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JP2001309656A - Ringing choke converter and overload detection method - Google Patents

Ringing choke converter and overload detection method

Info

Publication number
JP2001309656A
JP2001309656A JP2000122442A JP2000122442A JP2001309656A JP 2001309656 A JP2001309656 A JP 2001309656A JP 2000122442 A JP2000122442 A JP 2000122442A JP 2000122442 A JP2000122442 A JP 2000122442A JP 2001309656 A JP2001309656 A JP 2001309656A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
switching element
circuit
smoothing
ringing choke
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2000122442A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Yamaguchi
浩之 山口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2000122442A priority Critical patent/JP2001309656A/en
Publication of JP2001309656A publication Critical patent/JP2001309656A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ringing choke converter which has an overload protection function which makes it possible to avoid making its efficiency worse and occurrence of overheat in a resistor without using a resistor for overcurrent detection. SOLUTION: In the ringing choke converter which outputs a predetermined constant voltage by switching a DC voltage which is produced by rectifying an AC voltage input and smoothed with a smoothing capacitor by a switching element Q1, and has an overcurrent protection circuit which stops the operation of the switching element Q1 when the converter overload, the overcurrent protection circuit 3 is connected in parallel with the smoothing capacitor C1, and constituted of a ripple voltage detection circuit 3a which extracts a ripple voltage and a control means 3b which is connected to the control terminals of the switching element Q1, and stops the operation of the switching element Q1 when the ripple voltage exceeds a threshold voltage.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、リンギングチョー
クコンバータ及び過負荷検出方法に関する。
The present invention relates to a ringing choke converter and an overload detection method.

【0002】[0002]

【従来の技術】図3は、従来の一般的なリンギングチョ
ークコンバータの回路図である。
2. Description of the Related Art FIG. 3 is a circuit diagram of a conventional general ringing choke converter.

【0003】図3において、リンギングチョークコンバ
ータは、商用交流電圧入力端子Vinと、入力された交流
電圧を整流する整流ブリッジダイオードD1と、整流さ
れた脈流電圧を平滑して直流電圧にする一次平滑コンデ
ンサC1と、一次巻線N1、二次巻線N2、制御巻線N
3を有するトランスT1と、一次平滑コンデンサC1の
両端にトランスT1の一次巻線N1を介し直列に接続さ
れるスイッチング素子Q1と電流検出用抵抗R8と、ト
ランスT1の制御巻線N3とスイッチング素子Q1の制
御端子間に構成される発振制御回路1と、一次平滑コン
デンサC1の正極とスイッチング素子Q1の制御端子間
に接続される起動抵抗R1と、トランスT1の二次巻線
N2の負極にアノードを接続され交流出力電圧を整流す
る整流ダイオードD2と、整流ダイオードD2のカソー
ドとトランスT1の二次巻線N2の正極との間に接続さ
れ前記整流された脈流電圧を平滑する二次平滑コンデン
サC4と、この二次平滑コンデンサC4の両端にそれぞ
れ接続される正側出力電圧端子(+)及び負側出力電圧
端子(−)と、出力電圧端子(+)、(−)間に接続さ
れる出力電圧検出回路2と、出力電圧検出回路2と前記
電流検出用抵抗R8の両端とスイッチング素子Q1の制
御端子との間に構成される過電流保護回路4から構成さ
れている。
In FIG. 3, a ringing choke converter includes a commercial AC voltage input terminal Vin, a rectifying bridge diode D1 for rectifying an input AC voltage, and a primary smoothing rectified pulsating voltage to a DC voltage. Capacitor C1, primary winding N1, secondary winding N2, control winding N
, A switching element Q1 and a current detection resistor R8 connected in series to both ends of a primary smoothing capacitor C1 via a primary winding N1 of the transformer T1, a control winding N3 and a switching element Q1 of the transformer T1. An oscillation control circuit 1 configured between the control terminals of the switching element Q1, a starting resistor R1 connected between the positive terminal of the primary smoothing capacitor C1 and the control terminal of the switching element Q1, and an anode connected to the negative terminal of the secondary winding N2 of the transformer T1. A rectifying diode D2 connected to rectify the AC output voltage, and a secondary smoothing capacitor C4 connected between the cathode of the rectifying diode D2 and the positive electrode of the secondary winding N2 of the transformer T1 for smoothing the rectified pulsating voltage. A positive output voltage terminal (+) and a negative output voltage terminal (-) respectively connected to both ends of the secondary smoothing capacitor C4; An output voltage detection circuit 2 connected between the voltage terminals (+) and (-); an output voltage detection circuit 2; an output voltage detection circuit 2; It comprises a current protection circuit 4.

