JP3058304B2 - Converter overcurrent protection circuit - Google Patents

Converter overcurrent protection circuit

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JP3058304B2
JP3058304B2 JP4295942A JP29594292A JP3058304B2 JP 3058304 B2 JP3058304 B2 JP 3058304B2 JP 4295942 A JP4295942 A JP 4295942A JP 29594292 A JP29594292 A JP 29594292A JP 3058304 B2 JP3058304 B2 JP 3058304B2
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久雄 清水
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、コンバータのための過
電流保護回路に関する。ここにコンバータとは、ある直
流電圧を他の直流電圧に変換する装置を指し、しばしば
スイッチングレギュレータまたはDC−DCコンバータ
と呼ばれる。コンバータを電源装置として用いる場合に
は、通常入力直流電圧端子と負荷との間に帰還接続によ
る定電圧動作を行わせ、また過電流保護回路を接続する
ことによって、過負荷からコンバータを保護する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an overcurrent protection circuit for a converter. Here, the converter refers to a device that converts a certain DC voltage to another DC voltage, and is often called a switching regulator or a DC-DC converter. When a converter is used as a power supply device, a constant voltage operation is normally performed by feedback connection between an input DC voltage terminal and a load, and an overcurrent protection circuit is connected to protect the converter from overload.

【0002】しかし、負荷短絡等の重度の過負荷に対し
ては保護能力が及ばず、コンバータを損傷することが少
なくなかった。
However, the protection ability is not sufficient for a severe overload such as a load short circuit, and the converter is often damaged.

【0003】[0003]

【従来の技術】以下、従来の技術について説明する。図
6は、コンバータ回路に接続された定電圧回路の入力電
圧Vi対出力電圧Vo特性である。図示のように、Vi
の規格範囲内、すなわちViL からViH まではVoは
一定VoC である。
2. Description of the Related Art A conventional technique will be described below. FIG. 6 shows the input voltage Vi versus output voltage Vo characteristic of the constant voltage circuit connected to the converter circuit. As shown, Vi
Within the specified range, that is, from Vi L to Vi H Vo is constant Vo C.

【0004】図7は、同じくコンバータ回路に接続され
た過電流保護回路の出力電流Io対出力電圧Vo特性で
ある。図示のように、Ioが増加して規格最大値IoH
に達するまでは、Voは一定値VoC を保つが、IoH
を超過すると急激に降下を始める。この電圧降下特性を
過電流垂下特性、あるいは単に垂下特性と呼ぶ。垂下特
性による電源電圧の減少によって、コンバータは過負荷
から保護される。
FIG. 7 shows the output current Io versus output voltage Vo characteristic of the overcurrent protection circuit also connected to the converter circuit. As shown, Io increases and the standard maximum value Io H
Is maintained at a constant value Vo C until the voltage reaches Io H
When it exceeds, the descent starts rapidly. This voltage drop characteristic is called an overcurrent drooping characteristic or simply a drooping characteristic. The converter is protected from overload by reducing the supply voltage due to the drooping characteristic.

【0005】垂下特性には大別して3種類の型がある。
図7には、3種類の型が若干模型的に描かれている。す
なわち、実線で示された垂下特性Aは拘束型(当業者間
では、「ヘ」の字型と呼んでいる。)、点線で示された
垂下特性Bは定電流型、破線で示された垂下特性Cは電
流逓減型(当業者間では、「フ」の字型と呼んでい
る。)と称されるものである。
There are roughly three types of drooping characteristics.
FIG. 7 schematically shows three types of molds. That is, the drooping characteristic A shown by a solid line is a constrained type (a person skilled in the art calls it a "F" shape), and the drooping characteristic B shown by a dotted line is a constant current type and is shown by a broken line. The drooping characteristic C is what is referred to as a current decreasing type (referred to by those skilled in the art as a "F" shape).

【0006】図から明らかなように、定電流型垂下特性
Bおよび電流逓減型垂下特性Cは、過負荷になった時負
荷電流が減少するか、あるいは少なくとも一定値を保つ
ので最も好ましいと考えられがちであるが、これらの特
性を実現するためには高度の技術を必要とし、また回路
が非常に複雑となるので経済的にも不利だという難点が
あった。
As is apparent from the figure, the constant current drooping characteristic B and the current decreasing drooping characteristic C are considered to be the most preferable because the load current decreases when overloaded or at least maintains a constant value. However, in order to realize these characteristics, a high level of technology is required, and the circuit is very complicated, which is disadvantageous in terms of economy.

【0007】この点拘束型垂下特性Aは、比較的簡単な
技術で実現でき、経済的でもあるので、広く用いられて
いる。図8は、従来技術による過電流保護回路を含むコ
ンバータの一例を示す回路図である。なお、通常過電流
保護回路とともに本来出力電圧の定電圧を行う定電圧回
路の部分は、同図では省略されている。
The point constraint type drooping characteristic A is widely used because it can be realized by a relatively simple technique and is economical. FIG. 8 is a circuit diagram showing an example of a converter including an overcurrent protection circuit according to the related art. Note that the part of the constant voltage circuit that normally performs the constant voltage of the output voltage together with the overcurrent protection circuit is omitted in FIG.

