JP2000032747A - Switching power unit - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching power supply, and more particularly to a switching power supply having an electrolytic capacitor charged by a secondary current of a transformer for transmitting an oscillation signal of a switching means.
【０００２】[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。2. Description of the Related Art FIG. 5 shows a conventional ringing choke.
It is a circuit diagram of an example of a converter.
【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。In FIG. 5, a ringing choke converter 50 includes a transformer T1 and a switching element Q
1, an oscillation control circuit 1, a resistor R1, an overcurrent detection circuit 4, a latch circuit 5, an output diode D1, an output electrolytic capacitor C1, a smoothing coil L1, and a smoothing electrolytic capacitor C2. , A voltage detection circuit 3 and a photocoupler 2 to constitute a switching power supply device. Here, the output electrolytic capacitor C1, the smoothing coil L1, and the smoothing electrolytic capacitor C2 form a π-type filter circuit 7, which changes the output voltage Vo to a smooth DC constant voltage and a positive output voltage terminal (+ ) And the negative output voltage terminal (-).
【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。[0004] Each component will be described in detail. The transformer T1 includes a primary winding N1, a secondary winding N2, and a control winding N.
3 For example, a switching element Q which is an FET
1 is connected to the positive pole of the DC input voltage VIN via the primary winding N1 of the transformer T1. The oscillation control circuit 1 includes a control winding N3 of a transformer T1 and a switching element Q
It is configured between one gate. The resistor R1 is connected between the positive electrode of the DC input voltage VIN and the gate of the switching element Q1.
【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。The overcurrent detection circuit 4 includes a switching element Q1
Is connected between the source and the negative terminal of the DC input voltage VIN,
The current flowing through the switching element Q1 is detected. The latch circuit 5 is configured between the overcurrent detection circuit 4 and the control winding N3, and receives a signal from the overcurrent detection circuit 4 to switch the switching element Q
Turn 1 off.
【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。[0006] The anode of the output diode D1 is connected to the negative electrode of the secondary winding N2. Output electrolytic capacitor C
1 is a cathode of the output diode D1 and the secondary winding N2.
Connected to the positive electrode of A series circuit of the smoothing coil L1 and the smoothing electrolytic capacitor C2 is connected between both terminals of the output electrolytic capacitor C1.
【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。A positive output voltage terminal (+) is connected to a common connection point between the smoothing coil L1 and the smoothing electrolytic capacitor C2, and a common connection point between the output electrolytic capacitor C1 and the smoothing electrolytic capacitor C2. The negative output voltage terminal (-) is connected. The voltage detection circuit 3 has two output voltage terminals (+),
(-) And further connected to the input side of the photocoupler 2. The photocoupler 2 has a photo diode PD1 on the input side and a photo diode PD1 on the output side.
And a phototransistor PT1 optically coupled to the phototransistor. The photo transistor PT1 is connected to the oscillation control circuit 1.
【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。Next, FIG. 6 is an operation waveform diagram showing waveforms at various parts of the ringing choke converter 50. The operation of the ringing choke converter 50 will be described with reference to FIG.
【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。When a DC input voltage VIN is applied, the resistance R1
, The gate of the switching element Q1 is charged and the potential rises, and the switching element Q1 starts an ON operation. A DC input voltage VIN is applied to the primary winding N1 of the transformer T1 with the positive side being positive, and a voltage having a positive side is induced in the control winding N3. The induced voltage is positively fed back to the gate of the switching element Q1 via the oscillation control circuit 1, so that the switching element Q1 is completely turned on. 6A shows the drain-source voltage VDS of the switching element Q1, and FIG. 6B shows the switching element Q1.
Of the gate-source voltage VGS of FIG. By the above-mentioned ON operation, both voltages in the ON period Ton of the switching element Q1 are as shown in the figure.
【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。When the switching element Q1 is turned on, a triangular-wave-shaped primary current Id (a drain current of the switching element Q1) flows through the primary winding N1 of the transformer T1 as shown in FIG. The primary current Id becomes (VIN /
L) Increases with a slope of * Ton. Here, L is the inductance of the primary winding N1. During the ON period Ton, the primary winding N1 of the transformer T1 stores energy according to the primary current Id.
