電圧よ
りも小さく且つ制御電極に前記出力電圧に比例した電圧
が印加されるMOSFETからなる3端子スイッチ素子
を備え、前記3端子スイッチ素子がオフしたときに前記
スイッチング素子をオフさせるようにし、出力電圧検出
回路による検出電圧が前記基準電圧よりも小さく設定さ
れた所定値よりも低下したときに電流検出手段による検
出出力をバイアスすることにより前記スイッチング素子
をオフ状態に保持するので、出力電圧検出回路の一部が
開放状態になって出力電圧検出回路による検出電圧が前
記所定値よりも低下すると、過電圧防止手段によって電
流検出手段による検出出力にバイアスがかかって前記
イッチング素子がオフ状態に保持されるから、従来に比
べて簡単な構成で出力電圧の異常な上昇を防止すること
ができるという効果がある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
Constant voltage is output by the on / off operation of the switching element.
The present invention relates to a power supply device. [0002] 2. Description of the Related Art Conventionally, as shown in FIG.
Rectified by the rectifier circuit DB
The input DC voltage is converted to a constant voltage and supplied to the load 3.
A power supply device provided with a power supply circuit 2 has been proposed. here
In addition, a low-pass filter is provided between the AC power supply Vs and the rectifier circuit DB.
The filter circuit F is inserted. In addition, the DC power supply circuit 2
Is a reactor connected between the DC output terminals of the rectifier circuit DB.
Series circuit of the channel CH, the switching element Q1, and the resistor R4.
And a series circuit of the switching element Q1 and the resistor R4.
The direct connection between the column-connected diode D1 and the smoothing capacitor C
Controlling ON / OFF of the column circuit and the switching element Q1
And a control circuit 10. This DC power supply circuit
2 is a boost chopper circuit operating in the current boundary mode.
Therefore, the active filter as a harmonic suppression circuit of the input current
Also functions as a filter circuit. The control circuit 10 includes a switching element Q1
The connection point with the resistor R4 is connected to the Is terminal,
The current flowing through the switching element Q1 can be detected, and
A resistor whose one end is connected to the high potential side of the DC output terminal of the circuit DB.
Both resistors R1, R in a series circuit of an anti-R1 and a resistor R2.
Connection point 2 is VMLConnected to terminal, output of rectifier circuit DB
The voltage can be monitored and the secondary winding of reactor CH
V through the resistor R3Z0Connected to terminal, reactor CH
To detect the point where the current flowing through
I have. Note that the input is made by a series circuit of the resistor R1 and the resistor R2.
It constitutes a force voltage detection circuit. Next, the operation of the power supply device shown in FIG. 6 will be described.
You. However, below, it flows to the switching element Q1.
Current is IQ, The current flowing through the diode D1 is represented by ID, Riak
The current flowing in the torque channel CH is IL, Reactor CH reactor
And the voltage between the DC output terminals of the rectifier circuit DB (
The input voltage of the DC power supply circuit 2) to e.i, Smooth condensate
The voltage across the terminal C (that is, the output voltage of the DC power supply circuit 2)
To eoIt will be described as. When the switching element Q1 is turned on, the switch
The switching element Q1 has IQ= (Ei/ L) × t (however,
t is the time from when the switching element Q1 is turned on.
Current) flows. The control circuit 10 controls the current IQThe pea
Is proportional to the voltage waveform detected by the input voltage detection circuit.
To turn off the switching element Q1. switch
When the switching element Q1 turns off, it is stored in the reactor CH.
Energy is released via diode D1. Sand
Chi,-(eo-Ei) A current flows through the diode D1 with a slope of / L.
IDFlows. After that, the control circuit 10Z0Terminal
By detecting that the pressure has fallen below a certain voltage.
Current I flowing in actuator CHLIs zero
Then, the switching element Q1 is turned on. Toes
And operates in the current boundary mode. Repeat the above operation
As a result, the reactor CH is indicated by a solid line in FIG.
Such current ILFlows (current ILIs the switching element Q
While I is on, IQAnd the switching element Q1
Is off while ID), The switching element Q1
Are turned on and off as shown in FIG. In addition, exchange
A low-pass filter F is connected between the power supply Vs and the rectifier circuit DB.
7A, the input current is indicated by a dashed line in FIG. 7A.
The waveform becomes as shown, and the power factor becomes extremely close to 1. The power supply device shown in FIG. 6 includes a resistor R5 and a resistor R5.
One end of resistor R5 is a diode consisting of a series circuit with R6
The output voltage connected to the connection point between D1 and the smoothing capacitor C
A pressure detection circuit is provided, and the connection point of the two resistors R5 and R6 is
V of control circuit 10monConnected to terminal. That is,
The output voltage of DC power supply circuit 2 is divided by resistors R5 and R6.
The applied voltage is V of the control circuit 10.monInput to the terminal
Swelling. The control circuit 10monInput to the terminal
Voltage is the reference voltage VrefTo match, that is,
Output voltage e of DC power supply circuit 2oSo that the
The duty ratio of the switching element Q1 is controlled. [0007] By the way, in the above power supply device,
The resistance R5 of the output voltage detection circuit
If it becomesmon= 0, but the control circuit 10mon
= V refSo that the DC power supply circuit 2
Output voltage eoRises and overvoltage is applied to the smoothing capacitor C.
The smoothing capacitor C is destroyed.
(The safety valve may operate.) The occurrence of this kind of malfunction
In order to prevent the output voltage e,o
Switching element when the voltage rises above the set voltage.
Overvoltage protection circuit 2 for stopping the on / off operation of the child Q1
0 'is provided. The overvoltage protection circuit 20 'outputs
Voltage eoIs divided by the resistor R7 and the resistor R8.
The comparator CP input to the input terminal and the control circuit 10
Control power supply VccAnd V of the control circuit 10ccWith terminal
Base is connected to the output terminal of comparator CP
Transistor Q2, and both ends of a resistor R8.
When the terminal voltage exceeds the reference voltage VA, the comparator CP
Becomes high level, and the switching element Q2 is turned off.
The V of the control circuit 10ccThe power supply to the terminal is stopped.
To stop the boost operation. That is, the overvoltage protection circuit 2
By providing 0 ', the resistor R5 is opened.
Can also prevent the smoothing capacitor C from being destroyed.
You can. [0008] By the way, the above-mentioned boosting
