JPH09330136A - 直流安定化電源回路 - Google Patents
直流安定化電源回路Info
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- JPH09330136A JPH09330136A JP8152605A JP15260596A JPH09330136A JP H09330136 A JPH09330136 A JP H09330136A JP 8152605 A JP8152605 A JP 8152605A JP 15260596 A JP15260596 A JP 15260596A JP H09330136 A JPH09330136 A JP H09330136A
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- capacitor
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、直流安定化電源回路に関し、該直流
安定化電源回路内の素子障害時の発煙・発火を防止す
る。 【解決手段】直流安定化電源回路内の、例えば、コンデ
ンサ、ショットキバリアダイオード、スイッチングトラ
ンジスタ等の発熱部品に内蔵した温度ヒューズの遮断、
又はサーミスタ等の自己変化分を検出して、該直流安定
化電源回路への入力を遮断するか、該直流安定化電源回
路の制御線(CTL) を切断する。
安定化電源回路内の素子障害時の発煙・発火を防止す
る。 【解決手段】直流安定化電源回路内の、例えば、コンデ
ンサ、ショットキバリアダイオード、スイッチングトラ
ンジスタ等の発熱部品に内蔵した温度ヒューズの遮断、
又はサーミスタ等の自己変化分を検出して、該直流安定
化電源回路への入力を遮断するか、該直流安定化電源回
路の制御線(CTL) を切断する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、直流安定化電源回
路に係り、特に、直流安定化電源回路（以下、単に、Ｄ
Ｃ−ＤＣ部と言うことがある）における、発熱部品の障
害時の発煙・発火の防止に関する。
路に係り、特に、直流安定化電源回路（以下、単に、Ｄ
Ｃ−ＤＣ部と言うことがある）における、発熱部品の障
害時の発煙・発火の防止に関する。
【０００２】
【従来の技術】図８、図９は、従来の直流安定化電源回
路を説明する図であり、図８は、通常のステップダウン
型の降圧回路の例を示し、図９は、同期整流型の降圧回
路の例を示している。
路を説明する図であり、図８は、通常のステップダウン
型の降圧回路の例を示し、図９は、同期整流型の降圧回
路の例を示している。
【０００３】該直流安定化電源回路は図８、図９に示さ
れている如くに、入力された直流電圧を、二重線で囲ん
だＤＣ−ＤＣ部における制御部 1で、メインのスイッチ
ングトランジスタ(SW-TR) 2 を制御し、所定のパルス幅
を持つパルス信号に変換し、ショットキバリアダイオー
ド(SBD) 3 と、インダクタンス(L) 4 と、コンデンサ
（C1) 5 からなる整流回路で整流して、所定の定電圧を
出力する。
れている如くに、入力された直流電圧を、二重線で囲ん
だＤＣ−ＤＣ部における制御部 1で、メインのスイッチ
ングトランジスタ(SW-TR) 2 を制御し、所定のパルス幅
を持つパルス信号に変換し、ショットキバリアダイオー
ド(SBD) 3 と、インダクタンス(L) 4 と、コンデンサ
（C1) 5 からなる整流回路で整流して、所定の定電圧を
出力する。
【０００４】このとき、ショットキバリアダイオード(S
BD) 3 は、出力負荷に対する所望の電流を供給するよう
に作用する。又、図９の同期整流型の場合は、上記ショ
ットキバリアダイオード(SBD) 3 に並列にスイッチング
トランジスタ(SW-TR) 6 を接続して、該ショットキバリ
アダイオード(SBD) 3 の直流抵抗成分による電圧降下を
改善する手段を備えているもので、原理的には、図８に
示したステップダウン型の直流安定化電源回路と同じ動
作をして、所定の定電圧を出力する。
BD) 3 は、出力負荷に対する所望の電流を供給するよう
に作用する。又、図９の同期整流型の場合は、上記ショ
ットキバリアダイオード(SBD) 3 に並列にスイッチング
トランジスタ(SW-TR) 6 を接続して、該ショットキバリ
アダイオード(SBD) 3 の直流抵抗成分による電圧降下を
改善する手段を備えているもので、原理的には、図８に
示したステップダウン型の直流安定化電源回路と同じ動
作をして、所定の定電圧を出力する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】該ＤＣ−ＤＣ部の発振
周波数が高くなるに従って、制御部の位相誤差を少なく
する為には、出力側の平滑コンデンサ(C1) 5の等価直列
抵抗（以下ＥＳＲと言うことがある）の小さいものが要
求される。
周波数が高くなるに従って、制御部の位相誤差を少なく
する為には、出力側の平滑コンデンサ(C1) 5の等価直列
抵抗（以下ＥＳＲと言うことがある）の小さいものが要
求される。
【０００６】又、装置稼働電力の増加に伴いＤＣ−ＤＣ
部の負荷電流が増加してくる為、上記コンデンサ(C1) 5
へのリップル（又はリプル）電流が増加してくる。該コ
ンデンサ(C1) 5の使用数を押さえる為、上記のＥＳＲの
