JP3083460U

JP3083460U - 回線異常稼働の検出装置

Info

Publication number: JP3083460U
Application number: JP2001004683U
Authority: JP
Inventors: 國榮王; 金火陳
Original assignee: 台達電子工業股▲分▼有限公司
Priority date: 2000-07-25
Filing date: 2001-07-17
Publication date: 2002-01-31
Anticipated expiration: 2007-07-17
Also published as: US20020015318A1; US6442050B2; TW501323B

Abstract

(57)【要約】【課題】簡易な構成で回線異常稼働の検出及び保護を
行うことができる回線異常稼働の検出装置の提供。【解決手段】制御集積回路１１を含む制御系統におい
て、該制御系統が入力電圧を前記制御集積回路１１に供
給し、該制御集積回路１１が前記入力電圧の変化に基づ
いて電圧信号を出力した場合に、前記制御集積回路１１
から出力された電気信号を検出し、検出した電圧信号が
消失したときにアラーム信号を発信する。そして、この
発信されたアラーム信号によって触発されたラッチ装置
１３により、前記制御系統を保護する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、回線異常稼働を検出して保護するための検出装置に関し、特に切換式電源制御系統に用いられる回線異常稼働の検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般的な離隔型の切換式電源は、制御集積回路に必要な電圧を供給するために、補助巻線を利用している。この場合、例えば電源の出力側での過負荷（オーバーロード）又は短絡、交流電圧の過度の低下等の電源系統の稼働に異常が発生した場合、補助巻線を介して制御集積回路に対して電圧を供給することができなくなる。その結果、制御集積回路は稼働を停止することになる。

【０００３】しかしながら、このような離隔型切換式電源においては、通常コンデンサにて充電し続けているため、制御系統がオン／オフ状態を絶えず繰り返してしまうという不都合があった。

【０００４】そのため、従来の回線設計では、通常、以下に示すような方法により補助電源のエネルギーを調整し又は制御系統の再スタートを終了させることにより、電源の異常のために制御系統が外部連接設備を焼損又は毀損することがないようにしている。

【０００５】図３は、従来の切換式電源の制御回路を示す回路図である。図３においてＰＷＭ制御集積回路（以下、制御ＩＣという）１１は、パルス変調方式によりトランジスタＱ１を切り換えて補助巻線１２１に安定した電圧を出力すると共に、該補助巻線１２１を介して制御系統に必要な電圧を与えている。

【０００６】従来の回線異常稼働の検出装置は、以下の条件を考慮した上で設計されている。

【０００７】（ａ）補助電源回路のレジスタ抵抗値（抵抗Ｒ５，ダイオードＤ１）；（ｂ）系統の最大出力パワー（抵抗Ｒ３，Ｒ４，Ｒ６，Ｒ７）；（ｃ）オンライン周期（Ｒ１，Ｒ２，Ｃ２）；（ｄ）出力側に出力電流検出回路を設計する；（ｅ）その他の保護回線を設計する；

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、従来技術においては、補助電源エネルギーの大きさを決定する因子が非常に多いので、前記（ａ），（ｂ），（ｃ）等に示した変数は通常絶えず試行錯誤を繰り返して調整しなければならない。そのため、このような調整には相当な時間を要することとなり、またその効果にも一定の限界があるという問題があった。

【０００９】また前記（ｄ）に示すように出力電流検出回路を設計しているが、出力側の短絡時には効果的に動作することができず、電源系統のオン時に容易に誤動作が発生するおそれがあるという問題があった。

【００１０】本考案は上述した如き実情に鑑みてなされたものであり、コストが低廉で、しかも回線異常稼働の動機の有無を判断することにより回線の異常を的確に検出し、制御系統の安全を確保することができる回線異常稼働の検出装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案の回線異常稼働の検出装置は、少なくとも制御集積回路を含む制御系統に用いられ、該制御系統が入力電圧を前記制御集積回路に与え、該制御集積回路が前記入力電圧の変化に基づいて電圧信号を出力することによって、回線異常稼働を検出する回線異常稼働の検出装置であって、前記制御集積回路から出力された電圧信号を検出し、検出した電圧信号が消失したときにアラーム信号を発信する検出回路と、自動回復装置及びラッチ装置等の保護メカニズムにより、前記制御系統を保護する保護回路とを備えてなることを特徴とする（請求項１）。

【００１２】また、上記回線異常稼働の検出装置において、前記制御系統は、切換式電源制御系統であるものとしてもよい（請求項２）。

【００１３】また、上記回線異常稼働の検出装置において、前記制御集積回路は、参照電圧信号を出力すべくなしてあるものとしてもよい（請求項３）。

【００１４】また、上記回線異常稼働の検出装置において、前記制御集積回路の入力電圧が該制御集積回路にて予め設定された最小作動電圧よりも低い場合、前記電圧信号は、前記制御集積回路により切断された電圧信号であるとしてもよい（請求項４）。

