JP2794665B2

JP2794665B2 - Converter type DC power supply protection device

Info

Publication number: JP2794665B2
Application number: JP62332931A
Authority: JP
Inventors: 民次永井
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1987-12-28
Filing date: 1987-12-28
Publication date: 1998-09-10
Anticipated expiration: 2013-09-10
Also published as: JPH01174271A

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野本発明は、トランスの一次側に接続されているスイッ
チング素子と、上記トランスの二次側に接続されている
整流回路部と、上記スイッチング素子を開閉駆動する駆
動回路部と、上記駆動回路部に与える駆動パルスを発生
するパルス発生回路部とを備えて成るコンバータ型直流
電源の保護装置に関する。 B.発明の概要本発明は、トランスの一次側に接続されているスイッ
チング素子と、上記トランスの二次側に接続されている
整流回路部と、上記スイッチング素子を開閉駆動する駆
動回路部と、上記駆動回路部に与える駆動パルスを発生
するパルス発生回路部とを備えて成るコンバータ型直流
電源において、上記スイッチング素子の過電流を検出し
て上記駆動回路部の電源電圧を低下させることによっ
て、上記過電流に起因する破壊から上記電界効果型トラ
ンジスタを確実に保護することができるようにしたもの
である。 C.従来の技術一般に、コンバータ型直流電源は、変換効率が高く、
任意の直流電圧を得ることが容易であることから、各種
電子機器内の作動電源として広く用いられている。この種のコンバータ型直流電源は、例えば第４図に示
すスイッチングレギュレータのように、電源トランス
（PT）の１次巻線（L₁）に流れる電流をスイッチング素
子（Q_SW）にてスイッチングして、上記電源トランス（P
T）の２次巻線（L₂）に得られる出力を整流回路部（RE
C）にて整流することにより出力端子（T_OUT）に任意の
直流電圧出力を得る構成となっている。すなわち、第４図に示す従来のスイッチングレギュレ
ータにおいて、安定化していない直流電源の供給される
入力端子（T_IN）は、上記電源トランス（PT）の１次巻
線（L₁）とスイッチング素子（Q_SW）を介して接地され
ているともに、上記スイッチング素子（Q_SW）の駆動回
路部（DRV）および該駆動回路部（DRV）に駆動パルス与
える制御回路部（CNT）の各電源入力端に起動回路（S
T）を介して接続されている。上記駆動回路部（DRV）は、PNPトランジスタ（Q_P）と
NPNトランジスタ（Q_N）によるSEP回路にて構成されてい
る。上記起動回路（ST）は、上記入力端子（T_IN）と接地
間に直列接続した抵抗（Ｒ）とツェナーダイオード（Z
D）との接続点にベースが接続されたNPNトランジスタ
（Q₀）を備え、上記NPNトランジスタ（Q₀）のコレクタ
が抵抗（R₁）を介して上記入力端子（T_IN）に接続さ
れ、また、上記NPNトランジスタ（Q₀）のエミッタがコ
ンデンサ（C₁）を介して接地された構成となっている。また、上記電源トランス（PT）は、その２次巻線
（L₂）に整流ダイオード（D₀）と平滑コンデンサ（C₀）
との直列接続回路にて構成した整流回路（REC）が接続
されている。そして、上記整流回路（REC）の出力端す
なわち上記整流ダイオード（D₀）と平滑コンデンサ
（C₀）との接続点が、出力端子（T_OUT）に接続されてい
るとともに検出回路部（DET）に接続されている。さらに、上記電源トランス（PT）は、３次巻線（L₃）
が設けてあり、この３次巻線（L₃）が整流ダイオード
（Ｄ）を介して上記駆動回路部（DRV）および制御回路
部（CNT）の各電源入力端に接続されている。上記スイッチング素子（Q_SW）は、電界効果型トラン
ジスタが用いられており、そのゲートが上記駆動回路部
（DRV）の出力端すなわち上記SEP回路を構成している各
トランジスタ（Q_P），（Q_N）の各コレクタの接続点に接
続されているとともに過電流保護用のNPNトランジスタ
（Q_S）を介して接地されており、また、そのドレインが
上記電源トランス（PT）の１次巻線（L₁）を介して上記
入力端子（T_IN）に接続され、さらに、そのソースが上
記過電流保護用のNPNトランジスタ（Q_S）のベースに接
続されているとともに電流検出抵抗（R_S）を介して接地
されている。このような構成のスイッチングレギュレータでは、上
記入力端子（T_IN）に電源電圧が印加されると、上記起
動回路（ST）が上記ツェナーダイオード（ZD）のツェナ
ー電圧にて規定される所定の電圧まで上記抵抗（R₁）と
コンデンサ（C₁）による時定数で決まる立ち上がり特性
をもって次第に上昇する駆動電圧を上記制御回路部（CN
T）および駆動回路部（DRV）の各電源入力端に供給し
て、上記各回路部（CNT），（DRV）を起動する。そし
て、起動後は上記電源トランス（PT）の３次巻線（L₃）
に得られる出力の上記整流ダイオード（Ｄ）による整流
出力にて上記駆動回路部（DRV）および制御回路部（CN
T）が駆動される。上記制御回路部（CNT）は、上記検出回路部（DET）に
よる検出出力に応じたパルス幅の駆動パルスを形成して
上記駆動回路部（DRV）に供給し、所謂パルス幅変調（P
WM:Pulse Width Modul−ation）方式の制御動作を行っ
て、上記出力端子（T_OUT）から出力する直流出力の電圧
を安定化するようになっている。そして、上記過電流保護用のNPNトランジスタ（Q_S）
は、上記スイッチング素子（Q_SW）の制御入力端すなわ
ちゲートに与えるスイッチングパルスに対するダンピン
グ抵抗として働き、上記スイッチング素子（Q_SW）に流
れるドレイン電流（I_D）が上記電流検出抵抗（R_S）にて
電圧に変換されてベースに印加されることにより、上記
ドレイン電流（I_D）に応じてインピーダンスが変化し
て、上記スイッチング素子（Q_SW）に過大なドレイン電
流（I_D）を阻止する。 D.発明が解決しようとする問題点ところで、上述のスイッチングレギュレータのように
電源トランス（PT）の１次コイル（L₁）に流れる電流を
スイッチング素子（Q_SW）にてスイッチングして、上記
電源トランス（PT）の２次コイル（L₂）に得られる出力
を整流回路部（REC）にて整流することによって出力端
子（T_OUT）に任意の直流電圧出力を得る構成の従来のコ
ンバータ型直流電源において、上記スイッチング素子
（Q_SW）に流れる電流を上記電流検出抵抗（R_S）にて検
出して、上記過電流保護用のNPNトランジスタ（Q_S）の
インピーダンスを変化させることにより等価的に上記駆
動回路部（DRV）のインピーダンスを変化させて上記ス
