JP2002218745A - Power supply unit with current-limiting function - Google Patents
Power supply unit with current-limiting functionInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ビデオデッキ付きのテ
レビジョン装置等に適用され、CRTモニタ装置等の高
負荷への電源供給がオンされた際の電流制限を行い、回
路構成素子を保護する機能を有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 is applied to a television set with a video deck, etc., and limits the current when power supply to a high load such as a CRT monitor is turned on to protect circuit components. The present invention relates to a power supply device having a function of performing
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から、直流電源が供給される高周波
トランス(以下トランスという)の1次側巻線にスイッ
チング素子を接続し、このスイッチング素子をPWM
(PulseWidth Modulation)制御することで、2次側に
昇圧出力を得て、これを平滑整流して負荷に直流電源を
供給するスイッチング電源装置が知られている。この種
の電源装置においては、負荷変動に対しても出力電圧が
安定するように、2次側の出力電圧状態を検出してスイ
ッチング素子のオン・オフデューティを制御しており、
また、スイッチング素子に過大電流が流れて同素子が破
壊するのを防止するために、トランスの1次側回路に抵
抗を設けて、1次側に流れる電流を検知し、それにより
最大オンデューティに制限をかけるようにしている(例
えば、特開平11−215820号、特開平10−25
7764号公報等参照)。2. Description of the Related Art Conventionally, a switching element is connected to a primary winding of a high-frequency transformer (hereinafter referred to as a transformer) to which DC power is supplied, and the switching element is connected to a PWM.
There is known a switching power supply device that obtains a boosted output on the secondary side by performing (Pulse Width Modulation) control, smoothes this, and supplies DC power to a load. In this type of power supply device, the on / off duty of the switching element is controlled by detecting the output voltage state on the secondary side so that the output voltage is stabilized even with a load change.
Also, in order to prevent an excessive current from flowing through the switching element and destroy the element, a resistor is provided in the primary circuit of the transformer to detect the current flowing in the primary side, thereby setting the maximum on-duty. Restrictions are applied (for example, JP-A-11-215820, JP-A-10-25
No. 7764).
【0003】上記のような従来のスイッチング電源装置
の一般的な回路構成を図2に示して説明する。電源装置
20は、直流電源(ここではカーバッテリ)Bから入力
端子2を介して1次側に電源が供給されるトランス3
と、このトランス3の1次側巻線3aに流れる電流をオ
ン・オフスイッチングするFET(Field Effect Trans
istor)4と、FET4をPWM制御するコントロール
IC5とを備え、2次側巻線3bに昇圧出力電圧を誘起
させるものである。2次側巻線3bに得られる昇圧出力
は、ダイオードD及びコンデンサC2により整流平滑化
され、出力端子6に直流電圧が出力される。2次側出力
電圧は抵抗R2,R3により検出され、コントロールI
C5のフィードバック端子5bに帰還される。出力端子
6には、負荷7及びモニタ装置であるCRT8がスイッ
チSを介して接続される。A general circuit configuration of the above-described conventional switching power supply device will be described with reference to FIG. The power supply device 20 includes a transformer 3 to which power is supplied from a DC power supply (here, a car battery) B to the primary side via the input terminal 2.
And an FET (Field Effect Transformer) that switches on and off the current flowing through the primary winding 3a of the transformer 3.
istor) 4 and a control IC 5 for PWM-controlling the FET 4 for inducing a boosted output voltage in the secondary winding 3b. The boosted output obtained from the secondary winding 3b is rectified and smoothed by the diode D and the capacitor C2, and a DC voltage is output to the output terminal 6. The secondary output voltage is detected by the resistors R2 and R3, and the control I
The signal is fed back to the feedback terminal 5b of C5. A load 7 and a CRT 8 as a monitor device are connected to the output terminal 6 via a switch S.
【0004】この電源装置20においては、装置の起動
時におけるトランス3の磁気飽和に起因する過電流によ
る回路構成素子の破壊を防止するため、起動時のトラン
ス3の1次側巻線3aに流れる電流を制限するソフトス
タート機能が備えられている。そのために、コントロー
ルIC5はDTC(Dead Time Control)端子5aを有
し、この端子に抵抗R1とコンデンサC1とから成るソ
フトスタート回路が接続されている。また、トランス3
の1次側巻線3aすなわちFET4に流れる電流を抵抗
R8によって電圧に変換して検出し、それにより、ソフ
トスタート回路に並列に接続されたトランジスタTr3
を制御し、DTC端子5aの電位を制御し、もって、1
次側巻線3aに過大な電流が流れるのを抑制し、トラン
ス3の磁気飽和を防止している。In this power supply device 20, the current flows through the primary winding 3a of the transformer 3 at the time of startup in order to prevent destruction of circuit components due to overcurrent caused by magnetic saturation of the transformer 3 at the time of startup of the device. A soft start function to limit the current is provided. For this purpose, the control IC 5 has a DTC (Dead Time Control) terminal 5a, to which a soft start circuit including a resistor R1 and a capacitor C1 is connected. Transformer 3
The current flowing through the primary side winding 3a, that is, the FET 4 is converted into a voltage by the resistor R8 and detected, thereby detecting the transistor Tr3 connected in parallel with the soft start circuit.
To control the potential of the DTC terminal 5a.
