JP3229825B2 - Control device for chopper regulator and chopper regulator using the same - Google Patents
Control device for chopper regulator and chopper regulator using the sameInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、過電流からの保護
機能を有し、所定の直流電圧を負荷へ安定して供給する
チョッパレギュレータの制御装置、および、それを用い
たチョッパレギュレータに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for a chopper regulator having a protection function from an overcurrent and for stably supplying a predetermined DC voltage to a load, and a chopper regulator using the same. is there.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、定電圧電源回路は、例えば、
電子機器などにおいて、直流電圧を安定して供給するた
めに広く使用されている。これらの定電圧電源回路は、
電圧を安定化させる方式から、ドロッパ方式と、チョッ
パ方式とに大別できる。2. Description of the Related Art Conventionally, a constant voltage power supply circuit, for example,
It is widely used in electronic devices and the like to stably supply a DC voltage. These constant voltage power supply circuits
The method of stabilizing the voltage can be roughly classified into a dropper method and a chopper method.
【0003】ドロッパ方式は、例えば、可変抵抗そのも
の、あるいは、トランジスタなどを用いて構成した等価
的な可変抵抗などによって、入力電圧を低下させて、所
望の出力電圧を得る方式である。この方式は、ノイズが
少なく、回路設計が簡単かつ容易である。この結果、入
力電圧と出力電圧との差が小さい用途では、最も効力を
発揮する。一方、ドロッパ方式では、可変抵抗による電
圧降下は、定電圧電源回路の損失になる。したがって、
入力電圧と出力電圧との差が大きい場合には、効率が悪
くなる。この結果、入力電圧と出力電圧との差が比較的
大きい場合には、チョッパ方式の定電圧電源回路が使用
されることが多い。[0003] The dropper system is a system in which a desired output voltage is obtained by lowering an input voltage by using, for example, a variable resistor itself or an equivalent variable resistor constituted by using a transistor or the like. This method has low noise and the circuit design is simple and easy. As a result, it is most effective in applications where the difference between the input voltage and the output voltage is small. On the other hand, in the dropper method, a voltage drop due to the variable resistor causes a loss in the constant voltage power supply circuit. Therefore,
If the difference between the input voltage and the output voltage is large, the efficiency will be poor. As a result, when the difference between the input voltage and the output voltage is relatively large, a chopper type constant voltage power supply circuit is often used.
【0004】チョッパ方式は、スイッチング方式とも称
され、入力電流を周期的に断続して出力し、導通時間と
遮断時間との割合によって、平滑化した後の出力電圧を
制御する方式である。この方式では、ドロッパ方式のよ
うに、電圧降下による損失が発生しないため、入力電圧
と出力電圧との差が大きい用途であっても、効率がよ
い。The chopper system is also called a switching system, and is a system in which an input current is periodically intermittently output, and an output voltage after smoothing is controlled by a ratio between a conduction time and a cutoff time. In this method, loss due to a voltage drop does not occur unlike the dropper method, so that efficiency is high even in an application where the difference between the input voltage and the output voltage is large.
【0005】図11に示すように、上記従来の定電圧電
源回路101は、降圧型チョッパレギュレータ用集積回
路(以下では、単にレギュレータICと称する)103
と、コイルや抵抗など、レギュレータIC103に外付
けされた部材によって形成された平滑化回路104およ
び分圧回路105とを備えている。レギュレータIC1
03において、入力電源102から電流が供給される
と、npn型の出力トランジスタ131は、指示された
デューティにて、当該電流を断続して出力する。断続さ
れた電流は、平滑化回路104によって平滑化された
後、負荷端子Oを介して、負荷106へ供給される。As shown in FIG. 11, the conventional constant voltage power supply circuit 101 is a step-down type chopper regulator integrated circuit (hereinafter simply referred to as a regulator IC) 103.
And a smoothing circuit 104 and a voltage dividing circuit 105 formed by members external to the regulator IC 103 such as coils and resistors. Regulator IC1
In 03, when a current is supplied from the input power supply 102, the npn-type output transistor 131 intermittently outputs the current at the designated duty. The intermittent current is smoothed by the smoothing circuit 104 and then supplied to the load 106 via the load terminal O.
【0006】一方、負荷端子Oの電圧VO は、分圧回路
105により、所定の分圧比で分圧され、帰還電圧V
ADJ として、レギュレータIC103のフィードバック
端子ADJへ印加されている。レギュレータIC103
において、誤差増幅器133は、上記帰還電圧VADJ と
所定の基準電圧VREF1とを比較し、両者の誤差に応じた
電圧VERR を出力する。PWMコンパレータ135は、
発振器134から与えられた所定の周波数の三角波と、
上記誤差電圧VERR とを比較して、誤差電圧VERR に応
じたパルス幅のパルス信号VPWM を出力する。当該パル
ス信号VPWM は、NAND回路136を介して、ドライ
ブ用トランジスタ132に印加される。On the other hand, the voltage V O at the load terminal O is divided by the voltage dividing circuit 105 at a predetermined voltage dividing ratio, and the feedback voltage V O
ADJ is applied to the feedback terminal ADJ of the regulator IC 103. Regulator IC103
, The error amplifier 133 compares the feedback voltage V ADJ with a predetermined reference voltage V REF1, and outputs a voltage V ERR corresponding to an error between the two. The PWM comparator 135 is
A triangular wave of a predetermined frequency given from the oscillator 134,
And comparing the error voltage V ERR, and outputs a pulse signal V PWM pulse width corresponding to the error voltage V ERR. The pulse signal V PWM is applied to the drive transistor 132 via the NAND circuit 136.
【0007】これにより、出力トランジスタ131のデ
ューティは、帰還電圧VADJ と基準電圧VREF1との誤差
が小さくなるように制御される。この結果、定電圧電源
回路101は、入力電圧VINや負荷106が変動して
も、所定の大きさの電圧VO を安定して負荷106へ供
給できる。As a result, the duty of the output transistor 131 is controlled so that the error between the feedback voltage V ADJ and the reference voltage V REF1 is reduced. As a result, even if the input voltage V IN or the load 106 fluctuates, the constant voltage power supply circuit 101 can stably supply the voltage V O of a predetermined magnitude to the load 106.
【0008】ところで、上記構成の定電圧電源回路10
1は、帰還電圧VADJ 、すなわち、出力電圧VO が所定
の値となるように、デューティを変更する。したがっ
て、負荷端子Oが短絡した場合や、想定よりも重い負荷
106が負荷端子Oに接続された場合などには、定電圧
電源回路101は、出力電圧VO を維持するために、出
力トランジスタ131や平滑化回路104などの許容量
を越えた電流を供給しようとする。この結果、上記出力
トランジスタ131や平滑化回路104など、定電圧電
源回路101の各部材を破損する虞れがある。By the way, the constant voltage power supply circuit 10 having the above configuration
1 changes the duty so that the feedback voltage V ADJ , that is, the output voltage V O has a predetermined value. Therefore, when the load terminal O is short-circuited or when the load 106 heavier than expected is connected to the load terminal O, the constant voltage power supply circuit 101 outputs the output transistor 131 to maintain the output voltage V O. And a current exceeding the allowable amount of the smoothing circuit 104 or the like. As a result, each member of the constant voltage power supply circuit 101 such as the output transistor 131 and the smoothing circuit 104 may be damaged.
【0009】したがって、定電圧電源回路101には、
供給電流を制限するための機能が不可欠である。具体的
には、レギュレータIC103において、入力端子IN
と、出力トランジスタ131との間には、過電流検出用
抵抗137が設けられており、過電流検出回路138
は、当該過電流検出用抵抗137の両端間電圧を監視し
て、過電流が流れているか否かを判定している。Therefore, the constant voltage power supply circuit 101 includes:
A function for limiting the supply current is essential. Specifically, in the regulator IC 103, the input terminal IN
And an output transistor 131, an overcurrent detection resistor 137 is provided, and an overcurrent detection circuit 138 is provided.
Monitors the voltage across the overcurrent detection resistor 137 to determine whether an overcurrent is flowing.
【0010】出力トランジスタ131を流れる電流が増
加して、所定の値IS0を越えると、過電流検出回路13
8は、過電流検出用抵抗137の両端間電圧に基づい
て、過電流が流れていると判定する。この場合、過電流
検出回路138は、フリップフロップ139へ検出信号
を送り、フリップフロップ139は、発振器134から
リセット信号が入るまでの間、NAND回路136の出
力の一方をローレベルに保持する。さらに、NAND回
路136は、PWMコンパレータ135からの入力に関
わらず、ドライブ用トランジスタ132を遮断する。こ
れにより、出力トランジスタ131は、過電流検出回路
138が過電流を検出している間、常に遮断され、定電
圧電源回路101は、過電流から保護される。なお、上
記電流値IS0は、正常状態において、定電圧電源回路1
01が供給可能な出力電流IO の最大を示しており、用
途に応じて決定される。When the current flowing through the output transistor 131 increases and exceeds a predetermined value I S0 , the overcurrent detection circuit 13
8 determines that an overcurrent is flowing, based on the voltage between both ends of the overcurrent detection resistor 137. In this case, the overcurrent detection circuit 138 sends a detection signal to the flip-flop 139, and the flip-flop 139 holds one of the outputs of the NAND circuit 136 at a low level until a reset signal is input from the oscillator 134. Further, the NAND circuit 136 shuts off the drive transistor 132 irrespective of the input from the PWM comparator 135. Thus, the output transistor 131 is always shut off while the overcurrent detection circuit 138 detects the overcurrent, and the constant voltage power supply circuit 101 is protected from the overcurrent. It is to be noted that the current value I S0 is a constant voltage power supply circuit 1 in a normal state.
01 indicates the maximum output current I O that can be supplied, and is determined according to the application.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の定電圧電源回路101では、短絡時における出力電
流IO の特性に、すそ野の部分が形成され、短絡時の出
力電流IO を十分に低減できないという問題を有してい
る。[SUMMARY OF THE INVENTION However, in the conventional constant voltage power supply circuit 101, the characteristics of the output current I O at the time of short circuit, portions of the foot are formed, sufficiently reduce the output current I O at short There is a problem that can not be.
【0012】具体的には、図12にて、破線で示すよう
に、負荷端子Oが短絡して、出力トランジスタ131を
流れる電流がIS0を越えると、過電流検出回路138
は、出力電流IO を制限する。これにより、定電圧電源
回路101の出力電圧VO は、所定の値VC から低下し
始める。さらに、出力電流IO は、出力電圧VO の低下
に伴って、徐々に増加する。この結果、短絡時の出力電
圧VO に対する出力電流IO の特性、すなわち、過電流
保護特性には、正常状態において定電圧電源回路101
が供給可能な電流の最大値を示すIS0を越えた部分(す
そ野)が現れ、短絡時の出力電流IS2は、上記電流値I
S0よりも増加する。More specifically, as shown by a broken line in FIG. 12, when the load terminal O is short-circuited and the current flowing through the output transistor 131 exceeds IS0 , the overcurrent detection circuit 138
Limits the output current IO . As a result, the output voltage V O of the constant voltage power supply circuit 101 starts to decrease from the predetermined value V C. Furthermore, the output current I O, in accordance with the decrease in the output voltage V O, gradually increases. As a result, the characteristic of the output current I O with respect to the output voltage V O at the time of short-circuit, that is, the overcurrent protection characteristic,
A portion (base) exceeding I S0 indicating the maximum value of the current that can be supplied appears, and the output current I S2 at the time of short-circuiting is equal to the current value I S0.
Increase from S0 .
【0013】したがって、例えば、平滑化回路104の
コイルなどのレギュレータIC103に外付けする部
材、あるいは、レギュレータIC103内の出力トラン
ジスタ131など、定電圧電源回路101を構成する各
部材は、その電流定格を決定する際、上記IS0よりも大
きい電流値IS2に基づいて決定する必要がある。一般
に、上記外付け部材は、電流定格が大きくなるに従っ
て、その寸法や価格は高くなる傾向にある。また、出力
トランジスタ131など、レギュレータIC103に集
積して構成される部材であっても、電流定格を大きくす
る場合には、素子の大きさを大きくしたり、回路を複雑
にしたりする必要がある。この結果、上記構成の定電圧
電源回路101では、製造コストの削減や寸法の小型化
が困難である。Therefore, for example, a member externally attached to the regulator IC 103 such as a coil of the smoothing circuit 104 or a member constituting the constant-voltage power supply circuit 101 such as the output transistor 131 in the regulator IC 103 has a current rating. When determining, it is necessary to determine based on the current value I S2 which is larger than the above-mentioned I S0 . Generally, the size and price of the external member tend to increase as the current rating increases. Further, even for a member such as the output transistor 131 integrated with the regulator IC 103, when the current rating is increased, it is necessary to increase the size of the element or complicate the circuit. As a result, it is difficult to reduce the manufacturing cost and reduce the size of the constant voltage power supply circuit 101 having the above configuration.
【0014】この問題を解決するために、上記定電圧電
源回路101では、上述の構成に加えて、コンパレータ
140がレギュレータIC103に付加されている。当
該コンパレータ140は、帰還電圧VADJ を監視して、
負荷端子Oが短絡しているか否かを判定している。短絡
を検出すると、コンパレータ140は、発振器134
へ、発振周波数の低下を指示する。In order to solve this problem, in the constant voltage power supply circuit 101, a comparator 140 is added to the regulator IC 103 in addition to the above configuration. The comparator 140 monitors the feedback voltage V ADJ ,
It is determined whether or not the load terminal O is short-circuited. Upon detecting a short circuit, the comparator 140 activates the oscillator 134
To instruct the oscillation frequency to decrease.
【0015】これにより、図12の実線に示すように、
定電圧電源回路101の出力電流IO は、出力電圧VO
が所定の値VC2以下になった場合、発振器134の周波
数変換によって抑制される。この結果、破線で示すよう
に、周波数変換しない場合に比べて、すそ野の部分が削
減される。また、短絡時の電流も、IS1となり、上述の
値IS2に比べて低減されている。なお、上述の破線は、
コンパレータ140が無い場合を示している。As a result, as shown by the solid line in FIG.
The output current I O of the constant voltage power supply circuit 101 is equal to the output voltage V O
Is less than or equal to a predetermined value V C2 , the frequency is suppressed by the frequency conversion of the oscillator 134. As a result, as shown by the broken line, the skirt portion is reduced as compared with the case where no frequency conversion is performed. Further, the current at the time of the short circuit also becomes I S1 , which is smaller than the value I S2 described above. In addition, the above-mentioned broken line
The case where there is no comparator 140 is shown.
【0016】ところが、周波数変換を行った場合でも、
出力電流IO の増加が一度抑えられた後、出力電流IO
は、出力電圧VO の低下に伴って再び増加する。この結
果、周波数を行わない場合と比べると削減されてはいる
ものの、出力電流IO の特性に、すそ野の部分が残存す
る。However, even when frequency conversion is performed,
After the increase of the output current I O is suppressed once, the output current I O
Increases again as the output voltage V O decreases. As a result, although the frequency is reduced as compared with the case where the frequency is not performed, a skirt portion remains in the characteristic of the output current IO .
【0017】この結果、短絡時の出力電流IO を十分に
低減できないという問題点は、依然として解決されてい
ない。したがって、外付け部材などの電流定格は、正常
状態における供給電流のみに基づいて設定する場合に比
べて高く設定する必要があり、定電圧電源回路101の
製造コストの削減や寸法の縮小を図る際の妨げとなって
いる。As a result, the problem that the output current I O at the time of short circuit cannot be sufficiently reduced has not been solved. Therefore, it is necessary to set the current rating of the external members and the like higher than in the case where the current rating is set based only on the supply current in a normal state, and to reduce the manufacturing cost and the size of the constant voltage power supply circuit 101. It is hindering.
【0018】本発明は、上記の問題点を鑑みてなされた
ものであり、その目的は、過電流保護回路を有するチョ
ッパレギュレータにおいて、過電流保護動作時における
出力電流の垂下特性を改善し、短絡電流を低減すること
にある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a chopper regulator having an overcurrent protection circuit, in which the output current drooping characteristic during the overcurrent protection operation is improved, and The purpose is to reduce the current.
