JPH0555783U - アクティブ力率改善型電源の過電圧保護回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 出力電圧検出回路の故障などにより過電圧が
発生したときは、確実にアクティブ力率改善回路の動作
を停止させること。 【構成】 整流された交流電流をインダクタＬ１を介し
て入力し、スイッチング素子Ｑ４によりオンオフして、
ダイオードＤ３を介してコンデンサＣ２に蓄電する昇圧
コンバータ部１０と、当該交流電流に比べて高いスイッ
チング周波数で当該スイッチング素子をオンオフして、
当該昇圧コンバータ部の出力電圧を安定化するスイッチ
ング制御部２０とを有するアクティブ力率改善型電源に
おいて、この昇圧コンバータ部の出力電圧としきい値電
圧を比較して、過電圧検出信号を出力する過電圧検出回
路３０と、この過電圧検出信号を入力して過電圧検出状
態を保持するラッチ回路４０とを設け、このラッチ回路
が過電圧検出状態を表しているときはアクティブ力率改
善型電源の動作を抑止させること。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はアクティブ力率改善型電源の過電圧保護回路に係り、特に過大な出力 電圧が検出されたときは恒久的にアクティブ力率改善回路の動作を抑止させる改 良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

本考案者は特願平３−７３１４号明細書等でアクティブ力率改善型のスイッチ ング電源を提案している。この場合、制御用のＩＣには型式名ＭＬ４８１２（マ イクロリニア社製）等の専用素子が用いられている。また電力変換部には、昇圧 コンバータが使用されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、スイッチング制御ＩＣに出力電圧を帰還する抵抗などに故障が 発生すると、昇圧コンバータ部では過電圧を発生する。この過電圧は、平滑コン デンサ、スイッチング素子、整流ダイオード等の電圧定格を超過する虞れがあり 、この結果各素子が破壊される蓋然性が高くなる。また、スイッチング制御ＩＣ にはイネーブル信号により動作の起動／停止を管理する端子が設けてある。しか し、この端子に過電圧検出信号を帰還しても、出力電圧検出部が故障していると 、過電圧発生→制御停止→出力低下→アクティブ力率改善回路の動作再開→過電 圧発生という不安定動作を継続するという不都合を生じていた。

【０００４】 図４は不安定動作の説明図で、（Ａ）は出力電圧、（Ｂ）は入力電流の波形図 である。何らかの原因で出力電圧が過電圧保護電圧Ｖ_OVPを超過すると、入力電 流はゼロになる。すると出力電圧が低下するが、過電圧保護の下限値Ｖ_OVPLLよ りも低くなると、過電圧保護が解除されて動作を再開する。この際、オフ期間中 の電力を補うため、オン期間中の入力電流は安定動作時に比較して過大なものと なる。この過大な入力電流も各素子の寿命に好ましくない影響を与えるという課 題があった。

【０００５】 本考案はこのような課題を解決したもので、出力電圧検出回路の故障などによ り過電圧が発生したときは、確実にアクティブ力率改善回路の動作を停止させる 装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

このような目的を達成する本考案は、整流された交流電流をインダクタ（Ｌ１ ）を介して入力し、スイッチング素子（Ｑ４）によりオンオフして、ダイオード （Ｄ３）を介してコンデンサ（Ｃ２）に蓄電する昇圧コンバータ部１０と、当該 交流電流に比べて高いスイッチング周波数で当該スイッチング素子をオンオフし て、当該昇圧コンバータ部の出力電圧を安定化するスイッチング制御部２０とを 有するアクティブ力率改善型電源において、この昇圧コンバータ部の出力電圧と しきい値電圧を比較して、当該出力電圧が通常の出力電圧に比較して高くなると 過電圧検出信号を出力する過電圧検出回路３０と、この過電圧検出回路が過電圧 検出信号を出力すると、この過電圧検出状態を保持するラッチ回路４０とを設け 、このラッチ回路が過電圧検出状態を表しているときは、前記アクティブ力率改 善型電源の動作を抑止させることを特徴としている。

