JPH09200027A - 遠隔的に検出された電圧のクランプ回路 - Google Patents

遠隔的に検出された電圧のクランプ回路

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JPH09200027A
JPH09200027A JP8182210A JP18221096A JPH09200027A JP H09200027 A JPH09200027 A JP H09200027A JP 8182210 A JP8182210 A JP 8182210A JP 18221096 A JP18221096 A JP 18221096A JP H09200027 A JPH09200027 A JP H09200027A
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JP
Japan
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load
voltage
source
diode
power supply
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Application number
JP8182210A
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English (en)
Inventor
Ronald Eugene Fernsler
ユージン ファーンスラー ロナルド
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Technicolor USA Inc
Original Assignee
Thomson Consumer Electronics Inc
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10Regulating voltage or current
    • GPHYSICS
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    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
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    • G05F1/10Regulating voltage or current
    • G05F1/46Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/56Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
    • G05F1/565Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor
    • G05F1/569Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor for protection

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、障害条件に応じて電源出力電位を
増加させる場合に電源出力電位を所定電位より低く維持
する装置の提供を目的とする。 【解決手段】 本発明の装置は、複数のディジタル集積
回路のような遠隔負荷に電力を供給する。電力は、例え
ば、装置の印刷回路基板の周辺に取り付けられたコネク
タの第1の複数のピンを介して負荷に供給される。負荷
の電圧を監視するため、負荷から装置に帰還路が設けら
れる。帰還路はコネクタの第2の複数のピンを介して装
置に接続される。装置の試験を容易に行なうため、装置
の出力が抵抗によって帰還路から隔離される。装置の出
力電圧が負荷の安全許容レベルを超えることを防止する
ため、スイッチデバイスが抵抗と並列接続される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に、電源に
係り、特に、負荷の出力電圧を遠隔的に検出するため帰
還路を使用する電源に関する。
【0002】
【従来の技術】電子デバイスの製造において、別個の印
刷回路基板上に、別々の回路及び二次的なシステムを配
置することが望ましい。電子デバイスが数枚の印刷回路
基板を必要とするならば、デバイスの電源に対し1枚の
印刷回路基板を別にする方が有利である。残りの印刷回
路基板は、例えば、複数のディジタル集積回路を含む負
荷により構成される。
【0003】先行技術の電源20が図2に示されてい
る。電力は、電源20の出力から、コネクタP1を介し
て、電源の印刷回路基板の周辺に取り付けられた複数の
ディジタル的な負荷からなる負荷RLOADに供給される。
電源20が出力電圧VOUT と負荷電圧VLOADの間の電圧
降下を補償するため、出力電圧VOUT を昇圧させる得る
ために、負荷RLOADの近くの点で実際の出力電圧VLOAD
が分かることが有効である。これは、図2に示されてい
るように、コネクタP1を介して負荷RLOADの近くの点
からエラー増幅器EAに遠隔的な検出帰還路FBを設け
ることにより行なわれる。負荷電圧VLOADが割り当てら
れた許容範囲内にないとき、エラー増幅器EA及び制御
回路21は、出力電圧VOUT 、即ち、負荷電圧VLOAD
昇圧させるべく、スイッチデバイスQ1の導通時間を調
整する。
【0004】電子デバイス内で最終的に組み立てる前
に、各印刷回路基板を別々に試験することにより利点が
得られる。電源20は、例えば、疑似的な負荷条件下で
試験することができる。このような試験を容易に行なう