【0004】前記発振制御回路1は、制御巻線N3の正
極とスイッチング素子Q1の制御端子との間に直列に接
続されるコンデンサC2及び抵抗R2と、コレクタ端子
及びエミッタ端子がそれぞれスイッチング素子Q1の制
御端子と制御巻線N3との間に接続されるNPNトラン
ジスタTr1と、スイッチング素子Q1の制御端子と制
御巻線N3との間に直列に接続され両者の接続点がトラ
ンジスタTr1のベース端子に接続されるフォトトラン
ジスタPT1及びコンデンサC3とにより構成されてい
る。
The oscillation control circuit 1 has a capacitor C2 and a resistor R2 connected in series between a positive electrode of a control winding N3 and a control terminal of a switching element Q1, and a collector terminal and an emitter terminal connected to the switching element Q1. An NPN transistor Tr1 connected between the control terminal and the control winding N3, and a connection point between the control terminal of the switching element Q1 and the control winding N3 connected in series to a base terminal of the transistor Tr1 And a capacitor C3.

【0005】前記出力電圧検出回路2は、出力電圧端子
(+)、(−)間に直列に接続される抵抗R4、R5
と、出力電圧端子(+)、(−)間に直列に接続される
抵抗R3、フォトダイオードPD1、及びリファレンス
端子が抵抗R4とR5との接続点に接続されるシャント
レギュレータSrとにより構成されている。また、前記
過電流保護回路4は、電流検出用抵抗R8と、この電流
検出用抵抗R8の両端に接続されるコンデンサC7と、
コレクタ端子がスイッチング素子Q1の制御端子に、ベ
ース端子とエミッタ端子が電流検出用抵抗R8の両端に
それぞれ接続されるNPNトランジスタTr3とにより
構成されている。
The output voltage detecting circuit 2 includes resistors R4 and R5 connected in series between output voltage terminals (+) and (-).
And a resistor R3 and a photodiode PD1 connected in series between the output voltage terminals (+) and (-), and a shunt regulator Sr whose reference terminal is connected to a connection point between the resistors R4 and R5. I have. The overcurrent protection circuit 4 includes a current detection resistor R8, a capacitor C7 connected to both ends of the current detection resistor R8,
The collector terminal includes a control terminal of the switching element Q1, and the base terminal and the emitter terminal include an NPN transistor Tr3 connected to both ends of the current detection resistor R8.

【0006】かかる構成において、交流入力電圧Vin
は、整流ブリッジダイオードD1により整流され、平滑
コンデンサC1により平滑されて直流電圧とされる。こ
の直流電圧により起動抵抗R1を通してスイッチング素
子Q1の制御端子(ゲート)が充電されて電位が上昇
し、スイッチング素子Q1がオン動作を始める。トラン
スの一次巻線N1には正極側を正として、直流電圧が印
加され、制御巻線N3にも正極側を正とする電圧が誘起
される。この電圧は、発振制御回路1を介してスイッチ
ング素子Q1の制御端子に正帰還されて、スイッチング
素子Q1が完全にオンする。
In such a configuration, the AC input voltage Vin
Are rectified by a rectifying bridge diode D1 and smoothed by a smoothing capacitor C1 to be a DC voltage. The control terminal (gate) of the switching element Q1 is charged by the DC voltage through the starting resistor R1, the potential rises, and the switching element Q1 starts an ON operation. A DC voltage is applied to the primary winding N1 of the transformer with the positive side being positive, and a voltage is induced in the control winding N3 with the positive side being positive. This voltage is positively fed back to the control terminal of the switching element Q1 via the oscillation control circuit 1, and the switching element Q1 is completely turned on.

