JP7089716B2 - Switching power circuits for electric lock systems and electric locks - Google Patents
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Description
本発明は、サージ電流の保護機能を有する電気錠システム電気錠用のスイッチング電源回路に関する。 The present invention relates to a switching power supply circuit for an electric lock system electric lock having a surge current protection function.
電気錠システムにおいて、雷サージ対策がなされたアダプタが提案されている(特許文献1参照)。 In the electric lock system, an adapter with lightning surge countermeasures has been proposed (see Patent Document 1).
本発明の目的は、サージ耐圧に優れた電気錠システムおよび電気錠用のスイッチング電源回路を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an electric lock system having excellent surge withstand voltage and a switching power supply circuit for the electric lock.
本発明の電気錠システムは、
電気錠と、
前記電気錠に電圧を供給するためのスイッチング電源回路とを含み、
前記スイッチング電源回路は、1次側電源と、2次側電源とを含み、
前記1次側電源は、トランスの一部を構成する電力入力用巻線を含み、
前記2次側電源は、前記トランスの一部を構成する2次側巻線と、第1の電源入力端子に接続される第1の電源線と、第2の電源入力端子に接続される第2の電源線とを含み、
前記電力入力用巻線と前記2次側巻線との間に、キャパシタが設けられている。
The electric lock system of the present invention is
With an electric lock
Includes a switching power supply circuit for supplying voltage to the electric lock.
The switching power supply circuit includes a primary side power supply and a secondary side power supply.
The primary power supply includes power input windings that form part of the transformer.
The secondary power supply is connected to a secondary winding forming a part of the transformer, a first power supply line connected to a first power input terminal, and a second power input terminal. Including 2 power lines
A capacitor is provided between the power input winding and the secondary winding.
本発明によれば、耐雷サージ性能が向上した電気錠システムを実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize an electric lock system having improved lightning surge resistance.
本発明において、前記キャパシタは、並列に複数設けられていることができる。 In the present invention, a plurality of the capacitors may be provided in parallel.
本発明において、コンデンサの電極面積当たりの容量を増やすことができ、電流破壊モードに対して強くすることができる。また、コンデンサの小型化を図ることができる。 In the present invention, the capacitance per electrode area of the capacitor can be increased, and the capacitor can be made stronger against the current destruction mode. In addition, the size of the capacitor can be reduced.
本発明において、前記キャパシタは、耐圧が200V以上の素子から構成されることができる。 In the present invention, the capacitor can be composed of an element having a withstand voltage of 200 V or more.
本発明において、前記キャパシタと前記2次側巻線との間の配線が接地されていることができる。 In the present invention, the wiring between the capacitor and the secondary winding can be grounded.
本発明おいて、前記第1の電源線と前記第2の電源線との間に、複数の電解コンデンサが並列接続されていることができる。これにより、瞬時停電対策を図ることができる。
本発明において、
In the present invention, a plurality of electrolytic capacitors can be connected in parallel between the first power supply line and the second power supply line. This makes it possible to take measures against momentary power outages.
In the present invention
前記第1次側電源は、IC駆動用・電圧検出用の巻線と、制御用ICとを含み、
制御用ICのVcc端子は、スイッチング素子を介して第1の電源線に接続され、
前記IC駆動用・電圧検出用の巻線の一端は、ショットキーダイオードを介して、制御用ICのVcc端子に接続されていることができる。これにより、電源電圧の安定性を向上させることができる。
The primary side power supply includes an IC drive / voltage detection winding and a control IC.
The Vcc terminal of the control IC is connected to the first power supply line via a switching element, and is connected to the first power supply line.
One end of the IC drive / voltage detection winding can be connected to the Vcc terminal of the control IC via a Schottky diode. This makes it possible to improve the stability of the power supply voltage.
本発明において、前記ショットキーダイオードから前記Vcc端子との間において、前記ショットキーダイオード側から順に電解コンデンサおよびツェナーダイオードが並列接続されており、前記電解コンデンサおよび前記ツェナーダイオードの他方の端は、接地されていることができる。これにより、耐雷サージ性能を向上させることができる。 In the present invention, an electrolytic capacitor and a Zener diode are connected in parallel between the Schottky diode and the Vcc terminal in order from the Schottky diode side, and the electrolytic capacitor and the other end of the Zener diode are grounded. Can be. This makes it possible to improve the lightning surge resistance performance.
本発明において、前記第1の電源線と前記第2の電源線との間にバリスタが設けられていることができる。これにより、耐雷サージ性能を向上させることができる。 In the present invention, a varistor can be provided between the first power supply line and the second power supply line. This makes it possible to improve the lightning surge resistance performance.
本発明の電気錠用のスイッチング電源回路は、
1次側電源と、2次側電源とを含み、
前記1次側電源は、電力入力用巻線を含み、
前記2次側電源は、2次側巻線を含み、
前記電力入力用巻線と前記2次側巻線との間に、キャパシタが設けられている。
The switching power supply circuit for the electric lock of the present invention is
Including primary side power supply and secondary side power supply,
The primary power supply includes a power input winding.
The secondary side power supply includes a secondary side winding.
A capacitor is provided between the power input winding and the secondary winding.
