JP3283591B2 - Overcurrent protection circuit - Google Patents

Overcurrent protection circuit

Info

Publication number
JP3283591B2
JP3283591B2 JP27900692A JP27900692A JP3283591B2 JP 3283591 B2 JP3283591 B2 JP 3283591B2 JP 27900692 A JP27900692 A JP 27900692A JP 27900692 A JP27900692 A JP 27900692A JP 3283591 B2 JP3283591 B2 JP 3283591B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
output
integrator
signal
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP27900692A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH06133545A (en
Inventor
寛 野田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
Priority to JP27900692A priority Critical patent/JP3283591B2/en
Publication of JPH06133545A publication Critical patent/JPH06133545A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3283591B2 publication Critical patent/JP3283591B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Protection Of Static Devices (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、DC/DCコンバータ
における過電流保護回路に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an overcurrent protection circuit in a DC / DC converter.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、DC/DCコンバータにおいて、
何らかの原因によって電源の出力側の短絡等によって過
大な出力電流が流れる場合がある。このような過電流に
よる部品の破損等を防ぐために過電流保護回路が設けら
れている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a DC / DC converter,
For some reason, an excessive output current may flow due to a short circuit on the output side of the power supply. An overcurrent protection circuit is provided to prevent damage to components due to such overcurrent.

【0003】この種の回路としては、例えば「SILI
CONIX Power Preducts data
book Application notes A
N88−3、p66〜67 1991年」に示されるも
のがある。
As this type of circuit, for example, "SILI"
CONIX Power Products data
book Application notes A
N88-3, pp. 66-67 1991 ".

【0004】図4は従来の電流帰還制御によるフォワー
ド形コンバータの構成を示すブロック図であり、該コン
バータにおける過電流保護の動作について説明する。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of a conventional forward converter based on current feedback control. The operation of overcurrent protection in the converter will be described.

【0005】図において、21はOPアンプ、26,2
7はコンパレータ、22,25,28は基準電源、2
9,32はOR回路、30はフリップフロップ、31は
クロック、33はインバータ、34は主スイッチ、36
は主トランス、37は整流・平滑回路、23,24,3
5,38は抵抗である。
In the figure, reference numeral 21 denotes an OP amplifier, 26, 2
7 is a comparator, 22, 25 and 28 are reference power supplies, 2
9 and 32 are OR circuits, 30 is a flip-flop, 31 is a clock, 33 is an inverter, 34 is a main switch, 36
Is a main transformer, 37 is a rectifying / smoothing circuit, 23, 24, 3
5 and 38 are resistors.

【0006】始めに、コンバータが定格負荷付近で定常
動作を行っている場合の制御の概要を、図5に示される
図4のブロック図の各部の波形図及び図4によって説明
する。
First, an outline of the control in the case where the converter is performing a steady operation near the rated load will be described with reference to the waveform diagrams of each part of the block diagram of FIG. 4 shown in FIG. 5 and FIG.

【0007】なお、図5の波形図中の符号a〜hは、図
4のブロック図に示される部分の各信号値を示してい
る。
The symbols a to h in the waveform diagram of FIG. 5 indicate signal values of the portion shown in the block diagram of FIG.

【0008】主スイッチ34のソースに挿入された抵抗
35に発生する電圧は図5の電圧aに示すようになり、
これは主スイッチに流れる電流と相似になる。この主ス
イッチ電流が流れている期間は強制的に50%以下に制
限されることによって、コンバータ起動時の主スイッチ
の破壊や主トランスの飽和現象等の問題を防止してい
る。この主スイッチ電流が流れている期間の制限は、主
スイッチ34を制御するクロック31のオンデューティ
ー比を例えば50%とすることによって行われる。
The voltage generated at the resistor 35 inserted in the source of the main switch 34 is as shown in FIG.
This is similar to the current flowing in the main switch. The period during which the main switch current is flowing is forcibly limited to 50% or less, thereby preventing problems such as destruction of the main switch at the time of starting the converter and saturation of the main transformer. The limitation of the period during which the main switch current is flowing is performed by setting the on-duty ratio of the clock 31 for controlling the main switch 34 to, for example, 50%.

【0009】また、コンパレータ27は抵抗35に発生
する電圧aと基準電源28の電圧が入力され、その出力
をOR回路29に入力している。そして、抵抗35の抵
抗値は、抵抗35に発生する電圧aのピーク電圧が定格
時において基準電圧28の値を上回らないよう選択され
ているので、コンパレータ27の出力は定格時において
“low”状態となり、その後の回路動作には影響しな
い。
The comparator 27 receives the voltage a generated at the resistor 35 and the voltage of the reference power supply 28, and inputs the output to an OR circuit 29. Since the resistance value of the resistor 35 is selected so that the peak voltage of the voltage a generated in the resistor 35 does not exceed the value of the reference voltage 28 at the time of rating, the output of the comparator 27 is in the “low” state at the time of rating. And does not affect the subsequent circuit operation.

【0010】ここで、図5における波形b→b’に示さ
れるようにコンバータ出力が上昇したと仮定すると、コ
ンパレータ26の負入力は波形c’に示されるように低
下するため、波形d’に示されるように波形dに比較し
てより早いタイミングでコンパレータ出力が発生するこ
とになる。
Here, assuming that the converter output has risen as shown by the waveform b → b ′ in FIG. 5, the negative input of the comparator 26 falls as shown by the waveform c ′, so that the waveform d ′ As shown, the comparator output is generated earlier than the waveform d.

