JP6506020B2 - Step-down chopper - Google Patents

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この発明は降圧チョッパに関し、特に、保護回路を備えた降圧チョッパに関する。   The present invention relates to a step-down chopper, and more particularly to a step-down chopper provided with a protection circuit.

特許文献1には、電流センサの出力電圧が過電流判定しきい値を超えた時間が過電流確定時間を超えた場合に過電流が流れたと判定する車両用電力システムが開示されている。この車両用電力システムでは、電流センサの出力電圧がセンサ異常判定しきい値を超えた時間がセンサ異常確定時間を超えた場合に電流センサが故障したと判定するとともに、センサ異常確定時間を過電流確定時間よりも短くすることにより、過電流の発生と電流センサの故障とを識別している。   Patent Document 1 discloses an electric power system for a vehicle which determines that an overcurrent flows when a time when an output voltage of a current sensor exceeds an overcurrent determination threshold exceeds an overcurrent determination time. In this electric power system for a vehicle, when the time when the output voltage of the current sensor exceeds the sensor abnormality determination threshold exceeds the sensor abnormality determination time, it is determined that the current sensor has failed, and the sensor abnormality determination time is an overcurrent By making the time shorter than the determination time, the occurrence of the overcurrent and the failure of the current sensor are identified.

また特許文献2には、電源投入後の一定時間は過電流検出機能を停止させ、負荷が挿抜された場合は一定時間、電源電圧を負荷に供給する主経路に並列にバイパス回路を形成し、主経路に設けられた電流センサに流れる電流を低減して過電流検出機能を抑制する過電流保護回路が開示されている。この過電流保護回路では、電源投入時や負荷の挿抜時に発生する突入電流を、異常発生による過電流と誤検出することを防止することができる。   Further, according to Patent Document 2, a bypass circuit is formed in parallel in the main path for supplying the power supply voltage to the load, stopping the overcurrent detection function for a certain time after power-on, and for a certain time when the load is inserted and removed. An over current protection circuit is disclosed which reduces the current flowing through a current sensor provided in a main path to suppress an over current detection function. In this overcurrent protection circuit, it is possible to prevent an inrush current generated at the time of power on or at the time of insertion and removal of a load from being erroneously detected as an overcurrent due to an abnormality occurrence.

特開2009−213219号公報JP, 2009-213219, A 特開2010−148262号公報JP, 2010-148262, A

しかし、特許文献1,2には、出力端子間が短絡された場合に発生する降圧チョッパの誤動作や、その防止方法については何ら開示されていない。   However, Patent Literatures 1 and 2 do not disclose the malfunction of the step-down chopper that occurs when the output terminals are short-circuited and the method for preventing the malfunction.

それゆえに、この発明の主たる目的は、出力端子間が短絡された場合の誤動作を防止することが可能な降圧チョッパを提供することである。   Therefore, a main object of the present invention is to provide a step-down chopper capable of preventing malfunction when the output terminals are short-circuited.

この発明に係る降圧チョッパは、第1および第2の入力端子間に与えられた直流電圧を降圧して第1および第2の出力端子間に出力する降圧チョッパであって、一方電極が第1の入力端子に接続されたスイッチング素子と、アノードが第2の入力端子および第2の出力端子に接続され、カソードがスイッチング素子の他方電極に接続された第1のダイオードと、スイッチング素子の他方電極と第1の出力端子との間に接続されたリアクトルと、第1および第2の出力端子間に接続されたコンデンサと、リアクトルに流れる電流を検出する電流検出器と、電流検出器の検出値が第1の電流値を超えた場合にゲートブロック信号を出力する第1の保護回路と、電流検出器の検出値が第1の電流値よりも大きな第2の電流値を超えた場合に過電流検出信号を出力する第2の保護回路と、第1および第2の出力端子間の電圧が目標電圧になるようにスイッチング素子をオン/オフさせ、第1の保護回路からゲートブロック信号が出力されている場合はスイッチング素子をオフさせ、第2の保護回路から過電流検出信号が出力された場合はスイッチング素子をオフ状態に固定させる制御回路と、アノードが第2の出力端子に接続され、カソードが第1の出力端子に接続された第2のダイオードとを備えたものである。   The step-down chopper according to the present invention is a step-down chopper which steps down a DC voltage applied between the first and second input terminals and outputs the voltage between the first and second output terminals. A switching element connected to the input terminal of the switch, a first diode having an anode connected to the second input terminal and the second output terminal, and a cathode connected to the other electrode of the switching element, and the other electrode of the switching element A reactor connected between the first output terminal and a capacitor, a capacitor connected between the first and second output terminals, a current detector for detecting a current flowing through the reactor, and detection values of the current detector Protection circuit that outputs a gate block signal when the current exceeds the first current value, and when the detection value of the current detector exceeds the second current value larger than the first current value. Current check The switching element is turned on / off so that the voltage between the second protection circuit that outputs a signal and the first and second output terminals becomes a target voltage, and a gate block signal is output from the first protection circuit. When the switching element is turned off, and the overcurrent detection signal is output from the second protection circuit, a control circuit for fixing the switching element in the off state, the anode is connected to the second output terminal, and the cathode is And a second diode connected to the first output terminal.

この発明に係る他の降圧チョッパは、第1および第2の入力端子間に与えられた直流電圧を降圧して第1および第2の出力端子間に出力する降圧チョッパであって、一方電極が第1の入力端子に接続されたスイッチング素子と、アノードが第2の入力端子および第2の出力端子に接続され、カソードがスイッチング素子の他方電極に接続されたダイオードと、スイッチング素子の他方電極と第1の出力端子との間に接続されたリアクトルと、第1および第2の出力端子間に接続されたコンデンサと、リアクトルに流れる電流を検出する電流検出器と、電流検出器の検出値が第1の電流値を超えた場合にゲートブロック信号を出力する第1の保護回路と、第1の保護回路からゲートブロック信号が出力されておらず、かつ電流検出器の検出値が第1の電流値よりも大きな第2の電流値を超えた場合に過電流検出信号を出力する第2の保護回路と、第1および第2の出力端子間の電圧が目標電圧になるようにスイッチング素子をオン/オフさせ、第1の保護回路からゲートブロック信号が出力されている場合はスイッチング素子をオフさせ、第2の保護回路から過電流検出信号が出力された場合はスイッチング素子をオフ状態に固定させる制御回路とを備えたものである。   Another step-down chopper according to the present invention is a step-down chopper which steps down a DC voltage applied between first and second input terminals and outputs the voltage between first and second output terminals, one electrode of which is one of the electrodes. A switching element connected to the first input terminal, a diode having an anode connected to the second input terminal and the second output terminal, and a cathode connected to the other electrode of the switching element, and the other electrode of the switching element A reactor connected between the first output terminal, a capacitor connected between the first and second output terminals, a current detector for detecting a current flowing through the reactor, and detection values of the current detector The first protection circuit that outputs a gate block signal when the first current value is exceeded, the gate block signal is not output from the first protection circuit, and the detection value of the current detector is Switching so that the voltage between the first and second output terminals becomes the target voltage, and a second protection circuit that outputs an overcurrent detection signal when the second current value larger than the current value of 1 is exceeded The element is turned on / off, the switching element is turned off when the gate block signal is outputted from the first protection circuit, and the switching element is turned off when the overcurrent detection signal is outputted from the second protection circuit. And a control circuit fixed to the

