JP2007060787A - Power supply transformer protection system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電源トランスの動作時の発熱による温度上昇を予測して、電源トランスを過熱から保護する電源トランス保護システムに関する。 The present invention relates to a power transformer protection system that protects a power transformer from overheating by predicting a temperature rise due to heat generation during operation of the power transformer.
従来、電源トランスに異常な負荷が加わったときに、電源トランスや他の部品の過熱により火災の発生を防いだり、この電源トランスを設けた装置が破損するのを防いだりするために、以下のように構成される。図1は、電源トランスに流れる電流を抵抗の両端電圧により検出する構成を示した回路図である。 Conventionally, when an abnormal load is applied to the power transformer, the following can be prevented in order to prevent the occurrence of a fire due to overheating of the power transformer and other parts, and to prevent damage to the equipment provided with this power transformer. Configured as follows. FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration in which a current flowing through a power transformer is detected by a voltage across a resistor.
(1)電源トランスの一次側に温度ヒューズを設けて、異常な温度に達するとそのヒューズが溶断して電源トランスの一次側を切り離すように構成する。 (1) A thermal fuse is provided on the primary side of the power transformer, and when the temperature reaches an abnormal temperature, the fuse is blown to disconnect the primary side of the power transformer.
(2)温度検出回路が過熱異常を検出すると、スイッチング素子がスイッチング動作を行わずに導通状態を保持してヒューズ素子が溶断するように構成する(例えば、特許文献1参照。)。 (2) When the temperature detection circuit detects an overheat abnormality, the switching element is configured not to perform the switching operation but to maintain the conduction state and to fuse the fuse element (see, for example, Patent Document 1).
(3)図1に示すように、主要な電源ラインに、例えば0.1Ωといった小さな抵抗(R1)を、電源トランスT1の二次巻線に対してシリーズ接続して、この抵抗R1の両端の電圧から電流を検出して、トランスの負荷が大きいと予測したときには、マイコンM1により負荷RLの一部の動作を抑制または停止して消費電力を低減するように構成する。
前記(1)の構成では、電源トランスに大きな負荷がかかった際には温度ヒューズが溶断するので、装置の他の部位の故障を防ぐことができる。しかしながら、温度ヒューズが溶断すると、電源トランスを外して温度ヒューズを交換しないと装置を再度使用することができず、電源トランスの交換の手間も煩雑であるという問題があった。 In the configuration of (1), the thermal fuse is blown when a large load is applied to the power transformer, so that failure of other parts of the apparatus can be prevented. However, if the temperature fuse is blown, the apparatus cannot be used again unless the power transformer is removed and the temperature fuse is replaced, and there is a problem that the trouble of replacing the power transformer is complicated.
前記(2)の構成では、電流ヒューズは温度ヒューズよりも廉価であり交換の手間も簡便である。しかしながら、溶断に備えて予め複数個のヒューズ素子を用意しておかなければならない。また、ヒューズ素子が溶断する度に交換しなければならず、その手間が煩わしいという問題があった。 In the configuration (2), the current fuse is less expensive than the thermal fuse and is easy to replace. However, a plurality of fuse elements must be prepared in advance in preparation for fusing. In addition, the fuse element has to be exchanged every time it is blown, and there is a problem that it is troublesome.
前記(3)の構成では、温度ヒューズが溶断する前に負荷RLの消費電力を低減させるので、電源トランスを保護することができる。しかしながら、電流検出用の抵抗R1としては、定格電力が数Wクラスでサイズが大型の高価な抵抗を使用する必要がある。そのため、コストアップにつながるとともに、この抵抗を取り付けるために大きなスペースが必要となるので装置が大型化するという問題があった。また、(3)のように、抵抗R1により電流を検出する場合には、トランス巻線抵抗値の温度特性による発熱量の増加分を検出できず、誤差が生じるという問題があった。例えば、電源トランスの一次側巻線抵抗は、温度が25℃のときに対して、125℃のときには40%も上昇する。 In the configuration (3), since the power consumption of the load RL is reduced before the thermal fuse is blown, the power transformer can be protected. However, it is necessary to use an expensive resistor having a rated power of several W class and a large size as the resistor R1 for current detection. For this reason, there is a problem that the cost is increased and a large space is required to attach the resistor, so that the apparatus is increased in size. Further, as shown in (3), when the current is detected by the resistor R1, there is a problem that an increase in the amount of heat generated due to the temperature characteristic of the transformer winding resistance value cannot be detected and an error occurs. For example, the primary-side winding resistance of the power transformer increases by 40% when the temperature is 125 ° C. compared to when the temperature is 25 ° C.
そこで、本発明は、部品を交換することなく、また、部品の増加により装置が大型化することなく、電源トランスの異常温度を検出することができる電源トランス保護システムを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a power transformer protection system capable of detecting an abnormal temperature of a power transformer without replacing parts and without increasing the size of the apparatus due to an increase in parts. .
この発明は、上記の課題を解決するための手段として、以下の構成を備えている。 The present invention has the following configuration as means for solving the above problems.
(1)商用交流電源に接続される一次巻線と、誘起した電圧を負荷へ供給する二次巻線と、を含む電源トランスと、
前記電源トランスに並列に接続され、前記電源トランスの二次巻線に誘起する電圧に比例する電圧を出力する電圧検出抵抗と、
前記電圧検出抵抗が出力した電圧の第1期間毎の平均値とリファレンス値との差が基準値以上であるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段が第1期間の平均値が基準値以上であると判定すると、前記負荷の動作を制限する保護手段と、
を備えたことを特徴とする。
(1) a power transformer including a primary winding connected to a commercial AC power source and a secondary winding for supplying an induced voltage to a load;
A voltage detection resistor connected in parallel to the power transformer and outputting a voltage proportional to the voltage induced in the secondary winding of the power transformer;
Determination means for determining whether or not a difference between an average value and a reference value for each first period of the voltage output by the voltage detection resistor is equal to or greater than a reference value;
When the determination means determines that the average value of the first period is greater than or equal to a reference value, protection means for limiting the operation of the load;
It is provided with.
この構成においては、電圧検出抵抗により、電源トランスの二次巻線に誘起する電圧に比例する電圧を検出することで、電源トランスの巻線抵抗の両端にかかる電圧を測定するので、ほとんど誤差なく電源トランスの負荷を予測して、電源トランスを過熱から保護することができる。また、電源トランスの二次巻線の電流値を測定する場合と比較して、部品コストを低減させることができる。さらに、電源トランスの保護を行う際に、電圧検出抵抗が出力した電圧の一定期間の平均値を用いるので、一次巻線に印加される電圧が非安定で一時的に変動しても電源トランスの温度が急激に上昇することは無いので、直ちに保護動作を行うといった無駄な動作を防止することができる。したがって、電源トランスの温度上昇を予測して、保護動作を的確に行うことができる。 In this configuration, the voltage applied to both ends of the winding resistance of the power transformer is measured by detecting the voltage proportional to the voltage induced in the secondary winding of the power transformer by the voltage detection resistor, so there is almost no error. By predicting the load of the power transformer, the power transformer can be protected from overheating. Moreover, compared with the case where the electric current value of the secondary winding of a power transformer is measured, component cost can be reduced. Furthermore, when protecting the power transformer, the average value of the voltage output by the voltage detection resistor over a certain period is used, so even if the voltage applied to the primary winding is unstable and fluctuates temporarily, the power transformer Since the temperature does not rise suddenly, useless operations such as immediately performing a protective operation can be prevented. Therefore, the protection operation can be accurately performed by predicting the temperature rise of the power transformer.
(2)前記判定手段は、起動直後の無負荷または負荷が最小のときの前記電圧検出抵抗が出力した電圧データをリファレンス値の初期値に設定し、一定期間毎に、前記リファレンス値として、その期間における前記電圧検出抵抗が出力した電圧データの最大値に更新することを特徴とする。 (2) The determination means sets the voltage data output by the voltage detection resistor when there is no load immediately after start-up or when the load is minimum to an initial value of a reference value, and as the reference value for each predetermined period, The voltage detection resistor is updated to the maximum value of the voltage data output during the period.
この構成においては、判定手段は一定期間毎に、その期間における電圧データの最大値にリファレンス値を更新する。したがって、一次巻線に印加される電圧が継続的に変動した場合でも、その影響を受けることなく、電源トランスを保護することができる。 In this configuration, the determination unit updates the reference value to the maximum value of the voltage data during the certain period. Therefore, even when the voltage applied to the primary winding continuously fluctuates, the power transformer can be protected without being affected by it.
(3)前記判定手段は、前記保護手段が動作すると、電圧データの平均値を算出する期間を前記第1期間よりも短い第2期間に変更し、前記保護手段が第3期間動作しなければ、電圧データの平均値を算出する期間を前記第2期間に戻すことを特徴とする。 (3) When the protection unit operates, the determination unit changes a period for calculating an average value of the voltage data to a second period shorter than the first period, and the protection unit does not operate for the third period. The period for calculating the average value of the voltage data is returned to the second period.
保護手段が連続的に動作する場合には、電源トランスが発熱して高温になる可能性が高いので、保護動作が必要か否かの判定を頻繁に行う必要がある。一方、保護手段がしばらく動作しない場合には、電源トランスの発熱が収まっている可能性が高いので、保護動作が必要か否かの判定間隔を長くしても問題がない。この構成においては、保護手段が連続的に動作する場合には、電圧検出抵抗が出力した電圧の平均値とリファレンス値との差が基準値以上であるか否かを判定する期間を短くし、保護手段がしばらく動作しない場合には判定期間を長くする。したがって、保護動作が必要か否かの判定、及び保護動作を、電源トランスの動作状況に応じて保護動作を的確に行うことができる。 When the protection means operates continuously, the power transformer is likely to generate heat and become high temperature, so it is necessary to frequently determine whether or not a protection operation is necessary. On the other hand, when the protection means does not operate for a while, there is a high possibility that the heat generated by the power transformer has subsided, so there is no problem even if the determination interval for determining whether or not the protection operation is required is long. In this configuration, when the protection means operates continuously, the period for determining whether or not the difference between the average value of the voltage output from the voltage detection resistor and the reference value is equal to or greater than the reference value is shortened. If the protection means does not operate for a while, the determination period is lengthened. Therefore, the determination as to whether or not the protection operation is necessary and the protection operation can be accurately performed according to the operation state of the power transformer.
本発明の電源トランス保護システムは、電源トランスの温度上昇を予測して、保護動作を的確に行うことができるので、電源トランスの異常過熱が発生することがなく、電源トランスの交換・修理が不要である。また、保護動作を的確に行うことにより、通常よりもサイズの小さな電源トランスを使用することが可能となり、このシステムを組み込む装置を小型化することが可能となる。さらに、電流検出により電源トランスの温度上昇を検出するシステムに比較して、検出誤差を少なくすることができ、また、定格電力が数Wクラスでサイズが大型の高価な抵抗を使用しなくても良いので、部品コストを低減でき、部品の取り付けスペースを縮小できる。 The power transformer protection system of the present invention can accurately perform protection operation by predicting the temperature rise of the power transformer, so that the power transformer will not be abnormally overheated, and there is no need to replace or repair the power transformer. It is. Further, by appropriately performing the protection operation, it is possible to use a power transformer having a smaller size than usual, and it is possible to reduce the size of a device incorporating this system. Furthermore, the detection error can be reduced compared to a system that detects the temperature rise of the power transformer by current detection, and there is no need to use an expensive resistor with a rated power of several W class and a large size. Since it is good, the part cost can be reduced and the mounting space for the part can be reduced.
図2は、電源トランスの等価回路図である。電源トランスの発熱による温度上昇の原因としては、銅損(巻線抵抗による損失)と鉄損(コアのヒステリシス損とうず電流損の和)による損失がある。温度ヒューズ素子が溶断するほどに負荷が大きい場合には、温度上昇の原因としては銅損が支配的となる。そこで、図2には、銅損に着目して巻線抵抗以外を省き、一次巻線の抵抗を等価的に二次側へ移動させた電源トランスの等価回路を示している。図2において、T2は理想的な電源トランス、R2は電源トランスT2の一次巻線及び二次巻線の等価的な抵抗である。 FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the power transformer. Causes of temperature rise due to heat generation of the power transformer include loss due to copper loss (loss due to winding resistance) and iron loss (sum of core hysteresis loss and eddy current loss). When the load is so large that the thermal fuse element is blown, copper loss is dominant as the cause of the temperature rise. Therefore, FIG. 2 shows an equivalent circuit of a power transformer in which the resistance of the primary winding is equivalently moved to the secondary side while paying attention to the copper loss and omitting the winding resistance. In FIG. 2, T2 is an ideal power transformer, and R2 is an equivalent resistance of the primary winding and the secondary winding of the power transformer T2.
ここで、電源トランスにかかる負荷Pは、P=I×ΔV(I:電流、ΔV:巻線抵抗両端にかかる電圧)となるので、電圧ΔVを知ることができれば、電源トランスの負荷を予測することが可能となる。また、電源トランスは温度が上昇すると巻線抵抗値も上昇するが、電圧ΔV=I×R2であるので、電圧ΔVを測定すると、電流の変化及び巻線抵抗値の変化を併せて測定することになる。したがって、電圧ΔVを測定する方が、電流Iを測定する方法よりも誤差を少なくすることができる。 Here, since the load P applied to the power transformer is P = I × ΔV (I: current, ΔV: voltage applied to both ends of the winding resistance), if the voltage ΔV can be known, the load of the power transformer is predicted. It becomes possible. In addition, the winding resistance value of the power transformer increases as the temperature rises. However, since the voltage ΔV = I × R2, when the voltage ΔV is measured, the change in the current and the change in the winding resistance value should be measured together. become. Therefore, the error can be reduced by measuring the voltage ΔV compared to the method of measuring the current I.
図3は、電圧ΔVを検出する電源トランス保護システムの構成を示す回路図である。電源トランス保護システム1において、負荷RLには、電源トランスT3の二次巻線に誘起した電圧が、ダイオードD1とコンデンサC1によって整流・平滑化された非安定な直流電圧が印加される。また、電源トランスT3の二次巻線に誘起した電圧は、分圧抵抗R3,R4で分圧され、マイコンM2のA/Dポートに取り込まれる。さらに、分圧抵抗R4には、ノイズなどにより電圧が変動するのを防止するために、コンデンサC2が並列に接続されている。加えて、マイコンM2は、分圧抵抗R4の電圧に応じて負荷RLの動作を制限するように構成されている。例えば、負荷RLには、図外のリミッタ回路やボリューム回路が設けてあり、マイコンM2は、分圧抵抗R4の電圧が一定値以上になると、リミッタ回路やボリューム回路を動作させて、負荷の消費電力を抑制する。これにより、電源トランスT3が過熱しないように保護することができる。 FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a power transformer protection system that detects the voltage ΔV. In the power transformer protection system 1, an unstable DC voltage obtained by rectifying and smoothing the voltage induced in the secondary winding of the power transformer T3 by the diode D1 and the capacitor C1 is applied to the load RL. The voltage induced in the secondary winding of the power transformer T3 is divided by the voltage dividing resistors R3 and R4 and taken into the A / D port of the microcomputer M2. Furthermore, a capacitor C2 is connected in parallel to the voltage dividing resistor R4 in order to prevent the voltage from fluctuating due to noise or the like. In addition, the microcomputer M2 is configured to limit the operation of the load RL according to the voltage of the voltage dividing resistor R4. For example, the load RL is provided with a limiter circuit and a volume circuit (not shown). When the voltage of the voltage dividing resistor R4 exceeds a certain value, the microcomputer M2 operates the limiter circuit and the volume circuit to consume the load. Suppress power. Thereby, it is possible to protect the power transformer T3 from overheating.
ここで、例えば雑居ビルなどでは、複数の電気機器が一斉に使用される時間帯と、一部の電気機器が使用される時間帯と、ほとんど電気機器が使用されない時間帯と、がある。このように、1日において、雑居ビル全体の負荷が大きく変動すると、商用電源の電圧も5V乃至10Vの範囲で変動する。そのため、この電圧変動を考慮せずに電源トランスの保護動作を行うと、的確に電源トランスを保護できないおそれがある。そこで、本願発明の電源トランス保護システム1では、外部から供給される電圧が非安定な場所に本システムを組み込んだ装置2が設置されても、問題なく電源トランスの保護動作を行うように、マイコンM2の動作を設定している。
Here, for example, in a residential building, there are a time zone in which a plurality of electric devices are used at once, a time zone in which some of the electric devices are used, and a time zone in which almost no electric devices are used. In this way, when the load on the entire residential building fluctuates greatly in one day, the voltage of the commercial power supply also fluctuates in the range of 5V to 10V. For this reason, if the protection operation of the power transformer is performed without taking this voltage fluctuation into consideration, the power transformer may not be protected accurately. Therefore, in the power transformer protection system 1 of the present invention, even if the
図3に示す構成において、マイコンM2のA/Dポートに入力された電圧は、以下のように処理される。図4は、マイコンの動作を説明するためのフローチャートである。 In the configuration shown in FIG. 3, the voltage input to the A / D port of the microcomputer M2 is processed as follows. FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the microcomputer.
電源トランス保護システム1を組み込んだ装置2の電源がオンされて、動作を開始すると、制御部であるマイコンM2は、電源オン直後の無信号時の電圧データを取り込み(s1)、リファレンス初期値とする(s2)。
When the power of the
続いて、マイコンM2は、電圧データを取り込み(s3)、その電圧データとMAX値とを比較する(s4)。ここで、MAX値は予め初期値が設定されているか、または初期状態では0が設定されているものとする。このとき、取り込んだ電圧データが、MAX値よりも大きい場合には、その電圧データをMAX値とする(s5)。一方、取り込んだ電圧データが、MAX値以下の場合には電圧データの置き換えは行わない。これにより、電源トランスの負荷が最も軽いときの電圧データ(電圧値)をMAX値とすることができる。 Subsequently, the microcomputer M2 takes in the voltage data (s3), and compares the voltage data with the MAX value (s4). Here, it is assumed that an initial value is set in advance for the MAX value, or 0 is set in the initial state. At this time, if the acquired voltage data is larger than the MAX value, the voltage data is set as the MAX value (s5). On the other hand, when the acquired voltage data is less than or equal to the MAX value, the voltage data is not replaced. Thereby, voltage data (voltage value) when the load of the power transformer is the lightest can be set to the MAX value.
測定時間が一定時間(例えば1分)経過したら(s6)、その一定時間に取り込んだデータの平均値を計算する(s7)。さらに、制御部は、その平均値とリファレンス値との差である電圧ΔVを計算する(s8)。そして、制御部は、ΔVと、ある基準値Vrと、を比較して(s9)、ΔVがある基準値Vrよりも大きい場合には、電源トランスの負荷が大きいと判定して、消費電力を下げるなどの保護動作を行う(s10)。一方、ΔVがある基準値Vr以下である場合には、保護動作を行わない。 When a certain time (for example, 1 minute) elapses (s6), the average value of the data taken in the certain time is calculated (s7). Further, the control unit calculates a voltage ΔV that is a difference between the average value and the reference value (s8). Then, the control unit compares ΔV with a certain reference value Vr (s9), and when ΔV is larger than a certain reference value Vr, it determines that the load of the power transformer is large and reduces the power consumption. A protection operation such as lowering is performed (s10). On the other hand, when ΔV is equal to or smaller than a certain reference value Vr, the protection operation is not performed.
さらに、ある一定の測定時間(仮に15分)が経過するまで、ステップs3〜s10の処理を繰り返し、ある一定の測定時間が経過したら(s11)、現在のMAX値をリファレンス値に置き換える(s12)。そして、ステップs3〜s12の処理を繰り返し行う。 Further, the processes of steps s3 to s10 are repeated until a certain measurement time (temporarily 15 minutes) elapses. When a certain measurement time elapses (s11), the current MAX value is replaced with a reference value (s12). . Then, the processes of steps s3 to s12 are repeated.
以上の処理を行うことにより、電源トランスT3の現在の温度や温度上昇を予測し、保護動作を的確に行うことができる。 By performing the above processing, the current temperature of the power transformer T3 and the temperature rise can be predicted, and the protection operation can be accurately performed.
図4に基づいて説明した処理においては、各測定時間、過負荷と判断する基準値を、それぞれの商品の特徴やトランスの性能に併せて適切に設定すると良い。例えば、電源トランス保護システムを組み込んだ装置が軽負荷である瞬間を検出できる構成の場合には、リファレンス値の取り込みをこの軽負荷時に行うようにすることで、より正確な値とすることができる。具体的には、電源トランス保護システムを組み込んだ装置がアンプで、ミューティングをかけていることを検出できる構成の場合には、ミューティング時に電圧データを取得してリファレンス値に設定すると良い。 In the processing described with reference to FIG. 4, it is preferable to appropriately set the reference values for determining each measurement time and overload in accordance with the characteristics of each product and the performance of the transformer. For example, when the device incorporating the power transformer protection system is configured to detect the moment when the load is light, it is possible to obtain a more accurate value by taking in the reference value at the time of the light load. . Specifically, when the device incorporating the power transformer protection system is an amplifier and can detect that muting is being performed, voltage data may be acquired and set as a reference value during muting.
また、図4に基づいて説明した処理で、ステップs6において測定時間の経過を判断する一定時間を、電源トランスの保護動作を行ったか否かに応じて変更するように設定することも可能である。例えば、本願発明の電源トランス保護システムを組み込んだ装置の電源を投入した当初は、電源トランスの温度は低いと考えられるので、測定時間の経過を判断する一定時間を例えば5分(第1期間)に設定しておく。そして、5分毎に電圧データの平均値を算出するように演算を行う。一方、ステップs10に記載した電源トランスの保護動作を一度でも行った場合には、電源トランスの温度が高温になっているので、測定時間の経過を判断する一定時間を例えば1分(第2期間)に変更する。そして、1分毎に電圧データの平均値を算出するように演算を行う。また、電源トランスの保護動作を行ってから例えば10分(第3期間)が経過するまでの間に、一度も電源トランス保護動作が行われなかった場合には、電源トランスの温度が低下していると推測できるので、測定時間の経過を判断する一定時間を5分(第1期間)に戻す。このように、電源トランス保護動作の状況に応じて電圧データの平均を算出するようにすることで、保護動作の実施の判定回数を削減することができる。 Further, in the process described with reference to FIG. 4, it is possible to set the fixed time for determining the elapse of the measurement time in step s <b> 6 depending on whether the protection operation of the power transformer is performed. . For example, since the temperature of the power transformer is considered to be low at the beginning of the power supply of the device incorporating the power transformer protection system of the present invention, a certain time for judging the passage of the measurement time is, for example, 5 minutes (first period) Set to. An operation is performed so as to calculate an average value of the voltage data every 5 minutes. On the other hand, when the protection operation of the power transformer described in step s10 has been performed even once, the temperature of the power transformer is high, so that a certain time for determining the elapse of the measurement time is, for example, 1 minute (second period) ). An operation is performed so as to calculate an average value of the voltage data every minute. Also, if the power transformer protection operation has not been performed once, for example, after 10 minutes (third period) has passed since the power transformer protection operation, the temperature of the power transformer is lowered. Therefore, the fixed time for determining the passage of the measurement time is returned to 5 minutes (first period). In this way, by calculating the average of the voltage data according to the state of the power transformer protection operation, the number of determinations for performing the protection operation can be reduced.