【００１５】また、上記回線異常稼働の検出装置において、前記検出回路は、前記電圧信号の変化特性に基づいて前記制御集積回路により前記電圧信号が切断されたときに、前記アラーム信号を発信すべくなしてあるものとしてもよい（請求項５）。

【００１６】また、上記回線異常稼働の検出装置において、前記入力電圧は、前記制御集積回路の電源電圧であるとしてもよい（請求項６）。

【００１７】さらに、上記回線異常稼働の検出装置において、前記保護回路は、前記アラーム信号によって触発された前記保護メカニズムを用いて前記制御系統を保護すべくなしてあるものとしてもよい（請求項７）。

【００１８】このように、自動回復装置又はラッチ装置等を用いた簡易な構成とすることによって低コスト化を図ることができる。また、アラーム信号を用いることによって制御系統の保護を確実に図ることができる。

【００１９】

【考案の実施の形態】

以下、本考案の実施の形態を図面を参照しながら説明する。

【００２０】図１は、ラッチ装置を保護メカニズムとして用いた場合の本考案の回線異常稼働の検出装置の好適な実施例を示す回路図である。図１において、制御集積回路１１の入力端子Ｖｃｃに入力された電圧（入力電圧）が該制御集積回路１１の作動電圧の下限よりも低いとき、制御集積回路１１が参照電圧出力端子Ｖｒｅｆから出力する参照電圧信号は高電位から低電位に瞬時に降下する。この場合、検出回路１３のトランジスタＱ２が導通され、ＬＯＷをラッチ装置１４に出力する。

【００２１】ラッチ装置１４は、これに続いてラッチ信号を出力し制御系統をラッチするので、制御系統はまず電源をオフにした後にはじめてリセットすることが可能になる。しかし、異常を排除しないまま単に電源をオフにした後にオンにした場合、制御系統は上記過程を繰り返し、再度ラッチすることになる。

【００２２】図２は、自動回復装置を保護メカニズムとして用いた場合の本考案の回線異常稼働の検出装置の好適な実施例を示す図である。図２において、制御集積回路３１の入力端子Ｖｃｃに入力された入力電圧が該制御集積回路（自動回復装置）３１にて予め設定されている作動電圧の下限よりも低いとき、制御集積回路３１が参照電圧出力端子Ｖｒｅｆから出力する参照電圧信号は高電位から低電位へ瞬時に降下する。この場合、検出回路１３のＭＯＳトランジスタＱ２が導通され、ダイオードＤ２及び抵抗Ｒ８を介してフィードバック信号及び作動電圧が夫々降下し、制御集積回路３１がオフされる。そしてＭＯＳトランジスタＱ２がオフされた後に改めてオンされるが、再びオフされるか否かは異常原因が排除されたか否かによる。

【００２３】この参照電圧信号は、制御集積回路３１が起動した場合にはじめて存在するため、本考案においては、信号初期化検出回路を使用して制御系統のオン時に誤動作が発生しないようにしている。

【００２４】本考案の主たる特徴は、制御集積回路１１又は制御集積回路３１から出力される参照電圧信号により制御系統の故障の検出が制御され、簡単な回路を用いて制御系統の保護を実現することにより、コストが低廉であるにもかかわらず、回線信号の検出と制御系統の安全を高い信頼度で確保し、しかも誤動作又は故障が容易に発生しないことにある。

【００２５】ところで、実際的な応用から言えば、前記制御集積回路１１又は制御集積回路３１として、米国ニューハンプシャー州メリマックにて設立されたUnitrode社から提供されているタイプ番号３８４２又は３８４３のＰＷＭ制御集積回路等を用いることができる。ここで出力側のオーバーロード又は短絡を例にとれば、一般の変圧器離隔型コンバータ（例えば、フライバック（Flyback）、フォワード（F orward）、プッシュプル（Push-pull）、ハーフブリッジ（Half-bridge）、フルブリッジ（Full-bridge）等）は、いずれも補助巻線１２１を使用して制御回路電源を供給している。しかしながら、補助巻線１２１が出力側エネルギーと比例関係をなしているので、出力側ＶＯが過負荷又は短絡によりその電圧が降下又はゼロになったとき、補助巻線１２１は正常に制御回路電源を供給できない。そのため、回線中の制御集積回路１１又は制御集積回路３１は、作動電圧が不足することによりオフされてしまい、その回線起動の設計方式にしたがって再度オン動作を行う。しかし、このとき異常の原因がなお排除されていない場合は再度オフし、周期的にオン／オフを繰り返すことになる。

