JP2002233145A - Switching power supply - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、過熱状態に応答し
てスイッチングトランジスタの動作を強制的に停止状態
にする機能を備えたスイッチング電源に関する。The present invention relates to a switching power supply having a function of forcibly stopping the operation of a switching transistor in response to an overheating state.
【0002】[0002]
【従来の技術】このようなスイッチング電源において
は、スイッチングトランジスタの動作を強制停止させる
とともにその停止状態をラッチする部品として、トラン
スの一次側巻線とスイッチングトランジスタのコレクタ
との間に温度ヒューズを介装したものがある。2. Description of the Related Art In such a switching power supply, as a component for forcibly stopping the operation of a switching transistor and latching the stopped state, a thermal fuse is provided between a primary winding of a transformer and a collector of the switching transistor. Some are dressed.
【0003】このスイッチング電源では、温度ヒューズ
がスイッチングトランジスタの過熱状態に応答して高温
に上昇して溶融することにより、スイッチングトランジ
スタのコレクタをトランスの一次側巻線から切断して前
記強制停止させるとともに、スイッチングトランジスタ
の発熱状態が常温に戻っても、温度ヒューズが溶融して
いることにより、スイッチングトランジスタの強制停止
状態をラッチするようになっている。In this switching power supply, the temperature fuse rises to a high temperature and melts in response to the overheating state of the switching transistor, thereby cutting off the collector of the switching transistor from the primary winding of the transformer and forcibly stopping the switching transistor. Even if the heat generation state of the switching transistor returns to room temperature, the forced stop state of the switching transistor is latched due to the melting of the thermal fuse.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上述のスイッチング電
源の場合、前記ラッチ部品としての温度ヒューズの融点
が一般に回路基板に電子部品を半田付けする半田の融点
より低いために、その温度ヒューズを回路基板上に他の
電子部品と共に一斉に自動半田付けをする工程にのせる
ことができず、その温度ヒューズを回路基板に半田付け
するのに前記自動半田付け工程とは別途に作業者による
手付け半田付け工程が要求されている。In the case of the above-mentioned switching power supply, the melting point of the thermal fuse as the latch component is generally lower than the melting point of the solder for soldering the electronic component to the circuit board. It is not possible to put on the process of automatic soldering together with other electronic components on the top, and to solder the thermal fuse to the circuit board, it is necessary to manually solder by the operator separately from the automatic soldering process A process is required.
【0005】このような温度ヒューズの手付けによる半
田付け工程は、製造ライン自動化の阻害要因となり製造
歩留まりの低下やコストアップの要因となる。[0005] Such a soldering process by manually attaching a thermal fuse becomes a hindrance to automation of a manufacturing line, and causes a reduction in manufacturing yield and an increase in cost.
【0006】したがって、本発明は、このようなスイッ
チング電源において、前記強制停止状態のラッチ機能を
有する部品を温度ヒューズに代えて採用可能として上述
したような課題を解決するものである。Accordingly, the present invention solves the above-described problem by making it possible to employ, in such a switching power supply, the component having the latch function in the forced stop state instead of the thermal fuse.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、過熱状態に応
答してスイッチングトランジスタの動作を強制的に停止
状態にする保護機能を備えたスイッチング電源であっ
て、正特性サーミスタが当該スイッチング電源内部の過
熱状態を検知することが可能な位置に配置され、かつ、
この正特性サーミスタの抵抗値に対応したトリガ電圧を
出力するトリガ回路と、前記正特性サーミスタの抵抗値
が所定値を超えて増大したときのトリガ電圧の入力に応
答して前記スイッチングトランジスタの入力部に対して
その動作を強制停止状態にする停止電圧を印加するとと
もに、前記トリガ電圧の入力が無くなった後も前記停止
電圧の前記印加状態をラッチするラッチ回路とを具備し
たことを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a switching power supply having a protection function for forcibly stopping the operation of a switching transistor in response to an overheating state, wherein a PTC thermistor is provided inside the switching power supply. It is located at a position where it is possible to detect an overheating condition of
A trigger circuit for outputting a trigger voltage corresponding to the resistance value of the positive temperature coefficient thermistor; and an input section of the switching transistor in response to input of a trigger voltage when the resistance value of the positive temperature coefficient thermistor exceeds a predetermined value. And a latch circuit for applying a stop voltage for forcibly stopping the operation thereof and latching the applied state of the stop voltage even after the trigger voltage is no longer input.
【0008】本発明によると、電源内部が過熱すると正
特性サーミスタの抵抗値が所定値を超えて増大してきて
トリガ回路からはその正特性サーミスタの抵抗値の変化
に対応したトリガ電圧がラッチ回路に印加される。ラッ
チ回路は、このトリガ電圧の印加に応答してスイッチン
グトランジスタの入力部に対して停止電圧が印加して該
スイッチングトランジスタを強制停止させるとともに、
前記過熱状態が無くなって前記トリガ電圧の印加がなく
なっても前記停止電圧の印加状態をラッチしてそスイッ
チングトランジスタに対する前記強制停止状態を継続さ
せることができる。したがって、本発明の場合、ラッチ
に必要な回路部品としては、従来のような温度ヒューズ
を用いる必要がなくなり、その結果、従来の温度ヒュー
ズを用いた回路とは異なって、フローやリフローといっ
た自動半田付け工程で、回路部品を基板に対して半田付
けすることができ、製造歩留まりの向上と手付けによる
半田付け工程の削減によるコストダウンができる。According to the present invention, when the inside of the power supply is overheated, the resistance of the positive temperature coefficient thermistor increases beyond a predetermined value, and the trigger circuit outputs a trigger voltage corresponding to the change in the resistance value of the positive temperature coefficient thermistor to the latch circuit. Applied. The latch circuit applies a stop voltage to the input portion of the switching transistor in response to the application of the trigger voltage, and forcibly stops the switching transistor.
