JP3375188B2 - Switching regulator overcurrent protection circuit - Google Patents

Switching regulator overcurrent protection circuit

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JP3375188B2
JP3375188B2 JP00080494A JP80494A JP3375188B2 JP 3375188 B2 JP3375188 B2 JP 3375188B2 JP 00080494 A JP00080494 A JP 00080494A JP 80494 A JP80494 A JP 80494A JP 3375188 B2 JP3375188 B2 JP 3375188B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は過電流保護動作を改善し
たスイッチングレギュレータにおける過電流保護回路に
関するものである。 【0002】 【従来の技術】図4は従来のスイッチングレギュレータ
の過電流保護回路を示す回路図である。図4において、
入力端子101,102の間には入力コンデンサ2が接
続され、この入力端子101は出力トランス7の1次巻
線の一端に接続される。この出力トランス7の1次巻線
の他端はカレントトランス6の1次巻線の一端に接続さ
れ、このカレントトランス6の1次巻線の他端はスイッ
チング素子例えばN型チャネルFETよりなるスイッチ
ング素子8の一端に接続される。このスイッチング素子
8の他端は前記入力端子102に接続されると共にコン
トロールIC14に接続され、このスイッチング素子8
の制御端子はコントロールIC14のドライブ端子DR
に接続される。前記カレントトランス6の2次巻線の一
端は例えばダイオードよりなる整流器5の入力端子に接
続され、この整流器5の出力端子とカレントトランス6
の2次巻線の他端との間にはダミー抵抗4及び平滑コン
デンサ3が並列に接続されると共に整流器5の出力端子
はコントロールIC14のカレントセンサ端子CSに接
続される。前記カレントトランス6の2次巻線の他端は
前記入力端子102に接続される。前記出力トランス7
の2次巻線の一端は例えばダイオードよりなる出力整流
器9の入力端子に接続され、この出力整流器9の出力端
子はチョークコイル11を介して出力端子131に接続
される。前記出力トランス7の2次巻線の他端は出力端
子132に接続され、前記出力トランス7の2次巻線の
他端と出力整流器9の出力端子との間には出力整流器1
0が接続される。前記チョークコイル11及び出力端子
131の接続点と出力端子132との間には出力コンデ
ンサ12が接続され、前記チョークコイル11と出力端
子131の接続点はコントロールIC14に接続され
る。前記出力端子131と132間には負荷Lが接続さ
れる。 【0003】この様に構成されたスイッチングレギュレ
ータ過電流保護回路はカレントトランス6で電流を検知
し、カレントトランス6を流れる電流が所定の値になる
と、整流器5、ダミー抵抗4、コンデンサ3で構成され
た回路によってコントロールIC14のカレントセンサ
端子CSの電圧レベルがコントロールIC14に内蔵さ
れた演算増巾器を動作させるに十分な値となり過電流保
護動作を開始させることとなる。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、負荷L
のインピーダンスが0Ωに近い状態に至るとコントロー
ルIC14のドライブ端子DRから出力されるドライブ
信号のパルス巾がある時点で狭くなりきれない制御不足
状態に達して図3に示す様な出力電流特性となり、出力
電流が増加してスイッチング素子8を破損してしまうこ
とがあった。 【0005】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、過電流保護動作をより確実に実行して出力電流特性
を改善しスイッチング素子の破損を防止し得るスイッチ
ングレギュレータの過電流保護回路を提供することを目
的とする。 【0006】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、出力トランスに接続されたスイッチング素
子を流れる電流が所定値になると、前記スイッチング素
子を制御するコントロールICの演算増巾器が動作して
過電流保護動作をするスイッチングレギュレータの過電
流保護回路において、前記コントロールICから出力さ
れるドライブ信号の制御不足により出力電流が所定値に
増加したときに前記演算増巾器のコンペセンション端子
をローレベルにする制御回路を設けたことを特徴とする
ものである。 【0007】 【作用】上記手段により本発明は、コントロールICか
ら出力されるドライブ信号の制御不足により出力電流が
所定値に増加したときにスイッチング素子を制御するコ
ントロールICを構成する演算増巾器のコンペセンショ
ン端子をローレベルにすることにより、過電流保護動作
をより確実に実行して出力電流特性を改善しスイッチン
グ素子の破損を防止する。 【0008】 【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に
説明する。図1は本発明の一実施例を示す回路図であ
る。図1において、入力端子101,102の間には入
力コンデンサ2が接続され、この入力端子101は出力
トランス7の1次巻線の一端に接続される。この出力ト
ランス7の1次巻線の他端はカレントトランス6の1次
巻線の一端に接続され、このカレントトランス6の1次
巻線の他端はスイッチング素子例えばN型チャネルFE
Tよりなるスイッチング素子8の一端に接続される。こ
のスイッチング素子8の他端は前記入力端子102に接
続されると共にコントロールIC14に接続され、この
スイッチング素子8の制御端子はコントロールIC14
のドライブ端子DRに接続される。前記カレントトラン
ス6の2次巻線の一端は例えばダイオードよりなる整流
器5の入力端子に接続され、この整流器5の出力端子と
カレントトランス6の2次巻線の他端との間にはダミー
抵抗4及び平滑コンデンサ3が並列に接続されると共に
整流器5の出力端子はコントロールIC14のカレント
センサ端子CSに接続される。前記カレントトランス6
の2次巻線の他端は前記入力端子102に接続される。
前記出力トランス7の2次巻線の一端は例えばダイオー
ドよりなる出力整流器9の入力端子に接続され、この出
力整流器9の出力端子はチョークコイル11を介して出
力端子131に接続される。前記出力トランス7の2次
巻線の他端は出力端子132に接続され、前記出力トラ
ンス7の2次巻線の他端と出力整流器9の出力端子との
間には出力整流器10が接続される。前記チョークコイ
ル11及び出力端子131の接続点と出力端子132と
の間には出力コンデンサ12が接続され、前記チョーク
コイル11と出力端子131の接続点はコントロールI
C14に接続される。前記出力端子131と132間に
は負荷Lが接続される。前記整流器5の出力端子はダイ
オード15のカソードに接続され、このダイオード15
のアノードは抵抗器19を介してコントロールIC14
の基準電圧端子REFに接続されると共にダイオード1
6のアノードに接続される。このダイオード16のカソ
ードは抵抗器21を介して入力端子102に接続されと