【0019】[0019]
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係るチ
ョッパレギュレータの制御装置は、入力側から供給され
る電流をスイッチング素子にて断続した後、平滑化回路
にて平滑化して出力するチョッパレギュレータの制御装
置であって、上記課題を解決するために、以下の手段を
講じたことを特徴としている。According to a first aspect of the present invention, there is provided a control apparatus for a chopper regulator, wherein a current supplied from an input side is intermittently switched by a switching element and then smoothed by a smoothing circuit and output. A control device for a regulator, characterized in that the following measures are taken in order to solve the above-mentioned problems.
【0020】すなわち、出力電圧が安定するように、上
記スイッチング素子のデューティを制御する制御手段
と、上記スイッチング素子へ流れる電流を検出する電流
検出手段と、当該電流検出手段にて、検出された電流値
と、予め設定された過電流検出レベルとを比較し、上記
スイッチング素子へ過剰な電流が流れていることを検出
すると上記スイッチング素子の導通を阻止して該スイッ
チング素子を遮断させると共に、上記電流検出手段での
検出電流値が上記過電流検出レベルを下回ると上記スイ
ッチング素子の導通を再開させる過電流検出手段と、過
電流の検出時に、上記スイッチング素子を遮断させる期
間を上記制御手段へ指示する発振器と、出力電圧が所定
のレベル以下になった場合、上記発振器の発振周波数を
低下させる短絡検出手段とを備えている。That is, control means for controlling the duty of the switching element so as to stabilize the output voltage, current detecting means for detecting a current flowing to the switching element, and a current detected by the current detecting means. The value is compared with a preset overcurrent detection level to detect that excessive current is flowing to the switching element.
Then, the conduction of the switching element is prevented and the switch is turned off.
While the switching element is shut off,
When the detected current value falls below the overcurrent detection level, the switch
Overcurrent detection means for resuming conduction of the switching element, an oscillator for instructing the control means to shut off the switching element when an overcurrent is detected, and an oscillator for instructing the control means when an output voltage falls below a predetermined level. And a short-circuit detecting means for lowering the oscillation frequency of the signal.
【0021】さらに、上記過電流検出手段は、上記過電
流検出レベルを、上記短絡検出手段が短絡を検出した場
合に、上記短絡検出手段が短絡を検出していない場合と
異なり、上記短絡検出手段が短絡を検出していない場合
に比べて低く設定する。Furthermore, the overcurrent detection means, said overcurrent
Current detection level, when the short circuit detecting means detects a short circuit, when the short circuit detecting means does not detect a short circuit.
Unlike the case where the short-circuit detecting means does not detect the short-circuit, it is set lower .
【0022】上記構成では、例えば、出力トランジスタ
などのスイッチング素子は、チョッパレギュレータの制
御装置から指示されたデューティにて、入力側から供給
された電流を断続して出力する。当該電流は、例えば、
コイルやキャッチダイオード、およびコンデンサなどか
らなる平滑化回路を介して負荷へ供給される。In the above configuration, for example, the switching element such as the output transistor intermittently outputs the current supplied from the input side at the duty specified by the control device of the chopper regulator. The current is, for example,
The power is supplied to the load via a smoothing circuit including a coil, a catch diode, a capacitor, and the like.
【0023】一方、制御手段は、例えば、出力電圧を分
圧した帰還電圧を監視するなどして、出力電圧の変化を
検出し、スイッチング素子のデューティを変化を打ち消
すように制御する。これにより、チョッパレギュレータ
は、短絡や過電流が発生していない期間、所望の値で安
定した電圧を出力できる。以下では、短絡や過電流が発
生していない状態を正常状態と称する。On the other hand, the control means detects a change in the output voltage, for example, by monitoring a feedback voltage obtained by dividing the output voltage, and controls the duty of the switching element to cancel the change. Thus, the chopper regulator can output a stable voltage at a desired value during a period in which no short circuit or overcurrent occurs. Hereinafter, a state in which no short circuit or overcurrent has occurred is referred to as a normal state.
【0024】また、過電流検出手段は、例えば、スイッ
チング素子に直列に設けられた抵抗の両端間電圧などに
基づいて、スイッチング素子を流れる電流を検出してお
り、予め設定される検出レベルを越えた場合に、過電流
が発生したと判定する。一方、発振器は、例えば、リセ
ット信号を周期的に印加するなどして、過電流時におい
て、スイッチング素子の導通を阻止する期間を指示して
いる。制御手段は、例えば、過電流の検出時からリセッ
ト信号が印加されるまでの間など、指示された期間、ス
イッチング素子を遮断する。これにより、チョッパレギ
ュレータの出力電流が制限され、チョッパレギュレータ
は、過電流から保護される。The overcurrent detecting means detects a current flowing through the switching element based on, for example, a voltage between both ends of a resistor provided in series with the switching element. In this case, it is determined that an overcurrent has occurred. On the other hand, the oscillator indicates, for example, a period in which conduction of the switching element is prevented in the case of overcurrent by, for example, periodically applying a reset signal. The control unit shuts off the switching element for a designated period, for example, between the time when the overcurrent is detected and the time when the reset signal is applied. As a result, the output current of the chopper regulator is limited, and the chopper regulator is protected from overcurrent.
【0025】出力電圧が所定のレベルを上回っている場
合、短絡検出手段は、発振器および過電流検出手段へ、
短絡が発生していないと通知している。これに基づき、
発振器の発振周波数は、短絡時よりも高い周波数にて発
振している。また、過電流検出手段は、短絡時よりも高
く設定された検出レベルにて、過電流を検出している。When the output voltage is higher than the predetermined level, the short-circuit detecting means sends the signal to the oscillator and the overcurrent detecting means.
Notifies that no short circuit has occurred. Based on this,
The oscillation frequency of the oscillator oscillates at a higher frequency than at the time of short circuit. The overcurrent detection means detects an overcurrent at a detection level set higher than that at the time of short circuit.
【0026】短絡時と非短絡時とで過電流検出手段の検
出レベルが互いに異なるので、非短絡時の検出レベル
は、正常状態のチョッパレギュレータが供給可能な電流
値に合わせて設定できる。したがって、非短絡時におい
て、負荷や入力電圧の変動などによって、スイッチング
素子を流れる電流が過剰になった場合、過電流検出手段
は、過電流の発生を即座に検出でき、チョッパレギュレ
ータを過電流から確実に保護できる。さらに、発振器の
発振周波数は、短絡時とは異なり、比較的高く設定され
ている。したがって、スイッチング素子を流れる電流が
過剰ではなくなると、制御手段は、スイッチング素子の
デューティ制御を即座に再開できる。この結果、チョッ
パレギュレータにおいて、過電流状態から正常状態へと
復帰する時間を従来と同様に保つことができる。Since the detection levels of the overcurrent detection means are different from each other when a short circuit occurs and when a non-short circuit occurs, the detection level during a non-short circuit can be set in accordance with a current value that can be supplied by a normal chopper regulator. Therefore, when the current flowing through the switching element becomes excessive due to a change in load or input voltage during a non-short circuit, the overcurrent detection means can immediately detect the occurrence of the overcurrent, and the chopper regulator is switched from the overcurrent to the overcurrent. Can be reliably protected. Furthermore, the oscillation frequency of the oscillator is set to be relatively high, unlike at the time of short circuit. Therefore, when the current flowing through the switching element is no longer excessive, the control means can immediately restart the duty control of the switching element. As a result, the time required for the chopper regulator to return from the overcurrent state to the normal state can be maintained as in the conventional case.
【0027】一方、出力端子間が短絡すると、出力電圧
が低下し、出力電流が増加し始める。この時点では、短
絡検出手段は、未だ短絡を検出しておらず、過電流検出
手段の過電流検出レベルおよび発振器の発振周波数は、
非短絡時と同様に保たれている。したがって、過電流検
出手段は、非短絡時の検出レベルにて過電流を検出し、
発振器は、非短絡時の周波数にて、スイッチング素子の
導通を阻止する期間を指示している。この結果、チョッ
パレギュレータの出力電流は制限され、出力電圧は、低
下し始める。また、出力電圧の低下に伴って、出力電流
が徐々に増加する。On the other hand, when the output terminals are short-circuited, the output voltage decreases and the output current starts to increase. At this point, the short-circuit detection means has not yet detected the short-circuit, and the overcurrent detection level of the overcurrent detection means and the oscillation frequency of the oscillator are:
It is kept the same as when no short circuit occurs. Therefore, the overcurrent detecting means detects the overcurrent at the detection level at the time of non-short circuit,
The oscillator indicates, at the frequency at the time of non-short circuit, a period during which conduction of the switching element is blocked. As a result, the output current of the chopper regulator is limited, and the output voltage starts to drop. In addition, the output current gradually increases as the output voltage decreases.
【0028】続いて、出力電圧が低下して、所定のレベ
ルを下回ると、短絡検出手段は、過電流検出手段および
発振器へ、短絡の発生を通知する。これに基づき、過電
流検出手段は、非短絡時よりも、過電流の検出レベルを
低く設定する。同様に、発振器は、発振周波数を低下さ
せる。この結果、チョッパレギュレータの出力電流は、
一度大幅に減少する。Subsequently, when the output voltage drops and falls below a predetermined level, the short-circuit detecting means notifies the overcurrent detecting means and the oscillator that a short-circuit has occurred. Based on this, the overcurrent detection means sets the overcurrent detection level lower than when no short circuit occurs. Similarly, the oscillator lowers the oscillation frequency. As a result, the output current of the chopper regulator is
Once greatly reduced.
【0029】ところで、発振器の周波数が変換された後
も、チョッパレギュレータの出力電流は、出力電圧の低
下に伴って再び増加する。ところが、過電流検出手段の
検出レベルは、非短絡時に比べて低く設定されている。
したがって、出力電流の増加の割合は、非短絡時に比べ
て低く抑えられ、過電流保護特性の、すそ野の部分を従
来に比べて削減できる。この結果、短絡時の出力電流を
低減して、非短絡時に供給可能な電流よりも低く抑える
ことができる。By the way, even after the frequency of the oscillator is converted, the output current of the chopper regulator increases again as the output voltage decreases. However, the detection level of the overcurrent detection means is set lower than when no short circuit occurs.
Therefore, the rate of increase in the output current is suppressed lower than when no short-circuit occurs, and the hem portion of the overcurrent protection characteristic can be reduced as compared with the related art. As a result, the output current at the time of short circuit can be reduced, and can be suppressed to be lower than the current that can be supplied at the time of non-short circuit.
【0030】上記構成では、従来に比べて、過電流保護
特性の、すそ野の部分を削減できるので、過電流時にお
けるスイッチング素子の発熱を抑えることができる。こ
の結果、チョッパレギュレータの安全性を向上できる。
また、スイッチング素子の電流定格を下げることがで
き、比較的容易に制御装置とスイッチング素子とを1パ
ッケージで形成できる。さらに、例えば、コイルやキャ
ッチダイオードなど、平滑化回路を構成する部材の電流
定格も下げることができる。この結果、従来に比べて、
より安価で寸法の小さい部材を使用でき、チョッパレギ
ュレータの低コスト化および小型化を図ることができ
る。In the above configuration, the hem portion of the overcurrent protection characteristic can be reduced as compared with the related art, so that heat generation of the switching element at the time of overcurrent can be suppressed. As a result, the safety of the chopper regulator can be improved.
Further, the current rating of the switching element can be reduced, and the control device and the switching element can be formed relatively easily in one package. Further, for example, the current rating of members constituting the smoothing circuit such as a coil and a catch diode can be reduced. As a result,
It is possible to use a member that is less expensive and smaller in size, so that the cost and size of the chopper regulator can be reduced.
【0031】また、請求項2の発明に係るチョッパレギ
ュレータの制御装置は、入力側から供給される電流をス
イッチング素子にて断続した後、平滑化回路にて平滑化
して出力するチョッパレギュレータの制御装置であっ
て、上記課題を解決するために、過電流の検出時に、発
振器の周期でパルス・バイ・パルス動作して、当該周期
中、上記スイッチング素子の導通を阻止するフリップフ
ロップを含み、出力電圧が安定するように、上記スイッ
チング素子のデューティを制御する制御手段と、上記ス
イッチング素子へ流れる電流を検出する電流検出手段
と、当該電流検出手段にて、検出された電流値と、予め
設定された過電流検出レベルとを比較し、上記スイッチ
ング素子へ過剰な電流が流れていることを検出すると上
記スイッチング素子の導通を阻止して該スイッチング素
子を遮断させると共に、上記電流検出手段での検出電流
値が上記過電流検出レベルを下回ると上記スイッチング
素子の導通を再開させる過電流検出手段と、出力電圧が
所定のレベル以下になった場合、上記発振器の発振周波
数を低下させる短絡検出手段とを備えていることを特徴
としている。According to a second aspect of the present invention, there is provided a control apparatus for a chopper regulator, wherein a current supplied from an input side is interrupted by a switching element and then smoothed by a smoothing circuit and output. However, in order to solve the above-described problem, when an overcurrent is detected,
Pulse-by-pulse operation at the cycle of the
Medium, flip-flop for preventing conduction of the switching element
Control means for controlling the duty of the switching element so that the output voltage is stabilized, current detection means for detecting a current flowing to the switching element, and a current value detected by the current detection means. Is compared with a preset overcurrent detection level, and when it is detected that an excessive current is flowing to the switching element,
Blocking the conduction of the switching element,
And the current detected by the current detecting means.
When the value falls below the overcurrent detection level, the switching
Overcurrent detection means for restarting the conduction of the element, if the output voltage falls below a predetermined level, is characterized in that it comprises a short circuit detecting means for reducing the oscillation frequency of the oscillator.
【0032】上記構成では、短絡時に、発振器の発振周
波数と過電流検出レベルとの双方が低下するので、請求
項1と同様に、過電流保護特性の、すそ野の部分を削減
できる。これにより、安全で、低コストかつ小型のチョ
ッパレギュレータを実現できる。 In the above configuration, when the short circuit occurs, the oscillation frequency of the oscillator
Since both the wave number and the overcurrent detection level decrease,
As in item 1, the base of the overcurrent protection characteristics has been reduced.
it can. This allows safe, low-cost and compact
A regulator can be realized.
【0033】また、請求項3の発明に係るチョッパレギ
ュレータの制御装置は、請求項1または2記載の発明の
構成において、上記過電流検出手段は、上記スイッチン
グ素子を流れる電流に伴って、通過する電流が増減する
過電流検出用抵抗と、上記過電流検出用抵抗の両端間電
圧に応じた電流を出力する検出部と、上記短絡検出手段
が短絡を検出した場合に、所定の値の電流を出力する定
電流源と、上記検出部および定電流源から与えられる電
流の合計が、所定の値を越えているか否かを判定して、
過電流を検出する判定部とを備えていることを特徴とし
ている。According to a third aspect of the present invention, in the control device for a chopper regulator according to the first or second aspect of the present invention, the overcurrent detecting means passes with the current flowing through the switching element. An overcurrent detection resistor that increases or decreases the current, a detection unit that outputs a current corresponding to the voltage between both ends of the overcurrent detection resistor, and a predetermined value of current when the short circuit detection unit detects a short circuit. The constant current source to be output and the sum of the currents supplied from the detection unit and the constant current source determine whether or not exceeds a predetermined value.
A determination unit for detecting an overcurrent.
【0034】なお、上記過電流検出用抵抗は、例えば、
スイッチング素子と直列に設けられており、当該過電流
検出用抵抗を流れる電流は、スイッチング素子を流れる
電流の増減に伴って変化する。The overcurrent detecting resistor is, for example,
The current flowing through the overcurrent detection resistor is provided in series with the switching element, and changes as the current flowing through the switching element increases and decreases.
