JP2006033913A - Power supply output voltage monitoring circuit - Google Patents
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Abstract
【課題】 フォトカプラの数を減らして電源装置を小型化することが可能な電源出力電圧監視回路を提供する。
【解決手段】 二次回路2を、過電圧を検出する比較器21の出力と不足電圧を検出する比較器22の出力とを結合し、フォトカプラPCの発光ダイオード29を駆動するトランジスタ27を制御して、出力電圧の正常出力時はフォトカプラPCを点灯、過電圧または不足電圧時には消灯させるよう構成する。一次回路1は、フォトカプラPCの点灯時に、ANDゲート14を閉塞して正常を表すローレベルの信号fを出力し、フォトカプラPCの消灯時には、ANDゲート14から異常を表すハイレベルのアラーム信号を出力する。電源装置の起動時には、タイマ15が起動から所定時間ローレベルの出力信号bを出力し、立ち上がり時の不足電圧検出によるアラーム信号の出力をマスクする。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power output voltage monitoring circuit capable of reducing the size of a power supply device by reducing the number of photocouplers.
The secondary circuit 2 controls the transistor 27 that drives the light emitting diode 29 of the photocoupler PC by combining the output of the comparator 21 that detects overvoltage and the output of the comparator 22 that detects undervoltage. Thus, the photocoupler PC is turned on when the output voltage is normally output, and is turned off when the overvoltage or undervoltage is present. The primary circuit 1 closes the AND gate 14 when the photocoupler PC is turned on and outputs a low level signal f indicating normality, and when the photocoupler PC is turned off, the primary circuit 1 outputs a high level alarm signal indicating abnormality from the AND gate 14. Is output. When the power supply device is activated, the timer 15 outputs an output signal b having a low level for a predetermined time after activation, and masks the output of an alarm signal due to detection of an undervoltage at the time of startup.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は電源出力電圧監視回路に関し、特に信頼性が要求されるような通信機器などに使用される電源装置における電源出力電圧監視回路に関する。 The present invention relates to a power supply output voltage monitoring circuit, and more particularly to a power supply output voltage monitoring circuit in a power supply device used for communication equipment or the like that requires reliability.
スイッチング電源装置は、一般に、入力側の一次回路と出力側の二次回路とを有し、一次回路と二次回路とはトランスによって電位的に絶縁された構成を有している。スイッチング電源装置は、二次回路の出力電圧を検出し、フォトカプラを介して一次回路にフィードバックすることにより、一定の出力電圧が得られるようにスイッチングトランジスタに供給されるパルス信号のパルス幅を制御するように構成されている(たとえば、特許文献1参照。)。 A switching power supply generally has a primary circuit on the input side and a secondary circuit on the output side, and the primary circuit and the secondary circuit are electrically isolated by a transformer. The switching power supply detects the output voltage of the secondary circuit and feeds it back to the primary circuit via a photocoupler to control the pulse width of the pulse signal supplied to the switching transistor so that a constant output voltage can be obtained. (For example, refer to Patent Document 1).
通信機器などに使用される電源装置には、負荷回路の誤動作を防止するために出力電圧を監視する機能を一般的に有している。ここで、出力電圧異常には、規定電圧に対してこれよりも電圧が上昇する「過電圧」と電圧が低下する「不足電圧」とがある。 A power supply device used for communication equipment or the like generally has a function of monitoring an output voltage in order to prevent malfunction of a load circuit. Here, the output voltage abnormality includes “overvoltage” in which the voltage rises higher than the specified voltage and “undervoltage” in which the voltage drops.
図6は出力電圧異常の説明図であって、(a)は出力電圧異常を定義する図、(b)は起動時の出力電圧の変化を示す図である。
この図6の(a)に示したように、出力電圧Voの規定電圧を100%とし、第1の設定電圧を120%、第2の設定電圧を80%としたとき、出力電圧異常は、120%以上が過電圧OV、80%以下が不足電圧LVと定義する。
6A and 6B are explanatory diagrams of the output voltage abnormality, in which FIG. 6A is a diagram defining the output voltage abnormality, and FIG.
As shown in FIG. 6A, when the specified voltage of the output voltage Vo is 100%, the first set voltage is 120%, and the second set voltage is 80%, the output voltage abnormality is 120% or more is defined as overvoltage OV, and 80% or less is defined as undervoltage LV.
また、電源装置は、その起動時において、図6の(b)に示したように、出力電圧Voが0%から立ち上がって、80%以下の不足電圧領域を通過し、100%の規定出力電圧まで上昇するといった変化を示す。 Further, as shown in FIG. 6B, the power supply device starts up from 0%, passes through an undervoltage region of 80% or less, and has a specified output voltage of 100%. It shows a change that rises to.