【0007】スイッチング素子Q1のオンによりトラン
スT1の一次巻線N1には一次電流Idが流れる。そし
て、スイッチング素子Q1のオン期間は、発振制御回路
1によって制御される。具体的には、出力電圧が上昇し
ようとすると出力電圧検出回路2がこれを検出し、シャ
ントレギュレータSrがオンとなり、フォトダイオード
PD1がオン、フォトトランジスタPT1がオンとな
り、発振制御回路1のトランジスタTr1がオンとな
る。発振制御回路1は、スイッチング素子Q1のゲート
電荷をトランジスタTr1を通して放電して、スイッチ
ング素子Q1をオフにする。スイッチング素子Q1がオ
フになるまでトランスT1の一次巻線N1にはエネルギ
が蓄積されている。そして、スイッチング素子Q1がオ
フされると、トランスT1は逆起電力によって全ての巻
線N1〜N3の極性が反転する。従って、トランスT1
の二次巻線N2の負極側からダイオードD2を通して平
滑コンデンサC4を充電する二次電流Ifが流れて前記
蓄積されたエネルギが放出される。そして、エネルギを
放出し終わるとトランスT1の全ての巻線N1〜N3の
極性が再び反転し、発振制御回路1を介して再びスイッ
チング素子Q1のゲートを充電し始め、スイッチング素
子Q1をオンにする。これら一連の動作を繰り返してリ
ンギングチョークコンバータ発振動作を営み、出力端子
(+)、(−)間に所定の定電圧Voを出力する。
When the switching element Q1 is turned on, a primary current Id flows through the primary winding N1 of the transformer T1. The ON period of the switching element Q1 is controlled by the oscillation control circuit 1. Specifically, when the output voltage attempts to rise, the output voltage detection circuit 2 detects this, the shunt regulator Sr is turned on, the photodiode PD1 is turned on, the phototransistor PT1 is turned on, and the transistor Tr1 of the oscillation control circuit 1 is turned on. Turns on. The oscillation control circuit 1 discharges the gate charge of the switching element Q1 through the transistor Tr1, and turns off the switching element Q1. Energy is stored in the primary winding N1 of the transformer T1 until the switching element Q1 is turned off. When the switching element Q1 is turned off, the polarity of all the windings N1 to N3 of the transformer T1 is reversed by the back electromotive force. Therefore, the transformer T1
The secondary current If for charging the smoothing capacitor C4 flows from the negative electrode side of the secondary winding N2 through the diode D2, and the stored energy is released. When the energy is completely released, the polarities of all the windings N1 to N3 of the transformer T1 are inverted again, and the gate of the switching element Q1 is started to be charged again via the oscillation control circuit 1, and the switching element Q1 is turned on. . By repeating these series of operations, the ringing choke converter oscillates and outputs a predetermined constant voltage Vo between the output terminals (+) and (-).

【0008】ここで、リンギングチョークコンバータ
は、出力端子(+)、(−)とに接続された電力の供給
先である本体側が例えば、故障等の理由で過負荷となる
ような異常事態において、本体、或いはリンギングチョ
ークコンバータの二重故障により発火、発煙に至る虞が
ある。
[0008] Here, the ringing choke converter is used in an abnormal situation in which the power supply destination connected to the output terminals (+) and (-) is overloaded due to, for example, a failure. There is a possibility that ignition or smoking may occur due to double failure of the main body or the ringing choke converter.

【0009】この問題を解決するために、電流検出用抵
抗R8と、コンデンサC7と、NPNトランジスタTr
3とによって過電流保護回路4を構成し、負荷電力の上
昇に比例する電流検出用抵抗R8の両端電圧を常に監視
し、この電圧が上昇した場合、直ちにリンギングチョー
クコンバータの発振動作を停止させる。
In order to solve this problem, a current detecting resistor R8, a capacitor C7, an NPN transistor Tr
3 constitutes an overcurrent protection circuit 4, which constantly monitors the voltage across the current detection resistor R8, which is proportional to the rise in load power, and immediately stops the oscillating operation of the ringing choke converter when this voltage rises.

【0010】即ち、電流検出用抵抗R8の両端電圧が高
くなり、コンデンサC7の電圧がトランジスタTr3の
ベース・エミッタ間オン電圧よりも高くなると、当該ト
ランジスタTr3がオンとなり、スイッチング素子Q1
の制御端子電圧をコレクタ−エミッタ間飽和電圧まで下
げ(Lowレベルに落として)スイッチング素子Q1をオ
フ状態にして発振動作を停止させる。このような構成に
より、電力の供給先である本体側の過負荷という異常事
態において、本体、或いはリンギングチョークコンバー
タの二重故障による発火、発煙等を回避するようにして
いる。
That is, when the voltage between both ends of the current detecting resistor R8 becomes higher and the voltage of the capacitor C7 becomes higher than the base-emitter ON voltage of the transistor Tr3, the transistor Tr3 turns on and the switching element Q1
Is lowered to the collector-emitter saturation voltage (to a low level), the switching element Q1 is turned off, and the oscillation operation is stopped. With such a configuration, in an abnormal situation such as an overload on the main body side to which power is supplied, it is possible to avoid ignition, smoking, and the like due to a double failure of the main body or the ringing choke converter.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のリンギングチョークコンバータの構成においては、
一次平滑コンデンサC1、一次巻線N1、スイッチング
素子Q1によって構成される一次側のメインループに直
列挿入される電流検出用抵抗R8に常に電流が流れるた
めに、熱損失を発生し、リンギングチョークコンバータ
の効率が悪化したり、場合によっては電流検出用抵抗R
8が過熱して発火するような重大な故障を招く虞があっ
た。
However, in the configuration of the conventional ringing choke converter described above,
Since a current always flows through the current detecting resistor R8 inserted in series with the primary side main loop constituted by the primary smoothing capacitor C1, the primary winding N1, and the switching element Q1, heat loss is generated, and the ringing choke converter is turned off. Efficiency deteriorates, and in some cases, the current detection resistor R
8 could overheat and cause a serious failure such as ignition.

