電源電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種能以簡單的電路結(jié)構(gòu)來可靠地檢測電壓異常的電源電路。為此，本發(fā)明在提供用于向開關(guān)元件提供控制信號的控制電源電壓的電源電路中，設(shè)置了開關(guān)電源（1），該開關(guān)電源（1）具有利用所需數(shù)量的輸出電路（1ｂ，1ｃ）向開關(guān)元件提供控制電源電壓的功能、以及使輸出電路（1a）的輸出電壓保持一定的反饋控制的功能；以及監(jiān)視電路（3），該監(jiān)視電路（3）基于反饋控制所使用的輸出電路（1a）的輸出電壓來監(jiān)視控制電源電壓，在異常時(shí)，向開關(guān)元件（71、72）的控制裝置、即CPU(8)輸出使控制信號的輸出停止的信號。
【專利說明】電源電路【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及使用開關(guān)電源的電源電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在像逆變器電路那樣具有開關(guān)元件的功率轉(zhuǎn)換裝置中，需要用于向開關(guān)元件的控制端子提供驅(qū)動(dòng)信號(直流電壓)的電源電路。此外，為了使開關(guān)元件穩(wěn)定地工作，需要電源電路提供穩(wěn)定的電壓。若該電壓由于打雷等引起的短時(shí)間的電流切斷等而產(chǎn)生異常下降，則無法保證開關(guān)元件的穩(wěn)定工作。在具有代表性的開關(guān)元件、即IGBTdnsulated GateBipolar Transistor:絕緣柵雙極晶體管)的控制端子(柵極)上，為了使元件進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)所需的最低的柵極電壓閾值(Vth)例如為6V左右的電壓。然而，通常在柵極電壓較低的情況下，集電極.發(fā)射極之間的飽和電壓較高，并處于沒有足夠的電流流過、且損耗較大的狀態(tài)。因此，通常進(jìn)行如下的驅(qū)動(dòng)電壓控制:即，提供超過IOV左右的柵極電壓來使其進(jìn)行導(dǎo)通動(dòng)作，并在想要截止時(shí)使柵極電壓變?yōu)榻朴?V。
[0003]換言之，柵極電壓大約為6?IOV的范圍是不穩(wěn)定的工作區(qū)域。因此，若用于驅(qū)動(dòng)IGBT的柵極電壓在開關(guān)元件的工作過程中下降，則會(huì)產(chǎn)生IGBT的異常發(fā)熱、誤動(dòng)作。對于逆變器電路的情況，若IGBT未按照設(shè)想的那樣進(jìn)行動(dòng)作，則可能無法檢測到電源間的短路，或引起發(fā)熱過大等不良情況的發(fā)生。
[0004]另一方面，電源電路的故障等也可能會(huì)導(dǎo)致柵極電壓過大的情況。若所提供的柵極電壓超過IGBT的柵極耐壓，則IGBT可能會(huì)發(fā)生故障。
[0005]為此，提出了如下方案:即，設(shè)置判定柵極電壓是否異常的單元，并在異常時(shí)使IGBT截止(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。此外，本 申請人:提出了一種基于同樣目的的不同方案，圖4示出了本 申請人:實(shí)施的 對用于柵極電壓的電源電壓是否異常進(jìn)行判定的電路例。在圖4中，柵極驅(qū)動(dòng)用的光耦合器(以下簡稱為驅(qū)動(dòng)用耦合器)51根據(jù)由CPU (未圖示)提供的柵極信號(例如導(dǎo)通指令為5V、截止指令為OV的信號)向IGBT52提供柵極電壓(例如導(dǎo)通指令為15V)。對于驅(qū)動(dòng)用耦合器51，基于柵極電壓的控制電源電壓被提供在兩個(gè)電路53、54之間。