An excessive current is suppressed from flowing through the secondary winding 3a, and magnetic saturation of the transformer 3 is prevented.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な電源装置において、カーバッテリ(DC13.2V)
により、数十ワットのビデオデッキ付きテレビジョン装
置(CRT駆動に117Vを必要とする)を動作させる
ような場合に、1次側巻線3aすなわちFET4に比較
的大きい電流が流れるため、電流検知のための抵抗R8
には低抵抗かつ高ワッテージの特殊な抵抗が必要とな
り、高価となる。また、電源装置の起動時には、ソフト
スタート機能が動作するが、動作中に、過大電流が流れ
たとき、例えば、CRTモニタ等の比較的大電力を要す
る負荷がスイッチオンされたときは、ソフトスタート機
能が動作せず、最大オンデューティで電流が流れ、トラ
ンス3が磁気飽和を起こし、FET4等の回路構成素子
を破壊する虞れがある。トランス3が磁気飽和を起こす
のを防止するため、トランスのエアーギャップを広げて
対応する等、過渡時に合わせて設計が成されると、定常
動作時におけるトランス、スイッチング素子等の電流発
熱損失が大きくなる。By the way, in the above-mentioned power supply device, a car battery (13.2V DC) is used.
Thus, when a television device with a video deck of several tens of watts is operated (117 V is required for driving the CRT), a relatively large current flows through the primary winding 3a, that is, the FET 4, so that current detection is performed. Resistor R8 for
Requires special resistance of low resistance and high wattage, which is expensive. The soft start function operates when the power supply device is started. However, when an excessive current flows during operation, for example, when a load requiring relatively large power such as a CRT monitor is switched on, the soft start function is activated. The function does not operate, a current flows at the maximum on-duty, the transformer 3 may be magnetically saturated, and the circuit components such as the FET 4 may be destroyed. If the transformer 3 is designed in response to a transient time, for example, by increasing the air gap of the transformer to prevent the magnetic saturation of the transformer 3, the heat loss of the current of the transformer, the switching element, etc. during the steady operation is large. Become.
【0006】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、低電圧電源から電源が供給され
るトランスの1次側電流をスイッチング素子によりPW
M制御することで、2次側に昇圧出力を得る電源装置に
おいて、1次側巻線に流れる電流を検知して過電流防止
を図るために高ワッテージの特殊な抵抗を必要とせず、
低コストとなり、また、電源装置の起動後に比較的電力
消費の大きい負荷への電源供給オン時に、最大オンデュ
ーティを制限してトランスが磁気飽和を起こすことを防
止し、スイッチング素子等を破壊する虞れをなくし、し
かも、定常動作時の電流発熱損失を抑えた電源装置を提
供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and a switching element controls a primary side current of a transformer supplied from a low-voltage power supply by a switching element.
By performing the M control, in a power supply device that obtains a boosted output on the secondary side, a special high-wattage resistor is not required to detect a current flowing in the primary winding and to prevent an overcurrent,
When the power supply is turned on to a load that consumes relatively large power after starting the power supply device, the maximum on-duty is limited to prevent the transformer from causing magnetic saturation, and the switching element may be destroyed. It is an object of the present invention to provide a power supply device that eliminates the above problem and suppresses current heat loss during steady operation.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1の発明は、1次側巻線及び2次側巻線を有
し、2次側に昇圧出力を得て負荷に電源を供給する昇圧
トランスと、この昇圧トランスの1次側に供給される直
流電源電圧をスイッチングするFET(Field Effect T
ransistor)と、このFETをPWM(Pulse Width Mod
ulation)制御すると共に前記昇圧トランスの2次側の
整流平滑出力をフィードバックして該2次側出力を一定
に保持しようと制御する制御回路とを備え、この制御回
路は、前記1次側巻線に流れる電流が過大になることを
抑制するためにPWM制御のオンデューティを制御する
信号が入力される制御端子を持つ電源装置において、前
記制御端子には、装置の電源投入時にソフトスタート動
作するためのRC回路が接続されており、前記昇圧トラ
ンスの1次側に供給される直流電源がバッテリ電源であ
り、電源装置により電源が供給される負荷の1つがCR
T(Cathode Ray Tube)モニタ装置であり、このモニタ
装置への電源供給オンの信号入力により、一定時間だけ
PWM制御の最大オンデューティを制限するように前記
制御端子に制御信号を与える調整回路を備え、この調整
回路は、前記モニタへの電源供給オン入力により導通
し、前記制御端子をグランド(GND)に接続する第1
のトランジスタと、該電源供給オン入力を受けて動作す
るRC時定数回路と、このRC時定数回路の充電電圧に
より導通制御され、前記第1のトランジスタを制御する
第2のトランジスタとから構成されるものである。In order to achieve the above object, the invention of claim 1 has a primary winding and a secondary winding, obtains a boosted output on a secondary side, and supplies a power to a load. Transformer that supplies DC and a FET (Field Effect T) that switches the DC power supply voltage supplied to the primary side of the step-up transformer.
ransistor) and this FET by PWM (Pulse Width Mod
and a control circuit for controlling the secondary winding of the step-up transformer and feeding back the rectified and smoothed output to maintain the secondary output at a constant level. A power supply device having a control terminal to which a signal for controlling the on-duty of the PWM control is inputted in order to suppress an excessive current flowing through the power supply, the control terminal has a soft start operation when the power supply of the device is turned on. Is connected, a DC power supply supplied to the primary side of the step-up transformer is a battery power supply, and one of the loads supplied by the power supply is a CR power supply.
A T (Cathode Ray Tube) monitor device, comprising an adjustment circuit for supplying a control signal to the control terminal so as to limit the maximum on-duty of PWM control for a certain period of time by inputting a power supply ON signal to the monitor device. The adjustment circuit is electrically connected to a power supply on input to the monitor, and connects the control terminal to a ground (GND).
, An RC time constant circuit that operates in response to the power supply ON input, and a second transistor that is controlled to be conductive by the charging voltage of the RC time constant circuit and controls the first transistor. Things.
