JP4500923B2

JP4500923B2 - Remote device power circuit

Info

Publication number: JP4500923B2
Application number: JP2000207756A
Authority: JP
Inventors: 紀生坂本
Original assignee: パロマ工業株式会社
Priority date: 2000-07-10
Filing date: 2000-07-10
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2020-07-10
Also published as: JP2002027740A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、本体器具から有線にて電力が供給されるＶＦＤ（蛍光表示管）等の負荷を備えたリモコン（遠隔装置）用の電源回路に関し、さらに詳しくは、スイッチング素子を出力短絡時の過電流から保護する回路の誤動作を防止するように構成した遠隔装置の電源回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来からガス器具において、本体器具から有線にて電力が供給され、その供給された入力電圧を負荷等に適応した電圧に変換する電源回路としてＤＣ／ＤＣコンバータを内蔵したリモコン（遠隔装置）が知られている。特に、時刻や設定値等を表示するＶＦＤ（蛍光表示管）を備えたリモコンにおいて、備えられた蛍光表示管の駆動用電源としてフィラメント加熱用電圧が２．４Ｖ、グリット，陽極電圧が３０Ｖ程度必要である為、本体器具からリモコンに供給される電圧（約１４Ｖ〜１６Ｖ）からリモコン内部で上記電圧を生成するのにＤＣ／ＤＣコンバータが必要になる。
【０００３】
フィラメントが動作する最低電流は２５０ｍＡ程度必要であることから、一般的に高効率に安定化された電圧を得る為にスイッチングレギュレータ方式のＤＣ／ＤＣコンバータが用いられている。このようなスイッチングレギュレータは負荷に応じて、デューティ比を変化させるので、出力が短絡したままでスイッチングを継続したり、想定した以上の負荷条件でスイッチングを継続すると、休止期間が０％となり、即ちスイッチング素子がずっとオンになるので、スイッチング素子が発熱し、劣化や焼損等が起こる。そこで、出力が短絡した場合、スイッチング動作を停止する短絡保護機能や、重負荷に対してもスイッチング素子がオンしたままにならないように保護する為に、スイッチング素子のスイッチング周期に対する休止期間の比率を０〜１００％の範囲で設定できる休止期間設定機能（デューティ比上限設定機能）を設けることは、より信頼性の高い電源回路を得るのに効果的である。
【０００４】
このようなスイッチング回路や安定化回路及び上記の保護機能等を個別にて作成するには多くの部品点数が必要となるが、近年では、上記の機能が全て１つのパッケージに納まった電源用ＩＣが多くのデバイスメーカーから市販されており、部品点数の削減による省スペース化、低コスト化が図れることから広く利用されている。
【０００５】
特に、ＰＷＭ（パルス幅変調）方式のスイッチングレギュレータ用ＩＣにおいて、実現されている短絡保護機能の多くは、いわゆるタイマーラッチ式と呼ばれるもので、出力が設定値以下となるとタイマーが開始され、設定された時間が経過すると、短絡保護回路のラッチ回路がセットされスイッチング素子がオフして、それ以降スイッチング素子はオフし続ける。この場合リセットするには電源を一旦落とす必要がある。
【０００６】
また、休止期間設定機能は、スイッチング周期の間のオンデューティの上限を設定できるものであり、負荷が重くなっても、オンデューティが設定された上限よりも大きくならないようにすることにより、スイッチング素子が連続的にオンになる（休止期間０％）ことを防止する機能である。
【０００７】
図３はこのような機能を有するＤＣ／ＤＣコンバータを簡略化して示す図である。ＤＣ／ＤＣコンバータ回路１の入力側には、ガス器具等の本体器具８からケーブル９を介して入力電圧Ｖｉｎが供給され、図示されるように平滑コンデンサ２ａとインダクタ２ｂを有する直流入力電圧Ｖｉｎの陽極端子には、制御部１１からの駆動信号１１ｓによってスイッチング動作制御される主スイッチング素子３が直列に接続され、主スイッチング素子３と入力電圧Ｖｉｎの負極端子との間にトランス４の１次側巻線４ａが直列に接続される。出力側では、トランス４の２次側巻線４ｂにダイオード５ａが直列に接続され、平滑コンデンサ５ｂが並列接続されて昇圧ＤＣ／ＤＣコンバ−タ回路が構成され、出力端には蛍光表示管等の負荷６が接続される。
【０００８】
出力端の直流出力電圧Ｖｏは抵抗Ｒ１，Ｒ２で抵抗分圧され、分圧された電圧が誤差増幅器７の非反転入力側にフィードバック入力されて、参照電圧Vｒｅｆを抵抗Ｒ９，Ｒ１０で抵抗分圧された電圧と比較され、その差信号７ｓが制御部１１に入力される。制御部１１は差信号７ｓが減少する方向に主スイッチング素子２のオンデューティを制御する駆動信号１１ｓを主スイッチング素子３のベ−ス側に出力してスイッチング動作を行い、出力端電圧Ｖｏを入力電圧Ｖｉｎより高い所定の定電圧に保持して負荷６に供給する様フィードバック制御される。また、制御部１１には図示しないが入力電圧Ｖｉｎと接続されて作動するための電力が供給され、また、その内部には図示しない三角波を生成する発振器が内蔵され、その発振器によって決定されるスイッチング素子３のスイッチング周期が、やはり図示しないコンデンサや抵抗によって設定されている。
【０００９】
一方、出力の短絡や重負荷によって、スイッチングを継続し続けることによる過電流から主スイッチング素子３を保護するために短絡保護回路１０が設けられる。短絡保護回路１０は、誤差増幅器７からの差信号７ｓを非反転入力側に受けて、反転入力側に入力される参照電圧Ｖｒｅｆを抵抗Ｒ１１，Ｒ１２でほぼ半分の値に抵抗分圧された電圧と比較するＳＣＰ（短絡保護）コンパレ−タ１２と、その出力側に接続されたタイマー回路１３と、さらにそのタイマー回路１３の出力側に接続されたラッチ回路１４とで構成される。
【００１０】
タイマー回路１３は、例えばＳＣＰコンパレ−タ１２の出力側にベ−スが接続されエミッタが接地されたスイッチング素子１５と、非接地端子側であるスイッチング素子１５のコレクタと抵抗Ｒ３を介して接続されたコンデンサ１６と、同じくスイッチング素子１５のコレクタに接続された定電流源Ｉｓｃｐとで構成され、スイッチング素子１５のコレクタはラッチ回路１４のセット端子Ｓにも接続されている。尚、参照電圧Ｖｒｅｆは制御部１１内部で生成された直流定電圧源で、図示しないが増幅器等の電子部品へ作動電圧を供給しており、定電流源Ｉｓｃｐも生成にも用いられている。
【００１１】
また、デューティ比上限設定回路（休止期間設定回路）２０は、フィードバック制御が不能になった場合でも、主スイッチング素子２のオンデューティが一定以上大きくならないように制限をかけるためのもので、制御部１１が内蔵する発振器が出力する三角波の上限値と下限値の間の範囲で所定の電圧を制御部１１へ印加して比較させることでスイッチング周期の間のデューティ比の上限を設定できるものである。たとえば図示のように参照電圧Ｖｒｅｆを抵抗Ｒ５，Ｒ６で分圧した電圧を制御部１１に印加することで休止期間を０〜１００％内で任意に設定でき、通常運転を考慮したデューティ比の上限が設定される。この場合、三角波の上限電圧値を超えるような電圧を印加すれば休止期間は１００％、つまりデューティ比０％に設定されるので、スイッチング素子３へのオン動作は行われない。また、コンデンサ１７を抵抗Ｒ５と並列接続すれば、主スイッチング素子３のデューティ比を０％（休止期間１００％）から徐々にオンさせるいわゆるソフトスタート機能を追加することもできる。
【００１２】