[0006]此外,兩個(gè)電路53、54之間連接有穩(wěn)壓二極管55與光稱合器56的輸入側(cè)的發(fā)光二極管56d的串聯(lián)體。光I禹合器56的輸出側(cè)的光電晶體管56t的發(fā)射極接地,與集電極相連的電路58經(jīng)由電阻57而被上拉。
[0007]在電路53、54間的電壓正常時(shí),穩(wěn)壓二極管55導(dǎo)通使得發(fā)光二極管56d被點(diǎn)亮，光耦合器56導(dǎo)通，因此電路58的電位變?yōu)榈碗娖?。若兩個(gè)電路53、54間的電壓下降，則穩(wěn)壓二極管55變?yōu)榉菍?dǎo)通,使得發(fā)光二極管56d熄滅,光稱合器56截止，因此電路58的電位變?yōu)楦唠娖?，并將此作為異常信號輸出。基于異常信號使來?PU的柵極信號輸出停止(輸出0V)，由此使IGBT52截止，從而能避免在控制電壓下降的狀態(tài)下、使用IGBT52。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)[0010]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開2003 — 125588號公報(bào)(圖14)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0012]一般而言，在逆變器電路中使用多個(gè)開關(guān)元件。這里，以使用IGBT作為開關(guān)元件為例來進(jìn)行說明，由于IGBT的臂、基準(zhǔn)電位不同，因此無法在各IGBT的柵極驅(qū)動(dòng)中使用公共的電源電路，需要多個(gè)相互絕緣的電源電路。因此，為了在上述多個(gè)IGBT的控制電壓下降時(shí)分別使其截止，在專利文獻(xiàn)I的電源電路中，需要分別對每個(gè)IGBT設(shè)置異常判定的電路。此外，即使在圖4的電源電路中，也至少需要對每個(gè)電源電路(電路53、54)設(shè)置異常判定的電路。由此，在現(xiàn)有的電源電路中，需要對每個(gè)電源電路或每個(gè)IGBT設(shè)置異常判定的電路，因此所需的安裝元器件數(shù)量會(huì)增加。其結(jié)果是，電路結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，導(dǎo)致基板大型化、成本上升。
[0013]另外，與上述那樣的控制電壓下降相反，控制電壓也可能會(huì)上升，該情況下也會(huì)產(chǎn)生同樣的問題。
[0014]有鑒于上述現(xiàn)有的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種能以簡單的電路結(jié)構(gòu)來可靠地檢測電壓異常的電源電路。
[0015]解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
[0016]( I)本發(fā)明為一種電源電路，該電源電路提供控制電源電壓，該控制電源電壓用于向開關(guān)元件提供控制信號，其特征在于，包括:開關(guān)電源，該開關(guān)電源具有以下功能:即，通過所需數(shù)量的輸出電路向所述開關(guān)元件提供所述控制電源電壓的功能、以及使某個(gè)輸出電路的輸出電壓保持一定的反饋控制的功能；以及監(jiān)視電路，該監(jiān)視電路基于所述反饋控制中所使用的輸出電路的輸出電壓、來監(jiān)視所述控制電源電壓，并在該控制電源電壓產(chǎn)生異常時(shí)，輸出使所述控制信號的 輸出停止的信號。
[0017]在上述結(jié)構(gòu)的電源電路中，若應(yīng)當(dāng)通過反饋控制而穩(wěn)定的輸出電壓變?yōu)楫惓５闹?，則其它輸出電路的輸出電壓也會(huì)變?yōu)楫惓５闹怠Ｒ虼?，即使不對每個(gè)輸出電路的電壓進(jìn)行監(jiān)視，也能利用反饋控制所使用的輸出電路的輸出電壓來對整個(gè)開關(guān)電源的電壓進(jìn)行監(jiān)視。因此，基于該輸出電壓來判斷開關(guān)電源本身或者開關(guān)電源的輸入產(chǎn)生了某種異常，從而停止向開關(guān)元件輸出控制信號，由此能保護(hù)開關(guān)元件。
