JP2000032743A - Power unit - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、入力直流電圧をス
イッチング素子のオンオフ動作によって定電圧化して出
力する電源装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply device for converting an input DC voltage into a constant voltage by turning on and off a switching element and outputting the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、図６に示すように、商用電源
よりなる交流電源Ｖｓを整流回路ＤＢにより整流して得
られた入力直流電圧を定電圧化して負荷３へ供給する直
流電源回路２を備えた電源装置が提案されている。ここ
に、交流電源Ｖｓと整流回路ＤＢとの間にはローパスフ
ィルタ回路Ｆが挿入されている。また、直流電源回路２
は、整流回路ＤＢの直流出力端間に接続されるリアクト
ルＣＨとスイッチング素子Ｑ１と抵抗Ｒ４との直列回路
と、スイッチング素子Ｑ１と抵抗Ｒ４との直列回路に並
列接続されるダイオードＤ１と平滑コンデンサＣとの直
列回路と、スイッチング素子Ｑ１のオンオフを制御する
制御回路１０とを備えている。なお、この直流電源回路
２は、電流境界モードで動作する昇圧チョッパ回路であ
って、入力電流の高調波抑制回路としてのアクティブフ
ィルタ回路としても機能する。2. Description of the Related Art Conventionally, as shown in FIG. 6, a DC power supply circuit 2 for rectifying an input DC voltage obtained by rectifying an AC power supply Vs composed of a commercial power supply by a rectifier circuit DB and supplying the input DC voltage to a load 3 is provided. There has been proposed a power supply device provided with: Here, a low-pass filter circuit F is inserted between the AC power supply Vs and the rectifier circuit DB. In addition, the DC power supply circuit 2
Are a series circuit of a reactor CH, a switching element Q1, and a resistor R4 connected between the DC output terminals of the rectifier circuit DB, a diode D1 and a smoothing capacitor C connected in parallel to a series circuit of the switching element Q1 and the resistor R4. And a control circuit 10 for controlling ON / OFF of the switching element Q1. The DC power supply circuit 2 is a boost chopper circuit that operates in the current boundary mode, and also functions as an active filter circuit as a circuit for suppressing a harmonic of an input current.
【０００３】制御回路１０は、スイッチング素子Ｑ１と
抵抗Ｒ４との接続点がＩｓ端子に接続されており、スイ
ッチング素子Ｑ１に流れる電流を検出でき、また、整流
回路ＤＢの直流出力端の高電位側に一端が接続された抵
抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との直列回路における両抵抗Ｒ１，Ｒ
２の接続点がＶML端子に接続され、整流回路ＤＢの出力
電圧をモニタでき、また、リアクトルＣＨの二次巻線が
抵抗Ｒ３を介してＶZ0端子に接続され、リアクトルＣＨ
に流れる電流がゼロになる点を検出できるようになって
いる。なお、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との直列回路により入
力電圧検出回路を構成している。The control circuit 10 has a connection point between the switching element Q1 and the resistor R4 connected to the Is terminal, can detect a current flowing through the switching element Q1, and has a high potential side of a DC output terminal of the rectifier circuit DB. Resistors R1 and R2 in a series circuit of a resistor R1 and a resistor R2 having one end connected to
2 is connected to the V ML terminal, the output voltage of the rectifier circuit DB can be monitored, and the secondary winding of the reactor CH is connected to the V Z0 terminal via the resistor R3, and the reactor CH
The point at which the current flowing through becomes zero can be detected. Note that an input voltage detection circuit is configured by a series circuit of the resistor R1 and the resistor R2.
【０００４】次に、図６に示す電源装置の動作を説明す
る。ただし、以下では、スイッチング素子Ｑ１に流れる
電流をＩQ、ダイオードＤ１に流れる電流をＩD、リアク
トルＣＨに流れる電流をＩL、リアクトルＣＨのリアク
タンスをＬ、整流回路ＤＢの直流出力端間の電圧（つま
り、直流電源回路２の入力電圧）をｅi、平滑コンデン
サＣの両端電圧（つまり、直流電源回路２の出力電圧）
をｅoとして説明する。Next, the operation of the power supply device shown in FIG. 6 will be described. However, in the following, the current flowing through the switching element Q1 is I Q , the current flowing through the diode D1 is I D , the current flowing through the reactor CH is I L , the reactance of the reactor CH is L, and the voltage between the DC output terminals of the rectifier circuit DB. (That is, the input voltage of the DC power supply circuit 2) is e i , and the voltage across the smoothing capacitor C (that is, the output voltage of the DC power supply circuit 2)
Is described as e o .