【0008】この構成においては、バッテリ電源から直
流電源が昇圧トランスの1次側に供給され、電源装置に
電源が投入されたときは、制御回路はその制御端子に接
続されたRC回路によりソフトスタート動作させ、昇圧
トランスの2次側の整流平滑出力をフィードバックして
FETをPWM制御することで、負荷状態に関わらず2
次側出力を一定電圧に保持するように制御する。ソフト
スタート動作後の定常状態時は、制御回路によりRC回
路のコンデンサは充電されていて、制御端子の電位は上
がっている。In this configuration, when DC power is supplied from the battery power supply to the primary side of the step-up transformer, and the power supply is turned on, the control circuit performs a soft start by the RC circuit connected to the control terminal. It operates and feedbacks the rectified and smoothed output on the secondary side of the step-up transformer to perform PWM control on the FET.
Control is performed to maintain the secondary output at a constant voltage. In a steady state after the soft start operation, the capacitor of the RC circuit is charged by the control circuit, and the potential of the control terminal is rising.
【0009】電源装置の動作中に、2次側出力に接続さ
れたCRTモニタ装置(負荷)への電源供給がスイッチ
オンされると、負荷電力が大きいため(2次側出力電圧
が一時低下し)、通常のフィードバックによるPWM制
御により、比較的低電圧のバッテリ電源からトランスの
1次側に最大オンデューティで過大電流が流れようとす
るが、オン信号入力を受けた調整回路は制御端子の電位
を一定時間だけ下げて、ソフトスタート動作開始時と同
様に、FETのPWM制御の最大オンデューティを制限
する。すなわち、調整回路においては、モニタ装置の電
源供給オン信号入力(H)により、第1のトランジスタ
が導通され、制御端子の電位はGNDレベルに下がり、
PWM制御の最大オンデューティを制限することにな
り、1次側巻線に流れる電流を制限し、トランスの磁気
飽和を防止し、スイッチング素子等の破壊を防止する。
また、上記電源供給オン信号入力(H)により、RC時
定数回路の動作もなされることで、該信号入力から一定
時間が経過すると第2のトランジスタを導通させ、これ
により第1のトランジスタを不導通とするので、制御端
子の電位は上昇する。このため、制御回路は上記最大オ
ンデューティの制限を解除して、定常状態のフィードバ
ック制御動作に復帰する。また、かかる動作を行なうた
め、従来のように1次側電流を検知するための抵抗を必
要としない。When the power supply to the CRT monitor (load) connected to the secondary output is switched on during the operation of the power supply device, the load power is large (the secondary output voltage temporarily drops. ), An excessive current tends to flow at a maximum on-duty from a relatively low-voltage battery power supply to the primary side of the transformer by PWM control based on normal feedback. Is reduced by a certain period of time to limit the maximum on-duty of the PWM control of the FET in the same manner as when the soft start operation is started. That is, in the adjustment circuit, the first transistor is turned on by the power supply ON signal input (H) of the monitor device, and the potential of the control terminal drops to the GND level,
This limits the maximum on-duty of the PWM control, thereby limiting the current flowing through the primary winding, preventing magnetic saturation of the transformer, and preventing the switching element and the like from being destroyed.
In addition, the RC time constant circuit is also operated by the power supply ON signal input (H), so that the second transistor is turned on after a lapse of a predetermined time from the signal input, thereby turning off the first transistor. Because of conduction, the potential of the control terminal rises. Therefore, the control circuit releases the limitation of the maximum on-duty and returns to the steady-state feedback control operation. Further, since such an operation is performed, a resistor for detecting a primary current is not required unlike the related art.
【0010】また、請求項2の発明は、1次側巻線及び
2次側巻線を有し、2次側に昇圧出力を得て負荷に電源
を供給する昇圧トランスと、この昇圧トランスの1次側
に供給される直流電源電圧をスイッチングするFET
(Field Effect Transistor)と、このFETをPWM
(Pulse Width Modulation)制御すると共に前記昇圧ト
ランスの2次側の整流平滑出力をフィードバックして該
2次側出力を一定に保持しようと制御する制御回路とを
備え、この制御回路は、前記1次側巻線に流れる電流が
過大になることを抑制するためにPWM制御のオンデュ
ーティを制御する信号が入力される制御端子を持つ電源
装置において、電源装置により電源が供給される負荷装
置への電源供給オンの信号入力により、一定時間だけP
WM制御の最大オンデューティを制限するように前記制
御端子に制御信号を与える調整回路を備えたものであ
る。A second aspect of the present invention provides a step-up transformer having a primary winding and a secondary winding, obtaining a boosted output on the secondary side and supplying power to a load, and a booster for the booster. FET that switches the DC power supply voltage supplied to the primary side
(Field Effect Transistor) and this FET as PWM
(Pulse Width Modulation) and a control circuit for controlling the secondary side of the step-up transformer to feed back a rectified and smoothed output so as to maintain the secondary side output at a constant level. In a power supply device having a control terminal to which a signal for controlling an on-duty of PWM control is input in order to suppress an excessive current flowing through the side winding, a power supply to a load device to which power is supplied by the power supply device By the signal input of supply ON, P
An adjustment circuit for providing a control signal to the control terminal so as to limit the maximum on-duty of the WM control is provided.
【0011】この構成においては、直流電源が昇圧トラ
ンスの1次側に供給され、制御回路は、昇圧トランスの
2次側の整流平滑出力をフィードバックしてFETをP
WM制御することで、負荷状態に関わらず2次側出力を
一定電圧に保持するように制御する。電源装置の動作中
に、本装置から電源が供給される負荷への電源供給がス
イッチオンされると、その瞬間、フィードバックによる
PWM制御により、トランスの1次側に最大オンデュー
ティで電流が流れようとするが、オン信号入力を受けた
調整回路は一定時間だけPWM制御の最大オンデューテ
ィを制限する。これにより、1次側に流れる電流を制限
し、トランスの磁気飽和を防止し、スイッチング素子等
の破壊を防止する。また、このように動作するので、従
来のように1次側電流を検知するための抵抗を必要とし
ない。In this configuration, DC power is supplied to the primary side of the step-up transformer, and the control circuit feeds back the rectified and smoothed output of the secondary side of the step-up transformer to set the FET to the P-side.
