JP2000166227A - Overcurrent protection circuit for switching power supply - Google Patents
Overcurrent protection circuit for switching power supplyInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチング電源
の過電流保護回路に関するものである。The present invention relates to an overcurrent protection circuit for a switching power supply.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、スイッチング電源の過電流保
護回路として、パルスバイパルス制御を行う過電流保護
回路が知られている。このような過電流保護回路では、
過電流を検出したときに、スイッチング素子のオン時間
を短くすることで電流制限を行い、この電流制限によっ
て出力電圧が充分に低下したところで電源をシャットダ
ウンさせていた。2. Description of the Related Art Conventionally, an overcurrent protection circuit for performing pulse-by-pulse control has been known as an overcurrent protection circuit for a switching power supply. In such an overcurrent protection circuit,
When overcurrent is detected, the current is limited by shortening the ON time of the switching element, and the power supply is shut down when the output voltage is sufficiently reduced due to the current limitation.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような従来の過電流保護回路では、過電流検出から出力
電圧が完全に垂下するまでの時間が長くなり、それによ
る電源回路及び負荷装置の破損、さらには発煙発火障害
に陥る危険性があるという問題点があった。本発明は、
上記課題を解決するためになされたもので、過電流検出
から出力垂下までの時間を比較的短い時間で行うことが
できる過電流保護回路を提供することを目的とする。However, in the above-described conventional overcurrent protection circuit, the time from the detection of the overcurrent to the complete dropping of the output voltage is lengthened, thereby causing damage to the power supply circuit and the load device. In addition, there is a problem that there is a danger of falling into smoke and ignition. The present invention
An object of the present invention is to provide an overcurrent protection circuit that can perform the time from overcurrent detection to output droop in a relatively short time.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明の過電流保護回路
は、請求項1に記載のように、入力電圧(Vin)をス
イッチング素子(1)でスイッチングしてパルス電圧に
変換し、このパルス電圧を整流し出力電圧(Vout)
を得るスイッチング電源において、スイッチング素子と
直列に接続された電流検出用抵抗(4)を流れる1次側
電流に基づいて過電流を検出する比較検出回路(5)
と、比較検出回路によって過電流が検出されたとき、ス
イッチング素子のオフ制御とこのオフ制御を解除するリ
セットとをスイッチング電源のスイッチング周波数に同
期して繰り返すラッチ回路(6)と、過電流状態が所定
の時間以上継続したとき、上記ラッチ回路のリセットを
無効にして、スイッチング素子のオフ制御を維持する時
定数回路(7)とを有するものである。また、請求項2
に記載のように、上記スイッチング素子のオフ制御によ
っても出力電圧が基準電圧以下にならないとき、上記時
定数回路によるオフ制御を解除する第2の時定数回路
(8)を有するものである。According to the overcurrent protection circuit of the present invention, an input voltage (Vin) is switched by a switching element (1) to convert the input voltage (Vin) into a pulse voltage. Rectify voltage and output voltage (Vout)
(5) a comparison detection circuit (5) for detecting an overcurrent based on a primary current flowing through a current detection resistor (4) connected in series with the switching element
And a latch circuit (6) that repeats, in synchronization with the switching frequency of the switching power supply, off control of the switching element and reset for releasing the off control when an overcurrent is detected by the comparison detection circuit. A time constant circuit (7) for invalidating the reset of the latch circuit and maintaining the OFF control of the switching element when the predetermined time has elapsed. Claim 2
And a second time constant circuit (8) for releasing the off control by the time constant circuit when the output voltage does not become lower than the reference voltage even by the off control of the switching element.
【0005】[0005]
【発明の実施の形態】[実施の形態の1]次に、本発明
の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1は本発明の第1の実施の形態を示すスイッチング電
源の回路図である。パワーMOSFET1(以下、FE
Tと略する)は、入力電圧Vinをスイッチングして高
周波のパルス電圧に変換する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [First Embodiment] Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a circuit diagram of a switching power supply showing a first embodiment of the present invention. Power MOSFET 1 (hereinafter FE)
T) converts the input voltage Vin into a high-frequency pulse voltage by switching.