この発明に係るさらに他の降圧チョッパは、第1および第2の入力端子間に与えられた直流電圧を降圧して第1および第2の出力端子間に出力する降圧チョッパであって、一方電極が第1の入力端子に接続されたスイッチング素子と、アノードが第2の入力端子および第2の出力端子に接続され、カソードがスイッチング素子の他方電極に接続されたダイオードと、スイッチング素子の他方電極と第1の出力端子との間に接続されたリアクトルと、第1および第2の出力端子間に接続されたコンデンサと、リアクトルに流れる電流を検出する電流検出器と、電流検出器の検出値が第1の電流値を超えた場合にゲートブロック信号を出力するとともに、ゲートブロック信号を出力した回数をカウントし、そのカウント値が予め定められた時間内に予め定められた値を超えた場合に故障検出信号を出力する第1の保護回路と、第1および第2の出力端子間の電圧が目標電圧になるようにスイッチング素子をオン/オフさせ、第1の保護回路からゲートブロック信号が出力されている場合はスイッチング素子をオフさせ、第1の保護回路から故障検出信号が出力された場合はスイッチング素子をオフ状態に固定させる制御回路とを備えたものである。   Another step-down chopper according to the present invention is a step-down chopper which steps down a DC voltage applied between the first and second input terminals and outputs the voltage between the first and second output terminals. A switching element connected to the first input terminal, a diode having an anode connected to the second input terminal and the second output terminal, and a cathode connected to the other electrode of the switching element, and the other electrode of the switching element A reactor connected between the first output terminal and a capacitor, a capacitor connected between the first and second output terminals, a current detector for detecting a current flowing through the reactor, and detection values of the current detector The gate block signal is output when the first current value is exceeded, and the number of times the gate block signal is output is counted, and the count value is within a predetermined time. The first protection circuit that outputs a failure detection signal when exceeding a predetermined value, and the switching element turned on / off so that the voltage between the first and second output terminals becomes a target voltage, A control circuit is provided to turn off the switching element when the gate block signal is output from the protection circuit 1 and to fix the switching element in the off state when the failure detection signal is output from the first protection circuit. It is a thing.

この発明に係る降圧チョッパでは、アノードが第2の出力端子に接続され、カソードが第1の出力端子に接続された第2のダイオードが設けられる。したがって、第1および第2の出力端子間が短絡されてスイッチング素子がオフされた場合に、コンデンサを含む共振回路が形成されてリアクトルに過電流が流れることを防止することができ、降圧チョッパの誤動作を防止することができる。   In the step-down chopper according to the present invention, the second diode is provided, the anode being connected to the second output terminal and the cathode being connected to the first output terminal. Therefore, when the first and second output terminals are short-circuited and the switching element is turned off, a resonant circuit including a capacitor can be formed to prevent an overcurrent from flowing in the reactor. Malfunction can be prevented.

また、この発明に係る他の降圧チョッパでは、ゲートブロック信号が出力されてスイッチング素子がオフされている場合は過電流検出信号の出力が停止される。したがって、第1および第2の出力端子間が短絡されてスイッチング素子がオフされた場合に、過電流検出信号が出力されることを防止することができ、降圧チョッパの誤動作を防止することができる。   Further, in another step-down chopper according to the present invention, when the gate block signal is output and the switching element is turned off, the output of the overcurrent detection signal is stopped. Therefore, when the first and second output terminals are short-circuited and the switching element is turned off, the overcurrent detection signal can be prevented from being output, and the malfunction of the step-down chopper can be prevented. .

また、この発明に係るさらに他の降圧チョッパでは、ゲートブロック信号を出力した回数をカウントし、そのカウント値が予め定められた時間内に予め定められた値を超えた場合に故障検出信号を出力する。したがって、第1および第2の出力端子間が短絡された場合に、ゲートブロック信号が繰り返し出力されることを防止することができ、降圧チョッパの誤動作を防止することができる。   Further, in still another step-down chopper according to the present invention, the number of times the gate block signal is output is counted, and a fault detection signal is output when the count value exceeds a predetermined value within a predetermined time. Do. Therefore, when the first and second output terminals are short-circuited, it is possible to prevent the gate block signal from being repeatedly output, and to prevent the malfunction of the step-down chopper.

この発明の実施の形態1による降圧チョッパの構成を示す回路ブロック図である。FIG. 1 is a circuit block diagram showing a configuration of a step-down chopper according to Embodiment 1 of the present invention. 図1に示した保護回路9の構成を示す回路ブロック図である。It is a circuit block diagram which shows the structure of the protective circuit 9 shown in FIG. 図1に示した保護回路10の構成を示す回路ブロック図である。FIG. 2 is a circuit block diagram showing a configuration of a protection circuit 10 shown in FIG. 図1に示したダイオード7が設けられていない場合に発生する問題点を説明するための回路図である。It is a circuit diagram for demonstrating the problem which generate | occur | produces when the diode 7 shown in FIG. 1 is not provided. この発明の実施の形態2による降圧チョッパの構成を示す回路ブロック図である。It is a circuit block diagram which shows the structure of the step-down chopper by Embodiment 2 of this invention. 図5に示した保護回路30の構成を示す回路ブロック図である。It is a circuit block diagram which shows the structure of the protective circuit 30 shown in FIG. この発明の実施の形態3による降圧チョッパの構成を示す回路ブロック図である。It is a circuit block diagram which shows the structure of the step-down chopper by Embodiment 3 of this invention. 図7に示した保護回路35の構成を示す回路ブロック図である。It is a circuit block diagram which shows the structure of the protective circuit 35 shown in FIG. この発明の実施の形態4による降圧チョッパの構成を示す回路ブロック図である。It is a circuit block diagram which shows the structure of the step-down chopper by Embodiment 4 of this invention. 図9に示した保護回路40の構成を示す回路ブロック図である。It is a circuit block diagram which shows the structure of the protective circuit 40 shown in FIG.

