WO2004068686A1 - 電源装置 - Google Patents

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WO2004068686A1
WO2004068686A1 PCT/JP2004/000089 JP2004000089W WO2004068686A1 WO 2004068686 A1 WO2004068686 A1 WO 2004068686A1 JP 2004000089 W JP2004000089 W JP 2004000089W WO 2004068686 A1 WO2004068686 A1 WO 2004068686A1
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diode
power supply
current
resistor
voltage
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PCT/JP2004/000089
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English (en)
French (fr)
Inventor
Yoichi Kyono
Original Assignee
Sanken Electric Co., Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanken Electric Co., Ltd. filed Critical Sanken Electric Co., Ltd.
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Priority to JP2005504664A priority patent/JPWO2004068686A1/ja
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/338Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a self-oscillating arrangement
    • H02M3/3385Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a self-oscillating arrangement with automatic control of output voltage or current
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S323/00Electricity: power supply or regulation systems
    • Y10S323/907Temperature compensation of semiconductor

Definitions

  • the present invention relates to a power supply device such as a DC-DC converter, and more particularly to a technique for protecting a power supply device from overheating and overvoltage.
  • the overheat protection circuit of a DC-DC converter includes a temperature-sensitive element such as a thermistor and a control element such as a thyristor that operates in response to the temperature-sensitive element.
  • the control element stops the power supply to the control circuit by discharging the control power supply capacitor, and stops the operation of the DC-DC converter.
  • a power supply device provided with an overvoltage protection circuit
  • a power supply device in which a resistor is connected in parallel to a light emitting diode forming a photo-power blur is known.
  • the leakage current when the temperature of the diode diode is low flows through the light emitting diode bypassing the light emitting diode, and when the current from the voltage detection circuit becomes equal to or more than the set current value, the starting voltage of the light emitting diode is increased.
  • a resistor having a resistance value that can establish the resistance is selected to prevent malfunction at high temperatures (see Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-233528).
  • An object of the present invention is to provide a power supply device that can reduce costs.
  • the present invention focuses on the fact that the reverse current of a short-circuit diode rapidly increases at a high temperature of, for example, 120 ° C., and utilizes this characteristic to provide overheat protection and overvoltage protection functions.
  • a first invention is a power supply device having a main circuit for converting an input AC or DC to another DC, and a control circuit for controlling the main circuit, wherein the power supply device is disposed at a temperature measurement site as a temperature detecting element.
  • the reverse voltage is applied, a reverse leakage current flows, a Schottky diode flows, a detecting means for detecting the reverse leakage current flowing in the Schottky barrier diode, and an output of the detecting means is equal to or more than a predetermined value.
  • a control element for stopping the operation of the control circuit when the control circuit is turned off.
  • the detecting means includes: a light-emitting element connected to a DC output terminal of the main circuit; a light-receiving element that flows a current in response to light emission of the light-emitting element; and a short-circuit diode.
  • Current control means connected between the light emitting element and flowing a current to the light emitting element when a voltage corresponding to a reverse leakage current flowing through the short-circuit diode becomes equal to or higher than a reference voltage;
  • the control element is based on a current flowing through the light receiving element. The operation of the control circuit is stopped.
  • the current control means supplies the current to the light emitting element when the voltage corresponding to the reverse leakage current flowing in the Schottky barrier diode becomes equal to or higher than the reference voltage.
  • the overheat protection level (latch temperature) can be set accurately without being affected by the current transfer ratio.
  • the voltage corresponding to the reverse leakage current flowing through the Schottky rear diode is equal to or lower than the reference voltage, the reverse leakage current does not flow into the light emitting element, so that the reverse leakage current does not affect the overvoltage protection circuit.
  • Overvoltage protection level (latch voltage) can be set accurately.
  • the current control means includes a resistor connected in series with the Schottky barrier diode, and a voltage generated in the resistor due to a reverse leakage current flowing through the Schottky barrier diode.
  • the invention has a Zener diode connected between an output terminal of the comparator and a negative electrode terminal of the DC output terminal, wherein the Zener diode has a predetermined voltage between the DC output terminals. A current is supplied to the light emitting element when the voltage becomes higher than the breakdown voltage.
  • the current control means is configured such that a voltage generated in the resistor due to a resistor connected in series with the short-circuit diode and a reverse leakage current flowing in the short-circuit diode becomes equal to or higher than a reference voltage.
  • the light emitting element is connected between a positive terminal of the DC output terminal and the transistor, and emits light when a current of a predetermined value or more flows when the transistor is turned on. It is characterized by I do.
  • the invention includes a zener diode connected between the light emitting element and a negative electrode end of the DC output terminal, wherein the zener diode has a voltage between the DC output terminals greater than a predetermined breakdown voltage. When this happens, a current is passed through the light emitting element.
  • the current control means has a resistor connected in series to the Schottky barrier diode, and the light emitting element is connected to both ends of the resistor, and a current flowing through the Schottky diode is connected to the opposite end of the Schottky diode.
  • the current control means has a resistor connected in series to the short-circuit diode, and a diode having a node connected to a connection point between the Schottky diode and one end of the resistor.
  • the light emitting element is connected between a force source of the diode and the other end of the resistor, and a voltage generated in the resistor due to a reverse leakage current flowing through the Schottky rear diode has a forward threshold voltage of the diode.
  • the power supply device further includes a zener diode connected between a positive electrode end of the DC output terminal and the light emitting element, wherein the zener diode has a voltage between the DC output terminals lower than a predetermined breakdown voltage. An electric current is supplied to the light emitting element when it becomes larger.
  • a rectifier diode connected to a main current path of the main circuit, wherein the Schottky diode and the rectifier diode are thermally coupled and mechanically integrated. It is characterized by having.
  • a current connected to a main current path of the main circuit It has a detection resistor, and the Schottky barrier diode and the current detection resistor are thermally coupled and mechanically integrated.
  • FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a configuration of the power supply device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 shows a Schottky parier die used in the power supply device of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a characteristic diagram showing a relationship between the temperature of the diode and the reverse current.
  • FIG. 3 is a front view schematically showing a composite part of a Schottky barrier diode and a rectifying diode used in the power supply device of the first embodiment.
  • FIG. 4 is a circuit diagram illustrating a configuration of a power supply device according to the second embodiment.
  • FIG. 5 is a circuit diagram illustrating a configuration of a power supply device according to the third embodiment.
  • FIG. 6 is a circuit diagram illustrating a configuration of a power supply device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 7 is a circuit diagram illustrating a configuration of a power supply device according to the fifth embodiment.
  • FIG. 8 is a circuit diagram illustrating a configuration of a power supply device according to the sixth embodiment.
  • FIG. 9 is a front view schematically showing a composite part of a Schottky barrier diode and a resistor used in the power supply device according to the sixth embodiment.
  • FIG. 10 is a circuit diagram showing a configuration of a power supply device according to the seventh embodiment.
  • FIG. 11 is a circuit diagram illustrating a configuration of a power supply device according to the eighth embodiment.
  • FIG. 12 is a circuit diagram showing the configuration of the power supply device according to the ninth embodiment. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of the power supply device of the first embodiment.
  • the rectifying / smoothing circuit 2 of the input stage connected to 1 is provided.
  • the rectifying and smoothing circuit 2 includes a diode bridge rectifying circuit 3 and an input stage smoothing capacitor C1.
  • the input terminal of the diode bridge rectifier circuit 3 is connected to AC input terminals 1a and 1 and the output terminal is connected to a pair of DC lines 4a and 4b.
  • Smoothing capacitor C1 is connected between DC lines 4a and 4b.
  • the rectifying and smoothing circuit 2 converts an AC voltage applied from the AC power supply 1 via the AC input terminals 1a and 1b into a DC voltage.
  • a switch Q 1 composed of a field effect transistor is connected through a primary winding N 1 of a transformer 5. Is connected.
  • the transformer 5 has a secondary winding N2 and an auxiliary winding N3 electromagnetically coupled to a primary winding N1 via a core 6.
  • the secondary winding N 2 is connected to a load 8 via a rectifying and smoothing circuit 7 in the output stage.
  • the rectifying / smoothing circuit 7 includes a rectifying diode D 51 and a smoothing capacitor C 51.
  • the smoothing capacitor C 51 is connected in parallel to the secondary winding N 2 via a rectifying diode D 51.
  • the polarity of the secondary winding N2 and the rectifying diode D51 is determined so that the rectifying diode D51 conducts while the switch Q1 is off.
  • a pair of DC output terminals 8 a and 8 b for connecting the load 8 are connected to both ends of the smoothing capacitor C 51.
  • the rectifying / smoothing circuit 7 converts the voltage induced in the secondary winding N2 into a DC voltage and outputs the DC voltage to a pair of DC output terminals 8a and 8b.
  • the rectifier diode D51 may be configured to conduct while the switch Q1 is on.
  • the rectifying / smoothing circuit 2 in the input stage, the transformer 5, the switch Q1, and the rectifying / smoothing circuit 7 in the output stage correspond to the main circuit of the present invention.
  • a first circuit 16a constituting a part of the overheat and overvoltage protection device is provided.
  • the first circuit 16a is a pair Between the DC output terminals 8 a and 8 b of the first series circuit of a diode D 53, a resistor R 54 and a light emitting diode PC 2, and a Zener diode D 53 and a resistor R 54 And a second series circuit of a short signal diode D52 for small signals and a resistor R52 connected in parallel with each other.
  • the light-emitting diode PC2 corresponds to the light-emitting device of the present invention and is a part of the photocabler.
  • the Schottky barrier diode D52 is composed of silicon or a group 315 compound semiconductor and a Schottky parier electrode, and has a rectification characteristic of the Schottky parrier.
  • the power source of this Schottkin diode D52 is connected to the positive voltage output terminal of the rectifying and smoothing circuit 7 (that is, the DC output terminal 8a) so as to be reverse-biased.
  • 2 and the light emitting diode PC 2 are connected to the negative voltage output terminal of the rectifying and smoothing circuit 7 (that is, the DC output terminal 8 b).
  • the reverse leakage current of the short-circuit diode D52 that is, the reverse current Ir rapidly increases in a specific temperature range, for example, 110 to 130 ° C.
  • the specific temperature range of 110 to 130 ° C. in which the reverse current Ir of the Schottky diode D52 rapidly increases corresponds to the temperature at which the overheat protection starts.
  • the specific temperature range of 110 ° C to 130 ° C at which the reverse current Ir of the short-circuit diode D52 rapidly changes is a desirable value as a temperature for preventing smoke and ignition.
  • the short cut diode D52 is located anywhere in the power supply case or at or near a location that may overheat.
  • the Schottky diode D52 is connected to the mains of the power supply.
  • the current is thermally coupled to the flowing rectifier diode D51.
  • the Schottky barrier diode D 52 and the rectifying diode D 51 are mechanically integrated through a highly thermally conductive support 29, thereby forming the composite part 28. Make up.
  • the Schottky diode D52 and the rectifying diode D51 may be integrated by an insulating enclosure.
  • the composite part 28 may be configured using a well-known TO-22 or TO-3P package.
  • a rectifying / smoothing circuit 9 for a control power supply is connected to the auxiliary winding N 3 of the transformer 5.
  • the rectifying and smoothing circuit 9 includes a rectifying diode D4 and a smoothing capacitor C3.
  • the smoothing capacitor C3 is connected in parallel with the auxiliary winding N3 via the rectifier diode D4.