【0006】PWMコントローラ2は、後述する出力フ
ィードバック電圧Fbと自己の発振器で発生する三角波
電圧Trとを比較し、この比較結果に応じて制御パルス
信号のパルス幅を変えてFET1がオン/オフする時間
を変えることにより、出力電圧Voutが一定になるよ
うに制御する。ドライバ3は、PWMコントローラ2か
ら出力される制御パルス信号に応じてFET1を駆動す
る。The PWM controller 2 compares an output feedback voltage Fb, which will be described later, with a triangular wave voltage Tr generated by its own oscillator, and changes the pulse width of a control pulse signal to turn on / off the FET 1 according to the comparison result. The output voltage Vout is controlled to be constant by changing the time. The driver 3 drives the FET 1 according to a control pulse signal output from the PWM controller 2.
【0007】4は1次側電流Idの検出用の抵抗であ
る。比較検出回路5は、抵抗4による電圧降下分である
検出電圧Detを所定の基準電圧と比較することによ
り、過電流を検出する。ラッチ回路6は、比較検出回路
5によって過電流が検出されたとき、FET1を強制的
にオフさせるオフ制御信号Coffを出力し、PWMコ
ントローラ2から出力されたラッチリセット信号Rrに
応じてオフ制御信号Coffの出力を停止する。Reference numeral 4 denotes a resistor for detecting the primary current Id. The comparison detection circuit 5 detects an overcurrent by comparing a detection voltage Det, which is a voltage drop by the resistor 4, with a predetermined reference voltage. The latch circuit 6 outputs an off control signal Coff for forcibly turning off the FET 1 when an overcurrent is detected by the comparison detection circuit 5, and outputs an off control signal in response to the latch reset signal Rr output from the PWM controller 2. The output of Coff is stopped.
【0008】時定数回路7は、過電流状態が所定時間以
上継続したとき、ラッチ回路6のリセットを無効にする
ラッチリセット無効化信号Ivを出力する。トランス9
は、1次側(入力)と2次側(出力)とを絶縁し、かつ
1次側のパルス電圧を二次側に伝える。[0008] The time constant circuit 7 outputs a latch reset invalidation signal Iv for invalidating the reset of the latch circuit 6 when the overcurrent state continues for a predetermined time or more. Transformer 9
Insulates the primary side (input) from the secondary side (output) and transmits the primary side pulse voltage to the secondary side.
【0009】ダイオード10,11、チョークコイル1
2及びコンデンサ13は、トランス9の2次側に発生し
たパルス電圧を整流平滑して、直流出力電圧Voutに
変換する。抵抗14,15は、出力電圧Voutを分圧
して、出力フィードバック電圧Fbを生成する。以上の
ようなスイッチング電源において、抵抗4、比較検出回
路5、ラッチ回路6及び時定数回路7が過電流保護回路
を構成している。[0009] Diodes 10 and 11, choke coil 1
The capacitor 2 and the capacitor 13 rectify and smooth the pulse voltage generated on the secondary side of the transformer 9 and convert it to a DC output voltage Vout. The resistors 14 and 15 divide the output voltage Vout to generate an output feedback voltage Fb. In the switching power supply as described above, the resistor 4, the comparison detection circuit 5, the latch circuit 6, and the time constant circuit 7 constitute an overcurrent protection circuit.
【0010】図2は、PWMコントローラ2、比較検出
回路5、ラッチ回路6及び時定数回路7の回路図であ
る。なお、PWMコントローラ2については、その一部
のみを記載している。比較検出回路5内のコンパレータ
51は、1次側電流Idによる検出電圧Detを過電流
を検出するための基準電圧Vref1と比較し、同様に
コンパレータ52は、検出電圧Detを過電流を検出す
るための基準電圧Vref2と比較する。FIG. 2 is a circuit diagram of the PWM controller 2, the comparison detection circuit 5, the latch circuit 6, and the time constant circuit 7. Note that only part of the PWM controller 2 is described. The comparator 51 in the comparison detection circuit 5 compares the detection voltage Det based on the primary side current Id with a reference voltage Vref1 for detecting an overcurrent, and the comparator 52 similarly detects the detection voltage Det based on the overcurrent. With the reference voltage Vref2.