【0012】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
で、電流検出用抵抗を使用することなく過負荷を検出
し、効率の悪化や抵抗の過熱の虞を回避するようにした
過電流保護回路を備えたリンギングチョークコンバータ
及び過負荷検出方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and detects overload without using a current detection resistor, thereby avoiding the risk of deterioration in efficiency and overheating of the resistor. An object of the present invention is to provide a ringing choke converter having a protection circuit and an overload detection method.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項1に係わるリンギングチョークコン
バータは、交流電圧入力を整流し、平滑コンデンサで平
滑して生成した直流電圧をスイッチング素子によりスイ
ッチングして所定の定電圧を出力すると共に、過負荷時
に前記スイッチング素子の動作を停止させる過電流保護
回路を備えたリンギングチョークコンバータにおいて、
前記過電流保護回路は、前記平滑コンデンサに並列に接
続され、前記平滑コンデンサのリプル電圧を抽出するリ
プル電圧検出回路と、前記スイッチング素子の制御端子
に接続され、前記リプル電圧が閾値を超えたときに前記
スイッチング素子の動作を停止させる制御手段とから成
ることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a ringing choke converter according to a first aspect of the present invention rectifies an AC voltage input and smoothes a DC voltage generated by a smoothing capacitor to a switching element. In the ringing choke converter provided with an overcurrent protection circuit for switching and outputting a predetermined constant voltage and stopping the operation of the switching element when overloaded,
The overcurrent protection circuit is connected in parallel to the smoothing capacitor, is connected to a ripple voltage detection circuit that extracts a ripple voltage of the smoothing capacitor, and is connected to a control terminal of the switching element, and when the ripple voltage exceeds a threshold value. And control means for stopping the operation of the switching element.

【0014】請求項2に係るリンギングチョークコンバ
ータは、請求項1に係わるリンギングチョークコンバー
タにおいて、前記リプル電圧検出回路は、ハイパスフィ
ルタであることを特徴とする。
A ringing choke converter according to a second aspect of the present invention is the ringing choke converter according to the first aspect, wherein the ripple voltage detection circuit is a high-pass filter.

【0015】請求項3に係るリンギングチョークコンバ
ータは、請求項1に係わるリンギングチョークコンバー
タにおいて、前記制御手段は、前記リプル電圧を整流し
て平滑する整流・平滑回路と、前記スイッチング素子の
制御端子に接続され、前記整流・平滑回路の出力電圧が
閾値を超えたときに前記スイッチング素子の動作を停止
させる第2のスイッチング素子とから成ることを特徴と
する。
According to a third aspect of the present invention, in the ringing choke converter according to the first aspect, the control means includes a rectifying / smoothing circuit for rectifying and smoothing the ripple voltage and a control terminal of the switching element. A second switching element that is connected and stops the operation of the switching element when the output voltage of the rectifying / smoothing circuit exceeds a threshold value.

【0016】請求項4に係るリンギングチョークコンバ
ータは、請求項3に係わるリンギングチョークコンバー
タにおいて、前記第2のスイッチング素子は、コレクタ
が前記スイッチング素子の制御端子に、エミッタがアー
スに、ベースが前記整流・平滑回路に夫々接続され、前
記整流・平滑回路の出力電圧がベース−エミッタ間オン
電圧を超えたときに導通するトランジスタであることを
特徴とする。
A ringing choke converter according to a fourth aspect is the ringing choke converter according to the third aspect, wherein the second switching element has a collector connected to a control terminal of the switching element, an emitter connected to the ground, and a base connected to the rectifier. -Each of the transistors is connected to a smoothing circuit, and is turned on when the output voltage of the rectifying / smoothing circuit exceeds a base-emitter ON voltage.

【0017】請求項5に係るリンギングチョークコンバ
ータの過負荷検出方法は、交流電圧入力を整流し、平滑
コンデンサで平滑して生成した直流入力電圧をスイッチ
ング素子によりスイッチングして所定の定電圧を出力す
ると共に、過負荷時に前記スイッチング素子の動作を停
止させる過電流保護回路を備えたリンギングチョークコ
ンバータの過負荷検出方法において、前記平滑コンデン
サのリプル電圧を抽出して過負荷を検出することを特徴
とする。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for detecting an overload in a ringing choke converter, wherein a DC input voltage generated by rectifying an AC voltage input and smoothed by a smoothing capacitor is switched by a switching element to output a predetermined constant voltage. A method for detecting an overload of a ringing choke converter including an overcurrent protection circuit for stopping the operation of the switching element when the load is overloaded, wherein an overload is detected by extracting a ripple voltage of the smoothing capacitor. .