図7は電源装置における従来の電源出力電圧監視回路の構成例を示す回路図である。
電源装置は、入力側の一次回路に、制御回路101とスイッチングトランジスタ102とを有し、これらによってトランス103の一次巻線に流れる電流を制御する構成を有している。制御回路101には、2つのフォトカプラPC1,PC2の受光部が接続されている。トランス103の二次巻線には、電源装置の出力側の二次回路が接続されている。この二次回路は、全波整流を行うダイオード104,105と平滑回路を構成するチョークコイル106およびコンデンサ107とを備えている。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration example of a conventional power supply output voltage monitoring circuit in the power supply device.
The power supply device includes a
さらに、電源装置の二次回路は、過電圧検出回路108と不足電圧検出回路109とを有する電源出力電圧監視回路を備えている。過電圧検出回路108は、2つの抵抗110,111によってこの電源装置の出力電圧を検出する分圧器と、この分圧器によって検出した電圧を上記の第1の設定電圧に相当した電圧を出力する第1基準電圧源112と比較する比較器113と、この比較器113の出力に接続されたフォトカプラPC1の発光部および電流制限抵抗114とを備えている。
Further, the secondary circuit of the power supply device includes a power supply output voltage monitoring circuit having an
不足電圧検出回路109も、過電圧検出回路108と同様の構成を有し、2つの抵抗115,116によってこの電源装置の出力電圧を検出する分圧器と、この分圧器によって検出した電圧を上記の第2の設定電圧に相当した電圧を出力する第2基準電圧源117と比較する比較器118と、この比較器118の出力に接続されたフォトカプラPC2の発光部および電流制限抵抗119とを備えている。
The
なお、この図7において、電源装置が二次回路の出力電圧を規定の電圧に制御するフィードバック回路については、ここでは省略してある。
以上の構成の電源出力電圧監視回路において、出力電圧が第1の設定電圧と第2の設定電圧との間にあるとき、過電圧検出回路108は、比較器113の反転入力に印加される電圧が第1基準電圧源112の電圧よりも低いため、比較器113の出力がハイレベルに維持される。したがって、フォトカプラPC1は、その発光部に電流が流れないので、消灯状態になっている。一方、不足電圧検出回路109は、比較器118の反転入力に印加される電圧が第2基準電圧源117の電圧よりも高いため、比較器118の出力がローレベルに維持される。したがって、フォトカプラPC2は、その発光部に電流が流れるので、点灯状態になっている。
In FIG. 7, a feedback circuit in which the power supply device controls the output voltage of the secondary circuit to a specified voltage is omitted here.
In the power supply output voltage monitoring circuit having the above configuration, when the output voltage is between the first set voltage and the second set voltage, the
ここで、出力電圧が第1の設定電圧より高くなると、過電圧検出回路108では、比較器113の反転入力に印加される電圧が第1基準電圧源112の電圧よりも高くなるため、比較器113の出力がローレベルに反転され、その結果、フォトカプラPC1の発光部が点灯する。一次回路の制御回路101は、フォトカプラPC1の受光部が応答することによってこの電源装置を即時停止するよう制御する。
Here, when the output voltage becomes higher than the first set voltage, in the
また、出力電圧が第2の設定電圧より低くなると、不足電圧検出回路109では、比較器118の反転入力に印加される電圧が第2基準電圧源117の電圧よりも低くなるため、比較器113の出力がハイレベルに反転され、その結果、フォトカプラPC2の発光部が消灯する。一次回路の制御回路101は、フォトカプラPC2の受光部が応答することによって即座にこの電源装置を停止するよう制御する。
In addition, when the output voltage becomes lower than the second set voltage, the voltage applied to the inverting input of the
さらに、電源装置の起動時には、出力電圧が80%以下の不足電圧領域を通過しながら100%の規定出力電圧まで上昇するが、出力電圧がその不足電圧領域にあるときには、常に不足電圧検出回路109が不足電圧LVを検出することになる。したがって、このような電源装置の起動時においては、制御回路101は、起動から一定時間、不足電圧検出回路109による不足電圧LVの検出をタイマなどでマスクし、一定時間経過後に、不足電圧検出回路109による不足電圧LVの検出が有効になるようにしている。
Further, when the power supply device is started, the output voltage rises to a specified output voltage of 100% while passing through the undervoltage region of 80% or less. However, when the output voltage is in the undervoltage region, the
このように、従来の電源出力電圧監視回路は、過電圧を検出した際は即時停止、また不足電圧を検出したときは一定時間経過した後に停止するような構成が必要であったため、過電圧検出と不足電圧検出とを独立した回路で構成しており、そのため絶縁されている一次回路と二次回路との橋渡しをするフォトカプラは、2個必要であった。
しかしながら、近年、装置の小型化を狙って電子部品を集積することが多いが、フォトカプラについては、一次回路と二次回路との間で絶縁耐圧を確保しなければならないことから集積回路の中に折込むことができず、しかも、電源出力電圧監視回路では2個のフォトカプラが必要なことから小型化の弊害となっているという問題点があった。 However, in recent years, electronic components are often integrated with the aim of reducing the size of the device. However, for photocouplers, it is necessary to ensure insulation withstand voltage between the primary circuit and the secondary circuit, so that there is a problem in the integrated circuit. In addition, the power supply output voltage monitoring circuit requires two photocouplers, which causes a problem of downsizing.
