JP2850274B2 - スイッチング電源装置 - Google Patents
スイッチング電源装置Info
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- JP2850274B2 JP2850274B2 JP3151476A JP15147691A JP2850274B2 JP 2850274 B2 JP2850274 B2 JP 2850274B2 JP 3151476 A JP3151476 A JP 3151476A JP 15147691 A JP15147691 A JP 15147691A JP 2850274 B2 JP2850274 B2 JP 2850274B2
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Description
源部を並列に接続して負荷に安定化直流電圧を供給する
スイッチング電源装置に関する。スイッチング電源部を
負荷の大きさに対応して複数個並列に接続したスイッチ
ング電源装置が知られており、更に予備的にスイッチン
グ電源部を設けて、1個のスイッチング電源部が故障し
ても、他の健全なスイッチング電源部により負荷に電力
を供給できるスイッチング電源装置も知られている。こ
のようなスイッチング電源装置に於いては、特定のスイ
ッチング電源部に負荷が集中しないように電流バランス
回路が設けられ、設定負荷分担比に従った電流を供給す
るように制御されている。又何らかの原因により出力電
圧が異常に上昇した場合に、スイッチング動作を停止さ
せて、負荷を過電圧から保護する過電圧検出回路が各ス
イッチング電源部に設けられている。
ング電源部、或いは更に余分な個数のスイッチング電源
部を設けたスイッチング電源装置は、例えば、図3に示
す構成を有するもので、31−1〜31−nはスイッチ
ング電源部、32は電流バランス回路、33は過電圧検
出回路、34はスイッチング制御部、35は負荷、CB
は電流バランス用の端子を示す。
次巻線のスイッチングを行うトランジスタ等のスイッチ
ング素子と、トランスの二次巻線の誘起電圧を整流して
出力する整流平滑回路と、この整流平滑回路の出力電圧
が設定値となるように、スイッチング素子のオン,オフ
期間を制御する制御回路等を含むものである。又各スイ
ッチング電源部31−1〜31−nは入出力端子がそれ
ぞれ並列に接続され、安定化されていない入力電圧Vi
nを、安定化した出力電圧Voutとして負荷35に供
給するものである。
31−1〜31−nの電流バランス回路32が接続さ
れ、各スイッチング電源部31−1〜31−nが供給す
る出力電流の検出信号が転送されて、設定負荷分担比に
従った出力電流とする為の電流の供給信号がスイッチン
グ制御部34に加えられ、それに基づいてスイッチング
素子のオン,オフ期間の制御が行われる。又過電圧検出
回路33は、自スイッチング電源部の出力電圧が何らか
の原因により検出設定値を超えたことを検出すると、ス
イッチング制御部34の動作を停止させて、負荷35に
異常電圧が印加されないように保護するものである。
チング電源部31−1〜31−nの中の例えばスイッチ
ング電源部31−1の故障により、その出力電圧が上昇
すると、スイッチング電源部31−1の負荷負担分が増
加することになり、従って、他のスイッチング電源部3
1−2〜31−nの電流バランス回路32は、障害発生
スイッチング電源部31−1の出力電圧上昇に追従して
出力電圧を上昇するような制御により、設定負荷分担比
となるように、電流の供給信号をスイッチング制御部3
4に加えることになる。
31−nの出力電圧は相互に設定負荷分担比を維持する
為に上昇を続けて、遂には過電圧検出回路33の検出設
定値を超えることになり、その場合には、各スイッチン
グ電源部31−1〜31−nのスイッチング制御部34
は動作を停止することになる。即ち、並列運転中のスイ
ッチング電源部31−1〜31−nの中の障害発生スイ
ッチング電源部の出力電圧の異常上昇に追従して他の健
全なスイッチング電源部の出力電圧が上昇し、検出設定
値を超える状態となるから、健全なスイッチング電源部
を含めて動作を停止することになり、負荷35に安定化
直流電圧を供給できなくなるから、システムダウンとな
る欠点があった。本発明は、このような障害発生スイッ
チング電源部の影響の波及を防止することを目的とす
る。
源装置は、図1を参照して説明すると、電流バランス回
路2と、過電圧検出回路3と、制御回路4と、トランジ
