JP3052865B2 - スイッチング電源装置 - Google Patents

スイッチング電源装置

Info

Publication number
JP3052865B2
JP3052865B2 JP8341536A JP34153696A JP3052865B2 JP 3052865 B2 JP3052865 B2 JP 3052865B2 JP 8341536 A JP8341536 A JP 8341536A JP 34153696 A JP34153696 A JP 34153696A JP 3052865 B2 JP3052865 B2 JP 3052865B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
circuit
power supply
current
switching power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP8341536A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH10190425A (ja
Inventor
靖士 松尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP8341536A priority Critical patent/JP3052865B2/ja
Publication of JPH10190425A publication Critical patent/JPH10190425A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3052865B2 publication Critical patent/JP3052865B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチング電源
装置に関し、特に、トランジスタを過電流による破損か
ら保護可能なスイッチング電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、スイッチング回路内のトランジス
タを過電流による破損から保護可能に制御するスイッチ
ング電源装置として、特開平6−311734号に開示
されたスイッチング電源装置が知られている。この従来
のスイッチング電源装置は、図3に示されるように、M
OS形FET1と、同MOS形FET1のソース側から
ドレイン側に過電流が流れたことを検知する検知部2
と、同過電流の検知に対応してMOS形FET1のオン
時間制御を駆動回路4にさせるPWM制御回路3と、同
オン時間制御をする駆動回路4とから構成されている。
【0003】かかる構成からなるスイッチング電源装置
によれば、MOS形FET1のソース側からドレイン側
に過電流が流れると、検出部2は同過電流を検出する。
すると、PWM制御回路3は駆動回路4に入力信号のデ
ューティサイクルを小さくさせる。すなわち、MOS形
FET1に過電流が流れたことを検知すると、入力信号
のデューティサイクルを制御することによりMOS形F
ET1のオン時間を制限して、MOS形FET1の破損
を防いでいた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のスイッチング電源装置において、過電流による
トランジスタの破損を防ぐためには、入力信号のデュー
ティサイクルを制御しているため、僅かながら遅れが生
じうる。したがって、トランジスタに流れる過大な電流
を完全には制限できず、トランジスタの容量に余裕を見
込んでより大きなものを使用しなければならなくなり、
コスト高となるとともに小型化の障害となっていた。
【0005】本発明は、上記課題をかんがみてなされた
もので、必要容量以上のトランジスタを用いることな
く、同トランジスタを過電流による破損から保護可能な
スイッチング電源装置の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1にかかる発明は、プッシュプルトランジス
タ電力増幅器と、このプッシュプルトランジスタ電力増
幅器を構成する一方のトランジスタのコレクタ電流の増
大を検知するとともに、上記コレクタ電流が所定値とな
ったときにベース電流をバイパスさせるスイッチング素
子とを有する構成としてある。
【0007】 かかる構成からなるスイッチング電源装置
によれば、負荷過大電流制限手段は、プッシュプルトラ
ンジスタ電力増幅器の一方のトランジスタに流れるコレ
クタ電流の増大を検知して、所定値に達するとベース電
流をバイパスさせる。
【0008】 したがって、トランジスタへの入力信号の
デューティサイクルに依存することなく、トランジスタ
へのベース電流を直ちにバイパスさせてしまうことによ
りコレクタ電流を遮断してトランジスタを過電流から保
護することとなる。
【0009】 このとき、上記スイッチング素子として
は、上記コレクタ電流の増大を検知してベース電流をバ
イパスすることができるものであれば、形態は適宜変更
可能である。例えば、バイポーラ形やFET等の各種ト
ランジスタを用いれば良い。
【0010】また、請求項2にかかる発明は、上記プッ
シュプルトランジスタ電力増幅器におけるトランジスタ
の負荷短絡時にコレクタ電流を遮断する負荷短絡検出
制御手段を有する構成としてある。かかる構成からな
イッチング電源装置によれば、負荷短絡が生じると上記
負荷短絡検出制御手段は同負荷短絡を検知するととも
に、上記トランジスタのコレクタ電流を遮断する。これ
により、上記負荷短絡状態は回避されてトランジスタ
破損を免れる。なお、正常な状態に回復すれば、上記コ
レクタ電流の遮断は解除される。
【0011】請求項3にかかる発明は、上記負荷短絡検
出制御手段が、両端間の電位変化により負荷短絡を検知
するとともにコレクタ電流を遮断するスイッチング素子
から構成されている。かかる構成からなるスイッチング
電源装置によれば、上記スイッチング素子は、負荷短絡
が起こると、両端間に電位変化を生じて上記トランジス
タのコレクタ電流を遮断する。ここで、上記スイッチン
グ素子としては、上述のように両端間の電位変化により
負荷短絡を検知してコレクタ電流を遮断することができ
れば、ダイオードで構成したり、各種のトランジスタで
構成することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図面にもとづいて本発明の
実施形態を説明する。図1は、本発明の一実施形態にか
かるスイッチング電源装置を回路図により示している。
同図によると、スイッチング電源装置は、主スイッチン
グトランジスタ回路10と、負荷過大電流制限手段とし
ての負荷過大電流制限回路20と、負荷短絡検出制御手
段としての負荷短絡検出制御回路30と、電源供給端子
40と、負荷端子50とから構成され、主スイッチング
トランジスタ回路10内のトランジスタを過電流による