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、フォトカプラの数を減らして電源装置を小型化することが可能な電源出力電圧監視回路を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these points, and an object thereof is to provide a power supply output voltage monitoring circuit capable of reducing the number of photocouplers and reducing the size of a power supply device.
図1は上記目的を達成する電源出力電圧監視回路を示す回路図である。
この電源出力電圧監視回路は、電源装置の入力側に設けられた一次回路1と出力側に設けられた二次回路2とを備えている。二次回路2は、2つの比較器21,22と、1つのフォトカプラPCの発光部とを有し、出力電圧が変化したときの許容変化範囲の上限と下限とを検出して、正常時はフォトカプラPCを点灯させ、過電圧または不足電圧時には、フォトカプラPCを消灯させるようにしている。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a power supply output voltage monitoring circuit that achieves the above object.
This power supply output voltage monitoring circuit includes a primary circuit 1 provided on the input side of the power supply device and a secondary circuit 2 provided on the output side. The secondary circuit 2 includes two
一方、一次回路1は、フォトカプラPCの受光部と、NANDゲート11,12によるラッチ回路と、ORゲート13と、ANDゲート14と、タイマ15とを有している。出力電圧が許容変化範囲内に入っている正常時は、フォトカプラPCの受光部が受光していることにより、信号cがローレベルになり、この結果、ANDゲート14の出力信号fは、ローレベルの正常信号を出力する。出力電圧が過電圧または不足電圧のときには、フォトカプラPCの受光部が受光していないことにより、信号cがハイレベルになり、タイマ15の出力信号bもハイレベルであることから、ANDゲート14の出力信号fは、ハイレベルのアラーム信号を出力する。この場合、電源装置の制御回路は、アラーム信号を受けると即座に電源回路を停止する。
On the other hand, the primary circuit 1 includes a light receiving unit of the photocoupler PC, a latch circuit including
電源装置の起動時には、タイマ15は、起動信号aを受けて起動から所定時間ローレベルの出力信号bを出力し、所定時間経過後にハイレベルの出力信号bを出力する。この起動から所定時間の間、ANDゲート14が強制的にローレベルの出力信号fを出力するようにしており、これにより、二次回路2の不足電圧検出用の比較器22が出力電圧の立ち上がりにおける不足電圧の不可避的な検出をマスクするようにしている。
When the power supply device is activated, the
本発明の電源出力電圧監視回路は、出力電圧の過電圧または不足電圧の異常をフォトカプラの発光態様で一次回路へ伝達する構成にしたので、従来2つ使用していたフォトカプラを1つに削減することが可能となり、電源装置の小型化に貢献することができるという利点がある。 Since the power supply output voltage monitoring circuit of the present invention is configured to transmit an abnormality of the overvoltage or undervoltage of the output voltage to the primary circuit in the light emission mode of the photocoupler, the number of photocouplers used conventionally is reduced to one. Therefore, there is an advantage that it is possible to contribute to miniaturization of the power supply device.
図1は第1の実施の形態に係る電源出力電圧監視回路を示す回路図、図2は二次回路の動作状態を示す図、図3は一次回路の動作を示すタイムチャートである。
この電源出力電圧監視回路は、電源装置の入力側に設けられた一次回路1と出力側に設けられた二次回路2とを備えている。一次回路1は、NANDゲート11,12によるラッチ回路を有している。NANDゲート11の出力は、ORゲート13の一方の入力に接続され、その出力は、ANDゲート14の一方の入力に接続されている。このANDゲート14の他方の入力は、NANDゲート11の一方の入力に接続され、出力は、この電源出力電圧監視回路の出力を構成している。NANDゲート12の一方の入力は、起動信号aを受けるよう構成され、その起動信号aは、タイマ15の入力を構成している。タイマ15の出力は、ORゲート13の他方の入力に接続されている。NANDゲート11の一方の入力は、また、フォトカプラPCの受光部を構成する受光トランジスタ16のコレクタと、一方が電源Vccに接続された抵抗17の他方とに接続されている。そして、受光トランジスタ16のエミッタは、一次回路1のグランドに接続されている。このように、一次回路1は、フォトカプラPCの受光部と、論理回路と、タイマ15とで構成されている。
1 is a circuit diagram showing a power supply output voltage monitoring circuit according to the first embodiment, FIG. 2 is a diagram showing an operation state of a secondary circuit, and FIG. 3 is a time chart showing an operation of the primary circuit.