小さいコンデンサを選択する。ＤＣ−ＤＣ部の入力コン
デンサ(C0) 7としても、メイン供給ラインのインピーダ
ンスを下げる為、上記ＥＳＲの小さいコンデンサを選択
することが多い。
部の負荷電流が増加してくる為、上記コンデンサ(C1) 5
へのリップル（又はリプル）電流が増加してくる。該コ
ンデンサ(C1) 5の使用数を押さえる為、上記のＥＳＲの
小さいコンデンサを選択する。ＤＣ−ＤＣ部の入力コン
デンサ(C0) 7としても、メイン供給ラインのインピーダ
ンスを下げる為、上記ＥＳＲの小さいコンデンサを選択
することが多い。
【０００７】ここで、ＥＳＲの小さいコンデンサとして
有機半導体コンデンサ等（タンタルコンデンサ含）があ
るが、その類は過電圧に非常に弱く、過電圧での故障が
問題となる。又、その故障モードがショートモードであ
る為に発煙発火の原因となる。
有機半導体コンデンサ等（タンタルコンデンサ含）があ
るが、その類は過電圧に非常に弱く、過電圧での故障が
問題となる。又、その故障モードがショートモードであ
る為に発煙発火の原因となる。
【０００８】従って、有機半導体コンデンサ類を使用し
たＤＣ−ＤＣ部では、過電圧等の不慮の事故によって、
コンデンサ等が短絡等の事故を起こした場合に、短絡電
流による発熱を防止する為に、コンデンサに直列にヒュ
ーズ等を入れ、このヒューズを溶断させることにより強
制的に回路から切り離す手段を用いている例がある。
たＤＣ−ＤＣ部では、過電圧等の不慮の事故によって、
コンデンサ等が短絡等の事故を起こした場合に、短絡電
流による発熱を防止する為に、コンデンサに直列にヒュ
ーズ等を入れ、このヒューズを溶断させることにより強
制的に回路から切り離す手段を用いている例がある。
【０００９】しかし、ＤＣ−ＤＣ部に有機半導体コンデ
ンサ等を用いる本来の目的は、上記のインピーダンスを
下げること、制御部の位相誤差を少なくすること、部品
数の削減が目的であるのに対し、ヒューズ等を直列に挿
入することはＥＳＲを増加させることとなり本来の主旨
に反する結果となる。
ンサ等を用いる本来の目的は、上記のインピーダンスを
下げること、制御部の位相誤差を少なくすること、部品
数の削減が目的であるのに対し、ヒューズ等を直列に挿
入することはＥＳＲを増加させることとなり本来の主旨
に反する結果となる。
【００１０】ノートパソコン等の携帯型電子機器におい
ては、装置の小型化が進んでおり、部品類の小型化が近
年盛んになっている。特に部品の個別性能を向上させる
ことにより小型部品を作成することが多くなっている。
その部品の中でＤＣ−ＤＣ部のメインのスイッチングト
ランジスタ（SW-TR) 2, ショットキーバリアダイオード
(SBD) 3 などは、顕著に小型化の成果を挙げており、従
来の形状の半分以下になっているものが多い。
ては、装置の小型化が進んでおり、部品類の小型化が近
年盛んになっている。特に部品の個別性能を向上させる
ことにより小型部品を作成することが多くなっている。
その部品の中でＤＣ−ＤＣ部のメインのスイッチングト
ランジスタ（SW-TR) 2, ショットキーバリアダイオード
(SBD) 3 などは、顕著に小型化の成果を挙げており、従
来の形状の半分以下になっているものが多い。
【００１１】しかし、これらの個別部品も同様に素子が
半導体素子であることから、故障モードとしてショート
モードの可能性が高い為、コンデンサと同じ様に発煙・
発火の原因となる。
半導体素子であることから、故障モードとしてショート
モードの可能性が高い為、コンデンサと同じ様に発煙・
発火の原因となる。
【００１２】ＤＣ−ＤＣ部内の発熱部品に設けた温度セ
ンサーを使用する技術の例として、特開平６−１４１５
３５号公報「ＤＣ／ＤＣコンバータ」が知られている
が、該特開平６−１４１５３５号公報「ＤＣ／ＤＣコン
バータ」に開示されている技術では、温度センサの出力
によって、出力側（負荷側）を所定のシーケンスで、停
止することで、例えば、保持用メモリを対象にした、電
圧を保持したい出力電圧については、優先順位の設定に
よって出力を保持するものであり、出力側の障害状態に
よっては、上記ＤＣ−ＤＣ部内の、過電圧に弱い上記有
機半導体コンデンサ類の温度上昇を抑止することができ
ず、該ＤＣ−ＤＣ部を破壊してしまうという問題を含む
ものである。
ンサーを使用する技術の例として、特開平６−１４１５
３５号公報「ＤＣ／ＤＣコンバータ」が知られている
が、該特開平６−１４１５３５号公報「ＤＣ／ＤＣコン
バータ」に開示されている技術では、温度センサの出力
によって、出力側（負荷側）を所定のシーケンスで、停
止することで、例えば、保持用メモリを対象にした、電
圧を保持したい出力電圧については、優先順位の設定に
よって出力を保持するものであり、出力側の障害状態に
よっては、上記ＤＣ−ＤＣ部内の、過電圧に弱い上記有
機半導体コンデンサ類の温度上昇を抑止することができ
ず、該ＤＣ−ＤＣ部を破壊してしまうという問題を含む
ものである。
【００１３】本発明は上記従来の欠点に鑑み、負荷側
の、例えば、上記保持用メモリに対するデータ保持より
は、該ＤＣ−ＤＣ部の破壊を抑止することを優先条件で
あるとして、温度ヒューズを発熱部品と直列に挿入する
のではなく、該発熱部品に内蔵した温度ヒューズ（又は
温度依存により特性の変化が著しいサーミスタ等）を直
列に接続せずに接点信号として取り出すことにより、こ
の温度ヒューズ等の溶断、又は変化分を検知してＤＣ−