【0018】請求項6に係るリンギングチョークコンバ
ータの過負荷検出方法は、請求項5に係わるリンギング
チョークコンバータの過負荷検出方法において、前記リ
プル電圧は、前記平滑コンデンサに並列に接続したハイ
パスフィルタにより抽出することを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the overload detecting method for a ringing choke converter according to the fifth aspect, the ripple voltage is extracted by a high-pass filter connected in parallel to the smoothing capacitor. It is characterized by doing.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0020】図1は、本発明に係るリンギングチョーク
コンバータの回路図である。尚、図3に示す従来例のリ
ンギングチョークコンバータと同じ構成要素には同一の
符号を付して詳細な説明を省略し、従来例との相異点に
ついてのみ説明する。
FIG. 1 is a circuit diagram of a ringing choke converter according to the present invention. The same components as those of the ringing choke converter of the conventional example shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof will be omitted, and only differences from the conventional example will be described.

【0021】図1に示すリンギングチョークコンバータ
の回路は、図3に示す一般的なリンギングチョークコン
バータの回路に対し、電流検出用抵抗R8及び過電流保
護回路4に代えて、過電流保護回路として一次平滑コン
デンサC1の両端及びスイッチング素子Q1の制御端子
とアースとの間にリップル電圧検出過電流保護回路3を
設けている。このリップル電圧検出過電流保護回路3
は、平滑コンデンサC1のリプル電圧を検出するリプル
電圧検出回路3aと、リプル電圧検出回路3aの検出電
圧が閾値(所定値)を超えたときに発振制御回路1の発
振動作を停止させる制御手段3bとにより構成されてい
る。
The circuit of the ringing choke converter shown in FIG. 1 is different from the circuit of the general ringing choke converter shown in FIG. 3 in that a primary current is used as an overcurrent protection circuit instead of the current detection resistor R8 and the overcurrent protection circuit 4. A ripple voltage detection overcurrent protection circuit 3 is provided between both ends of the smoothing capacitor C1 and between the control terminal of the switching element Q1 and the ground. This ripple voltage detection overcurrent protection circuit 3
Are a ripple voltage detection circuit 3a for detecting a ripple voltage of the smoothing capacitor C1, and a control means 3b for stopping the oscillation operation of the oscillation control circuit 1 when the detection voltage of the ripple voltage detection circuit 3a exceeds a threshold value (predetermined value). It is composed of

【0022】リプル電圧検出回路3aは、一次平滑コン
デンサC1の両端に直列に接続されるコンデンサC5と
抵抗R6と抵抗R7とにより構成されている。かかる構
成のリプル電圧検出回路3aは、ハイパスフィルタで、
抵抗R6と抵抗R7との接続点において平滑コンデンサ
C1のリプル電圧を抽出することができる。
The ripple voltage detecting circuit 3a includes a capacitor C5, a resistor R6, and a resistor R7 connected in series to both ends of a primary smoothing capacitor C1. The ripple voltage detection circuit 3a having such a configuration is a high-pass filter,
The ripple voltage of the smoothing capacitor C1 can be extracted at the connection point between the resistors R6 and R7.

【0023】制御手段3bは、コレクタ端子がスイッチ
ング素子Q1の制御端子に接続され、エミッタ端子が一
次平滑コンデンサの負極端子に接続される第2のスイッ
チング素子としてのNPNトランジスタTr2と、アノ
ード端子が抵抗R6と抵抗R7との接続点に接続され、
カソード端子がNPNトランジスタTr2のベース端子
に接続されるダイオードD3と、トランジスタTr2の
ベース・エミッタ間に並列に接続されるコンデンサC6
とから成る整流・平滑回路とにより構成されている。
尚、説明のため、抵抗R6とR7との接続点をa、トラ
ンジスタTr2のベース端子をb、スイッチング素子Q
1の制御端子をcで表す。
The control means 3b includes an NPN transistor Tr2 as a second switching element having a collector terminal connected to the control terminal of the switching element Q1, an emitter terminal connected to the negative terminal of the primary smoothing capacitor, and an anode terminal connected to a resistor. Connected to the connection point between R6 and resistor R7,
A diode D3 having a cathode terminal connected to the base terminal of the NPN transistor Tr2, and a capacitor C6 connected in parallel between the base and the emitter of the transistor Tr2.
And a rectifying / smoothing circuit comprising:
For the sake of explanation, the connection point between the resistors R6 and R7 is a, the base terminal of the transistor Tr2 is b, and the switching element Q
One control terminal is represented by c.

【0024】以下、図1の回路図と、図2の動作波形図
を用いて回路動作を説明する。
The circuit operation will be described below with reference to the circuit diagram of FIG. 1 and the operation waveform diagram of FIG.