This power supply output voltage monitoring circuit includes a primary circuit 1 provided on the input side of the power supply device and a secondary circuit 2 provided on the output side. The primary circuit 1 has a latch circuit composed of
二次回路2は、2つの比較器21,22と出力電圧を検出する直列接続の3つの抵抗23,24,25(電圧検出回路)とを有している。抵抗23,24の接続点は、比較器22の非反転入力に接続され、その反転入力は、基準電圧源26の正極端子に接続されている。抵抗24,25の接続点は、比較器21の反転入力に接続され、その非反転入力は、基準電圧源26の正極端子に接続されている。基準電圧源26の負極端子は、二次回路2の負極出力端子に接続されている。
The secondary circuit 2 includes two
比較器21,22の出力は、トランジスタ27のベースと、一方が二次回路2の正極出力端子に接続された抵抗28の他方とに接続されている。トランジスタ27のエミッタは、二次回路2の負極出力端子に接続され、コレクタは、フォトカプラPCの発光部を構成する発光ダイオードのカソードに接続され、そのアノードは抵抗30を介して二次回路2の正極出力端子に接続されている。
The outputs of the
このように、第1の実施の形態に係る電源出力電圧監視回路は、従来、2つ使用していたフォトカプラを1つに統合し、かつ、二次回路2は、過電圧と不足電圧との両方を監視するようにしている。 As described above, the power supply output voltage monitoring circuit according to the first embodiment integrates two photocouplers that have been used in the past into one, and the secondary circuit 2 has an overvoltage and an undervoltage. Both are monitored.
ここで、比較器21は、過電圧を検出する回路を構成し、比較器22は、不足電圧を検出する回路を構成し、それぞれの出力は互いに接続されてAND回路を構成している。出力電圧が正常時には、抵抗24と抵抗25との接続点の電位が基準電圧源26の電位よりも低く設定され、抵抗23と抵抗24との接続点の電位が基準電圧源26の電位よりも高く設定されているので、比較器21,22の出力は、それぞれハイレベルになっており、これにより、トランジスタ27がオンし、フォトカプラPCの発光ダイオード29が点灯状態にある。出力電圧が上昇して、抵抗24と抵抗25との接続点の電位が基準電圧源26の電位よりも高くなると、比較器21は、出力状態を反転し、トランジスタ27をオフしてフォトカプラPCの発光ダイオード29を消灯する。逆に、出力電圧が低下して、抵抗23と抵抗24との接続点の電位が基準電圧源26の電位よりも低くなると、比較器22は、出力状態を反転し、トランジスタ27をオフしてフォトカプラPCの発光ダイオード29を消灯する。
Here, the
すなわち、この電源出力電圧監視回路の二次回路2は、図2に示したように、出力電圧が第1の設定電圧Vovと第2の設定電圧Vlvとの間にある正常出力時には、比較器21,22の出力は、それぞれハイレベルで、フォトカプラPCの発光ダイオード29が点灯し、それ以外の過電圧または不足電圧となる異常時は、比較器21または比較器22の出力が反転してローレベルになることにより、フォトカプラPCの発光ダイオード29は消灯する、といった動作をする。
That is, as shown in FIG. 2, the secondary circuit 2 of the power supply output voltage monitoring circuit has a comparator at the time of normal output in which the output voltage is between the first set voltage Vov and the second set voltage Vlv. The outputs of 21 and 22 are at a high level, and the light-emitting
次に、二次回路2のこのような動作に対する一次回路1の動作を図3を参照して説明する。なお、図3において、図1の各回路に表れる信号a〜fに対応する信号を同じ符号で示してある。 Next, the operation of the primary circuit 1 with respect to such an operation of the secondary circuit 2 will be described with reference to FIG. In FIG. 3, signals corresponding to the signals a to f appearing in the respective circuits in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
まず、電源装置が起動したときは、起動信号aによって、タイマ15が起動し、所定時間経過後に、ハイレベルの信号bを出力する。同時に、NANDゲート12に起動信号aが入力されることで、ラッチ回路はリセットされて、NANDゲート11の出力信号dがローレベルに維持される。
First, when the power supply device is activated, the