破損から保護しつつ、DC−DC昇圧回路を構成してい
る。
【0013】主スイッチングトランジスタ回路10は、
トランジスタ11,12等によりプッシュプル増幅回路
を構成しており、入力されるクロックパルスに基づいて
オン・オフを繰り返している。負荷過大電流制限回路2
0は、抵抗器Rp21と、トランジスタ22等から構成
されており、トランジスタ11に流れる電流Icよっ
て抵抗器Rp21における電圧降下がほぼ0.7Vに達
すると、同トランジスタ22のコレクタ・エミッタ間に
電流が流れ、トランジスタ11のベース電流をバイパス
する。
【0014】このとき、トランジスタ11とトランジス
タ22との間でフィードバツク・ループが形成されて定
電流動作を維持するので、トランジスタ11のコレクタ
電流は負荷電流が増大しても所定値に制限されてコレク
タ損失を定格値以内に抑えることとなる。
【0015】負荷短絡検出制御手段としての負荷短絡検
出制御回路30は、アノード側をトランジスタ22のベ
ース側に接続するとともに、カソード側を負荷端子50
に接続したダイオート31等から構成され、負荷短絡が
生じたときにはトランジスタ11,12のコレクタ電流
を遮断する。
【0016】すなわち、正常時にはダイオート31のカ
ソード側の電位がアノード側電位より十分高いため、ダ
イオート31はオフ状態にあるが、負荷短絡時にはダイ
オート31のカソード側が接地されてダイオート31が
オンとなる。すると、トランジスタ22もオンとなって
トランジスタ11のベース電流が電源供給端子40へバ
イパスされ、トランジスタ11,12のコレクタ電流が
遮断状態を維持する。したがって、トランジスタ11,
12の破損を防止できる。なお、上記負荷短絡が解除さ
れるとトランジスタ11,12のコレクタ電流遮断状態
は解除され、正常動作に復帰する。
【0017】電源供給端子40は、負荷過大電流制限回
路20を介して主スイッチングトランジスタ回路10に
接続され、上記入力されたクロックパルスの増幅に必要
な電力を供給している。負荷端子50と主スイッチング
トランジスタ回路10の増幅出力との間には、ダイオー
ドポンプ回路60と三端子レギュレータ70とが介在さ
れ、これによってVccの約二倍の直流出力電圧が得られ
るようになっている。
【0018】ここで、図2に示される波形図に基づいて
上記スイッチング電源装置における正常時の波形と過大
負荷がかかったときの波形とを比較することにより、過
大負荷時における上記トランジスタ11,12のコレク
タ損失について説明する。通常時には、信号源として図
2(A)に示される任意のデューティサイクルのクロッ
クパルスT1が入力されると、主スイッチングトランジ
スタ回路10によりプッシュプル増幅され、図2(B)
に示されるようなT1クロックパルスを反転させた形で
出力パルスT2を出力する。したがって、正常時におけ
る上記出力パルスT2の振幅は、VCC電圧からトランジ
スタ11,12のコレクタ・エミッタ間飽和電圧VCE1
1およびVCE12を差し引いた値Vpとなる。
【0019】この出力パルスT2がダイオードポンプ回
路60に入力されると、電源供給端子40の電圧Vccの
ほぼ二倍の直流出力電圧がコンデンサ61の両端に得ら
れる。そして、図2(C)の波形図に示す通り、出力パ
ルスT2をVccに上乗せして整流、平滑して、Vccのほ
ぼ二倍の直流出力電圧を得ることができる。
【0020】一方、図2(D)の波形図に示されるVCE
11’,VCE12’は、上記主スイッチングトランジス
タ回路10における負荷が過大負荷となった場合のトラ
ンジスタ11,12の各コレクタ・エミッタ間電圧を示
しており、上記負荷過大電流制限回路20を設けない場
合には、このように図2(B)の正常時におけるトラン
ジスタ11,12の各コレクタ・エミッタ間電圧VCE1
1,VCE12と比較してVCE間電圧が大きくなってコレ
クタ損失を生じることとなる。
【0021】しかし、本実施形態においては、負荷過大
電流制限回路20によって主スイッチングトランジスタ
回路10を流れるコレクタ電流を制限することから、上
記VCE間電圧が所定の値に制限されてトランジスタ1
1,12の各コレクタ損失を定格値以内に抑えることが
できる。
【0022】次に、上記スイッチング電源装置の動作を
説明する。主スイッチングトランジスタ回路10を構成
するトランジスタ11のコレクタ電流が増大すると、同
電流の増大に伴って生じる抵抗器Rpの電圧降下をトラ
ンジスタ22が検知する。同電圧降下が概略0.7Vに
達するとトランジスタ22のコレクタ・エミッタ間に電
流が流れてトランジスタ11のベース電流をバイパスす
る。したがって、トランジスタ11のコレクタ電流を遮
断してトランジスタ11を過電流から保護することがで
きる。
【0023】一方、負荷短絡じた場合には、ダイオード
31のカソード側が接地されることにより同ダイオード
31がオンとなり、上記トランジスタ11のコレクタ電
流が遮断されるので、トランジスタ11の破損を防止で
きる。このように、主スイッチングトランジスタ回路1
0を構成するトランジスタ11のコレクタ電流が増大し
たことを検知すると、トランジスタ22が直ちにトラン
ジスタ11のベース電流をバイパスしてトランジスタ1
1のコレクタ電流を遮断するため、トランジスタ11を
過電流による破損から保護できるし、負荷短絡が生じた
ときには、ダイオード31をオンにすることによりトラ
ンジスタ11のコレクタ電流を遮断してトランジスタ1
1の破損を防止することができるため、トランジスタ1
1に過電流が流れなくなり、同トランジスタの容量に余
裕を持たせる必要もなくなって、機器の小型化が可能と
なる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、プッシュ
プルトランジスタ電力増幅器を構成するトランジスタに
過電流が流れないため、同トランジスタの容量に余裕を
持たせる必要がなく、機器の小型化が可能となる。
た、請求項2にかかる発明によれば、仮にトランジスタ
に負荷短絡が生じてもトランジスタの破損を免れること
が可能となる。さらに、請求項3にかかる発明によれ
ば、構成が簡易化され、機器の小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態にかかるスイッチング電源
装置の回路図である。
【図2】クロックパルスの増幅過程における波形変化を
示す波形図である。
【図3】従来のスイッチング電源装置の回路図である。
【符号の説明】
10 主スイッチングトランジスタ回路 11,12 トランジスタ 20 負荷過大電流制限回路 21 抵抗器 22 トランジスタ 30 負荷短絡検出制御回路 31 ダイオード 40 電源供給端子 50 負荷端子 60 ダイオードポンプ回路 61 ダイオード 70 三端子レギュレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03K 17/00 - 17/70