【0011】その結果、主スイッチゲート信号のオンデ
ューティー比は波形h’に示されるように減少し、主ス
イッチ電流のオンデューティー比、ピーク値ともに減少
するのでコンバータ出力の上昇は抑制され、定電圧制御
が行われる。
As a result, the on-duty ratio of the main switch gate signal decreases as shown by the waveform h ', and both the on-duty ratio and the peak value of the main switch current decrease. Control is performed.

【0012】次に、コンバータの出力電流が定格を超え
る場合について図6に示される図4のブロック図の各部
の波形図によって説明する。
Next, the case where the output current of the converter exceeds the rating will be described with reference to the waveform diagrams of the respective parts of the block diagram of FIG. 4 shown in FIG.

【0013】何らかの原因によって出力電流が定格を超
え、主スイッチ電流が増加して抵抗35に発生する電圧
のピーク値が基準電圧28の値iを上回ると、コンパレ
ータ27の出力は“high”状態となる。この“hi
gh”状態によって主スイッチゲート信号のオンデュー
ティー比は波形hに示されるように減少する。したがっ
て、出力電流は垂下特性によって制限され過電流保護回
路が駆動されることになり、抵抗35と基準電源28の
値で決められる垂下特性を示す。
If for some reason the output current exceeds the rating, the main switch current increases, and the peak value of the voltage generated at the resistor 35 exceeds the value i of the reference voltage 28, the output of the comparator 27 changes to a "high" state. Become. This "hi
The on-duty ratio of the main switch gate signal decreases as shown by the waveform h due to the "gh" state. Therefore, the output current is limited by the drooping characteristic, and the overcurrent protection circuit is driven. It shows the drooping characteristic determined by the value of 28.

【0014】出力電流が垂下特性に入ると、コンバータ
出力電圧bは低下して規格を下回って基準電源22の電
圧以下となり、アンプ21の出力は“high”状態と
なる。これによって、コンパレータ26の出力は常に
“low”状態になり、回路動作に寄与しなくなり、コ
ンバータ出力電圧bがその後変化しても出力電流は垂下
特性にしたがって変化する。
When the output current enters the drooping characteristic, the converter output voltage b drops and falls below the standard to become equal to or lower than the voltage of the reference power supply 22, and the output of the amplifier 21 becomes a "high" state. As a result, the output of the comparator 26 is always in the "low" state, does not contribute to the circuit operation, and even if the converter output voltage b subsequently changes, the output current changes according to the drooping characteristic.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の装置においては、以下のような問題点を有してい
る。
However, the above-described conventional apparatus has the following problems.

【0016】出力電流の平均電流は少なく、短い持続時
間のピーク電流が繰り返し発生するような用途でも、 (1)基準電圧、抵抗のバラツキなどを考慮して垂下開
始電流は最大定格の5%〜10%増しに設定する必要が
ある。
Even in applications where the average current of the output current is small and the peak current of short duration is repeatedly generated, (1) the droop start current is 5% to 5% of the maximum rating in consideration of the variation of the reference voltage and the resistance. It needs to be set to 10% increase.

【0017】つまり、基準電圧、抵抗のバラツキなどに
よって、垂下特性が現実に動作し始める垂下開始電流の
値が低い値に設定されていると、最大定格に達する以前
の低い出力電流の段階において過電流保護回路の機能が
動作して出力電流が低く抑えられてしまう。 (2)また、垂下時において出力電圧が低下すると、そ
の出力電圧が低いほど出力電流は増加することになり、
出力端が完全に短絡した状態での出力電流は垂下開始電
流を20%程度上回ることが多く、過電流保護回路の機
能が十分に発揮されないことになる。 (3)したがって、出力短絡時においてコンバータ損失
が増大する。
That is, if the value of the droop start current at which the droop characteristic actually starts operating is set to a low value due to variations in the reference voltage, resistance, and the like, excessive output current occurs before the maximum rating is reached. The function of the current protection circuit operates and the output current is suppressed low. (2) Also, when the output voltage decreases during the droop, the output current increases as the output voltage decreases,
The output current when the output terminal is completely short-circuited often exceeds the droop start current by about 20%, so that the function of the overcurrent protection circuit is not sufficiently exhibited. (3) Therefore, converter loss increases when the output is short-circuited.

【0018】例えば、出力短絡時において垂下開始電流
を20%程度上回る出力電流が流れる場合には、出力短
絡時のコンバータ損失は定格時のコンバータ損失を20
%以上超えることになる。 (4)このため、主スイッチ及び2次側整流ダイオード
の発熱が大きくなり、それらの電流ピーク値も極めて大
きくなる。そして、これらの素子に対して定格出力を取
得するのに比較して大幅な余裕度を持たなければならな
い。 (5)特に、出力電流の平均電流が少なく、短い持続時
間のピーク電流が繰り返し発生するような用途に使用す
る場合においては、主スイッチ及びダイオード、放熱器
の平均出力が少ないにもかかわらず大容量のコンバータ
が必要となり、コストダウン、小型化の障害になってい
る。
For example, when an output current that exceeds the droop start current by about 20% flows when the output is short-circuited, the converter loss when the output is short-circuited is reduced by 20% from the rated converter loss.
% Or more. (4) For this reason, heat generation of the main switch and the secondary side rectifier diode increases, and their current peak values also become extremely large. Then, it is necessary to have a large margin as compared with obtaining a rated output for these elements. (5) In particular, in the case where the average current of the output current is small and the peak current having a short duration is repeatedly generated, the average current of the main switch, the diode, and the radiator is small despite the small average output. A converter with a large capacity is required, which is an obstacle to cost reduction and miniaturization.

