JP6511842B2 - Constant voltage DC power supply - Google Patents
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本発明は、出力電流の電流値が予め設定された電流制限値に達したときに、この出力電流の電流値をこの電流制限値に維持しつつ出力電圧の電圧値を垂下させる定電流電圧垂下動作を実行する過電流保護回路を備え、この電流制限値を互いに異なる複数の電流制限値のうちから選択して設定可能に構成されている定電圧直流電源装置に関するものである。 According to the present invention, when the current value of the output current reaches a preset current limit value, a constant current voltage droop that drops the voltage value of the output voltage while maintaining the current value of the output current at the current limit value. The present invention relates to a constant voltage DC power supply device including an overcurrent protection circuit that performs an operation and configured to be able to select and set the current limit value among a plurality of different current limit values.
この種の定電圧直流電源装置として、下記の特許文献1に開示された定電圧直流電源装置が知られている。この定電圧直流電源装置は、定電圧制御回路、制限電流値指令回路、および電流制限信号発生回路(いわゆる過電流保護回路)を備えて、電池を充電する電池充電回路として機能する。
As this kind of constant voltage DC power supply device, a constant voltage DC power supply device disclosed in
この定電圧直流電源装置の定電圧制御回路は、電池電圧を装置内部の第1基準電圧と差動比較し、電池電圧を所定の第2電圧(例えば、4.2V)に充電するように定電圧制御信号を発生する。また、電池電圧が低い電圧から徐々に上昇し、第2電圧より若干低い第3電圧(例えば、約4.0V)になったときに差動比較出力を発生し、制限電流値指令回路に供給する。 The constant voltage control circuit of the constant voltage DC power supply device compares the battery voltage differentially with the first reference voltage inside the device, and charges the battery voltage to a predetermined second voltage (for example, 4.2 V). Generate a voltage control signal. Also, when the battery voltage gradually rises from a low voltage and reaches a third voltage (eg, about 4.0 V) slightly lower than the second voltage, a differential comparison output is generated and supplied to the limiting current value command circuit Do.
制限電流値指令回路は、ロジック回路により構成されており、差動比較出力の他に、電池電圧が入力され、それらの入力に応じて、第1予備充電電流値(例えば、50mA)、第2予備充電電流値(例えば、150mA)、第1電流値(例えば、700mA)、第2電流値(例えば、300mA)などのための第1〜第4制限電流指令値を発生し、電流制限信号発生回路に供給する。 The limited current value command circuit is configured of a logic circuit, and receives battery voltage in addition to the differential comparison output, and the first pre-charging current value (for example, 50 mA), the second according to those inputs. The first to fourth limit current command values for the pre-charge current value (for example, 150 mA), the first current value (for example, 700 mA), the second current value (for example, 300 mA), etc. Supply to the circuit.
電流制限信号発生回路は、降下電圧(充電電流検出用の電流検出抵抗での電圧降下分)とその時点での制限電流指令値とを比較し、降下電圧が制限電流指令値に達した時には、電流制限信号を発生して定電圧制御回路に供給することで、定電圧制御信号を抑圧する。これにより、各制限電流指令値に応じた値に充電電流を制限する。 The current limit signal generation circuit compares the voltage drop (voltage drop at the current detection resistor for charging current detection) with the current limit value at that time, and when the voltage drop reaches the current limit command value, The constant voltage control signal is suppressed by generating the current limit signal and supplying it to the constant voltage control circuit. Thereby, the charging current is limited to a value corresponding to each limiting current command value.
この電流制限信号発生回路では、第2基準電圧とグランド間に、制限電流値指令回路からの第1〜第4制限電流指令値により抵抗値がその指令値にしたがって変更される可変抵抗と、抵抗(固定抵抗)とが直列に接続される。これにより、この抵抗(固定抵抗)に制限電流指令値に応じた電圧が得られる。また、電流制限信号発生回路では、降下電圧と抵抗(固定抵抗)の電圧(即ち、制限電流指令値)とが比較器で比較され、降下電圧がそのときの制限電流指令値を越えると、その出力がHレベルに反転して、定電圧制御信号が抑圧されて、電流制限が行われる。 In this current limit signal generation circuit, a variable resistor whose resistance value is changed in accordance with the command value between the second reference voltage and the ground according to the first to fourth limit current command values from the limit current value command circuit (Fixed resistance) are connected in series. Thereby, a voltage corresponding to the limited current command value can be obtained from this resistance (fixed resistance). In the current limit signal generation circuit, the drop voltage and the voltage of the resistor (fixed resistance) (ie, the limit current command value) are compared by the comparator, and when the drop voltage exceeds the limit current command value at that time, The output is inverted to H level, the constant voltage control signal is suppressed, and current limitation is performed.
したがって、このようにして、電流制限値を変更可能な電流制限機能付きの定電圧直流電源装置(過電流保護回路を備えた定電圧直流電源装置)は、所望の電流制限値で電流を制限しつつ電池を充電すること(電池を所望の電流値で定電流充電すること)が可能になっている。 Therefore, in this way, the constant voltage DC power supply with a current limit function capable of changing the current limit value (constant voltage DC power supply with an overcurrent protection circuit) limits the current at the desired current limit value. While charging the battery (constant current charging the battery with a desired current value) is possible.