ＤＣ部を強制的に“オフ”させる手段を提供すること
で、該発熱素子の障害時の発煙・発火を防止するもの
で、具体的には、該直流安定化電源回路に於いて、回路
内の発熱部品の異常時に、ある種の保護回路を用いるこ
とにより、その発熱部品の発煙・発火を防止する電源保
護回路手段を備えた直流安定化電圧回路を提供すること
を目的とするものである。
の、例えば、上記保持用メモリに対するデータ保持より
は、該ＤＣ−ＤＣ部の破壊を抑止することを優先条件で
あるとして、温度ヒューズを発熱部品と直列に挿入する
のではなく、該発熱部品に内蔵した温度ヒューズ（又は
温度依存により特性の変化が著しいサーミスタ等）を直
列に接続せずに接点信号として取り出すことにより、こ
の温度ヒューズ等の溶断、又は変化分を検知してＤＣ−
ＤＣ部を強制的に“オフ”させる手段を提供すること
で、該発熱素子の障害時の発煙・発火を防止するもの
で、具体的には、該直流安定化電源回路に於いて、回路
内の発熱部品の異常時に、ある種の保護回路を用いるこ
とにより、その発熱部品の発煙・発火を防止する電源保
護回路手段を備えた直流安定化電圧回路を提供すること
を目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】図１〜図７は、本発明の
一実施例を示した図であり、図１、図２は、ＤＣ−ＤＣ
部内の発熱部品の発熱を直列接続された温度センサーで
検出して入力電源を遮断する場合を示し、図３、図４、
図５は、ＤＣ−ＤＣ部内の発熱部品の発熱を並列接続さ
れた温度センサーで検出して入力電源を遮断する場合を
示し、図６は、ＤＣ−ＤＣ部内の素子の発熱部品を直列
接続、又は並列接続された温度センサーで検出して、Ｄ
Ｃ−ＤＣ部の制御線(CTL) を制御して、該ＤＣ−ＤＣ部
の動作を停止させる場合を示し、図７は、該発熱部品と
温度センサーとを一体化して、該温度センサーの出力端
子を制御端子として構成した例を示している。上記の問
題点は下記の如くに構成された直流安定化回路によって
解決される。
一実施例を示した図であり、図１、図２は、ＤＣ−ＤＣ
部内の発熱部品の発熱を直列接続された温度センサーで
検出して入力電源を遮断する場合を示し、図３、図４、
図５は、ＤＣ−ＤＣ部内の発熱部品の発熱を並列接続さ
れた温度センサーで検出して入力電源を遮断する場合を
示し、図６は、ＤＣ−ＤＣ部内の素子の発熱部品を直列
接続、又は並列接続された温度センサーで検出して、Ｄ
Ｃ−ＤＣ部の制御線(CTL) を制御して、該ＤＣ−ＤＣ部
の動作を停止させる場合を示し、図７は、該発熱部品と
温度センサーとを一体化して、該温度センサーの出力端
子を制御端子として構成した例を示している。上記の問
題点は下記の如くに構成された直流安定化回路によって
解決される。
【００１５】(1) 直流安定化電源回路内の発熱部品個々
に温度センサーを設けて、何れかの該温度センサーから
の異常温度信号を検出したとき、該直流安定化電源回路
への入力を遮断する手段、又は該直流安定化電源回路の
制御線を切断する手段を備えるように構成する。
に温度センサーを設けて、何れかの該温度センサーから
の異常温度信号を検出したとき、該直流安定化電源回路
への入力を遮断する手段、又は該直流安定化電源回路の
制御線を切断する手段を備えるように構成する。
【００１６】(2) 上記(1) 項において、直流安定化電源
回路内の温度センサーは、発熱部品個々に対して、直列
接続或いは並列接続されるように構成する。 (3) 上記(1),(2) 項に記載の直流安定化電源回路内の各
発熱部品は、該発熱部品に設けられた温度センサーの出
力信号を出力する制御端子を備えたもので構成する。
回路内の温度センサーは、発熱部品個々に対して、直列
接続或いは並列接続されるように構成する。 (3) 上記(1),(2) 項に記載の直流安定化電源回路内の各
発熱部品は、該発熱部品に設けられた温度センサーの出
力信号を出力する制御端子を備えたもので構成する。
【００１７】即ち、具体的には、 1)コンデンサ(C0) 7,(C1) 5 の温度ヒューズの遮断、又
はサーミスタ等の自己変化分を検出して、ＤＣ−ＤＣ部
への入力（Ｖｉｎ）を遮断する。 2)ショットキバリアダイオード(SBD) 3 の温度ヒューズ
の遮断、又はサーミスタ等の自己変化分を検出して、Ｄ
Ｃ−ＤＣ部への入力（Ｖｉｎ）を遮断する。 3)スイッチングトランジスタ(SW-TR) 2,6 の温度ヒュー
ズの遮断、又はサーミスタ等の自己変化分を検出してＤ
Ｃ−ＤＣ部への入力（Ｖｉｎ）を遮断する。 4)コンデンサ(C0) 7,(C1) 5 の温度ヒューズの遮断、又
はサーミスタ等の自己変化分を検出して、ＤＣ−ＤＣ部
を停止｛制御線(CTL) を"L" とする｝させる。 5)ショットキバリアダイオード(SBD) 3 の温度ヒューズ
の遮断、又はサーミスタ等の自己変化分を検出して、Ｄ
Ｃ−ＤＣ部を停止させる。 6)スイッチングトランジスタ(SW-TR) 2,6 の温度ヒュー
ズの遮断、又はサーミスタ等の自己変化分を検出して、
ＤＣ−ＤＣ部を停止させる。 7)コンデンサ等の温度ヒューズ等の全てを直列接続、又
は並列接続して、任意の温度ヒューズの遮断を検出でき
るようにし、該温度ヒューズでの遮断を検出してＤＣ−
ＤＣ部への入力（Ｖｉｎ）を遮断する。又は、ＤＣ−Ｄ
Ｃ部を停止させるようにする。 8)コンデンサ(C0) 7,(C1) 5 に内蔵した温度ヒューズ、