[0018](2)在上述(I)的電源電路中，監(jiān)視電路可以在控制電源電壓異常下降時(shí)，輸出使控制信號的輸出停止的信號。
[0019]S卩，若應(yīng)當(dāng)通過反饋控制而穩(wěn)定的輸出電壓產(chǎn)生異常下降，則其它輸出電路的輸出電壓也會(huì)下降。因此，能夠基于該輸出電壓來保護(hù)開關(guān)元件。
[0020]( 3 )上述(2 )的電源電路也可以包括調(diào)節(jié)器電路，該調(diào)節(jié)器電路使開關(guān)電源所輸出的電壓降低到規(guī)定的固定電壓，并將其輸出，在基于輸出電路的輸出電壓的對象電壓比基于該固定電壓的基準(zhǔn)電壓要低時(shí)，監(jiān)視電路向開關(guān)元件的控制裝置輸出使控制信號的輸出停止的?目號。
[0021]在該情況下，即使調(diào)節(jié)器電路的輸入電壓下降，由于調(diào)節(jié)器電路原本就輸出使輸入電壓下降后的固定電壓，因此在輸入電壓低于固定電壓之前，仍會(huì)持續(xù)輸出固定電壓，基準(zhǔn)電壓不會(huì)改變。因此，當(dāng)對象電壓低于基準(zhǔn)電壓時(shí)，判斷開關(guān)電源本身或者開關(guān)電源的輸入處于某種異常狀態(tài)，從而停止向開關(guān)元件輸出控制信號，由此能保護(hù)開關(guān)元件。
[0022](4)另外，在上述(3)的電源電路中，調(diào)節(jié)器電路也可以由多級調(diào)節(jié)器構(gòu)成，并且越處于后級，輸出的固定電壓越低。
[0023]在該情況下，越是后級的調(diào)節(jié)器，即使其輸入電壓越低，也能保持輸出電壓，因此易于確保最后一級調(diào)節(jié)器的輸出低于固定電壓為止的時(shí)間。即，對于最后一級調(diào)節(jié)器，即使開關(guān)電源的輸出電壓產(chǎn)生異常下降，也能在從該時(shí)刻起較長的時(shí)間內(nèi)，維持固定電壓的輸出。
[0024](5)另外，在上述(3)或(4)的電源電路中，優(yōu)選為在開關(guān)元件的控制電源電壓降低得比能使該開關(guān)元件進(jìn)行正常動(dòng)作的規(guī)定電壓還要低之前，對象電壓降低得比基準(zhǔn)電壓還要低。
[0025]由此，能夠避免開關(guān)元件在監(jiān)視電路對開關(guān)元件進(jìn)行保護(hù)之前進(jìn)行異常動(dòng)作。
[0026](6)另外，在上述(I)的電源電路中，監(jiān)視電路也可以在控制電源電壓異常上升時(shí)，輸出使控制信號的輸出停止的信號。
[0027]S卩，若應(yīng)當(dāng)通過反饋控制而穩(wěn)定的輸出電壓產(chǎn)生異常上升，則其它輸出電路的輸出電壓也會(huì)上升。因此，能夠基于該輸出電壓來保護(hù)開關(guān)元件。
[0028](7)另外，上述(6)的電源電路也可以包括調(diào)節(jié)器電路，該調(diào)節(jié)器電路使開關(guān)電源所輸出的電壓降低到規(guī)定的固定電壓，并將其輸出，在基于輸出電路的輸出電壓的對象電壓比基于該固定電壓的基準(zhǔn)電壓要高時(shí)，監(jiān)視電路向開關(guān)元件的控制裝置輸出使控制信號的輸出停止的信號。
[0029]在該情況下，即使調(diào)節(jié)器電路的輸入電壓上升，調(diào)節(jié)器電路也會(huì)持續(xù)輸出固定電壓，基準(zhǔn)電壓不會(huì)改變。因此，當(dāng)對象電壓高于基準(zhǔn)電壓時(shí)，判斷開關(guān)電源本身或者開關(guān)電源的輸入處于某種異常狀態(tài)，從而停止向開關(guān)元件輸出控制信號，由此能保護(hù)開關(guān)元件。