ところが、上記の定電圧直流電源装置には以下のような解決すべき課題が存在している。すなわち、上記の定電圧直流電源装置の電流制限信号発生回路では、第2基準電圧とグランド間に、制限電流値指令回路からの第1〜第4制限電流指令値により抵抗値がその指令値にしたがって変更される可変抵抗と、抵抗(固定抵抗)とが直列に接続されて、この抵抗(固定抵抗)に生じた電圧が比較器において降下電圧と比較される。しかしながら、基準電圧値や、指令値に従って変更される可変抵抗の抵抗値や、抵抗(固定抵抗)の抵抗値にはばらつきがあるため、このばらつきに起因して抵抗(固定抵抗)に生じる電圧にもばらつきが生じる。したがって、この定電圧直流電源装置には、このばらつきに起因して、各制限電流指令値に対応する電流制限値がばらつく、つまり、所望の電流制限値に正確に規定することが難しいという解決すべき課題が存在している。 However, the above-described constant voltage DC power supply device has the following problems to be solved. That is, in the current limit signal generation circuit of the constant voltage DC power supply device described above, the resistance value is set between the second reference voltage and the ground according to the first to fourth limit current command values from the limit current value command circuit. Therefore, the variable resistor to be changed and the resistor (fixed resistor) are connected in series, and the voltage generated on this resistor (fixed resistor) is compared with the voltage drop in the comparator. However, since there are variations in the reference voltage value, the resistance value of the variable resistor that is changed according to the command value, and the resistance value of the resistor (fixed resistor), the voltage generated in the resistor (fixed resistor) due to this variation There are also variations. Therefore, in this constant voltage DC power supply device, the current limit value corresponding to each limited current command value varies due to this variation, that is, it is difficult to accurately define the desired current limit value. There are some issues that should be done.
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、定電流電圧垂下動作時における定電流値として選択される電流制限値を正確に規定し得る定電圧直流電源装置を提供することを主目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and it is an object of the present invention to provide a constant voltage DC power supply device capable of accurately defining a current limit value selected as a constant current value at the time of constant current voltage droop operation. Main purpose.
上記目的を達成すべく、本発明に係る定電圧直流電源装置は、出力電流の電流値に比例した電圧値の電流検出電圧を出力する電流検出回路と、前記電流検出電圧の前記電圧値に比例した比較対象電圧値と所定の参照電圧値との比較結果に基づいて前記出力電流の前記電流値が予め設定された電流制限値に達したことを検出したときに、当該出力電流の当該電流値を当該電流制限値に維持しつつ出力電圧を垂下させる定電流電圧垂下動作を実行する過電流保護回路とを備えると共に、前記電流制限値を互いに異なる複数の電流制限値のうちから選択された選択電流制限値に設定可能に構成されている定電圧直流電源装置であって、互いに直列接続された第1抵抗回路および第2抵抗回路で前記電流検出電圧を分圧して前記比較対象電圧値の比較対象電圧を出力する分圧回路を備え、前記第1抵抗回路は、前記電流制限値の数未満の個数であって異なる抵抗値に規定された複数の固定抵抗と、当該複数の固定抵抗と同数のスイッチ素子を備えてロータの回転位置に応じて当該スイッチ素子のオン・オフ状態の組み合わせパターンを変更可能なロータリコードスイッチとを有して、当該複数の固定抵抗のそれぞれに当該スイッチ素子が接続されて成る直列回路が並列接続されて構成されると共に、前記ロータを回転させて前記組み合わせパターンを変更することで合成抵抗値が前記複数の電流制限値に対応して段階的に変更可能に構成され、前記第1抵抗回路および前記第2抵抗回路の少なくとも一方に、前記比較対象電圧値を微調整するための可変抵抗が配設されている。 In order to achieve the above object, a constant voltage DC power supply device according to the present invention comprises a current detection circuit that outputs a current detection voltage of a voltage value proportional to a current value of output current, and a voltage detection circuit proportional to the voltage value of the current detection voltage. The current value of the output current is detected when it is detected that the current value of the output current has reached a preset current limit value based on the comparison result of the comparison target voltage value and the predetermined reference voltage value. An over current protection circuit for performing a constant current voltage drooping operation to drop the output voltage while maintaining the current limiting value at the current limiting value, and selecting the current limiting value from among a plurality of different current limiting values different from each other A constant voltage DC power supply device configured to be settable to a current limit value, wherein the current detection voltage is divided by a first resistance circuit and a second resistance circuit connected in series with each other to compare the comparison target voltage values Comprising a voltage dividing circuit for outputting an elephant voltage, the first resistor circuit includes a plurality of fixed resistors defined in different resistance values a number smaller than the number of the current limit value, the plurality of fixed resistors and many And a rotary code switch capable of changing the combination pattern of the on / off state of the switch element according to the rotational position of the rotor, and the switch element is connected to each of the plurality of fixed resistors. And a series circuit formed in parallel is connected in parallel , and the combined resistance value can be changed stepwise corresponding to the plurality of current limit values by rotating the rotor to change the combination pattern. A variable resistor for finely adjusting the comparison target voltage value is disposed in at least one of the first resistor circuit and the second resistor circuit.