本発明の電気錠システムおよび電気錠用のスイッチング電源回路によれば、高いサージ耐圧性能を有する。 According to the electric lock system of the present invention and the switching power supply circuit for the electric lock, it has high surge withstand voltage performance.
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.
1.基本構成
電気錠システム10は、図1に示すように、スイッチング電源回路100と、電気錠200とを含む。スイッチング電源回路100は、電気錠200に直流電圧を供給するためのものである。電気錠200は、特に限定されず、直流電圧で駆動されるものであれば、公知のものを適用することができる。スイッチング電源回路100は、ACアダプターとして機能するものである。
1. 1. Basic Configuration The
スイッチング電源回路100は、図2に示すように、交流電圧(たとえば100V)を直流電圧(たとえば22V)に変換するための電源であり、1次側電源と、2次側電源とを含み、具体的には、1次側整流・平滑回路F1と、スイッチ素子F2と、IC起動回路F3と、制御回路F4と、トランスF5と、1次2次間コンデンサF6と、2次側整流・平滑回路F7とを含む。第1の電源入力端子I1からの電源線(以下「第1の電源線」という)と、接地側電源入力端子I2からの電源線(以下「第2の電源線」という。)とが設けられている。
As shown in FIG. 2, the switching
1次側整流・平滑回路F1は、整流回路と平滑回路を含む。整流回路は、ブリッジダイオードD1により構成される。平滑回路はキャパシタC1,C2およびインダクタンスL1により構成され得る。 The primary side rectifying / smoothing circuit F1 includes a rectifying circuit and a smoothing circuit. The rectifier circuit is composed of a bridge diode D1. The smoothing circuit may be composed of capacitors C1 and C2 and an inductance L1.
1次側整流・平滑回路F1の第1の電源入力端子I1および第2の電源入力端子I2の側において、バリスタVR1が設けられている。第1の電源線において、第1の電源入力端子I1とバリスタVR1との間に、タイムラグヒューズF1が設けられている。第2の電源線において、バリスタVR1とブリッジダイオードDB1との間において、抵抗FR1が設けられている。 A varistor VR1 is provided on the side of the first power input terminal I1 and the second power input terminal I2 of the primary side rectification / smoothing circuit F1. In the first power supply line, a time lag fuse F1 is provided between the first power input terminal I1 and the varistor VR1. In the second power supply line, a resistance FR1 is provided between the varistor VR1 and the bridge diode DB1.
スイッチ素子F2は、第1のスイッチング素子Q1から構成され、1次側整流・平滑回路F1により整流および平滑化された電圧を高周波にするために用いるスイッチング素子である。 The switch element F2 is a switching element composed of the first switching element Q1 and used to increase the voltage rectified and smoothed by the primary side rectifying / smoothing circuit F1 to a high frequency.
IC起動回路F3は、制御用IC(U1)を駆動するためのもので、第2のスイッチング素子Q2と、ツェナーダイオードZ01と、コンデンサC4と、電解コンデンサC5を含む。第2のスイッチング素子Q2は、たとえば、デプレッションタイプとすることができる。 The IC start circuit F3 is for driving the control IC (U1), and includes a second switching element Q2, a Zener diode Z01, a capacitor C4, and an electrolytic capacitor C5. The second switching element Q2 can be, for example, a depletion type.
制御回路F4は、制御用IC(U1)を含む。 The control circuit F4 includes a control IC (U1).
トランスF5は、電力入力用巻線TS1と、2次側巻線TS2と、IC駆動用・電圧検出用の巻線TS3とを含む。電力入力用巻線TS1およびIC駆動用・電圧検出用の巻線TS3は、1次側電源に設けられている。2次側巻線TS2は2次側電源に設けられている。電力入力用巻線TS1の巻数は、特に限定されないが、たとえば72とすることができる。2次側巻線TS2およびIC駆動用・電圧検出用の巻線TS3の巻数は、特に限定されないが、同数とすることができ、たとえば、12とすることができる。 The transformer F5 includes a power input winding TS1, a secondary winding TS2, and an IC drive / voltage detection winding TS3. The power input winding TS1 and the IC drive / voltage detection winding TS3 are provided on the primary power supply. The secondary winding TS2 is provided in the secondary power supply. The number of turns of the power input winding TS1 is not particularly limited, but may be, for example, 72. The number of turns of the secondary winding TS2 and the winding TS3 for IC drive / voltage detection is not particularly limited, but may be the same, and may be, for example, 12.
1次2次間コンデンサF6は、コンデンサCY1,CY2を含み、たとえば、耐圧が200V以上、好ましくは250V、より好ましくは300V以上とすることができ、F6は、たとえば、800~2000pF、好ましくは800~1500pF、より好ましくは800~1000pFとすることができる。コンデンサCY1,CY2はパターンの取り回しや周辺定数で設定され得る。インピーダンスに不整合があればエネルギーの反射に伴ってエネルギーが伝達されないことは周知であるところ、AC入力とコモンアース間のインピーダンスを測定し、その間の伝達係数をスミスチャートで調べたところ、800~1000pFが特に良好である。 The primary-secondary capacitor F6 includes capacitors CY1 and CY2, and can have a withstand voltage of, for example, 200 V or more, preferably 250 V, more preferably 300 V or more, and F6 is, for example, 800 to 2000 pF, preferably 800. It can be up to 1500 pF, more preferably 800 to 1000 pF. Capacitors CY1 and CY2 can be set by pattern routing and peripheral constants. It is well known that if there is a mismatch in impedance, energy is not transmitted due to energy reflection, but when the impedance between the AC input and common earth was measured and the transfer coefficient between them was examined with a Smith chart, it was 800 to 1000pF is particularly good.