イッチング素子（Q_SW）の駆動電力を制御するようにし
たダンピング方式の保護動作を行うようにした方式は、
駆動パルスが不規則となり、保護動作による電力損失が
大きいばかりでなく、上記電流検出抵抗（R_S）による検
出波形によって駆動パルス波形が歪み上記保護動作の状
態が変わってしまい、特に、上記スイッチング素子（Q
_SW）として高増幅度特性を有する電界効果型トランジス
タを用いた場合には、上記制御回路部（CNT）の帰還回
路すなわち上記検出回路部（DET）における位相変化や
駆動パルス波形等の影響を被り易く、上記保護動作を正
常に行うことができなく虞いが大きいという問題点があ
った。なお、ダンピング方式でスイッチング素子の過電
圧保護を行うようにした場合にも、同様な問題点があっ
た。そこで、本発明は、上述の如き従来の問題点に鑑み、
トランスの一次側に接続されているスイッチング素子
と、上記トランスの二次側に接続されている整流回路部
と、上記スイッチング素子を開閉駆動する駆動回路部
と、上記駆動回路部に与える駆動パルスを発生するパル
ス発生回路部とを備えて成るコンバータ型直流電源にお
いて、過電流や過電圧による破損から上記スイッチング
素子を確実に保護することができるようにした新規な構
成のコンバータ型直流電源の保護装置を提供するもので
ある。 E.問題点を解決するための手段本発明は、トランスの一次側に接続されている電界効
果型トランジスタと、上記トランスの二次側に接続され
ている整流回路部と、所定電圧のスイッチングパルスを
供給して上記電界効果型トランジスタを開閉駆動する駆
動回路部とを備えて成るコンバータ型直流電源におい
て、上記電界効果型トランジスタに流れる電流を検出す
る検出回路部と、上記検出回路部による検出出力に基づ
いて上記駆動回路部から上記電界効果型トランジスタに
供給されるスイッチングパルスの電圧を制御する制御回
路部とを設け、上記検出回路部が上記電界効果型トラン
ジスタに流れる電流の過電流状態を検出したときに、上
記制御回路部が上記スイッチングパルスの電圧を連続的
に低下させることを特徴としている。 F.作用本発明に係るコンバータ型直流電源の保護装置では、
上記検出回路部が上記電界効果型トランジスタに流れる
電流の過電流状態を検出したときに、上記制御回路部が
上記スイッチングパルスの電圧を連続的に低下させるこ
とによって、上記電界効果型トランジスタに流れる過電
流を減少させる。 G.実施例以下、本発明をスイッチングレギュレータに適用した
一実施例について、図面に従い詳細に説明する。第１図のブロック回路図に示す第１の実施例は、上述
の第４図に示した従来のスイッチングレギュレータに本
発明を適用したものである。なお、この実施例において、上記従来例と同一構成要
素については、共通符号を図面中に付して詳細な説明を
省略する。この実施例のスイッチングレギュレータでは、電源ト
ランス（PT）の１次巻線（L₁）に流れる電流をスイッチ
ングするスイッチング素子（Q_SW）を駆動するための駆
動回路（DRV）の電源入力端が、抵抗（R₂）を介して起
動回路（ST）の出力側に接続され、さらに、上記電源入
力端がコンデンサ（C₂）を介して接地されているととも
に電源制御用のNPNトランジスタ（Q_S）を介して接地さ
れている。上記電源制御用のNPNトランジスタ（Q_S）
は、そのベースが上記スイッチング素子（Q_SW）と電流
検出抵抗（R_S）との接続点に抵抗（R_B）を介して接続さ
れている。この第１の実施例のスイッチングレギュレータでは、
上記電源トランス（PT）の１次巻線（L₁）に流れる電流
を上記スイッチング素子（Q_SW）にてスイッチングする
ことにより上記電源トランス（PT）の２次巻線（L₂）に
得られる出力を整流回路部（REC）にて整流し、上記整
流回路部（REC）による整流出力の電圧に応じた制御電
圧が検出回路部（DET）を介して与えられる制御回路部
（CNT）にて上記整流出力の電圧に応じたパルス幅の駆
動パルスを形成して、上記駆動パルスを上記駆動回路
（DRV）に供給することにより、上記スイッチング素子
（Q_SW）を上記駆動パルスに応じてスイッチング駆動さ
せてPWM方式の制御動作を行い、上記整流回路部（REC）
による整流出力として所望の電圧に安定化した直流電圧
出力を得て出力端子（T_OUT）から出力する。そして、上記スイッチング素子（Q_SW）を接地するよ
うに設けた上記電流検出抵抗（R_S）にて上記スイッチン
グ素子（Q_SW）として用いられた電界効果型トランジス
タの流れるドレイン電流（I_D）を電圧に変換して検出
し、その検出出力を上記電源制御用のNPNトランジスタ
（Q_S）のベースに供給することにより、上記駆動回路
（DRV）の電源入力端に与える駆動電源の電圧を制御し
て、上記スイッチング素子（Q_SW）の過電流保護を行う
ようにしている。すなわち、通常動作状態では、上記制御回路部（CN
T）から出力される駆動パルスにより上記駆動回路部（D
RV）が第２図の（Ａ）で示すように所定電圧のスイッチ
ングパルスを上記スイッチング素子（Q_SW）のゲートに
与えて上記スイッチング素子（Q_SW）をスイッチング駆
動している。そして、過負荷やその他の原因により第２
図の（Ｂ）に示すように上記スイッチング素子（Q_SW）
に流れるドレイン電流（I_D）が増加すると、上記電流検
出抵抗（R_S）による検出出力電圧すなわち上記電源制御
用のNPNトランジスタ（Q_S）のベース電圧が上昇する。
このベース電圧の上昇に応じて、上記NPNトランジスタ
（Q_S）がオフ領域からオン領域に向かって動作して上記
駆動回路部（DRV）の電源入力端に印加される駆動電源
電圧が低下し、上記駆動回路部（DRV）が不完全駆動状
態となる。従って、第２図の（Ｂ）に示すようにドレイ
ン電流（I_D）が増加すると、これに応じて、第２図の
（Ａ）に示すようにスイッチング素子（Q_SW）のゲート
に与えられているスイッチングパルスの電圧が連続的に
減少する。そして、過負荷やその他の要因になる過電流
の原因が取り除かれた場合には、上記スイッチング素子
（Q_SW）に流れるドレイン電流（I_D）が減少することに
よって、上記電流検出抵抗（R_S）による検出出力電圧が
低下して上記NPNトランジスタ（Q_S）がオン領域からオ
フ領域に向かって動作し、上記駆動回路部（DRV）の電
源入力端に正規の駆動電圧が印加されて完全駆動状態と
なる。このとき上記駆動回路部（DRV）の電源入力端に
印加される駆動電圧は、上記抵抗コンデンサによる時定
数で任意に決定できる立ち上がり特性が与えられる。なお、上記第１図中に破線にて示すように、上記スイ
ッチング素子（Q_SW）のドレインと接地間に２個の電圧
検出抵抗（RV₁），（RV₂）を直列接続し、その接続中点
を電圧検出用のツェナーダイオード（DV）を介して上記
電源制御用のNPNトランジスタ（Q_S）のベースに接続す
るようにして、上記スイッチング素子（Q_SW）に過電圧
が印加された場合に上記NPNトランジスタ（Q_S）をオン
させるようにすれば、上記スイッチング素子（Q_SW）の
過電圧保護を行うこともできる。次に、第３図のブロック回路図に示す第２の実施例