又はサーミスタ等を、該発熱素子と直列に接続せずに、
制御信号端子として制御端子をもうけた構造とする。 9)ショットキバリアダイオード(SBD) 3 に内蔵した温度
ヒューズ、又はサーミスタ等を、該発熱素子と直列に接
続せずに、制御信号端子として制御端子をもうけた構造
とする。 10) スイッチングトランジスタ(SW-TR) 2,6 に内蔵した
温度ヒューズ、又はサーミスタ等を、該発熱素子と直列
に接続せずに、制御信号端子として制御端子をもうけた
構造とする。
はサーミスタ等の自己変化分を検出して、ＤＣ−ＤＣ部
への入力（Ｖｉｎ）を遮断する。 2)ショットキバリアダイオード(SBD) 3 の温度ヒューズ
の遮断、又はサーミスタ等の自己変化分を検出して、Ｄ
Ｃ−ＤＣ部への入力（Ｖｉｎ）を遮断する。 3)スイッチングトランジスタ(SW-TR) 2,6 の温度ヒュー
ズの遮断、又はサーミスタ等の自己変化分を検出してＤ
Ｃ−ＤＣ部への入力（Ｖｉｎ）を遮断する。 4)コンデンサ(C0) 7,(C1) 5 の温度ヒューズの遮断、又
はサーミスタ等の自己変化分を検出して、ＤＣ−ＤＣ部
を停止｛制御線(CTL) を"L" とする｝させる。 5)ショットキバリアダイオード(SBD) 3 の温度ヒューズ
の遮断、又はサーミスタ等の自己変化分を検出して、Ｄ
Ｃ−ＤＣ部を停止させる。 6)スイッチングトランジスタ(SW-TR) 2,6 の温度ヒュー
ズの遮断、又はサーミスタ等の自己変化分を検出して、
ＤＣ−ＤＣ部を停止させる。 7)コンデンサ等の温度ヒューズ等の全てを直列接続、又
は並列接続して、任意の温度ヒューズの遮断を検出でき
るようにし、該温度ヒューズでの遮断を検出してＤＣ−
ＤＣ部への入力（Ｖｉｎ）を遮断する。又は、ＤＣ−Ｄ
Ｃ部を停止させるようにする。 8)コンデンサ(C0) 7,(C1) 5 に内蔵した温度ヒューズ、
又はサーミスタ等を、該発熱素子と直列に接続せずに、
制御信号端子として制御端子をもうけた構造とする。 9)ショットキバリアダイオード(SBD) 3 に内蔵した温度
ヒューズ、又はサーミスタ等を、該発熱素子と直列に接
続せずに、制御信号端子として制御端子をもうけた構造
とする。 10) スイッチングトランジスタ(SW-TR) 2,6 に内蔵した
温度ヒューズ、又はサーミスタ等を、該発熱素子と直列
に接続せずに、制御信号端子として制御端子をもうけた
構造とする。
【００１８】このような構成とすることにより、ＤＣ−
ＤＣ部内の発熱部品の障害時の発煙・発火の防止し、該
ＤＣ−ＤＣ部の破壊を防止することで、該直流安定化電
源回路によって電源を供給されている電子機器の信頼度
を向上させることができる。
ＤＣ部内の発熱部品の障害時の発煙・発火の防止し、該
ＤＣ−ＤＣ部の破壊を防止することで、該直流安定化電
源回路によって電源を供給されている電子機器の信頼度
を向上させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施例を図面によっ
て詳述する。前述の図１〜図７が、本発明の一実施例を
示した図である。
て詳述する。前述の図１〜図７が、本発明の一実施例を
示した図である。
【００２０】本発明においては、直流安定化電源回路内
の、発熱部品に温度センサーを設けて、該温度センサー
からの異常温度信号を検出したとき、該直流安定化電源
回路への入力を遮断する手段、又は、該直流安定化電源
回路（ＤＣ−ＤＣ部）の動作を抑止する手段が、本実施
の形態に必要な手段である。尚、全図を通して同じ符号
は同じ対象物を示している。
の、発熱部品に温度センサーを設けて、該温度センサー
からの異常温度信号を検出したとき、該直流安定化電源
回路への入力を遮断する手段、又は、該直流安定化電源
回路（ＤＣ−ＤＣ部）の動作を抑止する手段が、本実施
の形態に必要な手段である。尚、全図を通して同じ符号
は同じ対象物を示している。
【００２１】以下、図８，図９を参照しながら、図１〜
図７を用いて、本発明の直流安定化電源回路の構成と動
作を説明する。ノートパソコン等の携帯型電子機器に於
いては、装置用の電源として電池が搭載されているが、
一般的に電池の電圧は放電が進むに従って低下していく
為、電子機器内部で使用する電圧を一定に保つために、
図８、図９に示されているように、ＤＣ−ＤＣ部により
電池出力の定電圧化を行っている。
図７を用いて、本発明の直流安定化電源回路の構成と動
作を説明する。ノートパソコン等の携帯型電子機器に於
いては、装置用の電源として電池が搭載されているが、
一般的に電池の電圧は放電が進むに従って低下していく
為、電子機器内部で使用する電圧を一定に保つために、
図８、図９に示されているように、ＤＣ−ＤＣ部により
電池出力の定電圧化を行っている。
【００２２】一方、携帯型の電子機器に於いては電池を
電源として動作するため、電池での装置稼働時間は重要
な要素である。装置の稼働時間を延ばすために機器自身
の消費電力を減らすことは勿論のこと、ＤＣ−ＤＣ部に
よる変換効率が重要な要素である。ＤＣ−ＤＣ部の効率
は、そのまま電池の電力を浪費することになるからであ
る。
電源として動作するため、電池での装置稼働時間は重要
な要素である。装置の稼働時間を延ばすために機器自身
の消費電力を減らすことは勿論のこと、ＤＣ−ＤＣ部に
よる変換効率が重要な要素である。ＤＣ−ＤＣ部の効率
は、そのまま電池の電力を浪費することになるからであ
る。
