JPH05122934A - Switching type dc power supply - Google Patents
Switching type dc power supplyInfo
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- JPH05122934A JPH05122934A JP3279592A JP27959291A JPH05122934A JP H05122934 A JPH05122934 A JP H05122934A JP 3279592 A JP3279592 A JP 3279592A JP 27959291 A JP27959291 A JP 27959291A JP H05122934 A JPH05122934 A JP H05122934A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、２以上の負荷に直流を
供給するスイッチング式直流電源装置に関し、特にその
過負荷保護に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching type DC power supply device for supplying DC to two or more loads, and more particularly to overload protection thereof.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、各種の電子機器の電源装置と
してスイッチング方式の電源装置が用いられている。特
に直流電源としては、スイッチング方式は小型，軽量，
高効率であると言う利点から広く採用されている。2. Description of the Related Art Conventionally, a switching type power supply device has been used as a power supply device for various electronic devices. Especially for DC power supplies, the switching method is small, lightweight,
It is widely adopted because of its high efficiency.
【０００３】図５は、２系統の出力を有する従来型のス
イッチング式直流電源装置の回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram of a conventional switching type DC power supply device having two outputs.
【０００４】図５において、符号１，２で示すものは入
力電源端子であり、入力電源端子１，２は入力コンデン
サＣ１に接続され、更に抵抗Ｒ１，スイッチングトラン
ジスタＱ１を介してトランスＴ１の１次巻線Ｎ１に接続
されている。In FIG. 5, reference numerals 1 and 2 denote input power supply terminals. The input power supply terminals 1 and 2 are connected to an input capacitor C1, and the primary of the transformer T1 is connected via a resistor R1 and a switching transistor Q1. It is connected to the winding N1.
【０００５】トランスＴ１の２次巻線Ｎ２は、整流用の
ダイオードＱ３を介して平滑用のコンデンサＣ２に導か
れている。このフィルタ回路による平滑出力は出力端子
４，５を介して第１の負荷に供給される。The secondary winding N2 of the transformer T1 is led to a smoothing capacitor C2 via a rectifying diode Q3. The smoothed output from this filter circuit is supplied to the first load via the output terminals 4 and 5.
【０００６】同様にして、２次巻線Ｎ３は、整流用のダ
イオードＱ４を介して平滑用のコンデンサＣ３に導かれ
ている。このフィルタ回路による平滑出力は出力端子
６，７を介して第２の負荷に供給される。Similarly, the secondary winding N3 is led to a smoothing capacitor C3 via a rectifying diode Q4. The smoothed output from this filter circuit is supplied to the second load via the output terminals 6 and 7.
【０００７】第１の負荷に対する出力電圧を検出するた
め、出力端子４，５に接続される不図示の負荷に並列に
出力電圧検出回路８が接続されている。その検出値は、
フォトカプラＱ５を介してＰＷＭ（pulse width modula
tion) 回路３からなる制御回路に帰還される。In order to detect the output voltage for the first load, an output voltage detection circuit 8 is connected in parallel with a load (not shown) connected to the output terminals 4 and 5. The detected value is
PWM (pulse width module) via photo coupler Q5
tion) is fed back to the control circuit composed of the circuit 3.
【０００８】ＰＷＭ回路３は、前記検出値に応じてスイ
ッチングトランジスタＱ１のベースに与える駆動パルス
のスイッチングデューティ比あるいは周波数などを制御
する。このようにしてＰＷＭ回路３の出力でスイッチン
グトランジスタＱ１が駆動され、出力端子４，５の電圧
は所要の値に制御される。The PWM circuit 3 controls the switching duty ratio or frequency of the drive pulse given to the base of the switching transistor Q1 according to the detected value. In this way, the switching transistor Q1 is driven by the output of the PWM circuit 3, and the voltage of the output terminals 4 and 5 is controlled to a required value.