Output voltage e of chopper circuit (DC power supply circuit 2)oFigure 8
As shown by the solid line, the lip at twice the commercial frequency
Output voltage of the boost chopper circuit during normal operation.
Pressure eoThe maximum value in the fluctuation range ofH, The minimum value is EL,
Let the withstand voltage of the smoothing capacitor C be EmaxThen, overvoltage protection
Stop circuit 20 'is set to EHGreater than and EmaxSmaller than
It must be designed to operate at a predetermined voltage. But
Therefore, the minimum value and the maximum value of the reference voltage VA are respectively set to VA
min, VAm axAnd the minimum value and the maximum value of the resistance value of the resistor R7.
Value is R7min, R7maxAnd the resistance value of the resistor R8
The minimum value and the maximum value ofmin, R8maxTo be
And the resistance and reference voltage so that the following two equations are satisfied.
Need to be specified. VAmax× (R7max+ R8min) / R8min> EH VAmin× (R7min+ R8max) / R8max<Emax In short, the overvoltage protection circuit in the above-mentioned conventional power supply device
20 'has a large design constraint on component variations.
In addition, there is a problem that the cost is large. The present invention has been made in view of the above circumstances.
Yes, its purpose is to increase the output voltage abnormally with a simple configuration
To provide a power supply that can reduce
You. [0010] According to the first aspect of the present invention, there is provided
In order to achieve the object, the switching device includes a switching element.
By turning on and off the switching element,
DC power supply circuit that converts voltage to a constant voltage and outputs
Output voltage detection circuit for detecting the output voltage of the
The output voltage is changed to the reference voltage according to the detection output by the detection circuit.
Controls switching element on / off to match pressure
Control means, and the detection voltage by the output voltage detection circuit is
Below the reference voltage set below the reference voltage.
When the switching element is kept in the off state when
Voltage prevention meansWherein the input DC voltage is an AC power supply.
DC power generated by rectification by a rectifier circuit
The circuit is connected to the reactor connected between the output terminals of the rectifier circuit.
A series circuit of a diode and a capacitor,
Between the connection point with the diode and the low potential side end of the rectifier circuit
Flow into the reactor with the inserted switching element
Current detection means for detecting the current flowing through the reactor
Each time the current becomes zero, the switching element is turned on.
And a step-up chopper circuit including
The stopping means has a threshold voltage smaller than the reference voltage and
A voltage proportional to the output voltage is applied to the control electrode
A three-terminal switch element comprising a MOSFET;
The switching when the three-terminal switching element is turned off
The element is turned off, and the output voltage detection circuit
The output voltage is lower than a predetermined value set lower than the reference voltage.
The detection output of the current detection means when the
To turn off the switching element.
To holdThe output voltage detection circuit
Part of the circuit becomes open and the output voltage detection circuit
When the output voltage falls below the predetermined value, overvoltage prevention means
ByThe output of the current detection means is biased
SaidThe switching element is kept off
Output voltage with a simpler configuration than beforeAbnormalRise
Can be prevented. [0011] [0012] [0013] [0014] DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, FIG.
It will be described with reference to FIG. The present invention provides a switch for the DC power supply circuit 2.
A control circuit 10 for controlling on / off of the switching element Q1;
Output voltage detection consisting of a series circuit of resistors R5 and R6
The circuit, the potential at the connection point between the resistors R5 and R6 and a predetermined value
Vs and the potential drops below a predetermined value Vs
ON / OFF of the switching element Q1 by the control circuit 10
And an overvoltage prevention circuit 20 for stopping the control.
The same components as those of the conventional configuration are denoted by the same reference numerals.
The description is omitted. (Embodiment 1) The basic configuration of this embodiment is
And the overvoltage protection as shown in FIG.
The difference is that the circuit 20 is provided. That is, this implementation
The overvoltage protection circuit 20 in the embodiment includes the resistor R10 and the MO
A three-terminal switch element Q3 (hereinafter, switch
The switching power supply V is connected in series with the switching element Q3).cc
And the connection between the resistor R10 and the switching element Q3.
The connection point is the V of the control circuit 10 via the diode D2.Z0Terminal
And the gate of the switching element Q3 is connected to the resistor R5
And the resistor R6. In other words, control
V of circuit 10monTerminal and gate of switching element Q3
And are connected. The same components as those of the conventional configuration
Are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. Now, the resistor R5 of the output voltage detecting circuit is open.
Let's consider the case when it becomes a state. The resistor R5 becomes open
And V of the control circuit 10monWhen the voltage input to the terminal is zero
If the overvoltage protection circuit 20 is not provided,
Output voltage e of the source circuit 20oRises and the smoothing capacitor C
There is a risk of destruction. However, in this embodiment,
Since the overvoltage protection circuit 20 is provided, the resistance R5
Is open, the gate voltage of the switching element Q3 is
The voltage drops, the switching element Q3 turns off, and the control power
VccIs the control circuit 1 via the resistor R10 and the diode D2.
V of 0Z0Since it is applied to the terminal, the secondary of the reactor CH
The detection voltage by the winding is biased and VZ0Terminal insertion
The force voltage does not become zero, and as a result, the DO terminal of the control circuit 10
No ON signal is output from the
The off state of Q1 is maintained, and the DC power supply circuit 20
Pa operation stops. Here, the switch of the overvoltage protection circuit 20 is switched.
Threshold voltage V of gate voltage of switching element Q3thIs control times