【００２３】該ＤＣ−ＤＣ部の効率を向上させる手段と
しては、前述のように、同期整流方式のＤＣ−ＤＣ部が
主流であり、図７に示した従来型のＤＣ−ＤＣ部（ステ
ップダウン型）に比較して、約１０％程度の変換効率の
向上が見込める。又、変換効率を向上させる手段とし
て、コンデンサ(C0) 7,(C1) 5 性能も問題となる。特に
ＤＣ−ＤＣ部の効率向上と、小面積化の為に、ＤＣ−Ｄ
Ｃ部の発振周波数も高くなっており、ＤＣ−ＤＣ制御の
位相誤差を少なくする為には、出力側の平滑コンデンサ
(C1) 5のＥＳＲとして小さいものが要求される。
しては、前述のように、同期整流方式のＤＣ−ＤＣ部が
主流であり、図７に示した従来型のＤＣ−ＤＣ部（ステ
ップダウン型）に比較して、約１０％程度の変換効率の
向上が見込める。又、変換効率を向上させる手段とし
て、コンデンサ(C0) 7,(C1) 5 性能も問題となる。特に
ＤＣ−ＤＣ部の効率向上と、小面積化の為に、ＤＣ−Ｄ
Ｃ部の発振周波数も高くなっており、ＤＣ−ＤＣ制御の
位相誤差を少なくする為には、出力側の平滑コンデンサ
(C1) 5のＥＳＲとして小さいものが要求される。
【００２４】該ＥＳＲの小さいコンデンサとして、前述
のように、有機半導体コンデンサ等があるが、有機半導
体コンデンサは過電圧による破壊に弱く、発煙発火の原
因となる。従って、有機半導体コンデンサを使用したＤ
Ｃ−ＤＣ部では過電圧保護回路を考慮すべきである。
のように、有機半導体コンデンサ等があるが、有機半導
体コンデンサは過電圧による破壊に弱く、発煙発火の原
因となる。従って、有機半導体コンデンサを使用したＤ
Ｃ−ＤＣ部では過電圧保護回路を考慮すべきである。
【００２５】降圧型のＤＣ−ＤＣ部において、過電圧が
発生する原因は、ＤＣ−ＤＣ部の出力電圧を検出するフ
ィードバック系回路がオープン状態となり制御が不能と
なった場合と、出力電圧がレギュレーションを行ってい
るメインのスイッチングトランジスタ(SW-TR) 2 の短絡
故障が発生した場合の２通りが考えられる。フィードバ
ック系回路がオープン状態になることにより過電圧が発
生した場合は、別の回路により電圧を監視して過電圧状
態が発生したことを検出して、ＤＣ−ＤＣ部を緊急停止
させることにより保護が可能となる。
発生する原因は、ＤＣ−ＤＣ部の出力電圧を検出するフ
ィードバック系回路がオープン状態となり制御が不能と
なった場合と、出力電圧がレギュレーションを行ってい
るメインのスイッチングトランジスタ(SW-TR) 2 の短絡
故障が発生した場合の２通りが考えられる。フィードバ
ック系回路がオープン状態になることにより過電圧が発
生した場合は、別の回路により電圧を監視して過電圧状
態が発生したことを検出して、ＤＣ−ＤＣ部を緊急停止
させることにより保護が可能となる。
【００２６】一方、メインのスイッチングトランジスタ
(SW-TR) 2 の故障により短絡が発生した過電圧状態は、
該ＤＣ−ＤＣ部の緊急停止は意味をなさない。一般的に
は、ＤＣ−ＤＣ部の入力部にヒューズを設け、過電圧の
発生を検出した時、ＤＣ−ＤＣ部の負荷短絡を強制的に
発生させることで、ＤＣ−ＤＣ部の入力ヒューズを溶断
させる手段が用いられる。
(SW-TR) 2 の故障により短絡が発生した過電圧状態は、
該ＤＣ−ＤＣ部の緊急停止は意味をなさない。一般的に
は、ＤＣ−ＤＣ部の入力部にヒューズを設け、過電圧の
発生を検出した時、ＤＣ−ＤＣ部の負荷短絡を強制的に
発生させることで、ＤＣ−ＤＣ部の入力ヒューズを溶断
させる手段が用いられる。
【００２７】本発明は、上記同期整流方式の降圧型ＤＣ
−ＤＣ部、及び通常の降圧型ＤＣ−ＤＣ部において、過
電圧を防止する手段を提供するものである。以下、本発
明によるＤＣ−ＤＣ部の保護手段について、具体的に説
明する。図１、図２は、本発明のＤＣ−ＤＣ部の入力部
遮断手段の回路である。ここで、検知１，検知２，検知
３，検知４は、各々、コンデンサ(C0) 7, スイッチング
トランジスタ(SW-TR1) 2, ショットキバリアダイオード
(SBD1) 3, コンデンサ(C1)5の温度を検知している。
−ＤＣ部、及び通常の降圧型ＤＣ−ＤＣ部において、過
電圧を防止する手段を提供するものである。以下、本発
明によるＤＣ−ＤＣ部の保護手段について、具体的に説
明する。図１、図２は、本発明のＤＣ−ＤＣ部の入力部
遮断手段の回路である。ここで、検知１，検知２，検知
３，検知４は、各々、コンデンサ(C0) 7, スイッチング
トランジスタ(SW-TR1) 2, ショットキバリアダイオード
(SBD1) 3, コンデンサ(C1)5の温度を検知している。
【００２８】コンデンサ(C0) 7が過電圧等の不慮の事故
により故障した場合、ＤＣ−ＩＮ又は、電池から該コン
デンサ(C0) 7のＧＮＤ側へ電力を供給しようとする。そ
の際、該コンデンサ(CO) 7は、かなりの発熱となり、そ
の発熱を検知１が察知する。検知１が発熱を察知した場
合、自らオープンモードの故障となる。この場合、電界
効果トランジスタＱ１ (以下、Ｑ１等と言う）のソース
電極（Ｓ）は、電位が不定となる。電界効果トランジス
タ（ＦＥＴ）は、ソース（Ｓ）〜ゲート（Ｇ）間の電位
差によりオン／オフをする。ソース（Ｓ）電位が不定で
ある為、Ｑ１は“オン”できずに“オフ”となり、Ｑ
２，Ｑ３も“オフ”となる。よって、ＤＣ−ＤＣ部への
ＤＣ−ＩＮからの入力が遮断され、コンデンサ(C0) 7の