Even if the overheat state disappears and the application of the trigger voltage stops, the applied state of the stop voltage can be latched and the forced stop state for the switching transistor can be continued. Therefore, in the case of the present invention, it is not necessary to use a conventional thermal fuse as a circuit component necessary for the latch. As a result, unlike a circuit using a conventional thermal fuse, automatic soldering such as flow and reflow is not required. In the attaching process, the circuit component can be soldered to the substrate, and the manufacturing yield can be improved and the cost can be reduced by reducing the number of soldering steps by hand.
【0009】本発明の好ましい実施態様として、前記ト
リガ回路が、正特性サーミスタに対して直列に抵抗が接
続されてなり、正特性サーミスタと抵抗とで分圧された
電圧をトリガ電圧として出力する分圧回路により構成さ
れており、前記ラッチ回路が、エミッタがスイッチング
トランジスタの入力部に接続されているPNP型の第一
トランジスタと、コレクタが第一トランジスタのベース
に、ベースが、第一トランジスタのコレクタと前記トリ
ガ回路の出力部とに共通に接続されているNPN型の第
二トランジスタとを含む。According to a preferred embodiment of the present invention, the trigger circuit includes a resistor connected in series to the positive temperature coefficient thermistor, and outputs a voltage divided by the positive temperature coefficient thermistor and the resistor as a trigger voltage. A first PNP transistor having an emitter connected to the input of the switching transistor, a collector connected to the base of the first transistor, and a base connected to the collector of the first transistor. And an NPN-type second transistor commonly connected to the output section of the trigger circuit.
【0010】この実施態様によると、トリガ回路を構成
する部品点数は、正特性サーミスタと抵抗との二つ、ま
た、ラッチ回路を構成する部品点数は、第一と第二のト
ランジスタの二つで、部品点数としては4つとなるのに
対して従来では温度ヒューズ1つの部品点数である。し
たがって、使用当初における部品コストとしては一見し
たところでは、温度ヒューズの単価が高いとはいっても
実施態様の部品コストの方が高くつくように考えられる
ものの、従来の場合、温度ヒューズが溶けると再使用が
できなくなり、高価な温度ヒューズを別の新しい温度ヒ
ューズと交換させる必要があり、スイッチングトランジ
スタが過熱する毎に交換するとなると、その部品コスト
は飛躍的に高騰するものとなるのに対して、実施態様の
場合、スイッチングトランジスタの過熱状態が解除さ
れ、スイッチング電源の電源がオフになった後はラッチ
回路が復帰して再使用可能であるから、結局、部品コス
トとしては従来の場合よりも安価に済む傾向となる。According to this embodiment, the number of parts constituting the trigger circuit is two, that is, the positive characteristic thermistor and the resistor, and the number of parts constituting the latch circuit is two, the first and second transistors. The number of components is four, whereas the number of components is one for the conventional thermal fuse. Thus, at first glance, the cost of parts at the beginning of use may seem to be higher than the unit cost of the thermal fuse even though the unit price of the thermal fuse is higher, but in the conventional case, if the thermal fuse melts, it will be re-used. It becomes impossible to use it, and it is necessary to replace the expensive thermal fuse with another new thermal fuse, and if it is replaced every time the switching transistor overheats, the component cost will rise dramatically, In the case of the embodiment, after the overheating state of the switching transistor is released and the power supply of the switching power supply is turned off, the latch circuit returns and can be reused, so that the component cost is eventually lower than in the conventional case. It tends to be necessary.
【0011】さらに、従来の温度ヒューズではスイッチ
ングトランジスタの過熱状態に合わせて正特性サーミス
タの抵抗温度特性や抵抗の抵抗値を微妙にかつ正確に調
整することが難しいのに対して、実施態様では、そのよ
うな調整が容易である。Further, in the conventional thermal fuse, it is difficult to finely and accurately adjust the resistance temperature characteristic of the positive temperature coefficient thermistor and the resistance value of the resistance in accordance with the overheating state of the switching transistor. Such adjustment is easy.
【0012】また、従来の温度ヒューズでは、手付けに
よる半田付けであるから、リード型の部品となり、面実
装することができないのに対して、実施態様の場合、正
特性サーミスタと、抵抗と、トランジスタの部品で構成
されるから、回路基板に対して面実装をすることができ
る。In addition, the conventional thermal fuse is a lead-type component and cannot be surface-mounted because it is soldered by hand. On the other hand, in the embodiment, a positive temperature coefficient thermistor, a resistor, and a transistor are used. , It can be surface-mounted on a circuit board.