このように構成された短絡保護回路１０において、ＤＣ／ＤＣコンバ−タ回路１の定常運転時には、誤差増幅器７からの差信号７ｓの変化が少なく、これを非反転入力側に受けたＳＣＰコンパレ−タ１２が平衡してハイレベルの信号を出力するので、この出力をベ−スに受けたスイッチング素子１５がオン状態となる。したがって、ラッチ回路１４のセット端子Ｓには、定電流源Ｉｓｃｐに接続されたスイッチング素子１５のコレクタ側の電圧が入力されるので、この電圧がラッチ回路１４をセットするスレッショルド電圧より低くなるよう設定しておけば、ラッチ回路１４はリセット状態が保持されてままなので出力短絡保護回路１０の保護動作は機能せず、定常運転が持続される。
【００１３】
この場合、ある時点で出力短絡の発生や重負荷等によって出力電圧Ｖｏが低下すると、誤差増幅器７の出力である差信号７ｓが増大し、ＳＣＰコンパレータ１２の反転入力側の電圧を超えるＳＣＰコンパレ−タ１２の出力がローレベルに変化する。その結果スイッチング素子１５はタ−ンオフするので、コンデンサ１６の端子電圧Ｖｃがコンデンサ１６の静電容量および抵抗Ｒ３の抵抗値の積で決まる電圧の立ち上がり時定数で上昇する。そして、この電圧Ｖｃがラッチ回路１７のスレッショルド電圧を超えた時にラッチ回路１７はセットされ、これを検知した制御部１１が主スイッチング素子３への駆動信号１１ｓをオフして主スイッチング素子への短絡電流の通流を阻止するので、過電流による主スイッチング素子３が発熱し、劣化や焼損等が起こることを防止することができる。尚、このラッチ回路１４のセット状態は供給電源を切り参照電圧Ｖｒｅｆを一度落としてリセットするまで持続される。
【００１４】
また、ＤＣ／ＤＣコンバ−タ回路１の起動時に、入力電圧Ｖｉｎの立ち上がりの遅れによる出力電圧Ｖｏの立ち上がりが遅れる場合には、その出力電圧Ｖｏの立ち上がりの遅れを短絡保護回路１０が負荷回路に短絡が発生したことによる電圧低下と誤判断して動作することを防ぐために、タイマー回路１３の設定したコンデンサ１６の静電容量および抵抗Ｒ３の抵抗値よる電圧Ｖｃの立ち上がり時定数によって決まるタイマー時間を、ＤＣ／ＤＣコンバ−タ回路１の起動時の出力電圧Ｖｏの立ち上がり時定数より遅く設定し、短絡保護の動作に遅れを持たせるよう構成される。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この短絡保護機能の動作に遅れを持たせることは、負荷電流の急激な変動などによる出力電圧の低下を短絡保護機能が負荷の短絡と誤判断することを防止することにも役立つが、この短絡保護機能のタイマー時間を長くし過ぎると、本当に負荷回路の短絡事故が発生した場合、保護動作の遅れ期間中に短絡電流により主スイッチング素子が過熱されて焼損してしまって、保護の役目を果たさなくなることは明らかで、設定されるタイマー時間はおのずと数ｍｓｅｃが限度となる。したがって、ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧が充分な値に立ち上がるまでに要する時間が短絡保護機能の設定タイマー時間以下であれば問題無いが、リモコン内部のＤＣ／ＤＣコンバータへの入力電源電圧は遠隔からの本体器具より供給される為、その立ち上がりが遅い。
【００１６】
つまり、ＤＣ／ＤＣコンバータへの入力電圧の安定化のために付加されているコンデンサやリモコンケーブルの抵抗の作用等の理由から、電源の立ち上がりが必要な電圧まで達するのに数百ｍｓｅｃ以上かかる場合があり、このとき、短絡保護機能が働いてラッチ回路がセットされて、スイッチング素子が常時オフされてしまい、スイッチング動作を復帰させるには本体器具からの通電を一旦止めてリセットしなければならない。この対策として短絡保護回路の設定タイマー時間を入力電圧の立ち上がりの遅れより長くした場合、通常運転を考慮したデューティ比上限設定回路によるデューティ比の上限の設定では、出力短絡が発生して継続されるとスイッチング素子の負荷が増大し、前述のような不具合が発生してしまうという問題があった。
【００１７】
本発明の解決しようとする課題は、ＤＣ／ＤＣコンバータへの入力電圧が充分な値になる迄は、上述のような保護機能及びスイッチング動作の制御を停止させるために、入力電圧の所定の電圧値を検出して、それ以下では短絡保護機能を停止させ、かつスイッチング動作の制御を禁止させることで、設置の状況（リモコンケーブルの長さ）等の要因にも左右されない信頼性の高い遠隔装置の電源回路を実現することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するため本発明に係る遠隔装置の電源回路は、本体装置から有線によって電力を供給され前記本体装置からの電力供給を開閉するスイッチング素子を有し遠隔装置の負荷に電力を供給するＤＣ／ＤＣコンバータ回路と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧と所望電圧との差を減少させるように前記スイッチング素子のデューティー比を制御する主制御部と、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧が予め定めた電圧よりも低下した状態が所定時間継続した以降はスイッチング素子の常時オフを指令する信号を前記主制御部へ出力する短絡保護回路と、前記デューティー比の上限を指令する信号を前記主制御部へ出力するデューティー比上限設定回路とを備える遠隔装置の電源回路において、
ＤＣ／ＤＣコンバータへの入力電圧が予め定めた電圧よりも低下している期間中には前記短絡保護回路が前記常時オフ指令信号を出力することを停止させる起動時短絡保護停止回路と、ＤＣ／ＤＣコンバータへの入力電圧が予め定めた電圧よりも低下している期間中には前記デューティー比上限設定回路が前記デューティー比上限を０％に設定する信号を前記主制御部へ出力するように制御する起動時デューティー比制御回路とを設けたことを要旨とするものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例に係る遠隔装置の電源回路に適用した例を示しており、従来技術と同じ構成部分には同一参照符号を付すことにより、重複した説明は省略する。図示されるように、短絡保護回路１０は、誤差増幅器７からの差信号７Ｓを非反転入力側に受けて反転入力側の基準電圧と比較するＳＣＰコンパレ−タ１２と、そのＳＣＰコンパレータ１２の出力と接続されたタイマー回路１３と、そのタイマー回路１３の出力と接続されたラッチ回路１４を備え、起動時短絡保護停止回路３１の出力と接続される。デューティ比上限設定回路２０は、参照電圧Ｖｒｅｆを抵抗分圧して制御部１１に印加する抵抗Ｒ５，Ｒ６と、抵抗Ｒ５と並列接続することでソフトスタート機能を追加するコンデンサ１７を備え、起動時デューティ比制御回路４１と接続される。
【００２０】
起動時短絡保護停止回路３１は、オープンコレクタ出力のコンパレータ３２を備えており、その出力はタイマー回路１３のコンデンサ１６の非接地側に接続され、非反転入力側に入力電圧Ｖｉｎを抵抗Ｒ７，Ｒ８で分圧された電圧Ｖｒが入力され、反転入力側には参照電圧Ｖｒｅｆが入力されるように構成される。また、起動時デューティ比制御回路４１はオープンコレクタ出力のコンパレータ４２を備えており、その出力は従来技術の説明では接地されていた抵抗Ｒ６に直列に接続され、非反転入力側に参照電圧Ｖｒｅｆが入力され、反転入力側には入力電圧Ｖｉｎを抵抗Ｒ７，Ｒ８で分圧された電圧Ｖｒが入力されるように構成される。
【００２１】
また、タイマー回路１３の構成は前述の従来技術の説明におけるものと同様であるが、コンデンサ１６の静電容量および抵抗Ｒ３の抵抗値の積で決まる電圧Ｖｃの立ち上がり時定数は、入力電圧Ｖｉｎの立ち上がりに対する遅れを持たせず定常運転時を想定した負荷回路の短絡電流による主スイッチング素子３の損傷を防ぐに必要な値に設定するよう構成されている。
【００２２】