また、本発明に係る定電圧直流電源装置は、出力電流の電流値に比例した電圧値の電流検出電圧を出力する電流検出回路と、前記電流検出電圧の前記電圧値に比例した比較対象電圧値と所定の参照電圧値との比較結果に基づいて前記出力電流の前記電流値が予め設定された電流制限値に達したことを検出したときに、当該出力電流の当該電流値を当該電流制限値に維持しつつ出力電圧を垂下させる定電流電圧垂下動作を実行する過電流保護回路とを備えると共に、前記電流制限値を互いに異なる複数の電流制限値のうちから選択された選択電流制限値に設定可能に構成されている定電圧直流電源装置であって、互いに直列接続された第1抵抗回路および第2抵抗回路で基準電圧を分圧して前記所定の参照電圧値の参照電圧を出力する分圧回路を備え、前記第1抵抗回路は、前記電流制限値の数未満の個数であって異なる抵抗値に規定された複数の固定抵抗と、当該複数の固定抵抗と同数のスイッチ素子を備えてロータの回転位置に応じて当該スイッチ素子のオン・オフ状態の組み合わせパターンを変更可能なロータリコードスイッチとを有して、当該複数の固定抵抗のそれぞれに当該スイッチ素子が接続されて成る直列回路が並列接続されて構成されると共に、前記ロータを回転させて前記組み合わせパターンを変更することで合成抵抗値が前記複数の電流制限値に対応して段階的に変更可能に構成され、前記第1抵抗回路および前記第2抵抗回路の少なくとも一方に、前記所定の参照電圧値を微調整するための可変抵抗が配設されている。 Further, in the constant voltage DC power supply device according to the present invention, a current detection circuit that outputs a current detection voltage having a voltage value proportional to the current value of the output current, and a comparison target voltage value proportional to the voltage value of the current detection voltage When it is detected that the current value of the output current has reached a preset current limit value based on the comparison result between the current value and the predetermined reference voltage value, the current value of the output current is used as the current limit value. And setting the current limit value at a selected current limit value selected from among a plurality of different current limit values. A constant-voltage DC power supply device configured to be capable of dividing a reference voltage by a first resistance circuit and a second resistance circuit connected in series with each other and outputting a reference voltage of the predetermined reference voltage value circuit Wherein the first resistor circuit, the rotation of the rotor comprises a plurality of fixed resistors defined in different resistance values a number smaller than the number of the current limit value, the plurality of fixed resistors and the same number of switching elements And a rotary code switch capable of changing the combination pattern of the on / off state of the switch element according to the position, and a series circuit formed by connecting the switch element to each of the plurality of fixed resistors is connected in parallel And the combined resistance value can be changed stepwise corresponding to the plurality of current limit values by rotating the rotor to change the combination pattern , the first resistance circuit and the first resistance circuit At least one of the second resistor circuits is provided with a variable resistor for finely adjusting the predetermined reference voltage value.
また、本発明に係る定電圧直流電源装置は、前記可変抵抗は、前記第2抵抗回路に配設されている。 Further, in the constant voltage DC power supply device according to the present invention, the variable resistor is disposed in the second resistor circuit.
本発明の定電圧直流電源装置によれば、分圧回路における第1抵抗回路および第2抵抗回路の少なくとも一方に可変抵抗が配設されているため、製造時において、基準電圧値や、分圧回路の第1抵抗回路を構成する各固定抵抗の抵抗値に若干のばらつきが生じていたとしても、この可変抵抗を操作することで、ロータリコードスイッチで選択された電流制限値を電源装置の仕様上の電流制限値にほぼ合致した状態に微調整することができる。これにより、この電源装置のユーザーは、測定器等の設備を用いることなく、ロータリコードスイッチを操作することで、仕様に規定されている複数の電流制限値のうちから所望の1つを実際の電流制限値に設定して、仕様に規定されている通りの電流制限値を負荷(電池など)に供給することができる。 According to the constant voltage DC power supply device of the present invention, the variable resistor is disposed in at least one of the first resistor circuit and the second resistor circuit in the voltage dividing circuit, so that the reference voltage value and Even if the resistance value of each fixed resistor constituting the first resistor circuit of the circuit is slightly dispersed, operating the variable resistor allows the current limit value selected by the rotary code switch to be set to the specification of the power supply device. Fine adjustment can be made to substantially match the above current limit value. Thus, the user of the power supply device operates the rotary code switch without using equipment such as a measuring instrument, thereby actually selecting a desired one of the plurality of current limit values specified in the specification. The current limit value can be set to supply the load (such as a battery) with the current limit value as specified in the specification.
また、本発明の定電圧直流電源装置によれば、ロータリコードスイッチが配設された第1抵抗回路に直列接続された第2抵抗回路に可変抵抗が配設されているため、この可変抵抗を操作することで、すべての電流制限値を一括して微調整することができることから、調整操作を簡易にすることができ、調整工程の工数削減を達成することができる。 Further, according to the constant voltage DC power supply device of the present invention, the variable resistor is disposed in the second resistor circuit connected in series to the first resistor circuit in which the rotary code switch is disposed. By operating, all the current limit values can be finely adjusted at once, so the adjustment operation can be simplified, and the reduction in the number of steps of the adjustment process can be achieved.
以下、定電圧直流電源装置の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, embodiments of a constant voltage DC power supply device will be described with reference to the drawings.