【0035】上記構成において、短絡検出手段が短絡を
検出していない場合、定電流源は、判定部へ電流を供給
していない。したがって、判定部は、検出部が出力する
電流が所定の値を越えている場合、過電流と判定する。
一方、短絡検出手段が短絡を検出している場合、定電流
源は、判定部へ所定の電流を供給する。したがって、判
定部は、検出部が出力する電流が所定の値を越えていな
い場合であっても、当該電流と定電流源の出力電流との
合計が所定の値を越えていれば、過電流と判定する。こ
の結果、非短絡時に比べて、短絡時における過電流の検
出レベルを低く設定できる。In the above configuration, when the short-circuit detecting means does not detect a short-circuit, the constant current source does not supply a current to the determination unit. Therefore, the determining unit determines that an overcurrent occurs when the current output from the detecting unit exceeds a predetermined value.
On the other hand, when the short-circuit detecting means detects a short-circuit, the constant current source supplies a predetermined current to the determination unit. Therefore, even if the current output from the detection unit does not exceed the predetermined value, the determination unit determines that the overcurrent is not exceeded if the sum of the current and the output current of the constant current source exceeds the predetermined value. Is determined. As a result, the overcurrent detection level at the time of short circuit can be set lower than at the time of non-short circuit.
【0036】ところで、過電流検出手段において、過電
流の検出レベルを選択する構成は、種々の構成が考えら
れる。例えば、スイッチング素子と直列に設けられた過
電流検出用抵抗と、2つのレベルの電圧を生成する電圧
源と、当該過電流検出用抵抗の両端電圧と電圧源が生成
する各電圧レベルとを比較して、過電流を判定してもよ
い。ところが、トランジスタなどによって電圧を比較す
る回路を構成した場合、各電圧レベルは、トランジスタ
のベース−エミッタ間電圧に制限され、余り低い値に設
定することが難しい。したがって、高い方の電圧レベル
は、従来のチョッパレギュレータで過電流を検出する際
の電圧レベルよりも、高くなりがちである。この結果、
過電流検出用抵抗の抵抗値を従来より高く設定して、過
電流検出用抵抗の両端間電圧を上げる必要があり、消費
電力の増大を招来する。By the way, various configurations can be considered as the configuration for selecting the overcurrent detection level in the overcurrent detection means. For example, an overcurrent detection resistor provided in series with a switching element, a voltage source that generates two levels of voltage, and a voltage between both ends of the overcurrent detection resistor and each voltage level generated by the voltage source are compared. Then, the overcurrent may be determined. However, when a circuit for comparing voltages by transistors or the like is configured, each voltage level is limited to a voltage between the base and the emitter of the transistor, and it is difficult to set the voltage level to an excessively low value. Therefore, the higher voltage level tends to be higher than the voltage level when overcurrent is detected by a conventional chopper regulator. As a result,
It is necessary to set the resistance value of the overcurrent detection resistor higher than before, and increase the voltage between both ends of the overcurrent detection resistor, which leads to an increase in power consumption.
【0037】これに対して、請求項3記載の発明の構成
では、短絡時において、定電流源と検出部との双方か
ら、判定部へ電流が供給される。したがって、過電流検
出用抵抗の抵抗値を従来と同様に抑えることができる。
この結果、消費電力を増大させることなく、互いに異な
る2つの検出レベルにて過電流を検出できる。On the other hand, in the configuration according to the third aspect of the invention, when a short circuit occurs, current is supplied to the determination unit from both the constant current source and the detection unit. Therefore, the resistance value of the overcurrent detection resistor can be suppressed as in the related art.
As a result, overcurrent can be detected at two different detection levels without increasing power consumption.
【0038】さらに、請求項4の発明に係るチョッパレ
ギュレータは、請求項1、2または3記載のチョッパレ
ギュレータの制御装置と、上記スイッチング素子とを1
パッケージに形成したことを特徴としている。Furthermore, a chopper regulator according to a fourth aspect of the present invention is the chopper regulator according to the first, second or third aspect , wherein the control device and the switching element are connected to one another.
It is characterized by being formed in a package.
【0039】上記構成では、スイッチング素子や制御手
段、あるいは、過電流検出手段などチョッパレギュレー
タを構成するために必要な部材の大部分が1パッケージ
に形成されており、平滑化回路などを外付けするだけ
で、高性能なチョッパレギュレータを製造できる。チョ
ッパレギュレータを構成する部品点数を削減できるの
で、取扱いや製造時の手間を削減できる。In the above configuration, most of the members necessary for forming the chopper regulator, such as the switching element, the control means, and the overcurrent detection means, are formed in one package, and the smoothing circuit and the like are externally provided. By itself, a high-performance chopper regulator can be manufactured. Since the number of components that make up the chopper regulator can be reduced, handling and manufacturing labor can be reduced.
【0040】さらに、従来のチョッパレギュレータに比
べて、過電流特性において、すそ野の部分が削減されて
いるので、キャッチダイオードやコイルなどの外付け部
材の定格を低く設定できる。これらの結果、チョッパレ
ギュレータ全体を小型化できる。Furthermore, since the hem portion is reduced in the overcurrent characteristic as compared with the conventional chopper regulator, the rating of external members such as a catch diode and a coil can be set lower. As a result, the size of the entire chopper regulator can be reduced.
【0041】[0041]
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態について図1
ないし図10に基づいて説明すると以下の通りである。
すなわち、本実施形態に係る定電圧電源回路(チョッパ
レギュレータ)は、例えば、電子機器などにおいて、所
望の直流電圧を安定して供給するために使用されてい
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
The following is a description based on FIG.
That is, the constant voltage power supply circuit (chopper regulator) according to the present embodiment is used for stably supplying a desired DC voltage in, for example, an electronic device.
【0042】図1に示すように、上記定電圧電源回路1
は、入力電圧VINを供給する入力電源2と、当該入力電
源2から供給される電流を断続して出力する降圧型チョ
ッパレギュレータ用集積回路(以下では、単にレギュレ
ータICと称する)3と、当該レギュレータIC3の出
力電圧VOUT を平滑化して、負荷6側の出力端子Oから
出力する平滑化回路4と、定電圧電源回路1の出力電圧
VO を分圧して、帰還電圧VADJ を生成する分圧回路5
とを備えている。定電圧電源回路1において、例えば、
入力電圧VINや負荷6などが変動すると、定電圧電源回
路1の出力電圧VO は変化しようとする。ところが、レ
ギュレータIC3は、上記帰還電圧VADJ に基づいて、
出力電圧VO の変動を検出し、変動を抑制するように、
レギュレータIC3が導通する期間と遮断する期間との
割合を制御する。これにより、定電圧電源回路1は、入
力電圧VINや負荷6が変動しても、安定した出力電圧V
Oを出力端子Oから出力できる。なお、以降では、定電
圧電源回路1の出力端子Oは、レギュレータIC3の出
力端子OUTと区別して、負荷端子Oと称する。As shown in FIG. 1, the constant voltage power supply circuit 1
Is an input power supply 2 for supplying an input voltage V IN , a step-down chopper regulator integrated circuit (hereinafter simply referred to as a regulator IC) 3 for intermittently outputting a current supplied from the input power supply 2, The output voltage V OUT of the regulator IC 3 is smoothed, and a smoothing circuit 4 that outputs the output voltage O from the output terminal O of the load 6 and the output voltage V O of the constant voltage power supply circuit 1 are divided to generate a feedback voltage V ADJ . Voltage dividing circuit 5
And In the constant voltage power supply circuit 1, for example,
When the input voltage V IN or the load 6 fluctuates, the output voltage V O of the constant voltage power supply circuit 1 tends to change. However, based on the feedback voltage V ADJ , the regulator IC 3
To detect the fluctuation of the output voltage V O and suppress the fluctuation,
The ratio of the period during which the regulator IC 3 is conductive and the period during which the regulator IC 3 is shut off is controlled. As a result, even if the input voltage V IN or the load 6 fluctuates, the constant voltage power supply circuit 1
O can be output from the output terminal O. Hereinafter, the output terminal O of the constant voltage power supply circuit 1 is referred to as a load terminal O to distinguish it from the output terminal OUT of the regulator IC 3.
【0043】上記平滑化回路4は、レギュレータIC3
の入力端子INと定電圧電源回路1の出力端子Oとの間
に介在するコイル11と、当該コイル11のレギュレー
タIC3側の端部にアノードが接続され、カソードが接
地されているキャッチダイオード12と、負荷端子Oに
一端が接続され、他端が接地されている出力コンデンサ
13とを備えている。また、分圧回路5は、互いに直列
に接続された抵抗14・15から構成されている。分圧
回路5の抵抗14側は、負荷端子Oに接続されており、
抵抗15側は、接地されている。さらに、両抵抗14・
15の接続点は、レギュレータIC3のフィードバック
端子ADJへ接続されている。これにより、定電圧電源
回路1の出力電圧VO を所定の分圧比で分圧し、帰還電
圧VADJとして、レギュレータIC3へ与えることがで
きる。The smoothing circuit 4 includes a regulator IC 3
And a catch diode 12 whose anode is connected to the end of the coil 11 on the side of the regulator IC 3 and whose cathode is grounded. And an output capacitor 13 having one end connected to the load terminal O and the other end grounded. The voltage dividing circuit 5 is composed of resistors 14 and 15 connected in series with each other. The resistor 14 side of the voltage dividing circuit 5 is connected to the load terminal O,
The resistor 15 side is grounded. Furthermore, both resistors 14
The connection point 15 is connected to the feedback terminal ADJ of the regulator IC3. As a result, the output voltage V O of the constant voltage power supply circuit 1 can be divided at a predetermined voltage division ratio and applied to the regulator IC 3 as the feedback voltage V ADJ .
【0044】上記各部材11ないし15の電流定格は、
レギュレータIC3が最も多くの電流を供給した場合で
も破損しないように設定されている。なお、一般に、上
記各部材11ないし15を構成するコイル、キャパシ
タ、抵抗、ダイオードなどは、電流定格が大きくなる
程、寸法が大きくなり、価格が高くなる。したがって、
定電圧電源回路1を設計する場合、上記各部材11ない
し15等の電流定格は、安全のために十分な余裕を取っ
た後、できるだけ小さく設定される。The current rating of each of the members 11 to 15 is as follows:
The regulator IC 3 is set so as not to be damaged even when the largest current is supplied. In general, the larger the current rating, the larger the dimensions, and the higher the price, of the coils, capacitors, resistors, diodes, and the like constituting each of the members 11 to 15. Therefore,
When designing the constant voltage power supply circuit 1, the current ratings of the members 11 to 15 are set as small as possible after a sufficient margin is provided for safety.
【0045】上記レギュレータIC3は、例えば、図2
(a)および(b)に示すように、1チップにパッケー
ジされている。具体的には、半導体ウェハなどからな
り、後述するレギュレータIC3の回路を形成した回路
部21は、例えば、Agペーストなどからなる接合部2
2によりダイボンディングされ、金属フレーム23上に
固着されている。当該金属フレーム23の一端は、長く
延びて、グランド端子GNDとなるアウターリードフレ
ーム24が形成されている。さらに、レギュレータIC
3は、それぞれ、入力端子IN、出力端子OUT、およ
びフィードバック端子ADJとなるアウターリードフレ
ーム25ないし27を備えている。上記各アウターリー
ドフレーム24、および、25ないし27は、それぞれ
互いに平行に配される。The regulator IC 3 is, for example, as shown in FIG.
As shown in (a) and (b), it is packaged in one chip. Specifically, the circuit section 21 formed of a semiconductor wafer or the like and on which a circuit of the regulator IC 3 described later is formed is, for example, a bonding section 2 formed of Ag paste or the like.
2 and is fixed on the metal frame 23. One end of the metal frame 23 is extended to form an outer lead frame 24 that serves as a ground terminal GND. Furthermore, regulator IC
Reference numeral 3 includes outer lead frames 25 to 27 serving as an input terminal IN, an output terminal OUT, and a feedback terminal ADJ, respectively. The outer lead frames 24 and 25 to 27 are arranged in parallel with each other.
【0046】また、上記回路部21は、外部と接続する
ためのコンタクト部21aないし21dを備えている。
各コンタクト部21aないし21dは、金属ワイヤ28
…によって、上記各アウターリードフレーム24ないし
27のいずれかと、それぞれワイヤボンディングされて
いる。具体的には、接地用のコンタクト部21aは、金
属フレーム23に接続されており、入力となるコンタク
ト部21bは、アウターリードフレーム25と、出力と
なるコンタクト部21cは、アウターリードフレーム2
6とそれぞれ接続されている。また、フィードバック用
のコンタクト部21dは、フィードバック端子ADJと
なるアウターリードフレーム27に接続されている。The circuit section 21 has contact sections 21a to 21d for connecting to the outside.
Each of the contact portions 21a to 21d is made of a metal wire 28.
Are wire-bonded to any of the outer lead frames 24 to 27, respectively. Specifically, the grounding contact portion 21a is connected to the metal frame 23, the input contact portion 21b is connected to the outer lead frame 25, and the output contact portion 21c is connected to the outer lead frame 2.
6 respectively. Further, the feedback contact portion 21d is connected to the outer lead frame 27 serving as a feedback terminal ADJ.
【0047】さらに、上記回路部21、金属フレーム2
3、および、アウターリードフレーム24ないし27の
一端部は、パッケージ29により被覆されている。当該
パッケージ29は、例えば、エポキシ樹脂などの外装樹
脂からなっており、トランスファモールドなどの工程に
より形成される。Further, the circuit portion 21 and the metal frame 2
3 and one end of the outer lead frames 24 to 27 are covered with a package 29. The package 29 is made of, for example, an exterior resin such as an epoxy resin, and is formed by a process such as transfer molding.
【0048】本実施形態に係るレギュレータIC3は、
1チップ化されているので、図1に示すように、レギュ
レータIC3の出力端子OUTおよびフィードバック端
子ADJへ、平滑化回路4および分圧回路5を構成する
各部材11ないし15を外付けすることによって、比較
的容易に定電圧電源回路1を構成できる。また、レギュ
レータIC3が1パッケージにまとめられているので、
取り扱いが簡便になり、定電圧電源回路1の実装なども
容易となる。The regulator IC 3 according to the present embodiment comprises:
As shown in FIG. 1, the components 11 to 15 constituting the smoothing circuit 4 and the voltage dividing circuit 5 are externally connected to the output terminal OUT and the feedback terminal ADJ of the regulator IC 3 as shown in FIG. Thus, the constant voltage power supply circuit 1 can be configured relatively easily. Also, since the regulator IC3 is integrated into one package,
Handling becomes simple and mounting of the constant voltage power supply circuit 1 becomes easy.
【0049】一方、レギュレータIC3は、電気回路と
して見ると、入力端子INと出力端子OUTとの間に設
けられたnpn型の出力トランジスタ(スイッチング素
子)31と、当該出力トランジスタ31を駆動するpn
p型のドライブ用トランジスタ32とを備えている。両
トランジスタ31・32は、ダーリントン接続されてお
り、ドライブ用トランジスタ32のベース電位VB によ
って、入力端子INと出力端子OUTとの間を導通/遮
断できる。On the other hand, when viewed as an electric circuit, the regulator IC 3 is an npn-type output transistor (switching element) 31 provided between the input terminal IN and the output terminal OUT, and a pn for driving the output transistor 31.
and a p-type drive transistor 32. Both transistors 31, 32 is Darlington-connected, by the base potential V B of the drive transistor 32 can conduct / cut off between the input terminal IN and the output terminal OUT.