【0008】同図中、主要な部品およびデバイスについ
て説明すると、Ciは入力コンデンサ、Tは主変圧器、
Qは(バイポーラ)トランジスタやMOSFET(電界
効果トランジスタ)等のスイッチング素子、Dはショッ
トキ・バリヤ・ダイオード等の低順方向電圧降下ダイオ
ード、Lは平滑化用チョークコイル、Coは出力コンデ
ンサで、以上がコンバータの本体の部分を形成する。
Referring to FIG. 1, main components and devices will be described. Ci is an input capacitor, T is a main transformer,
Q is a switching element such as a (bipolar) transistor or MOSFET (field effect transistor), D is a low forward voltage drop diode such as a Schottky barrier diode, L is a choke coil for smoothing, and Co is an output capacitor. Form the body part of the converter.

【0009】なお図示のように、より一般的な呼び方と
して、スイッチング素子Qについては通電時間幅可変直
流断続手段とし、1と番号付けして添記されており、主
変圧器T、低順方向電圧降下ダイオードD、平滑化用チ
ョークコイルLおよび出力コンデンサCoについては変
圧整流平滑化手段とし、2と番号付けして添記されてい
る。
As shown in the figure, as a more general term, the switching element Q is a variable conduction time width DC interrupting means, which is numbered and appended with 1, and the main transformer T, in descending order. The directional voltage drop diode D, the smoothing choke coil L, and the output capacitor Co are voltage-rectifying and smoothing means, and are numbered as 2 and appended.

【0010】一方、RS は電流検出抵抗、DS およびC
S は平滑用のそれぞれダイオードおよびコンデンサ、R
1 およびR2 は電流検出分圧抵抗、EはVR を基準電圧
とする電圧増幅器、Fは鋸歯状波発生器OSCの出力を
1入力とするパルス幅変調用電圧比較器、Pは前記スイ
ッチング素子Qを駆動する駆動回路で、比較電圧増幅器
までが過電流保護回路の部分を形成する。
On the other hand, R S is a current detection resistor, D S and C
S is a diode and a capacitor for smoothing, and R is
1 and R 2 are current detecting dividing resistor, E is a voltage amplifier, F is the pulse width modulation voltage comparator to one input and the output of the sawtooth generator OSC to a reference voltage V R, P is the switching In the drive circuit for driving the element Q, up to the comparison voltage amplifier forms a part of the overcurrent protection circuit.

【0011】ここでも、より一般的な呼び方として、電
流検出抵抗RS 、平滑用のダイオードとコンデンサそれ
ぞれDS とCS および電流検出分圧抵抗R1 とR2 につ
いては過電流検出手段とし、3と番号付けして添記され
ており、電圧増幅器E、鋸歯状波発生器OSC、パルス
幅変調用比較器Fおよび駆動回路Pについては通電時間
幅制御手段とし、4と番号付けして添記されている。
[0011] Again, as a more general call it, and a current detecting resistor R S, a diode and a capacitor, respectively D S and C S for smoothing and the current detection voltage dividing resistors R 1 and overcurrent detecting means for R 2 The voltage amplifier E, the saw-tooth wave generator OSC, the pulse width modulation comparator F, and the drive circuit P are energization time width control means and are numbered as 4. It is appended.

【0012】なおVCCは、定電圧回路や過電流保護回路
等の補助回路に電力を供給するための電源の電圧で、主
電源の電圧ViやVo等とは別に設けられている。入力
直流電圧Viに基づいて主変圧器Tの一次巻線に流入す
る電流は、スイッチング素子Qによって断続され、二次
巻線から交流電圧となって取出される。この交流電圧は
低順方向電圧降下ダイオードDにより整流され、平滑化
用チョークコイルLおよび出力コンデンサCoによって
平滑化されて、出力直流電圧Voとして負荷に供給され
る。この場合Voの値は前記スイッチング素子Qの通電
時間幅によって決まる。すなわち、前記通電時間幅が広
くなれば増加し、狭くなれば減少する。
[0012] Note that V CC is the power supply voltage for supplying power to auxiliary circuits such as constant voltage circuit and the overcurrent protection circuit is provided separately from the voltage Vi and Vo, etc. of the main power supply. The current flowing into the primary winding of the main transformer T based on the input DC voltage Vi is intermittently switched by the switching element Q, and is taken out from the secondary winding as an AC voltage. This AC voltage is rectified by the low forward voltage drop diode D, smoothed by the smoothing choke coil L and the output capacitor Co, and supplied to the load as the output DC voltage Vo. In this case, the value of Vo is determined by the conduction time width of the switching element Q. That is, the width increases when the energization time width increases, and decreases when the width decreases.

【0013】さて、コンバータの主変圧器Tの一次巻線
側を流れる断続電流によって、電流検出抵抗RS に断続
的電圧降下が発生するが、この断続的電圧降下を整流用
ダイオードDS およびコンデンサCS で整流・平滑化し
たうえ、平滑化したのちのC S の端子電圧VS をR1
(R1 +R2 )に分圧した電流検出分圧抵抗R1 の端子
電圧VS1が、電圧増幅器Eの+側入力に加えられる。
Now, the primary winding of the main transformer T of the converter
The current sensing resistor RSIntermittent
Voltage drop occurs, but this intermittent voltage drop
Diode DSAnd capacitor CSRectification and smoothing with
Moreover, after smoothing C STerminal voltage VSTo R1/
(R1+ RTwo) Current detection voltage dividing resistor R1Terminal
Voltage VS1Is applied to the + input of the voltage amplifier E.

