JP2501909B2 - スイッチング電源装置の保護回路 - Google Patents
スイッチング電源装置の保護回路Info
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- JP2501909B2 JP2501909B2 JP1185106A JP18510689A JP2501909B2 JP 2501909 B2 JP2501909 B2 JP 2501909B2 JP 1185106 A JP1185106 A JP 1185106A JP 18510689 A JP18510689 A JP 18510689A JP 2501909 B2 JP2501909 B2 JP 2501909B2
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- voltage
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Description
この発明は、スイッチング電源装置における出力電圧
異常時の保護回路に関するもので、 特に保護検出信号の入力端子の新設を不要にし得るよ
うにしたスイッチング電源装置の保護回路に関する。
異常時の保護回路に関するもので、 特に保護検出信号の入力端子の新設を不要にし得るよ
うにしたスイッチング電源装置の保護回路に関する。
この種のスイッチング電源装置の保護回路には、過負
荷の時に出力電流を制限し、主スイッチングトランジス
タを保護するものと、何らかの原因で装置の出力電圧が
過電圧になった場合に動作を停止し、負荷を破壊から守
るものの２つがある。
荷の時に出力電流を制限し、主スイッチングトランジス
タを保護するものと、何らかの原因で装置の出力電圧が
過電圧になった場合に動作を停止し、負荷を破壊から守
るものの２つがある。
従来、前述のような保護動作は全く別の構成の回路で
行われており、各々の異常情報も別々に保護制御回路に
入力される必要があった。そのためこの保護回路は部品
点数も多く、更にこの保護回路をIC化しようとすると端
子数が増え、コストや実装スペースが増大してしまうと
いう問題があった。 そこで本発明は、前述の問題を解消するため、エラー
アンプの出力が或る上下限電圧外になった状態が所定時
間継続した場合に主スイッチングトランジスタを遮断し
てしまうスイッチング電源装置の保護回路を提供するこ
とを課題とする。
行われており、各々の異常情報も別々に保護制御回路に
入力される必要があった。そのためこの保護回路は部品
点数も多く、更にこの保護回路をIC化しようとすると端
子数が増え、コストや実装スペースが増大してしまうと
いう問題があった。 そこで本発明は、前述の問題を解消するため、エラー
アンプの出力が或る上下限電圧外になった状態が所定時
間継続した場合に主スイッチングトランジスタを遮断し
てしまうスイッチング電源装置の保護回路を提供するこ
とを課題とする。
本発明は、上述の課題を解決するため、パルス幅変調
パルスにより駆動される主スイッチングトランジスタを
介して負荷に直流出力電圧を供給するスイッチング電源
装置であって、前記直流出力電圧の基準電圧からの偏差
電圧を増幅して出力するエラーアンプと、所定の上限レ
ベル及び下限レベルの間の電圧振幅を有する鋸歯状波を
発振する発振器と、前記エラーアンプの出力電圧と前記
発振器が出力する鋸歯状波電圧とを比較して前記直流出
力電圧を前記基準電圧に対応した所定電圧に維持すべく
前記パルス幅変調パルスを出力するPWMコンパレータと
を備えたスイッチング電源装置において、前記エラーア
ンプの出力電圧が前記上限レベルより上昇している状態
及び前記下限レベルより低下している状態を検出して出
力するエラーアンプ出力検知回路と、該検出出力が所定
時間継続したことを判別して前記パルス幅変調パルスに
よる主スイッチングトランジスタの駆動を遮断するタイ
マ回路とを備えることを特徴としている。
パルスにより駆動される主スイッチングトランジスタを
介して負荷に直流出力電圧を供給するスイッチング電源
装置であって、前記直流出力電圧の基準電圧からの偏差
電圧を増幅して出力するエラーアンプと、所定の上限レ
ベル及び下限レベルの間の電圧振幅を有する鋸歯状波を
発振する発振器と、前記エラーアンプの出力電圧と前記
発振器が出力する鋸歯状波電圧とを比較して前記直流出
力電圧を前記基準電圧に対応した所定電圧に維持すべく
前記パルス幅変調パルスを出力するPWMコンパレータと
を備えたスイッチング電源装置において、前記エラーア
ンプの出力電圧が前記上限レベルより上昇している状態
及び前記下限レベルより低下している状態を検出して出
力するエラーアンプ出力検知回路と、該検出出力が所定
時間継続したことを判別して前記パルス幅変調パルスに
よる主スイッチングトランジスタの駆動を遮断するタイ
マ回路とを備えることを特徴としている。
スイッチング電源装置は、鋸歯状波（または三角波）発
振器出力とエラーアンプ出力とをPWMコンパレータに入
力して、パルス幅変調（PWM）のパルスを出力させ、こ
のPWMパルスで、主スイッチングトランジスタを開閉駆
動し、そのオン期間のデューティサイクルを変化させる
