JPS61116969A - 並列運転用スイツチング型電源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスイッチング型電源（二関し、特に。

並列運転して使用される並列運転・用スイッチング型電
源ｆ二関する。

〔従来の技術〕

従来、電源を並列運転する場合、各電源の出力に逆流防
止用ダイオードを設け、各々の電源の出力電圧監視は逆
流防止用ダイオードの内側で行なっている。第４図は、
この方法により電源を２台並列運転するときの一例を示
した図で。

１０１、１０２は電源、１０３は負荷装置、１０４゜１
０５は逆流防止用ダイオード、　１０６，１０７は出力
電圧監視回路をそれぞれあられしている。しかしながら
、第４図（二示す回路を用いた場合。

負荷装置１０３の消費電流が大きくなると、逆流防止用
ダイオード１０４，１０５の電力損失（二よる発熱が大
きな問題となる。

そこで、スイッチング型電源の並列運転においては、第
５図（二示すよう（二、逆流防止用ダイオードを削除し
て各電源の出力を直結する方法が考えられている。この
場合の出力電圧監視の方法は、共有の過電圧監視回路２
０４で過電圧を検出し、不足電圧を監視する代り（−、
スイッチング停止検出回路２０６．２０７　によりスイ
ッチング動作を監視するものである。ここで、不足電圧
を監視しないのは、負荷２０３に加わる電圧が並列接続
した電源のうち一番高い出力電圧を発生する電源（二上
って決定されるため、これより）　　　　　低い電圧を
発生する電源が正常かどうか監視でｉ１′ きないからである。

第６図は電源の出力を直結して並列運転する場合に用い
られる従来のスイッチング停止検出回路を備えたスイッ
チング型電源の一部構成例を示した回路図である。次（
二、第６図の回路について説明する。

入力１の電圧は、スイッチング回路１０のスイッチング
トランジスタ１１（ユより矩形波に変換され、昇降圧回
路２０のトランス２１により昇圧あるいは降圧される。

整流平滑回路６０は。

整流ダイオード３１．３２　、　ｆヨークコイル３３及
び平滑コンデンサ３４から構成され、出力２に直流電圧
を発生させる。

スイッチング停止検出回路８０は、整流ダイオード８１
と平滑コンデンサ８２から成り、トランス２１と整流ダ
イオード３２との接続点に現われるスイッチング波形の
一部を取り出して整流平滑し、スイッチング停止検出信
号出力６として外部へ出力する。万一、スイッチング回
路１０が故障してスイッチングが停止した場合、スイッ
チング停止検出信号出力６はＯＶになる。し　　　　　
べたがって、この出力３を監視すれば、スイッチング停
止検出が可能となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、このような構成であると、スイッチングが完
全（二停止するのはスイッチング回路１０が故障した場
合だけとは限らない。

−例をあげると、第５図において、スイッチング型電源
２０１の出力電圧は正常であるが、スイッチング型電源
２０２の出力電圧が異常に上昇した場合である。この場
合、スイッチング型電源２０１のスイッチングは、出力
電圧の上昇と共に負帰還が働くので、スイッチングデユ
ーティが徐々に狭くなり、最後（−は停止してしまう。

この時点で正常なスイッチング型電源２０１のスイッチ
ング停止検出回路２０６（第６図では８０）が働いて、
異常表示回路２０５にスイッチング停止異常が表示され
てしまい１本来の過電圧異常は表示されないことがある
。

他の例として、並列接続したスイッチング型電源の出力
設定電圧は、それぞれ正常範囲内にある（二もかかわら
ず、それぞれの出力設定電圧に差があるときにも、低い
電圧を発生するスイッチング型電源は、負帰還が働いて
スイッチングデユーティが徐々に狭（なり、最後には停
止してしまうことがある。この場合も、スイッチング回
路１０自体は正常動作するにもかかわらず、スイッチン
グ停止検出回路８０（スイッチング型電源２０１の出力
設定電圧がスイッチング型電源２０２より低い場合、ス
イッチング停止検出回路２０６）が働いて、異常表示回
路２０５にスイッチング停止異常が表示されてしまう。