【0014】電圧増幅器Eの−側入力には基準電圧VR
が印加されているので、前記のVS1がVR に達しない限
り電圧増幅器Eは正出力を発生しない。しかしながら、
S1がVR を超過すると電圧増幅器Eは正出力を発生
し、その出力電圧レベルは(V S1−VR )にほぼ比例し
て上昇する。VR の値は、負荷に既述の規格最大値Io
H が流れた時のVS1=VS ・R1 /(R1 +R2 )の値
に等しくなるよう予め設定しておく。
A reference voltage V is applied to the negative input of the voltage amplifier E.R
Is applied, the above VS1Is VRAs long as it does not reach
The voltage amplifier E does not generate a positive output. However,
VS1Is VRExceeds, the voltage amplifier E generates a positive output
And the output voltage level is (V S1-VR) Is almost proportional to
Rise. VRIs the maximum value Io described above for the load.
HV when the flowS1= VS・ R1/ (R1+ RTwo)The value of the
Is set in advance to be equal to

【0015】電圧増幅器Eの出力電圧は、次段のパルス
幅変調用比較器Fの第1入力に印加される。前記パルス
幅変調用比較器Fの第2入力には、三角波形パルス発振
器OSCの出力が印加される。
The output voltage of the voltage amplifier E is applied to a first input of a comparator F for pulse width modulation at the next stage. The output of the triangular waveform pulse oscillator OSC is applied to a second input of the pulse width modulation comparator F.

【0016】前記パルス幅変調用比較器Fは、動作原理
から見れば電圧弁別回路に該当し、第1入力電圧をしき
い値として第2入力信号を電圧弁別する。すなわち出力
からは、第2入力信号の振幅が第1入力電圧を超過する
時間幅をパルス幅とするパルス列が得られる。
The pulse width modulation comparator F corresponds to a voltage discrimination circuit from the viewpoint of the operation principle, and discriminates the voltage of the second input signal using the first input voltage as a threshold value. That is, a pulse train whose pulse width is the time width during which the amplitude of the second input signal exceeds the first input voltage is obtained from the output.

【0017】第1入力電圧は一定不変ではなく、既述の
ように電流検出分圧抵抗R1 の端子電圧VS1に応じて変
化し、一方第2入力信号は三角波形パルスであるので、
第1入力電圧が低い時にはパルス幅の広いパルス列が出
力され、第1入力電圧が高い時にはパルス幅の狭いパル
ス列が出力される。
Since the first input voltage is not constant and changes according to the terminal voltage V S1 of the current detection voltage dividing resistor R 1 as described above, while the second input signal is a triangular waveform pulse,
When the first input voltage is low, a pulse train having a wide pulse width is output. When the first input voltage is high, a pulse train having a narrow pulse width is output.

【0018】上述のように前記パルス幅変調用比較器F
は、用途の面から見ればパルス幅変調回路である。さ
て、パルス幅変調用比較器Fからのパルス幅変調信号出
力は、駆動回路Pを介して前記スイッチング素子Qを駆
動する。
As described above, the pulse width modulation comparator F
Is a pulse width modulation circuit from the viewpoint of application. The pulse width modulation signal output from the pulse width modulation comparator F drives the switching element Q via the drive circuit P.

【0019】すなわち、出力電流Ioが既述の規格最大
値IoH を超過し、さらに増加するに従って、前記パル
ス幅変調用比較器Fの出力パルス幅が狭くなって行く。
このため、前記出力パルスから誘導した交流電圧を整流
平滑化して得た出力直流電圧Voは降下し、この垂下特
性によって過負荷が抑圧される。
[0019] That is, the output current Io exceeds the maximum value Io H above standards, in accordance with further increases, the output pulse width of the pulse width modulation comparator F is gradually narrowed.
For this reason, the output DC voltage Vo obtained by rectifying and smoothing the AC voltage derived from the output pulse drops, and the drooping characteristic suppresses the overload.

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来技術による過電流保護回路は、拘束型垂下特性のも
のであるから、過負荷になれば出力電圧が降下し、これ
に基づいて出力電流も抑制はされるものの依然として増
加を続ける。したがって、過負荷が軽度であればコンバ
ータは十分に保護されるが、短絡等の重度の過負荷の場
合は保護しきれず、損傷することが少なくなかった。
However, since the overcurrent protection circuit according to the prior art described above has a restrained drooping characteristic, the output voltage drops when an overload occurs, and the output current also decreases based on this. Despite suppression, it continues to increase. Therefore, if the overload is light, the converter is sufficiently protected, but if the overload is severe such as a short circuit, it cannot be completely protected and the converter is often damaged.