ことにより、定電圧制御を行う。従って、PWMコンパレ
ータに入力されるエラーアンプの出力レベルは通常動作
時には、必ず発振器の鋸歯状波出力レベルの範囲内にあ
る。逆にこの範囲外にある場合には、スイッチング電源
装置の出力電圧が過大か過小かのいずれかである。従っ
て過大または過小の場合には、主スイッチングトランジ
スタを遮断してしまえばスイッチング電源回路または負
荷回路を破壊から守ることが可能となる。ただし、スイ
ッチング電源装置の起動時にはその出力電圧が過小の状
態であるので、本保護回路が動作した瞬間に主スイッチ
ングトランジスタを遮断するとスイッチング電源装置が
起動不能となるので、この起動時間よりも長い一定の期
間、スイッチング電源装置の出力電圧異常の状態が継続
した場合にのみ、主スイッチングトランジスタ遮断の信
号を出力するタイマ回路を設ける。このタイマ回路はま
た、外来ノズル等による誤動作を防止する作用もある。
振器出力とエラーアンプ出力とをPWMコンパレータに入
力して、パルス幅変調（PWM）のパルスを出力させ、こ
のPWMパルスで、主スイッチングトランジスタを開閉駆
動し、そのオン期間のデューティサイクルを変化させる
ことにより、定電圧制御を行う。従って、PWMコンパレ
ータに入力されるエラーアンプの出力レベルは通常動作
時には、必ず発振器の鋸歯状波出力レベルの範囲内にあ
る。逆にこの範囲外にある場合には、スイッチング電源
装置の出力電圧が過大か過小かのいずれかである。従っ
て過大または過小の場合には、主スイッチングトランジ
スタを遮断してしまえばスイッチング電源回路または負
荷回路を破壊から守ることが可能となる。ただし、スイ
ッチング電源装置の起動時にはその出力電圧が過小の状
態であるので、本保護回路が動作した瞬間に主スイッチ
ングトランジスタを遮断するとスイッチング電源装置が
起動不能となるので、この起動時間よりも長い一定の期
間、スイッチング電源装置の出力電圧異常の状態が継続
した場合にのみ、主スイッチングトランジスタ遮断の信
号を出力するタイマ回路を設ける。このタイマ回路はま
た、外来ノズル等による誤動作を防止する作用もある。
第１図は本発明の一実施例としての要部の構成を示す
ブロック回路図である。同図において、１は所定周期の
鋸歯状波の発振器で、この発振器の出力電圧1aは所定の
上限レベルVHと所定の下限レベルVLとの間を全振巾とし
て変化する。 ２はエラーアンプでスイッチング電源装置の出力電圧
の検出値（出力検出電圧という）VOと基準電圧VRとを比
較し、この両電圧の差（エラー）を増巾し出力する。こ
の場合、前者VOが後者VRを下回るほどエラーアンプ２の
出力電圧VEは増大する。 ３はPWMコンパレータで、発振器出力電圧1aとエラー
アンプ出力電圧VEとを比較し、前者1aが後者VE下回る期
間はそのパルス出力3aを“H"に、逆に前者1aが後者VEを
上回る期間はそのパルス出力3aを“L"として出力する。 このPWMコンパレータ３のパルス出力3aは、正常時に
は、このままこの主スイッチングトランジスタSWの開閉
駆動に供され、出力3aの“H",“L"に応じてそれぞれ主
スイッチングトランジスタSWのON,OFFが行われる。この
ようにして主スイッチングトランジスタSWは図外の直流
電源を開閉し、その結果として主スイッチングトランジ
スタSWから図外の負荷側に供給される電圧（の平均値）
としてのスイッチング電源装置の出力電圧は基準電圧VR
に対応した所定電圧に維持される。 ところで本発明では上述の回路に、さらにエラーアン
プ出力電圧VEの異常を検出する回路（エラーアンプ出力
検知回路）４、CR積分回路などからなるタイマ回路5,お
よびANDゲート６を付加し、異常時にPWMコンパレータの
パルス出力3aが主スイッチングトランジスタSWに与えら
れることを阻止し、主スイッチングトランジスタSWをOF
F状態とする。 即ち前述のようにPWMコンパレータ３により発振器１
の出力1aとエラーアンプ２の出力VEが比較されるが、こ
のとき発振器出力1aのレベルの上限がVH,下限VLである
から、正常な動作の場合、エラーアンプ出力電圧VEは、
VL＜VE＜VHとなっている。 しかし何らかの原因でスイッチング電源装置の出力電
圧（従って出力検出電圧VO）が正規の値（従って基準電
圧VR）より大きくなるか、または小さくなると、エラー
アンプ２の電圧利得は非常に大きい（通常１万倍以上で
ある）ので、エラーアンプ出力電圧VEはVE＜VLまたはVE
＜VHとなる。この状態をエラーアンプ出力検知回路４で
検出する。この検知回路４が動作し、それが一定の時間
継続すると、タイマ回路５の出力5aが“L"に変化し、AN
Dゲート回路６により、PWMコンパレータ３のパルス出力
3aをしゃ断する。パルス出力3aがしゃ断されると、主ス
イッチングトランジスタSWはOFFのままとなり、スイッ
チング電源装置の出力電圧は零になる。すると、エラー
アンプ２の出力はVE＞VHの関係を維持する。（但しこの
保護動作に入る最初にVE＜VLの場合には、VE＞VHに反転
し、この状態を維持することになる。） 従って、主スイッチングトランジスタSWも動作停止の