スタ等のスイッチング素子7と、メイントランス8と、
整流平滑回路9等を含み、スイッチング素子7のオン,
オフを制御回路4により制御して、整流平滑回路9の出
力電圧を安定化し、この出力電圧の異常上昇を過電圧検
出回路3により検出してスイッチング素子7のスイッチ
ング動作を停止させる構成をそれぞれ有する複数のスイ
ッチング電源部1−1〜1−nを並列に接続し、このス
イッチング電源部1−1〜1−nの電流バランス回路2
によりそれぞれの設定負荷分担比に従った出力電流とな
るように制御する構成のスイッチング電源装置に於い
て、各スイッチング電源部1−1〜1−nは、制御回路
4と電流バランス回路2との間に接続し、この電流バラ
ンス回路2による設定負荷分担比に従った出力電流の最
大値に対応する値を設定し、この設定値を超えないよう
に前記出力電流を制限する制御を行う電流バランス制限
回路5を備えたものである。
1−1〜1−nに加えられ、トランジスタ等のスイッチ
ング素子7が制御回路4によりオン,オフされることに
より、メイントランス8の一次巻線に流れる電流が断続
され、メイントランス8の二次巻線に電圧が誘起され、
整流平滑回路9により整流されて平滑化され、各スイッ
チング電源部1−1〜1−nの出力端子が並列に接続さ
れて負荷に出力電圧Voutが加えられる。過電圧検出
回路3は、自スイッチング電源部の出力電圧が設定値以
上となると、制御回路4によりスイッチング素子7の制
御を停止させて、負荷を保護する。
に従った出力電流となるように、電流バランス制限回路
5を介して制御回路4に電流の供給信号を加えるもの
で、各スイッチング電源部1−1〜1−nが同一の電流
を負担する場合、或るスイッチング電源部の出力電圧が
上昇して出力電流が増加すると、それに追従して他のス
イッチング電源部も出力電圧を上昇させて出力電流を増
加するように動作することになる。それによって、電流
バランスが維持されることになる。
昇する故障が発生すると、前述のように、他のスイッチ
ング電源部もそれに追従して出力電流を増加する為に出
力電圧を上昇させることになる。しかし、健全なスイッ
チング電源部に於いては、出力電圧が過電圧検出回路3
の設定値以上にならないように、電流バランス制限回路
5により電流バランス回路2からの電流の供給信号を制
限するものである。それにより、異常発生スイッチング
電源部の出力電圧は、過電圧検出回路3の設定値以上に
上昇し、その検出信号により制御回路4はスイッチング
動作を停止させることになり、他の健全なスイッチング
電源部は、過電圧検出回路3の設定値以下の出力電圧を
維持し、異常発生スイッチング電源部の動作が停止する
と、他の健全なスイッチング電源部による正常な電流バ
ランス制御により負荷に安定化直流電圧が供給されるこ
とになり、システムダウンを回避することができる。
り、1個のスイッチング電源部の要部を示す。同図に於
いて、12は電流バランス回路、13は過電圧検出回
路、14は制御回路、15は電流バランス制限回路、1
6はカレントトランス、17はスイッチング素子として
のトランジスタ、18はメイントランス、19は整流平
滑回路、20は電流電圧変換部、21〜24は演算増幅
器、25は基準電圧源、R1〜R15は抵抗、C1はコ
ンデンサ、D1〜D3はダイオード、CBは電流バラン
ス用の端子である。
入力電圧Vinがトランジスタ17を介して加えられ、
トランジスタ17は制御回路14によりオン,オフ期間
が制御され、メイントランス18の二次巻線の誘起電圧
は整流平滑回路19により整流されて平滑化され、出力
電圧として負荷(図示せず)に印加される。この出力電
圧は過電圧検出回路13により監視され、設定値以上に
出力電圧が上昇すると、その検出信号により制御回路1
4に於けるスイッチング制御を停止させる。又出力電圧
は抵抗R14,R15により分圧されて検出信号VS と
なり、演算増幅器22の+端子に入力され、その−端子
に入力される基準電圧VR と比較され、比較出力信号が
制御回路14に入力される。この制御回路14は、周知
の種々の構成を採用できるもので、例えば、鋸歯状波発
生器からの鋸歯状波形信号と演算増幅器22の出力信号
とを比較して、トランジスタ17のオン期間を制御する
構成とすることができる。
電流は、負荷に供給する出力電流に比例するものである
から、カレントトランス16により検出した電流を、電
流電圧変換部20により検出信号VC に変換して電流バ
ランス回路12に入力する。電流バランス回路12は、
演算増幅器23と抵抗R4〜R8とから構成され、例え
ば、R4=R5+R6,R5≪R6の関係に選定されて