このように構成されたＤＣ／ＤＣコンバータ回路１に電源を投入して起動させた場合の起動時短絡保護停止回路３１の動作について説明する。ゼロから立ち上がる入力電圧Ｖｉｎの電圧変化に対応してコンパレータ３２の非反転入力側に入力される抵抗分圧された電圧Ｖｒもゼロから立ち上がる。このときコンパレータ３２の反転入力側に入力された参照電圧Ｖｒｅｆもゼロから立ち上がるが、入力電圧Ｖｉｎを抵抗分圧された電圧Ｖｒの立ち上がりの方が遅れるため、電圧Ｖｒが参照電圧Ｖｒｅｆを超えるまでの間、起動時短絡保護停止回路３１のコンパレータ３２の出力はローレベルとなってコンデンサ１６には充電されないので、ラッチ回路１４はリセット状態が保持される。
【００２３】
そして、入力電圧Ｖｉｎが充分な値まで立ち上がるのに伴って上昇する電圧Ｖｒが参照電圧Ｖｒｅｆを超えると、コンパレータ３２の出力端はオープンになるので、タイマー回路１３のコンデンサ１６の非接地側とコンパレータ３２の出力端の接続が断線された状態になる。したがって、入力電圧Ｖｉｎが出力電圧Ｖｏが所定の電圧を出力するのに充分な値にまで立ち上がるまで、出力電圧Ｖｏの出力不足によるタイマー回路１３のタイマーがタイムアップしてラッチ回路がセットされないように短絡保護回路１０の機能を停止させ、入力電圧Ｖｉｎが充分立ち上がったら、その停止を解除して通常の出力短絡保護機能を動作させることができる。
【００２４】
この場合、起動時短絡保護停止回路３１の最低作動電圧が短絡保護回路１０の最低作動電圧よりも低いような構成にすれば、電圧協調性が担保される。つまり、起動時に短絡保護回路１０が作動を開始する以前から、起動時短絡保護回路３１は動作していることになるので、確実に起動時短絡保護回路３１は短絡保護回路１０の機能を停止させることができる。
【００２５】
次に、デューティ比上限設定回路２０に接続された起動時デューティ比制御回路４１の起動時の動作について説明する。起動時短絡保護停止回路３１の動作についての説明と同様に、ゼロから立ち上がる入力電圧Ｖｉｎの電圧変化に対応する電圧Ｖｒが上昇して参照電圧Ｖｒｅｆを超えるまでの間、起動時デューティ比制御回路４１のコンパレータ４２の出力端はオープンされているので制御部１１へ印加されるデューティ比上限設定電圧は参照電圧Ｖｒｅｆとなる。このとき、制御部１１が内蔵する発振器が出力する三角波との比較において参照電圧Ｖｒｅｆは三角波の上限電圧を超えるためデューティ比は０％に設定されて、主スイッチング素子３のオン動作が行われないように禁止される。。
【００２６】
そして、入力電圧Ｖｉｎが充分な値まで立ち上がるのに伴って上昇する電圧Ｖｒが参照電源Ｖｒｅｆを超えると、コンパレータ４２の出力端がローレベルになるので、参照電圧Ｖｒｅｆを抵抗Ｒ５，Ｒ６で分圧した電圧を制御部に印加して通常運転を考慮したデューティ比の上限が設定される。したがって、このような構成にしたことにより、入力電圧Ｖｉｎが出力電圧Ｖｏが所定の電圧を出力するのに充分な値にまで立ち上がるまで、主スイッチング素子３のオン動作を禁止させ、入力電圧Ｖｉｎが所定の値に立ち上がったら、その禁止を解除して通常のデューティ比上限設定機能を作動させることができる。
【００２７】
この起動時デューティ比制御回路４１は、前述の起動時短絡保護停止回路３１による短絡保護回路１０の機能停止期間中に、仮に負荷回路が短絡してしまったり、または起動時から短絡していた場合に、オン制御されたスイッチング素子３に短絡電流が流れるのを防止するためのもので、これにより短絡保護回路１０の機能停止期間中は、スイッチング素子３にオン動作も禁止されているので、上述のような不測の事態が発生してもスイッチング素子３を短絡電流から防止することができる。。
【００２８】
この場合も、起動時デューティ比制御回路４１の最低作動電圧が短絡保護回路１０の最低作動電圧よりも低い構成にすれば、電圧協調性が担保される。つまり、起動時に短絡保護回路１０が作動を開始する以前から、起動時デューティ比制御回路４１は動作しているので、確実にスイッチング素子３にオン動作を禁止することができる。
【００２９】
尚、起動時短絡保護停止回路３１および起動時デューティ比制御回路４１に備えられたコンパレータ３２，４２への比較する入力信号として、それぞれ参照電圧源Ｖｒｅｆと入力電圧Ｖｉｎを抵抗分圧した電圧Ｖｒが用いられているので、それぞれの出力の変化は同時に作動することになるが、上述のような短絡保護回路１０の機能停止期間中に不測の事態が発生すること想定すると、起動時デューティ比制御回路４１によってスイッチング素子３のオン動作の禁止を解除する時期は、起動時短絡保護停止回路３１が短絡保護回路１０の機能停止を解除する時期と同時または遅れを持たせる構成にすると良い。これは、短絡保護回路１０の機能停止を解除する時期よりも早い時期に主スイッチング素子３のオン動作の禁止を解除した場合、そのズレの期間中に発生した出力短絡による主スイッチング素子３の保護ができないからである。
【００３０】
次に図２について説明する。これは本発明の一実施形態のより具体的な構成を示した回路図である。図示されるようにＤＣ／ＤＣコンバータ回路１とほぼ同じ構成で、より具体的に示されている。本体器具８からケーブル９を介してリモコン内部のＤＣ／ＤＣコンバータ回路６０に供給される入力電圧Ｖｉｎ（約１４〜１６Ｖ）はＤＣ／Ｄコンバータ回路６０の負荷である蛍光表示管に適した電圧に変換される。例えば、降圧されて蛍光表示管のフィラメント加熱用電圧Ｖｏ１（２．４Ｖ））として用いられたり、反転昇圧されて蛍光表示管のグリット，陽極電圧Ｖｏ２（−３０Ｖ）として用いられるように変換制御される。
【００３１】
この回路では、図１において符号５０を付して示した範囲内の回路を含むスイッチングレギュレータ制御ＩＣ６６として、ＢＡ９７４３ＡＦＶ（ローム社製）を用いている。これはタイマ−ラッチ式短絡保護機能及びデューティ比上限設定機能を有するＰＷＭ方式スイッチングレギュレータ制御用ＩＣであり、内部で参照電圧源Ｖｒｅｆ（２．５０５Ｖ）の安定した電圧を生成して内蔵される各素子の駆動電源として用いられ、参照電圧端子ＶｒｅｆからＩＣ外部にも出力されている。
【００３２】
また、このＩＣの作動するための最低電源電圧は２．５３Ｖであり、電源端子Ｖｃｃには入力電圧Ｖｉｎを平滑して入力され、各端子には外付け素子が接続される。発振周波数設定端子ＣＴ，ＲＴにはコンデンサ６１および抵抗６２が接続され、制御部出力端子ＯＵＴ１から出力される駆動信号１１ｓは主スイッチング素子部６３に接続され、内蔵の誤差増幅器７の反転入力端子ＩＮＶ１には出力電圧Ｖｏ２と参照電圧Ｖｒｅｆを分圧部６９で分圧した電圧がフィードバック入力され、出力端子ＦＢ１とその反転入力端子ＩＮＶ１間にはコンデンサ６４および抵抗６５が接続され、非反転入力端子ＮＯＮ１には参照電圧Ｖｒｅｆを抵抗Ｒ９，Ｒ１０で分圧された電圧が入力される。
【００３３】
また、内蔵のラッチ回路１４のセット端子ＳＣＰには抵抗Ｒ３を介して起動時短絡保護停止回路３１のコンパレータ３２の出力端子と、タイマー用コンデンサ１６の非接地側が接続される。デューティ比上限設定端子ＤＴ１には抵抗Ｒ６を介して起動時デューティ比制御回路４１のコンパレータ４２の出力端子が接続され、参照電圧端子Ｖｒｅｆとの間に抵抗Ｒ５とソフトスタート機能を持たせるためのコンデンサ１７とが並列接続される。なお、コンパレータ３２，４２のより具体的な例としては、μＰＣ３９３Ｇ２（ＮＥＣ製）が用いられる。これはオープンコレクタ出力タイプのコンパレータで、作動するための最低電源電圧は２．０Ｖとなっており、スイッチングレギュレータ制御ＩＣの最低作動電圧との電圧協調性が保たれている。これらコンパレータ３２，４２の電源端子には入力電圧Ｖｉｎから電力が供給されている。
【００３４】