[0030](8 )另外，在上述(3 )、( 4 )、( 5 )或(7 )的電源電路中，對象電壓和基準(zhǔn)電壓優(yōu)選為是從開關(guān)電源的輸出側(cè)的公共接地(GND )電位觀察到的電壓。
[0031]在該情況下，能夠直接將相對于公共接地電位的兩個(gè)系統(tǒng)的電壓作為監(jiān)視電路的兩個(gè)輸入，無需使其相互絕緣，因此簡化了電路結(jié)構(gòu)。
[0032](9)另外，在上述(8)的電源電路中，優(yōu)選為控制裝置的電源電壓與對象電壓及基準(zhǔn)電壓同樣、也是從接地(GND)電位觀察到的電壓。
[0033]在該情況下，能夠?qū)⒈O(jiān)視電路的輸出直接輸入到控制裝置，無需使其相互絕緣，因此簡化了電路結(jié)構(gòu)。
[0034](10)另外，上述(3)、(4)、(5)或(7)的電源電路中，控制裝置的電源電壓也可以使用調(diào)節(jié)器電路的輸出電壓。
[0035]在該情況下，控制裝置的電源電壓穩(wěn)定。
[0036](11)另外，在上述(I)?(10)的任一電源電路中，開關(guān)元件可以是多個(gè)構(gòu)成功率轉(zhuǎn)換電路的電壓驅(qū)動(dòng)型元件。
[0037]在該情況下，若由于開關(guān)電源的輸出電壓產(chǎn)生異常下降而導(dǎo)致作為控制信號的柵極電壓下降，則可能會(huì)引起IGBT、MOSFET等電壓驅(qū)動(dòng)型元件的異常發(fā)熱、開關(guān)不良，但通過停止提供柵極電壓，能夠?qū)⑸鲜銮闆r防患于未然。
[0038]發(fā)明效果[0039]根據(jù)本發(fā)明的電源電路，能以簡單的電路結(jié)構(gòu)來可靠地檢測電壓的異常，并保護(hù)開關(guān)元件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0040]圖1是以本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的電源電路為中心的電路圖。
[0041]圖2是表示調(diào)節(jié)器電路的電壓變化等的圖。
[0042]圖3是表示圖1的各部分的電壓變化及監(jiān)視電路的輸出變化的圖。
[0043]圖4是用于對柵極電壓用的電源電壓的異常進(jìn)行判定的現(xiàn)有的電路例。
【具體實(shí)施方式】
[0044]圖1是以本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的電源電路為中心的電路圖。圖中，電源電路以開關(guān)電源1、調(diào)節(jié)器電路2、監(jiān)視電路3、以及控制裝置8為主要構(gòu)成要素來構(gòu)成。開關(guān)電源I通過如圖示那樣將開關(guān)變壓器10、整流電路11、開關(guān)元件(例如IGBT) 12、控制器13、平滑電容器CO、C11、C12、C2、C3以及二極管Dll、D12、D2、D3相連接而得以構(gòu)成。
[0045]利用整流電路11對由商用交流電源4提供的交流電壓進(jìn)行全波整流，并利用平滑電容器CO進(jìn)行平滑。利用經(jīng)平滑后的電壓，并經(jīng)由開關(guān)元件12，使電流流過開關(guān)變壓器10的輸入側(cè)線圈100?？刂破?3對開關(guān)元件12進(jìn)行PWM控制，從而實(shí)現(xiàn)高頻開關(guān)。利用該開關(guān)使輸出側(cè)的多個(gè)線圈101?103中感應(yīng)出與各自的匝數(shù)比相對應(yīng)的電壓。所感應(yīng)出的電壓分別經(jīng)由二極管D11、D12、D2、D3及平滑電容器Cll、C12、C2、C3進(jìn)行整流、平滑，并構(gòu)成輸出電路la、lb、lc。線圈101為帶有中心抽頭的線圈，輸出電路Ia例如輸出15V和7V。