は、上述の第１の実施例と同様に第４図に示した従来の
スイッチングレギュレータに本発明を適用したもので、
この実施例においても、上記実施例と同一構成要素につ
いては、共通符号を図面中に付して詳細な説明を省略す
る。この第２の実施例では、スイッチング素子（Q_SW）と
電流検出抵抗（R_S）との接続点がベースに接続された電
源制御用のNPNトランジスタ（Q_S）は、そのコレクタが
ダイオード（D_S）を介して駆動回路部（DRV）の電源入
力端に接続されているとともに、上記コレクタが２個の
直列抵抗（R_B1），（R_B2）を介して起動回路（ST）の出
力端に接続されている。また、上記起動回路（ST）の出
力端は、抵抗（R₂）と第２の電源制御NPNトランジスタ
（Q_D）を介して上記駆動回路部（DRV）の電源入力端に
接続されている。さらに、上記駆動回路部（DRV）の電
源入力端は、コンデンサ（C₂）を介して接地されてい
る。このような構成の第２の実施例においては、上記スイ
ッチング素子（Q_SW）に流れる（I_D）が上記電流検出抵
抗（R_S）にて検出され、その検出出力に応じて動作する
電源制御用のNPNトランジスタ（Q_S）によって第２の電
源制御NPNトランジスタ（Q_D）の動作制御が行われ、上
記起動回路（ST）の出力端と上記駆動回路部（DRV）の
電源入力端の間に設けた上記第２の電源制御NPNトラン
ジスタ（Q_D）が所謂シリーズパスエレメントとして働い
て直列制御による上記駆動回路部（DRV）の電源制御に
よって、上述の第１の実施例と同様に上記スイッチング
素子（Q_SW）の過電流保護が行われる。 H.発明の効果本発明によるコンバータ型直流電源の保護装置では、
上記検出回路部が上記電界効果型トランジスタに流れる
電流の過電流状態を検出したときに、上記制御回路部が
上記スイッチングパルスの電圧を連続的に低下させるこ
とによって、上記電界効果型トランジスタに流れる過電
流を減少させるので、スイッチング素子を過電流による
破壊から確実に保護することができ、高増幅度特性を有
する電界効果型トランジスタ等を上記スイッチング素子
として用いた場合にも上記破損の虞れの少ない信頼性の
高いコンバータ型直流電源を実現することができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A. Industrial Field of the Invention The present invention relates to a switching element connected to a primary side of a transformer, a rectifier circuit connected to a secondary side of the transformer, and the switching element. The present invention relates to a protection device for a converter-type DC power supply, comprising: a drive circuit unit for opening and closing the drive circuit; and a pulse generation circuit unit for generating a drive pulse applied to the drive circuit unit. B. Summary of the Invention The present invention provides a switching element connected to a primary side of a transformer, a rectifier circuit section connected to a secondary side of the transformer, and a drive circuit section that opens and closes the switching element. In a converter type DC power supply including a pulse generation circuit unit that generates a drive pulse applied to the drive circuit unit, by detecting an overcurrent of the switching element and reducing a power supply voltage of the drive circuit unit, The field effect transistor can be reliably protected from destruction due to overcurrent. C. Conventional technology Generally, converter type DC power supplies have high conversion efficiency,
Since it is easy to obtain an arbitrary DC voltage, it is widely used as an operating power supply in various electronic devices. This type of converter type DC power supply switches a current flowing through a primary winding (L ₁ ) of a power transformer (PT) by a switching element (Q _SW ), for example, as in a switching regulator shown in FIG. , Power transformer (P
Secondary winding (L ₂ output obtained) rectifier circuit portion of the T) (RE
By rectifying in C), an arbitrary DC voltage output is obtained at the output terminal (T _OUT ). That is, in the conventional switching regulator shown in FIG. 4, the input terminal (T _IN ) to which the unstabilized DC power is supplied is connected to the primary winding (L ₁ ) of the power transformer (PT) and the switching element (T ₁ ). Q _SW ), and to each power input terminal of the drive circuit section (DRV) of the switching element (Q _SW ) and the control circuit section (CNT) for giving a drive pulse to the drive circuit section (DRV). Starter circuit (S