【0013】さらに、従来の温度ヒューズの場合、手付
けによる半田付けであっても、それを構成する可溶体ペ
レットが溶融して部品不良を来すおそれがあるのに対し
て、実施態様の場合、自動半田付け工程で、溶融してい
る高温状態の半田の高熱による部品不良を来すおそれが
無い。Furthermore, in the case of the conventional thermal fuse, even if soldering is performed by hand, the fusible pellets constituting the fuse may be melted to cause a component failure. In the automatic soldering process, there is no possibility of causing a component failure due to the high heat of the molten high-temperature solder.
【0014】本発明のさらに好ましい実施態様として、
スイッチングトランジスタが、前記入力部をベースとす
るNPN型バイポーラトランジスタで構成されており、
そのエミッタと接地との間に、そのスイッチングトラン
ジスタにおけるその導通に必要なベース電圧が、その導
通時におけるベースエミッタ間電圧と共にその順方向電
圧が加算される向きにダイオードが接続されている。In a further preferred embodiment of the present invention,
A switching transistor is configured by an NPN-type bipolar transistor based on the input unit;
A diode is connected between the emitter and the ground in such a direction that the base voltage required for the conduction in the switching transistor is added to the forward voltage together with the base-emitter voltage at the time of the conduction.
【0015】この実施態様によると、ラッチ回路の二つ
のトランジスタの導通時における第一トランジスタのコ
レクタエミッタ間電圧と第二トランジスタのベースエミ
ッタ間電圧との合計電圧が、スイッチングトランジスタ
の導通時におけるベースエミッタ間電圧とダイオードの
順方向電圧との合計電圧を超えることができず、したが
って、ラッチ状態を確実に維持させることが可能とな
る。According to this embodiment, the total voltage of the collector-emitter voltage of the first transistor and the base-emitter voltage of the second transistor when the two transistors of the latch circuit are conducting is the base-emitter voltage when the switching transistor is conducting. The total voltage of the inter-voltage and the forward voltage of the diode cannot be exceeded, so that the latch state can be reliably maintained.
【0016】この場合、スイッチングトランジスタが、
前記入力部をゲートとするNチャネル型MOSFETト
ランジスタで構成されていると、前記ダイオードは使用
する必要がなくなり、ダイオードを省略できるので部品
削減のうえでは好ましい。In this case, the switching transistor is
If the input section is constituted by an N-channel type MOSFET transistor having a gate, the diode does not need to be used, and the diode can be omitted, which is preferable in terms of reducing parts.
【0017】本発明のさらに好ましい実施態様として、
正特性サーミスタを、スイッチングトランジスタに対し
て熱結合する位置に配置してそのスイッチングトランジ
スタを過熱状態から保護しその破損を防止可能としても
よい。In a further preferred embodiment of the present invention,
The positive temperature coefficient thermistor may be arranged at a position thermally coupled to the switching transistor to protect the switching transistor from an overheated state and prevent the switching transistor from being damaged.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図面に示す
実施形態に基づいて説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be described below based on embodiments shown in the drawings.
【0019】図1ないし図4は、本発明の実施形態に係
り、図1は、本実施形態の自励かつフライバック方式つ
まりRCC型スイッチング電源の回路図、図2は、図1
の回路で使用される正特性サーミスタの抵抗温度特性
図、図3は、スイッチングトランジスタと正特性サーミ
スタの熱結合状態を示す斜視図、図4はスイッチングト
ランジスタとして、MOSFETを使用する回路図であ
る。FIGS. 1 to 4 relate to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a circuit diagram of a self-excited and flyback system, that is, an RCC type switching power supply of this embodiment, and FIG.
FIG. 3 is a perspective view showing a thermal coupling state between the switching transistor and the PTC thermistor used in the circuit of FIG. 3, and FIG. 4 is a circuit diagram using a MOSFET as the switching transistor.
【0020】本実施形態の特徴について説明する前に、
この実施形態が適用されるスイッチング電源の全体構成
をその動作と共に概略説明する。Before describing the features of this embodiment,
The overall configuration of a switching power supply to which this embodiment is applied will be schematically described along with its operation.
【0021】図1に示される回路において、AC入力が
投入されると、このAC入力は、電源フィルタFT、ダ
イオードブリッジDB、平滑コンデンサC1を経て直流
電圧に変換される。In the circuit shown in FIG. 1, when an AC input is turned on, the AC input is converted into a DC voltage via a power supply filter FT, a diode bridge DB, and a smoothing capacitor C1.
【0022】この直流電圧は、トランスT1の一次側巻
線aに入力されると同時に、起動抵抗R1を通してNP
N型でバイポーラ型のスイッチングトランジスタTr1
のベースへ入力され、これによって、スイッチングトラ
ンジスタTr1のベースに対してベース電流Iaが流れ
てスイッチングトランジスタTr1がオンし、トランス
T1の一次側巻線aに巻線電流Ibが流れるとともに、
制御巻線cに誘起電圧が発生する。This DC voltage is input to the primary winding a of the transformer T1 and, at the same time, is supplied to the NP through the starting resistor R1.
N-type bipolar switching transistor Tr1
, The base current Ia flows to the base of the switching transistor Tr1 to turn on the switching transistor Tr1, and the winding current Ib flows to the primary winding a of the transformer T1.
An induced voltage is generated in the control winding c.