By performing the WM control, the secondary side output is controlled to be maintained at a constant voltage regardless of the load state. When the power supply to the load to which the power is supplied is switched on during the operation of the power supply device, at that moment, the PWM control by the feedback will cause the current to flow to the primary side of the transformer with the maximum on-duty. However, the adjustment circuit that receives the ON signal input limits the maximum ON duty of the PWM control for a fixed time. This limits the current flowing to the primary side, prevents magnetic saturation of the transformer, and prevents destruction of switching elements and the like. Further, since the operation is performed in this manner, a resistor for detecting the primary current is not required unlike the related art.
【0012】また、請求項3の発明は、請求項2に記載
の電流制限機能を有する電源装置において、制御端子に
は、装置の電源投入時にソフトスタート動作するための
RC回路がさらに接続されており、昇圧トランスの1次
側に供給される直流電源がバッテリ電源であるものであ
る。この構成においては、請求項2の発明の作用に加え
て、本装置に電源が投入されたとき、制御回路がソフト
スタート動作を行ない、また、本装置の動作中に負荷へ
電源供給を開始するスイッチオン信号を受けた時にソフ
トスタート動作開始時と同様に、FETのPWM制御の
最大オンデューティを制限する作用が得られる。According to a third aspect of the present invention, in the power supply device having a current limiting function according to the second aspect, an RC circuit for performing a soft start operation when the power of the device is turned on is further connected to the control terminal. That is, the DC power supplied to the primary side of the step-up transformer is a battery power. In this configuration, in addition to the operation of the invention of claim 2, when the power is turned on to the device, the control circuit performs a soft start operation, and starts supplying power to the load during the operation of the device. When the switch-on signal is received, an effect of limiting the maximum on-duty of the PWM control of the FET is obtained as in the case of starting the soft-start operation.
【0013】また、請求項4の発明は、請求項2に記載
の電流制限機能を有する電源装置において、昇圧トラン
スの1次側に供給される直流電源がバッテリ電源であ
り、負荷装置がCRT(Cathode Ray Tube)モニタ装置
であるものである。この構成においては、CRTモニタ
装置への電源供給がスイッチオンされると、負荷電力が
大きいため、通常のフィードバックによるPWM制御に
より、比較的低電圧のバッテリ電源からトランスの1次
側に最大オンデューティで過大電流が流れようとする
が、オン信号入力を受けた調整回路は制御端子の電位を
一定時間だけ下げて、FETのPWM制御の最大オンデ
ューティを制限する。According to a fourth aspect of the present invention, in the power supply device having a current limiting function according to the second aspect, the DC power supply supplied to the primary side of the step-up transformer is a battery power supply, and the load device is a CRT ( Cathode Ray Tube) monitor device. In this configuration, when the power supply to the CRT monitor device is switched on, the load power is large. Therefore, the PWM control based on the normal feedback causes the maximum on-duty from the relatively low-voltage battery power supply to the primary side of the transformer. However, the adjustment circuit having received the ON signal reduces the potential of the control terminal for a certain period of time to limit the maximum ON duty of the PWM control of the FET.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態に係る電流制限機能を有する電源装置について図面
を参照して説明する。図1は、本実施形態に係る、車載
のバッテリ電源を昇圧し、ビデオデッキ付きテレビジョ
ン装置に電源を供給する電源装置の回路構成を示す。電
源装置1は、1次側巻線3a及び2次側巻線3bを有す
る昇圧トランス3と、この昇圧トランス3の1次側に供
給される直流電源電圧をスイッチングするFET(Fiel
d Effect Transistor)4と、このFET4をPWM(P
ulse Width Modulation)制御すると共に昇圧トランス
3の2次側出力をフィードバックして2次側出力を一定
に保持しようと制御するコントロールIC(制御回路)
5と、比較的消費電力の大きい負荷への電源供給オンの
信号入力により、一定時間だけPWM制御の最大オンデ
ューティを制限するための調整回路9とを備えている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A power supply device having a current limiting function according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a circuit configuration of a power supply device according to the present embodiment, which boosts a vehicle-mounted battery power supply and supplies power to a television device with a video deck. The power supply device 1 includes a step-up transformer 3 having a primary winding 3a and a secondary winding 3b, and an FET (Fiel) that switches a DC power supply voltage supplied to the primary side of the step-up transformer 3.
d Effect Transistor) 4 and this FET 4 by PWM (P
control IC (control circuit) for controlling the secondary side output of the step-up transformer 3 and controlling the secondary side output to be constant by controlling the secondary side output.
5 and an adjustment circuit 9 for limiting the maximum on-duty of the PWM control for a certain period of time by inputting a signal to turn on power supply to a load having relatively large power consumption.
