JPH0830341A - 電流検出方法及び電源装置 - Google Patents
電流検出方法及び電源装置Info
- Publication number
- JPH0830341A JPH0830341A JP16086094A JP16086094A JPH0830341A JP H0830341 A JPH0830341 A JP H0830341A JP 16086094 A JP16086094 A JP 16086094A JP 16086094 A JP16086094 A JP 16086094A JP H0830341 A JPH0830341 A JP H0830341A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- voltage
- power supply
- current
- supply device
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- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電流検出のための、熱損失を小さくし、回路
の効率を高くし、小型化することができる電源装置を提
供することを目的とする。 【構成】 出力電圧をチョークコイル4を介して負荷に
供給し、その出力電圧を一定に維持する電源装置におい
て、チョークコイル4の両端に発生する電圧を所定の時
定数で積分する積分回路と、積分回路の出力電圧と基準
電圧とが入力され、差動出力により電源装置の出力電流
を検出する差動増幅器11とを備えるものである。
の効率を高くし、小型化することができる電源装置を提
供することを目的とする。 【構成】 出力電圧をチョークコイル4を介して負荷に
供給し、その出力電圧を一定に維持する電源装置におい
て、チョークコイル4の両端に発生する電圧を所定の時
定数で積分する積分回路と、積分回路の出力電圧と基準
電圧とが入力され、差動出力により電源装置の出力電流
を検出する差動増幅器11とを備えるものである。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、電源装置における過
電流保護動作や可変ダミー負荷動作などを行うための電
流検出方法、及び過電流保護回路や可変ダミー負荷回路
を有する電源装置に関するものである。
電流保護動作や可変ダミー負荷動作などを行うための電
流検出方法、及び過電流保護回路や可変ダミー負荷回路
を有する電源装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、電源装置における過電流の保護動
作や可変ダミー負荷動作などのための電流の検出は、電
流の通路に検出抵抗を挿入し、この抵抗に発生する電圧
を利用して電流を検出しており、過電流の保護動作や可
変ダミー負荷動作は、その電圧に基づいてトランジスタ
を動作させる等することにより動作させていた。
作や可変ダミー負荷動作などのための電流の検出は、電
流の通路に検出抵抗を挿入し、この抵抗に発生する電圧
を利用して電流を検出しており、過電流の保護動作や可
変ダミー負荷動作は、その電圧に基づいてトランジスタ
を動作させる等することにより動作させていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電源装置の電流の検出では、トランジスタを動作させる
為には、検出抵抗の電圧降下が最低でも約0.7[V]
必要であるから、トランジスタを動作させる出力電流値
をI0 、検出抵抗の値をRとすれば、I0 ×R=0.7
が成り立つような検出抵抗の値Rにする必要があった。
したがって、例えば、定格出力電流を1[A]、トラン
ジスタを動作させる出力電流を1.2[A]とすれば、
検出抵抗R=0.58[Ω]となるから、定格出力1
[A]に於ては、検出抵抗において0.58[W]の損
失が発生し、電流の検出のために、大型の抵抗が必要と
なり、電源装置が大型になり、効率が低下してしまうと
いう問題点があった。
電源装置の電流の検出では、トランジスタを動作させる
為には、検出抵抗の電圧降下が最低でも約0.7[V]
必要であるから、トランジスタを動作させる出力電流値