【0021】従って、本発明の目的は、従来技術による
上述のような難点を除き、垂下特性における過電流抑圧
性の向上したコンバータの過電流保護回路を提供する点
にある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide an overcurrent protection circuit for a converter in which the overcurrent suppression property in the drooping characteristic is improved, excluding the above-mentioned disadvantages of the prior art.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】図1は、本発明の原理ブ
ロック図である。同図中、1は通電時間幅可変直流断続
手段、2は変圧整流平滑化手段、3は過電流検出手段、
4は通電時間幅制御手段で、5は本発明になる垂下特性
制御ブロックである。前記垂下特性制御ブロック5は、
降下電圧検出手段6と、過電流検出感度制御手段7とを
含んでいる。
FIG. 1 is a block diagram showing the principle of the present invention. In the figure, 1 is an energization time width variable DC intermittent means, 2 is a transformer rectifying and smoothing means, 3 is an overcurrent detecting means,
Reference numeral 4 denotes an energization time width control means, and reference numeral 5 denotes a drooping characteristic control block according to the present invention. The drooping characteristic control block 5 includes:
It includes a voltage drop detection means 6 and an overcurrent detection sensitivity control means 7.

【0023】さて、既述の目的を達成するため、本発明
は図1のように下記の構成とする。すなわち、入力直流
電圧による電流を断続しかつその通電時間幅が制御可能
な通電時間幅可変直流断続手段1と、前記通電時間幅可
変直流断続手段1によって誘発される交流電圧を変圧し
整流しかつ平滑し負荷に出力直流電圧を供給する変圧整
流平滑化手段2と、で構成されるコンバータ回路に対
過電流保護のため前記通電時間幅可変直流断続手段
1に流入する過電流を検出し計測する過電流検出手段3
と、前記過電流検出手段3が検出する電流値に応じて
記通電時間幅可変直流断続手段1の通電時間幅を制御す
ることにより前記変圧整流平滑化手段2の出力直流電圧
を制御する際に、前記過電流検出手段3が検出する電流
値が大きくなるにつれて、制御する前記通電時間幅を狭
くする動作を行って過電流に対する出力直流電圧の垂下
特性として拘束型垂下特性を実現し、過電流時に出力直
流電圧を漸減降下させる通電時間幅制御手段4とを具備
するコンバータの過電流保護回路において、垂下特性制
御ブロック5を前記変圧整流平滑化手段2と過電流検出
手段3との間に接続し、前記垂下特性制御ブロック5
は、前記変圧整流平滑化手段2の出力直流電圧が単数あ
るいは複数の特定の値まで降下したときその都度これを
検出する降下電圧検出手段6と、前記降下電圧検出手段
6出力の各検出信号に応答して前記過電流検出手段3が
前記通電時間幅制御手段4に与える電流値の検出感度を
制御する過電流検出感度制御手段7とで構成する。
Now, in order to achieve the above-mentioned object, the present invention has the following configuration as shown in FIG. That is, a variable current-duration variable DC interrupting means 1 for interrupting a current by an input direct-current voltage and having a controllable current-duration width, transforms and rectifies an AC voltage induced by the variable current-duration width DC interrupting means 1, and smoothing the transformer rectifier smoothing means 2 for supplying an output DC voltage to a load, in relative configured converter circuit, detecting measures the overcurrent flowing into the conduction time width variable DC disconnecting means 1 for overcurrent protection Overcurrent detection means 3
Controlling the energization time width of the energization time width variable DC interrupting means 1 in accordance with the current value detected by the overcurrent detection means 3, so that the output DC voltage of the transformer rectification smoothing means 2 is controlled. Is controlled by the overcurrent detection means 3
As the value increases, the energization time width to be controlled decreases.
Output DC voltage droop due to overcurrent
Achieved a constrained drooping characteristic as
An overcurrent protection circuit for a converter comprising: an energization time width control means for gradually decreasing a current voltage ; a drooping characteristic control block connected between the transformer rectification smoothing means and the overcurrent detection means; The drooping characteristic control block 5
The voltage drop rectifying / smoothing means 2 includes a voltage drop detecting means 6 for detecting the output DC voltage when it falls to a specific value or a plurality of specific values each time. In response, the overcurrent detecting means 3
An overcurrent detection sensitivity control means 7 for controlling the detection sensitivity of the current value applied to the power supply time width control means 4 .

【0024】[0024]

【作用】図2は、本発明によるコンバータの過電流保護
回路の垂下特性図である。同図において、出力電流Io
が増加して規格最大値IoH に達するまで、Voが一定
値VoC を保ち、IoH を超過すると垂下特性を示す点
までは図7の説明と同様である。
FIG. 2 is a droop characteristic diagram of the overcurrent protection circuit of the converter according to the present invention. In the figure, the output current Io
Until but reached increased by standard maximum value Io H, Vo is maintaining a constant value Vo C, to the point of showing the a drooping characteristic exceeds Io H are the same as described in FIG.

