JPH04245512A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】［発明の目的］

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、スイッチング方式の電
源装置に関するものである。

【０００３】

【従来の技術】近年、スイッチング方式の電源装置が種
々提案されている。このような電源装置にモータ等の負
荷を接続して駆動する場合がある。一般的に低温時にお
いてはモータの可動部の潤滑性が低下して摩擦が大きく
なり、いわゆる負荷が重くなる。このためモータ等の可
動部を有する負荷を駆動させるための電源装置は、負荷
が低温時、例えば負荷温度−２０℃程度で３０〜５０％
程度重くなるのを見越してこの分の余裕度をもって設計
する必要がある。

【０００４】図６は従来のスイッチング方式の電源装置
１００を示した回路図である。

【０００５】ノイズを除去するためのラインフィルタ１
０１を介して入力した交流電源を整流回路１０３が整流
した後に、コンデンサＣ１が平滑化する。コンデンサＣ
１によって平滑化された直流電源は起動用の抵抗Ｒ１を
介して制御回路１０５へ与えられると共に、コンバータ
トランス（以下、単にトランスと称する）ＴＲ１の一次
巻線ＴＲ１ａ，ＴＲ１ｂへ与えられる。トランスＴＲ１
の二次巻線ＴＲ１ｃからの出力電圧は整流用のダイオー
ドＤ１，Ｄ３、チョークコイルＣＨ１、平滑用のコンデ
ンサＣ３を介して電圧制限回路１０７へ与えられる。こ
の電圧制限回路１０７はトランスＴＲ１の二次巻線ＴＲ
１ｃからの出力電圧を検出し、この検出値が制限値に達
した場合に検出信号を制御回路１０５へ出力する。また
、電流制限回路１０９は抵抗Ｒ３の両端の電圧を入力す
ると、この抵抗Ｒ３の両端の電圧に応じてトランスＴＲ
１の二次巻線ＴＲ１ｃからの出力電流を検出し、この検
出値が制限値に達した場合に検出信号を制御回路１０５
へ出力する。また、トランスＴＲ１の一次側の電流は電
流制限回路１１１によって検出される。即ち、電流制限
回路１１１は抵抗Ｒ５の両端の電圧を入力すると、この
抵抗Ｒ５の両端の電圧に応じてトランスＴＲ１の一次側
の電流を検出し、この検出値が制限値に達した場合に検
出信号を制御回路１０５へ出力する。制御回路１０５は
電圧制限回路１０７若しくは電流制限回路１０９，１１
１からの検出信号を入力すると、トランジスタＴｒ１を
オフしてトランスＴＲ１からの出力を制限する。

【０００６】図７は、従来例の最大出力と制限特性を示
した特性図である。前述したように低温時においては負
荷が重くなるので、これを考慮して低温時の最大出力の
特性を改善したものが図７の曲線ｃである。図７の直線
ｂに示すように最大出力に温度依存性を有しない場合、
または図７の曲線ｃに示すように低温時における最大出
力を増大させた場合においても、これらの最大値に応じ
て図７の直線ａに示すような制限特性が決定される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７か
らも明らかなように低温時の最大値に応じて電源装置１
００の制限特性が決定されるので、常温時や高温時にお
いては、制限値と実際の出力値とがかけ離れてしまう。 この結果、制御回路１０５、電圧制限回路１０７、電流
制限回路１０９，１１１は低温時においては適切に出力
の制限に係る制御を行う半面、常温時や高温時において
は、制限値と実際の出力値とがかけ離れているので、出
力の制限に係る制御を適切にできない場合があった。

【０００８】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、低温時における負荷の特性を考慮して適切に出力電
圧または出力電流を制限することのできる電源装置を提
供することを目的とする。

【０００９】［発明の構成］

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本願第１の発明は、温度依存性を有する負荷を駆動する
と共に、検出される検出値に応じて当該負荷へ供給する
電力を制限する電源装置において、前記負荷へ供給され
る出力電流を温度依存性を有して検出する出力電流検出
手段を有すること要旨とする。