2次側整流・平滑回路F7は、DC電源を生成するためのものである。 The secondary side rectification / smoothing circuit F7 is for generating a DC power supply.
2.具体的回路構成
スイッチング電源回路100の具体的な回路構成を図3および図4を用いて説明する。
2. 2. Specific Circuit Configuration The specific circuit configuration of the switching
第1の電源入力端子I1は、非接地側電源入力端子であり、1次側整流・平滑回路F1を介して、電力入力用巻線TS1の一端側に接続されている。電力入力用巻線TS1の他端は、第1のスイッチング素子(たとえばMOSトランジスタ)Q1に接続されている。第1のスイッチング素子Q1がNMOSトランジスタの場合には、電力入力用巻線TS1の他端は、このNMOSトランジスタのドレインに接続されている。 The first power input terminal I1 is a non-grounded side power input terminal, and is connected to one end side of the power input winding TS1 via the primary side rectification / smoothing circuit F1. The other end of the power input winding TS1 is connected to a first switching element (for example, a MOS transistor) Q1. When the first switching element Q1 is an IGMP transistor, the other end of the power input winding TS1 is connected to the drain of the nanotube transistor.
第1の電源入力端子I1は、1次側整流・平滑回路F1を介して、第2のスイッチング素子(たとえばMOSトランジスタ)Q2に接続されている。第2のスイッチング素子Q2がNMOSトランジスタの場合には、第1の電源入力端子I1は、このNMOSトランジスタのドレインに接続されている。 The first power input terminal I1 is connected to a second switching element (for example, a MOS transistor) Q2 via a primary side rectification / smoothing circuit F1. When the second switching element Q2 is an µtransistor, the first power input terminal I1 is connected to the drain of this Now's transistor.
第1のスイッチング素子Q1がNMOSトランジスタからなる場合には、第1のスイッチング素子Q1のゲートは、電源制御用IC(U1)のOutput端子に接続され、第1のスイッチング素子Q1のソースは、接地されていると共に、制御用IC(U1)のIsense端子に接続されている。 When the first switching element Q1 is composed of an IGMP transistor, the gate of the first switching element Q1 is connected to the Output terminal of the power supply control IC (U1), and the source of the first switching element Q1 is grounded. At the same time, it is connected to the Sense terminal of the control IC (U1).
第2の電源入力端子I2は、接地側電源入力端子である。 The second power input terminal I2 is a ground side power input terminal.
第2のスイッチング素子Q2がNMOSトランジスタからなる場合には、第2のスイッチング素子Q2のゲートは、制御用IC(U1)のASU端子に接続され、第2のスイッチング素子Q2のソースは、制御用IC(U1)の端子Vccに接続されている。 When the second switching element Q2 is composed of an IGMP transistor, the gate of the second switching element Q2 is connected to the ASU terminal of the control IC (U1), and the source of the second switching element Q2 is for control. It is connected to the terminal Vcc of the IC (U1).
電力入力用巻線TS1と2次側巻線TS2との間に、キャパシタCY1,CY2が並列に設けられている。キャパシタCY1,CY2と2次側巻線TS2との間の配線W3が接地されている。 Capacitors CY1 and CY2 are provided in parallel between the power input winding TS1 and the secondary winding TS2. The wiring W3 between the capacitors CY1 and CY2 and the secondary winding TS2 is grounded.
IC駆動用・電圧検出用の巻線TS3の一端は、制御用IC(U1)のCFG端子(暴走しないように、IC駆動用・電圧検出用の巻線に異常電圧が発生したときに、ICを強制的に止める端子)に接続されていると共に、ショットキーダイオードD6を介して、制御用IC(U1)のVcc端子と接続されている。ショットキーダイオードD6からVcc端子との間において、ショットキーダイオードD6側から順にコンデンサC4、電解コンデンサC5およびツェナーダイオードZ01が並列接続されており、コンデンサC4、電解コンデンサC5およびツェナーダイオードZ01の他方の端は、接地されている。ツェナーダイオードZO1により、制御用IC(U1)のVccサージ(静電気も含む)による影響を抑えることができる。ツェナーダイオードZ01は、たとえば、22Vツェナーダイオードとすることができる。電解コンデンサC5を設けることで、瞬停の改善、特に瞬停復帰の立上り改善に寄与することができ、電解コンデンサC5として、たとえば、耐圧が50Vで、容量が2.2μFのものを適用することができる。ショットキーダイオードD6を設けることで、負荷接続状態での立上り発振安定性を確保することができ、瞬時に立ち上がるようにすることができる。 One end of the IC drive / voltage detection winding TS3 is the CFG terminal of the control IC (U1) (to prevent runaway, when an abnormal voltage occurs in the IC drive / voltage detection winding, the IC It is connected to the Vcc terminal of the control IC (U1) via the Schottky diode D6. A capacitor C4, an electrolytic capacitor C5 and a Zener diode Z01 are connected in parallel between the Schottky diode D6 and the Vcc terminal in order from the Schottky diode D6 side, and the other end of the capacitor C4, the electrolytic capacitor C5 and the Zener diode Z01. Is grounded. The Zener diode ZO1 can suppress the influence of the Vcc surge (including static electricity) of the control IC (U1). The Zener diode Z01 can be, for example, a 22V Zener diode. By providing the electrolytic capacitor C5, it is possible to contribute to the improvement of the momentary power failure, especially the rise of the momentary power failure recovery. As the electrolytic capacitor C5, for example, a capacitor having a withstand voltage of 50 V and a capacitance of 2.2 μF is applied. Can be done. By providing the Schottky diode D6, it is possible to secure the stability of the rising oscillation in the load connected state and to make it start up instantly.