【０００５】スイッチング素子Ｑ１がオンすると、スイ
ッチング素子Ｑ１にはＩQ＝（ｅi／Ｌ）×ｔ（ただし、
ｔはスイッチング素子Ｑ１がオンとなった時点からの時
間）の電流が流れる。制御回路１０は、電流ＩQのピー
ク値が入力電圧検出回路により検出した電圧波形に比例
するようにスイッチング素子Ｑ１をオフする。スイッチ
ング素子Ｑ１がオフするとリアクトルＣＨに蓄えられた
エネルギはダイオードＤ１を介して放出される。すなわ
ち、−（ｅo−ｅi）／Ｌの傾きでダイオードＤ１に電流
ＩDが流れる。その後、制御回路１０は、ＶZ0端子の電
圧が一定電圧以下になったことを検出することによりリ
アクトルＣＨに流れる電流ＩLがゼロになったことを検
出すると、スイッチング素子Ｑ１をオンさせる。つま
り、電流境界モードで動作する。以上の動作を繰り返す
ことにより、リアクトルＣＨには図７（ａ）に実線で示
すような電流ＩLが流れ（電流ＩLはスイッチング素子Ｑ
１がオンの期間はＩQに等しく、スイッチング素子Ｑ１
がオフの期間はＩDに等しい）、スイッチング素子Ｑ１
は図７（ｂ）に示すようにオンオフされる。なお、交流
電源Ｖｓと整流回路ＤＢとの間にローパスフィルタＦを
挿入してあるので、入力電流は図７（ａ）に一点鎖線で
示すような波形となり、力率が極めて１に近くなる。When the switching element Q1 is turned on, the switching element Q1 has I Q = (e i / L) × t (where
(t is the time from when the switching element Q1 is turned on). The control circuit 10 turns off the switching element Q1 to be proportional to the voltage waveform peak value of the current I Q is detected by the input voltage detection circuit. When the switching element Q1 is turned off, the energy stored in the reactor CH is released via the diode D1. That, - (e o -e i) / L gradient at a current I D flows through the diode D1. Thereafter, the control circuit 10, the current I L flowing through the reactor CH by detecting that a voltage of V Z0 terminal goes below a predetermined voltage is detected to be become zero, turns on the switching element Q1. That is, it operates in the current boundary mode. By repeating the above operation, the current I L flows as indicated by the solid line in FIG. 7 (a) the reactor CH (current I L switching element Q
1 period of ON is equal to I Q, the switching element Q1
Is equal to I D during the off period), the switching element Q1
Are turned on and off as shown in FIG. Since the low-pass filter F is inserted between the AC power supply Vs and the rectifier circuit DB, the input current has a waveform as shown by a dashed line in FIG. 7A, and the power factor is extremely close to 1.
【０００６】また、図６の電源装置は、抵抗Ｒ５と抵抗
Ｒ６との直列回路よりなり抵抗Ｒ５の一端がダイオード
Ｄ１と平滑コンデンサＣとの接続点に接続された出力電
圧検出回路を備えており、両抵抗Ｒ５，Ｒ６の接続点が
制御回路１０のＶmon端子に接続されている。つまり、
直流電源回路２の出力電圧を抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６とで分
圧した電圧が制御回路１０のＶmon端子に入力されるよ
うになっている。制御回路１０は、Ｖmon端子に入力さ
れる電圧が基準電圧Ｖrefと一致するように、つまり、
直流電源回路２の出力電圧ｅoが一定になるようにスイ
ッチング素子Ｑ１のデューティ比を制御する。The power supply device shown in FIG. 6 includes an output voltage detecting circuit comprising a series circuit of a resistor R5 and a resistor R6, one end of the resistor R5 being connected to a connection point between a diode D1 and a smoothing capacitor C. The connection point between the two resistors R5 and R6 is connected to the V mon terminal of the control circuit 10. That is,
A voltage obtained by dividing the output voltage of the DC power supply circuit 2 by the resistors R5 and R6 is input to the V mon terminal of the control circuit 10. The control circuit 10 determines that the voltage input to the V mon terminal matches the reference voltage V ref , that is,
The output voltage e o of the DC power supply circuit 2 controls the duty ratio of the switching element Q1 so as to be constant.