共に演算増巾器17の一方の入力端子に接続され、この
演算増巾器17の他方の入力端子は可変抵抗器23の可
変端子に接続される。この可変抵抗器23の一方の固定
端子は入力端子102に接続され、可変抵抗器23の他
方の固定端子は抵抗器22を介してコントロールIC1
4の基準電圧端子REFに接続される。前記演算増巾器
17は、一方の電源端子がコントロールIC14の基準
電圧端子REFに接続され、他方の電源端子が入力端子
102に接続される。前記演算増巾器17の出力端子は
抵抗器20を介してPNP型トランジスタ18のベース
に接続され、このPNP型トランジスタ18のエミッタ
はコントロールIC14を構成する演算増巾器のコンペ
センション端子VEに接続され、このPNP型トランジ
スタ18のコレクタは入力端子102に接続される。 【0009】即ち、スイッチングレギュレータ過電流保
護回路はカレントトランス6で電流を検知し、カレント
トランス6を流れる電流が所定の値になると、整流器
5、ダミー抵抗4、コンデンサ3で構成された回路によ
ってコントロールIC14のカレントセンサ端子CSの
電圧レベルがコントロールIC14に内蔵されたカレン
トセンサ用演算増巾器を動作させるに十分な値となり過
電流保護動作を開始させる。 【0010】ここで、前記整流器5の出力端子の電圧を
V1,前記ダイオード15のアノードの電圧をVZ3,
前記演算増巾器17の一方の入力端子の電圧をV2,前
記演算増巾器17の他方の入力端子の電圧をVZ1とす
る。しかして、負荷Lのインピーダンスが0Ωに近い状
態に至るとコントロールIC14のドライブ端子DRか
ら出力されるドライブ信号のパルス巾がある時点で狭く
なりきれない制御不足状態に達し出力電流が増加して、
前記整流器5の出力端子電圧V1がコントロールIC1
4のカレントセンサ端子CSの電圧レベル以上となった
時点より負荷電流が一定となり出力電圧低下が始まる。
次に、前記コントロールICから出力されるドライブ信
号の制御不足により出力電流が増加し、前記整流器5の
出力端子電圧V1のレベルが前記ダイオード15のアノ
ード電圧VZ3以上(V1>VZ3)となった時点で、
前記演算増巾器17の一方の入力端子電圧V2が前記演
算増巾器17の他方の入力端子電圧VZ1以上(V2>
VZ1)となった時から演算増巾器17の出力が反転し
PNP型トランジスタ18がオンして、コントロールI
C14のカレントセンサ用演算増巾器のコンペセンショ
ン端子VEをローレベル(LOWレベル)に下げ図2に
示すような出力電流特性を得ることができスイッチング
素子8の破損を防止する。 【0011】 【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、コン
トロールICから出力されるドライブ信号の制御不足に
より出力電流が所定値に増加したときにスイッチング素
子を制御するコントロールICを構成する演算増巾器の
コンペセンション端子をローレベルにすることにより、
過電流保護動作をより確実に実行して出力電流特性を改
善しスイッチング素子の破損を防止する。このように、
スイッチング素子の破損を防ぎ品質的にきわめて信頼の
高いスイッチングレギュレータを提供できる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an overcurrent protection circuit in a switching regulator having an improved overcurrent protection operation. 2. Description of the Related Art FIG. 4 is a circuit diagram showing a conventional overcurrent protection circuit of a switching regulator. In FIG.
The input capacitor 2 is connected between the input terminals 101 and 102, and the input terminal 101 is connected to one end of the primary winding of the output transformer 7. The other end of the primary winding of the output transformer 7 is connected to one end of the primary winding of the current transformer 6, and the other end of the primary winding of the current transformer 6 is a switching element such as an N-channel FET. Connected to one end of element 8. The other end of the switching element 8 is connected to the input terminal 102 and to the control IC 14.
Is the drive terminal DR of the control IC 14.
Connected to. One end of a secondary winding of the current transformer 6 is connected to an input terminal of a rectifier 5 composed of, for example, a diode.
A dummy resistor 4 and a smoothing capacitor 3 are connected in parallel with the other end of the secondary winding, and an output terminal of the rectifier 5 is connected to a current sensor terminal CS of the control IC 14. The other end of the secondary winding of the current transformer 6 is connected to the input terminal 102. The output transformer 7
Is connected to an input terminal of an output rectifier 9 composed of, for example, a diode, and an output terminal of the output rectifier 9 is connected to an output terminal 131 via a choke coil 11. The other end of the secondary winding of the output transformer 7 is connected to an output terminal 132, and the output rectifier 1 is connected between the other end of the secondary winding of the output transformer 7 and the output terminal of the output rectifier 9.