ままであり、スイッチング電源装置の出力電圧も零状態
を維持することにより、保護動作が行われることとな
る。この保護動作はタイマ回路５をリセットすることに
より解除される。
ブロック回路図である。同図において、１は所定周期の
鋸歯状波の発振器で、この発振器の出力電圧1aは所定の
上限レベルVHと所定の下限レベルVLとの間を全振巾とし
て変化する。 ２はエラーアンプでスイッチング電源装置の出力電圧
の検出値（出力検出電圧という）VOと基準電圧VRとを比
較し、この両電圧の差（エラー）を増巾し出力する。こ
の場合、前者VOが後者VRを下回るほどエラーアンプ２の
出力電圧VEは増大する。 ３はPWMコンパレータで、発振器出力電圧1aとエラー
アンプ出力電圧VEとを比較し、前者1aが後者VE下回る期
間はそのパルス出力3aを“H"に、逆に前者1aが後者VEを
上回る期間はそのパルス出力3aを“L"として出力する。 このPWMコンパレータ３のパルス出力3aは、正常時に
は、このままこの主スイッチングトランジスタSWの開閉
駆動に供され、出力3aの“H",“L"に応じてそれぞれ主
スイッチングトランジスタSWのON,OFFが行われる。この
ようにして主スイッチングトランジスタSWは図外の直流
電源を開閉し、その結果として主スイッチングトランジ
スタSWから図外の負荷側に供給される電圧（の平均値）
としてのスイッチング電源装置の出力電圧は基準電圧VR
に対応した所定電圧に維持される。 ところで本発明では上述の回路に、さらにエラーアン
プ出力電圧VEの異常を検出する回路（エラーアンプ出力
検知回路）４、CR積分回路などからなるタイマ回路5,お
よびANDゲート６を付加し、異常時にPWMコンパレータの
パルス出力3aが主スイッチングトランジスタSWに与えら
れることを阻止し、主スイッチングトランジスタSWをOF
F状態とする。 即ち前述のようにPWMコンパレータ３により発振器１
の出力1aとエラーアンプ２の出力VEが比較されるが、こ
のとき発振器出力1aのレベルの上限がVH,下限VLである
から、正常な動作の場合、エラーアンプ出力電圧VEは、
VL＜VE＜VHとなっている。 しかし何らかの原因でスイッチング電源装置の出力電
圧（従って出力検出電圧VO）が正規の値（従って基準電
圧VR）より大きくなるか、または小さくなると、エラー
アンプ２の電圧利得は非常に大きい（通常１万倍以上で
ある）ので、エラーアンプ出力電圧VEはVE＜VLまたはVE
＜VHとなる。この状態をエラーアンプ出力検知回路４で
検出する。この検知回路４が動作し、それが一定の時間
継続すると、タイマ回路５の出力5aが“L"に変化し、AN
Dゲート回路６により、PWMコンパレータ３のパルス出力
3aをしゃ断する。パルス出力3aがしゃ断されると、主ス
イッチングトランジスタSWはOFFのままとなり、スイッ
チング電源装置の出力電圧は零になる。すると、エラー
アンプ２の出力はVE＞VHの関係を維持する。（但しこの
保護動作に入る最初にVE＜VLの場合には、VE＞VHに反転
し、この状態を維持することになる。） 従って、主スイッチングトランジスタSWも動作停止の
ままであり、スイッチング電源装置の出力電圧も零状態
を維持することにより、保護動作が行われることとな
る。この保護動作はタイマ回路５をリセットすることに
より解除される。
以上のような本発明によれば、エラーアンプの出力電
圧が上限レベルより上昇している状態及び下限レベルよ
り低下している状態を検出して出力するエラーアンプ出
力検知回路と、該検出出力が所定時間継続したことを判
別してパルス幅変調パルスによる主スイッチングトラン
ジスタの駆動を遮断するタイマ回路とを備え、過負荷及
び過電圧が発生したことをエラーアンプの出力電圧に基
づいて検出して主スイッチングトランジスタを遮断する
ようにしたので、特別な保護入力端子を設けることな
く、過負荷に対する主スイッチングトランジスタの保護
機能及び過電圧に対する負荷の保護機能の双方を実現す
ることができる。 これは、制御部をIC化する際には、ピン数の増加、従
ってICのコスト及び実装スペースの増大を抑制できるの
で、特に有効である。
圧が上限レベルより上昇している状態及び下限レベルよ
り低下している状態を検出して出力するエラーアンプ出
力検知回路と、該検出出力が所定時間継続したことを判
別してパルス幅変調パルスによる主スイッチングトラン
ジスタの駆動を遮断するタイマ回路とを備え、過負荷及
び過電圧が発生したことをエラーアンプの出力電圧に基
づいて検出して主スイッチングトランジスタを遮断する
ようにしたので、特別な保護入力端子を設けることな
く、過負荷に対する主スイッチングトランジスタの保護
機能及び過電圧に対する負荷の保護機能の双方を実現す
ることができる。 これは、制御部をIC化する際には、ピン数の増加、従
ってICのコスト及び実装スペースの増大を抑制できるの
で、特に有効である。
第１図は本発明の一実施例としての要部構成を示すブロ
ック回路図である。 １…発振器、２…エラーアンプ、３…PWMコンパレー
タ、４…エラーアンプ出力検知回路、５…タイマ回路、
６…ANDゲート回路。
ック回路図である。 １…発振器、２…エラーアンプ、３…PWMコンパレー
