JP3227644B2 - スイッチング電源回路 - Google Patents

スイッチング電源回路

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JP3227644B2 JP18741996A JP18741996A JP3227644B2 JP 3227644 B2 JP3227644 B2 JP 3227644B2 JP 18741996 A JP18741996 A JP 18741996A JP 18741996 A JP18741996 A JP 18741996A JP 3227644 B2 JP3227644 B2 JP 3227644B2
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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
回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のスイッチング電源回路の例を図5
に示す。図5において、スイッチング電源回路10は、
電圧入力端子1、電圧出力端子2、スイッチング素子と
してのトランジスタ3、コントロールIC4、平滑コン
デンサ5、チョークコイル8、ダイオード9で構成され
ている。コントロールIC4には、電源端子4a、コン
トロール端子4b、フィードバック電圧入力端子(以
下、F/B端子と記す)4cが備わっている。
【0003】電圧入力端子1はトランジスタ3のエミッ
タに接続され、トランジスタ3のコレクタはチョークコ
イル8を介して電圧出力端子2に接続されている。ま
た、コントロールIC4の電源端子4aは電圧入力端子
1に、同じくコントロール端子4bはトランジスタ3の
ベースに、同じくF/B端子4cは電圧出力端子2にそ
れぞれ接続されている。平滑コンデンサ5は電圧出力端
子2とグランドとの間に接続され、ダイオード9はトラ
ンジスタ3のコレクタとグランドとの間に接続されてい
る。
【0004】次に、回路の動作を説明する。電圧入力端
子1には入力電圧Vinが入力される。トランジスタ3
は、コントロールIC4のコントロール端子4bからベ
ースに入力されるコントロール信号に従って、電圧入力
端子1と電圧出力端子2との間の経路をON/OFFす
る。その結果、トランジスタ3のコレクタに表われる電
圧は、ONのときの入力電圧Vinと同じ電圧の部分
と、OFFのときの電圧0Vの部分が、時間的に交互に
現れる状態になる。そして、平滑コンデンサ5、チョー
クコイル8、ダイオード9によって平均化され、電圧出
力端子2には、0Vから入力電圧Vinまでの間のいず
れかの値の出力電圧Voutが出力される。また、トラ
ンジスタ3のONとOFFの時間的な比率(デューティ
ー比)を変えることにより、出力電圧Voutを変更す
ることができる。たとえば、ONの時間を長くすれば出
力電圧Voutは高くなり、ONの時間を短くすれば出
力電圧Voutは低くなる。
【0005】コントロールIC4は、電源端子4aに印
加される電源電圧Vccで動作する。そしてF/B端子
4cで出力電圧Voutを監視し、入力電圧Vinや負
荷の変動に従って、出力電圧Voutが一定になるよう
に、コントロール信号のデューティー比を制御する。
【0006】またコントロールIC4には、出力電圧V
outが一定値以下に下がると、トランジスタ3の破損
防止のために、トランジスタ3をOFFにして、電圧入
力端子1と電圧出力端子2を結ぶ経路を切断し、その状
態を保持し、電流が流れないようにする短絡保護機能が
ある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記のスイッチング電
源回路では、入力電圧Vinが、出力電圧Voutの設
定電圧以下に下がった場合にも、出力電圧Voutは下
がり、短絡保護機能が働きトランジスタ3をOFFにす
る。
【0008】この場合、短絡保護機能が働いた段階で、
出力電圧Voutは0Vになり、コントロールIC4の
F/B端子4cに印加される電圧も0Vになる。
【0009】ここで、入力電圧Vinが回復した場合、
コントロールIC4の電源端子4aに印加される電圧は
回復しても、トランジスタ3は切断状態に保持されたま
まであるため、スイッチング動作を再開しないという問
題がある。
【0010】本発明の目的は、入力電圧が下がってスイ
ッチング機能が停止した場合にも、入力電圧が回復した
ときに正常な動作を再開できるようなスイッチング電源
回路を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のスイッチング電源回路は、出力電圧を監視
し、前記出力電圧が一定値以下に低下すると、スイッチ
ング素子を切断状態に保持させる短絡保護機能を持つコ
ントロールICを有し、電圧入力端子に印加される入力
電圧の低下時に、前記入力電圧が低下することによって
前記出力電圧が低下して前記コントロールICの短絡保
護機能が働く前に前記コントロールICの動作を停止さ
せることを特徴とする。
【0012】また、上記スイッチング電源回路におい
て、前記コントロールICの電源電圧が、前記電圧入力
端子から制御回路を経由してコントロールICの電源端