  • the polarities of the rectifier diode D 4 and the auxiliary winding N 3 are determined so that the rectifier diode D 4 conducts while the switch Q 1 is off.
  • a control circuit 12 is connected to a control terminal (gate) of the switch Q1 in order to perform on / off control of the switch Q1.
  • the control circuit 12 has a first power supply terminal 13 and a second power supply terminal 14 to which a control power supply voltage is supplied, and an output terminal 15 that outputs a PWM (pulse with modulation) control signal.
  • the PWM control signal from 15 is supplied to the control terminal of switch Q1.
  • a control power supply capacitor C 2 is provided to supply a DC voltage to the control circuit 12 .
  • One end and the other end of the control power supply capacitor C 2 are connected to the first power supply terminals 13 and 13 of the control circuit 12. They are connected to the second power terminals 14 respectively.
  • the control power supply capacitor C2 is connected between the pair of DC lines 4a and 4b via a starting resistor R1 functioning as a starting charging circuit.
  • the rectifying and smoothing circuit 9 which functions as a charging circuit after the control power supply capacitor C2 is started, is used to form the second part of the overheat and overvoltage protection device, It is connected in parallel to the control power supply capacitor C 2 via the transistor Q 2 and the diode D 1 included in the path 16 b.
  • the second circuit 16b includes a phototransistor PC1, a thyristor TH1, a transistor Q2, a diode D1, a diode D2, a resistor R2, a resistor R3, a resistor R4, and a resistor R5.
  • the phototransistor P C1 corresponds to the light receiving element of the present invention, and is another part of the photo power blur.
  • the light emitting diode PC2 of the first circuit 16a and the phototransistor PC1 of the second circuit 16b are optically coupled.
  • the thyristor TH1 corresponds to the control element of the present invention and has a conduction maintaining function.
  • One main terminal (anode) of the thyristor TH1 is connected to one end of a control power supply capacitor C2 and a first power supply terminal 13 of the control circuit 12 via a resistor R3, and the other main terminal of the thyristor TH1 is connected to the other main terminal (anode).
  • the terminal (force source) is connected to the other end of the control power supply capacitor C 2 and the second power supply terminal 14 of the control circuit 12.
  • the collector of ⁇ ⁇ ⁇ type transistor Q2 which functions as an auxiliary switch for overheating protection and a constant voltage control element, is connected to DC line 9a, and the emitter is one end of control power supply capacitor C2 via diode D1. And the base is connected to the DC line 9a via the resistor R4.
  • the control power capacitor C is connected via the starting resistor R1. 2 is charged.
  • the supply of the PWM control signal from the control circuit 12 to the switch Q 1 is started.
  • the rectifier diode D51 and the rectifier diode D4 are non-conductive, and energy is stored in the transformer 5.
  • the energy stored in the transformer 5 is released during the off period of the switch Q1, the smoothing capacitor C51 is charged via the rectifying diode D51, and the smoothing capacitor C3 is charged via the rectifying diode D4.
  • a well-known output voltage detection circuit for detecting the DC output voltage between the DC output terminals 8a and 8 is provided, and the control circuit 12 controls the output of the output voltage detection circuit. In response, it forms a PWM pulse to make the output voltage constant and supplies it to switch Q1. Therefore, the voltage between the DC output terminals 8 a and 8 b, that is, the voltage across the smoothing capacitor C 51, becomes constant, and the voltage of the smoothing capacitor C 3 of the rectifying and smoothing circuit 9 also becomes constant. .
  • the transistor Q2 and the diode D1 as auxiliary switches conduct, and the control power supply capacitor C2 rectifies and smoothes. Is charged by the output voltage of
  • the short cut diode D 52 is connected between the pair of DC output terminals 8 a and 8 b via a resistor R 52 and a light emitting diode PC 2 so as to be reverse biased. .
  • a predetermined temperature for example, 120 ° C
  • the current of the phototransistor PC1 also increases, and a trigger current flows through the thyristor TH1.
  • the trigger current of the thyristor TH1 is injected from the gate of the thyristor TH1 to the force source via the phototransistor PC1, turning on the thyristor TH1.
  • the thyristor THI keeps the on state until the current becomes equal to or less than the holding current.
  • the thyristor T H1 When the thyristor T H1 is turned on based on the detection of overheating of the Schottky diode D 52, the diode D 2 is forward-biased and turned on, and the transistor Q 2 is turned off. As a result, the charging current supplied from the rectifying and smoothing circuit 9 to the control power supply capacitor C2 is cut off. At the same time, the thyristor TH1 short-circuits both ends of the control power capacitor C2 via the resistor R3, so that the electric charge of the control power capacitor C2 is discharged through the resistor R3 and the thyristor TH1.
  • the overheat protection state is maintained until the AC input terminals 1a and 1b are disconnected from the AC power supply 1 or the power switch (not shown) is turned off.
  • the thyristor TH1 is also turned off. If the overheat condition is resolved, the thyristor TH1 is kept off even if the power supply from the AC power supply 1 is restarted, so that the overheat protection by the short-circuit diode D52 can be performed. Become.
  • the light emitting diode PC2 emits light, so that the phototransistor PC1 also conducts, and a trigger current flows through the thyristor TH1.
  • the thyristor T H1 is turned on, the on / off operation of the switch Q1 is stopped, and the load 8 is protected from overvoltage.
  • the overheat protection can be achieved by using the relatively inexpensive Schottky diode D52 for small signals as a temperature detection element, so that the power supply device is low. Cost and size can be reduced.
  • the thyristor TH1 forms a discharge circuit for the control power supply capacitor C2 and turns off the transistor Q2 to cut off the charging current, quick overheat protection can be achieved.
  • the overheating and overvoltage protection circuit is implemented by sharing the light emitting diode PC2.
  • the cost can be significantly reduced.
  • the rectifying diode D 51 and the short circuit diode D 52 are configured as an integrated composite part, the thermal coupling between the two can be made denser, and the thermal coupling can be accurately performed. Can be done.
  • the power supply of the second embodiment is an improvement of the power supply of the first embodiment described above.
  • the detection of the reverse current Ir of the short-circuit diode D52 is performed on the primary side via the photo-power blur (light emitting diode PC2 and phototransistor PC1). Can be considered.
  • the detection result of the reverse current Ir of the Schottky barrier diode D52 is greatly influenced by the current transfer ratio (CTR) of the photo-force bra.
  • CTR current transfer ratio
  • the CTR of a photo bra is highly variable. Therefore, in the power supply device of the first embodiment configured as described above, the overheat protection level (latch temperature) varies. In addition, since the CTR varies depending on the temperature and the forward current, setting the latch temperature becomes extremely difficult.
  • the current flowing through the light emitting diode PC 2 is the sum of the reverse current I r of the Schottky diode D 52 and the current flowing through the zener diode D 53,
  • the overvoltage protection level (latch voltage) changes due to a change in the reverse current Ir of the shot diode D52 due to temperature.
  • the power supply device has a configuration in which the overheat protection circuit is configured not to be affected by the CTR of the photocoupler to solve the problems of the power supply device according to the first embodiment.
  • the reverse current Ir of the short-circuit diode D52 detects the overvoltage of the overvoltage protection circuit.
  • the configuration does not affect the current flowing through the zener diode D53.
  • FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of the power supply device according to the second embodiment. Note that the same or corresponding portions as those of the power supply device of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified.
  • the configuration and operation of the first circuit 16a1 are different from those of the first circuit 16a of the first embodiment. That is, the first circuit 16a1 is composed of a series circuit including a Schottky diode D52, a resistor R52, and a resistor R51 connected in series between the DC output terminals 8a and 8b, A series circuit consisting of a light emitting diode PC 2 connected in series between the DC output terminals 8a and 8b, a resistor R54 and a diode diode D53, and a light emitting diode PC2 connected in parallel to the light emitting diode PC2. It is composed of a resistor R53 and a comparator Z51.
  • the inverting input terminal (1) of the comparator Z51 is connected to the connection point between the resistors R52 and R51, and the non-inverting input terminal (+) is connected to the power supply that supplies the reference voltage Vref. ing.
  • the output terminal of the comparator Z51 is connected to the connection point between the resistor R54 and the Zener diode D53.
  • the cathode of the Schottky diode D52 is connected to the DC output terminal 8a so as to be reverse biased.
  • the light emitting diode PC 2 is a part of the photo power blur, and corresponds to the light emitting device of the present invention. Next, the operation of the power supply device according to the second embodiment will be described.
  • the reverse current Ir of the Schottky diode D52 flows into the light emitting diode PC2. Absent. Therefore, when the first circuit 16a1 functions as an overvoltage protection circuit, it is not affected by the reverse current Ir.
  • the Zener diode D53 allows a current to flow through the light emitting diode PC2 when the voltage between the DC output terminals 8a and 8b becomes larger than a predetermined breakdown voltage.
  • the overheat and overvoltage protection circuits are not affected by the CTR of the photo power blur. Since the reverse current Ir of the Schottky diode D52 that detects overheating does not affect the current flowing through the zener diode D53 that detects overvoltage, the overheat protection level (latch temperature) and the overvoltage protection level (Latch voltage) can be set accurately.
  • the power supply device of the third embodiment can be replaced by a transistor in which the comparator Z51 included in the first circuit 16a1 of the power supply device of the second embodiment is replaced by a transistor.
  • FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of a power supply device according to the third embodiment.
  • the same or corresponding parts as those of the power supply device according to the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description is omitted or simplified.
  • the first circuit 16a2 of the power supply is composed of a short-circuit diode D52, a resistor R52, and a resistor R52 connected in series between the DC output terminals 8a and 8b.
  • 5 a series circuit composed of a light emitting diode PC 2 and a zener diode D 5 3 connected in series between the DC output terminals 8 a and 8 b, and a light emitting diode PC 2 in parallel with the light emitting diode PC 2.
  • It comprises a connected resistor R53 and a series circuit composed of a resistor R54 connected in parallel with the Zener diode D53 and an npn transistor Q51.
  • the base of transistor Q51 is connected to the connection point between resistors R52 and R51.
  • the cathode of the Schottky rear diode D52 is connected to the DC output terminal 8a so as to be a reverse bias.
  • the light emitting diode PC2 is a part of the photo power blur, and corresponds to the light emitting device of the present invention.
  • the operation of the power supply device will be described.
  • the temperature of the Schottky rear diode D52 increases and the reverse current Ir increases, the voltage generated in the resistor R51 increases.
  • this voltage becomes equal to or higher than the base-emitter threshold voltage of the transistor Q51, the transistor Q51 is turned on.
  • a current flows through the light emitting diode PC2 to emit light, and the thyristor TH1 is turned on by the same operation as the power supply device of the first embodiment, and the operation of the control circuit 12 is stopped.
  • the voltage across the resistor R51 When the transistor Q51 is smaller than the base-emitter threshold voltage of the transistor Q51, the transistor Q51 is off, and the reverse current Ir of the Schottky diode D52 does not flow into the light emitting diode PC2. Therefore, when the first circuit 16a1 functions as an overvoltage protection circuit, it is not affected by the reverse current Ir.
  • the Zener diode D53 allows a current to flow through the light emitting diode PC2 when the voltage between the DC output terminals 8a and 8b becomes larger than a predetermined breakdown voltage.
  • the transistor Q51 is used instead of the comparator Z51. There is no need to generate the voltage V ref, and the circuit configuration is simplified.