スイッチング電源回路100は、筐体に収められることができる。スイッチング電源回路100と筐体との隙間の少なくとも一部にスイッチング電源回路100を固定するための固定部材を設けることができる。固定部材は、たとえば、弾性力のある固定ボンド(たとえば、シリコンボンド)により構成することができる。落下の衝撃を吸収することができる。シリコンボンドだと、トランスの振動を吸収することができる。固いボンドであると、その振動ではがれてしまうことを抑えることができる。絶縁性の観点から、シリコンボンドであることが好ましい。
The switching
図5~図7は、本実施の形態に係る変形例の回路図である。 5 to 7 are circuit diagrams of a modified example according to the present embodiment.
3.作用効果
電気錠において、雷対策の関係から、スイッチング方式の電源を使用するという発想が今までなかった。本発明者らは、雷によりサージ電圧がスイッチング電源回路100に供給されても、高い耐圧性を確保できる技術を見出した。通常は、サージ耐圧が3kV程度であるが、この回路によれば、12kV程度のサージ耐圧が確保できることができる。
3. 3. Action Effect There has never been an idea to use a switching power supply for electric locks due to lightning protection. The present inventors have found a technique capable of ensuring high withstand voltage even when a surge voltage is supplied to the switching
瞬時停電は、過負荷突入時と1次エネルギーの残留電力の問題により生じ、スイッチングレギュレーターはこの現象にはリニアTypeと比較して脆弱な点がある。1次エネルギーの残留電力の対策については、たとえば、1次側電流平滑回路の電解コンデンサC1,C2を第1の電源線と第2の電源線との間に並列接続することができ、そのコンデンサC1,C2として、たとえば、耐圧が200Vで容量が56μFのものを適用することができる。電解コンデンサC1,C2の容量を大きくし、供給電圧の停止時の電圧降下を少なくすることができ、1次供給電圧の安定化を図ることができる。 Instantaneous power outages are caused by overload inrush and problems with residual power of primary energy, and switching regulators are vulnerable to this phenomenon compared to linear type. As a countermeasure for the residual power of the primary energy, for example, the electrolytic capacitors C1 and C2 of the primary side current smoothing circuit can be connected in parallel between the first power supply line and the second power supply line, and the capacitor can be connected in parallel. As C1 and C2, for example, those having a withstand voltage of 200 V and a capacitance of 56 μF can be applied. The capacities of the electrolytic capacitors C1 and C2 can be increased to reduce the voltage drop when the supply voltage is stopped, and the primary supply voltage can be stabilized.
また、電解コンデンサC5の容量を少なくすることにより、制御ICのVccの立上り電圧が素早く立ち上げることができる。 Further, by reducing the capacity of the electrolytic capacitor C5, the rising voltage of Vcc of the control IC can be quickly raised.
本実施の形態によれば、瞬時停電のように電気が切れてもゆっくり電圧降下が落ち、電気が入った場合に瞬時に立ち上がる。
電気錠の電源アダプターを軽量化することができる。
According to this embodiment, even if the electricity is cut off like a momentary power failure, the voltage drop drops slowly, and when the electricity is turned on, the voltage drops instantly.
The power adapter of the electric lock can be made lighter.
負荷接続状態での立上り発振安定性を確保するため、ショットキーダイオードD6を設けることで、瞬時に立ち上がるようにすることができる。 In order to ensure the stability of the rising oscillation in the load connected state, the Schottky diode D6 can be provided so that the rising can be performed instantly.
2次出力巻き線TS3から電圧制御回路巻き線TS1のサージスパークをツェナーダイオードZD1で吸収して制御ICの破損事故を解消することができる。 The surge spark of the voltage control circuit winding TS1 can be absorbed from the secondary output winding TS3 by the Zener diode ZD1 to eliminate the damage accident of the control IC.
4.適用例
電気錠システム10は、たとえば、雷の影響を受ける可能性があるところに設置される電気錠200に好適に適用される。具体的には、図8に示すように、電気錠システム10は、玄関などの扉120に用いられる電気錠として好適であり、電気錠200a,200bにスイッチング電源回路100が接続されることができる。
4. Application Example The
玄関などの扉120に取り付けられる電気錠システム10において、スイッチング電源回路100に雷電流などのサージ電流が流れたとしても、1次2次間コンデンサF6の耐圧が高いため、スイッチング電源回路100や電気錠200が破壊されないように、サージ電流を扉を通じて流すことができる。
In the
5.雷サージ
図9を用いて雷サージについて説明する。雷サージには、ノーマルモードとコモンモードの2つの流入条件がある。ノーマルモードは、商用供給電源から入り込むサージである。コモンモードは、家屋や外部環境から入り込むサージである。電柱に落雷したサージ電流は、ノーマルモードでアダプターの内部を通過する。家屋などに落雷したサージ電流は、コモンモードでアダプターの内部を通過する。
5. Lightning surge The lightning surge will be described with reference to FIG. There are two inflow conditions for lightning surges, normal mode and common mode. Normal mode is a surge that enters from a commercial power supply. Common mode is a surge that enters from a house or the external environment. The surge current that strikes the utility pole passes through the inside of the adapter in normal mode. The surge current that strikes a house or the like passes through the inside of the adapter in common mode.