【0011】NORゲート53は、コンパレータ51,
52の出力の否定論理和をとり、インバータ54は、N
ORゲート53の出力を論理反転する。こうして、イン
バータ54の出力がラッチセット信号Rsとしてラッチ
回路6を構成するフリップフロップ(以下、F/Fと略
する)61のセット端子Sに入力される。The NOR gate 53 includes a comparator 51,
The output of the inverter 52 is NORed, and the inverter 54 outputs N
The output of the OR gate 53 is logically inverted. Thus, the output of the inverter 54 is input as the latch set signal Rs to the set terminal S of the flip-flop (hereinafter abbreviated as F / F) 61 configuring the latch circuit 6.
【0012】一方、PWMコントローラ2内のコンパレ
ータ21は、三角波電圧Trと基準電圧Vref3とを
比較する。ANDゲート22は、NORゲート53の出
力とコンパレータ21の出力の論理積をとる。こうし
て、ANDゲート22の出力がラッチリセット信号Rr
としてF/F61のリセット端子Rに入力される。On the other hand, a comparator 21 in the PWM controller 2 compares the triangular wave voltage Tr with a reference voltage Vref3. The AND gate 22 calculates the logical product of the output of the NOR gate 53 and the output of the comparator 21. Thus, the output of the AND gate 22 becomes the latch reset signal Rr.
Is input to the reset terminal R of the F / F 61.
【0013】F/F61は、比較検出回路5からラッチ
セット信号Rsが出力されたとき、セット状態となる。
このとき、F/F61の反転出力端子バーQから出力さ
れる反転出力信号がオフ制御信号Coffとなる。一
方、F/F61の正転出力端子Qから出力される正転出
力信号Pは時定数回路7内のトランジスタ71のベース
に与えられる。The F / F 61 is set when a latch set signal Rs is output from the comparison detection circuit 5.
At this time, the inverted output signal output from the inverted output terminal bar Q of the F / F 61 becomes the off control signal Coff. On the other hand, the normal output signal P output from the normal output terminal Q of the F / F 61 is applied to the base of the transistor 71 in the time constant circuit 7.
【0014】抵抗72の一端には電源電圧VCCが与え
られ、抵抗72の他端はコンデンサ73の一端と接続さ
れる。そして、抵抗72とコンデンサ73の接続点に
は、トランジスタ71のコレクタと定電圧ダイオード7
4のカソードが接続される。さらに、定電圧ダイオード
74のアノードはインバータ75の入力と接続される。
こうして、インバータ75の出力がラッチリセット無効
化信号Ivとなる。A power supply voltage VCC is applied to one end of the resistor 72, and the other end of the resistor 72 is connected to one end of a capacitor 73. The connection point between the resistor 72 and the capacitor 73 is connected to the collector of the transistor 71 and the constant voltage diode 7.
4 cathodes are connected. Further, the anode of the constant voltage diode 74 is connected to the input of the inverter 75.
Thus, the output of the inverter 75 becomes the latch reset invalidation signal Iv.
【0015】次に、本実施の形態のスイッチング電源の
動作について図3を参照して説明する。過電流が発生し
ていない通常時、1次側電流Idによって抵抗4に発生
する検出電圧Detは、規準電圧Vref1,Vref
2以下である。このため、コンパレータ51,52の出
力は何れも「L」レベルであり、図3のように、インバ
ータ54の出力であるラッチセット信号Rsも「L」レ
ベルとなる。Next, the operation of the switching power supply according to this embodiment will be described with reference to FIG. In a normal state where no overcurrent occurs, the detection voltage Det generated in the resistor 4 by the primary current Id is equal to the reference voltages Vref1 and Vref.
2 or less. Therefore, the outputs of the comparators 51 and 52 are both at the “L” level, and the latch set signal Rs output from the inverter 54 is also at the “L” level as shown in FIG.
【0016】このため、F/F61から出力されるオフ
制御信号Coffは「L」レベルのままとなるので、F
ET1を強制的にオフにするパルスバイパルス制御は行
われない。つまり、FET1は、出力フィードバック電
圧Fbと三角波電圧Trとの比較によって決まるオン/
オフ時間によって制御される。As a result, the off control signal Coff output from the F / F 61 remains at the "L" level.
Pulse-by-pulse control for forcibly turning off ET1 is not performed. That is, the FET 1 is turned on / off determined by comparing the output feedback voltage Fb and the triangular wave voltage Tr.
Controlled by off time.