  • the power supply according to the fourth embodiment is configured such that the transistor Q51 included in the first circuit 16a2 of the power supply according to the third embodiment is removed, and the light emitting diode PC2 is set to the negative voltage side (DC output terminal 8b side). Connected to.
  • FIG. 6 is a circuit diagram showing the configuration of the power supply device according to the fourth embodiment.
  • the same or corresponding portions as those of the power supply device according to the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified.
  • the first circuit 16a3 of the power supply device includes a Schottky diode D52, a resistor R52, and a resistor R5 connected in series between the DC output terminals 8a and 8b. 1, a zener diode D53, a resistor R54, and a light emitting diode connected in series between the DC output terminals 8a and 8b. And a series circuit composed of an electronic PC 2.
  • the connection point between the resistor R52 and the resistor R51 is connected to the connection point between the resistor R54 and the light emitting diode PC2.
  • the cathode of the Schottky barrier diode D52 is connected to the DC output terminal 8a so as to form an inverse bias.
  • the light emitting diode PC2 is a part of the photo power blur, and corresponds to the light emitting element of the present invention.
  • the operation of the power supply device will be described.
  • the temperature of the short-circuit diode D52 rises and the reverse current Ir increases, and the voltage generated at the resistor R51 exceeds the forward threshold voltage of the light-emitting diode PC2, the light-emitting diode PC2 is turned on. Electric current flows to emit light. Thereby, the thyristor TH1 is turned on by the same operation as the power supply device of the first embodiment, and the operation of the control circuit 12 is stopped.
  • the Zener diode D53 allows a current to flow through the light emitting diode PC2 when the voltage between the DC output terminals 8a and 8b becomes larger than a predetermined breakdown voltage.
  • the power supply device of the fourth embodiment since active elements such as a comparator and a transistor are unnecessary, it is possible to further reduce the cost and size of the power supply device.
  • the power supply device includes a connection point of the first circuit 16a3 of the power supply device of the fourth embodiment between the resistor R52 and the resistor R51, the resistor R54 and the light emitting diode PC.
  • Diode D54 is introduced between the point of connection with 2.
  • the Zener diode D53 and the resistor R54 are connected to the light emitting diode PC 2 from the DC output terminal 8a side.
  • FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of a power supply device according to the fifth embodiment. Note that the same or corresponding portions as those of the power supply device of the fourth embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified.
  • the first circuit 16a4 of the power supply device is composed of a short-circuit diode D52, a resistor R52, and a resistor R51 connected in series between the DC output terminals 8a and 8b.
  • a series circuit composed of a zener diode D53, a resistor R54, and a light emitting diode PC2 connected in series between the DC output terminals 8a and 8b; and a resistor R5.
  • a node is connected to the connection point between the resistor 2 and the resistor R 5 1, a diode D 5 4 whose cathode is connected to a connection point between the resistor R 4 and the light emitting diode PC 2, and a light emitting diode PC 2 are connected in parallel.
  • the Schottky barrier diode D52 has its power source connected to the DC output terminal 8a so as to be reverse biased.
  • the light emitting diode PC2 is a part of the photocoupler and corresponds to the light emitting device of the present invention. Next, the operation of the power supply device according to the fifth embodiment will be described. When the temperature of the Schottky barrier diode D 52 increases and the reverse current Ir increases, and the voltage generated at the resistor R 51 becomes equal to or greater than the sum of the forward threshold voltages of the diode D 54 and the light emitting diode PC 2, A current flows through the light emitting diode PC 2 to emit light.
  • the thyristor TH1 is turned on by the same operation as the power supply device of the first embodiment, and the operation of the control circuit 12 is stopped. Also, when the DC voltage output from the pair of DC output terminals 8a and 8b becomes overvoltage state and the zener diode D53 is turned on, the zener diode D53 passes through the zener diode D53 to the resistor R53. Electric current flows. When the voltage generated in the resistor R53 becomes equal to or higher than the forward threshold voltage of the light emitting diode PC2, a current flows through the light emitting diode PC2 to emit light. Thus, the thyristor TH1 is turned on by the same operation as the power supply device of the first embodiment, and the operation of the control circuit 12 is stopped.
  • the diode D53 allows a current to flow through the light emitting diode PC2 when the voltage between the DC output terminals 8a and 8b becomes higher than a predetermined breakdown voltage.
  • the power supply device of the fifth embodiment when the voltage generated at the resistor R51 is equal to or less than the sum of the forward threshold voltages of the diode D54 and the light emitting diode PC2, the Schottky barrier diode Since the reverse current Ir of the diode D52 does not flow through the light emitting diode PC2, when the first circuit 16a4 functions as an overvoltage protection circuit, the reverse current Ir is not affected.
  • the power supply device includes a rectifier smoother instead of thermally coupling the Schottky diode D52 included in the first circuit 16a1 of the power supply device according to the second embodiment to the rectifier diode D51. It is thermally coupled to a resistor R55 inserted in the output line of circuit 7.
  • FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of a power supply device according to the sixth embodiment. The same or corresponding parts as those of the power supply device according to the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description is omitted or simplified.
  • the resistor R55 is connected in series between one end of the smoothing capacitor C51 and the positive voltage DC output terminal 8a. Therefore, the main current of the power supply, that is, the load current flows through the resistor R55.
  • a pair of current detection lines are connected to both terminals of the resistor R55, and a pair of current detection lines are connected to the control circuit 12.
  • the control circuit 12 controls the switch Q 1 to reduce the current output from the pair of DC output terminals 8 a and 8 b to a predetermined value or less when the current flowing through the resistor R 55 exceeds a predetermined value. Control.
  • the short-circuit diode D52 is thermally coupled to the resistor R55, it is the same as when the rectifier diode D51 in the power supply of the second embodiment (see FIG. 4) is overheated.
  • the resistor R55 is overheated, the thyristor TH1 is turned on and the switch Q1 is turned off, and the overheat protection is achieved.
  • the Schottky barrier diode D 52 and the resistor R 55 are combined into a mechanically integrated composite part 31 as shown in FIG. 9 in order to make the thermal coupling accurate and tight. I have.
  • the short-circuit diode D52 and the resistor R55 may be integrated with each other by an insulating enclosure.
  • the composite component 31 may be configured using a well-known package of T O — 220 or T O — 3 P.
  • the same operation and effects as those of the power supply device of the second embodiment are exhibited.
  • the power supply according to the seventh embodiment is the same as the first circuit 16 of the power supply according to the third embodiment.
  • the Schottky diode D 52 included in a 2 is thermally coupled to the resistor R 55 inserted into the output line of the rectifying and smoothing circuit 7 instead of being thermally coupled to the rectifying diode D 51. .
  • FIG. 10 is a circuit diagram showing the configuration of the power supply device according to the seventh embodiment.
  • the same or corresponding portions as those of the power supply device according to the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified.
  • the resistor R55 is connected in series between one end of the smoothing capacitor C51 and the positive voltage DC output terminal 8a. Therefore, the main current of the power supply, that is, the load current flows through the resistor R55.
  • a pair of current detection lines is connected to both terminals of the resistor R55, and the pair of current detection lines is connected to the control circuit 12.
  • the control circuit 12 sets the switch Q1 so as to reduce the current output from the pair of DC output terminals 8a and 8b to a predetermined value or less when the current flowing through the resistor R55 exceeds a predetermined value. Control.
  • the Schottky diode D52 is thermally coupled to the resistor R55, as in the case where the rectifier diode D51 in the power supply of the third embodiment (see FIG. 5) is overheated.
  • the resistor R55 is overheated, the thyristor TH1 is turned on and the switch Q1 is turned off, and the overheat protection is achieved.
  • the short-circuit diode D52 and the resistor R55 are, like the sixth embodiment, mechanically integrated composite parts as shown in FIG. 3 1 can be configured. According to the power supply device of the seventh embodiment, the same operations and effects as those of the power supply device of the third embodiment are exhibited.
  • the power supply according to the eighth embodiment is the same as the first circuit 16 of the power supply according to the fourth embodiment. Instead of thermally coupling the short-circuit diode D52 included in a3 to the rectifier diode D51, it thermally couples to the resistor R55 inserted into the output line of the rectifier smoothing circuit 7. It is a thing.
  • FIG. 11 is a circuit diagram showing the configuration of the power supply device according to the eighth embodiment. Note that the same or corresponding portions as those of the power supply device of the fourth embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified.
  • the resistor R55 is connected in series between one end of the smoothing capacitor C51 and the positive voltage DC output terminal 8a. Therefore, the main current of the power supply, that is, the load current flows through the resistor R55.
  • a pair of current detection lines are connected to both terminals of the resistor R 55, and the pair of current detection lines is connected to the control circuit 12.
  • the control circuit 12 sets the switch Q1 so as to reduce the current output from the pair of DC output terminals 8a and 8b to a predetermined value or less when the current flowing through the resistor R55 exceeds a predetermined value. Control.
  • the short-circuit diode D52 is thermally coupled to the resistor R55, it is the same as when the rectifier diode D51 in the power supply device of the fourth embodiment (see FIG. 6) is overheated.
  • the resistor R55 is overheated, the thyristor TH1 is turned on and the switch Q1 is turned off, and the overheat protection is achieved.
  • the Schottky barrier diode D52 and the resistor R55 are mechanically integrated as shown in FIG. 9 in the same manner as in the sixth embodiment. Parts 31 can be configured. According to the power supply device of the eighth embodiment, the same operation and effect as those of the power supply device of the fourth embodiment can be obtained.
  • the power supply according to the ninth embodiment is the same as the first circuit 16 of the power supply according to the fifth embodiment.
  • the Schottky diode D 52 included in a 4 is thermally coupled to the resistor R 55 inserted into the output line of the rectifying and smoothing circuit 7 instead of being thermally coupled to the rectifying diode D 51. .
  • FIG. 12 is a circuit diagram showing the configuration of the power supply device according to the ninth embodiment.
  • the same or corresponding parts as those of the power supply device according to the fifth embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified.
  • the resistor R55 is connected in series between one end of the smoothing capacitor C51 and the positive voltage DC output terminal 8a. Therefore, the main current of the power supply, that is, the load current flows through the resistor R55.
  • a pair of current detection lines are connected to both terminals of the resistor R 55, and the pair of current detection lines is connected to the control circuit 12.
  • the control circuit 12 controls the switch Q 1 to reduce the current output from the pair of DC output terminals 8 a and 8 b to a predetermined value or less when the current flowing through the resistor R 55 exceeds a predetermined value. Control.
  • the short-circuit diode D52 is thermally coupled to the resistor R55, it is similar to the case where the rectifier diode D51 in the power supply of the fifth embodiment (see FIG. 7) is overheated.
  • the resistor R55 is overheated, the thyristor TH1 is turned on and the switch Q1 is turned off, and the overheat protection is achieved.
  • the Schottky rear diode D52 and the resistor R55 are mechanically integrated as shown in FIG. 9 as in the sixth embodiment.
  • Composite part 31 can be configured. According to the power supply of the ninth embodiment, the same operations and effects as those of the power supply of the fifth embodiment are achieved.
  • the present invention is not limited to the above-described first to ninth embodiments.
  • the Schottky rear diode D 52 includes a current detection resistor (not shown) connected in series with the primary winding N 1, a diode included in the diode bridge rectifier circuit 3, a smoothing capacitor C l, and a control power supply. Can be thermally coupled to the capacitor C2.