【０００９】保護機能として、抵抗Ｒ１によりスイッチ
ングトランジスタＱ１のスイッチング電流の瞬時値に比
例した電圧を検出電圧として得る。抵抗Ｒ２，Ｒ３は抵
抗分圧回路を構成しており、抵抗Ｒ１で検出した検出電
圧を適当な値に分圧する。As a protection function, a voltage proportional to the instantaneous value of the switching current of the switching transistor Q1 is obtained as a detection voltage by the resistor R1. The resistors R2 and R3 form a resistor voltage dividing circuit, and divide the detection voltage detected by the resistor R1 into an appropriate value.
【００１０】抵抗Ｒ４，Ｒ５は、過負荷検出のしきい値
電圧設定用の抵抗分圧回路である。Ｑ２は、比較回路の
コンパレータであり、検出電圧としきい値電圧を比較す
る。The resistors R4 and R5 are resistance voltage dividing circuits for setting a threshold voltage for overload detection. Q2 is a comparator of the comparison circuit, which compares the detection voltage with the threshold voltage.
【００１１】次に、図５の回路における過負荷保護の動
作を説明する。入力電源端子１，２に直流電源を接続す
ると、トランスＴ１の１次巻線Ｎ１に対する電圧印加が
スイッチングトランジスタＱ１により断続される。スイ
ッチングトランジスタＱ１の断続により発生した交流出
力はトランスＴ１により絶縁ならびに変圧される。Next, the operation of overload protection in the circuit of FIG. 5 will be described. When a DC power supply is connected to the input power supply terminals 1 and 2, the voltage application to the primary winding N1 of the transformer T1 is interrupted by the switching transistor Q1. The AC output generated by the intermittent switching transistor Q1 is insulated and transformed by the transformer T1.
【００１２】絶縁，変圧された交流出力は、ダイオード
Ｑ３により整流される。整流出力は平滑コンデンサＣ２
によって平滑された後、出力端子４，５から第１の負荷
に供給される。The insulated and transformed AC output is rectified by the diode Q3. Rectified output is smoothing capacitor C2
After being smoothed by, the output terminals 4, 5 are supplied to the first load.
【００１３】同様にして、ダイオードＱ４により整流さ
れ、整流出力は平滑コンデンサＣ３によって平滑された
後、出力端子６，７から第２負荷に供給される。Similarly, after being rectified by the diode Q4 and the rectified output is smoothed by the smoothing capacitor C3, the rectified output is supplied from the output terminals 6 and 7 to the second load.
【００１４】負荷が重くなりスイッチングトランジスタ
Ｑ１の電流が大きくなると、抵抗Ｒ１に発生する電圧も
大きくなり、しきい値を越えるとコンパレータＱ２はＰ
ＷＭ回路３に信号を出力する。ＰＷＭ回路３はコンパレ
ータＱ２からの信号によってパルス出力を停止し過負荷
保護が行われる。この動作は、各パルス毎に行われる。When the load becomes heavy and the current of the switching transistor Q1 becomes large, the voltage generated in the resistor R1 also becomes large.
The signal is output to the WM circuit 3. The PWM circuit 3 stops the pulse output by the signal from the comparator Q2 and the overload protection is performed. This operation is performed for each pulse.
【００１５】[0015]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５の
従来例においては、過負荷保護は、全ての出力系統の和
の電力（以下総電力という）を制限する動作をしてい
る。However, in the conventional example shown in FIG. 5, the overload protection operates to limit the sum power of all output systems (hereinafter referred to as total power).
【００１６】したがって、特定の２次側回路に負荷が集
中した場合、総電力値まで電力を取り出すことができる
ため、特定の部品が異常過熱したり、負荷に過大電流が
流れて発煙したりするといった問題がある。Therefore, when a load is concentrated on a specific secondary side circuit, the electric power can be extracted up to the total electric power value, so that a specific component is abnormally overheated or an excessive current flows through the load to emit smoke. There is such a problem.
