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発明の名称 スイッチングレギュレータ電源装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平8−9632
公開日 平成8年(1996)1月12日
出願番号 特願平6−137495
出願日 平成6年(1994)6月20日
代理人
発明者 佐藤 光男
要約 目的
独立のスイッチングレギュレータ電源回路を複数設けて一つの電源部を構成するようにした装置において、いずれか一つの電源回路で過電圧が検出されたときには全ての電源回路の過電圧保護回路を動作させる。

構成
負荷に対する直流出力電圧が所定電圧以上に上昇したときには同出力電圧の発生を停止させる過電圧保護回路が設けられているスイッチングレギュレータ電源回路を複数備えてなる電源装置において、電源回路2、3各々の直流出力電圧Va1、Vb1について過電圧を検出する過電圧検出部(D1、D2等)と、入力端には過電圧検出部よりの検出過電圧が入力され、出力端には過電圧保護回路全てが同時に作動するように接続され、いずれか一つの検出過電圧が入力されたときには前記複数の電源回路に備えてなる過電圧保護回路2c等全てを作動させ、全ての電源回路の動作を停止させる過電圧保護回路駆動部TR2等とを設ける。
特許請求の範囲
【請求項1】 負荷に対する直流出力電圧が所定電圧以上に上昇したときには同出力電圧の発生を停止させる過電圧保護回路が設けられているスイッチングレギュレータ電源回路を複数備えてなるスイッチングレギュレータ電源装置において、前記複数のスイッチングレギュレータ電源回路それぞれに設けられ、それぞれの直流出力電圧について過電圧を検出する過電圧検出部と、入力端には前記過電圧検出部それぞれよりの検出過電圧が入力され、出力端には前記過電圧保護回路全てが同時に作動するように接続され、いずれか一つの検出過電圧が入力されたときには前記複数のスイッチングレギュレータ電源回路それぞれに備えてなる過電圧保護回路全てを作動させ、全ての電源回路の動作を停止させる過電圧保護回路駆動部とを設けてなることを特徴とするスイッチングレギュレータ電源装置。
【請求項2】 前記過電圧検出部と、過電圧保護回路駆動部とを、カソード端に過電圧を検出する直流出力電圧が印加され、アノード端を抵抗を介して接地し、同直流出力電圧が所定電圧をこえたときには同抵抗に検出過電圧を発生させる各スイッチングレギュレータ電源回路ごとに設けてなる所定ツェナー電圧のツェナーダイオードそれぞれと、前記抵抗両端の検出過電圧がベース端に入力され、コレクタ端には前記過電圧保護回路を構成するフォトカプラートランジスタに係るフォトダイオードを、コレクタ電流が同ダイオードの順方向電流となるように直列に接続した回路が接続されたエミッタ接地回路のトランジスタとで構成したことを特徴とする請求項1記載のスイッチングレギュレータ電源装置。
【請求項3】 前記過電圧検出部による過電圧検出を、フライバックトランスで発生させた直流電圧から検出するようにしたことを特徴とする請求項1及び2記載のスイッチングレギュレータ電源装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スイッチングレギュレータ電源装置に係り、より詳細には、独立のスイッチングレギュレータ電源回路を複数設けて一つの電源部を構成するようにした装置において、いずれか一つのスイッチングレギュレータ電源回路で過電圧が検出されたときには全てのスイッチングレギュレータ電源回路の過電圧保護回路を動作させるようにした電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】パソコン本体部と、ディスプレイモニタ部とで一つの装置を構成する場合、これらの電源部として、独立したスイッチングレギュレータ電源回路を複数設けて構成する場合がある。このように構成するのは、例えば、上記装置においてパソコン本体部のみ使用する場合、ディスプレイモニタ部は節電等のためオフさせる必要のためである。この他、電源負荷が複数あり、これらのうち一部を電源オン状態にし、他は電源オフするような使用態様がある装置についても上記の電源構成が必要となる。このような目的を達成する従来の電源装置のとして、例えば、図2に示す構成のスイッチングレギュレータ電源回路がある。同図は、独立のスイッチングレギュレータ電源回路ブロックを2つ(符号12、13)設けたものである。なお、符号13のブロックについては回路構成上符号12のそれと同一であるため具体的回路図は省略してある。