T) is connected through. The drive circuit section (DRV) is composed of a PNP transistor (Q _P )
It is composed of an SEP circuit using NPN transistors (Q _N ). The starting circuit (ST) includes a resistor (R) connected in series between the input terminal (T _IN ) and the ground, and a Zener diode (Z
An NPN transistor (Q ₀ ) having a base connected to a connection point with D), and a collector of the NPN transistor (Q ₀ ) is connected to the input terminal (T _IN ) via a resistor (R ₁ ); Further, the emitter of the NPN transistor (Q ₀ ) is grounded via a capacitor (C ₁ ). The power transformer (PT) has a rectifier diode (D ₀ ) and a smoothing capacitor (C ₀ ) in its secondary winding (L ₂ ).
And a rectifier circuit (REC) configured with a series connection circuit. An output terminal of the rectifier circuit (REC), that is, a connection point between the rectifier diode (D ₀ ) and the smoothing capacitor (C ₀ ) is connected to an output terminal (T _OUT ) and a detection circuit unit (DET). It is connected to the. Further, the power transformer (PT) is a tertiary winding (L ₃ )
The tertiary winding (L ₃ ) is connected to the respective power input terminals of the drive circuit section (DRV) and the control circuit section (CNT) via a rectifier diode (D). As the switching element (Q _SW ), a field effect transistor is used, and the gate of each transistor (Q _P ), (Q _P ), (Q _P ), _N ), is connected to the connection point of each collector, is grounded via an NPN transistor (Q _S ) for overcurrent protection, and has a drain connected to the primary winding (PT) of the power transformer (PT). L ₁ ) is connected to the input terminal (T _IN ), and its source is connected to the base of the NPN transistor (Q _S ) for overcurrent protection and the current detection resistor (R _S ) is connected. Grounded. In a switching regulator having such a configuration, when a power supply voltage is applied to the input terminal (T _IN ), the start-up circuit (ST) operates to a predetermined voltage defined by the Zener voltage of the Zener diode (ZD). The drive voltage, which gradually rises with a rising characteristic determined by the time constant of the resistor (R ₁ ) and the capacitor (C ₁ ), is applied to the control circuit (CN
T) and the respective power input terminals of the drive circuit section (DRV) to start the circuit sections (CNT) and (DRV). Then, after startup, the tertiary winding (L ₃ ) of the power transformer (PT)
The drive circuit unit (DRV) and control circuit unit (CN
T) is driven. The control circuit unit (CNT) forms a drive pulse having a pulse width corresponding to the detection output of the detection circuit unit (DET) and supplies the drive pulse to the drive circuit unit (DRV), so-called pulse width modulation (P
The control operation of the WM (Pulse Width Modulation) method is performed to stabilize the DC output voltage output from the output terminal (T _OUT ). And the above-mentioned NPN transistor (Q _S ) for overcurrent protection