【0015】昇圧トランス3は、入力端子2を介してカ
ーバッテリBから直流電源電圧が供給され、2次側に昇
圧電圧を出力し、ダイオードDとコンデンサC2から成
る整流平滑回路により出力端子6に直流電圧を出力し、
ビデオデッキの回路基板等の負荷7に電源を供給する。
出力端子6には、負荷の1つとして映像を表示するモニ
タ装置であるCRT(Cathode Ray Tube)8がスイッチ
Sを介して接続される。コントロールIC5は、1次側
巻線3aに流れる電流が過大になることを抑制するよう
にPWM制御のオンデューティを制御する信号が入力さ
れるDTC(Dead Time Control)端子5a(制御端
子)、及びフィードバック端子5bを有する。DTC端
子5aには、グランド(GND)との間に、起動時のト
ランス3の1次側巻線3aに流れる電流を制限し、ソフ
トスタート動作させる抵抗R1とコンデンサC1とから
成るソフトスタート回路が接続され、さらに、調整回路
9の制御信号が与えられるように、トランジスタTr1
が抵抗R4を介して接続されている。フィードバック端
子5bには、抵抗R2,R3により検出された2次側出
力電圧が帰還される。The step-up transformer 3 is supplied with a DC power supply voltage from the car battery B via the input terminal 2 and outputs a step-up voltage to the secondary side. Output DC voltage,
Power is supplied to a load 7 such as a circuit board of a video deck.
A CRT (Cathode Ray Tube) 8 which is a monitor device for displaying an image as one of the loads is connected to the output terminal 6 via a switch S. The control IC 5 includes a DTC (Dead Time Control) terminal 5a (control terminal) to which a signal for controlling the on-duty of the PWM control is input so as to prevent the current flowing through the primary winding 3a from becoming excessive. It has a feedback terminal 5b. The DTC terminal 5a has a soft start circuit including a resistor R1 and a capacitor C1 for limiting the current flowing through the primary winding 3a of the transformer 3 at the time of startup and performing a soft start operation, between the ground and the ground (GND). Connected to the transistor Tr1 so that the control signal of the adjustment circuit 9 is supplied.
Are connected via a resistor R4. The secondary output voltage detected by the resistors R2 and R3 is fed back to the feedback terminal 5b.
【0016】調整回路9は、スイッチSをオンしてCR
T8への電源供給をオンした信号(H)により導通さ
れ、DTC端子5aを抵抗R4を介してグランド(GN
D)に接続する第1のトランジスタTr1と、電源供給
オン信号(H)を受けて動作する抵抗R7とコンデンサ
C3から成るRC時定数回路と、このRC時定数回路の
充電電圧により導通が制御され第1のトランジスタTr
1を制御する第2のトランジスタTr2と、抵抗R5,
R6から構成され、上記電源供給オン信号(H)入力に
より、一定時間だけPWM制御の最大オンデューティを
制限するようにDTC端子5aに制御信号を与えるもの
である。第1のトランジスタTr1は、従来のトランス
の2次側電流検知により過電流防止を行なうためのトラ
ンジスタTr3(図2)と似た機能を持つが、上記調整
回路9を備えたことにより、2次側電流検知を行なう必
要がなく、そのための特殊な抵抗が不要となる。The adjusting circuit 9 turns on the switch S to turn on the CR.
The signal is turned on by the signal (H) that turns on the power supply to T8, and the DTC terminal 5a is connected to ground (GN) through the resistor R4.
D), a first transistor Tr1 connected to D), an RC time constant circuit including a resistor R7 and a capacitor C3 that operate in response to a power supply ON signal (H), and conduction is controlled by the charging voltage of the RC time constant circuit. First transistor Tr
1 and a second transistor Tr2 for controlling
A control signal is provided to the DTC terminal 5a so as to limit the maximum on-duty of the PWM control for a fixed time by the input of the power supply on signal (H). The first transistor Tr1 has a function similar to that of the conventional transistor Tr3 (FIG. 2) for preventing overcurrent by detecting a secondary-side current of a transformer. There is no need to perform side current detection, and a special resistor for that purpose is not required.
【0017】次に、上記のように構成された電源装置1
の動作について説明する。電源が投入され、バッテリB
から直流電源が昇圧トランス3の1次側に供給される
と、コントロールIC5は、DTC端子5aに接続され
たRC回路で成るソフトスタート回路により電源装置を
ソフトスタート動作させ、さらには、昇圧トランス3の
2次側の整流平滑出力を抵抗R2,R3により検出し、
その電圧をフィードバック端子5bに帰還してFET4
をPWM制御することで、負荷状態に関わらず2次側出
力を一定電圧に保持するように制御する。ソフトスター
ト動作後の定常状態時は、コントロールIC5によりR
C回路のコンデンサC1は充電されていてDTC端子5
aの電位は上がっている。なお、DTC端子5aの電位
が低いときは、FET4のPWM制御の最大オンデュー
ティを小さくして、昇圧トランス3の1次側巻線3aに
流れる電流を制限し、電位が高いときは、最大オンデュ
ーティを大きくして、昇圧トランス3の1次側巻線3a
に流れる電流の制限を解除する。また、DTC端子5a
の電位の上昇に要する時間は、コントロールIC5から
の充電電流とCR回路によって定まり、これらの適宜の
設定により電源装置1をソフトスタートさせることがで
きる。Next, the power supply device 1 configured as described above
Will be described. Power is turned on and battery B
When the DC power is supplied to the primary side of the step-up transformer 3, the control IC 5 causes the power supply device to perform a soft-start operation by a soft start circuit composed of an RC circuit connected to the DTC terminal 5a. Of the secondary side is detected by resistors R2 and R3,
The voltage is fed back to the feedback terminal 5b and the FET 4
Is controlled so that the secondary output is maintained at a constant voltage regardless of the load state. In the steady state after the soft start operation, R
The capacitor C1 of the C circuit is charged and the DTC terminal 5
The potential of a is rising. When the potential of the DTC terminal 5a is low, the maximum on-duty of the PWM control of the FET 4 is reduced to limit the current flowing through the primary winding 3a of the step-up transformer 3. The duty is increased, and the primary winding 3a of the step-up transformer 3 is increased.