[実施の形態1]
図1は、この発明の実施の形態1による降圧チョッパの構成を示す回路ブロック図である。図1において、降圧チョッパは、入力端子T1,T2、出力端子T3,T4、スイッチ1、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)2、ダイオード3,7、電流検出器4、リアクトル5、コンデンサ6、電圧検出器8、保護回路9,10、操作部11、および制御回路12を備える。
First Embodiment
1 is a circuit block diagram showing a configuration of a step-down chopper according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, the step-down chopper includes input terminals T1 and T2, output terminals T3 and T4, a switch 1, IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) 2, diodes 3 and 7, current detectors 4, reactors 5, A capacitor 6, a voltage detector 8, protection circuits 9 and 10, an operation unit 11, and a control circuit 12 are provided.

入力端子T1,T2は、それぞれ直流電源15の正極および負極に接続され、直流電源15から直流電圧を受ける。出力端子T3,T4間には、負荷16が接続される。降圧チョッパは、直流電源15から与えられる直流電圧を降圧して負荷16に与える。負荷16は、降圧チョッパの出力電圧によって駆動される。   Input terminals T1 and T2 are connected to the positive electrode and the negative electrode of DC power supply 15, respectively, and receive DC voltage from DC power supply 15. A load 16 is connected between the output terminals T3 and T4. The step-down chopper steps down the DC voltage supplied from the DC power supply 15 and applies it to the load 16. The load 16 is driven by the output voltage of the step-down chopper.

スイッチ1の一方電極は入力端子T1に接続される。スイッチ1は、制御回路12によって制御され、通常はオンされ、リアクトル5に過電流が流れた場合にオフされて直流電源15、降圧チョッパ、および負荷16を保護する。   One electrode of the switch 1 is connected to the input terminal T1. The switch 1 is controlled by the control circuit 12 and is normally turned on, and is turned off when an overcurrent flows in the reactor 5 to protect the DC power supply 15, the step-down chopper, and the load 16.

IGBT(スイッチング素子)2のコレクタはスイッチ1の他方端子に接続される。IGBT2は、制御回路12によってオン/オフされる。ダイオード3のアノードは入力端子T2および出力端子T4に接続され、そのカソードはIGBT2のエミッタ(ノードN1)に接続される。リアクトル5は、ノードN1と出力端子T3との間に接続される。   The collector of the IGBT (switching element) 2 is connected to the other terminal of the switch 1. The IGBT 2 is turned on / off by the control circuit 12. The anode of the diode 3 is connected to the input terminal T2 and the output terminal T4, and the cathode is connected to the emitter (node N1) of the IGBT2. Reactor 5 is connected between node N1 and output terminal T3.

電流検出器4は、ノードN1とリアクトル5の間に設けられ、リアクトル5に流れる電流を検出し、その検出値Iを示す信号を保護回路9,10に与える。コンデンサ6は、出力端子T3,T4間に接続され、出力端子T3,T4間の電圧を平滑化させる。ダイオード7のアノードは出力端子T4に接続され、そのカソードは出力端子T3に接続される。電圧検出器8は、出力端子T3,T4間の電圧VOを検出し、その検出値を示す信号を制御回路12に与える。   The current detector 4 is provided between the node N1 and the reactor 5, detects the current flowing through the reactor 5, and applies a signal indicating the detected value I to the protection circuits 9 and 10. The capacitor 6 is connected between the output terminals T3 and T4 and smoothes the voltage between the output terminals T3 and T4. The anode of the diode 7 is connected to the output terminal T4, and the cathode is connected to the output terminal T3. The voltage detector 8 detects the voltage VO between the output terminals T3 and T4 and gives a signal indicating the detected value to the control circuit 12.

保護回路9は、リアクトル5に流れる電流の検出値Iが所定の上限電流値(第1の電流値)I1を超えた場合に、ゲートブロック信号GBを非活性化レベルの「L」レベルから活性化レベルの「H」レベルに立ち上げる。   Protection circuit 9 activates gate block signal GB from the inactive level "L" level when detected value I of the current flowing through reactor 5 exceeds a predetermined upper limit current value (first current value) I1. Switch to "H" level of

保護回路9は、図2に示すように、絶対値検出回路(ABS)20および比較回路21を含む。絶対値検出回路20は、リアクトル5に流れる電流の検出値Iの絶対値を示す信号を出力する。比較回路21は、リアクトル5に流れる電流の検出値Iの絶対値を示す信号と、上限電流値I1を示す信号とを受け、ゲートブロック信号GBを出力する。リアクトル5に流れる電流の検出値Iの絶対値が上限電流値I1よりも小さい場合はゲートブロック信号GBは非活性化レベルの「L」レベルにされ、リアクトル5に流れる電流の検出値Iの絶対値が上限電流値I1を超えた場合はゲートブロック信号GBが活性化レベルの「H」レベルにされる。   The protection circuit 9 includes an absolute value detection circuit (ABS) 20 and a comparison circuit 21 as shown in FIG. The absolute value detection circuit 20 outputs a signal indicating the absolute value of the detection value I of the current flowing through the reactor 5. The comparison circuit 21 receives the signal indicating the absolute value of the detection value I of the current flowing through the reactor 5 and the signal indicating the upper limit current value I1, and outputs the gate block signal GB. When the absolute value of detected value I of the current flowing through reactor 5 is smaller than upper limit current value I1, gate block signal GB is set to the "L" level of the inactive level, and absolute value of detected value I of the current flowing through reactor 5 If the value exceeds upper limit current value I1, gate block signal GB is set to the "H" level of the activation level.

保護回路10は、リアクトル5に流れる電流の検出値Iが所定の過電流値I2を超えた場合に、過電流検出信号ODを非活性化レベルの「L」レベルから活性化レベルの「H」レベルに立ち上げる。過電流値I2は、上限電流値I1よりも大きな値に設定されている。   In the case where detection value I of the current flowing through reactor 5 exceeds predetermined overcurrent value I2, protection circuit 10 causes overcurrent detection signal OD to be switched from the inactive level "L" level to the activation level "H". Launch to the level. The overcurrent value I2 is set to a value larger than the upper limit current value I1.