【0025】以下、本発明の原理ブロックを示す図1と
図2の両図を参照しながら本発明の作用について説明を
進める。垂下特性制御ブロック5中の降下電圧検出手段
6は、変圧整流平滑化手段2の出力直流電圧VoC が垂
下特性によって第1の特定の値Vo1 まで降下したこと
を検出すると、最初の降下電圧検出信号を出力する。ち
なみにこの時、出力電流はI1Hにまで増加している。
The operation of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2 showing the principle blocks of the present invention. Upon detecting that the output DC voltage Vo C of the transformer rectifying / smoothing means 2 has dropped to a first specific value Vo 1 due to the drooping characteristic, the drop voltage detecting means 6 in the drooping characteristic control block 5 detects the first drop voltage. Outputs a detection signal. Incidentally, at this time, the output current has increased to I1H .

【0026】過電流検出感度制御手段7は前記降下電圧
検出信号が加えられると、検出感度増大信号を出力して
過電流検出手段3に印加することにより、その過電流検
出感度を飛躍的に増大させる。
When the voltage drop detection signal is added, the overcurrent detection sensitivity control means 7 outputs a detection sensitivity increase signal and applies it to the overcurrent detection means 3, thereby dramatically increasing the overcurrent detection sensitivity. Let it.

【0027】すなわち、従来検出、計測の対象が既述の
直流断続電流の平滑化電圧VS だけであったものが、本
発明では出力電圧Voも検出の対象となり、したがっ
て、これらの両者が加え合わされた電圧レベルの降下電
圧検出信号となって過電流検出手段3から出力されるか
ら、等価的には、従来技術において前記直流断続電流の
平滑化電圧VS が飛躍的に増大したのと同等の結果とな
る。
That is, while the conventional object of detection and measurement is only the smoothed voltage V S of the DC intermittent current as described above, the present invention also detects the output voltage Vo. Therefore, both of these are added. since set at a voltage level of the voltage drop detection signal combined output from the overcurrent detection means 3, equivalently, smoothing the voltage V S of the DC intermittent current in the prior art equivalent to that dramatically increased Result.

【0028】過電流検出手段3出力の前記飛躍的に増大
した降下電圧検出信号は、通電時間幅制御手段4を介し
て通電時間幅可変直流断続手段1の通電時間幅を制御
し、これを飛躍的に減少させるから、出力電流は出力電
圧Vo1 において、I1H からI1Lまで飛躍的に減少す
る。
The drastically increased voltage drop detection signal output from the overcurrent detecting means 3 controls the energizing time width of the energizing time width variable DC interrupting means 1 via the energizing time width controlling means 4 and makes the jump. Therefore, the output current decreases drastically from I 1H to I 1L at the output voltage Vo 1 .

【0029】ついで降下電圧検出手段6は、出力直流電
圧VoC がさらに降下して、第2の特定の値Vo2 まで
降下したことを検出すると、次の降下電圧検出信号を出
力する。この時、出力電流はI2Hにまで増加している。
Next, when detecting that the output DC voltage Vo C has further dropped and dropped to the second specific value Vo 2 , the drop voltage detecting means 6 outputs the next drop voltage detection signal. At this time, the output current has increased to I2H .

【0030】過電流検出感度制御手段7は前記降下電圧
検出信号が加えられると、ふたたび検出感度増大信号を
出力して過電流検出手段3に印加することにより、その
過電流検出感度を再度飛躍的に増大させる。
When the voltage drop detection signal is added, the overcurrent detection sensitivity control means 7 outputs a detection sensitivity increase signal again and applies the signal to the overcurrent detection means 3, thereby dramatically increasing the overcurrent detection sensitivity again. To increase.

【0031】過電流検出手段3出力の飛躍的に増大した
再度の降下電圧検出信号は、通電時間幅制御手段4を介
して通電時間幅可変直流断続手段1の通電時間幅を制御
し、これを飛躍的に減少させるから、出力電流は出力電
圧Vo1 において、ふたたびI2H からI2Lまで飛躍的
に減少する。
The overcurrent detection means 3 outputs a drastically increased voltage drop detection signal again, and controls the power supply time width of the power supply time width variable DC interrupting means 1 via the power supply time width control means 4. Since the output current is drastically reduced, the output current is drastically reduced again from I 2H to I 2L at the output voltage Vo 1 .

【0032】以下同様にして、VoC が最小の第nの特
定の値Von まで降下すると、出力電流はInH からI
nLまで飛躍的に減少して垂下特性が完結する。図2から
明らかなように、本発明による複数段の垂下特性の実現
により、拘束型でありながら、定電流型や電流逓減型の
垂下特性と同等の過電流抑圧特性を得ることができる。
Similarly, when Vo C falls to the minimum n-th specific value V On, the output current changes from In n to I n.
It drastically decreases to nL and the drooping characteristics are completed. As is clear from FIG. 2, the realization of a plurality of stages of drooping characteristics according to the present invention makes it possible to obtain an overcurrent suppression characteristic equivalent to that of a constant current type or a current step-down type, while being of a constrained type.

【0033】なお以上では、特定の降下電圧値がV
1 ,Vo2 ,〜,Von と複数の場合について説明し
たが、たとえばVo1 だけ、あるいはVon だけ等と単
数であっても構わないこともちろんである。
In the above description, the specific voltage drop is V
o 1, Vo 2, ~, the description has been given of the plurality and Vo n, for example by Vo 1, or a like and singular only Vo n is of course that may be.