Releases the restriction on the current flowing through. DTC terminal 5a
The time required for the rise of the potential is determined by the charging current from the control IC 5 and the CR circuit, and the power supply device 1 can be soft-started by appropriately setting these.
【0018】電源装置1の動作中に、スイッチSがオン
され、2次側出力に接続されたCRT8(負荷)への電
源供給がオンされると、負荷電力が大きいため、2次側
出力電圧が一時低下し、コントロールIC5は、通常の
フィードバックによるPWM制御により、比較的低電圧
のバッテリBからトランス3の1次側に最大オンデュー
ティで過大電流を流そうとするが、モニタ・オン信号
(H)入力を受けた調整回路9は、DTC端子5aの電
位を一定時間だけ下げて、ソフトスタート動作開始時と
同様に、FET4のPWM制御の最大オンデューティを
制限する。すなわち、調整回路9においては、モニタ・
オン信号(H)により、第1のトランジスタTr1が導
通され、DTC端子5aの電位はGNDレベル(抵抗R
4の抵抗値は小さい)に下がり、PWM制御の最大オン
デューティを制限することになり、1次側巻線3aに流
れる電流を制限し、トランス3の磁気飽和を防止し、F
ET4等の破壊を防止する。また、上記モニタ・オン信
号(H)により、調整回路9のRC時定数回路も動作し
て、該信号入力から一定時間が経過すると第2のトラン
ジスタTr2を導通させ、これにより第1のトランジス
タTr1を不導通とするので、DTC端子5aの電位は
上昇する。このため、コントロールIC5は上記最大オ
ンデューティの制限を解除して、定常状態のフィードバ
ック制御動作に復帰する。When the switch S is turned on during the operation of the power supply device 1 and the power supply to the CRT 8 (load) connected to the secondary output is turned on, since the load power is large, the secondary output voltage Is temporarily lowered, and the control IC 5 tries to flow an excessive current from the battery B having a relatively low voltage to the primary side of the transformer 3 at the maximum on-duty by the PWM control based on the normal feedback. H) Upon receiving the input, the adjustment circuit 9 lowers the potential of the DTC terminal 5a for a certain period of time, and limits the maximum on-duty of the PWM control of the FET 4 as in the start of the soft start operation. That is, in the adjustment circuit 9, the monitor
The first transistor Tr1 is turned on by the ON signal (H), and the potential of the DTC terminal 5a is set to the GND level (resistance R
4, the maximum on-duty of the PWM control is limited, the current flowing through the primary winding 3a is limited, magnetic saturation of the transformer 3 is prevented, and F
Prevent destruction of ET4 etc. Further, the RC time constant circuit of the adjusting circuit 9 also operates according to the monitor-on signal (H), and after a lapse of a predetermined time from the input of the signal, the second transistor Tr2 is turned on, whereby the first transistor Tr1 is turned on. Is turned off, the potential of the DTC terminal 5a rises. Therefore, the control IC 5 releases the limitation of the maximum on-duty and returns to the steady state feedback control operation.
【0019】こうして、電源装置1の起動後、動作中
に、CRT8がオンされたときであっても、調整回路9
の動作によって一定時間だけDTC端子5aの電位を下
げ、PWM制御の最大オンデューティを制限することに
より、1次側巻線3aに流れる電流を制限してトランス
3の磁気飽和を防止することができる。特に、比較的低
電圧のカーバッテリBを電源とする電源装置の動作中
に、高電圧で消費電力が大きい負荷に電源供給オン動作
をした時に、過渡的に電源装置の1次側に過電流が流れ
ることを防止する効果が顕著に得られる。Thus, even after the CRT 8 is turned on during the operation after the power supply device 1 is started, the adjustment circuit 9 is turned on.
By lowering the potential of the DTC terminal 5a for a certain period of time by the above operation and limiting the maximum on-duty of the PWM control, the current flowing through the primary winding 3a can be limited to prevent magnetic saturation of the transformer 3. . In particular, when a power supply using a car battery B of a relatively low voltage as a power supply is operated and a power supply is turned on to a load having a high power consumption at a high voltage, an overcurrent transiently flows to the primary side of the power supply. The effect of preventing the flow of water is remarkably obtained.
【0020】なお、本発明は上記実施形態の構成に限ら
れることなく種々の変形が可能であり、例えば、1次側
巻線に印加される直流電圧のスイッチングを行う素子
は、FETに限られることなく、トランジスタ等のスイ
ッチング素子であってもよい。また、調整回路9に用い
られる素子は、トランジスタに限られることなく、その
他のスイッチング素子を用いてもよい。直流電源はカー
バッテリに限られず、交流を整流した電源であってもよ
く、電源装置の用途は車載用に限られることなく、汎用
の電源装置に適用してもよい。また、電源装置により電
源が供給される負荷は、CRTに限られるものでなく、
同時に起動する複数の負荷装置であってもよい。The present invention can be variously modified without being limited to the configuration of the above-described embodiment. For example, an element for switching a DC voltage applied to a primary winding is limited to an FET. Instead, a switching element such as a transistor may be used. The elements used in the adjustment circuit 9 are not limited to transistors, and other switching elements may be used. The DC power supply is not limited to a car battery, and may be a power supply obtained by rectifying an alternating current. The use of the power supply device is not limited to the vehicle-mounted use, and may be applied to a general-purpose power supply device. Also, the load supplied by the power supply is not limited to the CRT,
A plurality of load devices that start simultaneously may be used.