【００１１】また、本願第２の発明は、温度依存性を有
する負荷を駆動すると共に、検出される検出値に応じて
当該負荷へ供給する電力を制限する電源装置において、
前記負荷へ供給される出力電圧を温度依存性を有して検
出する出力電圧検出手段を有することを有することを要
旨とする。

【００１２】また、本願第３の発明は、電力を変成する
変成手段を介して入力される電力によって温度依存性を
有する負荷を駆動すると共に、検出される検出値に応じ
て当該負荷へ供給する電力を制限する電源装置において
、前記変成手段へ入力する入力電流を温度依存性を有し
て検出する入力電流検出手段を有することを有すること
を要旨とする。

【００１３】さらに、本願第４の発明は、電力を変成す
る変成手段を介して入力される電力によって温度依存性
を有する負荷を駆動すると共に、検出される検出値に応
じて当該負荷へ供給する電力を制限する電源装置におい
て、前記負荷へ供給される出力電流を温度依存性を有し
て検出する出力電流検出手段と、前記負荷へ供給される
出力電圧を温度依存性を有して検出する出力電圧検出手
段と、当該電源装置に入力される入力電流を温度依存性
を有して検出する入力電流検出手段の内、少なくとも２
の検出手段を有して、これら検出手段により検出された
検出値に応じて前記負荷へ供給する電力を制限すること
を要旨とする。

【００１４】

【作用】本願第１の発明の電源装置は、出力電流検出手
段が出力電流を温度依存性を有して検出すると、この検
出手段により検出された検出値に応じて負荷へ供給する
電力を制限する。

【００１５】従って、温度依存性を有して検出した出力
電流の検出値に応じて負荷へ供給する電力を温度依存性
を有して適切に制限することができる。

【００１６】本願第２の発明の電源装置は、出力電圧検
出手段が出力電圧を温度依存性を有して検出すると、こ
の検出手段により検出された検出値に応じて負荷へ供給
する電力を制限する。

【００１７】従って、温度依存性を有して検出した出力
電圧の検出値に応じて負荷へ供給する電力を温度依存性
を有して適切に制限することができる。

【００１８】本願第３の発明の電源装置は、電力を変成
する変成手段を介して入力される電力の入力電流を入力
電流検出手段が温度依存性を有して検出すると、この検
出手段により検出された検出値に応じて負荷へ供給する
電力を制限する。

【００１９】従って、温度依存性を有して検出した入力
電流の検出値に応じて負荷へ供給する電力を温度依存性
を有して適切に制限することができる。

【００２０】本願第４の発明の電源装置は、温度依存性
を有する負荷へ供給される出力電流を温度依存性を有し
て検出する出力電流検出手段と、前記負荷へ供給される
出力電圧を温度保存性を有して検出する出力電圧検出手
段と、当該電源装置に電力を変成する変成手段を介して
入力される電力の入力電流を温度依存性を有して検出す
る入力電流検出手段の内、少なくとも２の検出手段を有
するようにして、これら検出手段により検出された検出
値に応じて前記負荷へ供給する電力が制限されるため、
負荷へ供給する電力を温度依存性を有してより適切に制
限することができる。

【００２１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明に係る一実施例
を説明する。

【００２２】図１は他励式フォワードコンバータに適用
した場合の本発明に係る電源装置の構成を示した回路図
である。

【００２３】ラインフィルタ１は交流電力のノイズを除
去するためのものである。整流用のダイオードなどから
構成される整流回路３は、ラインフィルタ１を介して入
力した交流電力を整流する。コンデンサＣ１は整流回路
３で整流された直流電力を平滑化する。コンデンサＣ１
によって平滑化された直流電力は起動用の抵抗Ｒ１を介
して制御回路５へ与えられると共に、変成手段であるト
ランスＴＲ１の一次巻線ＴＲ１ａ，ＴＲ１ｂへ与えられ
る。尚、トランスＴＲ１のリセット回路とサージ吸収回
路は省略する。トランスＴＲ１の二次巻線ＴＲ１ｃから
の出力電圧は整流用のダイオードＤ１，Ｄ３、チョーク
コイルＣＨ１、平滑用のコンデンサＣ３を介して電圧制
限回路７へ与えられる。この電圧制限回路７には予め制
限値が設定されており、トランスＴＲ１の二次巻線ＴＲ
１ｃからの出力電圧を検出し、この検出値が上記制限値
に達すると検出信号を制御回路５へ出力する。