Reference voltage V of road 10refSmaller than (Vth<Vref)
Need to be specified. Further, the effective value of the AC power supply Vs is expressed as Vin
When the power is turned on, the DC power supply circuit 20
The following equation must be satisfied so that the operation can be started. Vin × 21/2× R6 / (R5 + R6)> Vth In this embodiment, a conventional overvoltage protection circuit 20 '(FIG.
), A resistor R10, a switching element
Simple circuit with only three components, child Q3 and diode D2
When the resistor R5 is short-circuited at low cost with the configuration
Prevent abnormal rise in voltage across smoothing capacitor C
And consequently prevent the load 3 from being adversely affected.
be able to. Also, the conventional overvoltage protection circuit 20 '
Less design constraints on component variations
be able to. [0017](Reference Example 1) In this reference example The basic configuration is substantially the same as that of the first embodiment.
The point that the voltage prevention circuit 20 is configured as shown in FIG.
There is a feature.In this reference exampleThe power supply device is the same as that of the first embodiment.
The three-terminal switching element Q3 (switch) in the voltage prevention circuit 20
As the switching element Q3),
Using an bipolar transistor, the resistor R6 is replaced by a resistor R6a.
And a resistor R6b (may be divided into two or more),
The base of the switching element Q3 and the V of the control circuit 10
monThe above resistor R6a is inserted between the terminal
You.In this reference exampleSwitch when power is turned on during normal operation.
The resistor R6 is used to make sure that the switching element Q3 can be turned on.
It is necessary to determine the resistance values of a and R6b. In addition,This reference
ExampleSince the basic operation is substantially the same as that of the first embodiment, the description is omitted.
You. [0018](Reference Example 2) by the way,The aboveIn the embodiment, the control is performed in the current boundary mode.
Power supply device with a boost chopper circuit
Is a connection point between the resistors R5 and R6, as shown in FIG.
Is fed back to the control circuit 10 to switch
On and off the smoothing capacitor C
Including a switching power supply circuit 2a for generating a DC voltage
I just need to be. In the example shown in FIG. 3, a resistor R10 and a switch
The connection point with the switching element Q3 is connected to the base and the collector is
Drive output terminal DO of control circuit 10 and switching element
A switching element Q4 connected between the
ing. Thus, the resistor R5 of the output voltage detection circuit is opened.
In the state, the switching element consisting of MOSFET
When the gate voltage of Q3 drops, switching element Q3 turns off.
The switching element Q4 is turned on.
Switching element Q1 of switching power supply circuit 2a to off state
And the voltage across the smoothing capacitor C is different.
It can be prevented from constantly rising. [0019](Reference Example 3) By the way, Embodiment 1 andAnd in Reference Example 1Is the current boundary mode.
Power supply with a boost chopper circuit controlled by
As described above, as shown in FIG.
Feedback to the control circuit 10
On / off control of switching element Q1 for smoothing capacitor
DC-DC converter 2 for generating a DC voltage across C
a 'may be provided. In the example shown in FIG.
10 is VmonSwitch only based on terminal input voltage
And the control power supply VccAnd control times
Road 10 VccSwitching element inserted between terminals
Connection of the element Q5, the resistor R10 and the switching element Q3
The point is connected to the base and the switching element Q5 is connected to the collector.
Connected to the base and the emitter is connected to ground.
Embodiment 1 and Embodiment 4 are different from Embodiments 1 and 2 in thatAnd reference
Example 1 andDifferent.In this reference exampleIs the resistance of the output voltage detection circuit.
When the anti-R5 is opened, the switching element Q3 is turned off.
Since the switching element Q4 is turned on, the control circuit
Control power V to 10ccPower supply from the
Since the switching element Q1 is kept off,
Prevents the voltage across capacitor C from rising abnormally.
Can be [0020] Claims of the InventionOneThe invention provides a switching element
By turning the switching element on and off
A DC power supply circuit for converting an input DC voltage to a constant voltage and outputting the same,
Output voltage detection circuit that detects the output voltage of the DC power supply circuit
And the output according to a detection output by an output voltage detection circuit.
Turn off the switching element so that the voltage matches the reference voltage.
Control means for controlling turn-off, and an output voltage detection circuit.
A predetermined value at which the detection voltage is set smaller than the reference voltage
The switching element is turned off when the
Overvoltage prevention meansThe input DC voltage
Is generated by rectifying AC power with a rectifier circuit.
The DC power supply circuit is connected between the output terminals of the rectifier circuit.
A series circuit of a reactor, a diode and a capacitor,
Connection point between reactor and diode and low potential of rectifier circuit
A switching element inserted between the side element and a rear end;
Current detection means for detecting the current flowing in the reactor;
Each time the current flowing through the
A boost chopper circuit having means for turning on the
Therefore, the overvoltage prevention means sets the threshold voltage to be lower than the reference voltage.
And the control electrode has a voltage proportional to the output voltage.
-Terminal switch element consisting of MOSFET to which voltage is applied
When the three-terminal switch element is turned off,
Turn off the switching element and detect the output voltage
The detection voltage by the circuit is set smaller than the reference voltage.
When the current value falls below the specified value,
The switching element by biasing the output
Keeps it off, Part of the output voltage detection circuit
Open state and the detection voltage of the output voltage detection circuit is
If the voltage falls below the specified value, the overvoltage protection meansTelephone
The bias is applied to the detection output by theS
Since the switching element is kept off,
Output voltage with simple configurationAbnormalTo prevent the rise
There is an effect that can be.