図1に示す電源装置1は、一例として、一対の入力端子2a,2b(以下、特に区別しないときには「入力端子2」ともいう)、入力平滑回路3、トランス4、スイッチング回路5、電流検出回路6、整流回路7、出力平滑回路8、一対の出力端子9a,9b(以下、特に区別しないときには「出力端子9」ともいう)、制御回路10、および分圧回路11を備え、定電流電圧垂下形の過電流保護機能を有する定電圧直流電源装置として構成されている。
The
この電源装置1では、入力平滑回路3は、一例として図1に示すように、入力端子2a,2b間に接続されたコンデンサで構成されて、入力端子2a,2b間に入力される入力電圧(直流電圧)V1のリップル成分を低減する(入力電圧V1を平滑する)。なお、入力平滑回路3は、コンデンサのみの構成に代えて、コイルとコンデンサとを組み合わせた構成など、公知の種々の構成を採用することができる。また、入力電圧V1が十分に安定しているときには、入力平滑回路3を省く構成を採用することもできる。
In the
トランス4は、一例として図1に示すように、1次巻線4a、および1次巻線4aと電気的に絶縁された2次巻線4bとを少なくとも備えている。スイッチング回路5は、スイッチ素子5a(FETやトランジスタなど)およびドライブ回路5bを有し、ドライブ回路5bが制御回路10から出力される駆動パルスS1に基づいてスイッチ素子5aをオン・オフ制御することにより、入力平滑回路3から出力される入力電圧V1をスイッチングしてトランス4の1次巻線4aに断続的に印加する。トランス4は、この入力電圧V1の断続的な1次巻線4aへの印加により、2次巻線4bに交流電圧を誘起させる。
Transformer 4 includes at least a
なお、図1では、スイッチング回路5は、一例として、1石フォーワード方式の回路に構成されているが、1石フライバック方式の回路や、プッシュプル方式の回路や、フルブリッジ方式の回路など公知の種々の方式の回路で構成することもできる。また、この電源装置1は、絶縁型のトランス4を備えて、絶縁型のDCDCコンバータとして構成されているが、図示はしないが、例えば、トランス4に代えてチョークコイルを使用した非絶縁型のDCDCコンバータとして構成することもできる。
In FIG. 1, the
電流検出回路6は、一例として図1に示すように、電源装置1の1次側(トランス4の1次巻線4a側)に配設されて、スイッチング回路5に流れる入力電流I1を検出すると共に、入力電流I1の電流値に比例した電圧値Viv(電源装置1の1次側のグランドGの電位を基準とした電圧値)の電流検出電圧Viを出力する。この場合、入力電流I1の電流値は、電源装置1の2次側(トランス4の2次巻線4b側)に流れて出力端子9に接続された負荷に供給される出力電流I2の電流値に比例する。このため、電流検出電圧Viの電圧値Vivは出力電流I2の電流値にも比例することから、この電圧値Vivを検出することは、実質的に出力電流I2の電流値を検出することになる。
なお、本例では一例として、電流検出回路6は、低抵抗値(例えば1Ω未満の微小抵抗値)の電流検出抵抗で構成されているが、これに限定されず、例えば、入力電流I1の流れる経路に装着された磁気コアおよびこの磁気コアに巻回されたコイルを有する構成(カレントトランス)や、このように装着された磁気コアおよびこの磁気コアに配設された磁電変換素子(ホール素子など)を有する構成を備えて、入力電流I1の電流値に比例した電圧値Vivの電流検出電圧Viを出力する電流プローブなどで電流検出回路6を構成することもできる。また、電流検出回路6を電源装置1の2次側に配設して、出力電流I2の電流値を直接検出して電流検出電圧Viを出力する構成を採用することもできる。
In the present example, the
整流回路7は、2次巻線4bに誘起される交流電圧を整流することにより、脈流電圧に変換して出力する。出力平滑回路8は、整流回路7から出力される脈流電圧を平滑することにより、出力電圧(直流電圧)V2に変換して出力端子9a,9b間から出力する。
The rectifying
制御回路10は、本例では、一例として図1に示すように、基準電圧生成回路21、比較回路22および駆動信号生成回路23を備えている。この制御回路10は、検出している出力電圧V2の電圧値に基づいてこの電圧値が予め規定された電圧値Voとなるように、出力する駆動パルスS1のデューティ比を制御する定電圧制御動作を実行すると共に、分圧回路11から出力される後述の比較対象電圧Vdの比較対象電圧値Vdvに基づいて、設定された電流制限値(後述のように複数の電流制限値のうちから選択された電流制限値であることから「選択電流制限値」ともいう)Ilimに出力電流I2の電流値が達したことを検出したときには、定電流電圧垂下形の過電流保護機能が作動するように、出力する駆動パルスS1のデューティ比を制御する定電流制御動作を実行する。
In the present embodiment, the
具体的には、基準電圧生成回路21は、一定の電圧値(基準電圧値Vrv。グランドGの電位を基準とした電圧値(本例では一例としてマイナス電圧値))の基準電圧Vrを生成して出力する。比較回路22は、比較対象電圧Vdの比較対象電圧値Vdv(電圧値Vivに比例した比較対象電圧値としての電圧値)と基準電圧値Vrvを分圧した所定の参照電圧値(本例では一例として、分圧比が1であって基準電圧値Vrv自体であるが、基準電圧値Vrvを分圧比1未満で分圧した電圧値であってもよい)とを比較すると共に、電圧値Vdvが参照電圧値(本例では上記のように基準電圧値Vrv)に達したとき(つまり、出力電流I2の電流値が選択電流制限値Ilimに達したとき)に検出信号S2を出力する。
Specifically, the reference
駆動信号生成回路23は、比較回路22から検出信号S2が出力されるまでは(出力電流I2の電流値が選択電流制限値Ilimに達するまでは)、定電圧制御動作を実行することにより、出力電圧V2の電圧値が予め規定された電圧値Voに維持されるように駆動パルスS1のデューティ比を制御する。
The drive
また、駆動信号生成回路23は、比較回路22から検出信号S2が出力されているときには(出力電流I2の電流値が選択電流制限値Ilimに達しているときには)、定電流制御動作を実行することにより、出力電流I2の電流値がこの選択電流制限値Ilimに維持されるように駆動パルスS1のデューティ比を制御する。この結果、出力電圧V2の電圧値は低下する。この構成により、制御回路10は、駆動信号生成回路23がこの定電流制御動作を実行しているときには、定電流電圧垂下形の過電流保護機能を発揮する過電流保護回路として機能する。
In addition, the drive
分圧回路11は、互いに直列接続された第1抵抗回路31および第2抵抗回路32を備えている。また、分圧回路11は、本例では、電流検出回路6における電流検出電圧Viの出力側とグランドGとの間に配設されて、電流検出電圧Viの電圧値Vivを分圧比(第1抵抗回路31の抵抗値/(第1抵抗回路31の抵抗値+第2抵抗回路32の抵抗値)で分圧することにより、比較対象電圧値Vdvの比較対象電圧Vdを出力する。
The