0 is connected. An output capacitor 12 is connected between a connection point between the choke coil 11 and the output terminal 131 and the output terminal 132, and a connection point between the choke coil 11 and the output terminal 131 is connected to the control IC 14. A load L is connected between the output terminals 131 and 132. [0003] The switching regulator overcurrent protection circuit configured as described above detects a current with the current transformer 6 and comprises a rectifier 5, a dummy resistor 4 and a capacitor 3 when the current flowing through the current transformer 6 reaches a predetermined value. With this circuit, the voltage level of the current sensor terminal CS of the control IC 14 becomes a value sufficient to operate the operational amplifier built in the control IC 14, and the overcurrent protection operation is started. [0004] However, the load L
When the impedance of the drive signal reaches a state close to 0Ω, the pulse width of the drive signal output from the drive terminal DR of the control IC 14 reaches a control insufficient state where the pulse width cannot be narrowed at a certain point in time. In some cases, the output current increased and the switching element 8 was damaged. The present invention has been made in view of the above circumstances, and an overcurrent protection circuit for a switching regulator that can more reliably execute an overcurrent protection operation to improve output current characteristics and prevent damage to a switching element. The purpose is to provide. [0006] In order to achieve the above object, the present invention provides a control IC for controlling a switching element when a current flowing through the switching element connected to an output transformer has a predetermined value. In an overcurrent protection circuit of a switching regulator in which an amplifier operates to perform an overcurrent protection operation, the operation amplifier is provided when an output current increases to a predetermined value due to insufficient control of a drive signal output from the control IC. And a control circuit for setting the competition terminal to a low level. According to the present invention, there is provided an operational amplifier comprising a control IC for controlling a switching element when an output current increases to a predetermined value due to insufficient control of a drive signal output from a control IC. By setting the compensation terminal to the low level, the overcurrent protection operation is performed more reliably, the output current characteristics are improved, and the switching element is prevented from being damaged. An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention. In FIG. 1, an input capacitor 2 is connected between input terminals 101 and 102, and the input terminal 101 is connected to one end of a primary winding of an output transformer 7. The other end of the primary winding of the output transformer 7 is connected to one end of the primary winding of the current transformer 6, and the other end of the primary winding of the current transformer 6 is connected to a switching element such as an N-type channel FE.
