JPS62107675A - スイツチング電源の保護回路 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明はスイッチング電源の保護回路に係り１、特に回
路動作のフェイルセーフ性を確保するに好適なスイッチ
ング電源の保護回路に関する−０〔発明の背景〕 従来のスイッチング電源では一人出力の絶縁のため電圧
フィードバック信号伝送用にフォトカプラを使用し、出
力電圧が、ヒ昇して設定電圧値を越えるとフォトカプラ
がオン状態に移行し１、出力電圧の状態がフィードバッ
クされて発振を止めるように働らき出力電圧が制御され
ろ。これは電源投入Ｍｆｌｔの状態でも発振する必要性
があるため、フォトカプラのオフモードを非制御状態と
しているからである。

一方でスイッチング電源の保護回路は、出力の過電圧や
過電流のような異常状態において上記電圧フィードバッ
ク信号用の７オトカブラを共用して該フォトカプラがオ
ン動作したときに発振を停止するように制御して保護す
る。このためフォトカプラ自体が故障してフォトカプラ
の故障モードによりオフ状態のままにな−た場合には、
発振が停止しないで何ら保護されない状況が生じる。こ
のように従来の保護回路では電圧フィードバック信号用
の７オトカプラヲ共用して、フォトカプラをオン動作状
態で保護回路用に使用するにはフェイルセーフ上の問題
点があった。

なお、スイッチング電源の回路構成に関しては、たとえ
ばテキサスインスッルメンツ社（ＴＩ）のアプリケージ
嘗ンノートの＼イツチングレギュレータＩＣの原理と応
用、ＴＩＡＮＯＶ２０　（１９７９年）ＡＡ−００７ま
たはモトローラ社のリニア／インタフェースデバイスの
データシートなどがあげられる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は囲路素子の故障モードと同じ状態（レベ
ル）を異常状態の信号として扱えるようなフェイルセー
フ性を有する回路構成のスイッチング電源の保護回路を
提供するＫある。

〔発明の概要〕 本発明は、従来回路が出力電圧の電圧フィードバック信
号と異常状態信号を１つのフォトカプラで伝送するため
フォトカプラを正常時に常にオン状態で使用できずにフ
ォトカプラの故障時にオフ状態となるフェイルセーフ性
を利用できなかった問題点に着目し、フォトカプラを出
力電圧フィードバック信号用の第１のフォトカプラと異
常状態信号用の第２のフォトカプラと２つ使用して異常
状態信号用の第２のフォトカプラを正常時にオン状態と
なるようにし、かつ異常時に巣に第２のフォトカプラの
オフ状態で発振を停止すると電源投入直後から発振しな
いため電源投入直後には第２の７オトカブラがオフ状態
でも発振するような論理を構成することとし、この論理
にタイマ等を使用する方法もあるが時間設定が難しいた
め好寸しくは第１と第２のフォトカプラの出力を使用し
て回路を構成することにより、安全性および信頼性を高
めたスイッチング電源の保睡回路である。

〔発明の実施例〕

以下に本発明の実施例を第１図ないし第６図により説明
する。

第１図は本発明によるクイ９チング電源の保護回路の一
実施例を示す全体ブロック構成図である。第１図におい
て、１は電力変換器、２は制御回路、３は電圧検出回路
、４は第１のフォトカプラ（第１の信号伝送手段）、５
は異常検出回路、６は第２のフォトカプラ（第２の信号
伝送手段）、７は電源投入時論理回路である。

また１αは電源出力、２αけスイッチング制御信号、５
αは電圧検出回路出力、４αは電圧フィードバック信号
、５αは異常検出回路出力、６αは異常状態信号、７α
は発振停止信号である。また第２図は第１図の信号伝送
部のブロック構成図である。

