JP2000032747A - スイッチング電源装置 - Google Patents
スイッチング電源装置Info
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 34
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims description 38
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 スイッチング電源装置に関し、コンデンサに
よる事故を防止する。 【解決手段】 コンデンサC1の内部抵抗rによる電圧
降下はコイルL1の両端に現れる。リプル電圧検出回路
6でコイルL1の両端電圧を検出し、所定レベル以上の
ときにフォト・ダイオードPD2をオンさせる。フォト
・トランジスタPT2はフォト・ダイオードPD2と結
合しており、これによりラッチ回路5を動作させてスイ
ッチング素子Q1のゲートをローとする。
よる事故を防止する。 【解決手段】 コンデンサC1の内部抵抗rによる電圧
降下はコイルL1の両端に現れる。リプル電圧検出回路
6でコイルL1の両端電圧を検出し、所定レベル以上の
ときにフォト・ダイオードPD2をオンさせる。フォト
・トランジスタPT2はフォト・ダイオードPD2と結
合しており、これによりラッチ回路5を動作させてスイ
ッチング素子Q1のゲートをローとする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はスイッチング電源装
置に関し、特に、スイッチング手段の発振信号を伝達す
るトランスの二次電流により充電される電解コンデンサ
を備えたスイッチング電源装置に関する。
置に関し、特に、スイッチング手段の発振信号を伝達す
るトランスの二次電流により充電される電解コンデンサ
を備えたスイッチング電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は、従来のリンギング・チョーク・
コンバータの一例の回路図である。
コンバータの一例の回路図である。
【0003】図5において、リンギング・チョーク・コ
ンバータ50は、トランスT1と、スイッチング素子Q
1と、発振制御回路1と、抵抗R1と、過電流検出回路
4と、ラッチ回路5と、出力用ダイオードD1と、出力
用電解コンデンサC1と、平滑用コイルL1と、平滑用
電解コンデンサC2と、電圧検出回路3と、フォトカプ
ラ2とからなり、スイッチング電源装置を構成してい
る。ここで、出力用電解コンデンサC1と平滑用コイル
L1と平滑用電解コンデンサC2とでπ型フィルタ回路
7を形成し、これにより出力電圧Voを滑らかな直流定
電圧にして正側出力電圧端子(+)と負側出力電圧端子
(−)間に出力する。
ンバータ50は、トランスT1と、スイッチング素子Q
1と、発振制御回路1と、抵抗R1と、過電流検出回路
4と、ラッチ回路5と、出力用ダイオードD1と、出力
用電解コンデンサC1と、平滑用コイルL1と、平滑用
電解コンデンサC2と、電圧検出回路3と、フォトカプ
ラ2とからなり、スイッチング電源装置を構成してい
る。ここで、出力用電解コンデンサC1と平滑用コイル
L1と平滑用電解コンデンサC2とでπ型フィルタ回路
7を形成し、これにより出力電圧Voを滑らかな直流定
電圧にして正側出力電圧端子(+)と負側出力電圧端子
(−)間に出力する。
【0004】各構成要素について詳細に説明すると、ト
ランスT1は一次巻線N1、二次巻線N2、制御巻線N
3を有する。たとえばFETであるスイッチング素子Q
1のドレインは、トランスT1の一次巻線N1を介して
直流入力電圧VINの正極に接続される。発振制御回路
1はトランスT1の制御巻線N3とスイッチング素子Q
1のゲート間に構成される。抵抗R1は、直流入力電圧
VINの正極とスイッチング素子Q1のゲート間に接続
される。
ランスT1は一次巻線N1、二次巻線N2、制御巻線N
3を有する。たとえばFETであるスイッチング素子Q
1のドレインは、トランスT1の一次巻線N1を介して
直流入力電圧VINの正極に接続される。発振制御回路
1はトランスT1の制御巻線N3とスイッチング素子Q
1のゲート間に構成される。抵抗R1は、直流入力電圧
VINの正極とスイッチング素子Q1のゲート間に接続
される。
【0005】過電流検出回路4はスイッチング素子Q1
のソースと直流入力電圧VINの負極の間に接続され、
スイッチング素子Q1に流れる電流を検出する。ラッチ
回路5は過電流検出回路4と制御巻線N3の間に構成さ
れ、過電流検出回路4からの信号でスイッチング素子Q
1をオフさせる。
のソースと直流入力電圧VINの負極の間に接続され、
スイッチング素子Q1に流れる電流を検出する。ラッチ
回路5は過電流検出回路4と制御巻線N3の間に構成さ
れ、過電流検出回路4からの信号でスイッチング素子Q
1をオフさせる。
【0006】出力用ダイオードD1のアノードは、二次
巻線N2の負極に接続される。出力用電解コンデンサC
1は、出力用ダイオードD1のカソードと二次巻線N2
の正極との間に接続される。平滑用コイルL1と平滑用
電解コンデンサC2との直列回路が出力用電解コンデン
サC1の両端子間に接続される。
巻線N2の負極に接続される。出力用電解コンデンサC
1は、出力用ダイオードD1のカソードと二次巻線N2
の正極との間に接続される。平滑用コイルL1と平滑用
電解コンデンサC2との直列回路が出力用電解コンデン
サC1の両端子間に接続される。
【0007】平滑用コイルL1と平滑用電解コンデンサ
C2との共通接続点には正側出力電圧端子(+)が接続