Functions as a damping resistor for a switching pulse applied to the control input terminal of the switching element (Q _SW ), that is, the gate, and a drain current (I _D ) flowing through the switching element (Q _SW ) is applied to the current detection resistor (R _S ). Is applied to the base after being converted into a voltage, the impedance changes according to the drain current (I _D ), and the switching element (Q _SW ) prevents an excessive drain current (I _D ). D. Problems to be Solved by the Invention By the way, the current flowing through the primary coil (L ₁ ) of the power transformer (PT) is switched by the switching element (Q _SW ) like the above-mentioned switching regulator, and A conventional converter type DC having a configuration in which an output obtained from a secondary coil (L ₂ ) of a transformer (PT) is rectified by a rectifier circuit (REC) to obtain an arbitrary DC voltage output at an output terminal (T _OUT ). In the power supply, the current flowing through the switching element (Q _SW ) is detected by the current detection resistor (R _S ), and equivalently by changing the impedance of the NPN transistor (Q _S ) for overcurrent protection. scheme to perform the protection operation of the damping system in which the driving circuit unit impedance varying the (DRV) so as to control the driving power of the switching element (Q _SW) ,
The drive pulse becomes irregular, and not only the power loss due to the protection operation is large, but also the drive pulse waveform is distorted by the detection waveform by the current detection resistor (R _S ), and the state of the protection operation is changed. (Q
_When a field-effect transistor having high amplification characteristics is used as _SW ), the feedback circuit of the control circuit unit (CNT), that is, the detection circuit unit (DET) is affected by a phase change and a drive pulse waveform. Therefore, there is a problem that the protection operation cannot be normally performed and there is a high possibility that the protection operation cannot be performed normally. A similar problem occurs when the overvoltage protection of the switching element is performed by the damping method. Therefore, the present invention has been made in view of the above-described conventional problems,
A switching element connected to the primary side of the transformer, a rectifier circuit section connected to the secondary side of the transformer, a drive circuit section that opens and closes the switching element, and a drive pulse applied to the drive circuit section. A converter type DC power supply comprising a pulse generating circuit unit for generating a converter DC power supply having a novel configuration capable of reliably protecting the switching element from damage due to overcurrent or overvoltage. To provide. E. Means for Solving the Problems The present invention relates to a field effect transistor connected to the primary side of a transformer, a rectifier circuit connected to the secondary side of the transformer, and a switching pulse of a predetermined