この場合、第1抵抗回路31は、互いに異なる抵抗値に規定された複数の固定抵抗(本例では一例として、4つの固定抵抗41,42,43,44)と、この複数の固定抵抗(固定抵抗41,42,43,44)のうちの選択された固定抵抗のみを第2抵抗回路32に直列接続する選択スイッチ45とを備えている。また、第1抵抗回路31は、この複数の固定抵抗と選択スイッチ45の直列回路全体に対して並列接続された固定抵抗46を備えている。
In this case, the
本例では一例として、選択スイッチ45は、固定抵抗41,42,43,44の個数(4つ)と同数のスイッチ素子SW1,SW2,SW3,SW4(以下、特に区別しないときにはスイッチ素子SWともいう)を備えたロータリコードスイッチで構成されている。ロータリコードスイッチとは、例えば、コパル社製のS−1000Aのように、ロータの回転位置(以下、選択チャンネル(略して「選択ch」)ともいう)に応じて各スイッチ素子SWのオン・オフ状態の組み合わせパターンを変更可能なスイッチである。
In this example, as an example, the
この選択スイッチ45では、スイッチ素子SWが4つであるため、2の4乗個(16個)の組み合わせパターンが存在し、各組み合わせパターンに対応する16個の選択ch0,ch1,・・・,ch9,chA,・・・,chE,chF(以下、特に区別しないときには選択chともいう)が規定されている。これにより、選択スイッチ45では、ロータを所望の選択chに回転させることで、この選択chに対応したスイッチ素子SWのオン・オフ状態の組み合わせパターンを選択可能となっている。
In this
この電源装置1では、複数の電流制限値の一例として、図2,3に示すように、10個の電流制限値Ir0,Ir1,Ir2,Ir3,Ir4,Ir5,Ir6,Ir7,Ir8,Ir9(Ir0<Ir1<Ir2<Ir3<Ir4<Ir5<Ir6<Ir7<Ir8<Ir9。以下、電流制限値Ir0〜Ir9を特に区別しないときには電流制限値Irともいう)を用意して、これらのうちの任意の1つの電流制限値Irを実際の電流制限値Ilimとして選択する構成(選択された電流制限値は「選択電流制限値」)を採用する。このため、電源装置1では、一例として上記の選択ch0〜chFのうちの10個の選択ch0,ch1,・・・,ch8,ch9のみを使用して、これらの選択ch0,ch1,・・・,ch8,ch9を、図3に示すように、この順に電流制限値Ir0,Ir1,・・・,Ir8,Ir9に対応させる。
In the
この場合、各選択ch0,ch1,・・・,ch8,ch9に対応して、図3に示すように、選択スイッチ45の各スイッチ素子SWについてのオン・オフ状態の組み合わせパターンが変化することで、第2抵抗回路32に直列接続される第1抵抗回路31の固定抵抗41〜44の組み合わせが変更される結果、分圧回路11の分圧比が段階的に変更される。なお、図3中の○を付したスイッチ素子SWはオン状態であることを表し、○を付していないスイッチ素子SWはオフ状態であることを表している。
In this case, as shown in FIG. 3, the combination pattern of the on / off state of each switch element SW of the
例えば、固定抵抗41,42,43,44,46の各抵抗値R1,R2,R3,R4,R0をそれぞれ680[Ω],330[Ω],160[Ω],82[Ω],100k[Ω]とし、図1に示すように、固定抵抗41をスイッチ素子SW1に、固定抵抗42をスイッチ素子SW2に、固定抵抗43をスイッチ素子SW3に、固定抵抗44をスイッチ素子SW4に接続したときには、選択ch0,ch1,ch2,ch3,ch4,ch5,ch6,ch7,ch8,ch9での第1抵抗回路31全体の抵抗値(固定抵抗41,42,43,44のうちのオン状態のスイッチ素子SWを介して接続される固定抵抗と、常時接続されている固定抵抗46との合成抵抗値)を、図4に示すように、選択ch0での100k[Ω]から、選択ch1での675[Ω]、選択ch2での329[Ω]、・・・、選択ch8での82[Ω]、選択ch9での73[Ω]というように段階的に変化(この例では減少)させることができる。
For example, each resistance value R1, R2, R3, R4, R0 of fixed
これにより、各選択ch0,ch1,・・・,ch8,ch9での分圧回路11の分圧比を段階的に変化(減少)させることができることから、選択スイッチ45のロータの選択chを選択ch0から選択ch1、選択ch2、・・・というように、選択ch9側に向けて変更することで、分圧回路11から出力される比較対象電圧Vdの比較対象電圧値Vdvが基準電圧値Vrv(参照電圧値)に達するときの入力電流I1の電流値(結果として出力電流I2の電流値)を段階的に大きくすること、すなわち、選択電流制限値Ilimとして選択される電流制限値Ir0,Ir1,Ir2,Ir3,Ir4,Ir5,Ir6,Ir7,Ir8,Ir9を、上記したように、この順に段階的に大きくすること(電流制限値Ir0<Ir1<Ir2<Ir3<Ir4<Ir5<Ir6<Ir7<Ir8<Ir9のようにすること)が可能となる。
Thereby, since the voltage division ratio of the
また、各固定抵抗41,42,43,44,46は、抵抗値が固定された単一の抵抗素子のみで構成することもできるし、複数の抵抗素子を並列や直列に接続してなる抵抗網で構成することもできることから、任意の抵抗値に規定することが可能である。したがって、この電源装置1では、各固定抵抗41,42,43,44,46の抵抗値を適宜設定することにより、各選択ch0,ch1,・・・,ch8,ch9での電流制限値Irが本例の電源装置1の選択電流制限値Ilimについての仕様(選択電流制限値Ilimとして選択し得る複数の電流制限値のそれぞれ)に合致するように各選択ch0,ch1,・・・,ch8,ch9での分圧回路11の分圧比を仕様上の分圧比に設定することが可能となっている。
Further, each fixed
第2抵抗回路32は、可変抵抗47を有して構成されている。本例では一例として、第2抵抗回路32は、図1に示すように、1つの可変抵抗47で構成されて、この可変抵抗47の一端側に電流検出電圧Viが供給され、この可変抵抗47の他端側に、第1抵抗回路31を構成する各固定抵抗41,42,43,44におけるスイッチ素子SWと接続されていない側の端部、および固定抵抗46におけるグランドGと接続されていない側の端部が接続されている。
The second resistor circuit 32 is configured to have a
この構成により、基準電圧値Vrvや、第1抵抗回路31を構成する各固定抵抗41,42,43,44,46の抵抗値R1,R2,R3,R4,R0が電源装置1毎に若干ばらついたとしても、電源装置1の製造時の調整工程において、選択ch0,ch1,・・・,ch8,ch9のうちの任意の1つの選択chでの分圧回路11の分圧比を、第2抵抗回路32の可変抵抗47を操作してこの第2抵抗回路32の抵抗値を微調整することによってこの任意の1つの選択chでの仕様上の分圧比に合致させることができる(また、この結果として、他の選択chでの分圧回路11の分圧比も、それぞれの仕様上の分圧比にほぼ合致させられる)。