【0003】各電源回路ブロック12、13には共通回路としての整流回路11より交流(AC)電圧を整流した直流電圧Eiが入力されている。電源回路ブロック12において、12a はコンバータトランスであり、同トランス12a の起動巻線N11の一端に前記直流電圧Eiを印加し、他端にスイッチング用トランジスタTR11を設ける。同スイッチング用トランジスタTR11はコントローラ12bによりスイッチング制御され、このスイッチング動作により所定周波数の電圧が発生し、これによりトランス12a の2次側巻線N21、N22にも電圧が発生する。同2次側巻線N21、N22の交流電圧は整流されて直流出力電圧Va1 、Va2 となり、それぞれ負荷14、15の電源電圧となる。上記コントローラ12には一般に過電圧保護回路(OVP)12c が設けられており、直流出力電圧Va1 、又は同・Va2 が所定の電圧を超えたときには同OVP12cを動作させて電源発生を停止させ、回路を過電圧から保護する。
【0004】この過電圧保護動作のため、直流出力電圧Va1 又はVa2 のいずれかのラインに所定ツェナー電圧VzのツェナーダイオードD11 と抵抗R11 とからなる直列回路を設ける(図ではVa1 のライン)。正常動作時にはVa1 <Vzの関係にしておくのでツェナーダイオードD11 はオフしており、抵抗R11 には電流は流れず、このためトランジスタTR12はオフしている。従って、フォトカプラトランジスタ16のダイオードD12 には電流は流れず、ドランジスタTR13はオフとなってOVP12c は非動作となっている。なお、フォトカプラトランジスタ16を使用するのは、充電回路に属する電源1次側回路(コンバータトランスのN11、N12側)と、非充電回路に属する同・2次側回路(同トランスのN21、N22側)とを直流的に絶縁し、使用者を感電から防止するためである。図中、接地の記号が異なるのは上記の区別のためである。
【0005】ここで、直流出力電圧Va1 がなんらかの異常により上昇し、この上昇によりツェナーダイオードD11 に加わる電圧が前記のツェナー電圧Vzを超えたとすると、同D11 は導通し、抵抗R11 に電圧が発生し、TR12がオンする。TR12のオンにより、フォトカプラトランジスタ16のD12 及びTR13がオンし、OVP12c が動作する。同OVP12c の動作によりコントローラ12b によるスイッチング制御が停止され、電源発生動作が停止する。一端動作停止すると本電源回路ではこの停止状態を維持する。以上が電源ブロック12に基づいた動作説明であるが、同ブロック13についても同様の動作となる。図において、Vb1 及びVb2 が直流出力電圧、D12 はD11 に対応するツェナーダイオード、R11 はR12 に対応する抵抗、17は16に対応するフォトカプラートランジスタである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、図2の構成の従来のスイッチングレギレータ電源装置では、過電圧保護回路の全てが他の電源ブロックから独立した構成になっていた。このため、一つのブロックで異常な過電圧状態になった場合、その電源ブロックは動作停止となるが、他の電源ブロックは動作状態にある。このような異常発生時に他の電源ブロックが動作状態にあることは装置全体として不具合となる場合があり、一つのブロックで異常な過電圧が発生した場合には全てのブロックの動作を停止することが装置の信頼性の観点からして望ましい。また、回路構成が電源ブロックごとで独立に構成していることは部品点数の増大となっており、部品点数の削減が望まれる。