【0023】そして、スイッチングトランジスタTr1
に対してのベース電流Iaが不足してくると、スイッチ
ングトランジスタTr1のコレクタ・エミッタ間の電圧
降下が大きくなり、トランスT1の一次側巻線aの両端
間電圧が低下し、制御巻線c両端間電圧が低下して、ス
イッチングトランジスタTr1のベース電流Iaの不足
状態が助長されスイッチングトランジスタTr1は急激
にオフする。The switching transistor Tr1
When the base current Ia becomes short, the voltage drop between the collector and the emitter of the switching transistor Tr1 increases, the voltage across the primary winding a of the transformer T1 decreases, and the voltage across the control winding c decreases. The inter-voltage decreases, and the shortage of the base current Ia of the switching transistor Tr1 is promoted, and the switching transistor Tr1 turns off rapidly.
【0024】スイッチングトランジスタTr1がオフす
ると、トランスT1の各巻線に逆起電力が発生し、二次
側巻線bにおいても整流ダイオードD3を通して出力電
流(負荷電流)Icを流す。この負荷電流Icはトラン
スT1のエネルギーが放出されるまで流れる。この負荷
電流Icが0になった時、制御巻線cに発生する逆起電
力によりスイッチングトランジスタTr1に対するベー
ス電流Iaが発生し、スイッチングトランジスタTr1
がオンし、再び前述の動作を繰り返す。When the switching transistor Tr1 is turned off, back electromotive force is generated in each winding of the transformer T1, and an output current (load current) Ic flows through the rectifier diode D3 also in the secondary winding b. This load current Ic flows until the energy of the transformer T1 is released. When the load current Ic becomes 0, a base current Ia for the switching transistor Tr1 is generated by the back electromotive force generated in the control winding c, and the switching transistor Tr1
Is turned on, and the above operation is repeated again.
【0025】こうしてスイッチングトランジスタTr1
はオンオフを繰り返して発振する。Thus, the switching transistor Tr1
Oscillates repeatedly on and off.
【0026】なお、ODは、出力電圧検出回路であっ
て、抵抗器R7,R8および可変抵抗器VRにより構成
され、出力電圧(DC出力)の大きさを検出する。OD is an output voltage detection circuit, which includes resistors R7 and R8 and a variable resistor VR, and detects the magnitude of the output voltage (DC output).
【0027】PCは、フォトカプラ回路であって、発光
素子d1と受光素子d2からなるフォトカプラ、トラン
ジスタTr6およびツェナーダイオードZD1により構
成され、出力電圧検出回路ODからのDC出力が規定値
を超えるとする検出出力の入力に応答して、トランジス
タTr6がオンしツェナーダイオードZD1が導通して
発光素子d1が発光する。これによって、受光素子d2
が導通してトランジスタTr5がオンする。こうしてス
イッチングトランジスタTr1がオフさせられることで
DC出力が規定値に向けて低下する。DC出力が規定値
以下に低下すると、上述と逆の動作となってDC出力は
規定値に向けて大きくなる。こうしてDC出力が安定化
される。PC is a photocoupler circuit, which comprises a photocoupler comprising a light emitting element d1 and a light receiving element d2, a transistor Tr6 and a Zener diode ZD1, and when the DC output from the output voltage detecting circuit OD exceeds a specified value. In response to the input of the detected output, the transistor Tr6 turns on, the Zener diode ZD1 conducts, and the light emitting element d1 emits light. Thereby, the light receiving element d2
Is turned on to turn on the transistor Tr5. When the switching transistor Tr1 is turned off in this way, the DC output decreases toward a specified value. When the DC output drops below the specified value, the operation reverses to the above, and the DC output increases toward the specified value. Thus, the DC output is stabilized.
【0028】また、PDはスイッチングトランジスタT
r1の保護回路であって、抵抗R3とトランジスタTr
2とにより構成され、スイッチングトランジスタTr1
に過電流が流れる時、トランジスタTr2がONするこ
とによって、トランジスタTr1のベース電圧が低下し
トランジスタTr1をオフにすることができる。Further, PD is a switching transistor T
r1 is a protection circuit including a resistor R3 and a transistor Tr
2 and a switching transistor Tr1
When an overcurrent flows through the transistor Tr2, the base voltage of the transistor Tr1 is reduced by turning on the transistor Tr2, so that the transistor Tr1 can be turned off.
【0029】次に、本実施形態の特徴について説明す
る。Next, the features of this embodiment will be described.
【0030】ここで、本実施形態では、スイッチングト
ランジスタTr1が過熱しそれを停止動作させる必要の
ある温度を一例として130℃としているが、これに限
定されるものではない。Here, in the present embodiment, the temperature at which the switching transistor Tr1 is overheated and must be stopped is set to 130 ° C. as an example, but the temperature is not limited to this.
【0031】本実施形態では、トリガ回路TCと、ラッ
チ回路LCとを備えたことに特徴を有する。The present embodiment is characterized in that a trigger circuit TC and a latch circuit LC are provided.
【0032】トリガ回路TCは、抵抗R4と正特性サー
ミスタPTCとが直列に接続されてなり、この抵抗R4
と正特性サーミスタPTCとで分圧された電圧をトリガ
電圧V1としてその出力部(抵抗R4と正特性サーミス
タPTCとの共通接続部)から出力する分圧回路により
構成され、スイッチングトランジスタTr1のベースと
接地との間に並列に接続されている。The trigger circuit TC comprises a resistor R4 and a positive temperature coefficient thermistor PTC connected in series.