【００１７】本発明は、このような問題を解決するため
なされたもので、常時は総電力を所定値内に制限し、過
負荷検出が行われる負荷（以下所要の負荷という）が１
つでも過負荷になると、総電力を前記所定値より更に制
限し、過負荷による部品の異常発熱，発煙等を防止す
る、スイッチング式直流電源装置を提供するものであ
る。The present invention has been made to solve such a problem, and the total electric power is always limited within a predetermined value, and the load (hereinafter referred to as a required load) for which overload detection is performed is 1
The present invention is to provide a switching type DC power supply device which further restricts the total power more than the predetermined value when an overload occurs and prevents abnormal heat generation and smoking of parts due to the overload.
【００１８】[0018]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明ではスイッチング式直流電源装置をつぎの
（１）〜（３）のとおりに構成する。To achieve the above object, in the present invention, a switching type DC power supply device is constructed as in the following (1) to (3).
【００１９】（１）直流入力をスイッチング素子で断続
して発生した交流を直流に変換し、２以上の負荷に供給
するスイッチング式直流電源装置であって、前記スイッ
チング素子の電流を検出する電流検出手段と、前記２以
上の負荷における１以上の負荷の過負荷を検出する過負
荷検出手段と、前記電流検出手段の出力を前記過負荷検
出手段の出力によりオフセットするオフセット手段と、
該オフセット手段の出力にもとづいて前記スイッチング
素子のスイッチング動作を制御する制御手段とを備えた
スイッチング式直流電源装置。(1) A switching type DC power supply device for converting an alternating current generated by intermittently connecting a direct current input by a switching element into a direct current and supplying it to two or more loads, wherein a current detection for detecting a current of the switching element Means, overload detection means for detecting an overload of one or more loads in the two or more loads, offset means for offsetting the output of the current detection means by the output of the overload detection means,
A switching type DC power supply device comprising: control means for controlling the switching operation of the switching element based on the output of the offset means.
【００２０】（２）過負荷検出手段は、負荷の電流，電
圧，温度のうちの１つ以上の過剰を検出するものである
前記（１）記載のスイッチング式直流電源装置。(2) The switching type DC power supply device according to (1), wherein the overload detection means detects an excess of one or more of the load current, voltage and temperature.
【００２１】（３）過負荷検出手段の出力を当該負荷の
突入電流の継続時間に相当する時間だけ遅延させてオフ
セット手段に供給する信号遅延手段を更に備えた前記
（１）記載のスイッチング式直流電源装置。(3) The switching DC according to (1), further comprising signal delay means for delaying the output of the overload detection means by a time corresponding to the duration of the inrush current of the load and supplying it to the offset means. Power supply.
【００２２】[0022]
【作用】前記（１）〜（３）の構成により、所要の負荷
が全て過負荷でないときは、電流検出手段の出力にもと
づいて総電力を所定値内に制限し、所要の負荷が１つで
も過負荷になると、オフセットにより総電力を前記所定
値より更に制限する。With the configurations (1) to (3), when the required loads are not all overloaded, the total electric power is limited within the predetermined value based on the output of the current detecting means, and the required load is one. However, if overloaded, the offset limits the total power further than the predetermined value.
【００２３】前記（３）の構成によれば、更に、負荷が
モータ等の突入電流の大きい負荷であっても、この突入
電流による過負荷保護動作により負荷電圧降下が生ずる
といった不具合が発生することがない。According to the configuration of the above (3), even if the load is a load such as a motor having a large inrush current, the load voltage drop may occur due to the overload protection operation due to the inrush current. There is no.
【００２４】[0024]
【実施例】以下本発明を実施例により詳しく説明する。
ただし、前述の従来例と同様の部分には同一符号を付
し、その詳細な説明は省略する。EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples.