  • the composite component 28 shown in FIG. 3 can be used.
  • the composite component 31 shown in FIG. 9 can be used.
  • a plurality of Schottky barrier diodes are connected in parallel in place of one Schottky barrier diode D52, and each of the plurality of Schottky barrier diodes is connected to a resistor, diode, and capacitor included in the power supply. Etc. can be thermally coupled.
  • a plurality of secondary windings N2 are provided in the transformer 5 to supply power to a plurality of loads, and a load circuit equivalent to the first circuit 16a is provided for each load circuit.
  • the optical output of the plurality of first circuits 16a can be provided to one phototransistor PC1.
  • Another control switch element or control switch circuit having a holding function can be used instead of the thyristor TH1 as a control element.
  • the present invention is applicable not only to the power supply devices of the first to ninth embodiments but also to all electric circuit devices.
  • the whole or a part of the first circuit 16a and the second circuit 16b constituting the overheat and overvoltage protection circuit can be integrally formed as one component.
  • any device whose reverse leakage current varies with temperature such as a first trickary diode (FRD), can be used instead of the Schottky diode D52.
  • FBD first trickary diode
  • the cost can be significantly reduced, and a power supply capable of accurately setting the overheat protection level (latch temperature) and the overvoltage protection level (latch voltage).
  • An apparatus can be provided.

Abstract

本電源装置は、過熱保護レベル及び過電圧保護レベルの正確な設定を可能にすることを課題とし、温度検出素子として被温度測定部位に配置され、逆方向電圧が印加され、逆方向漏れ電流が流れるショットキバリアダイオード(D52)と、逆方向漏れ電流に応じた電圧が基準電圧以上になった時に出力端子の電位を低レベルにするコンパレータ(Z51)と、出力端子(8a)とコンパレータ(Z51)の出力端子との間に接続され、コンパレータ(Z51)の出力電位が低レベルになることにより所定値以上の電流が流れて発光する発光ダイオード(PC2)とを有し、発光ダイオード(PC2)の発光に応答してフォトトランジスタ(PC1)に流れる電流に基づいてターンオンしたサイリスタ(TH1)により制御回路(12)の動作を停止する。

Description

技術分野
本発明は、 例えば D C— D Cコンバータといった電源装置に関し、 特 に電源装置を過熱及び過電圧か明ら保護する技術に関する。 背景技術 書
従来、 過熱に起因する障害を除去するために、 過熱保護回路を備え た電源装置が知られている。 この過熱保護回路における温度検出は、 サ 一モスタツト、 サーミスタ、 ポジスタといった高価な温度検出専用の感 温素子を用いて行われている。 例えば、 D C— D Cコンバータの過熱保 護回路は、 サーミスタ等の感温素子と、 感温素子に応答して動作するサ ィリスタ等の制御素子とを備えており、 感温素子によって温度上昇が検 出されると、 制御素子によって制御電源用コンデンサを放電させること により制御回路への電源供給を停止し、 D C— D Cコンバータの動作を 停止させる。
また、 過電圧保護回路を備えた電源装置として、 フォト力ブラを形成 する発光ダイォードに抵抗体を並列に接続したものが知られている。 こ の抵抗体には、 ッヱナ一ダイォードの髙温時における漏れ電流を当該発 光ダイォードをバイパスさせて流し且つ電圧検出回路からの電流が設定 電流値以上となったときに当該発光ダイォードの起動電圧を確立できる 抵抗値をもつものが選択され、 高温時における誤動作を防止するように なっている (特開平 6— 2 3 3 5 2 8号公報参照)。
ところで、 従来の過熱保護回路において、 感温素子として使用されて いるサーモスタッ ト、 サーミスタ、 ポジスタ等は製造量が少ないこと、 また、 温度管理がきめ細くなされていること等により高価であり、 これ らの感温素子を用いた電源装置は必然的に高価になっている。 発明の開示
本発明の課題は、コストを低減できる電源装置を提供することにある。 本発明は、 ショ ッ トキバリァダイォードの逆方向電流が例えば 1 2 0 ° Cのような高い温度で急激に増大することに着目し、 この特性を利 用して過熱保護及び過電圧保護機能を有する電源装置を構成したもので ある。
即ち、 第 1の発明は、 入力された交流又は直流を別の直流に変換する 主回路と、前記主回路を制御する制御回路とを有する電源装置において、 温度検出素子として被温度測定部位に配置され、逆方向電圧が印加され、 逆方向漏れ電流が流れるショットキノ リァダイォードと、 前記ショッ ト キバリアダイオードに流れる逆方向漏れ電流を検出する検出手段と、 前 記検出手段の出力が所定値以上になった時に前記制御回路の動作を停止 させる制御素子とを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、 ショットキバリァダイォードを使用して温度変化を 検出するので、 従来の高価なサーモスタッ ト、 サーミスタ、 ポジスタを 使用した電源装置に比べて大幅にコストの低減を図ることができる。 第 2の発明において、 前記検出手段は、 前記主回路の直流出力端子に 接続された発光素子と、 この発光素子の発光に応答して電流を流す受光 素子と、 前記ショッ トキバリァダイォードと前記発光素子との間に接続 され、 前記ショッ トキパリァダイォードに流れる逆方向漏れ電流に応じ た電圧が基準電圧以上になった時に前記発光素子に電流を流す電流制御 手段とを有し、 前記制御素子は、 前記受光素子に流れる電流に基づいて 前記制御回路の動作を停止させることを特徴とする。
本発明によれば、 電流制御手段は、 ショットキバリアダイオードに流 れる逆方向漏れ電流に応じた電圧が基準電圧以上になった時に発光素子 に電流を流すので、 過熱保護機能は発光素子及び受光素子の電流伝達比 によって影響されず、 過熱保護レベル (ラッチ温度) を正確に設定でき る。 また、 ショットキパリアダイオードに流れる逆方向漏れ電流に応じ た電圧が基準電圧以下の時は、 逆方向漏れ電流は、 発光素子に流れ込ま ないので、 過電圧保護回路への逆方向漏れ電流の影響はない。 過電圧保 護レベル (ラッチ電圧) を正確に設定できる。
第 3の発明において、 前記電流制御手段は、 前記ショ ッ トキバリアダ ィォードに直列に接続された抵抗と、 前記ショッ トキパリァダイォード に流れる逆方向漏れ電流により前記抵抗に発生する電圧が前記基準電圧 以上になった時に出力端子の電位を低レベルにするコンパレータとを有 し、 前記発光素子は、 前記直流出力端子の正極端と前記コンパレータの 出力端子との間に接続され、 前記コンパレータの出力電位が低レベルに なった時に所定値以上の電流が流れて発光することを特徴とする。
第 4の発明において、 前記コンパレータの出力端子と前記直流出力端 子の負極端との間に接続されたツエナーダイォードを有し、 前記ツエナ 一ダイォードは、 前記直流出力端子間の電圧が所定の降伏電圧より大き くなった時に前記発光素子に電流を流すことを特徴とする。
第 5の発明において、 前記電流制御手段は、 前記ショ ッ トキパリアダ ィォードに直列に接続された抵抗と、 前記ショッ トキノくリァダイォード に流れる逆方向漏れ電流により前記抵抗に発生する電圧が基準電圧以上 になった時にオンする トランジスタとを有し、 前記発光素子は、 前記直 流出力端子の正極端と前記トランジスタとの間に接続され、 前記トラン ジスタがオンした時に所定値以上の電流が流れて発光することを特徴と する。
第 6の発明において、 前記発光素子と前記直流出力端子の負極端との 間に接続されたツエナーダイォードを備え、前記ツエナーダイォードは、 前記直流出力端子間の電圧が所定の降伏電圧より大きくなった時に前記 発光素子に電流を流すことを特徴とする。
第 7の発明において、 前記電流制御手段は、 前記ショットキバリアダ ィオードに直列に接続された抵抗を有し、 前記発光素子は、 前記抵抗の 両端に接続され、 前記ショットキパリァダイォードに流れる逆方向漏れ 電流により前記抵抗に発生する電圧が順方向閾値電圧以上になった時に 所定値以上の電流が流れて発光することを特徴とする。
第 8の発明において、 前記電流制御手段は、 前記ショッ トキパリアダ ィォードに直列に接続された抵抗と、 前記ショットキパリァダイォード と前記抵抗の一端との接続点にァノードが接続されたダイォードとを有 し、 前記発光素子は、 前記ダイオードの力ソードと前記抵抗の他端との 間に接続され、 前記ショットキパリアダイオードに流れる逆方向漏れ電 流により前記抵抗に発生する電圧が前記ダイォードの順方向閾値電圧及 ぴ前記発光素子の順方向閾値電圧の和以上になった時に所定値以上の電 流が流れて発光することを特徴とする。
第 9の発明において、 前記直流出力端子の正極端と前記発光素子との 間に接続されたツエナーダイォードを有し、前記ッヱナ一ダイォードは、 前記直流出力端子間の電圧が所定の降伏電圧より大きくなった時に前記 発光素子に電流を流すことを特徴とする。
第 1 0の発明において、 前記主回路の主電流の通路に接続された整流 ダイォードを有し、 前記ショットキパリァダイォードと前記整流ダイォ 一ドとは、熱結合され且つ機械的に一体化されていることを特徴とする。 第 1 1の発明において、 前記主回路の主電流の通路に接続された電流 検出抵抗を有し、 前記ショッ トキバリアダイォードと前記電流検出抵抗 とは、 熱結合され且つ機械的に一体化されていることを特徴とする。 図面の簡単な説明
図 1は、 第 1実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。
図 2は、 第 1実施形態の電源装置で使用されるショットキパリァダイ