【０００７】ところで、上記電源装置において、何らか
の理由により出力電圧検出回路の抵抗Ｒ５が開放状態と
なった場合、Ｖmon＝０となるが、制御回路１０はＶmon
＝Ｖ refとなるように動作するので、直流電源回路２の
出力電圧ｅoが上昇し、平滑コンデンサＣに過電圧がか
かり平滑コンデンサＣが破壊する（平滑コンデンサＣの
安全弁が動作する）恐れがある。この種の不具合の発生
を防止するために、図６の電源装置では、出力電圧ｅo
が設定された電圧以上に上昇したときにスイッチング素
子Ｑ１のオンオフ動作を停止させる過電圧防止回路２
０’が設けられている。過電圧防止回路２０’は、出力
電圧ｅoを抵抗Ｒ７と抵抗Ｒ８で分圧した電圧が非反転
入力端に入力されるコンパレータＣＰと、制御回路１０
の電源たる制御電源Ｖccと制御回路１０のＶcc端子との
間に挿入されベースがコンパレータＣＰの出力端に接続
されたトランジスタＱ２とを備えており、抵抗Ｒ８の両
端電圧が基準電圧ＶＡ以上になると、コンパレータＣＰ
の出力がハイレベルとなり、スイッチング素子Ｑ２がオ
フし、制御回路１０のＶcc端子への電源供給が停止され
て昇圧動作を停止する。すなわち、過電圧防止回路２
０’を設けたことにより、抵抗Ｒ５が開放状態となって
も平滑コンデンサＣが破壊されるのを防止することがで
きるのである。[0007] By the way, in the above power supply device,
The resistance R5 of the output voltage detection circuit is open
If it becomesmon= 0, but the control circuit 10mon
= V refSo that the DC power supply circuit 2
Output voltage eoRises and overvoltage is applied to the smoothing capacitor C.
The smoothing capacitor C is destroyed.
(The safety valve may operate.) The occurrence of this kind of malfunction
In order to prevent the output voltage e in FIG.o
Switching element when the voltage rises above the set voltage.
Overvoltage prevention circuit 2 for stopping the on / off operation of the child Q1
0 'is provided. The overvoltage protection circuit 20 'outputs
Voltage eoIs non-inverted by dividing the voltage by the resistor R7 and the resistor R8.
A comparator CP input to an input terminal and a control circuit 10
Control power supply VccAnd V of the control circuit 10ccWith terminal
Base is connected to the output terminal of the comparator CP
Transistor Q2, and both ends of the resistor R8.
When the terminal voltage exceeds the reference voltage VA, the comparator CP
Becomes high level, and the switching element Q2 is turned off.
The V of the control circuit 10ccPower supply to the terminal is stopped
To stop the boost operation. That is, the overvoltage prevention circuit 2
By providing 0 ', the resistor R5 is opened.
Can prevent the smoothing capacitor C from being destroyed.
You can.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の昇圧
チョッパ回路（直流電源回路２）の出力電圧ｅoは図８
に実線で示すように商用周波数の２倍の周波数のリップ
ルを含むので、正常動作時の昇圧チョッパ回路の出力電
圧ｅoの変動範囲における最大値をＥH、最小値をＥL、
平滑コンデンサＣの耐電圧をＥmaxとすると、過電圧防
止回路２０’をＥHよりも大きく且つＥmaxよりも小さな
所定電圧で動作するように設計する必要がある。したが
って、基準電圧ＶＡの最小値及び最大値をそれぞれＶＡ
min，ＶＡm axとし、抵抗Ｒ７の抵抗値の最小値及び最大
値をそれぞれＲ７min，Ｒ７maxとし、抵抗Ｒ８の抵抗値
の最小値及び最大値をそれぞれＲ８min，Ｒ８maxとする
と、次の２式を満足するように、抵抗値や基準電圧を設
定する必要がある。 ＶＡmax×（Ｒ７max＋Ｒ８min）／Ｒ８min＞ＥH ＶＡmin×（Ｒ７min＋Ｒ８max）／Ｒ８max＜Ｅmax 要するに、上記従来の電源装置における過電圧防止回路
２０’は、部品ばらつきに対して設計的な制約が大き
く、またコストアップが大きいという問題がある。Meanwhile [0007], the output voltage e o of the boost chopper circuit described above (the DC power supply circuit 2) 8
Since a rippled twice the frequency of the commercial frequency as shown by the solid line in, E and E H, the minimum value the maximum value of the variation range of the output voltage e o of the step-up chopper circuit during normal operation L,
When E max the withstand voltage of the smoothing capacitor C, it is necessary to design to operate the overvoltage protection circuit 20 'in large and small predetermined voltage than E max than E H. Therefore, the minimum value and the maximum value of the reference voltage VA are respectively set to VA
min, when the VA m ax, a minimum value of the resistance value of the resistor R7 and the maximum value was respectively R7 min, R7 max, to minimum and maximum values of the resistance value of the resistor R8 and the R8 min, R8 max respectively, the following It is necessary to set a resistance value and a reference voltage so as to satisfy Expression 2. VA max × (R7 max + R8 min ) / R8 min > E H VA min × (R7 min + R8 max ) / R8 max <E max In short, the overvoltage protection circuit 20 ′ in the above-described conventional power supply device is designed to reduce component variations. There is a problem that the design constraints are large and the cost is large.