いる。又抵抗R5,R6の接続点が端子CBを介して他
のスイッチング電源部の端子CBと接続され、その抵抗
R5,R6の接続点の電位VCBが他のスイッチング電源
部の電位VCBと等しくなるように、演算増幅器23から
信号VM が出力される。この電流バランス回路12は、
端子CBを開放状態とすると、演算増幅器23の出力信
号VM は電流の検出信号VC には関係なく或る一定の値
となる。
を介して電流バランス制限回路15に入力される。電流
バランス制限回路15は、ダイオードD3と演算増幅器
24とからなる場合を示し、基準電圧源25の電圧を、
抵抗R10,R11,R12により分圧し、抵抗R1
0,R11の接続点の電位をV2,抵抗R11,R12
の接続点の電位をV1とすると、演算増幅器24は、抵
抗R9を介した信号VM と電位V2とを比較して、信号
VM が電位V2を超えると、ダイオードD3を介して電
流を引込むようにローレベルの出力信号となり、電流バ
ランス回路12からの信号VM の増大を制限することに
なる。
を介して出力するバッファ増幅器として動作し、演算増
幅器22の−端子に基準電圧VR を加えるもので、この
基準電圧VR は、端子CBが開放状態の場合、出力電流
に関係なく演算増幅器23の出力信号VM が一定となる
から一定となり、出力電圧の検出信号VS と基準電圧V
R との比較により、制御回路14に於けるトランジスタ
17のオン,オフ期間の制御が行われるから、通常の電
圧制御が行われることになる。
源部の出力電流が増加した場合、端子CBを介して自ス
イッチング電源部のVCBより大きい値のVCBが入力され
るから、演算増幅器23の出力信号VM は大きくなる。
それにより、基準電圧VR は大きくなるから、制御回路
14は出力電圧を上昇させるようにトランジスタ17の
オン期間を長くする。反対に、他のスイッチング電源部
の出力電流が減少すると、端子CBを介して自スイッチ
ング電源部のVCBより小さい値のVCBが入力されるか
ら、演算増幅器23の出力信号VM は小さくなる。それ
により、基準電圧VR は小さくなるから、制御回路14
は出力電圧を低下させるように、トランジスタ17のオ
ン期間を短くする。
の為に上昇し始めると、それに追従して、他のスイッチ
ング電源部の出力電圧も前述のように上昇する。即ち、
電流バランス回路12の演算増幅器23の出力信号VM
が大きくなり、基準電圧VR も大きくなって、出力電圧
が上昇する。この出力信号VM が電位V2を超える状態
となると、電流バランス制限回路15の演算増幅器24
の出力はローレベルとなり、ダイオードD3を介して電
流引込みが行われるから、出力信号VM の上昇が制限さ
れる。それにより、基準電圧VR はそれ以上大きくなら
ないから、出力電圧の上昇は抑制される。
その後も上昇し、その異常発生スイッチング電源部の過
電圧検出回路13の検出設定値を超えた時に、異常発生
スイッチング電源部の動作が停止される。この停止の瞬
間から、残りの健全なスイッチング電源部の電流バラン
スによる負荷への電流供給が行われる。即ち、n個のス
イッチング電源部が同一電流を負担する場合、最初は全
負荷電流Iに対して、各スイッチング電源部はI/nの
出力電流でバランスしているが、1個のスイッチング電
源部の異常発生により、そのスイッチング電源部が過電
圧検出により低下した直後から、残りのn−1個の健全
なスイッチング電源部はI/(n−1)の出力電流を負
担することになり、システムダウンすることなく、負荷
に対する電流供給を継続することができる。
ものではなく、例えば、カレントトランス16の代わり
に、電流検出用の抵抗を接続することも可能であり、こ
の場合には、電流電圧変換部20を省略することができ
る。又出力電流、即ち、メイントランス18の二次側に
流れる電流を検出する構成とすることも可能である。又
電流バランス制限回路15は、高精度の制御を必要とし
ない場合は、ツェナーダイオード等を用いて電流バラン
ス回路12の出力信号VM を制限する構成とすることも
可能である。
ランス回路2の出力信号に従って出力電流が制御され
て、複数のスイッチング電源部1−1〜1−nが並列運
転を行う構成に於いて、電流バランス回路2の出力信号
が大きくなった時に制限する電流バランス制限回路5を
設けたもので、それにより、並列運転中の他の異常発生
スイッチング電源部の出力電圧が上昇した場合に、最初
はそれに追従して健全なスイッチング電源部の出力電圧
も上昇するように制御されるが、電流バランス制限回路