され、出力用電解コンデンサC1と平滑用電解コンデン
サC2との共通接続点には負側出力電圧端子(−)が接
続される。電圧検出回路3は両出力電圧端子(+)、
(−)間に接続され、さらにフォトカプラ2の入力側に
接続される。フォトカプラ2は入力側にはフォト・ダイ
オードPD1を、出力側にはフォト・ダイオードPD1
と光学的に結合するフォト・トランジスタPT1を備え
る。フォト・トランジスタPT1は、発振制御回路1に
接続される。
C2との共通接続点には正側出力電圧端子(+)が接続
され、出力用電解コンデンサC1と平滑用電解コンデン
サC2との共通接続点には負側出力電圧端子(−)が接
続される。電圧検出回路3は両出力電圧端子(+)、
(−)間に接続され、さらにフォトカプラ2の入力側に
接続される。フォトカプラ2は入力側にはフォト・ダイ
オードPD1を、出力側にはフォト・ダイオードPD1
と光学的に結合するフォト・トランジスタPT1を備え
る。フォト・トランジスタPT1は、発振制御回路1に
接続される。
【0008】次に、図6はリンギング・チョーク・コン
バータ50の各部の波形を示す動作波形図であり、同図
および図5を参照してリンギング・チョーク・コンバー
タ50の動作を説明する。
バータ50の各部の波形を示す動作波形図であり、同図
および図5を参照してリンギング・チョーク・コンバー
タ50の動作を説明する。
【0009】直流入力電圧VINを印加すると抵抗R1
を介してスイッチング素子Q1のゲートが充電されて電
位が上昇し、スイッチング素子Q1がオン動作を始め
る。トランスT1の一次巻線N1には正極側を正として
直流入力電圧VINが印加され、制御巻線N3に正極側
を正とする電圧が誘起される。この誘起電圧が発振制御
回路1を介してスイッチング素子Q1のゲートに正帰還
されることで、スイッチング素子Q1は完全にオンす
る。図6(A)はスイッチング素子Q1のドレイン・ソ
ース電圧VDSを、図6(B)はスイッチング素子Q1
のゲート・ソース電圧VGSを示す。上記オン動作によ
り、スイッチング素子Q1のオン期間Tonにおける両
電圧は図示の通りである。
を介してスイッチング素子Q1のゲートが充電されて電
位が上昇し、スイッチング素子Q1がオン動作を始め
る。トランスT1の一次巻線N1には正極側を正として
直流入力電圧VINが印加され、制御巻線N3に正極側
を正とする電圧が誘起される。この誘起電圧が発振制御
回路1を介してスイッチング素子Q1のゲートに正帰還
されることで、スイッチング素子Q1は完全にオンす
る。図6(A)はスイッチング素子Q1のドレイン・ソ
ース電圧VDSを、図6(B)はスイッチング素子Q1
のゲート・ソース電圧VGSを示す。上記オン動作によ
り、スイッチング素子Q1のオン期間Tonにおける両
電圧は図示の通りである。
【0010】スイッチング素子Q1のオンにより、トラ
ンスT1の一次巻線N1には図6(C)の三角波状の一
次電流Id(スイッチング素子Q1のドレイン電流)が
流れる。一次電流Idは、オン期間Tonに(VIN/
L)*Tonの傾きで増加する。ただし、Lは一次巻線
N1のインダクタンスである。オン期間Tonにトラン
スT1の一次巻線N1は一次電流Idにしたがってエネ
ルギを蓄積する。
ンスT1の一次巻線N1には図6(C)の三角波状の一
次電流Id(スイッチング素子Q1のドレイン電流)が
流れる。一次電流Idは、オン期間Tonに(VIN/
L)*Tonの傾きで増加する。ただし、Lは一次巻線
N1のインダクタンスである。オン期間Tonにトラン
スT1の一次巻線N1は一次電流Idにしたがってエネ
ルギを蓄積する。
【0011】このオン期間Tonは発振制御回路1によ
ってコントロールされる。具体的には、出力電圧Voが
上昇しようとすると電圧検出回路3がこれを検出し、フ
ォトカプラ2を介して発振制御回路1に負帰還信号を送
る。負帰還信号に応じ発振制御回路1がスイッチング素
子Q1のゲート電荷を放電し、これによりスイッチング
素子Q1をオフさせる。スイッチング素子Q1がオフす
る直前までのオン期間に、トランスT1の一次巻線N1
には1/2*L*(Id)2 の電磁エネルギが蓄積され
ている。
ってコントロールされる。具体的には、出力電圧Voが
上昇しようとすると電圧検出回路3がこれを検出し、フ
ォトカプラ2を介して発振制御回路1に負帰還信号を送
る。負帰還信号に応じ発振制御回路1がスイッチング素
子Q1のゲート電荷を放電し、これによりスイッチング
素子Q1をオフさせる。スイッチング素子Q1がオフす
る直前までのオン期間に、トランスT1の一次巻線N1
には1/2*L*(Id)2 の電磁エネルギが蓄積され
ている。
【0012】スイッチング素子Q1がオフされると、逆
起電力によってトランスT1のすべての巻線の極性が反
転する。したがって、トランスT1の二次巻線N2の負
極から出力用ダイオードD1を通して出力用電解コンデ
ンサC1を充電する二次電流Ifが図6(D)の様に流
れ、これにより蓄積したエネルギが放出される。蓄積し
たエネルギを放出し終わって二次電流Ifが停止する
と、トランスT1のすべての巻線の極性が再び反転し発
振制御回路1を介して再びスイッチング素子Q1のゲー
トを充電し始めるので、オフ期間Toffからオン期間
Tonに移行する。
起電力によってトランスT1のすべての巻線の極性が反
転する。したがって、トランスT1の二次巻線N2の負
極から出力用ダイオードD1を通して出力用電解コンデ
ンサC1を充電する二次電流Ifが図6(D)の様に流
れ、これにより蓄積したエネルギが放出される。蓄積し
たエネルギを放出し終わって二次電流Ifが停止する