【0050】さらに、出力トランジスタ31の導通/遮
断、すなわち、ドライブ用トランジスタ32のベース電
位VB を制御するために、レギュレータIC3は、定電
圧源33aから印加される基準電圧VREF1と上記帰還電
圧VADJ との誤差を検出する誤差増幅器33と、所定の
周波数の三角波を生成する発振器34と、誤差増幅器3
3の出力VERR と発振器34の出力VOSC とを比較し
て、上記誤差に応じた幅のパルス信号VPWM を生成する
PWM( Pulse Width Modulation )コンパレータ35
とを備えている。PWMコンパレータ35の出力VPWM
は、NAND回路36を介して、上記ドライブ用トラン
ジスタ32のベースへ印加される。これにより、上記出
力トランジスタ31は、電圧モードのパルス幅制御によ
って、導通/遮断が制御される。なお、上記各部材31
ないし36、並びに、後述するフリップフロップ39が
特許請求の範囲に記載の制御手段に対応している。ま
た、発振器34は、特許請求の範囲に記載の発振器でも
ある。Further, in order to control the conduction / interruption of the output transistor 31, that is, to control the base potential V B of the driving transistor 32, the regulator IC 3 includes the reference voltage V REF1 applied from the constant voltage source 33 a and the feedback voltage V REF1. An error amplifier 33 for detecting an error from V ADJ , an oscillator 34 for generating a triangular wave of a predetermined frequency, and an error amplifier 3
Compared 3 of the output V OSC output V ERR and the oscillator 34, PWM for generating a pulse signal V PWM of width corresponding to the error (Pulse Width Modulation) comparator 35
And Output V PWM of PWM comparator 35
Is applied to the base of the drive transistor 32 via the NAND circuit 36. Thus, the output transistor 31 is turned on / off by the pulse width control in the voltage mode. In addition, each said member 31
To 36 and a flip-flop 39 described later correspond to the control means described in the claims. The oscillator 34 is also the oscillator described in the claims.
【0051】本実施形態に係るレギュレータIC3は、
後述するように、レギュレータIC3、平滑化回路4お
よび分圧回路5などを過電流から保護するための回路を
備えている。しかし、ここでは、これらの回路や、過電
流から保護する際の動作について説明する前に、短絡や
過電流が発生していない状態(以下では、正常状態と称
する)における定電圧電源回路1全体の動作について、
図3の波形図を参照して簡単に説明する。The regulator IC 3 according to the present embodiment comprises:
As described later, a circuit is provided for protecting the regulator IC 3, the smoothing circuit 4, the voltage dividing circuit 5, and the like from overcurrent. However, here, before describing these circuits and the operation at the time of protection from overcurrent, the entire constant voltage power supply circuit 1 in a state where no short circuit or overcurrent has occurred (hereinafter, referred to as a normal state). About the operation of
A brief description will be given with reference to the waveform diagram of FIG.
【0052】すなわち、図3の(a)に示すように、入
力電源2から入力端子INへ入力電圧VINが印加される
と、レギュレータIC3は起動して、出力トランジスタ
31の導通/遮断を繰り返す。この結果、レギュレータ
IC3は、入力端子INから与えられた電流を出力端子
OUTから供給し始める。断続して供給される電流は、
平滑化回路4にて平滑化される。これにより、定電圧電
源回路1は、負荷端子Oを介して、平滑化された電圧V
O を負荷6へ印加できる。また、分圧回路5は、負荷端
子Oの電位(出力電圧VO )を所定の分圧比で分圧し
て、レギュレータIC3のフィードバック端子ADJへ
印加している。That is, as shown in FIG. 3A, when an input voltage V IN is applied from the input power supply 2 to the input terminal IN, the regulator IC 3 is activated, and the output transistor 31 is repeatedly turned on / off. . As a result, the regulator IC3 starts supplying the current supplied from the input terminal IN from the output terminal OUT. The intermittently supplied current is
The smoothing is performed by the smoothing circuit 4. Thereby, the constant voltage power supply circuit 1 outputs the smoothed voltage V via the load terminal O.
O can be applied to the load 6. The voltage dividing circuit 5 divides the potential of the load terminal O (output voltage V O ) at a predetermined voltage dividing ratio and applies the divided voltage to the feedback terminal ADJ of the regulator IC 3.
【0053】レギュレータIC3において、誤差増幅器
33は、フィードバック端子ADJの電位(帰還電圧V
ADJ )と、所定の値の基準電圧VREF1とを比較して、図
3の(b)に示すように、両者の誤差に応じた誤差電圧
VERR を出力する。一方、発振器34は、正常状態にお
いて、予め定められた周波数の三角波VOSC を出力して
いる。さらに、PWMコンパレータ35は、VERR とV
OSC とを比較して、VERR の方が大きい期間中、ハイレ
ベルのパルス信号VPWM を生成する。なお、パルス信号
VPWM は、VOSC の方が大きい期間中、ローレベルにな
る。In the regulator IC3, the error amplifier 33 is connected to the potential of the feedback terminal ADJ (the feedback voltage VJ).
ADJ ) is compared with a reference voltage V REF1 having a predetermined value, and an error voltage V ERR corresponding to an error between the two is output as shown in FIG. On the other hand, in a normal state, the oscillator 34 outputs a triangular wave V OSC having a predetermined frequency. Further, the PWM comparator 35 outputs V ERR and V
During the period when V ERR is larger than OSC , a high-level pulse signal V PWM is generated. Note that the pulse signal V PWM is at a low level during a period in which V OSC is larger.
【0054】後述するように、正常状態において、NA
ND回路36の一方の入力は、常にハイレベルに保たれ
ている。したがって、NAND回路36は、上記パルス
信号VPWM を反転し、図3の(c)に示すように、駆動
信号VB として、ドライブ用トランジスタ32のベース
へ印加する。駆動信号VB がローレベルの間、ドライブ
用トランジスタ32は導通して出力トランジスタ31を
導通させる。この結果、出力トランジスタ31は、導通
/遮断を繰り返し、図3の(d)に示すように、出力端
子OUTから断続した電流IOUT を出力する。As will be described later, in the normal state, the NA
One input of the ND circuit 36 is always kept at a high level. Therefore, the NAND circuit 36 inverts the pulse signal V PWM and applies it as a drive signal V B to the base of the drive transistor 32 as shown in FIG. During the drive signal V B is at a low level, the drive transistor 32 to conduct the output transistor 31 conducts. As a result, the output transistor 31 repeats conduction / interruption, and outputs an intermittent current I OUT from the output terminal OUT as shown in FIG.
【0055】上記電流IOUT は、出力トランジスタ31
が導通している間、平滑化回路4のコイル11を介し
て、負荷6へ供給される。一方、出力トランジスタ31
の遮断期間には、導通期間においてコイル11へ蓄えら
れたエネルギが還流され、図3の(e)に示すように、
キャッチダイオード12に電流ID が流れる。当該電流
ID は、コイル11を介して、負荷6へ供給される。こ
れにより、図3の(f)に示すように、出力トランジス
タ31の導通期間および遮断期間において、コイル11
には、電流IL が流れる。さらに、出力コンデンサ13
は、電流IL の交流成分を吸収するので、定電圧電源回
路1の負荷端子Oからは、平滑な出力電流IO が出力さ
れる。The current I OUT is supplied to the output transistor 31
Is supplied to the load 6 via the coil 11 of the smoothing circuit 4 during the conduction. On the other hand, the output transistor 31
In the cutoff period, the energy stored in the coil 11 during the conduction period is returned, and as shown in FIG.
The current ID flows through the catch diode 12. The current ID is supplied to the load 6 via the coil 11. As a result, as shown in FIG. 3F, during the conduction period and the interruption period of the output transistor 31, the coil 11
, A current IL flows. Further, the output capacitor 13
Absorbs the AC component of the current I L , so that a smooth output current I O is output from the load terminal O of the constant voltage power supply circuit 1.
【0056】一方、負荷端子Oの電圧VO は、分圧回路
5により分圧され、帰還電圧VADJとして、レギュレー
タIC3へ印加されている。さらに、誤差増幅器33
は、帰還電圧VADJ と基準電圧VREF1との誤差に応じた
誤差電圧VERR を出力する。また、図3の(b)に示す
ように、正常状態での三角波VOSC は、周波数や振幅が
一定である。したがって、出力トランジスタ31の導通
期間wは、誤差増幅器33の出力電圧VERR によって増
減する。On the other hand, the voltage V O at the load terminal O is divided by the voltage dividing circuit 5 and applied to the regulator IC 3 as the feedback voltage V ADJ . Further, the error amplifier 33
Outputs an error voltage V ERR corresponding to the error between the feedback voltage V ADJ and the reference voltage V REF1 . Further, as shown in FIG. 3B, the frequency and amplitude of the triangular wave V OSC in the normal state are constant. Therefore, the conduction period w of the output transistor 31 is increased or decreased by the output voltage V ERR of the error amplifier 33.
【0057】例えば、入力電圧VINや負荷6の変動によ
って、出力電圧VO が所望の値VCよりも小さくなる
と、誤差増幅器33の出力電圧VERR が大きくなり、出
力トランジスタ31の導通期間wは、長くなる。一方、
所望の値VC よりも大きくなると、誤差電圧VERR が小
さくなり、導通期間wが短くなる。For example, when the output voltage V O becomes smaller than a desired value V C due to a change in the input voltage V IN or the load 6, the output voltage V ERR of the error amplifier 33 increases, and the conduction period w of the output transistor 31 increases. Becomes longer. on the other hand,
If the value becomes larger than the desired value V C , the error voltage V ERR becomes smaller, and the conduction period w becomes shorter.
【0058】本実施形態に係る出力トランジスタ31
は、スイッチング周波数が三角波VOSC の周波数と同一
であり、負荷端子Oが短絡していない間、一定である。
したがって、出力トランジスタ31のデューティは、導
通期間wと同様に変化する。なお、デューティは、出力
トランジスタ31の導通期間w/周期Tである。Output transistor 31 according to the present embodiment
The switching frequency is the same as the frequency of the triangular wave V OSC and is constant while the load terminal O is not short-circuited.
Therefore, the duty of the output transistor 31 changes in the same manner as in the conduction period w. Note that the duty is the conduction period w / cycle T of the output transistor 31.
【0059】これにより、レギュレータIC3は、入力
電圧VINや負荷6の変動などによって、出力電圧VO が
僅かに変化した場合、この変化を抑制するように、出力
トランジスタ31のデューティを変更できる。この結
果、定電圧電源回路1の出力電圧VO は、正常状態の
間、所望の値VC に保たれる。Thus, when the output voltage V O changes slightly due to a change in the input voltage V IN or the load 6, the regulator IC 3 can change the duty of the output transistor 31 so as to suppress the change. As a result, the output voltage V O of the constant voltage power supply circuit 1 is maintained at a desired value V C during the normal state.
【0060】なお、電圧値VC は、分圧回路5の抵抗1
4・15の抵抗値R14・R15によって設定され、以
下の式(1)に示すように、 VC =VREF1×(R14+R15)/R14 …(1) となる。また、出力トランジスタ31のデューティD
は、以下に示すように、 D=(VC +Vf )/(VIN−VCE(sat) +Vf ) …(2) となる。なお、上記の式(2)において、Vf は、キャ
ッチダイオード12の準方向電圧であり、V
CE(sat) は、出力トランジスタ31のコレクタ−エミッ
タ間飽和電圧である。The voltage value V C is equal to the resistance 1 of the voltage dividing circuit 5.
It is set by the resistance values R14 and R15 of 4.15, and as shown in the following equation (1), V C = V REF1 × (R14 + R15) / R14 (1) Also, the duty D of the output transistor 31
Is as follows: D = (V C + V f ) / (V IN −V CE (sat) + V f ) (2) In the above equation (2), Vf is a quasi-directional voltage of the catch diode 12, and Vf
CE (sat) is a collector-emitter saturation voltage of the output transistor 31.
【0061】ところで、定電圧電源回路1は、出力電圧
VO を所望の値VC に維持できるように、出力トランジ
スタ31のデューティDを制御する。したがって、負荷
端子Oに極めて重い負荷6が接続された場合、あるい
は、負荷端子Oが短絡された場合などには、上記電圧値
VC を維持しようとして、出力トランジスタ31に過剰
な電流が流れる虞れがある。この過電流は、出力トラン
ジスタ31そのもの、あるいは、平滑化回路4のコイル
11やキャッチダイオード12など、定電圧電源回路1
を構成する各部材を破損する原因となる。したがって、
定電圧電源回路1のようなチョッパレギュレータには、
過電流からの保護機能が不可欠である。Incidentally, the constant voltage power supply circuit 1 controls the duty D of the output transistor 31 so that the output voltage V O can be maintained at a desired value V C. Therefore, when an extremely heavy load 6 is connected to the load terminal O, or when the load terminal O is short-circuited, an excessive current may flow through the output transistor 31 in order to maintain the voltage value V C. There is. This overcurrent is caused by the output transistor 31 itself or the constant voltage power supply circuit 1 such as the coil 11 and the catch diode 12 of the smoothing circuit 4.
May be damaged. Therefore,
For a chopper regulator like the constant voltage power supply circuit 1,
Overcurrent protection is essential.
【0062】以下では、この過電流保護機能を実現する
ための構成、および、過電流保護時の動作について、詳
細に説明する。Hereinafter, a configuration for realizing the overcurrent protection function and an operation at the time of overcurrent protection will be described in detail.
【0063】すなわち、図1に示すように、レギュレー
タIC3には、さらに、出力トランジスタ31のコレク
タと入力端子INとの間に設けられた過電流検出用抵抗
37と、当該過電流検出用抵抗37の両端電圧VR に基
づいて、過電流を検出する過電流検出回路(過電流検出
手段)38と、過電流検出回路38とNAND回路36
との間に介在するフリップフロップ39と、帰還電圧V
ADJ に基づいて、負荷端子Oの短絡を検出し、過電流検
出回路38および発振器34へ短絡を伝えるコンパレー
タ(短絡検出手段)40とが設けられている。That is, as shown in FIG. 1, the regulator IC 3 further includes an overcurrent detecting resistor 37 provided between the collector of the output transistor 31 and the input terminal IN, and the overcurrent detecting resistor 37. Overcurrent detection circuit (overcurrent detection means) 38 for detecting an overcurrent based on the voltage V R across the
And a feedback voltage V
A comparator (short-circuit detection means) 40 for detecting a short-circuit of the load terminal O based on ADJ and transmitting the short-circuit to the overcurrent detection circuit 38 and the oscillator 34 is provided.
【0064】発振器34は、コンパレータ40から、短
絡を示す出力信号VCMP を受け取った場合、非短絡時よ
りも、三角波VOSC の発振周波数を低く設定できる。本
実施形態では、両発振周波数の一例として、非短絡時の
周波数を100kHz、短絡時の周波数を50kHzに
設定している。When the oscillator 34 receives the output signal V CMP indicating a short circuit from the comparator 40, the oscillator 34 can set the oscillation frequency of the triangular wave V OSC to be lower than that when no short circuit occurs. In the present embodiment, as an example of both oscillation frequencies, the frequency at the time of non-short circuit is set to 100 kHz, and the frequency at the time of short circuit is set to 50 kHz.
【0065】また、過電流検出回路38は、過電流検出
用抵抗37の両端電圧VR を監視しており、過電流を検
出した場合、フリップフロップ39のセット端子Sへハ
イレベルのセット信号VSET を出力できる。また、過電
流検出回路38は、過電流を検出する際、短絡時と非短
絡時とで互いに異なる検出レベルを設定できる。短絡時
の検出レベルは、非短絡時の検出レベルよりも低く設定
されており、過電流検出回路38は、コンパレータ40
から短絡を示す出力信号VCMP を受け取っている間、よ
り少ない電流でも過電流と判定できる。The overcurrent detection circuit 38 monitors the voltage V R across the overcurrent detection resistor 37. When an overcurrent is detected, the high-level set signal V is sent to the set terminal S of the flip-flop 39. Can output SET . Further, when detecting an overcurrent, the overcurrent detection circuit 38 can set different detection levels for a short circuit and a non-short circuit. The detection level at the time of short-circuiting is set lower than the detection level at the time of non-short-circuiting.
While receiving the output signal V CMP indicating a short circuit from the controller, it can be determined that an overcurrent occurs even with a smaller current.