なお各図面を通して同一符号または記号は同一または相
当部分を示すものとする。

第１図および第２図のスイッチング電源の電力変換回路
１はトランスと制御回路２の出力のスイッチング制御信
号２αによりオン時間およびオフ時間を制御されるスイ
ッチング素子とから構成され、スイッチング制御のデユ
ーティ比に対応した出力電圧を電源出力１αとして出方
する。

電圧検出回路３は電源出力１αの出力電圧と予め設定さ
れた基ａｍ圧とを比較して、出力電圧が基準電圧より高
い場合には第１のフォトカプラ（第１の信号伝送手段）
４をオンするような電圧検出回路出力５αを出力する。

このとぎオン状態になった第１のフォトカプラ４の出力
は電圧フィードバック信号４αとして制御、回路２に入
力され、この信号に応じて制御回路２からスイッチング
制御信号２αを出力することにより電力変換器１のスイ
ッチング素子のデユーティ比を下げてトランスを介し出
力される電源出力１αの出力電圧を下げるように働く。

一方で電源出力１αの過電圧状態や過電流状態などの異
常状態は本保護回路の異常検出回路５により検出され、
これより異常検出回路出力５αが出力される。この異常
検出回路出力５αは電源出力１αの異常状態で第２のフ
ォトカプラ６の故障モードと同じく第２のフォトカプラ
６をオフ状態にする出力であり、これにより第２のフォ
トカプラ６の出力として異常状態信号６αが出力される
。この異常状態信号６αは電源投入時論理回路７に入力
され、この電源投入時論理回ｉ８７を経て発振停止信号
７αとして制御回路２に入力され、これにより電力変換
器１のスイッチング素子のデー−ティ比を下げて電源出
力１αを下げたり、あるいはスイッチング素子をオフ状
態のみにして電源出力１αをなくするように動作するヵ
第５図は第１図（第２図）の電源投入時論理回路７０回
路構成概念図である。第５図において、７１は論理積回
路、７２は発振停止信号禁止信号発生回路、７２αは発
振停止信号禁止信号であ。

る。なお第５図の論湿図は概念図であって、論理積回路
７１はＴＴＬなとのロジック素子によらずにトランジス
タやコンパレータなどで構成してもよく、さらに他の論
理で構成することもできる。発振停止信号禁止信号発生
回路７２はたとえばタイマなどで、電源投入後一定期間
だけ発振停止信号７αを禁止する発振停止信号禁止信号
７２αを出力する◎ いせ第２のフォトカプラ６の出力の異常状態信号６αは
第２のフォトカプラ６がオン状態の時にハイレベルとな
る信号で、発振停止信号禁止信号発生回路７２はタイマ
などで電源投入後一定期間だけローレベルの発振停止信
号禁止信号７２αを出力するものとし１本電源投入時論
理回路７の出力の発振停止信号７αは異常状態時すなわ
ち発振停止制御時にローレベルとなる信号とすると、こ
の回路動作は電源投入後一定期間だけ発振停止信号禁止
信号発生回路７２の出力のローレベルの発振停止信号禁
止信号７２αにより、論理積回路７１の出力の発振停止
信号７αはハイレベルを保っており、この一定期間の間
に第２のフォトカプラ６の出力の異常状態信号６αがハ
イレベルになるようにする。ついで一定期間後に発振停
止信号禁止信号７２ａがハイレベルになった後には、電
源出力１α（第１図）の異常状態により第２のフォトカ
プラ６の出力の異常状態信号６αがローレベルに変化す
ると、発振停止信号７αもローレベルとなって制御回路
２により電力変換器１の発振停止の制御動作が行なわれ
る。

つぎに第４図は本発明によるスイッチング電源の保護回
路の他の実施例を示す信号伝送部のブロック構成図であ
る。第４図において１本信号伝送部は第１図の実施例の
第２図の信号伝送部に相当し、７Ａは電源投入時論理回
路７に相当する電源投入時論理回路で、スイッチング電
源の構成は第１図と同様である６第４図の信号伝送部で
は電源投入時論理回路７Ａの入力として第１のフォトカ
プラ４の出力の電圧フィードバック信号４αおよび第２
のフォトカプラ６の出力の異常状態信号６αが使用され
る。