voltage. And a drive circuit section for driving the field effect transistor to open and close the field effect transistor. A detection circuit section for detecting a current flowing through the field effect transistor, and a detection output by the detection circuit section. And a control circuit for controlling the voltage of a switching pulse supplied from the drive circuit to the field effect transistor based on the detection circuit, wherein the detection circuit detects an overcurrent state of the current flowing through the field effect transistor. In this case, the control circuit section continuously reduces the voltage of the switching pulse. F. Action In the converter type DC power supply protection device according to the present invention,
When the detection circuit detects an overcurrent state of the current flowing through the field-effect transistor, the control circuit continuously lowers the voltage of the switching pulse, whereby the overcurrent flowing through the field-effect transistor is detected. Decrease the current. G. Embodiment Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a switching regulator will be described in detail with reference to the drawings. The first embodiment shown in the block circuit diagram of FIG. 1 is one in which the present invention is applied to the conventional switching regulator shown in FIG. In this embodiment, the same components as those in the above-mentioned conventional example are denoted by the same reference numerals in the drawings, and detailed description thereof will be omitted. In the switching regulator of this embodiment, a power supply input terminal of a drive circuit (DRV) for driving a switching element (Q _SW ) that switches a current flowing through a primary winding (L ₁ ) of a power transformer (PT) has: An NPN transistor (Q _S ) connected to the output side of the starter circuit (ST) via a resistor (R ₂ ) and further connected to the power supply input terminal via a capacitor (C ₂ ) and grounded. Grounded. NPN transistor for power supply control (Q _S )
Has a base connected to a connection point between the switching element (Q _SW ) and the current detection resistor (R _S ) via a resistor (R _B ). In the switching regulator of the first embodiment,
The current flowing in the primary winding (L ₁ ) of the power transformer (PT) is switched by the switching element (Q _SW ) to obtain the secondary winding (L ₂ ) of the power transformer (PT). The output is rectified by a rectifier circuit (REC), and a control voltage corresponding to the voltage of the rectified output by the rectifier circuit (REC) is supplied via a detection circuit (DET) to a control circuit (CNT). A drive pulse having a pulse width corresponding to the voltage of the rectified output is formed, and the drive pulse is supplied to the drive circuit (DRV), whereby the switching element (Q _SW ) is switched in response to the drive pulse. The rectifier circuit (REC)