【0066】具体的には、過電流検出回路38は、例え
ば、図4に示すように、所定の電圧VS を生成する定電
圧源51と、過電流検出用抵抗37の両端電圧VR に応
じた差の電流IC1およびIC2を出力する検出部52と、
両電流IC1・IC2の比に基づいて、両端電圧VR が検出
レベルに達しているか否かを判定する判定部53と、判
定部53の指示に応じて、フリップフロップ39へセッ
ト信号VSET を出力する出力部54と、コンパレータ4
0から短絡を示す出力信号VCMP を受け取った場合に、
上記電流IC2へ、所定の値の電流IC3を加える定電流源
55とを備えている。More specifically, for example, as shown in FIG. 4, the overcurrent detection circuit 38 supplies a constant voltage source 51 for generating a predetermined voltage V S and a voltage V R across the overcurrent detection resistor 37. A detection unit 52 that outputs currents I C1 and I C2 having a corresponding difference,
Based on the ratio of the two currents I C1 · I C2, a determination unit 53 whether the end-to-end voltage V R reaches the detection level, in accordance with the instruction of the determination unit 53, the set signal V to the flip-flop 39 An output unit 54 for outputting SET , and a comparator 4
When an output signal V CMP indicating a short circuit is received from 0,
A constant current source 55 for adding a predetermined value of current I C3 to the current I C2 ;
【0067】上記検出部52は、互いにベースが接続さ
れたpnp型のトランジスタQ11およびQ12からな
るカレントミラー回路を備えている。トランジスタQ1
1のコレクタおよびベースは、互いに接続されており、
エミッタは、過電流検出用抵抗37の出力トランジスタ
31側の一端に接続されている。一方、トランジスタQ
12のエミッタは、過電流検出用抵抗37の他端に接続
されている。The detecting section 52 has a current mirror circuit composed of pnp transistors Q11 and Q12 whose bases are connected to each other. Transistor Q1
A collector and a base are connected to each other;
The emitter is connected to one end of the overcurrent detection resistor 37 on the output transistor 31 side. On the other hand, transistor Q
The twelve emitters are connected to the other end of the overcurrent detection resistor 37.
【0068】また、判定部53は、互いにベースが接続
されたnpn型のトランジスタQ21ないしQ23から
なるカレントミラー回路を備えている。トランジスタQ
21のコレクタは、ベースに接続されており、さらに、
当該コレクタおよびベースには、定電圧源51から抵抗
R21を介して一定の電圧VS が印加される。一方、ト
ランジスタQ22のコレクタは、検出部52に設けられ
たトランジスタQ11のコレクタに接続されている。同
様に、トランジスタQ23のコレクタは、トランジスタ
Q12のコレクタに接続される。なお、各トランジスタ
Q21ないしQ23のエミッタは、接地されている。The determination section 53 includes a current mirror circuit including npn-type transistors Q21 to Q23 whose bases are connected to each other. Transistor Q
21 collectors are connected to the base, and
The said collector and base, a constant voltage V S is applied from the constant voltage source 51 through a resistor R21. On the other hand, the collector of the transistor Q22 is connected to the collector of the transistor Q11 provided in the detection unit 52. Similarly, the collector of transistor Q23 is connected to the collector of transistor Q12. Note that the emitters of the transistors Q21 to Q23 are grounded.
【0069】上記各トランジスタQ21ないしQ23の
エミッタ面積は、トランジスタQ23のエミッタ面積が
残余のトランジスタQ21・Q22に比べて所定の倍率
だけ大きくなるように設定されている。なお、以降で
は、エミッタ面積の例として、各トランジスタQ21な
いしQ23のエミッタ面積が、1:1:4の場合につい
て説明する。トランジスタを正常動作させるために必要
なコレクタ電流は、エミッタ面積が大きい程、大きくな
るので、図5に示すように、トランジスタQ23は、正
常に動作させるために、残余のトランジスタQ21・Q
22に比べて4倍のコレクタ電流を必要とする。The emitter area of each of the transistors Q21 to Q23 is set such that the emitter area of the transistor Q23 is larger by a predetermined factor than the remaining transistors Q21 and Q22. Hereinafter, a case where the emitter area of each of the transistors Q21 to Q23 is 1: 1: 4 will be described as an example of the emitter area. Since the collector current required for normal operation of the transistor increases as the emitter area increases, as shown in FIG. 5, the transistor Q23 is connected to the remaining transistors Q21 and Q21 in order to operate normally.
It requires four times the collector current as compared with 22.
【0070】加えて、出力部54は、上記トランジスタ
Q23のコレクタ電位に応じて、導通/遮断するnpn
型のトランジスタQ31およびQ32を備えている。具
体的には、トランジスタQ31のベースは、判定部53
のトランジスタQ23のコレクタに接続されており、ト
ランジスタQ31のコレクタには、抵抗R31を介し
て、定電圧源51より一定の電圧VS が印加されてい
る。さらに、トランジスタQ31のコレクタと抵抗R3
1との接続点には、トランジスタQ32のベースが接続
されている。また、当該トランジスタQ32のコレクタ
には、抵抗R32を介して、上記定電圧源51より電圧
VS が印加されており、当該トランジスタQ32と抵抗
R32との接続点は、図1に示すフリップフロップ39
のセット端子Sへ接続されている。なお、両トランジス
タQ31・Q32のエミッタは、それぞれ接地されてい
る。In addition, the output section 54 is connected to an npn transistor which is turned on / off in accordance with the collector potential of the transistor Q23.
Transistors Q31 and Q32. Specifically, the base of the transistor Q31 is
Is connected to the collector of the transistor Q23. A constant voltage V S is applied to the collector of the transistor Q31 from the constant voltage source 51 via the resistor R31. Further, the collector of the transistor Q31 and the resistor R3
The connection point of the transistor 1 is connected to the base of the transistor Q32. The voltage V S is applied to the collector of the transistor Q32 from the constant voltage source 51 via the resistor R32. The connection point between the transistor Q32 and the resistor R32 is connected to the flip-flop 39 shown in FIG.
Is connected to the set terminal S. The emitters of both transistors Q31 and Q32 are grounded.
【0071】さらに、定電流源55は、図1に示すコン
パレータ40の出力電圧VCMP がベースに印加されるn
pn型のトランジスタQ41と、互いにベースが接続さ
れたpnp型のトランジスタQ42・Q43により構成
され、当該トランジスタQ41のコレクタ電流を上記判
定部53へ伝えるカレントミラー回路とを備えている。
上記トランジスタQ42のコレクタは、自らのベースと
接続されており、さらに、抵抗R41を介して、上記ト
ランジスタQ41のコレクタに接続されている。一方、
トランジスタQ43のコレクタは、上記判定部53にお
いて、トランジスタQ23のコレクタに接続される。な
お、各トランジスタQ42・Q43のエミッタには、定
電圧源51から所定の電圧VS が印加されており、トラ
ンジスタQ41のエミッタは、接地されている。Further, the constant current source 55 is connected to the output voltage V CMP of the comparator 40 shown in FIG.
It comprises a pn transistor Q41 and pnp transistors Q42 and Q43 whose bases are connected to each other, and a current mirror circuit for transmitting the collector current of the transistor Q41 to the determination section 53.
The collector of the transistor Q42 is connected to its own base, and further connected to the collector of the transistor Q41 via a resistor R41. on the other hand,
The collector of the transistor Q43 is connected to the collector of the transistor Q23 in the determination section 53. Note that the emitter of each transistor Q42 · Q43, are applied from the constant voltage source 51 a predetermined voltage V S is, the emitter of the transistor Q41 is grounded.
【0072】トランジスタQ41のベースに、上記コン
パレータ40からハイレベルの出力信号VCMP が印加さ
れた場合、当該トランジスタQ41が導通し、そのコレ
クタ電流IC3は、トランジスタQ42・Q43からなる
カレントミラー回路を介して、判定部53のトランジス
タQ23へ向けて出力される。当該コレクタ電流I
C3は、定電圧源51の出力電圧VS や抵抗R41の抵抗
値などによって決定される。これに対して、出力信号V
CMP がローレベルになると、トランジスタQ41が遮断
され、コレクタ電流が流れない。したがって、定電流源
55は、動作を停止し、判定部53へ電流を供給しな
い。この結果、定電流源55は、上記出力信号VCMP が
ハイレベルの場合、すなわち、上記コンパレータ40が
短絡を検出した場合にのみ動作を開始して、判定部53
へ所定の電流IC3を供給できる。When a high-level output signal V CMP is applied from the comparator 40 to the base of the transistor Q41, the transistor Q41 conducts, and its collector current I C3 is supplied to the current mirror circuit composed of the transistors Q42 and Q43. The signal is output to the transistor Q23 of the determination unit 53 via the output terminal. The collector current I
C3 is determined by the output voltage V S of the constant voltage source 51, the resistance value of the resistor R41, and the like. On the other hand, the output signal V
When the CMP goes low, the transistor Q41 is shut off, and no collector current flows. Therefore, the constant current source 55 stops operating and does not supply current to the determination unit 53. As a result, the constant current source 55 starts operating only when the output signal V CMP is at a high level, that is, when the comparator 40 detects a short circuit,
A predetermined current I C3 can be supplied to
【0073】上記構成の過電流検出回路38において、
出力トランジスタ31を流れる電流が少ない場合、過電
流検出用抵抗37の電圧降下、すなわち、両端電圧VR
も低くなっている。この状態では、検出部52におい
て、両トランジスタQ11・Q12のベース−エミッタ
間電圧VBE(Q12)、VBE(Q11)は、VBE(Q1
2)≒VBE(Q11)となっている。両トランジスタQ
11・Q12のエミッタ面積は、同一なので、両トラン
ジスタQ11・Q12のコレクタ電流IC1、IC2は、I
C2=IC1となる。In the overcurrent detection circuit 38 having the above configuration,
When the current flowing through the output transistor 31 is small, the voltage drop of the overcurrent detection resistor 37, that is, the voltage V R
Is also low. In this state, in the detection unit 52, the base-emitter voltages V BE (Q12) and V BE (Q11) of both transistors Q11 and Q12 are equal to V BE (Q1
2) ΔV BE (Q11). Both transistors Q
Since the emitter areas of 11 and Q12 are the same, the collector currents I C1 and I C2 of both transistors Q11 and Q12 are
C2 = IC1 .
【0074】ところで、上記電流IC1は、判定部53の
カレントミラー回路を流れる電流IC0によって制御され
ている。すなわち、トランジスタQ21のコレクタ電流
IC0は、定電圧源51の出力電圧VS および抵抗R21
の抵抗値によって決定され、一定の値に保たれている。
本実施形態では、トランジスタQ21およびQ22のエ
ミッタ面積は、同一に保たれているので、IC0=IC1と
なる。したがって、両端電圧VR が少ない状態では、I
C0=IC1=IC2となっている。The current I C1 is controlled by the current I C0 flowing through the current mirror circuit of the judgment section 53. That is, the collector current I C0 of the transistor Q21 is equal to the output voltage V S of the constant voltage source 51 and the resistance R21.
And is maintained at a constant value.
In the present embodiment, since the emitter areas of the transistors Q21 and Q22 are kept the same, I C0 = I C1 . Therefore, when the voltage V R is small, I
C0 = IC1 = IC2 .
【0075】一方、判定部53において、トランジスタ
Q23のエミッタ面積は、残余のトランジスタQ21・
Q22に比べて大きく設定されている。したがって、こ
の状態では、トランジスタQ21およびQ22が正常に
動作しているにも関わらず、トランジスタQ23は、正
常に動作できない。具体的には、トランジスタQ23
は、図5に示すように、コレクタ電流がIC1の場合、コ
レクタ−エミッタ間電圧VCE(Q23)が、VCE(Q2
3)=V0 <0.7Vとなっている。この値は、トラン
ジスタQ23のコレクタに接続されているトランジスタ
Q31を駆動するために必要なVBE=0.7Vに満たな
い。On the other hand, in the judgment section 53, the emitter area of the transistor Q23 is equal to the remaining transistor Q21 ·
It is set to be larger than Q22. Therefore, in this state, although the transistors Q21 and Q22 are operating normally, the transistor Q23 cannot operate normally. Specifically, the transistor Q23
As shown in FIG. 5, when the collector current is I C1 , the collector-emitter voltage V CE (Q23) becomes V CE (Q2
3) = V 0 <0.7V This value is less than the required V BE = 0.7 V for driving the transistor Q31 connected to the collector of the transistor Q23.
【0076】この結果、出力部54において、トランジ
スタQ31がオフ状態になっており、トランジスタQ3
2のベース電位は、VS になる。したがって、トランジ
スタQ32が導通し、そのコレクタ電位、すなわち、セ
ット信号VSET は、ローレベルに保たれる。As a result, in the output section 54, the transistor Q31 is turned off and the transistor Q3
The base potential of 2 becomes VS. Therefore, transistor Q32 conducts, and its collector potential, ie, set signal V SET is kept at a low level.
【0077】これに対して、出力トランジスタ31を流
れる電流が多くなると、過電流検出用抵抗37の両端電
圧VR も大きくなる。ここで、トランジスタQ11のコ
レクタ電流IC1は、判定部53の定電流IC0と同一で、
一定に保たれている。したがって、トランジスタQ11
のベース−エミッタ間電圧VBEは、略0.7Vのまま変
化しない。一方、トランジスタQ12のエミッタ電位
は、トランジスタQ11に比べて、VR だけ高いので、
トランジスタQ12のベース−エミッタ間電圧VBE(Q
12)は、VR +VBEとなる。したがって、図6に示す
ように、トランジスタQ12のコレクタ電流IC2は、両
端電圧Vの増加に伴って、急峻に増加する。On the other hand, when the current flowing through the output transistor 31 increases, the voltage V R across the overcurrent detection resistor 37 also increases. Here, the collector current I C1 of the transistor Q11 is the same as the constant current I C0 of the determination unit 53,
It is kept constant. Therefore, transistor Q11
, The base-emitter voltage V BE remains unchanged at about 0.7V. On the other hand, the emitter potential of the transistor Q12 is compared to the transistors Q11, is higher by V R,
The base-emitter voltage V BE (Q
12), the V R + V BE. Therefore, as shown in FIG. 6, the collector current I C2 of the transistor Q12 increases sharply with an increase in the voltage V between both ends.
【0078】上記電流IC2が増加して、判定部53のト
ランジスタQ23へ流れる電流IC(Q23)が、4・
IC1を越えると、図5に示すように、VCE(Q23)>
0.7Vとなる。この値は、トランジスタQ31のVBE
(Q31)≒0.7Vを越えており、出力部54のトラ
ンジスタQ31を十分に駆動させることができる。The current I C2 increases, and the current I C (Q23) flowing to the transistor Q23 of the judgment unit 53 becomes 4 ·
When I C1 is exceeded, as shown in FIG. 5, V CE (Q23)>
0.7V. This value is the V BE of transistor Q31.
(Q31) is over 0.7V, and the transistor Q31 of the output unit 54 can be sufficiently driven.
【0079】この結果、出力部54において、トランジ
スタQ31が導通して、抵抗R31に、トランジスタQ
31のコレクタ電流が流れる。したがって、抵抗R31
の電圧降下によって、トランジスタQ32のベース電位
が下がり、トランジスタQ32が遮断される。これによ
り、トランジスタQ32のコレクタ電位、すなわち、セ
ット信号VSET は、ハイレベルとなる。As a result, in the output section 54, the transistor Q31 is turned on, and the resistor R31 is connected to the transistor Q31.
31 collector currents flow. Therefore, the resistance R31
, The base potential of the transistor Q32 drops, and the transistor Q32 is cut off. As a result, the collector potential of the transistor Q32, that is, the set signal V SET goes high.
【0080】過電流検出回路38において、検出部52
は、両端電圧VR の増加に応じて、電流IC2を増加させ
る。また、判定部53は、トランジスタQ23を流れる
電流IC (Q23)が所定の値を越えたか否かを判定す
る。さらに、出力部54は、判定部53の指示に従っ
て、図1に示すフリップフロップ39へセット信号V
SET を送出する。上記電流IC (Q23)は、検出部5
2および定電流源55から供給される電流IC2・IC3の
合計なので、IC3が変化しない場合、IC (Q23)
は、IC2によって変化する。したがって、過電流検出回
路38は、出力トランジスタ31が流れる電流が検出レ
ベルを越えたか否かを、フリップフロップ39へ通知で
きる。In the overcurrent detecting circuit 38, the detecting section 52
Increases the current I C2 according to the increase of the voltage V R. The determining unit 53 determines whether the current I C (Q23) flowing through the transistor Q23 has exceeded a predetermined value. Further, the output unit 54 sends the set signal V to the flip-flop 39 shown in FIG.