With this configuration, the reference voltage value Vrv and the resistance values R1, R2, R3, R4, and R0 of the fixed
これにより、この電源装置1では、第2抵抗回路32の可変抵抗47の抵抗値を変更することにより、各選択ch0,ch1,・・・,ch8,ch9での電流制限値Irを一括して微調整して、本例の電源装置1の選択電流制限値Ilimについての仕様(電流制限値Ilimとして選択し得る複数の電流制限値のそれぞれ)にほぼ正確に合致させることが可能になっている。なお、図示はしないが、可変抵抗47を操作した際の第2抵抗回路32全体の抵抗値の可変範囲や変化の度合いを調整するために、可変抵抗47に直列に固定抵抗を接続したり、可変抵抗47に並列に固定抵抗を接続したりする構成を採用することもできる。
Thereby, in the
続いて、電源装置1の動作について、電源装置1で負荷51としての電池(以下、電池51ともいう)を充電する例を挙げて説明する。
Subsequently, the operation of the
なお、この電源装置1は、例えば、製造時の調整工程において、出力端子9a,9b間に例えばダミー負荷が接続された状態で、定電圧制御動作させられて、その出力電圧V2の電圧値が予め規定された電圧値Voとなるように調整される。
The
また、電源装置1は、製造時の別の調整工程において、選択スイッチ45を操作してそのロータの選択chを選択ch0,ch1,・・・,ch8,ch9のいずれか1つに設定し、この設定した選択chでの電流制限値Irが電源装置1の仕様に合致した電流値になるように(言い換えれば、この選択chでの分圧回路11の分圧比が電源装置1の仕様に合致した分圧比になるように)、第2抵抗回路32の可変抵抗47を操作して微調整する。これにより、他のすべての選択chでの電流制限値Irについても、電源装置1の仕様にほぼ合致した電流値に規定される。
Further, in another adjustment process at the time of manufacture, the
この電源装置1を使用して電池51を定電流充電する場合には、ユーザーは、まず、電源装置1の仕様(選択スイッチ45についての各選択ch0〜ch9での電流制限値Ir0〜Ir9)を確認して、選択スイッチ45を操作することにより、選択スイッチ45のロータの選択chを、各選択ch0〜ch9のうちの電池51を定電流充電しようとする所望の充電電流値に合致する電流制限値Irに対応する選択chに設定する(つまり、電源装置1の定電流制御動作時の選択電流制限値Ilimをこの電流制限値Irに設定する)。次いで、電源装置1を定電流制御動作させる。これにより、ユーザーは、電源装置1の仕様に規定された選択電流制限値Ilimで、電池51を定電流充電することが可能となる。
When constant-current charging the
このように、この電源装置1では、分圧回路11の第2抵抗回路32に可変抵抗47が配設されている。したがって、この電源装置1によれば、製造時において、基準電圧値Vrvや、分圧回路11の第1抵抗回路31を構成する固定抵抗41,42,43,44,46の抵抗値に若干のばらつきが生じていたとしても、この可変抵抗47を操作することで、選択スイッチ45の各選択chでの電流制限値Irを電源装置1の仕様上の電流制限値にほぼ合致した状態に微調整することができる。これにより、この電源装置1のユーザーは、測定器等の設備を用いることなく、選択スイッチ45を操作することで、仕様に規定されている複数の電流制限値Irのうちから所望の1つを実際の選択電流制限値Ilimに設定して、仕様に規定されている通りの電流制限値Irを負荷としての電池51に供給する(電池51を定電流で充電する)ことができる。
As described above, in the
なお、上記の電源装置1では、分圧回路11で電流検出電圧Viの電圧値Vivを分圧する構成を採用しているが、図5に示す定電圧直流電源装置1A(以下、単に電源装置1Aともいう)のように、電流検出電圧Viの電圧値Vivに代えて、基準電圧生成回路21で生成される基準電圧Vrを分圧回路11で分圧して、所定の参照電圧値Vrfvの参照電圧Vrfとして制御回路10に出力する構成を採用することもできる。なお、電源装置1と同一の構成については同一の符号を付して重複する説明を省略する。
Although the
この電源装置1Aでは、選択ch9側に向かうに従って各選択ch0〜ch9での分圧比が段階的に大きくなるように、第1抵抗回路31を構成する固定抵抗41,42,43,44,46の抵抗値を規定することにより、電源装置1と同じようにして、各選択ch0,ch1,・・・,ch8,ch9での電流制限値Ir0,Ir1,Ir2,Ir3,Ir4,Ir5,Ir6,Ir7,Ir8,Ir9を、この順に段階的に大きくすることが可能となっている。
In this
この電源装置1Aでも、製造時において、基準電圧値Vrvや、分圧回路11の第1抵抗回路31を構成する固定抵抗41,42,43,44,46の抵抗値に若干のばらつきが生じていたとしても、第2抵抗回路32の可変抵抗47を操作することで、選択スイッチ45の各選択chでの電流制限値Irを電源装置1の仕様上の電流制限値にほぼ合致した状態に微調整することができる。これにより、この電源装置1Aのユーザーは、測定器等の設備を用いることなく、選択スイッチ45を操作することで、仕様に規定されている複数の電流制限値Irのうちから所望の1つを実際の選択電流制限値Ilimに設定して、仕様に規定されている通りの電流制限値Irを負荷としての電池51に供給する(電池51を定電流で充電する)ことができる。
Even in the
また、上記の電源装置1,1Aでは、すべてのスイッチ素子SWがオフ状態となる(選択ch0の場合)ことがあるロータリコードスイッチを第1抵抗回路31において選択スイッチ45として使用しており、この状態では第2抵抗回路32の可変抵抗47を使用した微調整が行えないことから、これを回避するために固定抵抗46を配置しているが、例えば、ロータリコードスイッチの選択ch0以外の選択chのみを使用する構成を採用することもでき、この構成では、固定抵抗46を省略することができる。
Further, in the above-described
また、上記の電源装置1,1Aでは、ロータリコードスイッチを第1抵抗回路31において選択スイッチ45として使用する構成を採用することで、分圧回路11の分圧比をより多くの値に段階的に変更し得るようにしているが、例えば、図1中の各スイッチ素子SWのうちのいずれか1つだけが単独でオン状態となるようなスイッチを選択スイッチ45として使用する構成を採用することもできる。
Further, in the above