It is connected to one end of a switching element 8 made of T. The other end of the switching element 8 is connected to the input terminal 102 and to the control IC 14, and the control terminal of the switching element 8 is connected to the control IC 14
Drive terminal DR. One end of the secondary winding of the current transformer 6 is connected to an input terminal of a rectifier 5 composed of, for example, a diode. A dummy resistor is provided between the output terminal of the rectifier 5 and the other end of the secondary winding of the current transformer 6. 4 and the smoothing capacitor 3 are connected in parallel, and the output terminal of the rectifier 5 is connected to the current sensor terminal CS of the control IC 14. The current transformer 6
The other end of the secondary winding is connected to the input terminal 102.
One end of a secondary winding of the output transformer 7 is connected to an input terminal of an output rectifier 9 made of, for example, a diode, and an output terminal of the output rectifier 9 is connected to an output terminal 131 via a choke coil 11. The other end of the secondary winding of the output transformer 7 is connected to an output terminal 132, and the output rectifier 10 is connected between the other end of the secondary winding of the output transformer 7 and the output terminal of the output rectifier 9. You. An output capacitor 12 is connected between a connection point between the choke coil 11 and the output terminal 131 and the output terminal 132, and a connection point between the choke coil 11 and the output terminal 131 is a control I.
Connected to C14. A load L is connected between the output terminals 131 and 132. The output terminal of the rectifier 5 is connected to the cathode of a diode 15,
Is connected to a control IC 14 via a resistor 19.
Connected to the reference voltage terminal REF of the
6 is connected to the anode. The cathode of the diode 16 is connected to the input terminal 102 via the resistor 21 and to one input terminal of the operational amplifier 17. The other input terminal of the operational amplifier 17 is connected to the variable resistor 23. Connected to the variable terminal. One fixed terminal of the variable resistor 23 is connected to the input terminal 102, and the other fixed terminal of the variable resistor 23 is connected to the control IC 1 via the resistor 22.
4 is connected to the reference voltage terminal REF. The operational amplifier 17 has one power terminal connected to the reference voltage terminal REF of the control IC 14 and the other power terminal connected to the input terminal 102. The output terminal of the operational amplifier 17 is connected to the base of a PNP transistor 18 via a resistor 20, and the emitter of the PNP transistor 18 is connected to the competition terminal VE of the operational amplifier constituting the control IC 14. The collector of the PNP transistor 18 is connected to the input terminal 102. That is, the switching regulator overcurrent protection circuit detects a current with the current transformer 6 and, when the current flowing through the current transformer 6 reaches a predetermined value, is controlled by a circuit composed of the rectifier 5, the dummy resistor 4 and the capacitor 3. The voltage level of the current sensor terminal CS of the IC 14 becomes a value sufficient to operate the current sensor operational amplifier built in the control IC 14, and the overcurrent protection operation is started. The voltage at the output terminal of the rectifier 5 is V1, the voltage at the anode of the diode 15 is VZ3,
The voltage at one input terminal of the operational amplifier 17 is V2, and the voltage at the other input terminal of the operational amplifier 17 is VZ1. Therefore, when the impedance of the load L reaches a state close to 0Ω, the pulse width of the drive signal output from the drive terminal DR of the control IC 14 reaches a control insufficient state where the pulse width cannot be narrowed at a certain point, and the output current increases.