However, the same parts as those of the above-described conventional example are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
【００２５】（実施例１）図１は実施例１である“スイ
ッチング式直流電源装置”の回路図である。図１におい
て、図５の従来例と異なっている部分は、負荷の状態検
出手段として、各々の負荷と直列に抵抗Ｒ６及びＲ７が
設けられるとともに、過負荷検出回路９及びホトカプラ
Ｑ６からなる、フィードバック回路を備えている点であ
る。(Embodiment 1) FIG. 1 is a circuit diagram of a "switching type DC power supply device" which is Embodiment 1. In FIG. In FIG. 1, a part different from the conventional example of FIG. 5 is that a load state detection means is provided with resistors R6 and R7 in series with each load, and is composed of an overload detection circuit 9 and a photocoupler Q6. It has a circuit.
【００２６】トランスＴ１の２次巻線Ｎ２は、整流用の
ダイオードＱ３を介して平滑用のコンデンサＣ２に導か
れている。このフィルタ回路による平滑回路は、抵抗Ｒ
６を介して出力端子４，５に導かれている。出力端子
４，５から平滑化された直流が不図示の第１の負荷に供
給される。The secondary winding N2 of the transformer T1 is led to a smoothing capacitor C2 via a rectifying diode Q3. The smoothing circuit by this filter circuit is
It is led to the output terminals 4 and 5 via 6. The smoothed DC is supplied to the first load (not shown) from the output terminals 4 and 5.
【００２７】同様にして、２次巻線Ｎ３は、整流用のダ
イオードＱ４を介して平滑用のコンデンサＣ３に導かれ
ている。このフィルタ回路による平滑出力は、抵抗Ｒ７
を介して出力端子６，７に導かれている。出力端子６，
７を介して不図示の第２の負荷に供給される。Similarly, the secondary winding N3 is led to a smoothing capacitor C3 via a rectifying diode Q4. The smoothed output by this filter circuit is the resistance R7.
Through the output terminals 6 and 7. Output terminal 6,
It is supplied to a second load (not shown) via 7.
【００２８】過負荷検出回路９は、オペアンプ，トラン
ジスタ等で構成され、抵抗Ｒ６，Ｒ７に発生する負荷電
流に比例した電圧にもとづき、第１の負荷，第２の負荷
の過負荷を検出する。過負荷検出回路９の出力は、ホト
カプラＱ６を介して抵抗Ｒ２，Ｒ３により構成されるオ
フセット回路１０に出力される。The overload detection circuit 9 is composed of an operational amplifier, a transistor and the like, and detects the overload of the first load and the second load based on the voltage proportional to the load current generated in the resistors R6 and R7. The output of the overload detection circuit 9 is output to the offset circuit 10 composed of the resistors R2 and R3 via the photocoupler Q6.
【００２９】オフセット回路１０は、抵抗Ｒ１による検
出出力に、過負荷検出回路９の出力を加算するもので、
本明細書ではこの加算による検出出力の変化を“オフセ
ット”という。The offset circuit 10 adds the output of the overload detection circuit 9 to the detection output of the resistor R1.
In this specification, the change in the detection output due to this addition is called "offset".
【００３０】次に本実施例の過負荷保護動作について説
明する。第１の負荷，第２の負荷の負荷電流が共に正常
値の場合は、過負荷検出回路９は信号出力をせず、比較
回路Ｑ２の＋入力は、図２（ａ）に示すように、−入力
のしきい値に対して低いレベルにある。Next, the overload protection operation of this embodiment will be described. When both the load currents of the first load and the second load are normal values, the overload detection circuit 9 does not output a signal, and the + input of the comparison circuit Q2 is, as shown in FIG. -Low level with respect to the input threshold.
【００３１】何れかの負荷に、過大な負荷電流が流れ過
負荷になると過負荷検出回路９は、ホトカプラＱ６を介
してオフセット回路１０に信号を出力する。オフセット
回路１０は、抵抗Ｒ１によって検出されたスイッチング
トランジスタＱ１の電流に比例した信号を過負荷検出回
路９の出力によって所定の値Ｓだけオフセットして比較
回路２に出力する。When an excessive load current flows into any one of the loads to cause an overload, the overload detection circuit 9 outputs a signal to the offset circuit 10 via the photocoupler Q6. The offset circuit 10 offsets a signal proportional to the current of the switching transistor Q1 detected by the resistor R1 by a predetermined value S by the output of the overload detection circuit 9 and outputs the signal to the comparison circuit 2.