と、トランスT1のすべての巻線の極性が再び反転し発
振制御回路1を介して再びスイッチング素子Q1のゲー
トを充電し始めるので、オフ期間Toffからオン期間
Tonに移行する。
【0013】これら一連の動作を繰り返すことでリンギ
ング・チョーク・コンバータ発振動作を遂行し、所望の
一定出力電圧Voを出力する。
ング・チョーク・コンバータ発振動作を遂行し、所望の
一定出力電圧Voを出力する。
【0014】上記の定電圧機能に加えてリンギング・チ
ョーク・コンバータ50は、故障などによる出力電流l
oの過電流を考慮して、以下の様な出力過電流シャット
ダウン保護機能を備えている。
ョーク・コンバータ50は、故障などによる出力電流l
oの過電流を考慮して、以下の様な出力過電流シャット
ダウン保護機能を備えている。
【0015】すなわち、出力電流Ioと比例関係にある
一次電流Idを過電流検出回路4で常に検出し、一次電
流Idが過剰に流れて閾値を超えた場合にラッチ回路5
へ信号を送る。ラッチ回路5はこれにしたがってスイッ
チング素子Q1のゲートをローレベルとし、発振動作
(スイッチング)を停止させる。ラッチ回路5はこの発
振停止状態を維持し続け、二次故障の危険を回避するこ
とができる。
一次電流Idを過電流検出回路4で常に検出し、一次電
流Idが過剰に流れて閾値を超えた場合にラッチ回路5
へ信号を送る。ラッチ回路5はこれにしたがってスイッ
チング素子Q1のゲートをローレベルとし、発振動作
(スイッチング)を停止させる。ラッチ回路5はこの発
振停止状態を維持し続け、二次故障の危険を回避するこ
とができる。
【0016】次に、図6(E)は出力用電解コンデンサ
C1の電流Icを示している。この電流Icは、二次巻
線N2の負極から出力用電解コンデンサC1に流入する
充電電流Ic1と、当該充電後に平滑用コイルL1を通
して流出する放電電流Ic2とで表される。
C1の電流Icを示している。この電流Icは、二次巻
線N2の負極から出力用電解コンデンサC1に流入する
充電電流Ic1と、当該充電後に平滑用コイルL1を通
して流出する放電電流Ic2とで表される。
【0017】この電流Icをπ型フィルタ回路7により
平滑することで出力電圧Voが得られ、出力用電解コン
デンサC1に劣化がないときには図6(F)に示す小さ
なリプル電圧を持った出力となる。
平滑することで出力電圧Voが得られ、出力用電解コン
デンサC1に劣化がないときには図6(F)に示す小さ
なリプル電圧を持った出力となる。
【0018】ここで、一般に電解コンデンサは、例えば
図5の出力用電解コンデンサC1を例に示すように、容
量成分cと直列にrで示される内部抵抗(ESR)成分
を持っている。電解コンデンサは経年変化により静電容
量が減少し、内部抵抗rが増大する劣化が生じ、内部抵
抗増大の劣化が生じた場合の出力電圧Voは図6(G)
に示す様な大きなリプル電圧を持ったものになる。
図5の出力用電解コンデンサC1を例に示すように、容
量成分cと直列にrで示される内部抵抗(ESR)成分
を持っている。電解コンデンサは経年変化により静電容
量が減少し、内部抵抗rが増大する劣化が生じ、内部抵
抗増大の劣化が生じた場合の出力電圧Voは図6(G)
に示す様な大きなリプル電圧を持ったものになる。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のリンギング・チョーク・コンバータの構成で
は、平滑用電解コンデンサC2は充/放電がそれほど多
くないため殆ど劣化しないが、特に出力用電解コンデン
サC1は大電流の充/放電を繰り返すために劣化が進み
易い。そのため、仮に出力用電解コンデンサの寿命を超
えて使用した場合には破損事故が起こる可能性があり、
出力用電解コンデンサの劣化に伴う事故を未然に防ぐた
めには注意を払う必要があった。
た従来のリンギング・チョーク・コンバータの構成で
は、平滑用電解コンデンサC2は充/放電がそれほど多
くないため殆ど劣化しないが、特に出力用電解コンデン
サC1は大電流の充/放電を繰り返すために劣化が進み
易い。そのため、仮に出力用電解コンデンサの寿命を超
えて使用した場合には破損事故が起こる可能性があり、
出力用電解コンデンサの劣化に伴う事故を未然に防ぐた
めには注意を払う必要があった。
【0020】そこで、本発明は上記の課題に鑑みてなさ
れたものであって、出力用電解コンデンサの劣化を検知
し、自動的に電源の動作を停止して、出力用電解コンデ
ンサの破損事故を回避する機能を備えたスイッチング電
源装置を提供することを目的とする。
れたものであって、出力用電解コンデンサの劣化を検知
し、自動的に電源の動作を停止して、出力用電解コンデ
ンサの破損事故を回避する機能を備えたスイッチング電
源装置を提供することを目的とする。
【0021】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項1の本発明装置は、直流電圧を入力される
一次巻線と、前記一次巻線に一端を接続されるスイッチ
ング手段と、前記スイッチング手段および前記一次巻線
に流れる一次電流を検出する電流検出手段と、当該検出
に応じて前記スイッチング手段の入力端を制御してスイ
ッチングを停止させる停止手段と、前記一次巻線と結合
する二次巻線と、前記二次巻線に流れる二次電流を平滑
する平滑手段と、前記平滑手段の出力電圧の変化を検出
して前記スイッチング手段の前記入力端電荷を放電させ
るとともに前記一次巻線の電圧に応じた電圧を前記スイ
ッチング手段の前記入力端に付与してオンさせるスイッ
チング制御手段とを備え、前記平滑手段は前記二次電流
によって充電されるコンデンサを含むリンギング・チョ
