JPH02211055A - Ｄｃ／ｄｃコンバータの異常動作検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、コンピュータなどに必要とするＤＣ（直流）
電圧に、他の非安定のＤＣ電圧より変換して安定化する
Ｄ　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバータの異常動作検出回路に関する
ものである。

〔従来の技術〕

従来（第４図のように）非安定ＤＣ１ｔｉｆ＊１をパワ
ートランジスタ３によりスイッチングしてそのパルス電
力をトランス１６により絶縁するとともに電圧を変換し
て、ダイオード５により整流してコンデンサ１３で平滑
したＤＣ電圧を負荷１２に供給するよう接続していた。

負荷１２の電圧を安定化するために、抵抗１８と１９で
電圧検出して、内部に基準電圧をもちその電圧を比較し
てその誤差を増幅するところのシャントレギュレータに
より、誤差電流信号を絶縁して伝達するホトカブラ１７
で制御回路１１の帰還（フィードバック）端子ＦＢに送
る。

ここで、制御回路１１の概略動作を説明する。

端子ＲｆとＣｆに接続される抵抗２１とコンデンサ１４
によって決定される固有の周波数の三角波発振回路部を
もち、その三角波電圧と、端子ＦＢ信号電圧を比較する
ことによりＦＢ倍信号固有周波数でのパルス巾変調（Ｐ
ＷＭ）されたパルス信号に変換して端子ＯＵＴより出力
する。端子ＯＣは固有の低電圧をこえようとする信号を
入れることにより前記パルス巾を小さくすることで、端
子ＦＢに関係なく過大電流を防止するための過電流垂下
保護回路の検出端子である。端子Ｏｖは、異常時にきん
急しゃ断するための端子で、−度しゃ断信号を入れると
、その信号をとめても、端子ＶｃｃにＤＣ電源２が印加
されている間は、しゃ断状態を保持している。

第４図では、定電圧ダイオードｌＯと抵抗２０からなる
過電圧検出回路かあるいは、トランジスタ４３と４４と
定電圧ダイオード４５とダイオード４２とコンデンサ５
０と抵抗４６と４７と４８と４９からなる不足電圧検出
回路の動作の異常時に、ホトカプラ８を通して制御回路
１１の端子ＯＶに信号を送り負荷に供給している電圧を
しゃ断する。抵抗２４によりトランジスタ３のエミッタ
電流を検出することで、負荷１２に異常な過電流が流れ
ようとする時には、制御回路１１の端子ＯＣの働きによ
り、過電流が流れないよう負荷電圧を垂下させて保護す
るため、この時の異常な負荷条件によって前記不足電圧
回路の働きで、抵抗４６とコンデンサ５０の時定数以上
長い時間異常状態が続くと負荷電圧をしゃ断して、トラ
ンス１６やダイオード５などの部品の異常発熱による危
険より保護していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記不足電圧検出回路の動作点は、定電圧ダイオード４
５により設定される固有の値であり、抵抗１８と１９と
シャントレギュレータ９などの設定した出力電圧値とは
、別に設定しなければならず、個々の部品のバラツキも
含めて、正常動作時出力電圧より十分なマージンを見た
値に設定する必要があった。

さらに、出力電圧を可変する必要がある場合の、不足電
圧検出回路の動作設定値は、可変下限条件より十分なマ
ージンを見る必要があったため、負荷の異常時の条件に
よっては、過電流検出して負荷電圧５１を垂下させても
、不足電圧検出値５４までの異常検出不能範囲では、し
ゃ断することなく垂下したまま異常動作しつづけていた
。

本発明の目的は、前記異常検出不能範囲をなくすことで
、より安全なり　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバータを提供すること
である。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、負荷電圧を検出するのではなく、負荷電圧を
検出してその電圧を安定化させるための制御信号である
ところの誤差信号の異常を検出することで、前記問題点
を解決させるものである。

すなわち本発明は、ＤＣ電源とトランスの一次巻線とト
ランジスタなどのスイッチング素子が直列に接続されて
いて、トランスの２次巻線にダイオードとコンデンサな
どによって整流されたＤＣ電圧を負荷に供給できるよう
に接続して、負荷電圧を検出し基準電圧との比較増幅回
路と、その誤差信号をパルス巾に変換する回路と、前記
誤差信号の値が正常値であるか判定する回路と、前記ス
イッチング素子をしゃ断させる回路と、前記正常値判定
回路が正常でない場合に時間遅れ機能を通り前記しゃ断
回路に接続したことを特徴とするＤ　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバ
ータの異常動作検出回路である。

〔実施例〕

第１図は、本発明の一実施例を示す。

パワートランジスタでパルス電圧にスイッチングして、
シャントレギュレータ９と制御回路１１とダイオード５
、コンデンサ１３などで、安定化した電圧に変換して負
荷に供給するところは、従来の第４図と同じである。