【００３２】そして、比較回路２は、図２（ｂ）に示す
ように、オフセット回路１０の出力がしきい値に達する
と、ＰＷＭ回路３に信号を出力して、出力パルス幅を制
限する。このようにして、前記過負荷による部品の異常
発熱，発煙等が防止できる。なおオフセット量は仕様に
応じて適当に決められる。Then, as shown in FIG. 2B, the comparison circuit 2 outputs a signal to the PWM circuit 3 when the output of the offset circuit 10 reaches a threshold value, and limits the output pulse width. In this way, it is possible to prevent abnormal heat generation, smoke generation, etc. of the parts due to the overload. The offset amount is appropriately determined according to the specifications.
【００３３】（実施例２）図３により実施例２を説明す
る。本実施例は、実施例１の回路の過負荷検出回路９と
ホトカプラＱ６の間に遅延回路１１に付加したものであ
る。(Second Embodiment) A second embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, a delay circuit 11 is added between the overload detection circuit 9 and the photocoupler Q6 of the circuit of the first embodiment.
【００３４】遅延回路１１は、過負荷検出回路９の信号
出力の遅延を行う。遅延時間は、モータ等の突入電流の
大きい負荷の場合に、突入電流の継続時間と略等しい時
間に設定することにより、突入電流による過負荷保護動
作で電圧降下等の不具合が発生することを防ぐことがで
きる。その他の動作は、実施例１と同様である。The delay circuit 11 delays the signal output of the overload detection circuit 9. In the case of a load with a large inrush current such as a motor, set the delay time to a time approximately equal to the duration of the inrush current to prevent problems such as voltage drop due to overload protection operation due to inrush current. be able to. Other operations are the same as those in the first embodiment.
【００３５】（実施例３）図４により実施例３を説明す
る。実施例１の回路においては、各々の負荷にトランス
Ｔ１の別々の２次巻線から電力を供給しているが、本実
施例では、一つの２次巻線Ｎ２から複数の負荷へ分岐す
るようにしたものである。(Third Embodiment) A third embodiment will be described with reference to FIG. In the circuit of the first embodiment, each load is supplied with power from separate secondary windings of the transformer T1, but in the present embodiment, one secondary winding N2 is branched into a plurality of loads. It is the one.
【００３６】図示のように、トランスＴ１の２次巻線Ｎ
２は、整流用のダイオードＱ３を介して平滑用のコンデ
ンサＣ２に導かれている。このフィルタ回路による平滑
出力は、抵抗Ｒ６、出力端子４，５を介して第１の負荷
に供給されると同時に、抵抗Ｒ７、出力端子６，７を介
して第２の負荷に供給される。動作，効果は、実施例１
と同様である。As shown, the secondary winding N of the transformer T1
2 is led to a smoothing capacitor C2 via a rectifying diode Q3. The smoothed output by the filter circuit is supplied to the first load via the resistor R6 and the output terminals 4 and 5, and at the same time, is supplied to the second load via the resistor R7 and the output terminals 6 and 7. The operation and effect are the same as those of the first embodiment.
Is the same as.
【００３７】なお、以上の各実施例はフライバック型を
例にあげたが、本発明はこれに限定されるものではなく
フォワード型，プッシュプル型のスイッチング式直流電
源にも適用できる。Although each of the above embodiments has been described by taking the flyback type as an example, the present invention is not limited to this and can be applied to a forward type or push-pull type switching DC power supply.
【００３８】出力数は、２系統の例を示したが、３系統
以上の出力の場合も同様である。また、負荷の状態検出
手段は、保護の必要な１系統以上にあればよい。The number of outputs is shown as an example of two systems, but the same applies to the case of outputs of three or more systems. Further, the load state detecting means may be provided in at least one system requiring protection.