をI0 、検出抵抗の値をRとすれば、I0 ×R=0.7
が成り立つような検出抵抗の値Rにする必要があった。
したがって、例えば、定格出力電流を1[A]、トラン
ジスタを動作させる出力電流を1.2[A]とすれば、
検出抵抗R=0.58[Ω]となるから、定格出力1
[A]に於ては、検出抵抗において0.58[W]の損
失が発生し、電流の検出のために、大型の抵抗が必要と
なり、電源装置が大型になり、効率が低下してしまうと
いう問題点があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明に係る電源装置
は、出力電圧をチョークコイルを介して負荷に供給し、
その出力電圧を一定に維持する電源装置において、チョ
ークコイルの両端に発生する電圧を所定の時定数で積分
する積分回路と、積分回路の出力電圧と基準電圧とが入
力され、差動出力により電源装置の出力電流を検出する
差動増幅器とを備えるものである。
は、出力電圧をチョークコイルを介して負荷に供給し、
その出力電圧を一定に維持する電源装置において、チョ
ークコイルの両端に発生する電圧を所定の時定数で積分
する積分回路と、積分回路の出力電圧と基準電圧とが入
力され、差動出力により電源装置の出力電流を検出する
差動増幅器とを備えるものである。
【0005】
【作用】本発明においては、積分回路により、チョーク
コイルの両端に発生する電圧が所定の時定数で積分さ
れ、積分回路の出力電圧と基準電圧とが入力される差動
増幅器により、差動出力により電源装置の出力電流が検
出される。
コイルの両端に発生する電圧が所定の時定数で積分さ
れ、積分回路の出力電圧と基準電圧とが入力される差動
増幅器により、差動出力により電源装置の出力電流が検
出される。
【0006】
実施例1.図1は本発明の一実施例に係る電源装置の構
成を示す回路図であり、過電流保護動作を行う過電流保
護回路を備えたものである。図において、1は電源、2
は電源1の正極にコレクタが接続されたトランジスタ、
3はトランジスタのコレクタとベースの間に接続された
抵抗、4は一端が電源1の負極に接続されたチョークコ
イル、5はトランジスタ2のエミッタとチョークコイル
4の他端に接続され、チョークコイル4との接続点が接
地されたコンデンサ、6はコンデンサ5に並列に接続さ
れた負荷、7はトランジスタ2のベースに接続された電
流吸込み型の制御回路であり、制御回路7は負荷6の両
端にかかる出力電圧を検出し(図示せず)、負荷6の両
端にかかる出力電圧が一定になるように、抵抗3→制御
回路7と流れる電流をコントロールし、出力電圧を一定
に維持するものである。
成を示す回路図であり、過電流保護動作を行う過電流保
護回路を備えたものである。図において、1は電源、2
は電源1の正極にコレクタが接続されたトランジスタ、
3はトランジスタのコレクタとベースの間に接続された
抵抗、4は一端が電源1の負極に接続されたチョークコ
イル、5はトランジスタ2のエミッタとチョークコイル
4の他端に接続され、チョークコイル4との接続点が接
地されたコンデンサ、6はコンデンサ5に並列に接続さ
れた負荷、7はトランジスタ2のベースに接続された電
流吸込み型の制御回路であり、制御回路7は負荷6の両
端にかかる出力電圧を検出し(図示せず)、負荷6の両
端にかかる出力電圧が一定になるように、抵抗3→制御
回路7と流れる電流をコントロールし、出力電圧を一定
に維持するものである。
【0007】8は負極が電源1の負極に接続された基準
電源、9は一端が基準電源8の正極に接続された抵抗、
10は一端が抵抗9の他端に接続され、他端がチョーク
コイル4の他端に接続されたコンデンサ、11は正入力
がコンデンサ10の一端に接続され、負入力がコンデン
サの他端に接続された電流吸込型のオペアンプであり、
基準電源8、抵抗9、コンデンサ10及びオペアンプ1
1で過電流保護回路12を構成している。オペアンプ1
1の出力は、トランジスタのベースに接続されており、
電源装置の電源が投入され、負荷への出力電流が小さい
場合、チョークコイル4の直流抵抗値及び電源8の電圧
を選択する事により、オペアンプ11の正入力は正電圧
入力、負入力は零電圧とする事ができるから、オペアン
プ11が電流吸込型のため、この状態では、電流を全く