【0034】[0034]

【実施例】図3は、本発明の第1の実施例を示す回路図
である。同図中に示された部品およびデバイスには図8
と全く同じものが多いので、ここでは新たに現れた主要
なものだけについて説明する。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention. The parts and devices shown in FIG.
There are many things that are exactly the same, so here we will explain only the major new ones.

【0035】まず、PI(Photocoupled Insulatorの
略)およびpiは、それぞれホトカプラの発光素子(た
とえばGaAs発光ダイオード)および受光素子(たと
えばトランジスタまたはPINホトダイオード)で、G
はVRmを基準電圧とする電圧比較回路である。
First, PI (abbreviation of Photocoupled Insulator) and pi are a light-emitting element (for example, a GaAs light-emitting diode) and a light-receiving element (for example, a transistor or a PIN photodiode) of a photocoupler.
Is a voltage comparison circuit using V Rm as a reference voltage.

【0036】コンバータの本体の部分および従来技術に
よる過電流保護回路の部分の動作については、既に〔従
来の技術〕の項で説明済みであるから説明の重複を避け
る。本実施例と、本発明の原理ブロックを示す図1との
対応関係は次のとおりである。
The operation of the main body of the converter and the operation of the overcurrent protection circuit according to the prior art has already been described in the section of [Prior Art], so that the description will not be repeated. The correspondence between this embodiment and FIG. 1 showing the principle block of the present invention is as follows.

【0037】すなわち、図3におけるホトカプラPIお
よびpiが図1における過電流検出感度制御手段7に該
当し、基準電圧VRmを含む比較回路Gが降下電圧検出手
段6に該当する。
That is, the photocouplers PI and pi in FIG. 3 correspond to the overcurrent detection sensitivity control means 7 in FIG. 1, and the comparison circuit G including the reference voltage VRm corresponds to the drop voltage detection means 6.

【0038】図4は、本実施例の過電流保護回路の垂下
特性図である。以下、図3と図4の両図を参照しながら
説明する。本実施例では、電流検出分圧抵抗R2 の両端
にホトカプラの受光素子piであるトランジスタのそれ
ぞれコレクタおよびエミッタを接続し、出力電圧Voを
比較回路Gに加えて基準電圧VRmと比較させる。そし
て、比較回路Gの出力はホトカプラの発光素子PIに接
続するので、出力電圧Voが特定値VRmまで降下すると
比較回路Gに出力電流が発生し、これが発光素子PIを
流れて発光する。これにより受光素子piのコレクタと
エミッタとの間は導通状態となり、電流検出分圧抵抗R
2 は短絡されることとなる。
FIG. 4 is a drooping characteristic diagram of the overcurrent protection circuit of this embodiment. Hereinafter, description will be made with reference to FIGS. 3 and 4. In this embodiment, by connecting the respective collector and emitter of the transistor as a light receiving element pi of photocoupler to both ends of the current detection voltage dividing resistors R 2, is compared with the reference voltage V Rm added output voltage Vo to the comparison circuit G. Then, since the output of the comparison circuit G is connected to the light emitting element PI of the photocoupler, when the output voltage Vo drops to the specific value VRm , an output current is generated in the comparison circuit G, which flows through the light emitting element PI to emit light. As a result, the collector and the emitter of the light receiving element pi become conductive, and the current detection voltage dividing resistor R
2 will be short-circuited.

【0039】〔従来の技術〕の項で述べたように、電流
検出分圧抵抗R1 の端子電圧VS1は平滑化コンデンサC
S の端子電圧VS にR1 /(R1 +R2 )を乗じた値に
等しいが、本実施例ではR2 が短絡されるのでR2
0、すなわちVS1=VS と従来と比較して飛躍的に大き
い値となり、これが電圧増幅器Eを経てパルス幅変調用
比較器Fに印加される。したがってスイッチング素子Q
は駆動回路Pを介して飛躍的に狭いパルス幅のパルス列
で駆動されるので、出力電流は出力電圧VRmにおいてI
mHからImlへと飛躍的に減少し、1段型の垂下特性が実
現する。Ioが既述の規格最大値IoH を超過し、さら
に増加するに従って、前記パルス幅変調用比較器Fの出
力パルス幅が狭くなって行く。このため、前記出力パル
スから誘導した交流電圧を整流平滑化して得た出力直流
電圧Voは降下し、この垂下特性によって過負荷が抑圧
される。
As described in the section of [Prior Art], the terminal voltage V S1 of the current detection voltage dividing resistor R 1 is equalized with the smoothing capacitor C 1.
It is equal to the value obtained by multiplying the terminal voltage V S of S by R 1 / (R 1 + R 2 ). In the present embodiment, R 2 is short-circuited, so that R 2 =
0, that is, V S1 = V S , which is a remarkably large value as compared with the related art, is applied to the pulse width modulation comparator F via the voltage amplifier E. Therefore, the switching element Q
Is driven by a pulse train having a drastically narrow pulse width via the driving circuit P, so that the output current is I at the output voltage V Rm .
It drastically decreases from mH to I ml , and a one-stage drooping characteristic is realized. Io is exceeded standards maximum value Io H described above, according to further increases, the output pulse width of the pulse width modulation comparator F is gradually narrowed. For this reason, the output DC voltage Vo obtained by rectifying and smoothing the AC voltage derived from the output pulse drops, and the drooping characteristic suppresses the overload.