A DC voltage output stabilized to a desired voltage is obtained as a rectified output by the DC-DC converter and output from an output terminal (T _OUT ). Then, the switching element (Q _SW) drain through the current detection resistor provided so as to ground at (R _S) of the field-effect transistor used as the switching element (Q _SW) the current (I _D) By converting the voltage into a voltage and detecting the voltage, and supplying the detected output to the base of the power control NPN transistor (Q _S ), the voltage of the drive power supplied to the power input terminal of the drive circuit (DRV) is controlled. Thus, overcurrent protection of the switching element (Q _SW ) is performed. That is, in the normal operation state, the control circuit section (CN
T), the drive circuit (D
RV) is the second diagram the (the switching element of the switching pulse of a predetermined voltage as shown by A) (the switching element given to the gate of Q _{_SW)} (Q _SW) and switching drive. Second, due to overload or other causes
As shown in (B) of the figure, the switching element (Q _SW )
When the drain current (I _D ) flowing through the NPN transistor increases, the output voltage detected by the current detection resistor (R _S ), that is, the base voltage of the NPN transistor (Q _S ) for power supply control increases.
In response to the rise of the base voltage, the NPN transistor (Q _S ) operates from the off region to the on region, and the drive power supply voltage applied to the power supply input terminal of the drive circuit (DRV) decreases. The drive circuit section (DRV) enters an incomplete drive state. Therefore, as shown in FIG. 2B, when the drain current (I _D ) increases, the drain current (I _D ) is applied to the gate of the switching element (Q _SW ) as shown in FIG. 2A. The voltage of the switching pulse is continuously reduced. Then, when the cause of the overcurrent, which is an overload and other factors, is eliminated, the drain current (I _D ) flowing through the switching element (Q _SW ) decreases, thereby reducing the current detection resistance (R _S). ), The NPN transistor (Q _S ) operates from the ON region to the OFF region, and the normal drive voltage is applied to the power input terminal of the drive circuit (DRV) to complete drive. State. At this time, the drive voltage applied to the power supply input terminal of the drive circuit section (DRV) has a rising characteristic that can be arbitrarily determined by the time constant of the resistance capacitor. As shown by a broken line in FIG. 1, two voltage detection resistors (RV ₁ ) and (RV ₂ ) are connected in series between the drain of the switching element (Q _SW ) and the ground, and the connection is established. The midpoint is connected to the base of the NPN transistor (Q _S ) for power control via a Zener diode (DV) for voltage detection, and if an overvoltage is applied to the switching element (Q _SW ) If the NPN transistor (Q _S ) is turned on, overvoltage protection of the switching element (Q _SW ) can be performed. Next, a second embodiment shown in the block circuit diagram of FIG. 3 is one in which the present invention is applied to the conventional switching regulator shown in FIG. 4 as in the first embodiment described above.