【0019】したがって、本発明は、前記従来の問題点
を除去して、過電流保護回路において、負荷短絡時のコ
ンバータ損失を軽減してコンバータに使用される主スイ
ッチ、整流ダイオード、放熱器のコスト、大きさを低減
した優れた装置を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention eliminates the above-mentioned conventional problems and reduces the converter loss when the load is short-circuited in the overcurrent protection circuit, thereby reducing the cost of the main switch, rectifier diode, and radiator used in the converter. It is an object of the present invention to provide an excellent device having a reduced size.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、電流帰還制御型コンバータの過電流保護回
路を主スイッチ電流の電流値と持続時間が設定値を越え
たことを検出する検出手段と、検出手段の出力に基づい
電流信号にDC電圧を出力電流の垂下開始値を変更す
ることで重畳して信号レベルを高くしたコンバータの電
流帰還信号を制御する電流帰還信号制御手段とによって
構成して、設定値の選択によって過電流の検出から負荷
電流の制限までの時間を設定できるようにしたものであ
り、また、電流帰還制御型コンバータの過電流保護回路
を主スイッチ電流による電圧信号を積分する第1の積分
器と、第1の積分器の積分値が一定値以上となったこと
を検出する第1の比較器と、第1の比較器の出力が一定
時間接続したことを検出する第2の積分器とによって構
成し、第2の積分器の出力信号を電流信号にDC電圧を
出力電流の垂下開始値を変更することで重畳して信号レ
ベルを高くした電流帰還制御における電流帰還信号のバ
イアス信号とするものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides an overcurrent protection circuit of a current feedback control type converter for detecting that a current value and a duration of a main switch current exceed a set value. Detecting means for changing a DC voltage to a current signal based on an output of the detecting means and a droop start value of an output current;
And a current feedback signal control means for controlling a current feedback signal of the converter whose signal level is increased by superimposing the signal, and the time from the detection of the overcurrent to the limitation of the load current can be set by selecting the set value. In addition, a first integrator for integrating a voltage signal due to a main switch current in an overcurrent protection circuit of a current feedback control type converter, and an integrated value of the first integrator being equal to or more than a certain value And a second integrator for detecting that the output of the first comparator has been connected for a certain period of time. The output signal of the second integrator is converted to a current signal. DC voltage
By changing the droop start value of the output current, the signal
This is used as a bias signal for the current feedback signal in the current feedback control with the bell increased .

【0021】[0021]

【作用】本発明の電流帰還制御型コンバータの過電流保
護回路は、主スイッチ電流によって抵抗に発生した電圧
信号を積分し、比較器に入力して積分値が一定値以上に
なった時に出力を得、その出力が更に一定時間接続した
時に出力を発生させることによって、前記電圧信号にバ
イアスを与えたものを電流帰還制御における電流帰還信
号として、引込み型の過電流保護回路を形成し、これに
よって負荷短絡時の損失を軽減してコンバータに使用さ
れる主スイッチ、整流ダイオード、放熱器のコスト、大
きさを低減することができる。
An overcurrent protection circuit of a current feedback control type converter according to the present invention integrates a voltage signal generated in a resistor by a main switch current, inputs the voltage signal to a comparator, and outputs an output when the integrated value exceeds a predetermined value. Then, by generating an output when the output is further connected for a certain period of time, a biased overcurrent protection circuit is formed as a current feedback signal in the current feedback control by applying a bias to the voltage signal. The cost and size of the main switch, rectifier diode, and radiator used in the converter can be reduced by reducing the loss when the load is short-circuited.

【0022】[0022]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0023】図1は本発明の過電流保護回路の実施例を
示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an overcurrent protection circuit according to the present invention.

【0024】図1において、1は主トランス、2は主ス
イッチ、4、7は積分器、5、8、13、15は比較
器、6、9、14は基準電源、3、10、12は抵抗、
11はダイオード、17はOR回路であり、他の符号は
図4のブロック図と同様である。
In FIG. 1, 1 is a main transformer, 2 is a main switch, 4 and 7 are integrators, 5, 8, 13, and 15 are comparators, 6, 9, and 14 are reference power supplies, 3, 10, and 12 are resistance,
Reference numeral 11 denotes a diode, reference numeral 17 denotes an OR circuit, and other reference numerals are the same as those in the block diagram of FIG.

【0025】また、図2は図1の本発明の過電流保護回
路の実施例を示すブロック図における各部の波形図であ
る。
FIG. 2 is a waveform diagram of each part in a block diagram showing an embodiment of the overcurrent protection circuit of the present invention shown in FIG.

【0026】図1において、主トランス1の1次巻線の
一端は電源+Eに接続され、他端は主スイッチ2のドレ
インに接続されている。また、一端が主スイッチ2のソ
ースに接続された抵抗3の他の他端はグランドに接続さ
れている。
In FIG. 1, one end of the primary winding of the main transformer 1 is connected to the power supply + E, and the other end is connected to the drain of the main switch 2. The other end of the resistor 3 whose one end is connected to the source of the main switch 2 is connected to the ground.