吸い込まないので、制御回路7の動作には影響しないも
のである。
電源、9は一端が基準電源8の正極に接続された抵抗、
10は一端が抵抗9の他端に接続され、他端がチョーク
コイル4の他端に接続されたコンデンサ、11は正入力
がコンデンサ10の一端に接続され、負入力がコンデン
サの他端に接続された電流吸込型のオペアンプであり、
基準電源8、抵抗9、コンデンサ10及びオペアンプ1
1で過電流保護回路12を構成している。オペアンプ1
1の出力は、トランジスタのベースに接続されており、
電源装置の電源が投入され、負荷への出力電流が小さい
場合、チョークコイル4の直流抵抗値及び電源8の電圧
を選択する事により、オペアンプ11の正入力は正電圧
入力、負入力は零電圧とする事ができるから、オペアン
プ11が電流吸込型のため、この状態では、電流を全く
吸い込まないので、制御回路7の動作には影響しないも
のである。
【0008】次に、この実施例の過電流保護回路12の
動作について説明する。まず、基準電源8の電圧値をV
ref 、チョークコイル4の直流抵抗分の抵抗値をRDC、
出力電流をI0 とすれば、オペアンプ11の正入力電圧
は次式で与えられる。
動作について説明する。まず、基準電源8の電圧値をV
ref 、チョークコイル4の直流抵抗分の抵抗値をRDC、
出力電流をI0 とすれば、オペアンプ11の正入力電圧
は次式で与えられる。
【数1】Vref −I0 ・RDC
【0009】したがって、出力電流が増大し次式に示す
関係になると、
関係になると、
【数2】 Vref −I0 ・RDC<0、つまり、I0 >Vref /RDC
【0010】オペアンプ11の出力は吸込み状態となる
から、トランジスタ2のベース電圧は低下するので、ベ
ース電圧と比例関係にある出力電圧も低下し、謂ゆる定
電流電圧垂下特性を示し、この動作により、過電流保護
動作を行うようになっている。
から、トランジスタ2のベース電圧は低下するので、ベ
ース電圧と比例関係にある出力電圧も低下し、謂ゆる定
電流電圧垂下特性を示し、この動作により、過電流保護
動作を行うようになっている。
【0011】また、電源1は通常交流電圧を整流、平滑
したものであって大きなリップル電圧を含むためチョー
クコイル4にも若干のリップル電圧が発生する。このリ
ップル電圧は出力電流検出には不要のものであるから抵
抗9、コンデンサ10で構成され、所定の時定数をもっ
た積分フィルター(積分回路)で除去するようになって
いる。なお、この実施例では、チョークコイル4は電源
1の負極側に接続されているが、出力電流が検出できる
ところであれば、どこに接続してもよい。
したものであって大きなリップル電圧を含むためチョー
クコイル4にも若干のリップル電圧が発生する。このリ
ップル電圧は出力電流検出には不要のものであるから抵
抗9、コンデンサ10で構成され、所定の時定数をもっ
た積分フィルター(積分回路)で除去するようになって
いる。なお、この実施例では、チョークコイル4は電源
1の負極側に接続されているが、出力電流が検出できる
ところであれば、どこに接続してもよい。
【0012】この実施例では、過電流保護回路12内の
チョークコイル4の直流抵抗分の抵抗値RDCは10[m
Ω]程度の値に設定することができ、熱損失を小さくし
回路の効率を高めることが可能となり、また、基準電源
8及びオペアンプ11のための電源は、電源1又は出力
電圧からの電圧を使用するが、電流は数mA程度しか流
れず、ここでの損失も小さくすることができ、回路の効
率を高める事が可能となる。
チョークコイル4の直流抵抗分の抵抗値RDCは10[m
Ω]程度の値に設定することができ、熱損失を小さくし
回路の効率を高めることが可能となり、また、基準電源
8及びオペアンプ11のための電源は、電源1又は出力
電圧からの電圧を使用するが、電流は数mA程度しか流
れず、ここでの損失も小さくすることができ、回路の効
率を高める事が可能となる。
【0013】実施例2.図2は、本発明の他の実施例に
係る電源装置の構成を示す回路図であり、可変ダミー負
荷動作を行う可変ダミー負荷回路を備えたものである。
図において、実施例1と同様な構成は同一符号を付して
重複した構成の説明は省略する。20はトランジスタ2
