JPH08237944A - スイッチングモード電源装置 - Google Patents

スイッチングモード電源装置

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JPH08237944A
JPH08237944A JP7331925A JP33192595A JPH08237944A JP H08237944 A JPH08237944 A JP H08237944A JP 7331925 A JP7331925 A JP 7331925A JP 33192595 A JP33192595 A JP 33192595A JP H08237944 A JPH08237944 A JP H08237944A
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JP
Japan
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power
winding coil
switching
transistor
switching control
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JP7331925A
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Inventor
Jae-Gyoo Hong
在奎 洪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daiu Denshi Kk
WiniaDaewoo Co Ltd
Original Assignee
Daiu Denshi Kk
Daewoo Electronics Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H02M1/088Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters for the simultaneous control of series or parallel connected semiconductor devices
    • H02M1/092Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters for the simultaneous control of series or parallel connected semiconductor devices the control signals being transmitted optically
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0006Arrangements for supplying an adequate voltage to the control circuit of converters

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  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Rectifiers (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 負荷接続線上に発生する過電流から、組み込
まれた素子を保護し得る改善されたスイッチングモード
電源装置を提供する。 【解決手段】 本発明のスイッチングモード電源装置
は、入力されるAC電力を整流して、整流されたAC電
力信号を発生するブリッジ整流器22と、整流されたA
C電力信号から逓降されたAC電力信号を発生する変圧
器26と、一定なレベルのDC出力電圧を発生する整流
デバイス30と、負荷接続線上に過電流が発生すると、
DC出力電圧のうちのいずれか一つを接地させる保護回
路70と、接地される場合、変圧器26の動作中断のた
めの制御信号を発生するスイッチング制御回路40とを
含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は保護回路が取り付け
られたスイッチングモード電源装置(SMPS)に関
し、特に、発生する過電流からSMPS内に組み込まれ
た素子を保護し得る改善されたSMPSに関する。
【0002】
【従来の技術】周知のように、SMPSは、多様な電子
/電気応用分野において幅広く用いられている。SMP
Sは、一般的な電源装置に比べて高性能で、かつ小型で
あることと知られており、入力されるAC電力を複数の
一定なレベルのDC電圧に変換するのに用いられる。こ
のようなSMPSは一般に、入力されるAC電力を整流
する全波整流器と、整流されたAC電力の電圧を逓降
し、逓降された複数のAC電圧を供給する変圧器と、逓
降された複数のAC電圧を整流しかつ平滑化する複数の
ダイオード及び大容量キャパシタを有し、一定なレベル
のDC電圧を該当負荷へ供給する整流デバイスとからな
る。更に、このSMPSは初期駆動用キャパシタ、スイ
ッチングトランジスタ及びスイッチング制御信号を発生
するスイッチング制御回路をも含む。
【0003】このようなSMPSにおいて、スイッチン
グトランジスタは最初、初期時間tOにて初期駆動用キ
ャパシタからの整流されたAC入力電力により動作状態
となり、初期時間t0 後は、スイッチング制御回路から
のスイッチング制御信号によりその動作が制御される。
通常、スイッチング制御信号は、AC入力電流の正弦波
形を、ほぼ正弦波形に追従するピークを有する小幅のパ
ルスの形態に変換するのに用いられる。このような電流
形態は力率を増大させるのみならず、整流器に加えられ
る瞬間的応力を低減させる。ここで、力率とは、平均実
効電力と皮相電力(RMS電圧とRMS電流の積)との
比を表す。
【0004】しかしながら、SMPSにおいては、例え
ば、過負荷とか負荷接続線に接続された負荷での短絡な
どにより、負荷接続線上に過電流が発生することによっ
て、SMPS内に組み込まれた素子が損傷されるおそれ
がある。従って、SMPSの負荷接続線上の過電流を検