【０００９】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、簡単な構成で出力電圧の異常な上昇
を抑制することができる電源装置を提供することにあ
る。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a power supply device that can suppress an abnormal increase in output voltage with a simple configuration.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
目的を達成するために、スイッチング素子を含み前記ス
イッチング素子をオンオフすることによって入力直流電
圧を定電圧化して出力する直流電源回路と、直流電源回
路の出力電圧を検出する出力電圧検出回路と、出力電圧
検出回路による検出出力に応じて前記出力電圧が基準電
圧に一致するようにスイッチング素子のオンオフを制御
する制御手段と、出力電圧検出回路による検出電圧が前
記基準電圧よりも小さく設定された所定値よりも低下し
たときに前記スイッチング素子をオフ状態に保持する過
電圧防止手段とを備えてなることを特徴とするものであ
り、出力電圧検出回路の一部が開放状態になって出力電
圧検出回路による検出電圧が前記所定値よりも低下する
と、過電圧防止手段によって前記スイッチング素子がオ
フ状態に保持されるので、従来に比べて簡単な構成で出
力電圧の以上な上昇を防止することができる。According to a first aspect of the present invention, there is provided a DC power supply circuit that includes a switching element and that turns on and off the switching element to make an input DC voltage constant and output the same. An output voltage detection circuit for detecting an output voltage of a DC power supply circuit, control means for controlling on / off of a switching element such that the output voltage matches a reference voltage in accordance with an output detected by the output voltage detection circuit; Overvoltage protection means for holding the switching element in an off state when a voltage detected by a detection circuit falls below a predetermined value set to be smaller than the reference voltage. When a part of the voltage detection circuit is in an open state and the voltage detected by the output voltage detection circuit falls below the predetermined value, an overvoltage prevention measure is taken. Wherein the switching element is held in the off state, it is possible to prevent an increase such more output voltage with a simple configuration as compared with the prior art.
【００１１】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記過電圧防止手段は、しきい値電圧が前記基準電
圧よりも小さく且つ制御電極に前記出力電圧に比例した
電圧が印加される３端子スイッチ素子を備え、前記３端
子スイッチ素子がオフしたときに前記スイッチング素子
をオフさせることを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the overvoltage preventing means applies a voltage having a threshold voltage smaller than the reference voltage and being proportional to the output voltage to the control electrode. A terminal switch element is provided, and the switching element is turned off when the three-terminal switch element is turned off.
【００１２】請求項３の発明は、請求項２の発明におい
て、前記３端子スイッチ素子は、ＭＯＳＦＥＴであるこ
とを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the three-terminal switch element is a MOSFET.
【００１３】請求項４の発明は、請求項１ないし請求項
３の発明において、前記入力直流電圧は交流電源を整流
回路により整流することによって発生し、前記直流電源
回路は、前記整流回路の出力端間に接続されたリアクト
ルとダイオードとコンデンサとの直列回路と、リアクト
ルとダイオードとの接続点と前記整流回路の低電位側端
との間に挿入された前記スイッチング素子と、前記リア
クトルに流れる電流を検出する電流検出手段と、前記リ
アクトルに流れる電流がゼロになる度に前記スイッチン
グ素子をオンさせる手段とを備えた昇圧チョッパ回路で
あって、前記過電圧防止手段は、前記出力電圧検出回路
による検出電圧が前記基準電圧よりも小さく設定された
所定値よりも低下したときに前記電流検出手段による検
出出力をバイアスすることにより前記スイッチング素子
をオフ状態に保持することを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, in the first to third aspects of the present invention, the input DC voltage is generated by rectifying an AC power supply by a rectifier circuit, and the DC power supply circuit outputs the output of the rectifier circuit. A series circuit of a reactor, a diode, and a capacitor connected between the terminals, the switching element inserted between a connection point between the reactor and the diode, and a low potential side end of the rectifier circuit, and a current flowing through the reactor. And a means for turning on the switching element each time the current flowing through the reactor becomes zero, wherein the overvoltage prevention means is configured to detect the output voltage by the output voltage detection circuit. When the voltage falls below a predetermined value set to be smaller than the reference voltage, the detection output of the current detecting means is biased. Characterized by holding the switching element into the off state by Rukoto.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】まず、本発明の基本概念を図５を
参照して説明する。本発明は、直流電源回路２のスイッ
チング素子Ｑ１のオンオフを制御する制御回路１０と、
抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６との直列回路よりなる出力電圧検出
回路と、抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６との接続点の電位と所定値
Ｖｓとを比較して前記電位が所定値Ｖｓよりも低下する
と制御回路１０によるスイッチング素子Ｑ１のオンオフ
制御を停止させる過電圧防止回路２０とを備えている。
なお、従来構成と同様の構成要素には同一の符号を付し
て説明を省略する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the basic concept of the present invention will be described with reference to FIG. The present invention provides a control circuit 10 for controlling on / off of a switching element Q1 of a DC power supply circuit 2,
An output voltage detection circuit comprising a series circuit of resistors R5 and R6, and a control circuit 10 which compares a potential at a connection point between the resistors R5 and R6 with a predetermined value Vs and lowers the potential below the predetermined value Vs. And an overvoltage prevention circuit 20 for stopping the on / off control of the switching element Q1.