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プッシュプルトランジスタ電力増幅器
    と、この プッシュプルトランジスタ電力増幅器を構成する一
    方のトランジスタにおけるコレクタ電流の増大を検知す
    るとともに、上記コレクタ電流が所定値となったときに
    ベース電流をバイパスさせるスイッチング素子とを有す
    ることを特徴とするスイッチング電源装置。
  2. 【請求項2】 上記プッシュプルトランジスタ増幅器に
    おけるトランジスタの負荷短絡時にコレクタ電流を遮
    断する負荷短絡検出制御手段を有することを特徴とする
    請求項1記載のスイッチング電源装置。
  3. 【請求項3】 上記負荷短絡検出制御手段が、両端間の
    電位変化により負荷短絡を検知するとともにコレクタ
    電流を遮断するスイッチング素子から構成されることを
    特徴とする請求項2記載のスイッチング電源装置。
JP8341536A 1996-12-20 1996-12-20 スイッチング電源装置 Expired - Lifetime JP3052865B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8341536A JP3052865B2 (ja) 1996-12-20 1996-12-20 スイッチング電源装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8341536A JP3052865B2 (ja) 1996-12-20 1996-12-20 スイッチング電源装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10190425A JPH10190425A (ja) 1998-07-21
JP3052865B2 true JP3052865B2 (ja) 2000-06-19

Family

ID=18346835

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8341536A Expired - Lifetime JP3052865B2 (ja) 1996-12-20 1996-12-20 スイッチング電源装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3052865B2 (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH10190425A (ja) 1998-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5018041A (en) Circuit for internal current limiting in a fast high side power switch
US4992683A (en) Load driver with reduced dissipation under reverse-battery conditions
EP0190925B1 (en) A protection circuit for an insulated gate bipolar transistor
US7199636B2 (en) Active diode
US7106031B2 (en) Electric power supply apparatus having input switching circuit
US20050180236A1 (en) Precharge circuit for DC/DC boost converter startup
JPH0642179B2 (ja) 短絡保護機能を改良した電力トランジスタ駆動回路
JPH06338776A (ja) 立上り区間消去回路
JP3444468B2 (ja) Dc−dcコンバータ
US5838524A (en) Current limit circuit for inhibiting voltage overshoot
JP3052865B2 (ja) スイッチング電源装置
JPH11195971A (ja) パワーデバイスの駆動回路
JP3477566B2 (ja) 過電流保護機能を有するゲート駆動回路
KR100200533B1 (ko) 과전류 제어용 달링턴 증폭회로
JP3155342B2 (ja) 突入電流抑制回路
JP3596415B2 (ja) 誘導性負荷駆動回路
JP3811737B2 (ja) パルス出力段の制御回路装置
JPH11299223A (ja) スイッチング電源装置
JP3008484B2 (ja) 保護回路
JP2858407B2 (ja) Pwm型dc−dcコンバータ
JP3039092B2 (ja) 短絡保護回路
JPH0554729B2 (ja)
JP2729057B2 (ja) 電力増幅装置
JP2911767B2 (ja) スイッチング素子の駆動回路
JPH0685496B2 (ja) 静電誘導形自己消弧素子のゲート駆動回路