And a voltage dividing circuit that outputs the voltage divided by the positive and negative temperature coefficient thermistor PTC as a trigger voltage V1 from an output portion thereof (a common connection portion between the resistor R4 and the positive temperature coefficient thermistor PTC). It is connected in parallel with the ground.
【0033】正特性サーミスタPTCは、図2で示され
る抵抗温度特性を有し、室温25℃における抵抗値22
0Ωで、130℃における抵抗値がその10倍の2.2
kΩとなる。抵抗R4は、固有抵抗値が51kΩであ
る。The positive temperature coefficient thermistor PTC has a resistance temperature characteristic shown in FIG.
At 0 Ω, the resistance value at 130 ° C. is 2.2 times that of 10 times the resistance value.
kΩ. The resistor R4 has a specific resistance value of 51 kΩ.
【0034】正特性サーミスタPTCには、主成分であ
るチタン酸バリウムに含まれるストロンチウムおよび鉛
によるバリウム置換量を調整することにより温度が13
0℃で抵抗値が急上昇するように設定されているセラミ
ックタイプのものと、主成分である高密度ポリエチレン
に含まれるカーボン粒子の密度を調整することにより温
度が130℃で抵抗値が急上昇を呈するように設定され
ている有機タイプのものとがあり、いずれのタイプにし
ても前記抵抗温度特性を示すように設定されている。The temperature of the positive temperature coefficient thermistor PTC is adjusted to 13 by adjusting the amount of barium replaced by strontium and lead contained in barium titanate as a main component.
The resistance value sharply increases at a temperature of 130 ° C. by adjusting the density of carbon particles contained in a high-density polyethylene as a main component and a ceramic type which is set so that the resistance value sharply increases at 0 ° C. There is an organic type which is set as described above, and any type is set so as to exhibit the resistance temperature characteristic.
【0035】正特性サーミスタPTCはまた、スイッチ
ングトランジスタTr1に対して図3で示されるように
熱伝導性に優れた樹脂好ましくはシリコン樹脂RSで接
着されて互いに熱結合されている。As shown in FIG. 3, the positive temperature coefficient thermistor PTC is bonded to the switching transistor Tr1 with a resin having excellent thermal conductivity, preferably a silicon resin RS, and is thermally coupled to each other.
【0036】上述した構成を備えたトリガ回路TCは、
抵抗R4と正特性サーミスタPTCとの接続部からそれ
を出力部としてトリガ電圧V1を出力するに際して、ス
イッチングトランジスタTr1が過熱しその温度が13
0℃に達するかまたはこれを超えたときに正特性サーミ
スタPTCの抵抗値が220Ω(=0.22k)から
2.2kΩに急激に増大する結果、トリガ電圧V1は、
次式(1)から(2)で示すように変化する。ただし、
トランスT1の一次側巻線aと制御巻線cとの巻数比は
1:15程度とし、従ってスイッチングトランジスタT
r1がオフしているときのベース電圧は15Vとなるこ
のため、正特性サーミスタPTCの抵抗値が220Ω
(=0.22kΩ)のときは V1=〔0.22(kΩ)/(0.22+51)(kΩ)〕×15(V) =0.064(V) … (1) 正特性サーミスタPTCの抵抗値が2.2kΩのときは V1=〔2.2(kΩ)/(2.2+51)(kΩ)〕×15(V) =0.62(V) …(2) で与えられる。The trigger circuit TC having the above configuration is
When the trigger voltage V1 is output from the connection between the resistor R4 and the positive temperature coefficient thermistor PTC using the output as the output, the switching transistor Tr1 overheats and the temperature thereof becomes 13
As the resistance value of the positive temperature coefficient thermistor PTC rapidly increases from 220Ω (= 0.22 k) to 2.2 kΩ when the temperature reaches or exceeds 0 ° C., the trigger voltage V1 becomes
It changes as shown by the following equations (1) and (2). However,
The turn ratio between the primary winding a and the control winding c of the transformer T1 is about 1:15.
When r1 is off, the base voltage is 15V. Therefore, the resistance value of the positive temperature coefficient thermistor PTC is 220Ω.
When (= 0.22 kΩ), V1 = [0.22 (kΩ) / (0.22 + 51) (kΩ)] × 15 (V) = 0.064 (V) (1) Resistance of the positive characteristic thermistor PTC When the value is 2.2 kΩ, V1 = [2.2 (kΩ) / (2.2 + 51) (kΩ)] × 15 (V) = 0.62 (V) (2)
【0037】一方、ラッチ回路LCは、PNP型の第一
トランジスタTr3と、NPN型の第二トランジスタT
r4とを備えて構成されている。第一トランジスタTr
3は、そのエミッタがスイッチングトランジスタTr1
の入力部であるベースに接続されている。第二トランジ
スタTr4は、そのコレクタが第一トランジスタTr3
のベースに、そのベースが第一トランジスタTr3のコ
レクタとトリガ回路TCの出力部とに共通に接続され、
そのエミッタが接地されている。On the other hand, the latch circuit LC comprises a PNP-type first transistor Tr3 and an NPN-type second transistor T3.
r4. First transistor Tr
3 is a switching transistor Tr1 whose emitter is
Connected to the base, which is the input section of The collector of the second transistor Tr4 is the first transistor Tr3.
Is connected in common to the collector of the first transistor Tr3 and the output of the trigger circuit TC,
Its emitter is grounded.
