JPS591424Y2

JPS591424Y2 - 電源電圧の監視方式

Info

Publication number: JPS591424Y2
Application number: JP17788378U
Authority: JP
Inventors: 清春稲生; 一宇渡部
Original assignee: 横河電機株式会社
Priority date: 1978-12-20
Filing date: 1978-12-20
Publication date: 1984-01-14
Also published as: JPS5594181U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、電源電圧の監視方式に関するものである。

電子機器等に動作用の電力を供給する場合、商用交流電
源や電池の電圧を、電圧レギュレータにより、機器に適
した値の一定直流電圧に変換して与えることが行われる
。

その場合、電源の停電や通電回復等により、電圧レギュ
レータの１次側において大きな電圧変動があると、機器
の電源電圧の定電圧性が維持されず、したがって機器の
正常な動作が保証されないので、１次側電圧を監視して
、その値が許容範囲内にあるか否かを機器に報知する必
要がある。

１次側電圧の監視方式の従来例としては、第１図および
゛第２図のようなものがある。

第１図の方式は、商用交流電源の電圧を整流して得られ
る１次側直流電圧を分圧し、それを比較器ＣＦで基準値
■、と比較し、判定信号をアイソレータＩＳを通じて機
器に与えるようにしたものである。

このような方式においては、比較器ＣＦや基準値発生用
のゼナー・ダイオード回路等、アイソレータＩＳの■次
側にある回路は、１次側直流電圧を電源電圧として動作
するが、この電圧は百数十Ｖ程度の電圧であり、一方比
較器ＣＦやゼナーダイオード回路は数十ｍＡ程度の動作
電流を要するので、数Ｗ程度の電力が消費される。

電圧レギュレータＲＥＧの出力容量が大きいときは、こ
の程度の損失は問題にならないが、出力容量が小さくな
るほど、電力効率におよぼす影響が大きくなる。

また、判定信号を絶縁して機器に伝えるために、専用の
アイソレータＩＳが必要となるのは、コスト低減の見地
からは好ましくない。

第２図の方式は、商用交流電源の電圧をトランスＴで降
圧し、この降圧した電圧について監視を行うようにした
ものである。

この場合、監視回路は、電圧レギュレータの２次側の、
数■ないし十数■の電圧を電源として動作させることが
できるので、電力損失の軽減が行えるが、トランスＴの
寸法およびコストが他の回路部品に比べて不釣合いに大
きくなるのが難点である。

また、■次電圧が交流電圧の場合にしか適用できないの
で、用途が限られる。

本考案の目的は、アイソレーション用の専用部品が不要
で、電力損失が少なく、監視機能の充実が容易で、複数
の電源電圧が共通の監視回路で監視できる、電源電圧の
監視方式を提供することにある。

本考案は、トランスを用いたオン・オフ形のスイツチン
グ・レギュレータにおいて、トランスの２次コイルに直
列に接続された出力用ダイオードのトランス側端にそれ
とは逆の極性の一端が接続された第２のダイオード、こ
の第２のダイオードの他端と出力用ダイオードの他端の
間に接続された抵抗、および、この抵抗に生じる電圧を
トランスの２次コイルのコモン側の電圧と比較する比較
器を具備したことを特徴とする電源電圧の監視方式、に
よって上記の目的を遠戚したものである。

以下、図面によって本考案を説明する。

第３図は本考案実施例の電気的接続図である。

第３図において、Ｔはトランス、Ｑはスイッチング用の
トランジスタである。

トランスＴの１次コイルＮＰとトランジスタＱのコレク
タ・エミッタ回路は直列に接続され、この直列回路には
、商用交流電圧を整流平滑した直流電圧または電池の電
圧Ｖ。

Ｃが与えられる。

トランジスタＱは駆動回路（図略）によって駆動され、
あるテ゛ニーティ・レシオでオン・オフ動作を行う。

トランジスタＱのオンによって、トランスＴに電磁エネ
ルギーが蓄えられ、トランジスタＱのオフによって、そ
のエネルギーが２次コイルＮ５とダイオードＤ１を通じ
てコンデンサＣ１と負荷ＲＬの並列回路に放出される。