'ォードの温度と逆方向電流との関係を示す特性図である。
図 3は、 第 1実施形態の電源装置で使用されるショットキバリアダイ ォードと整流ダイォードとの複合部品を概略的に示す正面図である。 図 4は、 第 2実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。
図 5は、 第 3実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。
図 6は、 第 4実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。
図 7は、 第 5実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。
図 8は、 第 6実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。
図 9は、 第 6実施形態の電源装置で使用されるショットキバリアダイ ォードと抵抗との複合部品を概略的に示す正面図である。
図 1 0は、 第 7実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。
図 1 1は、 第 8実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。
図 1 2は、 第 9実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明実施形態の電源装置を図面を参照しながら詳細に説明す る。
(第 1の実施の形態)
図 1は第 1実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。
この電源装置は、 交流入力端子 1 a及ぴ 1 bを介して商用の交流電源 1に接続された入力段の整流平滑回路 2を有する。 整流平滑回路 2は、 ダイォードプリッジ整流回路 3と入力段の平滑コンデンサ C 1 とからな る。 ダイォードプリッジ整流回路 3の入力端子は交流入力端子 1 a及ぴ 1 に接続され、 出力端子は一対の直流ライン 4 a及ぴ 4 bに接続され ている。 平滑コンデンサ C 1は、 直流ライン 4 a及ぴ 4 b間に接続され ている。 整流平滑回路 2は、 交流電源 1から交流入力端子 1 a及ぴ 1 b を介して印加される交流電圧を直流電圧に変換する。
直流ライン 4 a及ぴ 4 b間には、 整流平滑回路 2の出力電圧の安定化 又はレベル変換を行うために、 トランス 5の 1次卷線 N 1を介して電界 効果トランジスタから成るスィツチ Q 1が接続されている。
トランス 5は、 1次卷線 N 1にコア 6を介して電磁結合された 2次卷 線 N 2及ぴ補助卷線 N 3を有する。 2次卷線 N 2は、 出力段の整流平滑 回路 7を介して負荷 8に接続される。 整流平滑回路 7は、 整流ダイォー ド D 5 1 と平滑コンデンサ C 5 1 と力 らなる。 平滑コンデンサ C 5 1は 整流ダイォード D 5 1を介して 2次卷線 N 2に並列に接続されている。 2次卷線 N 2及ぴ整流ダイォード D 5 1の極性は、 スィッチ Q 1がオフ になっている期間に整流ダイォード D 5 1が導通するように決定されて いる。 負荷 8を接続するための一対の直流出力端子 8 a及ぴ 8 bは平滑 コンデンサ C 5 1の両端に接続されている。 整流平滑回路 7は、 2次卷 線 N 2に誘起された電圧を直流電圧に変換して一対の直流出力端子 8 a 及ぴ 8 bに出力する。 なお、 スィッチ Q 1がオンになっている期間に整 流ダイォード D 5 1が導通するように構成することもできる。 入力段の 整流平滑回路 2、 トランス 5、 スィッチ Q 1及ぴ出力段の整流平滑回路 7は、 本発明の主回路に対応する。
また、 整流平滑回路 7の出力側には、 過熱及び過電圧保護装置の一部 を構成する第 1回路 1 6 aが設けられている。 第 1回路 1 6 aは、 一対 の直流出力端子 8 a及ぴ 8 b間に、 ッヱナ一ダイォード D 5 3と抵抗 R 5 4と発光ダイォード P C 2との第 1直列回路'と、 ツエナーダイォード D 5 3及ぴ抵抗 R 5 4に対して並列に接続された、 小信号用のショッ ト キパリァダイォード D 5 2と抵抗 R 5 2との第 2直列回路とから構成さ れている。 発光ダイオード P C 2は、 本発明の発光素子に対応し、 フォ トカブラの一部である。
ショ ッ トキバリアダイオード D 5 2は、 周知のようにシリコン又は 3 一 5族化合物半導体とショットキ一パリァ電極とから成り、 ショッ トキ 一パリァによる整流特性を有する。 このショットキノくリァダイォード D 5 2の力ソードは、 逆バイアスになるように、 整流平滑回路 7の正電圧 の出力端子(つまり直流出力端子 8 a )に接続されており、ァノードは、 抵抗 R 5 2及び発光ダイォード P C 2を介して整流平滑回路 7の負電圧 の出力端子 (つまり直流出力端子 8 b ) に接続されている。
本発明は、 ショ ッ トキパリアダイオード D 5 2の逆方向漏れ電流、 即 ち逆方向電流 I rが、 特定温度範囲、 例えば 1 1 0〜 1 3 0 ° Cで図 2 に示すように急激に増大することに着目してなされた。 ショ ットキパリ ァダイォード D 5 2の逆方向電流 I rが急激に増大する特定温度範囲 1 1 0〜1 3 0 ° Cは、 過熱保護開始の温度に相当する。 電源装置の発煙 及ぴ発火を防ぐためには、 発煙及ぴ発火が生じる恐れのある温度よりも 少し低い温度を検出し、 その動作を停止することが望ましい。 ショッ ト キバリァダイォード D 5 2の逆方向電流 I rが急激に変化する特定温度 範囲 1 1 0〜1 3 0 ° Cは発煙及び発火を防止する温度として望ましい 値である。
ショ ットキパリァダイォード D 5 2は、 電源装置のケース内の任意の 場所又は過熱する恐れのある場所又はこの近くに配置される。 第 1の実 施の形態では、 ショットキパリアダイオード D 5 2は、 電源装置の主電 流が流れる整流ダイオード D 5 1に熱的に結合されている。具体的には、 ショットキバリァダイォード D 5 2と整流ダイォード D 5 1は、 図 3に 示すように、 熱伝導性の高い支持体 2 9を通じて機械的に一体化され、 複合部品 2 8を構成している。 なお、 絶縁性包囲体によってショットキ パリァダイォード D 5 2と整流ダイォード D 5 1 とを一体化してもよい。 また、 周知の T O— 2 2 0又は T O— 3 Pのパッケージを使用して複合 部品 2 8を構成してもよい。
トランス 5の補助卷線 N 3には、 制御電源用の整流平滑回路 9が接続 されている。 この整流平滑回路 9は、 整流ダイオード D 4と平滑コンデ ンサ C 3とからなる。 平滑コンデンサ C 3は整流ダイオード D 4を介し て捕助卷線 N 3に並列に接続されている。 なお、 整流ダイオード D 4及 ぴ捕助卷線 N 3の極性は、 スィッチ Q 1がオフになっている期間に整流 ダイォード D 4が導通するように決定されている。
スィッチ Q 1 をオン及ぴオフ制御するために、 スィッチ Q 1の制御端 子 (ゲート) に制御回路 1 2が接続されている。 制御回路 1 2は、 制御 電源電圧が供給される第 1電源端子 1 3及び第 2電源端子 1 4と、 P W M(pulse with modulation)制御信号を出力する出力端子 1 5とを有し、 出力端子 1 5からの P WM制御信号はスィツチ Q 1の制御端子に供給さ れる。
制御回路 1 2に直流電圧を供給するために制御電源用コンデンサ C 2 が設けられており、 この制御電源用コンデンサ C 2の一端及び他端は制 御回路 1 2の第 1電源端子 1 3及び第 2電源端子 1 4にそれぞれ接続さ れている。 制御電源用コンデンサ C 2は、 起動時充電回路として機能す る起動抵抗 R 1を介して一対の直流ライン 4 a及び 4 b間に接続されて いる。 制御電源用コンデンサ C 2の起動後の充電回路として機能する整 流平滑回路 9は、 過熱及び過電圧保護装置の他の一部を構成する第 2回 路 1 6 bに含まれているトランジスタ Q 2とダイォード D 1 とを介して 制御電源用コンデンサ C 2に並列に接続されている。
第 2回路 1 6 bは、 フォ ト トランジスタ P C 1、 サイリスタ TH 1、 トランジスタ Q 2、 ダイオード D l、 ダイオード D 2、 抵抗 R 2、 抵抗 R 3、 抵抗 R 4及ぴ抵抗 R 5からなる。 フォト トランジスタ P C 1は、 本発明の受光素子に対応し、 フォト力ブラの他の一部である。 第 1回路 1 6 aの発光ダイォード P C 2と第 2回路 1 6 bのフォ ト トランジスタ P C 1 とは光結合される。 また、 サイリスタ TH 1は、 本発明の制御素 子に対応し、 導通保持機能を有する。
サイリスタ TH 1の一方の主端子 (アノード) は抵抗 R 3を介して制 御電源用コンデンサ C 2の一端及び制御回路 1 2の第 1電源端子 1 3に 接続され、 サイリスタ TH 1の他方の主端子 (力ソード) は制御電源用 コンデンサ C 2の他端及ぴ制御回路 1 2の第 2電源端子 1 4に接続され ている。 過熱保護用補助スィツチ及ぴ定電圧制御素子として機能する η ρ η型トランジスタ Q 2のコレクタは直流ライン 9 aに接続され、 エミ ッタはダイォード D 1を介して制御電源用コンデンサ C 2の一端に接続 され、 ベースは抵抗 R 4を介して直流ライン 9 aに接続されている。 整 流平滑回路 9の一対の直流ライン 9 a及ぴ 9 b間の電圧が制御電源用コ ンデンサ C 2の電圧よりも高い時に、 トランジスタ Q 2及ぴダイォード D 1が導通して制御電源用コンデンサ C 2に充電電流が流れる。 サイリ スタ T H 1 と トランジスタ Q 2とを関係付けるためにダイオード D 2が トランジスタ Q 2のベースとサイリスタ TH 1のァノードとの間に接続 されている。 トランジスタ Q 2はサイリスタ TH 1がオンになっている 時にオフになる。
次に、 このように構成される第 1実施形態の電源装置の動作を説明す る。 まず、 電源装置の一般的な動作を説明する。 交流入力端子 l a及び 1 に交流電源 1を接続するか、 又は交流電源 1が接続された状態で図示 が省略されている電源スィツチをオンにすると、 起動抵抗 R 1を介して 制御電源用コンデンサ C 2が充電される。 制御電源用コンデンサ C 2の 電圧が所定値まで上昇すると、 制御回路 1 2からスィッチ Q 1に対して P WM制御信号の供給が開始される。 スィツチ Q 1のオン期間には整流 ダイォード D 5 1及び整流ダイォード D 4が非導通であり、 トランス 5 にエネルギが蓄積される。 スィツチ Q 1のオフ期間にトランス 5の蓄積 エネルギが放出され、 整流ダイォード D 5 1を介して平滑コンデンサ C 5 1が充電され、 且つ整流ダイオード D 4を介して平滑コンデンサ C 3 が充電される。
図示は省略されているが、 直流出力端子 8 a及ぴ 8 間の直流出力電 圧を検出する周知の出力電圧検出回路が設けられており、 制御回路 1 2 は、 出力電圧検出回路の出力に応答して出力電圧を一定にするような P WMパルスを形成し、 スィッチ Q 1に供給する。 このため、 直流出力端 子 8 a及ぴ 8 b間の電圧、 即ち平滑コンデンサ C 5 1の両端の電圧が一 定になり、 且つ整流平滑回路 9の平滑コンデンサ C 3の電圧も一定にな る。 平滑コンデンサ C 3の両端の電圧が制御電源用コンデンサ C 2の両 端電圧よりも高くなると、 補助スィツチとしてのトランジスタ Q 2及び ダイオード D 1が導通し、 制御電源用コンデンサ C 2が整流平滑回路 9 の出力電圧によって充電される。