ＧＮＤへの電力供給が停止する為、コンデンサ(CO) 7は
発煙，発火が抑えられることになる。
により故障した場合、ＤＣ−ＩＮ又は、電池から該コン
デンサ(C0) 7のＧＮＤ側へ電力を供給しようとする。そ
の際、該コンデンサ(CO) 7は、かなりの発熱となり、そ
の発熱を検知１が察知する。検知１が発熱を察知した場
合、自らオープンモードの故障となる。この場合、電界
効果トランジスタＱ１ (以下、Ｑ１等と言う）のソース
電極（Ｓ）は、電位が不定となる。電界効果トランジス
タ（ＦＥＴ）は、ソース（Ｓ）〜ゲート（Ｇ）間の電位
差によりオン／オフをする。ソース（Ｓ）電位が不定で
ある為、Ｑ１は“オン”できずに“オフ”となり、Ｑ
２，Ｑ３も“オフ”となる。よって、ＤＣ−ＤＣ部への
ＤＣ−ＩＮからの入力が遮断され、コンデンサ(C0) 7の
ＧＮＤへの電力供給が停止する為、コンデンサ(CO) 7は
発煙，発火が抑えられることになる。
【００２９】又、電池から供給していた場合は、検知１
がオープン後、抵抗器Ｒ１のＧＮＤ側が不定電圧となる
ので、Ｑ４、Ｑ５は“オフ”となりＤＣ−ＤＣ部の入力
が遮断される。この事より、コンデンサ(CO) 7は発煙，
発火が抑えられることになる。
がオープン後、抵抗器Ｒ１のＧＮＤ側が不定電圧となる
ので、Ｑ４、Ｑ５は“オフ”となりＤＣ−ＤＣ部の入力
が遮断される。この事より、コンデンサ(CO) 7は発煙，
発火が抑えられることになる。
【００３０】次に、スイッチングトランジスタ(SW-TR1)
2が不慮の事故により、ショートモードの故障が起きた
場合は、定電圧出力制御が保てなくなり、ＤＣ−ＤＣ部
の入力電圧がそのまま出力に現れることになる。その場
合、定電圧の負荷側の電圧がＤＣ−ＤＣ部の入力電圧と
同電圧になる為、ＤＣ−ＤＣ部以外のシステム側が被害
を被ることとなる。システム側が破壊する為、該スイッ
チングトランジスタ(SW-TR1) 2には、ＤＣ−ＤＣ部の入
力側の供給可能電力が流れる。その際、該スイッチング
トランジスタ(SW-TR1) 2は、かなりの発熱となり、その
発熱を、検知２が察知する。検知２が発熱を察知した場
合は、前述の検知１の察知後の同様な動作の為、ここで
は省略する。
2が不慮の事故により、ショートモードの故障が起きた
場合は、定電圧出力制御が保てなくなり、ＤＣ−ＤＣ部
の入力電圧がそのまま出力に現れることになる。その場
合、定電圧の負荷側の電圧がＤＣ−ＤＣ部の入力電圧と
同電圧になる為、ＤＣ−ＤＣ部以外のシステム側が被害
を被ることとなる。システム側が破壊する為、該スイッ
チングトランジスタ(SW-TR1) 2には、ＤＣ−ＤＣ部の入
力側の供給可能電力が流れる。その際、該スイッチング
トランジスタ(SW-TR1) 2は、かなりの発熱となり、その
発熱を、検知２が察知する。検知２が発熱を察知した場
合は、前述の検知１の察知後の同様な動作の為、ここで
は省略する。
【００３１】他も同様に、検知３はショットキバリアダ
イオード(SBD1) 3を検知し、検知４はコンデンサ(C1) 5
を検知する。各々のショート異常を検知した場合、検知
１、検知２と同様な動作をすることより、異常時の発煙
・発火が抑えられることになる。
イオード(SBD1) 3を検知し、検知４はコンデンサ(C1) 5
を検知する。各々のショート異常を検知した場合、検知
１、検知２と同様な動作をすることより、異常時の発煙
・発火が抑えられることになる。
【００３２】図２は、同期整流方式の場合での本発明の
一実施例である。図１と異なるところは、上記とショッ
トキバリアダイオード(SBD1) 3に並列に、スイッチング
トランジスタ(SW-TR2) 6が設けられており、該スイッチ
ングトランジスタ(SW-TR2) 6に内蔵されている温度セン
サーによる検知３が備えられて、他の検知手段と従属接
続されていることである。従って、該スイッチングトラ
ンジスタ(SW-TR2) 6が不慮の事故により、発熱した場
合、検知３によって検知され、前述のＱ１を“オフ”
し、結果として、ＤＣ−ＤＣ部の入力が遮断される。
一実施例である。図１と異なるところは、上記とショッ
トキバリアダイオード(SBD1) 3に並列に、スイッチング
トランジスタ(SW-TR2) 6が設けられており、該スイッチ
ングトランジスタ(SW-TR2) 6に内蔵されている温度セン
サーによる検知３が備えられて、他の検知手段と従属接
続されていることである。従って、該スイッチングトラ
ンジスタ(SW-TR2) 6が不慮の事故により、発熱した場
合、検知３によって検知され、前述のＱ１を“オフ”
し、結果として、ＤＣ−ＤＣ部の入力が遮断される。
【００３３】図３、図４は、温度センサーとして、温度
依存素子を使用し、且つ、該温度依存素子を並列接続し
て、該ＤＣ−ＤＣ部の入力電源を遮断する場合を示して
いる。
依存素子を使用し、且つ、該温度依存素子を並列接続し
て、該ＤＣ−ＤＣ部の入力電源を遮断する場合を示して
いる。
【００３４】図１、図２で説明した温度ヒューズと、温
度異常を検出する迄は同様な働きをするが、検出後は、
図４に示した検出部 (コンパレータ等を用いる）にて判
断し、幾つかの複数検出を一つの検出回路｛この図では
ＯＲ回路(OR)と記入している｝にて判断して、ＤＣ−Ｄ
Ｃ部の入力部にあるＳＷ（この図では、例えば、Ｐチャ
ネルＦＥＴ）を遮断する。
度異常を検出する迄は同様な働きをするが、検出後は、
図４に示した検出部 (コンパレータ等を用いる）にて判