子に印加されている場合、前記入力電圧の低下時に、前
記制御回路によって、前記コントロールICに印加され
る電源電圧を、前記コントロールICの動作電圧以下に
低下させることを特徴とする。
【0013】また、前記電圧入力端子に接続され、前記
入力電圧の低下を検出して、前記コントロールICの前
記電源端子をグランドに短絡させる回路を有することを
特徴とする。
【0014】さらに、前記コントロールICに、コント
ロールICのON/OFFを制御する制御端子を設け、
前記入力電圧の低下を検出して、前記制御端子により、
前記コントロールICの機能を停止させる回路を前記電
圧入力端子に接続したことを特徴とする。
【0015】このように構成することにより、本発明の
スイッチング電源回路によれば、入力電圧が下がってス
イッチング機能が停止した場合にも、入力電圧が回復し
たときに正常な動作を再開することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明のスイッチング電源回路の
一実施例を図1に示す。ここで、図5に示した従来例と
同一もしくは同等の部分には同一番号を付し、その説明
は省略する。図1において、スイッチング電源回路20
は、コントロールIC4の電源電圧Vccが、電圧入力
端子1に接続された制御回路6を介して電源端子4aに
印加されている。制御回路6はツェナーダイオード6a
と抵抗6bの直列接続で構成され、コントロールICの
動作を停止させる機能を有するものである。
【0017】次に、回路の動作を説明する。基本的なス
イッチング動作については従来例と同じであるため、そ
の説明は省略する。
【0018】本実施例においては、コントロールICの
電源電圧Vccは、電圧入力端子1と電源端子4aとの
間に接続された制御回路6による電圧降下のために、入
力電圧Vinより低くなっている。図2に入力電圧Vi
nとコントロールIC4の電源電圧Vccとの関係の一
例を示す。この例では降伏電圧が3Vのツェナーダイオ
ードを使用しており、電源電圧Vccは入力電圧Vin
に対して、ツェナーダイオード6aの降伏電圧の分だけ
低くなり、入力電圧Vinがツェナーダイオード6aの
降伏電圧以下になると、電源端子4aの電圧は0Vとな
り電源電圧Vccは印加されなくなる。本実施例の回路
では、ツェナーダイオード6aの降伏電圧は、コントロ
ールIC4の短絡保護機能が働くときの入力電圧Vin
とICの動作停止電圧の差よりも大きい値にしておく。
これによって、入力電圧Vinが一定のレベル以下にな
ると、コントロールIC4の短絡保護機能が働く前にコ
ントロールIC4の電源電圧Vccが動作可能電圧以下
になり、動作を停止する。
【0019】次に、別の実施例を図3に示す。ここで、
図5に示した従来例と同一もしくは同等の部分には同一
番号を付し、その説明は省略する。図3において、スイ
ッチング電源回路30は、コントロールIC4の電源端
子4aが、検出・短絡回路100に接続されるととも
に、抵抗7を介して電圧入力端子1に接続されている。
検出・短絡回路100は、さらにツェナーダイオード1
10aと抵抗からなる電圧低下検出回路110、トラン
ジスタ120aと抵抗からなる反転回路120、トラン
ジスタ130aと抵抗からなる短絡回路130で構成さ
れている。
【0020】次に、回路の動作を説明する。スイッチン
グ電源としての機能の部分の動作は、従来例と同じであ
り、その説明は省略し、ここでは検出・短絡回路の動作
について説明する。
【0021】本実施例において、入力電圧Vinが一定
レベル以上ある時は、電圧低下検出回路110のツェナ
ーダイオード110aの電圧降下は降伏電圧となる。こ
の時、ツェナーダイオード110aのアノード電圧が、
反転回路120のトランジスタ120aをONできるよ
うに、抵抗110b、110cの値を設定しておく。こ
のとき、反転回路120では、トランジスタ120aが
ON状態にあるため、そのコレクタ電圧は、ほぼ0Vに
なっている。そのため、短絡回路130では、トランジ
スタ130aはベース電圧がほぼ0VになりOFF状態
にある。この結果、コントロールIC4の電源端子4a
には抵抗7を経由して電圧入力端子1から電源電圧Vc
cが印加される。
【0022】ここで、入力電圧Vinが、電圧低下検出
回路110のツェナーダイオード110aの降伏電圧以
下になると、ツェナーダイオード110aのカソード電
圧が入力電圧Vinとほぼ等しくなり、アノード電圧が
0Vになる。その結果、反転回路120のトランジスタ
120aがOFFになり、トランジスタ120aのコレ
クタ電圧が入力電圧Vinまで上昇する。これによって
短絡回路130のトランジスタ130aがON状態にな
り、トランジスタ130aのコレクタ電圧はほぼ0Vに
なる。この結果、コントロールIC4の電源端子4aの
電圧はグランドに落ち、コントロールIC4は動作を停
止する。
【0023】さらに、別の実施例を図4に示す。ここ
で、図5に示した従来例と同一もしくは同等の部分には
同一番号を付し、その説明は省略する。図4において、
スイッチング電源回路40には、コントロールIC4
に、端子4a、4b、4cに加えて、回路機能をON/
OFFする端子(以下、ON/OFF端子と記す)4d
が備わっている。ON/OFF端子4dは、一定以上の
電圧が印加されている時に、コントロールIC4を正常