【００２４】また、トランスＴＲ１の二次巻線ＴＲ１ｃ
から引き出された電源線には抵抗Ｒ３が接続され、この
抵抗Ｒ３にはサーミスタＴＨ１が並列に接続されている
。この抵抗Ｒ３とサーミスタＴＨ１とで出力電流を温度
依存性を有して検出する出力電流検出手段を構成する。 サーミスタＴＨ１は非線形な正の温度特性を有している
ので、温度の低下に応じて抵抗Ｒ３とサーミスタＴＨ１
の合成抵抗が小さくなり、検出値である抵抗Ｒ３の両端
電圧も小さくなる。また、電流制限回路９は抵抗Ｒ３の
両端と接続され、抵抗Ｒ３とサーミスタＴＨ１の合成抵
抗に応じて発生した電圧を入力する。また、電流制限回
路９には予め制限値が設定されており、抵抗Ｒ３の両端
の電圧に応じてトランスＴＲ１の二次巻線ＴＲ１ｃから
の出力電流を検出し、この検出値が上記制限値に達する
と検出信号を制御回路５へ出力する。

【００２５】また、トランスＴＲ１の一次側の電流は電
流制限回路１１によって検出される。即ち、トランスＴ
Ｒ１の一次巻線ＴＲ１ａにはバイポーラトランジスタ等
のトランジスタＴｒ１と抵抗Ｒ５が直列に接続され、こ
の抵抗Ｒ５にはサーミスタＴＨ３が並列に接続されてい
る。この抵抗Ｒ５とサーミスタＴＨ３とで入力電流を温
度依存性を有して検出する入力電流検出手段を構成する
。サーミスタＴＨ３は非線形な正の温度特性を有してい
るので、温度の低下に応じて抵抗Ｒ５とサーミスタＴＨ
３の合成抵抗が小さくなり、検出値である抵抗Ｒ５の両
端電圧も小さくなる。また、電流制限回路１１は抵抗Ｒ
５の両端と接続され、抵抗Ｒ５とサーミスタＴＨ３の合
成抵抗に応じて発生した電圧を入力する。また、電流制
限回路１１には予め制限値が設定されており、抵抗Ｒ５
の両端の電圧に応じてトランスＴＲ１の一次側の電流を
検出し、この検出値が上記制限値に達すると検出信号を
制御回路５へ出力する。制御回路５は電圧制限回路７若
しくは電流制限回路９，１１からの検出信号を入力する
と、トランジスタＴｒ１をオフしてトランスＴＲ１から
の出力を制限する。制御回路５は制限手段を構成する。 尚、このトランジスタＴｒ１の代わりにＭＯＳ　　ＦＥ
Ｔ等のスイッチング素子を用いて構成してもよい。コン
デンサＣ５は平滑用のコンデンサであり、ダイオードＤ
５は整流用のダイオードである。また、図１に示す電源
装置の最大出力特性は図４の曲線ｃに示すように温度が
低下するに応じて最大出力が増大する。