The output terminal voltage V1 of the rectifier 5 is the control IC1
The load current becomes constant from the time when the voltage level of the current sensor terminal 4 becomes equal to or higher than 4, and the output voltage decreases.
Next, when the output current increases due to insufficient control of the drive signal output from the control IC, and the level of the output terminal voltage V1 of the rectifier 5 becomes higher than the anode voltage VZ3 of the diode 15 (V1> VZ3). so,
The one input terminal voltage V2 of the operational amplifier 17 is equal to or higher than the other input terminal voltage VZ1 of the operational amplifier 17 (V2>
VZ1), the output of the operational amplifier 17 is inverted, the PNP transistor 18 is turned on, and the control I
The compensation terminal VE of the operational amplifier for the current sensor of C14 is lowered to a low level (LOW level), so that the output current characteristic as shown in FIG. 2 can be obtained and the switching element 8 is prevented from being damaged. As described above, according to the present invention, a control IC for controlling a switching element when an output current increases to a predetermined value due to insufficient control of a drive signal output from the control IC. By setting the competition terminal of the operational amplifier to low level,
An overcurrent protection operation is more reliably performed to improve output current characteristics and prevent switching elements from being damaged. in this way,
It is possible to provide a switching regulator that prevents damage to the switching element and that is extremely reliable in quality.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の一実施例を示す回路図である。 【図2】図1の回路の出力電流ー出力電圧特性図であ
る。 【図3】従来のスイッチングレギュレータの過電流保護
回路の出力電流ー出力電圧特性図である。 【図4】従来のスイッチングレギュレータの過電流保護
回路を示す回路図である。 【符号の説明】 101,102…入力端子、2…入力コンデンサ、3…
平滑コンデンサ、4…ダミー抵抗、5…整流器、6…カ
レントトランス、7…出力トランス、8…スイッチング
素子、9,10…出力整流器、11…チョークコイル、
12…出力コンデンサ、131,132…出力端子、1
4…コントロールIC、15,16…ダイオード、17
…演算増巾器、18…PNP型トランジスタ、19,2
0,21,22…抵抗器、23…可変抵抗器。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention. FIG. 2 is an output current-output voltage characteristic diagram of the circuit of FIG. 1; FIG. 3 is an output current-output voltage characteristic diagram of an overcurrent protection circuit of a conventional switching regulator. FIG. 4 is a circuit diagram showing a conventional overcurrent protection circuit of a switching regulator. [Description of Signs] 101, 102: input terminals, 2: input capacitors, 3 ...
Smoothing capacitor, 4 dummy resistor, 5 rectifier, 6 current transformer, 7 output transformer, 8 switching element, 9, 10 output rectifier, 11 choke coil,
12: output capacitor, 131, 132: output terminal, 1
4: Control IC, 15, 16: Diode, 17
... Operational amplifier, 18 ... PNP transistor, 19,2
0, 21, 22, ... resistors, 23 ... variable resistors.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 3/28 G05F 1/56 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02M 3/28 G05F 1/56

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 出力トランスに接続されたスイッチング
素子を流れる電流が所定値になると、前記スイッチング
素子を制御するコントロールICの演算増巾器が動作し
て過電流保護動作をするスイッチングレギュレータの過
電流保護回路において、前記コントロールICから出力
されるドライブ信号の制御不足により出力電流が所定値
に増加したときに前記演算増巾器のコンペセンション端
子をローレベルにする制御回路を設けたことを特徴とす
るスイッチングレギュレータの過電流保護回路。
(57) [Claim 1] When a current flowing through a switching element connected to an output transformer reaches a predetermined value, an operational amplifier of a control IC for controlling the switching element operates to cause an overcurrent. In the overcurrent protection circuit of the switching regulator performing the protection operation, when the output current increases to a predetermined value due to insufficient control of the drive signal output from the control IC, the competition terminal of the operational amplifier is set to a low level. An overcurrent protection circuit for a switching regulator, comprising:
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