[0046]對于輸出電路Ib?lc，雖然僅圖示了兩個(gè)電路，但實(shí)際上，根據(jù)作為負(fù)載的開關(guān)元件來設(shè)置所需要的數(shù)量。輸出電路lb、lc向驅(qū)動(dòng)用耦合器(柵極驅(qū)動(dòng)用的光耦合器)5、6提供控制電源電壓，該控制電源電壓用于向IGBT、即開關(guān)元件71、72提供控制信號(柵極電壓)。作為控制裝置的CPU8向驅(qū)動(dòng)用耦合器5、6提供基于柵極電壓理論值的柵極信號。
[0047]開關(guān)元件71、72構(gòu)成逆變器、整流器等功率轉(zhuǎn)換電路7，設(shè)置有與實(shí)際應(yīng)用的電路相對應(yīng)的數(shù)量的開關(guān)元件，并對這些開關(guān)元件或動(dòng)作相同的元件公共地設(shè)置有驅(qū)動(dòng)用耦合器。然而，開關(guān)元件的用途不限于功率轉(zhuǎn)換電路，也可以用作其它各種開關(guān)。對于輸出電路，在滿足公共的基準(zhǔn)電位、必要電壓等條件時(shí)，有時(shí)也會(huì)采用對多個(gè)驅(qū)動(dòng)用耦合器進(jìn)行輸出的結(jié)構(gòu)。另外，CPU8例如從調(diào)節(jié)器電路2的輸出接收3.3V的供電。
[0048]另一方面，輸出電路Ia的15V的額定輸出電壓用于反饋控制。S卩，若應(yīng)當(dāng)為15V的電壓變得高于15V，則控制器13進(jìn)行動(dòng)作，以降低PWM控制的占空比，從而降低開關(guān)變壓器10的輸出電壓。相反，若應(yīng)當(dāng)為15V的電壓變得低于15V，則控制器13進(jìn)行動(dòng)作，以提高PWM控制的占空比，從而提高開關(guān)變壓器10的輸出電壓。利用這種反饋控制，維持了由開關(guān)電源I的各個(gè)輸出電路輸出的電壓，而不會(huì)與規(guī)定值產(chǎn)生較大偏離。特別是將反饋控制所使用的輸出電路Ia的電壓維持在了極小的變動(dòng)范圍內(nèi)(例如15V輸出在±0.25V的精度、即14.75?15.25V的范圍內(nèi))。
[0049]相反，若輸出電路Ia的電壓在該變動(dòng)范圍內(nèi)，貝U其它輸出電路lb、Ic的電壓也會(huì)被維持在正常的允許范圍內(nèi)。此外，若應(yīng)當(dāng)通過反饋控制而穩(wěn)定的輸出電路Ia的電壓由于交流電壓下降等而產(chǎn)生異常下降，則其它輸出電路lb、lc的輸出電壓也會(huì)下降。因此，即使不對每個(gè)輸出電路的電壓進(jìn)行監(jiān)視，也能基于反饋控制所使用的輸出電路Ia的輸出電壓來對開關(guān)電源I的所有輸出的電壓進(jìn)行監(jiān)視。
[0050]因此，基于輸出電路Ia的電壓來對整個(gè)開關(guān)電源I的輸出電壓的異常下降進(jìn)行監(jiān)視。監(jiān)視電路3即為實(shí)現(xiàn)上述目的的電路，利用例如電阻R1、R2對反饋電壓(輸入到控制器13的電壓)進(jìn)行分壓，并提供給比較器31的一個(gè)輸入端子。將該電壓作為要與后述的基準(zhǔn)電壓Vr進(jìn)行比較的對象電壓Vin。
[0051]另一方面，輸出電路Ia中的7V的電路與調(diào)節(jié)器電路2相連。調(diào)節(jié)器電路2是將調(diào)節(jié)器(三端子調(diào)節(jié)器)和電解電容器構(gòu)成為一組、并將兩組、即兩級連接后得到的電路。即，前級的調(diào)節(jié)器21將輸入電壓(7V)降低到固定電壓5V并輸出。該輸出經(jīng)由電解電容器C5而成為后級的調(diào)節(jié)器22的輸入。后級的調(diào)節(jié)器22將輸入電壓(5V)降低到固定電壓3.3V并輸出。該輸出經(jīng)由電解電容器C6而被提供給監(jiān)視電路3。在監(jiān)視電路3中，利用例如電阻R3、R4對3.3V的電壓進(jìn)行分壓，并提供給調(diào)節(jié)器31的另一個(gè)輸入端子。將該電壓作為基準(zhǔn)電壓Vr。