ーク・コンバータにおいて、前記コンデンサの内部抵抗
が所定値よりも大きいときに前記停止手段を動作させる
ことで前記スイッチング手段のスイッチング停止状態を
維持させるように制御するスイッチング停止手段を備え
ることを特徴とする。
めに、請求項1の本発明装置は、直流電圧を入力される
一次巻線と、前記一次巻線に一端を接続されるスイッチ
ング手段と、前記スイッチング手段および前記一次巻線
に流れる一次電流を検出する電流検出手段と、当該検出
に応じて前記スイッチング手段の入力端を制御してスイ
ッチングを停止させる停止手段と、前記一次巻線と結合
する二次巻線と、前記二次巻線に流れる二次電流を平滑
する平滑手段と、前記平滑手段の出力電圧の変化を検出
して前記スイッチング手段の前記入力端電荷を放電させ
るとともに前記一次巻線の電圧に応じた電圧を前記スイ
ッチング手段の前記入力端に付与してオンさせるスイッ
チング制御手段とを備え、前記平滑手段は前記二次電流
によって充電されるコンデンサを含むリンギング・チョ
ーク・コンバータにおいて、前記コンデンサの内部抵抗
が所定値よりも大きいときに前記停止手段を動作させる
ことで前記スイッチング手段のスイッチング停止状態を
維持させるように制御するスイッチング停止手段を備え
ることを特徴とする。
【0022】ここで、請求項2の本発明装置は、請求項
1において、前記平滑手段は、前記コンデンサと、前記
コンデンサの両端に接続されるコイルと他のコンデンサ
との直列回路を備え、前記コイルの両端に前記内部抵抗
による電圧降下を生じる構成であり、前記スイッチング
停止手段は、前記内部抵抗による電圧降下を検出する電
圧検出手段と、当該検出した電圧降下が閾値よりも大き
いことを検出して当該検出信号を前記停止手段に入力す
る閾値検出手段を備えるものである。
1において、前記平滑手段は、前記コンデンサと、前記
コンデンサの両端に接続されるコイルと他のコンデンサ
との直列回路を備え、前記コイルの両端に前記内部抵抗
による電圧降下を生じる構成であり、前記スイッチング
停止手段は、前記内部抵抗による電圧降下を検出する電
圧検出手段と、当該検出した電圧降下が閾値よりも大き
いことを検出して当該検出信号を前記停止手段に入力す
る閾値検出手段を備えるものである。
【0023】ここで、請求項3の本発明装置は、請求項
2において、前記電圧検出手段は前記コイルの両端に接
続されたリプル電圧検出回路であり、前記リプル電圧検
出回路は、前記両端電圧を所定の分圧比で分圧する分圧
手段と、当該分圧電圧によりスイッチングする他のスイ
ッチング手段を備えるものである。
2において、前記電圧検出手段は前記コイルの両端に接
続されたリプル電圧検出回路であり、前記リプル電圧検
出回路は、前記両端電圧を所定の分圧比で分圧する分圧
手段と、当該分圧電圧によりスイッチングする他のスイ
ッチング手段を備えるものである。
【0024】ここで、請求項4の本発明装置は、請求項
3において、前記停止手段は、入力信号により前記スイ
ッチング手段の入力端をローレベルとしてスイッチング
を停止させるラッチ手段であり、前記閾値検出手段は、
前記他のスイッチング手段のスイッチング動作によりオ
ンするフォト・ダイオードと、前記フォト・ダイオード
と光結合し、前記フォト・ダイオードのオンにしたがっ
て前記ラッチ手段に前記入力信号を供給するフォト・ト
ランジスタを備えるものである。
3において、前記停止手段は、入力信号により前記スイ
ッチング手段の入力端をローレベルとしてスイッチング
を停止させるラッチ手段であり、前記閾値検出手段は、
前記他のスイッチング手段のスイッチング動作によりオ
ンするフォト・ダイオードと、前記フォト・ダイオード
と光結合し、前記フォト・ダイオードのオンにしたがっ
て前記ラッチ手段に前記入力信号を供給するフォト・ト
ランジスタを備えるものである。
【0025】ここで、請求項5の本発明装置は、請求項
1ないし4のいずれかにおいて、前記二次巻線にアノー
ドを接続され、前記平滑手段にカソードを接続されるダ
イオードをさらに備えるものである。
1ないし4のいずれかにおいて、前記二次巻線にアノー
ドを接続され、前記平滑手段にカソードを接続されるダ
イオードをさらに備えるものである。
【0026】上記構成の本発明によれば、コンデンサに
劣化が生じ、その内部抵抗が増大すると、内部抵抗の電
圧降下が増大するが、この内部抵抗の電圧降下はこのコ
ンデンサおよび他のコンデンサを通してコイルの両端に
現れる。そして、電圧検出手段でこの電圧を検出し、閾
値検出手段で当該検出した電圧降下が閾値よりも大きい
ことを検出して当該検出信号を停止手段に入力して動作
させることにより、スイッチング素子のスイッチング動
作を停止させるように作用する。
劣化が生じ、その内部抵抗が増大すると、内部抵抗の電
圧降下が増大するが、この内部抵抗の電圧降下はこのコ
ンデンサおよび他のコンデンサを通してコイルの両端に
現れる。そして、電圧検出手段でこの電圧を検出し、閾
値検出手段で当該検出した電圧降下が閾値よりも大きい
ことを検出して当該検出信号を停止手段に入力して動作
させることにより、スイッチング素子のスイッチング動
作を停止させるように作用する。
【0027】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
て図面を参照して詳細に説明する。
【0028】(実施の形態1)図1は本発明の第一の実
施の形態に係るリンギング・チョーク・コンバータを示
す回路図である。なお、図5と同一部分には同一符号を
付してその説明を省略し、従来例のリンギング・チョー
ク・コンバータ50と相異する部分についてのみ、以下