【0021】[0021]
【発明の効果】以上のように請求項1の発明によれば、
電源装置の動作中に、2次側出力に接続されたCRTモ
ニタ装置(負荷)への電源供給がスイッチオンされる
と、このオン信号入力を受けた調整回路は制御端子の電
位を一定時間だけ下げて、ソフトスタート動作開始時と
同様に、一定時間、FETのPWM制御の最大オンデュ
ーティを制限するので、トランスの磁気飽和を防止し、
スイッチング素子等の破壊を防止することができる。し
かも、従来のように1次側電流を検知するために高価な
低抵抗・高ワッテージの抵抗を必要としないものとな
り、装置のコストダウンを図ることができる。As described above, according to the first aspect of the present invention,
When the power supply to the CRT monitor device (load) connected to the secondary output is turned on during the operation of the power supply device, the adjustment circuit which receives the ON signal inputs the potential of the control terminal for a fixed time. Lowering the maximum on-duty of the PWM control of the FET for a certain period of time in the same manner as at the start of the soft start operation, so that magnetic saturation of the transformer is prevented,
Destruction of the switching element and the like can be prevented. Moreover, unlike the conventional case, an expensive low-resistance and high-wattage resistor is not required to detect the primary current, and the cost of the device can be reduced.
【0022】請求項2の発明によれば、電源装置の動作
中に、本装置から電源が供給される負荷への電源供給が
スイッチオンされると、そのオン信号入力を受けた調整
回路は一定時間だけPWM制御の最大オンデューティを
制限するので、1次側に流れる電流を制限し、トランス
の磁気飽和を防止し、スイッチング素子等の破壊を防止
することができる。また、従来のように1次側電流を検
知するために高価な低抵抗・高ワッテージの抵抗を必要
としないので、装置のコストダウンを図ることができ
る。According to the second aspect of the present invention, when the power supply to the load to which the power is supplied is switched on during the operation of the power supply device, the adjustment circuit which receives the input of the on signal is fixed. Since the maximum on-duty of the PWM control is limited only by the time, it is possible to limit the current flowing to the primary side, prevent magnetic saturation of the transformer, and prevent the switching element and the like from being destroyed. In addition, since expensive low-resistance and high-wattage resistors are not required to detect the primary current as in the related art, the cost of the device can be reduced.
【0023】請求項3の発明によれば、請求項2の発明
の効果に加えて、本装置に電源が投入された時に、ソフ
トスタート動作を行ない、また、本装置の動作中に負荷
へ電源供給を開始した時に、ソフトスタート動作開始時
と同様、FETのPWM制御の最大オンデューティを制
限するので、トランスの磁気飽和を防止し、スイッチン
グ素子等の破壊を防止する効果が高まる。According to the invention of claim 3, in addition to the effect of the invention of claim 2, when the power is turned on to the device, a soft start operation is performed, and the power is supplied to the load during the operation of the device. When the supply is started, the maximum on-duty of the PWM control of the FET is limited similarly to the start of the soft start operation, so that the effect of preventing the magnetic saturation of the transformer and the destruction of the switching element and the like is enhanced.
【0024】請求項4の発明によれば、請求項2の発明
の効果に加えて、CRTモニタ装置への電源供給がスイ
ッチオンされると、FETのPWM制御の最大オンデュ
ーティを制限するので、トランスの磁気飽和を防止し、
スイッチング素子等の破壊を防止する効果が高まる。According to the invention of claim 4, in addition to the effect of the invention of claim 2, when the power supply to the CRT monitor device is switched on, the maximum on duty of the PWM control of the FET is limited. Prevents transformer magnetic saturation,
The effect of preventing the destruction of the switching element and the like is enhanced.
【図1】 本発明の一実施形態による電源装置の回路構
成図。FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a power supply device according to an embodiment of the present invention.
【図2】 従来の電源装置の回路構成図。FIG. 2 is a circuit configuration diagram of a conventional power supply device.
1 電源装置 3 昇圧トランス 3a 1次側巻線 3b 2次側巻線 4 FET(スイッチング素子) 5 コントロールIC(制御回路) 5a DTC端子(制御端子) 5b フィードバック端子 8 CRTモニタ(負荷) Tr1,Tr2 トランジスタ(スイッチング素子) C1 コンデンサ(ソフトスタート回路) R1 抵抗(ソフトスタート回路) R7 抵抗(RC時定数回路) C3 コンデンサ(RC時定数回路) Reference Signs List 1 power supply device 3 step-up transformer 3a primary winding 3b secondary winding 4 FET (switching element) 5 control IC (control circuit) 5a DTC terminal (control terminal) 5b feedback terminal 8 CRT monitor (load) Tr1, Tr2 Transistor (switching element) C1 Capacitor (soft start circuit) R1 Resistance (soft start circuit) R7 Resistance (RC time constant circuit) C3 Capacitor (RC time constant circuit)
Claims (4)
側に昇圧出力を得て負荷に電源を供給する昇圧トランス
と、この昇圧トランスの1次側に供給される直流電源電
圧をスイッチングするFET(Field Effect Transisto
r)と、このFETをPWM(Pulse Width Modulatio
n)制御すると共に前記昇圧トランスの2次側の整流平
滑出力をフィードバックして該2次側出力を一定に保持
しようと制御する制御回路とを備え、この制御回路は、
前記1次側巻線に流れる電流が過大になることを抑制す
るためにPWM制御のオンデューティを制御する信号が
入力される制御端子を持つ電源装置において、 前記制御端子には、装置の電源投入時にソフトスタート
動作するためのRC回路が接続されており、 前記昇圧トランスの1次側に供給される直流電源がバッ
テリ電源であり、 電源装置により電源が供給される負荷の1つがCRT
(Cathode Ray Tube)モニタ装置であり、このモニタ装
置への電源供給オンの信号入力により、一定時間だけP
WM制御の最大オンデューティを制限するように前記制
御端子に制御信号を与える調整回路を備え、 この調整回路は、前記モニタへの電源供給オン入力によ
り導通し、前記制御端子をグランド(GND)に接続す
る第1のトランジスタと、該電源供給オン入力を受けて
動作するRC時定数回路と、このRC時定数回路の充電
電圧により導通制御され、前記第1のトランジスタを制
御する第2のトランジスタとから構成されることを特徴
とする電流制限機能を有する電源装置。1. A step-up transformer having a primary winding and a secondary winding, obtaining a boosted output on a secondary side and supplying power to a load, and supplied to a primary side of the step-up transformer. FET (Field Effect Transisto) that switches DC power supply voltage
r) and this FET is connected to PWM (Pulse Width Modulatio).
n) a control circuit for controlling and feeding back the rectified and smoothed output on the secondary side of the step-up transformer so as to control the secondary side output to be constant.