ここで、タイマ15の所定時間経過する間は、タイマ15は、ローレベルの信号bを出力しているので、ANDゲート14は、ORゲート13を介して一方の入力に供給されるローレベルの信号eによって閉塞され、他方の入力に供給される信号cのレベルに影響されないようにする。これによって、電源装置の起動時に不可避的に発生してしまう不足電圧の検出をマスクする。
Here, while the predetermined time of the
タイマ15の所定時間経過する間に、二次回路2の出力電圧が正常に立ち上がっると、フォトカプラPCが点灯状態になってその受光トランジスタ16がオンとなり、信号cがローレベルになる。これにより、ラッチ回路はセットされてハイレベルの信号dを出力してANDゲート14を開けようとするが、ANDゲート14は、ローレベルの信号cによって強制的に閉塞され、その出力に、正常動作を表すローレベルの信号fを出力する。
If the output voltage of the secondary circuit 2 rises normally while the predetermined time of the
タイマ15の所定時間経過する間に、二次回路2の出力電圧が正常に立ち上がらなかった場合は、フォトカプラPCは消灯状態のままであるので、その受光トランジスタ16はオフのままであり、信号cがハイレベルとなって、ANDゲート14を開ける。一方、タイマ15の所定時間経過後に、タイマ15の出力信号bがハイレベルになるので、そのときには、ORゲート13を介してハイレベルの信号eがANDゲート14に入力される。その結果、ANDゲート14は、その出力にハイレベルの信号f、すなわちアラーム信号ALMを出力する。電源出力電圧監視回路からアラーム信号ALMが出力されると、電源装置の制御回路は、即座に電源回路を停止するよう制御する。
If the output voltage of the secondary circuit 2 does not rise normally during the lapse of the predetermined time of the
電源装置が正常動作中に、二次回路2の出力電圧が異常に上昇して第1の設定電圧Vovを越えるか、または異常に低下して第2の設定電圧Vlvを下回ると、フォトカプラPCが消灯状態になるので、その受光トランジスタ16はオフとなって信号cがハイレベルに変化する。このとき、タイマ15の出力信号bがハイレベルになっていて、ORゲート13の出力の信号eがハイレベルになっているので、ANDゲート14の出力信号fは、ハイレベルに変化して、アラーム信号ALMとなる。この場合においても、電源装置の制御回路は、アラーム信号ALMを受けて、即座に電源回路を停止するよう制御する。
When the output voltage of the secondary circuit 2 rises abnormally and exceeds the first set voltage Vov or falls abnormally and falls below the second set voltage Vlv during normal operation of the power supply device, the photocoupler PC Is turned off, the
図4は第2の実施の形態に係る電源出力電圧監視回路を含む電源装置の回路図、図5は第2の実施の形態に係る電源出力電圧監視回路の動作を示すタイムチャートである。なお、図5において、図4の各回路に表れる信号A〜Fに対応する信号を同じ符号で示してある。 FIG. 4 is a circuit diagram of a power supply apparatus including a power supply output voltage monitoring circuit according to the second embodiment, and FIG. 5 is a time chart showing the operation of the power supply output voltage monitoring circuit according to the second embodiment. In FIG. 5, signals corresponding to the signals A to F appearing in the respective circuits in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals.
この第2の実施の形態に係る電源出力電圧監視回路は、第1の実施の形態に係る電源出力電圧監視回路と比較して、スイッチング電源のスイッチング周波数に同期した動作をさせることにより、過電圧と不足電圧とを区別して検出できるように構成した点で相違している。 Compared with the power supply output voltage monitoring circuit according to the first embodiment, the power supply output voltage monitoring circuit according to the second embodiment performs an operation in synchronization with the switching frequency of the switching power supply so that the overvoltage and The difference is that it is configured so that it can be detected separately from the undervoltage.