ため、電源20は、図2に示されているように、電源の
出力と遠隔的な検出帰還路FBとの間に接続された抵抗
R2を含む場合がある。抵抗R2はエラー増幅器EAへ
の出力電圧VOUT の帰還路を与えるので、エラー増幅器
EAは、電源20の出力で無負荷条件の場合に出力電圧
OUT を検出及び調整し得るようになる。その上、抵抗
R2は十分に大きいので、電源20が電子デバイス内に
組み付けられたとき、遠隔的な検出帰還路FBによって
得られる遠隔的な検出機能を妨害しない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、負荷電圧V
LOADが、例えば、コネクタP1の途切れ途切れの接続、
遠隔的な検出帰還路FB又は短絡回路負荷条件上の過渡
現象又はスパイクのような障害条件によって妨害される
状況が発生する可能性がある。上記のようなすべての場
合において、或いは、他の機構のために、出力電圧V
OUT は抵抗R2によって遠隔的な検出帰還路FBから隔
離されているので、遠隔的な検出帰還路FBの負荷電圧
LOADが低いレベルに降下する。その場合には、エラー
増幅器EAは、電源20に出力電圧VOUT を潜在的に許
容できない高いレベルまで増加させることにより負荷電
圧VLOADの減少を補償するので、電源20の出力に接続
された負荷に損傷を与える可能性がある。
【0006】以下に教示される本発明の装置において、
装置が障害条件に応じて電源の出力電位を増加させよう
とした場合に、電源の出力電位が所定の電位より低く維
持される。
【0007】
【課題を解決するための手段】新規の配置の一面によれ
ば、上記装置は:電位のソースと;負荷の上記電位を検
出する手段と;上記ソースから上記検出手段を隔離する
手段と;上記検出手段に接続された入力を有し、上記電
位を調整する手段と;上記ソースと上記検出手段に接続
されたクランピング手段とからなる。
【0008】上記クランピング手段は、電位のソースに
接続されたアノードと、検出手段に接続されたカソード
とを有するダイオードにより構成される。隔離手段は抵
抗により構成してもよい。調整手段は、基準電位に接続
された非反転形入力と、反転形入力を有する増幅器と、
増幅器の出力に接続されたスイッチデバイスとからな
る。
【0009】検出手段は、負荷から増幅器の反転入力へ
接続された帰還路によって構成される。新規の配置の他
の面によれば、上記装置は:電位のソースと;負荷の上
記電位を検出する手段と;上記ソースから上記検出手段
を隔離する手段と;上記ソースと上記検出手段に接続さ
れたスイッチデバイスとからなる。
【0010】スイッチデバイスは、電位のソースに接続
されたアノードと、検出手段に接続されたカソードとを
有するダイオードにより構成される。スイッチデバイス
は、ソースと負荷の間の電位差が所定の値を超えた後に
電流を伝導する。スイッチデバイスが電流を導通する間
に、隔離手段は動作が抑制される。ここに教示された新
規の配置の各実施例において、ダイオードを、クランピ
ング手段又はスイッチデバイスとして使用することは、
少なくとも二つの理由から有利であることが分かった。
第1に、ダイオードは、装置の通常動作中に検出手段に
よって提供される遠隔的な検出機能に影響を与えること
なく、電流が装置から負荷に流れるための小さい抵抗の
パスを与える。第2に、ダイオードが消費することが必
要であるとされた電力量と比較して、ダイオードは装置
の印刷回路基板上の比較的小さいスペースしか消費しな
い。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の上記及び他の特徴、利点
は、添付図面を参照して以下の説明を読むことによって
明らかになる。添付図面において、同じ参照番号は同じ
素子を表わしている。図1に示されたバックトポロジー
(buck-topology) 電源10は、フライバック電源変圧器
の2次巻線(図示しない)から15.5ボルトの入力電
圧VINを得る。電源10は、5ボルトの実質的に調整さ
れた出力電圧VOUT を、コネクタP1を介して、図1に
抵抗RLOADによって表わされた複数のディジタル集積回
路からなる負荷に供給する。
【0012】電力スイッチングレギュレータU1は、エ
ラー増幅器EAと、スイッチデバイスQ1と、エラー増
幅器EAの非反転形入力のための基準電圧VREF と、ス
イッチデバイスQ1のための制御回路21とを含む。図
1において、電力スイッチングレギュレータU1は、モ
トローラ社製の製造部品番号MC34167TVを有す
る集積回路によって表わされている。しかし、電力スイ
ッチングレギュレータU1は、例えば、SGSトムソン
エレクトロニクス社製の製品部品番号L4960を有す
る集積回路のようにMC32167TVと機能的に互換
性がある集積回路によって構成しても構わない。
【0013】電源10の電力段11は、ダイオードD1
と、インダクタL1と、図2のキャパシタC1と機能的
に対応するキャパシタC11、C12及びC13とから
なる。インダクタL1の第1の端子は電力スイッチング
レギュレータU1のピン2に接続されている。ダイオー
ドD1は、インダクタL1の第1の端子に接続されたカ
ソードと、電源10の基準電位に接続されたアノードと
を有する。キャパシタC2はダイオードD1と並列に接
続されている。キャパシタC11、C12及びC13の
第1の端子はインダクタL1の第2の端子に接続され、
キャパシタC11、C12及びC13の第2の端子は電
源10の基準電位に接続されている。
【0014】抵抗R2は、キャパシタC11、C12及
びC13の第1の端子に接続された第1の端子と、抵抗
R3の第1の端子に接続された第2の端子とを有する。
ダイオードD2は、抵抗R2の第1の端子に接続された