【図面の簡単な説明】 【図1】実施形態1を示す回路図である。 【図2】参考例1の要部回路図である。 【図3】参考例2の概略回路図である。 【図4】参考例3の概略回路図である。 【図5】本発明の基本概念図である。 【図6】従来例を示す回路図である。 【図7】同上の動作説明図である。 【図8】同上の動作説明図である。 【符号の説明】 2 直流電源回路 3 負荷 C 平滑コンデンサ CH リアクトル R5 抵抗 Vs 交流電源 DB 整流回路 Q1 スイッチング素子 Q3 3端子スイッチ素子 10 制御回路 20 過電圧防止回路BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment. FIG. 2 is a main part circuit diagram of Reference Example 1 . FIG. 3 is a schematic circuit diagram of Reference Example 2 . FIG. 4 is a schematic circuit diagram of Reference Example 3 . FIG. 5 is a basic conceptual diagram of the present invention. FIG. 6 is a circuit diagram showing a conventional example. FIG. 7 is an operation explanatory view of the above. FIG. 8 is an operation explanatory view of the above. [Description of Signs] 2 DC power supply circuit 3 Load C Smoothing capacitor CH Reactor R5 Resistance Vs AC power supply DB Rectifier circuit Q1 Switching element Q3 Three-terminal switch element 10 Control circuit 20 Overvoltage protection circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 3/155 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02M 3/155