【0027】図1中の破線で囲まれた部分の回路は、本
発明の過電流保護回路の一実施例であり、図1は該過電
流保護回路を図4に示す従来の電流帰還制御によるフォ
ワード形コンバータに適用したものである。
1 is an embodiment of the overcurrent protection circuit of the present invention. FIG. 1 shows the overcurrent protection circuit according to the conventional current feedback control shown in FIG. This is applied to a forward converter.

【0028】そして、該過電流保護回路は、図4に示す
従来の電流帰還制御によるフォワード形コンバータの抵
抗3と主スイッチ2のソースの接続点と比較器13及び
比較器15の正入力との間に設けられるものである。
The overcurrent protection circuit includes a connection between the connection point between the resistor 3 of the conventional forward converter and the source of the main switch 2 and the positive inputs of the comparators 13 and 15 shown in FIG. It is provided between them.

【0029】次に、この図1中の破線で囲まれた部分の
過電流保護回路について説明する。
Next, an overcurrent protection circuit in a portion surrounded by a broken line in FIG. 1 will be described.

【0030】抵抗3と主スイッチ2のソースの接続点と
比較器13及び比較器15の正入力との間には、抵抗1
2と、積分器4、7及び比較器5、8の直列回路が並列
に接続される。
A resistor 1 is connected between the connection point of the resistor 3 and the source of the main switch 2 and the positive input of the comparators 13 and 15.
2 and a series circuit of integrators 4 and 7 and comparators 5 and 8 are connected in parallel.

【0031】積分器4の入力には抵抗3と主スイッチ2
のソースの接続点が接続され、その積分器4の出力は比
較器5の正入力に接続され、比較器5の負入力とグラン
ド間には基準電源6が接続されている。
The input of the integrator 4 includes a resistor 3 and a main switch 2
The output of the integrator 4 is connected to the positive input of the comparator 5, and the reference power supply 6 is connected between the negative input of the comparator 5 and the ground.

【0032】比較器5の出力は積分器7の入力に接続さ
れ、その積分器7の出力は比較器8の正入力に接続され
ている。また、比較器8の負入力とグランド間には基準
電源9が接続され、その比較器8の出力は抵抗10を介
して比較器13及び15の正入力に接続されている。
The output of the comparator 5 is connected to the input of the integrator 7, and the output of the integrator 7 is connected to the positive input of the comparator 8. A reference power supply 9 is connected between the negative input of the comparator 8 and the ground, and the output of the comparator 8 is connected to the positive inputs of the comparators 13 and 15 via a resistor 10.

【0033】抵抗10の他の一端にはダイオード11の
アノードが接続され、ダイオード11のカソードは比較
器13,15の正入力とそれぞれ接続されている。ダイ
オード11のカソードと主スイッチ2のソース間には抵
抗12が接続されている。
The other end of the resistor 10 is connected to the anode of a diode 11, and the cathode of the diode 11 is connected to the positive inputs of the comparators 13 and 15, respectively. A resistor 12 is connected between the cathode of the diode 11 and the source of the main switch 2.

【0034】さらに、比較器13の負入力とグランド間
には基準電源14が接続され、その出力はOR回路17
の入力に接続されている。比較器15の負入力には誤差
アンプ出力信号が与えられ、その出力はOR回路17の
他の入力に接続されている。 (a)定格負荷以下における動作について;始めに、定
格負荷以下における動作について図1及び図2を用いて
説明する。
Further, a reference power supply 14 is connected between the negative input of the comparator 13 and the ground, and its output is connected to an OR circuit 17.
Connected to the input. An error amplifier output signal is provided to the negative input of the comparator 15, and the output is connected to another input of the OR circuit 17. (A) Operation under rated load; First, operation under rated load will be described with reference to FIGS.

【0035】負荷電流によって抵抗3に発生する電圧A
は、積分器4によって積分され比較器5において基準電
源6の基準電圧Cと比較される。さらに比較器5の出力
電圧は積分器7によって積分され、比較器8において基
準電源9の基準電圧Fと比較される。
Voltage A generated at resistor 3 by load current
Is integrated by the integrator 4 and compared with the reference voltage C of the reference power supply 6 in the comparator 5. Further, the output voltage of the comparator 5 is integrated by the integrator 7 and compared with the reference voltage F of the reference power supply 9 in the comparator 8.

【0036】ここで、積分器4の積分定数を長く選ぶこ
とによって、積分器4の出力をほぼ直流として扱うこと
ができる。そして、この積分器4の積分定数はコンバー
タの動作周期の約20倍から2000倍が適当である。
Here, by selecting the integration constant of the integrator 4 to be long, the output of the integrator 4 can be treated almost as a direct current. The integration constant of the integrator 4 is suitably about 20 to 2000 times the operation cycle of the converter.

【0037】したがって、基準電源6の基準電圧値を選
択することにより、定格負荷以下では比較器5及び8の
出力D及びGを共に“low”状態とすることができ
る。
Therefore, by selecting the reference voltage value of the reference power supply 6, both the outputs D and G of the comparators 5 and 8 can be set to the "low" state at the rated load or less.

【0038】比較器8の出力が“low”状態の場合に
は、ダイオード11は逆バイアス状態となり、かつ積分
器4の入力インピーダンスは高いので、回路構成要素で
ある積分器4、7、比較器5、8、基準電源6、9、抵
抗3、10、12及びダイオード11はコンバータ動作
に何ら作用せず、図4で示される従来の電流帰還制御に
よるフォワード形コンバータの過電流保護機能の動作と
等しくなる。 (b)定格以上の負荷電流が流れた場合の動作につい
て;次に、定格以上の負荷電流が流れた場合の動作につ
いて説明する。
When the output of the comparator 8 is in a "low" state, the diode 11 is in a reverse bias state and the input impedance of the integrator 4 is high. 5, 8, the reference power sources 6, 9, the resistors 3, 10, 12, and the diode 11 do not affect the converter operation at all, and the operation of the overcurrent protection function of the forward converter by the conventional current feedback control shown in FIG. Become equal. (B) Operation when a load current exceeding the rating flows; Next, an operation when a load current exceeding the rating flows will be described.