Send SET . The current I C (Q23) is detected by the detecting unit 5
2 and the current I C2 · I C3 supplied from the constant current source 55, and if I C3 does not change, I C (Q23)
Varies with I C2 . Therefore, the overcurrent detection circuit 38 can notify the flip-flop 39 whether or not the current flowing through the output transistor 31 has exceeded the detection level.
【0081】さらに、定電流源55は、短絡時に電流I
C3を供給しており、非短絡時には、電流を供給していな
い。したがって、短絡時には、より少ない電流IC2であ
っても、判定部53が受け取る電流は、上記所定の値を
越える。この結果、短絡時において、過電流を検出する
際の検出レベルを非短絡時に比べて低下させることがで
きる。Further, the constant current source 55 supplies the current I
C3 is supplied, and no current is supplied when not short-circuited. Therefore, at the time of a short circuit, even if the current I C2 is smaller, the current received by the determination unit 53 exceeds the above-described predetermined value. As a result, at the time of short-circuit, the detection level for detecting overcurrent can be reduced as compared with the case of no short-circuit.
【0082】具体的には、短絡時において、判定部53
のトランジスタQ23には、検出部52のトランジスタ
Q12、および、定電流源55のトランジスタQ43の
双方から電流が供給されている。したがって、図7に示
すように、各トランジスタQ12・Q43からのコレク
タ電流を、それぞれ、IC (Q12)、IC (Q43)
とすると、トランジスタQ23へ供給される電流I
C (Q12+Q43)は、両者の和となる。したがっ
て、トランジスタQ23を十分導通させるために必要な
電流IC (Q12)は、比較的低い値に保たれている。
なお、図中、IC (Q23)は、トランジスタQ23の
負荷線である。More specifically, when a short circuit occurs, the judgment unit 53
The current is supplied from both the transistor Q12 of the detection unit 52 and the transistor Q43 of the constant current source 55 to the transistor Q23. Therefore, as shown in FIG. 7, the collector currents from the transistors Q12 and Q43 are changed to I C (Q12) and I C (Q43), respectively.
Then, the current I supplied to the transistor Q23 is
C (Q12 + Q43) is the sum of the two. Therefore, the current I C (Q12) required to make transistor Q23 sufficiently conductive is kept at a relatively low value.
In the figure, I C (Q23) is a load line of the transistor Q23.
【0083】一方、非短絡時では、定電流源55は動作
しておらず、トランジスタQ12のみがトランジスタQ
23へ電流を供給している。したがって、図8に示すよ
うに、トランジスタQ23を十分導通させるために必要
な電流IC (Q12)は、図7に示すIC (Q12)に
比べて比較的大きくなる。On the other hand, at the time of non-short circuit, constant current source 55 is not operating, and only transistor Q12 is connected to transistor Q12.
23 is supplied with current. Therefore, as shown in FIG. 8, the current I C (Q12) required to make transistor Q23 sufficiently conductive is relatively larger than I C (Q12) shown in FIG.
【0084】この結果、判定部53は、短絡時におい
て、非短絡時に比べて、より少ないコレクタ電流IC2で
あっても、出力部54へ電流を供給する。したがって、
判定部53が電流を供給し始めるコレクタ電流IC2およ
び過電流検出用抵抗37の両端電圧VR は、短絡時の方
が非短絡時に比べて低くなる。As a result, the determination section 53 supplies a current to the output section 54 even when the collector current I C2 is smaller in a short circuit than in a non-short circuit. Therefore,
The collector current I C2 at which the judging section 53 starts to supply the current and the voltage V R across the overcurrent detection resistor 37 are lower in the short circuit state than in the non-short circuit state.
【0085】これにより、図1に示す過電流検出回路3
8は、コンパレータ40から短絡を示す出力信号VCMP
が通知された場合、過電流を検出する際の検出レベル
を、非短絡時に比べて低く設定できる。また、過電流検
出回路38は、過電流検出用抵抗37の両端電圧VR に
基づいて、出力トランジスタ31を流れる電流を検出
し、図9に示すように、現時点での検出レベルを越えた
場合、フリップフロップ39のセット端子Sへハイレベ
ルのセット信号VSET を印加できる。Thus, the overcurrent detection circuit 3 shown in FIG.
8 is an output signal V CMP from the comparator 40 indicating a short circuit.
Is notified, the detection level for detecting the overcurrent can be set lower than when no short circuit occurs. Further, the overcurrent detection circuit 38 detects the current flowing through the output transistor 31 based on the voltage V R across the overcurrent detection resistor 37, and, as shown in FIG. , A high-level set signal V SET can be applied to the set terminal S of the flip-flop 39.
【0086】一方、フリップフロップ39において、リ
セット端子Rは、発振器34に接続されており、三角波
VOSC の1周期毎に、発振器34からリセット信号を受
け取っている。また、フリップフロップ39の反転出力
端子Qバーは、NAND回路36の入力の一方に接続さ
れている。これにより、フリップフロップ39は、ハイ
レベルのセット信号VSET を受け取ってから、リセット
信号を受け取るまでの間、ローレベルの信号をNAND
回路36へ与えることができる。On the other hand, in the flip-flop 39, the reset terminal R is connected to the oscillator 34, and receives a reset signal from the oscillator 34 every one cycle of the triangular wave VOSC . The inverted output terminal Q of the flip-flop 39 is connected to one input of the NAND circuit 36. As a result, the flip-flop 39 outputs the low-level signal from the reception of the high-level set signal V SET to the reception of the reset signal.
Circuit 36.
【0087】また、コンパレータ40において、反転入
力端子は、フィードバック端子ADJに接続されてお
り、帰還電圧VADJ が印加されている。また、非反転入
力端子には、定電圧源40aから、一定の基準電圧V
REF2が印加されている。これにより、コンパレータ40
は、帰還電圧VADJ が基準電圧VREF2よりも低下した場
合、発振器34および過電流検出回路38へハイレベル
の出力信号VCMP を印加して、両部材34・38へ、負
荷端子Oの短絡を通知できる。In the comparator 40, the inverting input terminal is connected to the feedback terminal ADJ, and the feedback voltage V ADJ is applied. The non-inverting input terminal receives a constant reference voltage V from the constant voltage source 40a.
REF2 is applied. Thereby, the comparator 40
When the feedback voltage V ADJ becomes lower than the reference voltage V REF2 , a high-level output signal V CMP is applied to the oscillator 34 and the overcurrent detection circuit 38 to short-circuit the load terminal O to both members 34 and 38. Can be notified.
【0088】上記構成の定電圧電源回路1において、過
電流検出時における各部の動作について説明すると以下
の通りである。なお、説明の際には、定電圧電源回路1
の出力電圧VO に対する出力電圧IO の特性、すなわ
ち、過電流保護特性を示す図10を参照する。The operation of each unit in the constant voltage power supply circuit 1 having the above configuration when overcurrent is detected will be described below. In the description, the constant voltage power supply circuit 1
FIG. 10 showing the characteristics of the output voltage I O with respect to the output voltage V O of FIG.
【0089】まず、非短絡時において、レギュレータI
C3は、上述したように、帰還電圧VADJ に基づいて、
出力トランジスタ31のデューティを制御して、出力電
圧VO を一定の値VC に保っている。この状態では、帰
還電圧VADJ がVREF2を下回っていない。この結果、コ
ンパレータ40は、出力信号VCMP をローレベルにし
て、発振器34および過電流検出回路38へ、負荷端子
Oが短絡していないことを通知している。First, at the time of non-short circuit, the regulator I
C3 is based on the feedback voltage V ADJ as described above.
The duty of the output transistor 31 is controlled to keep the output voltage V O at a constant value V C. In this state, the feedback voltage V ADJ is not lower than V REF2 . As a result, the comparator 40 sets the output signal V CMP to the low level, and notifies the oscillator 34 and the overcurrent detection circuit 38 that the load terminal O is not short-circuited.
【0090】したがって、発振器34の発振周波数、す
なわち、出力トランジスタ31のスイッチング周波数
は、短絡時よりも高い周波数に設定されている。また、
過電流検出回路38では、図4に示す定電流源55が電
流IC3を供給していない。この結果、過電流検出時の検
出レベルは、短絡時の検出レベルよりも高いレベルに設
定されている。Therefore, the oscillation frequency of the oscillator 34, that is, the switching frequency of the output transistor 31, is set to a higher frequency than that at the time of short circuit. Also,
In the overcurrent detection circuit 38, the constant current source 55 shown in FIG. 4 does not supply the current I C3 . As a result, the detection level at the time of overcurrent detection is set to a higher level than the detection level at the time of short circuit.
【0091】過電流検出回路38は、過電流検出用抵抗
37の両端電圧VR を監視して、出力トランジスタ31
を流れる電流が過剰であるか否かを判定している。例え
ば、図10に示す出力電流IO がIS0以下の領域では、
過電流検出用抵抗37の両端電圧VR は出力トランジス
タ31を流れる電流によって増減しているが、上記検出
レベルを越えていない。したがって、図1に示すよう
に、過電流検出回路38は、フリップフロップ39へロ
ーレベルのセット信号VSET を印加している。この結
果、出力トランジスタ31の導通は、阻止されず、定電
圧電源回路1は、何ら支障なく、出力電圧VO を所定の
値VC に保つことができる。The overcurrent detection circuit 38 monitors the voltage V R across the overcurrent detection resistor 37 and outputs
It is determined whether the current flowing through is excessive. For example, the output current I O is I S0 following areas shown in FIG. 10,
The voltage V R across the overcurrent detection resistor 37 is increased or decreased by the current flowing through the output transistor 31, but does not exceed the detection level. Therefore, as shown in FIG. 1, the overcurrent detection circuit 38 applies the low-level set signal V SET to the flip-flop 39. As a result, the conduction of the output transistor 31 is not prevented, and the constant voltage power supply circuit 1 can keep the output voltage V O at the predetermined value V C without any problem.
【0092】一方、入力電源2の電圧VINが増加した
り、負荷6が重くなったりして、出力トランジスタ31
を流れる電流が増加すると、これに伴って、過電流検出
用抵抗37の両端電圧VR も増加する。過電流検出回路
38は、両端電圧VR が増加して、非短絡時の検出レベ
ルを越えた場合、フリップフロップ39のセット端子S
へ、ハイレベルの信号を印加する。また、フリップフロ
ップ39のリセット端子Rには、発振器34から1周期
毎にリセット信号が印加されている。これにより、過電
流の検出時において、フリップフロップ39は、パルス
・バイ・パルス動作を行い、1周期の間、NAND回路
36へローレベルの信号を印加し続ける。この結果、N
AND回路36は、PWMコンパレータ35の出力に関
わらず、ドライブ用トランジスタ32のベース電位VB
をハイレベルに保ち続ける。したがって、当該スイッチ
ング周期において、出力トランジスタ31の導通は、阻
止される。なお、フリップフロップ39は、1周期毎に
リセットされるが、過電流検出回路38は、過電流を検
出し続けている間、フリップフロップ39へローレベル
のセット信号VSET を送り続けているので、検出してい
る間、出力トランジスタ31の導通は阻止される。On the other hand, when the voltage V IN of the input power supply 2 increases or the load 6 becomes heavy, the output transistor 31
Increases, the voltage V R across the overcurrent detection resistor 37 also increases. The overcurrent detection circuit 38 sets the set terminal S of the flip-flop 39 when the voltage V R increases and exceeds the non-short detection level.
, A high-level signal is applied. A reset signal is applied to the reset terminal R of the flip-flop 39 from the oscillator 34 every cycle. Thus, when an overcurrent is detected, the flip-flop 39 performs a pulse-by-pulse operation, and continuously applies a low-level signal to the NAND circuit 36 for one cycle. As a result, N
The AND circuit 36 controls the base potential V B of the driving transistor 32 regardless of the output of the PWM comparator 35.
Keep high level. Accordingly, in the switching cycle, the conduction of the output transistor 31 is blocked. Although the flip-flop 39 is reset every cycle, the overcurrent detection circuit 38 continues to send the low-level set signal V SET to the flip-flop 39 while detecting the overcurrent. , The conduction of the output transistor 31 is blocked.
【0093】この状態では、出力トランジスタ31の導
通時間は、PWMコンパレータ35の指示よりも少なく
なる。この結果、定電圧電源回路1は、過電流から保護
される。その後、過電流の原因が解消されて、出力トラ
ンジスタ31を流れる電流が検出レベルを下回ると、過
電流検出回路38は、フリップフロップ39へローレベ
ルのセット信号VSET を印加する。この結果、出力トラ
ンジスタ31の導通が再開され、定電圧電源回路1は、
正常状態に復帰する。In this state, the conduction time of the output transistor 31 becomes shorter than the instruction of the PWM comparator 35. As a result, the constant voltage power supply circuit 1 is protected from overcurrent. Thereafter, when the cause of the overcurrent is eliminated and the current flowing through the output transistor 31 falls below the detection level, the overcurrent detection circuit 38 applies the low-level set signal V SET to the flip-flop 39. As a result, conduction of the output transistor 31 is resumed, and the constant voltage power supply circuit 1
Return to normal status.
【0094】一般に、過電流の原因が、入力電圧VINの
増加や負荷6の変動などの場合は、出力電流IO の変化
が緩やかで、過電流状態の期間も短い。また、過電流の
状態が解消された場合、正常な状態へ速やかに復帰し
て、レギュレータIC3は、デューティの制御を再開す
ることが要求されている。In general, when the cause of the overcurrent is an increase in the input voltage V IN or a change in the load 6, the output current IO changes slowly and the period of the overcurrent state is short. Further, when the overcurrent state is resolved, it is required that the regulator IC3 immediately returns to a normal state and resumes the duty control.
【0095】本実施形態に係る定電圧電源回路1では、
コンパレータ40が短絡を検出していない間、発振器3
4の発振周波数、および、過電流検出回路38の検出レ
ベルは、従来と同じく高い値に保たれている。したがっ
て、過電流検出回路38は、出力トランジスタ31を流
れる電流の減少を、即座に検出できる。また、フリップ
フロップ39がパルス・バイ・パルス動作する際の周期
は、従来と同様に短く設定されており、フリップフロッ
プ39は、過電流検出回路38から過電流状態の解消が
伝えられると、NAND回路36へデューティ制御の再
開を即座に指示できる。この結果、定電圧電源回路1
は、過電流状態が解消された場合、正常状態へ即座に復
帰できる。In the constant voltage power supply circuit 1 according to the present embodiment,
While the comparator 40 does not detect a short circuit, the oscillator 3
The oscillation frequency of No. 4 and the detection level of the overcurrent detection circuit 38 are kept high as in the conventional case. Therefore, the overcurrent detection circuit 38 can immediately detect a decrease in the current flowing through the output transistor 31. Further, the cycle when the flip-flop 39 performs the pulse-by-pulse operation is set to be short as in the related art, and when the overcurrent detection circuit 38 reports that the overcurrent state has been eliminated, the flip-flop 39 performs the NAND operation. It is possible to immediately instruct the circuit 36 to restart the duty control. As a result, the constant voltage power supply circuit 1
Can immediately return to a normal state when the overcurrent state is resolved.
【0096】一方、負荷端子Oが短絡された場合、定電
圧電源回路1の出力電圧VO は、低下し、これに伴っ
て、帰還電圧VADJ も低下する。また、入力電圧VINと
出力電圧VO との差が大きくなるので、出力トランジス
タ31を流れる電流は、大幅に増加する。したがって、
非短絡時の過電流状態と同様に、過電流検出回路38
は、過電流を検出して、フリップフロップ39に、出力
トランジスタ31の導通を阻止させている。On the other hand, when the load terminal O is short-circuited, the output voltage V O of the constant voltage power supply circuit 1 decreases, and accordingly, the feedback voltage V ADJ also decreases. Further, since the difference between the input voltage V IN and the output voltage V O increases, the current flowing through the output transistor 31 greatly increases. Therefore,
Similarly to the overcurrent state at the time of non-short circuit, the overcurrent detection circuit 38
Detects an overcurrent and causes the flip-flop 39 to prevent the output transistor 31 from conducting.