保護回路10は、図3に示すように、絶対値検出回路(ABS)25および比較回路26を含む。絶対値検出回路25は、リアクトル5に流れる電流の検出値Iの絶対値を示す信号を出力する。比較回路26は、リアクトル5に流れる電流の検出値Iの絶対値を示す信号と、過電流値I2を示す信号とを受け、過電流検出信号ODを出力する。リアクトル5に流れる電流の検出値Iの絶対値が過電流値I2よりも小さい場合は過電流検出信号ODが非活性化レベルの「L」レベルにされ、リアクトル5に流れる電流の検出値Iの絶対値が過電流値I2を超えた場合は過電流検出信号ODが活性化レベルの「H」レベルにされる。   The protection circuit 10 includes an absolute value detection circuit (ABS) 25 and a comparison circuit 26, as shown in FIG. The absolute value detection circuit 25 outputs a signal indicating the absolute value of the detection value I of the current flowing through the reactor 5. The comparison circuit 26 receives the signal indicating the absolute value of the detection value I of the current flowing through the reactor 5 and the signal indicating the overcurrent value I2, and outputs the overcurrent detection signal OD. When the absolute value of detection value I of the current flowing through reactor 5 is smaller than overcurrent value I2, overcurrent detection signal OD is set to the “L” level of the inactivation level, and detection value I of current flowing through reactor 5 is When the absolute value exceeds the overcurrent value I2, the overcurrent detection signal OD is brought to the "H" level of the activation level.

図1に戻って、操作部11は、降圧チョッパの使用者によって操作される複数のボタンを含む。降圧チョッパの使用者は、操作部11を操作することにより、電源のオン/オフ、降圧チョッパのリセットなどを指示することが可能となっている。   Returning to FIG. 1, the operation unit 11 includes a plurality of buttons operated by the user of the step-down chopper. By operating the operation unit 11, the user of the step-down chopper can instruct power on / off, reset of the step-down chopper, and the like.

制御回路12は、操作部11からの信号によって電源のオンが指示された場合はスイッチ1をオンさせる。制御回路12は、ゲートブロック信号GBが非活性化レベルの「L」レベルにされている場合は、出力電圧VOが目標電圧VOTに一致するようにIGBT2を所定周期でオン/オフさせる。制御回路12は、ゲートブロック信号GBが活性化レベルの「H」レベルにされている場合はIGBT2をオフさせる。ゲートブロック信号GBが活性化レベルの「H」レベルから非活性化レベルの「L」レベルにされた場合、制御回路12は再びIGBT2をオン/オフさせる。   The control circuit 12 turns on the switch 1 when an instruction to turn on the power is given by the signal from the operation unit 11. The control circuit 12 turns on / off the IGBT 2 in a predetermined cycle so that the output voltage VO matches the target voltage VOT when the gate block signal GB is at the inactive level "L" level. The control circuit 12 turns off the IGBT 2 when the gate block signal GB is at the activation "H" level. When the gate block signal GB is changed from the "H" level of the activation level to the "L" level of the inactivation level, the control circuit 12 turns the IGBT 2 on and off again.

制御回路12は、過電流検出信号ODが活性化レベルの「H」レベルにされた場合はスイッチ1およびIGBT2をオフ状態に固定し、降圧チョッパの運転を停止させる。過電流検出信号ODが活性化レベルの「H」レベルから「L」レベルにされた場合でも、操作部11からリセットおよび電源オンを示す信号が与えられない限り、制御回路12は降圧チョッパの運転を再開しない。制御回路12は、操作部11からの信号によって電源オフが指示された場合はスイッチ1およびIGBT2をオフ状態に固定し、降圧チョッパの運転を停止させる。   The control circuit 12 fixes the switch 1 and the IGBT 2 in the off state when the overcurrent detection signal OD is set to the “H” level of the activation level, and stops the operation of the step-down chopper. Even when the overcurrent detection signal OD is changed from the "H" level to the "L" level of the activation level, the control circuit 12 operates the step-down chopper unless a signal indicating reset and power on is given from the operation unit 11. Not resume. The control circuit 12 fixes the switch 1 and the IGBT 2 in the off state when power off is instructed by the signal from the operation unit 11, and stops the operation of the step-down chopper.

次に、この降圧チョッパの動作について説明する。まず正常な負荷16を駆動させる場合について説明する。降圧チョッパの使用者によって操作部11が操作されて電源オンを指示する信号が制御回路12に与えられると、制御回路12は、スイッチ1をオンさせ、電圧検出器8の検出値に基づいてIGBT2を所定の周期でオン/オフさせる。   Next, the operation of this step-down chopper will be described. First, the case of driving a normal load 16 will be described. When the user of the step-down chopper operates the operation unit 11 to give a signal instructing power on to the control circuit 12, the control circuit 12 turns on the switch 1 and the IGBT 2 based on the detection value of the voltage detector 8. Is turned on / off in a predetermined cycle.

IGBT2がオンされると、直流電源15の正極からスイッチ1、IGBT2、リアクトル5、コンデンサ6と負荷16の並列接続体を介して直流電源15の負極に至る経路で電流が流れ、コンデンサ6が充電されるとともに、リアクトル5に電磁エネルギーが蓄えられる。   When IGBT 2 is turned on, current flows from the positive electrode of DC power supply 15 through the parallel connection of switch 1, IGBT 2, reactor 5, capacitor 6 and load 16 to the negative electrode of DC power supply 15, and capacitor 6 is charged The reactor 5 stores electromagnetic energy.

IGBT2がオフされると、リアクトル5の一方端子(出力端子T3側の端子)からコンデンサ6と負荷16の並列接続体、ダイオード3を介してリアクトル5の他方端子(ノードN1側の端子)に至る経路で電流が流れ、コンデンサ6が充電されるとともに、リアクトル5の電磁エネルギーが放出される。   When the IGBT 2 is turned off, one terminal of the reactor 5 (terminal on the output terminal T3 side) reaches the other terminal (terminal on the node N1 side) of the reactor 5 via the parallel connection of the capacitor 6 and the load 16 and the diode 3 A current flows in the path to charge the capacitor 6 and release the electromagnetic energy of the reactor 5.

各周期におけるIGBT2のオン時間を長くすると出力電圧VOが上昇し、各周期におけるIGBT2のオン時間を短くすると出力電圧VOが下降する。制御回路12は、電圧検出器8の検出値に基づいて、出力電圧VOが目標電圧VOTに一致するようにIGBT2のオン時間を調整する。これにより、出力電圧VOが目標電圧VOTに維持され、出力電圧VOによって負荷16が駆動される。   When the on time of the IGBT 2 in each cycle is increased, the output voltage VO rises, and when the on time of the IGBT 2 in each cycle is shortened, the output voltage VO decreases. The control circuit 12 adjusts the on time of the IGBT 2 based on the detection value of the voltage detector 8 so that the output voltage VO matches the target voltage VOT. Thus, the output voltage VO is maintained at the target voltage VOT, and the load 16 is driven by the output voltage VO.