Note that the same components as those in the conventional configuration are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
【００１５】（実施形態１）本実施形態の基本構成は従
来構成と略同じであって、図１に示すような過電圧防止
回路２０を備えている点が相違する。すなわち、本実施
形態における過電圧防止回路２０は、抵抗Ｒ１０とＭＯ
ＳＦＥＴよりなる３端子スイッチ素子Ｑ３（以下、スイ
ッチング素子Ｑ３と称す）との直列回路が制御電源Ｖcc
に接続され、抵抗Ｒ１０とスイッチング素子Ｑ３との接
続点がダイオードＤ２を介して制御回路１０のＶZ0端子
に接続され、スイッチング素子Ｑ３のゲートが抵抗Ｒ５
と抵抗Ｒ６との接続点に接続されている。つまり、制御
回路１０のＶmon端子とスイッチング素子Ｑ３のゲート
とが接続されている。なお、従来構成と同様の構成要素
には同一の符号を付して説明を省略する。(Embodiment 1) The basic configuration of the present embodiment is substantially the same as the conventional configuration, and is different in that an overvoltage protection circuit 20 as shown in FIG. 1 is provided. That is, the overvoltage protection circuit 20 according to the present embodiment includes the resistor R10 and the MO
A series circuit with a three-terminal switch element Q3 (hereinafter, referred to as a switching element Q3) composed of an SFET is a control power supply V cc.
The connection point between the resistor R10 and the switching element Q3 is connected to the V Z0 terminal of the control circuit 10 via the diode D2, and the gate of the switching element Q3 is connected to the resistor R5.
And the resistor R6. That is, the V mon terminal of the control circuit 10 and the gate of the switching element Q3 are connected. Note that the same components as those in the conventional configuration are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
【００１６】いま、出力電圧検出回路の抵抗Ｒ５が開放
状態になった場合を考える。抵抗Ｒ５が開放状態になる
と制御回路１０のＶmon端子に入力される電圧がゼロと
なり、仮に過電圧防止回路２０を備えていないと直流電
源回路２０の出力電圧ｅoが上昇し平滑コンデンサＣが
破壊する恐れがある。しかしながら、本実施形態では、
上述の過電圧防止回路２０を備えているので、抵抗Ｒ５
が開放状態になると、スイッチング素子Ｑ３のゲート電
圧が低下してスイッチング素子Ｑ３がオフし、制御電源
Ｖccが抵抗Ｒ１０、ダイオードＤ２を介して制御回路１
０のＶZ0端子に印加されるので、リアクトルＣＨの二次
巻線による検出電圧にバイアスがかかってＶZ0端子の入
力電圧がゼロにならず、結果的に制御回路１０のＤＯ端
子からオン信号が出力されなくなり、スイッチング素子
Ｑ１のオフ状態が保持され、直流電源回路２０のチョッ
パ動作が停止する。ここで、過電圧防止回路２０のスイ
ッチング素子Ｑ３のゲート電圧のしきい値Ｖthは制御回
路１０の基準電圧Ｖrefよりも小さく（Ｖth＜Ｖref）設
定する必要がある。また、交流電源Ｖｓの実効値をＶin
とすると、電源投入時には直流電源回路２０がチョッパ
動作を開始できるように次式を満足する必要がある。 Ｖin ×２1/2×Ｒ６／（Ｒ５＋Ｒ６）＞Ｖth 本実施形態では、従来例の過電圧防止回路２０’（図６
参照）を設ける代わりに、抵抗Ｒ１０、スイッチング素
子Ｑ３、ダイオードＤ２の３つの部品のみの簡単な回路
構成にて低コストで抵抗Ｒ５が短絡状態となったときの
平滑コンデンサＣの両端電圧の異常な上昇を防止するこ
とができ、結果として負荷３に対する悪影響を阻止する
ことができる。また、従来例の過電圧防止回路２０’に
比べて部品ばらつきに対する設計的な制約を少なくする
ことができる。Now, consider a case where the resistor R5 of the output voltage detecting circuit is in an open state. Voltage resistor R5 is input to the V mon terminal of the control circuit 10 in an open state becomes zero, if the output voltage e o is increased smoothing capacitor C between the no overvoltage preventing circuit 20 a DC power source circuit 20 is broken Might be. However, in this embodiment,
Since the overvoltage protection circuit 20 is provided, the resistance R5
Is open, the gate voltage of the switching element Q3 decreases, the switching element Q3 is turned off, and the control power supply Vcc is applied to the control circuit 1 via the resistor R10 and the diode D2.