電源装置は、基本的に、パルス幅制御を行う制御回路41と、この制御回路41からのスイッチング信号によって駆動されるスイッチングトランジスタ42と、一次回路と二次回路との間を電気的に絶縁するトランス43と、全波整流を行うダイオード44,45と、平滑回路を構成するチョークコイル46およびコンデンサ47とを有している。電源装置は、さらに、電源出力電圧監視回路を有している。
The power supply device basically electrically insulates between the
電源出力電圧監視回路は、入力が制御回路41の出力に接続されたNOTゲート51と、一方の入力がNOTゲート51の出力に接続されたANDゲート52と、出力がANDゲート52の他方の入力に接続されたNOTゲート53とを有している。このNOTゲート53の入力は、ANDゲート54の一方の入力に接続され、その他方の入力は、制御回路41の出力に接続されている。ANDゲート54の出力は、タイマ55に接続されている。NOTゲート53の入力とANDゲート54の一方の入力とは、さらに、一端が電源Vccに接続された抵抗56の他端とフォトカプラPCの受光部を構成する受光トランジスタ57のコレクタとの接続点に接続されている。受光トランジスタ57のエミッタは、一次回路1のグランドに接続されている。
The power supply output voltage monitoring circuit includes a
電源出力電圧監視回路は、また、2つの比較器58,59と、両端が二次回路の出力端子間に接続されて出力電圧を検出する直列接続の3つの抵抗60,61,62とを有している。抵抗60,61の接続点は、比較器59の非反転入力に接続され、その反転入力は、基準電圧源63の正極端子に接続されている。抵抗61,62の接続点は、比較器58の非反転入力に接続され、その反転入力は、基準電圧源63の正極端子に接続されている。基準電圧源63の負極端子は、二次回路の負極出力端子に接続されている。
The power supply output voltage monitoring circuit also has two
比較器58の出力は、トランジスタ64のベースに接続され、そのコレクタはトランジスタ65のベースに、エミッタは二次回路の負極出力端子にそれぞれ接続されている。トランジスタ65のエミッタは、二次回路の正極出力端子に接続され、コレクタは、抵抗66を介してフォトカプラPCの発光部を構成する発光ダイオード67のアノードに接続されている。発光ダイオード67のカソードは、トランジスタ68のコレクタに接続され、そのエミッタは二次回路の負極出力端子に、ベースは比較器59の出力にそれぞれ接続されている。抵抗66と発光ダイオード67との接続点は、抵抗69を介してダイオード70のカソードに接続され、そのアノードは、整流用のダイオード44,45のカソードとチョークコイル46との接続点に接続されている。
The output of the
この構成において、電源装置が動作しているときは、制御回路41からは図5に示したスイッチング信号Aが出力されており、このスイッチング信号Aによってスイッチングトランジスタ42がオン・オフ駆動されている。このスイッチング動作により、二次回路の整流回路の出力には、スイッチング信号Aと相似形のパルス信号Bが現れている。
In this configuration, when the power supply apparatus is operating, the switching signal A shown in FIG. 5 is output from the
ここで、比較器58は、過電圧を検出する回路を構成し、比較器59は、不足電圧を検出する回路を構成している。すなわち、出力電圧が正常のときは、抵抗60,61の接続点における電位が基準電圧源63の電位よりも高く、抵抗61,62の接続点における電位が基準電圧源63の電位よりも低くなるよう抵抗60,61,62の分圧比が設定されている。
Here, the
したがって、出力電圧が正常のときは、比較器58は、出力が常にローレベルになっており、比較器59は、出力が常にハイレベルになっている。このため、トランジスタ64,65はオフ、トランジスタ68はオンになっている。したがって、フォトカプラPCの発光ダイオード67には、パルス信号Bがダイオード70、抵抗69、フォトカプラPCの発光ダイオード67およびトランジスタ68を介して流れ、フォトカプラPCの発光ダイオード67は、パルス信号Bと同じ周期の信号Cによって点滅動作する。
Therefore, when the output voltage is normal, the output of the
この点滅動作がフォトカプラPCの受光トランジスタ57によって受光されると、そのコレクタには、位相の反転した信号Dが出力される。この信号Dは、スイッチング信号Aと逆相であるため、ANDゲート52,54は、いずれもローレベルの信号E,Fを出力する。
When this blinking operation is received by the
電源装置が正常動作中に、二次回路の出力電圧が異常に上昇した場合は、比較器58が反転動作して出力がハイレベルになり、比較器59の出力はハイレベルのままである。このため、トランジスタ64,65,68がオンになり、フォトカプラPCの発光ダイオード67には、平滑後の電流が流れて、その発光ダイオード67は、点灯状態になる。
If the output voltage of the secondary circuit rises abnormally during normal operation of the power supply device, the
この点灯状態の信号CがフォトカプラPCの受光トランジスタ57によって受光されると、その受光トランジスタ57はオンしてコレクタに、位相の反転したローレベルの信号Dが出力される。この信号Dは、スイッチング信号Aと比較されることにより、ANDゲート52の出力には、スイッチング信号Aと逆相の信号Eが出力される。ANDゲート54は、その一方の入力がローレベルの信号Dを受けているので、常時ローレベルの信号Fが出力される。
When the light-up signal C is received by the
電源装置が正常動作中に、二次回路の出力電圧が異常に低下した場合は、比較器59が反転動作して出力がローレベルになり、フォトカプラPCの発光ダイオード67と直列に接続されているトランジスタ68をオフする。これにより、フォトカプラPCの発光ダイオード67は消灯する。また、電源装置の起動時においては、出力電圧が立ち上がるまでは、比較器59の出力がローレベルであるので、同じく、トランジスタ68がオフしていて、フォトカプラPCの発光ダイオード67は消灯する。
If the output voltage of the secondary circuit drops abnormally during normal operation of the power supply device, the
フォトカプラPCの発光ダイオード67が消灯状態にあるときには、フォトカプラPCの受光トランジスタ57はオフし、そのコレクタに位相の反転したハイレベルの信号Dが出力される。したがって、ANDゲート52の一方の入力には、NOTゲート53で反転されたローレベルの信号が入力されるため、ANDゲート52の出力には、ローレベルの信号Eが出力される。これに対し、ANDゲート54は、一方の入力にハイレベルの信号Dが入力されているので、その出力には、スイッチング信号Aと同じ信号Fが出力されることになる。なお、電源装置の起動時には、タイマ55が動作して、所定時間、この信号Fがマスクされることになる。
When the light-emitting diode 67 of the photocoupler PC is in an extinguished state, the
このように、この第2の実施の形態に係る電源出力電圧監視回路では、信号E,Fによって出力電圧が過電圧か不足電圧かの状態を識別することができる。このため、過電圧検出よって信号Eが出力された場合には、制御回路41は、電源装置を即時停止する制御を行うが、不足電圧検出による信号Fが出力された場合については、たとえば不足電圧の検出を保持しておき、それが所定時間継続した場合に電源装置を停止し、所定時間内に回復すれば、そのまま動作を継続するといった制御が可能である。
Thus, in the power supply output voltage monitoring circuit according to the second embodiment, it is possible to identify the state of whether the output voltage is an overvoltage or an undervoltage by the signals E and F. For this reason, when the signal E is output due to overvoltage detection, the