本発明は、かかる観点からなされたものであり、過電圧保護に係る回路の一部を共通化するとともに、一つの電源ブロックで過電圧の異常発生を検知したときには全ての電源ブロックを同時に動作停止するようにしたスイッチングレギュレータ電源装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、負荷に対する直流出力電圧が所定電圧以上に上昇したときには同出力電圧の発生を停止させる過電圧保護回路が設けられているスイッチングレギュレータ電源回路を複数備えてなるスイッチングレギュレータ電源装置において、前記複数のスイッチングレギュレータ電源回路それぞれに設けられ、それぞれの直流出力電圧について過電圧を検出する過電圧検出部と、入力端には前記過電圧検出部それぞれよりの検出過電圧が入力され、出力端には前記過電圧保護回路全てが同時に作動するように接続され、いずれか一つの検出過電圧が入力されたときには前記複数のスイッチングレギュレータ電源回路それぞれに備えてなる過電圧保護回路全てを作動させ、全ての電源回路の動作を停止させる過電圧保護回路駆動部とを設けてなるスイッチングレギュレータ電源装置を提供するものである。
【0008】
【作用】以上の構成により、過電圧保回路駆動部が全ての電源ブロックに対して共通となり、各電源ブロックの検出過電圧が全て同駆動部に入力されとともに、同駆動部出力により全てのOVP(過電圧保護回路)が駆動される。これにより、いずれか一つの電源ブロックで過電圧が発生したときには全てのOVPが動作することとなる。
【0009】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明によるスイッチングレギュレータ電源装置を説明する。図1は本発明によるスイッチングレギュレータ電源装置の一実施例を示す要部回路図であり、図2と同様に独立のスイッチングレギュレータ電源回路ブロックを2つ(符号2、3)設けたものである。なお、符号3のブロックについては回路構成上符号2のそれと同一であるため具体的回路図は省略してある。図において、1は交流電源(AC)を整流し、所定の直流電圧Eiを出力する整流回路、2は前記直流電圧Eiから所定の直流出力電圧Va1 及びVa2 を生成する第1のスイッチングレギュレータ電源回路(以下、「第1の電源ブロック」と記す)、3は前記同様に直流出力電圧Vb1 及びVb2 を生成する第2のスイッチングレギュレータ電源回路(以下、「第2の電源ブロック」と記す)、4乃至7は各直流出力電圧の負荷、8及び9は充電部(1次側回路)と非充電部(2次側回路)とを直流的に絶縁するための各電源ブロックに対応したフォトカプラトランジスタ、D1は直流出力電圧Va1 について過電圧を検出する所定ツェナー電圧のツェナーダイオード、D2は直流出力電圧Vb1について過電圧を検出する所定ツェナー電圧のツェナーダイオード、TR2は過電圧保護回路駆動部としてのトランジスタである。
【0010】次に、本発明の動作について説明する。第1及び第2の電源ブロック2、3の内部回路構成及び動作は図2と同様であるので以下の説明では図2の内容と一部重複する。各電源ブロック2、3には共通回路としての整流回路1より交流(AC)電圧を整流した直流電圧Eiが入力されている。第1の電源ブロック2において、2aはコンバータトランスであり、同トランス2aの起動巻線N11の一端に前記直流電圧Eiを印加し、他端にスイッチング用トランジスタTR1を設ける。同スイッチング用トランジスタTR1はコントローラ2bによりスイッチング制御され、このスイッチング動作により所定周波数の電圧が発生し、これによりトランス2aの2次側巻線N21、N22にも電圧が発生する。同2次側巻線N21、N22の交流電圧は整流されて直流出力電圧Va1 、Va2 となり、それぞれ負荷4、5の電源電圧となる。