Since 0 is applied to the V Z0 terminal of the input voltage of the detected voltage V Z0 suffering bias the pin by the secondary winding of the reactor CH does not become zero, resulting in an ON signal from the DO terminal of the control circuit 10 Is not output, the off state of the switching element Q1 is maintained, and the chopper operation of the DC power supply circuit 20 stops. Here, the threshold value Vth of the gate voltage of the switching element Q3 of the overvoltage protection circuit 20 needs to be set lower than the reference voltage Vref of the control circuit 10 ( Vth < Vref ). In addition, the effective value of the alternating-current power supply Vs V in
Then, it is necessary to satisfy the following equation so that the DC power supply circuit 20 can start the chopper operation when the power is turned on. V in × 2 1/2 × R6 / (R5 + R6)> V th In the present embodiment, the overvoltage protection circuit 20 ′ of the conventional example (FIG.
Instead of providing a resistor R10, a switching element Q3, and a diode D2, a simple circuit configuration consisting of only three components is used. The rise can be prevented, and as a result, an adverse effect on the load 3 can be prevented. In addition, design restrictions on component variations can be reduced as compared with the overvoltage protection circuit 20 'of the conventional example.
【００１７】（実施形態２）本実施形態の基本構成は実
施形態１と略同じであって、過電圧防止回路２０を図２
に示すような回路構成にした点に特徴がある。本実施形
態の電源装置は、実施形態１の過電圧防止回路２０にお
ける３端子スイッチ素子Ｑ３（スイッチング素子Ｑ３）
としてＭＯＳＦＥＴの代わりにバイポーラトランジスタ
を用い、抵抗Ｒ６を抵抗Ｒ６ａと抵抗Ｒ６ｂとに分割し
（２つ以上に分割してもよい）、スイッチング素子Ｑ３
のベースと制御回路１０のＶmon端子との間に上記抵抗
Ｒ６ａを挿入したものである。本実施形態では、正常動
作における電源投入時にスイッチング素子Ｑ３が確実に
オンできるように抵抗Ｒ６ａ，Ｒ６ｂの抵抗値を決める
必要がある。なお、本実施形態の基本動作は実施形態１
と略同じなので説明を省略する。(Embodiment 2) The basic configuration of this embodiment is substantially the same as that of Embodiment 1, and an overvoltage protection circuit 20 is shown in FIG.
The feature is that the circuit configuration is as shown in FIG. The power supply device according to the present embodiment includes a three-terminal switch element Q3 (switching element Q3) in the overvoltage protection circuit 20 according to the first embodiment.
A bipolar transistor is used instead of a MOSFET, and the resistor R6 is divided into a resistor R6a and a resistor R6b (or may be divided into two or more), and the switching element Q3
The resistor R6a is inserted between the base of the control circuit 10 and the V mon terminal of the control circuit 10. In the present embodiment, it is necessary to determine the resistance values of the resistors R6a and R6b so that the switching element Q3 can be reliably turned on when the power is turned on in a normal operation. The basic operation of this embodiment is the same as that of the first embodiment.
Therefore, the description is omitted.
【００１８】（実施形態３）ところで、上記各実施形態
では、電流境界モードで制御する昇圧チョッパ回路を備
えた電源装置について説明したが、図３に示すように、
抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６との接続点の電圧を制御回路１０へ
フィードバックしてスイッチング素子Ｑ１をオンオフ制
御し平滑コンデンサＣの両端に直流電圧を発生するスイ
ッチング電源回路２ａを備えていればよい。図３に示す
例では、抵抗Ｒ１０とスイッチング素子Ｑ３との接続点
がベースに接続されコレクタが制御回路１０のドライブ
出力端子ＤＯとスイッチング素子Ｑ１との間に接続され
たスイッチング素子Ｑ４を備えている。しかして、出力
電圧検出回路の抵抗Ｒ５が開放状態になると、ＭＯＳＦ
ＥＴよりなるスイッチング素子Ｑ３のゲート電圧が低下
してスイッチング素子Ｑ３がオフし、スイッチング素子
Ｑ４がオンするので、スイッチング電源回路２ａのスイ
ッチング素子Ｑ１をオフ状態に保持することができ、平
滑コンデンサＣの両端電圧が異常に上昇するのを防止す
ることができる。(Embodiment 3) By the way, in each of the above embodiments, the power supply device provided with the boost chopper circuit for controlling in the current boundary mode has been described. However, as shown in FIG.
A switching power supply circuit 2a may be provided that feeds back the voltage at the connection point between the resistors R5 and R6 to the control circuit 10 to control the switching element Q1 to turn on and off and generate a DC voltage across the smoothing capacitor C. In the example shown in FIG. 3, the switching element Q4 has a connection point between the resistor R10 and the switching element Q3 connected to the base and a collector connected between the drive output terminal DO of the control circuit 10 and the switching element Q1. . When the resistor R5 of the output voltage detection circuit is opened, the MOSF
Since the gate voltage of the switching element Q3 made of ET decreases and the switching element Q3 turns off and the switching element Q4 turns on, the switching element Q1 of the switching power supply circuit 2a can be kept in the off state, and the smoothing capacitor C It is possible to prevent the voltage between both ends from increasing abnormally.