【0025】図2は、図1に示すリンギングチョークコ
ンバータのリップル電圧検出過電流保護回路3の動作波
形の一例を示す図である。図2において、(1)は、一
次平滑コンデンサC1の両端間の電圧波形、(2)は、
点a−GND間の電圧波形、(3)は、点b−GND間
の電圧波形、(4)は、点c−GND間の電圧波形を示
す。また、は、通常負荷時の波形を示し、は、過負
荷時の波形を示している。
FIG. 2 is a diagram showing an example of an operation waveform of the ripple voltage detection overcurrent protection circuit 3 of the ringing choke converter shown in FIG. In FIG. 2, (1) is a voltage waveform between both ends of the primary smoothing capacitor C1, and (2) is
The voltage waveform between point a and GND, (3) shows the voltage waveform between point b and GND, and (4) shows the voltage waveform between point c and GND. Indicates a waveform at the time of normal load, and indicates a waveform at the time of overload.

【0026】一次側平滑コンデンサC1の両端には直流
電圧に重畳される形でリプル電圧が現れる。このリプル
電圧は、通常負荷時には図2(1)のに示すように小
さなリップル電圧Vrip1が現れる。そして、コンデンサ
C5、抵抗R6、R7から成るリプル電圧検出回路(ハ
イパスフィルタ)によりリップル電圧Vrip1のみを抽出
して図2(2)のに示すような電圧波形を得る。この
抽出したリプル電圧Vrip1をダイオードD3、コンデン
サC6から成る整流・平滑回路により整流平滑して図2
(3)のに示すようなb−GND間電圧(直流電圧)
V1を得る。
A ripple voltage appears at both ends of the primary side smoothing capacitor C1 in a form superimposed on the DC voltage. This ripple voltage shows a small ripple voltage Vrip1 as shown in FIG. 2A under a normal load. Then, only the ripple voltage Vrip1 is extracted by the ripple voltage detection circuit (high-pass filter) including the capacitor C5 and the resistors R6 and R7 to obtain a voltage waveform as shown in FIG. The extracted ripple voltage Vrip1 is rectified and smoothed by a rectifying / smoothing circuit including a diode D3 and a capacitor C6, as shown in FIG.
B-GND voltage (DC voltage) as shown in (3)
Get V1.

【0027】このb−GND間電圧V1は、通常負荷時に
はトランジスタTr2のベース−エミッタ間オン電圧Vb
e(on)よりも小さいため、トランジスタTr2はオフ状
態であり、コレクタ−エミッタ間がHighインピーダンス
となり、c−GND間はHighインピーダンスとなってい
る。このとき、スイッチング素子Q1の制御端子には通
常の発振波形(スイッチング周波数)が加えられる(図
2(4))。これによりリンギングチョークコンバー
タは、通常の動作をする。
The b-GND voltage V1 is equal to the base-emitter ON voltage Vb of the transistor Tr2 under normal load.
Since it is smaller than e (on), the transistor Tr2 is in the off state, the high impedance is between the collector and the emitter, and the high impedance is between c and GND. At this time, a normal oscillation waveform (switching frequency) is applied to the control terminal of the switching element Q1 (FIG. 2 (4)). As a result, the ringing choke converter operates normally.

【0028】一方、過負荷時には平滑コンデンサC1の
両端に図2(1)に示すように大きなリップル電圧Vr
ip2が現れる。このリップル電圧Vrip2が抽出され(図2
(2))、整流平滑されて図2(3)に示すような
b−GND間電圧(直流電圧)V2が得られる。
On the other hand, at the time of overload, a large ripple voltage Vr is applied across the smoothing capacitor C1 as shown in FIG.
ip2 appears. This ripple voltage Vrip2 is extracted (Fig. 2
(2)) and rectified and smoothed to obtain a b-GND voltage (DC voltage) V2 as shown in FIG. 2 (3).

【0029】このb−GND間電圧V2がトランジスタT
r2のベース−エミッタ間オン電圧に達すると、トラン
ジスタTr2がオン状態となり、c−GND間がLowイ
ンピーダンスとなり、スイッチング素子Q1の制御端子
電圧をトランジスタTr2のコレクタ・エミッタ間飽和
電圧Vce(sat)まで下げる。これにより、スイッチング素
子Q1がオフ状態となり、発振動作が停止される(図2
(4))。
The b-GND voltage V2 is equal to the transistor T
When the base-emitter ON voltage of r2 is reached, the transistor Tr2 is turned on, the impedance between c and GND becomes low impedance, and the control terminal voltage of the switching element Q1 is reduced to the collector-emitter saturation voltage Vce (sat) of the transistor Tr2. Lower. As a result, the switching element Q1 is turned off, and the oscillation operation is stopped (see FIG. 2).
(4)).