【0039】定格以上の負荷電流が流れた場合には、負
荷電流によって抵抗3に発生する電圧Aは、積分器4に
よって積分され比較器5において基準電源6の基準電圧
Cと比較されて、Dのように“high”状態となる。
さらに、このDの“high”状態は、積分器7によっ
て積分され比較器8において基準電源9の基準電圧Fと
比較され、Gで示されるように“high”状態とな
る。ここで、積分器7の時定数は、前記積分器4の時定
数の約10倍以上とし、立ち上がり部分にのみ作用する
ものであり、前記Aの電圧が所定の値を一定時間以上継
続したときに比較器8の出力が得られる。
When a load current exceeding the rating flows, the voltage A generated in the resistor 3 by the load current is integrated by the integrator 4 and compared with the reference voltage C of the reference power supply 6 by the comparator 5 to obtain D As shown in FIG.
Further, the "high" state of D is integrated by the integrator 7, compared with the reference voltage F of the reference power supply 9 in the comparator 8, and becomes the "high" state as indicated by G. Here, the time constant of the integrator 7 is about 10 times or more the time constant of the integrator 4 and acts only on the rising portion. When the voltage of the A continues a predetermined value for a predetermined time or more, , The output of the comparator 8 is obtained.

【0040】つまり、この比較器8の“high”状態
の出力は、積分器4、7による遅れによって定格以上の
負荷電流が流れ始めてからto時間後となる。
That is, the output of the comparator 8 in the "high" state is to time after the load current exceeding the rated value starts to flow due to the delay caused by the integrators 4 and 7.

【0041】Gの電圧が“high”状態となると、比
較器8→抵抗10→ダイオード11→抵抗12→抵抗3
→グランドのルートで電流が流れ、電流制御のための信
号電圧に直流バイアス電圧が抵抗12に生じる。
When the voltage of G becomes "high", the comparator 8 → the resistor 10 → the diode 11 → the resistor 12 → the resistor 3
→ A current flows through the ground route, and a DC bias voltage is generated in the resistor 12 as a signal voltage for current control.

【0042】Hの電圧はAの電圧にバイアス電圧が加わ
った電圧値となり、比較器13において基準電源14の
基準電圧Iと比較されて電圧Jを出力すると共に、比較
器15においてコンバータの出力電圧と比較されて電圧
Kを“high”状態とする。
The voltage of H becomes a voltage value obtained by adding the bias voltage to the voltage of A, and is compared with the reference voltage I of the reference power supply 14 in the comparator 13 to output the voltage J. And the voltage K is set to a “high” state.

【0043】これによってOR回路17の出力は“hi
gh”状態となり、主スイッチ2を制御してコンバータ
の出力電圧を低下させ、またAの出力も低下する。
As a result, the output of the OR circuit 17 becomes "hi".
gh "state, the main switch 2 is controlled to reduce the output voltage of the converter, and the output of A also decreases.

【0044】コンバータの出力電圧がさらに低下すると
積分器4における出力Bは基準電圧C以下になり、Gの
電圧を“low”状態とする。これによって電圧Jは
“low”状態となる。
When the output voltage of the converter further decreases, the output B of the integrator 4 becomes equal to or lower than the reference voltage C, and the voltage of G becomes "low". As a result, the voltage J is in a “low” state.

【0045】ここで、積分器4、7の積分定数をそれぞ
れτ1 、τ2 とし、τ2 >>τ1 と選んでおくと、時間
遅れtoはおおむね積分器7の積分定数とすることがで
きる。
Here, when the integration constants of the integrators 4 and 7 are τ 1 and τ 2 , respectively, and τ 2 >> τ 1 is selected, the time delay to can be substantially set to the integration constant of the integrator 7. it can.

【0046】したがって、定格以上の負荷電流が流れ始
めてからto時間以内においては、前記図4で示される
回路について説明したように抵抗3と基準電源14の値
で決められる垂下特性を示し、垂下開始電流は次式
(a)で与えられる。なお、コンバータにおける変換に
よる損失は無視している。
Therefore, within the to time period after the load current exceeding the rating starts to flow, the drooping characteristic determined by the values of the resistor 3 and the reference power supply 14 is exhibited as described in the circuit shown in FIG. The current is given by the following equation (a). Note that losses due to conversion in the converter are ignored.

【0047】 Is1=n(VREF /R3 −EDT/2L) …(a) ここで Is1:出力電流の垂下開始値(時刻0→toまで) n:トランスの2次側の巻数を1とした時の1次側の巻
数比 E:コンバータ入力電圧 L:トランスの1次側のインダクタンス T:コンバータの動作周期 D:コンバータのオンデューティー比(無次元) VREF :基準電源14の電圧値 である。
I s1 = n (V REF / R 3 −EDT / 2L) (a) where I s1 : a droop start value of the output current (from time 0 to to) n: the number of turns on the secondary side of the transformer Primary side turns ratio when set to 1 E: Converter input voltage L: Transformer primary side inductance T: Converter operating cycle D: Converter on-duty ratio (dimensionless) V REF : Voltage of reference power supply 14 Value.