【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。The ON period Ton is controlled by the oscillation control circuit 1. Specifically, when the output voltage Vo is about to rise, the voltage detection circuit 3 detects this and sends a negative feedback signal to the oscillation control circuit 1 via the photocoupler 2. The oscillation control circuit 1 discharges the gate charge of the switching element Q1 in response to the negative feedback signal, thereby turning off the switching element Q1. During the ON period immediately before the switching element Q1 is turned off, the primary winding N1 of the transformer T1 is turned on.
Has stored electromagnetic energy of 1/2 * L * (Id) 2 .
【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。When the switching element Q1 is turned off, the polarity of all the windings of the transformer T1 is inverted by the back electromotive force. Therefore, the secondary current If for charging the output electrolytic capacitor C1 flows from the negative electrode of the secondary winding N2 of the transformer T1 through the output diode D1 as shown in FIG. 6D, and the stored energy is released. . When the secondary current If stops after releasing the stored energy, the polarities of all the windings of the transformer T1 are inverted again, and the gate of the switching element Q1 starts to be charged again through the oscillation control circuit 1. The state shifts from Toff to the ON period Ton.
【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。By repeating these series of operations, a ringing choke converter oscillation operation is performed, and a desired constant output voltage Vo is output.
【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。In addition to the above constant voltage function, the ringing choke converter 50 has an output current l due to a failure or the like.
An output overcurrent shutdown protection function as described below is provided in consideration of the overcurrent of o.
【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。That is, the primary current Id proportional to the output current Io is always detected by the overcurrent detection circuit 4, and when the primary current Id flows excessively and exceeds the threshold value, the latch circuit 5
Send a signal to The latch circuit 5 sets the gate of the switching element Q1 to the low level in accordance with this, and stops the oscillation operation (switching). The latch circuit 5 keeps this oscillation stopped state, and can avoid the danger of a secondary failure.
【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。FIG. 6E shows the current Ic of the output electrolytic capacitor C1. This current Ic is represented by a charging current Ic1 flowing into the output electrolytic capacitor C1 from the negative electrode of the secondary winding N2, and a discharging current Ic2 flowing out through the smoothing coil L1 after the charging.
【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。The output voltage Vo is obtained by smoothing the current Ic by the π-type filter circuit 7. When the output electrolytic capacitor C1 is not deteriorated, an output having a small ripple voltage shown in FIG. .
【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。Here, in general, an electrolytic capacitor has an internal resistance (ESR) component indicated by r in series with a capacitance component c as shown in, for example, the output electrolytic capacitor C1 in FIG. The capacitance of the electrolytic capacitor decreases due to aging, the internal resistance r increases, and the output voltage Vo when the internal resistance increases deteriorates, as shown in FIG. 6 (G).
It has a large ripple voltage as shown in FIG.
【００１９】[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。In the above-mentioned conventional ringing choke converter, however, the smoothing electrolytic capacitor C2 is hardly deteriorated because the charging / discharging is not so large. Since charging / discharging of a large current is repeated, deterioration is likely to progress. Therefore, if used beyond the life of the output electrolytic capacitor, a breakage accident may occur.
Care must be taken to prevent accidents due to the deterioration of the output electrolytic capacitor.
【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。Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and detects the deterioration of the output electrolytic capacitor, automatically stops the operation of the power supply, and prevents the output electrolytic capacitor from being damaged. An object of the present invention is to provide a switching power supply device having a function of avoiding the switching power supply.
【００２１】[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。According to a first aspect of the present invention, there is provided an apparatus according to the present invention, comprising: a primary winding to which a DC voltage is input; and a switching means having one end connected to the primary winding. Current detecting means for detecting a primary current flowing through the switching means and the primary winding, stopping means for controlling an input end of the switching means in response to the detection to stop switching, and the primary winding The secondary winding to be coupled, the smoothing means for smoothing the secondary current flowing through the secondary winding, and detecting the change in the output voltage of the smoothing means to discharge the input terminal charge of the switching means, and Switching control means for applying a voltage corresponding to the voltage of the primary winding to the input terminal of the switching means to turn on the switching means, wherein the smoothing means is charged by the secondary current. In a ringing choke converter including a capacitor, switching stop means for controlling the switching means to maintain the switching stop state by operating the stop means when the internal resistance of the capacitor is larger than a predetermined value is provided. It is characterized by the following.