ノーマルモードにおけるサージ対策は、出来る限りアダプターの制御回路にサージが影響しないようにし、ノーマルサージをバリスター経由で大地へ流し込む。具体的には、AC入力側で過大電圧時の短絡についてバリスターVR1を用いて実現し、240V以上の電流を短絡している。 As a countermeasure against surge in normal mode, prevent the surge from affecting the control circuit of the adapter as much as possible, and let the normal surge flow into the ground via the varistor. Specifically, a short circuit at an excessive voltage is realized on the AC input side by using the varistor VR1, and a current of 240 V or more is short-circuited.
一方、コモンサージはコンデンサーCY1,CY2を経由して大地へ流し込む。具体的には、コモンサージは、出力のアースから、コンデンサCY1,CY2(471p)を経由してキャパシタC1、バリスタBR11、抵抗FR1を通過し、1次側と2次側との間を短絡する。 On the other hand, the common surge flows into the ground via the capacitors CY1 and CY2. Specifically, the common surge passes from the ground of the output to the capacitor C1, the varistor BR11, and the resistor FR1 via the capacitors CY1 and CY2 (471p), and short-circuits between the primary side and the secondary side. ..
ノーマルサージは低インピーダンスでのサージ状態となり、コモンサージは高インピーダンスでのサージ状態となる。 A normal surge is in a surge state at low impedance, and a common surge is in a surge state at high impedance.
1.雷サージ対策
リニア型の電源では、1次と2次の巻き線間の耐圧について、10kVで誤動作せず、12kVで破壊しないことについて、電源を組み込んだ製品を製造するメーカーなどが、自ら定める任意の規格(以下「任意規格」という。)として保証を求めることがある。具体的には、任意規格がJEC規格となっている場合には、電流制限は100Ωのリミッターで、短絡最大では120Aとすることから、印加電圧が12kVと高電圧が要求されることになる。
1. 1. Lightning surge countermeasures For linear power supplies, the withstand voltage between the primary and secondary windings does not malfunction at 10 kV and does not break at 12 kV. Guarantee may be requested as a standard (hereinafter referred to as "voluntary standard"). Specifically, when the optional standard is the JEC standard, the current limit is a limiter of 100Ω and the maximum short circuit is 120A, so that a high voltage of 12kV is required.
本願発明者らは、ノーマルモードでのアダプター破壊やコモンモードでの電気錠内部回路の破損事故があり、こられの破損事故が雷サージによるものであることを見出した。 The inventors of the present application have found that there is an accident of damage to the adapter in the normal mode and a damage to the internal circuit of the electric lock in the common mode, and these damage accidents are caused by a lightning surge.
具体的な実験により、以下のことを確認した。なお、試験条件としては、IEC(国際電気標準会議)において雷サージの印加条件が規定されているところ、印加される電流規制は、OpenMode(コモンモード)での印加時からピーク値(Peak値)までの時間は1.2μsec、ピーク値から50%降下するまでの時間は50μsecである。ShortMode(ノーマルモード)では、印加時からピーク値までの時間は8μsecであり、ピーク値から50%降下した時間は20μsecである。 The following were confirmed by specific experiments. As the test conditions, the IEC (International Electrotechnical Commission) stipulates the conditions for applying lightning surges, but the current regulation applied is the peak value (Peak value) from the time of application in OpenMode (common mode). The time to reach is 1.2 μsec, and the time to drop 50% from the peak value is 50 μsec. In ShortMode (normal mode), the time from the time of application to the peak value is 8 μsec, and the time of 50% drop from the peak value is 20 μsec.
(1)ノーマルモードのサージはバリスターVR1(D14 240V)とし、リニア型アダプタでノーマルサージでトランス巻き線の温度Fuseの断線事故を改善することを確認した。この改善によりIEC試験で2000A程度のサージ電流を保証することを確認した。 (1) It was confirmed that the surge in the normal mode was varistor VR1 (D14 240V), and the linear type adapter improved the disconnection accident of the temperature fuse of the transformer winding by the normal surge. It was confirmed in the IEC test that this improvement guarantees a surge current of about 2000 A.
(2)コモンモードのサージ対策として、ブリッジダイオードDB1を1Aのものから2Aに変更したことで、一瞬たりとも超えられない順電流、すなわちピーク順方向サージ電流(IFSM)を大きくすることができた。 (2) By changing the bridge diode DB1 from 1A to 2A as a countermeasure against surge in the common mode, it was possible to increase the forward current that cannot be exceeded even for a moment, that is, the peak forward surge current (IFSM). ..