【0017】次に、スイッチング電源の2次側で過電流
が発生すると、1次側電流Idが増加し、これに伴って
検出電圧Detが図3の時刻T1において基準電圧Vr
ef1,Vref2に達する。これにより、コンパレー
タ51,52の少なくとも一方の出力が「H」レベルと
なるので、ラッチセット信号Rsが「H」レベルに反転
する。Next, when an overcurrent occurs on the secondary side of the switching power supply, the primary side current Id increases, and as a result, the detection voltage Det changes to the reference voltage Vr at time T1 in FIG.
ef1 and Vref2 are reached. As a result, at least one of the outputs of the comparators 51 and 52 becomes “H” level, so that the latch set signal Rs is inverted to “H” level.
【0018】このラッチセット信号Rsに応じてF/F
61がセットされ、オフ制御信号Coffが「H」レベ
ルに反転する。このオフ制御信号Coffに応じて、ド
ライバ3がオフとなり、FET1もオフとなる。F / F according to latch set signal Rs
61 is set, and the off control signal Coff is inverted to the “H” level. The driver 3 is turned off and the FET 1 is turned off in response to the off control signal Coff.
【0019】一方、PWMコントローラ2内のコンパレ
ータ21は、三角波電圧Trと基準電圧Vref3とを
比較する。ここで、三角波電圧Trが基準電圧Vref
3を下回ると、コンパレータ21の出力が「H」レベル
に反転する。このとき、NORゲート53の出力は
「H」レベルなので、ANDゲート22の出力であるラ
ッチリセット信号Rrが「H」レベルに反転する。この
ラッチリセット信号Rrに応じてF/F61がリセット
され、オフ制御信号Coffが「L」レベルに反転し、
FET1のオフ制御がリセットされる。On the other hand, the comparator 21 in the PWM controller 2 compares the triangular wave voltage Tr with the reference voltage Vref3. Here, the triangular wave voltage Tr is equal to the reference voltage Vref.
When the value falls below 3, the output of the comparator 21 is inverted to the “H” level. At this time, since the output of the NOR gate 53 is at the “H” level, the latch reset signal Rr output from the AND gate 22 is inverted to the “H” level. The F / F 61 is reset in response to the latch reset signal Rr, and the off control signal Coff is inverted to “L” level,
The off control of the FET 1 is reset.
【0020】こうして、過電流が発生すると、FET1
のオフ制御とこのオフ制御のリセットとを三角波電圧T
rの周期(スイッチング電源のスイッチング周期)ごと
に繰り返す、いわゆるパルスバイパルス制御が行われ
て、電流制限が行われる。Thus, when an overcurrent occurs, the FET1
And the resetting of the off control is performed by the triangular wave voltage T.
A so-called pulse-by-pulse control, which is repeated every r cycle (switching cycle of the switching power supply), is performed to limit the current.
【0021】次に、オフ制御信号Coffが「H」レベ
ルの期間では、F/F61の正転出力端子Qから出力さ
れるラッチ正転出力信号Pが「L」レベルなので、時定
数回路7内のトランジスタ71はオフとなっている。こ
の場合、コンデンサ73は、抵抗72を介した電源電圧
VCCからの充電電流により充電される。一方、オフ制
御信号Coffが「L」レベルの期間では、ラッチ正転
出力信号Pが「H」レベルなので、トランジスタ71は
オンとなり、コンデンサ73は放電される。Next, when the off control signal Coff is at the "H" level, the latch non-inverting output signal P output from the non-inverting output terminal Q of the F / F 61 is at the "L" level. Transistor 71 is off. In this case, the capacitor 73 is charged by a charging current from the power supply voltage VCC via the resistor 72. On the other hand, during the period in which the off control signal Coff is at the “L” level, since the latch normal output signal P is at the “H” level, the transistor 71 is turned on and the capacitor 73 is discharged.
【0022】過電流状態が継続した場合、F/F61か
ら出力されるラッチ正転出力信号Pは過電流が検出され
る度に「L」に反転し、コンデンサ73の充電が行われ
る。このコンデンサ73の充電に引き続いて、上記オフ
制御のリセットによりコンデンサ73の放電が行われる
が、この放電が完了する前に次の充電が始まるので、コ
ンデンサ73の端子電圧が次第に上昇する。When the overcurrent state continues, the latch normal output signal P output from the F / F 61 is inverted to "L" every time an overcurrent is detected, and the capacitor 73 is charged. Following the charging of the capacitor 73, the capacitor 73 is discharged by resetting the off control. Since the next charging starts before the discharging is completed, the terminal voltage of the capacitor 73 gradually increases.