【００２６】次に、図２を参照して電圧制限回路７の内
部構成を説明する。

【００２７】端子Ｐ１とＰ３の間には、抵抗Ｒ７とＲ９
が直列に接続され、抵抗Ｒ７にはサーミスタＴＨ５が並
列に接続されている。この抵抗Ｒ７，９とサーミスタＴ
Ｈ５とで出力電圧を温度依存性を有して検出する出力電
圧検出手段を構成する。サーミスタＴＨ５は非線形な負
の温度特性を有しているので、温度の低下に応じて抵抗
Ｒ７とＲ９の分圧比が大きくなり、検出値である抵抗Ｒ
９の両端電圧が小さくなる。抵抗Ｒ７とＲ９の接続点は
コンパレータ１３の一方の入力端子と接続されている。 端子Ｐ３は抵抗Ｒ９と接続されると共に、電圧源１５を
介してコンパレータ１３の他方の入力端子と接続されて
いる。コンパレータ１３の出力端子は端子Ｐ２を介して
制限回路５と接続されている。コンパレータ１３は上記
検出値が上記制限値に達すると検出信号を制御回路５へ
出力する。

【００２８】次に、図３を参照して電流制限回路９の内
部構成を説明する。

【００２９】端子Ｐ５，７は抵抗Ｒ３と接続され、抵抗
Ｒ３によって検出された検出値を入力する。端子Ｐ５は
抵抗Ｒ１１を介してコンデンサＣ７およびコンパレータ
１７の一方の入力端子と接続されている。端子Ｐ７はコ
ンデンサＣ７と接続されると共に、電圧源１９を介して
コンパレータ１７の他方の入力端子と接続されている。 抵抗Ｒ１１とコンデンサＣ７とでローパスフィルタを構
成し、抵抗Ｒ３によって検出された検出値のノイズを除
去する。

【００３０】コンパレータ１７の出力端子は端子Ｐ６を
介して制限回路５と接続されている。コンパレータ１７
は上記検出値が上記制限値に達すると検出信号を制御回
路５へ出力する。

【００３１】尚、電流制限回路１１の内部構成は、図３
に示す電流制限回路９と同様であり、詳細な説明を省略
する。

【００３２】次に、図４を参照して図１に示した実施例
の作用を説明する。

【００３３】まず、電圧制限回路７の常温時、または高
温時における作用を説明する。電圧制限回路７はトラン
スＴＲ１からの出力電圧を端子Ｐ１，Ｐ３を介して入力
する。このトランスＴＲ１からの出力電圧は抵抗Ｒ７、
サーミスタＴＨ５の合成抵抗と、抵抗Ｒ９とで分圧され
、抵抗Ｒ９の両端の電圧を検出値としてコンパレータ１
３の一方の入力端子へ入力する。コンパレータ１３はこ
の検出値が電圧源１５からの制限値に達すると検出信号
を制御回路５へ出力する。これにより制御回路５はトラ
ンジスタＴｒ１をオフしてトランスＴＲ１からの出力を
制限する。

【００３４】次に、低温時の作用を説明する。低温時に
おいてはサーミスタＴＨ５が非線形な負の温度特性を有
しているので、温度の低下に応じて抵抗Ｒ７とＲ９分圧
比が大きくなり、検出値である抵抗Ｒ９の両端電圧が小
さくなる。この結果、従来の制限特性は図４の直線ａに
示すように温度が低下しても一定であるのに対して図１
に示す実施例は図４の曲線ｂに示すように、制限特性が
温度の低下に応じて高くなる。従って、図４の曲線ｃに
示す最大出力特性に応じて制限特性を変化させることが
できるので、高温から低温にわたって電源装置の出力を
適切に制限することができる。

【００３５】次に、電流制限回路９，１１における作用
を電流制限回路９を代表して説明する。

【００３６】まず、常温時、または高温時における作用
を説明する。コンパレータ１７は抵抗Ｒ３によって検出
された検出値を入力すると、この検出値と電圧源１９か
らの制限値とを比較する。コンパレータ１７は検出値が
電圧源１９からの制限値に達すると検出信号を制御回路
５へ出力する。これにより制御回路５はトランジスタＴ
ｒ１をオフしてトランスＴＲ１からの出力を制限する。