第５図は第４図の電源投入時論扉口＃８７Ａの回路構成
概念図である。第５図において、７５は論理和回路、７
４は電源投入時リセット信号発生回路、７５はＲ−Ｓフ
リップフロップで、７５ａ、はセット信号、７４αはリ
セーｌト信号である。本電源投込時論理回芹７Ａでは入
力として第１のフォトカプラ４の出力の電圧フィードバ
ック信号４αおよび第２のフォトカプラ６の出力の異常
状態信号６αを使用し、電源投入時リセプト信号発生回
路７４から出力される電源投入時リセット信号７４αに
よりセットされ電圧フィードバック信号４αおよび異常
状態信号６αの論理和回路７５による論理和信号のセッ
ト信号７５αによりセットされルａ　−ｓ　７リツプ７
０ヴブ７５の出力の発振停止信号禁止信号７２αと異常
状態信号６αとの論理積回路７１による論理積信号が発
振停止信号７αとして制御回路２に出力される。

第６図は本発明によるスイッチング電源の保護回路のさ
らに他の実施例を示す多出力電源の保護回路の信号伝送
部の回路構成図である。第６図において、５α、　５ｂ
などは各出力室゛源の異常検出回路出力、６．６Ａなど
は各第２のフォトカプラである。第６図の多出力電源の
保護回路では、各出力電源の異常検出回路出力５α、５
Ａなどで駆動される各第２のフォトカプラ６．６Ａなど
の出力を直列に接続して異常状態信号６αとすればよい
。

なお上記実施例では好ま舅くはフオトカブラを信号伝送
手段としているが、これに限定されるものではない。

〔発明の効果〕

以上のように本発明のスイッチング電源の保護回路によ
れば、電源出力の異常状態信号を信号伝送手段であるフ
ォトカプラなどの故障時オフ状態となる故障モードと同
じ状態で伝送できるので７エイルセーフ性をもつ電源が
得られるほか、出力電圧の制ａｔｔｒニー関係なく異常
状態信号を多数接続して発振を停止させることが容易に
できるので多出力電源の異常検出回路を簡単にしかも同
一回路構成で実現できるなどの効果がある。゛

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるスイッチング電源の保護回路の一
実施例を示す全体ブロック図、第２図は第１図の信号伝
送部のブロック図、第５図は第１図（第２図）の電源投
入時論理回路の概念図、第４図は他の実施例を示す信号
伝送部のブロック図、第５図は第４図の電源投入時論理
回路の概念図、第６図はさらに他の実施例を示す多出力
電源の保護回路の信号伝送部の回路図である。 １・・・電力変換器、２・・・割判回銘、５・・・電圧
検出回路、４・・・第１の信号伝送手段（フォトカプラ
）、５・・・異常検出回路、６．６Ａ・・・第２の信号
伝送手段（フォトカプラ）、７．７Ａ・・・電源投入時
論理回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、制御回路の出力のスイッチング制御信号で制御され
   る電力変換器の出力電圧が電圧検出回路に入力され、該
   電圧検出回路の出力が第１の信号伝送手段を介し電圧フ
   イードバック信号として上記制御回路の入力となるスイ
   ッチング電源において、上記電力変換器の出力の異常状
   態を検出する異常検出回路を設け、該異常検出回路の出
   力を第２の信号伝送手段を介して電源投入時の所定期間
   に出力を禁止する電源投入時論理回路に入力し、該電源
   投入時論理回路の出力を上記制御回路の発振停止等信号
   入力とする構成のスイッチング電源の保護回路。 ２、上記第１および第２の信号伝送手段はフォトカプラ
   とする特許請求の範囲第１項記載のスイッチング電源の
   保護回路。