このように構成されたＤＣ／ＤＣコンバータ回路６０における起動時短絡保護停止回路３１と起動時デューティ比制御回路４１の起動時の動作について、入力電圧Ｖｉｎを分圧する抵抗Ｒ７，Ｒ８の抵抗値を、例えばそれぞれ２７ＫΩ，１０ＫΩとして説明する。本体器具８から電力が供給されて、入力電圧Ｖｉｎがゼロから立ち上がり、スイッチングレギュレータ制御ＩＣ６６が動作を開始する最低作動電圧２．５３Ｖまで上昇したときには、すでに最低作動電圧２．０Ｖのコンパレータ３２，４２は動作して、それぞれの出力端子はローレベル，オープンになっている。つまり短絡保護機能はその作動開始以前から、起動時短絡保護停止回路３１のコンパレータ３２によってその機能を停止されているので、出力電圧Ｖｏ２が所定の電圧まで立ち上がっていないことによってラッチ回路がセットされることはない。また同様に、起動時デューティ比制御回路４１のコンパレータ４２によってデューティ比が０％に設定されて、主スイッチング素子部６３のオン動作制御を禁止しているので、スイッチングレギュレータ制御ＩＣ６６が動作を開始しても、主スイッチング素子部６３はオンされない。
【００３５】
そして、入力電圧Ｖｉｎが充分な電圧値まで立ち上がって（この例では９．２６８５Ｖ＝２．５０５ｘ１０／（１０＋２７））、コンパレータ３２の非反転入力端子およびコンパレータ４２の反転入力端子に入力された入力電圧Ｖｉｎを抵抗Ｒ７，Ｒ８で抵抗分圧した電圧Ｖｒがコンパレータ３２，４２で比較する参照電圧Ｖｒｅｆ（＝２．５０５Ｖ）を超えてコンパレータ３２，４２の出力端子がそれぞれオープン，ローレベルに変化すると、短絡保護機能の停止及び主スイッチング素子の動作制御の禁止が解除されて、通常の運転制御が開始される。
【００３６】
入力電圧Ｖｉｎが所定の値にまで立ち上がる期間中、短絡保護機能を停止するだけでは、仮にこの期間中に出力が短絡したり、また起動する以前から短絡している場合に、オンされたスイッチング素子部６３が短絡電流にさらされてしまうおそれがあるが、起動時デューティ比制御回路４１のよって主スイッチング素子部６３のオン動作制御が禁止されているので防止される。
【００３７】
以上本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施できることは勿論である。例えば、上記実施例では、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータを用いたが、降圧ＤＣ／ＤＣコンバータについても同様に実施可能であることは言うまでもない。また起動時短絡保護停止回路および起動時デューティ比制御回路の構成として、実施例ではオープンコレクタ出力のコンパレータを用いた回路を示したが、他のスイッチング素子等を用いて実施しても同様の効果を得られることも言うまでもない。要は、入力電圧の所定の電圧値を検出して、短絡保護機能の停止とその解除と、スイッチング動作の禁止をその解除を同期させて行う機能を有するものであれば良い。
【００３８】
【発明の効果】
本発明に係る遠隔装置の電源回路によれば、起動時にＤＣ／ＤＣコンバータへの入力電圧が充分な値になる迄は、出力電圧が低いことによる短絡保護回路によるスイッチング素子を常時オフする指令を停止させ、デューティ比を０％に設定してスイッチング素子をオンさせなくするので、たとえ、設置の状況（例えば、本体からリモコンへ供給するケーブルの長さ）等の要因により、入力電圧の立ち上がりが遅れることになっても、誤って短絡保護動作が行われることなく、仮に、短絡保護機能を停止させている期間中に負荷回路が短絡していた場合等にも、過電流から主スイッチング素子を保護することができるので、通常運転時を想定した出力短絡保護機能及び休止期間設定機能の適切な設定が行うことが可能になり、信頼性の高い遠隔装置の電源回路を実現できる。
【００３９】
また、起動時短絡保護停止回路および起動時デューティ比制御回路が作動するための最低電源電圧が、短絡保護機能が作動するための最低電源電圧よりも低いような構成にすることで、起動時には、短絡保護機能が作動を開始する以前から起動時短絡保護停止回路と起動時デューティ比制御回路が作動するようになるので、電圧協調性が保たれた信頼性の高い動作を行うことができる。
【００４０】
さらに、起動時短絡保護停止回路と起動時デューティ比制御回路は、従来一般に用いられるスイッチングレギュレータ制御ＩＣ等が具備する参照電圧端子から出力される参照電圧に基づいて、入力電圧の低下を検知する構成にすることで、簡易な比較回路を追加するだけで実施でき、追加する素子等の部品点数も少ないことから安価である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る遠隔装置の電源回路を示した回路図である。
【図２】図１の遠隔装置の電源回路のより具体的な構成を示した回路図である。
【図３】従来一般に知られる電源回路を示した回路図である。
【符号の説明】
１ＤＣ／ＤＣコンバータ回路
３スイッチング素子
７誤差増幅器
１０短絡保護回路
１１制御部
１２ＳＣＰコンパレータ
１３タイマー回路
１５スイッチング素子
１６コンデンサ
２０デューティ比上限設定回路（休止期間設定回路）
３１起動時短絡保護停止回路
３２コンパレータ
４１起動時デューティ比制御回路
４２コンパレータ
５０スイッチングレギュレータ制御ＩＣに含まれる回路
６６スイッチングレギュレータ制御ＩＣ
Ｖｉｎ入力電圧
Ｖｏ出力電圧
Ｖｒｅｆ参照定電圧源
Ｉｓｃｐ定電流源[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power supply circuit for a remote controller (remote device) equipped with a load such as a VFD (fluorescent display tube) that is supplied with electric power from a main body device, and more specifically, a switching element is connected to an overload when an output is short-circuited. The present invention relates to a power supply circuit for a remote device configured to prevent malfunction of a circuit protecting from current.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a gas appliance, a remote controller (remote device) incorporating a DC / DC converter as a power supply circuit that is supplied with power from a main appliance in a wired manner and converts the supplied input voltage into a voltage suitable for a load or the like is known. It has been. In particular, in a remote control equipped with a VFD (fluorescent display tube) that displays time, set value, etc., a filament heating voltage of about 2.4V, a grit, and an anode voltage of about 30V are required as a driving power source for the provided fluorescent display tube. Therefore, a DC / DC converter is required to generate the voltage inside the remote controller from the voltage (about 14V to 16V) supplied from the main unit to the remote controller.