本発明は、少なくとも２台以上のスイッチング型電源を
その出力を直結して並列運転した場合、出力設定電圧の
差または故障（二よる出力電圧上昇のため（二、正常な
スイッチング型電源の帰還電圧が許容値外になってもス
イッチングが完全（二停止しないよう（二することで、
上記スイッチング停止検出回路の誤検出を防ぐことがで
きる並列運転用スイッチング型電源を提供することにあ
る。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明による
並列運転用スイッチング型電源は、入力直流電圧を矩形
波（二変換するスイッチング回路と、該矩形波電圧を昇
降圧する回路と。

該昇降圧された矩形波電圧を整流平滑して出力直流電圧
を取り出す整流平滑回路と、一定の基準電圧を供給する
基準電圧源と、前記出力直流電圧を分圧して帰還電圧を
発生する分圧回路と。

前記帰還電圧と前記基準電圧とを比較する比較回路と、
該比較回路の出力（二より前記スイッチング回路のスイ
ッチングを負帰還制御するスイッチング制御回路とから
構成されたスイッチング型電源において、スイッチング
波形の一部を取り出し、スイッチング動作を監視するス
イッチング停止検出回路を設けると共に、該スイッチン
グ停止検出回路の出力（二前記帰還電圧を調整するため
の帰還電圧調整回路を接続し、該帰還電圧調整回路の出
力を前記分圧回路と前記比直結して並列運転した場合、
＠記帰還電圧調整回路が、出力設定電圧の差または故障
（−よる出力電圧上昇のため（−正常なスイッチング型
電源の前記帰還電圧が許容値外（二なリスイツチング動
作が停止しないように前記帰還電圧を調整することで、
前記スイッチング停止検出回路のスイッチング停止誤検
出を防ぐことが可能である。

〔実施例〕

次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。

第１図は本発明による並列運転用スイッチング型電源の
構成を示したブロック図である。第１図において、１は
入力端子、２は出力端子である。本スイッチング型電源
は、スイッチング回路１０．昇降圧回路２０．整流平滑
回路３０゜分圧回路４０．比較回路５０．基準電圧源６
０及びスイッチング制御回路７０から構成されている。

昇降圧回路２０と整流平滑回路３０の接続点にスイッチ
ング停止検出回路８Ｇが接続されている。スイッチング
停止検出回路８０の出力には帰還電圧調整回路９０が接
続されている。

この帰還電圧調整回路９０は９分圧回路４０で分圧して
得られる帰還電圧を調整し、スイッチング回路１０が正
常であればいかなる場合でもスイッチングが停止しない
よう（ニする。

第２図は本発明の第１の実施例を示した回路図である。

次に、第２図を参照して本発明の詳細な説明する。

スイッチング回路１０のスイッチングトランジスタ１１
でスイッチングされた電圧は、昇降圧回路２０のトラン
ス２１により、昇圧或いは降圧される。スイッチング停
止検出回路８０は。

本実施例ではダイオード８１とコンデンサ８２から構成
され、トランス２１と整流平滑回路６０のダイオード３
２との接続点に現われるスイッチング波形の一部をとり
出して整流平滑する。従って、スイッチングトランジス
タ１１が正常にスイッチング動作しているときは、ダイ
オード８１のカンード側に正の直流電圧が発生し、スイ
ッチングトランジスタ１１のスイッチング動作が完全に
停止すると、ダイオード８１のカソード電圧はＯｖにな
る。

帰還電圧調整回路９０は、抵抗９１．９２とダイオード
９３から構成され、抵抗９１の片側がスイッチング停止
検出回路８０の出力、すなわちダイオード８１のカソー
ドに接続される。帰還電圧調整回路９０の出力は、ダイ
オード９乙のアノードであり１分圧回路４０の出力に接
続されている。ここで、抵抗９１．９２の抵抗値は。