次に、 過熱保護の動作について説明する。 ショッ トキパリアダイォー ド D 5 2は、 一対の直流出力端子 8 a及ぴ 8 b間に、 逆バイアスになる ように、抵抗 R 5 2及ぴ発光ダイォード P C 2を介して接続されている。 整流ダイォード D 5 1及ぴこれに熱結合されたショットキパリアダイォ ード D 5 2の温度が所定温度 (例えば 1 2 0 ° C ) 以下の時にはショッ トキバリァダイォード D 5 2の逆方向電流 I rは小さいので、 発光ダイ ォード P C 2の光出力も弱く、 フォト トランジスタ P C 1を介してサイ リスタ T H 1を導通状態に転換できない。 従って、 スィッチ Q 1は正常 にオン ·オフ動作を線り返す。
これに対して、 ショットキパリアダイオード D 5 2の温度が所定温度 を越えると、 逆方向電流 I rが大きくなり、 発光ダイオード P C 2の光 出力が強くなる。
これにより、 フォト トランジスタ P C 1の電流も増大し、 サイリスタ T H 1にトリガ電流が流れる。 サイリスタ T H 1のトリガ電流は、 フォ ト トランジスタ P C 1を介してサイリスタ T H 1のゲートから力ソード に向って注入され、 サイリスタ T H 1がターンオンする。 サイリスタ T H Iは、 周知のように、 ー且ターンオンすると、 保持電流以下になるま でオン状態を保持する。
ショットキパリァダイォード D 5 2の過熱検出に基づいてサイリスタ T H 1がオンになると、 ダイオード D 2が順バイアスされてオン状態に なり、 トランジスタ Q 2がオフ状態になる。 これにより、 整流平滑回路 9から制御電源用コンデンサ C 2に供給されていた充電電流が遮断され る。 同時に、 抵抗 R 3を介してサイリスタ T H 1が制御電源用コンデン サ C 2の両端を短絡するため、 制御電源用コンデンサ C 2の電荷が抵抗 R 3及ぴサイリスタ T H 1を通して放出される。 その結果、 制御電源用 コンデンサ C 2の両端の電圧が低下し、 制御回路 1 2の第 1電源端子 1 3及び第 2電源端子 1 4間の電圧も低下する。 これにより、 制御回路 1 2によってスィツチ Q 1をオン ·オフすることが不可能になり、 整流平 滑回路 2からの直流電圧のスィツチングが停止状態になる。 以上の動作 により、 整流ダイォード D 5 1の過熱保護が達成される。
サイリスタ T H 1には、 起動抵抗 R 1を介して保持電流が流れ続ける ので、 交流入力端子 1 a及ぴ 1 bを交流電源 1から切り離すか、 又は図 示が省略されている電源スィツチをオフにするまで過熱保護状態が維持 される。 交流電源 1の切り離し又は電源スィツチのオフ操作によって、 サイリ スタ T H 1もオフになる。 過熱状態が解消されていれば、 交流電 源 1からの電力供給を再開してもサイリスタ T H 1のオフ状態が維持さ れるので、 再ぴショットキバリァダイォード D 5 2による過熱保護が可 能になる。
次に、過電圧保護の動作について説明する。電源装置が正常に動作し、 直流出力端子 8 a及ぴ 8 b間の電圧が所定範囲にある時はツエナーダイ オード D 5 3が非導通である。 従って、 フォト トランジスタ P C 1も非 導通であり、 サイリスタ T H 1にトリガ電流が流れない。
一方、 直流出力端子 8 a及び 8 b間の電圧が何らかの原因で所定範囲 を越えるとツエナーダイォード D 5 3が導通し、 発光ダイォード P C 2 に電流が流れる。
これにより、 発光ダイオード P C 2は発光するので、 フォ ト トランジ スタ P C 1も導通し、 サイリスタ T H 1にトリガ電流が流れる。 この結 果、 サイ リスタ T H 1がターンオンしてスィッチ Q 1のオン · オフ動作 が停止し、 負荷 8が過電圧から保護される。
このように、 第 1実施形態の電源装置によれば、 比較的安価な小信号 用のショットキバリァダイォード D 5 2を温度検出素子として使用して 過熱保護を達成できるので、 電源装置の低コスト化及び小型化を図るこ とができる。
また、 サイリ スタ T H 1によって制御電源用コンデンサ C 2の放電回 路を形成すると共にトランジスタ Q 2をオフにして充電電流を遮断する ので、 迅速な過熱保護を達成できる。
更に、 発光ダイォード P C 2を共用して過熱及び過電圧保護回路を実 現しているので、 コス トの大幅な低減を図ることができる。 また、 整流 ダイォード D 5 1 とショ ットキバリァダイォード D 5 2とは一体化され た複合部品として構成されているので、 両者の熱結合を密にすることが できると共に、 正確に熱結合させることができる。
(第 2の実施の形態)
第 2実施形態の電源装置は、 上述した第 1実施形態の電源装置を改良 したものである。
第 1実施形態の電源装置では、 ショッ トキパリァダイォ一ド D 5 2の 逆方向電流 I rの検出は、 フォト力ブラ (発光ダイオード P C 2及ぴフ オト トランジスタ P C 1 ) を介して一次側で行っていると考えることが できる。
このため、 ショットキバリアダイォード D 5 2の逆方向電流 I rの検 出結果は、 フォ ト力ブラの電流伝達比 (C T R ) に大きく影響されてし まう。 一般に、 フォ ト力ブラの C T Rはパラツキが大きい。 このため、 上述したように構成される第 1実施形態の電源装置では、 過熱保護レべ ル (ラッチ温度) がばらついてしまう。 また、 C T Rは温度、 順方向電 流によっても異なるので、 ラツチ温度の設定は非常に困難になる。
また、 第 1実施形態の電源装置では、 発光ダイオード P C 2を流れる 電流は、 ショットキパリァダイォード D 5 2の逆方向電流 I r とッヱナ 一ダイオード D 5 3を流れる電流の和になるので、 温度によるショッ ト キパリァダイォ一ド D 5 2の逆方向電流 I rの変化により、 過電圧保護 レベル (ラッチ電圧) が変化してしまう。
第 2実施形態の電源装置は、 このような第 1実施形態の電源装置が有 する問題を解消するために、 過熱保護回路をフォトカブラの C T Rによ つて影響されない構成にし、 また、 過熱を検出するショ ッ トキバリアダ ィオード D 5 2の逆方向電流 I rが、 過電圧保護回路の過電圧を検出す るツエナーダイォード D 5 3に流れる電流に影響を及ぼさない構成にし ている。
図 4は第 2実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。 なお、 第 1実施形態の電源装置と同一又は相当部分にはそれと同一の符号を付し て説明を省略又は簡略化する。
第 2実施形態の電源装置では、 第 1回路 1 6 a 1の構成及び動作が、 第 1実施形態の第 1回路 1 6 aとは異なる。即ち、第 1回路 1 6 a 1は、 直流出力端子 8 a及ぴ 8 b間に直列に接続されたショッ トキパリァダイ オード D 5 2と抵抗 R 5 2と抵抗 R 5 1 とからなる直列回路と、 直流出 力端子 8 a及び 8 b間に直列に接続された発光ダイォード P C 2と抵抗 R 5 4とッヱナ一ダイォード D 5 3とからなる直列回路と、 発光ダイォ ード P C 2に並列に接続された抵抗 R 5 3と、 コンパレータ Z 5 1 とか ら構成されている。
コンパレータ Z 5 1の反転入力端子 (一) は、 抵抗 R 5 2と抵抗 R 5 1 との接続点に接続され、 非反転入力端子 (+ ) は、 基準電圧 V r e f を供給する電源に接続されている。 また、 コンパレータ Z 5 1の出力端 子は、 抵抗 R 5 4とツエナーダイォード D 5 3との接続点に接続されて いる。ショットキパリァダイォード D 5 2は、逆バイアスになるように、 そのカソードが直流出力端子 8 aに接続されている。 発光ダイォード P C 2は、 フォト力ブラの一部であり、 本発明の発光素子に対応する。 次に、 第 2実施形態の電源装置の動作を説明する。 ショッ トキバリア ダイォード D 5 2の温度が上昇して逆方向電流 I rが増加すると、 抵抗 R 5 1に発生する電圧が増大し、 コンパレータ Z 5 1の反転入力端子に 印加される電圧が上昇する。 反転入力端子に印加される電圧が、 基準電 圧 V r e f 以上になると、 コンパレータ Z 5 1の出力端子の電位が L レ ベル (低レベル) になり、 電流を引き込む状態になる。 これにより、 発 光ダイォード P C 2に電流が流れて発光し、 第 1実施形態の電源装置と 同様の動作で、 サイリスタ T H 1がターンオンし、 制御回路 1 2の動作 が停止される。
この第 1回路 1 6 a 1において、 発光ダイォード P C 2には、 抵抗 R 5 1に発生する電圧が基準電圧 V r e f より小さいときには電流は流れ ず、 基準電圧 V r e f 以上のときには抵抗 R 5 4によって決定される一 定の電流が流れる。 従って、 サイリスタ T H 1をターンオンさせるのに 十分な電流がフォト トランジスタ P C 1に流れるように、 抵抗 R 5 4の 抵抗値を設計しておけば、 C T Rのばらつきによるラッチ温度のばらつ きはなくなる。
第 1回路 1 6 a 1においては、 抵抗 R 5 1に発生する電圧が基準電圧 V r e f より小さい時は、 ショットキパリァダイォード D 5 2の逆方向 電流 I rは、 発光ダイオード P C 2に流れ込まない。 従って、 第 1回路 1 6 a 1が過電圧保護回路として機能する場合は、 逆方向電流 I rの影 響を受けない。
また、 ツエナーダイォード D 5 3は、 直流出力端子 8 aと 8 bの間の 電圧が所定の降伏電圧より大きくなった時に発光ダイォード P C 2に電 流を流す。
このよ うに、 第 2実施形態の電源装置によれば、 上述した第 1実施形 態の電源装置による効果に加え、 過熱及び過電圧保護回路は、 フォ ト力 ブラの C T Rによって影響されず、 また、 過熱を検出するショットキパ リアダイオード D 5 2の逆方向電流 I rが、 過電圧を検出するツエナー ダイォード D 5 3に流れる電流に影響を及ぼさないので、 過熱保護レべ ル (ラッチ温度) 及び過電圧保護レベル (ラッチ電圧) を正確に設定す ることができる。
(第 3の実施の形態) 第 3実施形態の電源装置は、 第 2実施形態の電源装置の第 1回路 1 6 a 1に含まれるコンパレータ Z 5 1をトランジスタで置き換えたもので める
図 5は第 3実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。 なお、 第 2実施形態の電源装置と同一又は相当部分にはそれと同一の符号を付し て説明を省略又は簡略化する。
第 3実施形態の電源装置の第 1回路 1 6 a 2は、 直流出力端子 8 a及 ぴ 8 b間に直列に接続されたショッ トキパリァダイォード D 5 2と抵抗 R 5 2と抵抗 R 5 1 とからなる直列回路と、 直流出力端子 8 a及ぴ 8 b 間に直列に接続された発光ダイォード P C 2とツエナーダイォード D 5 3とからなる直列回路と、 発光ダイオード P C 2に並列に接続された抵 抗 R 5 3と、 ツエナーダイォード D 5 3に並列に接続された抵抗 R 5 4 と n p n型トランジスタ Q 5 1とからなる直列回路とから構成されてい る。 トランジスタ Q 5 1のベースは、 抵抗 R 5 2 と抵抗 R 5 1 との接続 点に接続されている。 ショットキパリアダイオード D 5 2は、 逆バイァ スになるように、 そのカソードが直流出力端子 8 aに接続されている。 発光ダイオード P C 2は、 フォト力ブラの一部であり、 本発明の発光素 子に対応する。