(3)サージ対策コンデンサーCY1,CY2を1000pFから2つの470pF(パラ)を並列に構成させることで、サージ通過電流の強化(1素子から2素子へ通過電流を増やす)が図ることができ、JEC試験で12kVまでコモンサージ耐性が向上した。 (3) Surge countermeasure capacitors CY1 and CY2 can be configured from 1000pF to two 470pF (para) in parallel to strengthen the surge passing current (increase the passing current from one element to two elements), and JEC In the test, the common surge resistance was improved up to 12 kV.
(4)制御ICのVccにツェナーダイオードZ01を追加することにより、トランスの巻き線間スパーク電圧を吸収し、静電気試験±20kVでIC破損が±25kVまで動作異常がないことを確認した。 (4) By adding the Zener diode Z01 to the Vcc of the control IC, the spark voltage between the windings of the transformer was absorbed, and it was confirmed in the electrostatic test ± 20 kV that there was no operation abnormality up to ± 25 kV of IC damage.
2.瞬時停電対策
施解錠動作時に瞬時停電が発生した場合、電気錠システムのVccがリセット電圧まで電圧降下するとシステムが停止してメカ動作が停止してしまう(ロック状態)。この状態で電圧が復帰した後に再操作をすると正常復帰するが、玄関錠の守秘性からたとえば200msec以下の瞬時停電で、誤動作しないことが要求されている。
2. 2. Measures against momentary power failure If a momentary power failure occurs during locking / unlocking operation, the system will stop and the mechanical operation will stop when the Vcc of the electric lock system drops to the reset voltage (locked state). If the voltage is restored in this state and then restarted, the normal operation is restored. However, due to the confidentiality of the entrance lock, it is required not to malfunction due to a momentary power failure of 200 msec or less, for example.
(1)1次側電流平滑回路の電解コンデンサは通常1つから構成されるが、1次側電流平滑回路の電解コンデンサC1,C2を設けたことにより、リニア型の電源と同等レベルまで改善したことを確認した。 (1) The electrolytic capacitor of the primary side current smoothing circuit is usually composed of one, but by providing the electrolytic capacitors C1 and C2 of the primary side current smoothing circuit, it has been improved to the same level as the linear type power supply. It was confirmed.
(2)IC起動回路F3の電解コンデンサC5を2.2μFにしたところ、瞬停復帰時の立ち上がりが早くなり、瞬停動作保証が250msecまで改善したことを確認した。なお、リニア型で求められる瞬停動作保証は、200msecである。また、電解コンデンサC5を4.7μFにした場合には、200msecの瞬停動作保証を実現することができなかった。 (2) When the electrolytic capacitor C5 of the IC start circuit F3 was set to 2.2 μF, it was confirmed that the rise was quicker when the momentary power failure was restored, and the momentary power failure operation guarantee was improved to 250 msec. The instantaneous power failure guarantee required for the linear type is 200 msec. In addition, when the electrolytic capacitor C5 was set to 4.7 μF, it was not possible to realize a momentary power failure operation guarantee of 200 msec.
3.負荷安定性
システムによってはスタートのイニシャライズが短く100V入力と同時に動作することがあり、負荷動作でアダプターが立ち上がらないことがある(RFID等のシステム等)。 これは2次電圧が十分に立ち上がる前に電圧降下が起こりうるため、出力が遅れたり、十分な電圧が発生しない事象がある。
3. 3. Load stability Depending on the system, the initialization of the start may be short and it may operate at the same time as the 100V input, and the adapter may not start up due to the load operation (systems such as RFID). This is because a voltage drop may occur before the secondary voltage rises sufficiently, so that the output may be delayed or a sufficient voltage may not be generated.
負荷の軽重に関係なく、低電流時でも、過負荷時でも、出力される電圧の安定性が高い。微弱電流でも電圧が高くなることがなく、過電流時でも電圧が下がるわけでもなく、同じ電圧が出力される。つまり、負荷の状態によって2つの制御方式を変えることができる。より具体的には、負荷が重いと周波数は一定でパルス幅を変え(周波数の中の比率を変え)てPWM(Pulse Width Modulation)電圧制御に移行させることができ、低電流時や負荷が軽いとFWM制御を実行し、効率を下げないために周波数を変えて制御を行うことができる。 Regardless of the lightness of the load, the output voltage is highly stable even at low current and overload. The voltage does not increase even with a weak current, and the voltage does not decrease even with an overcurrent, and the same voltage is output. That is, the two control methods can be changed depending on the load state. More specifically, when the load is heavy, the frequency is constant and the pulse width can be changed (the ratio in the frequency is changed) to shift to PWM (Pulse Width Modulation) voltage control, and the load is light at low current. And FWM control can be executed, and the control can be performed by changing the frequency so as not to reduce the efficiency.
(1)FWM(Frequency Width Modulation)電圧制御のため、負荷変動に対して電圧変動が少ない。市販品の負荷変動は、97%に対して、本実施の形態によれば99.5%と安定していることが確認された。 (1) Since FWM (Frequency Width Modulation) voltage control, the voltage fluctuation is small with respect to the load fluctuation. It was confirmed that the load fluctuation of the commercially available product was stable at 99.5% according to the present embodiment, while the load fluctuation was 97%.