In a power supply device having a control terminal to which a signal for controlling an on-duty of PWM control is input in order to suppress an excessive current flowing through the primary winding, power supply of the device is supplied to the control terminal. An RC circuit for performing a soft start operation is sometimes connected, a DC power supply supplied to the primary side of the step-up transformer is a battery power supply, and one of the loads supplied by the power supply device is a CRT.
(Cathode Ray Tube) is a monitor device, and a power supply ON signal input to this monitor device causes P
An adjustment circuit for applying a control signal to the control terminal so as to limit a maximum on-duty of the WM control, the adjustment circuit being turned on by a power supply on input to the monitor, and setting the control terminal to ground (GND) A first transistor to be connected, an RC time constant circuit that operates in response to the power supply ON input, and a second transistor that is controlled to be conductive by the charging voltage of the RC time constant circuit and controls the first transistor. And a power supply device having a current limiting function.
側に昇圧出力を得て負荷に電源を供給する昇圧トランス
と、この昇圧トランスの1次側に供給される直流電源電
圧をスイッチングするFET(Field Effect Transisto
r)と、このFETをPWM(Pulse Width Modulatio
n)制御すると共に前記昇圧トランスの2次側の整流平
滑出力をフィードバックして該2次側出力を一定に保持
しようと制御する制御回路とを備え、この制御回路は、
前記1次側巻線に流れる電流が過大になることを抑制す
るためにPWM制御のオンデューティを制御する信号が
入力される制御端子を持つ電源装置において、 電源装置により電源が供給される負荷装置への電源供給
オンの信号入力により、一定時間だけPWM制御の最大
オンデューティを制限するように前記制御端子に制御信
号を与える調整回路を備えたことを特徴とする電流制限
機能を有する電源装置。2. A step-up transformer having a primary winding and a secondary winding, obtaining a boosted output on the secondary side and supplying power to a load, and supplied to a primary side of the step-up transformer. FET (Field Effect Transisto) that switches DC power supply voltage
r) and this FET is connected to PWM (Pulse Width Modulatio).
n) a control circuit for controlling and feeding back the rectified and smoothed output on the secondary side of the step-up transformer so as to control the secondary side output to be constant.
In a power supply device having a control terminal to which a signal for controlling an on-duty of PWM control is input in order to suppress an excessive current flowing through the primary winding, a load device supplied with power by the power supply device A power supply device having a current limiting function, comprising: an adjustment circuit that supplies a control signal to the control terminal so as to limit a maximum on-duty of PWM control for a certain period of time by inputting a power supply ON signal to the power supply.
ソフトスタート動作するためのRC回路がさらに接続さ
れており、 前記昇圧トランスの1次側に供給される直流電源がバッ
テリ電源であることを特徴とする請求項2に記載の電流
制限機能を有する電源装置。3. The control terminal is further connected to an RC circuit for performing a soft start operation when the power of the apparatus is turned on, and a DC power supply supplied to a primary side of the step-up transformer is a battery power supply. The power supply device having a current limiting function according to claim 2, characterized in that:
直流電源がバッテリ電源であり、 前記負荷装置がCRT(Cathode Ray Tube)モニタ装置
であることを特徴とする請求項2に記載の電流制限機能
を有する電源装置。4. The current according to claim 2, wherein the DC power supplied to the primary side of the step-up transformer is a battery power, and the load device is a CRT (Cathode Ray Tube) monitor device. Power supply device with limiting function.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001008593A JP2002218745A (en) | 2001-01-17 | 2001-01-17 | Power supply unit with current-limiting function |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001008593A JP2002218745A (en) | 2001-01-17 | 2001-01-17 | Power supply unit with current-limiting function |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002218745A true JP2002218745A (en) | 2002-08-02 |
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ID=18876191
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001008593A Withdrawn JP2002218745A (en) | 2001-01-17 | 2001-01-17 | Power supply unit with current-limiting function |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2002218745A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7002330B2 (en) | 2003-06-04 | 2006-02-21 | Rohm Co., Ltd. | Switching regulator |
JP2009004177A (en) * | 2007-06-20 | 2009-01-08 | Shishido Seidenki Kk | High-voltage power supply and ion generating device |
CN106849302A (en) * | 2017-03-14 | 2017-06-13 | 合肥工业大学智能制造技术研究院 | A kind of three-level formula radio energy transmission system used for electric vehicle |
-
2001
- 2001-01-17 JP JP2001008593A patent/JP2002218745A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7002330B2 (en) | 2003-06-04 | 2006-02-21 | Rohm Co., Ltd. | Switching regulator |
JP2009004177A (en) * | 2007-06-20 | 2009-01-08 | Shishido Seidenki Kk | High-voltage power supply and ion generating device |
CN106849302A (en) * | 2017-03-14 | 2017-06-13 | 合肥工业大学智能制造技术研究院 | A kind of three-level formula radio energy transmission system used for electric vehicle |
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