【００３７】次に、低温時においてはサーミスタＴＨ１
が非線形な正の温度特性を有しているので、温度の低下
に応じて抵抗Ｒ３とサーミスタＴＨ１の合成抵抗が小さ
くなり、検出値である抵抗Ｒ３の両端電圧も小さくなる
。この結果、図４の曲線ｂに示すように、制御回路５の
制限特性が温度の低下に応じて高くなる。従って、図４
の曲線ｃに示す最大出力特性に応じて制限特性を変化さ
せることができるので、高温から低温にわたって電源装
置の出力を適切に制限することができる。

【００３８】尚、電流制限回路１１における作用も上記
電流制限回路９と同様であり、詳細な説明を省略する。

【００３９】次に、図５を参照して本発明に係る他の実
施例を説明する。

【００４０】本実施例は、図５の曲線ｃに示すような最
大出力特性が温度の低下に応じて直線的に高くなる電源
装置を用い、図１に示したサーミスタＴＨ１，ＴＨ３の
代わりに、線形な正の温度特性を有する白金測温体等を
用いて出力電圧又は出力電流を検出すると共に、サーミ
スタＴＨ５の代わりに、白金測温体等を用いて出力電圧
又は出力電流を検出するようにしたことを特徴とする。 従って、サーミスタＴＨ１，ＴＨ３の代わりに白金測温
体を用いた場合は、白金測温体が線形な温度特性を有し
ているので、温度の低下に応じて抵抗Ｒ３と白金測温体
の合成抵抗、及び抵抗Ｒ５と白金測温体の合成抵抗が小
さくなり、検出値である抵抗Ｒ３，Ｒ５の両端電圧も小
さくなる。また、サーミスタＴＨ５の代わりに白金測温
体を用いた場合は、温度の低下に応じて抵抗Ｒ７とＲ９
の分圧比が大きくなり、検出値である抵抗Ｒ９の両端電
圧が小さくなる。この結果、従来の制限特性は図５の直
線ａに示すように温度が低下しても一定であるのに対し
て、本実施例は図５の曲線ｂに示すように、制限特性が
温度の低下に応じて直線的に上昇する。従って、図５の
曲線ｃに示す最大出力特性に応じて、制限特性を直線的
に変化させることができるので、高温から低温に亘って
電源装置の出力を適切に制限することができる。

【００４１】次に、本発明に係るその他の実施例を説明
する。

【００４２】本実施例は、電圧源１５，１９に温度依存
性を持たせ、この電圧源１５，１９を温度依存性を有す
る制限値発生手段として構成せしめたことを特徴とする
。例えば、半導体素子の温度特性を利用してダイオード
等の順方向の電圧を電圧源１５，１９として用いること
により、出力電圧又は出力電流を制限するための制限値
を温度依存性を有して発生する。

【００４３】電圧源１５，１９が非線形な温度特性を有
し、温度の低下に応じて制限値が非線形に増加する場合
には、図４の曲線ｂに示すように、制限特性が温度の低
下に応じて上昇する。従って、図４の曲線ｃに示す最大
出力特性に応じて制限特性を変化させることができるの
で、高温から低温にわたって電源装置の出力を適切に制
限することができる。

【００４４】また、電圧源１５，１９が線形な温度特性
を有し、温度の低下に応じて制限値が直線的に増加する
場合には、図５の曲線ｂに示すように、制限特性が温度
の低下に応じて直線的に上昇する。従って、図５の曲線
ｃに示す最大出力特性に応じて制限特性を変化させるこ
とができるので、高温から低温にわたって電源装置の出
力を適切に制限することができる。

【００４５】また、コンパレータ１３，１７の代わりに
演算増幅器と、帰還抵抗を用いて入力電圧を帰還増幅し
、この帰還抵抗を非線形若しくは線形な温度特性を有す
るサーミスタまたは白金測温体で構成することにより、
図４の曲線ｂまたは図５の曲線ｂに示すように、制限特
性を温度の低下に応じて上昇させることができる。