【0023】そして、コンデンサ73の端子電圧が定電
圧ダイオード74のツェナー電圧に達すると、定電圧ダ
イオード74のアノードが「H」レベルに反転するの
で、インバータ75の出力であるラッチリセット無効化
信号Ivが「L」レベルに反転する(図3の時刻T
2)。When the terminal voltage of the capacitor 73 reaches the Zener voltage of the constant voltage diode 74, the anode of the constant voltage diode 74 is inverted to the "H" level, so that the latch reset invalidation signal Iv output from the inverter 75 is output. Is inverted to the “L” level (at time T in FIG. 3).
2).
【0024】これにより、ANDゲート22の一方の入
力が常に「L」レベルとなるので、ラッチリセット信号
Rrは常に「L」レベルのままとなる。したがって、時
刻T2の直前のラッチセット信号Rsによってセット状
態となったF/F61は、リセットされることなくセッ
ト状態を維持し、「H」レベルのオフ制御信号Coff
を出力し続けるため、FET1はオフ状態を維持する。As a result, one input of the AND gate 22 is always at "L" level, so that the latch reset signal Rr always remains at "L" level. Therefore, the F / F 61 which has been set by the latch set signal Rs immediately before the time T2 maintains the set state without being reset, and the "H" level off control signal Coff
, Is kept off.
【0025】以上のように、本実施の形態の過電流保護
回路では、過電流状態が所定時間以上継続した場合、ラ
ッチ回路6に入力されるラッチリセット信号Rrを無効
にして、FET1の強制オフ状態を継続させることによ
り、出力電圧Voutを素速く垂下させることができ
る。As described above, in the overcurrent protection circuit of this embodiment, when the overcurrent state continues for a predetermined time or more, the latch reset signal Rr input to the latch circuit 6 is invalidated, and the FET 1 is forcibly turned off. By continuing the state, the output voltage Vout can be drooped quickly.
【0026】なお、本実施の形態の過電流保護回路で
は、図3から分かるように、大きな過電流が継続的に発
生すると、オフ制御信号Coffのパルス幅(「L」レ
ベルのラッチ正転出力信号Pのパルス幅)が次第に広く
なり、コンデンサ73の充電を加速して、出力電圧Vo
utを素速く垂下させるように働く。In the overcurrent protection circuit of the present embodiment, as can be seen from FIG. 3, when a large overcurrent is continuously generated, the pulse width of the off control signal Coff (the latch non-inverting output of the "L" level) The pulse width of the signal P) gradually increases, accelerating the charging of the capacitor 73, and setting the output voltage Vo
It works to make ut droop quickly.
【0027】コンデンサ73の充電が加速される理由
は、検出電圧Detを基にラッチセット信号Rsを生成
し、このラッチセット信号Rsを基にオフ制御信号Co
ffを生成しているからである。つまり、上記パルスバ
イパルス制御によって出力電圧Voutが低下し始める
と、出力フィードバック電圧Fbと三角波電圧Trの比
較によって決定されるFET1のオンタイミングが通常
時よりも早くなり、ラッチセット信号Rsが「H」に反
転するタイミングが早くなる。これに対して、三角波電
圧Trと基準電圧Vref3の比較によるラッチリセッ
ト信号Rrの出力タイミングは不動である。これによ
り、オフ制御信号Coffのパルス幅が広くなり、コン
デンサ73の充電が加速される。The reason why the charging of the capacitor 73 is accelerated is that the latch set signal Rs is generated based on the detection voltage Det, and the off control signal Co is generated based on the latch set signal Rs.
This is because ff is generated. That is, when the output voltage Vout starts to decrease by the pulse-by-pulse control, the on-timing of the FET 1 determined by comparing the output feedback voltage Fb and the triangular wave voltage Tr becomes earlier than usual, and the latch set signal Rs becomes “H The timing of inversion to "becomes earlier. On the other hand, the output timing of the latch reset signal Rr based on the comparison between the triangular wave voltage Tr and the reference voltage Vref3 does not change. As a result, the pulse width of the off control signal Coff increases, and the charging of the capacitor 73 is accelerated.