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 スイッチング素子を含み前記スイッチン
グ素子をオンオフすることによって入力直流電圧を定電
圧化して出力する直流電源回路と、直流電源回路の出力
電圧を検出する出力電圧検出回路と、出力電圧検出回路
による検出出力に応じて前記出力電圧が基準電圧に一致
するようにスイッチング素子のオンオフを制御する制御
手段と、出力電圧検出回路による検出電圧が前記基準電
圧よりも小さく設定された所定値よりも低下したときに
前記スイッチング素子をオフ状態に保持する過電圧防止
手段とを備え、前記入力直流電圧は交流電源を整流回路
により整流することによって発生し、直流電源回路は、
整流回路の出力端間に接続されたリアクトルとダイオー
ドとコンデンサとの直列回路と、リアクトルとダイオー
ドとの接続点と整流回路の低電位側端との間に挿入され
た前記スイッチング素子と、リアクトルに流れる電流を
検出する電流検出手段と、リアクトルに流れる電流がゼ
ロになる度に前記スイッチング素子をオンさせる手段と
を備えた昇圧チョッパ回路であって、過電圧防止手段
は、しきい値電圧が前記基準電圧よりも小さく且つ制御
電極に前記出力電圧に比例した電圧が印加されるMOS
FETからなる3端子スイッチ素子を備え、前記3端子
スイッチ素子がオフしたときに前記スイッチング素子を
オフさせるようにし、出力電圧検出回路による検出電圧
が前記基準電圧よりも小さく設定された所定値よりも低
下したときに電流検出手段による検出出力をバイアスす
ることにより前記スイッチング素子をオフ状態に保持す
ることを特徴とする電源装置
(1) A DC power supply circuit that includes a switching element and converts an input DC voltage into a constant voltage by turning on and off the switching element, and detects an output voltage of the DC power supply circuit. An output voltage detection circuit, control means for controlling on / off of a switching element such that the output voltage matches a reference voltage according to an output detected by the output voltage detection circuit, and a detection voltage by the output voltage detection circuit is higher than the reference voltage. Overvoltage prevention means for holding the switching element in an off state when the input DC voltage falls below a predetermined value which is set to be small.
DC power supply circuit
Reactor and diode connected between the output terminals of the rectifier circuit
Series circuit of the capacitor and the
Between the connection point of the rectifier circuit and the low-potential end of the rectifier circuit.
And the current flowing through the reactor
The current detection means to detect
Means for turning on said switching element every time
A boost chopper circuit comprising:
Means that the threshold voltage is lower than the reference voltage and
MOS in which a voltage proportional to the output voltage is applied to an electrode
A three-terminal switch element comprising an FET;
When the switching element is turned off, the switching element is turned off.
The output voltage is detected by the output voltage detection circuit.
Is lower than a predetermined value set smaller than the reference voltage.
Output, the detection output of the current detection means is biased.
To keep the switching element in the off state.
Power apparatus according to claim Rukoto.
JP19471698A 1998-07-09 1998-07-09 Power supply Expired - Fee Related JP3496525B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19471698A JP3496525B2 (en) 1998-07-09 1998-07-09 Power supply