のエミッタとコンデンサ5との間に挿入されたチョーク
コイルであり、コンデンサ5の両端に並列にトランジス
タ21と抵抗22の直列回路が接続され、トランジスタ
20とチョークコイル2の接続点と電源1の負極との間
に抵抗23と抵抗24の直列回路が接続され、抵抗23
と抵抗24の接続点と、チョークコイル20とコンデン
サ5の接続点との間にコンデンサ25と抵抗26の直列
回路が接続されている。
係る電源装置の構成を示す回路図であり、可変ダミー負
荷動作を行う可変ダミー負荷回路を備えたものである。
図において、実施例1と同様な構成は同一符号を付して
重複した構成の説明は省略する。20はトランジスタ2
のエミッタとコンデンサ5との間に挿入されたチョーク
コイルであり、コンデンサ5の両端に並列にトランジス
タ21と抵抗22の直列回路が接続され、トランジスタ
20とチョークコイル2の接続点と電源1の負極との間
に抵抗23と抵抗24の直列回路が接続され、抵抗23
と抵抗24の接続点と、チョークコイル20とコンデン
サ5の接続点との間にコンデンサ25と抵抗26の直列
回路が接続されている。
【0014】そして、コンデンサ25の両端に、抵抗2
6との接続点側に負入力が接続されたオペアンプ27が
接続され、オペアンプ27の出力は抵抗28を介してト
ランジスタ21のベースに接続されており、トランジス
タ21、抵抗22,23,24、コンデンサ25、抵抗
26、オペアンプ27及び抵抗28で可変ダミー負荷回
路29を構成している。また、この実施例の出力電圧を
一定にする動作は、実施例1と同様であり、電流吸込み
型の制御回路7により、負荷6の両端にかかる出力電圧
を検出し(図示せず)、負荷6の両端にかかる出力電圧
が一定になるように、抵抗3→制御回路7と流れる電流
をコントロールし、出力電圧を一定に維持するようにな
っている。
6との接続点側に負入力が接続されたオペアンプ27が
接続され、オペアンプ27の出力は抵抗28を介してト
ランジスタ21のベースに接続されており、トランジス
タ21、抵抗22,23,24、コンデンサ25、抵抗
26、オペアンプ27及び抵抗28で可変ダミー負荷回
路29を構成している。また、この実施例の出力電圧を
一定にする動作は、実施例1と同様であり、電流吸込み
型の制御回路7により、負荷6の両端にかかる出力電圧
を検出し(図示せず)、負荷6の両端にかかる出力電圧
が一定になるように、抵抗3→制御回路7と流れる電流
をコントロールし、出力電圧を一定に維持するようにな
っている。
【0015】次に、この実施例の可変ダミー負荷回路2
9の動作について説明する。まず、可変ダミー負荷回路
29において、可変ダミー負荷電流はトランジスタ21
のコレクタ電流と等しいものである。チョークコイル2
0の直流抵抗分の抵抗値をRCD、出力電圧をV0 、出力
電流をI0 、抵抗23の抵抗値をR23、抵抗24の抵抗
値をR24とすると、ダミー負荷電流Id が流れるために
は、オプアンプ27の出力が正である必要がある。した
がって次式が成り立つ。
9の動作について説明する。まず、可変ダミー負荷回路
29において、可変ダミー負荷電流はトランジスタ21
のコレクタ電流と等しいものである。チョークコイル2
0の直流抵抗分の抵抗値をRCD、出力電圧をV0 、出力
電流をI0 、抵抗23の抵抗値をR23、抵抗24の抵抗
値をR24とすると、ダミー負荷電流Id が流れるために
は、オプアンプ27の出力が正である必要がある。した
がって次式が成り立つ。
【数3】{V0 +(I0 +Id )×RDC}×{R24/
(R23+R24)}<V0
(R23+R24)}<V0
【0016】したがって、ダミー負荷電流Id は負の電
流になることはないので、次式が成り立つ。
流になることはないので、次式が成り立つ。
【数4】 0≦Id ≦{(R23×V0 )/(R24×RDC)}−I0
【0017】ここで、V0 は一定であるから、出力電流
I0 が零の無出力時のダミー負荷電流Id は次式で与え
られ、
I0 が零の無出力時のダミー負荷電流Id は次式で与え
られ、
【数5】(R23×V0 )/(R24×RDC)
【0018】出力電流I0 が増加するとダミー負荷電流
Id は次第に減少し、出力電流I0が次式で示される値
以上になると零になる。