【０００７】

【作用】

過電圧検出回路は昇圧コンバータ部で過電圧を出力していることを検出したと きは、保護信号を出力する。ラッチ回路はこの出力された保護信号を保持して、 スイッチング制御部に帰還して、アクティブ力率改善回路の動作を停止させる。 これにより、過電圧保護が継続的になされ、アクティブ力率改善型電源の不安定 な動作が防止される。

【０００８】

【実施例】

以下、図面を用いて本考案を詳細に説明する。図１は本考案の一実施例を示す 回路図である。図において、商用電源ＡＣから供給される交流電流はダイオード ブリッジ等の整流回路Ｄ４により整流されて、昇圧コンバータ部１０に送られる 。昇圧コンバータ部１０は、整流された交流電流が入力されるインダクタＬ１と 、このインダクタを通過した電流をオンオフするＦＥＴ等のスイッチング素子Ｑ ４と、アノード端子側がこのインダクタに接続されたダイオードＤ３と、このダ イオードのカソード側と接続されたコンデンサＣ２よりなる。スイッチング制御 部２０は型式名ＵＣ３８５４等の専用ＩＣであって、アクティブ力率改善型のス イッチング動作を行うものであり、交流電源の周波数に比較して遙かに高いスイ ッチング周波数でスイッチング素子のオンオフ動作を制御している。交流電流入 力端子Ｖ_ACには、抵抗Ｒ１３を介して整流回路Ｄ４の出力が接続されている。出 力電圧検出端子Ｖ_OSNSには、昇圧コンバータ部１０のＤＣ出力電圧を分圧抵抗Ｒ ３，Ｒ４で分圧した信号が入力されている。駆動端子DRVは、抵抗Ｒ１２を介し てスイッチング素子Ｑ４の制御端子と接続され、オンオフ制御信号を送っている 。電源電圧端子Ｖ_CCからはロジック回路用の電源電圧が供給されている。基準電 圧端子Ｖ_REFはしきい値電圧を発生するもので、ここでは分圧抵抗Ｒ５，Ｒ６に 送られている。抑止端子ENAはエネーブル信号の供給される端子で、スイッチン グ制御部２０の動作を抑止させる信号を入力する。

【０００９】 過電圧検出回路３０は昇圧コンバータ部１０から出力されるＤＣ出力電圧が過 電圧であるか判断する回路である。コンパレータＵ２のプラス端子には分圧抵抗 Ｒ１，Ｒ２で分圧された昇圧コンバータ部１０の出力電圧が入力され、マイナス 端子には分圧抵抗Ｒ５，Ｒ６で分圧した基準電圧端子Ｖ_REFからのしきい値電圧 が入力される。コンパレータＵ２にヒステリシス特性を持たせるために、抵抗Ｒ ７を介して基準電圧端子Ｖ_REFと接続してある。コンパレータＵ２の出力端子は 、ダイオードＤ２を介してラッチ回路４０に送られる。

【００１０】 ラッチ回路４０は過電圧検出回路３０で過電圧を検出したときは、これを保持 する回路である。過電圧検出回路３０で過電圧を検知すると、Ｈ出力が送られる ので、コンデンサＣ１と抵抗Ｒ８のホールド回路に充電し、トランジスタＱ１を オンする。トランジスタＱ１はエミッタ接地で、コレクタ端子が抵抗Ｒ９を介し て電源電圧端子Ｖ_CCと接続されている。トランジスタＱ２もエミッタ接地で、コ レクタ端子が抵抗Ｒ１０を介して電源電圧端子Ｖ_CCと接続されていると共に、ベ ース端子がトランジスタＱ１のコレクタ端子と接続されている。トランジスタＱ ２のコレクタ端子と、トランジスタＱ１のベース端子との間には、ダイオードＤ １が接続されており、コンデンサＣ１と抵抗Ｒ８のホールド回路に給電しており 、給電する電流はすでにオンされたトランジスタＱ１のオン状態を継続するに足 る値とする。