【0038】ラッチ回路LCにおいては、トリガ回路T
Cから式(1)で示されるトリガ電圧V1が入力されて
も、第二トランジスタTr4はオフし、したがって、第
一トランジスタTr3もオフしていて、第一トランジス
タTr3のエミッタ電圧は、スイッチングトランジスタ
Tr1に対してはこれのスイッチング動作を強制停止さ
せる電圧以下であり、したがって、スイッチングトラン
ジスタTr1はそのスイッチング動作を停止しない。In the latch circuit LC, the trigger circuit T
Even if the trigger voltage V1 represented by the formula (1) is input from C, the second transistor Tr4 is turned off, and therefore, the first transistor Tr3 is also turned off, and the emitter voltage of the first transistor Tr3 becomes the switching transistor Tr1. Is lower than the voltage for forcibly stopping the switching operation, and therefore the switching transistor Tr1 does not stop the switching operation.
【0039】そして、トリガ回路TCから式(2)で示
されるトリガ電圧V1が入力されると、第二トランジス
タTr4がオンし、これによって、第一トランジスタT
r3もオンする。そうすると、ラッチ回路LCとして
は、第一トランジスタTr3のエミッタ電圧が、スイッ
チングトランジスタTr1のベースに対してその動作を
強制停止状態にする停止電圧V2として入力され、これ
によって、スイッチングトランジスタTr1はオフしそ
のスイッチング動作を強制停止させられる。Then, when the trigger voltage V1 represented by the equation (2) is input from the trigger circuit TC, the second transistor Tr4 is turned on, whereby the first transistor T4 is turned on.
r3 is also turned on. Then, as the latch circuit LC, the emitter voltage of the first transistor Tr3 is input to the base of the switching transistor Tr1 as a stop voltage V2 for forcibly stopping its operation, whereby the switching transistor Tr1 is turned off. Switching operation can be forcibly stopped.
【0040】スイッチングトランジスタTr1が、動作
を停止すると、その発熱が抑制されてその温度が低下す
るから、トリガ回路TCからのトリガ電圧V1は低下す
るものの、ラッチ回路LCにおける第一トランジスタT
r3はその導通状態を保持するため、第二トランジスタ
Tr4もそのまま導通し、結果、トリガ電圧V1が低下
した後も、ラッチ回路LCは停止電圧V2をラッチする
ようになっている。When the switching transistor Tr1 stops operating, its heat generation is suppressed and its temperature decreases. Therefore, although the trigger voltage V1 from the trigger circuit TC decreases, the first transistor T1 in the latch circuit LC decreases.
Since r3 keeps its conducting state, the second transistor Tr4 also conducts as it is. As a result, even after the trigger voltage V1 decreases, the latch circuit LC latches the stop voltage V2.
【0041】ここで、停止電圧V2の大きさについて具
体的に説明する。即ち、この停止電圧V2は、共に導通
状態にある第一トランジスタTr3のコレクタエミッタ
間電圧Vce1と第二トランジスタTr4のベースエミ
ッタ間電圧Vbe1とを加えた電圧(Vce1+Vbe
1)≒0.4+0.6=1.0(V)である。Here, the magnitude of the stop voltage V2 will be specifically described. That is, the stop voltage V2 is a voltage (Vce1 + Vbe) obtained by adding the collector-emitter voltage Vce1 of the first transistor Tr3 and the base-emitter voltage Vbe1 of the second transistor Tr4, both of which are conducting.
1) ≒ 0.4 + 0.6 = 1.0 (V).
【0042】一方、スイッチングトランジスタTr1に
はダイオードD1が直列に接続されている。このダイオ
ードD1は、スイッチングトランジスタTr1のエミッ
タと接地との間において、スイッチングトランジスタT
r1におけるその導通に必要なベース電圧が、その導通
時におけるベースエミッタ間電圧Vbe2と共にその順
方向電圧Vfが加算される向きに接続されている。この
加算電圧は、Vbe2+Vf=0.6+0.6(V)=
1.2(V)である。したがって、この加算電圧より低
い電圧1.0(V)である前記停止電圧V2により、ス
イッチングトランジスタTr1をオフにし、そのスイッ
チング動作を強制停止させることができる。On the other hand, a diode D1 is connected in series to the switching transistor Tr1. This diode D1 connects the switching transistor T1 between the emitter of the switching transistor Tr1 and the ground.
The base voltage required for the conduction at r1 is connected to the direction in which the forward voltage Vf is added together with the base-emitter voltage Vbe2 at the time of the conduction. This added voltage is Vbe2 + Vf = 0.6 + 0.6 (V) =
1.2 (V). Therefore, with the stop voltage V2 which is a voltage 1.0 (V) lower than the added voltage, the switching transistor Tr1 can be turned off and the switching operation can be forcibly stopped.
【0043】また、図1に示される回路の一部に代え
て、図4に示される回路とし、スイッチングトランジス
タTr1に代えてMOSFET1を採用する場合には、
ダイオードD1を不要とすることも可能である。When the circuit shown in FIG. 1 is used instead of a part of the circuit shown in FIG. 1 and the MOSFET 1 is used instead of the switching transistor Tr1,
It is also possible to eliminate the need for the diode D1.
【0044】本発明は、上述の実施形態に限定されるも
のではなく、種々な応用や変形が考えれられる。The present invention is not limited to the above embodiment, and various applications and modifications are conceivable.