【００４６】尚、上記の実施例ではフォワードコンバー
タに適用した場合を例にとって説明したが、本発明はこ
れに限定されること無く、フライバックコンバータ等の
適宜のスイッチング方式の電源装置に適用することがで
きる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように本願第１の発明は、
出力電流検出手段が出力電流を温度依存性を有して検出
すると、この検出手段により検出された検出値に応じて
負荷へ供給する電力を制限するように構成したので、温
度依存性を有して検出した出力電流の検出値に応じて負
荷へ供給する電力を温度依存性を有して適切に制限する
ことができる。

【００４８】また、本願第２の発明は、出力電圧検出手
段が出力電圧を温度依存性を有して検出すると、この検
出手段により検出された検出値に応じて負荷へ供給する
電力を制限するように構成したので、温度依存性を有し
て検出した出力電圧の検出値に応じて負荷へ供給する電
力を温度依存性を有して適切に制限することができる。

【００４９】また、本願第３の発明は、入力電流検出手
段が入力伝料を温度依存性を有して検出すると、この検
出手段により検出された検出値に応じて負荷へ供給する
電力を制限するように構成したので、温度依存性を有し
て検出した入力電流の検出値に応じて負荷へ供給する電
力を温度依存性を有して適切に制限することができる。

【００５０】また、本願第４の発明は、出力電流検出手
段が出力電流を温度依存性を有して検出し、又は出力電
圧検出手段が出力電圧を温度依存性を有して検出し、又
は入力電流検出手段が入力電流を温度依存性を有して検
出すると、これらの検出手段により検出された検出値に
応じて負荷へ供給する電力を制限するように構成したの
で、温度依存性を有して検出した出力電流、出力電圧、
又は入力電流の検出値に応じて負荷へ供給する電力を温
度依存性を有して適切に制限することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す回路図である。

【図２】図１に示した電圧制限回路の内部構成を示した
回路図である。

【図３】図１に示した電流制限回路の内部構成を示した
回路図である。

【図４】図１に示した実施例の特性を従来例と供に示し
た特性図である。

【図５】本発明に係る他の実施例の特性を従来例と供に
示した特性図である。

【図６】従来例の回路図である。

【図７】従来例の特性図である。

【符号の説明】

５　　制御回路 ７　　電圧制限回路 ９　　電流制限回路 １１　　電流制限回路 １３　　コンパレータ １７　　コンパレータ １５　　電圧源 １９　　電圧源 ＴＨ１　　サーミスタ ＴＨ３　　サーミスタ ＴＨ５　　サーミスタ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　温度依存性を有する負荷を駆動すると
   共に、検出される検出値に応じて当該負荷へ供給する電
   力を制限する電源装置において、前記負荷へ供給される
   出力電流を温度依存性を有して検出する出力電流検出手
   段を有することを特徴とする電源装置。
2. 【請求項２】　　温度依存性を有する負荷を駆動すると
   共に、検出される検出値に応じて当該負荷へ供給する電
   力を制限する電源装置において、前記負荷へ供給される
   出力電圧を温度依存性を有して検出する出力電圧検出手
   段を有することを特徴とする電源装置。
3. 【請求項３】　　電力を変成する変成手段を介して入力
   される電力によって温度依存性を有する負荷を駆動する
   と共に、検出される検出値に応じて当該負荷へ供給する
   電力を制限する電源装置において、前記変成手段へ入力
   する入力電流を温度依存性を有して検出する入力電流検
   出手段を有することを特徴とする電源装置。
4. 【請求項４】　　電力を変成する変成手段を介して入力
   される電力によって温度依存性を有する負荷を駆動する
   と共に、検出される検出値に応じて当該負荷へ供給する
   電力を制限する電源装置において、前記負荷へ供給され
   る出力電流を温度依存性を有して検出する出力電流検出
   手段と、前記負荷へ供給される出力電圧を温度依存性を
   有して検出する出力電圧検出手段と、当該電源装置に入
   力される入力電流を温度依存性を有して検出する入力電
   流検出手段の内、少なくとも２の検出手段を有して、こ
   れら検出手段により検出された検出値に応じて前記負荷
   へ供給する電力を制限することを特徴とする電源装置。