【0028】[実施の形態の2]図4は本発明の第2の
実施の形態を示すスイッチング電源の回路図であり、図
1と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の
形態のスイッチング電源は、上記所定時間を時定数回路
7よりも短くした時定数回路7aを時定数回路7の代わ
りに設けると共に、上記オフ制御によっても出力電圧V
outが基準電圧以下にならないとき、時定数回路7a
によるオフ制御を解除する第2の時定数回路8を設けた
ものである。[Embodiment 2] FIG. 4 is a circuit diagram of a switching power supply showing a second embodiment of the present invention, and the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In the switching power supply of the present embodiment, a time constant circuit 7a in which the predetermined time is shorter than the time constant circuit 7 is provided instead of the time constant circuit 7, and the output voltage V is also controlled by the off control.
When out does not become lower than the reference voltage, the time constant circuit 7a
And a second time constant circuit 8 for canceling the off control by the control circuit.
【0029】図5は、PWMコントローラ2、比較検出
回路5、ラッチ回路6及び時定数回路7a,8の回路図
である。図2と同様に、PWMコントローラ2について
は、その一部のみを記載している。F/F61の正転出
力端子Qから出力される正転出力信号Pは時定数回路7
a内のトランジスタ71aのベースに与えられる。FIG. 5 is a circuit diagram of the PWM controller 2, the comparison detection circuit 5, the latch circuit 6, and the time constant circuits 7a and 8. As in FIG. 2, only part of the PWM controller 2 is described. The normal rotation output signal P output from the normal rotation output terminal Q of the F / F 61 is
a to the base of the transistor 71a.
【0030】抵抗72aの一端には電源電圧VCCが与
えられ、抵抗72aの他端はコンデンサ73aの一端と
接続される。そして、抵抗72aとコンデンサ73aの
接続点には、トランジスタ71aのコレクタと定電圧ダ
イオード74aのカソードが接続される。さらに、定電
圧ダイオード74aのアノードはインバータ75aの入
力と接続される。The power supply voltage VCC is applied to one end of the resistor 72a, and the other end of the resistor 72a is connected to one end of the capacitor 73a. The connection point of the resistor 72a and the capacitor 73a is connected to the collector of the transistor 71a and the cathode of the constant voltage diode 74a. Further, the anode of the constant voltage diode 74a is connected to the input of the inverter 75a.
【0031】第2の時定数回路8内のトランジスタ81
のベースは、インバータ75aの出力と接続される。抵
抗82の一端には電源電圧VCCが与えられ、抵抗82
の他端はコンデンサ83の一端と接続される。そして、
抵抗82とコンデンサ83の接続点には、トランジスタ
81のコレクタと定電圧ダイオード84のカソードが接
続される。さらに、定電圧ダイオード84のアノードは
ANDゲート86の一方の入力と接続される。The transistor 81 in the second time constant circuit 8
Is connected to the output of inverter 75a. The power supply voltage VCC is applied to one end of the resistor 82 and the resistor 82
Is connected to one end of the capacitor 83. And
The connection point between the resistor 82 and the capacitor 83 is connected to the collector of the transistor 81 and the cathode of the constant voltage diode 84. Further, the anode of the constant voltage diode 84 is connected to one input of the AND gate 86.
【0032】コンパレータ85は、出力フィードバック
電圧Fbと基準電圧Vref4とを比較する。このコン
パレータ85の出力はANDゲート86の他方の入力と
接続される。そして、ANDゲート86の出力はトラン
ジスタ87のベースと接続され、トランジスタ87のコ
レクタはトランジスタ71aのコレクタと接続される。The comparator 85 compares the output feedback voltage Fb with the reference voltage Vref4. The output of the comparator 85 is connected to the other input of the AND gate 86. The output of the AND gate 86 is connected to the base of the transistor 87, and the collector of the transistor 87 is connected to the collector of the transistor 71a.
【0033】以上のようなスイッチング電源では、パル
スバイパルス制御が実施の形態の1と同様に行われ、過
電流状態が所定時間以上継続したとき、時定数回路7a
によってラッチリセット信号Rrを無効にして、FET
1の強制オフ状態を継続させる。ここまでの動作は、上
記所定時間が実施の形態の1より短いことを除いて実施
の形態の1と同様である。In the switching power supply described above, the pulse-by-pulse control is performed in the same manner as in the first embodiment, and when the overcurrent state continues for a predetermined time or more, the time constant circuit 7a
Invalidates the latch reset signal Rr by the FET
The forced off state of No. 1 is continued. The operation up to this point is the same as that of the first embodiment except that the predetermined time is shorter than that of the first embodiment.