断し、幾つかの複数検出を一つの検出回路｛この図では
ＯＲ回路(OR)と記入している｝にて判断して、ＤＣ−Ｄ
Ｃ部の入力部にあるＳＷ（この図では、例えば、Ｐチャ
ネルＦＥＴ）を遮断する。
【００３５】図４は、上記コンパレータによる温度依存
素子の異常検出回路の例を示しており、図４(a) は、該
温度依存素子が、温度上昇によりインピーダンスが上が
る場合を示し、図４(b) は、該温度依存素子が、温度上
昇によりインピーダンスが下がる場合を示している。何
れの場合も、温度上昇が発生すると、コンパレータの出
力が"L" になって、上記スイッチ(SW) 8を遮断する。
素子の異常検出回路の例を示しており、図４(a) は、該
温度依存素子が、温度上昇によりインピーダンスが上が
る場合を示し、図４(b) は、該温度依存素子が、温度上
昇によりインピーダンスが下がる場合を示している。何
れの場合も、温度上昇が発生すると、コンパレータの出
力が"L" になって、上記スイッチ(SW) 8を遮断する。
【００３６】この検出方法により、検出された１ヶ所以
上の箇所に電力供給が途絶える為、異常時の発煙・発火
が抑えられることになる。図５は、同期整流方式の為、
検出部が１ヶ所増えているが、前述の図３の場合と動作
は同じである。
上の箇所に電力供給が途絶える為、異常時の発煙・発火
が抑えられることになる。図５は、同期整流方式の為、
検出部が１ヶ所増えているが、前述の図３の場合と動作
は同じである。
【００３７】図６は、ＤＣ−ＤＣ部を停止させる場合で
ある。通常ＤＣ−ＤＣ部を動作させる場合、ＣＴＬ（コ
ントロール端子）は、Ｈレベルであり、逆にＤＣ−ＤＣ
部を停止させる為には、上記ＣＴＬ端子はＬレベルにす
る。
ある。通常ＤＣ−ＤＣ部を動作させる場合、ＣＴＬ（コ
ントロール端子）は、Ｈレベルであり、逆にＤＣ−ＤＣ
部を停止させる為には、上記ＣＴＬ端子はＬレベルにす
る。
【００３８】ここで、ＣＴＬ＝Ｈレベル時に過電圧等の
不慮の事故によりＤＣ−ＤＣ内部の発熱部品が破壊した
場合、その破壊が起きそうな発熱部品に、前述の温度ヒ
ューズ、温度依存素子等の検知部を設け、異常→素子発
熱→検知部察知→ＤＣ−ＤＣ部のＣＴＬライン切断→Ｄ
Ｃ−ＤＣ部を“オフ”にする動作となる。
不慮の事故によりＤＣ−ＤＣ内部の発熱部品が破壊した
場合、その破壊が起きそうな発熱部品に、前述の温度ヒ
ューズ、温度依存素子等の検知部を設け、異常→素子発
熱→検知部察知→ＤＣ−ＤＣ部のＣＴＬライン切断→Ｄ
Ｃ−ＤＣ部を“オフ”にする動作となる。
【００３９】図７は、図１〜図６で説明した各検知部
（温度ヒューズ、又は、サーミスタ等）と、発熱部品と
を一体化して、該検知部からの出力を取り出すための制
御端子を設けた構造としたものである。
（温度ヒューズ、又は、サーミスタ等）と、発熱部品と
を一体化して、該検知部からの出力を取り出すための制
御端子を設けた構造としたものである。
【００４０】このような検知部一体型発熱部品を、該Ｄ
Ｃ−ＤＣ部に導入することで、該検知部一体型発熱部品
の制御端子からの出力信号により、該ＤＣ−ＤＣ部の入
力電源を遮断するとか、該ＤＣ−ＤＣ部の制御端子（Ｃ
ＴＬ）を制御することで、該ＤＣ−ＤＣ部の破壊を防止
することが容易に実現できる。
Ｃ−ＤＣ部に導入することで、該検知部一体型発熱部品
の制御端子からの出力信号により、該ＤＣ−ＤＣ部の入
力電源を遮断するとか、該ＤＣ−ＤＣ部の制御端子（Ｃ
ＴＬ）を制御することで、該ＤＣ−ＤＣ部の破壊を防止
することが容易に実現できる。
【００４１】このように、本発明の直流安定化回路は、
直流安定化電源回路内の、コンデンサ、ショットキバリ
アダイオード、スイッチングトランジスタ等の発熱部品
に内蔵した温度ヒューズの遮断、又はサーミスタ等の自
己変化分を検出して、該直流安定化電源回路への入力を
遮断するか、該直流安定化電源回路の制御線(CTL) を切
断するようにしたところに特徴がある。
直流安定化電源回路内の、コンデンサ、ショットキバリ
アダイオード、スイッチングトランジスタ等の発熱部品
に内蔵した温度ヒューズの遮断、又はサーミスタ等の自
己変化分を検出して、該直流安定化電源回路への入力を
遮断するか、該直流安定化電源回路の制御線(CTL) を切
断するようにしたところに特徴がある。
【００４２】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、直流安定化回路 (ＤＣ−ＤＣ部) 内の発熱部品
の障害時の発煙・発火の防止し、該ＤＣ−ＤＣ部の破壊
を防止することができ、該直流安定化電源回路によって
電源を供給されている電子機器の信頼度を向上させるこ
とができる。
よれば、直流安定化回路 (ＤＣ−ＤＣ部) 内の発熱部品
の障害時の発煙・発火の防止し、該ＤＣ−ＤＣ部の破壊
を防止することができ、該直流安定化電源回路によって
電源を供給されている電子機器の信頼度を向上させるこ
とができる。
【図１】本発明の一実施例を示した図（その１）
【図２】本発明の一実施例を示した図（その２）
【図３】本発明の一実施例を示した図（その３）
【図４】本発明の一実施例を示した図（その４）
【図５】本発明の一実施例を示した図（その５）
【図６】本発明の一実施例を示した図（その６）
【図７】本発明の一実施例を示した図（その７）
【図８】従来の直流安定化電源回路を説明する図（その
１）
１）
【図９】従来の直流安定化電源回路を説明する図（その