[0003]
Since the minimum current required for the filament to operate is about 250 mA, a switching regulator type DC / DC converter is generally used to obtain a stabilized voltage with high efficiency. Since such a switching regulator changes the duty ratio according to the load, if the switching is continued while the output is short-circuited or the switching is continued under a load condition more than assumed, the idle period becomes 0%, that is, Since the switching element is turned on all the time, the switching element generates heat, and deterioration or burnout occurs. Therefore, when the output is short-circuited, the short-circuit protection function for stopping the switching operation and the ratio of the pause period to the switching cycle of the switching element in order to protect the switching element from being kept on even for a heavy load. Providing a rest period setting function (duty ratio upper limit setting function) that can be set in the range of 0 to 100% is effective in obtaining a more reliable power supply circuit.
[0004]
In order to individually create such a switching circuit, a stabilizing circuit, and the protection function described above, a large number of parts are required. However, in recent years, a power supply IC in which the above functions are all contained in one package. Are commercially available from many device manufacturers, and are widely used because they can save space and reduce costs by reducing the number of parts.
[0005]
In particular, many of the short-circuit protection functions implemented in PWM (pulse width modulation) switching regulator ICs are called so-called timer latch types. When the output falls below the set value, the timer is started and set. After a lapse of time, the latch circuit of the short circuit protection circuit is set, the switching element is turned off, and the switching element is kept off thereafter. In this case, it is necessary to turn off the power to reset.
[0006]
In addition, the idle period setting function can set the upper limit of the on-duty during the switching cycle, and even if the load becomes heavier, the on-duty does not become larger than the set upper limit. Is a function that prevents the signal from being continuously turned on (rest period 0%).
[0007]
FIG. 3 is a simplified diagram showing a DC / DC converter having such a function. An input voltage Vin is supplied to the input side of the DC / DC converter circuit 1 from a main body instrument 8 such as a gas instrument via a cable 9, and a DC input voltage Vin having a smoothing capacitor 2a and an inductor 2b as shown in the figure. A main switching element 3 whose switching operation is controlled by a drive signal 11s from the control unit 11 is connected in series to the anode terminal, and the primary side of the transformer 4 is connected between the main switching element 3 and the negative terminal of the input voltage Vin. Winding 4a is connected in series. On the output side, a diode 5a is connected in series to the secondary winding 4b of the transformer 4, and a smoothing capacitor 5b is connected in parallel to form a step-up DC / DC converter circuit. The load 6 is connected.
[0008]
The DC output voltage Vo at the output end is divided by resistors R1 and R2, and the divided voltage is fed back to the non-inverting input side of the error amplifier 7, and the reference voltage Vref is divided by resistors R9 and R10. The difference signal 7 s is input to the control unit 11. The control unit 11 outputs a drive signal 11s for controlling the on-duty of the main switching element 2 to the base side of the main switching element 3 in a direction in which the difference signal 7s decreases, performs a switching operation, and inputs the output terminal voltage Vo. Feedback control is performed so that the voltage is held at a predetermined constant voltage higher than the voltage Vin and supplied to the load 6. Although not shown, the control unit 11 is supplied with electric power to operate by being connected to the input voltage Vin, and an oscillator that generates a triangular wave (not shown) is built therein, and switching determined by the oscillator. The switching period of the element 3 is set by a capacitor and a resistor (not shown).
[0009]
On the other hand, a short circuit protection circuit 10 is provided to protect the main switching element 3 from an overcurrent caused by continuing switching due to an output short circuit or a heavy load. The short-circuit protection circuit 10 receives the difference signal 7s from the error amplifier 7 on the non-inverting input side, and the reference voltage Vref input to the inverting input side is resistance-divided by resistors R11 and R12 to approximately half the value. And an SCP (short-circuit protection) comparator 12, a timer circuit 13 connected to the output side thereof, and a latch circuit 14 connected to the output side of the timer circuit 13.
[0010]
For example, the timer circuit 13 is connected via a resistor R3 to a switching element 15 whose base is connected to the output side of the SCP comparator 12 and whose emitter is grounded, and to a collector of the switching element 15 on the non-ground terminal side. The capacitor 16 and a constant current source Iscp connected to the collector of the switching element 15 are also connected. The collector of the switching element 15 is also connected to the set terminal S of the latch circuit 14. The reference voltage Vref is a DC constant voltage source generated in the control unit 11 and supplies an operating voltage to an electronic component such as an amplifier (not shown), and the constant current source Iscp is also used for generation.
[0011]
The duty ratio upper limit setting circuit (rest period setting circuit) 20 is used to limit the on-duty of the main switching element 2 so as not to increase beyond a certain level even when feedback control is disabled. The upper limit of the duty ratio during the switching cycle can be set by applying a predetermined voltage to the control unit 11 for comparison within the range between the upper limit value and the lower limit value of the triangular wave output by the oscillator built in 11. . For example, as shown in the figure, by applying a voltage obtained by dividing the reference voltage Vref with resistors R5 and R6 to the control unit 11, the rest period can be arbitrarily set within 0 to 100%, and the upper limit of the duty ratio in consideration of normal operation Is set. In this case, if a voltage exceeding the upper limit voltage value of the triangular wave is applied, the rest period is set to 100%, that is, the duty ratio is set to 0%. Therefore, the switching element 3 is not turned on. If the capacitor 17 is connected in parallel with the resistor R5, a so-called soft start function for gradually turning on the duty ratio of the main switching element 3 from 0% (rest period 100%) can be added.
[0012]
In the short-circuit protection circuit 10 configured in this way, during the steady operation of the DC / DC converter circuit 1, the change of the difference signal 7s from the error amplifier 7 is small, and the SCP comparator receives this on the non-inverting input side. Since the counter 12 is balanced and outputs a high level signal, the switching element 15 receiving this output as a base is turned on. Therefore, since the voltage on the collector side of the switching element 15 connected to the constant current source Iscp is input to the set terminal S of the latch circuit 14, the voltage is set to be lower than the threshold voltage for setting the latch circuit 14. If so, the latch circuit 14 remains in the reset state, so that the protective operation of the output short-circuit protection circuit 10 does not function, and the steady operation is continued.