【００２６】本考案の設計方式は、制御系統が正常にオンされた後に異常が発生した制御集積回路１１又は制御集積回路３１をオフした場合、制御集積回路１１又は制御集積回路３１から出力される参照電圧信号をトリガー信号に瞬時に降下（そのスルーレートは制御集積回路１１又は制御集積回路３１と外部連接ラインとにより決定される）する。そして、このトリガー信号に触発された各種類の保護機構（少なくとも検出回路１３並びに例えばラッチ装置１４及び制御集積回路３１等の保護メカニズムを含む）は、制御系統に対して保護を実施する。

【００２７】上述したような正常でないオフは、交流源電圧の低過ぎ、出力側でのオーバーロード又は短絡及び制御回線の故障等、交流源の正常なオフにより引き起こされたものではない制御集積回路１１又は制御集積回路３１の異常オフを含んでいる。

【００２８】一般に、制御集積回路の設計では、その参照電圧は何れも前記作動電圧の大きさによりＨｉｇｈ／Ｌｏｗを瞬間的に切り換える特性（ここでＨｉｇｈはオンを表し、Ｌｏｗはオフを表している）を有しているので、本考案においては各種の制御系統に適用することができる。

【００２９】本考案において、検出回路の設計及び構成はいずれも簡易なものであるため、制御系統の研究に要する時間を短縮化することができると共に、制御集積回路の設計に容易に取り入れることを可能にしている。

【００３０】本考案は、整流素子、抵抗器、キャパシタ及び切換素子により電源系統の異常検出と保護とが行われる。即ち、一般的な離隔型コンバータ電源回路が異常稼働を起こした場合、制御回線における制御集積回路から出力される参照電圧信号が瞬間的に消失する現象が発生した場合に異常稼働が起きたものと判断し、簡易に設計された機構で直ちにラッチ、自動回復又はその他の保護を実施する。

【００３１】要するに、本考案によれば従来の技術的欠点を改善することができ、前記（ａ），（ｂ），（ｃ）等の変数を調整する必要がなく、効率よく効果的であると共に、制御系統の保護をより周到に行うことができる。また、本考案の保護設計によれば、オン時に誤動作を防止することも可能である。

【００３２】本考案は上記実施例を挙げて詳細に説明されているが、本考案は当然これらの実施例に限定されるものではなく、実用登録請求の範囲及び考案の実施の形態等において説明された技術的思想を逸脱しない限り、当業者による設計変更及び改良、変化も本考案の技術的範囲に属する。

【００３３】

【考案の効果】

以上詳述した如く、本考案によれば、簡易な構成で実現することによって低コスト化を図ることができる。また、回線異常稼働の動機の有無を判断することにより回線の異常を的確に検出し、制御系統の安全を確保することができる等、本考案は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】ラッチ装置を保護メカニズムとして用いた場合
の本考案の回線異常稼働の検出装置の好適な実施例を示
す回路図である。

【図２】自動回復装置を保護メカニズムとして用いた場
合の本考案の回線異常稼働の検出装置の好適な実施例を
示す図である。

【図３】従来の切換式電源の制御回路を示す回路図であ
る。

【符号の説明】

１１，３１制御集積回路１３検出回路１４ラッチ装置１２１補助巻線Ｄ２ダイオードＱ２トランジスタＲ８抵抗

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】少なくとも制御集積回路を含む制御系統
に用いられ、該制御系統が入力電圧を前記制御集積回路
に与え、該制御集積回路が前記入力電圧の変化に基づい
て電圧信号を出力することによって、回線異常稼働を検
出する回線異常稼働の検出装置であって、前記制御集積回路から出力された電圧信号を検出し、検
出した電圧信号が消失したときにアラーム信号を発信す
る検出回路と、自動回復装置及びラッチ装置等の保護メカニズムによ
り、前記制御系統を保護する保護回路とを備えてなるこ
とを特徴とする回線異常稼働の検出装置。
【請求項２】前記制御系統は、切換式電源制御系統で
あることを特徴とする請求項１に記載の回線異常稼働の
検出装置。
【請求項３】前記制御集積回路は、参照電圧信号を出
力すべくなしてあることを特徴とする請求項１に記載の
回線異常稼働の検出装置。
【請求項４】前記制御集積回路の入力電圧が該制御集
積回路にて予め設定された最小作動電圧よりも低い場
合、前記電圧信号は、前記制御集積回路により切断され
た電圧信号であることを特徴とする請求項１に記載の回
線異常稼働の検出装置。
【請求項５】前記検出回路は、前記電圧信号の変化特
性に基づいて前記制御集積回路により前記電圧信号が切
断されたときに、前記アラーム信号を発信すべくなして
あることを特徴とする請求項１に記載の回線異常稼働の
検出装置。
【請求項６】前記入力電圧は、前記制御集積回路の電
源電圧であることを特徴とする請求項１に記載の回線異
常稼働の検出装置。
【請求項７】前記保護回路は、前記アラーム信号によ
って触発された前記保護メカニズムを用いて前記制御系
統を保護すべくなしてあることを特徴とする請求項１に
記載の回線異常稼働の検出装置。