出し、過電流が検出される場合、SMPS内に組み込ま
れた損傷し易い素子を保護する必要がある。しかしなが
ら、そのような保護能力を有するSMPSは現在提示さ
れていない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の主な
目的は、負荷接続線上に発生する過電流から、組み込ま
れた素子を安定的に保護し得る改善されたSMPSを提
供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、入力されるAC電力を整流して一定な
レベルの複数のDC出力電圧を、複数の負荷接続線を通
じて複数の負荷へ供給するスイッチングモード電源装置
において、前記AC電力を整流して、整流されたAC電
力信号を発生する第1整流手段と、前記整流されたAC
電力信号から逓降された複数のAC電力信号を発生する
変換手段と、前記逓降された複数のAC電力信号から、
前記一定なレベルの複数のDC出力電圧を発生する第2
整流手段と、前記各負荷接続線上に流れる電流値を検出
し、前記負荷接続線のうちのいずれか一つで過電流が発
生する場合、前記DC出力電圧のうちのいずれか一つを
接地させる保護手段と、前記DC出力電圧のうちのいず
れか1つが接地される場合、前記変換手段の動作中断の
ための制御信号を発生することによって、前記逓降され
たAC電力信号の発生を停止する制御手段とを含むこと
を特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施例につ
いて図面を参照しながら詳細に説明する。図1には、本
発明の保護回路70が取り付けられた新規なスイッチン
グモード電源装置(SMPS)100のブロック図が示
されている。このSMPS100は、入力されるAC電
力を複数の所要の電圧(例えば、一定なレベルの3つの
DC出力電圧V1、V2及びV3)に変換する装置で、
ブリッジ整流器22と、フィルタキャパシタ23と、初
期駆動用キャパシタ24と、スイッチングトランジスタ
25と、変圧器26と、整流デバイス30と、スイッチ
ング制御回路40と、エラー値発生器50と、フォトカ
プラー60と、保護回路70とから構成される。
【0008】図示するように、入力端子10、20を通
じて入力されるAC電力は、ブリッジ整流器22を経て
整流されると共に、フィルタキャパシタ23、変圧器2
6及び初期駆動用キャパシタ24を通じてスイッチング
トランジスタ25へ供給される。フィルタキャパシタ2
3は、整流デバイス30内の大容量キャパシタ32、3
4及び37に比べて比対的小容量であり、ブリッジ整流
器22の出力端子に接続されて、ブリッジ整流器22か
らの整流された電力上に現れる高調波リプルをバイパス
させるのに用いられるキャパシタである。
【0009】初期駆動用キャパシタ24は、フィルタキ
ャパシタ23の出力端子とスイッチングトランジスタ2
5のベースとの間に接続されており、初期時間tOに
て、フィルタキャパシタ23からスイッチングトランジ
スタ25のベースへ相当量の電流を供給するのに用いら
れる。しかし、初期時間t0 後は、フィルタキャパシタ
23からスイッチングトランジスタ25のベースへ少量
の電流を伝送するだけである。
【0010】スイッチングトランジスタ25は、そのベ
ースが初期駆動用キャパシタ24及びスイッチング制御
回路40に接続され、そのコレクタが変圧器26の1次
巻線コイルT1に接続されることによって、変圧器26
の1次巻線コイルT1を交互にオン状態またはオフ状態
に交互に切り換える。また、公知のように、スイッチン
グトランジスタ25の動作は、最初、初期時間t0
て、初期駆動用キャパシタ24からの電流により制御さ
れる。前述したように、その後は初期駆動用キャパシタ
24からスイッチングトランジスタ25のベースへ供給
される電流の量が非常に少ないため、スイッチングトラ
ンジスタ25の動作は、スイッチング制御回路40から
のスイッチング制御信号により制御される。このスイッ
チング動作により、AC入力電力の正弦波形をほぼ正弦
波形に追従するピークを有する小幅のパルスの形態に変
換することによって、SMPSの力率を増加させること
ができる。
【0011】変圧器26は、1次巻線コイルT1と4つ
の2次巻線コイルT21〜T24とを有する。説明の便
宜上、本発明の好適な実施例においては、第1及び第4
の2次巻線コイルT21、T24の巻線数が、第2及び
第3の2次巻線コイルT22、T23の巻線数よりはる
かに少ないものと仮定する。
【0012】図示されているように、1次巻線コイルT
1の一方の端子はブリッジ整流器22、フィルタキャパ
シタ23及び初期駆動用キャパシタ24に接続され、他
方の端子はスイッチングトランジスタ25のコレクタに
接続されている。一方、第1の2次巻線コイルT21の
一方の端子は、スイッチング制御回路40に接続され、
他方の端子は接地される。また、第2の2次巻線コイル
T22の一方の端子と第3の2次巻線コイルT23の一
方の端子は互いに接続され、整流デバイス30の整流ダ
イオード33のアノードに接続される反面、第2の2次
巻線コイルT22の他方の端子は整流ダイオード31の
アノードに、第3の2次巻線コイルT23の他方の端子
は接地される。最後に、第4の2次巻線コイルT24の
一方の端子は、整流デバイス30の整流ダイオード36
のアノードに接続され、他方の端子は接地される。当技
術分野によく知られているように、変圧器26はフィル
タキャパシタ23からの電力を逓降し、逓降された複数
のAC信号(即ち、逓降された3つのAC電力信号)を
発生する。
【0013】変圧器26により発生された逓降された3
つのAC電力信号は、整流デバイス30の対応する整流
ダイオード31、33及び36へそれぞれ供給される。
整流ダイオード31、33及び36と、大容量キャパシ
タ32、34及び37とを含む整流デバイス30は、逓
降された3つのAC電力信号の各高調波成分を整流しか
つ平滑化して、一定なレベルの3つのDC出力電圧V
1、V2及びV3を供給する。その後、大容量キャパシ
タ32、34及び37からの一定なレベルの3つのDC
出力電圧V1、V2及びV3は、保護回路70を通じて