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19471698A JP3496525B2 (en) 1998-07-09 1998-07-09 Power supply

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000032743A JP2000032743A (en) 2000-01-28
JP3496525B2 true JP3496525B2 (en) 2004-02-16

Family

ID=16329067

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19471698A Expired - Fee Related JP3496525B2 (en) 1998-07-09 1998-07-09 Power supply

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3496525B2 (en)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6636107B2 (en) 2000-03-28 2003-10-21 International Rectifier Corporation Active filter for reduction of common mode current
US6690230B2 (en) 2001-05-17 2004-02-10 International Rectifier Corporation Active common mode filter connected in A-C line
WO2003071666A1 (en) * 2002-02-25 2003-08-28 Sanken Electric Co., Ltd. Switching power source apparatus
JP2003324886A (en) * 2002-04-30 2003-11-14 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd Motor and manufacturing method therefor
US6819076B2 (en) 2002-05-02 2004-11-16 International Rectifier Corporation Active EMI filter with magnetoresistive sensor for common mode noise current
US7222332B2 (en) 2002-10-24 2007-05-22 International Business Machines Corporation Method and apparatus for overlay management within an integrated executable for a heterogeneous architecture
JP2005117784A (en) * 2003-10-08 2005-04-28 Rohm Co Ltd Switching power supply apparatus
KR101643762B1 (en) * 2009-10-29 2016-08-11 페어차일드코리아반도체 주식회사 Power factor correction circuit and driving method thereof
US8773111B2 (en) 2010-02-25 2014-07-08 Fuji Electric Co., Ltd. Current estimation circuit
JP6032042B2 (en) * 2013-02-13 2016-11-24 三菱電機株式会社 Semiconductor light-emitting element lighting device and lighting fixture using the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000032743A (en) 2000-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7071667B2 (en) DC—DC converter
JP3136451B2 (en) Lighting circuit for vehicle discharge lamps
US7379310B2 (en) Over-voltage protection circuit for a switched mode power supply
KR100622941B1 (en) Switching power supply apparatus
JP3496525B2 (en) Power supply
EP0794607B1 (en) Switching power source apparatus
JP2007037297A (en) Power factor improvement circuit
EP1589646A2 (en) Protection circuit for a switched mode power supply
US5668704A (en) Self-exciting flyback converter
JPS61244271A (en) Switching regulator
JPH0785648B2 (en) Switching regulator power supply circuit
JP3424220B2 (en) DC-DC converter
JP2908758B2 (en) Inrush current prevention circuit
JP4016719B2 (en) Power factor correction circuit
JP2000197357A (en) Dc-stabilized power supply
JP3944109B2 (en) Switching power supply
JP3233075B2 (en) Switching power supply
JP3171068B2 (en) Switching power supply
JP3027718B2 (en) Active filter
JPH0686454A (en) Power device
JP2547101Y2 (en) Overcurrent protection circuit
JPH06276734A (en) Overcurrent protective circuit
JP3183411B2 (en) Ringing choke converter protection circuit
JP2605304Y2 (en) Protection circuit of the switching regulator
JP3613037B2 (en) DC-DC converter

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: 20031028

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081128

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081128

Year of fee payment: 5

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091128

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees