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JP2017077068A - Power supply circuit - Google Patents

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JP2017077068A
JP2017077068A JP2015202598A JP2015202598A JP2017077068A JP 2017077068 A JP2017077068 A JP 2017077068A JP 2015202598 A JP2015202598 A JP 2015202598A JP 2015202598 A JP2015202598 A JP 2015202598A JP 2017077068 A JP2017077068 A JP 2017077068A
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power supply
voltage
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constant voltage
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JP2015202598A
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久保 正明
Masaaki Kubo
正明 久保
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply circuit that can operate normally with simple circuitry.SOLUTION: A plurality of detectors 2 are provided correspondingly to a plurality of constant voltage power supplies 1, and each detector has a voltage dividing resistor for dividing the output voltage of a corresponding constant voltage power supply 1, and a transistor generating a state voltage indicating the state of the output voltage based on the divided output voltage. A plurality of resistors 3 are connected between the plurality of detectors 2 and one junction 6, a pull-up resistor 4 is connected between a second power supply and the junction 6, and a short circuit detector 52 detects at least one short circuit of the plurality of constant voltage power supplies 1, based on the voltage of the junction 6.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、例えば家電製品などの内部回路に電圧を供給する電源回路に関し、特に電源回路の出力が短絡した場合に電圧の供給を停止する電源回路に関する。   The present invention relates to a power supply circuit that supplies a voltage to an internal circuit such as a home appliance, and more particularly to a power supply circuit that stops the supply of voltage when an output of the power supply circuit is short-circuited.

テレビジョン受信機などの家電製品では、内部回路を動作させるための定電圧電源が複数設けられており、各々の定電圧電源には定電圧レギュレータなどが用いられている。各々の定電圧電源は、回路故障などの予期せぬ原因によって出力側が短絡する場合があり、そのような短絡が生じた場合には、負荷短絡によるレギュレータの加熱で回路に不具合が生じることがある。   Home appliances such as television receivers are provided with a plurality of constant voltage power supplies for operating an internal circuit, and a constant voltage regulator or the like is used for each constant voltage power supply. Each constant-voltage power supply may cause a short circuit on the output side due to an unexpected cause such as a circuit failure. If such a short circuit occurs, a malfunction may occur in the circuit due to heating of the regulator due to a load short circuit. .

このような問題に対して、例えば特許文献1のような電源回路の短絡保護回路が提案されている。この短絡保護回路は、複数の定電圧電源のうち特定の定電圧電源の出力を他の定電圧電源の制御用の電圧として使用し、各々の定電圧電源の出力電圧を検出する検出回路を備える。そして、検出回路の出力がOR回路でつながれ、そのOR回路の出力に基づいて制御の大元となるレギュレータの制御端子をオフし、各定電圧電源の基準電圧の供給を停止することによって、レギュレータの出力を停止する。   For such a problem, for example, a short circuit protection circuit for a power supply circuit as in Patent Document 1 has been proposed. The short-circuit protection circuit includes a detection circuit that uses an output of a specific constant voltage power supply among a plurality of constant voltage power supplies as a voltage for controlling another constant voltage power supply, and detects an output voltage of each constant voltage power supply. . Then, the output of the detection circuit is connected by an OR circuit, the control terminal of the regulator that is the source of control is turned off based on the output of the OR circuit, and the supply of the reference voltage of each constant voltage power supply is stopped, thereby the regulator Stop the output of.

特開2005−190264号公報JP 2005-190264 A

特許文献1の技術によれば、ある回路構成においてはその機能が有効となる。しかしながら、電源回路の出力電圧が短絡検知用トランジスタのエミッタに入力される電圧よりも高い回路構成では、短絡検知用トランジスタのベースに接続されているツェナーダイオードは用をなさなくなる。つまり、そのような回路構成では、ツェナーダイオードがない回路と等価となり、出力電圧の短絡検知が働く電圧が一定となってしまう。この結果、例えば出力電圧がV1−Vbe以下(V1:短絡検知用トランジスタのエミッタ電圧、Vbe:短絡検知用トランジスタのベース−エミッタ間の飽和電圧)である場合に、短絡検知用トランジスタがオンするため、電源回路の出力電圧が何V下がれば保護回路を動作すべきかを、決定及び設計できないという問題があった。   According to the technique of Patent Document 1, the function is effective in a certain circuit configuration. However, in a circuit configuration in which the output voltage of the power supply circuit is higher than the voltage input to the emitter of the short circuit detection transistor, the Zener diode connected to the base of the short circuit detection transistor is useless. In other words, such a circuit configuration is equivalent to a circuit without a Zener diode, and the voltage at which the short circuit detection of the output voltage is constant. As a result, for example, when the output voltage is V1-Vbe or less (V1: emitter voltage of the short-circuit detection transistor, Vbe: saturation voltage between the base and emitter of the short-circuit detection transistor), the short-circuit detection transistor is turned on. However, there is a problem that it is impossible to determine and design how many volts the output voltage of the power supply circuit should be lowered to operate the protection circuit.

また、出力電圧がV1よりも高く、例えば出力電圧が短絡検知用トランジスタのベース−エミッタ間の逆バイアスを超える場合には、特許文献1の回路構成は正常に動作しないという問題があった。さらに、短絡保護を統括する統括定電圧電源を、他の定電圧電源と同様に回路電源として使用すると、特許文献1の回路構成では統括定電圧電源の短絡保護を実現できないという問題があった。   Further, when the output voltage is higher than V1, for example, when the output voltage exceeds the reverse bias between the base and the emitter of the short-circuit detection transistor, there is a problem that the circuit configuration of Patent Document 1 does not operate normally. Further, when the integrated constant voltage power source that controls the short circuit protection is used as a circuit power source in the same manner as other constant voltage power sources, there is a problem that the short circuit protection of the integrated constant voltage power source cannot be realized with the circuit configuration of Patent Document 1.

そこで、本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、回路構成が簡単であり、正常に動作可能な電源回路を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a power supply circuit that has a simple circuit configuration and can operate normally.

本発明に係る電源回路は、それぞれが第1電源から供給された電圧に基づいて予め定められた出力電圧を生成する複数の定電圧電源と、前記複数の定電圧電源に対応して設けられ、各々が対応する前記定電圧電源の前記出力電圧を分圧する分圧抵抗と、分圧された前記出力電圧に基づいて当該出力電圧の状態を示す状態電圧を生成するトランジスタとを有する複数の検出回路と、前記複数の検出回路と一の接続点との間に接続された複数の抵抗と、第2電源と前記接続点との間に接続されたプルアップ抵抗と、前記接続点の電圧に基づいて、前記複数の定電圧電源の少なくとも1つの短絡を検知する短絡検知部と、前記短絡検知部が短絡を検知した場合に、前記第1電源から前記複数の定電圧電源への電圧の供給を停止する制御部とを備える。   A power supply circuit according to the present invention is provided corresponding to a plurality of constant voltage power supplies each generating a predetermined output voltage based on a voltage supplied from a first power supply, and the plurality of constant voltage power supplies, A plurality of detection circuits each including a voltage dividing resistor that divides the output voltage of the constant voltage power supply to which each corresponds, and a transistor that generates a state voltage indicating the state of the output voltage based on the divided output voltage A plurality of resistors connected between the plurality of detection circuits and one connection point, a pull-up resistor connected between a second power supply and the connection point, and a voltage at the connection point. A short-circuit detecting unit that detects at least one short circuit of the plurality of constant-voltage power sources, and supply of voltage from the first power source to the plurality of constant-voltage power sources when the short-circuit detecting unit detects a short circuit. And a control unit to stop

本発明は、複数の定電圧電源に対応して設けられ、各々が対応する定電圧電源の出力電圧を分圧する分圧抵抗と、分圧された出力電圧に基づいて当該出力電圧の状態を示す状態電圧を生成するトランジスタとを有する複数の検出回路と、複数の検出回路と一の接続点との間に接続された複数の抵抗と、第2電源と接続点との間に接続されたプルアップ抵抗と、接続点の電圧に基づいて、複数の定電圧電源の少なくとも1つの短絡を検知する短絡検知部とを備える。これにより、回路構成が簡単であり、正常に動作可能な電源回路を実現することができる。   The present invention is provided corresponding to a plurality of constant voltage power supplies, each of which shows a voltage dividing resistor for dividing the output voltage of the corresponding constant voltage power supply, and the state of the output voltage based on the divided output voltage A plurality of detection circuits having a transistor for generating a state voltage; a plurality of resistors connected between the plurality of detection circuits and the one connection point; and a pull connected between the second power supply and the connection point. And a short-circuit detection unit that detects at least one short-circuit of the plurality of constant voltage power sources based on the voltage at the connection point. As a result, a power supply circuit having a simple circuit configuration and capable of operating normally can be realized.

実施の形態1に係る電源回路の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of a power supply circuit according to a first embodiment. 実施の形態1に係る電源回路の一部の構成を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a partial configuration of the power supply circuit according to the first embodiment. 実施の形態1に係る電源回路の一部に相当する等価回路を示す回路図である。3 is a circuit diagram showing an equivalent circuit corresponding to a part of the power supply circuit according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る電源回路の一部に相当する等価回路を示す回路図である。3 is a circuit diagram showing an equivalent circuit corresponding to a part of the power supply circuit according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る電源回路の動作を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing the operation of the power supply circuit according to the first embodiment.

<実施の形態1>
図1は、本発明の実施の形態1に係る電源回路の構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態1に係る電源回路は、電源回路部100と、短絡検知保護回路200とを備えているが、電源回路部100は、電源回路の外部に設けられてもよい。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a power supply circuit according to Embodiment 1 of the present invention. Although the power supply circuit according to the first embodiment includes the power supply circuit unit 100 and the short circuit detection protection circuit 200, the power supply circuit unit 100 may be provided outside the power supply circuit.

電源回路部100は、第1電源であるメイン電源101と、第2電源であるスタンバイ電源102とを備えている。   The power supply circuit unit 100 includes a main power supply 101 that is a first power supply and a standby power supply 102 that is a second power supply.

短絡検知保護回路200は、複数の定電圧電源1(定電圧電源11,12,13)と、複数の検出回路2(検出回路21,22,23)と、複数の抵抗3(抵抗31,32,33)と、プルアップ抵抗4と、マイコン(マイクロコンピュータ)5とを備えている。   The short circuit detection protection circuit 200 includes a plurality of constant voltage power supplies 1 (constant voltage power supplies 11, 12, 13), a plurality of detection circuits 2 (detection circuits 21, 22, 23), and a plurality of resistors 3 (resistors 31, 32). 33), a pull-up resistor 4 and a microcomputer (microcomputer) 5.

本実施の形態1では、負荷300の数に合わせて、定電圧電源系統の数、定電圧電源1、検出回路2及び抵抗3のそれぞれの数を3つとしている。しかし、これは一例に過ぎず、これら要素のそれぞれの数は3つに限ったものではない。   In the first embodiment, the number of constant voltage power supply systems, the number of constant voltage power supplies 1, the detection circuit 2, and the resistance 3 are set to three according to the number of loads 300. However, this is only an example, and the number of each of these elements is not limited to three.

マイコン5は、定電圧電源11,12,13と、メイン電源101とを統括的に制御することが可能となっている。本実施の形態1では、マイコン5はADC入力端子51を有しており、ADC入力端子51は、後述する一の接続点6に相当する。   The microcomputer 5 can control the constant voltage power supplies 11, 12, and 13 and the main power supply 101 in an integrated manner. In the first embodiment, the microcomputer 5 has an ADC input terminal 51, and the ADC input terminal 51 corresponds to one connection point 6 to be described later.

また、処理回路であるマイコン5が、図示しないメモリなどに記憶されたプログラム(ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせ)を読み出して実行することによって、短絡検知部52の機能と、制御部53の機能とが実現されている。すなわち電源回路は、マイコン5により実行されるときに、短絡検知部52の動作(ステップ)と、制御部53の動作(ステップ)とが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリを備える。   Further, the microcomputer 5 as a processing circuit reads out and executes a program (software, firmware, or a combination thereof) stored in a memory or the like (not shown), whereby the function of the short-circuit detection unit 52 and the function of the control unit 53 are detected. And are realized. That is, the power supply circuit stores a program that, when executed by the microcomputer 5, results in the operation (step) of the short-circuit detection unit 52 and the operation (step) of the control unit 53 being executed as a result. Provide memory.

ここで、メモリとは、例えば、RAM、ROM、フラッシュメモリー、EPROM、EEPROM等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリや、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、DVD等が該当する。また、ソフトウェアプログラムに従って動作する短絡検知部52及び制御部53に代えて、短絡検知部52及び制御部53は、当該動作をハードウェアの電気回路で実現する信号処理回路により実現されてもよいし、ソフトウェア及びハードウェアを組み合わせた処理回路により実現されてもよい。   Here, the memory corresponds to, for example, a nonvolatile or volatile semiconductor memory such as RAM, ROM, flash memory, EPROM, or EEPROM, a magnetic disk, a flexible disk, an optical disk, a compact disk, a mini disk, a DVD, or the like. To do. Further, instead of the short-circuit detection unit 52 and the control unit 53 that operate according to the software program, the short-circuit detection unit 52 and the control unit 53 may be realized by a signal processing circuit that realizes the operation by an electrical circuit of hardware. The processing circuit may be realized by combining software and hardware.

次に、短絡検知保護回路200の概要について説明する。電源回路部100のメイン電源101からメイン電源電圧Vmを供給されると、短絡検知保護回路200の定電圧電源11,12,13は、メイン電源電圧Vmを予め定められた出力電圧V1,V2,V3に変換して、出力電圧V1,V2,V3を負荷300(負荷301,302,303)に供給する。   Next, an outline of the short circuit detection protection circuit 200 will be described. When the main power supply voltage Vm is supplied from the main power supply 101 of the power supply circuit unit 100, the constant voltage power supplies 11, 12, 13 of the short-circuit detection protection circuit 200 use the main power supply voltage Vm as predetermined output voltages V1, V2, and so on. By converting to V3, the output voltages V1, V2, and V3 are supplied to the load 300 (loads 301, 302, and 303).

また、短絡検知保護回路200では、定電圧電源11,12,13の出力にそれぞれ接続されている検出回路21,22,23の出力が、抵抗31,32,33を介して接続点6に入力されるとともに、スタンバイ電源102の電圧が、プルアップ抵抗4を介して接続点6に入力されることによって、接続点6に電圧が生成される。以下、接続点6の電圧を「結合電圧」と記して説明する。   In the short-circuit detection protection circuit 200, the outputs of the detection circuits 21, 22, and 23 connected to the outputs of the constant voltage power supplies 11, 12, and 13 are input to the connection point 6 through the resistors 31, 32, and 33, respectively. At the same time, the voltage of the standby power supply 102 is input to the connection point 6 via the pull-up resistor 4, whereby a voltage is generated at the connection point 6. Hereinafter, the voltage at the connection point 6 will be described as “coupling voltage”.

短絡検知部52は、当該結合電圧(接続点6の電圧)に基づいて定電圧電源11,12,13の少なくとも1つの短絡を検知する。制御部53は、短絡発生が検知された場合に、メイン電源101をオフ状態にして定電圧電源11,12,13へのメイン電源電圧Vmの供給を停止する。このような停止を行うことによって、内部回路を保護することが可能となっている。   The short circuit detector 52 detects at least one short circuit of the constant voltage power supplies 11, 12, and 13 based on the combined voltage (voltage at the connection point 6). When the occurrence of a short circuit is detected, the control unit 53 turns off the main power supply 101 and stops supplying the main power supply voltage Vm to the constant voltage power supplies 11, 12, and 13. By performing such a stop, the internal circuit can be protected.

次に、各構成要素について詳細に説明する。   Next, each component will be described in detail.

メイン電源101は、定電圧電源11,12,13にメイン電源電圧Vmを供給する。スタンバイ電源102は、メイン電源101とは別系統であり、マイコン5(短絡検知部52及び制御部53)を起動(動作)させるためのスタンバイ電源電圧Vsを、マイコン5などに供給する。本実施の形態1では、短絡検知保護回路200がメイン電源101に接続された際に、スタンバイ電源102からマイコン5などにスタンバイ電源電圧Vsが供給されるように構成されている。   The main power supply 101 supplies the main power supply voltage Vm to the constant voltage power supplies 11, 12, and 13. The standby power supply 102 is a separate system from the main power supply 101, and supplies the standby power supply voltage Vs for starting (operating) the microcomputer 5 (the short-circuit detection unit 52 and the control unit 53) to the microcomputer 5 and the like. In the first embodiment, when the short-circuit detection protection circuit 200 is connected to the main power supply 101, the standby power supply voltage Vs is supplied from the standby power supply 102 to the microcomputer 5 or the like.

定電圧電源11,12,13は、メイン電源101から供給されたメイン電源電圧Vmに基づいて予め定められた出力電圧V1,V2,V3を生成する。出力電圧V1,V2,V3が、負荷301,302,303にそれぞれ供給されることによって、負荷301,302,303を駆動することが可能となる。   The constant voltage power supplies 11, 12, and 13 generate predetermined output voltages V 1, V 2, and V 3 based on the main power supply voltage Vm supplied from the main power supply 101. By supplying the output voltages V1, V2, and V3 to the loads 301, 302, and 303, respectively, the loads 301, 302, and 303 can be driven.

検出回路21,22,23は、定電圧電源11,12,13に対応して設けられている。ここで図2は、検出回路21,22,23の構成要素と、抵抗31,32,33と、プルアップ抵抗4と、ADC入力端子51を有するマイコン5との間の結線を示す回路図である。以下、図2を用いて、検出回路21,22,23の構成要素について詳細に説明する。   The detection circuits 21, 22, and 23 are provided corresponding to the constant voltage power supplies 11, 12, and 13. Here, FIG. 2 is a circuit diagram showing the connections among the components of the detection circuits 21, 22, 23, the resistors 31, 32, 33, the pull-up resistor 4, and the microcomputer 5 having the ADC input terminal 51. is there. Hereinafter, the components of the detection circuits 21, 22, and 23 will be described in detail with reference to FIG.

検出回路21は、分圧抵抗21a,21bと、トランジスタ21cとを有している。検出回路21の分圧抵抗21a,21bは、対応する定電圧電源11の出力電圧V1を分圧(抵抗分割)して、トランジスタ21cのベースに入力する。負荷91に短絡などの異常がない場合には、トランジスタ21cのコレクタ−エミッタ間を十分飽和できるベース電流が流れるように抵抗値が設計されている。ベース電流が十分飽和して流れる状態では、トランジスタ21cのコレクタはほぼエミッタと同じ電圧となる。ただし、その状態でもコレクタ−エミッタ間の飽和電圧Vceは残存する。   The detection circuit 21 includes voltage dividing resistors 21a and 21b and a transistor 21c. The voltage dividing resistors 21a and 21b of the detection circuit 21 divide (resistor-divide) the output voltage V1 of the corresponding constant voltage power supply 11 and input it to the base of the transistor 21c. When there is no abnormality such as a short circuit in the load 91, the resistance value is designed so that a base current that can sufficiently saturate between the collector and the emitter of the transistor 21c flows. In a state where the base current is sufficiently saturated and flows, the collector of the transistor 21c has substantially the same voltage as the emitter. However, even in this state, the collector-emitter saturation voltage Vce remains.

このような構成によれば、負荷91に短絡などの異常がなく、分圧された出力電圧V1が十分に高い場合には、トランジスタ21cはオン状態となり、コレクタ−エミッタ間の電圧はオン電圧(=飽和電圧Vce)となる。一方、負荷91に短絡などの異常があり、分圧された出力電圧V1が低い場合には、トランジスタ21cはオフ状態となり、コレクタ−エミッタ間のオフ電圧(≠飽和電圧Vce)となる。このように、トランジスタ21cは、分圧された出力電圧V1に基づいて当該出力電圧V1の状態を示す状態電圧(オン電圧またはオフ電圧)を生成する。   According to such a configuration, when there is no abnormality such as a short circuit in the load 91 and the divided output voltage V1 is sufficiently high, the transistor 21c is turned on, and the voltage between the collector and the emitter is the on voltage ( = Saturation voltage Vce). On the other hand, when there is an abnormality such as a short circuit in the load 91 and the divided output voltage V1 is low, the transistor 21c is turned off, and the collector-emitter off voltage (≠ saturation voltage Vce). In this way, the transistor 21c generates a state voltage (on voltage or off voltage) indicating the state of the output voltage V1 based on the divided output voltage V1.

以上、検出回路21について説明した。検出回路22,23も、検出回路21と同様に構成されている。つまり、検出回路22は、分圧抵抗21a,21b及びトランジスタ21cと同様の分圧抵抗22a,22b及びトランジスタ22cを有しており、検出回路23は、分圧抵抗21a,21b及びトランジスタ21cと同様の分圧抵抗23a,23b及びトランジスタ23cを有している。   The detection circuit 21 has been described above. The detection circuits 22 and 23 are configured in the same manner as the detection circuit 21. That is, the detection circuit 22 includes voltage dividing resistors 22a and 22b and a transistor 22c similar to the voltage dividing resistors 21a and 21b and the transistor 21c, and the detection circuit 23 is similar to the voltage dividing resistors 21a and 21b and the transistor 21c. Voltage dividing resistors 23a and 23b and a transistor 23c.

抵抗31,32,33は、検出回路21,22,23と接続点6との間に接続されている。プルアップ抵抗4は、スタンバイ電源102と接続点6との間に接続されている。このような構成によれば、検出回路21,22,23で生成される状態電圧と、スタンバイ電源102のスタンバイ電源電圧Vsとが接続点6にて結合されることによって、結合電圧Viが生成される。このため、接続点6であるADC入力端子51には、結合電圧Viが印加されることになる。   The resistors 31, 32 and 33 are connected between the detection circuits 21, 22 and 23 and the connection point 6. The pull-up resistor 4 is connected between the standby power supply 102 and the connection point 6. According to such a configuration, the combined voltage Vi is generated by combining the state voltage generated by the detection circuits 21, 22 and 23 and the standby power supply voltage Vs of the standby power supply 102 at the connection point 6. The For this reason, the coupling voltage Vi is applied to the ADC input terminal 51 which is the connection point 6.

ここで、すべての定電圧電源11,12,13が正常に動作している状態の結合電圧Vi[V]は、次式(1)で示される。次式(1)のうち、Raは、プルアップ抵抗4の抵抗値[Ω]であり、Rbは、抵抗31,32,33の抵抗値[Ω]である。図3に、この状態の等価回路を示す。   Here, the combined voltage Vi [V] in a state where all the constant voltage power supplies 11, 12, and 13 are operating normally is expressed by the following equation (1). In the following equation (1), Ra is the resistance value [Ω] of the pull-up resistor 4, and Rb is the resistance value [Ω] of the resistors 31, 32, and 33. FIG. 3 shows an equivalent circuit in this state.

Figure 2017077068
Figure 2017077068

負荷91に短絡が発生して定電圧電源11の出力電圧V1が低下する場合として、負荷91の系統が完全に短絡した場合を想定する。この場合には、出力電圧V1はほぼ0であるため、トランジスタ21cはカットオフ状態となる。この状態では、オン状態の検出回路2は3系統から2系統に減るので、ADC入力端子51に印加される結合電圧Viは上昇する。この状態の結合電圧Vi[V]は、次式(2)で示される。図4に、この状態の等価回路を示す。   Assuming that a short circuit occurs in the load 91 and the output voltage V1 of the constant voltage power supply 11 decreases, a case where the system of the load 91 is completely short-circuited is assumed. In this case, since the output voltage V1 is almost 0, the transistor 21c is cut off. In this state, since the detection circuit 2 in the on state is reduced from three systems to two systems, the coupling voltage Vi applied to the ADC input terminal 51 increases. The coupling voltage Vi [V] in this state is expressed by the following equation (2). FIG. 4 shows an equivalent circuit in this state.

Figure 2017077068
Figure 2017077068

以上のことから分かるように、定電圧電源11,12,13の系統に関する異常の論理和が、結合電圧Viに反映される。   As can be seen from the above, the logical OR of the abnormality related to the system of the constant voltage power supplies 11, 12, 13 is reflected in the combined voltage Vi.

このことに鑑みて、短絡検知部52は、結合電圧Viに基づいて、定電圧電源11,12,13の少なくとも1つの短絡を検知するように構成されている。本実施の形態1では、アナログ形式の結合電圧Viが、アナログデジタル変換回路であるADC入力端子51によってデジタル信号に変換され、短絡検知部52は、当該デジタル信号に基づいて上述の検知を行う。   In view of this, the short circuit detection unit 52 is configured to detect at least one short circuit of the constant voltage power supplies 11, 12, and 13 based on the combined voltage Vi. In the first embodiment, the analog combined voltage Vi is converted into a digital signal by the ADC input terminal 51 which is an analog-digital conversion circuit, and the short-circuit detection unit 52 performs the above-described detection based on the digital signal.

制御部53は、短絡検知部52が短絡を検知した場合に、メイン電源101から定電圧電源11,12,13へのメイン電源電圧Vmの供給を停止する。これにより、保護動作が実現される。   The control unit 53 stops the supply of the main power supply voltage Vm from the main power supply 101 to the constant voltage power supplies 11, 12, and 13 when the short circuit detection unit 52 detects a short circuit. Thereby, the protection operation is realized.

<動作>
図5は、本実施の形態1に係る電源回路の動作を示すフローチャートである。以下、図5を用いて電源回路の動作について説明する。なお前提として、以下の動作が行われる前には、マイコン5を起動するために、スタンバイ電源102からのスタンバイ電源電圧Vsが、マイコン5に供給される。
<Operation>
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the power supply circuit according to the first embodiment. Hereinafter, the operation of the power supply circuit will be described with reference to FIG. As a premise, the standby power supply voltage Vs from the standby power supply 102 is supplied to the microcomputer 5 in order to start the microcomputer 5 before the following operation is performed.

ステップS1にて、動作を開始したマイコン5は、機器を動作状態にするために、図示しない機器制御マイコンからの指示によってメイン電源101をオンする。これにより、メイン電源101からのメイン電源電圧Vmが、定電圧電源11,12,13に供給される。   In step S1, the microcomputer 5 that has started the operation turns on the main power supply 101 in accordance with an instruction from a device control microcomputer (not shown) in order to put the device in an operating state. As a result, the main power supply voltage Vm from the main power supply 101 is supplied to the constant voltage power supplies 11, 12 and 13.

ステップS2にて、マイコン5は、定電圧電源1の出力電圧をオンする指示を出して、定電圧電源1から出力電圧V1,V2,V3を出力させる。なお、後段に接続されている負荷300の要求仕様によるが、例えば負荷300の制約がない場合には、マイコン5からの指示がなくても、メイン電源電圧Vmが定電圧電源1に供給された場合に自動的に定電圧電源1が起動されたり、定電圧電源1の出力電圧がオンされたりしてもよい。   In step S <b> 2, the microcomputer 5 issues an instruction to turn on the output voltage of the constant voltage power supply 1 and causes the constant voltage power supply 1 to output the output voltages V <b> 1, V <b> 2, V <b> 3. The main power supply voltage Vm is supplied to the constant voltage power supply 1 even if there is no instruction from the microcomputer 5, for example, when there is no restriction on the load 300, depending on the required specifications of the load 300 connected in the subsequent stage. In some cases, the constant voltage power supply 1 may be automatically activated, or the output voltage of the constant voltage power supply 1 may be turned on.

ステップS3にて、マイコン5は、正常時及び異常時のアナログの結合電圧Viをデジタル値に変換したデータを図示しない記憶装置から読み出し、当該データを、前もって初期値として図示しないメモリ内部に保存する。ここで、データ内の正常時の結合電圧Viは、式(1)で示される結合電圧Viを基準に決定され、データ内の異常時の結合電圧Viは、式(2)で示される結合電圧Viを基準に決定される。なお、定電圧電源1の出力電圧には、ある程度のばらつきがあること、出力電圧が正常時から外れた場合にできるだけ早く保護動作を行うことができることが望ましいことを鑑みて、正常時及び異常時の入力電圧範囲は決定される。   In step S3, the microcomputer 5 reads data obtained by converting the analog coupling voltage Vi at normal time and abnormal time into a digital value from a storage device (not shown), and stores the data in advance in a memory (not shown) as an initial value. . Here, the normal coupling voltage Vi in the data is determined on the basis of the coupling voltage Vi shown in the equation (1), and the abnormal coupling voltage Vi in the data is the coupling voltage shown in the equation (2). It is determined based on Vi. In view of the fact that there is some variation in the output voltage of the constant voltage power supply 1 and that it is desirable to be able to perform the protection operation as soon as possible when the output voltage deviates from the normal time. The input voltage range is determined.

ステップS4にて、マイコン5は、定電圧電源1をオンした後から、ADC入力端子51における結合電圧Vi(正確にはそのデジタル値)を定期的に読み込むポーリングを行う。   In step S4, after turning on the constant voltage power supply 1, the microcomputer 5 performs polling for periodically reading the coupling voltage Vi (more precisely, its digital value) at the ADC input terminal 51.

ステップS5にて、マイコン5の短絡検知部52は、ステップS4で読み込んだ結合電圧Vi(正確にはそのデジタル値)と、ステップS3で保存したデータとを比較して、定電圧電源11,12,13の系統が短絡しているか否かを検知する。   In step S5, the short-circuit detection unit 52 of the microcomputer 5 compares the combined voltage Vi read in step S4 (more precisely, its digital value) with the data stored in step S3, and constant voltage power supplies 11, 12 , 13 is detected whether it is short-circuited.

ここで本実施の形態1では、結合電圧Viが入力されるマイコン5の入力端子に、ADC入力端子51が使用されている。このことは、各検出回路2をできるだけ簡易な回路構成とし、半導体部品の部品点数を削減することに貢献する。ただし、複数の検出回路2が複数の抵抗3を介してADC入力端子51で接続される本実施の形態1に係る構成では、検出回路2の数を多くする(例えば無限にする)ことはできない。   Here, in the first embodiment, the ADC input terminal 51 is used as the input terminal of the microcomputer 5 to which the coupling voltage Vi is input. This contributes to making each detection circuit 2 as simple as possible and reducing the number of semiconductor components. However, in the configuration according to the first embodiment in which the plurality of detection circuits 2 are connected to the ADC input terminal 51 via the plurality of resistors 3, the number of detection circuits 2 cannot be increased (for example, infinite). .

以下、この理由について説明する。例えばn個の定電圧電源1のひとつが短絡した場合を想定すると、ADC入力端子51からみて対接地側に接続される抵抗3の本数がn本から(n−1)本に変化する。この変化によるADC入力端子51での結合電圧Viの変動は、nの値が大きくなるほど小さくなる。このため、nの値が大きい場合には、1つの定電圧電源1が短絡しても、結合電圧Viが、先に説明した初期値として使用している正常動作の電圧範囲内から異常動作の電圧範囲内に移行せずに、正常動作の電圧範囲内のままとなり、もはや短絡検知ができなくなる。このため、本実施の形態1に係る構成では、検出回路2の数を多くする(例えば無限にする)ことはできない。   Hereinafter, this reason will be described. For example, assuming that one of the n constant voltage power supplies 1 is short-circuited, the number of resistors 3 connected to the ground side as viewed from the ADC input terminal 51 changes from n to (n−1). The variation of the coupling voltage Vi at the ADC input terminal 51 due to this change decreases as the value of n increases. For this reason, when the value of n is large, even if one constant voltage power supply 1 is short-circuited, the combined voltage Vi does not operate normally from the normal operation voltage range used as the initial value described above. Without moving into the voltage range, the voltage remains in the normal operation voltage range, and short circuit detection is no longer possible. For this reason, in the configuration according to the first embodiment, the number of detection circuits 2 cannot be increased (for example, infinite).

実際には、定電圧電源1及び検出回路2などの数は、マイコン5のADC入力端子51のAD変換の分解能や、抵抗3及びプルアップ抵抗4の許容差、スタンバイ電源102の電源安定性などを考慮して設計することになる。例えば、マイコン5のデジタル量子化ビット数を8ビットとし、各々の抵抗3に許容差F級の抵抗を使用し、スタンバイ電源102の電圧変動を3.3V±5%とした場合には、最大で概ね8系統の定電圧電源1及び検出回路2を接続することができるという計算結果が得られている。   Actually, the number of constant voltage power supplies 1 and detection circuits 2 is the resolution of AD conversion of the ADC input terminal 51 of the microcomputer 5, the tolerance of the resistor 3 and the pull-up resistor 4, the power supply stability of the standby power supply 102, etc. It will be designed in consideration of. For example, if the number of digital quantization bits of the microcomputer 5 is 8 bits, a tolerance class F resistor is used for each resistor 3, and the voltage fluctuation of the standby power supply 102 is 3.3V ± 5%, the maximum Thus, a calculation result is obtained that the eight constant voltage power supplies 1 and the detection circuit 2 can be connected.

話を図5の動作に戻す。ステップS5の検知にて、短絡状態が検知された場合にはステップS6に進み、短絡状態が検知されなかった場合(正常状態を検知した場合)にはステップS4に戻る。   Return the story to the operation of FIG. If the short circuit state is detected in step S5, the process proceeds to step S6. If the short circuit state is not detected (when the normal state is detected), the process returns to step S4.

ステップS6にて、マイコン5が短絡を検知するとメイン電源101の制御をオフしてメイン電源電圧Vmの出力を停止する。これにより、定電圧電源1のうち短絡が発生した系統の電源ラインだけを停止するのではなく、全系統の電源ラインを停止することができる。その後、図5の動作を終了する。   In step S6, when the microcomputer 5 detects a short circuit, the control of the main power supply 101 is turned off and the output of the main power supply voltage Vm is stopped. As a result, it is possible to stop not only the power supply line of the system in which the short circuit has occurred in the constant voltage power supply 1, but also the power supply lines of all the systems. Thereafter, the operation of FIG.

<まとめ>
以上のような本実施の形態1に係る電源回路によれば、複数の定電圧電源1の出力電圧の状態をそれぞれトランジスタのオープンコレクタに変換して結合しなくても、マイコン5の入力端子へ接続することができる。したがって、短絡検知保護回路200に使用する半導体部品の部品点数を従来に比べて削減することができる。
<Summary>
According to the power supply circuit according to the first embodiment as described above, the state of the output voltage of the plurality of constant voltage power supplies 1 can be transferred to the input terminal of the microcomputer 5 without being converted into the open collectors of the transistors and coupled. Can be connected. Accordingly, the number of semiconductor components used in the short-circuit detection protection circuit 200 can be reduced as compared with the conventional one.

また各定電圧電源1の出力電圧の状態を示す出力電圧(短絡検知開始電圧)は、トランジスタ21c,22c,23cのベースに接続される抵抗分割によって決定することができる。したがって、各定電圧電源1の電圧が何Vまで低下すると短絡を検知するかを、個々の定電圧回路の要求、及び、それと接続される負荷回路の要求に合わせて設計することができる。よって、正常に動作可能な電源回路を実現することができる。   The output voltage (short circuit detection start voltage) indicating the state of the output voltage of each constant voltage power supply 1 can be determined by resistance division connected to the bases of the transistors 21c, 22c, and 23c. Therefore, it can be designed according to the requirements of the individual constant voltage circuits and the requirements of the load circuits connected thereto, how many volts the voltage of each constant voltage power supply 1 is detected to detect a short circuit. Therefore, a power circuit that can operate normally can be realized.

また、複数の定電圧電源1を有する機器において、いずれか一つの定電圧電源1の系統でも負荷短絡が発生すると、トランジスタのコレクタ電流が減少することによりスイッチング動作領域から外れる。ここで、本実施の形態1では、当該トランジスタのコレクタを抵抗で結合してなる結合電圧、つまりマイコン5のADC入力端子51に印加される結合電圧が正常値から外れるようにマイコン5のプログラムが設計されている。このため、負荷回路の異常短絡を検出することができる。   Further, in a device having a plurality of constant voltage power supplies 1, when a load short circuit occurs in any one of the constant voltage power supply 1 systems, the collector current of the transistor decreases and the transistor is out of the switching operation region. Here, in the first embodiment, the program of the microcomputer 5 is such that the coupling voltage formed by coupling the collector of the transistor with a resistor, that is, the coupling voltage applied to the ADC input terminal 51 of the microcomputer 5 deviates from the normal value. Designed. For this reason, an abnormal short circuit of the load circuit can be detected.

さらに本実施の形態1では、マイコン5は、メイン電源101をオンオフ制御する出力端子を持っているので、短絡検知した場合にメイン電源101をオフすると各定電圧電源1への給電が停止される。この際、複数の抵抗3の抵抗値を互いに異なるようにしておけば、短絡した系統に応じて、結合電圧の変化が異なることになるので、短絡検知部52にて、短絡した経路(系統)を検知することが可能となる。また、このような構成によれば、短絡した経路をメモリに保持することができるとともに、どの系統で短絡が発生したかを切り分けすることができる。   Further, in the first embodiment, since the microcomputer 5 has an output terminal for controlling on / off of the main power supply 101, power supply to each constant voltage power supply 1 is stopped when the main power supply 101 is turned off when a short circuit is detected. . At this time, if the resistance values of the plurality of resistors 3 are made different from each other, the change in the coupling voltage varies depending on the short-circuited system. Can be detected. In addition, according to such a configuration, the shorted path can be held in the memory, and the system in which the short circuit has occurred can be determined.

また、マイコン5を動作するためのスタンバイ電源電圧Vsを供給しているスタンバイ電源102は、メイン電源101とは別系統になっているので、メイン電源101の供給が停止しても、マイコン5自体の制御動作には影響することがない。   Since the standby power supply 102 that supplies the standby power supply voltage Vs for operating the microcomputer 5 is a separate system from the main power supply 101, the microcomputer 5 itself even if the supply of the main power supply 101 is stopped. This does not affect the control operation.

以上のように電源回路の短絡検知保護回路を構成することで、簡単な回路構成で、正常に電源保護を行うことができる。また、部品コストの削減が図れ、電源回路のコストを安くすることができる。   By configuring the power supply circuit short circuit detection protection circuit as described above, the power supply can be normally protected with a simple circuit configuration. In addition, the cost of parts can be reduced, and the cost of the power supply circuit can be reduced.

なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。   In the present invention, the embodiments can be appropriately modified and omitted within the scope of the invention.

1,11,12,13 定電圧電源、2,21,22,23 検出回路、21a,21b,22a,22b,23a,23b 分圧抵抗、21c,22c,23c トランジスタ、3,31,32,33 抵抗、4 プルアップ抵抗、5 マイコン、6 接続点、51 ADC入力端子、52 短絡検知部、53 制御部、101 メイン電源、102 スタンバイ電源。   1, 11, 12, 13 constant voltage power supply, 2, 21, 22, 23 detection circuit, 21a, 21b, 22a, 22b, 23a, 23b voltage dividing resistor, 21c, 22c, 23c transistor, 3, 31, 32, 33 Resistor, 4 Pull-up resistor, 5 Microcomputer, 6 Connection point, 51 ADC input terminal, 52 Short circuit detection unit, 53 Control unit, 101 Main power supply, 102 Standby power supply

Claims (4)

それぞれが第1電源から供給された電圧に基づいて予め定められた出力電圧を生成する複数の定電圧電源と、
前記複数の定電圧電源に対応して設けられ、各々が対応する前記定電圧電源の前記出力電圧を分圧する分圧抵抗と、分圧された前記出力電圧に基づいて当該出力電圧の状態を示す状態電圧を生成するトランジスタとを有する複数の検出回路と、
前記複数の検出回路と一の接続点との間に接続された複数の抵抗と、
第2電源と前記接続点との間に接続されたプルアップ抵抗と、
前記接続点の電圧に基づいて、前記複数の定電圧電源の少なくとも1つの短絡を検知する短絡検知部と、
前記短絡検知部が短絡を検知した場合に、前記第1電源から前記複数の定電圧電源への電圧の供給を停止する制御部と
を備える、電源回路。
A plurality of constant voltage power sources each generating a predetermined output voltage based on the voltage supplied from the first power source;
A voltage dividing resistor provided for the plurality of constant voltage power supplies, each of which divides the output voltage of the corresponding constant voltage power supply, and indicates the state of the output voltage based on the divided output voltage A plurality of detection circuits having transistors for generating a state voltage;
A plurality of resistors connected between the plurality of detection circuits and one connection point;
A pull-up resistor connected between a second power source and the connection point;
Based on the voltage at the connection point, a short-circuit detection unit that detects at least one short-circuit of the plurality of constant voltage power sources,
A power supply circuit comprising: a control unit that stops supply of a voltage from the first power supply to the plurality of constant voltage power supplies when the short circuit detection unit detects a short circuit.
請求項1に記載の電源回路であって、
アナログ形式の前記接続点の前記電圧を、デジタル信号に変換するアナログデジタル変換回路をさらに備え、
前記短絡検知部は、当該デジタル信号に基づいて前記検知を行う、電源回路。
The power supply circuit according to claim 1,
An analog-to-digital conversion circuit that converts the voltage at the connection point in analog form into a digital signal;
The short circuit detection unit is a power supply circuit that performs the detection based on the digital signal.
請求項1または請求項2に記載の電源回路であって、
前記短絡検知部及び前記制御部は、マイクロコンピュータのプログラムの実行によって実現される、電源回路。
The power supply circuit according to claim 1 or 2,
The short circuit detection unit and the control unit are power supply circuits realized by executing a program of a microcomputer.
請求項1から請求項3のうちのいずれか1項に記載の電源回路であって、
前記第2電源は、前記第1電源と別系統であり、前記短絡検知部及び前記制御部を動作させるための電源電圧を供給する、電源回路。
The power supply circuit according to any one of claims 1 to 3,
The power supply circuit, wherein the second power supply is a separate system from the first power supply, and supplies a power supply voltage for operating the short-circuit detection unit and the control unit.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018211872A1 (en) * 2017-05-18 2018-11-22 住友電装株式会社 Microcomputer input/output circuit
CN110582915A (en) * 2017-05-18 2019-12-17 住友电装株式会社 Microcomputer input/output circuit
US11275420B2 (en) 2017-05-18 2022-03-15 Sumitomo Wiring Systems, Ltd. Microcomputer input/output circuit

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