出力２の電圧が正常な場合に、ダイオード９３のカソー
ド電圧がアノード電圧より高い電圧になるように設定さ
れる。

分圧回路４０は、出力２の電圧を抵抗４１と抵抗４２が
分圧し、その分圧電圧を比較回路５０へ帰還電圧として
出力する。比較回路５０は。

オペアンプ５１から成り、上記帰還電圧と基準電圧源６
０から供給される基準電圧を比較し。

スイッチング制御回路７０へ直流電圧を出力する。スイ
ッチング制御回路７０は、比較回路５０の出力電圧に応
じてスイッチングトランジスタ１１のスイッチングデユ
ーティを制御する。

いま、出力２は、少なくとも１台以上の他の電源出力と
並列接続され、他の電源の出力電圧が上昇した状態を考
える。この場合、第４図に示した逆流防止用ダイオード
は使用していないので、並列接続された他の電源の出力
電圧の中で、最も高い電圧が出力２に現われる。その為
。

分圧回路４０の出力電圧、すなわち帰還電圧も上昇する
。

ダイオード９６のアノード電圧がカソード電圧とダイオ
ード９３の順方向電圧とを加えた電圧よりも高くなると
、ダイオード９３は順方向バイアスされて、出力２から
抵抗４１を介して流れる電流の一部が、ダイオード９５
を通って抵抗９２へ流れ込む。この結果、抵抗４２と抵
抗９２が並列接続された形になり、帰還電圧は。

ダイオード９３が導通する以前の電圧（：比べて低くな
る。よって、スイッチング制御回路７０ｙ　　　　　　
は、スイッチングデユーティを拡げるようＣ二作用する
ので、スイッチングトランジスタ１１のスイッチング動
作は停止しない。

したがって、スイッチング停止検出信号出力３には、ス
イッチングトランジスタ１１のスイッチングが動作中で
あれば、必ず何らかの直流電圧が現われ、スイッチング
が停止した場合のみスイッチング停止検出信号出力６が
ＯＶになるので、この信号を外部から監視すれば、スイ
ッチング停止異常を間違いなく表示することができる。

なお１本実施例に示した帰還電圧調整回路９０の回路構
成は、最も簡単な構成の一例であるが。

スイッチング停止検出回路からの信号に応じて帰還電圧
を調整することが可能であれば９本実施例以外の回路構
成でも良いのは言うまでもない。

また、スイッチング停止検出回路８０についても同様で
、トランジスタ１１でスイッチングした電圧波形を監視
することが可能な回路構成であれば１本実施例以外のど
んな回路構成でもよい。　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　へ第６図は本発明の第２の実施
例を示した回路図であり、第２図と同じ機能をもつ回路
には同一記号を付与して説明を省略する。

まず、スイッチング停止検出回路８０は、スイッチング
トランジスタ１１のスイッチング波形を取り出すために
トランス２１に６次巻線８３を設け、整流ダイオード８
４．８５でこの巻、線から得られるスイッチング波形を
全波整流し、平滑コンデンサ８６により直流電圧を得る
。スイ比較回路９４の非反転入力には基準電圧源９５が
接続されている。第２図（二示した例と同様に。

スイッチング回路１０が正常動作しているときは、スイ
ッチング停止検出回路８０の出力に正の直流電圧が発生
するので、基準電圧源９５の設定電圧を該直流電圧より
低く設定しておいて。