【0011】上記コントローラ2bには一般に過電圧保護回路(OVP)2cが設けられており、直流出力電圧Va1 、又は同・Va2 が所定の電圧を超えたときには同OVP2cを動作させて電源発生を停止させ、回路を過電圧から保護する。この過電圧保護動作のため、直流出力電圧Va1 又はVa2 のいずれかのラインに所定ツェナー電圧VzのツェナーダイオードD1と抵抗R1とからなる直列回路を設ける(図ではVa1 のライン)。正常動作時にはVa1 <Vzの関係にしておくのでツェナーダイオードD1はオフしており、抵抗R11 には電流は流れない。第2の電源ブロック3についても同様に直流出力電圧Vb1 又はVb2 のいずれかのラインに所定ツェナー電圧VzのツェナーダイオードD2と、共通に使用する抵抗R1とからなる直列回路を設ける(図ではVb1 のライン)。正常動作時にはVb1 <Vzの関係にしておくことは前述と同様である。いずれの電源ブロックも正常に動作しているときにはツェナーダイオードD1、D2に電流が流れないので共通の抵抗R1に電圧は発生せず、このためトランジスタTR2はオフしている。また、同TR2のコレクタ側は、図示のように各電源ブロック2、3に対応したフォトカプラートランジスタ8、9のダイオードD3、D4を直列にし、同TR2のコレクタ電流が各ダイオードD3、D4に共通に流れるようにしている。
【0012】TR2がオフしている間は各電源ブロックのフォトカプラトランジスタ8、9のダイオードD3、D4には電流は流れず、トランジスタTR3、TR4はオフとなって各電源ブロックのOVP2c等は非動作となっている。なお、フォトカプラトランジスタ17を使用するのは、図 1で説明したと同様、充電回路に属する電源1次側回路(コンバータトランスのN11、N12側)と、非充電回路に属する同・2次側回路(同トランスのN21、N22側)とを直流的に絶縁し、使用者を感電から防止するためである。接地の記号を分けたのもこのためである。ここで、電源ブロックの何れかのライン、例えば、直流出力電圧Va1 がなんらかの異常により上昇し、この上昇によりツェナーダイオードD1に加わる電圧が前記のツェナー電圧Vzを超えたとすると、同D1は導通し、抵抗R1に電圧が発生し、TR2がオンする。TR2のオンにより、フォトカプラトランジスタ8、9のD3及びD4にコレクタ電流が流れ、TR3、TR4がそれぞれオンし、各電源ブック2、3のOVP2c等が動作する。同OVP2c等の動作によりコントローラ2b等によるスイッチング制御が停止され、各電源ブロック2、3の電源発生動作が同時に停止する。一端動作停止すると本電源回路ではこの停止状態を維持する。
【0013】直流出力電圧Vb1 が上昇した場合にはツェナーダイオードD2が導通し、以下上述の動作となる。上記説明の図1は電源回路出力である直流出力電圧Va1 等から過電圧を検出するものであるが、以下に述べる間接的に過電圧を検出する方法にも本発明を適用できる。ブラウン管ディスプレイではアノード用高電圧を発生させるために水平偏向回路中にフライバックトランスを設ける。この水平偏向回路を図1の負荷4とすると、直流出力電圧Va1 により動作するフライバックトランスの2次側から新たな直流電圧Vfを得ることができる。このVfはVa1 の増(減)により同様にして増(減)する。従って、このVfラインにツェナーダイオードD1のアノード側を接続し、同Vfから過電圧を検出する。つまり、同Vfが所定のツェナー電圧を超えるとTR2がオンして各OVPを動作させる。また、Vfから過電圧を検出する方法の利点として、水平偏向回路の異常も検知できることが挙げられる。即ち、電源Va1 自体は正常でも水平偏向回路に異常が発生することがあり、この場合、高電圧が異常上昇することがある。従って、同Vfを監視し、異常時には電源回路の動作を停止することで関連回路を保護することができる。
【0014】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、独立のスイッチングレギュレータ電源回路を複数設けて一つの電源部を構成するようにした装置の過電圧保護において、いずれか一つのスイッチングレギュレータ電源回路で過電圧が検出されたときには全てのスイッチングレギュレータ電源回路の動作を同時に停止することができる。このため、従来の構成におけるような、過電圧か検出された電源ブロックは動作停止するが他のブロックは動作しているという不具合がなくなる。また、過電圧保護回路駆動部を全ての電源ブロックで共通化したので部品点数が減り、信頼性を向上させるとともに装置のコストダウンにも寄与する。




 

 


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