【００１９】（実施形態４）ところで、実施形態１及び
実施形態２では、電流境界モードで制御する昇圧チョッ
パ回路を備えた電源装置について説明したが、図４に示
すように、抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６との接続点の電圧を制御
回路１０へフィードバックしてスイッチング素子Ｑ１を
オンオフ制御し平滑コンデンサＣの両端に直流電圧を発
生するＤＣ−ＤＣコンバータ２ａ’を備えていればよ
い。図４に示す例では、制御回路１０がＶmon端子の入
力電圧に基づいてのみスイッチング素子Ｑ１を制御する
点と、制御電源Ｖccと制御回路１０のＶcc端子との間に
挿入されるスイッチング素子Ｑ５と、抵抗Ｒ１０とスイ
ッチング素子Ｑ３との接続点がベースに接続されコレク
タにスイッチング素子Ｑ５のベースが接続されエミッタ
がグランドに接続されたスイッチング素子Ｑ４とを備え
た点が実施形態１及び実施形態２と相違する。本実施形
態では、出力電圧検出回路の抵抗Ｒ５が開放状態になる
と、スイッチング素子Ｑ３がオフし、スイッチング素子
Ｑ４がオンするので、制御回路１０への制御電源Ｖccか
らの電源供給が遮断され、スイッチング素子Ｑ１がオフ
状態に保持されるから、平滑コンデンサＣの両端電圧が
異常に上昇することを防止することができる。(Embodiment 4) By the way, in Embodiments 1 and 2, the power supply device having the boost chopper circuit controlled in the current boundary mode has been described. However, as shown in FIG. The DC-DC converter 2a 'that feeds back the voltage at the connection point to the control circuit 10 to control the switching element Q1 to turn on and off to generate a DC voltage at both ends of the smoothing capacitor C may be provided. In the example shown in FIG. 4, the control circuit 10 controls the switching element Q1 only based on the input voltage of the V mon terminal, and the switching inserted between the control power supply V cc and the V cc terminal of the control circuit 10. Embodiment 1 and Embodiment 1 include a device Q5 and a switching device Q4 having a connection point between the resistor R10 and the switching device Q3 connected to the base, a collector connected to the base of the switching device Q5, and an emitter connected to the ground. This is different from the second embodiment. In the present embodiment, when the resistor R5 of the output voltage detection circuit is in an open state, the switching element Q3 is turned off and the switching element Q4 is turned on, so that the power supply from the control power supply Vcc to the control circuit 10 is cut off. Since the switching element Q1 is kept in the off state, it is possible to prevent the voltage across the smoothing capacitor C from abnormally rising.
【００２０】[0020]
【発明の効果】請求項１ないし請求項４の発明は、スイ
ッチング素子を含み前記スイッチング素子をオンオフす
ることによって入力直流電圧を定電圧化して出力する直
流電源回路と、直流電源回路の出力電圧を検出する出力
電圧検出回路と、出力電圧検出回路による検出出力に応
じて前記出力電圧が基準電圧に一致するようにスイッチ
ング素子のオンオフを制御する制御手段と、出力電圧検
出回路による検出電圧が前記基準電圧よりも小さく設定
された所定値よりも低下したときに前記スイッチング素
子をオフ状態に保持する過電圧防止手段とを備えている
ので、出力電圧検出回路の一部が開放状態になって出力
電圧検出回路による検出電圧が前記所定値よりも低下す
ると、過電圧防止手段によって前記スイッチング素子が
オフ状態に保持されるから、従来に比べて簡単な構成で
出力電圧の以上な上昇を防止することができるという効
果がある。According to the first to fourth aspects of the present invention, there is provided a DC power supply circuit which includes a switching element and turns on and off the switching element to convert an input DC voltage into a constant voltage and output the same, and to control an output voltage of the DC power supply circuit. An output voltage detection circuit for detecting, control means for controlling on / off of a switching element so that the output voltage matches a reference voltage in accordance with a detection output from the output voltage detection circuit, Overvoltage prevention means for holding the switching element in an off state when the voltage drops below a predetermined value set lower than the voltage, so that a part of the output voltage detection circuit becomes open and the output voltage detection When the voltage detected by the circuit drops below the predetermined value, the switching element is held in the off state by the overvoltage prevention means. Since that, there is an effect that it is possible to prevent an increase such more output voltage with a simple configuration as compared with the prior art.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】実施形態１を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment.
【図２】実施形態２の要部回路図である。FIG. 2 is a main part circuit diagram of a second embodiment.
【図３】実施形態３の概略回路図である。FIG. 3 is a schematic circuit diagram of a third embodiment.