に動作させ、逆にグランドレベルに落ちると、コントロ
ールIC4の動作を停止させる。ON/OFF端子4d
は検出・短絡回路100に接続されるとともに、抵抗7
を介して電圧入力端子1に接続されている。電源端子4
aは電圧入力端子1に直接接続されている。この回路
の、図3に示した実施例との違いは、検出・短絡回路1
00の接続先が、コントロールIC4の電源端子4aか
ら、ON/OFF端子4dに替わり、電源端子4aが電
圧入力端子1に直接接続された点にある。
【0024】次に、回路の動作を説明する。スイッチン
グ電源としての機能の部分の動作は、従来例と同じであ
り、その説明は省略する。また検出・短絡機能の部分の
動作は、上述の図3の例での説明と同じであり、その説
明は省略する。
【0025】本実施例において、入力電圧Vinが低下
すると、図3の例と同様の過程を経て、ON/OFF端
子4dの電圧はグランドに落ち、コントロールIC4は
動作を停止する。
【0026】なお、コントロールICの種類によって
は、ON/OFF端子4dの機能が、図4の回路とは逆
で、一定以上の電圧が加わっているときに、動作を停止
させ、逆にグランドレベルに落ちている時に、正常動作
させるものもある。この場合は、図4の反転回路120
を削除し、電圧低下検出回路110と短絡回路130を
直接接続することによって同様の機能を実現することが
できる。
【0027】以上の説明では、スイッチング素子として
トランジスタを使用したが、トランジスタに換えてFE
Tを用いて構成しても良い。また、実施例として降圧型
のスイッチング電源回路を示したが、本発明は昇圧型や
昇降圧型のスイッチング電源回路においても同様に構成
できる。
【0028】
【発明の効果】本発明のスイッチング電源回路では、入
力電圧が低下したときに、コントロールICの短絡保護
機能が働く前に、コントロールICの電源電圧を低下さ
せて、そのスイッチング動作を停止させることができ
る。その結果、入力電圧が回復した時には、最初に電源
を入れた時と同じ状況になり、正常にスイッチング動作
を再開させることができる。
【0029】また、コントロールICにON/OFF端
子を設けることにより、ON/OFF端子の制御によ
り、入力電圧の低下・上昇に応じてスイッチング動作の
停止・再開が可能になる。これによって、入力電圧が一
時低下した時の短絡保護機能の発動を防ぎ、スイッチン
グ機能が停止したまま回復しなくなるという問題を防止
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のスイッチング電源回路の構
成を示す回路図である。
【図2】図1のスイッチング電源回路で、入力電圧Vi
nとコントロールICの電源端子に加わる電圧Vccの
関係を示す図である。
【図3】本発明の他の実施例のスイッチング電源回路の
構成を示す回路図である。
【図4】本発明の他の実施例のスイッチング電源回路の
構成を示す回路図である。
【図5】従来のスイッチング電源回路の一例の構成を示
す回路図である。
【符号の説明】
1…入力端子 2…出力端子 3…トランジスタ 4…コントロールIC 4a…電源端子 4b…コントロール端子 4c…フィードバック(F/B)端子 5…平滑コンデンサ 6…制御回路 6a…ツェナーダイオード 6b…抵抗 20…スイッチング電源回路 Vin…入力電圧 Vout…出力電圧 Vcc…電源電圧

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 出力電圧を監視し、前記出力電圧が一定
    値以下に低下するとスイッチング素子を切断状態に保持
    させる短絡保護機能を持つコントロールICを有するス
    イッチング電源回路において、 前記スイッチング電源回路の電圧入力端子に印加される
    入力電圧の低下時に、前記入力電圧が低下することによ
    って前記出力電圧が低下して前記コントロールICの短
    絡保護機能が働く前に前記コントロールICの動作を停
    止させることを特徴とする、スイッチング電源回路。
  2. 【請求項2】 前記コントロールICの電源電圧が、前
    記電圧入力端子から、制御回路を経由して前記コントロ
    ールICの電源端子に印加されており、前記入力電圧の
    低下時に、前記制御回路によって、前記コントロールI
    Cに印加される電源電圧を、前記コントロールICの動
    作電圧以下に低下させることを特徴とする、請求項1に
    記載のスイッチング電源回路。
  3. 【請求項3】 前記電圧入力端子に接続され、前記入力
    電圧の低下を検出して、前記コントロールICの前記電
    源端子をグランドに短絡させる回路を有することを特徴
    とする、請求項1に記載のスイッチング電源回路。
  4. 【請求項4】 前記コントロールICに、コントロール
    ICのON/OFFを制御する制御端子を設け、前記入
    力電圧の低下を検出して、前記制御端子により、前記コ
    ントロールICの機能を停止させる回路を前記電圧入力
    端子に接続したことを特徴とする、請求項1に記載のス
    イッチング電源回路。
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