タ、４…エラーアンプ出力検知回路、５…タイマ回路、
６…ANDゲート回路。
Claims (1)
- 【請求項１】パルス幅変調パルスにより駆動される主ス
イッチングトランジスタを介して負荷に直流出力電圧を
供給するスイッチング電源装置であって、前記直流出力
電圧の基準電圧からの偏差電圧を増幅して出力するエラ
ーアンプと、所定の上限レベル及び下限レベルの間の電
圧振幅を有する鋸歯状波を発振する発振器と、前記エラ
ーアンプの出力電圧と前記発振器が出力する鋸歯状波電
圧とを比較して前記直流出力電圧を前記基準電圧に対応
した所定電圧に維持すべく前記パルス幅変調パルスを出
力するPWMコンパレータとを備えたスイッチング電源装
置において、前記エラーアンプの出力電圧が前記上限レ
ベルより上昇している状態及び前記下限レベルより低下
している状態を検出して出力するエラーアンプ出力検知
回路と、該検出出力が所定時間継続したことを判別して
前記パルス幅変調パルスによる主スイッチングトランジ
スタの駆動を遮断するタイマ回路とを備えることを特徴
とするスイッチング電源装置の保護回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1185106A JP2501909B2 (ja) | 1989-07-18 | 1989-07-18 | スイッチング電源装置の保護回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1185106A JP2501909B2 (ja) | 1989-07-18 | 1989-07-18 | スイッチング電源装置の保護回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0352556A JPH0352556A (ja) | 1991-03-06 |
| JP2501909B2 true JP2501909B2 (ja) | 1996-05-29 |
Family
ID=16164963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1185106A Expired - Lifetime JP2501909B2 (ja) | 1989-07-18 | 1989-07-18 | スイッチング電源装置の保護回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2501909B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101774601B1 (ko) | 2011-02-01 | 2017-09-04 | 에스아이아이 세미컨덕터 가부시키가이샤 | 스위칭 레귤레이터 제어 회로 및 스위칭 레귤레이터 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100618025B1 (ko) * | 2004-07-06 | 2006-08-30 | 엘지이노텍 주식회사 | 디스플레이 장치의 플리커 현상을 제거한 인버터 회로와제거방법 |
| JP4661221B2 (ja) * | 2005-01-05 | 2011-03-30 | 富士電機システムズ株式会社 | Ｄｃ−ｄｃコンバータ |
| JP4753723B2 (ja) * | 2006-01-09 | 2011-08-24 | 富士通セミコンダクター株式会社 | Ｄｃ―ｄｃコンバータの制御回路及びその制御方法 |
| JPWO2008065941A1 (ja) * | 2006-11-30 | 2010-03-04 | ローム株式会社 | 電子回路 |
| JP2014117045A (ja) * | 2012-12-07 | 2014-06-26 | Toyota Motor Corp | チャージポンプ回路 |
| JP6168793B2 (ja) | 2013-03-04 | 2017-07-26 | エスアイアイ・セミコンダクタ株式会社 | スイッチングレギュレータ及び電子機器 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63156579U (ja) * | 1987-03-31 | 1988-10-13 |
-
1989
- 1989-07-18 JP JP1185106A patent/JP2501909B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101774601B1 (ko) | 2011-02-01 | 2017-09-04 | 에스아이아이 세미컨덕터 가부시키가이샤 | 스위칭 레귤레이터 제어 회로 및 스위칭 레귤레이터 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0352556A (ja) | 1991-03-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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