(2)制御IC(U1)の電源Vccのための整流用ダイオードをファーストリカバリーからショットキーダイオードD6へ変更することで、過負荷状態での立上りでの安定性が高く、順方向立ち上がり電圧Vfがショットキーダイオードにより低電圧となる。制御用IC(U1)の電源が過負荷でも、制御IC(U1)がスムーズに立ち上がることを確認した。前記IC駆動用・電圧検出用の巻線の出力が不安定であっても、ショットキーダイオードD6を適用したことで、制御IC(U1)に安定した電圧を供給できるようになり、最大負荷であっても安定な立上りを実現することができる。 (2) By changing the rectifying diode for the power supply Vcc of the control IC (U1) from the fast recovery to the Schottky diode D6, the stability at the rising edge in the overloaded state is high, and the forward rising voltage Vf is high. The Schottky diode reduces the voltage. It was confirmed that the control IC (U1) started up smoothly even when the power supply of the control IC (U1) was overloaded. Even if the output of the winding for IC drive / voltage detection is unstable, by applying the Schottky diode D6, it becomes possible to supply a stable voltage to the control IC (U1), and at the maximum load. Even if there is, a stable rise can be realized.
(3)電源Vccの安定により低負荷での安定性も高いAC電源アダプターを実現することができることを確認した。低負荷でも制御IC(U1)が安定して動作するので電圧変動も少なくすることができることを確認した(無負荷からの変動小)。 (3) It was confirmed that an AC power adapter with high stability at a low load can be realized by stabilizing the power supply Vcc. It was confirmed that the voltage fluctuation can be reduced because the control IC (U1) operates stably even with a low load (small fluctuation from no load).
本実施の形態は、本発明の範囲内において種々の変形が可能である。 The present embodiment can be modified in various ways within the scope of the present invention.
本発明の電気錠システムおよび電気錠用のスイッチング電源回路は、玄関などの扉用の電気錠などに広く適用することができる。 The electric lock system of the present invention and the switching power supply circuit for electric locks can be widely applied to electric locks for doors such as entrances.
10 電気錠システム
100 スイッチング電源回路
200 電気錠
I1 第1の電源入力端子
I2 第2の電源入力端子
TS1 電力入力用巻線
TS2 2次側巻線
TS3 IC駆動用・電圧検出用の巻線
10
Claims (9)
前記電気錠に電圧を供給するためのスイッチング電源回路とを含み、
前記スイッチング電源回路は、1次側電源と、2次側電源とを含み、
前記1次側電源は、トランスの一部を構成する電力入力用巻線と、第1の電源入力端子に接続される第1の電源線と、第2の電源入力端子に接続される第2の電源線とを含み、
前記2次側電源は、前記トランスの一部を構成する2次側巻線を含み、
前記電力入力用巻線と前記2次側巻線との間に、キャパシタが設けられており、
前記キャパシタは、並列に複数設けられている電気錠システム。 With an electric lock
Includes a switching power supply circuit for supplying voltage to the electric lock.
The switching power supply circuit includes a primary side power supply and a secondary side power supply.
The primary power supply includes a power input winding constituting a part of the transformer, a first power supply line connected to the first power input terminal, and a second power input terminal connected to the second power input terminal. Including power lines and
The secondary power supply includes a secondary winding that constitutes a part of the transformer.
A capacitor is provided between the power input winding and the secondary winding .
The capacitors are electric lock systems provided in parallel .
前記電気錠に電圧を供給するためのスイッチング電源回路とを含み、
前記スイッチング電源回路は、1次側電源と、2次側電源とを含み、
前記1次側電源は、トランスの一部を構成する電力入力用巻線と、第1の電源入力端子に接続される第1の電源線と、第2の電源入力端子に接続される第2の電源線とを含み、
前記2次側電源は、前記トランスの一部を構成する2次側巻線を含み、
前記電力入力用巻線と前記2次側巻線との間に、キャパシタが設けられており、
前記キャパシタは、耐圧が200V以上の素子から構成されている電気錠システム。 With an electric lock
Includes a switching power supply circuit for supplying voltage to the electric lock.
The switching power supply circuit includes a primary side power supply and a secondary side power supply.
The primary power supply includes a power input winding constituting a part of the transformer, a first power supply line connected to the first power input terminal, and a second power input terminal connected to the second power input terminal. Including power lines and
The secondary power supply includes a secondary winding that constitutes a part of the transformer.
A capacitor is provided between the power input winding and the secondary winding.
The capacitor is an electric lock system composed of elements having a withstand voltage of 200 V or more.
前記電気錠に電圧を供給するためのスイッチング電源回路とを含み、
前記スイッチング電源回路は、1次側電源と、2次側電源とを含み、
前記1次側電源は、トランスの一部を構成する電力入力用巻線と、第1の電源入力端子に接続される第1の電源線と、第2の電源入力端子に接続される第2の電源線とを含み、
前記2次側電源は、前記トランスの一部を構成する2次側巻線を含み、
前記電力入力用巻線と前記2次側巻線との間に、キャパシタが設けられており、
前記キャパシタと前記2次側巻線との間の配線が接地されている電気錠システム。 With an electric lock
Includes a switching power supply circuit for supplying voltage to the electric lock.
The switching power supply circuit includes a primary side power supply and a secondary side power supply.
The primary power supply includes a power input winding constituting a part of the transformer, a first power supply line connected to the first power input terminal, and a second power input terminal connected to the second power input terminal. Including power lines and
The secondary power supply includes a secondary winding that constitutes a part of the transformer.