【0030】このように、一次側平滑コンデンサC1の
両端に重畳されるリップル電圧をリップル電圧検出過電
流保護回路3により検出し、リップル電圧が閾値よりも
大きければスイッチング素子Q1の制御端子電圧をLow
レベルに落として、リンギングチョークコンバータの発
振動作を停止させる。これにより、電流検出用抵抗を使
用することなく過負荷を検出することができ、効率の悪
化や過電流による発火等を回避してリンギングチョーク
コンバータを保護することができる。
As described above, the ripple voltage superimposed on both ends of the primary side smoothing capacitor C1 is detected by the ripple voltage detection overcurrent protection circuit 3, and if the ripple voltage is larger than the threshold value, the control terminal voltage of the switching element Q1 is set to Low.
Then, the oscillation operation of the ringing choke converter is stopped. As a result, overload can be detected without using a current detection resistor, and the ringing choke converter can be protected by avoiding deterioration of efficiency, ignition due to overcurrent, and the like.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1及び5の
発明によれば、交流電圧入力を整流し、平滑コンデンサ
で平滑して直流電圧を生成する平滑コンデンサのリプル
電圧を抽出し、このリプル電圧が閾値を超えたときにス
イッチング素子の動作を停止させることにより、電流検
出用抵抗を使用することなく簡単な回路構成により過負
荷を検出することができ、効率の悪化や過電流による抵
抗の発火の危険性を回避することが可能となる。
As described above, according to the first and fifth aspects of the present invention, the ripple voltage of the smoothing capacitor for rectifying the AC voltage input and smoothing with the smoothing capacitor to generate the DC voltage is extracted. By stopping the operation of the switching element when the ripple voltage exceeds the threshold, overload can be detected with a simple circuit configuration without using a current detection resistor, and the efficiency is reduced and the resistance due to overcurrent is reduced. Can be avoided.

【0032】請求項2及び6の発明では、リプル電圧検
出回路をハイパスフィルタとすることで、簡単且つ安価
に構成することができる。
According to the second and sixth aspects of the present invention, a simple and inexpensive configuration can be achieved by using a high-pass filter as the ripple voltage detection circuit.

【0033】請求項3の発明では、スイッチング素子の
動作を停止させる制御手段を、リプル電圧を整流して平
滑する整流・平滑回路と、前記整流・平滑回路の出力電
圧が閾値を超えたときに前記制御回路の動作を停止させ
る第2のスイッチング素子とにより構成することで、簡
単な回路構成とすることができる。
According to the third aspect of the present invention, the control means for stopping the operation of the switching element includes a rectifying / smoothing circuit for rectifying and smoothing the ripple voltage, and a controller for controlling the output voltage of the rectifying / smoothing circuit to exceed a threshold value. A simple circuit configuration can be achieved by using the second switching element that stops the operation of the control circuit.

【0034】請求項4の発明では、第2のスイッチング
素子をトランジスタとすることで、安価な過電圧保護回
路を提供することができる。
According to the fourth aspect of the present invention, an inexpensive overvoltage protection circuit can be provided by using a transistor as the second switching element.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るリンギングチョークコンバータの
回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a ringing choke converter according to the present invention.

【図2】図1に示すリンギングチョークコンバータのリ
プル電圧検出過電流保護回路の動作波形の一例を示す図
である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of an operation waveform of a ripple voltage detection overcurrent protection circuit of the ringing choke converter shown in FIG.

【図3】従来の一般的なリンギングチョークコンバータ
の回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram of a conventional general ringing choke converter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 発振制御回路 2 出力電圧検出回路 3 リップル電圧検出過電流保護回路(過電流保護回
路) 3a リップル電圧検出回路(ハイパスフィルタ) 3b 制御手段 4 過電流保護回路 Vin 商用交流電圧 (+) 出力電圧端子の正極 (−) 出力電圧端子の負極 T1 トランス N1 トランスT1の一次巻線 N2 トランスT1の二次巻線 N3 トランスT1の制御巻線 Q1 スイッチング素子 D1 整流ブリッジダイオード D2、D3 整流ダイオード C1 一次平滑コンデンサ C2 二次平滑コンデンサ C3〜C7 コンデンサ PD1 フォトダイオード PT1 フォトトランジスタ R1 起動抵抗 R2〜R7 抵抗素子 Sr シャントレギュレータ Tr1、Tr2 NPN型トランジスタ a リップル電圧検出過電流保護回路3のリップル電圧
波高値検出端子 b NPNトランジスタTr2のベース端子 c スイッチング素子Q1の制御端子
1 Oscillation control circuit 2 Output voltage detection circuit 3 Ripple voltage detection overcurrent protection circuit (Overcurrent protection circuit) 3a Ripple voltage detection circuit (High pass filter) 3b Control means 4 Overcurrent protection circuit Vin Commercial AC voltage (+) Output voltage terminal Negative pole of output voltage terminal T1 Transformer N1 Primary winding of transformer T1 N2 Secondary winding of transformer T1 N3 Control winding of transformer T1 Switching element D1 Rectifying bridge diode D2, D3 Rectifying diode C1 Primary smoothing capacitor C2 Secondary smoothing capacitor C3 to C7 Capacitor PD1 Photodiode PT1 Phototransistor R1 Start-up resistor R2 to R7 Resistance element Sr Shunt regulator Tr1, Tr2 NPN type transistor a Ripple voltage detection Ripple voltage peak value detection of overcurrent protection circuit 3 The control terminal of the base terminal c the switching element Q1 of the child b NPN transistor Tr2