以上の実施の形態では、回路的には、従来の電源出力電圧監視回路よりも構成的に複雑になっている。しかし、集積化の難しいフォトカプラPCを1個に減らしたことによる耐圧を考慮した設置スペースの低減効果が大きく、その他の電子回路については、集積化によって小型化が可能であるため、トータル的にはメリットがある。なお、一次回路については、制御回路の集積回路に組み込み、二次回路は、たとえばこの電源装置の負荷である装置の集積回路に組み込むことによって、フォトカプラPCを除く電源出力電圧監視回路の設置スペースを実質的になくすことができる。 In the above embodiment, the circuit is more complicated than the conventional power supply output voltage monitoring circuit. However, the reduction of installation space in consideration of the withstand voltage by reducing the number of photocouplers PC that are difficult to integrate to one is great, and other electronic circuits can be miniaturized by integration. Has merit. The primary circuit is incorporated in the integrated circuit of the control circuit, and the secondary circuit is incorporated in the integrated circuit of the device that is a load of the power supply device, for example, so that the installation space for the power supply output voltage monitoring circuit excluding the photocoupler PC is installed. Can be substantially eliminated.
この電源出力電圧監視回路は、電源装置に適用した例で示したが、一次回路と二次回路が絶縁されていて、二次回路の電圧レベル監視結果をフォトカプラで一次回路へ伝達するような他の装置においても同じように適用することができる。 Although this power supply output voltage monitoring circuit is shown as an example applied to a power supply device, the primary circuit and the secondary circuit are insulated, and the voltage level monitoring result of the secondary circuit is transmitted to the primary circuit by a photocoupler. The same applies to other devices.
1 一次回路
2 二次回路
15 タイマ
21 比較器(過電圧検出用)
22 比較器(不足電圧検出用)
41 制御回路
42 スイッチングトランジスタ
55 タイマ
58 比較器(過電圧検出用)
59 比較器(不足電圧検出用)
PC フォトカプラ
1 Primary circuit 2
22 Comparator (for undervoltage detection)
41
59 Comparator (for undervoltage detection)
PC photocoupler
Claims (5)
前記出力電圧を検出する電圧検出回路と、
前記電圧検出回路によって検出された電圧を規定の電圧より高い第1設定電圧と比較する第1の比較器と、
前記電圧検出回路によって検出された電圧を前記規定の電圧より低い第2設定電圧と比較する第2の比較器と、
前記第1の比較器および前記第2の比較器の出力に接続されて、前記出力電圧が前記第1設定電圧と前記第2設定電圧との間にあるときに発光部が点灯され、前記第1の比較器が前記第1設定電圧より高い過電圧を検出したときまたは前記第2の比較器が前記第2設定電圧より低い不足電圧を検出したとき前記発光部が消灯される1つのフォトカプラと、
前記フォトカプラの受光部が受光していないときに前記電源装置を即時停止させるためのアラーム信号を出力する論理回路と、
前記電源装置の起動と共に動作開始して所定時間前記アラーム信号の出力をマスクするタイマと、
を備えていることを特徴とする電源出力電圧監視回路。 In a power supply output voltage monitoring circuit for monitoring the output voltage of a power supply device having a primary circuit on the input side and a secondary circuit on the output side that are electrically insulated from each other,
A voltage detection circuit for detecting the output voltage;
A first comparator for comparing a voltage detected by the voltage detection circuit with a first set voltage higher than a specified voltage;
A second comparator for comparing a voltage detected by the voltage detection circuit with a second set voltage lower than the specified voltage;
Connected to the outputs of the first comparator and the second comparator, the light emitting unit is turned on when the output voltage is between the first set voltage and the second set voltage, One photocoupler that turns off the light-emitting unit when one comparator detects an overvoltage higher than the first set voltage or when the second comparator detects an undervoltage lower than the second set voltage; ,
A logic circuit for outputting an alarm signal for immediately stopping the power supply device when the light receiving unit of the photocoupler is not receiving light;
A timer for masking the output of the alarm signal for a predetermined time after starting operation with the activation of the power supply device;
A power supply output voltage monitoring circuit comprising:
前記出力電圧を検出する電圧検出回路と、
前記電圧検出回路によって検出された電圧を規定の電圧より高い第1設定電圧と比較する第1の比較器と、
前記電圧検出回路によって検出された電圧を前記規定の電圧より低い第2設定電圧と比較する第2の比較器と、
発光部と受光部とを有する1つのフォトカプラと、