次に、 第 3実施形態の電源装置の動作を説明する。 ショットキパリア ダイオード D 5 2の温度が上昇して逆方向電流 I rが増加すると、 抵抗 R 5 1に発生する電圧が増加する。 この電圧がトランジスタ Q 5 1のべ ース一エミッタ間閾値電圧以上になると、 トランジスタ Q 5 1がオンに なる。 これにより、 発光ダイオード P C 2に電流が流れて発光し、 第 1 実施形態の電源装置と同様の動作によってサイリスタ T H 1がターンォ ンし、 制御回路 1 2の動作が停止される。
第 1回路 1 6 a 2においては、 抵抗 R 5 1に発生する電圧がトランジ スタ Q 5 1のベース一エミッタ間閾値電圧より小さいときはトランジス タ Q 5 1はオフになっており、 ショットキパリアダイオード D 5 2の逆 方向電流 I rは、 発光ダイォード P C 2に流れ込まない。 従って、 第 1 回路 1 6 a 1が過電圧保護回路として機能する場合は、 逆方向電流 I r の影響は受けない。
また、 ツエナーダイォード D 5 3は、 直流出力端子 8 a と 8 bの間の 電圧が所定の降伏電圧より大きくなった時に発光ダイォード P C 2に電 流を流す。
このように、 第 3実施形態の電源装置によれば、 上述した第 2実施形 態の電源装置と同様の効果に加え、 コンパレータ Z 5 1の代わりにトラ ンジスタ Q 5 1を用いたので、基準電圧 V r e f を生成する必要がなく、 回路構成が簡単になる。
なお、 トランジスタ Q 5 1の代わりに、 F E T、 シャントレギュレー タなどを用いることができる。 この場合も、 上述したトランジスタ Q 5 1を用いた場合と同様の作用及び効果を奏する。
(第 4の実施の形態)
第 4実施形態の電源装置は、 第 3実施形態の電源装置の第 1回路 1 6 a 2に含まれる トランジスタ Q 5 1を取り除き、 発光ダイォード P C 2 を負電圧側 (直流出力端子 8 b側) に接続したものである。
図 6は第 4実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。 なお、 第 3実施形態の電源装置と同一又は相当部分にはそれと同一の符号を付し て説明を省略又は簡略化する。
第 4実施形態の電源装置の第 1回路 1 6 a 3は、 直流出力端子 8 a及 ぴ 8 b間に直列に接続されたショットキパリァダイォード D 5 2と抵抗 R 5 2と抵抗 R 5 1 とからなる直列回路と、 直流出力端子 8 a及ぴ 8 b 間に直列に接続されたツエナーダイォード D 5 3と抵抗 R 5 4と発光ダ ィォード P C 2とからなる直列回路とから構成されている。 抵抗 R 5 2 と抵抗 R 5 1 との接続点は、 抵抗 R 5 4と発光ダイォード P C 2との接 続点に接続されている。 ショ ッ トキバリアダイオード D 5 2は、 逆パイ ァスになるように、そのカソードが直流出力端子 8 aに接続されている。 発光ダイオード P C 2は、 フォト力ブラの一部であり、 本発明の発光素 子に対応する。
次に、 第 4実施形態の電源装置の動作を説明する。 ショ ッ トキパリア ダイォード D 5 2の温度が上昇して逆方向電流 I rが増加し、 抵抗 R 5 1に発生する電圧が発光ダイォード P C 2の順方向閾値電圧以上になる と、 発光ダイオード P C 2に電流が流れて発光する。 これにより、 第 1 実施形態の電源装置と同様の動作によってサイリスタ T H 1がターンォ ンし、 制御回路 1 2の動作が停止される。
また、 ツエナーダイォード D 5 3は、 直流出力端子 8 a と 8 bの間の 電圧が所定の降伏電圧より大きくなった時に発光ダイォード P C 2に電 流を流す。
第 4実施形態の電源装置によれば、 コンパレータやトランジスタとい つた能動素子は不要であるので、 電源装置の更なる低コスト化及ぴ小型 ィ匕を図ることができる。
(第 5の実施の形態)
第 5実施形態の電源装置は、 第 4実施形態の電源装置の第 1回路 1 6 a 3の抵抗 R 5 2と抵抗 R 5 1 との接続点と、 抵抗 R 5 4と発光ダイォ ード P C 2との接続点との間にダイォード D 5 4を揷入したものである。 上述した第 4実施形態の電源装置の第 1回路 1 6 a 3であっても、 ッ ェナーダイォード D 5 3及ぴ抵抗 R 5 4が直流出力端子 8 a側から発光 ダイォード P C 2に接続されていることにより過電圧保護回路と兼用で きるが、 抵抗 R 5 1に常にショットキパリァダイォード D 5 2の逆方向 電流 I rが流れているので、 ショットキパリァダイォード D 5 2の温度 に起因して過電圧保護レベル (ラッチ電圧) が変化するという問題があ る。
具体的には、 一対の直流出力端子 8 a及ぴ 8 bから出力される直流電 圧が過電圧状態になって、 ツエナーダイオード D 5 3がオンすると、 ッ ェナーダイォード D 5 3を流れる電流は、 抵抗 R 5 1に発生する電圧が 発光ダイォード P C 2の順方向閾値電圧以下のときは、 全て抵抗 R 5 1 に流れる。 従って、 抵抗 R 5 1に発生する電圧はショットキパリアダイ ォード D 5 2の逆方向電流 I r とツエナーダイ 一ド D 5 3を流れる電 流の和により決まるので、 ショ ッ トキパリアダイオード D 5 2の温度に 起因して過電圧保護レベル (ラッチ電圧) が変化する。 第 5実施形態の 電源装置は、 この問題を解消するものである。
図 7は第 5実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。 なお、 第 4実施形態の電源装置と同一又は相当部分にはそれと同一の符号を付し て説明を省略又は簡略化する。
第 5実施形態の電源装置の第 1回路 1 6 a 4は、 直流出力端子 8 a及 ぴ 8 b間に直列に接続されたショッ トキノくリァダイォード D 5 2 と抵抗 R 5 2と抵抗 R 5 1 とからなる直列回路と、 直流出力端子 8 a及ぴ 8 b 間に直列に接続されたツエナーダイォード D 5 3と抵抗 R 5 4と発光ダ ィォード P C 2とからなる直列回路と、 抵抗 R 5 2と抵抗 R 5 1 との接 続点にァノードが接続され、 抵抗 R 4と発光ダイォード P C 2との接続 点にカソードが接続されたダイォード D 5 4と、 発光ダイォード P C 2 に並列に接続された抵抗 R 5 3とから構成されている。 ショットキバリ ァダイオード D 5 2は、 逆バイアスになるように、 その力ソードが直流 出力端子 8 aに接続されている。 発光ダイオード P C 2は、 フォ トカブ ラの一部であり、 本発明の発光素子に対応する。 次に、 第 5実施形態の電源装置の動作を説明する。 ショッ トキバリア ダイォード D 5 2の温度が上昇して逆方向電流 I rが増加し、 抵抗 R 5 1に発生する電圧がダイォード D 5 4と発光ダイォード P C 2の順方向 閾値電圧の和以上になると、 発光ダイォード P C 2に電流が流れて発光 する。 これにより、 第 1実施形態の電源装置と同様の動作によって、 サ イリスタ T H 1がターンオンされ、 制御回路 1 2の動作が停止される。 また、 一対の直流出力端子 8 a及ぴ 8 bから出力される直流電圧が過 電圧状態になってツエナーダイォード D 5 3がオンになると、 ツエナー ダイォード D 5 3を通って抵抗 R 5 3に電流が流れる。 この抵抗 R 5 3 に発生する電圧が発光ダイォード P C 2の順方向閾値電圧以上になると、 発光ダイオード P C 2に電流が流れて発光する。 これにより、 第 1実施 形態の電源装置と同様の動作によって、 サイリスタ T H 1がターンオン され、 制御回路 1 2の動作が停止される。
また、 ッヱナ一ダイォード D 5 3は、 直流出力端子 8 a と 8 bの間の 電圧が所定の降伏電圧より大きくなった時に発光ダイォード P C 2に電 流を流す。
このように、 第 5実施形態の電源装置によれば、 抵抗 R 5 1に発生す る電圧がダイォード D 5 4と発光ダイォード P C 2の順方向閾値電圧の 和以下のときは、 ショットキバリァダイォード D 5 2の逆方向電流 I r は、 発光ダイォード P C 2に流れないので、 第 1回路 1 6 a 4が過電圧 保護回路として機能する場合は、 逆方向電流 I rの影響は受けない。
(第 6の実施の形態)
第 6実施形態の電源装置は、 第 2実施形態の電源装置の第 1回路 1 6 a 1に含まれるショットキ一パリァダイォード D 5 2を、 整流ダイォー ド D 5 1に熱結合させる代わりに、 整流平滑回路 7の出力ラインに挿入 された抵抗 R 5 5に熱結合させたものである。 図 8は第 6実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。 なお、 第 2実施形態の電源装置と同一又は相当部分にはそれと同一の符号を付し て説明を省略又は簡略化する。
抵抗 R 5 5は、 平滑コンデンサ C 5 1の一端と正電圧の直流出力端子 8 aとの間に直列に接続されている。 従って、 抵抗 R 5 5には電源装置 の主電流、 即ち負荷電流が流れる。 図 8において図示は省略されている 力 一対の電流検出ラインが抵抗 R 5 5の両端子に接続され、 一対の電 流検出ラインが制御回路 1 2に接続されている。 制御回路 1 2は抵抗 R 5 5を流れる電流が所定値よりも大きくなった時に一対の直流出力端子 8 a及ぴ 8 bから出力される電流を所定値以下に低減するようにスイツ チ Q 1を制御する。
ショッ トキバリァダイォード D 5 2は抵抗 R 5 5に熱結合されている ので、 第 2実施形態の電源装置 (図 4参照) における整流ダイオード D 5 1が過熱状態になった場合と同様に、抵抗 R 5 5が過熱状態になると、 サイリスタ T H 1が導通してスィッチ Q 1がオフ状態となり、 過熱保護 が達成される。
ショットキバリァダイォード D 5 2と抵抗 R 5 5とは、 熱結合を正確 且つ密にするために、 図 9に示すような、 機械的に一体化された複合部 品 3 1に構成されている。
なお、 絶縁性包囲体によってショッ トキパリアダイオード D 5 2と抵 抗 R 5 5とを一体化してもよい。 また、 周知の T O— 2 2 0又は T O— 3 Pのパッケージを使用して複合部品 3 1を構成してもよい。
この第 6実施形態の電源装置によれば、 第 2実施形態の電源装置と同 様の作用及ぴ効果を奏する。
(第 7の実施の形態)
第 7実施形態の電源装置は、 第 3実施形態の電源装置の第 1回路 1 6 a 2に含まれるショットキ一パリァダイォード D 5 2を、 整流ダイォー ド D 5 1に熱結合させる代わりに、 整流平滑回路 7の出力ラインに揷入 された抵抗 R 5 5に熱結合させたものである。
図 1 0は第 7実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。 なお、 第 3実施形態の電源装置と同一又は相当部分にはそれと同一の符号を付 して説明を省略又は簡略化する。
抵抗 R 5 5は、 平滑コンデンサ C 5 1の一端と正電圧の直流出力端子 8 aとの間に直列に接続されている。 従って、 抵抗 R 5 5には電源装置 の主電流、 即ち負荷電流が流れる。 図 1 0において図示は省略されてい るが、 一対の電流検出ラインが抵抗 R 5 5の両端子に接続され、 この一 対の電流検出ラインが制御回路 1 2に接続されている。 制御回路 1 2は 抵抗 R 5 5を流れる電流が所定値よりも大きくなった時に一対の直流出 力端子 8 a及び 8 bから出力される電流を所定値以下に低減するように スィッチ Q 1を制御する。