負荷16が正常に運転されている場合は、リアクトル5に流れる電流は上限電流値I1および過電流値I2よりも小さな値に維持され、ゲートブロック信号GBおよび過電流検出信号ODはともに非活性化レベルの「L」レベルに維持される。   When load 16 is normally operated, the current flowing through reactor 5 is maintained at a value smaller than upper limit current value I1 and overcurrent value I2, and both gate block signal GB and overcurrent detection signal OD are inactivated. It is maintained at the level "L".

次に、出力端子T3,T4間がたとえば金属片によって短絡された場合について説明する。この場合は、リアクトル5に流れる電流が増大する。電流検出器4の検出値Iが上限電流値I1よりも大きく、過電流値I2よりも小さい場合は、ゲートブロック信号GBが活性化レベルの「H」レベルにされ、IGBT2がオフされる。IGBT2がオフされている期間内に金属片が落下したり溶融して出力端子T3,T4間の短絡が解消された場合は、電流検出器4の検出値Iが上限電流値I1を下回り、ゲートブロック信号GBが非活性化レベルの「L」レベルにされ、IGBT2のオン/オフが再開される。   Next, the case where the output terminals T3 and T4 are shorted by a metal piece, for example, will be described. In this case, the current flowing to the reactor 5 is increased. When the detection value I of the current detector 4 is larger than the upper limit current value I1 and smaller than the overcurrent value I2, the gate block signal GB is set to the "H" level of the activation level, and the IGBT 2 is turned off. When the metal pieces fall or melt within the period when the IGBT 2 is turned off and the short circuit between the output terminals T3 and T4 is eliminated, the detection value I of the current detector 4 falls below the upper limit current value I1 and the gate Block signal GB is set to the inactive "L" level, and on / off of IGBT 2 is resumed.

電流検出器4の検出値Iが過電流値I2を超えた場合は、過電流検出信号ODが活性化レベルの「H」レベルにされ、スイッチ1およびIGBT2がオフされ、降圧チョッパの運転が停止される。降圧チョッパの運転が停止されている間に金属片が除去されて出力端子T3,T4間の短絡が解消された場合は、操作部11を操作して電源オンを指示すると、スイッチ1がオンされ、降圧チョッパの運転が再開される。   When the detection value I of the current detector 4 exceeds the over current value I2, the over current detection signal OD is set to the "H" level of the activation level, the switch 1 and IGBT 2 are turned off, and the operation of the step-down chopper is stopped. Be done. When the metal piece is removed while the operation of the step-down chopper is stopped and the short circuit between the output terminals T3 and T4 is eliminated, the switch 1 is turned on when the power on is instructed by operating the operation unit 11 The operation of the step-down chopper is resumed.

次に、ダイオード7が設けられている理由について説明する。図4(a)〜(c)は、ダイオード7が設けられていない場合に発生する問題点を説明するための回路図である。図4(a)〜(c)では、図面および説明の簡単化のため、スイッチ1、電圧検出器8、保護回路9,10、操作部11、および制御回路12などの図示は省略されている。   Next, the reason why the diode 7 is provided will be described. FIGS. 4A to 4C are circuit diagrams for describing problems that occur when the diode 7 is not provided. In FIGS. 4A to 4C, the switch 1, the voltage detector 8, the protection circuits 9 and 10, the operation unit 11, the control circuit 12, and the like are omitted for simplification of the drawings and the description. .

また、ダイオード7は設けられておらず、出力端子T3,T4間が短絡回路27によって短絡されている。短絡回路27は、たとえば配線であり、リアクタンスを有する。このため図4(a)〜(c)では、短絡回路27は、リアクトルを示す記号で表されている。   Further, the diode 7 is not provided, and the output terminals T3 and T4 are shorted by the short circuit 27. The short circuit 27 is, for example, a wiring and has a reactance. For this reason, in FIG. 4 (a)-(c), the short circuit 27 is represented by the symbol which shows a reactor.

図4(a)に示すように、IGBT2がオンされている場合に出力端子T3,T4間が短絡回路27によって短絡されると、直流電源15の正極からIGBT2、リアクトル5、および短絡回路27を介して直流電源15の負極に至る経路RT1に電流が流れるとともに、コンデンサ6の第1電極(出力端子T3側の電極)から短絡回路27を介してコンデンサ6の第2電極(出力端子T4側の電極)に至る経路RT2に電流が流れる。このとき、リアクトル5に電磁エネルギーが蓄えられる。   As shown in FIG. 4A, when the output terminals T3 and T4 are shorted by the short circuit 27 when the IGBT 2 is turned on, the IGBT 2, the reactor 5, and the short circuit 27 are connected from the positive electrode of the DC power supply 15. A current flows in a route RT1 leading to the negative electrode of the DC power supply 15 and from the first electrode of the capacitor 6 (electrode on the output terminal T3 side) to the second electrode of the capacitor 6 (output terminal T4 side) via the short circuit 27. A current flows in the route RT2 leading to the electrode). At this time, electromagnetic energy is stored in the reactor 5.

経路RT1に流れる電流が上限電流値I1を超え、保護回路9によってゲートブロック信号GBが「H」レベルにされてIGBT2がオフされると、図4(b)に示すように、リアクトル5の電磁エネルギーが放出され、リアクトル5の一方端子から短絡回路27およびダイオード3を介してリアクトル5の他方端子に至る経路RT3に電流が流れる。また、コンデンサ6および短絡回路27によって共振回路が構成され、コンデンサ6が負電圧に充電される。すなわち、コンデンサ6の第2電極に正電荷が蓄えられ、コンデンサ6の第1電極に負電荷が蓄えられる。   When the current flowing through the route RT1 exceeds the upper limit current value I1 and the gate block signal GB is set to the “H” level by the protection circuit 9 and the IGBT 2 is turned off, as shown in FIG. Energy is released, and a current flows in a route RT3 from the one terminal of the reactor 5 to the other terminal of the reactor 5 via the short circuit 27 and the diode 3. The capacitor 6 and the short circuit 27 constitute a resonant circuit, and the capacitor 6 is charged to a negative voltage. That is, positive charge is stored in the second electrode of the capacitor 6 and negative charge is stored in the first electrode of the capacitor 6.

次に図4(c)に示すように、コンデンサ6の電荷が放電され、コンデンサ6の第2電極からダイオード3およびリアクトル5を介してコンデンサ6の第1電極に至る経路RT4に電流が流れるとともに、コンデンサ6の第2電極から短絡回路27を介してコンデンサ6の第1電極に至る経路RT5に電流が流れる。   Next, as shown in FIG. 4C, the electric charge of the capacitor 6 is discharged, and a current flows in a route RT4 from the second electrode of the capacitor 6 to the first electrode of the capacitor 6 through the diode 3 and the reactor 5. A current flows in a path RT5 from the second electrode of the capacitor 6 to the first electrode of the capacitor 6 via the short circuit 27.