Id は次第に減少し、出力電流I0が次式で示される値
以上になると零になる。
【数6】(R23×V0 )/(R24×RDC)
【0019】この実施例においても、実施例1と同様
に、電源1は通常交流電圧を整流、平滑したものであっ
て大きなリップル電圧を含むためチョークコイル20に
も若干のリップル電圧が発生する。このリップル電圧は
出力電流検出には不要のものであるから抵抗26、コン
デンサ25で構成され、所定の時定数をもった積分フィ
ルター(積分回路)で除去するようになっている。な
お、この実施例では、チョークコイル4はトランジスタ
2のエミッタ側に接続されているが、電源1の負極側に
接続してもよい。
に、電源1は通常交流電圧を整流、平滑したものであっ
て大きなリップル電圧を含むためチョークコイル20に
も若干のリップル電圧が発生する。このリップル電圧は
出力電流検出には不要のものであるから抵抗26、コン
デンサ25で構成され、所定の時定数をもった積分フィ
ルター(積分回路)で除去するようになっている。な
お、この実施例では、チョークコイル4はトランジスタ
2のエミッタ側に接続されているが、電源1の負極側に
接続してもよい。
【0020】この実施例では、可変ダミー負荷回路29
内のチョークコイル20の直流抵抗分の抵抗値RDCは1
0[mΩ]程度の値に設定することができ、熱損失を小
さくし回路の効率を高めることが可能となり、また、オ
ペアンプ11のための電源は、電源1又は出力電圧から
の電圧を使用するが、電流は数mA程度しか流れず、ま
た、抵抗23,24,26に流れる電流も小さくするこ
とができるので、ここでの損失も小さくすることがで
き、回路の効率を高める事が可能となる。
内のチョークコイル20の直流抵抗分の抵抗値RDCは1
0[mΩ]程度の値に設定することができ、熱損失を小
さくし回路の効率を高めることが可能となり、また、オ
ペアンプ11のための電源は、電源1又は出力電圧から
の電圧を使用するが、電流は数mA程度しか流れず、ま
た、抵抗23,24,26に流れる電流も小さくするこ
とができるので、ここでの損失も小さくすることがで
き、回路の効率を高める事が可能となる。
【0021】なお、実施例1及び実施例2では、シリー
ズ型レギュレータについて記載したが、電流検出用のチ
ョークコイルから得られる信号を増幅するオペアンプを
利用すれば、スイッチングレギュレータにもそのまま応
用することが可能となる。この場合は、オペアンプの出
力を利用し、パルス幅変調方式のスイッチングレギュレ
ータでは、オン幅を制限するように制御すればよい。ま
た、実施例1及び実施例2では、オペアンプ11,27
を使用し、電流の検出を行っているが、オペアンプに限
るものではなく、入力電圧の差動出力をえられるもので
あればよく、また、電圧の積分や、基準電圧との差を求
める動作を、マイクロコンピュータなどのプログラムに
より実行するようにしてもよい。
ズ型レギュレータについて記載したが、電流検出用のチ
ョークコイルから得られる信号を増幅するオペアンプを
利用すれば、スイッチングレギュレータにもそのまま応
用することが可能となる。この場合は、オペアンプの出
力を利用し、パルス幅変調方式のスイッチングレギュレ
ータでは、オン幅を制限するように制御すればよい。ま
た、実施例1及び実施例2では、オペアンプ11,27
を使用し、電流の検出を行っているが、オペアンプに限
るものではなく、入力電圧の差動出力をえられるもので
あればよく、また、電圧の積分や、基準電圧との差を求
める動作を、マイクロコンピュータなどのプログラムに
より実行するようにしてもよい。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、積分回路により、チョ
ークコイルの両端に発生する電圧を所定の時定数で積分
し、積分回路の出力電圧と基準電圧とが入力される差動
増幅器により、差動出力により電源装置の出力電流を検
出するようにしたので、熱損失が小さくなり、回路の効
率を高くすることができるという効果を有する。
ークコイルの両端に発生する電圧を所定の時定数で積分
し、積分回路の出力電圧と基準電圧とが入力される差動
増幅器により、差動出力により電源装置の出力電流を検
出するようにしたので、熱損失が小さくなり、回路の効