【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。Here, the device of the present invention according to claim 2 is the device according to claim 1, wherein the smoothing means includes a series circuit of the capacitor, a coil connected to both ends of the capacitor, and another capacitor. The voltage drop due to the internal resistance is generated at both ends of the coil, the switching stop means detects voltage drop due to the internal resistance, and detects that the detected voltage drop is larger than a threshold value. And a threshold detecting means for inputting the detection signal to the stopping means.
【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。According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the voltage detecting means is a ripple voltage detecting circuit connected to both ends of the coil, and the ripple voltage detecting circuit is connected to the both ends voltage. Is divided by a predetermined voltage dividing ratio, and another switching means is switched by the divided voltage.
【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。According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, the stop means is a latch means for stopping the switching by setting an input terminal of the switching means to a low level by an input signal, and detecting the threshold value. Means are
A photodiode which is turned on by the switching operation of the other switching means, and a phototransistor which is optically coupled to the photodiode and supplies the input signal to the latch means when the photodiode is turned on. is there.
【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。Here, the device of the present invention according to claim 5 is the device according to any one of claims 1 to 4, further comprising a diode having an anode connected to the secondary winding and a cathode connected to the smoothing means. It is.
【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。According to the present invention having the above structure, when the capacitor is deteriorated and its internal resistance is increased, the voltage drop of the internal resistance is increased. The voltage drop of the internal resistance is increased by the coil through this capacitor and other capacitors. Appear at both ends of The voltage detecting means detects this voltage, the threshold detecting means detects that the detected voltage drop is larger than the threshold, and inputs the detection signal to the stopping means to operate the switching element. Acts to stop the operation.
【００２７】[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。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【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。(Embodiment 1) FIG. 1 is a circuit diagram showing a ringing choke converter according to a first embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Only the parts different from the conventional ringing choke converter 50 will be described below.
【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。The circuit configuration of the ringing choke converter 10 shown in FIG. 1 is such that the ripple voltage detection circuit 6, the photo diode PD2 and the photo transistor PT2 are added to the ringing choke converter 50 shown in FIG. It is.
【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。Both terminals a and b for detection of the ripple voltage detection circuit 6 are connected to both ends of the smoothing coil L1 of the π-type filter circuit 7. The anode of the photodiode PD2 is connected to the signal output terminal x of the ripple voltage detection circuit 6, and the cathode is connected to the negative output voltage terminal (-). The phototransistor PT2 is connected between the latch circuit 5 and the ground GND, and the phototransistor PT2
Optically coupled with
【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。FIG. 2 is a circuit diagram showing in detail the ripple voltage detection circuit 6 of FIG.
【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。In FIG. 2, the ripple voltage detection circuit 6 has an emitter connected to a common connection point between the smoothing coil L1 and the output electrolytic capacitor C1, and a collector connected to the photo-electrode.
A PNP transistor Tr1 connected to the anode of the diode PD2, a resistor R2 connected between a common connection point of the smoothing coil L1 and the smoothing electrolytic capacitor C2 and the base of the transistor Tr1, and a base-emitter of the transistor Tr1. Is connected to the resistor R3. The base of the transistor Tr1 is divided by the resistors R2 and R3.
【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。1 and 2, both ends of a series circuit of resistors R2 and R3 are connected to both ends of a smoothing coil L1 via detection terminals a and b, and a collector of the transistor Tr1 is used for signal output. Photodiode P via terminal x
Since the anode of D2 is connected, the transistor Tr1 is turned on in accordance with the voltage across the smoothing coil L1, and the photodiode PD2 is turned on to emit light.
【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。Here, the operation of the ringing choke converter 10 of the present embodiment will be described.
【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。FIG. 3 is an operation waveform diagram showing waveforms at various parts of the ringing choke converter 10. The operation of the ringing choke converter 10 will be described with reference to FIG.