このとき、2つの経路RT3,RT5に流れる電流が重畳され、リアクトル5に流れる電流が過電流値I2を超えると、IGBT2がオフされているにもかかわらず、過電流検出信号ODが活性化レベルの「H」レベルにされ、降圧チョッパの運転が停止されて負荷16の運転が停止されてしまう。したがって、IGBT2がオフされている間に出力端子T3,T4間の短絡回路27が落下したり、溶断された場合でも、降圧チョッパの運転は自動的には再開されず、操作部11を操作して再度電源をオンする必要が生じる。   At this time, when the current flowing in the two paths RT3 and RT5 is superimposed and the current flowing in the reactor 5 exceeds the overcurrent value I2, although the IGBT 2 is turned off, the overcurrent detection signal OD is activated. The operation of the step-down chopper is stopped and the operation of the load 16 is stopped. Therefore, even if the short circuit 27 between the output terminals T3 and T4 is dropped or melted while the IGBT 2 is turned off, the operation of the step-down chopper is not automatically resumed, and the operation unit 11 is operated. Need to be turned on again.

これに対して本実施の形態1では、出力端子T4の電圧が出力端子T3の電圧よりも高くなるとダイオード7がオンするので、コンデンサ6の第2電極に正電荷が蓄えられるとともに第1電極に負電荷が蓄えられることはない。したがって、出力端子T3,T4間が短絡回路27によって短絡された場合でも、コンデンサ6が負電圧に充電された後に放電されて降圧チョッパの運転が誤って停止されることを防止することができる。   On the other hand, in the first embodiment, since the diode 7 is turned on when the voltage of the output terminal T4 becomes higher than the voltage of the output terminal T3, positive charges are stored in the second electrode of the capacitor 6 and the first electrode Negative charges are never stored. Therefore, even when the output terminals T3 and T4 are short-circuited by the short circuit 27, it is possible to prevent the operation of the step-down chopper from being erroneously stopped by the capacitor 6 being discharged after being charged to a negative voltage.

[実施の形態2]
図5は、この発明の実施の形態2による降圧チョッパの構成を示す回路ブロック図であって、図1と対比される図である。図5を参照して、この降圧チョッパが図1の降圧チョッパと異なる点は、保護回路10が保護回路30で置換され、ダイオード7が除去されている点である。保護回路30は、電流検出器4の出力信号とゲートブロック信号GBに基づいて過電流検出信号ODを生成する。
Second Embodiment
5 is a circuit block diagram showing a configuration of a step-down chopper according to a second embodiment of the present invention, which is to be compared with FIG. Referring to FIG. 5, this step-down chopper differs from the step-down chopper of FIG. 1 in that protection circuit 10 is replaced by protection circuit 30 and diode 7 is removed. The protection circuit 30 generates an overcurrent detection signal OD based on the output signal of the current detector 4 and the gate block signal GB.

図6は、保護回路30の構成を示す回路ブロック図であって、図3と対比される図である。図6を参照して、保護回路30は、図3の保護回路10にインバータ31およびANDゲート32を追加したものである。比較回路26の出力信号はANDゲート32の第1入力ノードに与えられ、ゲートブロック信号GBはインバータ31によって反転されてANDゲートの31の第2入力ノードに与えられる。ANDゲート32の出力信号が過電流検出信号ODとなる。   FIG. 6 is a circuit block diagram showing a configuration of protection circuit 30, which is to be compared with FIG. Referring to FIG. 6, protection circuit 30 is obtained by adding inverter 31 and AND gate 32 to protection circuit 10 of FIG. The output signal of comparison circuit 26 is applied to the first input node of AND gate 32, and gate block signal GB is inverted by inverter 31 and applied to the second input node 31 of the AND gate. The output signal of the AND gate 32 becomes the overcurrent detection signal OD.

ゲートブロック信号GBが「L」レベルである場合は、比較回路26の出力信号がANDゲート32を通過して過電流検出信号ODとなる。ゲートブロック信号GBが「H」レベルである場合は、過電流検出信号ODは「L」レベルに固定される。   When the gate block signal GB is at "L" level, the output signal of the comparison circuit 26 passes through the AND gate 32 to become the overcurrent detection signal OD. When gate block signal GB is at "H" level, overcurrent detection signal OD is fixed at "L" level.

したがって、図4(a)〜(c)で示したように、出力端子T3,T4間が短絡回路27によって短絡され、ゲートブロック信号GBが「H」レベルにされてIGBT2がオフされ、コンデンサ6が負電圧に充電された後に放電され、リアクトル5に流れる電流が過電流値I2を超えた場合でも、過電流検出信号ODは「L」レベルに固定される。したがって、図4(a)〜(c)で説明したような誤動作を防止することができる。   Therefore, as shown in FIGS. 4A to 4C, the output terminals T3 and T4 are shorted by the short circuit 27, the gate block signal GB is set to the “H” level, and the IGBT 2 is turned off. Is discharged after being charged to a negative voltage, and the overcurrent detection signal OD is fixed at the “L” level even when the current flowing through the reactor 5 exceeds the overcurrent value I2. Therefore, the malfunction as described in FIGS. 4A to 4C can be prevented.

[実施の形態3]
実施の形態2では、上限電流値I1は過電流値I2よりも小さいので、リアクトル5に流れる電流が上限電流値I1を超えた場合は常にゲートブロック信号GBが「H」レベルになるとともに過電流検出信号ODが「L」レベルになる。したがって、リアクトル5に流れる電流が過電流値I2を超えた場合でも降圧チョッパの運転が継続されるので、たとえばIGBT2が短絡故障した場合には過電流を遮断することができなくなる。この実施の形態3では、この問題の解決が図られる。
Third Embodiment
In the second embodiment, since upper limit current value I1 is smaller than overcurrent value I2, gate block signal GB attains "H" level whenever the current flowing through reactor 5 exceeds upper limit current value I1 and the overcurrent is also generated. The detection signal OD goes to "L" level. Therefore, even when the current flowing through reactor 5 exceeds overcurrent value I2, the operation of the step-down chopper is continued, so that overcurrent can not be interrupted, for example, when IGBT 2 is short-circuited. The third embodiment solves this problem.

図7は、この発明の実施の形態3による降圧チョッパの構成を示す回路ブロック図であって、図5と対比される図である。図7を参照して、この降圧チョッパが図5の降圧チョッパと異なる点は、保護回路30が保護回路35で置換されている点である。   7 is a circuit block diagram showing a configuration of a step-down chopper according to a third embodiment of the present invention, which is to be compared with FIG. Referring to FIG. 7, this step-down chopper is different from the step-down chopper of FIG. 5 in that protection circuit 30 is replaced by protection circuit 35.