A capacitor is provided between the power input winding and the secondary winding.
An electric lock system in which the wiring between the capacitor and the secondary winding is grounded.
前記電気錠に電圧を供給するためのスイッチング電源回路とを含み、
前記スイッチング電源回路は、1次側電源と、2次側電源とを含み、
前記1次側電源は、トランスの一部を構成する電力入力用巻線と、第1の電源入力端子に接続される第1の電源線と、第2の電源入力端子に接続される第2の電源線とを含み、
前記2次側電源は、前記トランスの一部を構成する2次側巻線を含み、
前記電力入力用巻線と前記2次側巻線との間に、キャパシタが設けられており、
前記第1の電源線と前記第2の電源線との間に、複数の電解コンデンサが並列接続されている電気錠システム。 With an electric lock
Includes a switching power supply circuit for supplying voltage to the electric lock.
The switching power supply circuit includes a primary side power supply and a secondary side power supply.
The primary power supply includes a power input winding constituting a part of the transformer, a first power supply line connected to the first power input terminal, and a second power input terminal connected to the second power input terminal. Including power lines and
The secondary power supply includes a secondary winding that constitutes a part of the transformer.
A capacitor is provided between the power input winding and the secondary winding.
An electric lock system in which a plurality of electrolytic capacitors are connected in parallel between the first power supply line and the second power supply line.
前記電気錠に電圧を供給するためのスイッチング電源回路とを含み、
前記スイッチング電源回路は、1次側電源と、2次側電源とを含み、
前記1次側電源は、トランスの一部を構成する電力入力用巻線と、第1の電源入力端子に接続される第1の電源線と、第2の電源入力端子に接続される第2の電源線とを含み、
前記2次側電源は、前記トランスの一部を構成する2次側巻線を含み、
前記電力入力用巻線と前記2次側巻線との間に、キャパシタが設けられており、
前記第1次側電源は、IC駆動用・電圧検出用の巻線と、制御用ICとを含み、
制御用ICはVcc端子を含み、
前記制御用ICのVcc端子は、スイッチング素子を介して第1の電源線に接続され、
前記IC駆動用・電圧検出用の巻線の一端は、ショットキーダイオードを介して、前記制御用ICのVcc端子に接続されている電気錠システム。 With an electric lock
Includes a switching power supply circuit for supplying voltage to the electric lock.
The switching power supply circuit includes a primary side power supply and a secondary side power supply.
The primary power supply includes a power input winding constituting a part of the transformer, a first power supply line connected to the first power input terminal, and a second power input terminal connected to the second power input terminal. Including power lines and
The secondary power supply includes a secondary winding that constitutes a part of the transformer.
A capacitor is provided between the power input winding and the secondary winding.
The primary side power supply includes an IC drive / voltage detection winding and a control IC.
The control IC includes a Vcc terminal and
The Vcc terminal of the control IC is connected to the first power supply line via a switching element, and is connected to the first power supply line.
An electric lock system in which one end of a winding for driving an IC and for detecting a voltage is connected to a Vcc terminal of the control IC via a Schottky diode .
前記ショットキーダイオードから前記Vcc端子との間において、前記ショットキーダイオード側から順に電解コンデンサおよびツェナーダイオードが並列接続されており、前記電解コンデンサおよび前記ツェナーダイオードの他方の端は、接地されている電気錠システム。 In claim 5 ,
An electrolytic capacitor and a Zener diode are connected in parallel between the Schottky diode and the Vcc terminal in order from the Schottky diode side, and the electrolytic capacitor and the other end of the Zener diode are grounded electricity. Lock system.
前記1次側電源は、電力入力用巻線を含み、
前記2次側電源は、2次側巻線を含み、
前記電力入力用巻線と前記2次側巻線との間に、キャパシタが設けられており、
前記キャパシタは、並列に複数設けられている電気錠用のスイッチング電源回路。 Including primary side power supply and secondary side power supply,
The primary power supply includes a power input winding.
The secondary side power supply includes a secondary side winding.
A capacitor is provided between the power input winding and the secondary winding .
The capacitors are switching power supply circuits for electric locks that are provided in parallel .
前記1次側電源は、電力入力用巻線を含み、 The primary power supply includes a power input winding.
前記2次側電源は、2次側巻線を含み、 The secondary side power supply includes a secondary side winding.
前記電力入力用巻線と前記2次側巻線との間に、キャパシタが設けられており、 A capacitor is provided between the power input winding and the secondary winding.
前記キャパシタは、耐圧が200V以上の素子から構成されている電気錠用のスイッチング電源回路。 The capacitor is a switching power supply circuit for an electric lock, which is composed of an element having a withstand voltage of 200 V or more.
前記1次側電源は、電力入力用巻線を含み、 The primary power supply includes a power input winding.
前記2次側電源は、2次側巻線を含み、 The secondary side power supply includes a secondary side winding.
前記電力入力用巻線と前記2次側巻線との間に、キャパシタが設けられており、 A capacitor is provided between the power input winding and the secondary winding.
前記キャパシタと前記2次側巻線との間の配線が接地されている電気錠用のスイッチング電源回路。 A switching power supply circuit for an electric lock in which the wiring between the capacitor and the secondary winding is grounded.
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