5により出力電圧が制限されることになり、過電圧検出
回路3の検出設定値を超えないようにすることができ
る。そして、異常発生スイッチング電源部の出力電圧が
更に上昇して過電圧検出回路3の検出設定値を超える
と、その異常発生スイッチング電源部の動作は停止する
から、他の健全なスイッチング電源部は、電流バランス
回路2の制御による出力電流のバランス制御に移行する
ことができるから、システムダウンとなることを回避す
ることができる。即ち、並列運転のスイッチング電源部
1−1〜1−nからなるスイッチング電源装置の信頼性
を向上することができる利点がある。
Claims (1)
- 【請求項1】 電流バランス回路(2)と過電圧検出回
路(3)と制御回路(4)とスイッチング素子(7)と
メイントランス(8)と整流平滑回路(9)とを含み、
前記スイッチング素子(7)のオン,オフを前記制御回
路(4)により制御して前記整流平滑回路(9)の出力
電圧を安定化し、異常時の出力電圧上昇を前記過電圧検
出回路(3)により検出して前記スイッチング素子
(7)のスイッチング動作を停止させる構成をそれぞれ
有する複数のスイッチング電源部(1−1〜1−n)を
並列に接続し、該スイッチング電源部(1−1〜1−
n)の前記電流バランス回路(2)によりそれぞれの設
定負荷分担比に従った出力電流となるように制御する構
成のスイッチング電源装置に於いて、 前記各スイッチング電源部(1−1〜1−n)は、前記
制御回路(4)と前記電流バランス回路(2)との間に
接続し、該電流バランス回路(2)による前記設定負荷
分担比に従った出力電流の最大値に対応する値を設定
し、該設定値を超えないように前記出力電流を制限する
制御を行う電流バランス制限回路(5)を備えたことを
特徴とするスイッチング電源装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3151476A JP2850274B2 (ja) | 1991-06-24 | 1991-06-24 | スイッチング電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3151476A JP2850274B2 (ja) | 1991-06-24 | 1991-06-24 | スイッチング電源装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04372525A JPH04372525A (ja) | 1992-12-25 |
JP2850274B2 true JP2850274B2 (ja) | 1999-01-27 |
Family
ID=15519346
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3151476A Expired - Fee Related JP2850274B2 (ja) | 1991-06-24 | 1991-06-24 | スイッチング電源装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP4538349B2 (ja) * | 2005-03-17 | 2010-09-08 | 富士通株式会社 | 電源装置および電源システム |
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CN116500487B (zh) * | 2023-06-25 | 2023-09-19 | 深圳市力生美半导体股份有限公司 | 开关电源的故障检测***、方法、终端设备以及介质 |
Family Cites Families (1)
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---|---|---|---|---|
JPS6474062A (en) * | 1987-09-16 | 1989-03-20 | Toshiba Corp | Rectifier |
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1991
- 1991-06-24 JP JP3151476A patent/JP2850274B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH04372525A (ja) | 1992-12-25 |
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