第５図の過電流検出値まで負荷の異常で電流が流れた場
合は、抵抗２４より異常電流を検出して、パルス巾をせ
ばめて負荷電圧５１を垂下させる。

この時のシャントレギュレータ９の誤差信号は、負荷電
圧不足のため電圧上昇信号になるが、負荷電圧が上昇し
ないため、その信号電流のホトカブラフの電流はゼロ（
負荷電圧が最大になる信号よりさらに上昇して上限値）
になってしまうため、その信号電流を抵抗２２で検出し
て、トランジスタ４がオフする。抵抗２３よりコンデン
サ１５を充電して、それらによって定められるある時間
以上その異常状態がつづくと、ダイオード６を通して制
御回路１１の端子Ｏｖに信号を送り負荷電圧をしゃ断す
る。

このため、従来方式とはちがい第５図の異常検出不能範
囲５８は存在しない。

また、第２図のように、抵抗２０と定電圧ダイオード１
０とホトカブラ８とダイオード６を除いても、負荷電圧
安定制御回路の異常時たとえば、抵抗１７の断線時など
により異常過電圧時でも、過電圧検出は不能であるが、
ホトカブラ７の電流異常を検出するため、長時間の過電
圧がつづくことなくしゃ断される。これは従来の不足電
圧検出方式では不可能であり、過電圧時の２重保護とな
り、仮りに過電圧検出回路が故障していたとしても、安
全が保障される。

第３図は、第１図と第２図と制御回路がちがうが動作は
、まったく同じ内容で、本発明は、抵抗３０とコンデン
サ３３と定電圧４０の部分である。

制御回路３５の端子２の電圧が正常時は、ある定められ
た電圧範囲内にあるのに対して、負荷の異常などの過電
流垂下時や、部品故障時の異常時は、ＤＣ電圧２の値ま
で異常上昇するため、その電圧が抵抗３０とコンデンサ
３３によって定められる時間以上つづくと、定電圧ダイ
オード４０を通してサイリスタ３８のゲートに信号を送
り、サイリっても、ホトカブラ８の過電圧動作時の動作
が遅れるだけで、基本的内容は同じである。

また、第１図、第２図、第３図とも、フライバックコン
バータで示しているが、他にフォアードコンバータや、
プッシュプルコンバータや、ハーフブリッジコンバータ
や、フルブリッジコンバータや、ダブルスイッチフォア
ードコンバータでも同様の効果をえられることはあきら
かである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、従来の不足電圧検出方式とはちがい、
部品のバラツキなどを考え設計したり調整する必要もな
く、効果の大きい異常動作保護が可能になり、製造時の
作業性が改善されるだけでなく、安全性の高いＤ　Ｃ／
Ｄ　Ｃコンバータを作ることができる。

また、ＤＣ電圧ｌの異常低下により負荷電圧が負荷の動
作に影響しない程度小さい電圧降下した場合も検出する
ことができ、入力不足電圧異常からも保護できる。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図と第３図は本発明の一実施例を示す回路
図である。 第４図は、従来の回路図である。 第５図は、負荷の電圧・電流特性図である。 １と２はＤＣ電源、３と４と３７と４３と４４はトラン
ジスタ、５と６と４２はダイオード、７と８はホトカブ
ラ、９はシャントレギュレータ、１０と３９と４０と４
５は定電圧ダイオード、１１と３５は制御回路、１２は
負荷、１３と１４と１５と３２と３３と５０はコンデン
サ、１６はトランス、１７と１８と１９と２０と２１と
２２と２３と２４と２５と２６と２７と２８と２９と３
０と３１と４６と４７と４８と４９は抵抗、３４と３６
は誤差増幅回路、３８はサイリスク、５１は負荷電圧、
５２は負荷電流、５３は過電流検出値、５４は不足電圧
検出値、５５は正常時電圧値、５６は過電圧検出値、５
７は正常時電流上限、５８は異常検出不能範囲である。 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＤＣ電源とトランスの一次巻線とトランジスタなどのス
   イッチング素子が直列に接続されていて、トランスの２
   次巻線にダイオードとコンデンサによって整流されたＤ
   Ｃ電圧を負荷に供給できるように接続して、負荷電圧を
   検出し基準電圧との比較増幅回路と、その誤差信号をパ
   ルス巾に変換する回路と、前記誤差信号の値が正常値で
   あるか判定する回路と、前記スイッチング素子をしゃ断
   させる回路と、前記正常値判定回路が正常でない場合に
   時間遅れ機能を通り前記しゃ断回路に接続したことを特
   徴とするＤＣ／ＤＣコンバータの異常動作検出回路。