【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。When the output electrolytic capacitor C1 deteriorates due to aging or the like, the internal resistance r increases, and the voltage drop due to the internal resistance r increases. FIG. 3B shows a voltage drop occurring in the output electrolytic capacitor C1 by a solid line when it is normal, and by a dashed line when it has increased internal resistance (when it has deteriorated). The output voltage Vo at this time is shown in FIG. 3 (A) by a solid line when it is normal, and by a dashed line when it is increased (deteriorated).
【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。In the π-type filter circuit 7, the voltage drop of the internal resistance r appears as it is at both ends of the smoothing coil L1 through the capacitance c of the output electrolytic capacitor C1 and the capacitance of the smoothing electrolytic capacitor C2. Therefore, the internal resistance r
The voltage drop caused by the transistor T is connected between the detection terminals a and b of the ripple voltage detection circuit 6 through the voltage dividing resistors R2 and R3.
It will be added between the base and the emitter of r1. It should be noted that the voltage dividing circuit formed by the voltage dividing resistors R2 and R3 is used as necessary to turn on the transistor Tr1 at a predetermined threshold.
【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。When the divided voltage exceeds the operating voltage (becomes a threshold value) of the base-emitter voltage VBE of the transistor Tr1 as shown by a broken line in FIG. 3C, the transistor Tr1 turns on. Thereby, the photodiode PD is connected to the signal output terminal x of the ripple voltage detection circuit 6.
As shown in FIG. 3 (D), a current flows into FIG.
The diode PD2 emits light.
【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。When light from the photodiode PD2 is received, the phototransistor PT2 is turned on by a current flowing through its collector as shown in FIG. Then, when the phototransistor PT2 is turned on, the latch circuit 5 shifts to the latch operation, sets the gate of the switching element Q1 to a low level, maintains the switching operation of the switching element Q1 in a stopped state, and stops the oscillation operation (switching) of the power supply. Let it.
【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。As described above, according to the ringing choke converter of the present embodiment, the deterioration of the output electrolytic capacitor is detected by simply adding a simple circuit to the conventional configuration, and the power supply is automatically turned on. Since the switching operation of (1) is stopped, it is possible to avoid a breakage accident of the output electrolytic capacitor without paying special attention to aging.
【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。(Other Embodiment) FIG. 4 is a circuit diagram showing a ringing choke converter according to another embodiment of the present invention, and the same parts as those in FIGS. 1, 2 and 5 are denoted by the same reference numerals. The description thereof is omitted, and only the differences from the first embodiment will be described in detail.
【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。The ringing choke converter 40 shown in FIG. 4 has an output π-type filter circuit 47 (C1, L
1, C2) is different from that of FIG. 2, and the configuration of the ripple voltage detection circuit 46 and the connection point of the photodiode PD2 are different from those of FIG.
【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。That is, in the π-type filter circuit 47, the smoothing coil L1 is provided not between the positive (+) side of the output voltage terminal but the negative (-) side and the secondary winding N2. Of course, this π-type filter circuit 47 performs the same smoothing function as that of FIG.
【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。The ripple voltage detection circuit 46 has an emitter connected to a common connection point between the smoothing coil L1 and the output electrolytic capacitor C1, and a collector connected to an NPN transistor Tr2 connected to the cathode of the photodiode PD2. A resistor R4 connected between the common connection point of the smoothing coil L1 and the smoothing electrolytic capacitor C2 and the base of the transistor Tr2;
The resistor R5 is connected between the emitters. The base of the transistor Tr1 is divided by the resistors R4 and R5.
【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。The anode of the photodiode PD2 is connected to the cathode of the output diode D1, and the cathode is connected to the signal output terminal x of the ripple voltage detection circuit 46.
【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。The operation of the above configuration is the same as that of the circuit of the first embodiment, and the same effects can be obtained.
【００４７】[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。As described above, according to the present invention, the deterioration of the electrolytic capacitor charged by the secondary current of the transformer for transmitting the oscillation signal of the switching means can be achieved by simply adding a simple circuit to the conventional device. There is an effect that the operation of the switching means is automatically stopped without detecting and paying special attention, so that the damage accident of the electrolytic capacitor can be avoided beforehand.