【0048】一方、定格以上の負荷電流が流れ始めてか
らto時間経過後の比較器8の出力Gは“high”状
態となるから、比較器8→抵抗10→ダイオード11→
抵抗12→抵抗3→グランドのルートで電流が流れ、電
流制御のための信号電圧に直流バイアス電圧が抵抗12
に生じる。このため、出力電流の垂下開始値は(b)式
で表される。
On the other hand, since the output G of the comparator 8 becomes "high" after the elapse of the to time from the start of the flow of the load current exceeding the rating, the comparator 8 → the resistor 10 → the diode 11 →
A current flows through the route of the resistor 12 → the resistor 3 → the ground, and the DC bias voltage is applied to the signal voltage for the current control.
Occurs. For this reason, the drooping start value of the output current is expressed by equation (b).

【0049】 Is2=n{(VREF −VB )/R3 −EDT/2L} …(b) ただし、VB =R12(Vcc−Vf )/(R10+R12) R10、R12>>R3 ここで、 Is2:時刻to以後の出力電流の垂下開始値 VB :抵抗12に発生するバイアス電圧 Vcc:比較器8の電源電圧 Vf :ダイオード11のフォワード電圧 Rn:抵抗nの値 である。I s2 = n {(V REF −V B ) / R 3 −EDT / 2L} (b) where V B = R 12 (V cc −V f ) / (R 10 + R 12 ) R 10 , wherein R 12 >> R 3, I s2 : droop starting value at time to after the output current V B: bias voltage V cc generated across the resistor 12: the power supply voltage V f of the comparator 8: forward voltage of the diode 11 Rn is the value of the resistor n.

【0050】ここで、式(a)及び式(b)で示される
出力電流の垂下開始値Is1とIs2の比較を行う。
[0050] Here, a comparison of droop starting value I s1 and I s2 of output current represented by the formula (a) and Formula (b).

【0051】先ず、垂下開始値Is1及びIs2の第1項目
を比較すると、垂下開始値Is1の第1項目はnVREF
3 であるのに対して垂下開始値Is2の第1項目はnV
REF/R3 −nVB /R3 であり、明らかに垂下開始値
s2の方がnVB /R3 の分だけ小さい。
[0051] First, comparing the first item of the drooping start value I s1 and I s2, the first item of the droop starting value I s1 is nV REF /
The first item of the droop starting value I s2 whereas a R 3 is nV
REF / R 3 are -nV B / R 3, clearly towards the hanging start value I s2 is smaller by the amount of nV B / R 3.

【0052】また、垂下開始値Is1及びIs2の第2項に
ついて見ると共にnEDT/2Lであるが、定格以上の
負荷電流が流れ始めてからto時間経過するとオンデュ
ーティー比が低下しているため、垂下開始値Is1のED
T/2Lの方が小さくなり垂下開始値を小さくする項と
しては垂下開始値Is1のEDT/2Lの方が大きくな
る。
Further, looking at the second term of the droop start values I s1 and I s2 , it is nEDT / 2L, but the on-duty ratio decreases when the to time elapses after the load current exceeding the rating starts to flow. ED of droop start value Is1
As a term for which T / 2L is smaller and the droop start value is smaller, EDT / 2L of the droop start value Is1 is larger.

【0053】しかし、抵抗12に発生するバイアス電圧
B の値は抵抗値により容易に変更可能であるので、該
バイアス電圧VB の値を大きくとることによって式
(b)の垂下開始値Is2の第1項を十分に小さく、全体
として垂下開始値をIs1>Is2とすることが可能であ
る。
However, since the value of the bias voltage V B generated in the resistor 12 can be easily changed by the resistance value, by increasing the value of the bias voltage V B , the droop start value I s2 of the equation (b) is obtained. Is sufficiently small, and the droop start value can be set to be I s1 > I s2 as a whole.

【0054】したがって、出力電流の垂下開始値Is2
s1の数分の1に選定することにより、ピーク電流値が
s1以下で接続時間が前記to時間以下の出力電流を繰
り返し保障し、かつ負荷短絡や過負荷状態になった場
合、引き戻し保護回路として作動するため、ピーク電流
の数分の1に出力電流を減らすことが可能である。この
様子を図3の本発明の過電流保護回路の垂下特性図に示
す。
[0054] Thus, by selecting the droop starting value I s2 of the output current to a fraction of I s1, the peak current value is repeated guarantees output current connection time is less than said to h I s1 or less, In addition, when a load short circuit or overload occurs, the circuit operates as a pullback protection circuit, so that the output current can be reduced to a fraction of the peak current. This situation is shown in the drooping characteristic diagram of the overcurrent protection circuit of the present invention in FIG.

【0055】つまり、従来の過電流保護機能において
は、図3の実線で示される垂下特性を示し、出力電圧
の変化と共に出力電流が増加して点P1 に至る。この点
1 においては、主スイッチ及び整流ダイオードに流れ
る電流が過大となり電力損失やそれに伴う発熱の問題が
生じることになる。
[0055] That is, in the conventional overcurrent protection function, shows a drooping characteristic shown by the solid line in FIG. 3, from the point P 1 and the output current is increased with changes in the output voltage. In this respect P 1 is the current flowing through the main switch and the rectifier diode will occur heat generation problems associated with the thus power loss and it too.