で説明する。
施の形態に係るリンギング・チョーク・コンバータを示
す回路図である。なお、図5と同一部分には同一符号を
付してその説明を省略し、従来例のリンギング・チョー
ク・コンバータ50と相異する部分についてのみ、以下
で説明する。
【0029】図1に示すリンギング・チョーク・コンバ
ータ10の回路構成は、図5に示したリンギング・チョ
ーク・コンバータ50に、リプル電圧検出回路6とフォ
ト・ダイオードPD2とフォト・トランジスタPT2を
追加した構成である。
ータ10の回路構成は、図5に示したリンギング・チョ
ーク・コンバータ50に、リプル電圧検出回路6とフォ
ト・ダイオードPD2とフォト・トランジスタPT2を
追加した構成である。
【0030】リプル電圧検出回路6の検出用の両端子
a、bは、π型フィルタ回路7の平滑用コイルL1の両
端に接続されている。フォト・ダイオードPD2のアノ
ードがリプル電圧検出回路6の信号出力用端子xに接続
され、カソードが負側出力電圧端子(−)に接続され
る。フォト・トランジスタPT2はラッチ回路5とグラ
ンドGNDの間に接続され、フォト・ダイオードPD2
と光結合している。
a、bは、π型フィルタ回路7の平滑用コイルL1の両
端に接続されている。フォト・ダイオードPD2のアノ
ードがリプル電圧検出回路6の信号出力用端子xに接続
され、カソードが負側出力電圧端子(−)に接続され
る。フォト・トランジスタPT2はラッチ回路5とグラ
ンドGNDの間に接続され、フォト・ダイオードPD2
と光結合している。
【0031】図2は図1のリプル電圧検出回路6を詳細
に示す回路図である。
に示す回路図である。
【0032】図2においてリプル電圧検出回路6は、そ
のエミッタを平滑用コイルL1と出力用電解コンデンサ
C1の共通接続点に接続され、そのコレクタをフォト・
ダイオードPD2のアノードに接続されたPNP型トラ
ンジスタTr1と、平滑用コイルL1と平滑用電解コン
デンサC2の共通接続点とトランジスタTr1のベース
の間に接続された抵抗R2と、トランジスタTr1のベ
ース・エミッタ間に接続された抵抗R3とからなってい
る。トランジスタTr1のベースは、抵抗R2、R3で
分圧される。
のエミッタを平滑用コイルL1と出力用電解コンデンサ
C1の共通接続点に接続され、そのコレクタをフォト・
ダイオードPD2のアノードに接続されたPNP型トラ
ンジスタTr1と、平滑用コイルL1と平滑用電解コン
デンサC2の共通接続点とトランジスタTr1のベース
の間に接続された抵抗R2と、トランジスタTr1のベ
ース・エミッタ間に接続された抵抗R3とからなってい
る。トランジスタTr1のベースは、抵抗R2、R3で
分圧される。
【0033】図1、図2の構成では、抵抗R2、R3の
直列回路の両端は検出用端子a、bを介して平滑用コイ
ルL1の両端に接続され、トランジスタTr1のコレク
タには信号出力用端子xを介してフォト・ダイオードP
D2のアノードが接続されるので、平滑用コイルL1の
両端電圧に応じてトランジスタTr1がオンすることで
フォト・ダイオードPD2がオンして発光する。
直列回路の両端は検出用端子a、bを介して平滑用コイ
ルL1の両端に接続され、トランジスタTr1のコレク
タには信号出力用端子xを介してフォト・ダイオードP
D2のアノードが接続されるので、平滑用コイルL1の
両端電圧に応じてトランジスタTr1がオンすることで
フォト・ダイオードPD2がオンして発光する。
【0034】ここで、本実施の形態のリンギング・チョ
ーク・コンバータ10の動作について説明する。
ーク・コンバータ10の動作について説明する。
【0035】図3はリンギング・チョーク・コンバータ
10の各部の波形を示す動作波形図であり、同図および
図1、図2を参照してリンギング・チョーク・コンバー
タ10の動作を説明する。
10の各部の波形を示す動作波形図であり、同図および
図1、図2を参照してリンギング・チョーク・コンバー
タ10の動作を説明する。
【0036】出力用電解コンデンサC1に経年変化等に
よる劣化が生じると内部抵抗rが増大し、内部抵抗rに
よる電圧降下が増大する。図3(B)は、出力用電解コ
ンデンサC1に生じる電圧降下を正常時については実線
で、内部抵抗増大時(劣化時)については一点鎖線で示
す。このときの出力電圧Voを正常時については実線
で、内部抵抗増大時(劣化時)については一点鎖線で図
3(A)に示す。
よる劣化が生じると内部抵抗rが増大し、内部抵抗rに
よる電圧降下が増大する。図3(B)は、出力用電解コ
ンデンサC1に生じる電圧降下を正常時については実線
で、内部抵抗増大時(劣化時)については一点鎖線で示
す。このときの出力電圧Voを正常時については実線
で、内部抵抗増大時(劣化時)については一点鎖線で図
3(A)に示す。
【0037】内部抵抗rの電圧降下は、π型フィルタ回
路7では出力用電解コンデンサC1の静電容量cと平滑
用電解コンデンサC2の静電容量を通して平滑用コイル
L1の両端にそのまま現れる。したがって、内部抵抗r
による電圧降下は、リプル電圧検出回路6の検出用端子
a,b間で分圧抵抗R2,R3を通じてトランジスタT
r1のベース・エミッタ間に加えられることになる。な
お、分圧抵抗R2,R3による分圧回路は所定の閾値で
トランジスタTr1をオンさせるため、必要に応じて用
いられるものである。
路7では出力用電解コンデンサC1の静電容量cと平滑
用電解コンデンサC2の静電容量を通して平滑用コイル
L1の両端にそのまま現れる。したがって、内部抵抗r
による電圧降下は、リプル電圧検出回路6の検出用端子
a,b間で分圧抵抗R2,R3を通じてトランジスタT