Also in this embodiment, the same components as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals in the drawings, and detailed description is omitted. In the second embodiment, an NPN transistor (Q _S ) for power control in which a connection point between a switching element (Q _SW ) and a current detection resistor (R _S ) is connected to a base has a collector connected to a diode (D _S ). _S ) is connected to the power supply input terminal of the drive circuit unit (DRV), and the collector is connected to the output terminal of the start circuit (ST) via two series resistors (R _B1 ) and (R _B2 ). It is connected to the. The output terminal of the start circuit (ST) is connected to a power input terminal of the drive circuit section (DRV) via a resistor (R ₂ ) and a second power control NPN transistor (Q _D ). Further, a power input terminal of the drive circuit section (DRV) is grounded via a capacitor (C ₂ ). In the second embodiment having such a configuration, (I _D ) flowing through the switching element (Q _SW ) is detected by the current detection resistor (R _S ), and the power supply control that operates according to the detected output is detected. The operation of the second power supply control NPN transistor (Q _D ) is controlled by the NPN transistor (Q _S ) for use between the output terminal of the starting circuit (ST) and the power supply input terminal of the drive circuit unit (DRV). The second power supply control NPN transistor (Q _D ) provided in the power supply circuit operates as a so-called series pass element to control the power supply of the drive circuit section (DRV) by serial control. The element (Q _SW ) is protected from overcurrent. H. Effect of the Invention In the converter type DC power supply protection device according to the present invention,
When the detection circuit detects an overcurrent state of the current flowing through the field-effect transistor, the control circuit continuously lowers the voltage of the switching pulse, whereby the overcurrent flowing through the field-effect transistor is detected. Since the current is reduced, the switching element can be reliably protected from destruction due to overcurrent, and the risk of the damage is reduced even when a field-effect transistor or the like having a high amplification characteristic is used as the switching element. A highly reliable converter type DC power supply can be realized.

【図面の簡単な説明】第１図は本発明をスイッチングレギュレータに適用した
第１の実施例を示すブロック回路図であり、第２図は、
上記第１の実施例の動作を説明するための波形図であ
り、第３図は本発明をスイッチングレギュレータに適用
した第２の実施例を示すブロック回路図である。第４図は従来のスイッチングレギュレータの構成を示す
ブロック回路図である。 T_IN……入力端子 T_OUT……入力端子 PT……トランス L₁……１次巻線 L₂……２次巻線 R_S……電流検出抵抗 RV₁,RV₁……電圧検出抵抗 Q_S,Q_D……電源制御用トランジスタ REC……整流回路部 CNT……制御回路部 DRV……駆動回路部 Q_SW……スイッチング素子BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block circuit diagram showing a first embodiment in which the present invention is applied to a switching regulator, and FIG.
FIG. 3 is a waveform diagram for explaining the operation of the first embodiment, and FIG. 3 is a block circuit diagram showing a second embodiment in which the present invention is applied to a switching regulator. FIG. 4 is a block circuit diagram showing a configuration of a conventional switching regulator. T _IN … Input terminal T _OUT … Input terminal PT… Transformer L ₁ … Primary winding L ₂ … Secondary winding R _S … Current detection resistance RV ₁ , RV ₁ … Voltage detection resistance Q _S , Q _D … Power supply control transistor REC… Rectifier circuit CNT… Control circuit DRV… Drive circuit _QSW … Switching element

Claims

(57) [Claims] A field-effect transistor connected to the primary side of the transformer, a rectifier circuit connected to the secondary side of the transformer, and a drive for supplying a switching pulse of a predetermined voltage to open and close the field-effect transistor A converter type direct-current power supply comprising: a circuit section; a detection circuit section for detecting a current flowing through the field-effect transistor; and a drive circuit section from the drive circuit section to the field-effect transistor based on a detection output by the detection circuit section. A control circuit unit for controlling a voltage of the supplied switching pulse, wherein when the detection circuit unit detects an overcurrent state of the current flowing through the field-effect transistor, the control circuit unit controls the voltage of the switching pulse. A protection device for a converter-type DC power supply, characterized in that the voltage is continuously reduced.