[0052]另外，在輸出電路Ia中的7V和15V之間公共的電路為接地(GND)電位，對象電壓Vin及基準(zhǔn)電壓Vr也是相對于公共的接地電位的電壓。因此，能夠?qū)⑾鄬τ诠驳慕拥仉娢坏膬蓚€(gè)系統(tǒng)的電壓直接作為監(jiān)視電路3的兩個(gè)輸入，無需使其相互絕緣，因此簡化了電路結(jié)構(gòu)。此外，由于CPU8也是公共接地電位，因此進(jìn)一步簡化了電路結(jié)構(gòu)。
[0053]當(dāng)開關(guān)電源I的輸出電壓正常時(shí)，所設(shè)定的電阻Rl、R2及R3、R4的分壓比使對象電壓Vin略高于基準(zhǔn)電壓Vr。此時(shí)的比較器31的輸出例如為高(H)電平(正常)。CPU8將該輸出作為表不開關(guān)電源I的輸出電壓的正常狀態(tài)來處理。
[0054]接著，對開關(guān)電源I的輸出電壓由于短時(shí)間的電源切斷、控制器13的異常而產(chǎn)生異常下降時(shí)的動(dòng)作進(jìn)行說明。
[0055]首先，說明調(diào)節(jié)器電路2的動(dòng)作。圖2是表示調(diào)節(jié)器電路2的電壓變化的圖。另夕卜，對于各個(gè)調(diào)節(jié)器，通常確定了能輸出所需要的固定輸出電壓的輸入電壓范圍，但這里為了便于說明，假設(shè)只要輸入電壓在固定輸出電壓以上就能輸出電壓。
[0056]若在時(shí)刻tl產(chǎn)生異常，則輸出電路Ia的7V電壓會(huì)逐漸下降，最終變?yōu)?V。前級的調(diào)節(jié)器21的輸出在時(shí)刻tl以后仍會(huì)暫時(shí)維持在5V，但在輸出電路Ia的電壓低于5V的時(shí)刻t2以后，會(huì)逐漸下降，最終變?yōu)镺。后級的調(diào)節(jié)器22的輸出在時(shí)刻t2以后仍會(huì)暫時(shí)維持在3.3V，但在調(diào)節(jié)器21的輸出電壓低于3.3V的時(shí)刻t3以后，會(huì)逐漸下降，最終變?yōu)镺。
[0057]如上所述，后級調(diào)節(jié)器22的輸出在產(chǎn)生異常的時(shí)刻tl以后、時(shí)刻t3以前，能維持固定電壓的輸出電壓3.3V。
[0058]圖3是表示各部分的電壓變化及監(jiān)視電路3的輸出變化的圖。若在時(shí)刻tx產(chǎn)生異常，則開關(guān)元件71、72用的控制電源電壓、即輸出電路Ib或Ic的輸出電壓會(huì)逐漸下降，并在時(shí)刻tz進(jìn)入開關(guān)元件的不穩(wěn)定工作區(qū)域，最終變?yōu)?V。
[0059]基于反饋電壓的對象電壓Vin在時(shí)刻tx以后逐漸下降，并最終變?yōu)?V。另一方面，由于調(diào)節(jié)器電路2的上述作用，基準(zhǔn)電壓Vr在產(chǎn)生異常后仍會(huì)暫時(shí)維持電壓。因此，在產(chǎn)生異常后的例如時(shí)刻ty，對象電壓Vin變得低于基準(zhǔn)電壓Nr，使得監(jiān)視電路3中的比較器31的輸出從高電平變?yōu)榈碗娖?。該變化?dǎo)致CPU8停止向開關(guān)元件71、72各自的驅(qū)動(dòng)用耦合器5、6發(fā)送柵極信號。因此，由驅(qū)動(dòng)用耦合器5、6提供給開關(guān)元件71、72的柵極電壓消失，開關(guān)元件71、72截止。
[0060]另外，雖然在上述時(shí)刻ty，開關(guān)元件71、72用的控制電源電壓會(huì)稍許下降，但在該時(shí)刻下，還不會(huì)在開關(guān)元件71、72中產(chǎn)生異常發(fā)熱、誤動(dòng)作。反過來講，預(yù)先對基準(zhǔn)電壓Vr及電阻R1、R2的分壓比進(jìn)行了設(shè)定，從而能在開關(guān)元件71、72可能產(chǎn)生異常發(fā)熱、誤動(dòng)作之前，使監(jiān)視電路3的輸出反轉(zhuǎn)，并檢測出異常。