【0097】この状態では、出力トランジスタ31の導
通時間が少なくなり、定電圧電源回路1は、出力電圧V
O を一定の値VC に保つことができない。また、出力ト
ランジスタ31の導通が阻止されると、出力トランジス
タ31を流れる電流が少なくなる。過電流検出回路38
は、当該電流が検出レベルを下回ると、出力トランジス
タ31の導通を再開させる。ところが、出力電圧VO が
低下すると、PWMコンパレータ35は、誤差増幅器3
3の指示に従い、出力トランジスタ31のデューティを
高く制御しようとする。したがって、過電流時には、定
電圧電源回路1の出力電流IO は、出力電圧VO の低下
に伴って増加する(図10において、出力電圧VO がV
C からVREF2までの間)。In this state, the conduction time of the output transistor 31 decreases, and the constant voltage power supply circuit 1
O and can not be kept at a constant value V C. When the conduction of the output transistor 31 is blocked, the current flowing through the output transistor 31 decreases. Overcurrent detection circuit 38
Restarts conduction of the output transistor 31 when the current falls below the detection level. However, when the output voltage V O decreases, the PWM comparator 35 sets the error amplifier 3
According to the instruction of No. 3, the duty of the output transistor 31 is controlled to be high. Therefore, at the time of overcurrent, the output current I O of the constant voltage power supply circuit 1 increases as the output voltage V O decreases (in FIG. 10, the output voltage V O becomes V
From C to VREF2 ).
【0098】さらに、出力電圧VO および帰還電圧V
ADJ が低下して、帰還電圧VADJ が基準電圧VREF2を下
回った場合、コンパレータ40は、出力信号VCMP をハ
イレベルにして、発振器34および過電流検出回路38
へ短絡を通知する(図10において、出力電圧VO がV
REF2の時点)。Further, the output voltage V O and the feedback voltage V
When ADJ decreases and the feedback voltage V ADJ falls below the reference voltage V REF2 , the comparator 40 sets the output signal V CMP to a high level and sets the oscillator 34 and the overcurrent detection circuit 38.
(In FIG. 10, the output voltage V O is V
At REF2 ).
【0099】これに従い、発振器34は、発振周波数を
変換し、非短絡時の周波数よりも低い周波数にて、フリ
ップフロップ39のリセット端子Rへリセット信号を入
力する。これにより、フリップフロップ39がパルス・
バイ・パルス動作する際の周期が長くなり、出力トラン
ジスタ31の導通は、より長い期間、阻止される。この
結果、図10に示すように、定電圧電源回路1の出力電
流IO は、出力電圧VO がVREF2を下回った時点におい
て、大きく低下する。According to this, the oscillator 34 converts the oscillation frequency and inputs a reset signal to the reset terminal R of the flip-flop 39 at a frequency lower than the frequency when no short circuit occurs. This causes the flip-flop 39 to output the pulse
The period of the bi-pulse operation becomes longer, and the conduction of the output transistor 31 is blocked for a longer period. As a result, as shown in FIG. 10, the output current I O of the constant voltage power supply circuit 1 drops significantly when the output voltage V O falls below V REF2 .
【0100】一方、過電流検出回路38は、出力信号V
CMP がハイレベルになると、過電流検出時の検出レベル
を、非短絡時よりも低い値に変更する。さらに、過電流
検出回路38は、過電流検出用抵抗37の両端電圧VR
が当該検出レベルを越えた場合に、出力トランジスタ3
1の導通を阻止する。On the other hand, the overcurrent detection circuit 38 outputs the output signal V
When the CMP goes high, the detection level at the time of overcurrent detection is changed to a value lower than that at the time of non-short circuit. Further, the overcurrent detection circuit 38 detects the voltage V R across the overcurrent detection resistor 37.
Exceeds the detection level, the output transistor 3
1 is blocked.
【0101】ところで、過電流の検出レベルが低く設定
されている場合でも、出力電圧VOが低下するに従っ
て、出力電流IO は増加する。ところが、検出レベルが
低く設定されているので、出力電流IO がより低い値に
なるまで、過電流検出回路38は、出力トランジスタ3
1の導通を抑制する。したがって、出力電圧VO に対す
る出力電流IO の傾きは、非短絡時に比べて、より急峻
になる。By the way, even when the overcurrent detection level is set low, as the output voltage V O decreases, the output current I O increases. However, since the detection level is set low, the overcurrent detection circuit 38 outputs the output transistor 3 until the output current IO becomes lower.
1 is suppressed. Therefore, the slope of the output current I O with respect to the output voltage V O becomes steeper than when no short circuit occurs.
【0102】この結果、図10に示す過電流保護特性に
おいて、すそ野の部分は、従来の特性(破線)に比べて
大幅に削減される。さらに、短絡時の電流IS1は、従来
の短絡電流IS2に比べて低減され、短絡検出時の出力電
流IO 以下に抑えられている。As a result, in the overcurrent protection characteristic shown in FIG. 10, the skirt portion is greatly reduced as compared with the conventional characteristic (broken line). Further, the current I S1 at the time of short-circuit is reduced as compared with the conventional short-circuit current I S2 , and is suppressed to be equal to or less than the output current I O at the time of short-circuit detection.
【0103】垂下特性での短絡電流を抑えることができ
るので、短絡時における出力トランジスタ31の発熱
は、従来に比べて大幅に抑えられる。この結果、レギュ
レータIC3の安全性が向上する。また、例えば、放熱
フィンなど、レギュレータIC3を冷却するための部材
が、より小型に、あるいは不要になる。さらに、出力ト
ランジスタ31の電流定格を下げることができるので、
例えば、誤差増幅器33など、レギュレータIC3を構
成する他の部材と出力トランジスタ31とを同一のパッ
ケージに形成しやすくなる。また、例えば、平滑化回路
4を構成するキャッチダイオード12やコイル11な
ど、レギュレータIC3に外付けする部材の電流定格を
下げることができる。この結果、より小型で、安価な定
電圧電源回路1を提供できる。Since the short-circuit current due to the drooping characteristic can be suppressed, the heat generation of the output transistor 31 at the time of short-circuit can be greatly suppressed as compared with the related art. As a result, the safety of the regulator IC 3 is improved. Further, for example, a member for cooling the regulator IC 3 such as a radiation fin becomes smaller or unnecessary. Further, since the current rating of the output transistor 31 can be reduced,
For example, it becomes easy to form another member constituting the regulator IC 3 such as the error amplifier 33 and the output transistor 31 in the same package. Further, for example, the current rating of a member externally attached to the regulator IC 3 such as the catch diode 12 and the coil 11 constituting the smoothing circuit 4 can be reduced. As a result, a smaller and cheaper constant voltage power supply circuit 1 can be provided.
【0104】なお、本実施形態では、図4に示す過電流
検出回路38を例に説明しているが、これに限るもので
はない。例えば、過電流検出回路38は、コンパレータ
40の指示に応じて、2つの異なる基準電圧のうちの一
方を出力し、当該基準電圧と、過電流検出用抵抗37の
両端電圧VR とを比較して、出力トランジスタ31を流
れる電流が過剰であるか否かを判定してもよい。コンパ
レータ40が短絡を通知した場合、過電流検出回路38
が過電流を検出する際の検出レベルを非短絡時に比べて
低下させることができれば、本実施形態と同様の効果を
得られる。In the present embodiment, the overcurrent detection circuit 38 shown in FIG. 4 has been described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, the overcurrent detection circuit 38 outputs one of two different reference voltages according to the instruction of the comparator 40, and compares the reference voltage with the voltage V R across the overcurrent detection resistor 37. Thus, it may be determined whether the current flowing through the output transistor 31 is excessive. When the comparator 40 notifies the short circuit, the overcurrent detection circuit 38
If the detection level for detecting overcurrent can be reduced as compared with the case where no short circuit occurs, the same effect as that of the present embodiment can be obtained.
【0105】ただし、上記構成の場合、両基準電圧を低
くすることが難しいという問題がある。例えば、トラン
ジスタなどを用いて、両端電圧VR と両基準電圧とを比
較する場合、トランジスタのベース−エミッタ間電圧に
制限されて、両基準電圧を余り低い値に設定できない。
したがって、高い方の基準電圧は、従来のチョッパレギ
ュレータで過電流を検出する際の基準電圧に比べて高く
なりがちである。この結果、過電流検出用抵抗37の抵
抗値を従来より高く設定して、過電流検出用抵抗37の
両端電圧VR を上げる必要がある。ところが、過電流検
出用抵抗37での電圧降下は、定電圧電源回路1の損失
となるため、過電流検出用抵抗37の抵抗値を大きくす
ると、消費電力が増大する。However, the above configuration has a problem that it is difficult to lower both reference voltages. For example, by using a transistor, when comparing the end-to-end voltage V R and the two reference voltages, the base of the transistor - is limited to emitter voltage can not be set both reference voltage too low.
Therefore, the higher reference voltage tends to be higher than the reference voltage when detecting an overcurrent with a conventional chopper regulator. As a result, it is necessary to set the resistance value of the overcurrent detection resistor 37 higher than before, and increase the voltage V R across the overcurrent detection resistor 37. However, a voltage drop in the overcurrent detection resistor 37 causes a loss in the constant voltage power supply circuit 1. Therefore, when the resistance value of the overcurrent detection resistor 37 is increased, power consumption increases.
【0106】これに対して、図4に示す過電流検出回路
38は、両端電圧VR に応じた電流IC2を出力する検出
部52と、短絡時において、所定の電流IC3を供給する
定電流源55と、検出部52および定電流源55から供
給される電流が所定の値を越えるか否かによって、過電
流を検出する判定部53とを備えている。On the other hand, the overcurrent detection circuit 38 shown in FIG. 4 includes a detection unit 52 that outputs a current I C2 corresponding to the voltage V R at both ends, and a constant supply of a predetermined current I C3 when a short circuit occurs. A current source 55 and a determination unit 53 that detects an overcurrent based on whether the current supplied from the detection unit 52 and the constant current source 55 exceeds a predetermined value are provided.
【0107】この構成では、短絡時において、検出部5
2および定電流源55の双方から、判定部53へ電流が
供給されるので、過電流検出用抵抗37の抵抗値を従来
と同様に保ったまま、短絡時の検出レベルを非短絡時よ
りも低下させることができる。この結果、消費電力を増
大させることなく、互いに異なる2つの検出レベルにて
過電流を検出できる。In this configuration, when a short circuit occurs, the detecting unit 5
2 and the constant current source 55 supply a current to the determination unit 53. Therefore, while maintaining the resistance value of the overcurrent detection resistor 37 as in the related art, the detection level at the time of short-circuit is lower than that at the time of non-short-circuit Can be reduced. As a result, overcurrent can be detected at two different detection levels without increasing power consumption.
【0108】また、本実施形態に係る出力トランジスタ
31は、レギュレータIC3と一体に形成されている
が、これに限らず、出力トランジスタ31を別に設けて
もよい。ただし、両者を一体に形成した方が、レギュレ
ータIC3を構成する部品点数が少なくなるので、取扱
いや製造時の手間を削減できる。Although the output transistor 31 according to the present embodiment is formed integrally with the regulator IC 3, the present invention is not limited to this, and the output transistor 31 may be provided separately. However, when both are formed integrally, the number of components constituting the regulator IC 3 is reduced, so that it is possible to reduce labor in handling and manufacturing.
【0109】ところで、出力トランジスタ31へ流れる
電流が大きい場合、発熱が大きくなり、例えば、誤差増
幅器33など、レギュレータIC3の残余の回路と出力
トランジスタ31とを一体に形成することが困難であ
る。ところが、本実施形態では、従来に比べて、過電流
時の出力電流のすそ野を減少でき、短絡電流を削減でき
る。したがって、出力トランジスタ31の発熱は、少な
くなり、電流定格を低く設定できる。この結果、出力ト
ランジスタ31と上記残余の部材とを、何ら支障なく一
体に形成できる。When the current flowing to the output transistor 31 is large, heat is generated, and it is difficult to form the output transistor 31 and the remaining circuit of the regulator IC 3 such as the error amplifier 33, for example. However, in the present embodiment, the output current at the time of overcurrent can be reduced and the short-circuit current can be reduced as compared with the related art. Therefore, heat generation of the output transistor 31 is reduced, and the current rating can be set low. As a result, the output transistor 31 and the remaining members can be integrally formed without any problem.
【0110】さらに、本実施形態では、短絡電流が削減
されており、平滑化回路4を構成するコイルなどの電流
定格を下げることができる。したがって、レギュレータ
IC3へ外付けする部材も小型化できる。この結果、小
型で安価な定電圧電源回路1を実現できる。Further, in this embodiment, the short-circuit current is reduced, and the current rating of the coil and the like constituting the smoothing circuit 4 can be reduced. Therefore, a member externally attached to the regulator IC 3 can also be reduced in size. As a result, a small and inexpensive constant voltage power supply circuit 1 can be realized.
【0111】[0111]
【発明の効果】請求項1の発明に係るチョッパレギュレ
ータの制御装置は、以上のように、出力電圧が安定する
ように、上記スイッチング素子のデューティを制御する
制御手段と、上記スイッチング素子へ流れる電流を検出
する電流検出手段と、当該電流検出手段にて、検出され
た電流値と、予め設定された過電流検出レベルとを比較
し、上記スイッチング素子へ過剰な電流が流れているこ
とを検出すると上記スイッチング素子の導通を阻止して
該スイッチング素子を遮断させると共に、上記電流検出
手段での検出電流値が上記過電流検出レベルを下回ると
上記スイッチング素子の導通を再開させる過電流検出手
段と、過電流の検出時に、上記スイッチング素子を遮断
させる期間を上記制御手段へ指示する発振器と、出力電
圧が所定のレベル以下になった場合、上記発振器の発振
周波数を低下させる短絡検出手段とを備えており、上記
過電流検出手段は、上記過電流検出レベルを、上記短絡
検出手段が短絡を検出した場合に、上記短絡検出手段が
短絡を検出していない場合と異なり、上記短絡検出手段
が短絡を検出していない場合に比べて低く設定する構成
である。As described above, the control device for the chopper regulator according to the first aspect of the present invention controls the duty of the switching element so as to stabilize the output voltage, and the current flowing to the switching element. Current detection means for detecting the current value, the detected current value is compared with a preset overcurrent detection level, and when it is detected that an excessive current is flowing to the switching element Blocking the conduction of the switching element
The switching element is cut off, and the current is detected.
If the current value detected by the means falls below the overcurrent detection level
An overcurrent detecting means for resuming conduction of the switching element, an oscillator for instructing the control means to shut off the switching element upon detection of an overcurrent, and an output voltage falling below a predetermined level. Short-circuit detection means for lowering the oscillation frequency of the oscillator, wherein the over-current detection means sets the over-current detection level, and when the short-circuit detection means detects a short circuit , the short-circuit detection means
Unlike the case where no short circuit is detected,
Is set lower than when no short circuit is detected.
【0112】上記構成では、従来に比べて、過電流保護
特性の、すそ野の部分を削減できるので、過電流時にお
けるスイッチング素子の発熱を抑えることができる。し
たがって、チョッパレギュレータの安全性を向上できる
という効果を奏する。In the above configuration, the hem portion of the overcurrent protection characteristic can be reduced as compared with the related art, so that heat generation of the switching element at the time of overcurrent can be suppressed. Therefore, there is an effect that the safety of the chopper regulator can be improved.