比較回路９４の出力がロクレベルになるようにする。こ
のとき、トランジスタ９６はオフ状態となるので、帰還
電圧調整回路９０は、帰還電圧に一切影響しない。

次に、並列接続した電源の出力設定電圧の差或いは故障
等による出力電圧上昇により、負帰還が働いてスイッチ
ングデユーティが狭くなった場合を考える。

このとき、スイッチング停止検出回路８０の出力電圧が
低下し、基準電圧源９５の設定電圧より低下すると、比
較回路９４の出力が反転しハイレベルに変わる。すると
、トランジスタ９６がオン状態となるので、出力２から
分圧回路４０の抵抗４１を流れた電流の一部が抵抗９７
とトランジスタ９６を通って流れる。この結果、抵抗４
２と抵抗９７が並列接続された形Ｃ二なり。

帰還電圧は、トランジスタ９６がオン状態に変化する以
前（ニルべて低くなる。

以後の動作は第２図を用いて説明した通りで。

外部でスイッチング停止検出信号出力６を監視すれば、
スイッチング停止異常を間違いなく表示することができ
る。

なお、上述した実施例は代表例であり、プッシュプル／
フライバック方式を含む各種スイッチング型電源でも全
く同様であることは勿論である。

〔発明の効果〕

以上説明したように２本発明によれば、並列連転用スイ
ッチング型電源において、スイッチング波形の一部を取
り出しスイッチング動作を監視するスイッチング停止検
出回路と帰還電圧調整回路を設け、スイッチング回路の
故障以外でスイッチングが完全≦二停止しないようにす
ることで、スイッチング停止誤検出を防ぐことができる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による並列運転用スイッチング型電源の
構成を示したブロック図、第２図は本発明の第１の実施
例を示す回路図、第３図は本発明の第２の実施例を示す
回路図、第４図は１　　　　従来の電源を並列運転する
例を示したブ・・り図、第５図は従来のスイッチング停
止検出回路を備えたスイッチング型電源を並列運転する
例を示したブロック図、第６図は第５図に示したスイッ
チング停止検出回路を備えたスイッチング型電源の一部
構成を示したブロック図である。 １０・・・スイッチング回路、２０・・・昇降圧回路。 ３０・・・整流平滑回路、４０・・・分圧回路、５０・
・・比較回路、６０・・・基準電圧源、７０・・・スイ
ッチング制御回路、８０・・・スイッチング停止検出回
路、９０・・・帰還電圧調整回路。 第１図 第２図 第３図 第４図 手続補正書（自発） 昭和６１年１月３１日 特許庁長官　宇　賀　道　部　殿 １、事件の表示 昭和５９年特許願第２３７，６０２号 ２、発明の名称 並列運転用スイッチング型電源 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 名称　（４２３）　　日本電気株式会社４、代理人　〒
１０５ 住所　東京都港区西新橋１丁目４番１０号第三森ビル　
［５９１−１５０７：１５２３氏名　　（５８４１）弁
理士　芦　１）　　坦（ほか２名） ５、補正の対象 （１）明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容　　　　　　　　　、−、−３２１、（
１）明細書の第１１頁第１１行目の、「−譬イ）１を「
抵」に訂正する。　　　　　□

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、少なくとも２台以上その出力が直結して並列運転す
   る場合に使用されるスイッチング型電源であって、入力
   直流電圧を矩形波に変換するスイッチング回路と、該矩
   形波電圧を昇降圧する回路と、該昇降圧された矩形波電
   圧を整流平滑して出力直流電圧を取り出す整流平滑回路
   と、一定の基準電圧を供給する基準電圧源と、前記出力
   直流電圧を分圧して帰還電圧を発生する分圧回路と、前
   記帰還電圧と前記基準電圧とを比較する比較回路と、該
   比較回路の出力により前記スイッチング回路のスイッチ
   ングを負帰還制御するスイッチング制御回路とから構成
   されたスイッチング型電源において、スイッチング波形
   の一部を取り出し、スイッチング動作を監視するスイッ
   チング停止検出回路と、該スイッチング停止検出回路の
   出力を入力し、出力が前記分圧回路と前記比較回路との
   接続点に接続されて前記帰還電圧を調整する帰還電圧調
   整回路とを設けたことを特徴とする並列運転用スイッチ
   ング型電源。