【００３９】スイッチ素子Ｑ１は、トランジスタを用い
たが、ＦＥＴ，ＧＴＯ等の他の素子も使用できる。A transistor is used as the switch element Q1, but other elements such as FET and GTO can be used.
【００４０】スイッチ素子Ｑ１の電流検出手段として
は、抵抗を用いたが、カレントトランス等別の手段を用
いても良い。Although a resistor is used as the current detecting means of the switch element Q1, another means such as a current transformer may be used.
【００４１】負荷の状態検出手段としては、抵抗を用い
た負荷電流の検出回路を用いたが、負荷電圧検出回路，
負荷温度検出回路等負荷の状態を検出するものであれば
何でも良く、これらを組み合せたものでも良い。As the load state detecting means, a load current detecting circuit using a resistor is used.
Any device that detects the state of the load, such as a load temperature detection circuit, may be used, or a combination of these may be used.
【００４２】更に、各実施例は、スイッチング素子Ｑ１
の瞬時値を検出するものであるが、本発明はこれに限定
されるものではなく、短期間の平均値を検出するように
してもよい。Further, in each embodiment, the switching element Q1
However, the present invention is not limited to this, and a short-term average value may be detected.
【００４３】[0043]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
個々の負荷が正常なときは、総電力を所定値内に制限で
きると共に、所要の負荷が１つでも過負荷になると総電
力を前記所定値より更に制限して過負荷による部品の異
常発熱，発煙等を防止することができる。As described above, according to the present invention,
When each load is normal, the total power can be limited within a predetermined value, and when even one required load is overloaded, the total power is further limited below the predetermined value to cause abnormal heat generation of parts due to overload. It is possible to prevent smoking.
【図１】 実施例１の回路図FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment.
【図２】 実施例１の動作説明図FIG. 2 is an operation explanatory diagram of the first embodiment.
【図３】 実施例２の回路図FIG. 3 is a circuit diagram of a second embodiment.
【図４】 実施例３の回路図FIG. 4 is a circuit diagram of a third embodiment.
【図５】 従来例の回路図FIG. 5 is a circuit diagram of a conventional example.
３ ＰＷＭ回路 １０ オフセット回路 Ｑ１ スイッチングトランジスタ Ｑ２ コンパレータ Ｒ１，Ｒ６，Ｒ７ 抵抗 3 PWM circuit 10 Offset circuit Q1 Switching transistor Q2 Comparator R1, R6, R7 Resistance
Claims (3)
発生した交流を直流に変換し、２以上の負荷に供給する
スイッチング式直流電源装置であって、前記スイッチン
グ素子の電流を検出する電流検出手段と、前記２以上の
負荷における１以上の負荷の過負荷を検出する過負荷検
出手段と、前記電流検出手段の出力を前記過負荷検出手
段の出力によりオフセットするオフセット手段と、該オ
フセット手段の出力にもとづいて前記スイッチング素子
のスイッチング動作を制御する制御手段とを備えたこと
を特徴とするスイッチング式直流電源装置。1. A switching type DC power supply device for converting an alternating current generated by intermittently connecting a direct current input with a switching element into a direct current and supplying the same to two or more loads, the current detecting means detecting a current of the switching element. An overload detection means for detecting an overload of one or more loads among the two or more loads, an offset means for offsetting the output of the current detection means by the output of the overload detection means, and an output of the offset means And a control means for controlling the switching operation of the switching element based on the above.
温度のうちの１つ以上の過剰を検出するものであること
を特徴とする請求項１記載のスイッチング式直流電源装
置。2. The overload detection means is a load current, voltage,
2. The switching type DC power supply device according to claim 1, which detects an excess of one or more of temperatures.
電流の継続時間に相当する時間だけ遅延させてオフセッ
ト手段に供給する信号遅延手段を更に備えたことを特徴
とする請求項１記載のスイッチング式直流電源装置。3. The signal delay means according to claim 1, further comprising a signal delay means for delaying the output of the overload detection means by a time corresponding to the duration of the inrush current of the load and supplying it to the offset means. Switching type DC power supply.
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