また、上記の電源装置1,1Aでは、選択スイッチ45が配設された第1抵抗回路31に直列接続された第2抵抗回路32に可変抵抗47を配設して、この可変抵抗47を操作することで、すべての電流制限値Irを一括して微調整し得る構成(つまり、調整操作が簡易になって調整工程の工数削減を達成し得る構成)を採用しているが、この構成に代えて、第2抵抗回路32を固定抵抗で構成し、かつ第1抵抗回路31の各固定抵抗41,42,43,44を可変抵抗47を有する構成とすることもできる。この構成では、調整箇所が増加する分だけ調整操作に手間がかかるようになるものの、各電流制限値Irを個別に微調整することが可能になる。さらに、図示はしないが、第1抵抗回路31の各固定抵抗41,42,43,44、および第2抵抗回路32を、それぞれが可変抵抗を有する構成とすることもできる。また、第1抵抗回路31をグランドG側に配設する上記の構成に代えて、第2抵抗回路32をグランドG側に配設する構成を採用することもできる。
Further, in the above-described
また、上記の例では、スイッチング方式を採用した各電源装置1,1Aを挙げて説明しているが、図示はしないが、シリーズ方式を採用した定電圧直流電源装置にも、上記の分圧回路11についての構成を適用して、複数の電流制限値を正確に規定するように構成することもできる。
In the above example, the
また、上記の電源装置1,1Aでは、電流検出電圧Viを制御回路10のグランドGの電位に対してマイナス電圧としているため、電圧値Vdv、基準電圧値Vrvおよび参照電圧値Vrfvのいずれもマイナス電圧とする構成であるが、図示はしないが、電流検出電圧Viを制御回路10のグランドGの電位に対してプラス電圧とし、これに合わせて、電圧値Vdv、基準電圧値Vrvおよび参照電圧値Vrfvのいずれもプラス電圧とする構成を採用することもできる。
Further, in the above
1,1A 電源装置
6 電流検出回路
10 制御回路
11 分圧回路
21 基準電圧生成回路
31 第1抵抗回路
32 第2抵抗回路
41〜44 固定抵抗
45 選択スイッチ
47 可変抵抗
I2 出力電流
Vd 比較対象電圧
Vdv 比較対象電圧値
Vi 電流検出電圧
Viv 電流検出電圧の電圧値
Vrf 参照電圧
Vrfv 参照電圧値
Vrv 基準電圧値
1, 1A
Claims (3)
前記電流検出電圧の前記電圧値に比例した比較対象電圧値と所定の参照電圧値との比較結果に基づいて前記出力電流の前記電流値が予め設定された電流制限値に達したことを検出したときに、当該出力電流の当該電流値を当該電流制限値に維持しつつ出力電圧を垂下させる定電流電圧垂下動作を実行する過電流保護回路とを備えると共に、前記電流制限値を互いに異なる複数の電流制限値のうちから選択された選択電流制限値に設定可能に構成されている定電圧直流電源装置であって、
互いに直列接続された第1抵抗回路および第2抵抗回路で前記電流検出電圧を分圧して前記比較対象電圧値の比較対象電圧を出力する分圧回路を備え、
前記第1抵抗回路は、前記電流制限値の数未満の個数であって異なる抵抗値に規定された複数の固定抵抗と、当該複数の固定抵抗と同数のスイッチ素子を備えてロータの回転位置に応じて当該スイッチ素子のオン・オフ状態の組み合わせパターンを変更可能なロータリコードスイッチとを有して、当該複数の固定抵抗のそれぞれに当該スイッチ素子が接続されて成る直列回路が並列接続されて構成されると共に、前記ロータを回転させて前記組み合わせパターンを変更することで合成抵抗値が前記複数の電流制限値に対応して段階的に変更可能に構成され、
前記第1抵抗回路および前記第2抵抗回路の少なくとも一方に、前記比較対象電圧値を微調整するための可変抵抗が配設されている定電圧直流電源装置。 A current detection circuit that outputs a current detection voltage having a voltage value proportional to the current value of the output current;
It was detected that the current value of the output current reached a preset current limit value based on the comparison result of the comparison target voltage value proportional to the voltage value of the current detection voltage and a predetermined reference voltage value. And an overcurrent protection circuit for performing constant current voltage drooping operation to drop the output voltage while maintaining the current value of the output current at the current limit value, and a plurality of current limit values different from one another A constant voltage DC power supply device configured to be settable to a selected current limit value selected from among current limit values,
The voltage dividing circuit is configured to divide the current detection voltage by a first resistor circuit and a second resistor circuit connected in series with each other and output a comparison target voltage of the comparison target voltage value.
The first resistance circuit includes a plurality of fixed resistors whose number is less than the number of the current limit values and which is defined to have different resistance values, and the same number of switch elements as the plurality of fixed resistors, Accordingly, a rotary code switch capable of changing the combination pattern of the on / off state of the switch element is provided, and a series circuit formed by connecting the switch element to each of the plurality of fixed resistors is connected in parallel And by changing the combination pattern by rotating the rotor, the combined resistance value can be changed stepwise corresponding to the plurality of current limit values,