２）
２）
1 制御部 2,6 スイッチングトランジスタ(SW-TR,SW-TR1,SW-T
R2) 3 ショットキバリアダイオード(SBD) 4 インダクタンス(L) 5 コンデンサ(C1) 7 コンデンサ(C0) 8 スイッチ(SW)
R2) 3 ショットキバリアダイオード(SBD) 4 インダクタンス(L) 5 コンデンサ(C1) 7 コンデンサ(C0) 8 スイッチ(SW)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松田 浩一 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 小澤 秀清 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】直流安定化電源回路内の発熱部品個々に温
度センサーを設けて、何れかの該温度センサーからの異
常温度信号を検出したとき、該直流安定化電源回路への
入力を遮断する手段、又は該直流安定化電源回路の制御
線を切断する手段を備えたことを特徴とする直流安定化
電源回路。 - 【請求項２】直流安定化電源回路内の温度センサーは、
発熱部品個々に対して直列接続、或いは並列接続される
ことを特徴とする請求項１の直流安定化電源回路。 - 【請求項３】請求項１，２に記載の直流安定化電源回路
内の各発熱部品は、該発熱部品に設けられた温度センサ
ーの出力信号を出力する制御端子を備えたもので構成さ
れていることを特徴とする直流安定化電源回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8152605A JPH09330136A (ja) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | 直流安定化電源回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8152605A JPH09330136A (ja) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | 直流安定化電源回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09330136A true JPH09330136A (ja) | 1997-12-22 |
Family
ID=15544062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8152605A Withdrawn JPH09330136A (ja) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | 直流安定化電源回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09330136A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004503999A (ja) * | 2000-06-12 | 2004-02-05 | アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッド | 高出力電源用の熱保護回路 |
| JP2012130236A (ja) * | 2010-12-11 | 2012-07-05 | Boeing Co:The | 自動障害除去を伴う同期整流式のｐｗｍ調整器 |
| WO2013051351A1 (ja) * | 2011-10-05 | 2013-04-11 | 株式会社アイ・オー・データ機器 | 保護機能付きスイッチング電源回路 |
-
1996
- 1996-06-13 JP JP8152605A patent/JPH09330136A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004503999A (ja) * | 2000-06-12 | 2004-02-05 | アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッド | 高出力電源用の熱保護回路 |
| JP2012130236A (ja) * | 2010-12-11 | 2012-07-05 | Boeing Co:The | 自動障害除去を伴う同期整流式のｐｗｍ調整器 |
| WO2013051351A1 (ja) * | 2011-10-05 | 2013-04-11 | 株式会社アイ・オー・データ機器 | 保護機能付きスイッチング電源回路 |
| JP2013081322A (ja) * | 2011-10-05 | 2013-05-02 | I-O Data Device Inc | 保護機能付きスイッチング電源回路およびそれを用いた電子機器 |
| TWI481140B (zh) * | 2011-10-05 | 2015-04-11 | I O Data Device Inc | Switching power supply circuit and electronic equipment with protection function |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030902 |