[0013]
In this case, if the output voltage Vo decreases due to the occurrence of an output short circuit or a heavy load at a certain point in time, the difference signal 7s, which is the output of the error amplifier 7, increases, and the SCP comparator exceeds the voltage on the inverting input side of the SCP comparator 12. The output of the data 12 changes to a low level. As a result, the switching element 15 is turned off, so that the terminal voltage Vc of the capacitor 16 rises with a rising time constant of a voltage determined by the product of the capacitance of the capacitor 16 and the resistance value of the resistor R3. When the voltage Vc exceeds the threshold voltage of the latch circuit 17, the latch circuit 17 is set, and the control unit 11 detecting this turns off the drive signal 11s to the main switching element 3 and short-circuits to the main switching element. Since the current flow is blocked, it is possible to prevent the main switching element 3 from generating heat due to overcurrent and causing deterioration, burnout, and the like. The set state of the latch circuit 14 is maintained until the supply power is turned off and the reference voltage Vref is once lowered and reset.
[0014]
Further, when the output voltage Vo rises due to the delay of the rise of the input voltage Vin when the DC / DC converter circuit 1 is started up, the short-circuit protection circuit 10 detects the delay of the rise of the output voltage Vo as a load circuit. In order to prevent erroneous operation as a voltage drop due to the occurrence of a short circuit, the timer time determined by the rising time constant of the voltage Vc based on the capacitance of the capacitor 16 set by the timer circuit 13 and the resistance value of the resistor R3 is set. The DC / DC converter circuit 1 is set so as to be slower than the rising time constant of the output voltage Vo when the DC / DC converter circuit 1 is started, so that the operation of the short circuit protection is delayed.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
However, having a delay in the operation of this short-circuit protection function also helps prevent the short-circuit protection function from misjudging a load short-circuit as a load short-circuit due to a sudden change in load current, If the timer time for this short-circuit protection function is too long, if a load circuit short-circuit accident occurs, the main switching element will be overheated and burned out due to the short-circuit current during the delay period of the protection operation. Obviously, the timer time to be set is limited to a few milliseconds. Therefore, there is no problem if the time required for the input voltage of the DC / DC converter to rise to a sufficient value is less than the setting timer time of the short-circuit protection function, but the input power supply voltage to the DC / DC converter in the remote control is remotely Because it is supplied from the main unit, its rise is slow.
[0016]
In other words, when it takes several hundreds of milliseconds or more to reach the required voltage for the start-up of the power supply due to the action of the capacitor added to stabilize the input voltage to the DC / DC converter or the resistance of the remote control cable. At this time, the short-circuit protection function works and the latch circuit is set, and the switching element is always turned off. In order to restore the switching operation, the power supply from the main unit must be temporarily stopped and reset. As a countermeasure, when the set timer time of the short circuit protection circuit is made longer than the delay in the rise of the input voltage, the output short circuit occurs and continues in the setting of the duty ratio upper limit by the duty ratio upper limit setting circuit considering normal operation. As a result, the load on the switching element increases and the above-described problems occur.
[0017]
The problem to be solved by the present invention is that a predetermined voltage of the input voltage is used to stop the control of the protection function and the switching operation as described above until the input voltage to the DC / DC converter becomes a sufficient value. By detecting the value and stopping the short-circuit protection function below it, and prohibiting the switching operation control, the highly reliable remote device is not affected by factors such as the installation status (the length of the remote control cable) It is to realize the power supply circuit.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, a power supply circuit for a remote device according to the present invention has a switching element that is supplied with power from a main device by wire to open and close the power supply from the main device and supplies power to a load of the remote device. A DC / DC converter circuit, a main control unit that controls the duty ratio of the switching element so as to reduce a difference between an output voltage of the DC / DC converter and a desired voltage, and an output voltage of the DC-DC converter are predetermined. After the state in which the voltage is lower than the predetermined voltage has continued for a predetermined time, a short-circuit protection circuit that outputs a signal that instructs the switching element to always turn off to the main control unit, and a signal that commands the upper limit of the duty ratio. In a power supply circuit of a remote device comprising a duty ratio upper limit setting circuit that outputs to
A start-up short-circuit protection stop circuit that stops the short-circuit protection circuit from outputting the always-off command signal during a period when the input voltage to the DC / DC converter is lower than a predetermined voltage; Control is performed so that the duty ratio upper limit setting circuit outputs a signal for setting the duty ratio upper limit to 0% to the main control unit during a period when the input voltage to the DC converter is lower than a predetermined voltage. The gist of the present invention is to provide a startup duty ratio control circuit.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example applied to a power supply circuit of a remote device according to an embodiment of the present invention, and the same components as those in the prior art are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. As shown in the figure, the short circuit protection circuit 10 receives the difference signal 7S from the error amplifier 7 on the non-inverting input side and compares it with the reference voltage on the inverting input side, and the output of the SCP comparator 12 And a latch circuit 14 connected to the output of the timer circuit 13, and is connected to the output of the startup short-circuit protection stop circuit 31. The duty ratio upper limit setting circuit 20 includes resistors R5 and R6 for dividing the reference voltage Vref by resistance and applying the reference voltage Vref to the control unit 11, and a capacitor 17 for adding a soft start function by connecting the resistor R5 in parallel. A ratio control circuit 41 is connected.
[0020]
The start-up short circuit protection stop circuit 31 includes an open collector output comparator 32, the output of which is connected to the non-grounded side of the capacitor 16 of the timer circuit 13, and the input voltage Vin is applied to the non-inverting input side of the resistors R7, R8. The voltage Vr divided by is input, and the reference voltage Vref is input to the inverting input side. The start-up duty ratio control circuit 41 includes an open collector output comparator 42, the output of which is connected in series to the resistor R6 that is grounded in the description of the prior art, and the reference voltage Vref is applied to the non-inverting input side. A voltage Vr obtained by dividing the input voltage Vin by resistors R7 and R8 is input to the inverting input side.
[0021]
The configuration of the timer circuit 13 is the same as that in the description of the prior art described above, but the rising time constant of the voltage Vc determined by the product of the capacitance of the capacitor 16 and the resistance value of the resistor R3 is the input voltage Vin. It is configured to set a value necessary for preventing damage to the main switching element 3 due to a short-circuit current of the load circuit that assumes a steady operation without having a delay with respect to the rise.
[0022]
The operation of the start-up short-circuit protection stop circuit 31 when the DC / DC converter circuit 1 configured as described above is turned on and started up will be described. Corresponding to the voltage change of the input voltage Vin rising from zero, the resistance-divided voltage Vr input to the non-inverting input side of the comparator 32 also rises from zero. At this time, the reference voltage Vref input to the inverting input side of the comparator 32 also rises from zero. However, since the rising of the voltage Vr obtained by resistance-dividing the input voltage Vin is delayed, the voltage Vr exceeds the reference voltage Vref. Meanwhile, since the output of the comparator 32 of the short circuit protection stop circuit 31 at the time of startup becomes a low level and the capacitor 16 is not charged, the latch circuit 14 is maintained in the reset state.
[0023]
When the voltage Vr that rises as the input voltage Vin rises to a sufficient value exceeds the reference voltage Vref, the output terminal of the comparator 32 is opened, so that the ungrounded side of the capacitor 16 of the timer circuit 13 and the comparator The connection of the output terminal 32 is disconnected. Therefore, until the input voltage Vin rises to a value sufficient for the output voltage Vo to output a predetermined voltage, the timer of the timer circuit 13 due to insufficient output of the output voltage Vo is timed up so that the latch circuit is not set. When the function of the short circuit protection circuit 10 is stopped and the input voltage Vin rises sufficiently, the normal output short circuit protection function can be operated by canceling the stop.