対応する負荷接続線81、82及び83へそれぞれ供給
される。更に、一定なレベルのDC出力電圧V1は、エ
ラー値発生器50へも供給される。
【0014】本発明の保護回路70はトランジスタ72
と、抵抗73〜75と、ダイオード76とを含む。図示
されているように、トランジスタ72のエミッタは、ダ
イオード76のアノード、抵抗75、整流ダイオード3
6のカソード、大容量キャパシタ37及び負荷接続線8
3に接続されており、そのベースは、一定なレベルのD
C出力電圧V1を分圧する抵抗73、74に接続され
る。本発明の好適な実施例においては、大容量キャパシ
タ34の出力とダイオード76のカソードとの間に位置
する接続点Aにおける電圧が、トランジスタ72のエミ
ッタと抵抗75との間に位置する接続点Bにおける電圧
よりはるかに大きく、トランジスタ72のベース上の接
続点Cにおける電圧が、接続点Bにおける電圧より小さ
いものと仮定する。各接続点A,B及びCにおける電圧
は、変圧器26の巻線コイルの巻線数と抵抗73、74
及び75の値とに基づいて容易に決定することができ
る。
【0015】正常に動作する場合、即ち、負荷接続線8
1、82及び83のどれにも過電流が発生しない場合
に、トランジスタ72とダイオード76はオフ状態とな
り、よって、一定なレベルのDC出力電圧V1、V2及
びV3は、対応する負荷接続線81、82及び83へそ
れぞれ供給される。
【0016】一方、負荷接続線82上に過電流が発生す
る場合、トランジスタ72及びダイオード76がオン状
態となり、大容量キャパシタ32からの出力が接地され
る。同様に、負荷接続線83上に過電流が発生する場合
は、トランジスタ72がオン状態となり、ダイオード7
6がオフ状態となって、大容量キャパシタ32からの出
力が接地される。このような場合には、変圧器26の1
次巻線コイルT1へ供給された電力が第1及び第2の2
次巻線コイルT21、T22へ誘導されず、第3の2次
巻線コイルT23または第4の2次巻線コイルT24に
誘導される。しかるのち、第1の2次巻線コイルT21
に接続されたスイッチング制御回路40が、スイッチン
グトランジスタ25の動作を中断させるためのスイッチ
ング制御信号をスイッチングトランジスタ25のベース
へ供給する。
【0017】同様に、負荷接続線81上に過電流が発生
する場合、1次巻線コイルT1へ供給された電力が第
1、第3、第4の2次巻線コイルT21、T23及びT
24に誘導されず、第2の2次巻線コイルT22のみに
誘導される。前述したように、電力が1次巻線コイルT
1から第1の2次巻線コイルT21へ誘導されなけれ
ば、第1の2次巻線コイルT21に接続されたスイッチ
ング制御回路40が、スイッチングトランジスタ25の
動作を中断させるためのスイッチング制御信号をそのベ
ースへ供給する。
【0018】前述したことから分かるように、SMPS
の負荷接続線のうちのいずれか一つに過電流が発生する
場合、スイッチング制御回路40からのスイッチング制
御信号に応じて、スイッチングトランジスタ25がオフ
状態となる。その結果、変圧器26の1次巻線コイルT
1への電力は、もはや4つの2次巻線コイルT21〜T
24のどれにも誘導されず、よってSMPS内に組み込
まれた素子を保護することができる。
【0019】一方、エラ−値発生器50は、整流デバイ
ス30の大容量キャパシタ32の出力に接続されてお
り、大容量キャパシタ32からの一定なレベルのDC出
力電圧V1、または負荷接続線81上における対応する
電流値を検出して、検出された電圧値と予め定められた
値TH1との偏差を表すエラ−値を取出す(ここで、T
H1は実数である)。その後、そのエラ−値はフォトカ
プラー60へ供給される。
【0020】当技術分野に公知されているように、この
フォトカプラー60は、発光ダイオ−ドとフォトランジ
スタ(図示せず)とからなり、発光ダイオ−ドによりエ
ラ−値の電気信号を光信号に変換した後、フォトランジ
スタにより該光信号を電気信号に再び変換することによ
って、エラ−値発生器50からスイッチング制御回路4
0を絶縁する。
【0021】スイッチング制御回路40は、第1の2次
側巻線コイルT21、スイッチングトランジスタ25及
びフォトカプラー60に接続され、スイッチング制御信
号をスイッチングトランジスタ25へ供給することによ
って、このトランジスタをオン状態またはオフ状態に切
り換える。周知のように、スイッチング制御回路40
は、負荷接続線上の電流値の変化に応じて、スイッチン
グ制御信号のパルスの幅を調節する。エラ−値発生器5
0からの電気信号に応じてスイッチング制御信号のパル
スの幅を適切に調節することによって、所要のDC出力
電圧V1、V2及びV3を得ることができる。
【0022】しかし、スイッチング制御信号のパルス幅
が変更される間に、電力が第1の2次巻線コイルT21
に誘導されない場合には、スイッチング制御回路40
が、スイッチングトランジスタ25の動作を中断させる
ためのスイッチング制御信号(例えば、ローレベルの論
理信号)をスイッチングトランジスタ25のベ−スへ供
給する。即ち、スイッチング制御信号のパルスは、フォ
トカプラー50からの電気信号と、スイッチング制御回
路40に接続された第1の2次巻線コイルT21に誘導
された電力とに基づいて変更される。
【0023】上記において、本発明の特定の実施例につ
いて説明したが、本明細書に記載した特許請求の範囲を
逸脱することなく、当業者は種々の変更を加え得ること
は勿論である。
【0024】
【発明の効果】従って、本発明によれば、負荷接続線上
で発生する過電流から、組み込まれた素子を安定的に保
護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の保護回路が取り付けられたスイッチン
グモード電源装置のブロック図である。
【符号の説明】
22 ブリッジ整流器 23 フィルタキャパシタ 24 初期駆動用キャパシタ 25 スイッチングトランジスタ 26 変圧器 30 整流デバイス 31、33、36、76 ダイオード 32、34、37 大容量キャパシタ 40 スイッチング制御回路 50 エラー値発生器 60 フォトカプラー 70 保護回路 73、74、75 抵抗