ショットキパリァダイォード D 5 2は抵抗 R 5 5に熱結合されている ので、 第 3実施形態の電源装置 (図 5参照) における整流ダイオード D 5 1が過熱状態になった場合と同様に、抵抗 R 5 5が過熱状態になると、 サイリスタ T H 1が導通してスィッチ Q 1がオフ状態となり、 過熱保護 が達成される。
第 7実施形態の電源装置においても、 ショッ トキパリアダイオード D 5 2と抵抗 R 5 5とは、 第 6の実施の形態と同様に、 図 9に示すような 機械的に一体化された複合部品 3 1に構成することができる。 この第 7 実施形態の電源装置によれば、 第 3実施形態の電源装置と同様の作用及 ぴ効果を奏する。
(第 8の実施の形態)
第 8実施形態の電源装置は、 第 4実施形態の電源装置の第 1回路 1 6 a 3に含まれるシヨ ッ トキーパリァダイォード D 5 2を、 整流ダイォー ド D 5 1に熱結合させる代わりに、 整流平滑回路 7の出力ラインに揷入 された抵抗 R 5 5に熱結合させたものである。
図 1 1は第 8実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。 なお、 第 4実施形態の電源装置と同一又は相当部分にはそれと同一の符号を付 して説明を省略又は簡略化する。
抵抗 R 5 5は、 平滑コンデンサ C 5 1の一端と正電圧の直流出力端子 8 aとの間に直列に接続されている。 従って、 抵抗 R 5 5には電源装置 の主電流、 即ち負荷電流が流れる。 図 1 1において図示は省略されてい るが、 一対の電流検出ラインが抵抗 R 5 5の両端子に接続され、 この一 対の電流検出ラインが制御回路 1 2に接続されている。 制御回路 1 2は 抵抗 R 5 5を流れる電流が所定値よりも大きくなった時に一対の直流出 力端子 8 a及び 8 bから出力される電流を所定値以下に低減するように スィッチ Q 1を制御する。
ショ ッ トキパリァダイォード D 5 2は抵抗 R 5 5に熱結合されている ので、 第 4実施形態の電源装置 (図 6参照) における整流ダイオード D 5 1が過熱状態になった場合と同様に、抵抗 R 5 5が過熱状態になると、 サイリスタ T H 1が導通してスィッチ Q 1がオフ状態となり、 過熱保護 が達成される。
第 8実施形態の電源装置においても、 ショ ッ トキバリアダイオード D 5 2と抵抗 R 5 5とは、 第 6の実施の形態と同様に、 図 9に示すような 機械的に一体化された複合部品 3 1に構成することができる。 この第 8 実施形態の電源装置によれば、 第 4実施形態の電源装置と同様の作用及 ぴ効果を奏する。
(第 9の実施の形態)
第 9実施形態の電源装置は、 第 5実施形態の電源装置の第 1回路 1 6 a 4に含まれるショットキ一パリァダイォード D 5 2を、 整流ダイォー ド D 5 1に熱結合させる代わりに、 整流平滑回路 7の出力ラインに揷入 された抵抗 R 5 5に熱結合させたものである。
図 1 2は第 9実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。 なお、 第 5実施形態の電源装置と同一又は相当部分にはそれと同一の符号を付 して説明を省略又は簡略化する。
抵抗 R 5 5は、 平滑コンデンサ C 5 1の一端と正電圧の直流出力端子 8 a との間に直列に接続されている。 従って、 抵抗 R 5 5には電源装置 の主電流、 即ち負荷電流が流れる。 図 1 2において図示は省略されてい るが、 一対の電流検出ラインが抵抗 R 5 5の両端子に接続され、 この一 対の電流検出ラインが制御回路 1 2に接続されている。 制御回路 1 2は 抵抗 R 5 5を流れる電流が所定値よりも大きくなった時に一対の直流出 力端子 8 a及ぴ 8 bから出力される電流を所定値以下に低減するように スィッチ Q 1を制御する。
ショッ トキバリァダイォード D 5 2は抵抗 R 5 5に熱結合されている ので、 第 5実施形態の電源装置 (図 7参照) における整流ダイオード D 5 1が過熱状態になった場合と同様に、抵抗 R 5 5が過熱状態になると、 サイリスタ T H 1が導通してスィツチ Q 1がオフ状態となり、 過熱保護 が達成される。
この第 9実施形態の電源装置においても、 ショットキパリアダイォー ド D 5 2と抵抗 R 5 5とは、 第 6の実施の形態と同様に、 図 9に示すよ うな機械的に一体化された複合部品 3 1に構成することができる。 この 第 9実施形態の電源装置によれば、 第 5実施形態の電源装置と同様の作 用及び効果を奏する。
本発明は上述した第 1〜第 9の実施の形態に限定されるものでなく、 例えば次の変形が可能である。 ( 1 ) ショットキパリアダイオード D 5 2は、 1次卷線 N 1に直列に接 続された図示されていない電流検出抵抗、 ダイォードプリッジ整流回路 3に含まれるダイオード、 平滑コンデンサ C l、 制御電源用コンデンサ C 2等に熱結合させることができる。 この場合、 ショットキパリアダイ オード D 5 2をダイオードに熱結合させる時には、 図 3に示した複合部 品 2 8を使用することができる。 また、 ショッ トキパリアダイオード D 5 2を抵抗に熱結合させる時には図 9に示した複合部品 3 1を使用する ことができる。
( 2 ) 1つのショッ トキパリァダイォード D 5 2の代りに複数のショッ トキパリアダイオードを並列に接続し、 複数のショットキバリアダイォ ードの各々を電源装置に含まれる抵抗、 ダイオード、 コンデンサ等に熱 結合させることができる。
( 3 ) トランス 5に複数の 2次卷線 N 2を設け、 複数の負荷に電力を供 給するように構成し、 各負荷回路に対して第 1回路 1 6 aに相当するも のを設け、 複数の第 1回路 1 6 aの光出力を 1つのフォ ト トランジスタ P C 1に与えるように構成することができる。
( 4 ) トランジスタ Q 2、 ダイオード D l、 ダイオード D 2、 抵抗 R 4 の回路を省略し、 直流ライン 9 aを制御電源用コンデンサ C 2に直接に 接続することができる。
( 5 ) 制御素子としてのサイリスタ T H 1の代りに保持機能を有する別 の制御スィツチ素子又は制御スィツチ回路を使用することができる。
( 6 ) 第 1〜第 9実施形態の電源装置に限らず、 全ての電気回路装置に 本発明を適用することができる。
( 7 ) サイリスタ T H 1のカソード側又はァノード側に発光素子又はプ ザ一を接続し、 過熱によってサイリスタ T H 1が導通した時に発光素子 を発光又はブザーを作動させ、 過熱状態を使用者に報知することができ る。
(8) 過熱及び過電圧保護回路を構成する第 1回路 1 6 a及び第 2回路 1 6 bの全部又は一部をまとめて 1つの部品として一体的に構成するこ とができる。
(9) ファース トリカパリダイオード (FRD) など温度により逆方向 漏れ電流が変化する素子であれば、 ショットキパリアダイォード D 5 2 に代替して適用することができる。 以上、 説明したように、 本発明によれば、 大幅にコス トの低減を図る ことができ、 また、 過熱保護レベル (ラッチ温度) 及び過電圧保護レべ ル(ラツチ電圧)を正確に設定できる電源装置を提供することができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 入力された交流又は直流を別の直流に変換する主回路と、 前記主回 路を制御する制御回路とを有する電源装置において、
温度検出素子として被温度測定部位に配置され、 逆方向電圧が印加さ れ、 逆方向漏れ電流が流れるショットキパリアダイォードと、
前記ショットキパリアダイォードに流れる逆方向漏れ電流を検出する 検出手段と、
前記検出手段の出力が所定値以上になった時に前記制御回路の動作を 停止させる制御素子と、
を備えることを特徴とする電源装置。
2 . 前記検出手段は、
前記主回路の直流出力端子に接続された発光素子と、
この発光素子の発光に応答して電流を流す受光素子と、
前記ショットキパリァダイォードと前記発光素子との間に接続され、 前記ショットキパリァダイォードに流れる逆方向漏れ電流に応じた電圧 が基準電圧以上になった時に前記発光素子に電流を流す電流制御手段と を有し、
前記制御素子は、 前記受光素子に流れる電流に基づいて前記制御回路 の動作を停止させることを特徴とする請求項 1記載の電源装置。
3 . 前記電流制御手段は、
前記ショットキバリァダイォードに直列に接続された抵抗と、 前記ショットキバリァダイォードに流れる逆方向漏れ電流により前記 抵抗に発生する電圧が前記基準電圧以上になった時に出力端子の電位を 低レベルにするコンパレータとを有し、
前記発光素子は、 前記直流出力端子の正極端と前記コンパレータの出 力端子との間に接続され、 前記コンパレータの出力電位が低レベルにな つた時に所定値以上の電流が流れて発光することを特徴とする請求項 2 記載の電源装置。
4 . 前記コンパレータの出力端子と前記直流出力端子の負極端との間に 接続されたツエナーダイォードを有し、
前記ツエナーダイォードは、 前記直流出力端子間の電圧が所定の降伏 電圧より大きくなった時に前記発光素子に電流を流すことを特徴とする 請求項 3記載の電源装置。
5 . 前記電流制御手段は、
前記ショットキパリアダイォードに直列に接続された抵抗と、 前記シヨットキパリァダイォードに流れる逆方向漏れ電流により前記 抵抗に発生する電圧が基準電圧以上になった時にオンする トランジスタ とを有し、
前記発光素子は、 前記直流出力端子の正極端と前記トランジスタとの 間に接続され、 前記トランジスタがオンした時に所定値以上の電流が流 れて発光することを特徴とする請求項 2記載の電源装置。
6 . 前記発光素子と前記直流出力端子の負極端との間に接続されたツエ ナーダイォードを備え、
前記ッニナ一ダイォードは、 前記直流出力端子間の電圧が所定の降伏 電圧より大きくなった時に前記発光素子に電流を流すことを特徴とする 請求項 5記載の電源装置。
7 . 前記電流制御手段は、
前記ショットキパリアダイォードに直列に接続された抵抗を有し、 前記発光素子は、 前記抵抗の両端に接続され、 前記ショットキパリア ダイォードに流れる逆方向漏れ電流により前記抵抗に発生する電圧が順 方向閾値電圧以上になった時に所定値以上の電流が流れて発光すること を特徴とする請求項 2記載の電源装置。
8 . 前記電流制御手段は、
前記ショットキパリアダイォードに直列に接続された抵抗と、 前記ショットキパリァダイォードと前記抵抗の一端との接続点にァノ 一ドが接続されたダイォードとを有し、
前記発光素子は、 前記ダイォードのカソードと前記抵抗の他端との間 に接続され、 前記ショットキパリァダイォードに流れる逆方向漏れ電流 により前記抵抗に発生する電圧が前記ダイォードの順方向閾値電圧及ぴ 前記発光素子の順方向閾値電圧の和以上になった時に所定値以上の電流 が流れて発光することを特徴とする請求項 2記載の電源装置。
9 . 前記直流出力端子の正極端と前記発光素子との間に接続されたツエ ナーダイオードを有し、
前記ツユナーダイォ一ドは、 前記直流出力端子間の電圧が所定の降伏 電圧より大きくなった時に前記発光素子に電流を流すことを特徴とする 請求項 7又は請求項 8記載の電源装置。
1 0 . 前記主回路の主電流の通路に接続された整流ダイオードを有し、 前記ショ ットキバリァダイォードと前記整流ダイォードとは、 熱結合 され且つ機械的に一体化されていることを特徴とする請求項 1記載の電
1 1 . 前記主回路の主電流の通路に接続された電流検出抵抗を有し、 前記ショッ トキバリアダイオードと前記電流検出抵抗とは、 熱結合さ れ且つ機械的に一体化されていることを特徴とする請求項 1記載の電源
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