r1のベース・エミッタ間に加えられることになる。な
お、分圧抵抗R2,R3による分圧回路は所定の閾値で
トランジスタTr1をオンさせるため、必要に応じて用
いられるものである。
【0038】そして、この分圧電圧が図3(C)に破線
で示すようなトランジスタTr1のベース・エミッタ間
電圧VBEの動作電圧(閾値となる)を超えると、トラ
ンジスタTr1はオンする。これにより、リプル電圧検
出回路6の信号出力端子xからフォト・ダイオードPD
2に図3(D)に示すように電流が流れ込んでフォト・
ダイオードPD2を発光させる。
で示すようなトランジスタTr1のベース・エミッタ間
電圧VBEの動作電圧(閾値となる)を超えると、トラ
ンジスタTr1はオンする。これにより、リプル電圧検
出回路6の信号出力端子xからフォト・ダイオードPD
2に図3(D)に示すように電流が流れ込んでフォト・
ダイオードPD2を発光させる。
【0039】フォト・ダイオードPD2からの光を受光
するとフォト・トランジスタPT2は、図3(E)に示
すようにそのコレクタに電流が流れてオンする。そし
て、フォト・トランジスタPT2がオンするとラッチ回
路5がラッチ動作に移行してスイッチング素子Q1のゲ
ートをローレベルとしてスイッチング素子Q1のスイッ
チング動作を停止状態に維持し、電源の発振動作(スイ
ッチング)を停止させる。
するとフォト・トランジスタPT2は、図3(E)に示
すようにそのコレクタに電流が流れてオンする。そし
て、フォト・トランジスタPT2がオンするとラッチ回
路5がラッチ動作に移行してスイッチング素子Q1のゲ
ートをローレベルとしてスイッチング素子Q1のスイッ
チング動作を停止状態に維持し、電源の発振動作(スイ
ッチング)を停止させる。
【0040】以上説明したように、本実施の形態のリン
ギング・チョーク・コンバータによれば、従来の構成に
簡単な回路を付加するだけで、出力用電解コンデンサの
劣化を検知し、自動的に電源のスイッチング動作を停止
するようにしたので、経年変化に対して特別な注意を払
うことなく出力用電解コンデンサの破損事故を未然に回
避することができるようになる。
ギング・チョーク・コンバータによれば、従来の構成に
簡単な回路を付加するだけで、出力用電解コンデンサの
劣化を検知し、自動的に電源のスイッチング動作を停止
するようにしたので、経年変化に対して特別な注意を払
うことなく出力用電解コンデンサの破損事故を未然に回
避することができるようになる。
【0041】(他の実施の形態)図4は本発明の他の実
施の形態に係るリンギング・チョーク・コンバータを示
す回路図であり、図1、図2、図5と同一部分には同一
符号を付してその説明を省略し、第一の実施の形態との
違いについてのみ詳細に説明する。
施の形態に係るリンギング・チョーク・コンバータを示
す回路図であり、図1、図2、図5と同一部分には同一
符号を付してその説明を省略し、第一の実施の形態との
違いについてのみ詳細に説明する。
【0042】図4に示すリンギング・チョーク・コンバ
ータ40は、出力のπ型フィルタ回路47(C1、L
1、C2)の構成が図2のものと異なり、また、リプル
電圧検出回路46の構成とフォト・ダイオードPD2の
接続箇所が図2のものと異なる。
ータ40は、出力のπ型フィルタ回路47(C1、L
1、C2)の構成が図2のものと異なり、また、リプル
電圧検出回路46の構成とフォト・ダイオードPD2の
接続箇所が図2のものと異なる。
【0043】すなわち、π型フィルタ回路47では平滑
用コイルL1が出力電圧端子の正極(+)側ではなく負
極(−)側と二次巻線N2の間に設けられている。この
π型フィルタ回路47は図2のものと全く同様の平滑機
能を遂行することは勿論である。
用コイルL1が出力電圧端子の正極(+)側ではなく負
極(−)側と二次巻線N2の間に設けられている。この
π型フィルタ回路47は図2のものと全く同様の平滑機
能を遂行することは勿論である。
【0044】またリプル電圧検出回路46は、そのエミ
ッタを平滑用コイルL1と出力用電解コンデンサC1の
共通接続点に接続され、そのコレクタをフォト・ダイオ
ードPD2のカソードに接続されたNPN型トランジス
タTr2と、平滑用コイルL1と平滑用電解コンデンサ
C2の共通接続点とトランジスタTr2のベースの間に
接続された抵抗R4と、トランジスタTr1のベース・
エミッタ間に接続された抵抗R5とからなっている。ト
ランジスタTr1のベースは、抵抗R4、R5で分圧さ
れる。
ッタを平滑用コイルL1と出力用電解コンデンサC1の
共通接続点に接続され、そのコレクタをフォト・ダイオ
ードPD2のカソードに接続されたNPN型トランジス
タTr2と、平滑用コイルL1と平滑用電解コンデンサ
C2の共通接続点とトランジスタTr2のベースの間に
接続された抵抗R4と、トランジスタTr1のベース・
エミッタ間に接続された抵抗R5とからなっている。ト
ランジスタTr1のベースは、抵抗R4、R5で分圧さ
れる。
【0045】またフォト・ダイオードPD2のアノード
は出力用ダイオードD1のカソードに接続され、カソー
ドはリプル電圧検出回路46の信号出力端子xに接続さ
れる。
は出力用ダイオードD1のカソードに接続され、カソー
ドはリプル電圧検出回路46の信号出力端子xに接続さ
れる。
【0046】上記構成における動作は第一の実施の形態
の回路と同様であり、同様の効果を奏することができ
る。
の回路と同様であり、同様の効果を奏することができ
る。
【0047】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従