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力されるAC電力を整流して一定なレ
    ベルの複数のDC出力電圧を、複数の負荷接続線を通じ
    て複数の負荷へ供給するスイッチングモード電源装置に
    おいて、 前記AC電力を整流して、整流されたAC電力信号を発
    生する第1整流手段と、 前記整流されたAC電力信号から逓降された複数のAC
    電力信号を発生する変換手段と、 前記逓降された複数のAC電力信号から、前記一定なレ
    ベルの複数のDC出力電圧を発生する第2整流手段と、 前記各負荷接続線上に流れる電流値を検出し、前記負荷
    接続線のうちのいずれか一つで過電流が発生する場合、
    前記DC出力電圧のうちのいずれか一つを接地させる保
    護手段と、 前記DC出力電圧のうちのいずれか1つが接地される場
    合、前記変換手段の動作中断のための制御信号を発生す
    ることによって、前記逓降されたAC電力信号の発生を
    停止する制御手段とを含むことを特徴とするスイッチン
    グモード電源装置。
  2. 【請求項2】 前記保護手段が、 スイッチングトランジスタと、前記スイッチングトラン
    ジスタのエミッタに接続されたダイオ−ドと、前記スイ
    ッチングトランジスタのベ−ス及びエミッタにそれぞれ
    接続された複数のバイアス抵抗とを有することを特徴と
    する請求項1に記載のスイッチングモード電源装置。
JP7331925A 1994-12-29 1995-12-20 スイッチングモード電源装置 Pending JPH08237944A (ja)

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KR94-38628 1994-12-29
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Cited By (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002025800A1 (en) * 2000-09-25 2002-03-28 Park Joon Ho Switching mode power supply with high efficiency

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CN1133508A (zh) 1996-10-16
KR960027204A (ko) 1996-07-22
KR100209791B1 (ko) 1999-07-15

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