[0024]
In this case, if the minimum operating voltage of the startup short-circuit protection stop circuit 31 is lower than the minimum operating voltage of the short-circuit protection circuit 10, voltage coordination is ensured. That is, since the short circuit protection circuit 31 at the time of activation is operating before the short circuit protection circuit 10 starts operating at the time of activation, the short circuit protection circuit 31 at the time of activation reliably stops the function of the short circuit protection circuit 10. be able to.
[0025]
Next, the startup operation of the startup duty ratio control circuit 41 connected to the duty ratio upper limit setting circuit 20 will be described. Similarly to the description of the operation of the startup short-circuit protection stop circuit 31, the startup duty ratio control circuit 41 is used until the voltage Vr corresponding to the voltage change of the input voltage Vin rising from zero rises and exceeds the reference voltage Vref. Since the output terminal of the comparator 42 is open, the duty ratio upper limit setting voltage applied to the control unit 11 becomes the reference voltage Vref. At this time, since the reference voltage Vref exceeds the upper limit voltage of the triangular wave in comparison with the triangular wave output from the oscillator built in the control unit 11, the duty ratio is set to 0%, and the main switching element 3 is not turned on. So prohibited. .
[0026]
Then, when the voltage Vr that rises as the input voltage Vin rises to a sufficient value exceeds the reference power supply Vref, the output terminal of the comparator 42 goes to a low level, so that the reference voltage Vref is divided by the resistors R5 and R6. The upper limit of the duty ratio in consideration of normal operation is set by applying the applied voltage to the control unit. Therefore, with this configuration, the on-operation of the main switching element 3 is prohibited until the input voltage Vin rises to a value sufficient for the output voltage Vo to output a predetermined voltage, and the input voltage Vin is When it rises to a predetermined value, the prohibition can be canceled and the normal duty ratio upper limit setting function can be activated.
[0027]
This start-up duty ratio control circuit 41 is used when the load circuit is short-circuited or short-circuited from the start-up during the function stop period of the short-circuit protection circuit 10 by the start-up short-circuit protection stop circuit 31 described above. In addition, this is for preventing a short-circuit current from flowing through the switching element 3 that is controlled to be on, and thus, the switching element 3 is also prohibited from being turned on during the function stop period of the short-circuit protection circuit 10. Even if such an unexpected situation occurs, the switching element 3 can be prevented from a short-circuit current. .
[0028]
Also in this case, if the minimum operating voltage of the startup duty ratio control circuit 41 is lower than the minimum operating voltage of the short-circuit protection circuit 10, voltage coordination is ensured. That is, since the startup duty ratio control circuit 41 has been operating before the short-circuit protection circuit 10 starts operating at the time of startup, the switching element 3 can be reliably prohibited from being turned on.
[0029]
Note that, as input signals to be compared to the comparators 32 and 42 provided in the start-up short circuit protection stop circuit 31 and the start-up duty ratio control circuit 41, a reference voltage source Vref and a voltage Vr obtained by dividing the input voltage Vin by resistance are respectively used. Since each of the output changes is operated at the same time, it is assumed that an unexpected situation occurs during the function stop period of the short-circuit protection circuit 10 as described above. The time when the prohibition of the on-operation of the switching element 3 is canceled by 41 may be configured to have the same timing as or a delay from the time when the short circuit protection stop circuit 31 at the time of startup cancels the function stop of the short circuit protection circuit 10. This is because, when the prohibition of the ON operation of the main switching element 3 is canceled earlier than the time when the function stop of the short circuit protection circuit 10 is canceled, the main switching element 3 is protected by the output short circuit that occurs during the shift period. It is because it is not possible.
[0030]
Next, FIG. 2 will be described. This is a circuit diagram showing a more specific configuration of one embodiment of the present invention. As shown in the figure, the DC / DC converter circuit 1 is shown in more detail with almost the same configuration. The input voltage Vin (about 14 to 16 V) supplied from the main body device 8 to the DC / DC converter circuit 60 inside the remote control through the cable 9 is a voltage suitable for the fluorescent display tube that is a load of the DC / D converter circuit 60. Converted. For example, conversion control is performed such that the voltage is stepped down and used as a filament heating voltage Vo1 (2.4V)) of the fluorescent display tube, or is inverted and stepped up to be used as the fluorescent display tube grid and anode voltage Vo2 (−30V). The
[0031]
In this circuit, BA9743AFV (manufactured by ROHM) is used as a switching regulator control IC 66 including a circuit within a range indicated by reference numeral 50 in FIG. This is a PWM switching regulator control IC having a timer-latch type short-circuit protection function and a duty ratio upper limit setting function, and generates a stable voltage of the reference voltage source Vref (2.505 V) internally and incorporates each of them. It is used as a drive power source for the element and is also output from the reference voltage terminal Vref to the outside of the IC.
[0032]
The minimum power supply voltage for operating this IC is 2.53 V, the input voltage Vin is smoothed and inputted to the power supply terminal Vcc, and an external element is connected to each terminal. A capacitor 61 and a resistor 62 are connected to the oscillation frequency setting terminals CT and RT, and the drive signal 11s output from the control unit output terminal OUT1 is connected to the main switching element unit 63, and the inverting input terminal INV1 of the built-in error amplifier 7 is connected. Is a feedback input of a voltage obtained by dividing the output voltage Vo2 and the reference voltage Vref by the voltage divider 69, a capacitor 64 and a resistor 65 are connected between the output terminal FB1 and its inverting input terminal INV1, and a non-inverting input terminal NON1. Is supplied with a voltage obtained by dividing the reference voltage Vref by the resistors R9 and R10.
[0033]
The set terminal SCP of the built-in latch circuit 14 is connected to the output terminal of the comparator 32 of the start-up short circuit protection stop circuit 31 and the non-grounded side of the timer capacitor 16 via the resistor R3. The duty ratio upper limit setting terminal DT1 is connected to the output terminal of the comparator 42 of the start-up duty ratio control circuit 41 via the resistor R6, and a capacitor for providing the resistor R5 and the soft start function between the reference voltage terminal Vref. 17 are connected in parallel. As a more specific example of the comparators 32 and 42, μPC393G2 (manufactured by NEC) is used. This is an open collector output type comparator, and the minimum power supply voltage for operation is 2.0 V, and the voltage coordination with the minimum operation voltage of the switching regulator control IC is maintained. Power is supplied from the input voltage Vin to the power supply terminals of the comparators 32 and 42.
[0034]
Regarding the startup operation of the startup short-circuit protection stop circuit 31 and the startup duty ratio control circuit 41 in the DC / DC converter circuit 60 configured as described above, the resistance values of the resistors R7 and R8 that divide the input voltage Vin are expressed as follows: For example, the explanation will be made assuming that 27 KΩ and 10 KΩ, respectively. When power is supplied from the main unit 8 and the input voltage Vin rises from zero and rises to a minimum operating voltage of 2.53 V at which the switching regulator control IC 66 starts to operate, the comparators 32 and 42 having the minimum operating voltage of 2.0 V already. Operates and each output terminal is low level and open. That is, since the function of the short-circuit protection function is stopped by the comparator 32 of the start-up short-circuit protection stop circuit 31 before the start of the operation, the latch circuit is set when the output voltage Vo2 does not rise to a predetermined voltage. There is nothing. Similarly, since the duty ratio is set to 0% by the comparator 42 of the start-up duty ratio control circuit 41 and the on-operation control of the main switching element unit 63 is prohibited, the switching regulator control IC 66 starts operation. However, the main switching element unit 63 is not turned on.