A constant voltage DC power supply device, wherein at least one of the first resistor circuit and the second resistor circuit is provided with a variable resistor for finely adjusting the comparison target voltage value.
前記電流検出電圧の前記電圧値に比例した比較対象電圧値と所定の参照電圧値との比較結果に基づいて前記出力電流の前記電流値が予め設定された電流制限値に達したことを検出したときに、当該出力電流の当該電流値を当該電流制限値に維持しつつ出力電圧を垂下させる定電流電圧垂下動作を実行する過電流保護回路とを備えると共に、前記電流制限値を互いに異なる複数の電流制限値のうちから選択された選択電流制限値に設定可能に構成されている定電圧直流電源装置であって、
互いに直列接続された第1抵抗回路および第2抵抗回路で基準電圧を分圧して前記所定の参照電圧値の参照電圧を出力する分圧回路を備え、
前記第1抵抗回路は、前記電流制限値の数未満の個数であって異なる抵抗値に規定された複数の固定抵抗と、当該複数の固定抵抗と同数のスイッチ素子を備えてロータの回転位置に応じて当該スイッチ素子のオン・オフ状態の組み合わせパターンを変更可能なロータリコードスイッチとを有して、当該複数の固定抵抗のそれぞれに当該スイッチ素子が接続されて成る直列回路が並列接続されて構成されると共に、前記ロータを回転させて前記組み合わせパターンを変更することで合成抵抗値が前記複数の電流制限値に対応して段階的に変更可能に構成され、
前記第1抵抗回路および前記第2抵抗回路の少なくとも一方に、前記所定の参照電圧値を微調整するための可変抵抗が配設されている定電圧直流電源装置。 A current detection circuit that outputs a current detection voltage having a voltage value proportional to the current value of the output current;
It was detected that the current value of the output current reached a preset current limit value based on the comparison result of the comparison target voltage value proportional to the voltage value of the current detection voltage and a predetermined reference voltage value. And an overcurrent protection circuit for performing constant current voltage drooping operation to drop the output voltage while maintaining the current value of the output current at the current limit value, and a plurality of current limit values different from one another A constant voltage DC power supply device configured to be settable to a selected current limit value selected from among current limit values,
A voltage dividing circuit that divides a reference voltage by a first resistor circuit and a second resistor circuit connected in series with each other and outputs a reference voltage of the predetermined reference voltage value,
The first resistance circuit includes a plurality of fixed resistors whose number is less than the number of the current limit values and which is defined to have different resistance values, and the same number of switch elements as the plurality of fixed resistors, Accordingly, a rotary code switch capable of changing the combination pattern of the on / off state of the switch element is provided, and a series circuit formed by connecting the switch element to each of the plurality of fixed resistors is connected in parallel And by changing the combination pattern by rotating the rotor, the combined resistance value can be changed stepwise corresponding to the plurality of current limit values,
A constant voltage DC power supply device, wherein at least one of the first resistor circuit and the second resistor circuit is provided with a variable resistor for finely adjusting the predetermined reference voltage value.
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