すなわち、この回路はオン・オフ形のスイッチング・レ
ギュレータとなる。

トランジスタＱがオンのときの２次コイルＮ５の誘起電
圧はダイオードＤ２を通じてコンテ゛ンサＣ２に充電さ
れる。

この電圧は一１／ｎ−Ｖｏｏとなって、１大電圧■。

０に比例したものとなる。コンデンサＣ２の電圧の極性
は、コンデンサＣ１の電圧の極性とは逆になる。

コンデンサＣ１，Ｃ２の電圧の差は、抵抗Ｒ１，Ｒ２の
直列回路によって分圧され、比較器ＣＦによって２次側
のコモン・ラインの電位と比較される。

コンデンサＣ１，Ｃ２の電圧の差は、ダイオードＤ１の
出力端とダイオードＤ２の入力端の間の電位差である。

この電位差が抵抗Ｒ１，Ｒ２の直列回路の両端に与えら
れ、この抵抗回路に生じる電圧が、２次側のコモン・ラ
インの電位と比較される。

これにより、実質的に、コンデンサＣ１の電圧と分圧比
によって定まる電圧■□□を基準値として、コンテ゛ン
サＣ２の電圧の監視が行われる。

コンデンサＣ１の電圧は、スイッチング・レギュレータ
の出力電圧■。

ＬＩＴであって、フィード・バック制御手段（図略）に
よって、一定化されているものであるから、基準電圧と
して利用することができる。

コンデンサＣ２の電圧は、Ｃ２，Ｒ１，Ｒ２によって定
まる時定数に従って放電され減衰する（第４図ａ）。

放電時数を適切に定めることにより、１次電圧とテ゛ニ
ーティ・レシオが正常な間は、減衰する電圧が監視の基
準値Ｖ。

Ｈをよぎることがないようにされる。

これに対してコンテ゛ンサＣ１の放電の時定数は、この
時定数よりはるかに大きく定められる。

したがって、停電等により、１大電圧■。

０の喪失あるいは著しい低下が生じたとき、コンテ゛ン
サＣ２の電圧が監視の基準値Ｖ。

Ｈをよぎることにより、■次電圧の異常が検知できる（
第４図ａ、ｌ））。

フィード・バック制御により、出力電圧■・ＯＵＴが一
定化されているとき、スイッチングのデユーティ・レシ
オは１大電圧■。

０と一定の関係にある。

したがって、デユーティ・レシオに基づいて、１次電圧
■ｃｃを監視することができる。

第３図の回路においてコンテ゛ンサＣ２を取り除くと、
分圧回路の抵抗Ｒ２側端の電位は、トランジスタＱのス
イッチングに伴なって、振幅が一１／ｎ・Ｖｏｏの矩形
波となる（第４図Ｃ）。

この矩形波電圧のテ゛ニーティ・レシオは、トランジス
タＱのスイッチングのデユーティ・レシオに等しいので
、この矩形波電圧の値を基準値■ＴＨと比較する比較器
ＣＦの出力信号も同じデユーティ・レシオの矩形波とな
る（第４図ｄ）。

したがって、比較器ＣＦの出力信号のテ゛ニーティ・レ
シオ、あるいはＨまたはＬの継続時間を監視することに
より、１次電圧の異常を検知することができる。

正負両極性の出力電圧を生じるスイッチング・レギュレ
ータに本考案を適用すると、第５図のようになる。

第５図において、トランスＴの２次コイルＮ５には中間
タップが設けられ、それをコモン・ラインとして、２次
コイルＮ５の両端から、それぞれダイオードＤ１．Ｄ２
を通じて正および負の出力電圧■。

ＵＴ１、ＶＯＵＴ２を取り出すようになっている。
１次電圧監視用の信号ＶＭｏＮは、２次コイルＮｓの下
端からダイオードＤ３を通じて取り出される。

ダイオードＤ３は、トランジスタＱがオンのときの誘起
電圧を取り出すように、ダイオードＤ２とは逆極性に接
続される。

なお、１次電圧監視用の信号は、２次コイルＮ８の上端
から取り出すこともできる。

ただし、その場合、取り出し用ダイオードの極性を、ダ
イオードＤ１とは逆極性にする必要がある。

第６図は、１次側に、電源電圧の異なる複数のスイッチ
ング回路が設けられるものに本考案を適用した例であっ
て、いずれのスイッチング回路が動作された場合でも、
２次側の単一の監視回路によってその電源電圧を監視す
ることができる。

このように、本考案は、トランスを用いたオン・オフ形
のスイッチング・レギュレータにおいて、トランスの２
次コイルに直列に接続された出力用ダイオードのトラン
ス側端にそれとは逆の極性の一端が接続された第２のダ
イオード、この第２のダイオードの他端と出力用ダイオ
ードの他端の間に接続された抵抗、および、この抵抗に
生じる電圧をトランスの２次コイルのコモン側の電圧と
比較する比較器を具備した電源電圧の監視方式を構成し
、比較器の出力信号に基づいて１次電圧を監視するよう
にした。

このため次のような効果が得られる。

（１）監視用情報は、スイッチング・トランジスタのト
ランスの２次側の信号から得ているので、１次側との絶
縁は自からはなされており、監視信号用にとくにアイソ
レータを設ける必要がない。

（２）監視回路は、スイッチング・レギュレータの２次
側の、数Ｖないし十数Ｖの電圧を電源として動作させる
ことができるので、監視回路による電力損失を軽減する
ことができる。

（３）監視回路を２次側に設けるので、監視信号につい
種々の論理的操作をほどこすことが容易になす、シたが
って監視機能の充電が容易である。

（４）また、２次側監視であるため、１次側に、電源電
圧の異なる複数のスイッチング回路が設けられても、単
一の監視回路で対処できる。

（５）スイッチング・トランジスタのオン時の誘起電圧
を監視用信号としているので、負荷電流の影響を受けず
に、１次電圧の監視が行える。

（６）トランスの２次コイルからダイオードを通じて端
子を引き出すだけでよいから、監視信号の取り出し回路
は構成がきわめて簡単である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来例の電気的接続図、第３図は
本考案実施例の電気的接続図、第４図は第３図の回路の
動作説明図、第５図および第６図は本考案の他の実施例
の電気的接続図である。Ｔ・・・・・・トランス、Ｑ・・・・・・スイッチング
・トランジスタ、ＤＩ、Ｄ２・・・・・・ダイオード、
Ｃ１，Ｃ２・・・・・・コンデンサ、Ｒ１，Ｒ２・・・
・・・抵抗、ＣＦ・・・・・・比較器。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

トランスを用いたオン・オフ形のスイッチング・レギュ
レータにおいて、トランスの２次コイルに直列に接続さ
れた出力用ダイオードのトランス側端にそれとは逆の極
性の一端が接続された第２のダイオード、この第２のダ
イオードの他端と出力用ダイオードの他端の間に接続さ
れた抵抗、および、この抵抗に生じる電圧をトランスの
２次コイルのコモン側の電圧と比較する比較器を具備し
たことを特徴とする電源電圧の監視方式。