【0045】(1)上述の実施形態の場合、スイッチン
グトランジスタTr1がNPN型のバイポーラトランジ
スタであったが、これに限定されるものではなく、上述
したようにこのバイポーラトランジスタに代えてNチャ
ンネル型MOSFETとしてもよい。(1) In the above embodiment, the switching transistor Tr1 is an NPN-type bipolar transistor. However, the present invention is not limited to this. As described above, an N-channel MOSFET is used instead of the bipolar transistor. It may be.
【0046】(2)上述の実施形態の場合、トリガ回路
TCを構成する抵抗R4は、固定抵抗であったが、これ
を可変抵抗器とし、この可変抵抗器の抵抗値を可変する
ことでトリガ電圧V1を設定できるようにしてもよい。(2) In the above-described embodiment, the resistor R4 constituting the trigger circuit TC is a fixed resistor. However, this is used as a variable resistor, and the trigger is performed by changing the resistance value of the variable resistor. The voltage V1 may be set.
【0047】こうした場合、スイッチングトランジスタ
Tr1の保護動作すべき温度が130℃より高い場合や
低い場合に合わせてトリガ電圧V1を容易に設定でき、
また、正特性サーミスタPTCの抵抗温度特性が異なる
場合、その抵抗温度特性に合わせてトリガ電圧V1を容
易に設定できて好ましい。In such a case, the trigger voltage V1 can be easily set according to the case where the temperature at which the switching transistor Tr1 is to be protected is higher or lower than 130 ° C.
Further, when the resistance temperature characteristics of the positive temperature coefficient thermistor PTC are different, it is preferable because the trigger voltage V1 can be easily set in accordance with the resistance temperature characteristics.
【0048】(3)上述の実施形態の場合、スイッチン
グ電源の方式としてRCC型であったが、これに限定さ
れるものではなく、他の方式のスイッチング電源にも適
用することができる。(3) In the above embodiment, the switching power supply is of the RCC type. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to other types of switching power supplies.
【0049】(4)上述の実施形態の場合、正特性サー
ミスタPTCはスイッチングトランジスタTr1に対し
て熱結合されているが、これに限定されるものではな
く、当該スイッチング電源において過熱状態を検知され
るべき箇所であればよい。(4) In the above embodiment, the positive temperature coefficient thermistor PTC is thermally coupled to the switching transistor Tr1, but is not limited to this, and an overheating state is detected in the switching power supply. It should just be a place to be.
【0050】(5)上述の実施形態の場合、自励方式の
RCC型スイッチング電源としたが、これに限定される
ものではなく、他励方式のフライバック型コンバータ
や、フオワード方式、ハーフブリッジ方式等のスイッチ
ング電源に適用してもよい。(5) In the above embodiment, the self-excited RCC type switching power supply is used. However, the present invention is not limited to this. For example, a separately-excited flyback type converter, forward type, half-bridge type And the like.
【0051】[0051]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ラッチ
部品としては、従来のような温度ヒューズを用いる必要
がなくなり、その結果、従来とは異なって、フローやリ
フローといった自動半田付け工程で、そのラッチ部品を
他の部品と共に基板に対して一斉に半田付けすることが
でき、製造歩留まりの向上と手付けによる半田付け工程
の削減によるコストダウンができる。As described above, according to the present invention, it is not necessary to use a thermal fuse as a conventional latch component, and as a result, unlike the conventional technique, an automatic soldering process such as flow or reflow is performed. Thus, the latch component can be soldered to the substrate together with other components at the same time, so that the manufacturing yield can be improved and the cost can be reduced by reducing the number of soldering steps by hand.
【図1】本発明の実施形態に係るスイッチングレギュレ
ータの回路図FIG. 1 is a circuit diagram of a switching regulator according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1の回路で使用される正特性サーミスタの抵
抗温度特性図FIG. 2 is a resistance temperature characteristic diagram of a positive temperature coefficient thermistor used in the circuit of FIG.
【図3】スイッチングトランジスタと正特性サーミスタ
の熱的結合状態を示す斜視図FIG. 3 is a perspective view showing a thermal coupling state between a switching transistor and a PTC thermistor;
【図4】本発明の他の実施形態に係るスイッチングレギ
ュレータの要部のみを示す回路図FIG. 4 is a circuit diagram showing only a main part of a switching regulator according to another embodiment of the present invention.