【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。FIG. 1 shows a ringing device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a choke converter.
【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。FIG. 2 shows a ringing device according to a first embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a ripple voltage detection circuit of the choke converter in detail.
【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。FIG. 3 shows a ringing according to a first embodiment of the present invention;
FIG. 4 is an operation waveform diagram showing waveforms of various parts of the choke converter.
【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。FIG. 4 is a circuit diagram showing a ringing choke converter according to another embodiment of the present invention.
【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。FIG. 5 is a circuit diagram of an example of a conventional ringing choke converter.
【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。FIG. 6 is an operation waveform diagram showing waveforms of respective parts of an example of a conventional ringing choke converter.
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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Oscillation control circuit 2 Photocoupler 3 Voltage detection circuit 4 Overcurrent detection circuit 5 Latch circuit 6, 46 Ripple voltage detection circuit a, b Ripple voltage detection terminal x Signal output terminal 7, 47 Pi type filter circuit 10, 40, 50 Ringing・ Choke converter VIN DC input voltage T1 Transformer N1 Primary winding N2 Secondary winding N3 Control winding Q1 Switching element C1, C2 Electrolytic capacitor c Capacitance r Internal resistance (ESR) L1 Smoothing coil PD1, PD2 Photo -Diode PT1, PT2 Phototransistor R1, R2, R3, R4, R5 Resistance Tr1, Tr2 Transistor Ic Charging current Io Output current
───────────────────────────────────────────────────── 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 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page F term (reference) BC22 BC25 BD01
Claims (5)
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。A primary winding to which a DC voltage is input; switching means having one end connected to the primary winding; current detecting means for detecting a primary current flowing through the switching means and the primary winding; Stopping means for controlling the input end of the switching means in response to the detection to stop switching, a secondary winding coupled to the primary winding,
Smoothing means for smoothing a secondary current flowing through the secondary winding,
Switching control for detecting a change in the output voltage of the smoothing means, discharging the input terminal charge of the switching means, and applying a voltage corresponding to the voltage of the primary winding to the input terminal of the switching means to turn on the switching means. Means, wherein the smoothing means includes a capacitor charged by the secondary current, wherein the switching means operates the stop means when an internal resistance of the capacitor is larger than a predetermined value. A switching power supply device comprising: a switching stop unit that controls so as to maintain a switching stop state.
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。2. The smoothing means includes a series circuit of the capacitor, a coil connected to both ends of the capacitor, and another capacitor, and generates a voltage drop at both ends of the coil due to the internal resistance. The switching stop unit includes a voltage detection unit that detects a voltage drop due to the internal resistance, and a threshold detection unit that detects that the detected voltage drop is greater than a threshold and inputs the detection signal to the stop unit. The switching power supply device according to claim 1, further comprising:
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。3. The voltage detecting means is a ripple voltage detecting circuit connected to both ends of the coil. The ripple voltage detecting circuit divides the voltage at both ends by a predetermined voltage dividing ratio, and the voltage dividing means comprises: 3. The switching power supply device according to claim 2, further comprising another switching means for switching by a voltage.
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。4. The switching device according to claim 1, wherein the stop unit is a latch unit that stops switching by setting an input terminal of the switching unit to a low level in response to an input signal. 4. The switching power supply device according to claim 3, further comprising a diode, and a phototransistor optically coupled to the photodiode and supplying the input signal to the latch means when the photodiode is turned on.
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。5. The switching power supply device according to claim 1, further comprising a diode having an anode connected to said secondary winding and a cathode connected to said smoothing means.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP10194510A JP2000032747A (en) | 1998-07-09 | 1998-07-09 | Switching power unit |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP10194510A JP2000032747A (en) | 1998-07-09 | 1998-07-09 | Switching power unit |
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|---|---|
| JP2000032747A true JP2000032747A (en) | 2000-01-28 |
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- 1998-07-09 JP JP10194510A patent/JP2000032747A/en active Pending
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