【0034】次に、ラッチリセット無効化信号Ivが
「H」レベルの期間では、トランジスタ81がオンとな
り、コンデンサ83は放電される。また、ラッチリセッ
ト無効化信号Ivが「L」レベルの期間では、トランジ
スタ81がオフとなり、コンデンサ83は、抵抗82を
介した電源電圧VCCからの充電電流により充電され
る。Next, while the latch reset invalidation signal Iv is at the "H" level, the transistor 81 is turned on and the capacitor 83 is discharged. In addition, while the latch reset invalidation signal Iv is at the “L” level, the transistor 81 is turned off, and the capacitor 83 is charged by the charging current from the power supply voltage VCC via the resistor 82.
【0035】過電流状態が所定時間以上継続した場合に
は、ラッチリセット無効化信号Ivが「L」レベルとな
るので、コンデンサ83の充電が行われる。そして、
「L」レベルのラッチリセット無効化信号Ivが継続的
に出力されて、コンデンサ83の端子電圧が定電圧ダイ
オード84のツェナー電圧に達すると、定電圧ダイオー
ド84のアノードが「H」レベルに反転する。一方、コ
ンパレータ85は、出力フィードバック電圧Fbが基準
電圧Vref4より高いとき、「H」レベルの信号を出
力する。When the overcurrent state continues for a predetermined time or more, the latch reset invalidation signal Iv becomes "L" level, so that the capacitor 83 is charged. And
When the "L" level latch reset invalidation signal Iv is continuously output and the terminal voltage of the capacitor 83 reaches the zener voltage of the constant voltage diode 84, the anode of the constant voltage diode 84 is inverted to "H" level. . On the other hand, when the output feedback voltage Fb is higher than the reference voltage Vref4, the comparator 85 outputs an “H” level signal.
【0036】したがって、時定数回路7aによるFET
1のオフ制御が時定数回路8で設定される時間以上継続
し、かつ出力フィードバック電圧Fbが基準電圧Vre
f4以下にならない場合、ANDゲート86の出力が
「H」レベルに反転する。これにより、トランジスタ8
7がオンして、コンデンサ73aが放電され、ラッチリ
セット無効化信号Ivが「H」レベルに反転するので、
時定数回路7aによるオフ制御が解除される。以上のよ
うな構成により、比較的短い過電流に対しても確実な電
流制限動作を行うことができる。Therefore, the FET using the time constant circuit 7a
1 continues for more than the time set by the time constant circuit 8, and the output feedback voltage Fb becomes equal to the reference voltage Vre.
If f4 or less, the output of AND gate 86 is inverted to "H" level. Thereby, the transistor 8
7 is turned on, the capacitor 73a is discharged, and the latch reset invalidation signal Iv is inverted to "H" level.
The off control by the time constant circuit 7a is released. With the above configuration, a reliable current limiting operation can be performed even for a relatively short overcurrent.
【0037】[0037]
【発明の効果】本発明によれば、請求項1に記載のよう
に、過電流状態が所定の時間以上継続したとき、ラッチ
回路のリセットを無効にして、スイッチング素子のオフ
制御を維持することにより、過電流発生から比較的短い
時間で1次側電流を完全に遮断することができ、保護動
作遅延による発煙発火等の障害発生を防止することがで
きる。その理由は、過電流発生を検出した場合、まず一
般的なパルスバイパルス電流制限動作を行い、過電流状
態が所定時間以上継続した時点で、ラッチ回路のリセッ
トを無効にして、1次側電流の復旧を不能とし、出力電
圧の垂下を速めるためである。According to the present invention, as described in claim 1, when the overcurrent state continues for a predetermined time or more, the reset of the latch circuit is invalidated, and the off control of the switching element is maintained. Accordingly, the primary current can be completely cut off in a relatively short time after the occurrence of the overcurrent, and it is possible to prevent the occurrence of troubles such as smoke and ignition due to a delay in the protection operation. The reason is that when the occurrence of overcurrent is detected, a general pulse-by-pulse current limiting operation is performed first, and when the overcurrent state continues for a predetermined time or longer, the reset of the latch circuit is invalidated and the primary side current is reduced. This makes it impossible to recover the output voltage and speeds up the droop of the output voltage.