【0040】図4から明らかなように、この1段型の垂
下特性は、従来の無段型の垂下特性と比較して格段に過
電流抑圧性能が優れており、短絡等の重度の過負荷から
十分コンバータを保護できる。
As is apparent from FIG. 4, the single-stage drooping characteristic is much more excellent in overcurrent suppression performance than the conventional stepless drooping characteristic, and a severe overload such as a short circuit occurs. From the converter.

【0041】図5は、本発明の第2の実施例の要部を示
す回路図である。同図中、R3 は第3の電流検出分圧抵
抗、PI1 およびpi1 は第1のホトカプラ、PI2
よびpi2 は第2のホトカプラ、G1 は第1の基準電圧
R1の印加された第1の比較回路で、G2 は第2の基準
電圧VR2の印加された比較回路である。その他の部分は
第1の実施例を示す図3と全く同じである。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a main part of a second embodiment of the present invention. In FIG, R 3 is the application of the third current detection voltage dividing resistors, PI 1 and pi 1 a first photocoupler, PI 2 and pi 2 are second photo coupler, G 1 is a first reference voltage V R1 In the first comparison circuit, G 2 is a comparison circuit to which the second reference voltage V R2 is applied. The other parts are exactly the same as FIG. 3 showing the first embodiment.

【0042】図示のとおり、本実施例では、新たに電流
検出分圧抵抗を3個とし、ホトカプラも比較回路もとも
に2個用い、それぞれに異なる基準電圧VR1およびVR2
(ここに、VR2<VR1<Voc )を適用している。
As shown in the figure, in this embodiment, three current detection voltage dividing resistors are newly provided, two photocouplers and two comparison circuits are used, and different reference voltages V R1 and V R2 are respectively used.
(Here, V R2 <V R1 <Vo c) are applied.

【0043】同図中、出力電圧Voを第1および第2の
比較回路G1 およびG2 に加えてそれぞれ第1および第
2の基準電圧VR1およびVR2と比較させる。まず、出力
電圧Voが第1の特定値VR1まで降下すると第1の比較
回路G1 に出力電流が発生し、これが第1の発光素子P
1 を流れて発光する。このため受光素子pi1 のコレ
クタとエミッタとの間は導通状態となり、電流検出分圧
抵抗R3 は短絡されることとなる。
In the figure, an output voltage Vo is applied to first and second comparison circuits G 1 and G 2 and compared with first and second reference voltages V R1 and V R2 , respectively. First, the output current is generated when the output voltage Vo drops to the first specified value V R1 to the first comparison circuit G 1, which is the first light-emitting element P
To emit light flows through the I 1. For this reason, the collector and the emitter of the light receiving element pi 1 are brought into conduction, and the current detection voltage dividing resistor R 3 is short-circuited.

【0044】本実施例においては、Vo>VR1の区間で
は電流検出分圧抵抗R1 の端子電圧VS1は平滑化コンデ
ンサCS の端子電圧VS にR1 /(R1 +R2 +R3
を乗じた値に等しいが、VR1>Vo>VR2になるとR3
が短絡されるのでR3 =0、すなわちVS1=VS ・R1
/(R1 +R2 )と増大し、これが電圧増幅器Eを経て
パルス幅変調用比較器Fに印加される。したがって、ス
イッチング素子Qは駆動回路Pを介して狭いパルス幅の
パルス列駆動されるので、出力電流は出力電圧VR1にお
いて飛躍的に減少し、第1段目の垂下特性が実現する。
[0044] In this embodiment, Vo> terminal voltage V S1 of the current detection voltage dividing resistors R 1 in a section of the V R1 to the terminal voltage V S of the smoothing capacitor C S R 1 / (R 1 + R 2 + R 3 )
, But when V R1 >Vo> V R2 , R 3
= 0, that is, R 3 = 0, that is, V S1 = V S · R 1
/ (R 1 + R 2 ), which is applied to the pulse width modulation comparator F via the voltage amplifier E. Therefore, since the switching element Q is driven by a pulse train with a narrow pulse width via the drive circuit P, the output current is drastically reduced at the output voltage VR1 , and the first stage drooping characteristic is realized.

【0045】ついで、出力電圧Voが第2の特定値VR2
まで降下すると電流検出分圧抵抗R 2 もR3 に続き短絡
され、VS1=VS となってさらに増大し、したがって出
力電流は出力電圧VR2においてさらに減少し、第2段目
の垂下特性が実現する。 すなわち、第2の実施例によ
れば、2段型の垂下特性が実現出来る。
Next, the output voltage Vo becomes the second specific value VR2
When the voltage drops to TwoAlso RThreeShort circuit following
And VS1= VSAnd further increase
Force current is output voltage VR2In the second stage
The drooping characteristic of is realized. That is, according to the second embodiment,
Then, a two-stage drooping characteristic can be realized.