来の装置に簡単な回路を付加するだけでスイッチング手
段の発振信号を伝達するトランスの二次電流により充電
される電解コンデンサの劣化を検知し、特別な注意を払
うことなく自動的にスイッチング手段の動作を停止し
て、電解コンデンサの破損事故を未然に回避することが
できる効果がある。
来の装置に簡単な回路を付加するだけでスイッチング手
段の発振信号を伝達するトランスの二次電流により充電
される電解コンデンサの劣化を検知し、特別な注意を払
うことなく自動的にスイッチング手段の動作を停止し
て、電解コンデンサの破損事故を未然に回避することが
できる効果がある。
【図1】本発明の第一の実施の形態に係るリンギング・
チョーク・コンバータを示す回路図である。
チョーク・コンバータを示す回路図である。
【図2】本発明の第一の実施の形態に係るリンギング・
チョーク・コンバータのリプル電圧検出回路を詳細に示
す回路図である。
チョーク・コンバータのリプル電圧検出回路を詳細に示
す回路図である。
【図3】本発明の第一の実施の形態に係るリンギング・
チョーク・コンバータの各部の波形を示す動作波形図で
ある。
チョーク・コンバータの各部の波形を示す動作波形図で
ある。
【図4】本発明の他の実施の形態に係るリンギング・チ
ョーク・コンバータを示す回路図である。
ョーク・コンバータを示す回路図である。
【図5】従来のリンギング・チョーク・コンバータの一
例の回路図である。
例の回路図である。
【図6】従来のリンギング・チョーク・コンバータの一
例の各部の波形を示す動作波形図である。
例の各部の波形を示す動作波形図である。
1 発振制御回路 2 フォトカプラ 3 電圧検出回路 4 過電流検出回路 5 ラッチ回路 6,46 リプル電圧検出回路 a,b リプル電圧検出端子 x 信号出力端子 7,47 π型フィルタ回路 10,40,50 リンギング・チョーク・コンバータ VIN 直流入力電圧 T1 トランス N1 一次巻線 N2 二次巻線 N3 制御巻線 Q1 スイッチング素子 C1,C2 電解コンデンサ c 静電容量 r 内部抵抗成(ESR) L1 平滑用コイル PD1,PD2 フォト・ダイオード PT1,PT2 フォト・トランジスタ R1,R2,R3,R4,R5 抵抗 Tr1,Tr2 トランジスタ Ic 充電電流 Io 出力電流
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5G065 BA00 DA07 EA01 HA04 JA01 KA05 LA01 MA01 MA03 MA10 NA01 NA03 NA04 NA06 NA09 5H730 AA20 BB43 BB55 DD04 EE02 EE07 FD01 FD28 FD41 FF19 XX03 XX11 XX15 XX23 XX31 XX42 5J064 AA00 BB00 BC11 BC21 BC22 BC25 BD01
Claims (5)
- 【請求項1】 直流電圧を入力される一次巻線と、前記
一次巻線に一端を接続されるスイッチング手段と、前記
スイッチング手段および前記一次巻線に流れる一次電流
を検出する電流検出手段と、当該検出に応じて前記スイ
ッチング手段の入力端を制御してスイッチングを停止さ
せる停止手段と、前記一次巻線と結合する二次巻線と、
前記二次巻線に流れる二次電流を平滑する平滑手段と、
前記平滑手段の出力電圧の変化を検出して前記スイッチ
ング手段の前記入力端電荷を放電させるとともに前記一
次巻線の電圧に応じた電圧を前記スイッチング手段の前
記入力端に付与してオンさせるスイッチング制御手段と
を備え、前記平滑手段は前記二次電流によって充電され
るコンデンサを含むスイッチング電源装置において、 前記コンデンサの内部抵抗が所定値よりも大きいときに
前記停止手段を動作させることで前記スイッチング手段
のスイッチング停止状態を維持させるように制御するス
イッチング停止手段を備えることを特徴とするスイッチ
ング電源装置。 - 【請求項2】 前記平滑手段は、前記コンデンサと、前
記コンデンサの両端に接続されるコイルと他のコンデン
サとの直列回路を備え、前記コイルの両端に前記内部抵
抗による電圧降下を生じる構成であり、 前記スイッチング停止手段は、前記内部抵抗による電圧
降下を検出する電圧検出手段と、当該検出した電圧降下
が閾値よりも大きいことを検出して当該検出信号を前記
停止手段に入力する閾値検出手段を備えることを特徴と
する請求項1記載のスイッチング電源装置。 - 【請求項3】 前記電圧検出手段は前記コイルの両端に
接続されたリプル電圧検出回路であり、 前記リプル電圧検出回路は、前記両端電圧を所定の分圧
比で分圧する分圧手段と、当該分圧電圧によりスイッチ
ングする他のスイッチング手段を備えることを特徴とす
る請求項2記載のスイッチング電源装置。 - 【請求項4】 前記停止手段は、入力信号により前記ス
イッチング手段の入力端をローレベルとしてスイッチン
グを停止させるラッチ手段であり、 前記閾値検出手段は、前記他のスイッチング手段のスイ
ッチング動作によりオンするフォト・ダイオードと、前
記フォト・ダイオードと光結合し、前記フォト・ダイオ
ードのオンにしたがって前記ラッチ手段に前記入力信号
を供給するフォト・トランジスタを備えることを特徴と
する請求項3記載のスイッチング電源装置。 - 【請求項5】 前記二次巻線にアノードを接続され、前
記平滑手段にカソードを接続されるダイオードをさらに
備えることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに
記載のスイッチング電源装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10194510A JP2000032747A (ja) | 1998-07-09 | 1998-07-09 | スイッチング電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10194510A JP2000032747A (ja) | 1998-07-09 | 1998-07-09 | スイッチング電源装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000032747A true JP2000032747A (ja) | 2000-01-28 |
Family
ID=16325738
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10194510A Pending JP2000032747A (ja) | 1998-07-09 | 1998-07-09 | スイッチング電源装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000032747A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011188649A (ja) * | 2010-03-09 | 2011-09-22 | Omron Corp | スイッチング電源 |
JP4822144B2 (ja) * | 2006-03-17 | 2011-11-24 | エスティー‐エリクソン、ソシエテ、アノニム | リップル補償を備える供給回路 |
WO2012029935A1 (ja) | 2010-09-02 | 2012-03-08 | 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 |
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 |
US20190025363A1 (en) * | 2016-01-21 | 2019-01-24 | Mornsun Guangzhou Science & Technology Co., Ltd. | Indicating circuit for switching power supply and use method thereof |
TWI664326B (zh) * | 2017-04-05 | 2019-07-01 | 日商Sumco股份有限公司 | 熱遮蔽構件、單結晶提拉裝置及單結晶矽鑄錠的製造方法 |
-
1998
- 1998-07-09 JP JP10194510A patent/JP2000032747A/ja active Pending
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4822144B2 (ja) * | 2006-03-17 | 2011-11-24 | エスティー‐エリクソン、ソシエテ、アノニム | リップル補償を備える供給回路 |
JP2011188649A (ja) * | 2010-03-09 | 2011-09-22 | Omron Corp | スイッチング電源 |
JP2013138608A (ja) * | 2010-09-02 | 2013-07-11 | 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 |
CN103038992A (zh) * | 2010-09-02 | 2013-04-10 | 艾欧资讯有限公司 | 带保护功能的开关电源电路 |
WO2012029935A1 (ja) | 2010-09-02 | 2012-03-08 | 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 |
JP5276750B2 (ja) * | 2010-09-02 | 2013-08-28 | 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およびそれを用いた電子機器 |
KR101475399B1 (ko) * | 2010-09-02 | 2014-12-22 | 가부시키가이샤 아이-오 데이타 기키 | 보호 기능 부착된 스위칭 전원 회로 |
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 |
US20190025363A1 (en) * | 2016-01-21 | 2019-01-24 | Mornsun Guangzhou Science & Technology Co., Ltd. | Indicating circuit for switching power supply and use method thereof |
US10761148B2 (en) * | 2016-01-21 | 2020-09-01 | Mornsun Guangzhou Science & Technology Co., Ltd. | Indicating circuit for switching power supply and use method thereof |
TWI664326B (zh) * | 2017-04-05 | 2019-07-01 | 日商Sumco股份有限公司 | 熱遮蔽構件、單結晶提拉裝置及單結晶矽鑄錠的製造方法 |
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