前記フォトカプラの前記発光部と直列に接続されて前記第2の比較器が規定の電圧を検出しているときにオンして前記二次回路の整流後のパルスにより前記発光部を点滅状態にし、前記第2の比較器が前記第2設定電圧より低い不足電圧を検出しているときにオフして前記発光部を消灯状態にする第1トランジスタと、
前記二次回路の平滑回路の出力と前記フォトカプラの前記発光部との間に接続されて前記第1の比較器が前記第1設定電圧より高い過電圧を検出したときにオンして前記発光部を点灯状態にする第2トランジスタと、
前記一次回路のスイッチングトランジスタを駆動するスイッチング信号と前記フォトカプラの前記受光部の出力信号とから前記発光部の前記点滅状態、前記消灯状態および前記点灯状態に対応した3つの状態を判別する状態判別回路と、
前記電源装置の起動と共に動作開始して所定時間前記消灯状態に対応する出力をマスクするタイマと、
を備えていることを特徴とする電源出力電圧監視回路。 In a power supply output voltage monitoring circuit for monitoring the output voltage of a power supply device having a primary circuit on the input side and a secondary circuit on the output side that are electrically insulated from each other,
A voltage detection circuit for detecting the output voltage;
A first comparator for comparing a voltage detected by the voltage detection circuit with a first set voltage higher than a specified voltage;
A second comparator for comparing a voltage detected by the voltage detection circuit with a second set voltage lower than the specified voltage;
One photocoupler having a light emitting portion and a light receiving portion;
Connected in series with the light emitting section of the photocoupler and turned on when the second comparator detects a specified voltage, and the light emitting section is turned on by a pulse after rectification of the secondary circuit. A first transistor that turns off when the second comparator detects an undervoltage lower than the second set voltage to turn off the light emitting unit;
The light emitting unit connected between the output of the smoothing circuit of the secondary circuit and the light emitting unit of the photocoupler and turned on when the first comparator detects an overvoltage higher than the first set voltage. A second transistor for turning on
State determination for determining three states corresponding to the blinking state, the extinguishing state, and the lighting state of the light emitting unit from a switching signal for driving the switching transistor of the primary circuit and an output signal of the light receiving unit of the photocoupler Circuit,
A timer for masking the output corresponding to the extinguishing state for a predetermined time after starting operation with the activation of the power supply device;
A power supply output voltage monitoring circuit comprising:
The state determination circuit outputs an overvoltage detection signal synchronized with the switching signal when the light receiving unit outputs the output signal of the lighting state, and the light receiving unit outputs the output signal of the extinguishing state. 5. The power supply output voltage monitoring circuit according to claim 4, wherein the power output voltage monitoring circuit has a function of outputting an undervoltage detection signal synchronized with the switching signal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004204850A JP2006033913A (en) | 2004-07-12 | 2004-07-12 | Power supply output voltage monitoring circuit |
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| JP2004204850A JP2006033913A (en) | 2004-07-12 | 2004-07-12 | Power supply output voltage monitoring circuit |
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| JP (1) | JP2006033913A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012151918A (en) * | 2011-01-14 | 2012-08-09 | Hitachi Koki Co Ltd | Inverter device and power tool having the same |
| JP2018097748A (en) * | 2016-12-15 | 2018-06-21 | エイブリック株式会社 | Voltage abnormality detection circuit and semiconductor device |
| CN109088392A (en) * | 2018-09-06 | 2018-12-25 | 深圳和而泰智能控制股份有限公司 | A kind of protection circuit and electronic equipment |
| CN112117740A (en) * | 2020-08-21 | 2020-12-22 | 广州亚美智造科技有限公司 | Under-voltage protection trigger circuit, under-voltage protection device and power supply system |
-
2004
- 2004-07-12 JP JP2004204850A patent/JP2006033913A/en not_active Withdrawn
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