【図４】実施形態４の概略回路図である。FIG. 4 is a schematic circuit diagram of a fourth embodiment.
【図５】本発明の基本概念図である。FIG. 5 is a basic conceptual diagram of the present invention.
【図６】従来例を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a conventional example.
【図７】同上の動作説明図である。FIG. 7 is an operation explanatory diagram of the above.
【図８】同上の動作説明図である。FIG. 8 is an operation explanatory view of the above.
２ 直流電源回路 ３ 負荷 Ｃ 平滑コンデンサ ＣＨ リアクトル Ｒ５ 抵抗 Ｖｓ 交流電源 ＤＢ 整流回路 Ｑ１ スイッチング素子 Ｑ３ ３端子スイッチ素子 １０ 制御回路 ２０ 過電圧防止回路 2 DC power supply circuit 3 Load C Smoothing capacitor CH Reactor R5 Resistance Vs AC power supply DB Rectifier circuit Q1 Switching element Q3 Three-terminal switch element 10 Control circuit 20 Overvoltage protection circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H730 AA18 AA20 BB14 BB57 CC04 DD04 FD01 FD11 FD51 FD58 FG05 XX03 XX11 XX12 XX23 XX33 XX42 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5H730 AA18 AA20 BB14 BB57 CC04 DD04 FD01 FD11 FD51 FD58 FG05 XX03 XX11 XX12 XX23 XX33 XX42
Claims (4)
グ素子をオンオフすることによって入力直流電圧を定電
圧化して出力する直流電源回路と、直流電源回路の出力
電圧を検出する出力電圧検出回路と、出力電圧検出回路
による検出出力に応じて前記出力電圧が基準電圧に一致
するようにスイッチング素子のオンオフを制御する制御
手段と、出力電圧検出回路による検出電圧が前記基準電
圧よりも小さく設定された所定値よりも低下したときに
前記スイッチング素子をオフ状態に保持する過電圧防止
手段とを備えてなることを特徴とする電源装置。1. A DC power supply circuit that includes a switching element and converts an input DC voltage into a constant voltage by turning on and off the switching element and outputs the output voltage, an output voltage detection circuit that detects an output voltage of the DC power supply circuit, and an output voltage detection circuit. Control means for controlling the on / off of the switching element so that the output voltage coincides with the reference voltage in accordance with the detection output by the circuit; and a detection voltage by the output voltage detection circuit being smaller than a predetermined value set to be smaller than the reference voltage. A power supply device comprising: overvoltage prevention means for holding the switching element in an off state when the voltage drops.
前記基準電圧よりも小さく且つ制御電極に前記出力電圧
に比例した電圧が印加される３端子スイッチ素子を備
え、前記３端子スイッチ素子がオフしたときに前記スイ
ッチング素子をオフさせることを特徴とする請求項１記
載の電源装置。2. The over-voltage prevention means includes a three-terminal switch element having a threshold voltage smaller than the reference voltage and a voltage proportional to the output voltage applied to a control electrode, wherein the three-terminal switch element is The power supply device according to claim 1, wherein the switching element is turned off when the switching element is turned off.
Ｔであることを特徴とする請求項２記載の電源装置。3. The three-terminal switch element is a MOSFE.
The power supply device according to claim 2, wherein T is T.
により整流することによって発生し、前記直流電源回路
は、前記整流回路の出力端間に接続されたリアクトルと
ダイオードとコンデンサとの直列回路と、リアクトルと
ダイオードとの接続点と前記整流回路の低電位側端との
間に挿入された前記スイッチング素子と、前記リアクト
ルに流れる電流を検出する電流検出手段と、前記リアク
トルに流れる電流がゼロになる度に前記スイッチング素
子をオンさせる手段とを備えた昇圧チョッパ回路であっ
て、前記過電圧防止手段は、前記出力電圧検出回路によ
る検出電圧が前記基準電圧よりも小さく設定された所定
値よりも低下したときに前記電流検出手段による検出出
力をバイアスすることにより前記スイッチング素子をオ
フ状態に保持することを特徴とする請求項１ないし請求
項３のいずれかに記載の電源装置。4. The input DC voltage is generated by rectifying an AC power supply by a rectifier circuit, and the DC power supply circuit includes a series circuit of a reactor, a diode, and a capacitor connected between output terminals of the rectifier circuit. A switching element inserted between a connection point between a reactor and a diode and a low-potential end of the rectifier circuit; current detection means for detecting a current flowing in the reactor; and a current flowing in the reactor being zero. A boost chopper circuit including means for turning on the switching element each time the overvoltage prevention means detects that the voltage detected by the output voltage detection circuit is lower than a predetermined value set to be smaller than the reference voltage. The switching element is kept off by biasing the detection output of the current detection means when the The power supply device according to any one of claims 1 to 3, wherein:
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