[0035]
Then, the input voltage Vin rises to a sufficient voltage value (in this example, 9.26585V = 2.505 × 10 / (10 + 27)), and the input voltage input to the non-inverting input terminal of the comparator 32 and the inverting input terminal of the comparator 42. When the voltage Vr obtained by dividing Vin by the resistors R7 and R8 exceeds the reference voltage Vref (= 2.505V) to be compared by the comparators 32 and 42, the output terminals of the comparators 32 and 42 change to open and low levels, respectively. The stop of the short-circuit protection function and the prohibition of the operation control of the main switching element are released, and normal operation control is started.
[0036]
During the period when the input voltage Vin rises to a predetermined value, if the short circuit protection function is only stopped, the switching element that is turned on if the output is shorted or short-circuited before starting during this period Although there is a possibility that the part 63 is exposed to a short-circuit current, it is prevented because the on-operation control of the main switching element part 63 is prohibited by the start-up duty ratio control circuit 41.
[0037]
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to such embodiment, and can of course be implemented in various modes without departing from the gist of the present invention. For example, although the step-up DC / DC converter is used in the above embodiment, it goes without saying that the step-down DC / DC converter can be similarly implemented. In addition, as the configuration of the start-up short circuit protection stop circuit and the start-up duty ratio control circuit, a circuit using an open collector output comparator has been shown in the embodiment, but the same effect can be obtained by using other switching elements. Needless to say, you can get it. In short, it is only necessary to have a function of detecting a predetermined voltage value of the input voltage and stopping and canceling the short-circuit protection function and prohibiting the switching operation in synchronization with the cancellation.
[0038]
【The invention's effect】
According to the power supply circuit of the remote device according to the present invention, the command to always turn off the switching element by the short-circuit protection circuit due to the low output voltage until the input voltage to the DC / DC converter becomes a sufficient value at start-up. Since the switching element is not turned on by setting the duty ratio to 0%, the input voltage rises due to factors such as installation conditions (for example, the length of the cable supplied from the main unit to the remote control). Even if there is a delay, the main switching element will not be accidentally activated, and if the load circuit is short-circuited while the short-circuit protection function is stopped, the main switching element will be Since it can be protected, it is possible to perform appropriate settings for the output short-circuit protection function and the rest period setting function assuming normal operation, and a highly reliable remote It is possible to realize a power supply circuit of the location.
[0039]
In addition, by configuring the minimum power supply voltage for operating the short circuit protection stop circuit at startup and the duty ratio control circuit at startup to be lower than the minimum power supply voltage for operating the short circuit protection function, Since the start-up short-circuit protection stop circuit and the start-up duty ratio control circuit operate before the short-circuit protection function starts to operate, it is possible to perform a highly reliable operation in which voltage coordination is maintained.
[0040]
Further, the start-up short circuit protection stop circuit and the start-up duty ratio control circuit are configured to detect a decrease in input voltage based on a reference voltage output from a reference voltage terminal provided in a switching regulator control IC or the like generally used in the past. Therefore, it can be implemented simply by adding a simple comparison circuit, and is inexpensive because the number of components such as elements to be added is small.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a power supply circuit of a remote device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a more specific configuration of a power supply circuit of the remote device of FIG.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a generally known power supply circuit.
[Explanation of symbols]
1 DC / DC converter circuit
3 Switching elements
7 Error amplifier
10 Short-circuit protection circuit
11 Control unit
12 SCP comparator
13 Timer circuit
15 Switching element
16 capacitors
20 Duty ratio upper limit setting circuit (rest period setting circuit)
31 Short-circuit protection stop circuit at startup
32 Comparator
41 Start-up duty ratio control circuit
42 Comparator
50 Circuits included in a switching regulator control IC
66 Switching regulator control IC
Vin input voltage
Vo output voltage
Vref reference constant voltage source
Iscp constant current source

Claims

本体装置から有線によって電力を供給され前記本体装置からの電力供給を開閉するスイッチング素子を有し遠隔装置の負荷に電力を供給するＤＣ／ＤＣコンバータ回路と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧と所望電圧との差を減少させるように前記スイッチング素子のデューティー比を制御する主制御部と、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が予め定めた電圧よりも低下した状態が所定時間継続した以降はスイッチング素子の常時オフを指令する信号を前記主制御部へ出力する短絡保護回路と、前記デューティー比の上限を指令する信号を前記主制御部へ出力するデューティー比上限設定回路とを備える遠隔装置の電源回路において、
ＤＣ／ＤＣコンバータへの入力電圧が予め定めた電圧よりも低下している期間中には前記短絡保護回路が前記常時オフ指令信号を出力することを停止させる起動時短絡保護停止回路と、ＤＣ／ＤＣコンバータへの入力電圧が予め定めた電圧よりも低下している期間中には前記デューティー比上限設定回路が前記デューティー比上限を０％に設定する信号を前記主制御部へ出力するように制御する起動時デューティー比制御回路とを設けたことを特徴とする遠隔装置の電源回路。A DC / DC converter circuit which has a switching element which is supplied with power from a main unit by wire to open and close the power supply from the main unit and supplies power to a load of a remote unit; and an output voltage of the DC / DC converter and desired A main controller that controls the duty ratio of the switching element so as to reduce the difference from the voltage, and after the state in which the output voltage of the DC / DC converter is lower than a predetermined voltage continues for a predetermined time, In a power supply circuit for a remote device, comprising: a short-circuit protection circuit that outputs a signal that instructs to turn off constantly to the main control unit; and a duty ratio upper limit setting circuit that outputs a signal to command the upper limit of the duty ratio to the main control unit. ,
A start-up short-circuit protection stop circuit that stops the short-circuit protection circuit from outputting the always-off command signal during a period when the input voltage to the DC / DC converter is lower than a predetermined voltage; Control is performed so that the duty ratio upper limit setting circuit outputs a signal for setting the duty ratio upper limit to 0% to the main control unit during a period when the input voltage to the DC converter is lower than a predetermined voltage. A power supply circuit for a remote device, characterized in that a startup duty ratio control circuit is provided.

前記短絡保護回路と前記起動時短絡保護停止回路と前記起動時デューティー比制御回路は、前記本体装置から前記有線によって各回路動作のための電源を供給され、前記起動時短絡保護停止回路と前記起動時デューティー比制御回路とが作動するための最低電源電圧が前記短絡保護回路が作動するための最低電源電圧よりも低いことを特徴とした請求項１に記載の遠隔装置の電源回路。The short-circuit protection circuit, the start-up short-circuit protection stop circuit, and the start-up duty ratio control circuit are supplied with power for each circuit operation from the main unit through the wire, and the start-up short-circuit protection stop circuit and the start-up 2. The power supply circuit for a remote device according to claim 1, wherein a minimum power supply voltage for operating the hour duty ratio control circuit is lower than a minimum power supply voltage for operating the short circuit protection circuit.

前記主制御部と参照電圧を発生する参照電圧源とその電圧をＩＣ外部に出力するための参照電圧端子とを少なくとも有するＩＣを備え、前記起動時短絡保護停止回路と前記起動時デューティー比制御回路は、前記ＩＣの外部に設けられるとともに前記ＩＣの参照電圧端子から出力される参照電圧に基づいて前記ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧の低下を検出するように構成されたことを特徴とした請求項１に記載の遠隔装置の電源回路。An IC having at least a reference voltage source for generating a reference voltage and a reference voltage terminal for outputting the voltage to the outside of the IC, the startup short-circuit protection stop circuit and the startup duty ratio control circuit; Is configured to detect a decrease in input voltage of the DC / DC converter based on a reference voltage provided outside the IC and output from a reference voltage terminal of the IC. The power supply circuit of the remote device according to 1.