【0046】以下同様の手法により、任意の複数段型の
垂下特性が実現できることは明白である。
It will be apparent that the same technique can be used to realize an arbitrary multi-stage hanging characteristic.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
技術的に容易に作製でき、経済的でかつコンバータを短
絡等の重度の過負荷から安全に保護する、コンバータの
過電流保護回路が実現できる。
As described above, according to the present invention,
An overcurrent protection circuit for a converter that can be easily manufactured technically, is economical, and safely protects the converter from severe overload such as a short circuit can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の原理ブロック図である。FIG. 1 is a principle block diagram of the present invention.

【図2】本発明の過電流保護回路の垂下特性図である。FIG. 2 is a drooping characteristic diagram of the overcurrent protection circuit of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施例の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of a first embodiment of the present invention.

【図4】第1の実施例の過電流保護回路の垂下特性図で
ある。
FIG. 4 is a drooping characteristic diagram of the overcurrent protection circuit according to the first embodiment.

【図5】本発明の第2の実施例の要部の回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram of a main part of a second embodiment of the present invention.

【図6】コンバータ回路に接続された定電圧回路の特性
図である。
FIG. 6 is a characteristic diagram of a constant voltage circuit connected to a converter circuit.

【図7】コンバータ回路に接続された過電流保護回路の
特性図である。
FIG. 7 is a characteristic diagram of the overcurrent protection circuit connected to the converter circuit.

【図8】従来技術による過電流保護回路の回路図であ
る。
FIG. 8 is a circuit diagram of a conventional overcurrent protection circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 通電時間幅可変直流断続手段 2 変圧整流平滑化手段 3 過電流検出手段 4 通電時間幅制御手段 5 垂下特性制御ブロック 6 降下電圧検出手段 7 過電流検出感度制御手段 REFERENCE SIGNS LIST 1 conduction time width variable DC intermittent means 2 transformer rectification smoothing means 3 overcurrent detection means 4 conduction time width control means 5 drooping characteristic control block 6 drop voltage detection means 7 overcurrent detection sensitivity control means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05F 1/445,1/56 G05F 1/613,1/618 H02M 3/00 - 3/44 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G05F 1 / 445,1 / 56 G05F 1 / 613,1 / 618 H02M 3/00-3/44

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 入力直流電圧による電流を断続しかつそ
の通電時間幅が制御可能な通電時間幅可変直流断続手段
と、前記通電時間幅可変直流断続手段によって誘発され
る交流電圧を変圧し整流しかつ平滑し負荷に出力直流電
圧を供給する変圧整流平滑化手段と、で構成されるコン
バータ回路に対し、過電流保護のため前記通電時間幅可
変直流断続手段に流入する過電流を検出し計測する過電
流検出手段と、前記過電流検出手段が検出する電流値に
応じて前記通電時間幅可変直流断続手段の通電時間幅を
制御することにより前記変圧整流平滑化手段の出力直流
電圧を制御する際に、前記過電流検出手段が検出する電
流値が大きくなるにつれて、制御する前記通電時間幅を
狭くする動作を行って過電流に対する出力直流電圧の垂
下特性として拘束型垂下特性を実現し、過電流時に出力
直流電圧を漸減降下させる通電時間幅制御手段とを具備
するコンバータの過電流保護回路において、 垂下特性制御ブロックを前記変圧整流平滑化手段と過電
流検出手段との間に接続し、 前記垂下特性制御ブロックは、 前記変圧整流平滑化手段の出力直流電圧が単数あるいは
複数の特定の値まで降下したときその都度これを検出す
る降下電圧検出手段と、 前記降下電圧検出手段出力の各検出信号に応答して前記
過電流検出手段が前記通電時間幅制御手段に与える電流
の検出感度を制御する過電流検出感度制御手段とで構
成することを特徴とするコンバータの過電流保護回路。
1. An intermittent current duration variable DC intermittent means for intermittently interrupting a current caused by an input direct current voltage and having a controllable energization time width, and transforms and rectifies an AC voltage induced by the energization time duration variable DC intermittent means. And a transforming rectifying / smoothing means for smoothing and supplying an output DC voltage to the load. Overcurrent detection means, and a current value detected by the overcurrent detection means.
When controlling the output DC voltage of said transformer rectifier smoothing means by controlling the energization duration of the energization time width variable DC interrupting means depending, electrodeposition said overcurrent detecting means detects
As the flow value increases, the energization time width to be controlled increases.
Perform the operation to narrow the output DC voltage
Realizes a restrained drooping characteristic as the lower characteristic and outputs when overcurrent occurs
An overcurrent protection circuit for a converter, comprising: an energization time width control unit for gradually decreasing a DC voltage . A droop characteristic control block is connected between the transformer rectification smoothing unit and the overcurrent detection unit. The block includes a voltage drop detecting means for detecting the output DC voltage of the transformer rectifying / smoothing means each time the voltage drops to a specific value or a plurality of values, and responds to each detection signal of the output of the voltage drop detecting means. Said
The current which the overcurrent detecting means gives to the energizing time width controlling means
An overcurrent protection circuit for a converter, comprising: an overcurrent detection sensitivity control means for controlling a value detection sensitivity.
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