また、図4に基づいて説明した処理では、電圧ΔVがある基準値Vrよりも大きい場合に電源トランスの保護動作を行うように設定したが、例えば、複数の基準値Vr1,Vr2,Vr3...を設定して、電圧ΔVの値により電源トランスの保護動作のレベルを細かく設定するようにしても良い。例えば、「電圧ΔVの値がVr1<ΔV≦Vr2の場合には、ボリューム回路動作させてボリュームを低下させる。電圧ΔVの値が、Vr2<ΔV≦Vr3の場合には、リミッタ回路を動作させて、負荷RLの動作を制限する。電圧ΔVの値が、Vr3<ΔVの場合には、負荷RLの動作を停止させる。」という具合に、電源トランスの保護動作を行うように設定することができる。 In the processing described with reference to FIG. 4, the power transformer is set to perform the protection operation when the voltage ΔV is larger than a certain reference value Vr. For example, a plurality of reference values Vr1, Vr2, Vr3. . . And the level of the protection operation of the power transformer may be set finely according to the value of the voltage ΔV. For example, “When the value of voltage ΔV is Vr1 <ΔV ≦ Vr2, the volume circuit is operated to lower the volume. When the value of voltage ΔV is Vr2 <ΔV ≦ Vr3, the limiter circuit is operated. The operation of the load RL is limited.When the value of the voltage ΔV is Vr3 <ΔV, the operation of the load RL is stopped. ”For example, the protection operation of the power transformer can be performed. .
また、図4に基づいて説明した処理では、取得した電圧データの最大値をMAX値に置き換えて、一定時間毎にこのMAX値をリファレンス値に置き換える処理を行ったが、これに限るものではなく他の方法も実施可能である。例えば、リファレンス初期値を設定する際に、このときに外部から供給される電圧(商用電源の電圧)を測定しておき、一定時間毎にこの商用電源の電圧を測定し、その電圧値の変化に比例してリファレンス初期値を変更するように設定することも可能である。 In the processing described with reference to FIG. 4, the maximum value of the acquired voltage data is replaced with the MAX value, and this MAX value is replaced with the reference value at regular intervals. However, the present invention is not limited to this. Other methods are possible. For example, when setting the reference initial value, measure the voltage (commercial power supply voltage) supplied from the outside at this time, measure the commercial power supply voltage at regular intervals, and change the voltage value. It is also possible to set so that the reference initial value is changed in proportion to.
次に、本発明の電源トランス保護システムをパワーアンプに適用した場合の具体例について説明する。図5は、本発明の電源トランス保護システムを適用したパワーアンプの回路図である。図6は、パワーアンプに音楽信号を入力したときの電源トランスの巻線温度を示すグラフである。 Next, a specific example when the power transformer protection system of the present invention is applied to a power amplifier will be described. FIG. 5 is a circuit diagram of a power amplifier to which the power transformer protection system of the present invention is applied. FIG. 6 is a graph showing the winding temperature of the power transformer when a music signal is input to the power amplifier.
図5に示したパワーアンプ11は、図3に示した電源トランス保護システムを+B電源に対して設けた構成である。
The
図5に示したパワーアンプは、定格120W/6Ωであり、電圧降下ΔVが0.6V以上であると電源トランスT3の保護動作を行う。電源トランスT3の保護動作としては、パワーアンプの最終段(Amp1)への信号をクリップさせることより、出力を33W(9.9V/3Ω)に制限する。マイコンM2は、異常判定を当初5分毎に行う。また、マイコンM2は、電源トランスの保護動作を一度行うと、異常判定の頻度を1分毎に変更する。一方、マイコンM2は、電源トランスの保護動作を5分間行わないと、異常判定の頻度を5分毎に戻す。 The power amplifier shown in FIG. 5 has a rating of 120 W / 6Ω, and performs the protective operation of the power transformer T3 when the voltage drop ΔV is 0.6 V or more. As the protection operation of the power transformer T3, the output is limited to 33 W (9.9 V / 3Ω) by clipping the signal to the final stage (Amp1) of the power amplifier. The microcomputer M2 initially performs abnormality determination every 5 minutes. Further, once the microcomputer M2 performs the protection operation of the power transformer, the abnormality determination frequency is changed every minute. On the other hand, if the protection operation of the power transformer is not performed for 5 minutes, the microcomputer M2 returns the abnormality determination frequency every 5 minutes.
図5に示したパワーアンプにおいて、ある期間における基準値Vrは、マイコンM2のA/Dポートの電圧が2.89Vであった。このとき、+B電源の電圧は60.7Vである。また、前記のようにマイコンM2のA/Dポートにおいて電圧が0.6V降下すると、異常と判定するように設定するので、マイコンM2のA/Dポートの電圧が2.29V以下になると、マイコンM2は、電源トランスの保護動作を行う。なお、A/Dポートの電圧が2.29Vのときには、+B電源の電圧は48.1Vである。 In the power amplifier shown in FIG. 5, the voltage at the A / D port of the microcomputer M2 is 2.89V as the reference value Vr in a certain period. At this time, the voltage of the + B power supply is 60.7V. Further, as described above, when the voltage drops by 0.6 V at the A / D port of the microcomputer M2, it is set so as to be determined to be abnormal. Therefore, when the voltage of the A / D port of the microcomputer M2 becomes 2.29 V or less, the microcomputer M2 performs a protection operation of the power transformer. When the voltage of the A / D port is 2.29V, the voltage of the + B power supply is 48.1V.
パワーアンプ11に平均80W/3Ω出力の音楽信号を入力した場合、図6に示すように、動作開始当初は、異常判定を5分毎に行うように設定しているので、電源トランスの温度は120℃まで上昇している。しかし、その後は、1分毎に異常判定を行い、電源トランスの保護動作を行い、電圧ΔVが0.6V以下になると電源トランスの保護動作を停止するという動作を繰り返すので、電源トランスの巻線温度を90℃前後に抑制することができる。
When a music signal with an average output of 80 W / 3Ω is input to the
以上のように、本発明の電源トランス保護システムは、電源トランスの温度上昇を予測して保護動作を的確に行うことができるので、電源トランスの異常過熱を防止することができる。 As described above, the power transformer protection system according to the present invention can accurately perform the protection operation by predicting the temperature rise of the power transformer, and therefore can prevent abnormal overheating of the power transformer.
1−電源トランス保護システム 2−装置 11−パワーアンプ
C1,C2−コンデンサ D1−ダイオード M1,M2−マイコン
P−負荷 R1−抵抗 R3,R4−分圧抵抗 RL−負荷
T1,T2,T3−電源トランス
1-power transformer protection system 2-device 11-power amplifier C1, C2-capacitor D1-diode M1, M2-microcomputer P-load R1-resistor R3, R4-voltage dividing resistor RL-load T1, T2, T3-power transformer
Claims (3)
前記電源トランスに並列に接続され、前記電源トランスの二次巻線に誘起する電圧に比例する電圧を出力する電圧検出抵抗と、
前記電圧検出抵抗が出力した電圧の第1期間毎の平均値とリファレンス値との差が基準値以上であるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段が第1期間の平均値が基準値以上であると判定すると、前記負荷の動作を制限する保護手段と、
を備えたことを特徴とする電源トランス保護システム。 A power transformer including a primary winding connected to a commercial AC power source and a secondary winding for supplying an induced voltage to a load;
A voltage detection resistor connected in parallel to the power transformer and outputting a voltage proportional to the voltage induced in the secondary winding of the power transformer;
Determination means for determining whether or not a difference between an average value and a reference value for each first period of the voltage output by the voltage detection resistor is equal to or greater than a reference value;
When the determination means determines that the average value of the first period is greater than or equal to a reference value, protection means for limiting the operation of the load;
A power transformer protection system characterized by comprising:
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