[0061]如上所述，即使調(diào)節(jié)器電路2的輸入電壓下降，由于調(diào)節(jié)器電路2原本就輸出使輸入電壓下降后的固定電壓，因此在輸入電壓低于固定電壓之前，仍會(huì)持續(xù)輸出固定電壓。因此，基準(zhǔn)電壓不發(fā)生改變。因而，當(dāng)對象電壓Vin低于基準(zhǔn)電壓Vr時(shí)，能夠通過停止向開關(guān)元件71、72輸出控制信號來保護(hù)開關(guān)元件71、72。這里，通過預(yù)先將CPU8的電源電壓作為調(diào)節(jié)器電路2的輸出電壓，從而能使CPU8在更長的期間內(nèi)持續(xù)動(dòng)作，能更可靠地進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作。此外，如上所述，即使不對每個(gè)輸出電路的電壓進(jìn)行監(jiān)視，也能基于反饋控制所使用的輸出電路Ia的輸出電壓來對整個(gè)開關(guān)電源I的電壓進(jìn)行監(jiān)視。
[0062]此外，在上述實(shí)施方式中以電壓的異常下降為例進(jìn)行了說明，但在電壓異常上升時(shí)，只要使該監(jiān)視電路(3)采用在對象電壓高于基準(zhǔn)電壓時(shí)進(jìn)行異常檢測的結(jié)構(gòu)，就能獲得相同的效果。
[0063]具體而言，另外再并列設(shè)置一個(gè)圖1所示的監(jiān)視電路3，并使得例如在正常時(shí)，對象電壓Vin低于基準(zhǔn)電壓Vr。若由于電壓的異常上升導(dǎo)致對象電壓Vin變得高于基準(zhǔn)電壓Vr，則只要通過比較器31的輸出的反轉(zhuǎn)來檢測出異常狀態(tài)，并停止向驅(qū)動(dòng)用耦合器5、6發(fā)送柵極信號即可。將此時(shí)的基準(zhǔn)電壓Vr設(shè)定為例如對象電壓Vin不會(huì)超過IGBT的柵極耐壓值的值即可。
[0064]即，根據(jù)這種電源電路，能以簡單的電路結(jié)構(gòu)來可靠地檢測出電壓的異常(下降或上升)，并保護(hù)開關(guān)元件。在開關(guān)元件是構(gòu)成逆變器電路或整流器電路等功率轉(zhuǎn)換電路的IGBT的情況下，若由于開關(guān)電源的輸出電壓產(chǎn)生異常下降導(dǎo)致作為控制信號的柵極電壓下降，則可能會(huì)引起IGBT的異常發(fā)熱、開關(guān)不良。然而，在該情況下，也能通過停止提供柵極電壓來將上述情況防患于未然。此外，若由于開關(guān)電源的輸出電壓產(chǎn)生異常上升導(dǎo)致作為控制信號的柵極電壓變高，則可能會(huì)引起IGBT的故障。然而，在該情況下，也能通過停止提供柵極電壓來將上述情況防患于未然。
[0065]另外，對于調(diào)節(jié)器電路2的調(diào)節(jié)器，可以是一級，也可以根據(jù)輸入電壓、所需的負(fù)載電壓而設(shè)為三級以上。在多級的情況下，通過使越后級的調(diào)節(jié)器輸出的固定電壓越低，從而能容易地確保最后一級的調(diào)節(jié)器的輸出低于固定電壓為止的時(shí)間。即，對于最后一級調(diào)節(jié)器，即使開關(guān)電源的輸出電壓產(chǎn)生異常下降，也能在從該時(shí)刻起較長的時(shí)間內(nèi)，維持固定電壓的輸出。
[0066]另外，上述實(shí)施方式中的開關(guān)元件71、72采用了 IGBT，但對于MOSFET等依賴于驅(qū)動(dòng)電壓來改變開關(guān)狀態(tài)的其它開關(guān)元件，也能期待同樣的效果。
[0067]標(biāo)號說明
[0068]1:開關(guān)電源
[0069]Ia:輸出電路
[0070]2:調(diào)節(jié)器電路
[0071]3:監(jiān)視電路[0072]8: CPU (控制裝置)
[0073]71，72:開關(guān)元件(IGBT)