アノードと、抵抗R2の第2の端子に接続されたカソー
ドとを有する。抵抗R3は抵抗R4の第1の端子に接続
された第2の端子を有する。更に、抵抗R4の第1の端
子は電力スイッチングレギュレータU1のピン1に接続
されている。抵抗R4の第2の端子は電源10の基準電
位に接続されている。
【0015】抵抗R2の第1の端子はコネクタP1の第
1の複数のピンに接続されている。抵抗R2の第2の端
子はコネクタP1の第2の複数のピンに接続されてい
る。ディジタル負荷RLOADの第1の端子は、コネクタP
1の第1及び第2の複数のピンに接続されている。ディ
ジタル負荷RLOADの第2の端子は電源10の基準電位に
接続されている。ディジタル負荷RLOADの有効負荷抵抗
は、図1に示されているように約5Ωである。
【0016】エラー増幅器EAの補償回路網22は、キ
ャパシタC5と抵抗R5によって形成される。キャパシ
タC5は、抵抗R3の第2の端子に接続された第1の端
子と、抵抗R5の第1の端子に接続された第2の端子と
を有する。抵抗R5の第2の端子は、電力スイッチング
レギュレータU1のピン5に接続されている。電力スイ
ッチングレギュレータU1と電力段11は、従来技術に
おいて周知の方法で入力電圧VINを出力電圧VOUT に変
換する。負荷電圧VLOADが割り当てられた許容範囲内に
あることを保証するため、負荷電圧VLOADをディジタル
負荷R LOADの近くの点で測定可能である。負荷電圧V
LOADは、コネクタP1の第2の複数のピンを介して、遠
隔的な検出帰還路FBに沿って帰還させられる。電圧V
LO ADは、次いで、電力スイッチングレギュレータU1の
ピン1に印加される前に、抵抗R3及びR4によって形
成された分圧回路網により分割される。遠隔的な検出帰
還路FBを介して電源10に戻る負荷電流の流れはな
い。負荷電圧VLOADが割り当てられた許容範囲内にない
ならば、エラー増幅器EAと制御回路21は、スイッチ
デバイスQ1の導通時間を調整し、これにより、負荷電
圧VLOADがその割り当てられた許容範囲内のレベルに戻
るよう出力電圧VOUT を調整する。
【0017】最終的な組み付けの前に電源10の試験を
容易に行なうため、抵抗R2が電源10に含まれてい
る。電源10の試験中に、抵抗R2は、出力電圧VOUT
から電力スイッチングレギュレータU1のピン1への帰
還路を与え、これにより、電力スイッチングレギュレー
タU1は、電源10の出力で無負荷条件の場合に、出力
電圧VOUT を検出及び調整できるようになる。抵抗R2
は十分に大きいので、電源10が電子デバイス内に組み
付けられたとき、遠隔的な検出帰還路FBによって与え
られた遠隔的な検出機能を妨害しない。
【0018】ダイオードD2は、ディジタル負荷RLOAD
を出力電圧VOUT が入力電圧VINのレベルまで上昇する
状況から保護する。このような状況は、遠隔的な検出帰
還路FB上の負荷電圧VLOADが非常に低い値まで降下す
る場合に生じる。このような状況が生じる理由は、例え
ば、コネクタP1の第1の複数のピンが断続的に接続す
るためである。負荷電圧VLOADが降下させられる特定の
機構とは無関係に、このような状況によって、抵抗R2
がディジタル負荷RLOADと共に分圧回路網を形成する望
ましくない結果が生じる。ディジタル負荷RLOADの第1
の端子の負荷電圧VLOADは、従って、
【0019】
【数1】
【0020】又は、約2.5mVである。ディジタル負
荷RLOADの有効負荷抵抗は抵抗R2の値よりも小さいの
で、負荷電圧VLOADが許容不可能な低いレベルまで降下
する可能性がある。かくして、ディジタル負荷RLOAD
有効負荷抵抗が抵抗R2よりも小さい状態を維持する限
り、ディジタル負荷RLOADの有効負荷抵抗は、図1に示
されたような値5Ωよりも著しく大きくなる場合があ
る。
【0021】上記負荷電圧VLOADの降下が検出された場
合、電力スイッチングレギュレータUIは、入力電圧V
INと同じ高さになるレベルまで出力電圧VOUT を昇圧す
ることにより、補償しようとする。このような出力電圧
OUT の上昇は、ディジタル負荷RLOADからなる複数の
ディジタル集積回路に損傷を与える。出力電圧VOUT
上昇し始めると共に、ダイオードD2が順方向にバイア
スされるので、出力電圧VOUT は、負荷電圧VLOADとダ
イオードD2の順方向電圧降下の合計にクランプされ
る。ダイオードD2が順方向にバイアスされた後、ダイ
オードD2は、出力電流IOUT がディジタル負荷RLOAD
に流れるように低抵抗性パスを与える。
【0022】
【発明の効果】このような態様でダイオードD2を使用
することは、少なくとも二つの理由から有利である。第
1に、電源10の通常動作中に、ダイオードD2は非導
通状態であるので、遠隔的な検出帰還路FBによって与
えられた遠隔的な検出機能上に有害な影響を及ぼさな
い。第2に、ダイオードD2が消費する必要があるとさ
れる電力量と比較して、ダイオードD2は装置の印刷回
路基板上で比較的小さいスペースしか消費しない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電源回路の概略的なブロック図であ
る。
【図2】先行技術のバックトポロジー(buck-topology)
の電源回路の概略的なブロック図である。
【符号の説明】
10,20 電源 11 電力段 21 制御回路 22 補償回路網 C1,C2,C5,C11,C12,C13 キャパ
シタ D1,D2 ダイオード EA エラー増幅器 FB 帰還路 L1 インダクタ P1 コネクタ Q1 スイッチデバイス RLOAD 負荷 R2,R3,R4,R5 抵抗 U1 電力スイッチングレギュレータ VIN 入力電圧 VLOAD 負荷電圧 VOUT 出力電圧 VREF 基準電圧