率を高くすることができるという効果を有する。
【図1】本発明の実施例1に係る電源装置の構成を示す
回路図である。
回路図である。
【図2】本発明の実施例2に係る電源装置の構成を示す
回路図である。
回路図である。
4 チョークコイル 8 基準電源 9 抵抗(積分回路) 10 コンデンサ(積分回路) 11 オペアンプ(差動増幅器) 12 過電流保護回路 20 チョークコイル 25 コンデンサ(積分回路) 26 抵抗(積分回路) 27 オペアンプ(差動増幅器) 29 可変ダミー負荷回路
Claims (4)
- 【請求項1】 出力電圧をチョークコイルを介して負荷
に供給し、その出力電圧を一定に維持する電源装置にお
ける電流検出方法において、 前記チョークコイルの両端に発生する電圧を所定の時定
数で積分し、積分された電圧と基準電圧との差により前
記電源装置の出力電流を検出する電流検出方法。 - 【請求項2】 出力電圧をチョークコイルを介して負荷
に供給し、その出力電圧を一定に維持する電源装置にお
いて、 前記チョークコイルの両端に発生する電圧を所定の時定
数で積分する積分回路と、 該積分回路の出力電圧と基準電圧とが入力され、差動出
力により前記電源装置の出力電流を検出する差動増幅器
とを備えることを特徴とする電源装置。 - 【請求項3】 出力電圧をチョークコイルを介して負荷
に供給し、その出力電圧を一定に維持する電源装置にお
いて、 前記チョークコイルの両端に発生する電圧を所定の時定
数で積分する積分回路、及び該積分回路の出力電圧と基
準電圧とが入力され、差動出力により前記電源装置の出
力電流を検出する差動増幅器とを含み、該差動増幅器で
検出された電流に基づいて、前記負荷への出力電流があ
らかじめ設定された電流値を越えたとき、前記出力電圧
を低下させる過電流保護回路とを備えたことを特徴とす
る電源装置。 - 【請求項4】 出力電圧をチョークコイルを介して負荷
に供給し、その出力電圧を一定に維持する電源装置にお
いて、 前記チョークコイルの両端に発生する電圧を所定の時定
数で積分する積分回路、及び前記積分回路の出力電圧と
基準電圧とが入力され、差動出力により前記電源装置の
出力電流を検出する差動増幅器とを含み、該差動増幅器
で検出された電流に基づいて、トランジスタを駆動し、
ダミー負荷電流を流す可変ダミー負荷回路とを備えたこ
とを特徴とする電源装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16086094A JPH0830341A (ja) | 1994-07-13 | 1994-07-13 | 電流検出方法及び電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16086094A JPH0830341A (ja) | 1994-07-13 | 1994-07-13 | 電流検出方法及び電源装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0830341A true JPH0830341A (ja) | 1996-02-02 |
Family
ID=15723948
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16086094A Pending JPH0830341A (ja) | 1994-07-13 | 1994-07-13 | 電流検出方法及び電源装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0830341A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000227808A (ja) * | 1998-12-24 | 2000-08-15 | Intersil Corp | インダクタ電流検出器を備えるdc―dcコンバ―タ及びその調整方法 |
JP2002176766A (ja) * | 2000-12-06 | 2002-06-21 | Murata Mfg Co Ltd | スイッチング電源 |
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