【0056】これに対して、図3の破線で示される垂下
特性は、本発明の過電流保護回路による垂下特性におい
てtoの時間を経過した場合を示しており、垂下開始値
s2から垂下を開始し点P2 に至る。この点P2 におい
ては、主スイッチ及び整流ダイオードに流れる電流は前
記従来のものと比較して小さくなり、電力損失やそれに
伴う発熱の問題を解消することができる。
[0056] In contrast, drooping characteristic indicated by a broken line in FIG. 3, the drooping characteristics of the overcurrent protection circuit of the present invention shows a case where the elapsed to time, the drooping from drooping start value I s2 start to reach the point P 2. In this respect P 2, the current flowing through the main switch and the rectifier diode becomes small compared to that of the prior art, it is possible to solve the problem of heat generation due to the power loss and it.

【0057】また、ピーク電流値がIs1以下で接続時間
が前記t0 以上の出力電流の場合には、接続時間が前記
0 となったときの出力電流値に応じて一点鎖線〜
の軌跡にしたがって、破線で示される垂下特性となる。
[0057] Further, when the peak current value is connected time I s1 following the t 0 or more output current, dashed line - according to the output current value when the connection time becomes the t 0
, The drooping characteristic indicated by the broken line is obtained.

【0058】また、ピーク電流値がIs1以下で接続時間
が前記t0 以下の出力電流のばあいには、実線で示さ
れる垂下特性の一定電圧の部分を行き来して繰り返し補
償することができる。そして、この時点で負荷短絡や過
負荷状態になった場合には、前記一点鎖線〜の軌跡
にしたがって、引き戻し保護回路として作動する。
[0058] Further, when the peak current value of the connection time is the t 0 less output current I s1 below may be repeatedly compensated traverse the portion of the constant voltage drooping characteristic indicated by a solid line . If a load short circuit or overload occurs at this point, the circuit operates as a pullback protection circuit according to the trajectory indicated by the dashed line.

【0059】なお、応答特性を改善するために積分器7
は信号の立上がりのみに作用し、立下がりについては遅
れのない構成にしておく必要がある。
In order to improve the response characteristics, the integrator 7
Must operate only on the rising edge of the signal and have no delay in the falling edge.

【0060】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形すること
が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するもの
ではない。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be variously modified based on the gist of the present invention, and these are not excluded from the scope of the present invention.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明によ
れば、電流帰還回路によるコンバータにおいて、主スイ
ッチ電流によって抵抗に発生した電圧信号を積分し、比
較器に入力して積分値が一定値以上に達した時に出力を
得、その出力がさらに一定時間持続した時に出力に発生
する回路から得られた電圧により、前記電圧信号にバイ
アスを与えたものを、電流帰還制御における電流帰還信
号としたので、平均出力電流が小さく、かつ、短い接続
時間のピーク出力電流を保障するコンバータに応用した
場合においても、 (1)負荷短絡及び過負荷時の出力電流を大幅に軽減
し、主スイッチ、整流ダイオードの最大電流を抑え、損
失を小さくするので、素子定格容量及び放熱器容量が削
減され、コンバータの小型化、低コスト化が可能にな
る。 (2)過電流を検出してから電流を引込むまでの時間を
数msec〜数10秒まで任意に設定できるので、始動
時に大電流を流す必要のある負荷に対しても良好な始動
特性が補償可能である、等の効果が期待できる。
As described above in detail, according to the present invention, in a converter using a current feedback circuit, a voltage signal generated in a resistor by a main switch current is integrated and input to a comparator so that the integrated value is constant. When the output reaches a value or more, an output is obtained, and when the output continues for a certain period of time, a voltage obtained from a circuit generated at the output is used to apply a bias to the voltage signal as a current feedback signal in current feedback control. Therefore, even when applied to a converter that has a small average output current and guarantees a peak output current in a short connection time, (1) the output current at the time of load short circuit and overload is greatly reduced, and the main switch, Since the maximum current of the rectifier diode is suppressed and the loss is reduced, the element rated capacity and the radiator capacity are reduced, and the converter can be reduced in size and cost. (2) Since the time from when an overcurrent is detected to when the current is drawn can be set arbitrarily from several milliseconds to several tens of seconds, a good starting characteristic is compensated even for a load requiring a large current to flow at the time of starting. It is possible to expect such effects as possible.

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

【図1】本発明の過電流保護回路の実施例を示すブロッ
ク図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an overcurrent protection circuit according to the present invention.

【図2】本発明の過電流保護回路の実施例を示すブロッ
ク図における各部の波形図である。
FIG. 2 is a waveform diagram of each part in a block diagram showing an embodiment of the overcurrent protection circuit of the present invention.

【図3】本発明の過電流保護回路の垂下特性図である。FIG. 3 is a drooping characteristic diagram of the overcurrent protection circuit of the present invention.

【図4】従来の電流帰還制御によるフォワード形コンバ
ータの構成を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a conventional forward converter based on current feedback control.