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 交流電圧入力を整流し、平滑コンデンサ
で平滑して生成した直流電圧をスイッチング素子により
スイッチングして所定の定電圧を出力すると共に、過負
荷時に前記スイッチング素子の動作を停止させる過電流
保護回路を備えたリンギングチョークコンバータにおい
て、 前記過電流保護回路は、 前記平滑コンデンサに並列に接続され、前記平滑コンデ
ンサのリプル電圧を抽出するリプル電圧検出回路と、 前記スイッチング素子の制御端子に接続され、前記リプ
ル電圧が閾値を超えたときに前記スイッチング素子の動
作を停止させる制御手段とから成ることを特徴とするリ
ンギングチョークコンバータ。
An AC voltage input is rectified, a DC voltage generated by smoothing with a smoothing capacitor is switched by a switching element to output a predetermined constant voltage, and operation of the switching element is stopped when an overload occurs. In a ringing choke converter including a current protection circuit, the overcurrent protection circuit is connected in parallel to the smoothing capacitor, and connected to a ripple voltage detection circuit that extracts a ripple voltage of the smoothing capacitor; and a control terminal of the switching element. And a control means for stopping the operation of the switching element when the ripple voltage exceeds a threshold value.
【請求項2】 前記リプル電圧検出回路は、ハイパスフ
ィルタであることを特徴とする請求項1に記載のリンギ
ングチョークコンバータ。
2. The ringing choke converter according to claim 1, wherein said ripple voltage detection circuit is a high-pass filter.
【請求項3】 前記制御手段は、 前記リプル電圧を整流して平滑する整流・平滑回路と、 前記スイッチング素子の制御端子に接続され、前記整流
・平滑回路の出力電圧が閾値を超えたときに前記スイッ
チング素子の動作を停止させる第2のスイッチング素子
とから成ることを特徴とする請求項1に記載のリンギン
グチョークコンバータ。
3. The rectifying / smoothing circuit for rectifying and smoothing the ripple voltage, wherein the rectifying / smoothing circuit is connected to a control terminal of the switching element, and when the output voltage of the rectifying / smoothing circuit exceeds a threshold value. The ringing choke converter according to claim 1, further comprising a second switching element for stopping the operation of the switching element.
【請求項4】 前記第2のスイッチング素子は、 コレクタが前記スイッチング素子の制御端子に、エミッ
タがアースに、ベースが前記整流・平滑回路に夫々接続
され、前記整流・平滑回路の出力電圧がベース−エミッ
タ間オン電圧を超えたときに導通するトランジスタであ
ることを特徴とする請求項3に記載のリンギングチョー
クコンバータ。
4. The second switching element, wherein a collector is connected to a control terminal of the switching element, an emitter is connected to the ground, and a base is connected to the rectification / smoothing circuit, and an output voltage of the rectification / smoothing circuit is a base. 4. The ringing choke converter according to claim 3, wherein the transistor is turned on when the emitter-to-emitter turn-on voltage is exceeded.
【請求項5】 交流電圧入力を整流し、平滑コンデンサ
で平滑して生成した直流入力電圧をスイッチング素子に
よりスイッチングして所定の定電圧を出力すると共に、
過負荷時に前記スイッチング素子の動作を停止させる過
電流保護回路を備えたリンギングチョークコンバータの
過負荷検出方法において、 前記平滑コンデンサのリプル電圧を抽出して過負荷を検
出することを特徴とするリンギングチョークコンバータ
の過負荷検出方法。
5. A DC input voltage generated by rectifying an AC voltage input and smoothing with a smoothing capacitor is switched by a switching element to output a predetermined constant voltage.
An overload detection method for a ringing choke converter including an overcurrent protection circuit for stopping operation of the switching element when overloaded, wherein a ringing choke is extracted by extracting a ripple voltage of the smoothing capacitor. Converter overload detection method.
【請求項6】 前記リプル電圧は、前記平滑コンデンサ
に並列に接続したハイパスフィルタにより抽出すること
を特徴とする請求項5に記載のリンギングチョークコン
バータの過負荷検出方法。
6. The method according to claim 5, wherein the ripple voltage is extracted by a high-pass filter connected in parallel to the smoothing capacitor.
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