図8は保護回路35の構成を示す回路ブロック図であって、図6と対比される図である。図8を参照して、この保護回路35は、図6の保護回路30にタイマー36およびORゲート37を追加したものである。   FIG. 8 is a circuit block diagram showing a configuration of protection circuit 35, which is to be compared with FIG. Referring to FIG. 8, protection circuit 35 is obtained by adding timer 36 and OR gate 37 to protection circuit 30 of FIG.

タイマー36は、比較回路26の出力信号が非活性化レベルの「L」レベルから活性化レベルの「H」レベルに立ち上げられたときにセットされて計時を開始し、計時を開始してから所定時間Tc1が経過したときに出力信号φ36を「L」レベルから「H」レベルに立ち上げる。   Timer 36 is set when the output signal of comparison circuit 26 is raised from the inactive "L" level to the active "H" level to start timing and start timing. When the predetermined time Tc1 has elapsed, the output signal φ36 is raised from the “L” level to the “H” level.

タイマー36は、比較回路26の出力信号が「L」レベルにされた場合にリセットされて計時可能な初期状態に戻り、出力信号φ36を「L」レベルにリセットする。ORゲート37は、タイマー36の出力信号φ36とインバータ31の出力信号との論理和信号をANDゲート32の第2入力ノードに与える。   Timer 36 is reset when the output signal of comparison circuit 26 is set to the “L” level to return to the initial state capable of clocking, and resets output signal φ 36 to the “L” level. OR gate 37 applies a logical sum signal of output signal φ 36 of timer 36 and an output signal of inverter 31 to a second input node of AND gate 32.

タイマー36の出力信号φ36が「L」レベルである場合、インバータ31の出力信号はORゲート37を通過してANDゲート32の第2入力ノードに与えられる。この場合、保護回路35の構成は保護回路30の構成と同じになる。   When output signal φ 36 of timer 36 is at “L” level, the output signal of inverter 31 passes through OR gate 37 and is applied to the second input node of AND gate 32. In this case, the configuration of the protection circuit 35 is the same as the configuration of the protection circuit 30.

リアクトル5に流れる電流が上限電流値I1および過電流値I2を超えると、保護回路9によってゲートブロック信号GBが活性化レベルの「H」レベルに立ち上げられるとともに、保護回路35において比較回路26の出力信号が「H」レベルに立ち上げられてタイマー36がセットされる。   When the current flowing through reactor 5 exceeds upper limit current value I1 and overcurrent value I2, protection circuit 9 raises gate block signal GB to "H" level of activation level, and protection circuit 35 compares comparison circuit 26. The output signal is raised to "H" level and timer 36 is set.

ゲートブロック信号GBが「H」レベルにされたことに応じてIGBT2がオフされ、図4(a)〜(c)で示した現象が発生した場合は、所定時間Tc1よりも短い時間内に過電流が無くなるので、タイマー36の出力信号φ36は「H」レベルにならず、過電流検出信号ODは「L」レベルに維持される。   In response to the gate block signal GB being brought to the “H” level, the IGBT 2 is turned off, and when the phenomenon shown in FIGS. 4A to 4C occurs, it is excessive within a time shorter than the predetermined time Tc1. Since the current is lost, the output signal φ 36 of the timer 36 does not go to the “H” level, and the overcurrent detection signal OD is maintained at the “L” level.

IGBT2が短絡故障した場合は、ゲートブロック信号GBが「H」レベルにされてもIGBT2がオフされず、リアクトル5に過電流値I2を超える電流が流れ続ける。リアクトル5に流れる電流が過電流値I2を超える時間が所定時間Tc1を超えると、タイマー36の出力信号φ36が「H」レベルに立ち上げられる。これにより、比較回路26の出力信号がANDゲート32を通過して過電流検出信号OCとなり、スイッチ1およびIGBT2がオフ状態に固定されて降圧チョッパの運転が停止される。他の構成および動作は、実施の形態2と同じであるので、その説明は繰り返さない。   When the IGBT 2 has a short circuit failure, the IGBT 2 is not turned off even if the gate block signal GB is set to the “H” level, and a current exceeding the overcurrent value I 2 continues to flow in the reactor 5. When the time when the current flowing through reactor 5 exceeds overcurrent value I2 exceeds predetermined time Tc1, output signal φ 36 of timer 36 is raised to the “H” level. Thereby, the output signal of the comparison circuit 26 passes through the AND gate 32 to become the overcurrent detection signal OC, the switch 1 and the IGBT 2 are fixed in the off state, and the operation of the step-down chopper is stopped. The other configuration and operation are the same as in the second embodiment, and the description thereof will not be repeated.

この実施の形態3では、実施の形態2と同じ効果が得られる他、リアクトル5に過電流が所定時間Tc1以上流れた場合に降圧チョッパの運転を停止させることができる。   In the third embodiment, the same effect as the second embodiment can be obtained. In addition, the operation of the step-down chopper can be stopped when an overcurrent flows through the reactor 5 for a predetermined time Tc1 or more.

[実施の形態4]
実施の形態2,3では、たとえばコンデンサ6が短絡故障した場合、IGBT2がオンされると、リアクトル5に流れる電流が上限電流値I1を超えてゲートブロック信号GBが「H」レベルになり、IGBT2がオフされてリアクトル5に流れる電流が低減される。リアクトルに流れる電流が上限電流値I1を下回ってゲートブロック信号GBが「L」レベルにされると、再びIGBT2がオンされ、上述の動作が繰り返される。この実施の形態4では、この問題の解決が図られる。
Fourth Embodiment
In the second and third embodiments, for example, when capacitor 6 has a short circuit failure, when IGBT 2 is turned on, the current flowing through reactor 5 exceeds upper limit current value I1 and gate block signal GB attains "H" level. Are turned off to reduce the current flowing to the reactor 5. When the current flowing through the reactor falls below upper limit current value I1 and gate block signal GB is set to the “L” level, IGBT 2 is turned on again, and the above-described operation is repeated. The fourth embodiment solves this problem.

図9は、この発明の実施の形態4による降圧チョッパの構成を示す回路ブロック図であって、図7と対比される図である。図9を参照して、この降圧チョッパが図7の降圧チョッパと異なる点は、保護回路9が保護回路40で置換されている点である。   9 is a circuit block diagram showing a configuration of a step-down chopper according to a fourth embodiment of the present invention, which is to be compared with FIG. Referring to FIG. 9, this step-down chopper is different from the step-down chopper of FIG. 7 in that protection circuit 9 is replaced by protection circuit 40.