【0113】また、従来よりも、すそ野の部分が削減さ
れているので、短絡電流を削減でき、非短絡時に、チョ
ッパレギュレータが供給可能な電流より小さく抑えるこ
とができる。この結果、チョッパレギュレータを構成す
る部材の電流定格を、より低く設定できる。この結果、
チョッパレギュレータの低コスト化および小型化に大き
く寄与するという効果を奏する。Further, since the base portion is reduced as compared with the related art, the short-circuit current can be reduced, and the current that can be supplied by the chopper regulator can be suppressed when no short-circuit occurs. As a result, the current rating of the members constituting the chopper regulator can be set lower. As a result,
This has the effect of greatly contributing to cost reduction and size reduction of the chopper regulator.
【0114】請求項2の発明に係るチョッパレギュレー
タの制御装置は、以上のように、過電流の検出時に、発
振器の周期でパルス・バイ・パルス動作して、当該周期
中、上記スイッチング素子の導通を阻止するフリップフ
ロップを含み、出力電圧が安定するように、上記スイッ
チング素子のデューティを制御する制御手段と、上記ス
イッチング素子へ流れる電流を検出する電流検出手段
と、当該電流検出手段にて、検出された電流値と、予め
設定された過電流検出レベルとを比較し、上記スイッチ
ング素子へ過剰な電流が流れていることを検出すると上
記スイッチング素子の導通を阻止して該スイッチング素
子を遮断させると共に、上記電流検出手段での検出電流
値が上記過電流検出レベルを下回ると上記スイッチング
素子の導通を再開させる過電流検出手段と、出力電圧が
所定のレベル以下になった場合、上記発振器の発振周波
数を低下させる短絡検出手段とを備えている構成であ
る。As described above, the control device for the chopper regulator according to the second aspect of the present invention generates a signal when an overcurrent is detected.
Pulse-by-pulse operation at the cycle of the
Medium, flip-flop for preventing conduction of the switching element
Control means for controlling the duty of the switching element so that the output voltage is stabilized, current detection means for detecting a current flowing to the switching element, and a current value detected by the current detection means. Is compared with a preset overcurrent detection level, and when it is detected that an excessive current is flowing to the switching element,
Blocking the conduction of the switching element,
And the current detected by the current detecting means.
When the value falls below the overcurrent detection level, the switching
Overcurrent detection means for restarting the conduction of the element, if the output voltage falls below a predetermined level, a configuration in which a short circuit detecting means for reducing the oscillation frequency of the oscillator.
【0115】上記構成では、短絡時に、発振器の発振周
波数と過電流検出レベルとの双方が低下するので、請求
項1と同様に、過電流保護特性の、すそ野の部分を削減
できる。これにより、安全で、低コストかつ小型のチョ
ッパレギュレータを実現できる。 In the above configuration, when the short circuit occurs,
Since both the wave number and the overcurrent detection level decrease,
As in item 1, the base of the overcurrent protection characteristics has been reduced.
it can. This allows safe, low-cost and compact
A regulator can be realized.
【0116】請求項3の発明に係るチョッパレギュレー
タの制御装置は、以上のように、請求項1または2記載
の発明の構成において、上記過電流検出手段は、上記ス
イッチング素子を流れる電流に伴って、通過する電流が
増減する過電流検出用抵抗と、上記過電流検出用抵抗の
両端間電圧に応じた電流を出力する検出部と、上記短絡
検出手段が短絡を検出した場合に、所定の値の電流を出
力する定電流源と、上記検出部および定電流源から与え
られる電流の合計が、所定の値を越えているか否かを判
定して、過電流を検出する判定部とを備えている構成で
ある。According to a third aspect of the present invention, in the control device for a chopper regulator according to the first or second aspect of the present invention, the overcurrent detecting means is provided in accordance with a current flowing through the switching element. An overcurrent detection resistor that increases or decreases the passing current, a detection unit that outputs a current corresponding to a voltage between both ends of the overcurrent detection resistor, and a predetermined value when the short circuit detection unit detects a short circuit. A constant current source that outputs a current, and a determination unit that determines whether the sum of the currents supplied from the detection unit and the constant current source exceeds a predetermined value and detects an overcurrent. Configuration.
【0117】上記構成では、短絡時において、定電流源
と検出部との双方から、判定部へ電流が供給されるの
で、過電流検出用抵抗の抵抗値を従来と同様に抑えるこ
とができる。この結果、消費電力を増大させることな
く、互いに異なる2つの検出レベルにて過電流を検出で
きるという効果を奏する。In the above configuration, when a short circuit occurs, the current is supplied from both the constant current source and the detection unit to the determination unit, so that the resistance value of the overcurrent detection resistor can be suppressed as in the related art. As a result, it is possible to detect an overcurrent at two different detection levels without increasing power consumption.
【0118】請求項4の発明に係るチョッパレギュレー
タは、以上のように、請求項1、2または3記載のチョ
ッパレギュレータの制御装置と、上記スイッチング素子
とを1パッケージに形成した構成である。A chopper regulator according to a fourth aspect of the present invention has a configuration in which the control device of the chopper regulator according to the first, second or third aspect and the switching element are formed in one package.
【0119】上記構成では、過電流特性において、すそ
野の部分が削減されているので、キャッチダイオードや
コイルなどの外付け部材の定格を低く設定できる。さら
に、チョッパレギュレータを構成する部品点数を削減で
きるので、取扱いや製造時の手間を削減できる。この結
果、従来に比べて、チョッパレギュレータ全体を小型化
できるという効果を奏する。In the above configuration, since the skirt portion is reduced in the overcurrent characteristics, the rating of the external members such as the catch diode and the coil can be set low. Furthermore, since the number of components constituting the chopper regulator can be reduced, the handling and manufacturing labor can be reduced. As a result, there is an effect that the entire chopper regulator can be reduced in size as compared with the related art.
【図1】本発明の一実施形態を示すものであり、降圧型
チョッパレギュレータの要部を示すブロック図である。FIG. 1, showing an embodiment of the present invention, is a block diagram illustrating a main part of a step-down chopper regulator.
【図2】上記降圧型チョッパレギュレータのパッケージ
を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic view showing a package of the step-down chopper regulator.
【図3】上記降圧型チョッパレギュレータにおいて、正
常状態の各部の動作を示す波形図である。FIG. 3 is a waveform diagram showing an operation of each unit in a normal state in the step-down chopper regulator.
【図4】上記降圧型チョッパレギュレータにおいて、過
電流保護回路の構成例を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration example of an overcurrent protection circuit in the step-down chopper regulator.
【図5】上記過電流保護回路において、判定部を構成す
るトランジスタのIC −VCE特性を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing I C -V CE characteristics of a transistor constituting a determination unit in the overcurrent protection circuit.
【図6】上記過電流保護回路において、検出部を構成す
るトランジスタのIC −VBE特性を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing I C -V BE characteristics of a transistor constituting a detection unit in the overcurrent protection circuit.
【図7】上記過電流保護回路において、上記検出部を構
成するトランジスタ、および、定電流源を構成するトラ
ンジスタのコレクタ特性と、判定部を構成するトランジ
スタの負荷線との関係を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the relationship between the collector characteristics of the transistors forming the detection section and the transistors forming the constant current source, and the load lines of the transistors forming the determination section in the overcurrent protection circuit. .
【図8】上記過電流保護回路において、上記検出部を構
成するトランジスタのコレクタ特性と、上記判定部を構
成するトランジスタの負荷線との関係を示すグラフであ
る。FIG. 8 is a graph showing a relationship between a collector characteristic of a transistor included in the detection unit and a load line of a transistor included in the determination unit in the overcurrent protection circuit.
【図9】上記降圧型チョッパレギュレータのフリップフ
ロップにおいて、過電流検出時におけるセット端子への
入力信号を示す波形図である。FIG. 9 is a waveform diagram showing an input signal to a set terminal when an overcurrent is detected in the flip-flop of the step-down chopper regulator.
【図10】上記降圧型チョッパレギュレータにおいて、
過電流保護特性を示すグラフである。FIG. 10 shows the step-down chopper regulator.
4 is a graph showing overcurrent protection characteristics.
【図11】従来例を示すものであり、降圧型チョッパレ
ギュレータの要部を示すブロック図である。FIG. 11 shows a conventional example, and is a block diagram illustrating a main part of a step-down chopper regulator.
【図12】上記降圧型チョッパレギュレータにおいて、
過電流保護特性を示すグラフである。FIG. 12 shows the step-down chopper regulator according to the present invention.
4 is a graph showing overcurrent protection characteristics.
1 定電圧電源回路(チョッパレギュレータ) 3 降圧型チョッパレギュレータ用集積回路(制御装
置) 4 平滑化回路 31 出力トランジスタ(スイッチング素子) 33 誤差増幅器(制御手段) 34 発振器(発振器;制御手段) 35 PWMコンパレータ(制御手段) 36 NAND回路(制御手段) 37 過電流検出用抵抗 38 過電流検出回路(過電流検出手段) 39 フリップフロップ(制御手段) 40 コンパレータ(短絡検出手段) 52 検出部 53 判定部 55 定電流源REFERENCE SIGNS LIST 1 constant voltage power supply circuit (chopper regulator) 3 integrated circuit for step-down type chopper regulator (control device) 4 smoothing circuit 31 output transistor (switching element) 33 error amplifier (control means) 34 oscillator (oscillator; control means) 35 PWM comparator (Control means) 36 NAND circuit (Control means) 37 Overcurrent detection resistor 38 Overcurrent detection circuit (Overcurrent detection means) 39 Flip-flop (Control means) 40 Comparator (Short circuit detection means) 52 Detection section 53 Judgment section 55 Constant Current source
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−150763(JP,A) 特開 平5−336743(JP,A) 特開 平1−281353(JP,A) 特開 平9−140126(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 3/155 H02H 9/02 H02H 9/08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-4-150763 (JP, A) JP-A-5-336743 (JP, A) JP-A-1-281353 (JP, A) JP-A-9-99 140126 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H02M 3/155 H02H 9/02 H02H 9/08
Claims (4)
素子にて断続した後、平滑化回路にて平滑化して出力す
るチョッパレギュレータの制御装置であって、 出力電圧が安定するように、上記スイッチング素子のデ
ューティを制御する制御手段と、 上記スイッチング素子へ流れる電流を検出する電流検出
手段と、 当該電流検出手段にて、検出された電流値と、予め設定
された過電流検出レベルとを比較し、上記スイッチング
素子へ過剰な電流が流れていることを検出すると上記ス
イッチング素子の導通を阻止して該スイッチング素子を
遮断させると共に、上記電流検出手段での検出電流値が
上記過電流検出レベルを下回ると上記スイッチング素子
の導通を再開させる過電流検出手段と、 過電流の検出時に、上記スイッチング素子を遮断させる
期間を上記制御手段へ指示する発振器と、 出力電圧が所定のレベル以下になった場合、上記発振器
の発振周波数を低下させる短絡検出手段とを備えてお
り、 上記過電流検出手段は、上記過電流検出レベルを、上記
短絡検出手段が短絡を検出した場合に、上記短絡検出手
段が短絡を検出していない場合と異なり、上記短絡検出
手段が短絡を検出していない場合に比べて低く設定する
ことを特徴とするチョッパレギュレータの制御装置。1. A control device for a chopper regulator, wherein a current supplied from an input side is intermittently switched by a switching element, and then smoothed by a smoothing circuit and output, wherein the switching is performed so that an output voltage is stabilized. Control means for controlling the duty of the element; current detection means for detecting a current flowing to the switching element; and a current value detected by the current detection means, which is compared with a preset overcurrent detection level. When it is detected that an excessive current is flowing to the switching element ,
Blocking the conduction of the switching element and
And the current detected by the current detecting means is
When the level is lower than the overcurrent detection level, the switching element
Overcurrent detection means for resuming conduction of the oscillator, an oscillator for instructing the control means to shut off the switching element when an overcurrent is detected, and oscillation of the oscillator when an output voltage falls below a predetermined level. Short-circuit detecting means for lowering the frequency. The over-current detecting means sets the over-current detection level to the short-circuit detecting means when the short-circuit detecting means detects a short circuit.
Unlike when the stage does not detect a short circuit,
A control device for a chopper regulator, wherein the setting is made lower than when a short circuit is not detected by the means .
素子にて断続した後、平滑化回路にて平滑化して出力す
るチョッパレギュレータの制御装置であって、過電流の検出時に、発振器の周期でパルス・バイ・パル
ス動作して、当該周期中、上記スイッチング素子の導通
を阻止するフリップフロップを含み、 出力電圧が安定す
るように、上記スイッチング素子のデューティを制御す
る制御手段と、上記スイッチング素子へ流れる電流を検
出する電流検出手段と、 当該電流検出手段にて、検出された電流値と、予め設定
された過電流検出レベルとを比較し、上記スイッチング
素子へ過剰な電流が流れていることを検出する と上記ス
イッチング素子の導通を阻止して該スイッチング素子を
遮断させると共に、上記電流検出手段での検出電流値が
上記過電流検出レベルを下回ると上記スイッチング素子
の導通を再開させる過電流検出手段と、 出 力電圧が所定のレベル以下になった場合、上記発振器
の発振周波数を低下させる短絡検出手段とを備えてお
り、 上記過電流検出手段は、上記過電流検出レベルを、上記
短絡検出手段が短絡を検出した場合に、上記短絡検出手
段が短絡を検出していない場合と異なり、上記短絡検出
手段が短絡を検出していない場合に比べて低く設定する
ことを特徴とするチョッパレギュレータの制御装置。2. After the current supplied from the input side and intermittently at the switching element, a control device for a chopper regulator and outputting the smoothed by the smoothing circuit, upon detection of overcurrent, a cycle of oscillator Pulse by Pal
The switching element is turned on during the period.
Includes a flip-flop to prevent, so that the output voltage is stabilized, and control means for controlling the duty of the switching element, a current detecting means for detecting a current flowing to the switching element at the current detecting means, detecting The detected current value is compared with a preset overcurrent detection level, and when it is detected that an excessive current is flowing to the switching element, the switching is performed .
Blocking the conduction of the switching element and
And the current value detected by the current detecting means is
When the output current falls below the overcurrent detection level, the switching element
Overcurrent detection means to restart conduction, if the output voltage falls below a predetermined level, and a short circuit detection means for decreasing the oscillation frequency of the oscillator, said overcurrent detection means, the excessive the current detection level, when the <br/> short circuit detection means detects a short circuit, the short circuit detection hand
Unlike when the stage does not detect a short circuit,
A control device for a chopper regulator, wherein the control device sets a value lower than a case where a short circuit is not detected by the means .
素子を流れる電流に伴って、通過する電流が増減する過
電流検出用抵抗と、 上記過電流検出用抵抗の両端間電圧に応じた電流を出力
する検出部と、 上記短絡検出手段が短絡を検出した場合に、所定の値の
電流を出力する定電流源と、 上記検出部および定電流源から与えられる電流の合計
が、所定の値を越えているか否かを判定して、過電流を
検出する判定部とを備えていることを特徴とする請求項
1または2記載のチョッパレギュレータの制御装置。3. An overcurrent detecting means, comprising: an overcurrent detecting resistor whose passing current increases and decreases according to a current flowing through the switching element; and a current corresponding to a voltage between both ends of the overcurrent detecting resistor. A detection unit that outputs a constant current source that outputs a current of a predetermined value when the short circuit detection unit detects a short circuit; and a sum of currents supplied from the detection unit and the constant current source is a predetermined value. 3. The control device for a chopper regulator according to claim 1, further comprising: a determination unit configured to determine whether or not the current value has exceeded the threshold value and detect an overcurrent.
ュレータの制御装置と、上記スイッチング素子とを1パ
ッケージに形成したことを特徴とするチョッパレギュレ
ータ。4. A chopper regulator, wherein the control device for the chopper regulator according to claim 1, 2 or 3, and the switching element are formed in one package.
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JP30216196A JP3229825B2 (en) | 1996-11-13 | 1996-11-13 | Control device for chopper regulator and chopper regulator using the same |
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---|---|---|---|
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JPH10146046A JPH10146046A (en) | 1998-05-29 |
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