【0038】また、請求項2に記載のように、スイッチ
ング素子のオフ制御によっても出力電圧が基準電圧以下
にならないとき、スイッチング素子のオフ制御を解除す
る第2の時定数回路を設けることにより、比較的短い過
電流に対しても確実な電流制限動作を行うことができ
る。According to a second aspect of the present invention, when the output voltage does not become lower than the reference voltage even by the off control of the switching element, a second time constant circuit for releasing the off control of the switching element is provided. A reliable current limiting operation can be performed even for a relatively short overcurrent.
【図1】 本発明の第1の実施の形態を示すスイッチン
グ電源の回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of a switching power supply showing a first embodiment of the present invention.
【図2】 図1のPWMコントローラ、比較検出回路、
ラッチ回路及び時定数回路の回路図である。FIG. 2 shows a PWM controller, a comparison detection circuit,
It is a circuit diagram of a latch circuit and a time constant circuit.
【図3】 図1のスイッチング電源の動作を説明するた
めのタイミングチャート図である。FIG. 3 is a timing chart for explaining the operation of the switching power supply of FIG. 1;
【図4】 本発明の第2の実施の形態を示すスイッチン
グ電源の回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of a switching power supply showing a second embodiment of the present invention.
【図5】 図4のPWMコントローラ、比較検出回路、
ラッチ回路及び時定数回路の回路図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a PWM controller, a comparison detection circuit,
It is a circuit diagram of a latch circuit and a time constant circuit.
1…パワーMOSFET、2…PWMコントローラ、3
…ドライバ、4、14、15…抵抗、5…比較検出回
路、6…ラッチ回路、7、7a、8…時定数回路、9…
トランス、10、11…ダイオード、12…チョークコ
イル、13…コンデンサ。1. Power MOSFET, 2. PWM controller, 3.
... Driver, 4, 14, 15 ... Resistance, 5 ... Comparison detection circuit, 6 ... Latch circuit, 7, 7a, 8 ... Time constant circuit, 9 ...
Transformers, 10, 11 ... diodes, 12 ... choke coils, 13 ... capacitors.
Claims (2)
ングしてパルス電圧に変換し、このパルス電圧を整流し
出力電圧を得るスイッチング電源において、 スイッチング素子と直列に接続された電流検出用抵抗を
流れる1次側電流に基づいて過電流を検出する比較検出
回路と、 比較検出回路によって過電流が検出されたとき、スイッ
チング素子のオフ制御とこのオフ制御を解除するリセッ
トとをスイッチング電源のスイッチング周波数に同期し
て繰り返すラッチ回路と、 過電流状態が所定の時間以上継続したとき、前記ラッチ
回路のリセットを無効にして、スイッチング素子のオフ
制御を維持する時定数回路とを有することを特徴とする
スイッチング電源の過電流保護回路。1. A switching power supply that switches an input voltage by a switching element to convert the input voltage into a pulse voltage, rectifies the pulse voltage and obtains an output voltage, wherein a primary current flowing through a current detection resistor connected in series with the switching element is provided. A comparison detection circuit for detecting an overcurrent based on the side current, and, when an overcurrent is detected by the comparison detection circuit, synchronizing an off control of the switching element and a reset for releasing the off control with a switching frequency of the switching power supply. And a time constant circuit that disables resetting of the latch circuit and maintains off control of the switching element when an overcurrent state continues for a predetermined time or more. Overcurrent protection circuit.
流保護回路において、 前記スイッチング素子のオフ制御によっても出力電圧が
基準電圧以下にならないとき、前記時定数回路によるオ
フ制御を解除する第2の時定数回路を有することを特徴
とするスイッチング電源の過電流保護回路。2. The overcurrent protection circuit for a switching power supply according to claim 1, wherein when the output voltage does not become equal to or lower than the reference voltage by the off control of the switching element, the off control by the time constant circuit is released. An overcurrent protection circuit for a switching power supply, comprising a time constant circuit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10337005A JP2000166227A (en) | 1998-11-27 | 1998-11-27 | Overcurrent protection circuit for switching power supply |
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JP10337005A JP2000166227A (en) | 1998-11-27 | 1998-11-27 | Overcurrent protection circuit for switching power supply |
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- 1998-11-27 JP JP10337005A patent/JP2000166227A/en active Pending
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