図10は保護回路40の構成を示す回路ブロック図であって、図2と対比される図である。図10を参照して、この保護回路40は、図2の保護回路9にカウンタ41およびタイマー42を追加したものである。   FIG. 10 is a circuit block diagram showing a configuration of protection circuit 40, which is to be compared with FIG. Referring to FIG. 10, this protection circuit 40 is obtained by adding a counter 41 and a timer 42 to the protection circuit 9 of FIG.

タイマー42は、時間を示す情報をカウンタ41に与える。カウンタ41は、タイマー42から与えられる時間を示す情報を参照するとともに、比較回路21の出力信号であるゲートブロック信号GBが「L」レベルから「H」レベルに立ち上げられた回数をカウントする。そしてカウンタ41は、そのカウント値が所定時間Tc2内に所定値を超えた場合に故障検出信号FDを非活性化レベルの「L」レベルから活性化レベルの「H」レベルに立ち上げる。   The timer 42 provides the counter 41 with information indicating time. The counter 41 refers to the information indicating the time given from the timer 42 and counts the number of times the gate block signal GB which is the output signal of the comparison circuit 21 is raised from the “L” level to the “H” level. Then, counter 41 raises failure detection signal FD from the "L" level of the inactivation level to the "H" level of the activation level when the count value exceeds the predetermined value within predetermined time Tc2.

制御回路12は、故障検出信号FDが「H」レベルに立ち上げられた場合は、スイッチ1およびIGBT2をオフ状態に固定して降圧チョッパの運転を停止させる。カウンタ41は、降圧チョッパの運転が停止された場合にリセットされて初期状態に戻り、故障検出信号FDを「L」レベルにリセットする。他の構成および動作は、実施の形態2と同じであるので、その説明は繰り返さない。   When failure detection signal FD is raised to the “H” level, control circuit 12 fixes switch 1 and IGBT 2 in the off state to stop the operation of the step-down chopper. The counter 41 is reset when the operation of the step-down chopper is stopped, returns to the initial state, and resets the failure detection signal FD to the “L” level. The other configuration and operation are the same as in the second embodiment, and the description thereof will not be repeated.

この実施の形態4では、実施の形態3と同じ効果が得られる他、ゲートブロック信号GBが所定時間Tc2内に所定回数以上「L」レベルから「H」レベルにされた場合に降圧チョッパの運転を停止させることができる。   In the fourth embodiment, in addition to the same effect as the third embodiment, the operation of the step-down chopper is performed when the gate block signal GB is changed from the “L” level to the “H” level a predetermined number of times or more within a predetermined time Tc2. Can be stopped.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   It should be understood that the embodiments disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is indicated not by the above description but by the claims, and is intended to include all the modifications within the meaning and scope equivalent to the claims.

T1,T2 入力端子、T3,T4 出力端子、1 スイッチ、2 IGBT、3,7 ダイオード、4 電流検出器、5 リアクトル、6 コンデンサ、8 電圧検出器、9,10,30,35,40 保護回路、11 操作部、12 制御回路、15 直流電源、16 負荷、20,25 絶対値検出回路、21,26 比較回路、31 インバータ、32 ANDゲート、36,42 タイマー、37 ORゲート、41 カウンタ。   T1, T2 input terminals, T3, T4 output terminals, 1 switch, 2 IGBTs, 3, 7 diodes, 4 current detectors, 5 reactors, 6 capacitors, 8 voltage detectors, 9, 10, 30, 35, 40 Protection circuits , 11 operation units, 12 control circuits, 15 DC power supplies, 16 loads, 20, 25 absolute value detection circuits, 21, 26 comparison circuits, 31 inverters, 32 AND gates, 36, 42 timers, 37 OR gates, 41 counters.

Claims (2)

第1および第2の入力端子間に与えられた直流電圧を降圧して第1および第2の出力端子間に出力する降圧チョッパであって、
一方電極が前記第1の入力端子に接続されたスイッチング素子と、
アノードが前記第2の入力端子および前記第2の出力端子に接続され、カソードが前記スイッチング素子の他方電極に接続された第1のダイオードと、
前記スイッチング素子の他方電極と前記第1の出力端子との間に接続されたリアクトルと、
前記第1および第2の出力端子間に接続されたコンデンサと、
前記リアクトルに流れる電流を検出する電流検出器と、
前記電流検出器の検出値が第1の電流値を超えた場合にゲートブロック信号を出力する第1の保護回路と、
前記電流検出器の検出値が前記第1の電流値よりも大きな第2の電流値を超えた場合に過電流検出信号を出力する第2の保護回路と、
前記第1および第2の出力端子間の電圧が目標電圧になるように前記スイッチング素子をオン/オフさせ、前記第1の保護回路から前記ゲートブロック信号が出力されている場合は前記スイッチング素子をオフさせ、前記第2の保護回路から前記過電流検出信号が出力された場合は前記スイッチング素子をオフ状態に固定させる制御回路と、
アノードが前記第2の出力端子に接続され、カソードが前記第1の出力端子に接続された第2のダイオードとを備える、降圧チョッパ。
A step-down chopper for stepping down a DC voltage applied between first and second input terminals and outputting the voltage between the first and second output terminals,
A switching element whose one electrode is connected to the first input terminal;
A first diode having an anode connected to the second input terminal and the second output terminal, and having a cathode connected to the other electrode of the switching element;
A reactor connected between the other electrode of the switching element and the first output terminal;
A capacitor connected between the first and second output terminals;
A current detector that detects a current flowing through the reactor;
A first protection circuit that outputs a gate block signal when the detection value of the current detector exceeds a first current value;
A second protection circuit that outputs an overcurrent detection signal when the detection value of the current detector exceeds a second current value larger than the first current value;
The switching element is turned on / off so that the voltage between the first and second output terminals becomes a target voltage, and the switching element is turned on when the gate block signal is output from the first protection circuit. A control circuit which turns off and fixes the switching element in an off state when the overcurrent detection signal is output from the second protection circuit;
A step-down chopper comprising a second diode connected at its anode to said second output terminal and at its cathode to said first output terminal.
前記第2のダイオードは、前記第1および第2の出力端子間が短絡され、前記第1の保護回路から前記ゲートブロック信号が出力されて前記スイッチング素子がオフされた場合に、前記コンデンサを含む共振回路が形成されて前記第2の電流値を超える電流が前記リアクトルに流れることを防止する、請求項1に記載の降圧チョッパ。   The second diode includes the capacitor when the first and second output terminals are short-circuited and the gate block signal is output from the first protection circuit to turn off the switching element. The step-down chopper according to claim 1, wherein a resonant circuit is formed to prevent a current exceeding the second current value from flowing to the reactor.
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