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電位のソースと;負荷の上記電位を検出
    する手段と;上記ソースから上記検出手段を隔離する手
    段と;上記検出手段に接続された入力を有し、上記電位
    を調整する手段と;上記ソースと上記検出手段に接続さ
    れたクランピング手段とからなる装置。
  2. 【請求項2】 電位のソースと;負荷の上記電位を検出
    する手段と;上記ソースから上記検出手段を隔離する手
    段と;上記ソースと上記検出手段に接続されたスイッチ
    デバイスとからなる装置。
  3. 【請求項3】 電位のソースと;負荷電位を検出する帰
    還路と;上記ソースと上記帰還路の間に接続された抵抗
    と;上記抵抗と並列に接続されたダイオードとからなる
    装置。
JP8182210A 1995-07-25 1996-07-11 遠隔的に検出された電圧のクランプ回路 Pending JPH09200027A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US50769095A 1995-07-25 1995-07-25
US507690 1995-07-25

Publications (1)

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JPH09200027A true JPH09200027A (ja) 1997-07-31

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ID=24019727

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JP8182210A Pending JPH09200027A (ja) 1995-07-25 1996-07-11 遠隔的に検出された電圧のクランプ回路

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EP (1) EP0756222A3 (ja)
JP (1) JPH09200027A (ja)
KR (1) KR970008873A (ja)
CN (1) CN1166639A (ja)
BR (1) BR9603137A (ja)
SG (1) SG67358A1 (ja)
TW (1) TW296506B (ja)

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Also Published As

Publication number Publication date
TW296506B (ja) 1997-01-21
BR9603137A (pt) 1998-05-05
CN1166639A (zh) 1997-12-03
KR970008873A (ko) 1997-02-24
EP0756222A3 (en) 1998-01-07
SG67358A1 (en) 1999-09-21
EP0756222A2 (en) 1997-01-29

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