【００１１】 反転回路５０はラッチ回路４０の出力をスイッチング制御部２０の論理に適合 するように論理反転をする。トランジスタＱ３はエミッタ接地で、コレクタ端子 が抵抗Ｒ１１を介して電源電圧端子Ｖ_CCと接続されていると共に、ベース端子が トランジスタＱ２のコレクタ端子と抵抗Ｒ１２を介して接続されている。トラン ジスタＱ３のコレクタ端子は、スイッチング制御部２０の抑止端子ENAと接続さ れている。このようにすると、過電圧検出回路３０のＨ出力→トランジスタＱ１ オン→トランジスタＱ２オフ→トランジスタＱ３オン→ＥＮＡ入力のＬ出力とな る。抑止端子ENAのＬ入力によりスイッチング制御部２０は動作を停止する論理 構成に成っているから、反転回路５０により所期の動作を行う論理となる。

【００１２】 このように構成された装置の動作を次に説明する。図２は入力電圧が高い場合 の動作説明図で、（Ａ）は出力電圧、（Ｂ）は入力電流の波形図である。図中、 時刻Ｔ１で出力制御系が故障し、時刻Ｔ２で過電圧を検出し、時刻Ｔ３でアクテ ィブ力率改善回路が停止して、コンデンサ入力状態となり、時刻Ｔ４でヒューズ が溶断する。また電圧Ｖ_HLは後段のＤＣ−ＤＣコンバータが動作する上限入力電 圧、電圧Ｖ_LLは下限入力電圧である。入力電圧が高い場合には、過電圧検出回路 ３０で過電圧検出をするとアクティブ力率改善回路が停止する。これに続いて、 アクティブ力率改善回路が停止した状態で、時刻Ｔ３からコンデンサ入力状態で 後段のＤＣ−ＤＣコンバータが動作を継続する。一般にコンデンサ入力状態では 過電流が流れるので、ヒューズが溶断してＤＣ−ＤＣコンバータも動作を時刻Ｔ ４で停止する。尚、軽負荷状態ではヒューズの溶断するほどの入力電流が流れな い事から、ＤＣ−ＤＣコンバータは動作を引続き継続することになる。

【００１３】 図３は入力電圧が低い場合の動作説明図で、（Ａ）は出力電圧、（Ｂ）は入力 電流の波形図である。入力電圧が低い場合には、過電圧検出回路３０で過電圧検 出をするとアクティブ力率改善回路が停止する。そして、コンデンサ入力状態に 移行すること無く、後段のＤＣ−ＤＣコンバータが動作を停止する。

【００１４】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば昇圧コンバータ部で過電圧を出力したと きは、過電圧検出回路で過電圧発生を検知し、ラッチ回路で此れを保持してスイ ッチング制御部の動作を抑止させるので、アクティブ力率改善回路が不安定な動 作を継続することがなく、電源の寿命が長くなるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す回路図である。

【図２】入力電圧が高い場合の動作説明図である。

【図３】入力電圧が低い場合の動作説明図である。

【図４】不安定動作の説明図である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】整流された交流電流をインダクタ（Ｌ１）
   を介して入力し、スイッチング素子（Ｑ４）によりオン
   オフして、ダイオード（Ｄ３）を介してコンデンサ（Ｃ
   ２）に蓄電する昇圧コンバータ部１０と、当該交流電流
   に比べて高いスイッチング周波数で当該スイッチング素
   子をオンオフして、当該昇圧コンバータ部の出力電圧を
   安定化するスイッチング制御部２０とを有するアクティ
   ブ力率改善型電源において、 この昇圧コンバータ部の出力電圧としきい値電圧を比較
   して、当該出力電圧が通常の出力電圧に比較して高くな
   ると過電圧検出信号を出力する過電圧検出回路３０と、 この過電圧検出回路が過電圧検出信号を出力すると、こ
   の過電圧検出状態を保持するラッチ回路４０と、 を設け、このラッチ回路が過電圧検出状態を表している
   ときは、前記アクティブ力率改善型電源の動作を抑止さ
   せることを特徴とするアクティブ力率改善型電源の過電
   圧保護回路。