【図5】図4のブロック図の各部の波形図である。FIG. 5 is a waveform chart of each part of the block diagram of FIG. 4;

【図6】図4のブロック図の各部の波形図である。FIG. 6 is a waveform chart of each part in the block diagram of FIG. 4;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 トランス 2 主スイッチ 3,10,12,23,24,35,38 抵抗 4,7 積分器 5,8 比較器 6,9,14,22,25 基準電源 11 ダイオード 13,15 比較器 17 OR回路 21 OPアンプ 30 フリップフロップ 31 クロック 32 OR回路 33 インバータ 37 整流・平滑回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transformer 2 Main switch 3,10,12,23,24,35,38 Resistance 4,7 Integrator 5,8 Comparator 6,9,14,22,25 Reference power supply 11 Diode 13,15 Comparator 17 OR circuit 21 OP amplifier 30 Flip-flop 31 Clock 32 OR circuit 33 Inverter 37 Rectifier / smoothing circuit

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 電流帰還制御型コンバータの過電流保
護回路において、 (a)主スイッチ電流の電流値と持続時間が設定値を越
えたことを検出する検出手段と、 (b)前記検出手段の出力に基づいた電流信号にDC電
圧を出力電流の垂下開始値を変更することで重畳して信
号レベルを高くしたコンバータの電流帰還信号を制御す
る電流帰還信号制御手段とからなり、 (c)前記設定値の選択によって過電流の検出から負荷
電流の制限までの時間を設定できることを特徴とする過
電流保護回路。
1. An overcurrent protection circuit for a current feedback control type converter, comprising: (a) detecting means for detecting that a current value and a duration of a main switch current have exceeded a set value; DC signal to current signal based on output
Signal by superimposing the output voltage by changing the droop start value of the output current.
Current feedback signal control means for controlling a current feedback signal of a converter having an increased signal level , and (c) a time from detection of an overcurrent to limitation of a load current can be set by selecting the set value. Overcurrent protection circuit.
【請求項2】 電流帰還制御型コンバータの過電流保
護回路において、 (a)主スイッチ電流による電圧信号を積分する第1の
積分器と、 (b)前記第1の積分器の積分値が一定値以上となった
ことを検出する第1の比較器と、 (c)前記第1の比較器の出力が一定時間接続したこと
を検出する第2の積分器とからなり、 (d)前記第2の積分器の出力信号を電流信号にDC電
圧を出力電流の垂下開始値を変更することで重畳して信
号レベルを高くした電流帰還制御における電流帰還信号
のバイアス信号とすることを特徴とする過電流保護回
路。
2. An overcurrent protection circuit for a current feedback control type converter, comprising: (a) a first integrator for integrating a voltage signal due to a main switch current; and (b) an integrated value of the first integrator is constant. (C) a second integrator for detecting that the output of the first comparator has been connected for a predetermined time, and (d) a second integrator for detecting that the output of the first comparator has been connected for a predetermined time. Output signal of the integrator 2 to a DC signal
Voltage by changing the droop start value of the output current.
An overcurrent protection circuit characterized in that it is used as a bias signal for a current feedback signal in current feedback control with a high signal level .
【請求項3】 前記第1の積分器の時定数をコンバー
タ動作周期よりも大きい請求項2記載の過電流保護回
路。
3. The overcurrent protection circuit according to claim 2, wherein a time constant of said first integrator is larger than a converter operation cycle.
【請求項4】 前記第2の積分器の時定数は前記第1
の積分器の時定数よりも大きい請求項2又は3記載の過
電流保護回路。
4. The time constant of said second integrator is equal to said first integrator.
4. The overcurrent protection circuit according to claim 2, wherein the overcurrent protection circuit is larger than a time constant of the integrator.
JP27900692A 1992-10-16 1992-10-16 Overcurrent protection circuit Expired - Lifetime JP3283591B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27900692A JP3283591B2 (en) 1992-10-16 1992-10-16 Overcurrent protection circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27900692A JP3283591B2 (en) 1992-10-16 1992-10-16 Overcurrent protection circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06133545A JPH06133545A (en) 1994-05-13
JP3283591B2 true JP3283591B2 (en) 2002-05-20

Family

ID=17605092

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP27900692A Expired - Lifetime JP3283591B2 (en) 1992-10-16 1992-10-16 Overcurrent protection circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3283591B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4525120B2 (en) * 2004-03-15 2010-08-18 ソニー株式会社 Power supply control device, power supply device, and control method for power supply circuit

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06133545A (en) 1994-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4293902A (en) Transformerless fast current limiter with symetry correction for a switched-mode power supply
TW201025812A (en) DC-DC converter providing soft-start function
JPH0345984B2 (en)
US4148097A (en) DC to DC converter utilizing current control for voltage regulation
JPH0799775A (en) Power source unit
JP3283591B2 (en) Overcurrent protection circuit
JPH08317637A (en) Soft start circuit for switching power-supply device
JPH0851776A (en) Self-excited flyback converter
EP0580237B1 (en) Power factor correction circuit
JPH01311864A (en) Switching system stablizing electric source device
JP3107193B2 (en) DC-DC converter
JP5151966B2 (en) Switching power supply
JP3544370B2 (en) Switching power supply
JP3134913B2 (en) Switching device
JP3161514B2 (en) DC power supply
JPS6335171A (en) Overcurrent protecting circuit for switching power source circuit
JP3239577B2 (en) DC power supply
JP2002142456A (en) Dc power supply apparatus
JPS648525B2 (en)
JPH08317646A (en) Switching power-supply apparatus
JP2513741Y2 (en) Overcurrent detection circuit for switching power supply
JP3129036B2 (en) Switching power supply
JP2554158B2 (en) Mag amplifier circuit
JP2000184702A (en) Power supply equipment
JPH04299061A (en) Power supply

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20020219

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080301

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090301

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100301

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100301

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110301

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110301

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120301

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130301

Year of fee payment: 11

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130301

Year of fee payment: 11