【符号の説明】 Tr1 スイッチングトランジスタ T1 トランス TC トリガ回路 R4 抵抗 PTC 正特性サーミスタ LC ラッチ回路 Tr3 第一トランジスタ Tr4 第二トランジスタ[Description of Signs] Tr1 switching transistor T1 transformer TC trigger circuit R4 resistance PTC positive temperature coefficient thermistor LC latch circuit Tr3 first transistor Tr4 second transistor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H730 AA20 AS01 BB43 BB52 CC01 DD02 EE02 EE07 FD01 FF19 FG07 XX15 XX16 XX19 XX45 ZZ05 ZZ12 ZZ15 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5H730 AA20 AS01 BB43 BB52 CC01 DD02 EE02 EE07 FD01 FF19 FG07 XX15 XX16 XX19 XX45 ZZ05 ZZ12 ZZ15
Claims (5)
ジスタの動作を強制的に停止状態にする保護機能を備え
たスイッチング電源であって、 正特性サーミスタが当該スイッチング電源内部の過熱状
態を検知することが可能な位置に配置され、かつ、この
正特性サーミスタの抵抗値に対応したトリガ電圧を出力
するトリガ回路と、 前記正特性サーミスタの抵抗値が所定値を超えて増大し
たときのトリガ電圧の入力に応答して前記スイッチング
トランジスタの入力部に対してその動作を強制停止状態
にする停止電圧を印加するとともに、前記トリガ電圧の
入力が無くなった後も前記停止電圧の前記印加状態をラ
ッチするラッチ回路と、 を具備したことを特徴とするスイッチング電源。1. A switching power supply having a protection function for forcibly stopping an operation of a switching transistor in response to an overheating state, wherein a positive temperature coefficient thermistor detects an overheating state inside the switching power supply. A trigger circuit arranged at a possible position and outputting a trigger voltage corresponding to the resistance value of the positive temperature coefficient thermistor; and a trigger voltage input when the resistance value of the positive temperature coefficient thermistor exceeds a predetermined value. A latch circuit for responding to the input voltage of the switching transistor by applying a stop voltage for forcibly stopping the operation to the input section, and latching the applied state of the stop voltage even after the trigger voltage is no longer input. A switching power supply, comprising:
抗が接続されてなり、正特性サーミスタと抵抗とで分圧
された電圧をトリガ電圧として出力する分圧回路により
構成されており、 前記ラッチ回路が、エミッタがスイッチングトランジス
タの入力部に接続されているPNP型の第一トランジス
タと、コレクタが第一トランジスタのベースに、ベース
が、第一トランジスタのコレクタと前記トリガ回路の出
力部とに共通に接続されているNPN型の第二トランジ
スタとを含むものである、ことを特徴とするスイッチン
グ電源。2. The switching power supply according to claim 1, wherein the trigger circuit has a resistor connected in series with the positive characteristic thermistor, and outputs a voltage divided by the positive characteristic thermistor and the resistor as a trigger voltage. Wherein the latch circuit comprises a PNP-type first transistor having an emitter connected to the input of the switching transistor, a collector connected to the base of the first transistor, and a base connected to the first transistor. And a second transistor of an NPN type commonly connected to the collector of the trigger circuit and an output of the trigger circuit.
るNPN型バイポーラトランジスタで構成されており、
そのエミッタと接地との間に、そのスイッチングトラン
ジスタにおけるその導通に必要なベース電圧が、その導
通時におけるベースエミッタ間電圧と共にその順方向電
圧が加算される向きにダイオードが接続されている、こ
とを特徴とするスイッチング電源。3. The switching power supply according to claim 2, wherein the switching transistor comprises an NPN-type bipolar transistor based on the input section.
A diode is connected between the emitter and ground so that the base voltage required for the conduction in the switching transistor is added to the forward voltage together with the base-emitter voltage at the time of the conduction. Switching power supply characterized.
るNチャネル型MOSFETトランジスタで構成されて
いる、ことを特徴とするスイッチング電源。4. The switching power supply according to claim 2, wherein the switching transistor comprises an N-channel MOSFET transistor having the input portion as a gate.
グ電源において、 正特性サーミスタが、スイッチングトランジスタに対し
て熱結合する位置に配置されている、ことを特徴とする
スイッチング電源。5. The switching power supply according to claim 1, wherein the PTC thermistor is arranged at a position thermally coupled to the switching transistor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001023445A JP2002233145A (en) | 2001-01-31 | 2001-01-31 | Switching power supply |
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---|---|
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ID=18888731
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JP (1) | JP2002233145A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012029430A (en) * | 2010-07-22 | 2012-02-09 | Mitsubishi Electric Corp | Inverter type power supply and lighting apparatus |
CN105322505A (en) * | 2015-11-26 | 2016-02-10 | 成都启臣微电子有限公司 | External over-temperature protection circuit for switching power supply |
JP2020003268A (en) * | 2018-06-26 | 2020-01-09 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | Substrate structure |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02155464A (en) * | 1988-12-05 | 1990-06-14 | Murata Mfg Co Ltd | Switching regulator |
JPH03198657A (en) * | 1989-12-26 | 1991-08-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Power supply |
JPH0832361A (en) * | 1994-07-14 | 1996-02-02 | Toyota Autom Loom Works Ltd | Amplifier circuit provided with protection device |
-
2001
- 2001-01-31 JP JP2001023445A patent/JP2002233145A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02155464A (en) * | 1988-12-05 | 1990-06-14 | Murata Mfg Co Ltd | Switching regulator |
JPH03198657A (en) * | 1989-12-26 | 1991-08-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Power supply |
JPH0832361A (en) * | 1994-07-14 | 1996-02-02 | Toyota Autom Loom Works Ltd | Amplifier circuit provided with protection device |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012029430A (en) * | 2010-07-22 | 2012-02-09 | Mitsubishi Electric Corp | Inverter type power supply and lighting apparatus |
CN105322505A (en) * | 2015-11-26 | 2016-02-10 | 成都启臣微电子有限公司 | External over-temperature protection circuit for switching power supply |
JP2020003268A (en) * | 2018-06-26 | 2020-01-09 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | Substrate structure |
CN112154309A (en) * | 2018-06-26 | 2020-12-29 | 株式会社自动网络技术研究所 | Substrate structure |
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