【權(quán)利要求】
1.一種電源電路，該電源電路提供控制電源電壓，該控制電源電壓用于向開關(guān)元件(71,72)提供控制信號，其特征在于，包括: 開關(guān)電源(1)，該開關(guān)電源(I)具有以下功能:即，通過所需數(shù)量的輸出電路向所述開關(guān)元件(71、72)提供所述控制電源電壓的功能、以及使某個(gè)輸出電路的輸出電壓保持一定的反饋控制的功能；以及 監(jiān)視電路(3 )，該監(jiān)視電路(3 )基于所述反饋控制中所使用的輸出電路(Ia)的輸出電壓、來監(jiān)視所述控制電源電壓，并在該控制電源電壓產(chǎn)生異常時(shí)，輸出使所述控制信號的輸出停止的信號。
2.如權(quán)利要求1所述的電源電路，其特征在于， 所述監(jiān)視電路(3)在所述控制電源電壓異常下降時(shí)，輸出使所述控制信號的輸出停止的信號。
3.如權(quán)利要求2所述的電源電路，其特征在于， 包括調(diào)節(jié)器電路(2)，該調(diào)節(jié)器電路(2)使所述開關(guān)電源(I)所輸出的電壓降低到規(guī)定的固定電壓，并將其輸出， 在基于所述輸出電路(Ia)的輸出電壓的對象電壓比基于所述固定電壓的基準(zhǔn)電壓要低時(shí)，所述監(jiān)視電路(3)向所述開關(guān)元件(71、72)的控制裝置(8)輸出使控制信號的輸出停止的信號。
4.如權(quán)利要求3所述的電源電路，其特征在于， 所述調(diào)節(jié)器電路(2)由多級調(diào)節(jié)器構(gòu)成，并且越處于后級，輸出的固定電壓越低。
5.如權(quán)利要求3或4所述的電源電路，其特征在于， 在所述開關(guān)元件(71、72)的控制電源電壓降低得比能使該開關(guān)元件進(jìn)行正常動(dòng)作的規(guī)定電壓還要低之前，所述對象電壓降低得比所述基準(zhǔn)電壓還要低。
6.如權(quán)利要求1所述的電源電路，其特征在于， 所述監(jiān)視電路(3)在所述控制電源電壓異常上升時(shí)，輸出使所述控制信號的輸出停止的信號。
7.如權(quán)利要求6所述的電源電路，其特征在于， 包括調(diào)節(jié)器電路(2)，該調(diào)節(jié)器電路(2)使所述開關(guān)電源(I)所輸出的電壓降低到規(guī)定的固定電壓，并將其輸出， 在基于所述輸出電路(Ia)的輸出電壓的對象電壓比基于所述固定電壓的基準(zhǔn)電壓要高時(shí)，所述監(jiān)視電路(3)向所述開關(guān)元件(71、72)的控制裝置(8)輸出使控制信號的輸出停止的信號。
8.如權(quán)利要求3、4、5或7所述的電源電路，其特征在于， 所述對象電壓和所述基準(zhǔn)電壓是從所述開關(guān)電源(I)的輸出側(cè)的公共接地(GND)電位觀察到的電壓。
9.如權(quán)利要求8所述的電源電路，其特征在于， 所述控制裝置(8)的電源電壓與所述對象電壓及所述基準(zhǔn)電壓同樣、也是從所述接地(GND)電位觀察到的電壓。
10.如權(quán)利要求3、4、5或7所述的電源電路，其特征在于， 所述控制裝置(8)的電源電壓使用所述調(diào)節(jié)器電路(2)的輸出電壓。
11.如權(quán)利要求1至10的任一項(xiàng)所述的電源電路，其特征在于，所述開關(guān)元件(71 、72)是多個(gè)構(gòu)成功率轉(zhuǎn)換電路的電壓驅(qū)動(dòng)型元件。
【文檔編號】H02M1/08GK103430436SQ201280011572
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2012年2月10日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月22日
【發(fā)明者】石關(guān)晉一, 佐藤俊彰 申請人:大金工業(yè)株式會(huì)社